JPS61109647A - 工作機械の送り速度制御装置 - Google Patents
工作機械の送り速度制御装置Info
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- JPS61109647A JPS61109647A JP59229551A JP22955184A JPS61109647A JP S61109647 A JPS61109647 A JP S61109647A JP 59229551 A JP59229551 A JP 59229551A JP 22955184 A JP22955184 A JP 22955184A JP S61109647 A JPS61109647 A JP S61109647A
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- Japan
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- speed
- machining
- machine tool
- counter
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
- G05B19/4166—Controlling feed or in-feed
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Turning (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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。
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、工作機械の送り速度制御の応答性を、可変可
能にして、加工精度の向上を図った工作機械の送り速度
制御装置に関する。
能にして、加工精度の向上を図った工作機械の送り速度
制御装置に関する。
[従来の技術]
従来、数値制御工作機械のサーボ機構には、DCサーボ
モータの回転量と回転速度を与える指令パルスと、現実
の移動量に対応した帰還パルスとの偏差に応じて、DC
サーボモータを速度制御するクローズトループ方式が採
用されている。
モータの回転量と回転速度を与える指令パルスと、現実
の移動量に対応した帰還パルスとの偏差に応じて、DC
サーボモータを速度制御するクローズトループ方式が採
用されている。
このループに於けるサーボループのゲインは、追従偏差
に対する機械の速度の比として表わされるものであり、
ゲインが大きい程、連応性のよい、移動精度の高いサー
ボ機構が得られる。
に対する機械の速度の比として表わされるものであり、
ゲインが大きい程、連応性のよい、移動精度の高いサー
ボ機構が得られる。
しかし、ゲインの値を大きくしすぎると、サーボ機構が
不安定になり、ハンチングを生じる。ハンチングによる
加工精度は、指令速度と関係し、指令速度が大きい程そ
の精度は悪くなる。
不安定になり、ハンチングを生じる。ハンチングによる
加工精度は、指令速度と関係し、指令速度が大きい程そ
の精度は悪くなる。
従って、従来の工作機械におけるサーボループのゲイン
は、加工箇所、加工速度によらず、常に加工精度が一定
の範囲に保持されるように設定されていた。
は、加工箇所、加工速度によらず、常に加工精度が一定
の範囲に保持されるように設定されていた。
[発明の解決しようとする問題点]
たとえば、ビデオ装置のリードの加工においては、工具
の要求送り速度と要求加工精度が加工箇所で異なり、加
工精度はあまり要求されないが工具をできるかぎり早く
移動させたい箇所と、移動速度は遅くてもよいが高い加
工精度が要求される箇所がある。
の要求送り速度と要求加工精度が加工箇所で異なり、加
工精度はあまり要求されないが工具をできるかぎり早く
移動させたい箇所と、移動速度は遅くてもよいが高い加
工精度が要求される箇所がある。
しかし、従来の様に、ゲインが一定値に固定されていた
のでは、必要な箇所における加工精度を向上させるには
、全体的に加工速度を低下させなければならず、加工能
率が低下する問題がある。
のでは、必要な箇所における加工精度を向上させるには
、全体的に加工速度を低下させなければならず、加工能
率が低下する問題がある。
そこで本発明は、前記サーボループ制御のゲインを、加
工速度、加工箇所に応じて可変にすることで、高速、高
精度の加工を行なうことを目的とする。
工速度、加工箇所に応じて可変にすることで、高速、高
精度の加工を行なうことを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、工作機械の駆動軸の位置と速度を1li11
御する指令パルスと、前記指令パルスにより駆動される
移動体の移動量及び移動速度を示す帰還パルスを入力す
る偏差カウンタを有し、該偏差カラ前記漏差カウンタの
出力に対する前記移動体の速度の比として表わされるサ
ーボループのゲインを、前記偏差カウンタの出力が零近
傍の時に可変ゲイン調整装置は、前記サーボループのゲ
インを可変可能に制御できる増幅回路である。
御する指令パルスと、前記指令パルスにより駆動される
移動体の移動量及び移動速度を示す帰還パルスを入力す
る偏差カウンタを有し、該偏差カラ前記漏差カウンタの
出力に対する前記移動体の速度の比として表わされるサ
ーボループのゲインを、前記偏差カウンタの出力が零近
傍の時に可変ゲイン調整装置は、前記サーボループのゲ
インを可変可能に制御できる増幅回路である。
たとえば、演算象増幅器で増幅回路を構成した場合、反
転入力端子への帰還量をイリ御することで実現できる。
転入力端子への帰還量をイリ御することで実現できる。
又、さらには、サーボループに設けられているDA変M
k器の利得を変化させても良い。
k器の利得を変化させても良い。
ゲイン調整装置は、速度信号フィールドパックループの
中に入れても、位置信号フィールドパックループに入れ
ても良い。
中に入れても、位置信号フィールドパックループに入れ
ても良い。
前記ゲインの可変方法は、該ゲインを段階的に調整して
もよいし、連続的に調整してもよい。又、ゲインを可変
する制御信号を出力する制御部をゲイン調整装置に含め
ても良い。
もよいし、連続的に調整してもよい。又、ゲインを可変
する制御信号を出力する制御部をゲイン調整装置に含め
ても良い。
[作用]
ゲイン調整装置は、ゲイン制御信号に対応して、偏差カ
ウンタの出力に対する移動体の速度比であるサーボルー
プのゲインを調整する。この結果、加工箇所、加工速度
に応じて、サーボループのゲインを変化させることがで
き、従って最適な加工を行うことができる。
ウンタの出力に対する移動体の速度比であるサーボルー
プのゲインを調整する。この結果、加工箇所、加工速度
に応じて、サーボループのゲインを変化させることがで
き、従って最適な加工を行うことができる。
また」差が零近傍になった時に、ゲインの=換えが行わ
れるため、ゲイン切換時にサーボ系が不安定になること
もない。
れるため、ゲイン切換時にサーボ系が不安定になること
もない。
[実施例]
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて更に詳しくの
べる“。
べる“。
本実施例は、VTRのシリンダーにリード部を・配設す
る加工機に適用したものである。
る加工機に適用したものである。
第4図は、前記リード部の加工工程を示すタイミングチ
ャートであり、同図(a)はデータ入力装置からの指令
速度の時間経過を示し、同図(b)は該指令速度に対応
して加工工具の送り軸であるY軸駆動モータの回転速度
を示す。同図(d )は加工材が加工された後の、加工
面を側面図として展開したものであり、点Aと点Bは同
一点であり、直線CDで示される加工面は加工精度が重
要であり、点りより点Eに至る加工面は、比較的精度が
粗でよいが工具を急速に後退させることが要求される加
工面である。
ャートであり、同図(a)はデータ入力装置からの指令
速度の時間経過を示し、同図(b)は該指令速度に対応
して加工工具の送り軸であるY軸駆動モータの回転速度
を示す。同図(d )は加工材が加工された後の、加工
面を側面図として展開したものであり、点Aと点Bは同
一点であり、直線CDで示される加工面は加工精度が重
要であり、点りより点Eに至る加工面は、比較的精度が
粗でよいが工具を急速に後退させることが要求される加
工面である。
前述した理由により、本実施例は直線CDで示される箇
所を580 rpmの指令速度に対し、高ゲインのサー
ボ制御で加工し、点りより点Eに至る箇所は、2400
rpmの指令速度に対し、低ゲインのサーボ制御で加
工しようとするものである。
所を580 rpmの指令速度に対し、高ゲインのサー
ボ制御で加工し、点りより点Eに至る箇所は、2400
rpmの指令速度に対し、低ゲインのサーボ制御で加
工しようとするものである。
具体的には、前記高ゲイン、前記低ゲインの設定は、ハ
ンチング現象、加工精度、加工速度、加工工具、及び加
工材の材質等により設定される。
ンチング現象、加工精度、加工速度、加工工具、及び加
工材の材質等により設定される。
従来技術の場合は、前記サーボループのゲインが可変不
能のために以下に述べる様な問題点が起きる。例えば、
前記サーボループのゲインを高ゲインにすれば、直線C
Dの部分は、製品が必要とする加工精度は満足されるの
であるが、点り乃至点Eに至る加工部は高速戻り加工で
あるため、ハンチング現象が大きくなり、所定の加工精
度が得られず、所定の加工精度を得るには、戻り加工の
指令速度を遅くしなければならず、そうすると、加工時
間が長くなる。
能のために以下に述べる様な問題点が起きる。例えば、
前記サーボループのゲインを高ゲインにすれば、直線C
Dの部分は、製品が必要とする加工精度は満足されるの
であるが、点り乃至点Eに至る加工部は高速戻り加工で
あるため、ハンチング現象が大きくなり、所定の加工精
度が得られず、所定の加工精度を得るには、戻り加工の
指令速度を遅くしなければならず、そうすると、加工時
間が長くなる。
一方、加工時間を短くしようとすると、点り乃至点Eに
至る加工部を満足するようなサーボループのゲイン設定
、つまり低ゲインの設定が必要となり、その結果、連応
性が悪く0点の位冒決め、直線性等が悪くなり直線CD
の部分の加工精度は所定の加工精度を満足しない。
至る加工部を満足するようなサーボループのゲイン設定
、つまり低ゲインの設定が必要となり、その結果、連応
性が悪く0点の位冒決め、直線性等が悪くなり直線CD
の部分の加工精度は所定の加工精度を満足しない。
第1図は本発明の具体的な一実施例に係る工作機械の送
り速度&1t[l装置のブロックダイアグラムである。
り速度&1t[l装置のブロックダイアグラムである。
本発明の実施例制御装置は、Y軸制御により加工工具8
3を移動し、主軸モータ84に回転される加工材86を
加工しようとするものである。前記主軸モータ84の回
転変位はパルスジェネレータ85により検出され、イン
タフェース56を介してマイクロコンピュータ52に入
力される。前記パルスジェネレータ85は、Y軸通りモ
ータ81がポールネジ82を回転して送る加工工具83
の送り指令と、加工材86の加工開始点との同期信号(
又はスタート信号)を得るために配設する。
3を移動し、主軸モータ84に回転される加工材86を
加工しようとするものである。前記主軸モータ84の回
転変位はパルスジェネレータ85により検出され、イン
タフェース56を介してマイクロコンピュータ52に入
力される。前記パルスジェネレータ85は、Y軸通りモ
ータ81がポールネジ82を回転して送る加工工具83
の送り指令と、加工材86の加工開始点との同期信号(
又はスタート信号)を得るために配設する。
ゲイン調整装置10は、前記マイクロコンピュータ52
からの制御信号により、サーボループのゲインを調整す
る帰還回路12、同13と、アナログ増幅器11より成
る。前記ゲイン調整装置10から入力した信号により、
Y軸速度制御回路80は、前記Y軸通りモータ81を駆
動する。
からの制御信号により、サーボループのゲインを調整す
る帰還回路12、同13と、アナログ増幅器11より成
る。前記ゲイン調整装置10から入力した信号により、
Y軸速度制御回路80は、前記Y軸通りモータ81を駆
動する。
前記Y軸通りモータ81の回転変位信号と、データ入力
装置51で設定されたデータに応じて移動指令パルスを
出力するパルス発生器54、からの信号を入力する偏差
カウンタ60は、加減算カウンタから構成される。
装置51で設定されたデータに応じて移動指令パルスを
出力するパルス発生器54、からの信号を入力する偏差
カウンタ60は、加減算カウンタから構成される。
前記偏差カウンタ60の状態を検出する検出回路61は
、該検出結果に応じて、インタフェース55を介して、
前記マイクロコンピュータ52に出力する。
、該検出結果に応じて、インタフェース55を介して、
前記マイクロコンピュータ52に出力する。
前記偏差カウンタ60の出力信号は、DA変換器70で
アナログ信号に変換された後、前記ゲイン調整値10に
入力される。
アナログ信号に変換された後、前記ゲイン調整値10に
入力される。
記憶装置153は、前記マイクロコンピュータ52がイ
ンタフェース55、同5Gを介して入力した信号を記憶
したり、該信号を処理するためのデータを記憶する。
ンタフェース55、同5Gを介して入力した信号を記憶
したり、該信号を処理するためのデータを記憶する。
本実施例は、工具の前進時に精密切削加工をし、該工具
の後退時に普通板切削加工を行なう目的のために実現し
たものである。
の後退時に普通板切削加工を行なう目的のために実現し
たものである。
第2図は、本実施例に係る工作機械の回転速度制御装置
に使用されるマイクロコンピュータの処理を示すフロー
チャートである。
に使用されるマイクロコンピュータの処理を示すフロー
チャートである。
第3図は同実施例のタイミングチャートであり、以下、
第2図、第3図及び第4図を用いて、本実施例の作用を
説明する。
第2図、第3図及び第4図を用いて、本実施例の作用を
説明する。
主軸モータ84の回転変位が原点位置を通過すると、主
軸変位検出器85は原点パルスを発する。
軸変位検出器85は原点パルスを発する。
つまり、本実施例は、主軸が1回転する間に、工。
貝の前進、後退を繰り返すプログラムである。
主軸が原点位置を通過したことにより、加工のスタート
信号が発せられると、コンピュータ52は、インタフェ
ース56を介して、ゲイン調整装置10に、高利得設定
のIII御信号を出力する。即ちスイッチング素子14
はターンオンし、同素子15はターンオフする。
信号が発せられると、コンピュータ52は、インタフェ
ース56を介して、ゲイン調整装置10に、高利得設定
のIII御信号を出力する。即ちスイッチング素子14
はターンオンし、同素子15はターンオフする。
ステップ100が実行されると、次ステツプ102に進
み、主軸の回転が原点位ぽを通過し、所定の角度0分だ
け回転したと判断されると(ステップ104)、前進切
削送り制御信号、つまり切込みパルス、をt=TIより
出力すべくパルス発生器54を作動させる。第4図(7
1)、(b )、(d > この時点より偏差カウンタ60に指令パルスが供給され
るとともに、フィー−ドパツクパルスが供給され、所定
の両者の偏差に応じて送りが実行される。区間C−Dに
おける送りが完了して検出回路61によって、前記偏差
カウンタ60の値が0+近傍になったことが検出される
と、(ステップ106)、該検出回路61は、コンピュ
ータ52に、前記ゲイン調整装置10の利得を低利得に
変更するための制御信号を出力し、前記ゲイン調整装置
10のスイッチング素子14をターンオフし、同15を
ターンオンすることで、利得を大から小に変更する。(
ステップ108) その後、工具後退時の切削加工用の指令パルスが出力さ
れ(第4図(a))、工具は後退加工をする(ステップ
110)。所定の移動による加工が実行され、偏差カウ
ンタ60内のたまりが零近傍、すなわち、工具の移動が
完了した事が前記検出回路60で判定されると(ステッ
プ102)、コンピュータ52により、前記ゲイン調整
装置10の利得が、前進精密加工のための高利得に切替
えが行なわれる。
み、主軸の回転が原点位ぽを通過し、所定の角度0分だ
け回転したと判断されると(ステップ104)、前進切
削送り制御信号、つまり切込みパルス、をt=TIより
出力すべくパルス発生器54を作動させる。第4図(7
1)、(b )、(d > この時点より偏差カウンタ60に指令パルスが供給され
るとともに、フィー−ドパツクパルスが供給され、所定
の両者の偏差に応じて送りが実行される。区間C−Dに
おける送りが完了して検出回路61によって、前記偏差
カウンタ60の値が0+近傍になったことが検出される
と、(ステップ106)、該検出回路61は、コンピュ
ータ52に、前記ゲイン調整装置10の利得を低利得に
変更するための制御信号を出力し、前記ゲイン調整装置
10のスイッチング素子14をターンオフし、同15を
ターンオンすることで、利得を大から小に変更する。(
ステップ108) その後、工具後退時の切削加工用の指令パルスが出力さ
れ(第4図(a))、工具は後退加工をする(ステップ
110)。所定の移動による加工が実行され、偏差カウ
ンタ60内のたまりが零近傍、すなわち、工具の移動が
完了した事が前記検出回路60で判定されると(ステッ
プ102)、コンピュータ52により、前記ゲイン調整
装置10の利得が、前進精密加工のための高利得に切替
えが行なわれる。
その後プログラムは、ステップ100に戻る。
本実施例によると、寸法精度の要求される比較的低速送
りの前進切削送り時には、速度誤差増幅回路の利得を大
にすることで、充分満足のできる高精度加工ができ、比
較的寸法精度が粗でよく1、高速加工の後退切削送り時
には、前記速度誤差増幅回路の利得を小にすることで、
ハンチング現象を起こすことなく高速後退送りが可能と
なる。ハンチング現象が非常に小さくなり、充分な加工
精度が得られる。特に、直線CDの加工部(第4図(d
))の加工開始部は、低速、高ゲイン設定により、立ち
上りのよい加工ができる。また、点り乃至点Eに至る加
工部は、低ゲインの設定により所定の精度の高速加工が
できる。
りの前進切削送り時には、速度誤差増幅回路の利得を大
にすることで、充分満足のできる高精度加工ができ、比
較的寸法精度が粗でよく1、高速加工の後退切削送り時
には、前記速度誤差増幅回路の利得を小にすることで、
ハンチング現象を起こすことなく高速後退送りが可能と
なる。ハンチング現象が非常に小さくなり、充分な加工
精度が得られる。特に、直線CDの加工部(第4図(d
))の加工開始部は、低速、高ゲイン設定により、立ち
上りのよい加工ができる。また、点り乃至点Eに至る加
工部は、低ゲインの設定により所定の精度の高速加工が
できる。
[発明の効果]
本発明によれば、サーボ系の利得を調整するゲイン調整
装置を設けたことで、加工製品に必要とされる加工精度
に対応した利得を選択することで、高精度で効率のよい
加工ができる。
装置を設けたことで、加工製品に必要とされる加工精度
に対応した利得を選択することで、高精度で効率のよい
加工ができる。
また、指令位置と現在位置との間の偏差が零近傍になっ
たことを検出してゲインを切換えるようにしているので
、ゲイン切換時にサーボ系が不安定になることがない利
点もある。
たことを検出してゲインを切換えるようにしているので
、ゲイン切換時にサーボ系が不安定になることがない利
点もある。
第1図は本発明の具体的1実施例に係る工作機械の送り
速度制御装置の構成を示したブロックダイアグラムであ
る。第2図は同実施例において使用した計算機の処理す
るプログラムを示したフローチャートであり、第3図、
第4図は同実施例の作動を説明するタイミングチャート
である。 10・・・ゲイン装置 11・・・増幅器12、・
・・高ゲイン帰還回路 13・・・低ゲイン帰還回路 特許出願人 豊田工機株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 藤谷 修 同 弁理士 丸山明夫
速度制御装置の構成を示したブロックダイアグラムであ
る。第2図は同実施例において使用した計算機の処理す
るプログラムを示したフローチャートであり、第3図、
第4図は同実施例の作動を説明するタイミングチャート
である。 10・・・ゲイン装置 11・・・増幅器12、・
・・高ゲイン帰還回路 13・・・低ゲイン帰還回路 特許出願人 豊田工機株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 藤谷 修 同 弁理士 丸山明夫
Claims (1)
- (1)工作機械の駆動軸の位置と速度を制御する指令パ
ルスと、前記指令パルスにより駆動される移動体の移動
量及び移動速度を示す帰還パルスとを入力する偏差カウ
ンタを有し、該偏差カウンタの出力に応じて前記駆動軸
を速度制御する工作機械の送り速度制御装置において、 前記偏差カウンタの出力に対する前記移動体の速度の比
として表わされるサーボループのゲインを、前記偏差カ
ウンタの出力が零近傍の時に可変的に調整するゲイン調
整装置を設けた事を特徴とする工作機械の送り速度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59229551A JPS61109647A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 工作機械の送り速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59229551A JPS61109647A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 工作機械の送り速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109647A true JPS61109647A (ja) | 1986-05-28 |
| JPH0579459B2 JPH0579459B2 (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=16893934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59229551A Granted JPS61109647A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 工作機械の送り速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109647A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030092384A (ko) * | 2002-05-29 | 2003-12-06 | 현대자동차주식회사 | 공작기계 이송 속도 취득 시스템 |
| WO2005009677A1 (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-03 | Yiwon Engineering Inc. | Apparatus for detecting position of drawbar in automatic tool change device |
| WO2006004340A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Sta Inc. | Position sensor of draw-bar unit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57182211A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-10 | Honda Motor Co Ltd | Controller |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP59229551A patent/JPS61109647A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57182211A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-10 | Honda Motor Co Ltd | Controller |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030092384A (ko) * | 2002-05-29 | 2003-12-06 | 현대자동차주식회사 | 공작기계 이송 속도 취득 시스템 |
| WO2005009677A1 (en) * | 2003-07-28 | 2005-02-03 | Yiwon Engineering Inc. | Apparatus for detecting position of drawbar in automatic tool change device |
| US7217230B2 (en) | 2003-07-28 | 2007-05-15 | Yiwon Engineering Inc. | Apparatus for detecting position of drawbar in automatic tool change device |
| WO2006004340A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Sta Inc. | Position sensor of draw-bar unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579459B2 (ja) | 1993-11-02 |
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