TWI489235B - 數值控制裝置 - Google Patents

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TWI489235B
TWI489235B TW101125668A TW101125668A TWI489235B TW I489235 B TWI489235 B TW I489235B TW 101125668 A TW101125668 A TW 101125668A TW 101125668 A TW101125668 A TW 101125668A TW I489235 B TWI489235 B TW I489235B
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Kenji Nishiwaki
Shuichi Arata
Tomonori Sato
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

數值控制裝置
本發明係關於一種數值控制裝置，尤其是控制工作機械以對主軸位置與進給軸位置能進行同步控制而進行攻螺紋加工(tapping)者。
在以往，由於加工的高速/高精密度化之要求，而在攻螺紋加工中亦強烈地要求其高速/高精密度化。為了高速/高精密度化，在攻螺紋加工中雖實施使主軸與進給軸同步而進行加工之同步攻螺紋加工，惟係有作為用以達成該同步攻螺紋加工之高速化及精密度提升之方式之各種提案。
就進行攻螺紋加工之數值控制裝置之例而言，係公開有因應螺紋間隔(screw pitch)及周速而決定加減速時間常數，而可達到防止主軸的高速旋轉時之過度調整(overshooting)及縮短化低速旋轉時之加工時間的數值控制裝置(參照專利文獻1)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平7-112322號公報
在如上述之以往的數值控制裝置中於將周速設定為相同值時，由於在所指定之螺紋攻的螺紋間隔較小時主軸的 旋轉會變大，故將時間常數設為較大，而在螺紋間隔較大時將時間常數設為較小。在上述先前技術之情形，係將時間常數決定為T=KPF---(1)。其中，K雖為依存於主軸馬達的最高旋轉數及最大時間常數之常數，P為間隔依存係數，F為周速，惟若對該等式進行變換則在最後時間常數T係成為T=kS---(2)時間常數T係與主軸旋轉數S成比例。並且，k係為常數。亦即，係單純地與進行固定斜度加減速為同義，且固定斜度加減速控制係揭示於日本特開昭63-123605號公報。
然而，前述文獻係藉由主軸的旋轉速度S而決定時間常數，並未考慮攻螺紋加工時之切削負荷等，而在以所決定之時間常數進行攻螺紋加工時會變得過負荷，無法進行精密度較佳之加工。
一般在進行攻螺紋加工時，於螺紋間隔較大，亦即工具徑較大時，由於每轉一圈之切削量較多故承受有切削負荷。攻螺紋加工時的切削負荷的轉矩(torque)雖有螺紋攻之切削角的大小、被削材、及導孔徑的大小等各種要因，惟一般而言已習知切削轉矩係與螺紋攻的外徑的三次方成比例。
再者，於驅動部之馬達(motor)係定有轉矩的上限值，且可將從馬達的最大轉矩減去攻螺紋加工之切削轉矩而殘留之轉矩作為加減速時之轉矩使用。
因此，在進行各種徑之攻螺紋加工時，在螺紋攻徑較大時必須使加減速時的速度斜度變小，而有以該斜度的設定進行較小攻螺紋徑之加工時加工時間變長之問題。
再者，在螺紋攻徑較小之情形時的斜度設定中，係有在進行螺紋攻徑較大之加工時加工精密度變差之問題。
本發明係為了解決上述之問題點而研創者，提供一種數值控制裝置，係無關於螺紋攻工具徑的大小，而能精密度良好且以適當的加工時間進行攻螺紋加工。
為了解決上述課題，本發明之數值控制裝置為藉由使主軸移動與進給軸移動同步而進行攻螺紋加工者，係包括：程式(program)解析部，係解析讀入之加工程式，並取出攻螺紋加工之螺紋關聯資訊；斜度決定部，依據於前述程式解析部中所得到之螺紋關聯資訊而決定主軸及進給軸的移動速度的加速度；以及內插/加減速處理部，係使用前述斜度決定部所決定之加速度來製作主軸及進給軸的移動指令；且前述斜度決定部係將主軸或進給軸的加減速時的加速度設為因應螺紋攻工具徑而可變。
再者，本發明之數值控制裝置中，前述螺紋關聯資訊係工具編號、螺絲名稱及螺紋間隔中之任意者；前述斜度決定部係依據前述工具編號、螺絲名稱及螺紋間隔中之任一者而取得螺紋攻工具徑。
再者，本發明之數值控制裝置中，前述斜度決定部係依據螺紋攻工具徑而求取切削負荷轉矩，並藉由從馬達的 最大轉矩中減去該所求出之切削負荷轉矩而得到之轉矩來決定加速度。
再者，本發明之數值控制裝置係具備：同步誤差演算部，係依據由主軸驅動部及進給軸驅動部所得到之檢測位置資訊而演算攻螺紋加工時的同步誤差；以及斜度調整部，在由該同步誤差演算部所得到之同步誤差若比容許值更大時，則將由前述斜度決定部所算出之加速度以朝減小之方向進行調整。
再者，本發明之數值控制裝置係具備：同步誤差演算部，係依據由主軸驅動部及進給軸驅動部所得到之檢測位置資訊而演算攻螺紋加工時的同步誤差；以及斜度調整部，在由該同步誤差演算部所得到之同步誤差若比容許值更小時，則將由前述斜度決定部所算出之加速度以朝增大之方向進行調整。
依據本發明，係無關於螺紋攻工具徑的大小，而能精密度良好且以適當的加工時間進行攻螺紋加工。
再者，依據本發明，由於進行加速度修正，故無關於螺紋攻工具徑的大小，而能精密度良好且以適當的加工時間進行攻螺紋加工。
再者，依據本發明，由於並非單純地進行加速度修正，而是僅於能精密度良好且以適當的加工時間進行攻螺紋加工之情形進行加速度修正，故能精密度良好且以更適當的加工時間進行攻螺紋加工，且不會由於進行加工速度修正 而導致加工精密度之下降及或加工時間變長。
 實施例1
以下係使用第1圖至第6圖說明本發明的實施例1。
第1圖係顯示本發明的實施例1之數值控制系統的構成之方塊(block)圖，1係顯示數值控制裝置，2係顯示驅動部。12係讀取/解析加工程式11，並取出攻螺紋加工之工具編號、螺絲名稱、螺紋的間隔等關聯於螺紋之螺紋關聯資訊之程式解析部。
30係記憶以後述之斜度決定部14來決定主軸及進給軸的加減速時的加速度時所需要之螺紋資訊、主軸馬達、進給軸馬達所固有之資訊等之記憶部。所謂螺紋資訊係工具形狀資訊、螺紋形狀資訊、切削負荷資訊。工具形狀資訊係如第2圖所示之對應於工具號碼之至少包含工具徑的資訊之工具的形狀及尺寸，例如為工具徑及工具長，或工具的材質、種類及形狀，工具的磨耗量及使用時間等。再者，螺紋形狀資訊係如第3圖所示之對應於螺絲名稱之至少包含螺紋間隔的資訊之螺紋的形狀及尺寸，例如為螺紋間隔、螺絲的外徑、內徑、齒合高度、螺紋峰數量、螺絲名稱等。再者，所謂切削負荷資訊係用以決定關於切削負荷之係數之資訊，例如為螺紋峰的半角、屬於依據被切削材之切削材阻力係數之比被切削材阻力、以螺紋攻形狀及被切削材所決定之修正係數、依據切屑之切削阻力係數等。
並且，第2圖所示之工具形狀資訊係利用(沿用)就數 值控制裝置而言為必需之工具管理功能之資訊。再者，該工具形狀資訊係藉由前述工具管理功能，而由畫面及加工程式而予以輸入。
再者，第3圖所示之螺紋形狀資訊例係顯示公制粗牙螺絲(JIS B0205)的規格螺絲之情形。
再者，14係依據於程式解析部12中所得到之工具編號及螺絲名稱等相關資訊，且參照記憶於記憶部30之工具徑(螺紋攻外徑)等而決定主軸及進給軸的加減速時的加速度之斜度決定部。16係依據驅動部2的主軸馬達及進給軸馬達之檢測器之回饋(feedback)資訊(檢測位置資訊)而計算同步誤差之同步誤差演算部，並取得移動指令值與檢測器之檢測位置資訊之差分的絕對值作為同步誤差。15係依據於同步誤差演算部16中所計算之同步誤差及在斜度決定部14中所求得之加減速時的加速度，而調整加減速時的加速度之斜度調整部。13係使用程式解析部12所解析之加工指令及由斜度調整部15所調整之加減速時之加速度，而製作主軸馬達及進給軸馬達的移動指令之內插/加減速處理部。
17係接收由內插/加減速處理部13所製作之移動指令，並使電流流向由主軸馬達及檢測器所構成之主軸驅動部19之主軸控制部，18係接收內插/加減速處理部13所製作之移動指令，而將電流流向進給軸馬達及檢測器所構成之進給軸驅動部20之進給軸控制部。
並且，數值控制裝置1的硬體(hardware)構成係與由 CPU(Central processing unit)、記憶體(memory)等所構成之一般的數值控制裝置的硬體構成為同樣者，再者，程式解析部12、內插/加減速處理部13、斜度決定部14、斜度調整部15以及同步誤差演算部16係由軟體(software)所構成。再者，驅動部2的硬體構成亦與由CPU、記憶體等所構成之一般的驅動部的硬體構成為同樣者。
101係於程式解析部12中經過解析之加工指令。102係於程式解析部12中所得到之攻螺紋加工之工具編號、螺絲名稱、螺紋的間隔等關聯於螺紋之螺紋關聯資訊，103係於斜度決定部14中所決定之加減速時的加速度。104係於同步誤差演算部16中所計算之同步誤差資訊，105係於斜度調整部15中經過調整之加減速時的加速度。106係於內插/加減速處理部13中所製作之主軸馬達的移動指令，107係於內插/加減速處理部13中所製作之進給軸馬達的移動指令。108係從主軸控制部17流向主軸驅動部19之電流，109係從進給軸控制部18流向進給軸驅動部20之電流，110係主軸驅動部19之檢測器的回饋位置/速度資訊及實際加工時的轉矩資訊，111係進給軸驅動部20之檢測器的回饋位置/速度資訊及實際加工時的轉矩資訊，120係螺紋資訊。
實施例1之數值控制系統係以以上方式構成，並以第5圖所示之方式進行動作。
首先於第5圖的步驟S1中，斜度決定部14係決定因應工具徑(螺紋攻外徑)之加減速速度的斜度。具體而言， 係以接著之方式由斜度決定部14決定因應工具徑(螺紋攻外徑)之加減速速度的斜度。
亦即，在讀入例如第4圖之包含攻螺紋加工指令(G84指令)之加工程式11時，於程式解析部12中對該程式進行解析，並取出所使用之工具編號(T2)。斜度決定部14係依據所取出之工具編號而從第2圖所示之工具形狀資訊中取得工具徑。例如，工具編號為T2時，取得8mm之工具徑。
並且，第4圖的加工程式係如下述所示。
亦即，T2為工具編號2之指定，M6為使工具編號2進行工具交換之指令，S3000係主軸的旋轉數(3000rpm)之指令，G84係攻螺紋加工指令，X/Y/Z係攻螺紋加工位置(X0，Y0，Z-30)之指令，F係間隔(1.25)之指令。
再者，在加工程式11的攻螺紋指令時或在之前直接指定工具徑時，斜度決定部14係可不參照第2圖所示之工具形狀資訊而取得工具徑。
再者，如第2圖之工具編號3所示，於工具形狀資訊中未設定工具徑時，程式解析部12係從第4圖之加工程式11取出其螺紋間隔(F1.25)，斜度決定部14係依據該取出之螺紋間隔而從第3圖所示之螺紋形狀資訊取得螺絲外徑8mm，並將該外徑視為工具徑。
再者，於第4圖所示之加工程式11中，在並非螺紋間隔而是指令螺絲名稱作為螺紋形狀資訊時(雖未圖示惟例如係指令螺絲名稱M8時)，程式解析部12係從第4圖的加工程式11中取出該螺絲名稱(M8)，斜度決定部14係依據 該取出之螺絲名稱而從第3圖所示之螺紋形狀資訊中取得螺絲外徑(8mm)，並將該外徑視為工具徑。
再者，於第4圖所示之加工程式11中，在尚未指定螺絲名稱及螺紋間隔等螺紋形狀資訊時，程式解析部12係使用加工程式11所指令之主軸旋轉數及進給速度等並藉由計算來求取螺紋間隔，且斜度決定部14係依據該經過計算之螺紋間隔而從第3圖所示之螺紋形狀資訊中取得螺絲外徑，並將該外徑視為工具徑。
並且，如第3圖的螺紋間隔「1.0」之部分可觀察到，斜度決定部14係在依據所取出(或所計算)之螺紋間隔而藉由第3圖的螺紋形狀資訊來求取螺絲外徑時，係有從相同的螺紋間隔可得到複數個螺絲外徑之情形。雖不論選擇所取得之複數個螺絲外徑之何者皆可，惟在本實施例中係選擇螺絲外徑較大者。此係由於藉由選擇較大之螺絲外徑，係可在斜度決定部14將切削負荷計算得較大，故加減速速度的斜度係變小而可確保精密度。
再者，於第4圖所示之加工程式11指定螺絲名稱、螺紋間隔等螺紋形狀資訊時，或在雖於第4圖所示之加工程式11未指定螺絲名稱、螺紋間隔等螺紋形狀資訊，惟程式解析部12係使用加工程式11所指令之主軸旋轉速及進給速度並藉由計算而可求得螺紋間隔時等情形，由於可從第3圖所示之螺紋形狀資訊取得螺絲外徑(工具徑)，故無須刻意將第2圖所示之工具形狀資訊記憶於記憶部30。
雖未圖示，惟以前述之方式取得工具徑(螺紋攻外徑) 之斜度決定部14係藉由所取得之工具徑，而從求取因應工具徑之主軸加速度之表格(table)而取得主軸加速度。
再者，在進一步正確地求取加速度時，係如下述之方式藉由螺紋攻切削轉矩而取得主軸的加減速速度。
亦即，使用該取得之工具徑(螺紋攻外徑)、切削負荷係數及攻螺紋的導孔徑，而藉由下述之式(3)求得攻螺紋加工時之切削轉矩。
Tq =Kq ×(D-Do )2 ×(D+2Do )---(3)
其中，Tq 係切削轉矩、Kq 係切削負荷係數、D係外徑、Do 係導孔徑。
由於切削負荷係數係從記憶部30讀出，再者導孔徑係在攻螺紋指令時為在事前進行鑽孔(drill)加工，故依據由程式解析部12所得到之鑽孔加工時的工具形狀資訊進行計算而取得。
並且，在不會得到鑽孔加工的資訊時，只要使用記憶於記憶部30之母螺紋的內徑容許臨限尺寸，或設定齒合率即可藉由下式而算出。
Du =D-Ku ×P×H---(4)
其中，Du 係導孔徑、D係外徑、Ku 係齒合率算出係數、P係螺紋間隔、H係齒合率。
並且，以前述之方式取得攻螺紋加工時之切削轉矩Tq 之斜度決定部14係依據慣性(inertia)等主軸馬達所固有之資訊，從主軸馬達的最大轉矩減去所計算之前述螺紋攻的切削轉矩，並以殘留之轉矩決定主軸的可加速之加速 度。並且，由於進給軸的加速度係起因於主軸的加速度，故係以進給軸匹配於與主軸同步之比率之方式而決定加速度。
如上述之說明，在第5圖的步驟S1中，係求取因應工具徑(螺紋攻外徑)之加減速速度的斜度。
該所決定之加減速速度資訊係經由斜度調整部15而輸出至內插/加減速處理部13，內插/加減速處理部13係依據該資訊製作施加預定的加減速控制之主軸馬達及進給軸馬達的移動指令資訊，並輸出至主軸控制部17及進給軸控制部18。主軸馬達及進給軸馬達係依據主軸控制部18及進給軸控制部18的輸出，而進行預定的加減速控制。
螺紋攻外徑較大時由於切削負荷轉矩較大，故主軸馬達可使用於加減速之上限轉矩係減少，且加速度的斜度係變小。另一方面，螺紋攻外徑較小時由於切削負荷轉矩變小，故可使用於加減速之轉矩係增加，而可加大加速度的斜度。
第6圖係專利文獻1等之斜度固定之加減速控制時之加減速的速度波形與本發明之實施例1之速度波形之比較圖。
在使用如201之大徑的工具進行攻螺紋加工時，係將馬達不會成為過負荷之速度波形設為203。在該大徑的攻螺紋加工時的斜度設定下中，如以202之小徑的工具進行攻螺紋加工時，於以斜度固定加減速進行加減速之情形係如204，變為與203相同斜度之速度波形。另一方面，在 本發明之加減速方式之情形，大徑工具201之情形的斜度與小徑工具202之情形的斜度係不同，由於在小徑工具202之情形係比在大徑工具201之加工時其切削負荷轉矩較小，而可在加減速時將加速度設為較大，故可維持加工精度且加工時間與以往的斜度固定加減速方式相比係更為縮短。
然而，使用於斜度決定部14中所算出之斜度(加速度)而控制主軸馬達及進給軸馬達時，在比起所算出之值切削條件不同而切削負荷較高(例如，由於每個工具之徑的不同及加工所導致之工具磨耗、切削屑的堆積、切削油的傳導方式等各種要因而切削負荷變高)時，係有無法取得同步精密度之情事。反過來說在切削負荷比所算出之值更小時，雖然儘管可保持加工精密度並縮短加工時間，但卻使加工時間變長之情形。
為改善該情形，斜度調整部15及同步誤差演算部16係進行第5圖的步驟S2至步驟S5之動作，而調整為最適合之加減速速度。
亦即，在攻螺紋加工開始時，於步驟S1中斜度決定部14雖依據螺紋資訊求取加減速速度的斜度(加速度)，並以該求得之加速度進行攻螺紋加工，惟在進行該攻螺紋加工時，同步誤差演算部16係輸入驅動部2的主軸馬達及進給軸馬達之檢測位置資訊，且進行同步誤差是否落在所設定之容許範圍值以內之判定，並將該結果輸出至斜度調整部15(步驟S2)。在此，同步誤差演算部16係計算主軸位置 與進給軸位置之差，且在此係回傳主軸位置與進給軸位置之差的絕對值。再者，容許值係可由使用者設定容許誤差的值。再者，在尚未設定容許誤差之情形中，容許誤差雖未特別記載於表上，惟係設為使用螺絲的規格尺寸容許差等。
於步驟S2中，若同步誤差未落在容許值內，則切換至步驟S4，由斜度調整部15進行斜度修正使加速度變小。
反過來說，若同步誤差落在容許值以內，則切換至步驟S3。於步驟S3中係進行是否可更加加大加速度以用以縮短加工時間之判定。並且該判定係藉由由驅動部19、20取得實際加工時之轉矩，並對該取得之轉矩與前述所計算之轉矩進行比較而進行。若使實際加工時的轉矩比前述所計算之轉矩更小並能夠增大加速度，則切換至步驟S5並進行增大加速度之修正。
於步驟S3中，在判斷為不能進一步增大加速度時，亦即在得到最佳的加減速速度的斜度時，則進行攻螺紋加工。藉由按每個攻攻螺紋指令或按每個攻螺紋孔反覆進行計算該循環(cycle)，而取得最佳的加速度。
並非以如此之單純方式進行加速度修正，而是僅在能精密度良好且以適切的加工時間來進行攻螺紋加工之情形才進行速度修正，則能精密度良好且以更加適切的加工時間來進行攻螺紋加工，並且不會由於進行加速度修正而導致加工精密度之下降或加工時間變長。
實施例2
並且，雖在實施例1中，針對由內插/加減速處理器13輸出主軸馬達及進給軸馬達的移動指令進行了說明，惟如第7圖所示，在內插/加減速處理部13僅輸出主軸的移動指令，並依據由主軸驅動部19的檢測器所輸出之位置/速度回饋資訊，而決定進給控制部18對進給驅動部20所流送之電流值之主/從(master/slave)方式的數值控制系統之中亦可適用本發明。
實施例3
再者，在實施例1中，雖以下述方式構成者作為斜度調整部15，亦即該斜度調整部15係構成為：判斷能否在若由同步誤差演算部16所得到之同步誤差比容許同步誤差更大，則將由斜度決定部14所算出之加速度往縮小之方向進行調整，而若前述同步誤差落在容許同步誤差內，則將由斜度決定部14所算出之加速度往增大之方向進行調整，而在能將由斜度決定部14所算出之加速度往增大之方向進行調整之情形時，則將由斜度決定部14所算出之加速度往增大之方向進行調整，且在無法將由斜度決定部14所算出之加速度往增大之方向進行調整之情形時，則維持由斜度決定部14所算出之加速度；而針對該斜度調整部15進行了說明，惟就斜度調整部15而言，亦可構成為若由同步誤差演算部16所取得之同步誤差比容許值更大時，則將由斜度決定部14所算出之加速度往縮小之方向進行調整，而若前述同步誤差比容許值更小時，則將由斜度決定部14所算出之加速度往增大之方向進行調整。
以如此之方式構成，亦可無關於螺紋攻工具徑的大小，而精密度良好且以更加適當之加工時間進行攻螺紋加工。
(產業上之可利用性)
本發明之數值控制裝置係可適合於實施欲維持加工精密度，且縮短加工時間之攻螺紋加工。
1‧‧‧數值控制裝置
2‧‧‧馬達驅動部
11‧‧‧加工程式
12‧‧‧程式解析處理部
13‧‧‧內插/加減速處理部
14‧‧‧斜度決定部
15‧‧‧斜度調整部
16‧‧‧同步誤差演算部
17‧‧‧進給軸控制部
18‧‧‧主軸控制部
19‧‧‧進給軸驅動部
20‧‧‧主軸驅動部
30‧‧‧記憶部
101‧‧‧加工指令
102‧‧‧螺紋關聯資訊
103‧‧‧主軸及進給軸的斜度資訊(加減速時的加速度)
104‧‧‧同步誤差資訊
105‧‧‧經過調整之主軸及進給軸的斜度資訊(加減速時的加速度)
106‧‧‧主軸馬達的移動指令資訊
107‧‧‧進給軸的移動指令資訊
108‧‧‧主軸的電流資訊
109‧‧‧進給軸的電流資訊
110‧‧‧主軸的位置/速度回饋資訊
111‧‧‧進給軸的位置/速度回饋資訊
120‧‧‧螺紋資訊
201‧‧‧大徑工具
202‧‧‧小徑工具
203‧‧‧大徑工具之斜度固定加減速速度波形
204‧‧‧小徑工具之斜度固定加減速速度波形
205‧‧‧大徑工具之斜度可變速度波形
206‧‧‧小徑工具之斜度可變速度波形
S1至S5‧‧‧步驟
第1圖係為顯示本發明的實施例1之數值控制系統的構成例之方塊圖。
第2圖係為顯示本發明的實施例1之數值控制裝置的記憶部所保持之工具形狀資訊例之圖。
第3圖係為顯示本發明的實施例1之數值控制裝置的記憶部所保持之螺紋形狀資訊例之圖。
第4圖係為顯示本發明的實施例1之加工程式例之圖。
第5圖係為顯示本發明的實施例1之數值控制裝置的動作之流程圖。
第6圖係為用以說明本發明的實施例1之功效之圖。
第7圖係為顯示本發明的實施例2之數值控制系統的構成例之方塊圖。
1‧‧‧數值控制裝置
2‧‧‧馬達驅動部
11‧‧‧加工程式
12‧‧‧程式解析處理部
13‧‧‧內插/加減速處理部
14‧‧‧斜度決定部
15‧‧‧斜度調整部
16‧‧‧同步誤差演算部
17‧‧‧進給軸控制部
18‧‧‧主軸控制部
19‧‧‧進給軸驅動部
20‧‧‧主軸驅動部
30‧‧‧記憶部
101‧‧‧加工指令
102‧‧‧螺紋關聯資訊
103‧‧‧主軸及進給軸的斜度資訊(加減速時的加速度)
104‧‧‧同步誤差資訊
105‧‧‧經過調整之主軸及進給軸的斜度資訊(加減速時的加速度)
106‧‧‧主軸馬達的移動指令資訊
107‧‧‧進給軸的移動指令資訊
108‧‧‧主軸的電流資訊
109‧‧‧進給軸的電流資訊
110‧‧‧主軸的位置/速度回饋資訊
111‧‧‧進給軸的位置/速度回饋資訊
120‧‧‧螺紋資訊

Claims (6)

  1. 一種數值控制裝置，為藉由使主軸移動與進給軸移動同步而進行攻螺紋加工者，係包括：程式解析部，係解析讀入之加工程式，並取出攻螺紋加工之螺紋關聯資訊；斜度決定部，依據於前述程式解析部中所得到之螺紋關聯資訊而決定主軸及進給軸的移動速度的加速度；以及內插/加減速處理部，係使用前述斜度決定部所決定之加速度來製作前述主軸及前述進給軸的移動指令；且前述斜度決定部係將前述主軸或前述進給軸的加減速時的加速度設為因應螺紋攻工具徑而可變。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之數值控制裝置，其中，前述螺紋關聯資訊係工具編號、螺絲名稱及螺紋間隔中之任一者；前述斜度決定部係依據前述工具編號、螺絲名稱及螺紋間隔中之任一者而取得螺紋攻工具徑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之數值控制裝置，其中，前述斜度決定部係依據前述螺紋攻工具徑而求取切削負荷轉矩，並藉由從馬達的最大轉矩中減去該所求出之切削負荷轉矩而得到之轉矩來決定加速度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之數值控制裝置，其中，前述斜度決定部係依據前述螺紋攻工具徑而求取切削負 荷轉矩，並藉由從馬達的最大轉矩中減去該所求出之切削負荷轉矩而得到之轉矩來決定加速度。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之數值控制裝置，復具備：同步誤差演算部，係依據由主軸驅動部及進給軸驅動部所得到之檢測位置資訊而演算攻螺紋加工時的同步誤差；以及斜度調整部，在由該同步誤差演算部所得到之同步誤差若比容許值更大時，則將由前述斜度決定部所算出之加速度往減小之方向進行調整。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之數值控制裝置，復具備：同步誤差演算部，係依據由主軸驅動部及進給軸驅動部所得到之檢測位置資訊而演算攻螺紋加工時的同步誤差；以及斜度調整部，在由該同步誤差演算部所得到之同步誤差若比容許值更小時，則將由前述斜度決定部所算出之加速度往增大之方向進行調整。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105247424B (zh) * 2013-04-30 2018-06-08 三菱电机株式会社 数控装置
DE112013007679T5 (de) * 2013-12-13 2016-08-25 Mitsubishi Electric Corporation Numerische Steuerungsanlage und numerisches Steuerungsverfahren
JP5778801B2 (ja) * 2014-01-23 2015-09-16 ファナック株式会社 工作機械の数値制御装置
JP6001633B2 (ja) * 2014-10-17 2016-10-05 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
DE102015013283B4 (de) * 2014-10-17 2019-01-24 Fanuc Corporation Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und Vorschubachse zu steuern
JP6034913B2 (ja) * 2015-03-30 2016-11-30 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6088581B2 (ja) * 2015-06-04 2017-03-01 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6298010B2 (ja) 2015-06-09 2018-03-20 ファナック株式会社 加減速設定自動切換機能を備えた数値制御装置
ITUB20152091A1 (it) * 2015-07-10 2017-01-10 Nippon Tapper Co Ltd Procedimento per la maschiatura di dadi metallici e macchina per la messa in opera di tale procedimento
JP6140223B2 (ja) * 2015-07-29 2017-05-31 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6301977B2 (ja) * 2016-01-26 2018-03-28 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
CN107234485B (zh) * 2016-03-28 2019-06-28 兄弟工业株式会社 机床和机床的控制方法
JP6415623B2 (ja) * 2016-03-31 2018-10-31 株式会社牧野フライス製作所 タップ加工の制御方法及び制御装置
CN106217131B (zh) * 2016-07-27 2017-12-22 西北工业大学 攻丝过程同步误差测量方法
JP6769219B2 (ja) * 2016-09-30 2020-10-14 ブラザー工業株式会社 数値制御装置
TWI598168B (zh) * 2016-11-03 2017-09-11 財團法人工業技術研究院 攻牙刀具之控制方法
JP6374469B2 (ja) * 2016-11-16 2018-08-15 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6564432B2 (ja) 2017-08-29 2019-08-21 ファナック株式会社 機械学習装置、制御システム、制御装置、及び機械学習方法
CN107589724B (zh) * 2017-09-14 2021-04-09 上海维宏电子科技股份有限公司 支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法
US11550294B2 (en) 2018-03-26 2023-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Automatic diagnosis method and system for thread turning, data processing system and storage medium
HUE063535T2 (hu) * 2018-06-15 2024-01-28 Emuge Werk Richard Glimpel Gmbh & Co Kg Fabrik Fuer Praez Eljárás menet, különösen belsõ menet, készítésére
DE102018115986A1 (de) * 2018-07-02 2020-01-02 EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge Werkzeug zum Erzeugen eines Gewindes
JP7177672B2 (ja) * 2018-11-26 2022-11-24 オークマ株式会社 数値制御装置
CN117794685A (zh) * 2021-08-24 2024-03-29 发那科株式会社 数值控制装置以及存储介质
JP2023141961A (ja) * 2022-03-24 2023-10-05 シチズン時計株式会社 工作機械及び工作機械の制御装置
CN116795041B (zh) * 2023-08-16 2023-12-08 通用技术集团机床工程研究院有限公司 一种调试数据处理方法、装置及其相关设备

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63251121A (ja) * 1987-04-02 1988-10-18 Brother Ind Ltd ねじ加工装置
JPH03178721A (ja) * 1989-12-07 1991-08-02 Okuma Mach Works Ltd 数値制御工作機械の同期タッピング装置
JPH07112322A (ja) * 1993-10-19 1995-05-02 Brother Ind Ltd タッピング加工制御装置
JP3117939U (ja) * 2005-10-25 2006-01-19 株式会社湖東製作所 タッピング装置
JP2007102818A (ja) * 2007-01-11 2007-04-19 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置
TW200944974A (en) * 2008-04-18 2009-11-01 Foxnum Technology Co Ltd Computer numerical control machine tool and add-subtract velocity scheme method thereof
TW201024941A (en) * 2008-12-23 2010-07-01 Syntec Inc Numerical control device and the method thereof
TW201107911A (en) * 2009-06-03 2011-03-01 Mitsubishi Electric Corp Numerical control device and production system
TW201126294A (en) * 2010-01-22 2011-08-01 Mitsubishi Electric Corp Numerical control device and production system

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4985841A (en) * 1986-03-25 1991-01-15 Fanuc Ltd. Tapping control system
JPS63123605A (ja) 1986-11-12 1988-05-27 Fanuc Ltd タツピング加工制御装置
KR930001093B1 (ko) * 1987-03-31 1993-02-15 부라더 고교 가부시키가이샤 나사 가공장치
JPS6427808A (en) * 1987-04-27 1989-01-30 Mitsubishi Electric Corp Numerical control device
JPH048423A (ja) * 1990-04-26 1992-01-13 Fanuc Ltd タッピング方式
JPH0435842A (ja) * 1990-05-31 1992-02-06 Brother Ind Ltd 加工ユニット制御装置
JP2661422B2 (ja) * 1991-08-16 1997-10-08 三菱電機株式会社 加工装置および加工方法
US5358362A (en) * 1993-04-02 1994-10-25 Tapmatic Corporation Tapping attachment for radial tapping
JPH0760543A (ja) 1993-08-20 1995-03-07 Brother Ind Ltd タッピング加工制御装置
JPH0885022A (ja) * 1994-09-14 1996-04-02 Brother Ind Ltd ねじ加工装置
JP3702496B2 (ja) * 1995-07-10 2005-10-05 三菱電機株式会社 数値制御装置を用いた加工方法
US5628594A (en) * 1995-08-14 1997-05-13 Fetty; James R. Horizontal insert for universal turret milling machines
JP3527022B2 (ja) * 1996-07-24 2004-05-17 東芝機械株式会社 数値制御装置
JPH11156638A (ja) 1997-11-21 1999-06-15 Yaskawa Electric Corp 数値制御装置
JP2005216135A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Fanuc Ltd ねじ切り・ねじ立て加工用制御装置
CN201201080Y (zh) * 2008-06-20 2009-03-04 重庆工学院 一种自动攻丝装置
CN201389702Y (zh) * 2009-04-11 2010-01-27 杨兴龙 自动攻丝机上的丝攻同步装置
JP5118232B2 (ja) * 2011-05-18 2013-01-16 ファナック株式会社 タップ加工を行う工作機械の制御装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63251121A (ja) * 1987-04-02 1988-10-18 Brother Ind Ltd ねじ加工装置
JPH03178721A (ja) * 1989-12-07 1991-08-02 Okuma Mach Works Ltd 数値制御工作機械の同期タッピング装置
JPH07112322A (ja) * 1993-10-19 1995-05-02 Brother Ind Ltd タッピング加工制御装置
JP3117939U (ja) * 2005-10-25 2006-01-19 株式会社湖東製作所 タッピング装置
JP2007102818A (ja) * 2007-01-11 2007-04-19 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置
TW200944974A (en) * 2008-04-18 2009-11-01 Foxnum Technology Co Ltd Computer numerical control machine tool and add-subtract velocity scheme method thereof
TW201024941A (en) * 2008-12-23 2010-07-01 Syntec Inc Numerical control device and the method thereof
TW201107911A (en) * 2009-06-03 2011-03-01 Mitsubishi Electric Corp Numerical control device and production system
TW201126294A (en) * 2010-01-22 2011-08-01 Mitsubishi Electric Corp Numerical control device and production system

Also Published As

Publication number Publication date
US9513619B2 (en) 2016-12-06
CN104380218B (zh) 2017-06-09
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WO2013183082A1 (ja) 2013-12-12
CN104380218A (zh) 2015-02-25
JP5152443B1 (ja) 2013-02-27

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