DE112009004606T5

DE112009004606T5 - 1;Numerische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112009004606T5
Application number: DE112009004606T
Authority: DE
Inventors: Aya Katou; Yoshinori Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2012-08-23
Also published as: US20120007539A1; JP5077483B2; JPWO2010113204A1; TWI410766B; CN102378944A; CN102378944B; TW201035707A; WO2010113204A1; US8836265B2

Abstract

Um eine NC-Vorrichtung zu erhalten, die ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal leicht um einen beliebigen Betrag verschieben kann, ohne von Hardware abhängig zu sein und während eine Hauptspindel dreht, beinhaltet die NC-Vorrichtung eine Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit zum Eingeben eines Korrekturwinkels eines Referenzpunkts, eine Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Rückkopplungspositions-Korrektureinheit zum Korrigieren des Referenzpunkts um einen durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit eingestellten Korrekturwinkels, und eine Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehlspositions-Korrektureinheit zum Korrigieren einer Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehlsposition um einen Korrekturwinkel, welcher durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit eingestellt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuer-(nachfolgend als NC, numerical control, bezeichnet) Vorrichtung und insbesondere auf eine Hauptspindelsteuerung des Schraubenschneidens, Nullrückstellung, Phasenabgleich und dergleichen, die ein Programm gemäß einem Hauptspindel-Einzelumdrehungsreferenzpunkt (innerhalb einer einzelnen Umdrehung) ausführt, der durch ein Hauptspindel-Einzelumdrehungsreferenzsignal (nachfolgend als Z-Phasen-Signal bezeichnet) bestimmt wird, das ein physisches Signal ist, das bei Nullrückstellung, wie etwa Positionierung verwendet wird und das einen Impuls pro Umdrehung erzeugt.
Hintergrund
Bei der Schraubenschneidsteuerung in einer existierenden NC-Vorrichtung wird die Bewegungssteuerung durchgeführt durch konstantes Drehen einer Hauptspindel, die ein Werkstück hält, Detektieren des Durchgangs eines Hauptspindel-Einzelumdrehungsreferenzpunkts (nachfolgend als eine Z-Phase bezeichnet) mittels Eingabe eines Z-Phasen-Signals aus einem an der Hauptspindel montierten Geber, und Berechnen eines Bewegungsbetrags einer Schraubenschneidspindel, der proportional einer angewiesenen Gewindesteigung ist, in Bezug auf einen Rotationsbetrag der Hauptspindel aus dem Z-Phasen-Durchgang.
8 illustriert eine existierende NC-Vorrichtung, bei der eine solche Schraubenschneidsteuerung oder dergleichen möglich ist, und diese NC-Vorrichtung ist aus einem Signalverarbeitungsabschnitt 2, einer Anzeigeneinheit 14, einem Bildschirmanzeigen-Verarbeitungsabschnitt 15, einem Speicher 1, der ein Bearbeitungsprogramm 17 oder dergleichen speichert, einem Analyseverarbeitungsabschnitt 18, einem Interpolations-Verarbeitungsabschnitt 8, einem Schraubenschneidsteuerabschnitt 9, einem Hauptspindel-Synchronisationssteuerabschnitt 10, einem Synchronisationsgewindebohrsteuerabschnitt 11, einem Hauptspindel-C-Achsen-Steuerabschnitt 12, einem Orientierungs-/Index-Steuerabschnitt 13, einem Hauptspindel-Steuerabschnitt 19, einem Hauptspindelmotor 20, einem Hauptspindelgeber 21, einem Spindelsteuerabschnitt 22, einem Servomotor 23, einem Geber 24, einem Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler 31 (nachfolgend als ein Hauptspindel-FB-Positionszähler bezeichnet), einem Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 und so weiter zusammengesetzt.
Der Hauptspindelgeber 21 ist ein Positionsdetektor, der einen Positionsimpuls ausgibt, welcher durch Umdrehungen der Hauptspindel gezählt wird. Weiter gibt der Hauptspindelgeber 21 ein Z-Phasen-Signal aus, wenn eine Z-Phase einen Sensor eines Detektors passiert. Der Hauptspindel-Steuerabschnitt 19 akkumuliert den Positionsimpuls aus dem Hauptspindelgeber und erzeugt den Hauptspindel-FB-Positionszähler 31, wie in 10 gezeigt. Zusätzlich wiederholt der Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 die Akkumulierung von Impulsen und das Löschen. Auch wird, wenn das Z-Phasen-Signal eingegeben worden ist, der Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 zwischengespeichert und wird der Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 erzeugt. Wenn die NC-Vorrichtung ein Schraubenschneid-Befehlsprogramm ausführt, wartet der Schraubenschneidsteuerabschnitt 9 auf das Starten des Schraubenschneidblocks, bis die Hauptspindel durch die Z-Phase hindurchgeht und steuert den Winkel der Hauptspindel, die das Schraubenschneiden startet. Zusätzlich ein Zähler, wie hier erwähnt, Einheitsdaten, gezählt durch einen Zähler (nicht gezeigt).
Spezifisch wird der Z-Phasen-Durchgang durch eine Änderung beim Wert des Hauptspindel-Z-Phasen-Zählers 32 erfasst, und ein Rotationsbetrag der Hauptspindel am ersten Z-Phasen-Durchgang wird aus einer Differenz zwischen dem Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 und dem Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 berechnet. Danach wird eine Variation des Hauptspindel-FB-Positionszählers akkumuliert und wird ein Rotationsbetrag der Hauptspindel ab dem ersten Z-Phasen-Durchgang nach einem Schraubenschneidbefehl berechnet. Ein Bewegungsbetrag einer Schraubschneidspindel, der proportional zu einer angewiesenen Schraubengewindesteigung ist, wird in Bezug auf den Rotationsbetrag der Hauptspindel ab dem Z-Phasen-Durchgang berechnet und der Interpolationsverarbeitungsabschnitt 8 steuert einen Bewegungsbetrag eines Servomotors synchron zum Bewegungsbetrag der Hauptspindel, wodurch eine Bearbeitung ab einem gegebenen Winkel eines Werkstücks, das von der Hauptspindel gehalten wird, durchgeführt wird, wodurch ein Schraubschneiden durchgeführt werden kann.
Auch steuert der Hauptspindel-Synchronisations-Steuerabschnitt 10 synchron Geschwindigkeiten und Phasen von zwei entgegengesetzten Hauptspindeln. Der Synchronisations-Gewindebohrungssteuerabschnitt 11 steuert synchron die Hauptspindel, die ein Gewindebohrwerkzeug rotiert, und eine Gewindebohrspindel, wodurch Gewindebohrungsbearbeitung durchgeführt wird. Auch ist es vor der Gewindebohrungsbearbeitung möglich, eine Nullrückkehr der Hauptspindel zu einer Z-Phasen-Position durchzuführen, wodurch ein Phasenabgleich durchgeführt wird.
Auch schaltet der Hauptspindel-C-Achsen-Steuerabschnitt 12 die Hauptspindel zu einer C-Achse um, die Positionssteuerung durchführt, und führt eine Bewegungssteuerung in Bezug auf einen Befehl der Positionierung oder dergleichen durch. Zusätzlich wird beim Umschalten der Hauptspindel auf C-Achsensteuerung ein Koordinatensystem der C-Achse durch Durchführen einer Nullrückstellung der Hauptspindel zur Z-Phasen-Position etabliert.
Auch führt der Orientierungs-/Indexsteuerabschnitt 13 eine Positionierung der Hauptspindel unter einem gegebenen Befehlswinkel durch ein Orientierungs-/Indexkommando durch.
Zusätzlich werden im Falle der Durchführung der jeweiligen Operationen von Hauptspindel-Synchronisationssteuerung, Synchronisations-Gewindebohrungssteuerung, C-Achsen-Steuerung und Orientierungs-/Indexsteuerung diese Operationen durchgeführt, indem eine Einstellung oder ein Befehl eines zu einer Phase passenden Winkels durch Parameter oder ein Bearbeitungsprogramm durchgeführt wird.
Auch kann die existierende NC-Vorrichtung Anweisungen eines Verdrehwinkels des Schraubenschneidens durch das Bearbeitungsprogramm 17 angeben. 9 illustriert eine Konfiguration, insbesondere zum Schraubschneid-Steuerabschnitt 9 in der NC-Vorrichtung von 8. Der Schraubschneid-Steuerabschnitt 9 von 9 erkennt den Z-Phasen-Durchgang durch eine Veränderung beim Wert des Hauptspindel-Z-Phasen-Zählers 32 und berechnet einen Rotationsbetrag der Hauptspindel am Z-Phasen-Durchgang aus einer Differenz zwischen dem Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 und dem Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32. Der Phasenverschiebungs-Steuerabschnitt 7 subtrahiert den Rotationsbetrag der Hauptspindel ab Z-Phasen-Durchgang von einem Verdrehwinkelbetrag des Schraubenschneidens, der durch das Bearbeitungsprogramm 17 angewiesen ist, und berechnet einen Rotationsbetrag der Hauptspindel ab einem Zeitpunkt, wenn der Verdrehwinkelbetrag Null erreicht. Der Interpolationsverarbeitungsabschnitt 8 berechnet einen Bewegungsbetrag einer Schraubschneidspindel, der proportional zur angewiesenen Schrauben-Gewindesteigung ist, in Bezug auf den Rotationsbetrag der Hauptspindel ab einem Zeitpunkt, wenn der Verdrehwinkelbetrag Null erreicht, und führt eine Bewegungssteuerung synchron zum Rotationsbetrag der Hauptspindel durch, wodurch ein von der Hauptspindel gehaltenes Werkstück ab einem durch das Programm angewiesenen Verdrehwinkel des Schraubschneidens bearbeitet wird, wodurch Schraubschneiden durchgeführt werden kann.
Zusätzlich ist es auch bezüglich eines Winkels der Phasenabgleichung der Hauptspindel-Synchronisationssteuerung, welche Rotation von gegenüberliegenden Hauptspindeln synchron steuert, Phasenabgleich von Synchronisations-Gewindebohren, das synchron die Rotation der Hauptspindel und die Bewegung der Gewindebohrspindel steuert, Hauptspindel-C-Achsen-Steuerung, die Positionierung oder Orientierungs-/Indexsteuerung durchführt, ähnlich möglich, eine Berechnung eines Phasenabgleichwinkels oder dergleichen auf Basis des Z-Phasen-Signals durchzuführen.
Auch im Falle einer Steuerung beispielsweise einer Maschine mit einer in 4 gezeigten Konfiguration durch die NC-Vorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration gibt es einen Fall, bei dem ein Startwinkel des Schraubschneidens aufgrund der Disposition der Hauptspindel, welche ein Werkstück ergreift, an dem die Bearbeitung durchgeführt wird, und eines Werkzeugs differiert. Zusätzlich wird die Maschine, welche die in 4 gezeigte Konfiguration aufweist, so gemacht, dass die Disposition der Hauptspindel alternierend zwischen einer Hauptspindelstation A 57 und einer Hauptspindelstation B 58 durch die Rotation der Hauptspindelstations-Verschwenkspindel 59 geändert wird, und simultane Bearbeitung einer Primärbearbeitung an der Hauptspindelstation A 57 und sekundärer Bearbeitung an der Hauptspindelstation B 58 durchgeführt werden können, während ein Werkstück zwischen der Hauptspindelstation A und der Hauptspindelstation B geliefert wird.
Da die Disposition der Hauptspindelstation durch die Bewegung der Maschine durchgeführt wird, gibt es in einer Maschine mit einer solchen Konfiguration einen Fall, bei dem die Beziehung zwischen einem Kontaktwinkel einer Klingenkante eines Werkzeugs und einem Hauptspindelwinkel, an dem ein Sensor eines Gebers montiert ist, aufgrund der Disposition der Hauptspindelstation different sind. Im Fall der Maschine mit der in 4 gezeigten Konfiguration ist bei der Disposition der Hauptspindelstation A ein Gebersensor an einem oberen Bereich lokalisiert. Jedoch ist bei Disposition der Hauptspindelstation B der Gebersensor an einem unteren Bereich lokalisiert. Falls eine Bearbeitung durch die oberhalb der jeweiligen Hauptspindelstationen angeordneten Werkzeuge durchgeführt wird, wird in der Hauptspindelstation A ein Schraubschneiden gestartet, wenn die Z-Phase durch einen oberen Bereich der Hauptspindel durchgeht, und wird in der Hauptspindelstation B das Schraubschneiden gestartet, wenn die Z-Phase durch einen unteren Bereich der Hauptspindel durchgeht, wodurch eine Differenz bei den Pfaden eines Schraubgewindes auftritt, welchen die Klingenkante des Werkzeugs folgt.
Aus diesem Grund wird in einem Fall, bei dem ein an der Hauptspindelstation A verarbeitetes Schraubgewinde an der Hauptspindelstation B wieder verarbeitet wird, eine an der Hauptspindelstation A von 4 verarbeitetes Schraubgewinde an der Hauptspindelstation B wieder verarbeitet, indem Anweisungen eines Verdrehwinkels (im Fall dieser Maschine 180°) des Schraubschneidens entsprechend der Hauptspindelstation, in denen die Hauptspindel, welche die Bearbeitung durchführt, angeordnet ist, durch das Bearbeitungsprogramm gegeben werden.
Auch wird als anderer Stand der Technik eine Technik vorgeschlagen, bei der beim Durchführen von Wiederbearbeitung einer Schraube oder eines Zahnrads eine Position, die ein Einzelumdrehungssignal erzeugt, um eine Zahnradverschränkungsposition durch eine Konfiguration verschoben wird, die so gemacht ist, dass, falls ein Zahnradverschränkungs-Abschlusssignal bei einem Zahnradverschränkungs- (im Falle der Wiederbearbeitung einer Schraube, Zahnradverschränkung eines Schraubschneidwerkzeugs und einer bereits bearbeiteten Schraube) Abschlusszustand erzeugt wird, ein reversibler Zähler für Einzelumdrehungssignal (Z-Phasen-Signal)-Erzeugung durch das Signal rückgesetzt wird, um eine Null-Position zu sein, und danach jedes Mal, wenn der reversible Zähler 4096 Impulse zählt, er zu einer Nullposition zurückgeführt wird, wodurch ein Einzelumdrehungssignal erzeugt wird (vgl. Patentdokument 1).
[Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. S59-232750-A (3. Zeile der oberen rechten Spalte auf Seite 2, bis 4. Zeile der oberen linken Spalte auf Seite 5, sowie 2 und 3).
Erfindungsoffenbarung
Technisches Problem
Übrigens ist es bei der in der obigen Patentreferenz 1 offenbarten Technik, da eine Vorarbeit, die Zanhradverschränkung durchführt, und ein Abschlusssignal erzeugt, benötigt wird, um ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal zu verdrehen, und der reversible Zähler zum Erzeugen eines Z-Phasen-Signals in einem Zustand rückgesetzt wird, wenn eine Hauptspindel an einer gegebenen Zahnradverschränkungsposition gestoppt hat, nicht möglich, während der Rotation eine Korrektur durchzuführen. Auch gibt es Nachteile wie etwa die Notwendigkeit für eine dedizierte Hardware, weil es notwendig ist, den Zähler durch Hardware rückzusetzen, die Unfähigkeit, leicht ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal zu verändern, und die Unmöglichkeit, leicht einen Verschiebebetrag des Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignals zu ändern.
Auch ist es bei der existierenden NC-Vorrichtung im Falle der Korrektur eines Schraubschneidstartpunkts, eines Hauptspindel-Synchronisierungsphasen-Abgleichsbefehlwinkels, eines Hauptspindelwinkels zum Zeitpunkt des Startens des Synchronisationsgewindebohrens, einer Hauptspindel-C-Achsen-Nullrückstellposition, einer Orientierungs-/Indexposition, und so weiter, notwendig, separat Einstellungen durch Parameter der entsprechenden Operationen und ein Bearbeitungsprogramm durchzuführen. Aus diesem Grund, da beim Umschalten der Hauptspindelstation durch Drehen der Hauptspindelstations-Verschwenkspindel 59, wodurch die Anordnung der Hauptspindel, die ein Werkstück hält, geändert wird, wie in 4, es notwendig ist, eine Mehrzahl von Parametern zu verändern, gibt es Defekte dahingehend, dass es nicht möglich ist, eine Hauptspindelposition während des Neuschreibens aller relevanten Parameter zu rotieren, und die entsprechenden Parameter und das Bearbeitungsprogramm müssen jedes Mal geändert werden, wenn die Hauptspindelposition verändert wird.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um solche Probleme zu lösen und hat als Aufgabe, eine NC-Vorrichtung bereitzustellen, die leicht um ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal einen beliebigen Betrag verschieben kann, ohne von Hardware abhängig zu sein, und während eine Hauptspindel rotiert.
Auch ist es eine Aufgabe, eine NC-Vorrichtung zu erhalten, bei der auch bei anderen Operationen als Schraubenschneiden Korrekturen sofort durchgeführt werden können, weil es mühsam ist, einzeln Winkel um die entsprechende Einheit (ein Bearbeitungsprogramm und eine Parameter-Einstelleinheit) entsprechend den verwendeten Operationen zu korrigieren, um eine Phase einer Hauptspindel abzugleichen.
Technische Lösung
Eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine numerische Steuervorrichtung, bei der ein Einzelumdrehungs-Referenzpunkt einer Hauptspindel anhand eines Z-Phasen-Signals eines Hauptspindelgebers, der einen Impuls pro Umdrehung erzeugt, bestimmt wird, und ist dafür konfiguriert, eine Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit zum Eingeben eines Korrekturwinkels des Referenzpunkts; eine Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Rückkopplungspositions-Korrektureinheit zum Korrigieren des Referenzpunkts um einen durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit eingestellten Korrekturwinkel und eine Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrektureinheit zum Korrigieren einer Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlsposition um einen durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit eingestellten Korrekturwinkel zu korrigieren zu beinhalten.
Auch in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gibt die Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrektureinheit einen virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler mit einem Referenzpunkt der Hauptspindel auf Basis der Rückkopplungsposition der Hauptspindel korrigiert, einen Referenzpunkt der Hauptspindel, welchen das Z-Phasen-Signal erzeugt, und einen Korrekturwinkel des Referenzpunkts aus.
Auch gibt in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrektureinheit einen virtuellen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositionszähler aus, dessen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlsposition auf Basis einer Befehlsposition für die Hauptspindel und eines Korrekturwinkels des Referenzpunkts korrigiert ist.
Auch beinhaltet die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Z-Phasen-Korrektur-Flag, welches festlegt, ob das Änderungstiming eines Korrekturwinkels des Referenzpunkts vorliegt, und einen Schraubenschneid-Steuerabschnitt, der den Durchgang einer Z-Phase ignoriert, um ihn so nicht zu detektieren, nachdem ein Korrekturwinkel des Referenzpunkts auf Basis des Flags geändert worden ist, und bis sie erneut durch einen Nachkorrektur-Referenzpunkt durchgeht.
Vorteilhafte Wirkungen
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine NC-Vorrichtung erhalten werden, die leicht um einen beliebigen Betrag ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal verdrehen kann, ohne von Hardware abhängig zu sein, und während eine Hauptspindel rotiert wird.
Auch gibt es gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls bei anderen Vorgängen als dem Schraubenschneiden keine Notwendigkeit, die entsprechenden Parameter und ein Bearbeitungsprogramm zu verändern, da für Operationen, welche eine Steuerung des Abgleichens des Winkels der Hauptspindel erfordern, wie etwa Phasenabgleich einer Hauptspindel-Synchronisationssteuerung, die eine Operation durch Synchronisieren der Geschwindigkeit von zwei oder mehr Hauptspindeln durchführt, Hauptspindel-Nullrückkehr vor dem Start des Synchronisierungs-Gewindebohrens, Nullrückkehr der C-Achsensteuerung, die Positionierung, Hauptspindelorientierung und Indizierung durchführt, es keine Notwendigkeit gibt, Korrekturen separat an Steuerabschnitten der entsprechenden Operationen durchzuführen, und die Korrekturen können auf einmal durchgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer sich auf Beispiel 1 dieser Erfindung beziehenden NC-Vorrichtung illustriert;
2 ist ein Blockdiagramm, das einen in 1 gezeigten Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm eines in 1 gezeigten Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitts.
4 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Maschine illustriert, welche durch die sich auf Beispiel 1 dieser Erfindung beziehende NC-Vorrichtung gesteuert wird.
5 ist ein Diagramm, das einen Z-Phasen-Referenzpunkt vor und nach Korrektur illustriert, das sich auf Beispiel 1 dieser Erfindung bezieht.
6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer sich auf Beispiel 2 dieser Erfindung beziehenden NC-Vorrichtung illustriert.
7 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der sich auf Beispiel 2 dieser Erfindung beziehenden NC-Vorrichtung illustriert.
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer existierenden NC-Vorrichtung illustriert.
9 ist ein Blockdiagramm, das die Details eines Schraubschneidsteuerabschnitts der in 8 gezeigten NC-Vorrichtung zeigt.
10 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Betriebs eines Hauptspindelpositions-FB-Zählers und eines Hauptspindel-Z-Phasen-Zählers.
Bezugszeichenliste

1: Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit
2: Signalverarbeitungsabschnitt
3: Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt
4: Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt
7: Phasenverschiebungs-Steuerabschnitt
8: Interpolations-Verarbeitungsabschnitt
9: Schraubschneid-Steuerabschnitt
10: Hauptspindel-Synchronisierungs-Steuerabschnitt
11: Synchronisations-Gewindebohrungs-Steuerabschnitt
12: Hauptspindel-C-Achsen-Steuerabschnitt
13: Orientierungs-/Index-Steuerabschnitt
14: Anzeigeeinheit
15: Bildschirmanzeige-Verarbeitungsabschnitt
16: Speicher
17: Bearbeitungsprogramm
18: Analyse-Verarbeitungsabschnitt
19: Hauptspindel-Steuerabschnitt
20: Hauptspindelmotor
21: Hauptspindelgeber
22: Spindelsteuerabschnitt
23: Servomotor
24: Geber
30: Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag
31: Hauptspindel-Rückkapplungs-Positionszähler
32: Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler
33: Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler
34: Virtueller Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler
35: Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Rückkopplungs-Positionszähler
36: virtueller Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Rückkopplungs-Positionszähler
41: Hauptspindel-Befehlspositionszähler
42: Hauptspindel-Befehlspositionszähler
43: Virtueller Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositionszähler
44: Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositionszähler
51: Werkzeug A
52: Werkzeug B
53: Hauptspindel A Gebersensor
54: Hauptspindel A Z-Phase
55: Hauptspindel B Gebersensor
56: Hauptspindel B Z-Phase
57: Hauptspindelstation 1
58: Hauptspindelstation 2
59: Hauptspindelstations-Verschwenkspindel
61: Z-Phasen-Korrektur-Flag
63: Schraubenschneidimpuls-Erzeugungseinheit
64: Schraubenschneiden-Geschwindigkeits-Erzeugungseinheit
71: Z-Phasen-Referenzpunkt
72: Nach-Korrektur-Z-Phasen-Referenzpunkt

Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Beispiel 1
Nachfolgend wird unter Verwendung von 1 bis 5 Beispiel 1 einer sich auf diese Erfindung beziehenden NC-Vorrichtung beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration der sich auf Beispiel 1 dieser Erfindung beziehenden NC-Vorrichtung illustriert, wobei 1 eine Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit, 2 einen Signalverarbeitungsabschnitt, 3 einen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt, 4 einen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt, 7 einen Phasenverschiebungs-Steuerabschnitt, 8 einen Interpolations-Verarbeitungsabschnitt, 9 einen Schraubschneid-Steuerabschnitt, 10 einen Hauptspindel-Synchronisierungs-Steuerabschnitt, 11 einen Synchronisations-Gewindebohrungs-Steuerabschnitt, 12 einen Hauptspindel-C-Achsen-Steuerabschnitt, 13 einen Orientierungs-/Index-Steuerabschnitt, 14 eine Anzeigeeinheit, 15 einen Bildschirmanzeige-Verarbeitungsabschnitt, 16 einen Speicher, 17 ein Bearbeitungsprogramm, 18 einen Analyse-Verarbeitungsabschnitt, 19 einen Hauptspindel-Steuerabschnitt, 20 einen Hauptspindelmotor, 21 einen Hauptspindelgeber, 22 einen Spindelsteuerabschnitt, 23 einen Servomotor, 24 einen Geber, 30 einen Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag, 31 einen Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler, 32 einen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler, bezeichnet.
2 ist ein Blockdiagramm des Hauptabschnitts des auf Beispiel 1 dieser Erfindung bezogenen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt 3. 30 bezeichnet einen Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag eines durch die in 1 gezeigte Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingestellten Z-Phasen-Referenzpunkts, 31 bezeichnet den Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler, der durch Akkumulierung eines Hauptspindelgeberimpulses berechnet wird und eine Hauptspindel-Rückkopplungsposition zeigt, r bezeichnet den Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler, der durch Zwischenspeichern des Wertes des Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler erzeugt wird, wenn ein Sensor des Hauptspindelgebers 21 einen Z-Phasen-Durchgang detektiert und 33 bezeichnet einen Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler (nachfolgend als ein Hauptspindel-FB-Positionszähler (FB = Feedback) bezeichnet), der als Ergebnis eines Durchgangs durch den Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt berechnet wird und zeigt denselben Wert wie der Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler. 34 bezeichnet einen virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler, der als Ergebnis eines Durchgangs durch den Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt 3 berechnet wird, 35 bezeichnet einen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Rückkopplungs-Positionszähler (nachfolgend als ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positionszähler bezeichnet), der durch eine Differenz zwischen dem Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler 31 und dem Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 berechnet wird und 36 bezeichnet einen virtuellen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Rückkopplungs-Positionszähler (nachfolgend als ein virtueller Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positionszähler bezeichnet), der durch Addieren eines Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags, der durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingestellt ist, zum Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positionszähler 35 berechnet wird.
Das heißt, der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt 3 ist so gefertigt, dass der Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler 31 und der Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 eingegeben werden und der Hauptspindel-FB-Positionszähler und der virtuelle Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 ausgegeben werden.
3 ist ein Blockdiagramm eines Hauptabschnitts des sich auf Beispiel 1 dieser Erfindung beziehenden Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt. 30 bezeichnet den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag des durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 von 1 eingestellten Z-Phasen-Referenzpunkts, 41 ist ein Hauptspindelbefehls-Positionszähler, der eine Befehlsposition zeigt, die eine Hauptspindelposition steuert, und 42 ist ein Hauptspindelbefehls-Positionszähler, der als Ergebnis des Durchgangs durch den Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt 4 berechnet wird und denselben Wert wie der Hauptspindelbefehls-Positionszähler 41 zeigt. 44 ist ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Positionszähler, der durch Akkumulieren einer Variation des Hauptspindelbefehls-Positionszählers 41 und Durchführen einer Rundung innerhalb einer Umdrehung berechnet wird, und 43 bezeichnet einen virtuellen Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler, der als Ergebnis des Durchgangs durch den Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt 4 berechnet wird und durch Addieren des Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 zum Wert des Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszählers 44 erhalten wird.
Das heißt, der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt 4 ist so hergestellt, dass der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 und der Hauptspindelbefehls-Positionszähler 41 eingegeben werden und der Hauptspindelbefehls-Positionszähler 42 und der virtuellen Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler 43 ausgegeben werden.
Es werden übrigens die meisten der Konfigurationsanforderungen der NC-Vorrichtung durch Software konfiguriert.
4 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Maschine illustriert, welche durch die in Beispiel 1 gezeigte NC-Vorrichtung gesteuert wird. In der Zeichnung bezeichnet 51 ein Werkzeug A, bezeichnet 52 ein Werkzeug B, bezeichnet 53 einen Gebersensor einer Hauptspindel A, bezeichnet 54 eine auf einem Drehkörper der Hauptspindel A montierte Z-Phase, bezeichnet 55 einen Gebersensor einer Hauptspindel B und bezeichnet 56 eine auf einem Drehkörper der Hauptspindel B montierte Z-Phase. 57 bezeichnet eine Hauptspindelstation A, in der eine Hauptspindel, die ein Werkstück hält, das durch das Werkzeug A bearbeitet wird, angeordnet ist, und 58 bezeichnet eine Hauptspindelstation B, in der eine Hauptspindel, die ein Werkstück hält, das durch das Werkzeug B bearbeitet wird, angeordnet ist. 59 bezeichnet eine Hauptspindelstations-Schwenkspindel, die einen Spindelstock mit der Hauptspindel A und der Hauptspindel B dreht. Die Hauptspindelstations-Schwenkspindel 59 rotiert, so dass die Hauptspindel A und die Hauptspindel B dazu gebracht werden, abwechselnd entweder zur Hauptspindelstation A oder zur Hauptspindelstation B umgeschaltet zu werden.
Als Nächstes wird ein Betrieb der sich auf Beispiel 1 beziehenden NC-Vorrichtung beschrieben.
In 1 führt das Bearbeitungsprogramm 17 eine Eingabe durch Betreiben der Anzeigeeinheit 14 durch und wird an Speicher 16 gesendet und darin gespeichert, durch den Bildschirmanzeige-Bearbeitungsabschnitt 15. Das Bearbeitungsprogramm 17 wird durch einen G-(Vorbereitungs-)Befehl, der Anweisungen eines Positionsbefehls, und einer Zufuhrgeschwindigkeit, wie etwa Positionierung oder Schneidgeschwindigkeit der NC-Vorrichtung, ein Koordinatenwort und einen F-(Zufuhr-)Befehl erteilt, einen S-(Hauptspindel-)Befehl, der Anweisungen zur Geschwindigkeit der Hauptspindel erteilt, einen M-(Hilfs-)Befehl, der Anweisungen einer Hilfsfunktion erteilt, die Maschinensteuerung durchführt, einen T-(Werkzeug-)Befehl, der ein Werkzeug auswählt, oder dergleichen beschrieben.
Der Analyseverarbeitungsabschnitt 18 führt eine Analyseverarbeitung des Bearbeitungsprogramms 17 durch, und der Interpolationssteuerabschnitt 8, der das Analyseergebnis empfangen hat, führt eine Interpolation auf Basis des Analyseergebnisses durch. Ein interpolierter Interpolationspositionsimpuls wird an den Spindelsteuerabschnitt 22 gesendet, der eine zugehörige Spindel steuert, und ein Geschwindigkeitskommando der Hauptspindel wird an den Hauptspindelsteuerabschnitt 19 gesendet, wodurch Operationen der Spindel und der Hauptspindel, die durch das Bearbeitungsprogramm angewiesen sind, durchgeführt werden.
Im Hauptspindelmotor 20 wird ein Geschwindigkeitsbefehl einer entsprechenden Hauptspindel im Interpolations-Bearbeitungsabschnitt 8 durch einen Geschwindigkeitsbefehl des Bearbeitungsprogramms 17 erzeugt und wird auch ein Positiv-Rotationssignal oder ein Rückwärts-Rotationssignal entsprechend der Hauptspindel an einen Leiterabschnitt (nicht gezeigt) über den Signalverarbeitungsabschnitt 2 und den Interpolations-Bearbeitungsabschnitt 8 durch M3- und M4-Befehle des Bearbeitungsprogramms 17 ausgegeben, wodurch eine Steuerung positiver Rotation oder reverser Rotation bei einer durch den Hauptspindelsteuerabschnitt 19 angewiesenen Hauptspindelgeschwindigkeit durchgeführt wird.
Falls der Hauptspindelmotor 20 rotiert, gibt der Hauptspindelgeber 21 einen detektierten Positionsimpuls an den Hauptspindel-Steuerabschnitt 19 aus. Auch gibt, wenn eine Z-Phase einen Sensor eines Detektors passiert, der Hauptspindelgeber 21 ein Z-Phasensignal aus. Der Hauptspindel-Steuerabschnitt 19 akkumuliert einen Positionsimpuls aus dem Hauptspindelgeber und erzeugt den Hauptspindel-FB-Positionszähler 31. Auch wenn das Z-Phasensignal eingegeben worden ist, wird der Wert des Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 zwischengespeichert und es wird der Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 erzeugt.
Der Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 und der Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 werden in den Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt 3 eingeführt, wie in 2 gezeigt. Der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt 3 erzeugt den Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positionszähler 35 aus einer Differenz zwischen dem Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 und dem Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32. Als Nächstes wird der durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingestellte Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 zum Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positionszähler 35 addiert, wodurch der virtuelle Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positionszähler 36 erzeugt wird. Der Wert des virtuellen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positionszählers 36 wird vom Hauptspindel-FB-Pasitionszähler 31 subtrahiert, wodurch der virtuelle Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 erzeugt wird. Das heißt, wie in 5 gezeigt, wird der virtuelle Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 mit dem Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkt, bei dem der tatsächliche Z-Phasen-Referenzpunkt um den durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingestellten Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 verschoben wird, erzeugt. Zusätzlich ist 5 ein Timing-Diagramm, das sich auf eine Korrektur des Z-Phasen-Referenzpunkts bezieht, bezeichnet 71 den Z-Phasen-Referenzpunkt, der durch Z-Phasen-Durchgang des Hauptspindelgebers detektiert wird und bezeichnet 72 den Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkt, bei dem der um den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 korrigierte virtuelle Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler zu einer Position von Null wird.
Auch wird der Hauptspindel-FB-Positionszähler 33 aus dem Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 ausgegeben. Dann nimmt der Interpolations-Bearbeitungsabschnitt 8 den Hauptspindel-FB-Positionszähler 33 und den virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 aus dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt 3 ab.
Wenn beispielsweise die NC-Vorrichtung ein Schraubenschneid-Befehlsprogramm ausführt, betrachtet der Schraubschneid-Steuerabschnitt 9 einen in Bezug auf den tatsächlichen Z-Phasen-Referenzpunkt um einen Winkel des durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingegebenen Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 verschobenen Punkt als den Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkt, aus einer Differenz zwischen dem Hauptspindel-FB-Positionszähler 33 und dem Virtueller Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34, erkennt den Durchgang einer Z-Phasenposition durch eine Änderung beim Wert des Virtueller Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 und berechnet einen Rotationsbetrag der Hauptspindel im ersten Z-Phasen-Durchgang. Danach wird eine Variation des Hauptspindel-FB-Positionszähler 31 akkumuliert, wodurch ein Rotationsbetrag der Hauptspindel aus dem ersten Z-Phasen-Durchgang nach dem Schraubenschneidbefehl berechnet wird. Der Interpolations-Bearbeitungsabschnitt 8 berechnet einen Bewegungsbetrag einer Schraubenschneidspindel, der proportional einer angewiesenen Schraubengewindesteigung ist, in Bezug auf den Rotationsbetrag der Hauptspindel, aus dem Z-Phasen-Durchgang und führt Bearbeitung ab einem gegebenen Winkel eines durch die Hauptspindel gefassten Werkstücks durch, indem die Bewegung synchron mit dem Rotationsbetrag der Hauptspindel gesteuert wird, wodurch Schraubenschneiden durchgeführt wird. Der gegebene Winkel zu dieser Zeit kann darauf eingestellt werden, ein um den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 in Bezug auf den auf dem Hauptspindelgeber montierten Z-Phasen-Referenzpunkt verschobener Winkel zu sein.
Auch wird in ähnlicher Weise in einem Fall, bei dem die NC-Vorrichtung Hauptspindel-Synchronisationssteuerung durchführt, bei der zwei oder mehr der Hauptspindeln eine Bearbeitung synchron durchführen, falls ein Hauptspindel-Synchronisationspositionsbefehl einer Referenz-Hauptspindel angewiesen wird, eine mit der Rotation der Referenz-Hauptspindel synchronisierte Positionssteuerung durchgeführt, und wird eine Rotation bei einer mit der Referenz-Hauptspindel synchronisierten Geschwindigkeit durchgeführt, wodurch ein Zustand während der Hauptspindel-Synchronisationssteuerung erzeugt wird. Wenn ein zu einer Phase einer Hauptspindel-Synchronisation passender Befehl gegeben worden ist, gleicht der Hauptspindel-Synchronisationssteuerabschnitt 10 eine Phase so ab, dass Z-Phasen-Referenzpunkte der Referenz-Hauptspindel und einer Synchronisations-Hauptspindel an derselben Position sind. Zu dieser Zeit ist es durch Durchführen von Phasenabgleich auf Basis der virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 zweier synchronisierter Hauptspindeln möglich, einen Phasenabgleich zwischen den Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkten durchzuführen, von denen jeder unter einem Winkel vorliegt, der durch den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 in Bezug auf den auf dem Hauptspindelgeber montierten Z-Phasen-Referenzpunkt, der entsprechenden synchronisierten Hauptspindeln verschoben ist.
Weiterhin, wenn ein Befehl an die Hauptspindel gegeben worden ist, erzeugt der Interpolations-Bearbeitungsabschnitt 8 den Hauptspindelbefehls-Positionszähler 41, der an den Hauptspindel-Steuerabschnitt 19 ausgegeben wird und gibt ihn zuerst am Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt 4 ein. Wie in 3 gezeigt, erzeugt der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrekturabschnitt 4 den Spindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler 44 durch Akkumulieren einer Variation des Hauptspindel-Befehlspositionszählers und Berechnen eines innerhalb einer Umdrehung gerundeten Werts. Als Nächstes wird der virtuelle Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler 43 durch Addieren des aus der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingegebenen Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags 30 zum Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler 44 und Berechnen eines innerhalb einer Umdrehung abgerundeten Wertes erzeugt. Weiterhin wird der Hauptspindel-Befehlspositionszähler 42 an den Eingabe-Hauptspindelbefehls-Positionszähler 41 ausgegeben.
Wenn beispielsweise die NC-Vorrichtung ein Synchronisations-Gewindebohrbefehlsprogramm ausführt, indem ein Gewindebohrbearbeiten durch synchrones Steuern einer Gewindebohrungs-Hauptspindel und einer Gewindebohrungsspindel (NC-Spindel) zum Zeitpunkt des Gewindebohrens durchgeführt wird, wird eine Hochgenauigkeits-Gewindebohrbearbeitung ausgeführt, ohne ein Ausgleichs-Bohrfutter oder dergleichen zu verwenden. In einem Fall, bei dem ein Hauptspindel-Nullrückkehrverfahren in einem Synchronisierungsgewindebohrbefehl angewiesen worden ist, wird eine Nullrückkehr der Gewindebohr-Hauptspindel durchgeführt, vor dem Start des Schneidens, und nachdem Winkel derselben miteinander abgeglichen worden sind, führen die Gewindebohr-Hauptspindel und die Gewindebohrspindel (Zufuhr-/Vorschub-Spindel) eine Gewindebohrbearbeitung synchron durch. Der Synchronisations-Gewindebohrsteuerabschnitt 11 kann eine Nullrückstellung der Gewindebohr-Hauptspindel auf Basis des Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkts durchführen, der unter einem Winkel ist, der durch den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 in Bezug auf den auf dem Hauptspindelgeber der Gewindebohr-Hauptspindel montierten Z-Phasen-Referenzpunkts verschoben ist, indem ein Bewegungsbetrag der Hauptspindel mit einer Position berechnet wird, an der der virtuelle Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler 43 Null wird, als ein Zielwinkel und Durchführen von Nullrückstellung der Gewindebohr-Hauptspindel.
In ähnlicher Weise, wenn die NC-Vorrichtung einen Hauptspindel-C-Achsenbefehl durchführt und die Hauptspindel zur C-Achsensteuerung (Positionssteuerung) umschaltet, wird ein Koordinatensystem einer C-Achse durch Nullrückstellung der Hauptspindel zu einem gegebenen Winkel hergestellt. Der Hauptspindel-C-Achsen-Steuerabschnitt 12 kann das Koordinatensystem der C-Achse durch Durchführen einer Nullrückstellung der Hauptspindel zu einem gegebenen Winkel herstellen, basierend auf dem Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkt, der auf einem um den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 in Bezug auf den auf dem Hauptspindelgeber der Hauptspindel montierten Z-Phasen-Referenzpunkt verschobenen Winkel liegt, durch Berechnen eines Bewertungsbetrags der Hauptspindel auf Basis einer Position, an der der virtuelle Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler 43 Null wird, und Durchführen von Nullrückstellung der Hauptspindel.
In ähnlicher Weise, wenn die NC-Vorrichtung einen Orientierungs-/Indexbefehl ausführt, um die Hauptspindel unter einem gegebenen Winkel zu positionieren, kann der Orientierung/Index-Steuerabschnitt 13 die Hauptspindel unter einem gegebenen Winkel positionieren, basierend auf dem Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkt, der an einem Winkel ist, der durch den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 in Bezug auf den auf dem Hauptspindelgeber der Hauptspindel montierten Z-Phasen-Referenzpunkt verschoben ist, indem ein Bewegungsbetrag der Hauptspindel mit einer Position berechnet wird, an der der virtuelle Hauptspindel-Einzelumdrehungsbefehls-Positionszähler 43 Null wird, als einem Zielwinkel, und Durchführen der Positionierung der Hauptspindel.
Auch wird im Falle der Steuerung der in 4 gezeigten Maschine durch die oben beschriebenen NC-Vorrichtung, nachdem die Hauptspindel A an einer Position der Hauptspindelstation A 57 angeordnet ist und ein durch die Hauptspindel A gehaltertes Werkstück durch Werkzeug A 51 bearbeitet wird, die Hauptspindelstations-Schwenkspindel 59 rotiert, um das durch die Hauptspindel A gehalterte Werkstück durch das Werkzeug B 59 zu bearbeiten, wodurch ein Umschalten der Disposition der Hauptspindel A zur Position der Hauptspindelstation B 58 durchgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt, da der Montagewinkel des Hauptspindel B Gebersensors 55 in der Hauptspindelstation B 58 eine Richtung einnimmt, die sich um 180 Grad in Bezug auf den Montagewinkel des Hauptspindel A Gebersensors 53 in der Hauptspindelstation A 57 unterscheidet, wird der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag von 180 Grad durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingestellt. Durch diese Einstellung kann bei einer Aktion des Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitts 3, während der Gebersensor 55 zum Boden an der Disposition der Hauptspindelstation B 58 weist, eine Steuerung der Hauptspindel durchgeführt werden, basierend auf der Richtung des Werkzeugs B 59, ohne abhängig von der tatsächlichen Montagerichtung eines Detektors zu sein, auf Basis des Winkels der Richtung eines oberen Teils der Hauptspindelstation B 58, indem eine 180 Grad verschobene Position als Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkt angesehen wird.
Entsprechend ist es bei einer Maschine, in der die tatsächliche Montagerichtung eines Detektors durch Dispositionsumschalten oder dergleichen der Maschine verändert wird, indem der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag aus der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1, nicht aus dem Bearbeitungsprogramm, in Übereinstimmung mit einer Änderung bei der Disposition eingestellt wird, möglich, eine Korrektur so durchzuführen, dass der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpunkt zu einem beliebigen Winkel wird, gemäß der Disposition der Maschine, ohne abhängig von der tatsächlichen Montagerichtung des Detektors zu sein.
Auch ist es gemäß Anspruch 1 möglich, da eine Konfiguration derart vorgenommen wird, dass ein virtueller Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler erzeugt wird, basierend auf dem existierenden Hauptspindel-FB-Positionszähler und dem Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler, ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal einfach um einen beliebigen Betrag zu verschieben, ohne einhergehende Addition oder einer Ändern bei der Hardware und während die Hauptspindel gedreht wird.
Auch bei anderen Operationen als Schraubenschneiden, da für Operationen, welche eine Steuerung des Abgleichs des Winkels der Hauptspindel erfordert, wie etwa Phasenabgleich einer Hauptspindel-Synchronisationssteuerung, die eine Operation durch Synchronisieren der Geschwindigkeiten von zwei oder mehr Hauptspindeln durchführt, Hauptspindel-Nullrückstellung vor dem Starten von Synchronisations-Gewindebohren, Nullrückstellung von C-Achsen-Steuerung, die eine Positionierung, Hauptspindelorientierung und Indizierung durchführt, gibt es des Weiteren keine Notwendigkeit, getrennt Korrekturen an Steuerabschnitten der entsprechenden Operationen durchzuführen und die Korrekturen können auf einmal durchgeführt werden, gibt es keine Notwendigkeit, die entsprechenden Parameter und das Bearbeitungsprogramm zu verändern.
Auch kann beim Durchführen von Schraubenschneiden durch die NC-Vorrichtung eine Schraubschneidbearbeitung nicht gestartet werden, nachdem ein Schraubschneidbefehl ausgeführt wurde und bis die Hauptspindel durch die Z-Phase durchgeht, so dass ein Rotationsbetrag der Hauptspindel den angewiesenen Verschiebungswinkel übersteigt. Aus diesem Grund wird in einem Fall, bei dem ein Schraubschneidbefehl ausgeführt worden ist, gerade nachdem die Hauptspindel durch die Z-Phase durchgeht, da eine Gewindeschneidbearbeitung nicht gestartet werden kann, bis er über dem angewiesenen Verschiebewinkel zusätzlich zu einer Umdrehung bis zum nächsten Z-Phasen-Durchgang ist, eine Verzögerung bei der Bearbeitungszeit oder der Zeit eines Zustands, wo die Klingenkante eines Werkzeugs in Kontakt mit dem Werkstück kommt, lang, so dass es auch ein Problem damit gibt, dass die Lebensdauer des Werkzeugs beeinträchtigt wird. Jedoch muss gemäß Beispiel 1, da ein Schraubschneiden gestartet werden kann, wenn der Durchgang eines korrigierten Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpunkts nach einem Schraubschneidbefehl durchgeführt worden ist, ein Schraubschneidstartwinkel nicht verschoben werden, nachdem auf den Durchgang eines Z-Phasensignals gewartet worden ist, so dass die Bearbeitungszeit reduziert werden kann.
Beispiel 2
Als Nächstes wird Beispiel 2 dieser Erfindung unter Verwendung der 5 bis 7 beschrieben.
Auch ist Beispiel 2 eine weitere Verbesserung der in Beispiel 1 gezeigten Schraubschneidsteuerung.
6 illustriert eine sich auf Beispiel 2 dieser Erfindung beziehende NC-Vorrichtung, und in der Zeichnung bezeichnet 1 die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit, 2 bezeichnet den Signalverarbeitungsabschnitt, 3 bezeichnet den Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt, 8 bezeichnet den Interpolations-Verarbeitungsabschnitt, 9 bezeichnet den Schraubschneid-Steuerabschnitt, und 64 bezeichnet eine Schraubschneid-Geschwindigkeits-Erzeugungseinheit. Auch bezeichnet 31 den Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler, bezeichnet 32 den Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler, bezeichnet 30 den Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag, bezeichnet 61 ein Z-Phasen-Korrektur-Flag, bezeichnet 33 den Hauptspindel-FB-Positionszähler und bezeichnet 34 der Virtueller Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler.
Als Nächstes wird ein Betrieb der sich auf Beispiel 2 beziehenden NC-Vorrichtung beschrieben.
Das heißt, der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag zum Korrigieren des Z-Phasen-Referenzpunkts wird durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 eingestellt und an den Interpolations-Bearbeitungsabschnitt 8 gesendet.
Im Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrekturabschnitt 3 wird der virtuelle Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 aus dem Hauptspindel-Rückkopplungs-Positionszähler 31, dem Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag 30 und dem Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 32 berechnet. Auch wird das Z-Phasen-Korrektur-Flag 61 in dem Moment eingeschaltet, wenn sich der Wert des Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags 30 ändert.
In der Schraubschneidgeschwindigkeits-Erzeugungseinheit 64 wird eine Schraubschneidgeschwindigkeit aus einem Schraubschneidimpuls berechnet.
Im Schraubenschneid-Steuerabschnitt 9 wird der Durchgang einer Z-Phasenposition durch eine Änderung beim Wert des virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zählers 34 wahrgenommen. Jedoch wird in einem Fall, bei dem der Wert des Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags aus der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit 1 geändert worden ist, der Wert des virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zählers 34 durch eine Änderung beim Wert des Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags geändert. Aus diesem Grunde wird in der Schraubschneidimpuls-Erzeugungseinheit 63 ein Schraubschneidimpuls berechnet, indem eine Änderung beim virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 abgefangen wird, wenn das Z-Phasen-Korrektur-Flag 61 nicht eingeschaltet ist, das heißt, wenn der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag nicht verändert wird, so dass der Durchgang und die Falschdetektion des Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkts nicht durch eine Änderung beim Wert des virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zählers 34 zu dem Moment durchgeführt werden, wenn der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag geändert wird. Entsprechend kann ein Schraubschneiden ab dem Durchgang des nächsten Nachkorrektur-Z-Phasen-Referenzpunkts gestartet werden, nach einer Änderung beim Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Prozessbeispiel zum Erzeugen des Schraubschneidimpulses ohne Berücksichtigung einer Änderung beim virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 34 zeigt, wenn der oben beschriebene Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag geändert worden ist.
Zuerst wird in Schritt 1 überprüft, ob ein Schraubschneidbefehl existiert oder nicht. In Schritt 1 wird in einem Fall, bei dem er ein Schraubschneidbefehl ist, der Prozess zu Schritt 2 verzweigt, und falls er kein Schraubschneidbefehl ist, wird der Prozess zu Schritt 6 vorgerückt und dann beendet.
In Schritt 2 wird überprüft, ob das Z-Phasen-Korrektur-Flag 61 AUS ist oder nicht, das heißt, es nicht das Timing ist, wenn der Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag geändert wird, und ob es das erste Mal nach einem Schraubschneidbefehl ist oder nicht (Schraubschneidbefehls-Memo ist AUS), und ob eine Änderung beim virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 61 existiert oder nicht. Falls Schritt 2 JA ist, schreitet der Prozess zu Schritt 3 fort, und falls er NEIN ist, wird der Prozess zu Schritt 4 verzweigt.
In Schritt 3 wird das Schraubschneidbefehls-Memo auf EIN gesetzt.
In Schritt 4 wird überprüft, ob das Schraubschneidbefehls-Memo EIN ist oder nicht. Falls er JA ist, das heißt falls das Schraubschneidbefehls-Memo EIN ist, schreitet der Prozess zu Schritt 5 fort, und falls er NEIN ist, wird der Prozess beendet.
In Schritt 5 wird das Z-Phasen-Korrektur-Flag auf AUS gesetzt, und wird auch der Schraubschneidimpuls basierend auf einem Hauptspindel-Drehbetrag aus dem virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler 61 erzeugt und der Prozess dann beendet.
In Schritt 6 wird der Schraubschneidbefehl gelöscht und der Prozess wird dann beendet.
Selbst falls der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpunkt durch die oben beschriebenen Maßnahmen korrigiert wird, ist es möglich, korrekt ein Schraubschneiden durchzuführen, weil der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpunkt ohne Detektieren des nächsten Z-Phasen-Durchgangs nach einer Änderung beim Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrag korrigiert werden kann, selbst falls der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpunkt während der Drehung der Hauptspindel korrigiert wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Die sich auf diese Erfindung beziehende NC-Vorrichtung ist für eine Hauptspindelsteuerung des Schraubschneidens, Nullrückstellung, Phasenabgleich oder dergleichen geeignet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 59-232750 A [0015]

Claims

Numerische Steuervorrichtung, bei der ein Einzelumdrehungs-Referenzpunkt einer Hauptspindel anhand eines Z-Phasen-Signals eines Hauptspindelgebers, der einen Impuls pro Umdrehung erzeugt, bestimmt wird, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: eine Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit zum Eingeben eines Korrekturwinkels des Referenzpunkts; eine Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Rückkopplungspositions-Korrektureinheit zum Korrigieren des Referenzpunkts um einen durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit eingestellten Korrekturwinkel; und eine Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrektureinheit zum Korrigieren einer Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlsposition um einen durch die Hauptspindel-Referenzwinkel-Korrekturbetrags-Einstelleinheit eingestellten Korrekturwinkel zu korrigieren zu beinhalten.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Hauptspindel-Einzelumdrehungs-FB-Positions-Korrektureinheit einen virtuellen Hauptspindel-Z-Phasen-Zähler mit einem Referenzpunkt der Hauptspindel auf Basis der Rückkopplungsposition der Hauptspindel korrigiert, einen Referenzpunkt der Hauptspindel, welchen das Z-Phasen-Signal erzeugt, und einen Korrekturwinkel des Referenzpunkts ausgibt.
Numerische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositions-Korrektureinheit einen virtuellen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlspositionszähler ausgibt, dessen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Befehlsposition auf Basis einer Befehlsposition für die Hauptspindel und eines Korrekturwinkels des Referenzpunkts korrigiert ist.
Numerische Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Z-Phasen-Korrektur-Flag, das bestimmt, ob es das Timing des Änderns eines Korrekturwinkels des Referenzpunktes ist oder nicht, und ein Schraubschneid-Steuerabschnitt, der den Durchgang einer Z-Phase ignoriert, um ihn somit nicht zu detektieren, nachdem ein Korrekturwinkel des Referenzpunktes auf Basis des Flags geändert wird, und bis sie erneut einen Nachkorrektur-Referenzpunkt passiert, bereitgestellt werden.