專利名稱：數(shù)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有螺紋切削功能和主軸旋轉(zhuǎn)速度倍率功能的數(shù)控裝置。
背景技術(shù)：
通過車床進行螺紋切削時，通過主軸使被加工物旋轉(zhuǎn)，分多次執(zhí)行進刀。在螺紋切削中，當(dāng)通過倍率使主軸旋轉(zhuǎn)速度變化時，使刀具移動的進給軸速度變化，該進給軸的跟蹤誤差變化。結(jié)果，已經(jīng)切削的螺紋部和刀具的位置關(guān)系完全變化，存在無法正確加工螺紋的問題。
為了解決該問題，在特開2000-176789號公報中公開了一種方法，該方法將進給軸的跟蹤誤差的變化量轉(zhuǎn)換為主軸角度，，控制開始螺紋切削時的主軸角度將其僅移動該變換的主軸角度。上述進給軸的跟蹤誤差的變化量由加工程序指令的主軸旋轉(zhuǎn)指令值和通過倍率變更的加工時的主軸旋轉(zhuǎn)速度的差異產(chǎn)生。
在上述專利文獻記載的方法中，求出根據(jù)乘以了倍率的主軸旋轉(zhuǎn)速度的變化產(chǎn)生的進給軸的跟蹤誤差的變化量并將其轉(zhuǎn)換為主軸角度。而且，從僅移動了該主軸角度的位置開始螺紋切削。因此，該螺紋切削開始位置的精度變?yōu)橛蓹z測主軸旋轉(zhuǎn)角度的檢測器的分辨力決定，成為螺紋切削精度低下的原因。

發(fā)明內(nèi)容
涉及本發(fā)明的數(shù)控裝置具有螺紋切削功能和主軸旋轉(zhuǎn)速度的倍率功能的數(shù)控裝置包括比較單元，求出由加工程序指令的主軸速度的程序指令值和由該程序指令值乘以主軸旋轉(zhuǎn)倍率的主軸旋轉(zhuǎn)速度指令值的速度變化量；計算單元，根據(jù)該比較單元得到的速度變化量，螺紋切削的螺距指令值和伺服系統(tǒng)的響應(yīng)靈敏度，計算取決于所述速度變化量的進給軸的跟蹤誤差變化量；換算裝置，根據(jù)所述螺紋切削的螺距指令值，將所述計算的進給軸的跟蹤誤差變化量換算為進給軸的移動開始的延遲時間；和延遲控制單元，根據(jù)所述換算的延遲時間延遲進給軸的移動開始。
涉及本發(fā)明的具有螺紋切削功能和主軸旋轉(zhuǎn)速度的倍率功能的數(shù)控裝置因為具有上述結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)程序指令值和乘以了主軸旋轉(zhuǎn)倍率的主軸旋轉(zhuǎn)速度指令值的速度變化量，求出用于螺紋切削開始的進給軸移動開始的延遲時間，僅延遲所求出的延遲時間開始進給軸的螺紋切削。因此，因為不依賴來自角度檢測器的信號，因此能夠不受檢測器的分辨能力影響地獲得正確的螺紋切削開始定時，使螺紋切削精度提高。


通過以下參照附圖的實施方式的說明，本發(fā)明所述的以及其它的目的和特征大概會變得明確。在這些圖中圖1為涉及本發(fā)明的數(shù)控裝置的一實施方式的重要部的方框圖。
圖2為圖1的數(shù)控裝置的螺紋切削的進給軸移動開始控制處理的流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，數(shù)控裝置10由CPU11，通過總線15分別與該CPU11連接的存儲器12，接口13，14，各進給軸的軸控制電路30～32，主軸控制電路70構(gòu)成。
CPU11經(jīng)由總線15讀出存儲在存儲器12中的系統(tǒng)程序，并根據(jù)該系統(tǒng)程序控制數(shù)控裝置方全體。存儲器12由ROM，RAM等構(gòu)成。在該存儲器12中存儲操作者通過顯示器/手動輸入單元機構(gòu)20輸入的各種數(shù)據(jù)，該顯示器/手動輸入單元機構(gòu)20由CRT或液晶等構(gòu)成的顯示器和鍵盤等構(gòu)成的手動輸入單元組成。進而，存儲通過接口13讀入的加工程序或通過顯示器/手動輸入單元機構(gòu)20輸入的加工程序等。
此外根據(jù)本發(fā)明，在顯示器/手動輸入單元機構(gòu)20中設(shè)置有主軸倍率指令開關(guān)，通過由該主軸倍率指令開關(guān)指令倍率，對由加工程序指令的主軸旋轉(zhuǎn)速度乘以倍率并輸出。
各進給軸(X，Y，Z軸)的軸控制電路30～32接收來自CPU11各進給軸的移動指令量，并將各軸的指令輸出至伺服放大器40～42。伺服放大器40～42接收該指令，驅(qū)動機械(控制對象物)的各軸的伺服馬達50～52。各軸的伺服馬達50～52內(nèi)部具有位置/速度檢測器60～62，將來自位置/速度檢測器的位置以及速度反饋信號反饋給軸控制電路30～32，進行位置以及速度的反饋控制。
此外，主軸控制電路70接收主軸旋轉(zhuǎn)指令，對主軸放大器71輸出主軸速度信號。主軸放大器71接收主軸速度信號，使主軸馬達72以指令的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。位置編碼器73與主軸馬達72的旋轉(zhuǎn)同步將反饋脈沖反饋給主軸控制電路70。這樣進行速度控制。
上述數(shù)控制裝置在對加工物多次進刀進行螺紋切削的加工中，在已經(jīng)對主軸旋轉(zhuǎn)速度乘以了倍率時，控制切削開始定時開始螺紋切削。在這一點上，和現(xiàn)有的數(shù)控裝置不同。
加工程序的主軸旋轉(zhuǎn)速度(旋轉(zhuǎn)數(shù))指令為Sc，在進行了幾次螺紋切削之后，對該主軸旋轉(zhuǎn)速度指令乘以倍率，在開始螺紋切削時，將已經(jīng)乘以了該時刻倍率的主軸旋轉(zhuǎn)速度(旋轉(zhuǎn)數(shù))設(shè)為Sov。此外，將由加工程序指令的螺距設(shè)為P，乘以主軸倍率之后的進給軸的移動速度設(shè)為V，進給軸的伺服系統(tǒng)的響應(yīng)靈敏度設(shè)為K。此外，將進行螺紋切削的刀具的進給軸設(shè)為Z軸。
乘以倍率前和乘以倍率后的主軸旋轉(zhuǎn)速度的速度變化量(旋轉(zhuǎn)數(shù)的變化量)ΔS由下面的式(1)表示。
ΔS＝Sc-Sov (1)對應(yīng)該主軸旋轉(zhuǎn)速度的變化量ΔS的進給軸的跟蹤誤差變化量ΔZ由下面的式(2)表示。
ΔZ＝ΔS*P/K(2)在將該進給軸的跟蹤誤差變化量ΔZ轉(zhuǎn)換為時間時，因為螺紋切削開始位置表現(xiàn)為主軸旋轉(zhuǎn)1周，所以應(yīng)當(dāng)從乘以倍率前的螺紋切削開始時間(檢測主軸速度的位置編碼器檢測1周旋轉(zhuǎn)信號后的經(jīng)歷時間)起，使進給軸的螺紋切削開始時間僅延遲由下面的(3)式求出的延遲時間Td。
Td＝(nP-ΔZ)/V (3)此外，在3式中，n為滿足n≥ΔZ/P的整數(shù)。
圖2為數(shù)控裝置10的CPU11在螺紋切削加工時執(zhí)行的處理的流程路，重點記述了螺紋切削時的處理。
首先，CPU11判斷從加工程序讀入的指令是否為螺紋切削指令(步驟A)，如果不是螺紋切削指令，則結(jié)束該螺紋切削的進給軸移動開始控制處理。此外，雖然是對該讀入的指令執(zhí)行的處理，但在圖2中，因為這一點和本發(fā)明沒有直接關(guān)系所以進行省略。
當(dāng)螺紋切削指令被讀入時，比較由加工程序指令的主軸旋轉(zhuǎn)速度指令Sc和根據(jù)現(xiàn)在的倍率指令變更的主軸旋轉(zhuǎn)速度Sov，求出其差ΔS。即進行上述式(1)的處理(步驟A2)。在本實施方式中，在步驟A2中執(zhí)行所述處理的CPU11成為求取速度變化量的比較單元。
然后，根據(jù)主軸旋轉(zhuǎn)速度的變化量ΔS進行上述式(2)的計算，求出作為進給軸的Z軸的跟蹤誤差變化量ΔZ(步驟A3)。在本實施方式中，在步驟A3中執(zhí)行所述處理的CPU11成為計算跟蹤誤差變化量的計算單元。
根據(jù)求出的跟蹤誤差變化量ΔZ，進行上述式(3)的計算，求出用于螺紋切削的進給軸(Z軸)移動開始的延遲時間Td(步驟A4)。在本實施方式中，在步驟A4中執(zhí)行所述處理的CPU11成為換算為進給軸移動開始的延遲時間的換算單元。此外，式(3)中[n]的值設(shè)定為完全滿足[n≥ΔZ/P]的值。
從乘以主軸倍率前的開始時間起，僅延遲這樣求出的延遲時間Td，然后使用于螺紋切削的進給軸(Z軸)開始移動(步驟A5)。在該步驟A5中執(zhí)行所述處理的CPU11成為本實施方式中的延遲進給軸的移動開始的延遲控制單元。例如，在乘以倍率之前檢測到從位置編碼器反饋來的1周旋轉(zhuǎn)信號之后，如果在時間t1后開始用于螺紋切削的進給軸(Z軸)的移動，則這次在檢測1周旋轉(zhuǎn)信號之后，在時間(t1+Td)之后開始進給軸(Z軸)的移動。
如上所述，在本實施方式中，使螺紋切削的進給軸的移動開始僅延遲相當(dāng)于進給軸的跟蹤誤差的變化量的時間，因為不依賴檢測器的輸出所以不受檢測器的分辨能力的影響，能夠以正確的定時進行用于螺紋切削的移動開始，所以能夠獲得高精度的螺紋切削加工。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控裝置，其具有螺紋切削功能和主軸旋轉(zhuǎn)速度的倍率功能，其特征在于，具備比較單元，求出由加工程序指令的主軸速度的程序指令值和根據(jù)該程序指令值乘以了主軸旋轉(zhuǎn)倍率的主軸旋轉(zhuǎn)速度指令值的主軸旋轉(zhuǎn)速度的速度變化量；計算單元，根據(jù)由所述比較單元得到的速度變化量，螺紋切削的螺距指令值和伺服系統(tǒng)的響應(yīng)靈敏度，計算根據(jù)所述速度變化量的進給軸的跟蹤誤差變化量；換算單元，根據(jù)所述螺紋切削的螺距指令值，將所述已計算出的進給軸的跟蹤誤差變化量換算為進給軸的移動開始的延遲時間；和延遲控制單元，根據(jù)所述換算的延遲時間延遲進給軸的移動開始。
全文摘要
求出主軸速度的程序指令值Sc和乘以主軸旋轉(zhuǎn)倍率的主軸旋轉(zhuǎn)速度Sov的差的速度變化量ΔS。根據(jù)該速度變化量 ΔS，螺紋切削的螺距指令值P和伺服系統(tǒng)的響應(yīng)靈敏度K，計算根據(jù)所述速度變化量ΔS的進給軸的跟蹤誤差變化量ΔZ。根據(jù)所述螺紋切削的螺距指令值P，將該跟蹤誤差變化量ΔZ換算為進給軸的移動開始的延遲時間Td。這樣，僅延遲換算的延遲時間Td進行進給軸的移動開始。
文檔編號G05B19/416GK1689755SQ200510067819
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者遠藤勝博, 伊吹誠二 申請人:發(fā)那科株式會社