[发明专利]控制主轴和进给轴的同步运行的机床的控制装置及方法

说明书

本发明涉及控制主轴和进给轴的同步运行的机床的控制装置及方法。主轴控制部具备：初始动作控制部，其以最高转速为目标使主轴从始动位置加速旋转；最大加速度检测部，其检测加速过程中主轴的最大加速度；剩余旋转量检测部，其检测主轴的剩余旋转量；当前速度检测部，其检测主轴的当前速度；减速动作控制部，其使主轴在加速旋转后减速并达到中间速度；定位动作控制部，其在主轴达到中间速度后使主轴减速到达目标位置；以及转矩指令限制部，其在从中间速度达到时间点到满足预定的经过条件为止的期间，将指令主轴的位置控制的转矩指令的变动幅度限制在预定的范围。

技术领域

本发明涉及一种控制主轴和进给轴的同步运行的机床的控制装置。本发明还涉及一种控制主轴和进给轴的同步运行的机床的控制方法。

背景技术

在通过主轴和进给轴的同步运行进行攻丝加工的机床中，提出各种用于提高加工精度、缩短循环时间的结构。例如日本专利第2629729号公报(JP2629729B)公开一种螺杆加工装置，进给轴随着主轴的旋转而动作的同时进行攻丝加工，根据主轴的转速以及旋转加速度和螺杆螺距来运算针对进给轴的进给指令值，并且按照主轴的实际旋转位置修正进给指令值，由此提高攻丝加工的精度。另外日本专利第3553741号公报(JP3553741B)公开一种数值控制装置的主轴电动机加减速控制方法，为了攻丝加工而进行主轴和进给轴的同步控制，该数值控制装置生成与主轴的输出特性对应的加减速指令，通过该加减速指令控制主轴，由此提高主轴的响应性，作为结果能够缩短循环时间。

发明内容

在通过主轴和进给轴的同步运行进行攻丝加工的机床中，一般依据主轴具有的加速能力来决定循环时间。希望数值控制装置能够不进行为了生成与主轴的输出特性对应的加减速指令所需要的参数设定和调整等要求高技术的预备作业，而是通过更简单的结构进行最大限度发挥主轴的加速能力的控制，从而能够缩短循环时间。另外，希望减轻在主轴的旋转动作中由于加速度的变化引起的在主轴产生的机械结构上的冲击以及降低由于加速度的变化引起的在主轴和进给轴之间产生的同步误差。

本发明的一个方式为，一种控制主轴和进给轴的同步运行的机床的控制装置，具备：数值控制部，其根据攻丝加工程序生成主轴指令以及进给轴指令；主轴控制部，其按照主轴指令来控制主轴的旋转动作；旋转检测部，其检测主轴的旋转位置；以及进给轴控制部，其按照进给轴指令，根据旋转位置来控制进给轴的进给动作，数值控制部具备主轴指令输出部，其从攻丝加工程序取得从始动位置到目标位置期间的主轴的总旋转量和最高转速，并且将总旋转量和最高转速作为主轴指令发送给主轴控制部，主轴控制部具备：初始动作控制部，其通过将最高转速设为目标值的速度控制使主轴以最大能力从始动位置加速旋转；最大加速度检测部，其在以最大能力的加速旋转中根据旋转位置来检测主轴的最大加速度；剩余旋转量检测部，其根据总旋转量和旋转位置来检测从当前位置到目标位置为止的主轴剩余旋转量；当前速度检测部，其根据旋转位置检测主轴的当前速度；减速动作控制部，其在以最大能力进行加速旋转后，根据剩余旋转量和当前速度，通过速度控制使主轴减速旋转而达到预先决定的中间速度；定位动作控制部，其在主轴达到中间速度后，根据剩余旋转量和当前速度，通过位置控制使主轴以与最大加速度对应的最大减速度减速旋转而到达目标位置；以及转矩指令限制部，其在从主轴达到中间速度的时间点到满足预先决定的经过条件为止的期间，将从定位动作控制部指令主轴的位置控制的转矩指令的变动幅度限制在预定的范围内。