JPS6294222A - ネジ切削制御方法 - Google Patents
ネジ切削制御方法Info
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- JPS6294222A JPS6294222A JP60233503A JP23350385A JPS6294222A JP S6294222 A JPS6294222 A JP S6294222A JP 60233503 A JP60233503 A JP 60233503A JP 23350385 A JP23350385 A JP 23350385A JP S6294222 A JPS6294222 A JP S6294222A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- feed
- speed
- thread cutting
- rotation
- main shaft
- Prior art date
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- 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
- 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
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- 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
- Y10T408/17—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor to control infeed
- Y10T408/172—Responsive to Tool
-
- 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
- Y10T82/00—Turning
- Y10T82/20—Lathe for screw cutting
-
- 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
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- Y10T82/2502—Lathe with program control
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はネジ切削i(J御装置、特に数値制御されるネ
ジ切削;レリ御装置におけるネジ切削制御方式に関する
。
ジ切削;レリ御装置におけるネジ切削制御方式に関する
。
(従来の技術)
第9%は旋盤におけるネジ切りの概念図である。
ワーク42の切削のための刃物41は送り軸として制御
される。ここて、送り軸とはNC装置により位置、速度
を制御されるもので、刃物台を動かずモータ、そのモー
タを駆動するサーボアンプ、モータの回)転位置を検出
するパルスジェネレータ、モータの速度を検出するタコ
ジェネレータ、サーボアンプへ指令を与えるNC装置等
からなる制御系をd゛う。ワーク42は主軸モータによ
り回転させられ、このワーク42の表面に刃物4Iを第
9図矢印方向へ送ることによりネジ切りか行なわれる。
される。ここて、送り軸とはNC装置により位置、速度
を制御されるもので、刃物台を動かずモータ、そのモー
タを駆動するサーボアンプ、モータの回)転位置を検出
するパルスジェネレータ、モータの速度を検出するタコ
ジェネレータ、サーボアンプへ指令を与えるNC装置等
からなる制御系をd゛う。ワーク42は主軸モータによ
り回転させられ、このワーク42の表面に刃物4Iを第
9図矢印方向へ送ることによりネジ切りか行なわれる。
Jミ軸PG(以ド、SPGと称ず)43はワーク42の
回転を検出するものて、1回転毎に原点パルスを出力す
る。この5PG43は−・般には、4096パルス/1
回転程度の分解能があり、この5PG43のフィードバ
ック(以下、FBと称す)パルスによりNC装置で刃物
台の送り速度を制御することになる。
回転を検出するものて、1回転毎に原点パルスを出力す
る。この5PG43は−・般には、4096パルス/1
回転程度の分解能があり、この5PG43のフィードバ
ック(以下、FBと称す)パルスによりNC装置で刃物
台の送り速度を制御することになる。
ネジ切りとは、ワーク42の表面にネジ状のり−トを削
るものであるが、注意しなければならない問題点か大き
く2つある。ネジ切りは1回の送りで終rするものでは
なく、ネジの溝を深くするためには一般には同し所を複
数回、削る必要かある。そのために、まず第1に毎回ワ
ークの同じ点から切り込まなければならないということ
である。言い換えると、ネジを切り始める位置は5PG
43の原点位置またはその原点を基準として一定の位置
(角度)でなければならない。第2に、ネジのリードの
ピッチを正確にするため送りの速度をワーク42の回転
速度(実際には5PG43の回転速度)に比例させるこ
とか必要である。この回転速度は、ネジ切りの1回目と
2回目以降で異ることもあるし、ネジ切りの途中でF、
軸の回転速度が変化するということもある。つまり、時
々刻々変化しうる1EIhhの回転に合わせて送り速度
を制御する必要がある。
るものであるが、注意しなければならない問題点か大き
く2つある。ネジ切りは1回の送りで終rするものでは
なく、ネジの溝を深くするためには一般には同し所を複
数回、削る必要かある。そのために、まず第1に毎回ワ
ークの同じ点から切り込まなければならないということ
である。言い換えると、ネジを切り始める位置は5PG
43の原点位置またはその原点を基準として一定の位置
(角度)でなければならない。第2に、ネジのリードの
ピッチを正確にするため送りの速度をワーク42の回転
速度(実際には5PG43の回転速度)に比例させるこ
とか必要である。この回転速度は、ネジ切りの1回目と
2回目以降で異ることもあるし、ネジ切りの途中でF、
軸の回転速度が変化するということもある。つまり、時
々刻々変化しうる1EIhhの回転に合わせて送り速度
を制御する必要がある。
第10図は送り軸の制御方式の従来例を示すブロック図
である。
である。
NCては一般に、mm/minで指定する送りとmtn
/rcv (ネジ切りなとの主軸回転に対する送り)
で指定する送りと、犬きく分けて2種類の送りがある。
/rcv (ネジ切りなとの主軸回転に対する送り)
で指定する送りと、犬きく分けて2種類の送りがある。
mm/minを指定したときはスイッチSW、がオンし
て時間基準のクロックが速度発生器45へ人力され、m
m/rcvを指定したときはスイッチSW、がオンして
SPGパルスか速度発生器15へ人力される。
て時間基準のクロックが速度発生器45へ人力され、m
m/rcvを指定したときはスイッチSW、がオンして
SPGパルスか速度発生器15へ人力される。
速度発生器45は、これらの人力を基準にして送り軸の
実際の速度の基本となるパルス53を発生する。関数発
生′?:i4 Bはパルス53を基に送り軸の指令パル
ス54を発生する。一般には211qhまたはそれ以ト
か同期して動くので、この関数発生器16で複数釉への
指令パルスを同時に発生する。偏差カウンタ47は関数
発生器46で発生した指令パルス54を加算して送り軸
のPG52のFBパルス55を減算し、指令した位置と
現在位置の偏差をとる。D/A変l奏?n’i 48は
(偏差カウンタ47の(偏差をデジタル/アナロク変換
し、サーボアンプ49にアナログ信号の指令として出力
する。サーボアンプ49はこの指令に基ついてモータ5
0を駆動する。つまり、偏差カウンタ47、D/A変換
器48、サーボアンプ49、モータ50、PG52の一
巡するループで位置制御ループか構成されている。ここ
では、モータ軸に取り付けられた速度検出器(TG)5
1からのFBにより速度制御も行なう。たたし、これは
あくまでD/A変換器48からの指令とおりの速度でモ
ータ50が回転するように制御系を補償するためのもの
である。
実際の速度の基本となるパルス53を発生する。関数発
生′?:i4 Bはパルス53を基に送り軸の指令パル
ス54を発生する。一般には211qhまたはそれ以ト
か同期して動くので、この関数発生器16で複数釉への
指令パルスを同時に発生する。偏差カウンタ47は関数
発生器46で発生した指令パルス54を加算して送り軸
のPG52のFBパルス55を減算し、指令した位置と
現在位置の偏差をとる。D/A変l奏?n’i 48は
(偏差カウンタ47の(偏差をデジタル/アナロク変換
し、サーボアンプ49にアナログ信号の指令として出力
する。サーボアンプ49はこの指令に基ついてモータ5
0を駆動する。つまり、偏差カウンタ47、D/A変換
器48、サーボアンプ49、モータ50、PG52の一
巡するループで位置制御ループか構成されている。ここ
では、モータ軸に取り付けられた速度検出器(TG)5
1からのFBにより速度制御も行なう。たたし、これは
あくまでD/A変換器48からの指令とおりの速度でモ
ータ50が回転するように制御系を補償するためのもの
である。
この方式では、ネジ切りの始めのタイミング合わせのた
め、原点検出器44で5PG52の原点パルスを検出し
、検出した瞬間にスイッチSW2をオンさせ速度発生器
45のパルス発生をスタートさせている。つまり、5P
G52の原点に同期して送り軸の指令がスタートするこ
とになる。また、L軸との速度の同期については、速度
発生器45の基本クロックをSPGパルスとすることで
対処している。これらにより、前述した2つの問題点を
解決している。
め、原点検出器44で5PG52の原点パルスを検出し
、検出した瞬間にスイッチSW2をオンさせ速度発生器
45のパルス発生をスタートさせている。つまり、5P
G52の原点に同期して送り軸の指令がスタートするこ
とになる。また、L軸との速度の同期については、速度
発生器45の基本クロックをSPGパルスとすることで
対処している。これらにより、前述した2つの問題点を
解決している。
第11図はソフトウェアサーボ方式の従来例を示すブロ
ック図である。ここでは、送り軸への指令の発生および
送り軸の位置制御をマイクロプロセッサによりソフトウ
ェアで制御することをソフトウェアサーボと呼ぶ。ソフ
トウェア制御ではサンプリング制御となる。つまり、デ
ータ処理部56て周期Ts毎に指令発生、位置の偏差量
の作成、D/A変換器48へのデータ作成等の演算を行
なう。主軸の速度を知るために、SPGパルスをカウン
トするSPGカウンタ57が設けられており、SPGデ
ータとしてサンプリングされる。また、送り軸の位置も
PGパルスをFBカウンタ58てカウントしてFBデー
タとしてサンプリングされる。なお、D/A変換器48
、サーボアンプ49、モータ50、TG51.5PG5
2については第10図の従来方式と同じものである。
ック図である。ここでは、送り軸への指令の発生および
送り軸の位置制御をマイクロプロセッサによりソフトウ
ェアで制御することをソフトウェアサーボと呼ぶ。ソフ
トウェア制御ではサンプリング制御となる。つまり、デ
ータ処理部56て周期Ts毎に指令発生、位置の偏差量
の作成、D/A変換器48へのデータ作成等の演算を行
なう。主軸の速度を知るために、SPGパルスをカウン
トするSPGカウンタ57が設けられており、SPGデ
ータとしてサンプリングされる。また、送り軸の位置も
PGパルスをFBカウンタ58てカウントしてFBデー
タとしてサンプリングされる。なお、D/A変換器48
、サーボアンプ49、モータ50、TG51.5PG5
2については第10図の従来方式と同じものである。
従来方式とソフトウェアサーボ方式の大きな違いは、前
者がパルス単位を基本としたハードウェアで構成されて
いるのに対し、後者は、パルス(SPGも送り軸のFB
PGも)はカウンタ57゜58にためて一定周期でデー
タとしてサンプリングし、その後の処理は全てソフトウ
ェアによりデータとして演算されているということであ
る。
者がパルス単位を基本としたハードウェアで構成されて
いるのに対し、後者は、パルス(SPGも送り軸のFB
PGも)はカウンタ57゜58にためて一定周期でデー
タとしてサンプリングし、その後の処理は全てソフトウ
ェアによりデータとして演算されているということであ
る。
現在、工作機械は高精度、相i速化される傾向にある。
高粘度化とは検出単位を1μmから0.1μLにすると
いうような意味である。ここにパルスを基本単位とした
従来方式での限界か発生する。例えば、1パルス=1−
で送り速度F = 24m/minとすると、1)PS
(パルス/5ec)は400 KPPSとなる。この程
度のIIPsであればNC内部のハードウェアは十分に
対応できる。しかし、1パルス=01μ」て送り速度F
= 24m/minとなると4 MPPSと10倍高
速になる。そうなると、1パルス毎に動作するハードウ
ェアではこの速度に対応できなくなる箇所か発生してく
る。ところか、データとして処理するソフトウェアサー
ボでは、この場合データ長がのびるというたけて、θ1
算処理はあくまで定められたクロック(例えば1 m5
ecとか2m5)毎に行なえばよい。つまり、ソフトウ
ェアサーボは高速、高精度向きといえる。さらに、マイ
クロプロセッサ等の進歩、低価格化も考え合わせれば、
ソフトウェアサーボ方式により従来方式よりも低価格で
高機能のNC装置が実現できる。
いうような意味である。ここにパルスを基本単位とした
従来方式での限界か発生する。例えば、1パルス=1−
で送り速度F = 24m/minとすると、1)PS
(パルス/5ec)は400 KPPSとなる。この程
度のIIPsであればNC内部のハードウェアは十分に
対応できる。しかし、1パルス=01μ」て送り速度F
= 24m/minとなると4 MPPSと10倍高
速になる。そうなると、1パルス毎に動作するハードウ
ェアではこの速度に対応できなくなる箇所か発生してく
る。ところか、データとして処理するソフトウェアサー
ボでは、この場合データ長がのびるというたけて、θ1
算処理はあくまで定められたクロック(例えば1 m5
ecとか2m5)毎に行なえばよい。つまり、ソフトウ
ェアサーボは高速、高精度向きといえる。さらに、マイ
クロプロセッサ等の進歩、低価格化も考え合わせれば、
ソフトウェアサーボ方式により従来方式よりも低価格で
高機能のNC装置が実現できる。
(発明が解決しようとする問題点)
このように、ソフトウェアサーボ方式は利点が多いもの
の、欠点もある。その1つがネジ切りの問題である。
の、欠点もある。その1つがネジ切りの問題である。
ソフトウェアサーボでは、サンプリング制御であるため
、サンプリング周期Tsの間で発生した事象に対しては
データ処理部かこれを認知するのに最大1サンプル時間
、さらに演算処理して指令をD/A変換器に出力するの
に1サンプル時間を要する。つまり、2サンプル時間の
遅れが生じることになる。また、そのjlI象がサンプ
ル時間Tsの中のどの時点で発生したかは特別なハード
ウェアを準備しないかぎり認識できない。
、サンプリング周期Tsの間で発生した事象に対しては
データ処理部かこれを認知するのに最大1サンプル時間
、さらに演算処理して指令をD/A変換器に出力するの
に1サンプル時間を要する。つまり、2サンプル時間の
遅れが生じることになる。また、そのjlI象がサンプ
ル時間Tsの中のどの時点で発生したかは特別なハード
ウェアを準備しないかぎり認識できない。
そのため、ネジ切りのようにSPGの原点パルスと同時
に送り軸を動かすというような動作が一殻にはむずかし
くなる。
に送り軸を動かすというような動作が一殻にはむずかし
くなる。
本発明の目的は、ソフトウェアサーボ方式のNC装置に
おいて、精度良くネジ切りを行なわせるネジ切削制御方
式を提供することである。
おいて、精度良くネジ切りを行なわせるネジ切削制御方
式を提供することである。
(問題点を解決するだめの手段〕
本発明のネジ切削;tlII御方式は、演算部にCPU
を有し、一定時間毎のリアルタイムクロックを割込み信
号として入力し、該信号によりサンブリンク制御を行な
い、ネジ切削機能を有するL作機械の送りll’+l+
を;I+−制御するNC装置において、リアルタイムク
ロックとは非同期に回転している主軸の回転速度の測定
と、p軸の回転位置のある定められた位置からリアルタ
イムクロックが発生した瞬間までの上軸の回転量の測定
を行ない、その回転量と回転速度をもとに切削を行なう
送り系かある一定距離移動した後は、その移動距離が主
軸位置に対して一定で、かつ送り速度が1釉の回転速度
に対してある定められた比となるように送り軸を制御す
る送り指令発生を行なうことを特徴とする。
を有し、一定時間毎のリアルタイムクロックを割込み信
号として入力し、該信号によりサンブリンク制御を行な
い、ネジ切削機能を有するL作機械の送りll’+l+
を;I+−制御するNC装置において、リアルタイムク
ロックとは非同期に回転している主軸の回転速度の測定
と、p軸の回転位置のある定められた位置からリアルタ
イムクロックが発生した瞬間までの上軸の回転量の測定
を行ない、その回転量と回転速度をもとに切削を行なう
送り系かある一定距離移動した後は、その移動距離が主
軸位置に対して一定で、かつ送り速度が1釉の回転速度
に対してある定められた比となるように送り軸を制御す
る送り指令発生を行なうことを特徴とする。
〔作 用]
第4図はエアカット部のあるネジ切りの動作を示ず図で
、ネジ切りをする場合の刀物61と主IPlbにより回
転させられるワークの相対的動き65→66→67→6
8を示している。図中、63はエアカット部と呼び実際
には切削を行なわない。実際に切削しているのは64の
部分である。送り軸のサーボ系は一般的に位置ループゲ
インKpで決まる遅れ系になっており、指定の速度まで
加速するのにある時間を卯する。そのためネジ切りの場
合、精度良くネジを切るためには必ずある距離以上の加
速距離が必゛捻である。今、この距離をLとすると、こ
れはエアカット部63の距離に等しい。重連したように
ネジ切りの時は刃物61がワーク62に切り込む時、つ
まつ64の部分では主軸の回転に対して常に一定の関係
(当然、速度も一定の関係)でなければならない。送り
軸はRTC(リアルタイムクロック)に必ず同期して移
動し始めるのて、その時の上軸の位置(角度)は一定で
はない。そこて、加速距HI Lを動く間で主軸の回転
に対して、相対位置がうまく一定になるように加速の仕
方を制御すればよいことになる。
、ネジ切りをする場合の刀物61と主IPlbにより回
転させられるワークの相対的動き65→66→67→6
8を示している。図中、63はエアカット部と呼び実際
には切削を行なわない。実際に切削しているのは64の
部分である。送り軸のサーボ系は一般的に位置ループゲ
インKpで決まる遅れ系になっており、指定の速度まで
加速するのにある時間を卯する。そのためネジ切りの場
合、精度良くネジを切るためには必ずある距離以上の加
速距離が必゛捻である。今、この距離をLとすると、こ
れはエアカット部63の距離に等しい。重連したように
ネジ切りの時は刃物61がワーク62に切り込む時、つ
まつ64の部分では主軸の回転に対して常に一定の関係
(当然、速度も一定の関係)でなければならない。送り
軸はRTC(リアルタイムクロック)に必ず同期して移
動し始めるのて、その時の上軸の位置(角度)は一定で
はない。そこて、加速距HI Lを動く間で主軸の回転
に対して、相対位置がうまく一定になるように加速の仕
方を制御すればよいことになる。
第5図はネジ切り等の加速の様rを示すグラフである。
時刻t0はネジ切りがスタートしたRTCのりrミンつ
てあり、τhτ2.τ3は上軸原点パルスが発生した時
点とRTCの時間的ずれである。 r、、 r、、 r
Iは送り軸の速度カーブであり、それぞれに軸原点パル
スとRTCの時間的ずれτ1.τ2.τ3に対応してい
る。t、 、 Lz、 t、1はそれぞれ速度カーブf
I、f2+ f3の場合の送り軸の移動距離かエアカッ
ト距離りになるまでの時間であり、以上の式が成1γす
る。
てあり、τhτ2.τ3は上軸原点パルスが発生した時
点とRTCの時間的ずれである。 r、、 r、、 r
Iは送り軸の速度カーブであり、それぞれに軸原点パル
スとRTCの時間的ずれτ1.τ2.τ3に対応してい
る。t、 、 Lz、 t、1はそれぞれ速度カーブf
I、f2+ f3の場合の送り軸の移動距離かエアカッ
ト距離りになるまでの時間であり、以上の式が成1γす
る。
L = i′o゛rI(t>dt = H二’f
、(L)dL = 1ンr3(1,)dL
・・・(1)また、このときの送り軸の速度も等しくな
ければならないので、 v ” rI(L+) −h(Lz)= fz
(La) ”” (2
)たたし、Vはネジ切り中の送り速度 つまり、’)”、 ii+b原点とネジ切りをスタート
するときのRTCどの時間的ずれτに対して (1)式
と(2)式が成立するように速度カーブfを選べば粒度
良くネジが切れる。
、(L)dL = 1ンr3(1,)dL
・・・(1)また、このときの送り軸の速度も等しくな
ければならないので、 v ” rI(L+) −h(Lz)= fz
(La) ”” (2
)たたし、Vはネジ切り中の送り速度 つまり、’)”、 ii+b原点とネジ切りをスタート
するときのRTCどの時間的ずれτに対して (1)式
と(2)式が成立するように速度カーブfを選べば粒度
良くネジが切れる。
以上は時間を基準に述べたが、上釉位置Sを基準にして
示すと第6図のようになる。ここで、1三11il11
位置Sはネジ切りをスタートしたときのL軸原点からの
1三軸FBパルスの積算値である。S6はネジを切り始
める上軸(ワーク)位置である。SI。
示すと第6図のようになる。ここで、1三11il11
位置Sはネジ切りをスタートしたときのL軸原点からの
1三軸FBパルスの積算値である。S6はネジを切り始
める上軸(ワーク)位置である。SI。
S、、S、うは1己軸原点発生後のRTCで送り軸がス
タートしたときのLIIIlb位置である。このS、%
S3の値はいろいろな値にバラつく。この値に対し、以
1・の式が成1γするように送り指令発生の関数g+。
タートしたときのLIIIlb位置である。このS、%
S3の値はいろいろな値にバラつく。この値に対し、以
1・の式が成1γするように送り指令発生の関数g+。
L+、gAを選べばよい。
L= I”g+(S)ds = i”g2(S)ds
= i’g3(S)ds ・=(3)3、
〜S v ”g+ (So) = gz (so) = ga
(So) ・(’I)これら(:])、
(4)式が成)γするようなLIrIh速度Sに速度
る送り指令の関数gの最も簡+Bな例を第7図に示す。
= i’g3(S)ds ・=(3)3、
〜S v ”g+ (So) = gz (so) = ga
(So) ・(’I)これら(:])、
(4)式が成)γするようなLIrIh速度Sに速度
る送り指令の関数gの最も簡+Bな例を第7図に示す。
図中I+、 、 I+、、・・・、I+、はRTCを表
わしている。この例ではRTCの111 と117間で
1:lll1b原点パルスが発生している。Sl 、
s2. s、4. S4はこれらRTC間の一定時間に
)シ噛が回転したhl(!F’−位はlZf’1hFB
パルス)であり、上軸速度を意味している。ここで、S
2以後はRTCI周期間の1シ噛回転星であるが、S、
のみはL軸原点からRTCまでの間のIF、軸回転計で
ある。■は弔位七軸速度当りの送り1hl+速度であり
、CPUによりvXSの乗算をして送り指令とする。−
)まり、指定データのvxSl−+vxS7+vxS3
−+−というRTC毎に階段状に変化する関数が関数g
に他ならない。
わしている。この例ではRTCの111 と117間で
1:lll1b原点パルスが発生している。Sl 、
s2. s、4. S4はこれらRTC間の一定時間に
)シ噛が回転したhl(!F’−位はlZf’1hFB
パルス)であり、上軸速度を意味している。ここで、S
2以後はRTCI周期間の1シ噛回転星であるが、S、
のみはL軸原点からRTCまでの間のIF、軸回転計で
ある。■は弔位七軸速度当りの送り1hl+速度であり
、CPUによりvXSの乗算をして送り指令とする。−
)まり、指定データのvxSl−+vxS7+vxS3
−+−というRTC毎に階段状に変化する関数が関数g
に他ならない。
以上、簡四にその証明を行なう。
指令vXS4の途中で所定の(切り込むべき)主軸位1
ηS0になったとすると、 50=s、 +s2+s、+δ・S4 ・・
・・−(5)ただし、δは指令vX54の間に50に達
したことを意味しており、δ=0〜1 である。
ηS0になったとすると、 50=s、 +s2+s、+δ・S4 ・・
・・−(5)ただし、δは指令vX54の間に50に達
したことを意味しており、δ=0〜1 である。
このときの送り1rI11の移動lj7はff1=vX
S1−+−vXs2+vXs3+vXδ×54=vXS
) ・・・・・・(6)つまり
、移動噛2は主「軸位置S0に対し一1定である。また
、送り指令はvxsiであるので常にJE Ili[h
速度に対し一定の比になっている。
S1−+−vXs2+vXs3+vXδ×54=vXS
) ・・・・・・(6)つまり
、移動噛2は主「軸位置S0に対し一1定である。また
、送り指令はvxsiであるので常にJE Ili[h
速度に対し一定の比になっている。
なお、第8図に示すように、ト軸原点から意図的にある
計(ある角度)だけずらしてネジ切りをスタートさせて
もよい、この場合、CPUはRTCの処理の中でt1t
Ih位置SRTCを見てSd以上になったらSl =
S*rc −Sdとして前述したのと同様な制御を行な
えばよい。これは、あるネジのリード(既に切ったネジ
のリード)に対して任意の角度、ずらした位置からざら
に別のネジのリードを切削することができることを示し
ており、多条ネジなどの切削に応用できる。
計(ある角度)だけずらしてネジ切りをスタートさせて
もよい、この場合、CPUはRTCの処理の中でt1t
Ih位置SRTCを見てSd以上になったらSl =
S*rc −Sdとして前述したのと同様な制御を行な
えばよい。これは、あるネジのリード(既に切ったネジ
のリード)に対して任意の角度、ずらした位置からざら
に別のネジのリードを切削することができることを示し
ており、多条ネジなどの切削に応用できる。
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明のネジ切削制御方式の一実施例を示すブ
ロック図、第2図はRTCIl、CPUの演算、F@原
点パルスのタイムチャートである。
ロック図、第2図はRTCIl、CPUの演算、F@原
点パルスのタイムチャートである。
ソフトウェアサーボではサンプリングにより送り軸の制
御を行なう。このサンプリングのクロックとなるRTC
IIがRTC発生器2から発生させられる。演算部1は
CPU、ROM、RAM等を含む。CPUはRTCll
を割込み信号としてその割込み処理により制御のための
演算を行なう。第2図G;iソノ4W7’−ヲ示ジテオ
’)、 RTCII、 、 I+2゜・・・に対してそ
れぞれ時間T、 、 T2.・・・に演算が行なわれて
いる。
御を行なう。このサンプリングのクロックとなるRTC
IIがRTC発生器2から発生させられる。演算部1は
CPU、ROM、RAM等を含む。CPUはRTCll
を割込み信号としてその割込み処理により制御のための
演算を行なう。第2図G;iソノ4W7’−ヲ示ジテオ
’)、 RTCII、 、 I+2゜・・・に対してそ
れぞれ時間T、 、 T2.・・・に演算が行なわれて
いる。
送り軸の;blJ御の演算は大きく指令データの作成(
速度発生、関数発生等)の部分と位置ループ制御の部分
に分かれる。
速度発生、関数発生等)の部分と位置ループ制御の部分
に分かれる。
重連したように、軸の送りにはmm/minの送りとm
m/rcvの送りがある。mm/m i nの送りの場
合、時間当りの送り速度が決まっているので、Ts時間
毎の移動用に計算し直せばよい。また、mm/revの
送りは主軸回転速度との比なので、主軸の速度を知らな
ければならない。このために、SPGカウンタ3とSP
Gラッチ回路4がある。SPGラッチ回路4はSPGカ
ウンタ3の値をRTCllのタイミングでラッチする。
m/rcvの送りがある。mm/m i nの送りの場
合、時間当りの送り速度が決まっているので、Ts時間
毎の移動用に計算し直せばよい。また、mm/revの
送りは主軸回転速度との比なので、主軸の速度を知らな
ければならない。このために、SPGカウンタ3とSP
Gラッチ回路4がある。SPGラッチ回路4はSPGカ
ウンタ3の値をRTCllのタイミングでラッチする。
そして、このラッチされた値をCPUが読み、何回のR
T CI+のタイミングで読んだデータからの増分をと
ることにより主軸速度が正確に測定できる。こうして得
たtIIIIh速度(時間Ts当りの主軸回転量)に対
し、mm/revで指定された値(実際には単位主軸速
度当りの送り量)を乗算すれば、時間Ts当りの送り量
になる。
T CI+のタイミングで読んだデータからの増分をと
ることにより主軸速度が正確に測定できる。こうして得
たtIIIIh速度(時間Ts当りの主軸回転量)に対
し、mm/revで指定された値(実際には単位主軸速
度当りの送り量)を乗算すれば、時間Ts当りの送り量
になる。
実際には、2軸回時補間等の軌跡指令の計算もこの演算
部1で行なわれるが、本発明とは直接、関係ないのでそ
の説明は省略する。
部1で行なわれるが、本発明とは直接、関係ないのでそ
の説明は省略する。
前記指令データ(時間Ts当りの送り川)を積算した値
(指令位置データと呼ぶ)と実際にモータか回転した位
置(FB位置)との差を計算し、その値に比例したデー
タをD/A変換器8に与え、サーボアンプへの指令とす
る。FB位置は以下のようにして求める。まず、送り軸
のFBパルス(PG等による)16を、正転/逆転に合
わせてアップ/ダウンするアップ/ダウンカウンタであ
るFBカウンタ9でカウントして、その値をRTCll
のタイミングでFBラッチ回路10にラッチする。その
後、CPUにて、何回のRTCllでのFBラッチ回路
IOのデータからの増分をとれば、前回のRTCllか
ら今回のRTCIIまでの間にモータが回転した量かわ
かる。さらにそのデータを積算すればFB位置となる。
(指令位置データと呼ぶ)と実際にモータか回転した位
置(FB位置)との差を計算し、その値に比例したデー
タをD/A変換器8に与え、サーボアンプへの指令とす
る。FB位置は以下のようにして求める。まず、送り軸
のFBパルス(PG等による)16を、正転/逆転に合
わせてアップ/ダウンするアップ/ダウンカウンタであ
るFBカウンタ9でカウントして、その値をRTCll
のタイミングでFBラッチ回路10にラッチする。その
後、CPUにて、何回のRTCllでのFBラッチ回路
IOのデータからの増分をとれば、前回のRTCllか
ら今回のRTCIIまでの間にモータが回転した量かわ
かる。さらにそのデータを積算すればFB位置となる。
このようにしてCPUで位置ループ;1t(I御の演算
を行なった結果は−・度、バッファ6にセットされ、次
のRTCllのタイミングでラッチ回路7にラッチされ
てD/A変換器8へ人力される。なお、フリップフロッ
プ5はt+l1lk原点検出用で、主働原点検出パルス
14を検出すると、出力がハイレベルになる。
を行なった結果は−・度、バッファ6にセットされ、次
のRTCllのタイミングでラッチ回路7にラッチされ
てD/A変換器8へ人力される。なお、フリップフロッ
プ5はt+l1lk原点検出用で、主働原点検出パルス
14を検出すると、出力がハイレベルになる。
第3図は本実施例における演算処理の流れを示すフロー
チャートである。
チャートである。
ステップ21→22→23→24は通常の処理で、ネジ
切り以外の時やネジ切りがスタートした後のネジ切り中
のRTCllによる処理である。フリップフロップ5を
強制的にクリアしくステップ22)、指令値の計算(〔
指令データの作成〕の項で述べた内容)を行ないくステ
ップ23)、位置ループの制御((位置ループ制御)の
項で述べた内容)を行なう(ステップ24)。
切り以外の時やネジ切りがスタートした後のネジ切り中
のRTCllによる処理である。フリップフロップ5を
強制的にクリアしくステップ22)、指令値の計算(〔
指令データの作成〕の項で述べた内容)を行ないくステ
ップ23)、位置ループの制御((位置ループ制御)の
項で述べた内容)を行なう(ステップ24)。
ステップ21→25→26→29→30はネジ切りのス
タート待ちの状態の処理である。主軸原点パルスが発生
したときに、その発生を検出するためにフリップフロッ
プ5のクリアを解除してイネーブルにしている(ステッ
プ25)。モしてネジ切りスタート待ちて停+hL、な
ければならないので、送り指令を0にしている(ステッ
プ29)。いわゆるサーホロックの状態である。最後に
、ステップ24と同しく位置ループの;blJ御を行な
う(ステップ30)。「軸原点パルスが発生ずるまでは
以上のステップを繰り返す。
タート待ちの状態の処理である。主軸原点パルスが発生
したときに、その発生を検出するためにフリップフロッ
プ5のクリアを解除してイネーブルにしている(ステッ
プ25)。モしてネジ切りスタート待ちて停+hL、な
ければならないので、送り指令を0にしている(ステッ
プ29)。いわゆるサーホロックの状態である。最後に
、ステップ24と同しく位置ループの;blJ御を行な
う(ステップ30)。「軸原点パルスが発生ずるまでは
以上のステップを繰り返す。
ステップ21→25→26→27→28は)E 11に
原点パルスか発生した直後、つまりネジ切りスタート時
の処理である。たたし、指令値81算(ステップ27)
はステップ23の指令値演算と少し異なる。それは、ス
テップ23の演算では主軸速度は前回のRTCIIから
の増分値としているが、ステップ27では主軸速度を1
−「噛原点からのそのRTCIIまでの移動量(第7図
のS+)としている点である。それ以外については同じ
である。位置ループ制御(ステップ28)は、ステップ
24.30と同じである。
原点パルスか発生した直後、つまりネジ切りスタート時
の処理である。たたし、指令値81算(ステップ27)
はステップ23の指令値演算と少し異なる。それは、ス
テップ23の演算では主軸速度は前回のRTCIIから
の増分値としているが、ステップ27では主軸速度を1
−「噛原点からのそのRTCIIまでの移動量(第7図
のS+)としている点である。それ以外については同じ
である。位置ループ制御(ステップ28)は、ステップ
24.30と同じである。
以上により第7図に示したような指令データにより、送
り軸をRTCIIのサンプリングにより制御する。
り軸をRTCIIのサンプリングにより制御する。
(発明の効果)
以」二説明したように本発明は、一定時間間隔て発生ず
るRTCをサンプリングクロックとするNC装置てネジ
切りをおこなう際、そのRTCとは非同期に回転する主
軸(またはワーク)に対し、常に一定の1シ噛位置(ワ
ーク位置)から切り込み、かつ主軸の回転速度に対し一
定の比の送り速度で送り軸を制御することにより、開度
良くネジのリードを切削するための送り軸の制御か可能
となる効果かある。
るRTCをサンプリングクロックとするNC装置てネジ
切りをおこなう際、そのRTCとは非同期に回転する主
軸(またはワーク)に対し、常に一定の1シ噛位置(ワ
ーク位置)から切り込み、かつ主軸の回転速度に対し一
定の比の送り速度で送り軸を制御することにより、開度
良くネジのリードを切削するための送り軸の制御か可能
となる効果かある。
第1図は本発明のネジ切削制御方式の一実施例を示すブ
ロック図、第2図はRTCII、CPUの演算、1シ咄
原点パルスのタイムチャート、第3図は第1図の実施例
におけるgj算処理のフローチャート、第4図はエアカ
ット部のあるネジ切りの動作を示す図、第5図、第6図
は本発明におけるネジ切り時の加速の様Y−を示す図、
第7図、第8図は本発明における送り指令発生の例を示
すタイムチャート、第9図はネジ切りの概念図、第10
図は従来方式の送り(軸制御系のブロック図、第11図
はソフ[・ウェアサーボ方式での送り軸制御系のブロフ
ク図である。 1・・・演算部、 2・・・RTC発生器、3
・・・SPGカウンタ、4・・・SPGラッチ回路、5
・・・フリップフロップ、 6・・・バッファ、 7・・・ラッチ回路、8・
・・D/A変換器、 9・・・FBカウンタ、10・
・・FBラッチ回路、11・・・RTC512・・・フ
リップフロップ 13・・・)1ノツプフロツプ5の出力信号、14・・
・」ユ11qb原点パルス、15・・・SPGパルス、
16・・・FBパルス。 特許出願人 株式会社安川′1′毬機製作所代 理
人 若 林 ′忠第3図 第4図 第7図 主J[IIJf、瀞、ハ゛ル入 用8図
ロック図、第2図はRTCII、CPUの演算、1シ咄
原点パルスのタイムチャート、第3図は第1図の実施例
におけるgj算処理のフローチャート、第4図はエアカ
ット部のあるネジ切りの動作を示す図、第5図、第6図
は本発明におけるネジ切り時の加速の様Y−を示す図、
第7図、第8図は本発明における送り指令発生の例を示
すタイムチャート、第9図はネジ切りの概念図、第10
図は従来方式の送り(軸制御系のブロック図、第11図
はソフ[・ウェアサーボ方式での送り軸制御系のブロフ
ク図である。 1・・・演算部、 2・・・RTC発生器、3
・・・SPGカウンタ、4・・・SPGラッチ回路、5
・・・フリップフロップ、 6・・・バッファ、 7・・・ラッチ回路、8・
・・D/A変換器、 9・・・FBカウンタ、10・
・・FBラッチ回路、11・・・RTC512・・・フ
リップフロップ 13・・・)1ノツプフロツプ5の出力信号、14・・
・」ユ11qb原点パルス、15・・・SPGパルス、
16・・・FBパルス。 特許出願人 株式会社安川′1′毬機製作所代 理
人 若 林 ′忠第3図 第4図 第7図 主J[IIJf、瀞、ハ゛ル入 用8図
Claims (5)
- (1)演算部にCPUを有し、一定時間毎のリアルタイ
ムクロックを割込み信号として入力し、該信号によりサ
ンプリング制御を行ない、ネジ切削機能を有する工作機
械の送り軸を制御するNC装置において、 リアルタイムクロックとは非同期に回転している主軸の
回転速度の測定と、主軸の回転位置のある定められた位
置からリアルタイムクロックが発生した瞬間までの主軸
の回転量の測定を行ない、その回転量と回転速度をもと
に切削を行なう送り系がある一定距離移動した後は、そ
の移動距離が主軸位置に対して一定で、かつ送り速度が
主軸の回転速度に対してある定められた比となるように
送り軸を制御する送り指令発生を行なうことを特徴とす
るネジ切削制御方式。 - (2)主軸の回転量および回転速度を主軸またはワーク
の回転軸に取り付けたパルスジェネレータからのフィー
ドバックパルスをカウントすることにより行なう特許請
求の範囲第1項記載のネジ切削制御方式。 - (3)サンプリング制御をソフトウェアにより行なう特
許請求の範囲第1項記載のネジ切削制御方式。 - (4)ネジ切削スタート時のサンプリング周期のみ前記
回転量にある定数を乗じ、スタート以降のサンプリング
周期では前記回転速度に前記定数を乗ずることにより所
望の送り速度発生を行なう特許請求の範囲第1項記載の
ネジ切削制御方式。 - (5)前記回転量からある値を減算し、その結果を前記
回転量に見立てて送り速度発生を行なう特許請求の範囲
第1項記載のネジ切削制御方式。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60233503A JP2510980B2 (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | ネジ切削制御方法 |
DE19863635621 DE3635621A1 (de) | 1985-10-21 | 1986-10-20 | Gewindeschneidesteuerverfahren |
US06/921,340 US4789943A (en) | 1985-10-21 | 1986-10-20 | Thread cutting control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60233503A JP2510980B2 (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | ネジ切削制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6294222A true JPS6294222A (ja) | 1987-04-30 |
JP2510980B2 JP2510980B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16956045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60233503A Expired - Lifetime JP2510980B2 (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | ネジ切削制御方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4789943A (ja) |
JP (1) | JP2510980B2 (ja) |
DE (1) | DE3635621A1 (ja) |
Cited By (1)
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-
1985
- 1985-10-21 JP JP60233503A patent/JP2510980B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-10-20 DE DE19863635621 patent/DE3635621A1/de not_active Ceased
- 1986-10-20 US US06/921,340 patent/US4789943A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100411792C (zh) * | 2003-02-06 | 2008-08-20 | 三菱电机株式会社 | 螺纹切削控制方法及其装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2510980B2 (ja) | 1996-06-26 |
US4789943A (en) | 1988-12-06 |
DE3635621A1 (de) | 1987-04-23 |
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