控制主軸和進給軸同步運行的機床的控制裝置和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種控制主軸和進給軸同步運行的機床的控制裝置和控制方法。主軸控制部具備：使主軸以最大能力從加工開始位置加速旋轉的部；分別檢測主軸的最大加速度、剩余旋轉量以及當前速度的部；使主軸在加速旋轉后以最大能力減速旋轉并到達目標螺紋深度；以及在主軸加速旋轉過程中，以在加速開始時將比最大扭矩指令小的扭矩指令賦予主軸，之后使扭矩指令逐漸增加并在預定時間經(jīng)過時將最大扭矩指令賦予主軸的方式執(zhí)行扭矩限制的部。
【專利說明】
控制主軸和進給軸同步運行的機床的控制裝置和控制方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種控制主軸和進給軸的同步運行的機床的控制裝置。本發(fā)明還涉及一種控制主軸和進給軸的同步運行的機床的控制方法。
【背景技術】
[0002]在通過主軸和進給軸的同步運行進行攻絲(tap)加工的機床中，提出各種用于提高加工精度且縮短循環(huán)時間的結構。例如日本國專利第2629729號公報(JP2629729B)公開一種螺紋加工裝置，即進給軸一邊跟蹤主軸的旋轉進行動作一邊進行攻絲加工，根據(jù)主軸的轉速以及旋轉加速度和螺距來運算針對進給軸的進給指令值，并且根據(jù)主軸的實際旋轉位置來修正進給指令值，由此提高攻絲加工的精度。另外日本國專利第3553741號公報(JP3553741B)公開一種數(shù)值控制裝置的主軸電動機加減速控制方法，即為了攻絲加工而進行主軸和進給軸的同步控制，數(shù)值控制裝置生成與主軸的輸出特性對應的加減速指令，通過該加減速指令來控制主軸由此提高主軸的應答性，作為結果能夠縮短循環(huán)時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在通過主軸和進給軸的同步運行進行攻絲加工的機床中，一般依存于主軸所具有的加速能力來決定循環(huán)時間。希望數(shù)值控制裝置不進行要求為了生成與主軸的輸出特性對應的加減速指令所需要的參數(shù)的設定和調(diào)整等的高度技術的預備操作，而是通過更簡單的結構進行使主軸的加速能力最大限度發(fā)揮的控制并縮短循環(huán)時間。另外，在進行主軸的加減速控制時，最好減輕由于加速開始時和停止時等的加速度的急劇變化引起的在主軸產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，以及降低由于加速開始時和停止時等的加速度的急劇變化引起的在主軸和進給軸之間產(chǎn)生的同步誤差。
[0004]本發(fā)明的一個方式為控制主軸和進給軸同步運行的機床的控制裝置，具備:數(shù)值控制部，其根據(jù)攻絲加工程序生成主軸指令以及進給軸指令;主軸控制部，其根據(jù)主軸指令控制主軸的旋轉動作;旋轉檢測部，其檢測主軸的旋轉位置；以及進給軸控制部，其按照進給軸指令，根據(jù)旋轉位置控制進給軸的進給動作，數(shù)值控制部具備:主軸指令輸出部，其從攻絲加工程序取得從加工開始位置到目標螺紋深度期間的主軸的總旋轉量和最高轉速，將總旋轉量和最高轉速設為主軸指令發(fā)送給主軸控制部，主軸控制部具備:初始動作控制部，其將最高轉速作為目標值，使主軸以最大能力從加工開始位置向目標螺紋深度加速旋轉；扭矩限制執(zhí)行部，其在初始動作控制部使主軸加速旋轉的期間，以在加速開始時將比以最大能力加速旋轉過程中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予主軸，在從加速開始起的預定時間使扭矩指令慢慢增加并在經(jīng)過預定時間時將最大扭矩指令賦予上述主軸的方式，針對初始動作控制部執(zhí)行扭矩限制；最大加速度檢測部，其在以最大能力加速旋轉過程中根據(jù)旋轉位置檢測出主軸的最大加速度;剩余旋轉量檢測部，其根據(jù)總旋轉量和旋轉位置檢測從當前位置到目標螺紋深度為止的主軸的剩余旋轉量；當前速度檢測部，其根據(jù)旋轉位置檢測主軸的當前速度；以及定位動作控制部，其在以最大能力加速旋轉后，根據(jù)最大加速度和剩余旋轉量以及當前速度，使主軸以最大能力減速旋轉而到達上述目標螺紋深度。
[0005]本發(fā)明的其他方式為控制主軸和進給軸同步運行的機床的控制裝置，具備:數(shù)值控制部，其根據(jù)攻絲加工程序生成主軸指令以及進給軸指令;主軸控制部，其根據(jù)主軸指令控制主軸的旋轉動作;旋轉檢測部，其檢測主軸的旋轉位置；以及進給軸控制部，其按照進給軸指令，根據(jù)旋轉位置控制進給軸的進給動作，數(shù)值控制部具備:主軸指令輸出部，其從攻絲加工程序取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的主軸的總返回旋轉量和最高返回轉速，將總返回旋轉量和最高返回轉速設為主軸指令發(fā)送給主軸控制部，主軸控制部具備:初始動作控制部，其將最高返回轉速作為目標值，使主軸以最大能力從目標螺紋深度或自目標螺紋深度返回了預定的旋轉數(shù)的初始返回位置向返回結束位置加速逆旋轉;最大加速度檢測部，其檢測或取得主軸從目標螺紋深度進行加速逆旋轉期間的逆旋轉的最大加速度;剩余旋轉量檢測部，其根據(jù)總返回旋轉量和旋轉位置檢測從當前位置到返回結束位置為止的主軸的剩余返回旋轉量；當前速度檢測部，其根據(jù)旋轉位置來檢測主軸的逆旋轉的當前速度;定位動作控制部，其在以最大能力加速逆旋轉后，根據(jù)逆旋轉的最大加速度、剩余返回旋轉量、逆旋轉的當前速度以及預定的加速度變化時間，在加速度變化時間中使主軸以比逆旋轉的最大加速度小且按預定比例變化的加速度減速逆旋轉，另一方面，在排除了加速度變化時間的時間中使主軸以最大能力減速逆旋轉，使主軸在返回結束位置停止。
[0006]本發(fā)明的其他方式為控制主軸和進給軸同步運行的機床的控制方法，控制裝置執(zhí)行如下動作:從攻絲加工程序取得從加工開始位置到目標螺紋深度期間的主軸的總旋轉量和最高轉速，將最高轉速作為目標值，一邊以在加速開始時將比以最大能力加速旋轉過程中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予主軸，在從加速開始起的預定時間使扭矩指令慢慢增加并在經(jīng)過該預定時間時將最大扭矩指令賦予主軸的方式執(zhí)行扭矩限制，一邊使主軸以最大能力從加工開始位置向目標螺紋深度加速旋轉，在以最大能力加速旋轉過程中，根據(jù)主軸的旋轉位置反饋值檢測最大加速度;根據(jù)總旋轉量和旋轉位置反饋值檢測從當前位置到目標螺紋深度為止的主軸的剩余旋轉量，根據(jù)旋轉位置反饋值檢測主軸的當前速度，在以最大能力加速旋轉后，根據(jù)最大加速度和剩余旋轉量以及當前速度，使主軸以最大能力減速旋轉而到達目標螺紋深度。
[0007]本發(fā)明的其他方式為控制主軸和進給軸同步運行的機床的控制方法，控制裝置執(zhí)行如下動作:從攻絲加工程序取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的主軸的總返回旋轉量和最高返回轉速，將最高返回轉速作為目標值，使主軸以最大能力從目標螺紋深度或自目標螺紋深度返回了預定的旋轉數(shù)的初始返回位置向返回結束位置加速逆旋轉，檢測或取得主軸從目標螺紋深度進行加速逆旋轉期間的逆旋轉的最大加速度，根據(jù)總返回旋轉量和主軸的旋轉位置反饋值檢測從當前位置到返回結束位置為止的主軸的剩余返回旋轉量，根據(jù)旋轉位置反饋值來檢測主軸逆旋轉的當前速度，在以最大能力加速逆旋轉后，根據(jù)逆旋轉的最大加速度、剩余返回旋轉量、逆旋轉的當前速度以及預定的加速度變化時間，在該加速度變化時間中使主軸以比逆旋轉的最大加速度小且按預定比例變化的加速度減速逆旋轉，另一方面，在排除了加速度變化時間的時間中使主軸以最大能力減速逆旋轉，使主軸在返回結束位置停止。
[0008]根據(jù)一個方式的控制裝置，在使主軸進行從加工開始位置到目標螺紋深度的切削動作時，數(shù)值控制部將主軸的總旋轉量和最高轉速作為主軸指令通知給主軸控制部，主軸控制部根據(jù)該主軸指令，將最高轉速作為目標以最大限度使用了容許電流的最大輸出使主軸加速來執(zhí)行切削動作，而且根據(jù)該期間的最大加速度和主軸的剩余旋轉量以及當前速度，一邊使主軸以最大減速度減速一邊以最短時間繼續(xù)執(zhí)行到目標螺紋深度為止的切削動作而到達目標螺紋深度，這樣就不需要進行用于針對數(shù)值控制部生成與主軸的輸出特性對應的加減速指令的參數(shù)的設定和調(diào)整等，而是能夠通過更簡單的結構，進行使主軸的加速能力最大限度發(fā)揮的加減速控制，縮短攻絲加工的循環(huán)時間。而且，如果是在主軸控制部使主軸以最大能力加速旋轉期間，從加速開始持續(xù)預定時間來執(zhí)行扭矩限制的結構，則主軸能夠以比最大加速度足夠低的(例如零)加速度開始旋轉，之后慢慢增加加速度并在經(jīng)過預定時間時以最大加速度加速旋轉。因此，根據(jù)該控制裝置，能夠避免主軸的加速開始時的加速度的急劇變化，從而能夠減輕由于加速度的變化引起的在主軸產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，并且能夠降低由于加速度的變化引起的在主軸和進給軸之間產(chǎn)生的同步誤差。
[0009]根據(jù)其他方式的控制裝置，在使主軸進行從目標螺紋深度到返回結束位置的返回動作時，數(shù)值控制部將主軸的總返回旋轉量和最高返回轉速作為主軸指令通知給主軸控制部，主軸控制部根據(jù)該主軸指令，將最高返回轉速作為目標以最大限度使用了容許電流的最大輸出使主軸加速來執(zhí)行返回動作，而且根據(jù)該期間的最大加速度和主軸的剩余返回旋轉量以及當前速度，一邊使主軸以最大減速度減速一邊以最短時間繼續(xù)執(zhí)行到返回結束位置為止的返回動作并在返回結束位置停止，這樣不需要進行用于針對數(shù)值控制部生成與主軸的輸出特性對應的加減速指令的參數(shù)的設定和調(diào)整等，而是能夠通過更簡單的結構，進行使主軸的加速能力最大限度發(fā)揮的加減速控制，縮短攻絲加工的循環(huán)時間。而且，如果是在使主軸以最大能力減速逆旋轉時考慮加速度變化時間來進行主軸的位置控制的結構，則主軸能夠從比最大減速度足夠低的(例如零)減速度慢慢增加減速度并在經(jīng)過加速度變化時間時以最大減速度進行減速逆旋轉。因此，根據(jù)該控制裝置，能夠避免主軸的減速逆旋轉過程中和在返回結束位置的停止時的減速度的急劇變化，從而能夠減輕由于減速度的變化引起的在主軸產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，并且能夠降低由于減速度的變化引起的在主軸和進給軸之間產(chǎn)生的同步誤差。
[0010]進而根據(jù)其他方式的控制方法達到與上述控制裝置的效果相同的效果。
【附圖說明】
[0011]通過與附圖關聯(lián)的以下實施方式的說明能夠更加明確本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點。在該附圖中:
[0012]圖1是表示第一實施方式的機床控制裝置結構的功能框圖。
[0013]圖2是表示作為機床控制方法的一個實施方式的攻絲加工的切削動作控制方法的流程圖。
[0014]圖3是表示主軸的切削動作的一例的圖。
[0015]圖4是表示主軸的切削動作的其他例子的圖。
[0016]圖5是表示作為機床控制方法的一個實施方式的攻絲加工的返回動作控制方法的流程圖。
[0017]圖6是表示主軸的切削以及返回動作的一例的圖。
[0018]圖7是表示主軸的切削動作的另一例的圖。
[0019]圖8是表示主軸的切削動作的另一例的圖。
[0020]圖9是表示作為機床控制方法的其他實施方式的攻絲加工的切削以及返回動作控制方法的流程圖。
[0021]圖10是表示主軸的切削以及返回動作的一例的圖。
[0022]圖11是表示第二實施方式的機床控制裝置的結構的功能框圖。
[0023]圖12是表示圖1的控制裝置的變形例的結構的功能框圖。
[0024]圖13是表示圖1的控制裝置的其他變形例的結構的功能框圖。
【具體實施方式】
[0025]以下參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。在所有附圖對相應的結構要素標注共同的參照符號。
[0026]圖1是表示第一實施方式的機床控制裝置10的結構的功能框圖?？刂蒲b置10在通過主軸12和進給軸14的同步運行進行攻絲加工的機床(例如車床、鉆床、自動換刀數(shù)控機床(maching center)中，一邊考慮通過攻絲加工程序P指定的螺距，一邊控制進給軸14跟蹤主軸12的旋轉動作地進行動作的同步運行。雖然沒有圖示，但是主軸12是設定在使把持工件或工具的把持部以加工所需要的速度進行旋轉運動的主軸電動機等驅動裝置上的控制軸。雖然沒有圖示，但是進給軸14是設定在使支持工件或工具的支持部以加工所需要的速度進行進給運動的伺服電動機等驅動裝置上的控制軸。例如在車床中，能夠針對通過主軸12進行旋轉的工件，通過進給軸14直線進給工件，或針對工具通過進給軸14直線進給通過主軸12進行旋轉的工件。另外，在鉆床中，針對工件通過進給軸14直線進給通過主軸12進行旋轉的工具，或針對通過主軸12進行旋轉的工具，通過進給軸14直線進給工件。在所有情況下，都能夠通過相對于動作中的加減速扭矩具有比較富裕扭矩的進給軸14以跟蹤相對于動作中的加減速扭矩比較沒有富裕扭矩的主軸12的方式進行動作，降低同步誤差來提高加工精度。另外，在本發(fā)明中，不特別限定機床的結構。
[0027]控制裝置10具備:數(shù)值控制部16，其根據(jù)攻絲加工程序P來生成主軸指令CS以及進給軸指令CF;主軸控制部18，其根據(jù)主軸指令CS來控制主軸12的旋轉動作;旋轉檢測部20，其檢測主軸12的旋轉位置；以及進給軸控制部22，其根據(jù)旋轉檢測部20檢測出的旋轉位置來控制進給軸14的進給動作。數(shù)值控制部16具備:程序解釋部24，其解釋攻絲加工程序P;主軸指令輸出部26，其按照程序解釋部24的解釋來生成主軸指令CS，將主軸指令CS發(fā)送給主軸控制部18;以及進給軸指令輸出部28，其根據(jù)程序解釋部24的解釋來生成進給軸指令CF，將進給軸指令CF發(fā)送給進給軸控制部22。數(shù)值控制部16能夠具有公知的CNC裝置的硬件結構。
[0028]主軸指令輸出部26在開始攻絲加工之前，根據(jù)程序解釋部24進行解釋的攻絲加工程序P的指令值取得從加工開始位置(旋轉位置)到目標螺紋深度(旋轉位置)期間的主軸12的總旋轉量SO和最高轉速V0，將所述總旋轉量SO和最高轉速VO作為主軸指令CS發(fā)送給主軸控制部18。例如攻絲加工程序P將主軸12的最高轉速(在該例子中是每一分鐘的最大旋轉數(shù))VO設為3000/min，在包括加工螺距1.25mm、螺紋深度30mm的內(nèi)螺旋的指令的情況下，從加工開始位置到目標螺紋深度期間的主軸12的總旋轉量SO為30 + 1.25 = 24(rev)，所以主軸指令輸出部26將V0 = 3000(min—O和S0 = 24(rev)通知給主軸控制部18。這樣主軸指令CS不包括用于使主軸12旋轉運動到目標螺紋深度的位置指令和加減速指令。
[0029]主軸控制部18使用由旋轉檢測部20檢測出的主軸12的旋轉位置FBS(即反饋值)，通過普通的反饋控制來控制主軸12的旋轉動作。進給軸控制部22除了進給軸14的進給位置的反饋值，還使用主軸12的旋轉位置FBS，控制通過反饋控制跟蹤主軸12的動作的進給軸14的進給動作。另外，旋轉檢測部20能夠根據(jù)檢測主軸12的驅動裝置的動作位置的編碼器等位置檢測器(未圖示)的輸出，取得旋轉位置FBS。
[0030]主軸控制部18具備:初始動作控制部30，其將從主軸指令輸出部26發(fā)送的最高轉速V0(min—O作為目標值，使主軸12以最大能力從加工開始位置向目標螺紋深度加速旋轉；最大加速度檢測部32，其在主軸12以最大能力的加速旋轉過程中根據(jù)旋轉位置FBS來檢測主軸12的最大加速度A0(min—Vs);剩余旋轉量檢測部34，其根據(jù)從主軸指令輸出部26發(fā)送的總旋轉量SO(rev)和旋轉位置FBS，檢測從當前位置(旋轉位置)到目標螺紋深度為止的主軸12的剩余旋轉量Sr(rev);當前速度檢測部36，其根據(jù)旋轉位置FBS檢測主軸12的當前速度Vc(min—O;以及定位動作控制部38，其在主軸12以最大能力的加速旋轉后，根據(jù)最大加速度AO和剩余旋轉量Sr以及當前速度Vc，使主軸12以最大能力減速旋轉而達到目標螺紋深度。主軸控制部18還具備扭矩限制執(zhí)行部40，其針對初始動作控制部30執(zhí)行扭矩限制，使得在初始動作控制部30使主軸12加速旋轉期間，將比加速開始時以最大能力的加速旋轉過程中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予主軸12，使扭矩指令從加速開始起的預定時間TO(sec)慢慢增加并在預定時間TO經(jīng)過時將最大扭矩指令賦予主軸12。
[0031]在一個實施方式中，定位動作控制部38的結構可以為，在主軸12以最大能力加速旋轉后，根據(jù)最大加速度AO和剩余旋轉量Sr和當前速度Vc以及預定的加速度變化時間Tl(sec)，在加速度變化時間Tl中使主軸12以比最大加速度AO小且按預定比例發(fā)生變化的加速度減速旋轉，另一方面在排除加速度變化時間Tl的時間中使主軸12以最大能力減速旋轉，使主軸12達到目標螺紋深度。另外，定位動作控制部38是能夠進行使主軸12在目標螺紋深度停止的位置控制的結構?；蛘?，定位動作控制部38是能夠進行使主軸12在目標螺紋深度不停止的位置控制的結構。
[0032]控制裝置10在使用了機床的攻絲加工中，能夠控制通過工具將工件的螺紋底孔切削到目標螺紋深度的主軸12的動作(本申請中稱為切削動作)。另外，控制裝置10在使用了機床的攻絲加工中，在將工件的螺紋底孔切削加工到目標螺紋深度后控制用于從工件拔出工具的主軸12的動作(在本申請中稱為返回動作)。
[0033]圖2表示作為控制裝置10執(zhí)行的機床控制方法的一個實施方式的攻絲加工的主軸12的切削動作控制方法。以下，參照圖2示例的攻絲加工控制流程和圖1，詳細說明控制裝置10的結構。首先，在步驟SI，數(shù)值控制部16(主軸指令輸出部26)對主軸控制部18指令主軸12的總旋轉量SO和最高轉速V0。在步驟S2中，主軸控制部18(初始動作控制部30、扭矩限制執(zhí)行部40)—邊從加工開始位置持續(xù)預定時間TO執(zhí)行上述的扭矩限制，一邊將最高轉速VO作為目標速度使主軸12以最大限度使用了驅動源的容許電流的最大能力進行加速旋轉并執(zhí)行攻絲加工。另外，在步驟S2中，主軸控制部18(最大加速度檢測部32、剩余旋轉量檢測部34)在以最大能力的加速旋轉中檢測并取得最大加速度A0，并且依次檢測來自當前位置的剩余旋轉量Sr。主軸控制部18在每次檢測時將檢測出的剩余旋轉量Sr通知給數(shù)值控制部16。
[0034]扭矩限制執(zhí)行部40所執(zhí)行的扭矩限制可以是以下結構。首先，在加工開始位置開始主軸12的加速旋轉時，主軸控制部18(初始動作控制部30)將賦予主軸12的扭矩指令限制為比加速旋轉中的最大扭矩指令要小的預定扭矩指令(例如零)。從加速開始起預定時間TO(sec)，通過慢慢減少伴隨時間經(jīng)過的扭矩指令的限制值來慢慢增加扭矩指令，在從加速開始經(jīng)過了預定時間TO的時間點將最大扭矩指令賦予主軸12。此處，關于扭矩指令的限制值L(%),例如將最大扭矩指令賦予主軸12時的限制值設為100( % )的情況下，如果將從加速開始起的經(jīng)過時間設為t (sec )，則能夠如以下那樣設定。
[0035]L=100/T0Xt(其中，0< t<T0)
[0036]在基于初始動作控制部30的主軸12的初始動作控制(S卩，使主軸12以最大能力加速旋轉的速度控制)期間，將上述的限制值L乘以從加工開始賦予主軸12的扭矩指令，由此持續(xù)預定時間TO執(zhí)行扭矩限制。其結果，主軸12以比最大加速度AO足夠低的(例如零)加速度開始旋轉，持續(xù)預定時間TO慢慢增加加速度，在經(jīng)過預定時間TO時，以最大限使用了容許電流的最大能力(即最大加速度AO)進行加速旋轉。另外，在速度控制期間賦予主軸12的扭矩指令，是指針對由主軸指令輸出部26通知給主軸控制部18的速度指令(最高轉速V0)，由主軸控制部18的速度處理部(未圖示)進行運算處理而求出的指令。進而，主軸控制部18的電流處理部(未圖示)可以針對該扭矩指令進行運算處理來求出電流指令，將該電流指令發(fā)送給主軸電動機。另外，扭矩限制時間TO例如能夠由系統(tǒng)設計者根據(jù)經(jīng)驗進行設定并作為控制用參數(shù)之一存儲在控制裝置10的存儲器(未圖示)中。
[0037]接著步驟S2，在步驟S3中，主軸控制部18(當前速度檢測部36)在以最大能力的加速旋轉過程中依次檢測出當前速度Vc，在每次檢測時判斷當前速度Vc是否沒有到達最高轉速V0。在Vc沒有到達VO的情況下，在步驟S4，主軸控制部18判斷剩余旋轉量Sr是否成為總旋轉量SO的1/2以下。在Sr成為SO的1/2以下的情況下，在步驟S5，主軸控制部18使主軸12以最大限使用了驅動源的容許電流的最大能力減速旋轉并繼續(xù)執(zhí)行攻絲加工(切削動作)。在Sr沒有成為SO的1/2以下的情況下返回步驟S3。
[0038]這里如果參照圖3，則在當前速度Vc達到最高轉速VO之前，剩余旋轉量Sr成為了總旋轉量SO的1/2的情況下(步驟S3以及S4的判斷都是“是”的情況下)，通過速度-時間曲線表示主軸12的動作的一個例子。圖3中，Vb作為從起動起到速度Vb為止能夠以一定扭矩進行加速(即一定加速度)的轉速(例如主軸電動機的基底速度)，預先針對主軸12設定，例如能夠作為控制用參數(shù)之一存儲在控制裝置10的存儲器(未圖示)中。另外，實用上，速度Vb如果是主軸電動機的基底速度(當主軸電動機和主軸12之間存在減速比的情況下考慮了減速比的速度)以下即可。
[0039]在圖3的時間Ql以及Q2執(zhí)行在步驟S2的主軸12的最大能力的加速旋轉(包括扭矩限制)，在時間Ql中排除加工開始后的預定扭矩限制時間TO的一定加速度期間檢測出最大加速度AO ο如果主軸12的轉速超過Vb，則根據(jù)主軸電動機的特性，主軸12的加速度從最大加速度AO逐漸減少。在剩余旋轉量Sr成為了總旋轉量SO的1/2(即從加工開始的旋轉量成為了總旋轉量SO的1/2)的時間點A(步驟S4的判斷為是的時間點)，主軸12的動作從加速旋轉變?yōu)闇p速旋轉，在時間Q3，執(zhí)行步驟S5的主軸12以最大能力的減速旋轉。在時間Q3，將速度Vb作為目標值使主軸12從點A減速旋轉，但是在該期間，根據(jù)主軸電動機的特性來逐漸增加主軸12的減速度。在以最大能力的減速旋轉過程中，主軸控制部18(剩余旋轉量檢測部34、當前速度檢測部36)也依次檢測來自主軸12的當前位置的剩余旋轉量Sr以及當前速度Vc。這樣，在時間Ql?Q3，主軸控制部18對主軸12進行速度控制(在圖3用虛線例示階梯狀的速度指令)。
[0040]在圖3的動作例中，在時間Q3(即速度控制)以后，主軸控制部18 (定位動作控制部38)在考慮了用于使加速度隨著時間經(jīng)過而慢慢變化的加速度變化時間Tl的基礎上，控制主軸12的切削動作。此時，主軸控制部18(定位動作控制部38)監(jiān)視在步驟S5的最大減速控制期間依次檢測出的剩余旋轉量Sr (rev)和當前速度VcUin—1)，一邊根據(jù)當前速度Vc (min一O考慮加速度變化時間Tl (sec)—邊通過下式求出預測以與最大加速度AO(HiirTVs)對應的最大減速度AO (負的值)減速時成為Sr = O (即達到目標螺紋深度)的時間點B的位置，來作為從Sr = O的點看到的剩余旋轉量Sr (負值)的絕對值。
[0041]Sr I =Vc2/ IAO | /120+Vc X (Tl-Tctl )/120 ο
[0042]這里Tctl(Sec)是主軸控制部18(定位動作控制部38)所執(zhí)行的控制周期(即生成位置指令通知給主軸12的周期)。
[0043]在該實施方式中，以一邊考慮加速度變化時間Tl(sec)—邊使主軸12從點B以最大減速度AO進行減速作為前提。因此，在點B，假設主軸12的當前速度Vc達到Vb。即關于點B的位置|Sr|，能夠使用預定的速度Vb由下式來求出。
[0044]Sr I =Vb2/ | AO | /120+Vb X (Tl-Tctl)/120ο
[0045]另外，在該實施方式中，主軸12的加速所需要的扭矩(以下，稱為加速扭矩)和減速所需要的扭矩(以下，稱為減速扭矩)彼此相等。一般在主軸12旋轉過程中產(chǎn)生機械結構上的負荷(阻力)，加速扭矩變得比減速扭矩大，所以當加速扭矩和減速扭矩相等時，如果以相同的速度變化進行比較，則以最大能力的加速時間變得比以最大能力的減速時間要長。因此，實際上主軸12在從點A減速后，以比時間Q2短的時間達到速度Vb，這時的位置I Sr |為，
[0046]Sr I >Vc2/ | AO | /120+Vc X (Tl-Tctl)/120ο
[0047]之后，以一定速度Vb旋轉極少時間，從而到達點B(圖3)，即:
[0048]I Sr I =Vb2/IAO I/120+Vb X (Tl —Tctl )/120。
[0049]在圖3的動作例中，在時間Q3之后的時間Q4中，主軸12的動作在從極少時間的恒定速度Vb(即加速度為零)到最大減速度AO期間設定加速度變化時間Tl，在該加速度變化時間Tl期間，主軸12的減速度伴隨時間經(jīng)過從零慢慢增加到最大減速度A0。另外，在圖3的動作例中，在時間Q3之后的時間Q4期間，主軸12的動作在從最大減速度AO停止在目標螺紋深度(即加速度為零)的期間，再設定一個加速度變化時間Tl，在該加速度變化時間TI中，主軸12的減速度伴隨時間經(jīng)過從最大減速度AO慢慢減少到零。另外，加速度變化時間TI期間的主軸12的減速度變化率為IAO I /Tl (min—Vs2)。另外，加速度變化時間Tl例如由系統(tǒng)設計者根據(jù)經(jīng)驗進行設定，并作為控制用參數(shù)之一存儲在控制裝置10的存儲器(未圖示)中。
[0050]再次參照圖2，在步驟S6，主軸控制部18(定位動作控制部38)判定主軸12的當前位置的剩余旋轉量的絕對值I Sr I是否滿足I Sr I =Vb2/ IAO | /120+Vb X (Tl — Tctl )/120(以下稱為等式1)(即主軸12的旋轉位置是否到達點B)。在滿足等式I的情況下，在步驟S7，主軸控制部18(定位動作控制部38)生成用于一邊考慮加速度變化時間Tl 一邊使主軸12以最大減速度AO減速旋轉并到達Sr = O的點(即目標螺紋深度)的指令(在圖3的動作例中，用于使主軸12停止在目標螺紋深度的指令)，通過該指令對主軸12進行位置控制。在沒有滿足等式I的情況下，重復判斷直到滿足等式I為止。主軸12根據(jù)來自主軸控制部18(定位動作控制部38)的指令，從點B向目標螺紋深度，在加速度變化時間Tl期間以比最大減速度AO小且慢慢變化的減速度進行減速旋轉，在除了加速度變化時間Tl的時間以最大減速度AO進行減速旋轉，執(zhí)行攻絲加工(切削動作)，在Sr = O的時間點到達目標螺紋深度(在圖3的動作例子中，在目標螺紋深度停止)。這樣，在從點B到達目標螺紋深度的時間Q4(圖3)中，主軸控制部18對主軸12進行位置控制。
[0051 ]在步驟S3中，在判斷為當前速度Vc達到最高轉速VO的情況下，在步驟S8，主軸控制部18將達到最高轉速VO時的主軸12的從加工開始位置的旋轉量(即旋轉位置FBS)保存為加速時旋轉量Sa。然后，在步驟S9，主軸控制部18判斷剩余旋轉量Sr是否在加速時旋轉量Sa以下。當Sr在Sa以下時，進入步驟S5，接著執(zhí)行步驟6以及步驟7，進行到目標螺紋深度的加工。當Sr不在Sa以下時，重復判斷直到Sr在Sa以下為止。
[0052]在主軸控制部18控制主軸12從加工開始位置到目標螺紋深度的旋轉動作的期間，進給軸控制部22使用主軸12的旋轉位置FBS，控制進給軸14使其跟蹤主軸12的動作并進行進給動作。數(shù)值控制部16在主軸控制部18執(zhí)行步驟SI?步驟S9的處理期間，監(jiān)視從主軸控制部18通知的剩余旋轉量Sr，當剩余旋轉量Sr成為第一預定值(接近零的極小值)以下時，判斷為攻絲加工到達了目標螺紋深度。
[0053]圖4通過速度-時間曲線表示在剩余旋轉量Sr成為總旋轉量SO的1/2之前當前速度Vc達到了最高轉速VO的情況(步驟S3的判斷為否的情況)下的主軸12的動作一例。如圖4所示，在時間Ql和Q2執(zhí)行步驟S2的主軸12的最大能力的加速旋轉(包括扭矩限制時間TO)，主軸12的當前速度Vc達到最高轉速VO，之后在整個時間Q5主軸12以恒定速度VO進行旋轉并繼續(xù)攻絲加工，在剩余旋轉量Sr等于加速時旋轉量Sa的時間點A(步驟S9的判斷為是的時間點)，主軸12的動作從加速旋轉變?yōu)闇p速旋轉，在時間Q3，執(zhí)行步驟S5的主軸12在最大能力的減速旋轉，在時間Q4，執(zhí)行步驟S7的主軸12的位置控制(考慮加速度變化時間Tl)。在時間Ql、Q2、Q3以及Q4，主軸12與圖3所示的動作同樣地進行動作。
[0054]在使用了機床的攻絲加工中，在將工件的螺紋底孔切削加工到目標螺紋深度之后，需要執(zhí)行用于將工具從工件拔出的主軸12的返回動作。在上述實施方式中，定位動作控制部38被構成為使主軸12以最大能力減速旋轉并且在目標螺紋深度停止的情況下，控制裝置10在該返回動作時，能夠進行與到上述目標螺紋深度的切削動作控制相同的控制。圖5表示作為控制裝置10執(zhí)行的機床控制方法的一個實施方式的攻絲加工的主軸12的返回動作控制方法。另外，圖6通過速度-時間曲線表示在使主軸12進行與圖4的切削動作對應的返回動作時的從加工開始位置經(jīng)過目標螺紋深度到達返回結束位置的主軸12的動作一例。另夕卜，圖6所示的主軸12的切削動作與圖4所示的動作相同。以下，一起參照圖5、圖6以及圖1，說明控制裝置10的返回動作的控制流程的一例。
[0055]數(shù)值控制部16(主軸指令輸出部26)在圖2的處理流程判斷為攻絲加工到達了目標螺紋深度之后，在步驟S10，根據(jù)由程序解釋部24所解釋的攻絲加工程序P的指令值取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的主軸12的總返回旋轉量S0’和最高返回轉速V0’，將所述總返回旋轉量S0’和最高返回轉速V0’作為主軸指令CS發(fā)送給主軸控制部18。返回動作的主軸指令CS也不包括用于使主軸12旋轉運動到返回結束位置的位置指令、加減速指令。另夕卜，返回結束位置可以與加工開始位置相同，也可以與加工開始位置不同。在返回結束位置與加工開始位置相同的情況下，總返回旋轉量so’與切削時的總旋轉量SO相等，但是最高返回轉速VO ’不一定與切削時的最高轉速VO—致。
[0056]在步驟Sll，主軸控制部18(初始動作控制部30、最大加速度檢測部32、剩余旋轉量檢測部34、扭矩限制執(zhí)行部40)進行以下處理。初始動作控制部30將最高返回轉速V0’設為目標速度，使主軸12從目標螺紋深度(速度零)向返回結束位置以最大限度使用了驅動源的容許電流的最大能力來加速逆旋轉，執(zhí)行返回動作。扭矩限制執(zhí)行部4 O針對初始動作控制部30執(zhí)行扭矩限制，使得在初始動作控制部30使主軸12加速逆旋轉期間，在加速開始時將比最大能力的加速逆旋轉中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予主軸12，從加速開始預定時間T0’使扭矩指令慢慢增加并在經(jīng)過預定時間T0’時將最大扭矩指令賦予主軸12。關于這時的扭矩指令的限制值L(%)，例如在將最大扭矩指令賦予主軸12時的限制值設為100(% )時，如果將從加速開始的經(jīng)過時間設為t (sec),則能夠設定為L= 100/T0 ’ X t (其中O <t < TC’)。最大加速度檢測部32在以最大能力的加速逆旋轉過程中，根據(jù)旋轉位置FBS檢測并取得逆旋轉的最大加速度A0’。剩余旋轉量檢測部34根據(jù)總返回旋轉量S0’和旋轉位置FBS，依次檢測從當前位置到返回結束位置為止的主軸12的剩余返回旋轉量Sr’。在每次檢測時，由主軸控制部18向數(shù)值控制部16通知檢測出的剩余返回旋轉量Sr’。另外，扭矩控制時間T0’例如由系統(tǒng)設計者根據(jù)經(jīng)驗進行設定并能夠作為控制用參數(shù)之一存儲在控制裝置10的存儲器(未圖示)中。
[0057]接著，在步驟S12中，主軸控制部18(當前速度檢測部36)在最大能力的加速逆旋轉過程中根據(jù)旋轉位置FBS依次檢測逆旋轉的當前速度Vc，，在每次檢測時，判斷當前速度Vc，是否沒有達到最高返回轉速V0’。在Vc’沒有達到V0’的情況下，在步驟S13，主軸控制部18判斷剩余返回旋轉量Sr ’是否成為總返回旋轉量SO，的1/2以下。在Sr，成為SO，的1/2以下的情況下，在步驟S14，主軸控制部18使主軸12以最大限使用了驅動源的容許電流的最大能力減速逆旋轉，繼續(xù)執(zhí)行返回動作。在Sr，沒有成為SO ’的1/2以下的情況下返回步驟SI2。
[0058]在步驟S12，在判斷為當前速度Vc’達到最高返回轉速VO’的情況下，在步驟S17，主軸控制部18將達到最高返回轉速VO ’時的主軸12的從目標螺紋深度的旋轉量(即旋轉位置FBS)保存為返回動作的加速時旋轉量Sa’。然后在步驟S18，主軸控制部18判斷剩余返回旋轉量Sr’是否在加速時旋轉量Sa’以下。在Sr’成為Sa’以下的情況下，在步驟S14，主軸控制部18使主軸12以最大限度使用了驅動源的容許電流的最大能力減速逆旋轉，繼續(xù)執(zhí)行返回動作。在Sr’沒有成為Sa’以下的情況下，重復判斷直到Sr’成為Sa’以下為止。
[0059]這里如果參照圖6，則通過速度-時間曲線表示在剩余返回旋轉量Sr’成為了總返回旋轉量S0’的1/2之前，當前速度Vc ’達到最高返回轉速VO ’的情況下(步驟S12的判斷為否的情況)，主軸12的返回動作的一個例子。如圖6所示，在時間Q6以及Q7執(zhí)行在步驟Sll的主軸12的最大能力的加速逆旋轉(包括扭矩限制)，在時間Q6中排除從目標螺紋深度起的返回開始后的預定扭矩限制時間T0’的恒定加速度期間，檢測出逆旋轉的最大加速度A0’。如果主軸12的轉速超過Vb，則根據(jù)主軸電動機的特性，主軸12的加速度從最大加速度AO ’逐漸減少。在剩余返回旋轉量Sr ’成為了總返回旋轉量SO ’的1/2之前，主軸12的當前速度Vc ’達到最高返回轉速VO，，之后整個時間QlO主軸12以恒定速度VO，進行逆旋轉，繼續(xù)返回動作。在剩余返回旋轉量Sr，等于加速時旋轉量Sa，的時間點C(步驟S18的判斷為是的時間點)，主軸12的動作從加速逆旋轉變?yōu)闇p速逆旋轉，在時間Q8，執(zhí)行步驟S14的主軸12的以最大能力的減速逆旋轉。在時間Q8，將速度Vb作為目標值使主軸12從點C減速逆旋轉，但是，在該期間，根據(jù)主軸電動機的特性來逐漸增加主軸12的減速度。主軸控制部18 (剩余旋轉量檢測部34、當前速度檢測部36)在最大能力的減速逆旋轉過程中也依次檢測出來自主軸12的當前位置的剩余返回旋轉量Sr，以及當前速度Vc，ο這樣，在時間Q6、Q7、Q1以及Q8，主軸控制部18對主軸12進行速度控制(在圖6用虛線例示階梯狀的速度指令)。
[0060]在圖6的動作例中，在時間Q8(即速度控制)以后，主軸控制部18 (定位動作控制部38)在考慮了用于使加速度隨著時間經(jīng)過而慢慢變化的加速度變化時間Tl’的基礎上，控制主軸12的返回動作。此時，主軸控制部18(定位動作控制部38)監(jiān)視在步驟S14的最大減速控制期間依次檢測出的剩余返回旋轉量Sr’(rev)和當前速度Vc’(min—工)，一邊根據(jù)當前速度Vc’(min—O考慮加速度變化時間Tl’(sec)，一邊通過下式求出預測出以與最大加速度A0’(min—Vs)對應的最大減速度AO，(負值)減速時成為Sr ’ = O(即到達返回結束位置)的時間點D的位置，來作為從Sr’ =0的點看到的剩余返回旋轉量Sr’(負值)的絕對值。
[0061]Sr，I =Vc，2/|A0，/120+Vc，X (Tl，一Tctl)/120。
[0062]在該實施方式中，將一邊考慮加速度變化時間Tl’(sec)—邊使主軸12從點D以最大減速度AO，減速的情況作為前提。因此假設在點D，主軸12的當前速度Vc，達到Vb。即點D的位置I Sr’ I能夠使用預定的速度Vb通過下式來求出
[0063]Sr' I =VbVlAO' |/120+VbX (Tl’一Tctl)/120。
[0064]在圖6的動作例中，在時間Q8之后的時間Q9中，主軸12的動作在從極少時間的恒定速度Vb(即加速度為零)到最大減速度AO’期間設定加速度變化時間Tl’，在該加速度變化時間Tl’，在主軸12的減速度伴隨時間經(jīng)過從零慢慢增加到最大減速度A0’。另外，在圖6的動作例中，在時間Q8之后的時間Q9中，在主軸12的動作從最大減速度AO ’到在返回結束位置停止(即加速度為零)的期間，再設定一個加速度變化時間Tl’，在該加速度變化時間Tl’主軸12的減速度伴隨時間經(jīng)過從最大減速度AO ’慢慢減少到零。另外，加速度變化時間Tl ’的主軸12的減速度變化率為IA0’ I /Tl ’(min—Vs2)。另外，加速度變化時間Tl’例如由系統(tǒng)設計者根據(jù)經(jīng)驗進行設定并作為控制用參數(shù)之一存儲在控制裝置10的存儲器(未圖示)中。
[0065]再次參照圖5，在步驟S15中，主軸控制部18(定位動作控制部38)判斷主軸12的當前位置的剩余返回旋轉量Sr ’的絕對值I Sr’ I是否滿足了 I Sr’ | =Vb2/ | AO，|/120+Vb X(Tl’一Tctl)/120(以下稱為等式2)(即主軸12的旋轉位置是否到達點D)。在滿足等式2的情況下，在步驟S16，主軸控制部18(定位動作控制部38)生成用于一邊考慮加速度變化時間Tl ’ 一邊使主軸12以最大減速度AO ’減速逆旋轉而在Sr ’ = O的點(即返回結束位置)停止的指令，通過該指令對主軸12進行位置控制。在沒有滿足等式2的情況下，重復判斷直到滿足等式2為止。主軸12根據(jù)來自主軸控制部18(定位動作控制部38)的指令，從點D向返回結束位置，在加速度變化時間Tl’以比最大減速度A0’小且慢慢變化的減速度進行減速逆旋轉，在除了加速度變化時間Tl’的時間以最大減速度AO ’進行減速逆旋轉，執(zhí)行返回動作，在Sr ’=0的時間點停止在返回結束位置。這樣，在從點D到達返回結束位置的時間Q9(圖6)中，主軸控制部18對主軸12進行位置控制。
[0066]如圖6所示，主軸12的返回動作能夠通過與主軸12的切削動作相同的速度-時間曲線來表示。在總返回旋轉量SO ’以及最高返回轉速VO ’與切削時的總旋轉量SO以及最高轉速VO相同的情況下，切削動作和返回動作表示實質(zhì)上相同的速度-時間曲線。另一方面，在總返回旋轉量SO ’以及最高返回轉速VO ’與切削時的總旋轉量SO以及最高轉速VO不同的情況下，切削動作和返回動作不一定表示相同的速度-時間曲線。
[0067]在主軸控制部18控制主軸12的從目標螺紋深度到返回結束位置期間的逆旋轉動作期間，進給軸控制部22使用主軸12的旋轉位置FBS，控制進給軸14使其跟蹤主軸12的動作地進行逆進給動作。數(shù)值控制部16在主軸控制部18執(zhí)行步驟SlO?步驟S18的處理的期間，監(jiān)視從主軸控制部18通知的剩余返回旋轉量Sr’，當剩余返回旋轉量Sr’成為第二預定值(接近零的極小值)以下時，判斷為返回動作結束并從工件拔出了工具。
[0068]上述實施方式的控制裝置10在使主軸12進行從加工開始位置到目標螺紋深度的切削動作時，數(shù)值控制部16將主軸12的總旋轉量SO和最高轉速VO作為主軸指令CS通知給主軸控制部18，主軸控制部18根據(jù)該主軸指令CS，將最高轉速VO作為目標以最大限度使用了容許電流的最大輸出使主軸12加速，執(zhí)行切削動作，而且根據(jù)該期間的最大加速度AO和依次檢測出的主軸12的剩余旋轉量Sr以及當前速度Vc，一邊使主軸12以最大減速度AO減速一邊以最短時間繼續(xù)執(zhí)行到目標螺紋深度為止的切削動作而到達目標螺紋深度。因此根據(jù)控制裝置10，不需要進行用于針對數(shù)值控制部16生成與主軸12的輸出特性對應的加減速指令的參數(shù)的設定和調(diào)整等，而是通過更簡單的結構，進行使主軸12的加速能力最大限度發(fā)揮的加減速控制，能夠縮短攻絲加工的循環(huán)時間。
[0069]而且控制裝置10，在主軸控制部18使主軸12以最大能力加速旋轉的期間，從加速開始起持續(xù)預定時間TO而執(zhí)行扭矩限制，從而主軸12能夠以比最大加速度AO充分低的(例如零)加速度開始旋轉，之后慢慢增加加速度并在經(jīng)過預定時間TO時以最大加速度AO進行加速旋轉。因此，根據(jù)控制裝置10，能夠避免主軸12的加速開始時的加速度的急劇變化，從而能夠減輕由于加速度的變化引起在主軸12產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，并且能夠降低由于加速度的變化引起的在主軸12和進給軸14之間產(chǎn)生的同步誤差。
[0070]進而，如圖3的動作例那樣，如果使主軸12以最大能力減速旋轉時考慮加速度變化時間Tl而進行主軸12的位置控制，則主軸12能夠以比最大減速度AO充分低的(例如零)減速度慢慢增加減速度并在經(jīng)過加速度變化時間TI時以最大減速度AO進行減速旋轉。因此，根據(jù)該結構，能夠避免主軸12的減速旋轉過程中(點B)和在目標螺紋深度停止時的減速度的急劇變化，從而能夠減輕由于減速度的變化引起在主軸12產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，并且能夠降低由于減速度的變化引起的在主軸12和進給軸14之間產(chǎn)生的同步誤差。另外，加速度變化時間Tl能夠在點B緊后和目標螺紋深度緊前的至少一方進行設定。
[0071]另外，上述實施方式的控制裝置10在使主軸12進行從目標螺紋深度到返回結束位置為止的返回動作時，數(shù)值控制部16將主軸12的總返回旋轉量SO ’和最高返回轉速VO ’作為主軸指令CS通知給主軸控制部18，主軸控制部18根據(jù)該主軸指令CS，將最高返回轉速VO，作為目標以最大限度使用了容許電流的最大輸出使主軸12加速，執(zhí)行返回動作，而且根據(jù)該期間的最大加速度AO ’和依次檢測出的主軸12的剩余返回旋轉量Sr ’以及當前速度Vc ’，一邊使主軸12以最大減速度A0’減速一邊以最短時間繼續(xù)執(zhí)行到返回結束位置為止的返回動作并在返回結束位置停止。因此，根據(jù)控制裝置10，不需要進行用于針對數(shù)值控制部16生成與主軸12的輸出特性對應的加減速指令的參數(shù)的設定和調(diào)整等，而是通過更簡單的結構，進行使主軸12的加速能力最大限度發(fā)揮的加減速控制，能夠縮短攻絲加工的循環(huán)時間。
[0072]而且控制裝置10，在主軸控制部18使主軸12以最大能力加速逆旋轉的期間，從加速開始持續(xù)預定時間TO’而執(zhí)行扭矩限制，從而主軸12能夠以比最大加速度AO’充分低的(例如零)加速度開始逆旋轉，之后慢慢增加加速度并在經(jīng)過預定時間TO’時以最大加速度A0’進行加速逆旋轉。因此，根據(jù)控制裝置10，能夠避免主軸12的加速開始時的加速度的急劇變化，從而能夠減輕由于加速度的變化引起的在主軸12產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，并且能夠降低由于加速度的變化引起的在主軸12和進給軸14之間產(chǎn)生的同步誤差。
[0073]進而，如圖6的動作例那樣，如果在使主軸12以最大能力減速逆旋轉時考慮加速度變化時間Tl ’而進行主軸12的位置控制，則主軸12能夠以比最大減速度AO ’充分低的(例如零)減速度慢慢增加減速度并在經(jīng)過加速度變化時間TI，時以最大減速度AO進行減速逆旋轉。因此，根據(jù)該結構，能夠避免主軸12的減速逆旋轉過程中(點D)、在返回結束位置停止時的減速度的急劇變化，從而能夠減輕由于減速度的變化引起的在主軸12產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，并且能夠降低由于減速度的變化引起的在主軸12和進給軸14之間產(chǎn)生的同步誤差。另外，加速度變化時間Tl’能夠在點D緊后和返回結束位置緊前的至少一方進行設定。
[0074]上述實施方式的控制裝置10的結構能夠記述為控制主軸12和進給軸14之間的同步運行的機床的控制方法。關于該控制方法，控制裝置10從攻絲加工程序P取得從加工開始位置到目標螺紋深度期間的主軸12的總旋轉量SO和最高轉速V0，將最高轉速VO設為目標值，一邊以在加速開始時將比以最大能力加速旋轉中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予主軸12，從加速開始的預定時間TO使扭矩指令慢慢增加并在經(jīng)過預定時間TO時將最大扭矩指令賦予主軸12的方式執(zhí)行扭矩限制，一邊使主軸12從加工開始位置向目標螺紋深度以最大能力加速旋轉，在以最大能力的加速旋轉過程中根據(jù)主軸12的旋轉位置反饋值FBS檢測最大加速度A0，根據(jù)總旋轉量SO和旋轉位置反饋值FBS檢測從當前位置到目標螺紋深度為止的主軸12的剩余旋轉量Sr，根據(jù)旋轉位置反饋值FBS檢測主軸12的當前速度Vc，在以最大能力的加速旋轉后，根據(jù)最大加速度AO和剩余旋轉量Sr以及當前速度Vc，使主軸12以最大能力減速旋轉而到達目標螺紋深度。在該控制方法中，在主軸12以最大能力的加速旋轉后，根據(jù)最大加速度AO和剩余旋轉量Sr和當前速度Vc以及預定的加速度變化時間Tl，在加速度變化時間Tl中使主軸12以比最大加速度AO小且按預定比例A0/T1發(fā)生變化的加速度減速旋轉，另一方面，在排除了加速度變化時間TI的時間中使主軸12以最大能力減速旋轉，使主軸12到達目標螺紋深度。
[0075]另外，關于上述控制方法，控制裝置10從攻絲加工程序P取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的主軸12的總返回旋轉量SO ’和最高返回轉速VO ’，將最高返回轉速VO ’設為目標值，一邊以在加速開始時將比以最大能力加速逆旋轉過程中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予主軸12，從加速開始的預定時間T0’使扭矩指令慢慢增加并經(jīng)過在預定時間TO ’時將最大扭矩指令賦予主軸12的方式來執(zhí)行扭矩限制，一邊使主軸12從目標螺紋深度向返回結束位置以最大能力加速逆旋轉，在以最大能力的加速逆旋轉過程中根據(jù)主軸12的旋轉位置反饋值FBS檢測逆旋轉的最大加速度A0’，根據(jù)總返回旋轉量S0’和旋轉位置反饋值FBS檢測從當前位置到返回結束位置為止的主軸12的剩余返回旋轉量Sr’，根據(jù)旋轉位置反饋值FBS檢測主軸12的逆旋轉的當前速度Vc’，在以最大能力的加速逆旋轉后，根據(jù)逆旋轉的最大加速度A0’和剩余返回旋轉量Sr’以及逆旋轉的當前速度Vc’，使主軸12以最大能力減速逆旋轉并在返回結束位置停止。在該控制方法中，在主軸12以最大能力加速逆旋轉后，根據(jù)逆旋轉的最大加速度A0’、剩余返回旋轉量Sr’、逆旋轉的當前速度Vc’以及預定的加速度變化時間Tl’，在加速度變化時間Tl’中使主軸12以比逆旋轉的最大加速度AO ’小且按預定比例AO’/Tl’發(fā)生變化的加速度進行減速逆旋轉，另一方面，在排除了加速度變化時間Tl’的時間中使主軸12以最大能力減速逆旋轉，使主軸12在返回結束位置停止。
[0076]作為控制裝置10所執(zhí)行的主軸12的切削動作控制方法的一例，參照圖3以及圖4進行了說明的動作例以主軸12的最高轉速VO比預定的速度Vb (例如主軸電動機的基底速度)大的情況作為前提。對此，根據(jù)機床的結構，主軸12的最高轉速VO有時會變得比速度Vb小。這時，圖3以及圖4的時間Q2和Q3消失，主軸12在從加工開始位置到目標螺紋深度的期間以略恒定的加速度和減速度進行動作。
[0077]圖7通過速度-時間曲線表示在當前速度Vc達到了最高轉速V0(〈Vb)之前剩余旋轉量Sr成為總旋轉量SO的1/2的情況(圖2的步驟S3和圖4的判斷都為是的情況)下的主軸12的動作。如圖所示，主軸12只執(zhí)行圖3的時間Ql和Q4的動作。即主軸12在時間Ql中，一邊執(zhí)行持續(xù)預定時間TO的扭矩限制一邊將最高轉速VO設為目標值而以最大加速度AO進行加速旋轉，在Sr成為SO的1/2的時間點A從加速轉為減速，在時間Q4中，一邊考慮加速度變化時間Tl一邊從點A到成為剩余旋轉量Sr = O的位置以最大減速度AO進行減速旋轉。在主軸12減速旋轉期間，主軸控制部18 (定位動作控制部38)只執(zhí)行主軸12的位置控制。
[0078]圖8通過速度-時間曲線表示在剩余旋轉量Sr成為總旋轉量SO的1/2之前，當前速度Vc達到了最高轉速VO (〈Vb)的情況(圖2的步驟S3的判斷為否的情況)下的主軸12的動作。如圖所示，主軸12執(zhí)行圖4的時間Ql和Q4的動作、與圖4的時間Q5對應的動作。即主軸12在時間Ql中，一邊執(zhí)行持續(xù)預定時間TO的扭矩限制，一邊將最高轉速VO設為目標值而通過最大加速度AO進行加速旋轉，在到達最高轉速VO后，在時間Ql I中以一定速度VO進行旋轉，直到剩余旋轉量Sr與加速時旋轉量Sa相等的點A為止，在時間Q4中，一邊考慮加速度變化時間Tl一邊以最大減速度AO從點A減速旋轉到成為剩余旋轉量Sr = O的位置。在主軸12進行恒速或減速旋轉期間，主軸控制部18 (定位動作控制部38)只執(zhí)行主軸12的位置控制。
[0079]圖1的實施方式的控制裝置10能夠執(zhí)行與上述的機床控制方法不同的機床控制方法。圖9表示作為控制裝置10能夠執(zhí)行的機床控制方法的其他實施方式的、攻絲加工的主軸12的切削以及返回動作控制方法。圖10表示圖9實施方式的主軸12的切削以及返回動作的一例。以下參照圖1、圖2、圖5、圖9以及圖1O，說明其他實施方式的機床控制方法(攻絲加工的切削以及返回動作控制方法)以及執(zhí)行該方法的控制裝置10的結構。
[0080]概要地說，在圖9以及圖10的實施方式中，控制裝置10在使主軸12從加工開始位置(旋轉位置)到達目標螺紋深度(旋轉位置)期間，執(zhí)行與圖2所示的攻絲加工的切削動作控制方法相同的步驟，控制主軸12的切削動作。并且控制裝置1的主軸控制部18 (定位動作控制部38)，在使主軸12到達目標螺紋深度時，使主軸12在目標螺紋深度不停止(S卩，使加速度不為零)，而是使主軸12以與最大能力的減速旋轉的最大減速度AO(負值)相同的逆旋轉的最大加速度A0’(負值)，加速逆旋轉到預定的旋轉位置(以下，稱為初始返回位置)為止。在使主軸12加速逆旋轉到初始返回位置之后，控制裝置10執(zhí)行與圖5所示的攻絲加工的返回動作控制方法相同的步驟，控制主軸12的返回動作。以下詳細描述該實施方式的結構，但是適當省略與圖2以及圖5的流程圖的結構要素對應的結構要素的說明。
[0081 ] 如圖9所示，控制裝置1首先在步驟UI執(zhí)行圖2所示的步驟SI?S5、S8以及S9。即，數(shù)值控制部16(主軸指令輸出部26)向主軸控制部18指令主軸12的總旋轉量SO和最高轉速VO(步驟SI)。主軸控制部18 (初始動作控制部30、扭矩限制執(zhí)行部40)一邊從加工開始位置執(zhí)行預定時間TO的扭矩限制一邊將最高轉速VO設為目標速度使主軸12以最大能力加速旋轉并執(zhí)行攻絲加工，在該期間，主軸控制部18(最大加速度檢測部32、剩余旋轉量檢測部34)檢測主軸12的最大加速度AO以及剩余旋轉量Sr (步驟S2)。接著主軸控制部18(當前速度檢測部36)在以最大能力的加速旋轉過程中依次檢測當前速度Vc，判斷當前速度Vc是否沒有到達最高轉速VO(步驟S3)。在Vc沒有到達VO的情況下，主軸控制部18判斷剩余旋轉量Sr是否成為總旋轉量SO的1/2以下(步驟S4)，在Sr成為SO的1/2以下的情況下，主軸控制部18使主軸12以最大能力減速旋轉，繼續(xù)執(zhí)行攻絲加工(切削動作)(步驟S5)。另一方面，在判斷為當前速度Vc達到最高轉速VO(步驟S3)的情況下，主軸控制部18將達到最高轉速VO時的主軸12的從加工開始位置的旋轉量(即旋轉位置FBS)保存為加速時旋轉量Sa(步驟S8)，判斷剩余旋轉量Sr是否成為加速時旋轉量Sa以下(步驟S9)。在Sr成為Sa以下時，主軸控制部18使主軸12以最大能力減速旋轉，繼續(xù)執(zhí)行切削動作(步驟S5)。
[0082]這里如果參照圖10，則通過速度-時間曲線表示在切削動作中剩余旋轉量Sr成為總旋轉量SO的I/2之前，當前速度Vc達到了最高轉速VO的情況(圖2的步驟S3的判斷為否的情況)下的主軸12的動作一例。圖1O的速度-時間曲線的時間Q1、Q2、Q5、Q3以及Q4的主軸12的動作與上述圖6的速度-時間曲線的時間Ql、Q2、Q5、Q3以及Q4的主軸12的動作實質(zhì)地對應。即如圖10所示，在時間Ql和Q2中，執(zhí)行主軸12的最大能力的加速旋轉(包括扭矩限制時間T0)，主軸12的當前速度Vc達到最高轉速V0，之后在整個時間Q5主軸12以恒定定速度VO進行旋轉，繼續(xù)攻絲加工，在剩余旋轉量Sr與加速時旋轉量Sa相等的時間點A，主軸12的動作從加速旋轉變?yōu)闇p速旋轉，在時間Q3中，執(zhí)行主軸12的最大能力的減速旋轉，在時間Q4，執(zhí)行主軸12的位置控制。
[0083]通過由控制裝置10執(zhí)行步驟Ul (特別是圖2的步驟SI—S2—S3—S8—S9—S5)，主軸12在圖10所示的時間Q1、Q2、Q5以及Q3中，與圖6所示的時間Q1、Q2、Q5以及Q3的動作同樣地進行動作。在圖10的動作例中，在接著時間Q3的時間Q4(即位置控制)的期間，主軸控制部18 (定位動作控制部38)在考慮了用于使加速度伴隨時間經(jīng)過而慢慢變化的加速度變化時間TI的基礎上，控制主軸12的切削動作。但是這期間，與圖6的動作例的時間Q4不同，主軸12的動作在從極少時間的恒定速度Vb(S卩加速度為零)到最大減速度AO期間(點B緊后)設定加速度變化時間TI。在該加速度變化時間TI中，主軸12的減速度伴隨時間經(jīng)過從零慢慢增加到最大減速度AO。
[0084]在圖10的動作例中，主軸控制部18(定位動作控制部38)監(jiān)視在圖2的步驟S5的最大減速控制期間依次檢測出的剩余旋轉量Sr (rev)和當前速度Vermin—1)，一邊根據(jù)當前速度Vc(min—工)，考慮加速度變化時間Tl (sec)—邊通過下式求出預測出以與最大加速度AO(min—Vs)對應的最大減速度AO (負的值)減速時成為Sr = O (即到達目標螺紋深度)的時間點B的位置，來作為從Sr = 0的點看到的剩余旋轉量Sr (負值)的絕對值。
[0085]Sr| =Vc2/|A0|/120+VcX(Tl-Tctl)/120- |A0 XTl(Tl-Tctl)/2XTctl
[0086]在該實施方式中，將一邊考慮加速度變化時間Tl(sec) —邊使主軸12從點B以最大減速度AO減速的情況作為前提。因此在點B，主軸12的當前速度Vc達到Vb。即，使用預定的速度Vb能夠用下式來求出點B的位置I Sr I。
[0087]Sr| =Vb2/|A0|/120+VbX(Tl-Tctl)/120- |A0 XTl(Tl-Tctl)/2XTctlo
[0088]再次參照圖9，則在步驟U2中，主軸控制部18 (定位動作控制部38)判斷主軸12的當前位置的剩余旋轉量的絕對值I Sr I是否滿足了 I Sr I =Vb2/ I AO |/120+Vb X (Tl-Tctl)/120 — AO XT1(T1 — Tctl)/2XTctl(以下稱為等式3)(即主軸12的旋轉位置是否到達點B)。在滿足等式3的情況下，在步驟U3，主軸控制部18(定位動作控制部38)生成指令，該指令用于一邊考慮加速度變化時間Tl 一邊使主軸12以最大減速度AO減速旋轉并到達Sr = O的點(即目標螺紋深度)后，還繼續(xù)使主軸12以與最大減速度AO相同的逆旋轉的最大加速度A0’(即Α0 = Α0’)加速逆旋轉到初始返回位置(圖10的點E)，通過該指令對主軸12進行位置控制。在沒有滿足等式3的情況下，重復步驟U2的判斷直到滿足等式3為止。
[0089]如圖10所示，主軸12根據(jù)來自主軸控制部18(定位動作控制部38)的指令，從點B向目標螺紋深度，在加速度變化時間Tl中以比最大減速度AO小且慢慢變化的減速度進行減速旋轉，在除了加速度變化時間Tl的時間以最大減速度AO進行減速旋轉，執(zhí)行攻絲加工(切削動作)，在Sr = O的時間點到達目標螺紋深度(時間Q4)。在到達目標螺紋深度的瞬間，主軸12的當前位置Vc成為零，但是主軸12還根據(jù)來自主軸控制部18(定位動作控制部38)的指令，維持最大減速度AO并產(chǎn)生逆旋轉的最大加速度A0’，通過使當前速度Vc(負值)慢慢增加的加速逆旋轉，在整個時間Q6，執(zhí)行從目標螺紋深度向點E的返回動作。這樣，在從點B到達目標螺紋深度的時間Q4以及從目標螺紋深度到達點E的時間Q6中，主軸控制部18對主軸12進行位置控制(步驟U3)，使主軸12以一定的加速度AO連續(xù)地進行動作。另外，主軸12在目標螺紋深度的當前速度Vc成為零，但是這是瞬間的情況，不是在目標螺紋深度停止。
[0090]能夠任意地設定主軸12的初始返回位置(點E)。例如如圖10所示，與在切削動作中開始最大減速度AO的減速旋轉之前的點B相同，能夠將主軸12的逆旋轉的當前速度Vc達到預定速度Vb的位置設為點E。此時的點E成為從目標螺紋深度逆旋轉了相當于I Sr I =Vb2/AO 1/120的旋轉量的位置。但是如果嚴密地說，則作為控制的特性，與基于速度控制的最大能力的加速旋轉時的最大加速度AO (時間QI)相比，多少會較低地抑制基于位置控制的最大能力的減速旋轉時的最大減速度AO(時間Q4)，其結果為，時間Q6的逆旋轉的最大加速度AO，也有比時間QI的最大加速度AO多少降低的傾向。
[0091 ]主軸控制部18在控制主軸12從加工開始位置到目標螺紋深度的旋轉動作的期間，進給軸控制部22使用主軸12的旋轉位置FBS，控制進給軸14使其跟蹤主軸12的動作地進行進給動作。數(shù)值控制部16在主軸控制部18執(zhí)行步驟Ul?U3的處理的期間，監(jiān)視由主軸控制部18通知的剩余旋轉量Sr，在剩余旋轉量Sr成為了第一預定值(接近零的極小值)以下時，判斷為攻絲加工到達了目標螺紋深度。然后，數(shù)值控制部16(主軸指令輸出部26)在判斷為攻絲加工到達了目標螺紋深度之后，與步驟U3并行，在步驟U4，根據(jù)程序解釋部24所解釋的攻絲加工程序P的指令值，取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的主軸12的總返回旋轉量SO ’和最高返回轉速VO’，將該總返回旋轉量SO ’和最高返回轉速VO ’設為主軸指令CS發(fā)送給主軸控制部18。
[0092]在主軸12到達了初始返回位置(點E)后，在步驟U5，主軸控制部18 (初始動作控制部30)將最高返回轉速V0’設為目標速度，使主軸12以最大限度使用了驅動源的容許電流的最大能力從初始返回位置(點E)向返回結束位置進行加速逆旋轉來執(zhí)行返回動作。另外，主軸控制部18 (剩余旋轉量檢測部34)根據(jù)總返回旋轉量SO ’和旋轉位置FBS，依次檢測出從當前位置到返回結束位置期間的主軸12的剩余返回旋轉量Sr’。主軸控制部18在每次檢測時將檢測出的剩余返回旋轉量Sr’通知給數(shù)值控制部16。在該實施方式中，最大加速度檢測部32不檢測出時間Q6的主軸12的逆旋轉的最大加速度，而是取得時間Q4的最大能力的減速旋轉的最大減速度AO作為主軸12從目標螺紋深度到加速逆旋轉期間的逆旋轉的最大加速度A0，。
[0093]接著，控制裝置1在步驟U6中，執(zhí)行圖5所示的步驟S12?S18。即，主軸控制部18(當前速度檢測部36)在最大能力的加速逆旋轉過程中，根據(jù)旋轉位置FBS依次檢測出逆旋轉的當前速度Vc ’，判斷當前速度Vc ’是否沒有達到最高返回轉速VO ’(步驟S12)。在Vc ’沒有達到V0’的情況下，主軸控制部18判斷剩余返回旋轉量Sr’是否成為總返回旋轉量S0’的1/2以下(步驟S13)，在Sr’成為S0’的1/2以下的情況下，主軸控制部18使主軸12以最大能力減速逆旋轉，繼續(xù)執(zhí)行返回動作(步驟SI4) O另一方面，在判斷當前速度Vc，達到最高返回轉速VO，的情況下(步驟SI2)，主軸控制部18將達到了最高返回轉速VO，時的主軸12的、來自目標螺紋深度的旋轉量(即旋轉位置FBS)保存為返回動作的加速時旋轉量Sa ’(步驟S17)，判斷剩余返回旋轉量Sr ’是否成為加速時旋轉量Sa’以下(步驟S18)。當Sr ’成為Sa’以下時，主軸控制部18使主軸12以最大能力減速逆旋轉，繼續(xù)執(zhí)行返回動作(步驟SI4)。
[0094]接著，主軸控制部18(定位動作控制部38)判斷主軸12的當前位置的剩余返回旋轉量 Sr’的絕對值 I Sr’ I 是否滿足了 I Sr’ | =Vb2/| AO’ /120+Vb X (Tl，一 Tctl )/120(等式 2)(即主軸12的旋轉位置是否到達點D(圖10))(步驟S15)。在滿足等式2的情況下，主軸控制部18(定位動作控制部38)生成用于一邊考慮加速度變化時間Tl’一邊使主軸12以最大減速度A0’減速逆旋轉并在Sr’=0的點(即返回結束位置)停止的指令，通過該指令對主軸12進行位置控制(步驟S16) ο主軸12根據(jù)來自主軸控制部18(定位動作控制部38)的指令，在加速度變化時間Tl’以比最大減速度A0’小且慢慢變化的減速度從點D向返回結束位置減速逆旋轉，在排除了加速度變化時間Tl’的時間以最大減速度A0’進行減速逆旋轉，執(zhí)行返回動作，在Sr’ =0的時間點在返回結束位置停止。
[0095]通過由控制裝置10執(zhí)行步驟U6(特別是圖5的步驟S12—S174S184S14—S154S16)，主軸12在圖10所示的時間Q7、Q10、Q8以及Q9中，與圖6所示的時間Q7、Q10、Q8以及Q9的動作同樣地進行動作。在圖10的動作例中，主軸12在到達了初始返回位置(點E)之后，逆旋轉的當前速度超過Vb(負值)，所以在時間Q7的以最大能力的加速逆旋轉過程中，主軸12的逆旋轉的加速度從AO，逐漸減少。主軸12的當前速度Vc，在剩余返回旋轉量Sr，成為總返回旋轉量S0’的1/2之前達到最高轉速V0’，之后在整個時間QlO主軸12以一定速度V0’逆旋轉并繼續(xù)返回動作，在剩余返回旋轉量Sr’等于加速時旋轉量Sa’的時間點C，主軸12的動作從加速逆旋轉變?yōu)闇p速逆旋轉，在時間Q8，執(zhí)行主軸12的最大能力下的減速逆旋轉，在時間Q9，執(zhí)行考慮了加速度變化時間Tl’的主軸12的位置控制。
[0096]在圖1O的動作例中，在時間Q8(即速度控制)之后，主軸控制部18 (定位動作控制部38)，在考慮了用于使加速度伴隨時間的經(jīng)過而慢慢變化的加速度變化時間Tl，的基礎上，控制主軸12的返回動作。在圖1O的動作例中，在時間Q8之后的時間Q9中，在主軸12的動作從極少時間的一定速度Vb(即加速度為零)到最大減速度AO ’(與時間Q6的逆旋轉的最大加速度AO，對應的值)期間(點D緊后)設定加速度變化時間Tl’，關于該加速度變化時間Tl’被構成為，使主軸12的減速度伴隨時間經(jīng)過從零慢慢增加到最大減速度A0’。另外，在圖10的動作例中，在時間Q8之后的時間Q9中，在主軸12的動作從最大減速度AO ’到在返回結束位置停止(即加速度為零)期間，再設定一個加速度變化時間Tl，，該加速度變化時間Tl’使主軸12的減速度伴隨時間經(jīng)過從最大減速度A0’慢慢減少到零。
[0097]主軸控制部18控制從主軸12的目標螺紋深度到返回結束位置期間的逆旋轉動作的期間，進給軸控制部22使用主軸12的旋轉位置FBS，控制進給軸14跟蹤主軸12的動作地進行逆進給動作。數(shù)值控制部16在主軸控制部18執(zhí)行步驟U4?步驟U6的處理期間，監(jiān)視從主軸控制部18通知的剩余返回旋轉量Sr’，當剩余返回旋轉量Sr’成為第二預定值(接近零的極小值)以下時，判斷為返回動作結束并從工件拔出了工具。
[0098]在圖9以及圖10所示的實施方式的機床控制方法中，在使主軸12進行從目標羅紋深度到返回結束位置為止的返回動作時，首先，在切削動作結束時不使主軸12停止在目標螺紋深度(即不使加速度為零)，而是使主軸12以與最大減速度AO(負值)相同的逆旋轉的最大加速度A0’(負值)通過位置控制加速逆旋轉到預定的初始返回位置。通過該結構，將主軸12的動作從切削動作切換為返回動作時的加速度的變化消失，因此能夠防患于未然地避免由于加速度的變化引起的在主軸12產(chǎn)生的機械結構上的沖擊和由于加速的變化引起的在主軸12和進給軸14之間產(chǎn)生的同步誤差的增加。因此在該實施方式中，不需要設定在圖6所示的動作例中所采用的在目標螺紋深度的停止前的加速度變化時間Tl以及從目標螺紋深度啟動后的扭矩限制時間TO。
[0099]在圖9的實施方式中，在用于求出主軸12的點B的位置ISr I (rev)的等式3中，右邊第3項的IAO I X Tl (Tl — Tctl)/2 X TctI是沒有考慮在目標螺紋深度的停止前的加速度變化時間Tl而產(chǎn)生的值，相當于與考慮在目標螺紋深度的停止前的加速度變化時間Tl的結構(圖6:等式I)之間的差異。假設在圖9的實施方式中，如果不考慮該差異而使用等式I求出點B的位置I Sr I，則主軸12在目標螺紋深度的跟前從減速旋轉(切削動作)以相當于差異的旋轉數(shù)轉換為加速逆旋轉(返回動作)。在現(xiàn)實的攻絲加工中，在以所制作的內(nèi)螺紋的精度和質(zhì)量的觀點，考慮即使產(chǎn)生這樣的差分相當?shù)奈醇庸げ糠忠矝]有問題的情況下，即使在圖9的實施方式中也能夠使用等式I求出主軸12的點B的位置I Sr |。進而在該情況下，在等式I中使Tl接近Tctl，從而能夠縮減差異相當?shù)奈醇庸げ糠帧?br>[0100]本發(fā)明的控制裝置，例如在圖6以及圖10的動作例中，能夠具有只考慮時間Q9的加速度變化時間TI’(即不考慮時間QI的扭矩限制時間TO、時間Q4的加速度變化時間TI以及時間Q6的扭矩限制時間T0’)的結構。圖11通過功能框圖表示這樣的第二實施方式的機床的控制裝置50的結構?？刂蒲b置50除了不具備扭矩限制執(zhí)行部40的點以外，具有和圖1的控制裝置10相同的結構，對相應的結構要素賦予共同的參照符號并省略其詳細的說明。
[0101]控制裝置50是控制主軸12和進給軸14的同步運行的機床的控制裝置，具備:數(shù)值控制部16，其根據(jù)攻絲加工程序P生成主軸指令CS以及進給軸指令CF;主軸控制部18，其根據(jù)主軸指令CS控制主軸12的旋轉動作;旋轉檢測部20，其檢測主軸12的旋轉位置FBS;以及進給軸控制部22，其按照進給軸指令CF，根據(jù)旋轉位置FBS控制進給軸14的進給動作。數(shù)值控制部I6具備主軸指令輸出部26，其從攻絲加工程序P取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的主軸12的總返回旋轉量S0’和最高返回轉速V0’，將總返回旋轉量S0’和最高返回轉速V0’作為主軸指令CS發(fā)送給主軸控制部18。
[0102]主軸控制部18具備:初始動作控制部30，其將最高返回轉速VO，作為目標值，從目標螺紋深度(對應圖6的動作例)或自目標螺紋深度返回了預定的旋轉數(shù)的初始返回位置(對應圖10的動作例)向返回結束位置使主軸12以最大能力加速逆旋轉;最大加速度檢測部32，其檢測或取得主軸12從目標螺紋深度進行加速逆旋轉的期間的逆旋轉的最大加速度AO剩余旋轉量檢測部34，其根據(jù)總返回旋轉量SO ’和旋轉位置FBS檢測從當前位置到返回結束位置為止的主軸12的剩余返回旋轉量Sr’；當前速度檢測部36，其根據(jù)旋轉位置FBS檢測主軸12的逆旋轉的當前速度Vc’；以及定位動作控制部38，其在以最大能力的加速旋轉后，根據(jù)逆旋轉的最大加速度A0’、剩余返回旋轉量Sr’、逆旋轉的當前速度Vc’以及預定的加速度時間Tl’，在加速度變化時間Tl’中使主軸以比逆旋轉的最大加速度AO’小且按預定比例(A0 ’/Tl’)發(fā)生變化的加速度進行減速逆旋轉，另一方面，在排除了加速度變化時間Tl’的時間中使主軸12以最大能力減速逆旋轉，使主軸12在返回結束位置停止。
[0103]上述實施方式的控制裝置50，在使主軸12進行從目標螺紋深度到返回結束位置期間的返回動作時，數(shù)值控制部16將主軸12的總返回旋轉量S0’和最高返回轉速V0’作為主軸指令CS通知給主軸控制部18，主軸控制部18根據(jù)該主軸指令CS，將最高返回轉速VO，作為目標以最大限度使用了容許電流的最大輸出使主軸12加速，執(zhí)行返回動作，而且根據(jù)該期間的最大加速度A0’和主軸12的剩余返回旋轉量Sr’以及當前速度Vc’，一邊使主軸12以最大減速度A0’減速一邊以最短時間繼續(xù)執(zhí)行到返回結束位置為止的返回動作，并在返回結束位置停止。因此，根據(jù)控制裝置50，不需要進行用于針對數(shù)值控制部16生成與主軸12的輸出特性對應的加減速指令的參數(shù)的設定和調(diào)整等，而是通過更簡單的結構，進行使主軸12的加速能力最大限度發(fā)揮的加減速控制，能夠縮短攻絲加工的循環(huán)時間。
[0104]而且控制裝置50，在使主軸12以最大能力減速逆旋轉時考慮加速度變化時間Tl’，進行主軸12的位置控制，從而主軸12從比最大減速度A0’充分低的(例如零)減速度慢慢增加減速度并在經(jīng)過加速度變化時間TI ’時以最大減速度AO ’進行減速逆旋轉。因此，根據(jù)控制裝置50，能夠避免主軸12的減速逆旋轉過程中(圖6以及圖10的點D)或在返回結束位置停止時的減速度的急劇變化，從而能夠減輕由于減速度的變化引起的在主軸12產(chǎn)生的機械結構上的沖擊，并且能夠降低由于減速度的變化引起的在主軸12和進給軸14之間產(chǎn)生的同步誤差。另外，能夠將加速度變化時間Tl’設定為點D緊后和返回結束位置緊前的至少一方。
[0105]上述實施方式的控制裝置50的結構能夠記述為控制主軸12和進給軸14之間的同步運行的機床的控制方法。關于該控制方法，控制裝置50從攻絲加工程序P取得從目標螺紋深度到返回結束位置的期間的主軸12的總返回旋轉量SO ’和最高轉速VO ’，將最高返回轉速V0’設為目標值，使主軸12以最大能力從目標螺紋深度或從目標螺紋深度返回了預定的旋轉數(shù)的初始返回位置向返回結束位置加速逆旋轉，檢測或取得主軸12從目標螺紋深度進行加速逆旋轉的期間的逆旋轉的最大加速度A0’，根據(jù)總返回旋轉量S0’和主軸12的旋轉位置反饋值FBS檢測從當前位置到返回結束位置為止的主軸12的剩余返回旋轉量Sr’，根據(jù)旋轉位置反饋值FBS檢測主軸12的逆旋轉的當前速度Vc’，在以最大能力加速逆旋轉后，根據(jù)逆旋轉的最大加速度A0’、剩余返回旋轉量Sr’、逆旋轉的當前速度Vc’以及預定的加速度變化時間Tl’，在加速度變化時間Tl’中使主軸12以比逆旋轉的最大加速度AO ’小且按預定比例AO’/Tl’發(fā)生變化的加速度減速逆旋轉，另一方面，在排除了加速度變化時間Tl，的時間中使主軸12以最大能力減速逆旋轉，使主軸12在返回結束位置停止。
[0106]在使用了機床的攻絲加工中，希望控制裝置在攻絲加工期間繼續(xù)識別主軸的旋轉位置和進給軸的進給位置。圖12通過功能框圖表示附加了主軸以及進給軸的位置識別功能的變形例的控制裝置60的結構。控制裝置60除了附加了位置識別功能的點以外，具有與圖1的控制裝置10相同的結構，對相應的結構要素標注共同的參照符號并省略其詳細的說明。
[0107]控制裝置60具備:數(shù)值控制部16，其根據(jù)攻絲加工程序P生成主軸指令CS以及進給軸指令CF;主軸控制部18，其根據(jù)主軸指令CS控制主軸12的旋轉動作;旋轉檢測部20，其檢測主軸12的旋轉位置;進給軸控制部22，其按照進給軸指令CF，根據(jù)旋轉檢測部20檢測出的旋轉位置控制進給軸14的進給動作；以及進給檢測部62，其檢測進給軸14的進給位置。在開始攻絲加工之前，數(shù)值控制部16的進給軸指令輸出部28從程序解釋部24進行解釋的攻絲加工程序P的指令值取得從加工開始位置到目標螺紋深度期間的進給軸14的總返回量D0(mm)和螺距Pt(mm/rev)，將該返回量DO (mm)和螺距Pt (mm/rev)作為進給軸指令CF發(fā)送給進給軸控制部22。這樣進給軸指令CF不包括用于使進給軸14進給運動到目標螺紋深度的位置指令和加減速指令。
[0108]進給軸控制部22具備:進給動作控制部64，其根據(jù)由旋轉檢測部20檢測出的主軸12的旋轉位置FBS、螺距Pt、由進給檢測部62檢測出的進給軸14的進給位置FBF(即反饋值)，控制進給軸14的進給動作；以及剩余進給量檢測部66，其根據(jù)總進給量DO和進給位置FBF，檢測從當前位置到目標螺紋深度的進給軸14的剩余進給量Dr。另外，進給檢測部62能夠從檢測進給軸14的驅動裝置的動作位置的編碼器等位置檢測器(未圖示)的輸出，取得進給位SFBF0
[0109]主軸控制部18的剩余旋轉量檢測部34在使主軸12從加工開始位置到目標螺紋深度進行切削動作期間，依次檢測來自主軸12的當前位置的剩余旋轉量Sr，每次檢測時，將剩余旋轉量Sr通知給數(shù)值控制部16。進給軸控制部22的剩余進給量檢測部66在使進給軸14從加工開始位置進行進給動作直到目標螺紋深度的期間，依次檢測來自進給軸14的當前位置的剩余進給量Dr，每次檢測時，將剩余進給量Dr通知給數(shù)值控制部16。進而進給軸控制部22將加工開始時的進給軸14的初始位置D i (進給位置FBF)通知給數(shù)值控制部16。
[0110]數(shù)值控制部16具備位置識別部68，其根據(jù)剩余旋轉量Sr識別主軸12的當前位置并且根據(jù)剩余進給量Dr識別進給軸14的當前位置。位置識別部68使用從攻絲加工程序P取得的主軸12的總旋轉量S0、由主軸控制部18通知的主軸12的剩余旋轉量Sr，將主軸12的當前位置識別為(SO-Sr)。另外，位置識別部68使用從攻絲加工程序P取得的進給軸14的總進給量D0、由進給軸控制部22通知的進給軸14的剩余進給量Dr以及初始位置Di，將進給軸14的當前位置識別為(DO-Dr+Di)。
[0111]在具有上述結構的控制裝置60中，即使是在由數(shù)值控制部16生成的主軸指令CS中不包括主軸12的位置指令和加減速指令，另外在由數(shù)值控制部16生成的進給軸指令CF中不包括進給軸14的位置指令和加減速指令的結構，數(shù)值控制部16的位置識別部68也能夠識別主軸12以及進給軸14的當前位置。因此，根據(jù)控制裝置60，執(zhí)行反饋控制的主軸控制部18以及進給軸控制部22的上位控制器即數(shù)值控制部16在執(zhí)行攻絲加工中能夠經(jīng)常把握或管理主軸12以及進給軸14的動作狀態(tài)，由此能夠提高攻絲加工控制的可靠性。
[0112]在控制裝置60中，控制攻絲加工的返回動作期間也同樣，數(shù)值控制部16的位置識別部68能夠識別主軸12以及進給軸14的當前位置。這時，如上所述在數(shù)值控制部16判斷為攻絲加工到達目標螺紋深度時，進給軸指令輸出部28從程序解釋部24進行了解釋的攻絲加工程序P的指令值取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的進給軸14的總返回進給量DO ’(mm)和螺距Pt(mm/rev)，將該總返回進給量DO ’和螺距Pt作為進給軸指令CF發(fā)送給進給軸控制部22。通?？偡祷剡M給量DO’與總進給量DO—致。
[0113]進給軸控制部22的進給動作控制部64根據(jù)主軸12的返回動作的旋轉位置FBSJf距Pt、進給軸14的返回動作的進給位置FBF，控制進給軸14的返回進給動作。進給軸控制部22的剩余進給量檢測部66根據(jù)總返回進給量D0’和進給位置FBF，檢測從當前位置到返回結束位置期間的進給軸14的剩余返回進給量Dr’。主軸控制部18的剩余旋轉量檢測部34在使主軸12從目標螺紋深度到返回結束位置進行返回動作的期間，依次檢測來自主軸12的當前位置的剩余返回旋轉量Sr’，每次檢測時，將剩余返回旋轉量Sr’通知給數(shù)值控制部16。進給軸控制部22的剩余進給量檢測部66在使進給軸14從目標螺紋深度到返回結束位置進行返回進給動作的期間，依次檢測來自進給軸14的當前位置的剩余返回進給量Dr’，每次檢測時，將剩余返回進給量Dr’通知給數(shù)值控制部16。進而進給軸控制部22將返回動作開始時的進給軸14的初始位置Di’(進給位置FBF)通知給數(shù)值控制部16。數(shù)值控制部16的位置識別部68使用主軸12的總返回旋轉量SO，和剩余返回旋轉量Sr，來識別主軸12的當前位置(SO ’ -Sr’)，并且使用進給軸14的總返回進給量D0’和剩余返回進給量Dr’以及初始位置Di ’來識別進給軸14的當前位置(DO ’ -Dr ’ +Di ’)。
[0114]在使用了機床的攻絲加工中，希望控制裝置在攻絲加工期間繼續(xù)識別主軸和進給軸之間的同步誤差。圖13通過功能框圖表示附加了主軸和進給軸的同步誤差識別功能的變形例的控制裝置70的結構?？刂蒲b置70除了附加了同步誤差識別功能的點以外，具有與圖1的控制裝置10同樣的結構，對相應的結構要素標注共同的參照符號并省略其詳細的說明。
[0115]控制裝置70具備:數(shù)值控制部16，其根據(jù)攻絲加工程序P生成主軸指令CS以及進給軸指令CF;主軸控制部18，其根據(jù)主軸指令CS控制主軸12的旋轉動作;旋轉檢測部20，其檢測主軸12的旋轉位置;進給軸控制部22，其按照進給軸指令CF，根據(jù)旋轉檢測部20檢測出的旋轉位置控制進給軸14的進給動作，以及進給檢測部62，其檢測進給軸14的進給位置。數(shù)值控制部16的進給軸指令輸出部28在開始攻絲加工之前，從程序解釋部24進行了解釋的攻絲加工程序P的指令值取得從加工開始位置到目標螺紋深度期間的進給軸14的總進給量DO(mm)和螺距Pt (mm/rev)，將該總進給量DO和螺距Pt作為進給軸指令CF發(fā)送給進給軸控制部22。這樣進給軸指令CF為不包括用于使進給軸14進給運動到目標螺紋深度的位置指令和加減速指令。
[0116]進給軸控制部22具備:進給動作控制部64，其根據(jù)旋轉檢測部20檢測出的主軸12的旋轉位置FBS、螺距Pt、進給檢測部62檢測出的進給軸14的進給位置FBF，控制進給軸14的進給動作；以及剩余進給量檢測部66，其根據(jù)總進給量DO和進給位置FBF，檢測從當前位置到目標螺紋深度為止的進給軸14的剩余進給量Dr。主軸控制部18的剩余旋轉量檢測部34在使主軸12從加工開始位置進行切削動作到目標螺紋深度的期間，依次檢測來自主軸12的當前位置的剩余旋轉量Sr，每次檢測時，將剩余旋轉量Sr通知給數(shù)值控制部16。進給軸控制部22的剩余檢測量檢測部66在使進給軸14從加工開始位置進行進給動作到目標螺紋深度的期間，依次檢測來自進給軸14的當前位置的剩余進給量Dr，每次檢測時，將剩余進給量DriI知給數(shù)值控制部16。
[0117]數(shù)值控制部16具備同步誤差計算部72，其根據(jù)剩余旋轉量Sr和剩余進給量Dr以及螺距Pt，計算主軸12和進給軸14之間的同步運行的同步誤差。同步誤差計算部72使用由主軸控制部18通知的主軸12的剩余旋轉量Sr(rev)、由進給軸控制部22通知的進給軸14的剩余進給量Dr(mm)、螺距Pt(mm/rev)，通過下式來計算主軸12和進給軸14之間的同步誤差。
[0118]將同步誤差E換算為主軸12的旋轉量來計算的情況:
[0119]E(rev) =Sr-Dr/Pt
[0120]將同步誤差E換算為進給軸14的進給量來計算的情況:
[0121]E(mm) =Sr XPt-Dr
[0122]在具有上述結構的控制裝置70中，即使是數(shù)值控制部16不進行主軸12以及進給軸14的反饋控制的結構，數(shù)值控制部16的同步誤差計算部72也能夠求出主軸12和進給軸14的同步誤差E。因此如果根據(jù)控制裝置70，則執(zhí)行反饋控制的主軸控制部18以及進給軸控制部22的上位控制器即數(shù)值控制部16在攻絲加工的執(zhí)行中能夠始終把握或管理主軸12和進給軸14之間的同步誤差E，因此能夠提高攻絲加工控制的可靠性。
[0123]控制裝置70的數(shù)值控制部16能夠具備顯示控制部76，其將由同步誤差計算部72求出的同步誤差E顯示在顯示裝置74上。根據(jù)該結構，在機床執(zhí)行攻絲加工過程中，操作員能夠依次確認同步誤差E，由此能夠迅速地執(zhí)行與同步誤差E對應的對策。
[0124]在控制裝置70中，在控制攻絲加工的返回動作的期間也同樣，數(shù)值控制部16的同步誤差計算部72能夠計算主軸12和進給軸14之間的同步誤差E。這時，如上所述，數(shù)值控制部16在判斷出攻絲加工到達了目標螺紋深度時，進給軸指令輸出部28從程序解釋部24進行了解釋的攻絲加工程序P的指令值取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的進給軸14的總返回進給量DO’(mm)和螺距Pt(mm/rev)，將該總返回進給量D0’和螺距Pt作為進給軸指令CF發(fā)送給進給軸控制部22。通常，總返回進給量D0’與總進給量DO—致。
[0125]進給軸控制部22的進給動作控制部64根據(jù)主軸12的返回動作的旋轉位置FBSJf距Pt、進給軸14的返回動作的進給位置FBF，控制進給軸14的返回進給動作。進給軸控制部22的剩余進給量檢測部66根據(jù)總返回進給量D0’和進給位置FBF，檢測從當前位置到返回結束位置為止的進給軸14的剩余返回進給量Dr’。主軸控制部18的剩余旋轉量檢測部34在使主軸12從目標螺紋深度進行返回動作而到返回結束位置的期間，依次檢測來自主軸12的當前位置的剩余返回旋轉量Sr’，每次檢測時，將剩余返回旋轉量Sr’通知給數(shù)值控制部16。進給軸控制部22的剩余進給量檢測部66在使進給軸14從目標螺紋深度進行進給動作而到返回結束位置的期間，依次檢測來自進給軸14的當前位置的剩余返回進給量Dr’，每次檢測時，將剩余返回進給量Dr’通知給數(shù)值控制部16。數(shù)值控制部16的同步誤差計算部72使用主軸12的剩余返回旋轉量Sr，、進給軸14的剩余返回進給量Dr，和螺距Pt，計算主軸12和進給軸 14之間的同步誤差E(E = Sr’_Dr’/Pt或E = Sr’ XPt-Dr')。
[0126]上述變形例的控制裝置60(圖12)的位置識別功能以及上述變形例的控制裝置70(圖13)的同步誤差識別功能也能夠應用于圖11所示的控制裝置50。
[0127]以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是本領域技術人員也明白能夠不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進行各種修正以及變更。
【主權項】
1.一種機床的控制裝置，控制主軸和進給軸的同步運行，其特征在于，該機床的控制裝置具備: 數(shù)值控制部，其根據(jù)攻絲加工程序生成主軸指令以及進給軸指令； 主軸控制部，其根據(jù)上述主軸指令控制上述主軸的旋轉動作； 旋轉檢測部，其檢測上述主軸的旋轉位置；以及 進給軸控制部，其按照上述進給軸指令，根據(jù)上述旋轉位置控制上述進給軸的進給動作， 上述數(shù)值控制部具備:主軸指令輸出部，其從上述攻絲加工程序取得從加工開始位置到目標螺紋深度期間的上述主軸的總旋轉量和最高轉速，將該總旋轉量和該最高轉速設為上述主軸指令發(fā)送給上述主軸控制部， 上述主軸控制部具備: 初始動作控制部，其將上述最高轉速作為目標值，使上述主軸以最大能力從上述加工開始位置向上述目標螺紋深度加速旋轉； 扭矩限制執(zhí)行部，其在上述初始動作控制部使上述主軸加速旋轉期間，以在加速開始時將比以上述最大能力加速旋轉過程中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予上述主軸，在從加速開始起的預定時間使該扭矩指令慢慢增加并在經(jīng)過該預定時間時將該最大扭矩指令賦予上述主軸的方式，針對上述初始動作控制部執(zhí)行扭矩限制； 最大加速度檢測部，其在以上述最大能力加速旋轉過程中根據(jù)上述旋轉位置檢測出上述主軸的最大加速度； 剩余旋轉量檢測部，其根據(jù)上述總旋轉量和上述旋轉位置檢測從當前位置到目標螺紋深度為止的上述主軸的剩余旋轉量； 當前速度檢測部，其根據(jù)上述旋轉位置檢測上述主軸的當前速度；以及定位動作控制部，其在以上述最大能力加速旋轉后，根據(jù)上述最大加速度和上述剩余旋轉量以及上述當前速度，使上述主軸以最大能力減速旋轉而到達上述目標螺紋深度。2.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征在于， 在以上述最大能力加速旋轉后，上述定位動作控制部根據(jù)上述最大加速度、上述剩余旋轉量、上述當前速度以及預定的加速度變化時間，在該加速度變化時間中，使上述主軸以比上述最大加速度小且按預定比例變化的加速度減速旋轉，另一方面，在排除了該加速度變化時間的時間中，使上述主軸以最大能力減速旋轉，使上述主軸到達上述目標螺紋深度。3.根據(jù)權利要求1或2所述的控制裝置，其特征在于， 上述主軸指令輸出部從上述攻絲加工程序取得從上述目標螺紋深度到返回結束位置期間的上述主軸的總返回旋轉量和最高返回轉速，將該總返回旋轉量和該最高返回轉速作為上述主軸指令發(fā)送給上述主軸控制部， 上述初始動作控制部將上述最高返回轉速設為目標值，使上述主軸以最大能力從上述目標螺紋深度或自上述目標螺紋深度返回了預定的旋轉數(shù)的初始返回位置向上述返回結束位置加速逆旋轉， 上述最大加速度檢測部檢測或取得上述主軸從上述目標螺紋深度進行加速逆旋轉期間的逆旋轉的最大加速度， 上述剩余旋轉量檢測部根據(jù)上述總返回旋轉量和上述旋轉位置檢測從當前位置到上述返回結束位置為止的上述主軸的剩余返回旋轉量， 上述當前速度檢測部根據(jù)上述旋轉位置檢測上述主軸的逆旋轉的當前速度， 在以上述最大能力加速逆旋轉后，上述定位動作控制部根據(jù)上述逆旋轉的最大加速度、上述剩余返回旋轉量、上述逆旋轉的當前速度以及預定的加速度變化時間，在該加速度變化時間中使上述主軸以比上述逆旋轉的最大加速度小且按預定比例變化的加速度減速逆旋轉，另一方面，在排除了該加速度變化時間的時間中使上述主軸以最大能力減速逆旋轉，使上述主軸在上述返回結束位置停止。4.根據(jù)權利要求3所述的控制裝置，其特征在于， 上述數(shù)值控制部監(jiān)視上述剩余旋轉量并且當上述剩余旋轉量成為第一預定值以下時，判斷為攻絲加工到達了上述目標螺紋深度， 上述定位動作控制部使上述主軸在上述目標螺紋深度停止， 上述初始動作控制部將上述最高返回轉速設為目標值，使上述主軸以最大能力從上述目標螺紋深度向上述返回結束位置加速逆旋轉， 上述扭矩限制執(zhí)行部在上述初始動作控制部使上述主軸加速逆旋轉期間，以在加速開始時將比以上述最大能力加速逆旋轉過程中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予上述主軸，在從加速開始起的預定時間使該扭矩指令慢慢增加并在經(jīng)過該預定時間時將該最大扭矩指令賦予上述主軸的方式，針對上述初始動作控制部執(zhí)行扭矩限制， 在以上述最大能力加速逆旋轉的過程中，上述最大加速度檢測部根據(jù)上述旋轉位置檢測出上述逆旋轉的最大加速度。5.根據(jù)權利要求3所述的控制裝置，其特征在于， 上述數(shù)值控制部監(jiān)視上述剩余旋轉量，當上述剩余旋轉量為第一預定值以下時，判斷為攻絲加工到達了上述目標螺紋深度， 上述定位動作控制部不使上述主軸在上述目標螺紋深度停止，而是在到達上述目標螺紋深度后，使上述主軸以與上述最大能力減速旋轉的最大減速度相同的上述逆旋轉的最大加速度加速逆旋轉到上述初始返回位置， 上述初始動作控制部將上述最高返回轉速作為目標值，使上述主軸以最大能力從上述初始返回位置向上述返回結束位置加速逆旋轉， 上述最大加速度檢測部取得以上述最大能力減速旋轉過程中的最大減速度作為上述逆旋轉的最大加速度。6.根據(jù)權利要求4或5所述的控制裝置，其特征在于， 上述數(shù)值控制部監(jiān)視上述剩余返回旋轉量，在上述剩余返回旋轉量為第二預定值以下時，判斷為返回動作結束。7.根據(jù)權利要求1?6中的任意一項所述的控制裝置，其特征在于， 該控制裝置還具備:進給檢測部，其檢測上述進給軸的進給位置， 上述數(shù)值控制部具備:進給軸指令輸出部，其從上述攻絲加工程序取得從上述加工開始位置到上述目標螺紋深度期間的上述進給軸的總進給量和螺距，將該總進給量和該螺距設為上述進給軸指令發(fā)送給上述進給軸控制部， 上述進給軸控制部具備: 進給動作控制部，其根據(jù)上述螺距和上述旋轉位置，控制上述進給軸的進給動作；以及 剩余進給量檢測部，其根據(jù)上述總進給量和上述進給位置，檢測從當前位置到上述目標螺紋深度的上述進給軸的剩余進給量。8.根據(jù)權利要求7所述的控制裝置，其特征在于， 上述數(shù)值控制部具備:位置識別部，其根據(jù)上述剩余旋轉量識別上述主軸的當前位置，并且根據(jù)上述剩余進給量識別上述進給軸的當前位置。9.根據(jù)權利要求7或8所述的控制裝置，其特征在于， 上述數(shù)值控制部具備:同步誤差計算部，其根據(jù)上述剩余旋轉量和上述剩余進給量以及上述螺距，計算上述同步運行的同步誤差。10.根據(jù)權利要求3?6中的任意一項所述的控制裝置，其特征在于， 該控制裝置還具備:進給檢測部，其檢測上述進給軸的進給位置， 上述數(shù)值控制部具備:進給軸指令輸出部，其在判斷為攻絲加工到達了上述目標螺紋深度時，從上述攻絲加工程序取得從上述目標螺紋深度到上述返回結束位置期間的上述進給軸的總返回進給量和螺距，將該總返回進給量和該螺距設為上述進給軸指令發(fā)送給上述進給軸控制部， 上述進給軸控制部具備: 進給動作控制部，其根據(jù)上述螺距和上述旋轉位置，控制上述進給軸的返回進給動作；以及 剩余進給量檢測部，其根據(jù)上述總返回進給量和上述進給位置，檢測從當前位置到上述返回結束位置為止的上述進給軸的剩余返回進給量。11.根據(jù)權利要求10所述的控制裝置，其特征在于， 上述數(shù)值控制部具備:位置識別部，其根據(jù)上述剩余返回旋轉量識別上述主軸的當前位置，并且根據(jù)上述剩余返回進給量識別上述進給軸的當前位置。12.根據(jù)權利要求10或11所述的控制裝置，其特征在于， 上述數(shù)值控制部具備:同步誤差計算部，其根據(jù)上述剩余返回旋轉量和上述剩余返回進給量以及上述螺距，計算上述同步運行的同步誤差。13.—種機床的控制裝置，控制主軸和進給軸的同步運行，該機床的控制裝置的特征在于，具備: 數(shù)值控制部，其根據(jù)攻絲加工程序生成主軸指令以及進給軸指令； 主軸控制部，其根據(jù)上述主軸指令控制上述主軸的旋轉動作； 旋轉檢測部，其檢測上述主軸的旋轉位置；以及 進給軸控制部，其按照上述進給軸指令，根據(jù)上述旋轉位置控制上述進給軸的進給動作， 上述數(shù)值控制部具備:主軸指令輸出部，其從上述攻絲加工程序取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的上述主軸的總返回旋轉量和最高返回轉速，將該總返回旋轉量和該最高返回轉速設為上述主軸指令發(fā)送給上述主軸控制部， 上述主軸控制部具備: 初始動作控制部，其將上述最高返回轉速作為目標值，使上述主軸以最大能力從上述目標螺紋深度或自上述目標螺紋深度返回了預定的旋轉數(shù)的初始返回位置向上述返回結束位置加速逆旋轉； 最大加速度檢測部，其檢測或取得上述主軸從上述目標螺紋深度進行加速逆旋轉期間的逆旋轉的最大加速度； 剩余旋轉量檢測部，其根據(jù)上述總返回旋轉量和上述旋轉位置檢測從當前位置到上述返回結束位置為止的上述主軸的剩余返回旋轉量； 當前速度檢測部，其根據(jù)上述旋轉位置來檢測上述主軸的逆旋轉的當前速度； 定位動作控制部，其在以上述最大能力加速逆旋轉后，根據(jù)上述逆旋轉的最大加速度、上述剩余返回旋轉量、上述逆旋轉的當前速度以及預定的加速度變化時間，在該加速度變化時間中使上述主軸以比上述逆旋轉的最大加速度小且按預定比例變化的加速度減速逆旋轉，另一方面，在排除了該加速度變化時間的時間中使上述主軸以最大能力減速逆旋轉，使上述主軸在上述返回結束位置停止。14.一種機床的控制方法，控制主軸和進給軸的同步運行，該控制方法的特征在于， 控制裝置執(zhí)行如下動作: 從攻絲加工程序取得從加工開始位置到目標螺紋深度期間的上述主軸的總旋轉量和最高轉速， 將上述最高轉速作為目標值，一邊以在加速開始時將比以上述最大能力加速旋轉過程中的最大扭矩指令小的預定扭矩指令賦予上述主軸，在從加速開始起的預定時間使該扭矩指令慢慢增加并在經(jīng)過該預定時間時將該最大扭矩指令賦予上述主軸的方式執(zhí)行扭矩限制，一邊使上述主軸以最大能力從上述加工開始位置向上述目標螺紋深度加速旋轉， 在以上述最大能力加速旋轉過程中，根據(jù)上述主軸的旋轉位置反饋值檢測最大加速度； 根據(jù)上述總旋轉量和上述旋轉位置反饋值檢測從當前位置到上述目標螺紋深度為止的上述主軸的剩余旋轉量， 根據(jù)上述旋轉位置反饋值檢測上述主軸的當前速度， 在以上述最大能力加速旋轉后，根據(jù)上述最大加速度和上述剩余旋轉量以及上述當前速度，使上述主軸以最大能力減速旋轉而到達上述目標螺紋深度。15.一種機床的控制方法，控制主軸和進給軸的同步運行，該控制方法的特征在于， 控制裝置執(zhí)行如下動作: 從攻絲加工程序取得從目標螺紋深度到返回結束位置期間的上述主軸的總返回旋轉量和最高返回轉速， 將上述最高返回轉速作為目標值，使上述主軸以最大能力從上述目標螺紋深度或自上述目標螺紋深度返回了預定的旋轉數(shù)的初始返回位置向上述返回結束位置加速逆旋轉，檢測或取得上述主軸從上述目標螺紋深度進行加速逆旋轉期間的逆旋轉的最大加速度， 根據(jù)上述總返回旋轉量和上述主軸的旋轉位置反饋值檢測從當前位置到上述返回結束位置為止的上述主軸的剩余返回旋轉量， 根據(jù)上述旋轉位置反饋值來檢測上述主軸逆旋轉的當前速度， 在以上述最大能力加速逆旋轉后，根據(jù)上述逆旋轉的最大加速度、上述剩余返回旋轉量、上述逆旋轉的當前速度以及預定的加速度變化時間，在該加速度變化時間中使上述主軸以比上述逆旋轉的最大加速度小且按預定比例變化的加速度減速逆旋轉，另一方面，在排除了該加速度變化時間的時間中使上述主軸以最大能力減速逆旋轉，使上述主軸在上述返回結束位置停止。
【文檔編號】G05B19/416GK106020130SQ201610186925
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】森田有紀, 置田肇
【申請人】發(fā)那科株式會社