JP4014777B2 - Threading machine - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸機構を有する工作機械を制御するねじ切り加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のねじ切り加工装置は、主軸の回転角度に同期した送り軸の移動手段と、パルスエンコーダが発生する一回転信号に同期させてねじ切り加工を開始するねじ切り加工開始手段とによって実現されていた。なお、パルスエンコーダは、ねじ切り開始位置を均一に保つために主軸に取り付けられる。
【０００３】
しかし、ねじ切り加工装置は単位時間当たりの移動量を算出しながら主軸の移動経路を決定していくが、ねじ切り加工装置の処理タイミングと主軸の位相とは同期していなかった。このため、前述のパルスエンコーダから出力される一回転信号に同期させて、ねじ切り加工を実施するには、擬似的に主軸の位相と処理タイミングとを合わせるような特別な回路を必要としていた。
これらは特開昭６１−７９５２０号公報等により詳細に説明されており、該公報に示されたような特別な回路がねじ切り加工の開始位置を均一に、且つ正確に保つ役割を果たしていた。
【０００４】
また、従来のねじ切り加工装置によるねじ切り加工では、主軸の開始角度及び終了角度を制御することができなかった。このため、ねじを終端まで締めた時のねじの位相を目的位置に合わせることが困難であった。例えば、水道の蛇口のような形状を持った製品に対してねじ切り加工を行う場合、ねじを終端まで締め付けた時に、所望の位置に製品がこないなどの不都合があった。この場合、蛇口は下向きに位置し、蛇口の詮は上向きに位置していないと非常に都合が悪い。このような場合は、プログラムを修正して、ねじ切り工具が付いた刃物台を制御するサーボ軸のねじ切り加工のスタート位置を調整していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のねじ切り加工装置での主軸の制御方法は、与えられた主軸速度指令に基づき、所定の指令速度で回転していれば良いとされていた。このため、例えば、ねじ切り加工を行う場合、ねじ切り加工のための特別な回路を用いても、ねじ切り加工の開始位置を合わせたり、ねじ切り加工の開始時又は終了時の主軸の角度を調整することが簡単にはできなかった。このため、目的毎に異なる特別回路を複数準備したり、プログラムをその都度変更しなければならなかった。これはねじ切り加工装置が主軸の位置を制御しておらず、ねじ切り加工装置と主軸とが互いに無関係に動作していたためである。
【０００６】
本発明は、これらの問題点を解消するためになされたものであり、主軸の位置ループ制御機能を利用し、ねじ切り加工装置の主軸の角度及び速度を制御することにより、特別の回路を設けることなく、精度の高いねじ切り加工を実現することができるねじ切り加工装置を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明では、主軸モータを制御して旋削によるねじ切り加工を行うねじ切り加工装置において、主軸速度指令を補間周期当たりの主軸位置の変化量に変換しこの主軸位置の変化量を順次出力する位置変換処理部と、この位置変換処理部の出力を順次加算することにより現在の主軸の位置を求めてモータ位置指令として出力する主軸位置演算部と、前記主軸位置演算手段からのモータ位置指令にしたがって前記主軸モータを駆動する駆動部と、前記モータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度をまたぐ周期のときには、当該モータ位置指令が前記ねじ切り加工の開始角度に一致するように、前記位置変換処理部の出力を強制的に補正する補正部とを備え、主軸角度が設定されたねじ切り加工の開始角度に一致したときねじ切り加工を開始させることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明では、主軸モータを制御して旋削によるねじ切り加工を行うねじ切り加工装置において、主軸速度指令を補間周期当たりの主軸位置の変化量に変換しこの主軸位置の変化量を順次出力する位置変換処理部と、この位置変換処理部の出力を順次加算することにより現在の主軸の位置を求めてモータ位置指令として出力する主軸位置演算部と、前記主軸位置演算手段からのモータ位置指令にしたがって前記主軸モータを駆動する駆動部と、設定されたねじ切り加工の終了角度とねじピッチとネジの長さに基づきねじ切り加工の開始角度を演算する開始角度演算手段と、前記モータ位置指令が前記開始角度演算手段で演算されたねじ切り加工の開始角度をまたぐ周期のときには、当該モータ位置指令が前記ねじ切り加工の開始角度に一致するように、前記位置変換処理部の出力を強制的に補正する補正部と、を備え、主軸角度が設定されたねじ切り加工の開始角度に一致したときねじ切り加工を開始させることにより、ねじ切り終了の主軸角度を設定されたねじ切り加工の終了角度に一致させることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明によるねじ切り加工装置の一実施形態を図１を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態１の数値制御装置（以下、ＮＣとする）の全体構成図である。
図１において、１００はＮＣである。２００は表示装置であり、ＮＣ１００に設けられる。３００は操作盤であり、ＮＣ１００に設けられる。この操作盤３００は、操作スイッチやランプが設けられる。４００は駆動部であり、ＮＣ１００から出力される各種指令が入力される。
【００１８】
５００はモータであり、機械駆動用のサーボモータや主軸モータである。このモータ５００は、ＮＣ１００から出力される各種指令に基づく駆動部４００の制御により制御される。６００はエンコーダ（ＥＮＣ）であり、モータ５００に接続され、モータ５００の制御により制御される。なお、エンコーダ６００は、その出力を駆動部４００に出力する。７００は機械であり、モータ５００に接続され、モータ５００の制御により制御される。なお、機械７００は、加工部に相当する。
【００１９】
次に、図１に示すＮＣ１００の内部構成について、図２を用いて説明する。
図２は本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有するＮＣ１００の内部構成を示す機能ブロック図である。
図２において、１１０は入力処理部であり、操作盤３００から出力された出力信号に応じて、各種データを作成・編集する。１３０はデータ部であり、入力処理部１１０で作成・編集された各種データが格納される。１４０は中央処理部であり、データ部１３０に格納された各種データを演算処理して、１ブロック分の実行データを生成する。１５０は補間処理部であり、中央処理部１４０で生成された１ブロック分の実行データを受け、単位時間当たりの各軸の移動量を演算する。なお、補間処理部１５０は補正部を有する。
【００２０】
駆動部４００は、補間処理部１５０で演算された単位時間当たりの各軸の移動量に基づき、モータ５００を駆動させる。１２０は表示処理部であり、プログラムを作成・表示したり、入力処理部１１０やデータ部１３０の各種データを見やすいように加工して、ＣＲＴなどの表示装置２００に表示する。なお、ＮＣ１００は、これら入力処理部１１０、データ部１３０、中央処理部１４０、補間処理部１５０、及び表示処理部１２０を有する。
また、図２において、図１と同一又は相当の部分には、同一符号を付してその説明を省略し、図１と相違する部分について説明した。
【００２１】
次に、図２に示す中央処理部１４０、補間処理部１５０、及び駆動部４００での処理動作について、図３を用いて説明する。
図３は従来のねじ切り加工装置が有する中央処理部１４０、補間処理部１５０、及び駆動部４００での処理動作を示す機能ブロック図である。
図３において、１４１は主軸運転モードであり、主軸制御に関する情報である。なお、主軸運転モード１４１は主軸の動作モードを与える信号であり、この主軸の動作モードには、主軸オリエントモード、主軸割り出しモード、主軸位置ループモード、主軸速度ループモードなどがある。１４２は主軸速度指令であり、主軸制御に関する情報である。この主軸速度指令１４２は、主軸の毎分の回転数を示す場合と、主軸の周速度を示す場合とがある。１４３は主軸制御信号であり、主軸制御に関する情報である。なお、主軸制御信号１４３は重要な制御用の信号であり、主軸を正／逆転起動させたり、停止させたりするものである。
【００２２】
なお、これら主軸運転モード１４１、主軸速度指令１４２、及び主軸制御信号１４３は、中央処理部１４０で演算処理され解析された１ブロック分の実行データである指令ブロックに含まれる。また、これら主軸運転モード１４１、主軸速度指令１４２、及び主軸制御信号１４３は、中央処理部１４０から補間処理部１５０へ出力される。
１５１は周速一定制御部であり、主軸速度指令１４２が入力される。この周速一定制御部１５１は、補間処理部１５０に設けられる。また、この周速一定制御部１５１は、主軸の周速度を示す主軸速度指令１４２を主軸の毎分の回転数を示す主軸速度指令１４２に変換する周速一定処理を行い、主軸アンプ４０１に出力する。なお、周速一定制御部１５１は制御部に相当する。
【００２３】
４０１は主軸アンプであり、主軸運転モード１４１が入力される。この主軸アンプ４０１は、入力された主軸運転モード１４１に基づく所定の動作を行う。また、主軸アンプ４０１は、主軸制御信号１４３が入力され、この主軸制御信号１４３に基づく所定の動作を行う。さらに、主軸アンプ４０１は、主軸の毎分の回転数を示す主軸速度指令１４２が入力され、この主軸速度指令１４２に基づく所定の動作を行う。
なお、図３において、図２と同一又は相当の部分には、同一符号を付してその説明を省略し、図２と相違する部分について説明した。
このように、従来のねじ切り加工装置では主軸の毎分の回転数が指令されているに過ぎず、主軸が現在どの角度にあるのかわからない。また、主軸をどの位置で止めるか、制御することもできなかった。
【００２４】
次に、図２に示す中央処理部１４０、補間処理部１５０、及び駆動部４００での処理動作について、図４を用いて説明する。
図４は本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する中央処理部１４０、補間処理部１５０、及び駆動部４００での処理動作を示す機能ブロック図である。
図４において、１５２は位置変換処理部であり、中央処理部１４０から出力された主軸制御信号１４３と、周速一定制御部１５１から出力された主軸の毎分の回転数を示す主軸速度指令１４２とが入力される。なお、中央処理部１４０から出力された主軸制御信号１４３は、位置変換処理部１５２と共に主軸アンプ４０１に出力される。
また、周速一定制御部１５１から出力された主軸速度指令１４２は、位置変換処理部１５２と共に主軸アンプ４０１に出力される。なお、位置変換処理部１５２は変換部に相当する。
【００２５】
１５４はスムージング回路であり、位置変換処理部１５２から出力された単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）が入力される。なお、単位時間は、補間処理周期Δｔである。また、単位時間当たりの主軸位置の変化量は、単位時間当たりの主軸角度の変化量に相当する。また、スムージング回路１５４は、入力された単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）を、スムージング回路１５４の特性に基づく段階的に滑らかな変化量１５５（ΔＰｏ）に加工し出力する。
【００２６】
１５６は位置レジスタであり、スムージング回路１５４から出力された段階的に滑らかな変化量１５５（ΔＰｏ）が加算される。なお、位置レジスタ１５６に記録された内容は補間処理周期Δｔ（ｓｅｃ）毎に更新される。また、位置レジスタ１５６に記録された内容は、位置指令として主軸アンプ４０１に出力される。さらに、この位置レジスタ１５６の値を参照すると、現在の主軸の位置や角度を知ることができる。なお、周速一定制御部１５１から出力された指令回転数は、駆動部４００が有する主軸アンプ４０１を介し、モータ５００に与えられる。そして、そのモータ５００は、該指令回転数に基づき回転する。
なお、図４において、図３と同一又は相当の部分には、同一符号を付してその説明を省略し、図３と相違する部分について説明した。
また、これら一連の処理を、主軸の位置ループ制御方法と称する。
【００２７】
次に、位置変換処理部１５２での、単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）の算出方法について説明する。
まず、位置変換処理部１５２には、毎分の指令回転数である主軸速度指令１４２と主軸制御信号１４３とが入力される。
そして、位置変換処理部１５２は、以下の変換式より、単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）を算出する。
【００２８】
ΔＰｉ＝（Ｓ／６０）＊Δｔ＊３６０ （度）
Ｓ：指令回転数（ｒｐｍ）
Δｔ：補間処理周期（ｓｅｃ）
【００２９】
また、位置変換処理部１５２は、主軸制御信号１４３に基づき、上述のように算出したΔＰｉを以下のように補正する。
【００３０】
主軸制御信号１４３が正転起動状態を示す場合は ΔＰｉ＝ΔＰｉ
主軸制御信号１４３が逆転起動状態を示す場合は ΔＰｉ＝−ΔＰｉ
主軸制御信号１４３が主軸停止状態を示す場合は ΔＰｉ＝０
【００３１】
このようにして、補正され得られた単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）は、スムージング回路１５４に出力される。
【００３２】
次に、スムージング回路１５４では、単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）を、段階的に滑らかな変化量１５５（ΔＰｏ）に加工する。なお、スムージング回路１５４による段階的に滑らかな変化量１５５（ΔＰｏ）への加工は、スムージング回路１５４の特性によるものであり、周知の技術である。ゆえに、ここではその説明を省略する。
【００３３】
なお、スムージング回路１５４による、単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）から、段階的に滑らかな変化量１５５（ΔＰｏ）への変化の様子を、図５に示す。図中、各ΔＰｉ及びΔＰｏの単位時間は補間処理周期Δｔである。図５は本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有するスムージング回路１５４での処理動作を示す概念図である。図５において、上段はスムージング回路１５４に入力される単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）であり、下段はスムージング回路１５４から出力されるスムージング回路１５４によって加工され得られた段階的に滑らかな変化量１５５（ΔＰｏ）である。
【００３４】
このように、本実施形態におけるねじ切り加工装置は、ＮＣのプログラムで与えられた主軸の速度指令を主軸の位置指令に変換し、主軸駆動部４００への刻々の指令は速度指令と位置指令とで与えるため、ねじ切り加工の切り込み位置を均一に保つことができる。
例えば、ねじ切り加工の開始位置を主軸の角度が０度の時とした場合、駆動部４００への主軸に対する位置指令が０度をまたぐタイミングまで、ねじ切り加工の開始を遅らせる。そして、主軸に対する位置指令が０度をまたぐタイミングの時に、０度の位置を確認し、ねじ切り加工を開始することにより、ねじ切り加工の切り込み位置を０度に均一に保つことができる。
【００３５】
また、本実施形態のねじ切り加工装置は、主軸の位置指令を目的に応じて補正する補正手段を設けて、該位置指令を補正することにより、ねじ切り加工のスタートタイミングが決定され、このスタートタイミングを目的に応じて自動的に変更することができる。
さらに、主軸の位置指令を補正することにより、ねじ切り開始位置を均一に、主軸をコントロールすることができる。
【００３６】
また、プログラムで指令された主軸速度指令１４２を、主軸の位置指令に変換する手段を備えたことにより、主軸を位置ループ制御状態のまま位置指令により起動停止させることができる。
さらに、本実施形態のねじ切り加工装置は、テストカットを繰り返しながらプログラムを修正する必要がなくなったため、高価な機械の生産性を高めることできる。
【００３７】
次に、図４に示す補間処理部１５０での処理動作である周速一定制御について、図６を用いて説明する。
図６は本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０での周速一定制御を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、メインプログラムから呼ばれるサブルーチン（ＳＵＢ１）である。
図６において、ステップ（以下、Ｘとする）１では、中央処理部１４０で処理されたプログラムのある１ブロックデータに含まれる主軸速度指令１４２が読み込まれる。Ｘ１が終了するとＸ２へ進む。
【００３８】
Ｘ２では、主軸速度指令１４２の属性、即ち回転数が与えられた主軸速度指令１４２か、周速度が与えられた主軸速度指令１４２かを判断する。周速度が与えられていた場合はＸ３へ進む。そうでなければ処理を終了する。
Ｘ３では、毎分の周速度を円周の長さで割ることにより、主軸の毎分の回転数を算出する。なお、図中のＤは該円の直径である。
このように、周速一定制御部１５１からは、主軸の毎分の回転数が出力される。
【００３９】
次に、図４に示す補間処理部１５０での処理動作である回転数指令−位置指令変換処理について、図７を用いて説明する。
図７は本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０での回転数指令−位置指令変換処理を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、メインプログラムから呼ばれるサブルーチン（ＳＵＢ２）である。
図７において、Ｘ４では、周速一定制御のＳＵＢ１が呼び出される。この時、主軸の毎分の指令回転数が取得される。Ｘ４が終了するとＸ５へ進む。
【００４０】
Ｘ５では、単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）が算出される。なお、単位時間当たりの主軸位置の変化量１５３（ΔＰｉ）は、単位時間当たりの主軸の移動量でもある。Ｘ５が終了するとＸ６へ進む。
Ｘ６では、中央処理部１４０から出力された主軸制御信号１４３が主軸停止状態を示す指令であるかどうか判断する。主軸制御信号１４３が主軸停止状態を示す場合はＸ７へ進み、そうでなければＸ１０へ進む。なお、主軸制御信号１４３が主軸停止状態を示す指令でない場合は、正転または逆転の起動状態を示す指令である。なお、主軸制御信号１４３が正転起動状態を示す場合は「Ｍ３」、逆転起動状態を示す場合は「Ｍ４」、主軸停止状態を示す場合は「Ｍ５」を示すものとする。
【００４１】
Ｘ７では、主軸停止状態を示す主軸制御信号１４３に、定位置で停止する命令が含まれているかどうか確認する。定位置で停止する命令が含まれている場合はＸ８へ進み、そうでなければＸ９へ進む。なお、定位置停止命令が含まれていない場合は、主軸を任意の位置で停止させても良いことを示す。
Ｘ８では、定位置到達フラグがオンしたかどうか確認する。定位置到達フラグがオンした場合はＸ９へ進み、そうでなければ処理を終了する。
Ｘ９では、単位時間当たりの主軸の移動量（ΔＰｉ）をクリアして、主軸の移動を停止させる。
【００４２】
Ｘ１０では、停止位置到達フラグを初期化する。Ｘ１０が終了するとＸ１１へ進む。
Ｘ１１では、主軸制御信号１４３が逆転起動状態を示す指令であるかどうか確認する。主軸制御信号１４３が逆転起動状態を示す指令である場合はＸ１２へ進み、そうでなければ処理を終了する。
Ｘ１２では、主軸を逆転方向に進めるため、単位時間当たりの主軸の移動量（ΔＰｉ）のデータ符号を逆にする。
【００４３】
次に、図４に示す補間処理部１５０での処理動作である目的位置到達確認処理について、図８を用いて説明する。
図８は本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０での目的位置到達確認処理を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、メインプログラムから呼ばれるサブルーチン（ＳＵＢ３）である。
図８において、Ｘ１３では、位置レジスタ１５６の値と、スムージング回路１５４にたまっている実行されていない指令の合計値と、今回出力する予定の移動量（ΔＰｉ）との総和を求めて、今回指令値（Ｐｎ）を算出する。Ｘ１３が終了するとＸ１４へ進む。
Ｘ１４では、本処理の処理結果（Ｒｓｔｓ）を初期化する。Ｘ１４が終了するとＸ１５へ進む。
【００４４】
Ｘ１５では、移動量（ΔＰｉ）の指令の符号を確認する。この符号がマイナスの時は逆転時の到達判別ステップＸ１６へ進み、プラスの時は正転時の到達判別ステップＸ１７へ進む。
Ｘ１６は逆転時の到達判別ステップであり、「前回指令値（Ｐｓ）が到達位置（Ｃ）より大きく、かつ今回位置値（Ｐｎ）が到達位置（Ｃ）より小さいまたはイコールである」かどうか判断し、該当する場合は到達位置（Ｃ）を乗り越えたと判断する。到達位置（Ｃ）を乗り越えた場合にはＸ１８進み、そうでなければ処理を終了する。
なお、逆転指令の指令値は０、３５９、３５８３５７・・と変化する。
また、到達位置（Ｃ）は本ＳＵＢ３が呼び出された際に、メインプログラムから受け取る値である。
【００４５】
Ｘ１７は正転時の到達判別ステップであり、「前回指令値（Ｐｓ）が到達位置（Ｃ）より小さく、かつ今回位置値（Ｐｎ）が到達位置（Ｃ）より大きいまたはイコールである」かどうか判断し、該当する場合は到達位置（Ｃ）を乗り越えたと判断する。到達位置（Ｃ）を乗り越えた場合にはＸ１８進み、そうでなければ処理を終了する。
なお、正転指令の指令値は０、１、２，・・と変化する。
Ｘ１８では、今回出力する予定の移動量（ΔＰｉ）と今回指令値（Ｐｎ）とを補正して、今回指令値（Ｐｎ）が到達位置（Ｃ）とイコールになるようにする。Ｘ１８が終了するとＸ１９へ進む。
Ｘ１９では、今回出力する予定の移動量（ΔＰｉ）で到達位置（Ｃ）に来たことを示すために処理結果（Ｒｓｔｓ）を０にする。
【００４６】
次に、図４に示す補間処理部１５０での処理動作であるねじ切り加工制御について、図９を用いて説明する。
図９は本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０でのねじ切り加工制御を示すフローチャートである。なお、このフローチャートがメインプログラムである。
図９において、Ｘ２０では、ＳＵＢ２を呼び出し、今回出力する予定の移動量（ΔＰｉ）を取得する。Ｘ２０が終了するとＸ２１へ進む。
Ｘ２１では、ねじ切り加工が指令されたかどうか確認する。ねじ切り加工が指令された場合にはＸ２２へ進み、そうでなければＸ２３へ進む。
【００４７】
Ｘ２２では、ねじ切り加工のスタートタイミング（ねじ切り開始ＦＧのオン）を確認する。ねじ切りのスタートタイミングに達したらＸ２７に進み、そうでなければ終了する。
Ｘ２７では、ねじ切り加工の補間処理を実行する。Ｘ２７が終了するとＸ２８へ進む。
Ｘ２８では、ねじ切り加工の補間処理が終了したか確認する。ねじ切りの補間処理が終了したらＸ２９に進み、そうでなければ終了する。
Ｘ２９では、ねじ切りコントロール用のデータを初期化して次のねじ切り指令に備える。Ｘ２９が終了するとＸ３０へ進む。
Ｘ２３では、ねじ切り加工のスタートタイミングを検出する。また、このＸ２３では、ねじ切り加工をスタートする際の主軸の角度を設定する。なお、本実施形態では固定値の０度を使用したとする。Ｘ２３が終了するとＸ２４へ進む。
【００４８】
Ｘ２４では、Ｘ２３で設定されたねじ切り加工のスタート時の主軸の角度をもとに、ＳＵＢ３を呼び出す。本実施形態では、０度を到達位置（Ｃ）としてＳＵＢ３を呼び出したとする。なお、本実施形態では主軸の位置が到達位置（Ｃ）をまたいだ時に、処理結果（Ｒｓｔｓ）の０値を返すものとする。Ｘ２４が終了するとＸ２５へ進む。
Ｘ２５では、Ｒｓｔｓ＝０かどうか確認する。Ｒｓｔｓ＝０の場合はＸ２６に進み、そうでなければ終了する。
Ｘ２６では、ねじ切り開始ＦＧをオンにする。Ｘ２６が終了するとＸ２２へ進む。
Ｘ３０では、到達位置（Ｃ）を検出するための前回指令値（Ｐｓ）を作成する。つまり、全部の処理が終了した時点で、今回指令値（Ｐｎ）を前回指令値（Ｐｓ）に代入して、次回処理の時の前回指令値（Ｐｓ）にする。
【００４９】
このように、補間処理部１５０では、主軸の速度指令を位置指令に変換し、主軸をコントロールすることにより、ねじ切り加工のスタート位置を均一に保つことができる。
また、主軸を位置制御して、ねじ切り加工を開始する目標角度を与えることにより、エンコーダ６００からの１回転パルスを使用しなくても、ねじ切り加工を精度良く実施することができる。
さらに、主軸を位置ループ運転でねじ切り加工することにより、途中の主軸の速度変動によるネジピッチ精度の低下が無くなり、精度の高いねじ切り加工が実現できる。
また、ねじ切り加工の開始位置均一にすることができるため、主軸エンコーダ６００の１回転パルスを使用する必要が無く、そのための特別な回路や制御が不要となり、コスト低減を図ることができる。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態１では、従来のねじ切り加工と同様に、固定の角度からしか、ねじ切り加工を開始することができなかった。
しかし、実施の形態１におけるＸ２３であるねじ切り開始角度を与えるステップで、以下のような事項を設定することにより任意の角度からねじ切り加工を開始することができる。
まず、予め、ねじ切り加工を開始する角度についてプログラムしておく。
例えば以下に示すようにプログラムする。
【００５１】
Ｇ３２Ｚ−３００．Ｆ１０．Ｐ６０；
【００５２】
つまり、ねじ切り加工における主軸の開始角度を６０度（Ｐ６０）にする。
その後、中央処理部１４０は、プログラムの該ブロックを処理した際に、ねじ切り加工の開始角度が６０度であることを解釈する。そこで、所定の場所（Ａｓ）に６０がセットされる。
そして、Ｘ２３では、ねじ切り加工の開始角度が Ｃ＝Ａｓ であると設定することにより、上述のようにプログラムされた角度（６０度）から、ねじ切り加工が開始される。
その後、ねじ切り加工における主軸の開始位置を新たな角度に設定し直したい場合には、ねじ切り加工の開始角度を設定し直したい値（例えば３０度）に設定した後、ねじ切り加工をスタートさせればよい。
【００５３】
そして、ねじ切り加工を指令して実行させると、駆動部４００への刻々の位置指令が３０度をまたぐタイミングまでねじ切り加工はその開始を遅らせて、位置指令が３０度をまたぐタイミングの時には、１回だけ強制的に３０度の位置を指令し、次のタイミングからねじ切り加工の補間処理を開始する。これらのことより、ねじ切り加工の切り込み位置を３０度の位置に均一に保つことができる。
このように、本実施形態のねじ切り加工装置は、主軸の位置ループ制御機能を利用することにより、ねじ切り加工の開始角度を任意に変更することができ、主軸をコントロールすることができる。
【００５４】
また、本実施形態のねじ切り加工装置は、主軸の速度指令を位置指令に変換する手段を設け、主軸に対する速度指令を位置指令に変換し、駆動部４００へ位置指令で指令し、主軸に対する位置指令を目的に応じて補正する補正手段を設けたことにより、ねじ切り加工の開始時の主軸角度を正確にコントロールすることができる。
さらに、本実施形態のねじ切り加工装置は、便宜上ねじが順方向に切られていくことを想定しているが、実際の処理においては主軸の回転方向を考慮して始点角度を計算する必要がある。
また、ねじ切り加工における主軸の開始位置を指定することができるため、ねじを締め付けたときの停止位置を自由に変更することができる。
なお、本実施形態のねじ切り加工装置は、その構成及び動作において、実施形態１のねじ切り加工装置とほぼ同様であり、相違する部分についてのみ説明した。
【００５５】
実施の形態３．
実施の形態２では、ねじ切り加工の開始角度を任意の角度に変更する方法を示したが、同様の方法でねじ切り加工の終了角度を変更することができる。
まずは、予め、ねじ切り加工を終了する角度をプログラムする。
例えば以下のような例がある。
【００５６】
Ｇ３２Ｚ−３１８．Ｆ１０．Ｑ６０；
【００５７】
つまり、ねじ切り加工における主軸の終了角度を６０度（Ｑ６０）とする。
なお、「Ｚ−３１８」はねじの長さが３１８（mm）であること、「Ｆ１０」はネジピッチが１０（mm）であることを示す。つまり、ねじ切り加工のプログラムにおける「Ｆ」はネジピッチを指令するコマンドである。
その後、中央処理部１４０は、プログラム中の該ブロックを処理すると、ねじ切り加工における主軸の終了角度が６０度であることを解釈する。そして、この主軸の終了角度は開始角度に変換されて所定の場所（Ａｓ）にセットされる。
その変換方法は以下のとおりである。
【００５８】
Ａｓ＝終点角度＋（（ネジピッチ−ｄ）／ネジピッチ）＊３６０
＝６０＋（（１０−８）／１０）＊３６０
＝６０＋７２＝１３２
【００５９】
なお、「ｄ」は、ねじの長さをネジピッチで割った余りの長さであり、「ｄ」＝「８」は、３１８（ねじ長さ）／１０（ネジピッチ）を計算し、余り得られた数値である。
そして、Ｘ２３では、ねじ切り加工の開始角度を Ｃ＝Ａｓ とするだけで、プ上述のようにプログラムされた角度でねじ切り加工を終了させることができる。
【００６０】
なお、ねじ切り加工における主軸の終了位置を任意の角度としたい場合には、ねじ切り加工を指令した時に、ねじの始点と終点間の距離、及びねじの加工指令に含まれているネジピッチデータから始点の角度を算出する。
終点位置を０度としたい場合の始点角度（Ａｓ）は次式で求められる。
Ａｓ＝３６０＊（（ネジピッチ−ｄ）／ネジピッチ）
但し、ｄはねじ長さをネジピッチで割った余りの距離値である。
【００６１】
その後は、ねじ切り加工をスタートさせればよい。
その場合、ねじ切り加工を指令し実行させた時、駆動部４００への刻々の位置指令がＡｓ度をまたぐタイミングまでねじ切り加工の開始が遅れる。そして、位置指令がＡｓ度をまたいだタイミングの時に１回だけ強制的にＡｓ度の位置が指令され、次のタイミングからねじ切り加工の補間処理が開始され、ねじ切り加工の終了位置を均一に、この場合０度の位置に、保つことができる。
【００６２】
また、主軸の終了角度を例えば６０度としたい場合には、ねじ切り加工の開始位置算出方法で算出した開始位置角度（Ａｓ）を６０度分補正すればよく、その後はねじ切り加工をスタートさせればよい。
この場合、ねじ切り加工が指令され実行されると、駆動部４００への刻々の位置指令がＡｓ＋６０度をまたぐタイミングまでねじ切り加工はその開始を遅らせ、位置指令がＡｓ＋６０度をまたぐタイミングになると１回だけ強制的にＡｓ＋６０度の位置を指令し、次のタイミングからねじ切りの補間処理が開始され、ねじ切り加工の終了位置を均一に、この場合は６０度の位置に、保つことができる。
【００６３】
このように、本実施形態のねじ切り加工装置は、主軸の位置ループ制御機能を利用することにより、ねじ切り加工の終了時の主軸角度を任意に変更することができるようにしたものであり、雄ねじと雌ねじのはめ合いである締め付け角度をコントロールすることができる。
また、主軸の位置指令を補正することにより、ねじ切り加工において、所望の主軸角度でねじ切りを終了させ、主軸をコントロールすることができる。
さらに、ねじ切り加工の切り終わりの主軸角度を指定することができるため、雄ねじ及び雌ねじによる締め付け時のはまり具合を精度良く決めることができる。
なお、本実施形態のねじ切り加工装置は、その構成及び動作において、実施形態１又は実施形態２のねじ切り加工装置とほぼ同様であり、相違する部分についてのみ説明した。
【００６４】
実施の形態４．
本発明のねじ切り加工装置には、補間された各軸・主軸の移動軌跡を表示するための表示用データテーブルを持たせてもよい。
この表示用データテーブルは、メニュー表示部とデータ設定エリア部と軌跡データが表示されるグラフィック表示エリア部とを有する。
なお、グラフィック表示エリア部は表示部に相当し、メニュー表示部は選択部に相当する。
【００６５】
そして、この表示用データテーブルは、ＣＲＴなどの表示装置２００に表示される。
そして、ねじ切り加工の補間処理が開始されると、最初のデータエリアから順に各軸と主軸の指令位置データが格納される。そして、ねじ切り補間が繰り返されると、指令位置データは次第に蓄積されていく。
メニュー表示部に対応したキーを操作することにより、入力処理部１１０は処理の内容を特定し、表示処理部１２０に所定の処理内容やデータが出力される。
表示処理部１２０は入力処理部１１０からの情報に基づき表示のスケーリングを行ったり各種表示データのコントロールを行う。
【００６６】
例えば、メニュー表示部に表示された表示開始のメニューに対応するキーが操作されると、入力処理部１１０はその内容を解釈して表示処理部１２０に軌跡表示を行うように情報を出力する。
表示処理部１２０は表示用データテーブルを参照しながら、格納されている各軸・主軸の軌跡データをグラフィックで表示する。
また、種々の目的に対応できるように、グラフィックの表示方法を変更できるように、メニュー表示部のメニューには「横軸データ切り換え」コマンドと「縦軸データ切り換え」コマンド等を設けてもよい。
【００６７】
「横軸データ切り換え」コマンド又は「縦軸データ切り換え」コマンドを示すメニューに対応したキーを操作することにより、表示処理部１２０にはキーの操作内容が出力され、横軸に表示されているデータを別のデータに変更して表示することができる。
なお、横軸データや縦軸データとして、主軸位置、Ｘ軸、Ｚ軸のデータがある。
このように、ねじの不完全部の長さなどが正確に表示されるので、従来高価な専用の測定器で測定していたものが不要となる。
また、ねじの不完全部の長さなどが正確に表示されるので、ねじ切り加工の状態が分析しやすく、ねじの加工条件の決定に大いに役立つ。
なお、本実施形態のねじ切り加工装置は、その構成及び動作において、実施形態１のねじ切り加工装置とほぼ同様であり、相違する部分についてのみ説明した。
【００６８】
【発明の効果】
この発明によれば、モータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度をまたぐ周期のときには、当該モータ位置指令がねじ切り加工の開始角度に一致するように、位置変換処理部の出力を強制的に補正し、主軸角度が設定されたねじ切り加工の開始角度に一致したときねじ切り加工を開始させるようにしたので、ねじ切り開始の主軸角度を設定されたねじ切り加工の開始角度に一致させることができ、ねじ切り加工の切り込み開始位置を均一に保つことができる。
【００６９】
また、この発明によれば、設定されたねじ切り加工の終了角度とねじピッチとネジの長さに基づきねじ切り加工の開始角度を演算し、モータ位置指令が前記演算されたねじ切り加工の開始角度をまたぐ周期のときには、当該モータ位置指令が前記演算されたねじ切り加工の開始角度に一致するように、位置変換処理部の出力を強制的に補正し、主軸角度が設定されたねじ切り加工の開始角度に一致したときねじ切り加工を開始させるようにしたので、ねじ切り終了の主軸角度を設定されたねじ切り加工の終了角度に一致させることができ、ねじ切り加工の切り込み終了位置を均一に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の数値制御装置（以下、ＮＣとする）の全体構成図である。
【図２】 本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有するＮＣ１００の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図３】 従来のねじ切り加工装置が有する中央処理部１４０、補間処理部１５０、及び駆動部４００での処理動作を示す機能ブロック図である。
【図４】 本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する中央処理部１４０、補間処理部１５０、及び駆動部４００での処理動作を示す機能ブロック図である。
【図５】 本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有するスムージング回路１５４での処理動作を示す概念図である。
【図６】 本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０での周速一定制御を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０での回転数指令−位置指令変換処理を示すフローチャートである。
【図８】 本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０での目的位置到達確認処理を示すフローチャートである。
【図９】 本発明の実施形態１のねじ切り加工装置が有する補間処理部１５０でのねじ切り加工制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ ＮＣ、２００ 表示装置、３００ 操作盤、４００ 駆動部、５００ モータ、６００ エンコーダ、７００ 機械、１１０ 入力処理部、１２０ 表示処理部、１３０ データ部、１４０ 中央処理部、１５０ 補間処理部、１４１ 主軸運転モード、１４２ 主軸速度指令、１４３ 主軸制御信号、１５１ 周速一定制御部、４０１ 主軸アンプ、１５２ 位置変換処理部、１５３ 単位時間当たりの主軸位置の変化量、１５４ スムージング回路、１５５ 段階的に滑らかな変化量、１５６ 位置レジスタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a threading device for controlling a machine tool having a spindle mechanism. In place It is related.
[0002]
[Prior art]
The conventional threading apparatus has been realized by means for moving the feed shaft in synchronization with the rotation angle of the main shaft and threading processing starting means for starting threading in synchronization with one rotation signal generated by the pulse encoder. The pulse encoder is attached to the main shaft in order to keep the threading start position uniform.
[0003]
However, the threading device determines the movement path of the spindle while calculating the amount of movement per unit time, but the processing timing of the threading device and the phase of the spindle are not synchronized. For this reason, in order to perform the threading process in synchronization with the one-rotation signal output from the above-described pulse encoder, a special circuit that matches the phase of the spindle and the processing timing in a pseudo manner is required.
These are described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-79520 and the like, and a special circuit as shown in the official gazette played the role of maintaining the starting position of the threading process uniformly and accurately.
[0004]
Moreover, in the threading process by the conventional threading apparatus, the starting angle and the ending angle of the spindle cannot be controlled. For this reason, it is difficult to match the phase of the screw when the screw is tightened to the end with the target position. For example, when threading a product having a shape like a water tap, there is a disadvantage that the product does not come to a desired position when the screw is tightened to the end. In this case, it is very inconvenient if the faucet is positioned downward and the spear ridge is not positioned upward. In such cases, the program was modified to adjust the start position of the threading of the servo shaft that controls the tool post with the threading tool.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the spindle control method in the conventional threading apparatus is only required to rotate at a predetermined command speed based on a given spindle speed command. For this reason, for example, when performing threading, even if a special circuit for threading is used, the start position of threading can be adjusted, or the angle of the spindle at the start or end of threading can be adjusted. It wasn't easy. For this reason, it is necessary to prepare a plurality of different special circuits for each purpose and to change the program each time. This is because the threading device does not control the position of the main shaft, and the threading device and the main shaft operate independently of each other.
[0006]
The present invention has been made to solve these problems, and a special circuit is provided by controlling the angle and speed of the spindle of the threading apparatus using the position loop control function of the spindle. Therefore, an object of the present invention is to obtain a threading device capable of realizing highly accurate threading.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In this invention, the spindle motor is controlled By turning In a threading device that performs threading, a position conversion processing unit that converts a spindle speed command into a change amount of the spindle position per interpolation cycle and sequentially outputs the change amount of the spindle position, and outputs of the position conversion processing unit sequentially A spindle position calculation unit that obtains the current spindle position by adding and outputs it as a motor position command, a drive unit that drives the spindle motor in accordance with a motor position command from the spindle position calculation unit, and the motor position command A correction unit for forcibly correcting the output of the position conversion processing unit so that the motor position command coincides with the start angle of the threading process. And the threading process is started when the spindle angle coincides with the set threading process start angle.
[0008]
In the present invention, the spindle motor is controlled. By turning In a threading device that performs threading, a position conversion processing unit that converts a spindle speed command into a change amount of the spindle position per interpolation cycle and sequentially outputs the change amount of the spindle position, and outputs of the position conversion processing unit sequentially A spindle position calculation unit that obtains the current spindle position by addition and outputs it as a motor position command, a drive unit that drives the spindle motor in accordance with a motor position command from the spindle position calculation unit, and a set threading Start angle calculating means for calculating a threading start angle based on the processing end angle, screw pitch, and screw length, and a cycle in which the motor position command spans the threading start angle calculated by the start angle calculating means In this case, the output of the position conversion processing unit is forcibly set so that the motor position command matches the start angle of the threading process. A correction unit that corrects, and by starting threading when the spindle angle matches the set threading start angle, the threading end spindle angle matches the set threading end angle It is characterized by.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
An embodiment of a threading apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a numerical controller (hereinafter referred to as NC) according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, 100 is NC. Reference numeral 200 denotes a display device, which is provided in the NC 100. An operation panel 300 is provided in the NC 100. The operation panel 300 is provided with operation switches and lamps. Reference numeral 400 denotes a drive unit to which various commands output from the NC 100 are input.
[0018]
Reference numeral 500 denotes a motor, which is a servo motor for driving a machine or a spindle motor. The motor 500 is controlled by the control of the drive unit 400 based on various commands output from the NC 100. Reference numeral 600 denotes an encoder (ENC) which is connected to the motor 500 and is controlled by the control of the motor 500. The encoder 600 outputs the output to the drive unit 400. Reference numeral 700 denotes a machine which is connected to the motor 500 and is controlled by the control of the motor 500. The machine 700 corresponds to a processing unit.
[0019]
Next, the internal configuration of the NC 100 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a functional block diagram showing an internal configuration of the NC 100 included in the threading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 2, reference numeral 110 denotes an input processing unit that creates and edits various data in accordance with an output signal output from the operation panel 300. A data part 130 stores various data created and edited by the input processing part 110. Reference numeral 140 denotes a central processing unit that arithmetically processes various data stored in the data unit 130 to generate execution data for one block. An interpolation processing unit 150 receives the execution data for one block generated by the central processing unit 140 and calculates the movement amount of each axis per unit time. Note that the interpolation processing unit 150 includes a correction unit.
[0020]
The driving unit 400 drives the motor 500 based on the movement amount of each axis per unit time calculated by the interpolation processing unit 150. Reference numeral 120 denotes a display processing unit that creates and displays a program, processes various data in the input processing unit 110 and the data unit 130 so that they can be easily viewed, and displays them on a display device 200 such as a CRT. The NC 100 includes the input processing unit 110, the data unit 130, the central processing unit 140, the interpolation processing unit 150, and the display processing unit 120.
Further, in FIG. 2, the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and the parts different from FIG.
[0021]
Next, processing operations in the central processing unit 140, the interpolation processing unit 150, and the driving unit 400 illustrated in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a functional block diagram showing processing operations in the central processing unit 140, the interpolation processing unit 150, and the driving unit 400 included in the conventional threading apparatus.
In FIG. 3, reference numeral 141 denotes a spindle operation mode, which is information relating to spindle control. The spindle operation mode 141 is a signal that gives the operation mode of the spindle. The operation modes of the spindle include a spindle orientation mode, a spindle indexing mode, a spindle position loop mode, a spindle speed loop mode, and the like. Reference numeral 142 denotes a spindle speed command, which is information related to spindle control. This spindle speed command 142 may indicate the number of revolutions per minute of the spindle or may indicate the peripheral speed of the spindle. Reference numeral 143 denotes a spindle control signal, which is information relating to spindle control. The spindle control signal 143 is an important control signal, and starts or stops the spindle in the forward / reverse direction.
[0022]
The spindle operation mode 141, the spindle speed command 142, and the spindle control signal 143 are included in a command block that is execution data for one block that is calculated and analyzed by the central processing unit 140. The spindle operation mode 141, the spindle speed command 142, and the spindle control signal 143 are output from the central processing unit 140 to the interpolation processing unit 150.
Reference numeral 151 denotes a constant peripheral speed control unit to which a spindle speed command 142 is input. The constant peripheral speed control unit 151 is provided in the interpolation processing unit 150. Further, the constant peripheral speed control unit 151 performs constant peripheral speed processing for converting a main spindle speed command 142 indicating the peripheral speed of the main spindle into a main spindle speed command 142 indicating the number of revolutions per minute of the main spindle, and outputs it to the main spindle amplifier 401. To do. The constant peripheral speed control unit 151 corresponds to a control unit.
[0023]
Reference numeral 401 denotes a spindle amplifier, to which a spindle operation mode 141 is input. The spindle amplifier 401 performs a predetermined operation based on the inputted spindle operation mode 141. The spindle amplifier 401 receives the spindle control signal 143 and performs a predetermined operation based on the spindle control signal 143. Further, the spindle amplifier 401 receives a spindle speed command 142 indicating the number of revolutions per minute of the spindle, and performs a predetermined operation based on the spindle speed command 142.
In FIG. 3, the same or corresponding parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and the parts different from FIG. 2 are described.
Thus, in the conventional threading apparatus, only the rotation speed per minute of the main shaft is instructed, and it is not known at which angle the main shaft is present. Further, it was impossible to control at which position the main shaft was stopped.
[0024]
Next, processing operations in the central processing unit 140, the interpolation processing unit 150, and the driving unit 400 illustrated in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating processing operations in the central processing unit 140, the interpolation processing unit 150, and the driving unit 400 included in the threading apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 4, reference numeral 152 denotes a position conversion processing unit, which is a main shaft speed command 142 indicating the main shaft control signal 143 output from the central processing unit 140 and the main shaft speed output from the constant peripheral speed control unit 151. Are entered. The spindle control signal 143 output from the central processing unit 140 is output to the spindle amplifier 401 together with the position conversion processing unit 152.
The spindle speed command 142 output from the constant peripheral speed control unit 151 is output to the spindle amplifier 401 together with the position conversion processing unit 152. The position conversion processing unit 152 corresponds to a conversion unit.
[0025]
Reference numeral 154 denotes a smoothing circuit to which the change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time output from the position conversion processing unit 152 is input. The unit time is the interpolation processing period Δt. Further, the amount of change in the spindle position per unit time corresponds to the amount of change in the spindle angle per unit time. Further, the smoothing circuit 154 processes the input change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time into a smooth change amount 155 (ΔPo) in a stepwise manner based on the characteristics of the smoothing circuit 154 and outputs the processed change amount.
[0026]
Reference numeral 156 denotes a position register, to which a smooth change amount 155 (ΔPo) outputted from the smoothing circuit 154 is added stepwise. The content recorded in the position register 156 is updated every interpolation processing cycle Δt (sec). Further, the content recorded in the position register 156 is output to the spindle amplifier 401 as a position command. Further, referring to the value of the position register 156, the current position and angle of the main spindle can be known. Note that the command rotational speed output from the constant peripheral speed control unit 151 is given to the motor 500 via the spindle amplifier 401 included in the drive unit 400. The motor 500 rotates based on the command rotational speed.
In FIG. 4, the same or corresponding parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and the parts different from FIG. 3 are described.
A series of these processes is called a spindle position loop control method.
[0027]
Next, a method for calculating the change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time in the position conversion processing unit 152 will be described.
First, the spindle speed command 142 and the spindle control signal 143 that are the command rotation speed per minute are input to the position conversion processing unit 152.
Then, the position conversion processing unit 152 calculates the change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time from the following conversion formula.
[0028]
ΔPi = (S / 60) * Δt * 360 (degrees)
S: Command rotation speed (rpm)
Δt: Interpolation processing cycle (sec)
[0029]
Further, the position conversion processing unit 152 corrects ΔPi calculated as described above based on the spindle control signal 143 as follows.
[0030]
When the spindle control signal 143 indicates the forward rotation start state, ΔPi = ΔPi
When the spindle control signal 143 indicates the reverse rotation start state, ΔPi = −ΔPi
When the spindle control signal 143 indicates the spindle stop state, ΔPi = 0
[0031]
The amount of change 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time obtained in this way is output to the smoothing circuit 154.
[0032]
Next, the smoothing circuit 154 processes the change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time into a smooth change amount 155 (ΔPo) in a stepwise manner. Note that the smoothing circuit 154 processes the amount of change 155 (ΔPo) in a stepwise manner according to the characteristics of the smoothing circuit 154 and is a well-known technique. Therefore, the description is omitted here.
[0033]
FIG. 5 shows how the smoothing circuit 154 changes the main shaft position change amount 153 (ΔPi) per unit time to a smooth change amount 155 (ΔPo) in a stepwise manner. In the figure, each unit time of ΔPi and ΔPo is an interpolation processing period Δt. FIG. 5 is a conceptual diagram showing a processing operation in the smoothing circuit 154 included in the threading apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the upper stage is the change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time input to the smoothing circuit 154, and the lower stage is stepwise obtained by being processed by the smoothing circuit 154 output from the smoothing circuit 154. The smooth change amount 155 (ΔPo).
[0034]
As described above, the threading apparatus according to the present embodiment converts the spindle speed command given by the NC program into the spindle position command, and the command to the spindle drive unit 400 is determined by the speed command and the position command. Therefore, the cutting position of the threading process can be kept uniform.
For example, when the start position of the threading process is set when the angle of the main shaft is 0 degree, the start of the threading process is delayed until the timing at which the position command for the main shaft to the drive unit 400 crosses 0 degree. Then, when the position command for the main shaft crosses 0 degrees, the position of 0 degrees is confirmed and the threading process is started, so that the cutting position of the threading process can be kept uniform at 0 degrees.
[0035]
Further, the threading device of the present embodiment is provided with a correcting means for correcting the position command of the spindle according to the purpose, and by correcting the position command, the start timing of the threading process is determined, and this start timing is used for the purpose. It can be changed automatically according to your request.
Furthermore, by correcting the position command of the spindle, the spindle can be controlled with a uniform threading start position.
[0036]
Further, by providing means for converting the spindle speed command 142 commanded by the program into a spindle position command, the spindle can be started and stopped by the position command in the position loop control state.
Furthermore, since the thread cutting apparatus according to the present embodiment does not need to modify the program while repeating the test cut, the productivity of expensive machines can be increased.
[0037]
Next, constant peripheral speed control, which is a processing operation in the interpolation processing unit 150 shown in FIG. 4, will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing constant peripheral speed control in the interpolation processing unit 150 included in the threading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This flowchart is a subroutine (SUB1) called from the main program.
In FIG. 6, in step (hereinafter referred to as “X”) 1, a spindle speed command 142 included in one block data of a program processed by the central processing unit 140 is read. When X1 ends, the process proceeds to X2.
[0038]
In X2, it is determined whether the attribute of the spindle speed command 142, that is, the spindle speed command 142 given the rotational speed or the spindle speed command 142 given the peripheral speed. If the peripheral speed is given, the process proceeds to X3. Otherwise, the process is terminated.
In X3, the number of revolutions per minute of the spindle is calculated by dividing the circumferential speed per minute by the length of the circumference. In the figure, D is the diameter of the circle.
Thus, the peripheral speed constant control unit 151 outputs the number of rotations per minute of the main shaft.
[0039]
Next, a rotational speed command-position command conversion process that is a processing operation in the interpolation processing unit 150 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a rotational speed command-position command conversion process in the interpolation processing unit 150 included in the threading apparatus according to the first embodiment of the present invention. This flowchart is a subroutine (SUB2) called from the main program.
In FIG. 7, at X4, SUB1 with constant peripheral speed control is called. At this time, the command rotational speed per minute of the spindle is acquired. When X4 ends, the process proceeds to X5.
[0040]
In X5, a change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time is calculated. The change amount 153 (ΔPi) of the spindle position per unit time is also the movement amount of the spindle per unit time. When X5 ends, the process proceeds to X6.
In X6, it is determined whether or not the spindle control signal 143 output from the central processing unit 140 is a command indicating a spindle stop state. If the spindle control signal 143 indicates a spindle stop state, the process proceeds to X7, and if not, the process proceeds to X10. When the main shaft control signal 143 is not a command indicating the main shaft stop state, the main shaft control signal 143 is a command indicating a normal rotation or reverse rotation start state. It should be noted that “M3” is indicated when the spindle control signal 143 indicates the forward rotation start state, “M4” is indicated when the reverse rotation start state is indicated, and “M5” is indicated when the spindle control state is indicated.
[0041]
In X7, it is confirmed whether or not the spindle control signal 143 indicating the spindle stop state includes a command to stop at a fixed position. If an instruction to stop at a fixed position is included, the process proceeds to X8, and if not, the process proceeds to X9. If the fixed position stop command is not included, it indicates that the spindle may be stopped at an arbitrary position.
In X8, it is confirmed whether the fixed position arrival flag is turned on. If the fixed position arrival flag is turned on, the process proceeds to X9; otherwise, the process is terminated.
In X9, the movement amount (ΔPi) of the spindle per unit time is cleared and the movement of the spindle is stopped.
[0042]
In X10, the stop position arrival flag is initialized. When X10 ends, the process proceeds to X11.
In X11, it is confirmed whether or not the spindle control signal 143 is a command indicating a reverse rotation start state. If the spindle control signal 143 is a command indicating a reverse rotation start state, the process proceeds to X12, and if not, the process ends.
In X12, in order to advance the spindle in the reverse rotation direction, the data sign of the movement amount (ΔPi) of the spindle per unit time is reversed.
[0043]
Next, the target position arrival confirmation process which is a processing operation in the interpolation processing unit 150 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing a target position arrival confirmation process in the interpolation processing unit 150 included in the threading apparatus according to the first embodiment of the present invention. This flowchart is a subroutine (SUB3) called from the main program.
In FIG. 8, at X13, the sum of the value of the position register 156, the total value of the commands that have not been executed stored in the smoothing circuit 154, and the movement amount (ΔPi) scheduled to be output this time is obtained. A value (Pn) is calculated. When X13 ends, the process proceeds to X14.
In X14, the processing result (Rsts) of this processing is initialized. When X14 ends, the process proceeds to X15.
[0044]
In X15, the sign of the command for the movement amount (ΔPi) is confirmed. When the sign is negative, the process proceeds to an arrival determination step X16 during reverse rotation. When the sign is positive, the process proceeds to an arrival determination step X17 during forward rotation.
X16 is an arrival determination step during reverse rotation, and it is determined whether “the previous command value (Ps) is larger than the arrival position (C) and the current position value (Pn) is smaller than the arrival position (C) or equal”. If this is the case, it is determined that the arrival position (C) has been overcome. If the destination position (C) is overcome, the process proceeds to X18, and if not, the process ends.
The command value of the reverse rotation command changes as 0, 359, 358357,.
The arrival position (C) is a value received from the main program when this SUB3 is called.
[0045]
X17 is an arrival determination step during forward rotation, which is “whether the previous command value (Ps) is smaller than the arrival position (C) and the current position value (Pn) is larger than the arrival position (C) or equal”. Judgment is made, and if applicable, it is judged that the arrival position (C) has been overcome. If the destination position (C) is overcome, the process proceeds to X18, and if not, the process ends.
Note that the command value of the forward rotation command changes as 0, 1, 2,.
In X18, the movement amount (ΔPi) scheduled to be output this time and the current command value (Pn) are corrected so that the current command value (Pn) becomes equal to the arrival position (C). When X18 ends, the process proceeds to X19.
In X19, the processing result (Rsts) is set to 0 in order to indicate that the movement position (ΔPi) to be output this time has reached the arrival position (C).
[0046]
Next, threading control, which is a processing operation in the interpolation processing unit 150 shown in FIG. 4, will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing threading control in the interpolation processing unit 150 included in the threading device according to the first embodiment of the present invention. This flowchart is the main program.
In FIG. 9, in X20, SUB2 is called and the movement amount (ΔPi) scheduled to be output this time is acquired. When X20 ends, the process proceeds to X21.
In X21, it is confirmed whether or not threading is commanded. If threading is commanded, the process proceeds to X22, and if not, the process proceeds to X23.
[0047]
In X22, the start timing of threading processing (ON of threading start FG) is confirmed. When the threading start timing is reached, the process proceeds to X27, and otherwise ends.
In X27, an interpolation process for threading is executed. When X27 ends, the process proceeds to X28.
In X28, it is confirmed whether or not the threading interpolation process has been completed. If the threading interpolation process is completed, the process proceeds to X29, and if not, the process ends.
In X29, data for threading control is initialized to prepare for the next threading command. When X29 ends, the process proceeds to X30.
In X23, the start timing of threading is detected. In X23, the angle of the main shaft when starting threading is set. In the present embodiment, a fixed value of 0 degrees is used. When X23 ends, the process proceeds to X24.
[0048]
In X24, SUB3 is called based on the angle of the spindle at the start of the threading process set in X23. In the present embodiment, it is assumed that SUB3 is called with 0 degree as the arrival position (C). In this embodiment, when the position of the main spindle crosses the arrival position (C), a zero value of the processing result (Rsts) is returned. When X24 ends, the process proceeds to X25.
In X25, it is confirmed whether Rsts = 0. If Rsts = 0, the process proceeds to X26, otherwise ends.
In X26, the threading start FG is turned on. When X26 ends, the process proceeds to X22.
In X30, a previous command value (Ps) for detecting the arrival position (C) is created. That is, when all the processes are completed, the current command value (Pn) is substituted for the previous command value (Ps) to obtain the previous command value (Ps) for the next processing.
[0049]
As described above, the interpolation processing unit 150 can maintain a uniform start position of the threading process by converting the speed command of the spindle into a position command and controlling the spindle.
Further, by controlling the position of the spindle and giving a target angle for starting the threading process, the threading process can be performed with high accuracy without using one rotation pulse from the encoder 600.
Furthermore, by threading the main shaft by position loop operation, a decrease in screw pitch accuracy due to a change in the speed of the main shaft in the middle is eliminated, and high-precision thread cutting can be realized.
Further, since the start position of the threading process can be made uniform, it is not necessary to use one rotation pulse of the spindle encoder 600, and a special circuit and control for that purpose are not required, and cost reduction can be achieved.
[0050]
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, as in the conventional threading process, the threading process can be started only from a fixed angle.
However, in the step of giving the threading start angle that is X23 in the first embodiment, the threading process can be started from an arbitrary angle by setting the following items.
First, the angle for starting threading is programmed in advance.
For example, program as shown below.
[0051]
G32Z-300. F10. P60;
[0052]
That is, the starting angle of the main shaft in threading is set to 60 degrees (P60).
Thereafter, the central processing unit 140 interprets that the threading start angle is 60 degrees when the block of the program is processed. Therefore, 60 is set at a predetermined place (As).
In X23, by setting the start angle of the threading process to be C = As, the threading process is started from the angle (60 degrees) programmed as described above.
After that, if you want to reset the starting position of the spindle in the threading process to a new angle, set the starting angle of the threading process to the value you want to reset (for example, 30 degrees) and then start the threading process. Good.
[0053]
Then, when the threading process is commanded and executed, the threading process is delayed until the timing when the position command to the drive unit 400 crosses 30 degrees, and once when the position command is the timing when it crosses 30 degrees. Only a position of 30 degrees is forcibly commanded, and interpolation processing for thread cutting is started from the next timing. From these things, the cutting position of the thread cutting process can be kept uniformly at a position of 30 degrees.
Thus, the threading device of this embodiment can arbitrarily change the starting angle of threading by using the position loop control function of the main shaft, and can control the main shaft.
[0054]
Further, the threading apparatus of the present embodiment is provided with means for converting a spindle speed command into a position command, converts the speed command for the spindle into a position command, commands the drive unit 400 with the position command, and sends a position command to the spindle. By providing a correcting means for correcting according to the purpose, the spindle angle at the start of threading can be accurately controlled.
Furthermore, although the threading device of the present embodiment assumes that the screw is cut in the forward direction for convenience, it is necessary to calculate the starting point angle in consideration of the rotation direction of the spindle in actual processing. .
In addition, since the start position of the spindle in threading can be specified, the stop position when the screw is tightened can be freely changed.
Note that the threading apparatus of this embodiment is substantially the same as the threading apparatus of Embodiment 1 in its configuration and operation, and only the differences are described.
[0055]
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the method of changing the start angle of the threading process to an arbitrary angle is shown, but the end angle of the threading process can be changed by the same method.
First, the angle at which threading is finished is programmed in advance.
For example, there are the following examples.
[0056]
G32Z-318. F10. Q60;
[0057]
That is, the end angle of the main shaft in threading is 60 degrees (Q60).
“Z-318” indicates that the screw length is 318 (mm), and “F10” indicates that the screw pitch is 10 (mm). That is, “F” in the thread cutting program is a command for instructing the screw pitch.
After that, when the central processing unit 140 processes the block in the program, the central processing unit 140 interprets that the end angle of the spindle in threading is 60 degrees. Then, the end angle of the spindle is converted into a start angle and set at a predetermined location (As).
The conversion method is as follows.
[0058]
As = end point angle + ((screw pitch−d) / screw pitch) * 360
= 60 + ((10-8) / 10) * 360
= 60 + 72 = 132
[0059]
“D” is the length of the remainder obtained by dividing the length of the screw by the screw pitch, and “d” = “8” is obtained by calculating 318 (screw length) / 10 (screw pitch). It is a numerical value.
In X23, the threading process can be terminated at the angle programmed as described above only by setting the starting angle of the threading process to C = As.
[0060]
In addition, when it is desired to set the end position of the spindle in the threading process to an arbitrary angle, when the threading process is commanded, the distance between the start point and the end point of the screw and the screw pitch data included in the thread processing command Calculate the angle.
The starting point angle (As) when the end point position is desired to be 0 degree is obtained by the following equation.
As = 360 * ((screw pitch-d) / screw pitch)
However, d is a remainder distance value obtained by dividing the screw length by the screw pitch.
[0061]
Thereafter, threading may be started.
In that case, when threading is commanded and executed, the start of threading is delayed until the timing when the position command to the drive unit 400 crosses As degrees. When the position command crosses the As degree, the position of the As degree is forcibly commanded only once, and the threading process interpolation process is started from the next timing, and the end position of the threading process is made uniform. In this case, the position can be kept at 0 degree.
[0062]
Further, when it is desired to set the end angle of the main shaft to 60 degrees, for example, the start position angle (As) calculated by the thread cutting start position calculation method may be corrected by 60 degrees, and then the thread cutting process may be started. Good.
In this case, when threading is commanded and executed, the start of threading is delayed until the moment when the position command to the drive unit 400 crosses As + 60 degrees, and only once when the position command reaches the timing of As + 60 degrees. The position of As + 60 degrees is forcibly commanded, and the threading interpolation process is started from the next timing, and the threading end position can be kept uniform, in this case, the position of 60 degrees.
[0063]
As described above, the threading device of the present embodiment is capable of arbitrarily changing the spindle angle at the end of threading by utilizing the position loop control function of the spindle. The tightening angle, which is the fitting of the female screw, can be controlled.
Further, by correcting the position command of the main shaft, it is possible to terminate the thread cutting at a desired main shaft angle and control the main shaft in the threading process.
Furthermore, since the main spindle angle at the end of threading can be specified, the degree of fit when tightening with the male screw and the female screw can be determined with high accuracy.
Note that the threading device of this embodiment is substantially the same as the threading device of Embodiment 1 or Embodiment 2 in the configuration and operation, and only the differences are described.
[0064]
Embodiment 4 FIG.
The threading apparatus of the present invention may have a display data table for displaying the movement trajectory of each interpolated axis / spindle.
This display data table has a menu display section, a data setting area section, and a graphic display area section on which locus data is displayed.
The graphic display area portion corresponds to a display portion, and the menu display portion corresponds to a selection portion.
[0065]
The display data table is displayed on a display device 200 such as a CRT.
When the threading interpolation process is started, the command position data of each axis and the spindle are stored in order from the first data area. When the threading interpolation is repeated, the command position data is gradually accumulated.
By operating a key corresponding to the menu display unit, the input processing unit 110 specifies the processing content, and predetermined processing content and data are output to the display processing unit 120.
The display processing unit 120 performs display scaling based on information from the input processing unit 110 and controls various display data.
[0066]
For example, when a key corresponding to a display start menu displayed on the menu display unit is operated, the input processing unit 110 interprets the content and outputs information to the display processing unit 120 so as to display a trajectory.
The display processing unit 120 displays the stored trajectory data of each axis / spindle as a graphic while referring to the display data table.
Further, the menu display unit menu may be provided with a “horizontal axis data switching” command, a “vertical axis data switching” command, and the like so that the graphic display method can be changed so as to be able to cope with various purposes.
[0067]
By operating the key corresponding to the menu indicating the “horizontal axis data switching” command or the “vertical axis data switching” command, the key operation content is output to the display processing unit 120, and the data displayed on the horizontal axis Can be displayed with different data.
The horizontal axis data and the vertical axis data include main axis position, X axis, and Z axis data.
Thus, since the length of the incomplete part of a screw, etc. are displayed correctly, what was conventionally measured with an expensive exclusive measuring instrument becomes unnecessary.
Further, since the length of the incomplete portion of the screw is accurately displayed, the state of the thread cutting process can be easily analyzed, which is very useful for determining the thread machining conditions.
Note that the threading apparatus of this embodiment is substantially the same as the threading apparatus of Embodiment 1 in its configuration and operation, and only the differences are described.
[0068]
【The invention's effect】
In this invention According to this, when the motor position command is in a cycle that crosses the predetermined threading start angle, the output of the position conversion processing unit is forcibly corrected so that the motor position command matches the threading start angle. Since the threading is started when the spindle angle matches the set threading start angle, the threading start spindle angle can be matched with the set threading start angle, Thread cutting start The position can be kept uniform.
[0069]
Also, in this invention According to this, when the threading process start angle is calculated based on the set threading process end angle, the screw pitch, and the screw length, and the motor position command is in a cycle that crosses the calculated threading process start angle, The output of the position conversion processing unit is forcibly corrected so that the motor position command matches the calculated threading start angle, and threading is performed when the spindle angle matches the set threading start angle. Since it was started, the main spindle angle at the end of threading can be matched with the set end angle of threading, Thread cutting Finish The position can be kept uniform.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a numerical controller (hereinafter referred to as NC) according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram showing an internal configuration of an NC 100 included in the threading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a functional block diagram showing processing operations in a central processing unit 140, an interpolation processing unit 150, and a driving unit 400 included in a conventional threading apparatus.
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating processing operations in a central processing unit 140, an interpolation processing unit 150, and a driving unit 400 included in the threading device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a processing operation in a smoothing circuit 154 included in the threading apparatus according to the first embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing constant peripheral speed control in an interpolation processing unit 150 included in the threading apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a rotational speed command-position command conversion process in an interpolation processing unit 150 included in the threading apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a target position arrival confirmation process in the interpolation processing unit 150 included in the threading apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing threading control in the interpolation processing unit 150 included in the threading device according to the first embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 NC, 200 Display device, 300 Operation panel, 400 Drive unit, 500 Motor, 600 Encoder, 700 Machine, 110 Input processing unit, 120 Display processing unit, 130 Data unit, 140 Central processing unit, 150 Interpolation processing unit, 141 Spindle Operation mode, 142 Spindle speed command, 143 Spindle control signal, 151 Peripheral speed constant control unit, 401 Spindle amplifier, 152 Position conversion processing unit, 153 Amount of change in spindle position per unit time, 154 Smoothing circuit, 155 Smooth smoothly Change amount, 156 position register.

Claims (13)

主軸モータを制御して旋削によるねじ切り加工を行うねじ切り加工装置において、
主軸速度指令を補間周期当たりの主軸位置の変化量に変換しこの主軸位置の変化量を順次出力する位置変換処理部と、
この位置変換処理部の出力を順次加算することにより現在の主軸の位置を求めてモータ位置指令として出力する主軸位置演算部と、
前記主軸位置演算手段からのモータ位置指令にしたがって前記主軸モータを駆動する駆動部と、
前記モータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度をまたぐ周期のときには、当該モータ位置指令が前記ねじ切り加工の開始角度に一致するように、前記位置変換処理部の出力を強制的に補正する補正部と、
を備え、主軸角度が設定されたねじ切り加工の開始角度に一致したときねじ切り加工を開始させることを特徴とするねじ切り加工装置。In a threading machine that performs threading by turning the spindle motor,
A position conversion processing unit that converts the spindle speed command into a change amount of the spindle position per interpolation cycle and sequentially outputs the change amount of the spindle position;
A spindle position calculation unit that obtains the current spindle position by sequentially adding the outputs of the position conversion processing unit and outputs it as a motor position command;
A drive unit for driving the spindle motor in accordance with a motor position command from the spindle position calculation means;
When the motor position command is in a cycle that spans a predetermined threading start angle, the output of the position conversion processing unit is forcibly corrected so that the motor position command matches the threading start angle. A correction unit;
The threading device is characterized in that the threading process is started when the spindle angle coincides with the set threading process start angle. 前記補正部は、モータ正転時は、前回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも小さく、今回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも大きいまたはイコールである周期を前記開始角度をまたぐ周期として判定し、モータ逆転時は、前回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも大きく、今回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも小さいまたはイコールである周期を前記開始角度をまたぐ周期として判定することを特徴とする請求項１に記載のねじ切り加工装置。  In the forward rotation of the motor, the correction unit has a motor position command in the previous cycle smaller than a preset threading start angle, and a motor position command in the current cycle is set in advance from a preset threading start angle. Is greater than or equal to the start angle, and at the time of motor reverse rotation, the motor position command in the previous cycle is larger than the preset threading start angle, and the motor position in the current cycle 2. The thread cutting apparatus according to claim 1, wherein a period in which the command is smaller than or equal to a predetermined threading start angle is determined as a period that crosses the start angle. 前記主軸位置演算部は、前記位置変換処理部の出力がねじ切り加工の前半部および後半部において段階的に滑らかに変化するように前記位置変換処理部の出力をスムージング加工し、該スムージング加工後の出力を順次加算することにより現在の主軸の位置を求めて出力することを特徴とする請求項１または２に記載のねじ切り加工装置。  The spindle position calculation unit smoothes the output of the position conversion processing unit so that the output of the position conversion processing unit smoothly changes stepwise in the first half and the second half of the threading process, and after the smoothing processing, 3. The thread cutting apparatus according to claim 1, wherein the present spindle position is obtained by sequentially adding outputs to obtain and output the spindle position. 主軸の周速度を示す速度指令を主軸の回転数を示す主軸速度指令に変換し、変換後の主軸速度指令を前記位置変換処理部に出力する指令変換部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のねじ切り加工装置。  The apparatus further comprises a command conversion unit that converts a speed command indicating a peripheral speed of the main shaft into a main shaft speed command indicating the rotation speed of the main shaft and outputs the converted main shaft speed command to the position conversion processing unit. The thread cutting apparatus as described in any one of 1-3. 前記予め設定されたねじ切り加工の開始角度は、主軸の角度が０度のときである請求項１〜４の何れか一つに記載のねじ切り加工装置。  The threading device according to any one of claims 1 to 4, wherein the preset threading start angle is when the angle of the main shaft is 0 degrees. 前記予め設定されたねじ切り加工の開始角度は、プログラムにより与えられることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載のねじ切り加工装置。  The threading apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the preset starting angle of the threading process is given by a program. ねじ切り加工中の主軸の動作軌跡をリアルタイムでグラフィック表示する表示部と、
上記グラフィック表示の横軸と縦軸に表示されるデータの組み合わせを選択する選択部と、
を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載のねじ切り加工装置。A display that graphically displays the motion trajectory of the spindle during threading in real time;
A selection unit for selecting a combination of data displayed on the horizontal axis and the vertical axis of the graphic display;
The threading device according to claim 1, wherein 主軸モータを制御して旋削によるねじ切り加工を行うねじ切り加工装置において、
主軸速度指令を補間周期当たりの主軸位置の変化量に変換しこの主軸位置の変化量を順次出力する位置変換処理部と、
この位置変換処理部の出力を順次加算することにより現在の主軸の位置を求めてモータ位置指令として出力する主軸位置演算部と、
前記主軸位置演算手段からのモータ位置指令にしたがって前記主軸モータを駆動する駆動部と、
設定されたねじ切り加工の終了角度とねじピッチとネジの長さに基づきねじ切り加工の開始角度を演算する開始角度演算手段と、
前記モータ位置指令が前記開始角度演算手段で演算されたねじ切り加工の開始角度をまたぐ周期のときには、当該モータ位置指令が前記ねじ切り加工の開始角度に一致するように、前記位置変換処理部の出力を強制的に補正する補正部と、
を備え、主軸角度が設定されたねじ切り加工の開始角度に一致したときねじ切り加工を開始させることにより、ねじ切り終了の主軸角度を設定されたねじ切り加工の終了角度に一致させることを特徴とするねじ切り加工装置。In a threading machine that performs threading by turning the spindle motor,
A position conversion processing unit that converts the spindle speed command into a change amount of the spindle position per interpolation cycle and sequentially outputs the change amount of the spindle position;
A spindle position calculation unit that obtains the current spindle position by sequentially adding the outputs of the position conversion processing unit and outputs it as a motor position command;
A drive unit for driving the spindle motor in accordance with a motor position command from the spindle position calculation means;
Start angle calculation means for calculating the start angle of thread cutting based on the set end angle of thread cutting, screw pitch and screw length;
When the motor position command has a cycle that spans the start angle of the threading process calculated by the start angle calculating means, the output of the position conversion processing unit is output so that the motor position command matches the start angle of the threading process. A correction unit forcibly correcting,
Threading is characterized in that the main shaft angle at the end of threading is matched with the set end angle of threading by starting the threading when the main shaft angle matches the set start angle of threading. apparatus. 前記補正部は、モータ正転時は、前回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも小さく、今回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも大きいまたはイコールである周期を前記開始角度をまたぐ周期として判定し、モータ逆転時は、前回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも大きく、今回周期でのモータ位置指令が予め設定されたねじ切り加工の開始角度よりも小さいまたはイコールである周期を前記開始角度をまたぐ周期として判定することを特徴とする請求項８に記載のねじ切り加工装置。  In the forward rotation of the motor, the correction unit has a motor position command in the previous cycle smaller than a preset threading start angle, and a motor position command in the current cycle is set in advance from a preset threading start angle. Is greater than or equal to the start angle, and at the time of motor reverse rotation, the motor position command in the previous cycle is larger than the preset threading start angle, and the motor position in the current cycle 9. The thread cutting apparatus according to claim 8, wherein a period in which the command is smaller than or equal to a predetermined threading start angle is determined as a period straddling the start angle. 前記主軸位置演算部は、前記位置変換処理部の出力がねじ切り加工の前半部および後半部において段階的に滑らかに変化するように前記位置変換処理部の出力をスムージング加工し、該スムージング加工後の出力を順次加算することにより現在の主軸の位置を求めて出力することを特徴とする請求項８または９に記載のねじ切り加工装置。  The spindle position calculation unit smoothes the output of the position conversion processing unit so that the output of the position conversion processing unit smoothly changes stepwise in the first half and the second half of the threading process, and after the smoothing processing, The threading device according to claim 8 or 9, wherein the present spindle position is obtained by sequentially adding outputs and output. 主軸の周速度を示す速度指令を主軸の回転数を示す主軸速度指令に変換し、変換後の主軸速度指令を前記位置変換処理部に出力する指令変換部をさらに備えることを特徴とする請求項８〜１０の何れか一つに記載のねじ切り加工装置。  The apparatus further comprises a command conversion unit that converts a speed command indicating a peripheral speed of the main shaft into a main shaft speed command indicating the rotation speed of the main shaft and outputs the converted main shaft speed command to the position conversion processing unit. The threading apparatus as described in any one of 8-10. 前期ねじ切り加工の終了角度は、プログラムにより与えられることを特徴とする請求項８〜１１の何れか一つに記載のねじ切り加工装置。  The threading device according to any one of claims 8 to 11, wherein an end angle of the initial threading is given by a program. ねじ切り加工中の主軸の動作軌跡をリアルタイムでグラフィック表示する表示部と、
上記グラフィック表示の横軸と縦軸に表示されるデータの組み合わせを選択する選択部と、
を有することを特徴とする請求項８〜１２の何れか一つに記載のねじ切り加工装置。A display that graphically displays the motion trajectory of the spindle during threading in real time;
A selection unit for selecting a combination of data displayed on the horizontal axis and the vertical axis of the graphic display;
The threading device according to any one of claims 8 to 12, wherein

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