JPS6334018A - Tap processing control device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To shorten a processing time and to improve precision, by a method wherein an axis-Z servo motor and a spindle motor are controlled so that a ratio of a feed speed in the direction of an axis Z to a spindle rotation speed is always adjusted to a thread pitch. CONSTITUTION:When, with a shifting device 18 shifted to the side (a), a device is brought into a spindle position control mode, according to a processing program 15, an NC control device 16 outputs a position control command, by means of which a ratio F/S of a feed speed F in the direction of an axis Z of a table 1 to a rotation speed S of a spindle 10 is adjusted to the thread pitch of a tap 3, to a spindle position control circuit 17 through acceleration and deceleration circuits 24 and 25, respectively, and outputs it to an axis-Z position control circuit 20 through a delay circuit 25 for compensating for a difference between the responses. The control circuits 17 and 20 receives signal feedback from a position encoder 12 and a pulse encoder 23, respectively, and controls driving of an AC spindle motor 13 and an axis-Z pulse motor 22 through servo circuits 19 and 21. This constitution enables shortening of a processing time and improvement of screw precision.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スピンドルモータと、被加工物を佐；ごした
テーブルをＺ軸（上下）方向に駆動するモータとの制御
を整合させることにより、正確なタップ加工を行なうよ
うにした、ター２プ加工制御装とに関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention achieves this by coordinating the control of a spindle motor and a motor that drives a table that has passed a workpiece in the Z-axis (up and down) direction. The present invention relates to a tap machining control device that performs accurate tap machining.

（従来の技術） 輪郭制御によるフライス削り、各種の固定サイクルによ
る穴開けやタッピングなどができるマシニングセンタが
開発され、多くの工場で使用されるようになった。この
マシニングセンタによるタラピンク動作は、スピンドル
にタッパを装着した後、Ｚ軸の送りモータを動作させて
被切削材にあけられた穴の入口にタッパの先端を近づけ
、スピンドルを回転させながら、Ｚ軸の送りモータを引
続いて動作させてタッパを穴の中に切り込ませて穴の内
面にねじを切る。所定長だけねじ切りしたところでスピ
ンドルを逆回転させるとともにＺ軸の送りモータを逆回
転させてタッパを抜き去るものである。(Prior Technology) Machining centers that can perform milling using contour control, drilling and tapping using various fixed cycles have been developed and are now being used in many factories. This machining center performs the cod pink operation by attaching the tapper to the spindle, then operating the Z-axis feed motor to bring the tip of the tapper close to the entrance of the hole drilled in the workpiece material, and rotating the spindle while rotating the Z-axis feed motor. The feed motor continues to operate to cut the tapper into the hole and cut a thread on the inner surface of the hole. When the thread has been cut to a predetermined length, the spindle is rotated in the opposite direction, and the Z-axis feed motor is also rotated in the reverse direction to remove the tapper.

ところで、従来のマシニングセンタによるタラピンク動
作は、スピンドルモータとＺ軸の送りモータとを関連付
けて制御しておらず、スピンドルとＺ軸とは独立して、
たとえばスピンドルの回転数に応じてＺ軸の送りモータ
の回転数を決めるというように各々独立して速度制御し
ていた。By the way, in the conventional machining center, the spindle motor and the Z-axis feed motor are not controlled in conjunction with each other, and the spindle and Z-axis are controlled independently.
For example, the speed of each Z-axis feed motor was independently controlled by determining the rotation speed of the Z-axis feed motor according to the rotation speed of the spindle.

しかしながら、タップ加工では、スピンドル１回転宵１
りのＺ軸の送り量はタッパのねじのピッチに等しくしな
ければならず、最も望ましいター２プ加工では、常に次
の条件を満足することが要請されている。すなわち、Ｐ
をタッパのねじのピッチ、ＦはＺ軸の送り速度、Ｓはス
ピンドルの回転数とすると、 Ｐ＝Ｆ／Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　
　（１）タップ加工を行なう際には、加工すべきタップ
のピッチＰが与えられると、機械等の加工条件を考慮し
ながらスピンドルの回転数Ｓを決め、Ｆ＝ＰＸＳからＺ
軸の送り速度を求め、上記（１）式のＰ＝Ｆ／Ｓを満足
するようにＳとＦを指令しているが、スピンドルの制御
を行なう制御回路は与えられたＳになるようにスピンド
ルを回転させているだけであり、またＺ軸の送りの制御
を行なう制御回路は、送り速度がＦになるように軸移動
を行なっているだけで、特に相手側回路と連絡をとって
制御を行なっているわけではなく、必ずしも上記（１）
式のＰ＝Ｆ／Ｓの条件を満足しながら加工を行なうもの
ではない。However, in tapping, one spindle rotation and one
The feed amount of the Z-axis must be equal to the pitch of the thread of the tapper, and the most desirable tarp processing requires that the following conditions be always satisfied. That is, P
Assuming that is the tapper screw pitch, F is the Z-axis feed rate, and S is the spindle rotation speed, P=F/S,
(1) When performing tapping, when the pitch P of the tap to be machined is given, the rotation speed S of the spindle is determined while considering the processing conditions of the machine, etc., and from F=PXS to Z
The feed rate of the axis is determined, and S and F are commanded so that P=F/S in equation (1) above is satisfied, but the control circuit that controls the spindle adjusts the spindle so that the given S The control circuit that controls the Z-axis feed only moves the axis so that the feed rate is F, and in particular communicates with the other circuit to control the Z-axis. However, the above (1) is not necessarily the case.
Processing is not performed while satisfying the condition of the formula P=F/S.

特に、穴底の加工においては、スピンドルの回転とＺ軸
の送りは共に減速して停止し、その後逆方向に加速しな
がら動くことになり、それぞれの加減速が独立に行なわ
れるために、Ｐ＝　Ｆ／Ｓの条件は満足されないことに
なる。このため、タッパのホルダ内部にスプリングを取
付けてタッパを伸縮自在にして送りを補正する。すなわ
ち、（１）Ｚ軸の送すモータ停市後スピンドルモータが
減速停止するまでタッパのねじ切りが続けられてタッパ
が伸びる。（２）実際のスピンドルモータの回転数が設
定回転数と誤差分があるために突込み時に伸び、引上げ
時に縮む、（３）スピンドルモータが、減速または停市
中にＺ軸の送りモータが逆転してタッパを逆方向に引張
り、タッパが伸びる。（４）スピンドルモータが逆転加
速中にＺ軸の送りモータが逆転していてタッパを逆方向
に引張ることによりタッパが伸びる。しかしながら、こ
のような制御を行なうために、ネジ山をいためたりネジ
の寸法精度を、キくする原因になっている。また、タッ
パに無理な力が加わるため、高価なタッパを被損させる
ような不都合も生じる。In particular, when machining the bottom of a hole, both the spindle rotation and the Z-axis feed decelerate and stop, and then move in the opposite direction while accelerating. Since each acceleration and deceleration is performed independently, the P = The F/S condition will not be satisfied. For this reason, a spring is installed inside the holder of the tapper to make the tapper expandable and retractable to correct the feed. That is, (1) After the Z-axis feed motor stops, thread cutting of the tapper continues until the spindle motor decelerates and stops, and the tapper extends. (2) The actual spindle motor rotation speed has an error from the set rotation speed, so it expands when pushing in and contracts when pulling up. (3) The Z-axis feed motor reverses when the spindle motor is decelerating or stopping. and pull the tapper in the opposite direction to extend the tapper. (4) While the spindle motor is accelerating in reverse, the Z-axis feed motor is rotating in reverse and the tapper is extended by pulling it in the opposite direction. However, such control causes damage to the threads and impairs the dimensional accuracy of the screws. Moreover, since excessive force is applied to the tapper, there are also problems such as damage to the expensive tapper.

ところで、最近では、スピンドルモータおよびスピンド
ルモータの制御回路の性能の向上により、スピンドルモ
ータをスピンドルの旋回用として通常の使い方、すなわ
ち、速度制御のためにだけ用いるのではなく、サーボモ
ータのように位置と速度の両方を制御した使用も可俺と
なってきた。つまり、従来では、スピンドルを旋回して
旋削加工を行なう際には、スピンドルモータをスピンド
ルにつなぎ、また、スピンドルをある角度に位置決めし
て穴あけ加工を行なう際には、スピンドルモータとスピ
ンドルの連結を切り離して、サーボモータをスピンドル
と連結するように切り換えて使用していたのであるが、
これをスピンドルモータひとつで旋回用として使用した
り、位置決め用として使用したりすることが可能となっ
ている。このような制御を行なう概略のブロー２り図を
第３図に示す０図において、ａは外部制御装置、例えば
、マイコン等で形成される移動量指令信号が入力される
加減速回路、ｂは、加減速回路ａの出力信号とスピンド
ルｉの移動位置を検出する位置検出器ｊのフィードバッ
ク信号とを比較する比較器、Ｃは位置偏差礒をカウント
するエラーカウンタ、ｄはスピンドルの回転数に相当す
る電圧を算出する制御回路、ｅは位置制御と速度制御の
切換スイッチ、ｆはＤ／Ａ変換器、ｇはＤ／Ａ変換器の
出力信号とスピンドルモータの速度検出信号とが入力さ
れる増幅器である。By the way, recently, due to improvements in the performance of spindle motors and spindle motor control circuits, spindle motors are not used normally for turning the spindle, that is, used only for speed control, but also for positioning like servo motors. It has also become possible to use it to control both speed and speed. In other words, conventionally, when turning the spindle to perform turning, the spindle motor is connected to the spindle, and when positioning the spindle at a certain angle to perform drilling, the spindle motor and spindle are connected. I used to disconnect it and switch to connect the servo motor to the spindle.
This can be used for turning or positioning with a single spindle motor. A schematic blow diagram for performing such control is shown in FIG. , a comparator that compares the output signal of the acceleration/deceleration circuit a and the feedback signal of the position detector j that detects the moving position of the spindle i, C is an error counter that counts the position deviation, and d corresponds to the rotation speed of the spindle. e is a changeover switch for position control and speed control, f is a D/A converter, and g is an amplifier into which the output signal of the D/A converter and the speed detection signal of the spindle motor are input. It is.

このようなスピンドルモータ制御回路を用いて次のよう
にタッピング動作を行なう制御装置が開発されている。A control device that uses such a spindle motor control circuit to perform a tapping operation as described below has been developed.

すなわち、タッピング加工を行なう際、第４図に示すよ
うに、テーブル１がター７ビング動作時に被切削材２を
押し上げ、また切削が終了したとき被切削材？を引き下
す速度すわなちＺ軸方向の送り速度をＦ　［ｍｍ／ｍ　
ｉ　ｎ］　、スピンドルの回転速度すなわちタップ３の
回転速度をＳ［ｒｐｍ］、ねじ４のピッチをＰとすれば
、これらの間に（１）式を変形して、 Ｆ−３−Ｐ　　　　　　　　　　　　・・・（２）とい
う関係が常に得られれば、タップ３は伸び縮みせずに穴
５の中にねじを切りながら押し進み、タップ３が逆転し
たときにも同様に伸び縮みせずに引き抜かれるわけであ
る。そこで、タフピング動作を行なうに当り、まずタッ
プの深さｄｔとピッチＰからタップ３が切削を開始して
から終了ｔ するまでの回転回ＩＮを割り出しくＮ＝７−）、かつ全
切削長文を下式により算出する。That is, when performing the tapping process, as shown in FIG. 4, the table 1 pushes up the workpiece 2 during the tapping operation, and also lifts up the workpiece 2 when the cutting is completed. The speed of pulling down, that is, the feed speed in the Z-axis direction, is F [mm/m
i n], the rotational speed of the spindle, that is, the rotational speed of the tap 3, is S [rpm], and the pitch of the screw 4 is P, then by transforming equation (1) between these, F-3-P... - If the relationship (2) is always obtained, the tap 3 will push forward while cutting the thread into the hole 5 without expanding or contracting, and when the tap 3 is reversed, it will be pulled out without expanding or contracting. It is. Therefore, when performing the tuffing operation, first calculate the number of rotations IN for the tap 3 from the start of cutting to the end t from the depth dt and pitch P of the tap, and calculate the total cutting length (N = 7-). Calculated using the formula below.

πＸ　ｄＸＮ＝文（ｄ：タップ直径）・・・（３）一方
、タッピング加工時、タップの回転速度ＮＳはいくらで
も上げられるというものではなく、タップの硬さや被切
削材の材質により切削速度■ｅというものが決められて
おり、ちなみに通常の止め穴のタッピング時の切削速度
は８ｍ／ｍｉｎ以下、軽金属の被切削材でタップが超硬
の場合の切削速度は２５　ｍ　／　ｍ　ｉ　ｎ以下であ
る。そして、この切削速度により切削時間Ｔを下記（３
）式より得る。π X d By the way, the cutting speed when tapping a normal stop hole is 8 m/min or less, and the cutting speed when the material to be cut is light metal and the tap is made of carbide is 25 m/min or less. . Then, using this cutting speed, the cutting time T is calculated as follows (3
) is obtained from the formula.

Ｔ＝文／　Ｖ　ｅ　　　　　　　　　　　　・・・（４
）この（４）式の２に（３）式を代入し、Ｎ／Ｔ＝Ｎｓ
のＴに（４）式を代入して、下式によりＳを得る。T = sentence / V e ... (4
) Substituting equation (3) into equation 2 of (4), N/T=Ns
By substituting equation (4) into T, S is obtained by the following equation.

ｓ　＝　　Ｖｃ　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・　（５）ｒ丁 このようにして、タップの回転速度Ｓを得た後、（−２
）式よりＺ軸方向の送り速度Ｆを回転速度Ｓに同期せし
めてター２ピング動作を行なうものである。s = Vc...
・(5)r After obtaining the rotational speed S of the tap in this way, (-2
), the feeding speed F in the Z-axis direction is synchronized with the rotational speed S to perform the turping operation.

このような、スピンドルモータとＺ軸モータとの関連制
御として、次のようなスピンドルとＺ軸の２軸で直線補
間を行ない、タップ加工を精密にすることが考えられる
０例えば、第５図に示すように、Ｚ軸の送り速度Ｆｚ、
Ｚ軸の移動場Ｚ、スピンドルの回転数のデータＳが与え
られたとすれば、Ｚ軸、スピンドルは、第６図に示すよ
うに、それぞれの移動場、送り速度を制御して、直線補
間を行なう、Ｚ軸とスピンドルとを、前記移動量、送り
速度で直線補間するということは、常に前記（１）式の
Ｐ＝Ｆ／Ｓの関係が保たれるということを意味している
。As a related control between the spindle motor and the Z-axis motor, it is possible to perform linear interpolation between the two axes, the spindle and the Z-axis, to improve the precision of tapping.For example, as shown in Figure 5, As shown, the Z-axis feed rate Fz,
Given the Z-axis movement field Z and spindle rotational speed data S, the Z-axis and spindle can be linearly interpolated by controlling their respective movement fields and feed speeds, as shown in Figure 6. Linear interpolation between the Z-axis and the spindle using the above-mentioned movement amount and feed rate means that the relationship of P=F/S in the above-mentioned equation (1) is always maintained.

第７図は、Ｚ軸とスピンドルの２４ｍの制御関係を示す
ブロック図である０図において、Ａ１はＺ軸のパルス分
配による補間指令Ｆｚの発生回路、Ａ２は時定数Ｔｚの
Ｚ輛加減速回路、Ａ３はゲインＧｚの位ご制御回路であ
る。また、Ｂ１はスピンドルのパルス分配による補間指
仝Ｆｓの発生回路、Ｂ２は時定数Ｔｓのスピンドル加減
速回路、Ｂ３はゲインＧｓのスピンドル位置制御回路で
ある。上記のように、（１）式のＰ＝Ｆ／Ｓの関係が保
たれるためには、Ｚ軸とスピンドルのそれぞれの加減速
回路の時定数および位置制御回路の時定数（位置制御ル
ープのゲイン）は同じ値となるようにしなければならな
い、すなわち、Ｔｚ＝Ｔｓ　　　　　　　　　　　　・
・・（６）Ｇｚ＝Ｇｓ　　　　　　　　　　　　・・・
（７）となるように制御を行なう。FIG. 7 is a block diagram showing the control relationship between the Z axis and the spindle for 24 m. In FIG. , A3 is a scale control circuit for gain Gz. Further, B1 is a circuit for generating an interpolation finger Fs by pulse distribution of the spindle, B2 is a spindle acceleration/deceleration circuit with a time constant Ts, and B3 is a spindle position control circuit with a gain Gs. As mentioned above, in order to maintain the relationship P=F/S in equation (1), the time constants of the acceleration/deceleration circuits of the Z-axis and spindle and the time constants of the position control circuit (position control loop gain) must be the same value, i.e. Tz=Ts ・
... (6) Gz=Gs ...
Control is performed so that (7) is achieved.

通常、Ｇｚ＝２０〜４０　（ｓｅｃ　　）程度となる場
合が多いが、Ｇｓ＝５〜２０（ｓｅｃ　　）程度までし
か上げられないため、スピンドルとＺ軸の直線補間を行
なってタップ加工を行なうときには、Ｇｚを下げて、Ｇ
ｓに合わせるようにＧｚのイビーを切り換えている。ス
ピンドルとＺ軸のそれぞれの加減速回路の出力は、完全
に（１）式のＰ＝Ｆ／Ｓの関係が保たれることになる。Normally, Gz is often about 20 to 40 (sec), but since Gs can only be increased to about 5 to 20 (sec), when tapping is performed by linear interpolation between the spindle and the Z axis, Lower Gz, G
I'm changing the Ivy of Gz to match S. The outputs of the spindle and Z-axis acceleration/deceleration circuits completely maintain the relationship of P=F/S in equation (1).

（発明が解決しようとする問題点） Ｚ軸とスピンドルのそれぞれの位置制御回路が、伝達関
数かに／（Ｔｓ＋１）で表わされる−次遅れ要素である
とすれば、前記のように、Ｇｚ＝Ｇｓとすることにより
、Ｚ軸サーボモータおよびスピンドルモータの動きは（
１）式のＰ＝Ｆ／Ｓの関係が保たれるように制御される
。(Problem to be Solved by the Invention) If the Z-axis and spindle position control circuits are -order lag elements expressed by the transfer function ?/(Ts+1), then as mentioned above, Gz= By setting Gs, the movement of the Z-axis servo motor and spindle motor is (
1) Control is performed so that the relationship of P=F/S in the equation is maintained.

しかしながら、実際の制御系においては、Ｚ袖、スピン
ドルの位６制御回路の伝達関数は一次遅れのように巾純
とはならず、複雑な形態となっている。これは、スピン
ドルモータとＺ軸サーボモータには、主としてトルク定
数に相違があるために、Ｚ軸サーボモータとスピンドル
モータには動きに差が生じる。この差児は、次のように
表わすことができる。すなわち、位置制御回路の伝達関
数を２次遅れに近似して考えると、この伝達間ｆｉＧｚ
は、 Ｇｚ＝ωｎ２／　（Ｓ”　＋２ζωｎ’ｓ＋ωｎ２）・
・・（８） 但し、ωｎ：二次遅れ系の固有振動数 ζ：減衰係数 と表わすことができる。ここで、トルク定数等の特性の
差は、減衰係数の違いとして現われ、第８図に示すよう
に、ランプ入力に対する二次遅れ要素の応答は、ζが大
きい程、応答遅れも大きくなる。However, in an actual control system, the transfer function of the Z sleeve and spindle control circuits is not as pure as a first-order delay, but has a complicated form. This is because there is a difference in torque constant between the spindle motor and the Z-axis servo motor, which causes a difference in movement between the Z-axis servo motor and the spindle motor. This child with a difference can be expressed as follows. In other words, if the transfer function of the position control circuit is approximated to a second-order lag, then this transfer interval fiGz
is, Gz=ωn2/ (S"+2ζωn's+ωn2)・
...(8) However, ωn: Natural frequency of the second-order lag system ζ: Can be expressed as a damping coefficient. Here, the difference in characteristics such as torque constant appears as a difference in damping coefficient, and as shown in FIG. 8, the response of the second-order delay element to the ramp input becomes larger as ζ becomes larger.

Ｚ軸サーボモータは、スピンドルモータよりも応答性が
良好であり、このためＧｓ＝Ｇｚであったとしても、Ｐ
＝Ｆ／Ｓの関係が保てなくなるという問題が生じていた
。The Z-axis servo motor has better responsiveness than the spindle motor, so even if Gs=Gz, P
A problem has arisen in that the relationship of =F/S cannot be maintained.

そこで、本発明は、応答性の良好なＺ軸サーボモータに
ついて、位置制御回路への入力を補正し、その結果、Ｚ
軸のサーボモータの動きをスピンドルモータの動きに合
わせるようにして、常にＰ＝Ｆ／Ｓの関係が保てるよう
にした、タップ加工の制御方式を提供するものである。Therefore, the present invention corrects the input to the position control circuit for the Z-axis servo motor with good response, and as a result, the Z-axis servo motor
This invention provides a control system for tapping in which the movement of a shaft servo motor is matched with the movement of a spindle motor so that the relationship P=F/S can always be maintained.

（問題点を解決するための手段） 前述の如き従来の欠点を改善するために、本発明は、ス
ピンドルを駆動する第１のモータと、被加工物をスピン
ドル軸方向に駆動する第２のモータを具備し、第１のモ
ータの加減速回路の時定数をＴｚ、位置制御回路のゲイ
ンをＧｚ、第２のモータの加減速回路の時定数をＴｓ、
位置制御回路のゲインをＧｓとするとき、 Ｔｚ＝Ｔｓ。(Means for Solving the Problems) In order to improve the conventional drawbacks as described above, the present invention provides a first motor that drives a spindle and a second motor that drives a workpiece in the spindle axial direction. , the time constant of the acceleration/deceleration circuit of the first motor is Tz, the gain of the position control circuit is Gz, the time constant of the acceleration/deceleration circuit of the second motor is Ts,
When the gain of the position control circuit is Gs, Tz=Ts.

Ｇｚ＝Ｇｓ の条件を満足する直線補間指令発生回路を第１および第
２のモータの制御回路に設けてスピンドルに設けたタッ
パにより被加工物にタッパ加工を施すタップ加工制御装
置において、 第２のモータの加減速回路の出力端には、第１のモータ
制御回路の初期遅れに対応して該加減速回路の出力を所
定時間遅延させる遅延回路を挿入して、 Ｐ＝Ｆ／Ｓ ただし、Ｐ：タッパのねじピッチ Ｆ：Ｚ軸の送り速度 Ｓニスピンドルの回転数 を満足せしめるタップ加工制御装置を提供するものであ
る。In a tapping control device, a linear interpolation command generation circuit satisfying the condition of Gz=Gs is provided in the control circuits of the first and second motors, and a tapper provided on the spindle performs tapper processing on a workpiece. A delay circuit is inserted at the output end of the motor acceleration/deceleration circuit to delay the output of the acceleration/deceleration circuit for a predetermined time in response to the initial delay of the first motor control circuit, so that P=F/S, where P : Tapper screw pitch F : Z-axis feed rate S A tap processing control device that satisfies the number of revolutions of the varnishing spindle is provided.

（作用） 本発明は、Ｚ軸モータ制御回路に時間遅れの応答性を有
する補正回路を設け、Ｚ輔モータとスピンドルモータと
の動きが、常にＰ＝Ｆ／Ｓが成立するように制御してい
るので、被加工物に対するタップ加工が精密に行なえる
。(Function) The present invention provides the Z-axis motor control circuit with a correction circuit having time delay responsiveness, and controls the movement of the Z-axis motor and spindle motor so that P=F/S always holds. Therefore, tapping on the workpiece can be performed accurately.

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第１図は、本発明の概略の構成のブロック図である。同
図において、交流スピンドルモータ１３の出力軸１４は
、連結装置１１を介して、タップ３の先端に取り付けら
れたスピンドル１０と連結されており、タップ３の位置
は、ポジションコーダ１２により検出される。また、テ
ーブルｌは、テーブル駆動用交流モータ２ｚと連結され
、送り速度ｆｍで２軸方向に駆動される。１６は数値制
御装置であり、バブルメモリなどの外部記憶装置から加
ニブログラム１５が入力され、この加ニブログラムに従
って、加工指令信号を交流スピンドルモータ１３とテー
ブル駆動用交流モータ？？に発する。２４は交流スピン
ドルモータ１３用の加減速回路、１７はスピンドル位置
制御回路、１８は切（＋装置で、数値制０１装置１６に
よりνＪり替え制御される。１９はスピンドルサーボ回
路、２５はテーブル駆動用女波モータ２２用の加減速回
路、２６は本発明に係る遅延回路、２０はＺ軸位ご制御
回路、２１はＺ軸サーボ回路、２３はテーブル駆動用交
流モータ２２の回転位置とスピードを割出すためのバル
スコーダである。FIG. 1 is a block diagram of the general configuration of the present invention. In the figure, an output shaft 14 of an AC spindle motor 13 is connected to a spindle 10 attached to the tip of a tap 3 via a connecting device 11, and the position of the tap 3 is detected by a position coder 12. . Further, the table l is connected to a table driving AC motor 2z, and is driven in two axial directions at a feed rate fm. Reference numeral 16 denotes a numerical control device, into which a carnivorous program 15 is inputted from an external storage device such as a bubble memory, and according to this computer program, machining command signals are sent to the AC spindle motor 13 and the AC motor for driving the table. ? emanates from. 24 is an acceleration/deceleration circuit for the AC spindle motor 13, 17 is a spindle position control circuit, 18 is an off (+ device, which is controlled by changing νJ by the numerical system 01 device 16, 19 is a spindle servo circuit, and 25 is a table drive 26 is a delay circuit according to the present invention, 20 is a Z-axis position control circuit, 21 is a Z-axis servo circuit, and 23 is a circuit for controlling the rotational position and speed of the AC motor 22 for driving the table. This is a pulse coder for indexing.

次に、この制御装置の作用について説明する。Next, the operation of this control device will be explained.

切巷装置１８の接点をａ側に接続してスピンドル位置制
御モードに設定すると、加ニブログラム１５により、Ｎ
Ｃ装置１６が動作して位置制御指令を、加減速回路２４
を介してスピンドル位置制御回路１７に送出する。スピ
ンドル位置制御回路１７には、スピンドル１０の位置を
検出するポジションコーダ１２の位置信号が入力され、
両者の偏差信号がスピンドルサーボ回路１９に与えられ
る。交流スピンドルモータ１３には、スピンドルサーボ
回路１９からの出力信号によりデジタル制御される。一
方、ＮＣ制御装置１６からの出力信号は、加減速回路２
５と遅速回路２６を介してＺ軸位置制御回路２０に入力
され、Ｚ軸位置制御回路２０は、テーブル駆動用交流モ
ータ２２の位置を検出するパルスコーダ２３からの出力
信号と、ＮＣ制御装置１６からの指令信号とを比較して
、誤差信号をＺ軸サーボ回路２１に印加する。テーブル
駆動用交流モータ２２はＺ軸サーボ回路２１からの出力
信号によりデジタル制御される。このとき、交流スピン
ドルモータと、テーブル駆動用モータは、ＮＣ制御装置
からの指令信号により、回期して駆動される。When the contact of the cutting device 18 is connected to the a side and the spindle position control mode is set, the N
The C device 16 operates and sends a position control command to the acceleration/deceleration circuit 24.
The signal is sent to the spindle position control circuit 17 via. A position signal from a position coder 12 that detects the position of the spindle 10 is input to the spindle position control circuit 17.
Both deviation signals are given to the spindle servo circuit 19. The AC spindle motor 13 is digitally controlled by an output signal from a spindle servo circuit 19. On the other hand, the output signal from the NC control device 16 is
5 and a slow speed circuit 26 to the Z-axis position control circuit 20. , and an error signal is applied to the Z-axis servo circuit 21. The table driving AC motor 22 is digitally controlled by an output signal from the Z-axis servo circuit 21. At this time, the AC spindle motor and the table drive motor are rotated and driven by a command signal from the NC control device.

上記第１図に示される本発明の実施例においては、第８
図に示したＺ軸モータとスピンドルモータとの応答の差
を補正するために、テーブル駆動用交流モータ２２の加
減速回路２５の後に、遅延回路２６を設けたものである
。すなわち第７図において説明したように、Ｚ軸モータ
およびスピンドルモータの加減速回路Ａ２．Ｂ２の時定
数ＴｚとＴｓを等しく、また、位置制御回路Ａ３とＢ３
のゲインＧｚとＧｓを等しくしているので、第８図に示
すように、それぞれの波形の傾斜角は等し名゛ くなっている、しかしながら、動作初期−カてトルク定
数などの小さい交流スピンドルモータ１３は、テーブル
駆動用交流モータ２２に対して指数関数的な遅れを生じ
ている。このため、トルク定数等の大きいテーブル駆動
用交流モータ２２の加減速回路２５の出力端に、これか
らの出力信号を所定時間だけ遅延させる遅延回路を挿入
して、位置制御回路２０への入力を補正する。この遅延
時間Ｔは、第８図からも１１らかなように、交流スピン
ドルモータ１３に対するテーブル駆動用交流モータ２２
の遅れ時間であり、この値は、交流スピンドルモータ１
３とテーブル駆動用交流モータ２２の種類によって経験
的に定まる値である。In the embodiment of the present invention shown in FIG.
In order to correct the difference in response between the Z-axis motor and the spindle motor shown in the figure, a delay circuit 26 is provided after the acceleration/deceleration circuit 25 of the AC motor 22 for driving the table. That is, as explained in FIG. 7, the Z-axis motor and spindle motor acceleration/deceleration circuit A2. The time constants Tz and Ts of B2 are equal, and the position control circuits A3 and B3 are
Since the gains Gz and Gs are made equal, the slope angles of the respective waveforms are equal, as shown in Fig. 8. The motor 13 has an exponential delay with respect to the AC motor 22 for driving the table. For this reason, a delay circuit is inserted at the output end of the acceleration/deceleration circuit 25 of the AC motor 22 for driving the table, which has a large torque constant, etc., to delay the future output signal by a predetermined time, and the input to the position control circuit 20 is corrected. do. As can be seen from FIG.
This value is the delay time of AC spindle motor 1.
3 and the type of AC motor 22 for driving the table.

その結果、第２図に示すように、Ｚ軸のサーボモータ側
の動きと、スピンドル側の動きを合せるようにして常に
Ｐ＝Ｆ／Ｓの関係を保たせるようにするものである。As a result, as shown in FIG. 2, the movement of the Z-axis on the servo motor side is matched with the movement on the spindle side, so that the relationship P=F/S is always maintained.

（発明の効果） 以上説明したように、未発ＩＪＩによれば、Ｚ軸サーボ
モータとスピンドルモータとの動きを、常にＰ＝Ｆ／Ｓ
　（但し、Ｐはねじピッチ、ＦはＺ軸方向の送り速度、
Ｓはスピンドルの回転速度とする）の関係を保つように
制御でき、加工時間の短縮、ねじ精度の向上などの効果
が得られる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the unreleased IJI, the movement of the Z-axis servo motor and spindle motor is always maintained at P=F/S.
(However, P is the thread pitch, F is the feed rate in the Z-axis direction,
(S is the rotational speed of the spindle) can be controlled to maintain the relationship, resulting in effects such as shortening machining time and improving screw precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の概略ブロック図、第２図は本発明の実
施例各部における信号の変化状態を示すブロック図、第
３図は従来例を示すブロック図、第４図はねじ切り動作
を説明するための説明図、第５図および第６図は動作説
明図、第７図は別の従来例の説明図、第８図はスピンド
ルモータとＺ軸モータの位置制御の応答差を説明する説
明図である。 １０−−スピンドル、１３−・交流スピンドルモータ、
１６Φ・数値制御装置、１７・φスピンドル位置制御回
路、１９・・スピンドルサーボ回路、２０・・Ｚ軸位置
制御回路、２１・・Ｚ軸サーボ回路、２２拳・テーブル
駆動用交流モータ、２４および２５・書加減速回路、２
６・拳遅延回路。 手続補正書（方船 昭和６１年１０月　６日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 昭和６１年　特許願　第１７５８６８号２、発明の名称 タップ加工制御装置 ３、補正をする者 −ｈ件との関係　　特許出願人 住所　　山梨県南部留郡忍野村忍草字古馬場３５８０番
地 名称　ファナック株式会社 代表者　稲　葉　清右衛閂 ４、代理人Fig. 1 is a schematic block diagram of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing signal changes in various parts of the embodiment of the present invention, Fig. 3 is a block diagram showing a conventional example, and Fig. 4 explains the thread cutting operation. 5 and 6 are explanatory diagrams for explaining the operation, FIG. 7 is an explanatory diagram for another conventional example, and FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the response difference between the position control of the spindle motor and the Z-axis motor. It is a diagram. 10--Spindle, 13--AC spindle motor,
16.. Numerical control device, 17.. φ spindle position control circuit, 19.. Spindle servo circuit, 20.. Z-axis position control circuit, 21.. Z-axis servo circuit, 22. AC motor for driving table, 24 and 25.・Writing acceleration/deceleration circuit, 2
6. Fist delay circuit. Procedural amendment (October 6, 1985, Commissioner of the Japan Patent Office, Black 1) Yu Akira, 1988 Patent Application No. 175868 2, Title of invention: Tapping processing control device 3, Person making the amendment - Item h Related Patent Applicant Address 3580 Kobaba, Oshino Village, Nanbu Rugun, Yamanashi Prefecture Name FANUC Co., Ltd. Representative Inaba Kiyoemon 4, Agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】 スピンドルを駆動する第１のモータと、被加工物をスピ
ンドル軸方向に駆動する第２のモータを具備し、第１の
モータの加減速回路の時定数をＴｚ、位置制御回路のゲ
インをＧｚ、第２のモータの加減速回路の時定数をＴｓ
、位置制御回路のゲインをＧｓとするとき、 Ｔｚ＝Ｔｓ、 Ｇｚ＝Ｇｓ の条件を満足する直線補間指令発生回路を第１および第
２のモータの制御回路に設けてスピンドルに設けたタッ
パにより被加工物にタッパ加工を施すタップ加工制御装
置において、 第２のモータの加減速回路の出力端には、第１のモータ
制御回路の初期遅れに対応して該加減速回路の出力を所
定時間遅延させる遅延回路を挿入して、 Ｐ＝Ｆ／Ｓ ただし、Ｐ：タッパのねじピッチ Ｆ：Ｚ軸の送り速度 Ｓ：スピンドルの回転数 を満足せしめることを特徴とするタップ加工制御装置。[Claims] A first motor that drives a spindle and a second motor that drives a workpiece in the spindle axial direction, the time constant of the acceleration/deceleration circuit of the first motor being Tz, and position control. The gain of the circuit is Gz, and the time constant of the acceleration/deceleration circuit of the second motor is Ts.
, when the gain of the position control circuit is Gs, linear interpolation command generation circuits satisfying the conditions Tz=Ts, Gz=Gs are provided in the control circuits of the first and second motors, and the control circuits are connected to the tapper provided on the spindle. In a tapping control device that performs tapper processing on a workpiece, the output terminal of the acceleration/deceleration circuit of the second motor is configured to delay the output of the acceleration/deceleration circuit by a predetermined time in response to the initial delay of the first motor control circuit. A tapping processing control device characterized in that a delay circuit is inserted to satisfy the following equation: P=F/S where P: tapper thread pitch F: Z-axis feed speed S: spindle rotational speed.