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數控裝置的製作方法

2023-11-09 21:59:12


本發明涉及一種數控裝置,其控制工件和對工件進行加工的刀具的相對移動。



背景技術:

對於車削加工,提出有一種數控裝置,該數控裝置具有:切削刀具進給機構,其使切削刀具相對於工件進行進給動作;以及控制機構,其使上述切削刀具進行低頻振動、且對切削刀具進給驅動電機進行控制(參照專利文獻1至專利文獻3)。在該數控裝置中,控制機構具有:操作單元,其進行各種設定;振動切削信息儲存單元,其預先以表的形式對與進給軸的慣量或者電機特性之類的機械特性相應的至少切削刀具進給機構的前進量、後退量、前進速度、後退速度進行儲存,作為與由操作單元設定的工件的旋轉速度、或者切削刀具每旋轉1圈的切削刀具的進給量相應地使切削刀具能夠以同步地進行進給動作的大於或等於25hz的低頻進行動作的數據;以及電機控制單元,其基於儲存于振動切削信息儲存單元的上述數據而對切削刀具進給驅動電機進行控制。由此,通過沿插補路徑反覆進行前進、後退動作而生成低頻振動。另外,還公開了如下技術:使振動在針對輪廓控制而指定的角度方向上疊加(參照專利文獻4)。

專利文獻1:日本特許第5033929號公報

專利文獻2:日本特許第5139591號公報

專利文獻3:日本特許第5139592號公報

專利文獻4:日本特許第4293132號公報



技術實現要素:

然而,在上述現有技術中,在使對輪廓控制和主軸旋轉相位同步地進行控制的低頻振動螺紋車削加工的螺紋導程方向和垂直方向的振動進行疊加的控制中,並未公開根據進刀次數而對振動的相位或者振幅進行調整的加工方法。

本發明就是鑑於上述情形而提出的,其目的在於獲得一種數控裝置,在低頻振動螺紋車削加工中,每次進刀時都適當地對振動相位進行調整,由此能夠通過振動而將切屑分斷。

為了解決上述問題、實現目的,本發明的數控裝置具有:驅動部,其對主軸、第1驅動軸以及第2驅動軸進行控制,其中,所述主軸使加工對象旋轉,所述第1驅動軸使切削刀具沿與通過切削加工而形成的螺紋的導程方向垂直的方向相對於所述加工對象相對地進行進給移動,所述第2驅動軸使所述切削刀具沿所述導程方向相對於所述加工對象相對地進行進給移動;以及振動單元,其使作為相對於所述主軸的旋轉周期而具有預先規定的比的周期的往返進給移動的振動與所述第1驅動軸的移動疊加,通過使所述切削刀具和所述加工對象相對地移動而對所述加工對象進行多次進刀加工,由此進行在所述加工對象形成螺紋的螺紋車削加工,所述數控裝置的特徵在於,具有螺紋車削振動調整部,其在多次所述進刀加工中,以使得所述振動的相位相對於所述主軸的相位每次偏移預先規定的振動相位偏移量的方式對所述驅動部進行控制。

發明的效果

本發明所涉及的數控裝置在低頻振動螺紋車削加工中實現了如下效果,即,通過每次進刀時適當地對振動相位進行調整,能夠通過振動而將切屑分斷。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式1至實施方式4所涉及的數控裝置的結構的一個例子的框圖。

圖2是表示在實施方式1中僅使刀具沿z軸方向以及x軸方向移動的情況下的狀況的圖。

圖3是表示在實施方式1中使加工對象沿z軸方向移動、且使刀具沿x軸方向移動的情況下的狀況的圖。

圖4是表示在實施方式1中執行螺紋車削加工的情形的圖。

圖5是表示在實施方式1中對錐螺紋執行螺紋車削加工的情形的圖。

圖6是表示在實施方式1中進行多次進刀的螺紋車削加工的情形的圖。

圖7是表示實施方式1中的「直角進刀」的進刀模式的圖。

圖8是表示實施方式1中的「單側刃進刀」的進刀模式的圖。

圖9是表示實施方式1中的「校正單側刃進刀」的進刀模式的圖。

圖10是表示實施方式1中的「交錯進刀」的進刀模式的圖。

圖11是表示在實施方式1中螺紋車削起點的刀尖的z軸坐標每次都相同的情況下的每次的刀尖點的軌跡的圖。

圖12是表示在實施方式1中螺紋車削起點的刀尖的z軸坐標每次都不同的情況下的每次的刀尖點的軌跡的圖。

圖13是表示實施方式1中的(方法1)的加工程序的一個例子的圖。

圖14是表示在實施方式1中以圓筒展開面而示出加工對象的表面的情況下的圓筒面上的、通過(方法1)形成的刀具軌跡的圖。

圖15是表示實施方式1中的(方法2)的加工程序的一個例子的圖。

圖16是表示在實施方式1中以圓筒展開面而示出加工對象的表面的情況下的圓筒面上的、通過(方法2)形成的刀具軌跡的圖。

圖17是說明在實施方式1中針對螺紋車削加工而使振動疊加的情形的圖。

圖18是表示在實施方式1中主軸每旋轉1圈的振動次數為2次的振動條件下的低頻振動螺紋車削加工的動作例的圖。

圖19是以濃淡不同的方式示出在實施方式1中如圖18那樣使每次的相位錯開180°時的第1次和第2次的進刀深度的圖。

圖20是在上部示出在實施方式1中以(方法1)使低頻振動疊加的情況下的刀具軌跡,在中部示出作為導程軸位置的z軸位置和x軸位置的關係,且在下部示出主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖21是在上部示出在實施方式1中以(方法2)使低頻振動疊加的情況下的刀具軌跡,在中部示出作為導程軸位置的z軸位置和x軸位置的關係,且在下部示出主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖22是在上部示出在實施方式1中以(方法2)使振動開始時的振動相位以與「螺紋車削開始偏移角度」的錯開量相當的量錯開的基礎上使低頻振動疊加的情況下的刀具軌跡,在中部示出作為導程軸位置的z軸位置和x軸位置的關係,且在下部示出主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖23是表示通過實施方式2所涉及的數控裝置進行的低頻振動螺紋車削加工的動作的流程圖。

圖24是表示實施方式2中的動作例1-1的振動條件的圖。

圖25是表示實施方式2的動作例1-1以及動作例1-2中的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖26是表示實施方式2的動作例1-1中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖27是表示實施方式2中的動作例1-2中的振動條件的圖。

圖28是表示實施方式2的動作例1-2中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖29是表示實施方式2中的動作例1-3的振動條件的圖。

圖30是表示實施方式2的動作例1-3以及動作例1-4中的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖31是表示實施方式2的動作例1-3中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖32是表示實施方式2中的動作例1-3的加工程序的一個例子的圖。

圖33是表示實施方式2中的圖32的加工程序所涉及的程序指令路徑的圖。

圖34是表示實施方式2中的圖32的加工程序所涉及的加工情況的圖。

圖35是表示執行實施方式2中的圖32的加工程序時的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖36是表示執行實施方式2中的圖32的加工程序時的與每次的「螺紋車削開始偏移角度」相對應的振動相位的偏移量的圖。

圖37是表示實施方式2中的動作例1-4的振動條件的圖。

圖38是表示實施方式2的動作例1-4中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖39是表示實施方式2的動作例1-3的變形例中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖40是表示通過實施方式3所涉及的數控裝置進行的低頻振動螺紋車削加工的動作的流程圖。

圖41是表示實施方式3中的動作例2-1的振動條件的圖。

圖42是表示實施方式3的動作例2-1以及動作例2-2中的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖43是表示實施方式3的動作例2-1中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖44是表示實施方式3中的動作例2-2的振動條件的圖。

圖45是表示實施方式3的動作例2-2中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖46是表示實施方式3中的動作例2-3的振動條件的圖。

圖47是表示實施方式3的動作例2-3以及動作例2-4中的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖48是表示實施方式3的動作例2-3中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖49是表示實施方式3的動作例2-3的變形例中的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖50是表示實施方式3的動作例2-3的變形例中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖51是表示實施方式3中的動作例2-4的振動條件的圖。

圖52是表示實施方式3的動作例2-4中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。

圖53是表示實施方式4所涉及的加工程序的一個例子的圖。

圖54是表示實施方式4中的圖53的加工程序所涉及的程序指令路徑的圖。

圖55是表示實施方式4中的圖53的加工程序所涉及的加工情況的圖。

圖56是表示在實施方式4中進行預備移動而實現了圖53的加工程序的情況下的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

圖57是表示在實施方式4中以使振動的開始時間以振動的相位偏移量的振動所需的時間滯後的方式實現了圖53的加工程序的情況下的主軸相位和x軸位置的關係的圖。

具體實施方式

下面,基於附圖對本發明的實施方式所涉及的數控裝置進行詳細說明。此外,本發明並不限定於該實施方式。

實施方式1.

圖1是表示實施方式1所涉及的數控裝置1的結構的一個例子的框圖。數控裝置1具有:驅動部10,其對加工對象以及刀具中的至少一者進行驅動;輸入操作部20,其由輸入單元構成;顯示部30,其由顯示單元構成;以及控制運算部40,其對加工程序進行解析,執行插補處理。

驅動部10是至少在2個軸的方向上對加工對象以及刀具的任一者或二者進行驅動的機構。驅動部10至少對作為第1驅動軸的x軸以及作為第2驅動軸的y軸進行驅動控制。驅動部10具有:伺服電機11,其使加工對象或者刀具沿在數控裝置1上規定的各軸的方向移動;檢測器12,其對伺服電機11的位置以及速度進行檢測;以及x軸伺服控制部13x和z軸伺服控制部13z,它們基於由檢測器12檢測出的位置及速度,進行加工對象或者刀具的位置及速度在各軸方向上的控制。實施方式1所涉及的數控裝置1利用設置於刀具或者加工對象的上述驅動軸,使刀具和加工對象一邊相對地振動一邊沿移動路徑移動而對加工對象進行加工。

另外,驅動部10具有:主軸電機14,其使對加工對象進行保持的主軸旋轉;檢測器15,其對主軸電機14的位置及旋轉速度進行檢測;以及主軸控制部16,其基於由檢測器15檢測出的位置及旋轉速度而對主軸的旋轉進行控制。

輸入操作部20由鍵盤、按鈕或者滑鼠之類的輸入單元構成,由用戶利用輸入操作部20進行針對數控裝置1的命令的輸入或者加工程序或參數等的輸入。顯示部30由液晶顯示裝置之類的顯示單元構成,對由控制運算部4處理的信息進行顯示。

控制運算部40具有輸入控制部41、數據設定部42、存儲部43、畫面處理部44、解析處理部45、機械控制信號處理部46、plc(programmablelogiccontroller)電路部47、插補處理部48、加減速處理部49以及軸數據輸出部50。

輸入控制部41接收從輸入操作部20輸入的信息。數據設定部42將由輸入控制部41接收到的信息存儲於存儲部43。作為一個例子,在所輸入的內容是對加工程序432的編輯的情況下,輸入控制部41使存儲於存儲部43的加工程序432反映出所編輯的內容,在成為參數的信息被輸入的情況下,輸入控制部41將該信息存儲於存儲部43的參數431的存儲區域。

存儲部43對在控制運算部40的處理中使用的參數431、所執行的加工程序432以及在顯示部30顯示的畫面顯示數據433之類的信息進行存儲。另外,在存儲部43設置有共享區域434,在該共享區域434對除了參數431以及加工程序432以外的臨時使用的數據進行存儲。畫面處理部44進行如下控制,即,使顯示部30對存儲部43的畫面顯示數據433進行顯示。

解析處理部45具有:移動指令生成部451,其將包含大於或等於1個程序塊的加工程序432讀入,以1個程序塊為單位對讀入的加工程序432進行解析,將移動路徑和進給速度讀出,生成以1個程序塊的單位移動的移動指令;以及振動指令解析部452,其對加工程序432中是否包含振動指令進行解析,在包含振動指令的情況下,將振動指令中所包含的振動條件提供給插補處理部48。振動指令解析部452所生成的振動條件中例如包含低頻振動的振幅。

在利用解析處理部45讀入了除了使作為數控軸的驅動軸進行動作的指令以外的、使機械進行動作的指令即輔助指令的情況下,機械控制信號處理部46對plc電路部47通知已指示了輔助指令。如果plc電路部47從機械控制信號處理部46接收到已指示了輔助指令的通知,則執行與所指示的輔助指令相對應的處理。

插補處理部48具有:指令移動量計算部481,其在數控裝置1的控制周期即處理周期的期間,利用由解析處理部45進行解析所得到的移動指令而對以指定的進給速度移動的移動量即指令移動量進行計算;振動移動量計算部482,其對用於使刀具或者加工對象振動的處理周期的期間的移動量即振動移動量進行計算;移動量疊加部483,其對使每個處理周期內的指令移動量和振動移動量疊加所得到的疊加移動量進行計算;以及螺紋車削振動調整部484,其對振動螺紋車削加工開始時的振動的相位進行調整。此外,還將處理周期稱為插補周期。

加減速處理部49按照預先指定的加減速模式,將從插補處理部48輸出的各驅動軸的疊加移動量變換為考慮了加減速的每個處理周期內的移動指令。軸數據輸出部50將由加減速處理部49進行處理的每個處理周期內的移動指令輸出至對各驅動軸進行控制的x軸伺服控制部13x、z軸伺服控制部13z、以及主軸控制部16。

為了一邊使切削刀具或者加工對象振動一邊進行加工,如上所述,在進行加工時,只要使加工對象和切削刀具相對地移動即可。圖2以及圖3是示意地表示進行車削加工的實施方式1所涉及的數控裝置1的軸的結構的圖。在圖2以及圖3中,在紙面內設置有正交的z軸和x軸。圖2是表示將加工對象61固定、且僅使進行車削加工的切削刀具即刀具62沿z軸方向和x軸方向移動的情況下的狀況的圖。另外,圖3是表示使加工對象61沿z軸方向移動、且使刀具62沿x軸方向移動的情況下的狀況的圖。無論在圖2以及圖3的任何情況下,通過將作為移動的對象的加工對象61以及刀具62的二者或任一者設置於伺服電機11、且將主軸電機14設置於加工對象61,都能夠進行下面說明的低頻振動螺紋車削加工處理。

首先,進行對未伴隨有低頻振動的螺紋車削加工的說明。圖4是表示執行螺紋車削加工的情形的圖。此外,在下面的說明中,將作為沿所形成的螺紋的導程方向移動的進給軸的導程軸(leadaxis)設為z軸、且將沿與導程軸垂直的方向移動的進給軸設為x軸而進行說明。此外,導程方向成為主軸的旋轉軸的方向。

如圖4所示,加工對象61因主軸的旋轉而旋轉,刀具62沿作為導程方向的z軸方向移動。在正常的螺紋車削加工中,反覆進行多次用於形成螺紋槽的進刀,因此使z軸方向的進給軸的位置與主軸的旋轉相位同步而對螺紋進行加工。如果主軸的旋轉速度和z軸方向的移動速度分別為恆定速度,則形成為等間隔的螺紋節距的螺紋槽。

圖5是表示對具有錐狀的錐螺紋執行螺紋車削加工的情形的圖。即使在數控裝置1在作為錐螺紋的導程軸的z軸的方向和作為與導程軸垂直的軸的x軸的方向上進行移動的插補的情況下,也使導程軸方向上的進給軸的位置與主軸的旋轉相位同步而對螺紋進行加工。

在如圖4那樣進行螺紋車削加工的情況下,通過與第1次的進刀相比在第2次的進刀時將螺紋槽加工得更深的方法,正常地進行多次進刀而實施加工。圖6中示出了進行多次進刀的螺紋車削加工的情形。如圖6所示,第1次的進刀量和第2次的進刀量相加所得的值成為第2次的進刀之後的槽的深度。在該情況下,在多次的進刀加工中,使進給軸的進給量和主軸旋轉量的關係相同,由此除了在多次的進刀加工中的進刀量以外形成相同形狀的螺紋槽。而且,能夠在加工程序432中指定螺紋車削動作開始時即導程軸的移動開始時的主軸的相位、即角度。具體而言,能夠以檢測器15的安裝角度或者參數431來設定相位的基準點,能夠在加工程序432中指定相對於相位的基準點的角度即「螺紋車削開始偏移角度」。例如,將螺紋車削偏移角度和進刀開始時的z軸位置設為在每次進刀時都相同,由此在每次進刀時都能夠在相同部位進行進刀。

圖7至圖10中示出了進行多次進刀的情況下的、螺紋車削加工中的具有代表性的進刀模式。圖7至圖10示出了在螺紋槽的任意1個部位的截面中通過多次進刀而切削的部分。圖7示出了刀具62的刀尖的z軸坐標每次都相同的「直角進刀」的進刀模式。圖8至圖10示出了刀尖的z軸坐標每次都不同的進刀模式。圖8示出了「單側刃進刀」的進刀模式。圖9示出了「校正單側刃進刀」的進刀模式。圖10示出了「交錯進刀」的進刀模式。根據圖8至圖10的每次的z軸坐標都不同的進刀模式,能獲得使切屑的飛濺方向變化等效果。

下面,對在螺紋車削起點的刀尖的z軸坐標每次都相同的「直角進刀」和螺紋車削起點的刀尖的z軸坐標每次都不同的「單側刃進刀」的情況下,包含進刀開始後的刀具62的刀尖在z軸方向上的移動在內的動作進行說明。

圖11示出了螺紋車削起點的刀尖的z軸坐標每次都相同的「直角進刀」的情況下的每次的刀尖點的軌跡。作為進給軸的z軸的位置和主軸的相位的關係每次都相同。即,在螺紋車削起點等待主軸的相位到達預先規定的螺紋車削開始基準點。螺紋車削開始基準點是預先規定的主軸的相位,且是成為主軸的基準的相位。而且,螺紋車削起點的z軸位置每次都相同。

在主軸的同一相位處以使得螺紋車削起點處的刀尖的z軸坐標如「單側刃進刀」那樣每次都不同的方式進行加工的情況下,存在如下方法:如上所述,以固定為使得主軸的相位每次都相同的螺紋車削開始基準點的方式使螺紋車削起點的z軸位置錯開的方法(方法1);以及使螺紋車削起點的z軸位置每次都相同地使螺紋車削開始時的主軸的相位錯開的方法(方法2)。在上述兩種情況下,針對加工對象的加工本身相同。下面對(方法1)以及(方法2)的詳情進行說明。

(方法1)

圖12示出了「單側刃進刀」中的(方法1)的情況下的每次的刀尖點的軌跡。在(方法1)中,進給軸位置距起點的距離和主軸相位的關係每次都相同。即,在螺紋車削起點等待主軸的相位到達螺紋車削開始基準點。而且,螺紋車削起點的z軸位置每次都不同。進給軸移動量和主軸旋轉量的比率每次都相同。

圖13是表示(方法1)的加工程序432的一個例子的圖。圖14是表示以圓筒展開面而示出加工對象61的表面的情況下的、圓筒面上的通過(方法1)形成的刀具軌跡的圖。如圖13的加工程序432的第2行的「z10.0」、第5行的「z9.9」以及第9行的「z9.8」所示,螺紋車削起點的z軸位置每次都不同。圖14中的螺紋車削開始點的z軸位置也顯示出螺紋車削起點的z軸位置每次都不同。如圖13的加工程序432的第3行、第7行以及第11行的「q0.0」、以及圖14所示,第1次至第3次的螺紋車削加工的起點的主軸相位全部都是相同的值。

(方法2)

該方法中的螺紋車削起點的z軸位置每次都相同。因此,刀尖點的軌跡與圖11相同。然而,進給軸位置和主軸的相位的關係每次都不同。具體而言,與相當於(方法1)的圖12中錯開的z軸移動量的主軸的旋轉量相應地,使螺紋車削開始時的主軸的相位以「螺紋車削開始偏移角度」而錯開。即,「螺紋車削開始偏移角度」每次都不同。進給軸移動量和主軸旋轉量的比率每次都相同。

圖15是表示(方法2)的加工程序432的一個例子的圖。圖16是表示以圓筒展開面示出加工對象61的表面的情況下的圓筒面上的、通過(方法2)形成的刀具軌跡的圖。如圖15的加工程序432的第2行的「z10.0」、第5行的「z10.0」以及第9行的「z10.0」所示,螺紋車削起點的z軸位置每次都相同。圖16的z軸螺紋車削開始位置也顯示出螺紋車削起點的z軸位置每次都相同。而且,如圖15的加工程序432中的第3行的「q0.0」、第7行的「q324.0」以及第11行的「q288.0」所示,將第1次至第3次的螺紋車削加工的起點的主軸相位指定為以與圖14中錯開的z軸移動量相當的主軸的旋轉量、即「螺紋車削開始偏移角度」而錯開。由此,如圖16所示,第1次至第3次的螺紋車削加工的起點的主軸相位,第1次為360°(=0°),與此相對,第2次為324°(==﹣36°),第3次為288°(==﹣72°),與圖14中錯開的z軸移動量相對應地以等間隔錯開。

以上說明的(方法1)和(方法2)還能夠應用於「校正單側刃進刀」以及「交錯進刀」。至此,結束對未伴隨有振動的螺紋車削加工的說明。

下面,說明在螺紋車削加工使低頻振動疊加的情況。圖17是說明針對螺紋車削加工而使x軸方向的振動疊加的情形進行說明的圖。如圖17所示,在螺紋車削加工動作中,使與導程方向垂直的方向即x軸方向上的往返進給移動即振動與刀具62的導程方向即z軸方向上的動作疊加。x軸方向上的振動的疊加由振動移動量計算部482以及移動量疊加部483之類的振動單元來執行。此外,在下面的說明中,在形成等間隔的螺紋節距的螺紋槽的情況下,主軸的旋轉速度和z軸方向的移動速度分別為恆定速度。即,將主軸的旋轉速度和z軸方向的移動速度設為保持預先規定的速度比。

圖18是表示主軸每旋轉1圈的振動次數為2次的振動條件下的低頻振動螺紋車削加工的動作例的圖。圖18中的橫軸為主軸旋轉量,縱軸為x軸位置。如圖18所示,相對於程序指令路徑,使x軸方向上的振動疊加。即,使振動在從加工對象61退刀的方向上疊加。具體而言,通過振動的疊加而控制為不比程序指令路徑更深地對加工對象61進行進刀。在圖18中,第1次的螺紋車削加工至第3次的螺紋車削加工為低頻振動螺紋車削加工,第4次的螺紋車削加工為未伴隨有振動的精加工。

並且,在每次的實際指令路徑中,使振動的振幅大於進刀量。在圖18中,示出了如下情況,即,第1次的螺紋車削加工的振動的峰值超過工件直徑,第1次的螺紋車削加工的振幅大於第1次的螺紋車削加工的進刀量。在此基礎上,使每次振動的相位和其前一次振動的相位相對於主軸的旋轉量所示的相位以振動相位偏移量而錯開,由此能夠將切屑分斷。在圖18中示出了如下狀況,即,振動相位偏移量=180°,每次錯開180°的振動相位。但是,振動相位偏移量並不限定於180°。可以由參數431來指示振動相位偏移量,也可以由螺紋車削振動調整部484對振動相位偏移量進行保持。另外,如後所述,也可以由加工程序432指定振動相位偏移量。

圖19是以濃淡不同的方式示出如圖18那樣使每次振動的相位錯開180°時的第1次和第2次的進刀深度的圖。濃色部分表示較深地進刀後的部分,淡色部分表示較淺地進刀後的部分。如圖19所示,對於第1次較深地進刀的部分,第2次較淺地進刀,由此能夠在進刀後的區域中的虛線部分將切屑分斷,能夠獲得振動切削的優點。因此,在低頻振動螺紋車削加工中,能夠獲得如下振動切削的優點,即,在每次進刀時,以形成為使得每次振動的相位錯開180°的指定關係的方式對主軸的相位和振動的相位進行控制,由此將切屑分斷。此外,在圖18所示的第4次的精加工中,進行保持原樣地將程序指令路徑設為實際指令路徑的、未使振動疊加的螺紋車削動作,由此高精度地對精加工面進行加工。

首先,對在(方法1)的螺紋車削加工中以使每次的振動開始時的振動的相位錯開180°的方式使低頻振動疊加的情況下的具體例進行說明。在(方法1)中使低頻振動疊加的情況下的加工程序432與圖13相同,但指示與圖13的加工程序432不同的低頻振動的條件。在該例子中,設為如下關係,即,主軸旋轉1圈時恰好振動1次,即,主軸旋轉1圈所花費的時間為振動的1個周期。圖20是在通過(方法1)使低頻振動疊加的情況下,從上按順序在上部示出以圓筒展開面示出加工對象61的表面時的圓筒面上的刀具軌跡,在中部示出作為導程軸位置的z軸位置和x軸位置的關係,且在下部示出主軸相位和x軸位置的關係的圖。將橫軸設為z軸位置、且將縱軸設為主軸的相位而示出圓筒面上的刀具軌跡。

如圖13的加工程序432的第2行的「z10.0」、第5行的「z9.9」以及第9行的「z9.8」所示,螺紋車削起點的z軸位置每次都不同。圖20的刀具軌跡的螺紋車削開始點的z軸位置也顯示出螺紋車削開始點的z軸位置以0.1mm的單位錯開而每次都不同。如圖13的加工程序432的第3行、第7行以及第11行的「q0.0」、以及圖20所示,第1次至第3次的螺紋車削加工的開始點的主軸相位全部都是相同的值。在該情況下,在每次的螺紋車削加工的開始點處,使振動的相位分別錯開180°。

如圖20的中部示出的、z軸位置和x軸位置的關系所示,z軸相位和x軸位置所示的振動相位的關係並非每次錯開180°的關係。然而,根據與圖20的上部的刀具軌跡中主軸相位例如為180°時的第1次至第3次的螺紋車削加工相對應的圖20的中部示出的a點、b點以及c點的x軸位置所示的振動相位明確可知,在第1次至第3次的螺紋車削加工中的相同的主軸相位時每次的振動相位錯開180°。即,如圖20的下部的主軸相位和x軸位置的關系所示,成為每次振動的相位錯開180°的關係。這樣,在(方法1)中,如果使振動的相位在每次的螺紋車削開始點處錯開180°,則能夠獲得每次振動的振動相位相對於相同的主軸相位錯開180°的關係。

下面,對(方法2)的螺紋車削加工中與上述的(方法1)的情況同樣地以使每次振動開始時的振動相位錯開180°的方式使低頻振動疊加的情況下的具體例進行說明。在(方法2)中使低頻振動疊加的情況下的加工程序432與圖15相同,但與圖15的加工程序432相比指示了不同的低頻振動的條件。在該例子中也形成為如下關係,即,主軸旋轉1圈恰好振動1次,即,主軸旋轉1圈所花費的時間為振動的1個周期。圖21是在通過(方法2)使低頻振動疊加的情況下,從上按順序在上部示出以圓筒展開面而示出加工對象61的表面時的圓筒面上的刀具軌跡,在中部示出作為導程軸位置的z軸位置和x軸位置的關係,且在下部示出主軸相位和x軸位置的關係的圖。將橫軸設為z軸位置、且將縱軸設為主軸的相位而示出圓筒面上的刀具軌跡。

如圖15的加工程序432的第2行、第5行以及第9行的「z10.0」所示,螺紋車削起點的z軸位置每次都相同。圖21的刀具軌跡的螺紋車削開始點的z軸位置也顯示出該情況。然而,如圖15的加工程序432的第3行的「q0.0」、第7行的「q324.0」及第11行的「q288.0」、以及圖21所示,第1次至第3次的螺紋車削加工的開始點的主軸相位以與(方法1)中的z軸移動量相當的主軸的旋轉量、即「螺紋車削開始偏移角度」錯開而每次都不同。而且,在圖21的情況下,使振動的相位在每次的螺紋車削開始點處錯開180°。

在圖21的中部示出的z軸位置和x軸位置的關係中,如相同的z軸位置處的a點、b點以及c點的x軸位置所示的振動相位所示,z軸位置和x軸位置所示的振動相位的關係為每次錯開180°的關係。然而,如圖21的下部示出的主軸相位和x軸位置的關系所示,並未形成為每次振動的相位錯開180°的關係。即,僅通過使振動的相位在每次的螺紋車削開始點處錯開180°,無法獲得每次振動的振動相位相對於相同的主軸相位錯開180°的關係。

因此,在(方法2)的螺紋車削加工中,在預先使振動開始時的振動相位錯開與「螺紋車削開始偏移角度」的錯開量相當的量的基礎上,以使得每次振動開始時的振動相位錯開180°的方式使低頻振動疊加。使低頻振動疊加的情況下的加工程序432與圖15相同,但與圖15的加工程序432相比指示了不同的低頻振動的條件。

在該例子中也形成為如下關係,即,主軸旋轉1圈則恰好振動1次,即,主軸1旋轉所花費的時間為振動的1個周期。主軸的旋轉和振動形成為這樣預先規定的關係,因此使振動開始時的振動相位預先錯開與「螺紋車削開始偏移角度」的錯開量相當的量,相當於使x軸位置錯開與作為主軸的相位偏移量的「螺紋車削開始偏移角度」相當的振動相位量。

具體而言,振動指令解析部452讀取在加工程序432中指定的「螺紋車削開始偏移角度」並將其存儲於共享區域434。螺紋車削振動調整部484基於存儲於共享區域434的「螺紋車削開始偏移角度」而使驅動部10對振動開始時的振動相位、即x軸位置進行調整。

圖22是在通過(方法2)使振動開始時的振動相位以相當於「螺紋車削開始偏移角度」的錯開量錯開的基礎上使低頻振動疊加的情況下,從上按順序在上部示出以圓筒展開面而示出加工對象61的表面時的圓筒面上的刀具軌跡,在中部示出作為導程軸位置的z軸位置和x軸位置的關係,且在下部示出主軸相位和x軸位置的關係的圖。將橫軸設為z軸位置、且將縱軸設為主軸的相位而示出圓筒面上的刀具軌跡。

在該例子中,如圖22的中部所示,在每次振動開始時,使x軸位置錯開與「螺紋車削開始偏移角度」相當的振動相位量。因此,形成為如下關係,即,與在圖22的上部的刀具軌跡中主軸相位例如為180°時的第1次至第3次的螺紋車削加工相對應的、圖22的中部示出的a點、b點以及c點的x軸位置所示的振動相位每次錯開180°。即,如圖22的下部的主軸相位和x軸位置的關系所示,形成為每次振動的相位錯開180°的關係。這樣,在(方法2)中,在使x軸位置錯開與「螺紋車削開始偏移角度」相當的振動相位量的基礎上,如果使振動的相位在每次的螺紋車削開始點處錯開180°,則能獲得每次振動的振動相位相對於相同的主軸相位錯開180°的關係。

根據實施方式1所涉及的數控裝置1,如利用圖20以及圖22說明的那樣,相對於主軸的相位對振動的相位進行控制,從而在低頻振動螺紋車削加工中能夠在多次進刀加工的每一次適當地對振動的相位進行調整。由此,能夠在螺紋車削加工中獲得將切屑分斷的效果。

在下面的實施方式2以及3中,對如下2種方法進行詳細說明,即,在使相對於主軸的旋轉周期具有預先規定的比的周期的振動疊加的螺紋車削加工中,在考慮了確定使朝向螺紋導程軸方向的移動開始的定時的「螺紋車削開始偏移角度」以及作為螺紋車削加工的每次的振動相位的錯開量的指定的相位偏移量的基礎上,數控裝置1能夠以上述方式對振動相位以及振動開始的定時進行調整。

實施方式2.

圖23是表示實施方式2所涉及的數控裝置1的低頻振動螺紋車削加工的動作的流程圖。在實施方式1中說明的圖1示出了數控裝置1的結構。在實施方式2中,執行與指定的振動的相位偏移量相對應的x軸的預備移動。

具體而言,在圖23的步驟s101中,驅動部10使x軸以及z軸移動至螺紋車削開始位置。隨後,螺紋車削振動調整部484使驅動部10在x軸方向上從振動開始時的基準振動相位向以指定的振動相位偏移量偏移後的「校正相位」處的振動位置進行預備移動(步驟s102)。振動的相位偏移量是預先規定的值,這裡為180°。另外,在振動的相位偏移量為180°的情況下,「校正相位」也為180°。作為從360°減去振動的相位偏移量所得到的值而求出「校正相位」。在該情況下,通過360°-180°=180°而求出「校正相位」。

在步驟s102之後,在步驟s103中由螺紋車削振動調整部484判斷主軸是否到達螺紋車削開始基準點的相位。直至主軸到達螺紋車削開始基準點的相位為止(步驟s103:no),反覆執行步驟s103。在主軸到達螺紋車削開始基準點的相位的時刻(步驟s103:yes),螺紋車削振動調整部484將驅動部10控制為使得x軸方向的振動開始(步驟s104)。步驟s104中使x軸的振動開始時的振動相位是與步驟s102的預備移動相當的相位、即「校正相位」,即,從「校正相位」開始進行振動。

然後,在步驟s104之後,在步驟s105中由螺紋車削振動調整部484判斷主軸是否到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位。直至主軸到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位為止(步驟s105:no),反覆執行步驟s105。在主軸到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的時刻(步驟s105:yes),插補處理部48將驅動部10控制為使得z軸的移動開始(步驟s106)。在螺紋車削開始偏移角度為0°的情況下,同時開始執行步驟s104和步驟s106。

下面,利用具體例對圖23的流程圖進行說明。此外,在每次的螺紋車削加工中都執行圖23的流程,在下面的說明中,為了容易理解,主要利用第2次的螺紋車削加工進行說明。另外,圖23的流程是與主軸、x軸以及z軸全部都相關的動作,因此在下面的各動作例中利用「表示主軸相位和x軸位置的關係的圖」以及「表示z軸位置和x軸位置的關係的圖」進行說明。

(動作例1-1)

圖24是表示實施方式2中的動作例1-1的振動條件的圖。動作例1-1是如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中相同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中均為0°而相同。

圖25是表示實施方式2中的動作例1-1的主軸相位和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削加工中,在步驟s101中向未圖示的螺紋車削開始位置移動之後,圖25中使未圖示的x軸的預備移動(步驟s102)完畢的狀態為圖25中的(1)的狀態。然後,在主軸到達螺紋車削開始基準點的相位的時刻(步驟s103:yes)的圖25中的(2)處,示出了如下情況,即,如果以使螺紋車削開始點處的振動相位錯開「校正相位」=180°的方式開始振動(步驟s104),則能夠獲得x軸位置所示的振動的振動相位相對於相同的主軸相位,在第1次的螺紋車削加工和第2次的螺紋車削加工中以作為振動的相位偏移量的180°而錯開的關係。

圖26是表示實施方式2中的動作例1-1的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削加工中,直至圖26中的a處為止,移動至螺紋車削開始位置(步驟s101),在圖26中的b的範圍使x軸進行預備移動(步驟s102)。然後,在圖26中的c處等待主軸到達螺紋車削開始基準點,在主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻(步驟s103:yes)使x軸方向的振動從「校正相位」開始(步驟s104)。在動作例1-1中,第2次的「螺紋車削開始偏移角度」為0°,因此在圖26的c處主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻(步驟s103:yes),步驟s105也變為「yes」,因此在步驟s104中使x軸方向的振動開始的同時,使z軸的移動開始(步驟s106)。

此外,在圖26中示出了如下情況,即,「第1次(2)」所示的部位在表示動作例1-1的主軸相位和x軸位置的關係的圖25中,與在第1次的螺紋車削加工中主軸相位變為(2)時相對應。即,在圖26的「第1次(2)」處示出了如下情況,即,在第1次的螺紋車削加工中,x軸方向的振動的開始(步驟s104)以及z軸方向的移動(步驟s106)同時開始。同樣地,圖26中的「第2次(1)、(2)」所示的部位示出了如下情況,即,在圖25中,與在第2次的螺紋車削加工中主軸相位變為(1)以及(2)時相對應。即,在圖26中的c處示出了如下情況,即,在第2次的螺紋車削加工中,在步驟s102的預備移動完畢之後,在圖25中主軸相位從(1)變化為(2)的期間,x軸方向的振動未開始而等待主軸到達螺紋車削開始基準點。即使在下面所示的每個動作例的與「表示主軸相位和x軸位置的關係的圖」相對應的「表示z軸位置和x軸位置的關係的圖」中,也以同樣的標記示出了與每次螺紋車削加工的主軸相位的位置的對應關係。

(動作例1-2)

圖27是表示實施方式2中的動作例1-2的振動條件的圖。動作例1-2為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中均為0°而相同。動作例1-2中的動作與圖20相同。動作例1-2的主軸相位和x軸位置的關係與圖25相同。

圖28是表示實施方式2的動作例1-2中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,移動至作為與第1次的螺紋車削開始點不同的螺紋車削開始點的圖28中的a的螺紋車削開始位置(步驟s101),使x軸在圖28中的b的範圍進行預備移動(步驟s102)。而且,在圖28的c處,等待主軸到達螺紋車削開始基準點,在主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻(步驟s103:yes)使x軸方向的振動從「校正相位」開始(步驟s104)。在動作例1-2中,第2次的「螺紋車削開始偏移角度」也為0°,因此在圖28中的c處主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻(步驟s103:yes)步驟s105也變為「yes」,因此在步驟s104中使x軸方向的振動開始的同時使z軸的移動開始(步驟s106)。

(動作例1-3)

圖29是表示實施方式2中的動作例1-3的振動條件的圖。動作例1-3為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中相同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同。動作例1-3中的動作與圖22相同。

圖30是表示實施方式2的動作例1-3中的主軸相位和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削加工中,在圖30中的(1)處使x軸方向的預備移動完畢(步驟s102),在圖30的(2)處,主軸到達螺紋車削開始基準點的相位(步驟s103:yes),因此使振動的相位以「校正相位」=180°錯開而開始振動(步驟s104),並且等待主軸以「螺紋車削開始偏移角度」進行旋轉(步驟s105:yes),使z軸的移動從圖30中的(3)處開始(步驟s106)。由此,示出了如下情況,即,能獲得x軸位置所示的振動的振動相位相對於相同的主軸相位錯開180°的關係。

圖31是表示實施方式2的動作例1-3中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削加工中,直至圖31中的a處為止,移動至與第1次相同的z軸位置的螺紋車削開始位置(步驟s101),在圖31中的b的範圍使x軸進行預備移動(步驟s102)。在圖31中的c處,在主軸達到螺紋車削開始基準點的時刻(步驟s103:yes)使x軸方向的振動從「校正相位」開始(步驟s104)。而且,在圖31中的d處,在主軸到達指定的螺紋車削開始偏移角度的時刻(步驟s105:yes)使z軸的移動開始(步驟s106)。

圖32中示出了z軸的螺紋車削開始位置每次都相同、且每次的「螺紋車削開始偏移角度」都不同的動作例1-3的詳細的加工程序432的一個例子。在圖32的加工程序432中,進刀次數共計為4次,第1次至第3次的進刀為低頻振動螺紋車削加工,第4次為未伴隨有振動的精加工。如圖32中的「n10」、「n20」、「n30」以及「n40」的各程序塊中的「z100.0」所示,z軸的螺紋車削開始位置每次都相同。然而,如在圖32的「n11」處為「q0.0」、在「n22」處為「q325.584」、在「n32」處為「q299.088」、在「n42」處為「q297.648」那樣,指示使得每次的「螺紋車削開始偏移角度」都不同的指令。此外,x軸的移動指令為直徑值指令,如果指示例如1mm的指令,則x軸移動作為一半的值的0.5mm,z軸的移動指令為半徑值指令,如果指示例如1mm的指令,則y軸直接移動1mm。

下面示出執行圖32的加工程序432時的加工條件。

如指定為「n03」程序塊中的g165指令的x地址那樣,工件直徑為10mm。刀具刀尖角度為60°。螺紋牙的高度、即進刀的深度為1.75mm。

對「n03」程序塊中的「g165p3」指令所涉及的振動螺紋車削模式中的振動相位偏移量進行預設設定,奇數次數的進刀時的振動相位偏移量為0°,偶數次數的進刀時的振動相位偏移量為180°。即,第1次以及第3次的振動相位偏移量為0°,第2次的振動相位偏移量為180°。此外,在該例子中,主軸每旋轉1圈時的振動次數設為2次。

另外,根據「n03」程序塊中的g165指令的x地址所指定的工件直徑、q地址所指定的「進刀量振幅比率」以及每次的螺紋車削開始位置而對振動的振幅,以下面的方式進行規定。在圖32的加工程序432中,在「n03」程序塊中,將工件直徑指定為10mm,將「進刀量振幅比率」指定為1.2。

第1次的螺紋車削:根據「n03」程序塊中的g165指令的x地址所指定的工件直徑10mm、以及「n10」程序塊中指定為「x8.0」的螺紋車削開始位置8mm而對「進刀量」進行計算,根據「進刀量」×「進刀量振幅比率」而對振幅進行計算。具體而言,「進刀量」根據10-8=2而變為2mm。因此,根據「進刀量」×「進刀量振幅比率」=2×1.2=2.4而將振動的振幅確定為2.4mm。

第2次以及第3次的螺紋車削:根據上一次的螺紋車削開始位置和此次的螺紋車削開始位置而對「進刀量」進行計算,根據「進刀量」×「進刀量振幅比率」而對振幅進行計算。例如對於第2次的振幅,根據「n10」程序塊中指定為「x8.0」的螺紋車削開始位置8mm、以及「n21」程序塊中指定為「x7.172」的螺紋車削開始位置7.172mm、並通過8-7.172而計算出「進刀量」,並對其乘以「進刀量振幅比率」的1.2而計算出振幅。

第4次的螺紋車削:如「n42」程序塊中的g32指令的a地址指定的那樣,將振幅量指定為0.0mm,即,在第4次的螺紋車削中指定為不使振動疊加。

以上使用「進刀量」和「進刀量振幅比率」作為對振幅進行規定的值,但也可以直接指定「進刀量與振幅之差」或者振幅。但是,在以g32指令的a地址而直接指定振幅量的情況下,優先採用該方式。

此外,以上述方式求出的每次螺紋車削加工的振動的振幅,能夠將其用於在實施方式2的表示低頻振動螺紋車削加工的動作的流程圖中的步驟s102中所執行的預備移動量的計算。即,振動指令解析部452能夠根據圖32的加工程序432而求出振動的振幅,能夠經由共享區域434而提供給螺紋車削振動調整部484。

圖33是表示圖32的加工程序432所涉及的振動疊加前的程序指令路徑的圖。z軸的螺紋車削開始位置從第1次起直至第4次為止每次都相同且為100mm。圖34是表示不存在圖32的加工程序432所涉及的振動的情況下的螺紋槽截面的加工情況的圖。如實施方式1中說明的(方法2)那樣設想為,以每次的「螺紋車削開始偏移角度振動指令解析部452」都不同的方式發出指令,由此變為「單側刃進刀」。

圖35是表示執行圖32的加工程序432時的主軸相位和x軸位置的關係的圖。示出了如下情況,即,能夠獲得x軸位置所示的振動的振動相位相對於相同的主軸相位每次錯開180°的關係。圖36是表示與執行圖32的加工程序432時的每次的「螺紋車削開始偏移角度」相對應的振動相位的偏移量的圖。第1次的振動相位偏移量為0°,主軸每旋轉1圈時的振動次數為2次,即,振動的相位偏移量為主軸的相位偏移量的2倍,第2次與「n22」中的「q325.584」相對應地使振動相位錯開651.168°,第3次與「n32」中的「q299.088」相對應地使振動相位錯開598.176°。第4次是不使振動疊加的精加工。

(動作例1-4)

圖37是表示實施方式2中的動作例1-4的振動條件的圖。動作例1-4為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同。動作例1-4的主軸相位和x軸位置的關係與圖30相同。

圖38是表示實施方式2中的動作例1-4的z軸位置和x軸位置的關係的圖。與動作例1-3的圖31不同,在動作例1-4中,在第2次的螺紋車削中,直至圖38中的a處為止,移動至與第1次不同的螺紋車削開始位置(圖23的步驟s101)。而且,在圖38中的b的範圍使x軸進行預備移動(步驟s102)。在圖38中的c處,在主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻(步驟s103:yes)使x軸方向的振動從「校正相位」開始(步驟s104)。而且,在圖38中的d處,在主軸到達指定的螺紋車削開始偏移角度的時刻(步驟s105:yes)使z軸的移動開始(步驟s106)。

(動作例1-3的變形例)

圖39是表示圖31中示出的動作例1-3的變形例中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在圖39中,同時執行圖23中的步驟s101和s102而移動至圖39中的a處。即,可以在螺紋車削開始位置的定位的同時進行向振動開始位置的x軸方向上的移動。具體而言,在發出了相對於螺紋車削開始位置的定位指令時,先讀取加工程序432的下一個程序塊而預先對與根據相位偏移量求出的「校正相位」相應的x軸的預備移動量進行計算,使相對於螺紋車削開始位置的定位路徑的終點偏移而進行定位動作,移動至圖39中的a處。圖39中的a處以後、即步驟s103以後的動作與圖31中的c處以後的動作相同。這樣,在動作例1-1、1-2以及1-4中,也能夠執行在螺紋車削開始位置的定位的同時進行向振動開始位置的x軸上的移動。

如以上說明,根據實施方式2所涉及的數控裝置1,在低頻振動螺紋車削加工中,在多次進刀加工中的每一次都能夠適當地對振動的相位進行調整,能夠獲得將切屑分斷的效果。

實施方式3.

圖40是表示通過實施方式3所涉及的數控裝置1進行的低頻振動螺紋車削加工的動作的流程圖。利用實施方式1說明的圖1中示出了數控裝置1的結構。在實施方式3中,求出與指定的相位偏移量相對應的x軸的移動所花費的時間。

具體而言,在圖40的步驟s201中,驅動部10使x軸以及z軸移動至螺紋車削開始位置。隨後,螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。振動的相位偏移量是預先規定的值,例如為180°。

在步驟s202之後,在步驟s203中,由螺紋車削振動調整部484判斷z軸是否處於等待移動開始的狀態、且主軸是否到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位。在z軸處於等待移動開始的狀態、且主軸到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的時刻(步驟s203:yes),螺紋車削振動調整部484將驅動部10控制為使得z軸的移動開始(步驟s204)。

在步驟s204之後,在步驟s205中,由螺紋車削振動調整部484判斷x軸是否處於等待振動開始的狀態、且從主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起是否經過了步驟s202中求出的時間。在步驟s203中,在z軸已經開始移動的情況下、或者主軸未到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的情況下(步驟s203:no)也進入步驟s205。

而且,在x軸處於等待振動開始的狀態、且從主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes),螺紋車削振動調整部484使x軸的振動從振動相位0°即初始相位開始(步驟s206)。

在步驟s206之後進入步驟s207。在步驟s205中,在x軸已經開始振動的情況下、或者從主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起未經過步驟s202中求出的時間的情況下(步驟s205:no)也進入步驟s207。在步驟s207中,由螺紋車削振動調整部484判斷z軸是否已經開始移動、且x軸是否已經開始振動。如果z軸已經開始移動、且x軸已經開始振動(步驟s207:yes)則結束處理,在z軸未開始移動的情況下或者x軸未開始振動的情況下(步驟s207:no)返回至步驟s203。

根據圖40的流程圖,在步驟s202中求出的時間比主軸以螺紋車削開始偏移角度進行旋轉所需的時間長的情況下,在z軸的移動開始(步驟s204)之後使x軸的振動開始(步驟s206)。然而,在步驟s202中求出的時間比主軸以螺紋車削開始偏移角度進行旋轉所需的時間短的情況下,在x軸的振動開始(步驟s206)之後使z軸的移動開始(步驟s204)。在步驟s202中求出的時間與主軸以螺紋車削開始偏移角度進行旋轉所需的時間相等的情況下,使z軸的移動(步驟s204)和x軸的振動(步驟s206)同時開始。

下面,利用具體例對圖40的流程圖進行說明。此外,在每次的螺紋車削加工中都執行圖40的流程,在下面的說明中,為了容易理解,主要利用第2次的螺紋車削加工進行說明。另外,圖40的流程是與主軸、x軸以及z軸全部都相關的動作,在下面的各動作例中,利用「表示主軸相位和x軸位置的關係的圖」以及「表示z軸位置和x軸位置的關係的圖」進行說明。

此外,在下面的(動作例2-1)、(動作例2-2)、(動作例2-3)以及(動作例2-4)中,對步驟s202中求出的時間比主軸以螺紋車削開始偏移角度進行旋轉所需的時間長的情況進行說明。在這些動作例中,在步驟s204之後執行s206。另一方面,在(動作例2-3的變形例)中,對步驟s202中求出的時間比主軸以螺紋車削開始偏移角度進行旋轉所需的時間短的情況進行說明。在(動作例2-3的變形例)中,在步驟s206之後執行s204。

(動作例2-1)

圖41是表示實施方式3中的動作例2-1的振動條件的圖。動作例2-1為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中相同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中為0°而相同。

圖42是表示實施方式3中的動作例2-1的主軸相位和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削加工中,直至圖42中的(1)處為止,在x軸移動至螺紋車削開始點(步驟s201)之後,「螺紋車削開始偏移角度」為0°,因此與第1次同樣地在圖42中的(2)處主軸到達螺紋車削開始基準點時(步驟s203:yes)在z軸方向上開始移動(步驟s204)。並且,從主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起等待在步驟s202中求出的振動的相位偏移量的振動所需的時間(步驟s205:yes),在圖42中的(3)處x軸以振動相位0°開始振動(步驟s206)。由此,在圖42中,示出了如下情況,即,能夠獲得x軸位置所示的振動的振動相位相對於相同的主軸相位在第1次和第2次錯開180°的關係。

圖43是表示實施方式3的動作例2-1的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,直至圖43中的a處為止,移動至螺紋車削開始位置(圖40的步驟s201),螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。而且,在動作例2-1中,「螺紋車削開始偏移角度」為0°,因此在圖43中的a處在主軸到達螺紋車削開始基準點的相位的時刻(步驟s203:yes)使z軸的移動開始(步驟s204)。然後,在從使z軸移動、且主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes),即,在圖43中的b處使x軸的振動從振動相位0°開始(步驟s206)。在步驟s206之後進入步驟s207,z軸已經開始移動、且x軸已經開始振動(步驟s207:yes),因此結束處理。

(動作例2-2)

圖44是表示實施方式3中的動作例2-2的振動條件的圖。動作例2-2為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中為0°而相同。動作例2-2中的動作與圖20相同。動作例2-2的主軸相位和x軸位置的關係與圖42相同。

圖45是表示實施方式3的動作例2-2中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,直至圖45中的a處為止,在與第1次不同的z軸的位置處移動至螺紋車削開始位置(圖40的步驟s201),螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。而且,在動作例2-2中,「螺紋車削開始偏移角度」為0°,因此在圖45中的a處在主軸到達螺紋車削開始基準點的相位的時刻(步驟s203:yes)使z軸的移動開始(步驟s204)。然後,在從使z軸移動、且主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes),即,在圖45中的b處使x軸的振動從振動相位0°開始(步驟s206)。在步驟s206之後進入步驟s207,z軸已經開始移動、且x軸已經開始振動(步驟s207:yes),因此結束處理。

(動作例2-3)

圖46是表示實施方式3中的動作例2-3的振動條件的圖。動作例2-3為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中相同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同。動作例2-3中的動作與圖22相同。

圖47是表示實施方式3中的動作例2-3的主軸相位和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,直至圖47中的(1)處為止,在x軸移動至螺紋車削開始點(步驟s201)之後,主軸在圖47中的(2)處到達螺紋車削開始基準點的相位。而且,螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。然後,如果主軸在圖47中的(3)處到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位(步驟s203:yes),則z軸開始移動(步驟s204)。而且,在作為在圖47中的(2)處到達螺紋車削開始基準點之後經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes)的主軸相位的位置的圖47中的(4)處,x軸開始振動(步驟s206)。

圖48是表示實施方式3的動作例2-3中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,在圖48中的a處,移動至作為與第1次相同的z軸位置的螺紋車削開始位置(步驟s201),螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。而且,在圖48中的a處,在主軸到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的時刻(步驟s203:yes)使z軸的移動開始(步驟s204)。然後,在從使z軸移動、且主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes),即,在圖48中的b處使x軸的振動從振動相位0°開始(步驟s206)。在步驟s206之後進入步驟s207,z軸已經開始移動、且x軸已經開始振動(步驟s207:yes),因此結束處理。

如實施方式3的開頭所述,在步驟s202中求出的時間比主軸以螺紋車削開始偏移角度進行旋轉所需的時間短的情況下,比(步驟s203:yes)的判斷先進行(步驟s205:yes)的判斷。即,在步驟s203中,在主軸未到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的情況下(步驟s203:no)所進入的步驟s205中,從主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻經過了步驟s202中求出的時間(步驟s205:yes),x軸的振動從振動相位0°即初始相位開始(步驟s206)。即,先執行步驟s206,然後執行步驟s204。在下面的(動作例2-3的變形例)中,對這樣的例子進行說明。

(動作例2-3的變形例)

動作例2-3的變形例的振動條件與圖46相同。即,動作例2-3的變形例也為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中相同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同。因此,動作例2-3的變形例的動作也與圖22相同。

圖49是表示實施方式3的動作例2-3的變形例中的主軸相位和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,直至圖49中的(1)處為止,在x軸移動至螺紋車削開始點(步驟s201)之後,主軸在圖49中的(2)處到達螺紋車削開始基準點的相位。而且,螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。而且,在步驟s203中,在主軸仍未到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的情況下(步驟s203:no)所進入的步驟s205中,在作為從主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes)的圖49中的(3)處,x軸開始振動(步驟s206)。

在步驟s206之後進入步驟s207,z軸仍未開始移動(步驟s207:no),因此返回至步驟s203。而且,如果主軸在圖49中的(4)處到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位(步驟s203:yes),則z軸開始移動(步驟s204)。在步驟s204之後的步驟s205中,x軸已經開始振動(步驟s205:no),因此未經由步驟s206而進入步驟s207,z軸已經開始移動、且x軸開始振動(步驟s207:yes)而結束處理。這樣,在動作例2-3的變形例中,與步驟s204相比先執行步驟s206。

圖50是表示實施方式3的動作例2-3的變形例中的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,在圖50中的a處移動至作為與第1次相同的z軸位置的螺紋車削開始位置(步驟s201),螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。而且,在從主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes),即,在圖50中的a處使x軸的振動從振動相位0°開始(步驟s206)。然後,在主軸在圖50中的b處到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的時刻(步驟s203:yes)使z軸的移動開始(步驟s204)。

(動作例2-4)

圖51是表示實施方式3中的動作例2-4的振動條件的圖。動作例2-4為如下情況,即,z軸的螺紋車削開始位置在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同,並且「螺紋車削開始偏移角度」在第1次和第2次的螺紋車削加工中不同。動作例2-4的主軸相位和x軸位置的關係與圖47相同。

圖52是表示實施方式3中的動作例2-4的z軸位置和x軸位置的關係的圖。在第2次的螺紋車削中,在圖52中的a處移動至作為與第1次不同的z軸位置的螺紋車削開始位置(步驟s201),螺紋車削振動調整部484對指定的振動的相位偏移量的振動所需的時間進行計算(步驟s202)。而且,在圖52中的a處,在主軸到達「螺紋車削開始基準點+螺紋車削開始偏移角度」的相位的時刻(步驟s203:yes)使z軸開始移動(步驟s204)。然後,在從使z軸移動、且主軸到達螺紋車削開始基準點的時刻起經過了步驟s202中求出的時間的時刻(步驟s205:yes),即,在圖52中的b處使x軸的振動從振動相位0°開始(步驟s206)。在步驟s206之後進入步驟s207,z軸已經開始移動、且x軸已經開始振動(步驟s207:yes),因此結束處理。

如以上說明,根據實施方式3所涉及的數控裝置1,在低頻振動螺紋車削加工中,能夠在多次進刀加工的每一次都適當地對振動的相位進行調整,能夠獲得將切屑分斷的效果。

實施方式4.

實施方式4所涉及的數控裝置1的結構與圖1相同。圖53是表示實施方式4所涉及的加工程序432的一個例子的圖。在圖53的加工程序432中,第1次的螺紋車削的振動的振幅的決定,與實施方式2的(動作例1-3)中決定第1次的螺紋車削的振動的振幅時相同。

即,在圖53的「n03」程序塊的g165指令中,在x地址中將工件直徑指定為10.0mm,在q地址中將「進刀量振幅比率」指定為1.2。而且,在「n10」程序塊中,將「x7.0」和第1次的螺紋車削開始的x軸的位置指定為7.0mm。因此,「進刀量」為10-7=3mm,因此第1次的螺紋車削的振動的振幅為「進刀量」×「進刀量振幅比率」=3×1.2=3.6,因此確定為3.6mm。

然而,在對第2次、第3次以及第4次的螺紋車削加工進行指示的「n22」、「n32」以及「n42」程序塊的g32指令中,在a地址處將振幅量直接指定為「a3.6」、「a3.6」以及「a0.0」。在該情況下,如實施方式2的(動作例1-3)中所述,將a地址處的指定量用作振幅。因此,第2次、第3次以及第4次的螺紋車削加工中的振動的振幅分別為3.6mm、3.6mm以及0.0mm。即,第4次的加工為精加工,因此不使振動疊加。

並且,在對第2次的螺紋車削加工進行指示的「n22」程序塊以及對第3次的螺紋車削加工進行指示的「n32」程序塊中,將各螺紋車削加工中的振動的相位偏移量分別指定為「r120」以及「r240」、即120°以及240°。

圖54是表示圖53的加工程序432所涉及的振動疊加前的程序指令路徑的圖。z軸的螺紋車削開始位置從第1次起直至第4次為止每次都相同、且為100mm。圖55是表示不存在圖53的加工程序432所涉及的振動的情況下的螺紋槽截面的加工情況的圖。如圖54以及圖55所示,第1次至第3次的伴隨有振動的螺紋車削加工的除了振動之外的指令路徑是相同的。

在圖53所示的加工程序432中對振動的振幅以及振動的相位偏移量進行指定,由此振動指令解析部452能夠從加工程序432獲得振動的振幅以及振動的相位偏移量。振動指令解析部452經由共享區域434而將該振幅以及相位偏移量提供給螺紋車削振動調整部484。螺紋車削振動調整部484能夠基於上述振動條件而使驅動部10執行實施方式1至3中說明的動作。

圖56是表示進行實施方式2中說明的圖23的步驟s102的預備移動而實現了圖53的加工程序432的情況下的主軸相位和x軸位置的關係的圖。在圖56中,主軸相位與振動相位成正比。

圖56中的第1次的螺紋車削加工的振動的相位偏移量為0°,因此「校正相位」為0°。與「校正相位」=0°的相位相當的x軸方向的預備移動為0,因此不進行預備移動。在第1次的螺紋車削中,在主軸變為作為螺紋車削開始基準點的相位的主軸相位0°的圖56的a(步驟s103:yes)處,從初始相位開始振動。

圖56中的第2次的螺紋車削加工的振動的相位偏移量為120°,因此從基準相位0°向負方向偏移120°而以360°進行標準化後的「校正相位」為240°。經由與「校正相位」=240°的相位相當的x軸方向的預備移動的位置為圖56中的b處。在第2次的螺紋車削中,在主軸變為作為螺紋車削開始基準點的相位的主軸相位0°的圖56中的b處(步驟s103:yes),從「校正相位」=240°開始振動(步驟s104)。

圖56中的第3次的螺紋車削加工的振動的相位偏移量為240°,因此「校正相位」為120°。經由與「校正相位」=120°的相位相當的x軸方向的預備移動的位置為圖56中的b處。在第3次的螺紋車削中,在主軸為作為螺紋車削開始基準點的相位的主軸相位0°的圖56中的b處(步驟s103:yes),從「校正相位」=120°開始振動(步驟s104)。圖56中的第4次的螺紋車削加工為不使振動疊加的精加工。

圖57是表示與實施方式3中說明的圖40的步驟s202中求出的相位偏移量的振動所需的時間相應地使振動的開始滯後而實現了圖53中的加工程序432的情況下的主軸相位和x軸位置的關係的圖。在圖57中,主軸相位與振動相位成正比。

圖57中的第1次和第4次的螺紋車削加工與圖56相同。在圖57中的第2次的螺紋車削加工中,振動的相位偏移量為120°,因此求出120°的相位的振動所需的時間(步驟s202),在從主軸達到螺紋車削開始基準點的相位的主軸相位0°起經過了該振動所需的時間的圖57中的a處(步驟s205:yes),從初始相位開始振動(步驟s206)。

在圖57中的第3次的螺紋車削加工中,振動的相位偏移量為240°,因此求出240°的相位的振動所需的時間(步驟s202),在從主軸達到螺紋車削開始基準點的相位的主軸相位0°起經過了該振動所需的時間的圖57中的b處(步驟s205:yes),從初始相位開始振動(步驟s206)。

如以上說明,根據實施方式4所涉及的數控裝置1,在低頻振動螺紋車削加工中,能夠基於加工程序432所指定的振動的振幅以及振動的相位偏移量而在多次進刀加工中的每一次適當地對振動的相位進行調整,能夠獲得將切屑分斷的效果。

以上的實施方式所示的結構示出了本發明的內容的一個例子,還能夠與其他公知技術組合,還能夠在不脫離本發明的主旨的範圍,將結構的一部分省略、變更。

標號的說明

1數控裝置,10驅動部,11伺服電機,12,15檢測器,13xx軸伺服控制部,13zz軸伺服控制部,14主軸電機,16主軸控制部,20輸入操作部,30顯示部,40控制運算部,41輸入控制部,42數據設定部,43存儲部,44畫面處理部,45解析處理部,46機械控制信號處理部,47plc電路部,48插補處理部,49加減速處理部,50軸數據輸出部,61加工對象,62刀具,431參數,432加工程序,433畫面顯示數據,434共享區域,451移動指令生成部,452振動指令解析部,481指令移動量計算部,482振動移動量計算部,483移動量疊加部,484螺紋車削振動調整部。

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