JPH03196304A - 数値制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はホブ盤等のＮＣ歯車工作器械を制御する数値制
御装置に関し、特に主軸と被切削歯車の回転軸との同期
関係の変更を同期をキャンセルすることなく行うＮＣ歯
車工作器械を制御する数値制御装置に関する。

〔従来の技術〕

歯車を加工するホブ盤もＮＣと結合したＮＣホブ盤が使
用されるようになってきた。

ホブ盤では主軸のホブ軸と被切削歯車（ワーり）の回転
軸（Ｃ軸）との間で同期をとる必要がある。このために
、ホブ軸に設けられたポジションコータからのパルスを
一定の割合でワークの回転軸に分配している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ＮＣホブ盤では、同期中の主軸とＣ軸のパルス
数を常に監視するようになっていないので、両軸の同期
関係の変更は必ず一度同期をキャンセルしてから行って
いた。このためＣ軸の回転が停止してしまい、モジュー
ルの異なる複数の歯車を加工する場合、加工開始点の位
置決めを行わなければならなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、同
期をキャンセルすることなく、主軸とＣ軸の同期関係の
変更が行えるＮＣ歯車工作機械を制御する数値制御装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、ホブ盤等のＮＣ
歯車工作機械を制御する数値制御装置において、主軸に
結合されたポジションコータからの帰還パルスを、主軸
の回転数と被切削歯車を回転させる回転軸との仕を含む
指令によって、スピンドルモータへの回転指令と、前記
回転軸への回転指令を出力する同期制御手段と、新しい
前記主軸の回転数と前記回転軸の回転数が指令されたと
きに、前記主軸及び前記回転軸を停止することなく、新
しい同期関係を保つための補正パルスを演算する補正パ
ルス演算手段と、を有することを特徴とする数値制御装
置が、提供される。

〔作用〕

ホブ盤の主軸回転数に比例した帰還パルスをポジション
コータから出力し、この帰還パルスを用いて主軸のスピ
ンドルモータの回転数とＣ軸のサーボモータの回転数の
比が一定になるように同期制御手段で制御する。このポ
ジションコータからの帰還パルスとＣ軸の指令パルスを
内部カウンタで計数し、常時パルス数を監視する。主軸
の回転数とＣ軸の回転数の比率を変更する場合は、内部
カウンタの計数を基に補正パルス数演算手段が補正パル
スを演算する。この補正パルスをＣ軸に加えて、Ｃ軸の
回転を加減速し、その後新しい回転比率の同期に移行す
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の概念図である。ワーク１は被切削歯車
であり、その回転を行うＣ軸１３は歯車１２ａ及び１．
２　ｂを介してサーボモータ１１によって回転する。ホ
ブ２は主軸３に取り付けられており、スピンドルモータ
５によって回転し、ワーク１の歯切りを行う。スピンド
ルモータ５には歯車６ａ及び６ｂを介してポジションコ
ータ７が結合されており、スピンドルモータ５の回転に
ＪＩＪＪしたパルスを出力する。この帰還パルスは同期
制御手段８に送られ、同期制御手段８は主軸３の回転数
を含む回転指令をスピンドルアンプ４に指令し、また、
主軸３の回転数と一定の割合で同期をとる回転数を含む
回転指令をサーボアンプ１０に指令する。スピンドルア
ンプ４はスピンドルモータ５を駆動させ、サーボアンプ
１０はサーボモータ１１を駆動させる。同期制御手段８
には内部カウンタが有り、ポジションコータ７からの帰
還パルス及びＣ軸の指令パルスをカウントし、同期中の
両軸のパルス数を常に監視する。この内部カウンタは主
軸−回転分のパルス数及びＣ軸−回転分の指令パルス数
をカウント後各カウンタを０に戻す。また、Ｇ３１Ｔ１
０Ｌ１；　　（ホブ軸回転数二〇軸回転数＝１０　：　
１）は同期指令であり、Ｇａ４は同期開始指令、ＴＩＯ
は歯車の歯数、Ｌｌはホブ条数である。

主軸３の回転数とＣ軸１３の回転数との比率を変更する
同期変更指令が出されると、内部カウンタの計数を基に
補正パルス演算手段９が補正パルスを演算し、同期制御
手段８に出力する。この補正パルスは同期制御手段８か
ら出力され、サーボアンプ１０を介してサーボモータ１
１の回転を変更する。補正パルスの分配が完了した時点
で、新しい回転比率の同期に移行することになる。Ｇ３
２Ｔ１５Ｌ１　；　　（ホブ軸回転数二〇軸回転数−１
５：１）は同期変更指令であり、Ｇ８２は同期変更指令
、Ｔ１５は歯車の歯数、Ｌｌはホブ条数である。

第２図は、本発明による主軸及びＣ軸の内部カウンタの
値を示す図である。例ではＧ３１Ｔ１０Ｌ１；　（ホブ
軸回転数二〇軸回転数＝１０　：　１）から、Ｇ８２Ｔ
１５Ｌ１　；　　（１５：　１）に同期関係を変更した
場合の説明図である。

また、図において、横軸は時間で、縦軸は内部カウンタ
のパルス数である。横軸の鋸歯状波の数は主軸の回転数
を表す。縦軸のＩＯは主軸一回転のパルス数であり、Ｉ
はＣ軸−回転のパルス数である。

横軸と縦軸との交点を○とし、主軸１０の回転時点をＴ
ｌ０１主軸１５の回転時点をＴ１５とし。

Ｃ軸−回転パルス数■の鎖線に垂直移動した点をＡ及び
Ｂとする。また、Ｇ３２Ｔ１５Ｌ１　；　　（１５：１
）の指令時点をＴＯとし、直線ＯＡとの交点をり、Ｃ軸
のパルス数をＴ１とする。

（ａ）Ｇ８２Ｔ１５Ｌ１を指令することにより、同期関
係を主軸回転数−〇軸回転数−１５：１に変更する。す
なわち、同期変更指令時点ＴＯから１０：１の傾斜角度
ｅｌＯから１５：１の傾斜角度θ１５へ移行を行う。

（ｂ）Ｃ軸内部カウンタの値から、同期合わせのために
位置を合わせる補正パルス数を計算する。

本例の場合の補正パルス数は次式から求められる。

Ｉｈ−（１−１０／１５）（Ｉ−１１）Ｉｈ：補正パル
ス数 （Ｉ−１１）：’ｒｏの時点からＣ軸を一回転させるま
での残りのパルス数 （１−１０／１５）：ｔｏ：ｉの傾斜角度０１０から１
５＝１の傾斜角度θ１５に変えるための残りのパルス数
に対する補正割合である。

（ｃ）最大切削送りで、（ｂ）で計算された補正パルス
を分割して出力する。最大切削送りで補正パルスを出力
するのは安全な範囲でできるだけ早く新しい同期に移行
するためである。この補正パルスの伺加が完了した点が
図のＰ点である。

（ｄ）補正パルスの付加が完了したＰ点から変更後の新
しい同期関係になる。図の直線ＡＰは新しい同期（１５
：　１）であり、直線Ｂ○と平行ずなわち傾斜角度０１
５となる。

第３図は本発明の同期変更のフローチャートである。図
において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。

〔Ｓｉ３同期関係変更指令がされたかを調べ、されれば
Ｓ２に進み、されなければエンドに進む。

〔Ｓ２〕Ｃ軸内部のカウンタ値を参照する。

〔Ｓ３〕補正パルスの計算を行う。

〔Ｓ４〕最大切削送り速度にて補正パルスを分配する。

第４図は本発明を実施するだめの数値制御装置（ＣＮＣ
）と付加軸制御装置のハードウェアのブロック図である
。数値制御装置（ＣＮＣ）のプロセッサ２１はＲＯＭ２
２に格納されたシステムプログラムに従って、数値制御
装置全体を制御する。

ＲＯＭ２２にはＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用
される。ＲＡＭ２３はＤＲＡＭが使用され、各種のデー
タが格納される。不揮発性メモリ２４は加ニブログラム
２４ａ１パラメータ等が記憶され、バッテリバックアッ
プされたＣＭＯ３等が使用されるので、数値制御装置の
電源切断後もその内容が保持される。

ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）２５
はＭ機能、Ｓ機能、１機能等の指令を受けて、シーケン
スプログラム２５ａによってこの指令を解読処理し、工
作機械を制御する出力信号を出力する。また、機械側か
らのリミットスイッチの信号あるいは機械操作盤からの
スイッチ信号を受けて、シーケンス・プログラム２５ａ
で処理し、機械側を制御する出力信号を出力し、数値制
御装置で必要な信号はバス３５を経由してＲＡＭ２３に
転送され、プロセッサ２１によって、読み取られる。

グラフィック制御回路２６は各軸の現在位置、０ 移動量等のＲＡＭ２３に格納されたデータを表示信号に
変換し、表示装置２６ａに送り、表示装置２６ａはこれ
を表示する。表示装置２６ａはＣＲＴ、液晶表示装置等
が使用される。キーボード２７は各種のデータを人力す
るのに使用される。

入出力回路３２は機械側との人出力信号の授受を行う。

すなわち機械側のリミットスイッチ信号、機械操作盤の
スイッチ信号を受け、これを２ＭＣ２５が読み取る。ま
た、２ＭＣ２５からの機械側の空圧アクチュエイタ等を
制御する出力信号を受けて、機械側に出力する。

手動パルス発生器３３は回転角度に応じて、各軸を精密
に移動させるパルス列を出力し、機械位置を精密に位置
決めするために使用される。手動パルス発生器３３は通
常機械操作盤に実装される。

スピンドルアンプ２８はスピンドルモータ２９を駆動さ
せ、ポジションコータ３０は位置検出パルスを出力し、
付加検出器３１は同期パルスのカウントを行う。３４は
共有のＲＡＭである。

付加軸制御装置のプロセッサ４１はＲＯＭ４２に格納さ
れたシスームプログラムに従って、付加軸制御装置全体
を制御する。ＲＯＭ４２にはＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰ
ＲＯＭが使用される。ＲＡＭ４３にはスピンドル軸の帰
還パルス及びＣ軸の指令パルスをカウントする内部カウ
ンタが設定され、ＤＲＡＭが使用されている。位置制御
回路４４はプロセッサ４１から位置指令を受けて、サー
ボモータ４６を制御するための速度指令信号をサーボア
ンプ４５に出力する。サーボアンプ４５はこの速度指令
信号を増幅し、サーボモータ４６を駆動する。サーボモ
ータ４６には位置検出器４７が結合されている。位置検
出器４７は位置検出パルスを位置制御回路４４にフィー
ドバックする。

上記の説明ではホブ盤での同期変更について説明したが
、ネジ切り、ポリコン加工、重畳同期等、数値制御にお
ける他の同期機能にも適用できる。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明では、主軸の帰還パルス及び
Ｃ軸の指令パルスをカウントする内部力１ ２ ウンタを設定し、同期中の両軸のパルス数を常に監視し
、主軸とＣ軸の同期関係を変更する際に、このカウンタ
の値から補正パルス数を計算してＣ軸に加えるようにし
たので、同期をキャンセルすることなく直ちに新しい条
件の同期関係を実現させることができ、モジュールの異
なる複数の歯車を短時間で加工することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、 第２図は、本発明による主軸及びＣ軸の内部カウンタの
値を示す図、 第３図は、本発明による同期関係変更のためのフローヂ
ャート、 第４図は、本発明を実施するための数値制御装置と付加
軸制御装置のハードウェアのブロック図である。 １　゛　　　ワーク ２・　　−・−ホブ ３　　　・　主軸 ４　−〜−スピンドルアンプ ５・　−スピンドルモータ ６　ａ　、　６　ｂ　−−−歯車 ７　・−−ポジションコータ ８・　　・−同期制御手段 ９−　　補正パルス演算手段 １０　　・・　サーボアンプ １１　−−−サーボモータ １２ａ、１２ｂ　　　歯車 １３−−’−Ｃ軸 ２１　°゛　　プロセッサ ２２−−−−−ＲＯＭ ２３　　　　　ＲＡ　Ｍ ２４°　　　・不揮発性メモリ ２４ａ　　　　　加ニブログラム ２５・−−ＰＭＣ（プログラマブル・ コントローラ） ２５ａ　−・　　シーケンスプログラム２６　　・　−
グラフィック制御回路 ３ ４ ａ　　　　表示装置 ７：１−−ボード ８　　　　スピンドルアンプ ９　　　　スピンドルモータ ０　　　　ポジションコータ １　　　　付加検出器 ２　　　　入出力回路 ３　　　　手動パルス発生器 ４　　　　　ＲＡ　Ｍ ５　　　　　バス １−　　　プロセジヤ ２−−−ＲＯＭ ３　　・　ＲＡＭ ４　　　・位置制御回路 ５　　　・　サーボアンプ ６　　　　サーボモータ ７　　　　゛位置検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホブ盤等のＮＣ歯車工作機械を制御する数値制御
   装置において、 主軸に結合されたポジションコータからの帰還パルスを
   、主軸の回転数と被切削歯車を回転させる回転軸との比
   を含む指令によって、スピンドルモータへの回転指令と
   、前記回転軸への回転指令を出力する同期制御手段と、 新しい前記主軸の回転数と前記回転軸の回転数が指令さ
   れたときに、前記主軸及び前記回転軸を停止することな
   く、新しい同期関係を保つための補正パルスを演算する
   補正パルス演算手段と、を有することを特徴とする数値
   制御装置。
2. （２）前記補正演算パルスは前記スピンドルモータの最
   大切削速度を越えないような速度で与えるように構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の数値制
   御装置。
3. （３）前記同期制御手段は前記主軸の回転に対応したカ
   ウンタと、前記回転軸に対応したカウンタによって、同
   期制御するように構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の数値制御装置。