[發(fā)明專利]控制主軸與進給軸同步運轉(zhuǎn)的機床的控制裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810068036.1
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108345274B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 置田肇;森田有紀;田島大輔
• 申請（專利權）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;王立杰

本發(fā)明提供一種控制主軸與進給軸同步運轉(zhuǎn)的機床的控制裝置及控制方法?？刂蒲b置將最高轉(zhuǎn)速設為目標值而使主軸以最大能力從始動位置加速旋轉(zhuǎn)，檢測主軸的最大加速度，檢測主軸的殘余旋轉(zhuǎn)量，檢測主軸的當前速度；在以最大能力加速旋轉(zhuǎn)之后，通過位置控制使主軸減速旋轉(zhuǎn)而到達目標位置。控制裝置還使主軸以比與最大加速度對應的減速度大的定位減速度即將最大減速度設為上限的定位減速度減速旋轉(zhuǎn)，所述最大減速度能夠補償使主軸減速旋轉(zhuǎn)期間的主軸電動機的機械損耗。

技術領域

本發(fā)明涉及控制主軸與進給軸同步運轉(zhuǎn)的機床的控制裝置。本發(fā)明還涉及控制主軸與進給軸步運轉(zhuǎn)的機床的控制方法。

背景技術

在通過主軸與進給軸的同步運轉(zhuǎn)而進行絲錐加工的機床中，提出了多種用于提升加工精度或縮短周期的結構。例如，已知有進給軸追隨主軸的旋轉(zhuǎn)而動作進行絲錐加工這樣的螺紋加工裝置，根據(jù)主軸的轉(zhuǎn)速以及旋轉(zhuǎn)加速度和螺距計算針對進給軸的進給指令值，并且按照主軸的實際旋轉(zhuǎn)位置來校正進給指令值，由此提升螺紋加工的精度(例如，參照日本國專利第2629729號公報(JP2629729B))。此外，還已知有為了進行絲錐加工而進行主軸與進給軸的同步控制的數(shù)值控制裝置的主軸電動機加減速控制方法，數(shù)值控制裝置制作與主軸的輸出特性對應的加減速指令，通過利用該加減速指令而控制主軸從而提升主軸的響應性，結果可以縮短周期(例如，參照日本國專利第3553741號公報(JP3553741B))。

此外，還已知有如下結構：機床的控制裝置控制主軸與進給軸的同步運轉(zhuǎn)，數(shù)值控制部根據(jù)絲錐加工程序?qū)募庸ら_始位置到目標螺紋深度期間的主軸的總旋轉(zhuǎn)量與最高轉(zhuǎn)速作為主軸指令給予主軸控制部，主軸控制部按照主軸指令使主軸以最大能力加速旋轉(zhuǎn)來進行絲錐加工(例如，參照日本國專利公開公報第2016-078223號(JP2016-078223A))。

發(fā)明內(nèi)容

在通過主軸與進給軸的同步運轉(zhuǎn)來進行絲錐加工的機床中，一般情況下，依賴主軸具有的加速能力來決定周期。在進行最大限度地發(fā)揮主軸的加速能力的控制而縮短周期的結構中，在加速后通過位置控制使主軸減速而到達目標位置期間，因驅(qū)動源的機械損耗，有時難以使主軸以最大能力減速旋轉(zhuǎn)。

本公開的一方式提供一種機床的控制裝置，其控制主軸與進給軸的同步運轉(zhuǎn)，具有：數(shù)值控制部，其根據(jù)絲錐加工程序制作主軸指令以及進給軸指令；主軸控制部，其按照主軸指令控制主軸的旋轉(zhuǎn)動作；旋轉(zhuǎn)檢測部，其檢測主軸的旋轉(zhuǎn)位置；以及進給軸控制部，其按照進給軸指令，根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置控制進給軸的進給動作，數(shù)值控制部具有：主軸指令輸出部，其從絲錐加工程序取得主軸從始動位置到目標位置期間的總旋轉(zhuǎn)量與最高轉(zhuǎn)速，將總旋轉(zhuǎn)量與最高轉(zhuǎn)速設為主軸指令輸送給主軸控制部，主軸控制部具有：初始動作控制部，其通過將最高轉(zhuǎn)速設為目標值的速度控制以最大限度利用了驅(qū)動源的允許電容的最大能力使主軸從始動位置加速旋轉(zhuǎn)；最大加速度檢測部，其在以最大能力加速旋轉(zhuǎn)過程中根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置檢測主軸的最大加速度；殘余旋轉(zhuǎn)量檢測部，其根據(jù)總旋轉(zhuǎn)量與旋轉(zhuǎn)位置，檢測主軸從當前位置到目標位置的殘余旋轉(zhuǎn)量；當前速度檢測部，其根據(jù)旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)之后，根據(jù)最大加速度、殘余旋轉(zhuǎn)量和當前速度，通過位置控制使主軸減速旋轉(zhuǎn)而到達目標位置，定位動作控制部使主軸以比與最大加速度對應的減速度大的定位減速度即將最大減速度設為上限的定位減速度減速旋轉(zhuǎn)，最大減速度能夠補償使主軸減速旋轉(zhuǎn)期間的驅(qū)動源的機械損耗。