JPH0885022A - ねじ加工装置 - Google Patents
ねじ加工装置Info
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- JPH0885022A JPH0885022A JP6247170A JP24717094A JPH0885022A JP H0885022 A JPH0885022 A JP H0885022A JP 6247170 A JP6247170 A JP 6247170A JP 24717094 A JP24717094 A JP 24717094A JP H0885022 A JPH0885022 A JP H0885022A
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- gain
- speed
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
- G05B19/186—Generation of screw- or gearlike surfaces
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41023—Large pd gain initially switched to smaller pd gain afterwards
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41031—Raise gain at zero speed until position error or speed is zero, then normal gain
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45216—Tapping
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/16—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
- Y10T408/165—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor to control Tool rotation
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械の摩擦抵抗による速度遅れを解消し、高
速タップ加工時においても、精度の高いねじ加工を行う
ことができるねじ加工装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 送りサーボアンプ２４は、複数のゲインを選
択可能となっており、静摩擦抵抗を解消する程度の高ゲ
インと通常のゲインをゲイン設定器４１により設定さ
れ、ゲイン切り換え器４０により、タッピング起動時か
ら所定時間まで送りサーボアンプ２４を高ゲインにし
て、以外は通常ゲインにするよう切り換える。それ故、
タッピング起動時の摩擦抵抗による送り速度の遅れが補
償でき、その後通常ゲインになるので、タッピング加工
全体で誤差が開くことがなく、精度を向上することがで
きる。
速タップ加工時においても、精度の高いねじ加工を行う
ことができるねじ加工装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 送りサーボアンプ２４は、複数のゲインを選
択可能となっており、静摩擦抵抗を解消する程度の高ゲ
インと通常のゲインをゲイン設定器４１により設定さ
れ、ゲイン切り換え器４０により、タッピング起動時か
ら所定時間まで送りサーボアンプ２４を高ゲインにし
て、以外は通常ゲインにするよう切り換える。それ故、
タッピング起動時の摩擦抵抗による送り速度の遅れが補
償でき、その後通常ゲインになるので、タッピング加工
全体で誤差が開くことがなく、精度を向上することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タッピング加工を行う
タップ盤等に代表されるねじ加工装置に関するものであ
る。
タップ盤等に代表されるねじ加工装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＮＣ装置を適応したねじ加工装置
におけるタッピング動作は、加工しようとするねじのピ
ッチに合わせて主軸ヘッドの送りと主軸の回転をそれぞ
れ指令する信号をＮＣ装置内で生成することにより制御
しており、主軸ヘッドの送りモータと主軸の回転モータ
とはそれぞれ独立のサーボ系として制御されていた。そ
して、回転モータの反転時などに生ずる送り量と回転量
のずれは、タップ工具と主軸との間に介在させたタッパ
ーの機械的な伸縮により吸収していた。このため、ねじ
加工の速度がタッパーの性能により制限されるなどの問
題点があった。
におけるタッピング動作は、加工しようとするねじのピ
ッチに合わせて主軸ヘッドの送りと主軸の回転をそれぞ
れ指令する信号をＮＣ装置内で生成することにより制御
しており、主軸ヘッドの送りモータと主軸の回転モータ
とはそれぞれ独立のサーボ系として制御されていた。そ
して、回転モータの反転時などに生ずる送り量と回転量
のずれは、タップ工具と主軸との間に介在させたタッパ
ーの機械的な伸縮により吸収していた。このため、ねじ
加工の速度がタッパーの性能により制限されるなどの問
題点があった。
【０００３】そこで、実際の送り量を検出し、その送り
量に応じて回転モータを駆動するようにした装置（特開
昭６０−１５５３１９号公報参照）や、送り速度と送り
加速度によって回転モータを駆動するようにした装置
（特開昭６３−２５１１２１号公報参照）などのよう
に、送りモータと回転モータとを同期させて制御する装
置が提案されている。これらの装置は送りと回転との同
期精度が高いため、ほとんどの場合、タッパーを用いる
ことなくねじ加工を行うことができる。
量に応じて回転モータを駆動するようにした装置（特開
昭６０−１５５３１９号公報参照）や、送り速度と送り
加速度によって回転モータを駆動するようにした装置
（特開昭６３−２５１１２１号公報参照）などのよう
に、送りモータと回転モータとを同期させて制御する装
置が提案されている。これらの装置は送りと回転との同
期精度が高いため、ほとんどの場合、タッパーを用いる
ことなくねじ加工を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
加工時間の短縮化が更に要請され、ねじ加工においても
タップ工具の限界に近い高速加工が行われる場合があ
る。このような場合でも、機械が理想的な状態にあれ
ば、従来装置でも比較的高速にて加工が可能であるが、
実際には機械の支持系に摩擦抵抗などがあるため、高速
加工に支障をきたす場合がある。機械の主軸ヘッドの送
りと主軸の回転とでは摩擦抵抗値が異なり、一般に前者
の方が後者よりも大きい。特開昭６３−２５１１２１号
公報に示される装置では、速度と更に加速度も加味して
回転モータを駆動しているため、速度一定時の動摩擦抵
抗分による速度変動は解消され、同期精度は高いが、タ
ッピング起動時の静摩擦抵抗分による速度遅れは解消さ
れず、同期精度が良好でなくなる。つまり、タッピング
起動時において主軸の回転速度の立上がりが速いのに対
して、送り速度は直ぐには立ち上がらず高速化を阻むこ
とになる。また、送り駆動手段のゲインを高くすれば、
静摩擦抵抗を解消できるが、速度一定時にハンチング現
象を起こし、正常なねじ加工ができなくなる。
加工時間の短縮化が更に要請され、ねじ加工においても
タップ工具の限界に近い高速加工が行われる場合があ
る。このような場合でも、機械が理想的な状態にあれ
ば、従来装置でも比較的高速にて加工が可能であるが、
実際には機械の支持系に摩擦抵抗などがあるため、高速
加工に支障をきたす場合がある。機械の主軸ヘッドの送
りと主軸の回転とでは摩擦抵抗値が異なり、一般に前者
の方が後者よりも大きい。特開昭６３−２５１１２１号
公報に示される装置では、速度と更に加速度も加味して
回転モータを駆動しているため、速度一定時の動摩擦抵
抗分による速度変動は解消され、同期精度は高いが、タ
ッピング起動時の静摩擦抵抗分による速度遅れは解消さ
れず、同期精度が良好でなくなる。つまり、タッピング
起動時において主軸の回転速度の立上がりが速いのに対
して、送り速度は直ぐには立ち上がらず高速化を阻むこ
とになる。また、送り駆動手段のゲインを高くすれば、
静摩擦抵抗を解消できるが、速度一定時にハンチング現
象を起こし、正常なねじ加工ができなくなる。
【０００５】従来のねじ加工装置について図３を参照し
て説明する。機械本体１は立て型のタップ盤であり、基
台２に直立配置したコラム３にスライダ４を介して主軸
ヘッド５が上下に摺動自在に支持され、主軸ヘッド５は
ボールねじ６に係合されている。ボールねじ６はＡＣサ
ーボモータからなる送りモータ７に連結されて回転駆動
され、主軸ヘッド５を昇降する。送りモータ７には、回
転速度を検出するタコゼネレータ８と、回転（送り）位
置を検出するパルスゼネレータ９とが設けられている。
パルスゼネレータ９は主軸ヘッド５の送り位置を検出す
る送り位置検出手段をなす。主軸ヘッド５には主軸１１
が回転自在に軸支され、ＡＣサーボモータからなる回転
モータ１２により回転駆動される。回転モータ１２に
は、回転速度を検出するタコゼネレータ１３と、回転位
置を検出するパルスゼネレータ１４が設けられている。
パルスゼネレータ１４は主軸１１の回転位置を検出する
回転位置検出手段をなす。主軸１１の下端には、タッパ
ーを介することなくタップ工具１５が直接取り付けら
れ、下穴１６のあけられた被加工物１７にねじ加工を施
す。
て説明する。機械本体１は立て型のタップ盤であり、基
台２に直立配置したコラム３にスライダ４を介して主軸
ヘッド５が上下に摺動自在に支持され、主軸ヘッド５は
ボールねじ６に係合されている。ボールねじ６はＡＣサ
ーボモータからなる送りモータ７に連結されて回転駆動
され、主軸ヘッド５を昇降する。送りモータ７には、回
転速度を検出するタコゼネレータ８と、回転（送り）位
置を検出するパルスゼネレータ９とが設けられている。
パルスゼネレータ９は主軸ヘッド５の送り位置を検出す
る送り位置検出手段をなす。主軸ヘッド５には主軸１１
が回転自在に軸支され、ＡＣサーボモータからなる回転
モータ１２により回転駆動される。回転モータ１２に
は、回転速度を検出するタコゼネレータ１３と、回転位
置を検出するパルスゼネレータ１４が設けられている。
パルスゼネレータ１４は主軸１１の回転位置を検出する
回転位置検出手段をなす。主軸１１の下端には、タッパ
ーを介することなくタップ工具１５が直接取り付けら
れ、下穴１６のあけられた被加工物１７にねじ加工を施
す。
【０００６】次に、主軸ヘッド５を上下する送り系（Ｚ
軸と称する）の制御回路について説明する。入力装置２
１から入力されたデータに基づき、演算器２２において
送り指令値Ｚが演算され、送り速度に応じたパルス列と
して送り偏差カウンタ２３に出力される。送り偏差カウ
ンタ２３には、位置フィードバック信号として、送りモ
ータ７の回転角に応じたパルスがパルスゼネレータ９か
ら入力される。送り偏差カウンタ２３では送り指令値Ｚ
とパルスゼネレータ９により検出された機械の送り位置
ｚとの偏差Ｅ（Ｚ）＝Ｚ−ｚを演算し、その送り偏差Ｅ
（Ｚ）を速度指令として送りサーボアンプ２４に出力す
る。送りサーボアンプ２４には速度フィードバック信号
としてタコゼネレータ８からの実際の速度に応じた信号
ｖ（ｚ）が入力され、速度ループ系を構成して送りモー
タ７を駆動する。
軸と称する）の制御回路について説明する。入力装置２
１から入力されたデータに基づき、演算器２２において
送り指令値Ｚが演算され、送り速度に応じたパルス列と
して送り偏差カウンタ２３に出力される。送り偏差カウ
ンタ２３には、位置フィードバック信号として、送りモ
ータ７の回転角に応じたパルスがパルスゼネレータ９か
ら入力される。送り偏差カウンタ２３では送り指令値Ｚ
とパルスゼネレータ９により検出された機械の送り位置
ｚとの偏差Ｅ（Ｚ）＝Ｚ−ｚを演算し、その送り偏差Ｅ
（Ｚ）を速度指令として送りサーボアンプ２４に出力す
る。送りサーボアンプ２４には速度フィードバック信号
としてタコゼネレータ８からの実際の速度に応じた信号
ｖ（ｚ）が入力され、速度ループ系を構成して送りモー
タ７を駆動する。
【０００７】次に、主軸１１を回転制御する回転系（Ｒ
軸と称する）の制御回路について説明する。回転系で
は、回転指令値Ｒ１が入力装置２１から直接与えられる
のではなく、演算器２２からの送り指令値Ｚより算出さ
れる。演算器２２からの送り指令値Ｚは加速度演算器２
５に入力され、この加速度演算器２５は単位時間当たり
の送り指令値ΔＺから送りの加速度Ａ（Ｚ）＝ｄ／ｄｔ
×ΔＺを演算し、その加速度Ａ（Ｚ）を加算器２６に出
力する。加算器２６のもう一方の入力には、パルスゼネ
レータ９からの送りフィードバックパルスとしての単位
時間当たりの実際の送り量Δｚが入力される。加算器２
６は、実際の送り量Δｚと送り指令値である加速度Ａ
（Ｚ）とを加算し、回転指令演算器２７に出力する。単
位時間当たりの実際の送り量Δｚは実際の送り速度ｖ
（ｚ）に対応した値になるから、加算器２６の出力は、
送りの速度と加速度を加え合わせたもの（Δｚ＋ｄ／ｄ
ｔ×ΔＺ）になる。回転指令値演算器２７では、あらか
じめ入力装置２１から入力され演算器２２を経由して与
えられるねじ加工のピッチＰとボールねじ６のリードＬ
から、加算器２６の出力をＬ／Ｐ倍し、回転指令値Ｒ１
＝Ｌ／Ｐ×（Δｚ＋ｄ／ｄｔ×ΔＺ）を算出する。
軸と称する）の制御回路について説明する。回転系で
は、回転指令値Ｒ１が入力装置２１から直接与えられる
のではなく、演算器２２からの送り指令値Ｚより算出さ
れる。演算器２２からの送り指令値Ｚは加速度演算器２
５に入力され、この加速度演算器２５は単位時間当たり
の送り指令値ΔＺから送りの加速度Ａ（Ｚ）＝ｄ／ｄｔ
×ΔＺを演算し、その加速度Ａ（Ｚ）を加算器２６に出
力する。加算器２６のもう一方の入力には、パルスゼネ
レータ９からの送りフィードバックパルスとしての単位
時間当たりの実際の送り量Δｚが入力される。加算器２
６は、実際の送り量Δｚと送り指令値である加速度Ａ
（Ｚ）とを加算し、回転指令演算器２７に出力する。単
位時間当たりの実際の送り量Δｚは実際の送り速度ｖ
（ｚ）に対応した値になるから、加算器２６の出力は、
送りの速度と加速度を加え合わせたもの（Δｚ＋ｄ／ｄ
ｔ×ΔＺ）になる。回転指令値演算器２７では、あらか
じめ入力装置２１から入力され演算器２２を経由して与
えられるねじ加工のピッチＰとボールねじ６のリードＬ
から、加算器２６の出力をＬ／Ｐ倍し、回転指令値Ｒ１
＝Ｌ／Ｐ×（Δｚ＋ｄ／ｄｔ×ΔＺ）を算出する。
【０００８】回転指令値演算器２７から出力される回転
指令値Ｒ１は、送り速度と加速度を加え合わせたものに
相当する値となるから、主軸ヘッド５のこれからの移動
を予測した回転指令値になる。そして、この回転指令値
Ｒ１は加算器２８を経由して回転サーボアンプ２９に出
力される。加算器２８では回転指令値Ｒ１の補正が行わ
れる。すなわち、主軸１１の回転位置ｒを検出するパル
スゼネレータ１４からのパルスは回転偏差カウンタ３０
に入力される。一方、送り量ｚを検出するパルスゼネレ
ータ９からのパルスは回転補正演算器３１に入力され、
この回転補正演算器３１は、ねじ加工のねじピッチＰと
ボールねじ６のリードＬとから送り量ｚをＬ／Ｐ倍し、
送り量ｚに相当する回転補正値ｒ（ｚ）＝Ｌ／Ｐ×ｚを
演算して回転偏差カウンタ３０に出力する。回転偏差カ
ウンタ３０では、上記回転補正値ｒ（ｚ）と主軸１１の
回転位置ｒとの回転偏差Ｅ（ｒ）を演算し、加算器２８
に出力する。加算器２８では、回転指令値演算器２７か
らの回転指令値Ｒ１を回転偏差Ｅ（ｒ）により補正し、
補正された回転指令値Ｒ１（Ｅ）＝Ｒ１＋Ｅ（ｒ）を回
転サーボアンプ２９に出力する。
指令値Ｒ１は、送り速度と加速度を加え合わせたものに
相当する値となるから、主軸ヘッド５のこれからの移動
を予測した回転指令値になる。そして、この回転指令値
Ｒ１は加算器２８を経由して回転サーボアンプ２９に出
力される。加算器２８では回転指令値Ｒ１の補正が行わ
れる。すなわち、主軸１１の回転位置ｒを検出するパル
スゼネレータ１４からのパルスは回転偏差カウンタ３０
に入力される。一方、送り量ｚを検出するパルスゼネレ
ータ９からのパルスは回転補正演算器３１に入力され、
この回転補正演算器３１は、ねじ加工のねじピッチＰと
ボールねじ６のリードＬとから送り量ｚをＬ／Ｐ倍し、
送り量ｚに相当する回転補正値ｒ（ｚ）＝Ｌ／Ｐ×ｚを
演算して回転偏差カウンタ３０に出力する。回転偏差カ
ウンタ３０では、上記回転補正値ｒ（ｚ）と主軸１１の
回転位置ｒとの回転偏差Ｅ（ｒ）を演算し、加算器２８
に出力する。加算器２８では、回転指令値演算器２７か
らの回転指令値Ｒ１を回転偏差Ｅ（ｒ）により補正し、
補正された回転指令値Ｒ１（Ｅ）＝Ｒ１＋Ｅ（ｒ）を回
転サーボアンプ２９に出力する。
【０００９】回転サーボアンプ２９には速度フィードバ
ック信号として、タコゼネレータ１３からの速度に応じ
た信号ｖ（ｒ）が入力され、速度ループ系を構成して回
転モータ１２を補正された回転指令値Ｒ１（Ｅ）に従っ
て駆動する。上記の構成により、入力装置２１からねじ
のピッチ、送りのストローク（タップ深さ）、送り速度
などのデータを入力することにより、送りモータ７が駆
動され、送りモータ７に従動して回転モータ１２が同期
して回転駆動され、ねじ加工が行われる。
ック信号として、タコゼネレータ１３からの速度に応じ
た信号ｖ（ｒ）が入力され、速度ループ系を構成して回
転モータ１２を補正された回転指令値Ｒ１（Ｅ）に従っ
て駆動する。上記の構成により、入力装置２１からねじ
のピッチ、送りのストローク（タップ深さ）、送り速度
などのデータを入力することにより、送りモータ７が駆
動され、送りモータ７に従動して回転モータ１２が同期
して回転駆動され、ねじ加工が行われる。
【００１０】しかしながら、静摩擦抵抗のためタッピン
グ起動時に誤差が生じることがある。これを図４（ａ）
（ｂ）にて説明する。同図は時間経過に対する回転モー
タ１２による主軸１１の回転速度と送りモータ７による
主軸ヘッド５の送り速度の特性を示し、送り系は静摩擦
抵抗が大きいため、図４（ｂ）に実線で示すように、速
度指令を与えても直ぐには送り速度は上がらない（Ｔ１
の区間）。送りサーボアンプ２４は、送り偏差Ｅ（Ｚ）
と速度フィードバック信号としてタコゼネレータ８から
の実際の速度に応じた信号ｖ（ｚ）の偏差を出力するの
で、時間の経過とともにこの速度偏差が増大し、送りモ
ータ７の駆動力が静摩擦抵抗に打ち勝つと、急激に送り
速度は上がる（Ｔ２の区間）。一旦、送り動作が開始さ
れると、静摩擦抵抗は動摩擦抵抗に変わり、抵抗値も減
少するので、速度指令通り滑らかに動作する（Ｔ２経過
後の区間）。一方、主軸１１は送り系に対し、摩擦抵抗
が小さいのでタッピング起動時から滑らかに回転する。
その結果、タッピング起動時に誤差が生じることにな
る。
グ起動時に誤差が生じることがある。これを図４（ａ）
（ｂ）にて説明する。同図は時間経過に対する回転モー
タ１２による主軸１１の回転速度と送りモータ７による
主軸ヘッド５の送り速度の特性を示し、送り系は静摩擦
抵抗が大きいため、図４（ｂ）に実線で示すように、速
度指令を与えても直ぐには送り速度は上がらない（Ｔ１
の区間）。送りサーボアンプ２４は、送り偏差Ｅ（Ｚ）
と速度フィードバック信号としてタコゼネレータ８から
の実際の速度に応じた信号ｖ（ｚ）の偏差を出力するの
で、時間の経過とともにこの速度偏差が増大し、送りモ
ータ７の駆動力が静摩擦抵抗に打ち勝つと、急激に送り
速度は上がる（Ｔ２の区間）。一旦、送り動作が開始さ
れると、静摩擦抵抗は動摩擦抵抗に変わり、抵抗値も減
少するので、速度指令通り滑らかに動作する（Ｔ２経過
後の区間）。一方、主軸１１は送り系に対し、摩擦抵抗
が小さいのでタッピング起動時から滑らかに回転する。
その結果、タッピング起動時に誤差が生じることにな
る。
【００１１】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、主軸ヘッドの送りの摩擦抵抗に
よる速度の立上りの遅れを解消し、タップ工具の限界に
近いような高速タップ加工時においても、高精度にねじ
加工を行うことができるねじ加工装置を提供することを
目的とする。
になされたものであり、主軸ヘッドの送りの摩擦抵抗に
よる速度の立上りの遅れを解消し、タップ工具の限界に
近いような高速タップ加工時においても、高精度にねじ
加工を行うことができるねじ加工装置を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１のねじ加工装置は、工具が取付けられる主軸
を回転させる回転モータと、この回転モータを少なくと
も入力指令値と回転位置検出値に基づいてサーボ制御す
る回転駆動手段と、主軸を支持するヘッドを該軸方向に
送る送りモータと、この送りモータを少なくとも入力指
令値と送り位置検出値に基づいてサーボ制御する送り駆
動手段とを備え、回転モータと送りモータとを同期運転
してねじ加工を行うねじ加工装置において、送り駆動手
段は任意のゲインを選択可能な構成とし、送り駆動手段
のゲインを所定のタイミングで切り換えるゲイン切り換
え手段を備えたものである。また、請求項２のねじ加工
装置は、請求項１に記載の装置において、ゲイン切り換
え手段が、装置の起動時に高ゲインに切り換え、所定時
間経過後に通常のゲインに切り換えるものである。ま
た、請求項３のねじ加工装置は、請求項１に記載の装置
において、ゲイン切り換え手段が、サーボ制御する回転
駆動手段又は送り駆動手段における動作状態に応じて、
ゲインを切り換えるものである。
に請求項１のねじ加工装置は、工具が取付けられる主軸
を回転させる回転モータと、この回転モータを少なくと
も入力指令値と回転位置検出値に基づいてサーボ制御す
る回転駆動手段と、主軸を支持するヘッドを該軸方向に
送る送りモータと、この送りモータを少なくとも入力指
令値と送り位置検出値に基づいてサーボ制御する送り駆
動手段とを備え、回転モータと送りモータとを同期運転
してねじ加工を行うねじ加工装置において、送り駆動手
段は任意のゲインを選択可能な構成とし、送り駆動手段
のゲインを所定のタイミングで切り換えるゲイン切り換
え手段を備えたものである。また、請求項２のねじ加工
装置は、請求項１に記載の装置において、ゲイン切り換
え手段が、装置の起動時に高ゲインに切り換え、所定時
間経過後に通常のゲインに切り換えるものである。ま
た、請求項３のねじ加工装置は、請求項１に記載の装置
において、ゲイン切り換え手段が、サーボ制御する回転
駆動手段又は送り駆動手段における動作状態に応じて、
ゲインを切り換えるものである。
【００１３】
【作用】上記の構成を有する請求項１のねじ加工装置に
よれば、送りモータを駆動する送り駆動手段は、任意の
ゲインを選択可能で、例えば静摩擦抵抗を解消する程度
の高ゲインから通常のゲインまでを取り得るようになっ
ている。ゲイン切り換え手段により、所定のタイミン
グ、例えば、送り速度の立上りの遅れが生じるような時
に、送り駆動手段のゲインを高ゲインに切り換えること
により、送り速度の遅れを補償でき、良好な同期精度を
保持することができ、加工精度を向上することができ
る。また、請求項２のねじ加工装置によれば、タッピン
グ起動時から所定時間、送り駆動手段のゲインを高ゲイ
ンにして、以外は通常ゲインに切り換えることにより、
タッピング起動時の静摩擦抵抗による送り速度の立上り
の遅れを補償でき、その後、通常ゲインとして、タッピ
ング加工全体で送り誤差が生じることがなくなり、上記
と同等の作用が得られる。また、請求項３のねじ加工装
置によれば、サーボ制御する回転駆動手段又は送り駆動
手段から出力される値を判定して、ゲインを切り換える
ことにより、送り速度の送れを補償でき、上記と同等の
作用が得られる。
よれば、送りモータを駆動する送り駆動手段は、任意の
ゲインを選択可能で、例えば静摩擦抵抗を解消する程度
の高ゲインから通常のゲインまでを取り得るようになっ
ている。ゲイン切り換え手段により、所定のタイミン
グ、例えば、送り速度の立上りの遅れが生じるような時
に、送り駆動手段のゲインを高ゲインに切り換えること
により、送り速度の遅れを補償でき、良好な同期精度を
保持することができ、加工精度を向上することができ
る。また、請求項２のねじ加工装置によれば、タッピン
グ起動時から所定時間、送り駆動手段のゲインを高ゲイ
ンにして、以外は通常ゲインに切り換えることにより、
タッピング起動時の静摩擦抵抗による送り速度の立上り
の遅れを補償でき、その後、通常ゲインとして、タッピ
ング加工全体で送り誤差が生じることがなくなり、上記
と同等の作用が得られる。また、請求項３のねじ加工装
置によれば、サーボ制御する回転駆動手段又は送り駆動
手段から出力される値を判定して、ゲインを切り換える
ことにより、送り速度の送れを補償でき、上記と同等の
作用が得られる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係るねじ加工装置の一実施例
について図１を参照して説明する。図１はねじ加工装置
のブロック構成図であり、上述した図３に示した従来の
ねじ加工装置と同等の部材には同一の参照符号を付して
おり、重複説明は省略する。回転サーボアンプ２９を含
む制御回路は回転モータ１２をサーボ制御する回転駆動
手段を構成し、送りサーボアンプ２４を含む制御回路は
送りモータ７をサーボ制御する送り駆動手段を構成して
おり、回転モータ１２と送りモータ７とを同期運転して
いる。そして、送りサーボアンプ２４は任意のゲインを
選択可能に構成されており、そのゲインを設定する手段
としてゲイン設定器４０が備えられている。本例では、
送りサーボアンプ２４は２つのゲインを選択可能とし、
入力装置２１から入力された２つのゲイン定数が演算器
２２を介しゲイン設定器４０に入力され、ゲイン設定器
４０は送りサーボアンプ２４のゲインを設定する。送り
サーボアンプ２４に設定される２つのゲインは、静摩擦
抵抗に打ち勝つ程度の高ゲインと通常のゲインとすれば
よい。
について図１を参照して説明する。図１はねじ加工装置
のブロック構成図であり、上述した図３に示した従来の
ねじ加工装置と同等の部材には同一の参照符号を付して
おり、重複説明は省略する。回転サーボアンプ２９を含
む制御回路は回転モータ１２をサーボ制御する回転駆動
手段を構成し、送りサーボアンプ２４を含む制御回路は
送りモータ７をサーボ制御する送り駆動手段を構成して
おり、回転モータ１２と送りモータ７とを同期運転して
いる。そして、送りサーボアンプ２４は任意のゲインを
選択可能に構成されており、そのゲインを設定する手段
としてゲイン設定器４０が備えられている。本例では、
送りサーボアンプ２４は２つのゲインを選択可能とし、
入力装置２１から入力された２つのゲイン定数が演算器
２２を介しゲイン設定器４０に入力され、ゲイン設定器
４０は送りサーボアンプ２４のゲインを設定する。送り
サーボアンプ２４に設定される２つのゲインは、静摩擦
抵抗に打ち勝つ程度の高ゲインと通常のゲインとすれば
よい。
【００１５】さらに、上記送りサーボアンプ２４でのゲ
インを所定のタイミングで切り換えるゲイン切り換え手
段としてのゲイン切換器４１が備えられている。このゲ
イン切換器４１は演算器２２よりゲインを切り換えるタ
イミング信号を入力し、送りサーボアンプ２４に切り換
え指令を出力する。演算器２２より出力されるゲイン切
り換えのタイミング信号は、タッピング起動時にオン
し、或る所定時間経過後にオフする。つまり、送りサー
ボアンプ２４は、タッピング起動時から所定時間までは
高ゲイン状態となり、以後通常ゲインとなるよう制御さ
れる。
インを所定のタイミングで切り換えるゲイン切り換え手
段としてのゲイン切換器４１が備えられている。このゲ
イン切換器４１は演算器２２よりゲインを切り換えるタ
イミング信号を入力し、送りサーボアンプ２４に切り換
え指令を出力する。演算器２２より出力されるゲイン切
り換えのタイミング信号は、タッピング起動時にオン
し、或る所定時間経過後にオフする。つまり、送りサー
ボアンプ２４は、タッピング起動時から所定時間までは
高ゲイン状態となり、以後通常ゲインとなるよう制御さ
れる。
【００１６】上記のように構成されたねじ加工装置の動
作を図２（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。同図
はそれぞれ時間経過に対する回転モータ１２による主軸
１１の回転速度、送りモータ７による主軸ヘッド５の送
り速度の各特性及びゲイン切換タイミング信号を示す。
タッピング起動時に、タイミング信号がオンとなり（Ｔ
３の区間）、送りサーボアンプ２４は高ゲイン状態とな
るので、送りモータ７の駆動力が静摩擦抵抗に打ち勝
ち、図２（ｂ）に実線で示すように、送り速度が滑らか
に上昇する（破線は従来装置の場合）。その後、タイミ
ング信号がオフするので、送りサーボアンプ２４は通常
ゲインとなり、ハンチング現象を発生することなく滑ら
かに送り動作が行われる。こうして、タッピング加工全
体で滑らかな動作が得られるので、誤差が生じず、精度
の良いねじ加工を実現することができる。上記ブロック
で示した各制御回路は、デジタル演算を行う回路で構成
すればよく、ゲイン切り換え器４１、ゲイン設定器４２
などは、マイクロコンピュータを用いて実現できる。
作を図２（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。同図
はそれぞれ時間経過に対する回転モータ１２による主軸
１１の回転速度、送りモータ７による主軸ヘッド５の送
り速度の各特性及びゲイン切換タイミング信号を示す。
タッピング起動時に、タイミング信号がオンとなり（Ｔ
３の区間）、送りサーボアンプ２４は高ゲイン状態とな
るので、送りモータ７の駆動力が静摩擦抵抗に打ち勝
ち、図２（ｂ）に実線で示すように、送り速度が滑らか
に上昇する（破線は従来装置の場合）。その後、タイミ
ング信号がオフするので、送りサーボアンプ２４は通常
ゲインとなり、ハンチング現象を発生することなく滑ら
かに送り動作が行われる。こうして、タッピング加工全
体で滑らかな動作が得られるので、誤差が生じず、精度
の良いねじ加工を実現することができる。上記ブロック
で示した各制御回路は、デジタル演算を行う回路で構成
すればよく、ゲイン切り換え器４１、ゲイン設定器４２
などは、マイクロコンピュータを用いて実現できる。
【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されたも
のでなく種々の変形が可能であり、例えば、送りサーボ
アンプ２４に設定されるゲインは２つではなく、複数に
して時間の経過とともに高ゲインから低ゲインに徐々に
切り換えるようにしてもよい。また、時間経過により高
ゲインから通常ゲインに切り換えるのではなく、タコゼ
ネレータ８から出力されるｖ（ｚ）、送り偏差カウンタ
２３から出力されるＥ（Ｚ）、演算器２２から出力され
るＺ、パルスゼネレータ９から出力されるｚ、回転偏差
カウンタ３０から出力されるＥ（ｒ）、加算器２８から
出力されるＲ（Ｅ）などの値を判定して、適宜にゲイン
を切り換えるようにしてもよい。また、上述では、タッ
ピング加工における往路の起動時の動作を説明したが、
復路の起動時にも同様の現象が生じることから、上述往
路と同様の制御を行えばよい。
のでなく種々の変形が可能であり、例えば、送りサーボ
アンプ２４に設定されるゲインは２つではなく、複数に
して時間の経過とともに高ゲインから低ゲインに徐々に
切り換えるようにしてもよい。また、時間経過により高
ゲインから通常ゲインに切り換えるのではなく、タコゼ
ネレータ８から出力されるｖ（ｚ）、送り偏差カウンタ
２３から出力されるＥ（Ｚ）、演算器２２から出力され
るＺ、パルスゼネレータ９から出力されるｚ、回転偏差
カウンタ３０から出力されるＥ（ｒ）、加算器２８から
出力されるＲ（Ｅ）などの値を判定して、適宜にゲイン
を切り換えるようにしてもよい。また、上述では、タッ
ピング加工における往路の起動時の動作を説明したが、
復路の起動時にも同様の現象が生じることから、上述往
路と同様の制御を行えばよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係るねじ
加工装置によれば、送りモータを駆動する送り駆動手段
は、任意のゲインを選択可能となっており、ゲイン切り
換え手段により、例えば、静摩擦抵抗を解消する程度の
高ゲインと通常のゲインとをタッピング起動時の所定の
タイミングで切り換えることにより、タッピング起動時
の静摩擦抵抗による送り速度の遅れを補償することかで
き、タッピング加工全体で誤差が生じることがなくな
り、精度の高い高速ねじ加工を行うことができる。ま
た、請求項２の発明に係るねじ加工装置によれば、タッ
ピング起動時から所定時間が経過するまで送り駆動手段
のゲインを高ゲインにして、以降は通常ゲインに切り換
えられ、上記と同様の効果が得られる。また、請求項３
の発明に係るねじ加工装置によれば、回転駆動手段や送
り駆動手段の動作状態に応じて、送り駆動手段のゲイン
を切り換えることにより、主軸の回転と送りとの同期が
ずれることなくタッピング加工を行え、上記と同様の効
果が得られる。
加工装置によれば、送りモータを駆動する送り駆動手段
は、任意のゲインを選択可能となっており、ゲイン切り
換え手段により、例えば、静摩擦抵抗を解消する程度の
高ゲインと通常のゲインとをタッピング起動時の所定の
タイミングで切り換えることにより、タッピング起動時
の静摩擦抵抗による送り速度の遅れを補償することかで
き、タッピング加工全体で誤差が生じることがなくな
り、精度の高い高速ねじ加工を行うことができる。ま
た、請求項２の発明に係るねじ加工装置によれば、タッ
ピング起動時から所定時間が経過するまで送り駆動手段
のゲインを高ゲインにして、以降は通常ゲインに切り換
えられ、上記と同様の効果が得られる。また、請求項３
の発明に係るねじ加工装置によれば、回転駆動手段や送
り駆動手段の動作状態に応じて、送り駆動手段のゲイン
を切り換えることにより、主軸の回転と送りとの同期が
ずれることなくタッピング加工を行え、上記と同様の効
果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示すねじ加工装置のブロッ
ク構成図である。
ク構成図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同装置の動作を説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】従来のねじ加工装置のブロック構成図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は従来装置の動作を説明するため
の図である。
の図である。
５ 主軸ヘッド ７ 送りモータ ９ パルスゼネレータ １１ 主軸 １２ 回転モータ １４ パルスゼネレータ ２４ 送りサーボアンプ ４０ ゲイン設定器 ４１ ゲイン切換器
Claims (3)
- 【請求項１】 工具が取付けられる主軸を回転させる回
転モータと、この回転モータを少なくとも入力指令値と
回転位置検出値に基づいてサーボ制御する回転駆動手段
と、前記主軸を支持するヘッドを該軸方向に送る送りモ
ータと、この送りモータを少なくとも入力指令値と送り
位置検出値に基づいてサーボ制御する送り駆動手段とを
備え、前記回転モータと送りモータとを同期運転してね
じ加工を行うねじ加工装置において、 前記送り駆動手段は任意のゲインを選択可能な構成と
し、 前記送り駆動手段のゲインを所定のタイミングで切り換
えるゲイン切り換え手段を備えたことを特徴とするねじ
加工装置。 - 【請求項２】 前記ゲイン切り換え手段は、装置の起動
時に高ゲインに切り換え、所定時間経過後に通常のゲイ
ンに切り換えることを特徴とする請求項１記載のねじ加
工装置。 - 【請求項３】 前記ゲイン切り換え手段は、サーボ制御
する回転駆動手段又は送り駆動手段における動作状態に
応じて、ゲインを切り換えることを特徴とする請求項１
記載のねじ加工装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6247170A JPH0885022A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | ねじ加工装置 |
| US08/496,003 US5654894A (en) | 1994-09-14 | 1995-06-28 | Gain changing control system for a threading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6247170A JPH0885022A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | ねじ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0885022A true JPH0885022A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=17159489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6247170A Pending JPH0885022A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | ねじ加工装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5654894A (ja) |
| JP (1) | JPH0885022A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11156672A (ja) * | 1997-08-25 | 1999-06-15 | Yoshiaki Kakino | 数値制御装置及びこれを備えた工作機械 |
| JPH11245118A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-14 | Brother Ind Ltd | ネジ加工制御装置 |
| JP3209732B2 (ja) * | 1999-09-10 | 2001-09-17 | 義昭 垣野 | Ｎｃ工作機械の制御方法 |
| JP2004114176A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
| US8167518B2 (en) * | 2008-04-11 | 2012-05-01 | The Boeing Company | Method and apparatus for a spindle with servo feed control |
| JP5325949B2 (ja) * | 2011-08-08 | 2013-10-23 | ファナック株式会社 | タッピング加工装置 |
| JP5152443B1 (ja) * | 2012-06-05 | 2013-02-27 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60155319A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-15 | Brother Ind Ltd | ねじ加工装置 |
| JPS60167731A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-31 | Fanuc Ltd | タツピング加工方法 |
| JP2510980B2 (ja) * | 1985-10-21 | 1996-06-26 | 株式会社安川電機 | ネジ切削制御方法 |
| KR930001093B1 (ko) * | 1987-03-31 | 1993-02-15 | 부라더 고교 가부시키가이샤 | 나사 가공장치 |
| KR950007694B1 (ko) * | 1988-03-28 | 1995-07-14 | 부라더 고교 가부시기가이샤 | 단축복합운동장치 |
| JPH0283141A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| JPH0435842A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Brother Ind Ltd | 加工ユニット制御装置 |
| JP2661422B2 (ja) * | 1991-08-16 | 1997-10-08 | 三菱電機株式会社 | 加工装置および加工方法 |
| JPH0569275A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-23 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
| JPH07227717A (ja) * | 1994-02-17 | 1995-08-29 | Fanuc Ltd | タッピング加工機能を有する工作機械 |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP6247170A patent/JPH0885022A/ja active Pending
-
1995
- 1995-06-28 US US08/496,003 patent/US5654894A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5654894A (en) | 1997-08-05 |
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