專利名稱：數(shù)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控(下文中稱為NC)裝置，特別涉及螺紋切削、原點歸復(fù)、相位匹配等的主軸控制，其根據(jù)主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號(下文中稱為Z相信號)所確定的主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)基準(zhǔn)點執(zhí)行程序，所述主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號是在原點歸復(fù)(例如定位)中使用的物理信號，其每個回轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個脈沖。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有NC裝置中的螺紋切削控制中，通過不斷旋轉(zhuǎn)持有工件的主軸、通過從安裝在主軸上的編碼器輸入Z相信號檢測主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)基準(zhǔn)點(下文中稱為Z相)的通路、以及根據(jù)Z相通路相對于主軸的旋轉(zhuǎn)量計算與所指示的螺距(screw lead)成比例的螺紋切削軸的移動量，來執(zhí)行移動控制。圖8示出了現(xiàn)有NC裝置，其中這種螺紋切削控制等是可行的，并且該NC裝置由信號處理部2、顯示單元14、屏幕顯示處理部15、存儲處理程序17等的存儲器16、分析處理部18、內(nèi)插處理部8、螺紋切削控制部9、主軸同步控制部10、同步攻螺紋(tapping)控制部 11、主軸C軸控制部12、定向/分度(indexing)控制部13、主軸控制部19、主軸電動機20、 主軸編碼器21、軸控制部22、伺服電動機23、編碼器24、主軸反饋位置計數(shù)器31 (下文中稱為主軸FB位置計數(shù)器)、主軸Z相計數(shù)器32等構(gòu)成。主軸編碼器21是輸出位置脈沖的位置檢測器，該位置脈沖通過主軸的旋轉(zhuǎn)進行計數(shù)。此外，當(dāng)Z相經(jīng)過檢測器的傳感器時，主軸編碼器21輸出Z相信號。主軸控制部19 累積來自主軸編碼器21的位置脈沖，并且創(chuàng)建主軸FB位置計數(shù)31，如圖10所示。另外， 主軸FB位置計數(shù)31重復(fù)脈沖的累積和清除。此外，當(dāng)已輸入Z相信號時，主軸FB位置計數(shù)31被鎖存，并且主軸Z相計數(shù)32被創(chuàng)建。當(dāng)NC裝置執(zhí)行螺紋切削命令程序時，螺紋切削控制部9等待螺紋切削塊的開始，直到主軸經(jīng)過Z相為止，并且螺紋切削控制部9控制主軸開始螺紋切削的角度。另外，本文所提到的計數(shù)是由計數(shù)器(未示出)所計的單元數(shù)據(jù)。具體地，通過主軸Z相計數(shù)32的值的改變來識別Z相通路，并且根據(jù)主軸FB位置計數(shù)31與主軸Z相計數(shù)32之間的差來計算主軸在第一 Z相通路的旋轉(zhuǎn)量。之后，累積主軸 FB位置計數(shù)31的變化，并且計算螺紋切削命令之后主軸在第一 Z相通路的旋轉(zhuǎn)量。相對于主軸從Z相通路的旋轉(zhuǎn)量來計算與所指示的螺紋切削螺距成比例的螺紋切削軸的移動量， 并且內(nèi)插處理部8與主軸旋轉(zhuǎn)量同步地控制伺服電動機的移動量，從而從主軸夾持工件的給定角度執(zhí)行處理，以可以執(zhí)行螺紋切削。此外，主軸同步控制部10同步地控制兩個相對主軸的速度和相位。同步攻螺紋控制部11同步地控制旋轉(zhuǎn)攻螺紋工具的主軸和攻螺紋軸，從而執(zhí)行攻螺紋處理。此外，在攻螺紋處理之前，還可以執(zhí)行主軸到Z相位置的原點歸復(fù)，從而執(zhí)行相位匹配。此外，主軸C軸控制部12將主軸切換至執(zhí)行位置控制的C軸，并且根據(jù)定位命令等執(zhí)行移動控制。另外，當(dāng)將主軸切換至C軸控制時，通過執(zhí)行主軸到Z相位置的原點歸復(fù)來確立C軸的坐標(biāo)系。
此外，定向/分度控制部13通過定向/分度命令以給定命令角度執(zhí)行主軸的定位。另外，在執(zhí)行主軸同步控制、同步攻螺紋控制、C軸控制、以及定向/分度控制各操作的情況下，通過參數(shù)或處理程序，通過執(zhí)行角度匹配相位的設(shè)置或命令來執(zhí)行這些操作。此外，現(xiàn)有NC裝置可以通過處理程序17給出螺紋切削偏移角的指令。圖9示出了關(guān)于圖8的NC裝置中的螺紋切削控制部9的具體構(gòu)造。圖9的螺紋切削控制部9通過主軸Z相計數(shù)32的值的改變來識別Z相通路，并且根據(jù)主軸FB位置計數(shù)31與主軸Z相計數(shù)32之間的差來計算主軸從Z相通路的旋轉(zhuǎn)量。相移控制部7從處理程序17所指示的螺紋切削偏移角度量中減去主軸從Z相通路的旋轉(zhuǎn)量，并且根據(jù)偏移角度量到達(dá)0的時間點計算主軸的旋轉(zhuǎn)量。內(nèi)插處理部8根據(jù)主軸從偏移角度量到達(dá)0的時間點的旋轉(zhuǎn)量計算與所指示螺紋切削螺距成比例的螺紋切削軸的移動量，并且與主軸的旋轉(zhuǎn)量同步地執(zhí)行移動控制，從而從程序所指示的螺紋切削偏移角度處理主軸所夾持的工件，以執(zhí)行螺紋切削。另外，類似地，對于同步控制相對主軸旋轉(zhuǎn)的主軸同步控制的相位匹配的角度、同步控制主軸旋轉(zhuǎn)和攻螺紋軸移動的同步攻螺紋的相位匹配、執(zhí)行定位的主軸C軸控制、或定向/分度控制，都可以基于Z相信號來執(zhí)行相位匹配角度等的計算。此外，在通過具有上述構(gòu)造的NC裝置控制例如具有圖4所示構(gòu)造的機器的情況下，存在這樣的情況，其中，螺紋切削的開始角度由于夾持對其執(zhí)行處理的工件和工具的主軸的布置而不同。另外，具有圖4所示構(gòu)造的機器被制造為使得主軸的布置通過主軸站樞軸59的旋轉(zhuǎn)交替地在主軸站A 57與主軸站B 58之間改變，并且在主軸站A與主軸站B之間傳遞工件的同時，可以同時執(zhí)行在主軸站A 57的初級處理與在主軸站B 58的二次處理。在具有這種構(gòu)造的機器中，由于主軸站的布置通過機器的移動進行切換，因此存在這樣的情況，其中工具葉片緣的接觸角與安裝編碼器的傳感器的主軸角度之間的關(guān)系由于主軸站的布置而不同。在機器具有圖4所示構(gòu)造的情況下，使用主軸站A的布置，編碼器傳感器位于上部。但是，使用主軸站B的布置，編碼器傳感器位于下部。如果通過布置在各主軸站之上的工具來執(zhí)行處理，在主軸站A中，當(dāng)Z相經(jīng)過主軸的上部時開始螺紋切削，而在主軸站B中，當(dāng)Z相經(jīng)過主軸的下部時開始螺紋切削，從而在工具的葉片緣所循的螺紋路徑中存在差異。為此，在主軸站B處再處理在主軸站A處處理了的螺紋的情況下，利用處理程序， 通過給出對應(yīng)于主軸站(其中布置了執(zhí)行處理的主軸)的螺紋切削偏移角(該機器情況下為180° )的指令，在主軸站B處再處理在圖4的主軸站A處處理了的紋螺。此外，作為另一背景技術(shù)，提出了這樣一種技術(shù)，其中，當(dāng)執(zhí)行螺絲或齒輪的再處理時，通過這樣的構(gòu)造來使產(chǎn)生單回轉(zhuǎn)(一圈，single revolution)信號的位置偏移一個齒輪嚙合的位置，所述構(gòu)造使得，如果在一個齒輪嚙合(在對螺絲進行再處理情況下的螺紋切削工具與已處理螺絲的齒輪嚙合)完成狀態(tài)中產(chǎn)生一個齒輪嚙合完成信號，則通過該信號將用于單回轉(zhuǎn)信號(Z相信號)產(chǎn)生的可逆計數(shù)器重置為0位置，之后，每當(dāng)可逆計數(shù)器計數(shù)到4096個脈沖時，其返回到0位置，從而產(chǎn)生單回轉(zhuǎn)信號(參考專利文獻(xiàn)1)。[專利文獻(xiàn)1]日本未審查專利申請公開NO.S59-232750-A(第2頁右上欄的第3 行至第5頁左上欄的第4行，以及圖2和圖3)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題另外，在上述專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)中，由于需要執(zhí)行齒輪嚙合并產(chǎn)生完成信號的預(yù)處理以對主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號進行偏移，并且用于產(chǎn)生Z相信號的可逆計數(shù)器在主軸已停止在給定齒輪嚙合位置處的狀態(tài)中進行重置，因此不能在旋轉(zhuǎn)期間執(zhí)行校正。此外，存在必須專用硬件的缺陷，這是因為需要通過硬件來對計數(shù)器進行重置，因此不能容易地改變主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號，不能容易地改變主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號的偏移量。此外，在現(xiàn)有NC裝置中，在校正螺紋切削開始點、主軸同步相位匹配命令角度、同步攻螺紋開始時的主軸角度、主軸C軸原點歸復(fù)位置、定向/分度位置等的情況下，必須利用各操作的參數(shù)和處理程序單獨執(zhí)行設(shè)置。為此，由于通過轉(zhuǎn)動主軸站樞軸59切換主軸站從而改變夾持工件的主軸的布置(如圖4)時必須改變多個參數(shù)，因此存在這樣的缺陷，不能在所有相關(guān)參數(shù)重寫期間旋轉(zhuǎn)主軸位置，并且每當(dāng)主軸位置改變時，都必須改變各個參數(shù)和處理程序。本發(fā)明為了解決這些問題而提出，并且本發(fā)明的目的是提供一種NC裝置，其可以不依賴于硬件而容易地使主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號偏移任意量，同時旋轉(zhuǎn)主軸。此外，一個目的是獲得一種NC裝置，其中在除了螺紋切削之外的操作中，可以同時執(zhí)行多個校正，這是因為分別通過對應(yīng)于所使用操作的單元(處理程序和參數(shù)設(shè)置單元)來單獨校正各個角度以匹配主軸的相位是麻煩的。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的數(shù)控裝置是這樣一種數(shù)控裝置，其中根據(jù)主軸編碼器的Z相信號來確定主軸的單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點，所述主軸編碼器每個回轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個脈沖，并且所述數(shù)控裝置構(gòu)造為包括主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元，用于輸入基準(zhǔn)點的校正角度；主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置校正單元，用于根據(jù)主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元設(shè)置的校正角度來校正基準(zhǔn)點；以及主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正單元，用于根據(jù)主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元設(shè)置的校正角度來校正主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置。此外，在根據(jù)本發(fā)明的數(shù)控裝置中，主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正單元輸出一個虛擬主軸Z相計數(shù)，其具有基于主軸的反饋位置、Z相信號產(chǎn)生的主軸基準(zhǔn)點、以及基準(zhǔn)點的校正角度進行校正的主軸基準(zhǔn)點。此外，在根據(jù)本發(fā)明的數(shù)控裝置中，主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正單元輸出一個虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)，其具有基于主軸的命令位置和基準(zhǔn)點的校正角度進行校正的主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置。此外，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)控裝置包括Z相校正標(biāo)記，其確定是否是改變基準(zhǔn)點的校正角度的時刻；以及螺紋切削控制部，其忽略Z相通路，從而在基準(zhǔn)點的校正角度基于所述標(biāo)記而改變之后不對其進行檢測，直到其重新經(jīng)過校正后的基準(zhǔn)點。有益效果根據(jù)本發(fā)明，可以獲得這樣的NC裝置，其可以不依賴于硬件而容易地使主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號偏移任意量，同時旋轉(zhuǎn)主軸。此外，根據(jù)本發(fā)明，在除了螺紋切削之外的操作中，不需要改變各參數(shù)和處理程序，這是因為對于需要控制匹配主軸角度的操作，例如通過同步兩個或多個主軸的速度執(zhí)行操作的主軸同步控制的相位匹配、開始同步攻螺紋之前的主軸原點歸復(fù)、執(zhí)行定位的C 軸控制的原點歸復(fù)、主軸定向、以及分度，不需要在各操作的控制部單獨執(zhí)行校正，而可以同時執(zhí)行各個校正。


圖1是示出關(guān)于本發(fā)明的示例1的NC裝置的構(gòu)造的框圖。圖2是圖1所示主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部的框圖。圖3是圖1所示主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部的框圖。圖4是示出關(guān)于本發(fā)明的示例1的NC裝置所控制的機器的構(gòu)造圖。圖5是示出關(guān)于本發(fā)明的示例1的校正前和校正后的Z相基準(zhǔn)點的視圖。圖6是示出關(guān)于本發(fā)明的示例2的NC裝置的構(gòu)造的框圖。圖7是示出關(guān)于本發(fā)明的示例2的NC裝置的操作的流程圖。圖8是示出現(xiàn)有NC裝置的構(gòu)造的框圖。圖9是示出圖8所示NC裝置的螺紋切削控制部的細(xì)節(jié)的框圖。圖10是用于描述主軸位置FB計數(shù)和主軸Z相計數(shù)的操作的視圖。
具體實施例方式參考標(biāo)號說明1 主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元2 信號處理部3 主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部4:主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部7 相移控制部8:內(nèi)插處理部9 螺紋切削控制部10:主軸同步控制部11:同步攻螺紋控制部12:主軸C軸控制部13:定向/分度控制部14 顯示單元15 屏幕顯示處理部16 存儲器17 處理程序18 分析處理部19 主軸控制部20:主軸電動機21 主軸編碼器22 軸控制部23:伺服電動機
24編碼器
30主軸基準(zhǔn)角度校正量
31主軸反饋位置計數(shù)器(計數(shù))
32主軸Z相計數(shù)器(計數(shù))
33主軸反饋位置計數(shù)
34虛擬主軸Z相計數(shù)
35主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置計數(shù)
36虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置計
41主軸命令位置計數(shù)
42主軸命令位置計數(shù)
43虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計
44主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)
51工具A
52工具B
53主軸A編碼器傳感器
54主軸AZ相
55主軸B編碼器傳感器
56主軸BZ相
57主軸站1
58主軸站2
59主軸站樞軸
61=Z相校正標(biāo)記
63螺紋切削脈沖產(chǎn)生單元
64螺紋切削速度產(chǎn)生單元
71=Z相基準(zhǔn)點
72校正后Z相基準(zhǔn)點實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式示例 1下文將使用圖1至圖5來描述關(guān)于本發(fā)明的NC裝置的示例1。圖1是示出關(guān)于本發(fā)明的示例1的NC裝置的構(gòu)造的框圖，1表示主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元，2表示信號處理部，3表示主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置校正部(下文中稱為主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部)，4表示主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部，8表示內(nèi)插處理部，9表示螺紋切削控制部，10表示主軸同步控制部，11表示同步攻螺紋控制部，12表示主軸C軸控制部，13表示定向/分度控制部，14表示顯示單元，15表示屏幕顯示處理部，16表示存儲器，17表示處理程序，18表示分析處理部，19表示主軸控制部，20表示主軸電動機，21表示主軸編碼器，22表示軸控制部，23表示伺服電動機，24表示編碼器，31表示主軸反饋位置計數(shù)，以及32表示主軸Z相計數(shù)。圖2是關(guān)于本發(fā)明的示例1的主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3的主要部分的框圖。30表示由圖1所示主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1設(shè)置的Z相機準(zhǔn)點的主軸基準(zhǔn)角度校正量，31表示通過主軸編碼器脈沖的累積計算出并且示出了主軸反饋位置的主軸FB位置計數(shù)，32表示當(dāng)主軸編碼器21的傳感器檢測到Z相通路時通過鎖存主軸FB位置計數(shù)器31的值產(chǎn)生的主軸Z相計數(shù)，以及33表示由于經(jīng)過主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3而計算出、并且示出了與主軸FB位置計數(shù)器31相同的值的主軸反饋位置計數(shù)(下文中稱為主軸FB位置計數(shù))。34表示由于經(jīng)過主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3而計算出的虛擬主軸Z相計數(shù)， 35表示通過主軸FB位置計數(shù)31與主軸Z相計數(shù)32之間的差計算出的主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置計數(shù)(下文中稱為主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置計數(shù))，以及36表示通過將主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1所設(shè)置的主軸基準(zhǔn)角度校正量加至主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置計數(shù)35而計算出的虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置計數(shù)(下文中稱為虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置計數(shù))。即，使得主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3輸入主軸FB位置計數(shù)31和主軸Z相計數(shù) 32并且輸出主軸FB位置計數(shù)33和虛擬主軸Z相計數(shù)34。圖3是關(guān)于本發(fā)明的示例1的主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部4的主要部分的框圖。30表示由圖1的主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1所設(shè)置的Z相基準(zhǔn)點的主軸基準(zhǔn)角度校正量，41是示出控制主軸位置的命令位置的主軸命令位置計數(shù)，以及42是由于經(jīng)過主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部4而計算出、并且示出了與主軸命令位置計數(shù)41相同的值的主軸命令位置計數(shù)。44是通過累積主軸命令位置計數(shù)41的變化并且在一個回轉(zhuǎn)內(nèi)執(zhí)行四舍五入而計算出的主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)位置計數(shù)，以及43表示虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)，其由于經(jīng)過主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部4而計算出，并且通過將主軸基準(zhǔn)角度校正量30加至主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)44的值而獲得。即，使得主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部4輸入主軸基準(zhǔn)角度校正量30和主軸命令位置計數(shù)41并且輸出主軸命令位置計數(shù)42和虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)43。此外，通過軟件來配置NC裝置的大部分配置需要。圖4是示出由示例1所示NC裝置控制的機器構(gòu)造的視圖。該附圖中，51表示工具A，52表示工具B，53表示主軸A的編碼器傳感器，54表示安裝在主軸A上的旋轉(zhuǎn)體上的 Z相，55表示主軸B的編碼器傳感器，以及56表示安裝在主軸B上的旋轉(zhuǎn)體上的Z相。57 表示布置了夾持工具A所處理的工件的主軸的主軸站A，以及58表示布置了夾持工具B處理的工件的主軸的主軸站B。59表示轉(zhuǎn)動具有主軸A和主軸B的主軸箱(headstock)的主軸站樞軸。主軸站樞軸59旋轉(zhuǎn)，使得主軸A和主軸B交替地切換至主軸站A或主軸站B。接下來，將描述關(guān)于示例1的NC裝置的操作。在圖1中，處理程序17通過操作顯示單元14執(zhí)行輸入，并且通過屏幕顯示處理部 15發(fā)送并存儲至存儲器16中。處理程序17由G (準(zhǔn)備)命令、坐標(biāo)字和F (進給)命令、 S (主軸)命令、M(輔助)命令、和T (工具)命令等描述，G命令給出諸如NC裝置的定位或切削進給之類的位置命令和進給速度的指令，S命令給出主軸速度的指令，M命令給出執(zhí)行機器控制的輔助功能的指令，T命令用于選擇工具。分析處理部18對處理程序17執(zhí)行分析處理，已接收到分析結(jié)果的內(nèi)插控制部8 根據(jù)該分析結(jié)果來執(zhí)行內(nèi)插。內(nèi)插的內(nèi)插位置脈沖發(fā)送至軸控制部22，軸控制部22控制相應(yīng)的軸，主軸的速度命令發(fā)送至主軸控制部19，從而執(zhí)行由處理程序所指示的軸和主軸的操作。在主軸電動機20中，相應(yīng)主軸的速度命令通過處理程序17的速度命令而在內(nèi)插處理部8中產(chǎn)生，并且對應(yīng)于主軸的正轉(zhuǎn)信號或反轉(zhuǎn)信號通過處理程序17的M3和M4命令經(jīng)由信號設(shè)置部2和內(nèi)插處理部8輸出至階梯部(ladder section，未示出)，從而執(zhí)行以主軸控制部19所指示的主軸速度進行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制。如果主軸電動機20旋轉(zhuǎn)，則主軸編碼器21將所檢測到的位置脈沖輸出至主軸控制部19。此外，當(dāng)Z相經(jīng)過檢測器的傳感器時，主軸編碼器21輸出Z相信號。主軸控制部19累積來自主軸編碼器的位置脈沖并且創(chuàng)建主軸FB位置計數(shù)31。此外，當(dāng)已輸出Z相信號時，主軸FB位置計數(shù)31的值被鎖存，并且創(chuàng)建主軸Z相計數(shù)32。主軸FB位置計數(shù)31和主軸Z相計數(shù)32引入到主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3中，如圖2中所示。主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3根據(jù)主軸FB位置計數(shù)器31與主軸Z相計數(shù)器32之間的差來產(chǎn)生主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)冊位置計數(shù)35。接下來，將主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1所設(shè)置的主軸基準(zhǔn)角度校正量30加至主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置計數(shù)35，從而產(chǎn)生虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置計數(shù)36。從主軸TO位置計數(shù)器31中減去虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置計數(shù)36的值，從而產(chǎn)生虛擬主軸Z相計數(shù)34。即，如圖5所示，產(chǎn)生具有校正后Z相基準(zhǔn)點的虛擬主軸Z相計數(shù)34，其中實際Z相基準(zhǔn)點偏移了由主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1所設(shè)置的主軸基準(zhǔn)角度校正量30。另外，圖5是關(guān)于Z相基準(zhǔn)點的校正的時序圖，71表示主軸編碼器的Z相通路所檢測到的Z相基準(zhǔn)點，以及72表示校正后的Z相基準(zhǔn)點變?yōu)?位置，其中虛擬主軸Z相計數(shù)被主軸基準(zhǔn)角度校正量30校正。此外，主軸FB位置計數(shù)33是來自主軸FB位置計數(shù)器31的輸出。然后，內(nèi)插處理部8從主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3取主軸FB位置計數(shù)33和虛擬主軸Z相計數(shù)34。例如，當(dāng)NC裝置執(zhí)行螺紋切削命令程序時，螺紋切削控制部9根據(jù)主軸FB位置計數(shù)33與虛擬主軸Z相計數(shù)34之間的差，將相對于實際Z相基準(zhǔn)點偏移由主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1輸入的主軸基準(zhǔn)角度校正量30的角度的點作為校正后Z相基準(zhǔn)點，通過虛擬主軸Z相計數(shù)34的值的改變來識別Z相位置通路，并且計算主軸在第一 Z相通路中的旋轉(zhuǎn)量。之后，累積主軸FB位置計數(shù)器31的變化，從而計算出螺紋切削命令之后主軸從第一Z相通路的旋轉(zhuǎn)量。內(nèi)插處理部8相對于主軸從Z相通路的旋轉(zhuǎn)量計算螺紋切削軸的移動量(其與所指示的螺紋切削螺距成比例)，并且通過與主軸的旋轉(zhuǎn)量同步地控制移動，從主軸夾持的工件的給定角度來執(zhí)行處理，從而執(zhí)行螺紋切削。此時的給定角度可以設(shè)置為相對于安裝在主軸編碼器上的Z相基準(zhǔn)點偏移主軸基準(zhǔn)角度校正量30的角度。此外，類似地，在NC裝置執(zhí)行主軸同步控制(其中兩個或多個主軸同步執(zhí)行處理)的情況下，如果指示了基準(zhǔn)主軸的主軸同步位置命令，則執(zhí)行與基準(zhǔn)主軸的旋轉(zhuǎn)同步的位置控制，并且以與基準(zhǔn)主軸同步的速度進行旋轉(zhuǎn)，從而創(chuàng)建主軸同步控制期間的狀態(tài)。當(dāng)已經(jīng)給出了匹配主軸同步相位的命令時，主軸同步控制部10匹配相位以使得基準(zhǔn)主軸與同步主軸的Z相基準(zhǔn)點處于相同的位置。此時，通過基于兩個同步主軸的虛擬主軸Z相計數(shù)34執(zhí)行相位匹配，能夠執(zhí)行校正后的Z相基準(zhǔn)點之間的相位匹配，每個校正后的Z相基準(zhǔn)點處于各同步主軸的相對于安裝在主軸編碼器上的Z相基準(zhǔn)點偏移主軸基準(zhǔn)角度校正量30的角度處。此外，當(dāng)已給出關(guān)于主軸的命令時，內(nèi)插處理部8創(chuàng)建主軸命令位置計數(shù)41 (其被輸出到主軸控制部19)，并且首先將其輸入到主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部4。如圖3所示，主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正部4通過累積主軸命令位置計數(shù)41的變化并且計算一個回轉(zhuǎn)內(nèi)四舍五入的值來創(chuàng)建主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)44。接下來，通過將主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1所輸入的主軸基準(zhǔn)角度校正量30加至主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)44并且計算一個回轉(zhuǎn)內(nèi)四舍五入的值來創(chuàng)建虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)43。此外，主軸命令位置計數(shù)42被輸出到主軸命令位置計數(shù)器41。例如，當(dāng)NC裝置執(zhí)行同步攻螺紋命令程序時，通過在攻螺紋時同步控制攻螺紋主軸和攻螺紋軸(NC軸)來執(zhí)行攻螺紋處理，不需要使用浮動絲錐卡盤等就可以執(zhí)行高精度的攻螺紋處理。在同步攻螺紋命令中已指示了主軸原點歸復(fù)方法的情況下，在開始切削之前執(zhí)行攻螺紋主軸的原點歸復(fù)，在其角度彼此匹配后，攻螺紋主軸與攻螺紋軸(進給軸)同步執(zhí)行攻螺紋處理。同步攻螺紋控制部11可以通過將虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)43 變?yōu)?的位置作為目標(biāo)角度計算主軸的移動量、并且執(zhí)行攻螺紋主軸的原點歸復(fù)，來根據(jù)校正后Z相基準(zhǔn)點(其為相對于安裝在攻螺紋主軸的主軸編碼器上的Z相基準(zhǔn)點偏移主軸基準(zhǔn)角度校正量30的角度)執(zhí)行攻螺紋主軸的原點歸復(fù)。類似地，當(dāng)NC裝置執(zhí)行主軸C軸命令并且將主軸切換至C軸控制(位置控制)時， 通過主軸到給定角度的原點歸復(fù)來確立C軸的坐標(biāo)系。主軸C軸控制部12可以通過根據(jù)虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)43變?yōu)?的位置計算主軸的移動量、并且執(zhí)行主軸的原點歸復(fù)，來通過基于校正后的Z相基準(zhǔn)點(其為相對于安裝在主軸的主軸編碼器上的Z相基準(zhǔn)點偏移主軸基準(zhǔn)角度校正量30的角度)執(zhí)行主軸到給定角度的原點歸復(fù)來確立C軸的坐標(biāo)系。類似地，當(dāng)NC裝置執(zhí)行定向/分度命令時，為了以給定角度定位主軸，定向/分度控制部13可以通過使用虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)43變?yōu)?的位置作為目標(biāo)角度來計算主軸的移動量并且執(zhí)行主軸的定位，而基于校正后的Z相基準(zhǔn)點(其為相對于安裝在主軸的主軸編碼器上的Z相基準(zhǔn)點偏移主軸基準(zhǔn)角度校正量30的角度)以給定角度定位主軸。另外，在通過上述NC裝置控制圖4所示機器的情況下，在主軸A布置在主軸站A 57的位置、并且主軸A夾持的工件由工具A 51處理之后，為了通過工具B 59來處理主軸A 所夾持的工件，旋轉(zhuǎn)主軸站樞軸59，從而將主軸A的布置切換到主軸站B 58的位置。此時， 由于主軸站B 58中的主軸B的編碼器傳感器55的安裝角度變?yōu)橄鄬τ谥鬏S站A 57中的主軸A的編碼器傳感器53的安裝角度差180度的方向，因此主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元 1將主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置為180度。通過該設(shè)置，在主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3的行為中，盡管編碼器傳感器55面對主軸站B 58的布置的底部，也可以通過將180度偏移的位置看作校正后Z相基準(zhǔn)點，根據(jù)主軸站B 58的上部方向的角度，而不依賴于檢測器的實際安裝方向，來執(zhí)行基于工具B 59的方向的主軸控制。因此，在通過機器的布置切換等改變檢測器的實際安裝方向的機器中，通過根據(jù)布置的改變從主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1而不從處理程序設(shè)置主軸基準(zhǔn)角度校正量， 可以執(zhí)行校正使得主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)基準(zhǔn)點變?yōu)楦鶕?jù)機器的布置的任意角度，而不依賴于檢測器的實際安裝方向。此外，根據(jù)示例1，由于構(gòu)造為使得虛擬主軸Z相計數(shù)根據(jù)現(xiàn)有主軸FB位置計數(shù)和主軸Z相計數(shù)而產(chǎn)生，因此可以容易地使主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號偏移任意量而不伴隨硬件的附加或改變，同時旋轉(zhuǎn)主軸。
10
此外，在除了螺紋切削之外的操作中，由于對于需要匹配主軸角度控制的操作，例如通過同步兩個或多個主軸的速度執(zhí)行操作的主軸同步控制的相位匹配，開始同步攻螺紋之前的主軸原點歸復(fù)，執(zhí)行定位、主軸定向、和分度的C軸控制的原點歸復(fù)，不需要在各操作的控制部單獨執(zhí)行校正，而可以同時執(zhí)行各個校正，因此不需要改變各參數(shù)和處理程序。此外，當(dāng)通過NC裝置執(zhí)行螺紋切削時，螺紋切削處理不能在螺紋切削命令執(zhí)行之后開始，直到主軸經(jīng)過Z相，從而使得主軸的旋轉(zhuǎn)量超過了所指示的偏移角度。為此，在主軸恰好經(jīng)過Z相之后執(zhí)行了螺紋切削命令的情況下，在經(jīng)過一個回轉(zhuǎn)加上所指示偏移角度之前，直至下一個Z相通路，都不能開始螺紋切削處理，因此處理時間的延遲、或者工具的葉片緣與工件接觸狀態(tài)的時間變長，從而還存在對工具壽命的不利影響。但是，根據(jù)示例1，當(dāng)在螺紋切削命令之后已執(zhí)行了校正主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)基準(zhǔn)點的通路時，可以開始螺紋切削，因此，螺紋切削開始角度不是必須在等待Z相信號通路之后進行偏移，從而可以減少處理時間。示例 2接下來，將使用圖5至圖7來描述本發(fā)明的示例2。此外，示例2是示例1所示螺紋切削控制的進一步改進。圖6示出了關(guān)于本發(fā)明的示例2的NC裝置，并且在該附圖中，1表示主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元，2表示信號處理部，3表示主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部，8表示內(nèi)插處理部，9表示螺紋切削控制部，63表示螺紋切削脈沖產(chǎn)生單元，以及64表示螺紋切削速度產(chǎn)生單元。此外，31表示主軸FB位置計數(shù)器，32表示主軸Z相計數(shù)器，30表示主軸基準(zhǔn)角度校正量，61表示Z相校正標(biāo)記，33表示主軸FB位置計數(shù)，以及34表示虛擬主軸Z相計數(shù)。接下來，將描述關(guān)于示例2的NC裝置的操作。S卩，通過主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1設(shè)置用于校正Z相基準(zhǔn)點的主軸基準(zhǔn)角度校正量，并且將其發(fā)送至內(nèi)插處理部8。在主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正部3中，根據(jù)主軸FB位置計數(shù)31、主軸基準(zhǔn)角度校正量30、和主軸Z相計數(shù)32來計算虛擬主軸Z相計數(shù)34。此外，當(dāng)主軸基準(zhǔn)角度校正量30的值改變時，打開Z相校正標(biāo)記61。在螺紋切削速度產(chǎn)生單元64中，根據(jù)螺紋切削脈沖來計算螺紋切削速度。在螺紋切削控制部9中，通過虛擬主軸Z相計數(shù)34的值的改變來識別Z相位置的通路。但是，在來自主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元1的主軸基準(zhǔn)角度校正量的值已經(jīng)改變的情況下，虛擬主軸ζ相計數(shù)34的值由于主軸基準(zhǔn)角度校正量30的值的改變而改變。為此，在螺紋切削脈沖產(chǎn)生單元63中，當(dāng)Z相校正標(biāo)記61沒有打開(即，當(dāng)主軸基準(zhǔn)角度校正量沒有改變時)時，通過捕捉虛擬主軸Z相計數(shù)34的改變來計算螺紋切削脈沖，從而校正后的Z相基準(zhǔn)點的通路和錯誤檢測不由于主軸基準(zhǔn)角度校正量改變時的虛擬主軸Z相計數(shù)34的值的改變而執(zhí)行。因此，可以從主軸基準(zhǔn)角度校正量改變之后的下一個校正后的Z相基準(zhǔn)點的通路開始螺紋切削。圖7是示出不考慮上述主軸基準(zhǔn)角度校正量已改變時虛擬主軸Z相計數(shù)34的改變而產(chǎn)生螺紋切削脈沖的處理示例的流程圖。首先，在步驟1中，檢查是否存在螺紋切削命令。在步驟1中，在存在螺紋切削命令的情況下，處理分支到步驟2，并且如果不是螺紋切削命令，則處理前進到步驟6，然后結(jié)束。在步驟2中，檢查Z相校正標(biāo)記61是否關(guān)閉(即，不是主軸基準(zhǔn)角度校正量改變的時刻)、是否是螺紋切削命令之后的第一次(螺紋切削命令備忘錄關(guān)閉)、以及是否存在虛擬主軸Z相計數(shù)34的變化。如果步驟2為是，處理進行到步驟3，并且如果步驟2為否， 則處理分支到步驟4。在步驟3中，開啟螺紋切削命令備忘錄。在步驟4中，檢查螺紋切削命令備忘錄是否開啟。如果為是，即，如果螺紋切削命令備忘錄開啟，則處理進行到步驟5，并且如果為否時，處理結(jié)束。在步驟5中，使Z相校正標(biāo)記關(guān)閉，并且基于來自虛擬主軸Z相計數(shù)34的主軸旋轉(zhuǎn)量來產(chǎn)生螺紋切削脈沖，然后處理結(jié)束。在步驟6中，清除螺紋切削命令，然后處理結(jié)束。即使通過上述方式來校正主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)基準(zhǔn)點，由于可以不檢測主軸基準(zhǔn)角度校正量改變之后的下一個Z相通路而校正主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)基準(zhǔn)點，因此即使在主軸旋轉(zhuǎn)期間校正主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)基準(zhǔn)點，也可以正確地執(zhí)行螺紋切削。商業(yè)適用性關(guān)于本發(fā)明的NC裝置適用于螺紋切削、原點歸復(fù)、相位匹配等的主軸控制。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控裝置，其中主軸的單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點根據(jù)每個回轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個脈沖的主軸編碼器的Z相信號來確定，所述數(shù)控裝置包括主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元，用于輸入基準(zhǔn)點的校正角度；主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置校正單元，用于根據(jù)主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元所設(shè)置的校正角度對基準(zhǔn)點進行校正；以及主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正單元，用于根據(jù)主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元所設(shè)置的校正角度對主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置進行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控裝置，其中，主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)FB位置校正單元輸出虛擬主軸Z相計數(shù)，其具有根據(jù)主軸的反饋位置校正的主軸基準(zhǔn)點、Z相信號產(chǎn)生的主軸基準(zhǔn)點、以及基準(zhǔn)點的校正角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)控裝置，其中，主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正單元輸出虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)，所述虛擬主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置計數(shù)具有根據(jù)主軸的命令位置以及基準(zhǔn)點的校正角度校正的主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項所述的數(shù)控裝置，其中，提供了 Z相校正標(biāo)記和螺紋切削控制部，Z相校正標(biāo)記確定是否是改變基準(zhǔn)點的校正角度的時刻，螺紋切削控制部根據(jù)標(biāo)記忽略Z相通路從而不在基準(zhǔn)點的校正角度改變之后對其進行檢測，直到其重新經(jīng)過校正后的基準(zhǔn)點。
全文摘要
提供了可以容易地使主軸單回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號不依賴于硬件而偏移任意量并且同時旋轉(zhuǎn)主軸的NC裝置。所述NC裝置包括主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元(1)，用于輸入基準(zhǔn)點的校正角度；主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)反饋位置校正單元(3)，用于根據(jù)主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元所設(shè)置的校正角度對基準(zhǔn)點進行校正；以及主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置校正單元(4)，用于根據(jù)主軸基準(zhǔn)角度校正量設(shè)置單元所設(shè)置的校正角度對主軸單回轉(zhuǎn)內(nèi)命令位置進行校正。
文檔編號G05B19/404GK102378944SQ20098015850
公開日2012年3月14日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者加藤綾, 山田喜范 申請人:三菱電機株式會社