JPH06304814A - リジッドタップ制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送り軸と主軸との同期を図るリジッドタップ
制御方式において、主軸と送り軸との間の同期のズレを
容易に検出し、工具の破損やネジ山の潰れ等を確実に防
止できるようにする。 【構成】 単位変換手段４は、送り軸偏差検出手段２ａ
からの送り軸偏差の単位を、主軸偏差検出手段３ａから
の主軸偏差と同じ単位に変換する。偏差誤差検出手段５
は、単位変換された送り軸偏差と、主軸偏差との誤差で
ある偏差誤差量を検出する。異常検出手段６は、この偏
差誤差量を常時監視し、その値が許容値を越えた場合に
は、補間手段１ｂに停止指令信号を送り補間パルスの出
力を停止させ、サーボモータ６３およびスピンドルモー
タ７３の駆動を停止させる。また、これと同時に、表示
装置２６でアラーム表示を行い、オペレータにその旨を
知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタッピング加工を行うた
めのリジッドタップ制御方式に関し、特に送り軸と主軸
との同期を図るリジッドタップ制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、リジッドタップ制御方式によるタ
ップ加工が行われるようになり、加工精度が向上してい
る。このリジッドタップ制御方式とは、主軸と送り軸と
を同時に補間し、工具の回転とそのＺ軸の移動とを精密
に同期させる方式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のリジッ
ドタップ制御方式は、各軸に対して一方的に補間指令を
行っているため、軸間が指令通りに同期しているか否か
の判断はなされていなかった。このため、同期が大きく
ズレた場合でもこれを検出することができなく、工具の
破損やネジ山の潰れ等を招く恐れがあった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、主軸と送り軸との間の同期のズレを容易に検
出し、工具の破損やネジ山の潰れ等を確実に防止するこ
とのできるリジッドタップ制御方式を提供することを目
的とする。

【０００５】

【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、タッピング加工を行うためのリジッドタ
ップ制御方式において、送り軸と主軸との同期が図られ
るように各軸の駆動制御手段に対して補間パルスを出力
する補間制御手段と、前記補間パルスと前記送り軸の位
置信号との偏差である送り軸偏差を検出する送り軸偏差
検出手段と、前記補間パルスと前記主軸の位置信号との
偏差である主軸偏差を検出する主軸偏差検出手段と、前
記送り軸偏差および前記主軸偏差の各値を同じ単位に変
換する単位変換手段と、前記単位変換された前記送り軸
偏差および前記主軸偏差を比較し、軸間の偏差誤差量を
検出する偏差誤差検出手段と、前記偏差誤差の値が所定
値以上となった場合には異常であると判断し、前記補間
制御手段による前記補間パルスの出力を停止させる異常
検出手段と、を有することを特徴とするリジッドタップ
制御方式が提供される。

【０００６】

【作用】補間制御手段は、送り軸と主軸との同期が図ら
れるように各軸の駆動制御手段に対して補間パルスを出
力する。送り軸偏差検出手段は、補間パルスと送り軸の
位置信号との偏差である送り軸偏差を検出し、一方主軸
偏差検出手段は、補間パルスと主軸の位置信号との偏差
である主軸偏差を検出する。送り軸偏差および主軸偏差
の各値を単位変換手段が同じ単位に変換すると、偏差誤
差検出手段は、その単位変換された送り軸偏差および主
軸偏差を比較し、軸間の偏差誤差量を検出する。そし
て、異常検出手段は、偏差誤差の値が所定値以上となっ
た場合には異常であると判断し、補間制御手段による補
間パルスの出力を停止させる。

【０００７】

【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。図２は本発明を実施するための数値制御装置
（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。図にお
いて、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プロセッ
サ１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制御の中心
となるプロセッサであり、バス２１を介して、ＲＯＭ１
２に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシ
ステムプログラムに従って、数値制御装置（ＣＮＣ）１
０全体の制御を実行する。ＲＡＭ１３には一時的な計算
データ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１３にはＤ
ＲＡＭが使用される。ＣＭＯＳ１４には工具補正量、ピ
ッチ誤差補正量、加工プログラム及びパラメータ等が格
納される。ＣＭＯＳ１４は、図示されていないバッテリ
でバックアップされ、数値制御装置（ＣＮＣ）１０の電
源がオフされても不揮発性メモリとなっているので、そ
れらのデータはそのまま保持される。

【０００８】インタフェース１５は外部機器用のインタ
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器３１が接
続される。紙テープリーダからは加工プログラムが読み
込まれ、また、数値制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集さ
れた加工プログラムを紙テープパンチャーに出力するこ
とができる。

【０００９】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６はＣＮＣ１０に内蔵され、ラダー形式で作
成されたシーケンスプログラムで機械を制御する。すな
わち、加工プログラムで指令されたＭ機能、Ｓ機能およ
びＴ機能を、シーケンスプログラムで機械側で必要な信
号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機械側に出力す
る。この出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油
圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等を作動
させる。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作
盤のスイッチ等の信号を受けて、必要な処理をして、プ
ロセッサ１１に渡す。

【００１０】グラフィック制御回路１８は各軸の現在位
置、アラーム、パラメータ、画像データ等のディジタル
データを画像信号に変換して出力する。この画像信号は
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表示装置２６に送られ、
表示装置２６に表示される。また、表示装置２６には、
後述のアラーム表示がなされる。インタフェース１９は
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５内のキーボード２７からの
データを受けて、プロセッサ１１に渡す。

【００１１】インタフェース２０は手動パルス発生器３
２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルスを受
ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実装され、
手動で機械稼働部を精密に位置決めするのに使用され
る。

【００１２】軸制御回路４１〜４４はプロセッサ１１か
らの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアン
プ５１〜５４に出力する。サーボアンプ５１〜５４はこ
の移動指令を受けて、各軸のサーボモータ６１〜６４を
駆動する。サーボモータ６１〜６４には位置検出用のパ
ルスコーダが内蔵されており、このパルスコーダから位
置信号がパルス列としてフィードバックされる。場合に
よっては、位置検出器として、リニアスケールが使用さ
れる。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速度）変
換することにより、速度信号を生成することができる。
図ではこれらの位置信号のフィードバックライン及び速
度フィードバックは省略してある。

【００１３】スピンドル制御回路７１はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ７３を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。

【００１４】スピンドルモータ７３には歯車あるいはベ
ルトでポジションコーダ８２が結合されている。従っ
て、ポジションコーダ８２はスピンドル７３に同期して
回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスはインタ
フェース８１を経由して、プロセッサ１１によって、読
み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンドルモー
タ７３に同期して移動させてネジ切り等の加工を行うた
めに使用される。

【００１５】図１は本実施例のリジッドタップ制御方式
の機能の概念を示すブロック図である。補間制御手段１
の指令解読手段１ａは、ＮＣテープ等によって入力され
たＮＣプログラムを解読する。このＮＣプログラムに
は、次に示すようなリジッドタップ制御の指令が含まれ
ている。

【００１６】Ｍ２９ Ｓ２０００ Ｇ８４ Ｚ−３０ Ｒ−１０ Ｆ５００ ここで、コードＭ２９は、次ブロックのタッピングサイ
クルがリジッドタップであることを示す補助機能であ
り、Ｓ指令はスピンドルモータ７３を例えば回転数２０
００で駆動させる指令である。コードＧ８４は、このス
ピンドルモータ７３の回転に同期してタッピングを行う
ことを指令する。すなわち、Ｚ座標−１０のＲ点から穴
底のＺ座標−３０まで例えば送り速度５００でタッピン
グが行われる。ただし、ここで挙げた数値はあくまでも
一例であり、特にスピンドルモータ７３の回転数と工具
の送り速度は、互いに同期が図れるように厳密に計算さ
れた値が入力される。なお、その具体的な計算手順につ
いては、ここでは省略する。

【００１７】このようなリジッドタップ指令の含まれた
ＮＣプログラムを指令解読手段１ａが解読すると、これ
に従って補間手段１ｂは、Ｚ軸のサーボモータ６３およ
びスピンドルモータ７３を駆動させるべく、軸制御手段
２および軸制御手段３にそれぞれ補間パルスを出力す
る。

【００１８】図３はこのリジッドタップ指令に従う工具
の動作の一例を示す図である。工具８は、動作開始とと
もにイニシャル点Ｐｉまで早送りで移動し、さらにイニ
シャル点Ｐｉからタッピング開始点Ｐｒまで早送りで移
動する。そして、タッピング開始点Ｐｒから穴底Ｐｂま
で切削送りで移動する。このとき、主軸も送り速度に同
期しながら回転する。穴底Ｐｂまで移動が終了すると、
工具８は、今度は逆回転しながらイニシャル点Ｐｉまで
戻る。

【００１９】図１に戻り、このような動きを行うための
補間パルスを受けた軸制御手段２では、送り軸偏差検出
手段２ａが、サーボモータ６３内のパルスコーダからの
位置信号と補間パルスとの偏差である送り軸偏差を演算
する。出力制御手段２ｂは、この送り軸偏差を受けてサ
ーボアンプ５３の出力値を決定し、これによりサーボア
ンプ５３がサーボモータ６３を駆動する。

【００２０】一方、主軸制御手段３では、主軸偏差検出
手段３ａが、ポジションコーダ８２からの位置信号と補
間パルスとの偏差である主軸偏差を演算する。出力制御
手段３ｂは、この主軸偏差を受けてスピンドルアンプ７
２の出力値を決定し、これによりスピンドルアンプ７２
がスピンドルモータ７３を駆動する。

【００２１】単位変換手段４は、送り軸偏差検出手段２
ａからの送り軸偏差の単位を主軸偏差と同じ単位に変換
する。偏差誤差検出手段５は、単位変換された送り軸偏
差と、主軸偏差との誤差である偏差誤差量を検出する。
より具体的には、偏差誤差のプラス側最大値とマイナス
側最大値との間の幅が検出される。異常検出手段６は、
この偏差誤差量を常時監視し、その値が許容値を越えた
場合には、補間手段１ｂに停止指令信号を送り補間パル
スの出力を停止させ、サーボモータ６３およびスピンド
ルモータ７３の駆動を停止させる。また、これと同時
に、表示装置２６でアラーム表示を行い、オペレータに
その旨を知らせる。

【００２２】図４はこのようなリジッドタップ動作中の
軸間同期の監視を行うためのプロセッサ１１側の手順を
示すフローチャートである。 〔Ｓ１〕ＮＣデータによりリジッドタップ指令がなされ
たか否かを判断し、指令されればステップＳ２に進み、
されなければ本フローチャートを終了する。 〔Ｓ２〕リジッドタップ指令の内容を解読する。 〔Ｓ３〕指令に従って補間パルスを生成し、各軸制御回
路に出力する。

【００２３】〔Ｓ４〕送り軸偏差および主軸偏差を検出
する。 〔Ｓ５〕送り軸偏差の単位を主軸偏差と同じ単位に変換
する。 〔Ｓ６〕単位変換された送り軸偏差と主軸偏差との誤差
である偏差誤差量を検出する。 〔Ｓ７〕偏差誤差量が許容値を越えたか否かを判断し、
越えればステップＳ８に進み、そうでなければ本フロー
チャートを終了する。 〔Ｓ８〕補間パルスの出力を停止し、リジッドタップ動
作を停止する。

【００２４】このように、本実施例では、単位変換され
た送り軸偏差と主軸偏差との誤差である偏差誤差量を検
出し、その値が許容値を越えた場合にはリジットタップ
制御を停止するようにしたので、送り軸であるサーボモ
ータ６３と主軸のスピンドルモータ７３との同期のズレ
による工具の破損やネジ山の潰れ等を容易に防止するこ
とができる。

【００２５】また、本実施例では、異常検出と同時に表
示装置２６によりアラーム表示するようにしたので、オ
ペレータ等へ容易に異常を知らせることができる。な
お、このアラーム表示以外にもランプの点灯やアラーム
音等を使用してもよい。

【００２６】なお、本実施例では、送り軸偏差の単位を
主軸偏差と同じ単位に変換するようにしたが、反対に、
主軸偏差の単位を送り軸偏差と同じ単位に変換するよう
にしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、送り軸
偏差および主軸偏差の偏差誤差量を検出し、その値が所
定値以上となった場合には異常であると判断して補間パ
ルスの出力を停止させるようにしたので、主軸と送り軸
との間の同期のズレによる工具の破損やネジ山の潰れ等
を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のリジッドタップ制御方式の機能の概
念を示すブロック図である。

【図２】本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）のハードウェアのブロック図である。

【図３】リジッドタップ指令に従う工具の動作の一例を
示す図である。

【図４】リジッドタップ動作中の軸間同期の監視を行う
ためのプロセッサ側の手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 補間制御手段 １ｂ 補間手段 ２ 軸制御手段 ３ 主軸制御手段 ４ 単位変換手段 ５ 偏差誤差検出手段 ６ 異常検出手段 １１ プロセッサ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ ＣＭＯＳ ２１ バス ４１〜４４ 軸制御回路 ５１〜５４ サーボアンプ ６１〜６４ サーボモータ ７１ スピンドル制御回路 ７２ スピンドルアンプ ７３ スピンドルモータ ８２ ポジションコーダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タッピング加工を行うためのリジッドタ
   ップ制御方式において、 送り軸と主軸との同期が図られるように各軸の駆動制御
   手段に対して補間パルスを出力する補間制御手段と、 前記補間パルスと前記送り軸の位置信号との偏差である
   送り軸偏差を検出する送り軸偏差検出手段と、 前記補間パルスと前記主軸の位置信号との偏差である主
   軸偏差を検出する主軸偏差検出手段と、 前記送り軸偏差および前記主軸偏差の各値を同じ単位に
   変換する単位変換手段と、 前記単位変換された前記送り軸偏差および前記主軸偏差
   を比較し、軸間の偏差誤差量を検出する偏差誤差検出手
   段と、 前記偏差誤差の値が所定値以上となった場合には異常で
   あると判断し、前記補間制御手段による前記補間パルス
   の出力を停止させる異常検出手段と、 を有することを特徴とするリジッドタップ制御方式。
2. 【請求項２】 前記補間停止手段は、前記補間パルスの
   出力停止時にアラームを発生するアラーム発生手段を有
   することを特徴とする請求項１記載のリジッドタップ制
   御方式。
3. 【請求項３】 前記アラーム手段は、表示画面上で前記
   アラームを発生するように構成されていることを特徴と
   する請求項２記載のリジッドタップ制御方式。
4. 【請求項４】 前記単位変換手段は、前記送り軸偏差の
   単位を前記主軸偏差の単位に変換するように構成されて
   いることを特徴とする請求項１記載のリジッドタップ制
   御方式。