JPH0698521B2 - 複合加工旋盤用数値制御装置 - Google Patents

複合加工旋盤用数値制御装置

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JPH0698521B2
JPH0698521B2 JP63064411A JP6441188A JPH0698521B2 JP H0698521 B2 JPH0698521 B2 JP H0698521B2 JP 63064411 A JP63064411 A JP 63064411A JP 6441188 A JP6441188 A JP 6441188A JP H0698521 B2 JPH0698521 B2 JP H0698521B2
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唯信 今井
祐二 近藤
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オ−クマ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、主軸に対向する副主軸を有する複合加工旋盤
用の数値制御(以下、単にNCとする)装置に関する。
(従来の技術) 一般的に、対向する2つのスピンドル,メインスピンド
ル(以下、主軸とする)とピックオフスピンドル(以
下、副主軸とする)とを持つ複合加工旋盤においては、
主軸で第1工程を行ない、副主軸で第2工程(たとえば
背面加工)を行なうようになっている。そして、第1工
程から第2工程へ移る際、副主軸を主軸に近づけて直接
ワークを受け渡す。このとき、両工程での複合加工にお
けるC軸加工角度を一致させる必要から、一旦主軸及び
副主軸の回転を止めてC軸方向の位置を合せてからワー
クの受け渡しを行なっている。つまり、第1工程の最後
と第2工程の最初が旋削であり、加工する上では主軸を
止める必要の無い場合でも、ワークの受け渡し時に主軸
を止めてから再び主軸を回転させなければならず、この
分加工時間が長くかかってしまうという欠点があった。
(発明が解決しようとする課題) 主軸を回転したままでワークを受け渡すことが出来れ
ば、主軸を停止させてから再び回転させる時間を省くこ
とができる。そのためには、回転中に主軸が把んでいる
ワークを副主軸で安定して把握するため、主軸と副主軸
の相対的な位置関係を一定に保つ機能、つまり主軸に対
して副主軸が同期して回転する機能が必要となる。この
同期回転は、副主軸を主軸位置に基づいて位置制御する
ことにより行なう。同期回転では回点数を一致させるだ
けのことであるため、主軸及び副主軸は一定の位相差を
保持しながら回転する。この位相差は同期回転中に変化
することはないが、同期回転するたび毎に異なる。この
位相差分だけずれた位置でワークが受け渡されるため、
副主軸側の複合加工時(第2工程)に前記位相差分を補
正し、第1工程と第2工程での複合加工におけるC軸加
工角度を一致させる機能が必要となる。
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本
発明の目的は、主軸及び副主軸が回転中にワークを受渡
しても両軸の複合加工でのC軸加工角度が一致するよう
にした複合加工旋盤用NC装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は主軸に対向する副主軸を有する複合加工旋盤用
NC装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記主軸
及び副主軸にそれぞれ位置検出手段を設け、前記主軸及
び副主軸間にて前記主軸及び副主軸が回転中のワークの
受け渡しを行なう際、前記回転中の前記各位置検出手段
の差を記憶手段に記憶し、前記ワークを渡された前記主
軸での位置割出し制御に前記記憶手段に記憶されている
差データを加味することにより、前記主軸及び副主軸に
おける位置割出しの位相を合せることによって達成され
る。
(作用) 主軸には位置検出器が取付けられており、副主軸は位置
制御を行なう。副主軸は長手方向に移動する軸上に有
り、ワークを把握している主軸の主軸回転数に副主軸回
転数を一致させる。次に、主軸位置に基づいて副主軸を
位置制御し同期回転させるが、これは回転数を合せるだ
けのため両軸は一定の位相差を保持しながら回転する。
副主軸のチャックを閉めてワークを把握し、ワークを通
じて両軸は連結される。このとき両軸の検出器の値より
前記位相差を求めて保持すると共に、副主軸での加工の
C軸移動において前記位相差を補正することにより、両
軸でのC軸加工角度を一致させることができる。
(実施例) 第1図は対向する主軸1及び副主軸7の構造図であり、
この2つの軸間でワーク6を受け渡すようになってい
る。すなわち、主軸1にはチャック2が装着されてお
り、チャック2はワーク6を把握しており、副主軸7に
はチャック8が装着されている。本発明は、主軸1及び
副主軸7が回転中に、チャック2が把握しているワーク
6をチャック8で把握させるものである。主制御装置12
による指令に基づいて主軸モータ駆動部4及び副主軸モ
ータ駆動部10はそれぞれ主軸モータ3及び副主軸モータ
9を駆動し、モータ3及び9の回転がそれぞれ主軸1及
び副主軸9に伝達され、これによって主軸1及び副主軸
9が回転駆動される。位置検出器5及び11は主軸1及び
副主軸7の回転位置をそれぞれ検出する。位置検出器5
及び11の位置検出信号MPS及びPPSは主制御装置12に入力
され、主制御装置12は主軸モータ3の指令として回転指
令MDSを出力すると共に、副主軸モータ9の指令として
回転指令PDSを出力する。
ここにおいて、主軸1及び副主軸7が回転中にワーク6
を受け渡すためには、2軸は相対的に一定の位置でなけ
ればならない。主軸1は速度制御により回転している主
軸1と副主軸7とを一定の位置に保つためには、副主軸
7に対し主軸位置を位置指令値とした位置制御を行な
い、両軸が同期して回転する必要がある。主軸回転中に
副主軸7を同期回転させるためには、急激な加減速を避
けるために先ず副主軸7の回転数を主軸1の回転数に合
せ、回転数が一致したときに主軸1の位置に合せて同期
回転するようにする。副主軸7は上述のように位置制御
されているため、一定回転数で回転させるための制御も
位置指令値を求めて行なう。この場合、回転数に見合っ
た速度単位量を順次位置指令値に加えて位置指令値を求
めて行く。主軸回転数を副主軸7の目標回転数として回
転させ、同回転になった時点で位置指令値を、主軸回転
数から求めた位置指令値から主軸位置より求めた位置指
令値へ切換え、同期回転に入る。しかし、別々の要素か
ら求められる上記2つの位置指令値は一致しないため、
このままだと滑らかに切換えることができない。
第5図は副主軸7が主軸1と同一回転数になったときの
位置関係を示しており、このとき副主軸7のチャック8
はまだ開いている。第5図中の右方の円は点Oを中心と
するC軸座標である。チャック2上の点Mは主軸1の基
準点、チャック8上の点Pは副主軸7の基準点、点PMは
基準点MのC軸座標位置、点PPは基準点PのC軸座標位
置とする。そして、第5図を左から右方向に見たときの
右回りをC軸増加方向とし、主軸1及び副主軸7が共に
C軸増加方向に回転しているとする。
なお、“CV"は主軸回転速度より求めた副主軸7の位置
指令値である。副主軸7はこの時点で位置指令値CVに従
って回転しているため、点PPは動的誤差を含む位置制御
の遅れθDだけ位置指令値CVに対して遅れている。そし
て、“CM"は主軸位置から求めた同期回転のための位置
指令値である。よって、 CM=PM ……(1) であり、位置指令値CVとCMとの間には次式で示される位
相差θCが存在する。
θC=CV−CM ……(2) そして、副主軸7の位置制御に用いる位置指令値をCと
すると、(2)式より C=CV ……(3) C=CM+θC ……(4) となり、主軸1と同一回転数で回転するときは(3)
式、同期回転に切換後は(4)式に従って位置指令値を
求めることにより滑らかに切換えることができる。
同期回転に入った後、副主軸7側のチャック8を閉じ
る。これにより、主軸1と主軸7の相対的な位置が機械
的に固定される。第6図では副主軸7のチャック8は閉
じられている。点PM及び点PPの相対的な位置は固定さ
れ、両点の間に次式の位相差θPが存在する。
θP=PM−PP ……(5) このように点PPは点PMに対してθP分だけ遅れているの
で、ワーク6はθ分だけ進んだ状態で副主軸7のチャ
ック8に把握されている。そして、主軸1側のチャック
2を開いてワーク6の受け渡しは終了する。以上より、
副主軸7側での複合加工におけるC軸位置決め時に、位
相差θP分だけ位置指令値より減算することにより、主
軸1と副主軸7における複合加工でのC軸加工角度を一
致させることができる。
第2図は主軸1及び副主軸7の回転制御の回路系を第1
図に対応させて示す図であり、コマンド解析部20で主制
御装置12に対する指令を各御部で実行出来るように解析
している。主軸回転制御部21はコマンド解析部20からの
主軸回転指令に基づいて主軸モータ駆動部4に対して回
転指令MDSを出力し、主軸回転数算出部22は位置検出器
5からの位置検出信号MPSにより主軸1の回転数MRを算
出する。また、副主軸回転数算出部23は位置検出器11か
らの位置検出信号PPSにより副主軸7の回転数PRを算出
する。そして、回転数比較部24は算出された主軸回転数
MR及び副主軸回転数PRを比較し、同一回転数となったと
きに一致信号CNを指令位相差算出部25及び副主軸位置指
令切換部31に入力する。指令位相差算出部25は両軸が同
一回転数になったとき、同期回転に用いる主軸位置から
求めた位置指令値CMと副主軸回転制御に用いる位置指令
値CVとの位相差θCを算出し、同期制御部28に出力す
る。チャック制御部26はコマンド解析部20からのチャッ
ク開閉指令CKによりチャック2及び8の開閉を行ない、
両軸のチャック2及び8がともに閉のときに閉信号CSを
位置位相差算出部27に入力する。位置位相差算出部27は
入力された閉信号CSをトリガーとして、両軸の位置検出
器5及び11からの位置検出信号MPS及びPPSに基づいて位
置の位相差θPを算出し、副主軸/C軸位置決め制御部30
に入力する。副主軸回転制御部29は、主軸回転数算出部
22で求めた主軸回転数MRと同回転となるように位置制御
単位時間毎の速度を求め、副主軸7の位置指令値CVを形
成する。また、同期制御部28は主軸位置より求めた位置
指令値CMに指令位置算出部25で求めた指令位相差θC
補正量として加え、同期回転位置指令値を求める。
主制御装置12をこのように構成していることにより、回
転制御から同期制御への切換時に位置指令値を急激に変
化させることなく、円滑に切換えることができる。副主
軸7側の複合加工時は副主軸/C軸位置決め制御部30でC
軸方向位置決め制御を行なうが、その際位置位相差算出
部27で求めた位置位相差θPを補正値として位置指令値
から減算し、主軸1と副主軸7でのC軸加工角度をワー
ク6上で一致させる。副主軸位置指令切換部31は、回転
数比較部24からの一致信号CNとコマンド解析部20からの
指令とに基づいて、位置決め制御部30,副主軸回転制御
部29,同期制御部28のどの位置指令値を用いるかを判断
し、副主軸位置制御部32へ位置指令値Cを伝送する。副
主軸位置制御部32は位置指令値Cに基づいて、副主軸7
のC軸位置制御を行なうものである。
第3図のフロチャートは、ワーク6の受け渡しの動作を
示している。同期回転“入”の処理(ステップS1)は、
回転中の主軸1に対して副主軸7が同期して回転する処
理を行なう。詳細は第4図に示して説明する。そして、
主軸1及び副主軸7が同期して回転すると、次に副主軸
7側のチャック8を閉じる(ステップS2)。これにより
ワーク6を通じて主軸1と副主軸7の相対的な位置が機
械的に固定される。この状態で、主軸位置と副主軸位置
の位相差θPを求めて保持する(ステップS3)。次に、
主軸1側のチャック2を開き(ステップS4)、これでワ
ーク6は主軸1から副主軸7に渡ったことになる。その
後、同期回転に入る前の回転数となる様に、同期制御か
ら回転制御に切換える。これにより、副主軸7だけでそ
のまま旋削に入ることが可能である。さらに、切削工程
が複合工程になったとき、C軸位置決めにおいて上記ス
テップS3で求めた位相差を補正することにより、主軸1
側と副主軸7側における複合加工のC軸加工角度をワー
ク6上で一致させることが出来る。
第4図のフローチャートは、第3図のステップS1である
副主軸7の同期回転“入”の処理例を示している。主軸
回転数算出部22で求めた回転数MRで副主軸7が回転する
ように、副主軸回転制御部29が制御する(ステップS1
0)。主軸1と副主軸7の実回転数が一致したとき(ス
テップS11)、同期制御部28は主軸位置から形成される
副主軸7のC軸同期制御位置指令値CMと、この時点での
回転制御部29で形成される一定速度のC軸位置指令値CV
との位相差θCを求める(ステップS12)。次に、C軸位
置指令の選択を回転制御から同期制御に切換え(ステッ
プS13)、前記位置指令値CMに前記位相差θC加え、C軸
指令値Cとする(ステップS14)。これで同期“入”の
処理は完了し、以後副主軸7は主軸1に同期して回転す
る。
なお、本例では主軸から副主軸へワークを受け渡す場合
について説明したが、逆に副主軸から主軸へワークを受
け渡す場合も全く同様に考えれば良い。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、対向する2つの軸間で直
接ワークを受け渡し、背面加工を行なうことができNC制
御複合加工旋盤において、主軸側での加工から副主軸側
への加工へ移る際に主軸を停止させ、再び回転させる必
要がなくなるため、その分加工時間を短縮することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は対向する2つの主軸及び副主軸の構成例を示す
図、第2図はその制御系を示すブロック図、第3図はワ
ークの受け渡しを示すフローチャート、第4図は副主軸
を主軸に同期回転させる制御例を示すフローチャート、
第5図及び第6図は主軸及び副主軸が同回転数で回転し
ているときの位置関係を説明するための図である。 1……主軸、2,8……チャック、3……主軸モータ、4
……主軸モータ制御部、5,11……位置検出器、6……ワ
ーク、7……副主軸、12……主制御装置、20……コマン
ド解析部、21……主軸回転制御部、24……回転数比較
部、28……同期制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主軸に対向する副主軸を有する数値制御複
    合加工旋盤において、前記主軸及び副主軸にそれぞれ位
    置検出手段を設け、前記主軸及び副主軸間にて前記主軸
    及び副主軸が回転中にワークの受け渡しを行なう際、前
    記回転中の前記各位置検出手段の差を記憶手段に記憶
    し、前記ワークを渡された前記主軸での位置割出し制御
    に前記記憶手段に記憶されている前記差データを加味す
    ることにより、前記主軸及び副主軸における位置割出し
    の位相を合せるようにしたことを特徴とする複合加工旋
    盤用数値制御装置。
JP63064411A 1988-03-17 1988-03-17 複合加工旋盤用数値制御装置 Expired - Fee Related JPH0698521B2 (ja)

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JP2824648B2 (ja) * 1988-08-02 1998-11-11 ファナック株式会社 工作機械の主軸同期運転制御装置及びその方法
JPH03121748A (ja) * 1989-10-06 1991-05-23 Fanuc Ltd 主軸同期回転制御方式
JPH0824884B2 (ja) * 1990-08-29 1996-03-13 豊田合成株式会社 ステアリングホイールの製造装置
JP4635588B2 (ja) * 2004-12-08 2011-02-23 村田機械株式会社 チャックのワーク把持確認装置

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