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Dokumentenidentifikation DE10393839T5 13.10.2005
Titel Gewindeschneid-Steuerverfahren und Einrichtung dazu
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Tanaka, Takahisa, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 10393839
Vertragsstaaten CN, DE, JP, US
WO-Anmeldetag 06.02.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2003/001245
WO-Veröffentlichungsnummer 2004069459
WO-Veröffentlichungsdatum 19.08.2004
Date of publication of WO application in German translation 13.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.10.2005
IPC-Hauptklasse B23G 1/02

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewindeschneid-Steuerverfahren und eine Einrichtung dazu.

STAND DER TECHNIK

Bei konventionellen numerischen Steuereinrichtungen (im Nachfolgenden wird numerische Steuereinrichtung als NC bezeichnet), wird einer ein Werkstück haltenden Hauptspindel eine konstante Drehung verliehen, der Rotationsbetrag der Hauptspindel wird durch einen an der Hauptspindel angebrachten Codierer erfasst, ein Gewindeschneidspindel-Bewegungsbetrag proportional zu einer vorgeschriebenen Gewindeganghöhe wird berechnet und eine Bewegungssteuerung wird ausgeführt.

Ferner wird im allgemeinen, wenn ein Gewinde in dem Werkstück erstellt wird, eine Gewindescheidbearbeitung mehrere Male wiederholt während des Variierens des Werkzeugschneidbetrags und dies steuert den Start der Interpolation für die Gewindeschneidspindel mit einem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpositionssignal als Referenz. Jedoch, da das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpositionssignal und ein NC-Steuerungszyklus IT nicht synchron sind, sind in Fällen, in denen zwei oder mehr Bearbeitungswiederholungen für dasselbe Gewinde ausgeführt worden sind, Schwankungs- bzw. Variantionserscheinungen in der tatsächlichen Schneidposition gewesen.

Da Schwankungen in dem Schneid-Ende-Pfad in der Nähe des Endes des Gewindes bedingt durch beim Start des Gewindeschneidens erzeugte Schwankungen auftreten, wird ferner ein unvollständiger Gewindeabschnitt am Gewindeende lang und es ist erforderlich, die unvollständige Gewindelänge einschließlich des Schwankungsabschnitts zu berücksichtigen. Bedingt durch Schwankungen bei der Schneidlast bedingt durch Schwankungen im Schneid-Ende-Pfad nahe an dem Endpunkt des Gewindes nimmt die Gewindegenauigkeit in der Nähe des Endpunktes ab und bedingt durch die Schwankungen in dieser Schneidbelastung hat es Fälle gegeben, in denen die Werkzeuglebensdauer verkürzt worden ist.

Unter Verwendung der 6 bis 8 ist die detaillierte Beschreibung dieser Angelegenheiten folgendermaßen.

Wie in 8 gezeigt, wird eine Gewindeschneid-Bearbeitung implementiert durch Versetzen eines an der Hauptspindel angebrachten Werkstücks in eine konstante Umdrehung und durch Bewegen eines Schneidwerkzeugs von einer Gewindeschneid-Startposition, die an einer festen vorgeschriebenen Position festgelegt ist in der Richtung der Gewindeschneidspindel.

In konventioneller Gewindeschneidsteuerung, wie in 6 gezeigt, wird die Hauptspindelposition beim Gewindeschneiden durch einen Hauptspindelpositionszähler erhalten, in welchem beim Gewindeschneiden eine Zähloperation gestartet wird mit dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpositionssignal, welches von dem an der Hauptspindel installierten Codierer jedes Mal ausgegeben wird, wenn die Hauptspindel eine Umdrehung vollführt, als einen Auslöser. Ferner wird bezüglich dieses Hauptspindelpositionszählers, während des Gewindeschneidens, durch den Hauptspindelpositionszähler eine Ausgangsgröße erzeugt, die zum Steuern jeweiliger Umdrehungen verwendet wird, der Zählwert wird bei einer vorgeschriebenen Zählwertzahl gelöscht und das Zählen wird neu gestartet. Die Gewindeschneidsteuerung steuert das Starten der Gewindeschneidspindel-Interpolation basierend auf dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpositionssignal; zu diesem Zeitpunkt wird der Betrag, um den sich die Gewindeschneidspindel bewegt, in der Interpolationsverarbeitung der NC-Einrichtung berechnet, ausgeführt in einem konstant zyklischen Intervall (von beispielsweise ms), und der Betrat der Gewindeschneidspindelbewegungen bei der ersten Interpolation ist: F&Dgr;To = (&Dgr;Po ÷ P) × L (&Dgr;Po: erstmaliger Hauptspindelpositons-Schwankungsbetrag [Impulsanzahl]),

P: Anzahl der Impulse pro Hauptspindel-Einzelumdrehung,

L: Gewindeganghöhe

Da der Hauptspindel-Drehzyklus und der Steuerungszyklus IT asynchron sind, treten hier Schwankungen im Wert von &Dgr;Po und auch in dem Gewindeschneidspindel-Bewegungsbetrag, F&Dgr;To, bei der ersten Interpolation auf. Diese Schwankungen werden zu den Schwankungen beim Start des Gewindeschneidens, und letztendlich, wie in 8 gezeigt, werden sie zu den Schwankungen beim Start des Schneid-Endes, so dass der Schneid-Ende-Pfad nicht länger konstant ist. 7 zeigt, wie der Gewindeschneidspindel-Bewegungsbetrag, F&Dgr;T1, bei der letzten Interpolation variiert, wenn der Gewindeschneidspindel-Bewegungsbetrag F&Dgr;To bei der ersten Interpolation variiert.

Eine Technologie zum Lösen dieser Art von Problemen wird in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung 1993-46236 offenbart, bestehend aus dem Abwandeln des Steuerungszyklus für einen Servo, um Synchronität mit dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal zu haben. Jedoch, da die obige Technologie eine spezielle Hardware-Einrichtung (Hardware-Einrichtung) erfordert, um den Steuerungszyklus unmittelbar vor der Gewindeschneid-Bearbeitung zu ändern, gibt es den Nachteil, dass diese Hardware-Konfiguration kompliziert wird.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Im Lichte dieser Arten von Betrachtungspunkten hat die vorliegende Erfindung ein Ziel, ein Gewindeschneid-Steuerverfahren und eine Einrichtung davon bereitzustellen, die eine Gewindeschneid-Bearbeitung mit guter Genauigkeit ohne das Auftreten von Schwankungen beim Start des Gewindeschneidens ohne Änderung der konventionellen Hardware selbst in dem Fall, in dem Gewindeschneid-Bearbeitung wiederholt mehrmals während des Änderns des Werkzeugschneidbetrags vorgenommen wird, ausführen können.

Um die oben beschriebenen konventionellen Probleme zu lösen, umfasst das Gewindeschneid-Steuerverfahren in bezug auf die vorliegende Erfindung einen Schritt des Berechnens der Momentanposition einer Hauptspindel, einen Schritt des Erzeugens und Ausgebens eines Hauptspindelpositions-Korrekturbetrags, um ein Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel in Synchronität zu bringen mit dem Steuerungszyklus einer Gewindeschneidspindel und der Hauptspindel basierend auf dem Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel und der berechneten Momentanposition der Hauptspindel, einen Schritt des Bestätigens, dass der Steuerungszyklus synchron mit dem Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel ist, deren Position durch den erzeugten und ausgegebenen Hauptspindelpositions-Korrekturbetrag korrigiert wird, und das Ausgeben eines Interpolations-Startsignals für die Gewindeschneidspindel, und einen Schritt des Ausgeben eines Befehls an die Gewindeschneidspindel mit Hilfe des ausgegebenen Interpolations-Startsignals.

Als ein Ergebnis ist es möglich, ohne Änderung der konventionellen Hardware einen Steuerzyklus konform mit dem Drehzyklus der Hauptspindel durch Korrigieren der Position der Hauptspindel von dem momentanen Hauptspindelpositions-Zählerwert und der Momentanspindel-Drehzahl-Referenzposition festzulegen. Auf diese Weise wird, selbst in den Fällen, in denen die Gewindeschneid-Bearbeitung mehrmals während des Änderns eines Werkzeugschneidbetrags wiederholt wird, da keine Schwankungen beim Starten der Behandlung und nahe am Endpunkt des Gewindeschneidens erzeugt werden, die Gewindeschneid-Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden. Da der Gewindeschneid-Endpunktpfad konstant ist, werden Änderungen in der Schneidbelastung reduziert und die Werkzeug-Lebensdauer wird ausgedehnt.

Außerdem ist das Gewindeschneid-Steuerverfahren dieser Erfindung derart, dass die Position der Hauptspindel in einer Richtung korrigiert wird, in der die Drehfrequenz bzw. Umlauffrequenz der Hauptspindel verringert wird.

Demnach kann die Korrektur unterhalb der höchsten Drehzahl der Hauptspindel vorgenommen werden und die Gewindeschneid-Bearbeitung kann sicher ausgeführt werden.

Ferner ist das Gewindeschneid-Steuerverfahren dieser Erfindung derart, dass wenn die Abweichung zwischen dem Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel und dem Steuerungszyklus einer Steuerspindel und der Hauptspindel unterhalb eines vorgeschriebenen Wertes liegt, und die Umlauffrequenz der Hauptspindel ist unterhalb eines designierten Wertes, die Position der Hauptspindel in der Richtung korrigiert wird, in der die Umlauffrequenz der Hauptspindel zunimmt.

Als ein Ergebnis wird die für die Korrektur erforderliche Zeit reduziert und die Zykluszeit wird verkürzt.

Zudem ist das Gewindeschneid-Steuerverfahren dieser Erfindung derart, dass der Hauptspindelpositions-Korrekturbetrag berechnet wird, um unterhalb dem maximalen Korrekturbetrag der Hauptspindel zu liegen, so dass die Variation der Drehung der Hauptspindel innerhalb vorbestimmter Schwankungen liegt.

Als ein Ergebnis können Hauptspindel-Geschwindigkeitsschwankungen eingeschränkt werden und das Auftreten von Ungenauigkeiten und Hauptspindelalarmen kann eingeschränkt werden.

Zudem ist das Gewindeschneid-Steuerverfahren dieser Erfindung derart, dass der Hauptspindelpositions-Korrekturbetrag den Gewindeschneidstartwinkel einschließt.

Als ein Ergebnis ist es möglich, die Gewindeschneid-Bearbeitung von einem beliebigen Winkel zu starten.

Eine sich auf die vorliegende Erfindung beziehende numerische Steuereinrichtung umfasst eine Hauptspindelpositions-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der Momentanposition der Hauptspindel, eine Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung zum Erzeugen und Ausgeben eines Hauptspindelpositions-Korrekturbetrags, um ein Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel synchron zu machen mit den Steuerzyklen einer Gewindeschneidspindel und der Hauptspindel basierend auf dem Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel und der Momentanposition der Hauptspindel, die von der Hauptspindelpositions-Berechnungsvorrichtung berechnet worden ist, eine Gewindeschneidspindel-Interpolationsstartsignal-Ausgabevorrichtung zum Bestätigen, dass die Steuerzyklen synchron sind mit dem Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel, deren Position um den Hauptspindelpositions-Korrekturbetrag korrigiert worden ist, welcher von der Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung erzeugt und ausgegeben wird, und zum Ausgeben eines Interpolations-Startsignals für die Gewindeschneidspindel, und eine Interpolationsvorrichtung für jede Spindel zum Ausgeben eines Befehls an die Gewindeschneidspindel mit Hilfe des ausgegebenen Interpolations-Startsignals von der Gewindeschneidspindel-Interpolationsstartsignal-Ausgabevorrichtung.

Als ein Ergebnis ist es möglich, ohne Änderung der konventionellen Hardware durch Korrigieren der Position der Hauptspindel von dem momentanen Hauptspindels-Zählerwert und der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzposition die Steuerzyklen mit dem Drehzyklus der Hauptspindel konform zu machen. Auf diese Weise wird, selbst in dem Fall, in dem die Gewindeschneid-Bearbeitung mehrere Male während des Änderns des Werkzeugschneidbetrags wiederholt wird, da keine Schwankungen beim Starten des Gewindeschneidens und nahe am Endpunkt des Gewindeschneidens erzeugt werden, die Gewindeschneid-Bearbeitungsgenauigkeit verbessert. Da der Gewindeschneid-Endpunktpfad konstant ist, werden Änderungen in der Schneidbelastung reduziert und die Werkzeug-Lebensdauer wird ausgedehnt.

Zudem ist die numerische Steuereinrichtung dieser Erfindung derart, dass die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung die Position der Hauptspindel in einer Richtung korrigiert, in der die Drehfrequenz der Hauptspindel abnimmt.

Daher kann eine Korrektur unterhalb der maximalen Drehfrequenz der Hauptspindel ausgeführt werden und eine Gewindeschneid-Bearbeitung kann sicher ausgeführt werden.

Ferner ist die numerische Steuereinrichtung dieser Erfindung derart, dass wenn die Abweichung zwischen dem Einzelumdrehungs-Referenzsignal der Hauptspindel und den Steuerungszyklen einer Steuerspindel und der Hauptspindel unterhalb eines vorbeschriebenen Wertes liegt und die Drehfrequenz der Hauptspindel unterhalb eines designierten Wertes liegt, die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung die Position der Hauptspindel in der Richtung korrigiert, in der die Drehfrequenz der Hauptspindel zunimmt.

Als ein Ergebnis wird die zur Korrektur erforderliche Zeit reduziert und die Zykluszeit wird verkürzt.

Zudem ist die numerische Steuereinrichtung dieser Erfindung derart, dass die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung eine Berechnung für die Hauptspindelposition mit dem Korrekturbetrag unterhalb dem maximalen Korrekturbetrag ausführt, so dass die Hauptspindel-Umdrehungsschwankungen innerhalb vorbestimmter Schwankungen liegen.

Als ein Ergebnis können die Hauptspindel-Geschwindigkeitsschwankungen eingeschränkt werden und das Auftreten von Ungenauigkeiten und Hauptspindelalarmen kann eingeschränkt werden.

Zudem ist die numerische Steuereinrichtung dieser Erfindung derart, dass der von der Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung berechnete Hauptspindelpositions-Korrekturbetrag den Gewindeschneidstartwinkel einschließt.

Als ein Ergebnis ist es möglich, die Gewindeschneid-Bearbeitung von einem beliebigen Winkel aus zu starten.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:

1 ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels einer numerischen Steuereinrichtung in bezug auf die Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

2 ein erläuterndes Diagramm zur Gewindeschneidsteuerung in bezug auf Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

3 ein erläuterndes Diagramm einer Wirkung in bezug auf Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

4 ein erläuterndes Diagramm für die Verarbeitung der Gewindeschneidsteuerung in bezug auf Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

5 ein Ablaufdiagramm der Verarbeitungsschritte für die Gewindeschneidsteuerung in bezug auf Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

6 ein beispielhaftes Diagramm für konventionelle Gewindeschneidsteuerung;

7 ein beispielhaftes Diagramm von Beispielen der Gewindeschneidpositions-Schwankungen bei der konventionellen Gewindeschneidsteuerung; und

8 ein beispielhaftes Diagramm eines Gewindeschneidverfahrens.

BESTE ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN Ausführungsform 1

Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.

In der sich auf die vorliegende Erfindung beziehenden Ausführungsform 1 wird, um den Hauptspindel-Drehzyklus konform zu machen mit dem Steuerzyklus IT, wie in 2 gezeigt, die Hauptspindel-Drehgeschwindigkeit einen Moment verlangsamt, um die Abweichung zwischen dem Steuerzyklus IT und einem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpositionssignal zu korrigieren, und der Hauptspindel-Drehzyklus wird synchron gemacht mit dem Steuerzyklus IT. Die Anordnung ist derart, dass nachdem bestätigt worden ist, dass das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpositionssignal und der Steuerzyklus IT konform zueinander sind, der Bewegungsbetrag für die Gewindeschneidspindel erzeugt wird. Auf diese Weise, wie in 3 gezeigt, wird selbst wenn die Gewindeschneid-Bearbeitung mehrmals wiederholt ausgeführt wird, der Spindelbewegungsbetrag beim Gewindeschneidstart und beim Abschluss des Gewindeschneidens immer konstant und Schwankungen in dem Bewegungsbetrag in der ersten Interpolation beim Gewindeschneidstart werden eliminiert.

Details zum Ausführen der oben beschriebenen Steuerung werden nun erläutert.

1 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen eines Gesamtaufbaus für eine numerische Steuereinrichtung, die sich auf Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung bezieht.

In 1 wird ein Block auf einmal durch eine Programmanalysevorrichtung 101 von einem Bearbeitungsprogramm 110, das sich in einem Speicher befindet, eingelesen und der Bewegungsbetrag, die Geschwindigkeit und ähnliches werden gemeinsam mit einem G-Befehl ausgelesen. Basierend auf der in dieser Programmanalysevorrichtung 101 analysierten Information wird in einer Interpolations-Verarbeitungseinheit 102, in der die Verarbeitung mit einem festen Steuerzyklus IT (beispielsweise 10 ms) ausgeführt wird, der Bewegungsbetrag pro Zeiteinheit (beispielsweise für 10 ms) für jede Spindel (die Hauptspindel zum Drehen des Werkstücks und eine Spindel zum Bewegen des Gewindeschneidwerkzeugs) ausgegeben.

Das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und der Hauptspindelpositionszähler beim Gewindeschneiden (die Anordnung, die von dem zur Vorwärtssteuerung bei jeder Umdrehung verwendeten Hauptspindelpositionszähler vorgenommen wird, wenn der Hauptspindel einmal eine Einzelumdrehung verliehen wird, und ein mit dem von einem an der Hauptspindel installierten Codierer ausgegebenen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzpositionssignal gestarteten Zählbetrieb als einem Auslöser, wobei der Zählwert alle vorbestimmte Anzahl von Zählungen gelöscht wird und die Zählung wiedergestartet wird) werden in die Interpolations-Verarbeitungseinheit 102 eingegeben, wo die Verarbeitung bei einem festen Zyklusintervall stattfindet, die Momentanposition (Winkel) der Hauptspindel wird von einer Hauptspindelpositions-Berechnungsvorrichtung 103 berechnet, aus dieser berechneten Hauptspindelposition wird die Abweichung zwischen Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und dem Steuerzyklus erhalten durch die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung 104 als Korrekturbetrag 108, und dieser Korrekturbetrag 108 wird aufgespaltet, um innerhalb des maximalen Hauptspindel-Korrekturbetrags 112 untergebracht zu werden und wird ausgegeben.

Der Hauptspindel-Maximalkorrekturbetrag 112 wird festgelegt unter Berücksichtigung, dass wenn der Korrekturbetrag an die Hauptspindel einmal ausgegeben wird, die Drehgeschwindigkeits-Schwankung der Hauptspindel groß wird und ein Alarm auftritt, und mit dem maximal möglichen Korrekturwert pro Steuerzykluseinheit äquivalent zu einem Hauptspindel-Bewegungsbetrag FDTs (siehe 2) pro Steuerzykluseinheit.

Eine Gewindeschneidspindel-Interpolationsstart-Erfassungsvorrichtung 105 überwacht, ob das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und der Steuerzyklus synchron zueinander sind und in Fällen von Synchronität wird eine Interpolation für die Gewindeschneidspindel durch eine Interpolationsvorrichtung 106 für jede Spindel vorgenommen.

Durch Addieren eines Gewindeschneidstartwinkels 114 zu dem Korrekturbetrag 108, der von der Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung 104 erhalten wird, ist es möglich, die Gewindeschneidstartposition zu verschieben.

Jedoch ist die Verschiebung der Gewindeschneidstartposition für Fälle, wie wenn ein Gewindenachschneiden ausgeführt wird (ein Gewinde, bei dem ein zuvor geschnittenes Gewinde zur Verwendung neu geschnitten wird); in Fällen, in denen ein neues Gewindeschneiden in einem Werkstück ausgeführt wird, das noch nicht geschnitten worden ist, wird das Verschieben dieser Gewindeschneidstartposition normalerweise nicht vorgenommen.

Als nächstes nachdem der Hauptspindel-Drehzyklus und der Steuerzyklus synchronisiert sind und bestätigt worden ist, dass das Referenzpositionssignal und die Steuerzyklen konform zueinander sind, werden die Verarbeitungsschritte beim Erzeugen des Bewegungsbetrags für die Gewindeschneidspindel unter Bezugnahme hauptsächlich auf das in 5 dargestellte Ablaufdiagramm erläutert.

In der Interpolations-Verarbeitungseinheit 102, in der die Verarbeitung wiederholt ausgeführt wird für jeden festgelegten Zyklus (beispielsweise alle 10 ms), wird basierend auf einer Information von jedem einzelnen Block in dem Bearbeitungsprogramm 110, das von der Programmanalysevorrichtung 101 ausgegeben wird, eine Beurteilung getroffen dahingehend, ob der momentane Befehl der Gewindeschneidbefehl ist (Schritt S100) und in den Fällen, in denen es nicht der Gewindeschneidbefehl ist, wird die Verarbeitung an diesem Punkt beendet.

In den Fällen, in denen der momentane Befehl der Gewindeschneidbefehl ist, wird Bezug genommen auf ein Synchronisations-Abschlussflag bzw. einen entsprechenden Merker 107, der repräsentiert, ob der Hauptspindel-Drehzyklus und der Steuerzyklus, die in 1 gezeigt sind, synchron zueinander sind (Schritt S110). Hier, in den Fällen, in denen das Synchronisations-Abschlussflag 107 EIN ist, das heißt, der Hauptspindel-Rückdrehzyklus und der Steuerzyklus synchron zueinander sind, wird die Interpolation für die Gewindeschneidspindel gestartet und der Gewindeschneidspindel-Bewegungsbetrag wird erhalten (Schritt S190). F&Dgr;Tz = (&Dgr;Pz ÷ P) × L (&Dgr;Pz: erstmaliger Hauptspindelpositions-Schwankungsbetrag [Anzahl an Impulsen], P: Anzahl der Impulse für eine einzelne Umdrehung der Hauptspindel, L: Gewindeganghöhe).

Der erhaltene Bewegungsbetrag F&Dgr;Tz der Gewindeschneidspindel wird als Befehlswert ausgegeben (Schritt S200).

In den Fällen, in denen das Synchronisations-Abschlussflag 107 AUS ist, d.h., wenn der Hauptspindel-Drehzyklus und der Steuerzyklus asynchron sind, wird, um den Punkt A, der die momentane Hauptspindelposition ist, wie in 4 gezeigt (Interpolations-Startsignal für die Hauptspindel wird für die Position überwacht, bei der sie mit dem Hauptspindel-Interpolationsstartsignal koinzidiert) als Klemmwert innerhalb einer Hauptspindelumdrehung zu erhalten, und um eine Korrektur vorzunehmen, wird folgende Berechnung ausgeführt: Der momentane Hauptspindel-Positionszählerwert (Punkt A) minus der vorherigen Referenzposition (Punkt B: Rasterlänge). Schritt S120).

Der aus diesem berechneten Ergebnis erhaltene Wert ist der Abweichungsbetrag zwischen der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzposition und dem Steuerzyklus IT (= der Korrekturbetrag 108).

Der Gewindeschneidstartwinkel 114, der in 1 gezeigt ist, wird zu dem zuvor erhaltenen Wert des Punktes A hinzugefügt, der innerhalb einer Hauptspindel-Einzelumdrehung geklemmt ist (Schritt S130) und es wird ein Vergleich vorgenommen (Schritt S140) mit der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzposition, Punkt C (wie nachstehend beschrieben wird, dies sollte eine Position sein, die konform geht mit dem Steuerzyklus IT, nach einer gesteuerten Verlangsamung der Geschwindigkeit der Hauptspindelumdrehung in Übereinstimmung mit dem Korrekturbetrag 108). Hier wird in den Fällen, in denen das Vergleichsergebnis Konformität ist, das Synchronisations-Abschlussflag 107 EIN gesetzt (Schritt S180).

In Fällen, in denen der Geschwindigkeitsstartwinkelbefehl 114 als ein Winkel ausgegeben wird, wird dieser Winkel nachdem er in einen Zählerwert umgesetzt worden ist, hinzugefügt.

Ferner, in Fällen, in denen es nicht erforderlich ist, die Gewindeschneidstartposition zu verschieben, ist Schritt S130 nicht erforderlich.

Da vor dem Starten der Gewindeschneidspindel-Interpolation das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und der Steuerzyklus allgemein nicht synchron sind, bewegt sich die Prozedur im Schritt S140 normalerweise zum Schritt S150.

Als nächstes wird in den Fällen, in denen das Vergleichsergebnis unterschiedlich ist, der zuvor erhaltene Momentan-Hauptspindelpositionszählerwert, der innerhalb der Hauptspindel-Einzelumdrehung geklemmt ist (= der Korrekturbetrag 108) (Punkt A) mit dem maximalen Hauptspindel-Korrekturbetrag 112 verglichen (Schritt S150); in Fällen, in denen dieser momentane Hauptspindelpositionszählwert geringer ist als der maximal Hauptspindel-Korrekturbetrag 112, wird der Hauptspindelpositionszählerwert von dem Hauptspindel-Bewegungsbetrag F&Dgr;Ts pro Steuerzykluseinheit, der aus der Hauptspindel-Befehlsdrehzahl erhalten wird, subtrahiert, wie in 2 gezeigt, und dieses Subtraktionsergebnis wird zu dem Hauptspindel-Bewegungsbetrag F&Dgr;Tsc pro Steuerzykluseinheit gemacht (Schritt S170), und die Geschwindigkeit der Hauptspindel wird verringert. In Fällen, in denen der Momentan-Hauptspindelpositionszählerwert, der innerhalb der Hauptspindel-Einzelumdrehung geklemmt ist, größer ist als der maximale Hauptspindel-Korrekturbetrag 112 der 1, wird der maximale Hauptspindel-Korrekturbetrag 112 von dem Hauptspindel-Bewegungsbetrag F&Dgr;Ts pro Steuerzykluseinheit subtrahiert, und dieses Subtraktionsergebnis wird zu dem Hauptspindel-Bewegungsbetrag F&Dgr;Tsc pro Steuerzykluseinheit gemacht (Schritt S160), und die Geschwindigkeit der Hauptspindel wird verringert. Bezüglich des Abschnittes der Korrektur, der nicht in Schritt S160 bewirkt wird, wird die Verarbeitung der Schritte S100–S160 wiederholt und letztendlich bewegt sich die Verarbeitung zum Schritt S170, so dass der Drehzyklus der Hauptspindel und der Steuerzyklus konform sind.

Auf diese Weise wird in der Ausführungsform 1, basierend auf dem momentanen Hauptspindelpositionszählerwert und der Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzposition die Geschwindigkeit der Hauptspindel verringert und die Position der Hauptspindel wird korrigiert, so dass es möglich wird, den Steuerzyklus konform zu machen mit dem Hauptspindel-Drehzyklus, und auf diese Weise kann der Gewindeschneidspindel-Bewegungsbetrag, wenn das Gewindeschneiden gestartet wird, immer konstant gehalten werden.

Ausführungsform 2

In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 wurde die Hauptspindelposition in der Richtung korrigiert, in der die Hauptspindeldrehung abnimmt; jedoch, in dem Fall, in dem der momentane Hauptspindelpositionszählwert (Punkt A) näher zur Gegendrehrichtung ist als die Referenzposition und die Differenz zwischen dem momentanen Hauptspindelpositionszählwert (Punkt A) und der Referenzposition, d.h., der Korrekturwert R, der gleich dem Impulswert für eine Hauptspindelumdrehung minus dem Positionszählerwert der Einzelumdrehung ist, liegt innerhalb eines Zunahmebereichs-Obergrenzwertes 113 für die Hauptspindeldrehung, wie in 1 gezeigt (ein Wert, bei dem selbst mit addierten Korrekturwert R zu dem Hauptspindelbewegungsbetrag F&Dgr;Ts, die Geschwindigkeitsschwankung nicht groß ist und der Hauptspindelalarm nicht auftritt), und selbst mit dem zu dem Hauptspindelbewegungsbetrag F&Dgr;Ts addierten Korrekturbetrag R, eine gegebene Hauptspindel-Drehfrequenz nicht überschritten wird, und wenn der Hauptspindelbewegungsbetrag F&Dgr;Ts pro Steuerzykluseinheit, zu dem der Korrekturwert R addiert wird, als Hauptspindelbewegungsbetrag F&Dgr;Tsc pro Steuerzykluseinheit, kann durch Erhöhen der Hauptspindelgeschwindigkeit der Hauptspindeldrehzyklus konform gemacht werden mit dem Steuerzyklus.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Das Gewindeschneidsteuerverfahren und die Einrichtung dazu, die sich auf die vorliegende Erfindung wie oben beziehen, sind geeignet zur Verwendung, wo die Bearbeitung mehr als einmal für dasselbe Gewinde wiederholt wird.

ZUSAMMENFASSUNG

Ein Gewindeschneid-Steuerverfahren und eine Einrichtung dazu werden vorgeschlagen, in denen wenn mehrmals an einer Position synchron mit der Hauptspindeldrehung ausgeführt werden, und wenn die Bewegung einer Gewindeschneidspindel gesteuert wird, Abweichungen in den Gewinderillen verhindert werden ohne das Korrigieren programmierter Befehle, die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert wird und die Werkzeug-Lebensdauer ausgedehnt.

Wenn ein Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und ein Hauptspindelpositionszähler in die numerische Steuereinrichtung eingegeben werden, wird die momentane Hauptspindelposition von einer Hauptspindelpositions-Berechnungsvorrichtung (103) berechnet, die Differenz zwischen dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und Steuerzyklen erhalten wird als Korrekturbetrag (108) von der berechneten Hauptspindelposition durch eine Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung (104), und eine Korrektur ausgeführt wird. Eine Gewindeschneidspindel-Interpolationsstart-Erfassungsvorrichtung (105) überwacht, ob das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und die Steuerzyklen synchron sind, und wenn Synchronität vorliegt, wird die Interpolation für die Gewindeschneidspindel durch die Interpolationsvorrichtung (106) für jede Spindel gestartet.

1


Anspruch[de]
  1. Gewindeschneid-Steuerverfahren zum Bewegen eines Schneidwerkzeugs auf einer Gewindeschneidspindel und eines Werkstücks auf einer Hauptspindel synchron mit der Drehung der Hauptspindel zum Bearbeiten von Gewinderillen in dem Werkstück, wobei das Gewindeschneid-Steuerverfahren um fast:

    einen Schritt des Berechnens der Momentanposition der Hauptspindel;

    einen Schritt, um basierend auf der berechneten Momentanposition der Hauptspindel und einem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzssignal einer Hauptspindelpositionskorrektur zu erzeugen und auszugeben, um das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal zu einem Steuerzyklus für die Gewindeschneidspindel und die Hauptspindel zu synchronisieren;

    einen Schritt des Bestätigens, dass der Steuerzyklus synchron mit dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal ist, das bezüglich der Position durch die erzeugte und ausgegebene Hauptspindelpositionskorrektur korrigiert ist, und des Ausgebens eines Interpolations-Startsignals für die Gewindeschneidspindel; und

    einen Schritt des Ausgebens eines Befehls an die Gewindeschneidspindel in Übereinstimmung mit dem ausgegebenen Interpolations-Startsignal.
  2. Gewindeschneid-Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptspindelposition in einer Richtung korrigiert wird, in der die Hauptspindel-Umlauffrequenz abnimmt.
  3. Gewindeschneid-Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung zwischen dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und dem Steuerungszyklus für die Gewindeschneidspindel und die Hauptspindel unterhalb eines vorgeschriebenen Werts liegt und die Umlauffrequenz der Hauptspindel unterhalb eines designierten Werts liegt, wenn die Position der Hauptspindel in einer Richtung korrigiert wird, in der die Umlauffrequenz der Hauptspindel zunimmt.
  4. Gewindeschneid-Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturbetrag der Hauptspindelposition berechnet wird, um unterhalb eines Hauptspindel-Maximalkorrekturbetrags zu liegen, damit diese Schwankungen in der Hauptspindelumdrehung innerhalb eines vorbestimmten Schwankungsbereichs liegen.
  5. Gewindeschneid-Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturbetrag der Hauptspindelposition einen Gewindeschneid-Startwinkel einschließt.
  6. Numerische Steuereinrichtung zum Bewegen eines Schneidwerkzeugs auf einer Gewindeschneidspindel oder eines Werkstücks auf einer Hauptspindel synchron mit der Umdrehung einer Hauptspindel zum Bearbeiten von Gewinderillen in dem Werkstück, wobei das Gewindeschneidsteuerverfahren umfasst:

    eine Hauptspindelpositions-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der Momentanposition der Hauptspindel;

    eine Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung, um basierend auf der durch die Hauptspindelpositions-Berechnungsvorrichtung berechneten Momentanposition der Hauptspindel und auf einem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal, eine Hauptspindelpositionskorrektur zu erzeugen und auszugeben, um das Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal mit einem Steuerzyklus für die Gewindeschneidspindel und die Hauptspindel zu synchronisieren;

    eine Gewindeschneidspindel-Interpolationsstartsignal-Ausgabevorrichtung zum Bestätigen, dass der Steuerzyklus synchron ist mit dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal, das positionskorrigiert ist durch die Hauptspindelpositionskorrektur, erzeugt und ausgegeben durch die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung, und zum Ausgeben eines Interpolations-Startsignals für die Gewindeschneidspindel; und

    eine Interpolationsvorrichtung für jede Spindel zum Ausgeben eines Befehls an die Gewindeschneidspindel in Übereinstimmung mit dem Interpolations-Startsignal, das von der Gewindeschneidspindel-Interpolationsstartsignal-Ausgabevorrichtung ausgegeben wird.
  7. Numerische Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung die Hauptspindelposition in einer Richtung korrigiert, in der die Drehzahl der Hauptspindel abnimmt.
  8. Numerische Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Abweichung zwischen dem Hauptspindel-Einzelumdrehungs-Referenzsignal und dem Steuerungszyklus und der Hauptspindel unterhalb eines vorgeschriebenen Werts liegt, und die Umlauffrequenz der Hauptspindel unterhalb eines designierten Werts liegt, dann die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung die Hauptspindelposition in einer Richtung korrigiert, in der die Umlauffrequenz der Hauptspindel zunimmt.
  9. Numerische Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung den Korrekturbetrag der Hauptspindelposition berechnet als unterhalb einem maximalen Korrekturbetrag, damit diese Schwankungen in der Hauptspindeldrehung innerhalb eines vorgeschriebenen Variationsbereichs liegen.
  10. Numerische Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturbetrag der durch die Hauptspindelpositions-Korrekturvorrichtung berechneten Hauptspindelposition einen Gewindeschneidstartwinkel einschließt.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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