數(shù)控裝置制造方法
【專利摘要】為了無(wú)論攻絲刀具直徑的大小如何，都可以高精度地以適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工，因而構(gòu)成為具有：程序解析部(12)，其對(duì)讀入的加工程序進(jìn)行解析，提取攻絲加工的螺紋相關(guān)信息；斜率決定部(14)，其基于在程序解析部(12)中得到的螺紋相關(guān)信息，決定主軸或進(jìn)給軸的移動(dòng)速度的加速度；以及插補(bǔ)·加減速處理部(13)，其使用由斜率決定部(14)決定出的加速度而生成主軸以及進(jìn)給軸的移動(dòng)指令，并且斜率決定部(14)構(gòu)成為，根據(jù)攻絲刀具直徑，使主軸或者進(jìn)給軸的加減速時(shí)的加速度可變。
【專利說(shuō)明】數(shù)控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控裝置，特別是涉及一種以能夠同步控制主軸位置和進(jìn)給軸位置而進(jìn)行攻絲加工的方式對(duì)工作機(jī)械進(jìn)行控制的數(shù)控裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，根據(jù)加工的高速.高精度化的要求，即使在攻絲加工中，也強(qiáng)烈要求實(shí)現(xiàn)其高速.高精度化。為了實(shí)現(xiàn)高速.高精度化，形成了在攻絲加工中使主軸與進(jìn)給軸同步而進(jìn)行加工的同步攻絲加工，作為用于該同步攻絲加工的高速化和精度提高的方式，提出了各種方案。
[0003]作為進(jìn)行攻絲加工的數(shù)控裝置的例子，公開(kāi)了下述數(shù)控裝置，S卩，根據(jù)螺距和圓周速度而決定加減速時(shí)間常數(shù)，能夠防止主軸的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的過(guò)沖、縮短低速旋轉(zhuǎn)時(shí)的加工時(shí)間(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平7 - 112322號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在如上所述的現(xiàn)有的數(shù)控裝置中，在將圓周速度設(shè)定為相同值的情況下，當(dāng)所指定的攻絲的螺距較小時(shí)，由于主軸的旋轉(zhuǎn)變大，因此，將時(shí)間常數(shù)設(shè)定得較大，在螺距較大的情況下，將時(shí)間常數(shù)設(shè)定得較小。在上述現(xiàn)有技術(shù)的情況下，時(shí)間常數(shù)通過(guò)下述公式
[0006]T=KPF----(I)而決定。
[0007]其中，K是依賴于主軸電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和最大時(shí)間常數(shù)的常數(shù)，P是螺距依賴系數(shù)，F(xiàn)是圓周速度，但如果對(duì)它們的形式進(jìn)行變換，則最終的時(shí)間常數(shù)T成為下述公式
[0008]T = kS----⑵，
[0009]時(shí)間常數(shù)T與主軸轉(zhuǎn)速S成正比。此外，k是常數(shù)。即，意味著是單純地進(jìn)行斜率恒定加減速，斜率恒定加減速控制在日本特開(kāi)昭63 - 123605號(hào)公報(bào)中進(jìn)行了公開(kāi)。
[0010]但是，在所述文獻(xiàn)中，時(shí)間常數(shù)是由主軸的旋轉(zhuǎn)速度S決定的，而不考慮攻絲加工時(shí)的切削負(fù)載等因素，如果利用所決定的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行攻絲加工，則形成過(guò)載，而無(wú)法進(jìn)行高精度的加工。
[0011]通常，在進(jìn)行攻絲加工時(shí)，在螺距較大即刀具直徑較大的情況下，由于每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)的切削量較多，因此，承受較大的切削負(fù)載。已知在攻絲加工時(shí)的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩受到攻絲的前角的大小、被切削材料、預(yù)孔直徑的大小等各種因素的影響，但通常來(lái)說(shuō)，切削轉(zhuǎn)矩與攻絲外徑的3次方成正比。
[0012]另外，在驅(qū)動(dòng)部的電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)矩的上限值已經(jīng)確定，能夠?qū)碾妱?dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩中減去攻絲加工的切削轉(zhuǎn)矩后的剩余轉(zhuǎn)矩作為加減速時(shí)的轉(zhuǎn)矩而進(jìn)行使用。
[0013]因此，存在下述問(wèn)題，即，在進(jìn)行各種直徑的攻絲加工的情況下，在攻絲直徑較大的情況下，必須將加減速時(shí)的速度的斜率減小，如果以該斜率的設(shè)定進(jìn)行攻絲直徑較小的加工，則加工時(shí)間延長(zhǎng)。
[0014]另外，存在下述問(wèn)題，S卩，在通過(guò)攻絲直徑較小的情況下的斜率的設(shè)定而進(jìn)行攻絲直徑較大的加工時(shí)，加工精度變差。
[0015]本發(fā)明就是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種數(shù)控裝置，該數(shù)控裝置無(wú)論攻絲刀具直徑的大小如何，都可以高精度地以適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工。
[0016]為了解決上述課題，本發(fā)明的數(shù)控裝置是通過(guò)使主軸的移動(dòng)以及進(jìn)給軸的移動(dòng)同步而進(jìn)行攻絲加工的數(shù)控裝置，該數(shù)控裝置具有:程序解析部，其對(duì)讀入的加工程序進(jìn)行解析，提取攻絲加工的螺紋相關(guān)信息；斜率決定部，其基于在所述程序解析部中得到的螺紋相關(guān)信息，決定主軸以及進(jìn)給軸的移動(dòng)速度的加速度；以及插補(bǔ).加減速處理部，其使用由所述斜率決定部決定出的加速度而生成主軸以及進(jìn)給軸的移動(dòng)指令，所述斜率決定部根據(jù)攻絲刀具直徑，使主軸或者進(jìn)給軸的加減速時(shí)的加速度可變。
[0017]另外，在本發(fā)明的數(shù)控裝置中，所述螺紋相關(guān)信息是刀具編號(hào)、螺紋的公稱型號(hào)以及螺距中的任意一項(xiàng)，所述斜率決定部基于所述刀具編號(hào)、螺紋的公稱型號(hào)以及螺距中的任意一項(xiàng)，取得攻絲刀具直徑。
[0018]另外，在本發(fā)明的數(shù)控裝置中，所述斜率決定部基于攻絲刀具直徑而求出切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩，根據(jù)從電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩中減去該求出的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩而得到的轉(zhuǎn)矩，決定加速度。
[0019]另外，本發(fā)明的數(shù)控裝置具有:同步誤差運(yùn)算部，其基于從主軸驅(qū)動(dòng)部以及進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部得到的檢測(cè)位置信息，運(yùn)算攻絲加工時(shí)的同步誤差；以及斜率調(diào)整部，如果由該同步誤差運(yùn)算部得到的同步誤差比容許值大，則該斜率調(diào)整部將由所述斜率決定部計(jì)算出的加速度向減小的方向進(jìn)行調(diào)整。
[0020]另外，本發(fā)明的數(shù)控裝置具有:同步誤差運(yùn)算部，其基于從主軸驅(qū)動(dòng)部以及進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部得到的檢測(cè)位置信息，運(yùn)算攻絲加工時(shí)的同步誤差；以及斜率調(diào)整部，如果由該同步誤差運(yùn)算部得到的同步誤差比容許值小，則該斜率調(diào)整部將由所述斜率決定部計(jì)算出的加速度向增大的方向進(jìn)行調(diào)整。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，無(wú)論攻絲刀具直徑的大小如何，都可以高精度地以適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明，由于進(jìn)行加速度校正，因此，無(wú)論攻絲刀具直徑的大小如何，都可以高精度地以更適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工。
[0024]另外，根據(jù)本發(fā)明，不是單純地進(jìn)行加速度校正，而是僅對(duì)能夠高精度地以適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工的情況進(jìn)行加速度校正，因此，能夠高精度地以更適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工，而且通過(guò)進(jìn)行加速度校正，從而可以消除加工精度的降低、加工時(shí)間的變長(zhǎng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0026]圖2是表示在本發(fā)明的實(shí)施例1中的數(shù)控裝置的存儲(chǔ)部中保存的刀具形狀信息例的圖。
[0027]圖3是表示在本發(fā)明的實(shí)施例1中的數(shù)控裝置的存儲(chǔ)部中保存的螺紋形狀信息例的圖。
[0028]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的加工程序例的圖。
[0029]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的數(shù)控裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0030]圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的效果的圖。
[0031]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033]下面，使用圖1?圖6，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖，I表示數(shù)控裝置，2表示驅(qū)動(dòng)部。12是程序解析部，該程序解析部讀出并解析加工程序11，并且，提取攻絲加工中的刀具編號(hào)、螺紋的公稱型號(hào)(nominal designat1n)以及螺距等與螺紋相關(guān)的螺紋相關(guān)信息。
[0035]30是存儲(chǔ)部，該存儲(chǔ)部存儲(chǔ)下述信息，即，在通過(guò)后面說(shuō)明的斜率決定部14對(duì)主軸以及進(jìn)給軸的加減速時(shí)的加速度進(jìn)行決定時(shí)所需的螺紋信息、主軸電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)固有的信息等。螺紋信息是刀具形狀信息、螺紋形狀信息、切削負(fù)載信息。刀具形狀信息如圖2所示，是與刀具編號(hào)相對(duì)應(yīng)的至少包含刀具直徑的信息在內(nèi)的刀具的形狀、尺寸，例如，是指刀具直徑、刀具長(zhǎng)度、刀具的材質(zhì)、種類、形狀、刀具的磨損量、使用時(shí)間等。另外，螺紋形狀信息如圖3所示，是與螺紋的公稱型號(hào)相對(duì)應(yīng)的至少包含螺距的信息在內(nèi)的螺紋的形狀、尺寸，例如，是指螺距、螺紋的外徑、內(nèi)徑、旋合長(zhǎng)度、螺紋牙數(shù)、螺紋的公稱型號(hào)等。另夕卜，切削負(fù)載信息是用于決定與切削負(fù)載相關(guān)的系數(shù)的信息，例如，是指螺紋牙型半角、由被切削材料帶來(lái)的切削阻力系數(shù)即相對(duì)被切削材料阻力、由攻絲形狀和被切削材料決定的校正系數(shù)、由切屑帶來(lái)的切削阻力系數(shù)等。
[0036]此外，圖2所示的刀具形狀信息利用(沿用)了作為數(shù)控裝置來(lái)說(shuō)必備的刀具管理功能的信息。另外，該刀具形狀信息是通過(guò)所述刀具管理功能，從畫面、加工程序輸入的。
[0037]另外，圖3所示的螺紋形狀信息例示出米制粗牙螺紋(JIS B0205)的標(biāo)準(zhǔn)螺紋的情況。
[0038]另外，14是斜率決定部，該斜率決定部基于在程序解析部12中得到的刀具編號(hào)、螺紋的公稱型號(hào)等螺紋相關(guān)信息，參照在存儲(chǔ)部30中存儲(chǔ)的刀具直徑(攻絲外徑)等，決定主軸以及進(jìn)給軸的加減速時(shí)的加速度。16是同步誤差運(yùn)算部，獲得移動(dòng)指令值與由檢測(cè)器檢測(cè)出的檢測(cè)位置信息之間的差值的絕對(duì)值并將其作為同步誤差，其中，該同步誤差運(yùn)算部基于由驅(qū)動(dòng)部2的主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)中的檢測(cè)器檢測(cè)出的反饋信息(檢測(cè)位置信息)而計(jì)算同步誤差。15是斜率調(diào)整部，該斜率調(diào)整部基于在同步誤差運(yùn)算部16中計(jì)算出的同步誤差、和在斜率決定部14中求出的加減速時(shí)的加速度，調(diào)整加減速時(shí)的加速度。13是插補(bǔ)?加減速處理部，該插補(bǔ)?加減速處理部使用由程序解析部12解析出的加工指令、和由斜率調(diào)整部15調(diào)整后的加減速時(shí)的加速度，生成主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)指令。
[0039]17是主軸控制部，該主軸控制部接受由插補(bǔ).加減速處理部13生成的移動(dòng)指令，使電流流向由主軸電動(dòng)機(jī)、檢測(cè)器構(gòu)成的主軸驅(qū)動(dòng)部19，18是進(jìn)給軸控制部，該進(jìn)給軸控制部接受由插補(bǔ).加減速處理部13生成的移動(dòng)指令，使電流流向由進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)、檢測(cè)器構(gòu)成的進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部20。
[0040]此外，數(shù)控裝置I的硬件結(jié)構(gòu)與由CPU、存儲(chǔ)器等構(gòu)成的普通的數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)相同，另外，程序解析部12、插補(bǔ).加減速處理部13、斜率決定部14、斜率調(diào)整部15以及同步誤差運(yùn)算部16通過(guò)軟件構(gòu)成。另外，驅(qū)動(dòng)部2的硬件結(jié)構(gòu)也與由CPU、存儲(chǔ)器等構(gòu)成的普通的驅(qū)動(dòng)部的硬件結(jié)構(gòu)相同。
[0041]101是在程序解析部12中解析出的加工指令。102是指在程序解析部12中得到的攻絲加工的刀具編號(hào)以及螺紋的公稱型號(hào)、螺距等與螺紋相關(guān)的螺紋相關(guān)信息，103是指在斜率決定部14中決定出的加減速時(shí)的加速度。104是指在同步誤差運(yùn)算部16中計(jì)算的同步誤差信息，105是指在斜率調(diào)整部15中調(diào)整后的加減速時(shí)的加速度。106是指在插補(bǔ)?力口減速處理部13中生成的主軸電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)指令，107是指在插補(bǔ)?加減速處理部13中生成的進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)指令。108是指從主軸控制部17流向主軸驅(qū)動(dòng)部19的電流，109是指從進(jìn)給軸控制部18流向進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部20的電流，110是指主軸驅(qū)動(dòng)部19中的檢測(cè)器的反饋位置.速度信息以及實(shí)際加工時(shí)的轉(zhuǎn)矩信息，111是指進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部20中的檢測(cè)器的反饋位置.速度信息以及實(shí)際加工時(shí)的轉(zhuǎn)矩信息，120是指螺紋信息。
[0042]實(shí)施例1所涉及的數(shù)控系統(tǒng)按照以上方式構(gòu)成，如圖5所示進(jìn)行動(dòng)作。
[0043]首先，在圖5的步驟SI中，斜率決定部14決定與刀具直徑(攻絲外徑)相對(duì)應(yīng)的加減速速度的斜率。具體地說(shuō)，通過(guò)下述方式，斜率決定部14決定與刀具直徑(攻絲外徑)相對(duì)應(yīng)的加減速速度的斜率。
[0044]S卩，例如，在讀入如圖4所示的包含攻絲加工指令(G84指令)的加工程序11的情況下，將該加工程序11在程序解析部12中進(jìn)行解析，提取所使用的刀具編號(hào)(T2)。斜率決定部14基于提取出的刀具編號(hào)，從圖2所示的刀具形狀信息中得到刀具直徑。例如，在刀具編號(hào)是T2的情況下，得到8mm的刀具直徑。
[0045]此外，圖4的加工程序是如下所述的程序。
[0046]S卩，T2用于指定刀具編號(hào)2，M6是將刀具更換至刀具編號(hào)2的指令，S3000是主軸的轉(zhuǎn)速(3000rpm)的指令，G84是攻絲加工指令，X-Y-Z是攻絲加工位置(X0、Y0、Z-30)的指令，F(xiàn)是螺距(1.25)的指令。
[0047]另外，在加工程序11的攻絲指令時(shí)或者在其之前直接指定刀具直徑的情況下，斜率決定部14無(wú)需參照?qǐng)D2所示的刀具形狀信息即可得到刀具直徑。
[0048]另外，如圖2的刀具編號(hào)3所示，在刀具形狀信息中未設(shè)定有刀具直徑的情況下，程序解析部12通過(guò)圖4的加工程序11而提取其螺距(F1.25)，斜率決定部14基于該提取出的螺距，通過(guò)圖3所示的螺紋形狀信息而得到螺紋外徑(8mm)，將該外徑視作刀具直徑。
[0049]另外，在圖4所示的加工程序11中，作為螺紋形狀信息，在不指定螺距而指定了螺紋的公稱型號(hào)的情況下(未圖示，是在例如指定了螺紋的公稱型號(hào)M8的情況下)，程序解析部12通過(guò)圖4的加工程序11，提取其螺紋的公稱型號(hào)(M8)，斜率決定部14基于該提取出的螺紋的公稱型號(hào)，通過(guò)圖3所示的螺紋形狀信息而得到螺紋外徑(8_)，將該外徑視作刀具直徑。
[0050]另外，在圖4所示的加工程序11中，在未指定螺紋的公稱型號(hào)、螺距等螺紋形狀信息的情況下，程序解析部12使用在加工程序11中指示出的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等，通過(guò)計(jì)算而求出螺距，斜率決定部14基于該計(jì)算出的螺距，通過(guò)圖3所示的螺紋形狀信息而得到螺紋外徑，將該外徑視作刀具直徑。
[0051]此外，例如如圖3的螺距“1.0”處所示，斜率決定部14有時(shí)在根據(jù)提取出(或者計(jì)算出)的螺距，通過(guò)圖3的螺紋形狀信息而求出螺紋外徑時(shí)，從同一螺距得到多個(gè)螺紋外徑。雖然選擇所得到的多個(gè)螺紋外徑中的哪一個(gè)均可，但在本實(shí)施例中選擇螺紋外徑大的一方。其原因在于，通過(guò)將螺紋外徑選擇得較大，從而由斜率決定部14將切削負(fù)載計(jì)算得較大，因此，加減速速度的斜率變小，確保了精度。
[0052]另外，在圖4所示的加工程序11中指定了螺紋的公稱型號(hào)、螺距等螺紋形狀信息的情況，以及雖然圖4所示的加工程序11中未指定螺紋的公稱型號(hào)、螺距等螺紋形狀信息，但程序解析部12能夠通過(guò)使用在加工程序11中指示出的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等進(jìn)行計(jì)算而求出螺距的情況等狀況下，能夠根據(jù)圖3所示的螺紋形狀信息得到螺紋外徑(刀具直徑)，因此，并非必須將圖2所示的刀具形狀信息存儲(chǔ)至存儲(chǔ)部30中。
[0053]如上所述，雖然未進(jìn)行圖示，但得到了刀具直徑(攻絲外徑)的斜率決定部14根據(jù)得到的刀具直徑，通過(guò)用于求出與刀具直徑相對(duì)應(yīng)的主軸的加速度的表，得到主軸的加速度。
[0054]另外，在更準(zhǔn)確地求出加速度的情況下，如以下所示，通過(guò)攻絲切削轉(zhuǎn)矩得到主軸的加減速速度。
[0055]即，使用該得到的刀具直徑(攻絲外徑)、切削負(fù)載系數(shù)以及攻絲的預(yù)孔直徑，通過(guò)下面的公式(3)進(jìn)行攻絲加工時(shí)的切削轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。
[0056]Tq = KqX (D-Do)2X (D+2Do)——(3)
[0057]其中，Tq是切削轉(zhuǎn)矩，Kq是切削負(fù)載系數(shù)，D是外徑，Do是預(yù)孔直徑。
[0058]切削負(fù)載系數(shù)是從存儲(chǔ)部30讀出的，另外，對(duì)于預(yù)孔直徑，由于在攻絲指令的情況下事先進(jìn)行了鉆孔加工，因此，利用由程序解析部12得到的鉆孔加工時(shí)的刀具形狀信息，通過(guò)計(jì)算而得到該預(yù)孔直徑。
[0059]此外，在無(wú)法得到鉆孔加工的信息的情況下，使用在存儲(chǔ)部30中存儲(chǔ)的內(nèi)螺紋的內(nèi)徑容許極限尺寸，或者，如果設(shè)定了旋合率，則能夠通過(guò)下述公式進(jìn)行計(jì)算。
[0060]Du = D -Ku X P X H——(4)
[0061]其中，Du是預(yù)孔直徑，D是外徑，Ku是旋合率計(jì)算系數(shù)，P是螺距，H是旋合率。
[0062]并且，如上所述，得到了攻絲加工時(shí)的切削轉(zhuǎn)矩Tq的斜率決定部14基于慣量等主軸電動(dòng)機(jī)固有的信息，從主軸電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩中減去計(jì)算出的所述攻絲的切削轉(zhuǎn)矩，利用剩余的轉(zhuǎn)矩決定主軸的加速所能使用的加速度。此外，進(jìn)給軸的加速度是因主軸的加速度而產(chǎn)生的，因此，針對(duì)進(jìn)給軸以匹配于與主軸之間的同步比率的方式?jīng)Q定加速度。
[0063]如上述說(shuō)明所示，在圖5的步驟SI中，求出與刀具直徑(攻絲外徑)相對(duì)應(yīng)的加減速速度的斜率。
[0064]將該決定出的加減速速度信息經(jīng)由斜率調(diào)整部15向插補(bǔ)?加減速處理部13輸出，插補(bǔ)?加減速處理部13基于該信息生成主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)指令信息，并向主軸控制部17以及進(jìn)給軸控制部18輸出，其中，主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)受到規(guī)定的加減速控制。主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)基于主軸控制部17以及進(jìn)給軸控制部18的輸出，而受到規(guī)定的加減速控制。
[0065]在攻絲外徑較大的情況下，切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，因此，主軸電動(dòng)機(jī)能夠用于加減速的上限轉(zhuǎn)矩減少，加減速的斜率變小。另一方面，在攻絲外徑較小的情況下，切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，因此，能夠用于加減速的轉(zhuǎn)矩增加，加減速的斜率變大。
[0066]圖6是專利文獻(xiàn)I等中的斜率恒定加減速控制時(shí)的加減速的速度波形與本發(fā)明的實(shí)施例1中的速度波形的對(duì)比圖。
[0067]在使用201這種大直徑的刀具進(jìn)行攻絲加工的情況下，電動(dòng)機(jī)不會(huì)發(fā)生過(guò)載的速度波形是203。在該大直徑的攻絲加工時(shí)的斜率的設(shè)定下，在使用202這種小直徑的刀具進(jìn)行攻絲加工的情況下，以斜率恒定加減速進(jìn)行加減速的情況如204所示，形成為與203相同斜率的速度波形。另一方面，在本發(fā)明的加減速方式的情況下，大直徑刀具201的情況下的斜率與小直徑刀具202的情況下的斜率不同，在小直徑刀具202的情況下，切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩比利用大直徑刀具201進(jìn)行加工時(shí)的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩小，能夠?qū)⒓訙p速時(shí)的加速度變大，因此，一邊維持加工精度，一邊使加工時(shí)間與現(xiàn)有的斜率恒定加減速方式相比得到縮短。
[0068]另外，當(dāng)使用在斜率決定部14中計(jì)算出的斜率(加速度)而控制主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)時(shí)，在切削條件不同導(dǎo)致切削負(fù)載比計(jì)算出的值高(例如，由于每個(gè)刀具的直徑波動(dòng)、由加工帶來(lái)的刀具磨損、切屑的堆積、切削油的蔓延方式等各種原因?qū)е虑邢髫?fù)載變高)的情況下，有時(shí)無(wú)法確保同步精度。相反地，在切削負(fù)載比計(jì)算出的值小的情況下，雖然能夠確保加工精度并縮短加工時(shí)間，但有時(shí)加工時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)。
[0069]為了改善這種情況，斜率調(diào)整部15以及同步誤差運(yùn)算部16進(jìn)行圖5的步驟S2?步驟S5的動(dòng)作，調(diào)整出最佳的加減速速度。
[0070]S卩，如果攻絲加工開(kāi)始，則在步驟SI中，斜率決定部14通過(guò)螺紋信息求出加減速速度的斜率(加速度)，以該求出的加速度進(jìn)行攻絲加工，但在進(jìn)行了該攻絲加工的情況下，同步誤差運(yùn)算部16輸入驅(qū)動(dòng)部2的主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)的檢測(cè)位置信息，進(jìn)行同步誤差是否處于設(shè)定的容許值以內(nèi)的判定，將該結(jié)果向斜率調(diào)整部15輸出(步驟S2)。在這里，同步誤差運(yùn)算部16計(jì)算主軸位置與進(jìn)給軸位置的差，此時(shí)，返回的是主軸位置與進(jìn)給軸位置的差的絕對(duì)值。另外，關(guān)于容許值，可以由使用者對(duì)容許誤差的值進(jìn)行設(shè)定。另夕卜，在尚未設(shè)定容許誤差的情況下，雖然沒(méi)有將容許誤差特別記載在表等中，但可以使用螺紋的標(biāo)準(zhǔn)尺寸容差等。
[0071]在步驟S2中，如果同步誤差沒(méi)有落入容許值，則轉(zhuǎn)入步驟S4，斜率調(diào)整部15以減小加速度的方式進(jìn)行斜率校正。
[0072]相反地，如果同步誤差處于容許值以內(nèi)，則轉(zhuǎn)入步驟S3。在步驟S3中，為了縮短加工時(shí)間，進(jìn)行是否能夠進(jìn)一步將加速度變大的判定。此外，該判定是通過(guò)下述方式進(jìn)行的，即，由驅(qū)動(dòng)部19、20取得實(shí)際加工時(shí)的轉(zhuǎn)矩，將該取得的轉(zhuǎn)矩與所述計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩相比較。如果實(shí)際加工時(shí)的轉(zhuǎn)矩比所述計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩小而能夠?qū)⒓铀俣茸兇螅瑒t轉(zhuǎn)入步驟S5，進(jìn)行將加速度變大的校正。
[0073]在步驟S3中，在判斷出不能將加速度進(jìn)一步變大的情況下，即，在得出最佳的加減速速度的斜率的情況下，進(jìn)行攻絲加工。針對(duì)每個(gè)攻絲指令或者攻絲孔重復(fù)該循環(huán)并進(jìn)行計(jì)算，從而得到最佳的加速度。
[0074]如上所述，并不是單純地進(jìn)行加速度校正，如果僅對(duì)能夠高精度地以適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工的情況進(jìn)行加速度校正，則能夠高精度地以更加適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工，而且通過(guò)進(jìn)行加速度校正，從而消除加工精度的降低、加工時(shí)間的變長(zhǎng)。
[0075]實(shí)施例2
[0076]此外，在實(shí)施例1中，對(duì)插補(bǔ).加減速處理部13輸出主軸電動(dòng)機(jī)以及進(jìn)給軸電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)指令的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但如圖7所示，在插補(bǔ).加減速處理部13僅輸出主軸的移動(dòng)指令，進(jìn)給控制部18基于從主軸驅(qū)動(dòng)部19的檢測(cè)器輸出的位置?速度反饋信息，決定流向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部20的電流值的主控.從屬式數(shù)控系統(tǒng)中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
[0077]實(shí)施例3
[0078]另外，在實(shí)施例1中，對(duì)設(shè)置有如下斜率調(diào)整部15的情況進(jìn)行了說(shuō)明，該斜率調(diào)整部15構(gòu)成為，如果由同步誤差運(yùn)算部16得到的同步誤差比容許同步誤差大，則判斷是否能夠?qū)⒂尚甭蕸Q定部14計(jì)算出的加速度向變小的方向進(jìn)行調(diào)整，如果所述同步誤差處于容許同步誤差內(nèi)，則判斷是否能夠?qū)⒂尚甭蕸Q定部14計(jì)算出的加速度向變大的方向進(jìn)行調(diào)整，在能夠?qū)⒂尚甭蕸Q定部14計(jì)算出的加速度向變大的方向進(jìn)行調(diào)整的情況下，將由斜率決定部14計(jì)算出的加速度向變大的方向進(jìn)行調(diào)整，并且，在不能夠?qū)⒂尚甭蕸Q定部14計(jì)算出的加速度向變大的方向進(jìn)行調(diào)整的情況下，保持由斜率決定部14計(jì)算出的加速度不變，但作為斜率調(diào)整部15也可以是下述結(jié)構(gòu)，S卩，如果由同步誤差運(yùn)算部16得到的同步誤差比容許值大，則將由斜率決定部14計(jì)算出的加速度向變小的方向進(jìn)行調(diào)整，如果所述同步誤差比容許值小，則將由斜率決定部14計(jì)算出的加速度向變大的方向進(jìn)行調(diào)整。
[0079]即使按照上述方式構(gòu)成，無(wú)論攻絲刀具直徑的大小如何，也可以高精度地以更適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間進(jìn)行攻絲加工。
[0080]工業(yè)實(shí)用性
[0081]本發(fā)明所涉及的數(shù)控裝置適合于實(shí)施期望在維持加工精度的同時(shí)縮短加工時(shí)間的攻絲加工。
[0082]標(biāo)號(hào)的說(shuō)明
[0083]I數(shù)控裝置，2電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部，11加工程序，12程序解析處理部，13插補(bǔ).加減速處理部，14斜率決定部，15斜率調(diào)整部，16同步誤差運(yùn)算部，17進(jìn)給軸控制部，18主軸控制部，19進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部，20主軸驅(qū)動(dòng)部，30存儲(chǔ)部，101加工指令，102螺紋相關(guān)信息，103主軸以及進(jìn)給軸的斜率信息(加減速時(shí)的加速度)，104同步誤差信息，105調(diào)整后的主軸以及進(jìn)給軸的斜率信息(加減速時(shí)的加速度)，106主軸電動(dòng)機(jī)的移動(dòng)指令信息，107進(jìn)給軸的移動(dòng)指令信息，108主軸的電流信息，109進(jìn)給軸的電流信息，110主軸的位置.速度反饋信息，111進(jìn)給軸的位置?速度反饋信息，120螺紋信息，201大直徑刀具，202小直徑刀具，203大直徑刀具時(shí)的斜率恒定加減速速度波形，204小直徑刀具時(shí)的斜率恒定加減速速度波形，205大直徑刀具時(shí)的斜率可變速度波形，206小直徑刀具時(shí)的斜率可變速度波形。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控裝置，其通過(guò)使主軸的移動(dòng)以及進(jìn)給軸的移動(dòng)同步而進(jìn)行攻絲加工， 該數(shù)控裝置的特征在于，具有: 程序解析部，其對(duì)讀入的加工程序進(jìn)行解析，提取攻絲加工的螺紋相關(guān)信息； 斜率決定部，其基于在所述程序解析部中得到的螺紋相關(guān)信息，決定主軸以及進(jìn)給軸的移動(dòng)速度的加速度；以及 插補(bǔ).加減速處理部，其使用由所述斜率決定部決定出的加速度而生成主軸以及進(jìn)給軸的移動(dòng)指令， 所述斜率決定部根據(jù)攻絲刀具直徑，使主軸或者進(jìn)給軸的加減速時(shí)的加速度可變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控裝置，其特征在于， 所述螺紋相關(guān)信息是刀具編號(hào)、螺紋的公稱型號(hào)以及螺距中的任意一項(xiàng)，所述斜率決定部基于所述刀具編號(hào)、螺紋的公稱型號(hào)以及螺距中的任意一項(xiàng)，取得攻絲刀具直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)控裝置，其特征在于， 所述斜率決定部基于攻絲刀具直徑而求出切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩，根據(jù)從電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩中減去該求出的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩而得到的轉(zhuǎn)矩，決定加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的數(shù)控裝置，其中，具有: 同步誤差運(yùn)算部，其基于從主軸驅(qū)動(dòng)部以及進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部得到的檢測(cè)位置信息，運(yùn)算攻絲加工時(shí)的同步誤差；以及 斜率調(diào)整部，如果由該同步誤差運(yùn)算部得到的同步誤差比容許值大，則該斜率調(diào)整部將由所述斜率決定部計(jì)算出的加速度向減小的方向進(jìn)行調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的數(shù)控裝置，其中，具有: 同步誤差運(yùn)算部，其基于從主軸驅(qū)動(dòng)部以及進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)部得到的檢測(cè)位置信息，運(yùn)算攻絲加工時(shí)的同步誤差；以及 斜率調(diào)整部，如果由該同步誤差運(yùn)算部得到的同步誤差比容許值小，則該斜率調(diào)整部將由所述斜率決定部計(jì)算出的加速度向增大的方向進(jìn)行調(diào)整。
【文檔編號(hào)】B23G1/16GK104380218SQ201280073784
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】西脅健二, 荒田秀市, 佐藤智典 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社