JP3729956B2 - 旋盤におけるネジの再加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋盤におけるネジの再加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
旋盤におけるネジ切リ加工は、荒取りや仕上げ等のように切込みを何回かに分けて加工を行う場合であっても、ネジの螺旋軌跡に位相のずれが発生しないようにする必要があり、特に、ワークの回転角度と主軸軸方向の工具の自動送りとの同期が重要となる。そのため、主軸軸方向のネジ切リ開始位置を常に一致させ、必ず、主軸の一回転信号を検出してから主軸軸方向に工具の自動送りを開始してネジの螺刻軌跡の位相を一致させるようにしている。
【0003】
従って、チャックからワークを取り外さない限り、何回に分けて切込みを入れたとしてもネジの螺旋軌跡を常に一致させることが可能であるが、実際には、加工されたネジの形状を厳密にチェックするような場合、ネジを一旦チャックから取り外して専用のネジゲージ等で測定を行う必要が生じることがある。
【0004】
無論、測定の結果切込みが不足していると分かれば、改めてワークをチャックに取り付け直して再切削を行う必要があるが、一旦外したワークを同じ条件でチャックに装着するのは非常に難しい。チャックとワークとの相対的な回転位置、および、チャックに対するワークの突出量を取り外し前と全く同じ状況に再現しなければならないからである。
【0005】
チャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量が変化すれば、ネジ切リ開始位置や主軸軸方向の工具の自動送り速度等に関して全く同じ条件を適用したとしても、以前の加工で刻設した螺旋軌跡に対して再加工の螺旋軌跡を一致させることはできなくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、ワークを一旦チャックから外して再度装着した場合であっても、ワークをチャックから取り外す前と同じ螺旋軌跡に沿ってネジ切リ加工を行うことのできる旋盤におけるネジの再加工方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸軸方向の工具の移動量を求め、工具を退避させて再加工のための工具の自動同期送りを開始するに際し、少なくとも、工具がワークに接しネジ形状開始点に到達するまでの間に、前記移動量に相当する工具送り補正を主軸軸方向に与えるようにした。
【0008】
または、工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせて、主軸軸方向の工具の移動量を求める代わりに、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸回転量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから前記主軸回転量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向と逆方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから、主軸の1回転量から前記主軸回転量だけ減じた量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始してネジの再加工を行なうようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】
図7は本発明におけるネジの再加工方法の原理説明図である。図7(イ)は、ワークWに対して最初にねじ加工を行なったときの動作説明図である。工具Tはネジ切り開始位置Psに位置決めされ、主軸(ワークW)が1回転する毎に出力される1回転信号が出力されると、工具Tは主軸の回転に同期してZ軸方向に移動を開始し、ワークWに対してネジ切り加工を行なう。図7(イ)では、ワークWの形状をネジ切り開始位置まで延長した仮想的形状を破線で示している。工具Tが主軸(ワークW)の回転と同期して移動すると、工具Tの先端は、ワーク仮想形状で破線で示す軌跡を通り、ワークWのねじ形状開始点aでワークと当接しこの位置からワークWに対してネジを加工することになる。
【0010】
こうして最初のネジ切り加工を終了し、ワークWをチャックから取り外し、再度加工を行なうためにワークWをチャックに装着した際、図7(ロ)に示すように、ワークWの回転位置さらにはワークWのチャックからの突出量が図7(イ)に示す最初の加工の状態とは異なり、ネジの位相が最初の加工のときと異なっている場合、ネジ切り加工開始位置Psより工具Tを主軸の回転と同期して、1回転信号を受けてからZ軸方向に移動を開始すると、ネジ切り開始点の位置は図7(ロ)のa´の位置となり、最初の加工のネジ切り加工開始点aの位置がずれてしまう。
【0011】
そこで、ネジ溝位置と1回転信号の受信位置とのずれ量αまたはβを測定する(ずれ量αは、ネジ溝位置から加工方向(図7で左方向)に移動したとき得られる1回転信号に対するずれ量、βは逆方向に移動したときのずれ量)。なお、この測定方法は後述する。
【0012】
再加工時には、ネジ切り開始位置Psよりもずれ量βだけZ軸加工方向に進めた位置、もしくはネジ切り開始位置Psよりずれ量αだけZ軸加工方向とは逆方向に移動させた位置に工具Tを位置決めし、この位置より1回転信号を受けたとき主軸の回転と同期して工具Tを移動開始すれば、工具TはワークWとねじ形状開始点aと当接しこの位置から再加工を行なうことになる。
【0013】
もしくは、工具Tをネジ切り開始位置Psに位置決めしておき、1回転信号を受けてから、ずれ量α(1回転信号発生間隔におけるZ軸工具移動量(リード)をZRとするとα=ZR−βであり、ずれ量βからもずれ量αは求められる)に対応する主軸回転量が検出されたとき、工具Tを主軸の回転に同期して移動を開始させれば、最初のネジ加工によって得られたねじ溝にそってネジの再加工がなされることになる。
【0014】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の方法を適用したNC旋盤を駆動制御する制御装置100の要部を示す機能ブロック図である。
【0015】
制御装置100のプロセッサ11は制御装置100を全体的に制御するプロセッサであり、このプロセッサ11は、ROM12に格納されたシステムプログラムをバス21を介して読み出し、このシステムプログラムに従って、制御装置100を全体的に制御する。RAM13には一時的な計算データや表示データおよびCRT/MDIユニット70を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。
【0016】
CMOSメモリ14は図示しないバッテリでバックアップされ、制御装置100の電源がオフにされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成され、インターフェイス15を介して読み込まれた加工プログラムやCRT/MDIユニット70を介して入力された加工プログラム等が記憶されるようになっている。
【0017】
また、ROM12には、加工プログラムの作成や編集のために必要とされる処理や自動運転のための処理を実施するための各種のシステムプログラムが予め書き込まれている。
【0018】
インターフェイス15は、制御装置100に接続可能な外部機器のためのインターフェイスであり、フロッピーカセットアダプタ等の外部機器72が接続される。外部機器72からは加工プログラム等が読み込まれ、また、制御装置100内で編集された加工プログラムを外部機器72を介してフロッピーカセット等に記憶させることができる。
【0019】
PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)16は、制御装置100に内蔵されたシーケンスプログラムでNC旋盤側の補助装置、例えば、工具交換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御する。即ち、加工プログラムで指令されたM機能,S機能およびT機能に従って、これらシーケンスプログラムで補助装置側で必要な信号に変換し、I/Oユニット17から補助装置側に出力する。この出力信号により各種アクチュエータ等の補助装置が作動する。また、NC旋盤の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な処理をして、プロセッサ11に渡す。
【0020】
NC旋盤の各軸の現在位置,アラーム,パラメータ,画像データ等の画像信号はCRT/MDIユニット70に送られ、そのディスプレイに表示される。CRT/MDIユニット70はディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インータフェイス18はCRT/MDIユニット70のキーボードからのデータを受けてプロセッサ11に渡す。
【0021】
インターフェイス19はZ軸の手動パルス発生器71に接続され、手動パルス発生器71からのパルスを受ける。手動パルス発生器71はNC旋盤の操作盤に実装され、手動操作に基く分配パルスによる各軸制御でNC旋盤の刃物台を精密に位置決めするために使用される。X軸の手動パルス発生器73およびインターフェイス20もこれと同様である。なお、Z軸は主軸軸方向の送り、また、X軸は主軸と直交する方向(切込みの方向)の送りである。
【0022】
NC旋盤の刃物台を移動させるZ,X各軸の軸制御回路30,31はプロセッサ11からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ40,41に出力する。サーボアンプ40,41はこの指令を受けて、NC旋盤の各軸のサーボモータ50,51を駆動する。各軸のサーボモータ50,51には位置・速度検出器が内蔵されており、この位置・速度検出器から位置,速度フィードバック信号がフィードバックされる。図1ではこれらの位置信号のフィードバックおよび速度のフィードバックの説明は省略している。
【0023】
インターフェイス23は主軸の手動パルス発生器74に接続され、手動パルス発生器74からのパルスを受ける。スピンドル制御回路32はバス21に接続され、該スピンドル制御回路32は位置ループ制御回路及び速度ループ制御回路を有し、通常はプロセッサ11から出力される速度指令と主軸モータ62に設けられた速度検出器(図示せず)からのフィードバック信号に基づいて主軸モータ62をスピンドルアンプ42を介して速度制御し、指令された回転速度で回転させ、チャックに喰わえたワークWを回転駆動させる。主軸モータ52には歯車あるいはベルト等でポジションコーダ63が結合され、該ポジションコーダ63が主軸の回転に同期して帰還パルス(一回転信号を含む)を出力し、その帰還パルスはインターフェイス22を経由してプロセッサ11によって読み取られる。
【0024】
また、主軸の回転位置を制御する場合(いわゆるC軸制御の場合)、スピンドル制御回路32の位置ループが機能を開始し、プロセッサ11からの移動指令とポジションコーダ63からの帰還パルスによって位置ループ制御を行ない、主軸(ワーク)の回転位置を制御することになる。本発明に関係し、主軸用の手動パルス発生器74を操作したときも、該手動パルス発生器74からのパルスに基づいて主軸は駆動されることになる。
【0025】
以下、一旦チャックから取り外したワークを再びチャックに装着して切削量の追い込み等の再加工を行う場合の再加工モードの処理について、図2ないし図4に示すフローチャートを参照して説明する。
【0026】
まず、再びワークをチャックに取り付けたオペレータは、最初に、制御装置100のCRT/MDIユニット70を操作して装置の操作モードを再加工モードに切替え、手動パルス発生器71,73,74を使用可能な状態とし、Z軸(送り方向),X軸(切込み方向)および主軸(ワークの回転)の手動パルス発生器71,73,74の各々を操作して、図5に示すように、工具の先端をワークとなるネジの溝の部分に位置決めし、位置決めの完了を確認してから、CRT/MDIユニット70の位置決め完了キーを押圧する。
【0027】
工具の先端を位置決めする部分はネジの溝の部分であればどこでもよい。また、工具の先端をネジの溝の部分に正確に位置決めするためには、投影顕微鏡によって工具の先端とネジの溝との接触を視覚的に確認するか、または、工具の先端とネジの溝との間に薄紙等を挟んで、その潰れ具合を確認するなどする。
【0028】
ステップS1ないしステップS6に示す処理は、ここまでの段階のオペレータの操作に対応してプロセッサ11の側が行う処理の概略を示すフローチャートである。
【0029】
つまり、オペレータによる再加工モードへの切替えを検出したプロセッサ11は、まず、手動パルス発生器71,73,74によってZ軸,X軸のサーボモータ50,51および主軸モータ52を手動で制御できるC軸モードにし(ステップS1)、手動パルス発生器73(ステップS2で操作検出),71(ステップS4で操作検出)の手動操作に応じて次に示す各処理を行う。
【0030】
まず、手動パルス発生器73の操作による移動指令が入力された場合(ステップS2)、プロセッサ11は、その移動指令ΔXに応じて工具をX軸方向に送る(ステップS3)。手動パルス発生器73からの移動指令ΔXには操作ハンドルの回転方向に応じた符号が含まれており、操作ハンドルが正方向に回転された時の送り方向は+Xの向き、また、操作ハンドルが逆方向に回転された時の送り方向は−Xの向き(共に図5参照)である。
【0031】
手動パルス発生器71が操作された場合の処理(ステップS4,ステップS5)も、手動パルス発生器73の場合(ステップS2,ステップS3)と同様である。但し、工具の送りはZ軸方向であり、やはり、送り方向には正逆の区別がある。
【0032】
手動パルス発生器71,73によるサーボモータ50,51の独立した手動制御は、CRT/MDIユニット70の位置決め完了キーが操作されるまでの間(ステップS6)、いつでも実施可能である。
【0033】
そして、手動パルス発生器71,73による位置決めを完了したオペレータがCRT/MDIユニット70の位置決め完了キーを押圧すると、プロセッサ11はステップS6の処理でこの操作を検出し、位置決め完了位置記憶レジスタZ1にZ軸の現在位置レジスタに記憶する現在位置Znを記憶させ(ステップS7)、フラグFに位置ずれ量の検出を要求する値0をセットする(ステップS8)。要するに、位置決め完了位置記憶レジスタZ1の値は、工具の先端をネジの溝の部分に正確に位置決めした時のZ軸の値である。
【0034】
次いで、オペレータは主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させて、手動操作で工具をZ軸方向に移動させ、主軸52の一回転信号が検出されるまでのZ軸方向の工具の移動量を制御装置100によって求めさせる。
【0035】
主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させるためには、Z軸の手動パルス発生器71を操作して工具をZ軸方向に動かし、これに同期させて主軸52を回転させる方法と、主軸52の手動パルス発生器74を操作して主軸52を回転させ、これに同期させてZ軸のサーボモータ50を駆動制御する方法とが考えられるが、この実施形態では、後者の方法を利用するようにする。
【0036】
薄紙を挟んで位置決めを行ったような場合には予め工具をX軸正方向に退避させて薄紙を取り除いておいた方がよい場合もあるが、工具のX軸方向への移動は、前述の主軸およびZ軸の同期運転と独立させて任意に行って構わない。
【0037】
ステップS9ないしステップS24に示す処理は、ここまでの段階におけるオペレータによる手動パルス発生器73,74の操作に応じてプロセッサ11の側が行う処理の概略を示すフローチャートである(Z軸の手動パルス発生器71は操作しない)。
【0038】
プロセッサ11は、まず、フラグFに位置ずれ量の検出を要求する値0がセットされているか否かを判別するが(ステップS9)、この段階ではフラグFの値が0であるから、次いで、手動パルス発生器74が操作され主軸用手動パルスΔSが入力されているか否かを判別し(ステップS10)、入力がなければステップS19へ移行し、入力されていれば、入力パルスΔSだけ主軸を駆動する(ステップS11)。主軸52が回転するとポジションコーダ63からフィードバック信号が帰還され、このフィードバック信号ΔSに基づいて主軸モータ52の回転に同期させてZ軸のサーボモータ50を駆動して工具を送る(ステップS12)。なお、ネジリードがZR、ポジションコーダ63からのフィードバックパルスがΔS、主軸1回転分のパルス数がScであるとすれば、Z軸方向の工具の送りはZR・ΔS/Scである。
【0039】
次いで、プロセッサ11は、ポジションコーダ63から1回転信号が入力されたか否かを判別する(ステップS13)。一回転信号が入力されなければステップS19へ移行し、一回転信号が入力されていればプロセッサ11は、工具のZ軸現在位置Znを1回転信号検出位置記憶レジスタZ2に記憶し(ステップS14)、位置決め完了位置記憶レジスタZ1の値と1回転信号検出位置記憶レジスタZ2の値との大小関係を比較し(ステップS15)、1回転信号検出位置記憶レジスタZ2の値の方が大きければ、Z1の値からZ2の値を減じ、その値を補正量Z3として記憶する(ステップS16)。
【0040】
この場合、図5に示すように、オペレータが位置決め完了位置Z1から+Zの方向に工具を移動させて主軸52の1回転信号を検出したことを意味し、補正量Z3(図7(ロ)におけるβに対応)は負の値となる。つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ位置を始点として主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送り(後述のネジ切リ加工)に対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ先行させておけば(図7(ロ)に示す用にβ(=Z3)だけ先行させておけば)、図5に示すZ1の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、前回と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができることを意味する(もし、Z3による補正を行わないとすると工具は図5におけるZ2の位置を通ることになる。)。
【0041】
また、Z1=Z2であれば、ワークの再装着作業によって、たまたま、その取り外し時と全く同じ状態の取り付け状態が再現されたことを意味し、補正量Z3の値は0である。
【0042】
また、1回転信号検出位置記憶レジスタZ2の値が位置決め完了位置記憶レジスタZ1の値よりも小さければ、プロセッサ11は、Z1の値からZ2の値を減じた値(図7(ロ)のαに相当)から更にネジリードZRの値を減じ、その値を補正量Z3として記憶する(ステップS17)。
【0043】
この場合、図6に示すように、オペレータが位置決め完了位置Z1から−Zの方向に工具を移動させて主軸52の1回転信号を検出したことを意味し、Z1−Z2<ZRであるから、必然的に、補正量Z3は負の値となる。つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ位置を始点として主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送り(後述のネジ切リ加工)に対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ先行させておけば、図6に示すZ1の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、前回と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができることを意味する(もし、Z3による補正を行わないとすると工具は図6におけるZ2の位置を通ることになる。)。
【0044】
なお、補正量Z3が負となるように処理を行っているのは、後述のネジ切リ加工の初期段階で纏めて位置ずれの補正を行った場合に工具が+Z方向に移動してテールストック等と干渉するのを防止するためであり、もし、ネジ切リ開始点とテールストックとの間に十分な余裕があるのであれば、補正量Z3の値が正となっても問題はなく、従って、ステップS15とステップS17の処理は不要である。この場合、図6の状況下ではZ3の値が正となり、チャックからワークを取り外す前に設定されているネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ位置を始点として主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送り(後述のネジ切リ加工)に対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ遅らせることになる。
【0045】
無論、ステップS13の判別結果が偽となった場合、つまり、一回転信号が入力されない場合には、ステップS14ないしステップS18の処理は実施されない。また、ステップS16もしくはステップS17の処理で補正量Z3を求めた場合には、フラグFに位置ずれ量の検出を完了したことを示す値1をセットして(スップS18)、補正量Z3を求めるための処理を完了する。
【0046】
従って、補正量Z3を求めるための処理は、主軸52の一回転信号が検出されたからといってその度に行われるわけではなく、最初の1回転信号が検出されたときに1回実行されるのみである。よって、補正量Z3の絶対値はネジリードZRよりも小さな値となる。
【0047】
既に述べた通り、X軸方向の工具移動は自由であり、手動パルス発生器73の操作による移動指令が入力された場合には(ステップS19)、プロセッサ11は、その移動指令ΔXに応じて工具にX軸方向に送る(ステップS20)。
【0048】
次いで、プロセッサ11は操作盤のネジ切リ開始釦が操作されているか否かを判別し(ステップS21)、ネジ切リ開始釦が操作されていなければ、再び、ステップS9の処理に移行して、これに続く処理を繰り返し実行する。オペレータはネジ切リ開始釦に触れずに手動パルス発生器74を操作して主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させて実行し、主軸52の一回転信号が検出されるまでのZ軸方向の工具の移動量を求め、その値を補正量Z3として記憶する。
【0049】
そして、一旦補正量Z3が求められフラグFに1がセットされた場合、必ずしも主軸52の回転とZ軸方向の工具送りとを同期させておく必要はないが、ステップS9からステップS22に移行し、手動パルス発生器74が操作されるとステップS10〜S12と同一の処理(ステップS22〜S24)を実行し、主軸に同期してZ軸を駆動し、ステップS19に移行する。また、手動パルス発生器74が操作されなければ、ステップS22からステップS19に移行する。
【0050】
そこで、オペレータは、ネジ切リ開始釦に触れずにX軸の手動パルス発生器73と主軸の手動パルス発生器74とを適当に操作し、固定サイクルによる自動ネジ切り作業の開始が可能な位置、つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標の近傍まで工具を移動させる。
【0051】
一般的な操作は、X軸の手動パルス発生器73を操作して工具をワークの径方向外側に逃がしてから主軸の手動パルス発生器74を操作し、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標の近傍まで工具を移動させるというものである。当然、ネジ切リ開始位置はワーク先端から+Z方向にオフセットした位置にある。また、追い込み加工のための切込みは、この段階でX軸の手動パルス発生器73を操作して入れておく。
【0052】
そして、オペレータがネジ切リ開始釦を操作すると、プロセッサ11はステップS21の処理でこの操作を検出し、Z軸のサーボモータ50を駆動して、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標の位置まで工具を移動させ(ステップS25)、設定回転速度RC(rpm)による主軸モータ52の回転を開始させる(ステップS26)。
【0053】
しかし、既に述べた通り、ここでそのまま主軸52の1回転信号を検出してZ軸方向の工具送りを開始してしまうと、工具の先端は図5および図6に示すZ2の位置を通ることになり、ワークをチャックから取り外す前と同じ螺旋軌跡に沿ってネジ切リ加工を行うことはできなくなってしまう。
【0054】
その原因は、チャックに対してワークを再装着する際にチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量が取り外し前の状態と変化してしまうからである。なお、Z1=Z2となるのは、厳密にいえば、ワークの再装着作業によって、たまたま、その取り外し時と全く同じ状態の取り付け状態が再現された場合と、再装着作業によってチャックとワークとの相対的な回転位置およびチャックに対するワークの突出量に共に変化が生じ、たまたま、2種類のずれの合成によってその取り外し時と同じ状態に螺旋軌跡が重なった場合とがある。前者に関しては全く問題がないが、後者の場合には、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ座標を用いてネジ切リ加工の固定サイクルを実施した場合に、ネジの有効長さに変化が生じるという問題がある。従って、チャックに対するワークの突出量は取り外し前の状態と同じように調整しておくことが望ましい。無論、突出量に多少の差があったとしても、螺旋軌跡自体は完全に一致するので、ネジの有効長さに厳密な加工公差が設定されていなければ何の問題もない。
【0055】
結果的に、予め設定されているネジ切リ開始位置から工具がワークの先端に移動するまでの間に、前述の補正量Z3の分だけ工具位置をZ軸方向にずらせてやれば、チャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量に変化がある場合でも、チャックからワークを取り外す前に設定されているネジ形状開始点からネジ切リ加工加工が開始され螺旋軌跡を、チャックからワークを取り外す前に施された加工による軌跡と完全に一致させることができる。
【0056】
工具がネジ切リ開始位置からワークの先端に移動するまでの間に補正量Z3相当の送りを加算する方法としては、主軸との同期運転に必要とされる所定周期毎のZ軸方向の送り指令の各々に補正量Z3を分配した移動指令を上乗せして出力する方法と、最初に予め補正量Z3相当分の補正を行ってしまってから、同期運転を開始する方法とが考えられる。しかし、既に述べた通り、チャックに対するワークの突出量が取り外し前の状態と変わってしまうような場合もあり、Z軸の送りを開始してからどの程度の距離区間で補正量Z3の分配を完了させればよいか厳密に分からない場合もあるので、この実施形態においては、後者の方法を適用している。
【0057】
そこで、まず、プロセッサ11は、工具を補正量Z3分だけZ軸方向に移動させ(ステップS27)、Z軸方向の送りの補正を先に済ませ、主軸52からの1回転信号を検出してから(ステップS28)、プログラムされている自動ネジ切り加工を開始する。すなわち、ネジリードがZRとなるように、主軸回転数RC(rpm)に同期させてRC・ZR/60の速度でZ軸方向の工具の送りを開始し、自動運転によるネジ切リ固定サイクルで従来と同様にして1回分のネジ切リ加工を行う。
【0058】
既に述べた通り、主軸52の一回転信号を検出して開始される−Z方向への工具送りに対し、工具の移動をZ軸方向にZ3だけ先行させておくことによって、図5および図6に示すZ1の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、ワークの脱着前に刻設された螺旋軌跡と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができる。
【0059】
以上、一実施形態としてチャックからワークを外す前と再送着後におけるチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量の変化をZ軸方向の工具位置のずれとして検出し、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のZ軸座標と同じ座標位置をネジ切リ開始位置の基準として工具の送りを補正することによって、チャックからワークを外す前と再送着後の螺旋軌跡とを一致させるようにしたものについて説明したが、ずれ量をZ軸方向の工具のずれ量ではなく、主軸回転量で検出してもよい。
【0060】
この場合、ステップS6の判別結果が真となった時点で、ステップS7で、主軸52の現在位置記憶レジスタの値(C軸制御に切り換えると、ポジションコーダからのフィードバックパルスを計数し主軸の回転位置を記憶する現在位置記憶レジスタの値)を読取り主軸の回転位置(c1)を記憶し、ステップS13で一回転信号が検出されると、ステップS14〜S17の処理に代えて、主軸52の現在位置記憶レジスタの値(c2)を読み込み、主軸のねじ加工時の回転方向を正方向とすれば、c2≧c1であると、図7(ロ)のαに対応する主軸回転量のずれ量が求められ、(c2−c1)から主軸1回転の回転パルス量を減じた値(図7(ロ)のβに対応する回転量で負の値)を補正するずれ量として記憶する。また、c2<c1の場合(βに相当する回転量)には、(c2−c1)を補正する回転量として記憶するようにする。そして、ステップS27では記憶した補正料をZ軸の移動量に変換して、工具位置を補正すればよい。
【0061】
また、工具位置を補正する代わりに、ネジ切り開始位置Psから1回転信号を受信して図7のα分送れたタイミングで工具移動を開始するようにしてもよい。この場合、ステップS15〜S17で、c2≧c1の時は、(c2−c1)を補正するための遅れ量として記憶し、c2<c1の場合は、主軸1回転回転パルス量から(c1−c2)を減じた値を、補正の遅れ量として記憶しておき、再加工時には、1回転信号を検出してからこの記憶した遅れ量だけ遅れて工具の移動を開始するようにすればよい。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、測定等のためのワークの脱着作業によってチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量に変化が生じた場合であっても、ワークをチャックから取り外す前の捩子の螺旋軌跡に沿って正確なネジ切リ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の旋盤におけるネジの再加工方法を適用した一実施形態の旋盤の制御装置を示すブロック図である。
【図2】同実施形態の制御装置による再加工モードの処理の概略を示すフローチャートである。
【図3】再加工モードの処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図4】再加工モードの処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図5】同実施形態の作用原理を示す概念図である。
【図6】同実施形態の作用原理を示す概念図である。
【図7】本発明の原理説明図である。
【符号の説明】
11 プロセッサ
12 ROM
13 RAM
14 CMOSメモリ
15 インターフェイス
16 プログラマブル・マシン・コントローラ
17 I/Oユニット
18 インターフェイス
19 インターフェイス
20 インターフェイス
21 バス
22 インターフェイス
23 切替えスイッチ
30 軸制御回路
31 軸制御回路
32 スピンドル制御回路
40 サーボアンプ
41 サーボアンプ
42 スピンドルアンプ
50 サーボモータ
51 サーボモータ
52 主軸モータ
63 ポジションコーダ
70 CRT/MDIユニット
71 手動パルス発生器
72 外部機器
73 手動パルス発生器
74 手動パルス発生器
100 制御装置
T 工具
W ワーク
Claims (2)
- 主軸の一回転信号を検出するとネジリードに合わせて主軸軸方向の工具の自動同期送りをネジ切り開始点から開始するようにした旋盤によるネジ加工であって、一度ネジ加工を実施し、ネジ加工されたワークを旋盤から取り外し、再度取り付けてネジ加工を行うネジの再加工方法において、
手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸軸方向の工具の移動量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、少なくとも、工具がワークに接しネジ形状開始点に到達するまでの間に、前記移動量に相当する工具送り補正を主軸軸方向に与えるようにしたことを特徴とする旋盤におけるネジの再加工方法。 - 主軸の一回転信号を検出するとネジリードに合わせて主軸軸方向の工具の自動同期送りをネジ切り開始点から開始するようにした旋盤によるネジ加工であって、一度ネジ加工を実施し、ネジ加工されたワークを旋盤から取り外し、再度取り付けてネジ加工を行うネジの再加工方法において、
手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸回転量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから前記主軸回転量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向と逆方向に移動させて求めた場合には、主軸の1回転信号を検出してから、主軸の1回転量から前記主軸回転量だけ減じた量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始してネジの再加工を行なう旋盤におけるネジの再加工方法。
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