專利名稱：齒輪加工機的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有把持工件的工件軸、和配備了加工工件的刀具的刀具軸的齒輪加工機的控制裝置。
背景技術：
加工齒輪的齒輪加工機具有把持工件的工件軸、和配備了加工工件的刀具的刀具軸。需要使這些工件軸以及刀具軸互相同步地驅動。圖8是現有技術中的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。在圖8中，從動軸電動機130驅動工件軸300，同時，主動軸電動機230驅動刀具軸400。如圖8所示，從動軸電動機130被從動軸控制器120控制，主動軸電動機230被主動軸控制器220控制。這些從動軸控制器120以及主動軸控制器220分別通過總線110、210與上位控制器100連接。上位控制器100控制全部軸。另外，在從動軸電動機130上裝備的速度檢測傳感器140檢測從動軸電動機130的旋轉速度，反饋給從動軸控制器120。另外，從動軸位置檢測傳感器150檢測從動軸(在這種情況下是工件軸300)的位置，反饋給從動軸控制器120。同樣，在主動軸電動機230上裝備的速度檢測傳感器240檢測主動軸電動機230的旋轉速度，反饋給主動軸控制器220。另外，主動軸位置檢測傳感器250檢測主動軸(在這種情況下是刀具軸400)的位置，反饋給主動軸控制器220。在通過圖8表示的齒輪加工機加工螺旋齒輪等的情況下，需要添加扭轉動作。在那樣的情況下，在上位控制器100中合成用于使工件軸300和刀具軸400互相同步的同步指令、和用于添加扭轉動作的重疊指令，并提供給從動軸控制器120。在圖8中，通過主動軸控制器220以及總線210向上位控制器100供給通過主動軸位置檢測傳感器250檢測出的刀具軸400的位置反饋數據。然后，上位控制器100通過總線110把該數據供給從動軸控制器120，由此進行同步。在日本特開平4 - 238504號公報中也向上位控制器供給刀具軸的位置反饋，使工件軸與位置反饋同步地動作。圖9是現有技術中的齒輪加工機的控制裝置的另一個功能框圖。在圖9中設置了連接主動軸位置檢測傳感器250和從動軸控制器120的分支電路190。在圖9中，把主動軸位置檢測傳感器250檢測出的刀具軸400的位置反饋數據供給分支電路190。然后，分支電路190把數據分支后供給主動軸控制器220以及從動軸控制器120，由此進行同步。但是，在圖8表示的齒輪加工機中，為向從動軸控制器120傳送主動軸(刀具軸)的位置反饋數據，需要經由上位控制器100。因此，發生主動軸(刀具軸)的位置反饋數據的傳送延遲，高精度的同步困難。另外，在圖9表示的齒輪加工機中，因為需要設置分支電路190，所以齒輪加工機的費用相應地增加。進而，因為主動軸(刀具軸400)和從動軸(工件軸300)的關系在電氣上固定為I對1，所以難于把從動軸變更為其他軸(未圖示)。另外，在圖9中存在不能使多個從動軸相對于一個主動軸(刀具軸400)同步的問題。

發明內容
本發明鑒于這樣的情況而做出，其目的是提供一種齒輪加工機的控制裝置，其能夠抑制傳送延遲，不使用分支電路地使一個或者多個從動軸相對于一個主動軸同步。為實現上述目的，根據第一方式，提供一種齒輪加工機的控制裝置，其具有驅動刀具軸的刀具軸電動機、控制該刀具軸電動機的刀具軸控制器、檢測上述刀具軸的位置的刀具軸位置檢測傳感器、驅動工件軸的工件軸電動機、控制該工件軸電動機的工件軸控制器、在上述刀具軸控制器以及上述工件軸控制器上連接的上位控制器、和在上述刀具軸控制器和上述工件軸控制器之間直接連接來進行通信的總線，通過上述刀具軸位置檢測傳感器檢測出的上述刀具軸的位置通過上述總線供給上述工件軸控制器，上述上位控制器把預定的同步比和用于添加扭轉動作的重疊指令供給上述工件軸控制器，上述工件軸控制器把通過上述總線供給的上述刀具軸的位置與上述同步比相乘所得到的值與上述重疊指令相加，制作上述工件軸的移動指令。根據第二方式，提供一種齒輪加工機的控制裝置，其具有驅動刀具軸的刀具軸電動機、控制該刀具軸電動機的刀具軸控制器、檢測上述刀具軸的位置的刀具軸位置檢測傳感器、驅動多個工件軸的多個工件軸電動機、控制上述多個工件軸電動機的多個工件軸控制器、在上述刀具軸控制器和上述多個工件軸控制器之間直接連接來進行通信的單一的總線、和在上述刀具軸控制器以及上述多個工件軸控制器上連接的上位控制器，上述上位控制器包含從上述多個工件軸控制器中指定一個工件軸控制器的指定部，通過上述刀具軸位置檢測傳感器檢測出的上述刀具軸的位置通過上述總線供給通過上述指定部指定的一個工件軸控制器，上述上位控制器把預定的同步比和用于添加扭轉動作的重疊指令供給上述一個工件軸控制器，上述一個工件軸控制器把通過上述總線供給的上述刀具軸的位置與上述同步比相乘所得到的值與上述重疊指令相加，制作與上述一個工件軸控制器對應的工件軸的移動指令。根據第三方式，提供一種齒輪加工機的控制裝置，其具有驅動刀具軸的刀具軸電動機、控制該刀具軸電動機的刀具軸控制器、檢測上述刀具軸的位置的刀具軸位置檢測傳感器、驅動多個工件軸的多個工件軸電動機、控制上述多個工件軸電動機的多個工件軸控制器、在上述刀具軸控制器以及上述多個工件軸控制器上連接的上位控制器、和在上述刀具軸控制器和上述多個工件軸控制器之間直接連接來進行通信的單一的總線，為了一起把持一個工件而使用了上述多個工件軸控制器中的兩個工件軸控制器，通過上述刀具軸位置檢測傳感器檢測出的上述刀具軸的位置通過上述總線供給上述兩個工件軸控制器，上述兩個工件軸控制器把通過上述總線供給的上述刀具軸的位置與上述同步比相乘所得到的值與上述重疊指令相加，制作與上述一個工件軸控制器對應的工件軸的移動指令。


根據附圖中表示的本發明的典型的實施方式的詳細說明，能夠更加明確理解本發明的這些目的、特征和優點以及其他目的、特征和優點。圖1是基于本發明的齒輪加工機的控制裝置的概念圖。圖2是基于本發明的第一實施方式的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。
圖3是表示基于本發明的齒輪加工機的控制裝置的主動軸的動作的流程圖。圖4是表示基于本發明的齒輪加工機的控制裝置的上位控制器的動作的流程圖。圖5是表示基于本發明的齒輪加工機的控制裝置的從動軸的動作的流程圖。圖6是基于本發明的第二實施方式的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。圖7是基于本發明的第三實施方式的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。圖8是現有技術中的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。圖9是現有技術中的齒輪加工機的控制裝置的另一個功能框圖。
具體實施例方式下面，參照

本發明的實施方式。在以下的圖中，對同樣的構件賦予同樣的參照符號。為容易理解，這些圖適當地變更了比例尺。圖1是基于本發明的齒輪加工機的控制裝置的概念圖。齒輪加工機的控制裝置I主要包含:使刀具41例如砂輪、銑刀(cutter)旋轉的主動軸電動機23 ;使工件31例如要被加工的齒輪、螺旋齒輪旋轉的從動軸電動機13。此外，在本申請的說明書中把刀具41的旋轉軸稱為刀具軸40，把工件31的旋轉軸稱為工件軸30。在圖1中這些刀具軸40以及工件軸30形成預定的角度，例如90度。圖2是基于本發明的第一實施方式的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。如圖2所示，設從動軸電動機13驅動工件軸30,同時主動軸電動機23驅動刀具軸40。如圖2所示，從動軸電動機13由從動軸控制器12 (工件軸控制器)控制，主軸電動機23由主動軸控制器22 (刀具軸控制器)控制。這些從動軸控制器12以及主動軸控制器22分別通過總線
11、21與上位控制器10連接。假定上位控制器10控制全部軸。這里，齒輪加工機的控制裝置I的上位控制器10制作使工件軸30以及刀具軸40互相同步的同步指令。另外，在如螺旋齒輪等那樣相對于工件軸30在傾斜方向上形成扭轉的齒部的情況下，上位控制器10在同步指令之外，制作與扭轉相關的修正，作為重疊指令。進而，在從動軸電動機13上配備的速度檢測傳感器14檢測從動軸電動機13的旋轉速度，反饋給從動軸控制器12。另外，從動軸位置檢測傳感器15檢測從動軸(在這種情況下為工件軸30)的位置，反饋給從動軸控制器12。同樣，在主動軸電動機23上配備的速度檢測傳感器24檢測主動軸電動機23的旋轉速度，反饋給主動軸控制器22。另外，主動軸位置檢測傳感器25檢測主動軸(在這種情況下為刀具軸40)的位置，反饋給主動軸控制器22。刀具軸40的轉速和工件軸30的轉速的比，在上述控制器內被設定為預定值，其值從上位控制器10傳送到從動軸控制器12。如圖2所示，在本發明中，總線51將從動軸控制器12和主動軸控制器22直接連接。總線51是通信總線，能夠在兩個控制器12、22之間高速進行數據通信。從動軸控制器12，在通過該總線51從主動軸控制器22接受的主動軸位置反饋數據上乘以上述刀具軸40和工件軸30的轉速的比，驅動從動軸電動機13，由此，與刀具軸40同步地驅動工件軸30。圖3到圖5分別是表示基于本發明的齒輪加工機的控制裝置的主動軸、上位控制裝置以及從動軸的動作的流程圖。下面，參照圖3到圖5說明圖2中表示的第一實施方式中的動作。
在第一實施方式中，主動軸是刀具軸40，從動軸是工件軸30。首先，參照圖3說明主動軸(以下稱刀具軸40)的動作。在圖3的步驟S11，主動軸位置檢測傳感器25檢測刀具軸40的位置，反饋給主動軸控制器22。主動軸控制器22讀取被反饋的刀具軸40的位置數據。然后，在步驟S12，把刀具軸40的位置反饋數據寫入與從動軸對應的數據傳送用寄存器中。雖然該寄存器未圖示，但是假定裝備在主動軸控制器22內。接著，參照圖4說明上位控制器10的動作。在圖4的步驟S21，上位控制器10讀入在存儲部(未圖示)中存儲的參數或者加工程序。然后識別主動軸是哪個軸，識別從動軸是哪個軸。如上所述，在圖2表示的第一實施方式中，主動軸是刀具軸40，從動軸是工件軸30。然后，在步驟S22，對于與識別出的從動軸對應的控制器12，通過總線11發送第一信息、第二信息以及預定的同步比。這里，第一信息是用于判斷自身軸是否成為從動軸的標志。第二信息是在自身軸是從動軸的情況下表示與從動軸對應的主動軸是哪個軸的軸名稱。在圖2表不的第一實施方式中，因為僅具有單一的工件軸30,所以第一信息以及第二信息自動地決定。接著，參照圖5說明從動軸(工件軸30 )的動作。在圖5的步驟S31，工件軸30從上位控制器10讀取第一信息、第二信息、同步比以及重疊指令。然后，在步驟S32由從動軸控制器12判定第一信息的內容。然后，在自身軸是從動軸的情況下前進到步驟S33，在自身軸不是從動軸的情況下前進到步驟S35。在圖2表示的第一實施方式中，因為從動軸(工件軸30)僅是一個，所以處理總是前進到步驟S33。在步驟S33，從動軸控制器12從上位控制器10讀取第二信息。然后，根據第二信息確定應該讀取的主動軸的數據地址。接著，在步驟S34，從動軸控制器12讀取由主動軸位置檢測傳感器25檢測出的刀具軸40的位置數據。如圖2所示，從動軸控制器12從主動軸控制器22通過總線51直接讀取由主動軸位置檢測傳感器25檢測出的刀具軸40的位置數據。也就是說，在本發明中，主動軸位置檢測傳感器25檢測出的刀具軸40的位置數據不經由上位控制器10而直接供給從動軸控制器12。因此，可知在本發明中能夠抑制產生傳送延遲。接著，在步驟S36，從動軸控制器12在刀具軸40的位置數據上乘以同步比所得的值上相加重疊指令，制作工件軸30的最終移動指令。如參照圖2所知，把制作好的移動指令供給從動軸電動機13，從動軸電動機13基于移動指令驅動工件軸30。由此，能夠與刀具軸40同步地驅動工件軸30。因為移動指令包含重疊指令，所以能夠適當地加工螺旋齒輪
坐寸ο這樣，在本發明中，不經由上位控制器10而通過總線51直接向從動軸控制器12傳送刀具軸40的位置。因此能夠抑制傳送延遲，不使用分支電路，使一個工件軸30相對于一個刀具軸40同步。其結果，可知提高了刀具軸40和工件軸30之間的同步精度。進而，圖6是基于本發明的第二實施方式的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。在圖6中表示出多個從動軸控制器12a 12d。這些從動軸控制器12a 12d是與圖2表示的從動軸控制器12同樣的結構，分別具有從動軸電動機13、速度檢測傳感器14、從動軸位置檢測傳感器15，但是為了簡潔的目的，省略它們的圖示。
另外，在第二實施方式中，如圖6所示，總線51從主動軸控制器22貫通從動軸控制器12a 12d而延伸。另外，在從動軸控制器12a 12d的各自的工件軸30a 30d上分別具有工件31a 31d，例如齒輪、螺旋齒輪。另外，在刀具軸40上設置了刀具41，例如砂輪、銑刀。在選擇性地切換多個工件軸30a 30d進行加工的情況下使用圖6表示的結構。在圖6表示的實施方式中，齒輪加工機的控制裝置I包含多個從動軸控制器12a 12d。因此，需要從多個工件軸30a 30d中指定應該通過刀具軸40的刀具41加工的工件軸。上位控制器10包含指定部9，通過以下的步驟從多個工件軸30a 30d中指定一個工件軸。再次參照圖5，說明通過指定部9執行的工件軸的指定動作。在圖5的步驟S32，從動軸控制器12a 12d各自判定從上位控制器10讀入的第一信息的內容。在第二實施方式中，與工件軸30a相關的第一信息包含表示工件軸30a是從動軸的標志，與工件軸30b 30d相關的第一信息包含表示工件軸30b 30d不是從動軸的標志。然后，在自身軸是從動軸的情況下前進到步驟S33，在自身軸不是從動軸的情況下前進到步驟S35。判定為自身軸是從動軸的從動軸控制器例如從動軸控制器12a遵照步驟S33、S34、S36如上述那樣制作工件軸30的最終移動指令。在這種情況下也從主動軸控制器22通過總線51向從動軸控制器12a直接傳送由主動軸位置檢測傳感器25檢測出的刀具軸40的位置數據。與此相對，在步驟S32判定為自身軸不是從動軸的從動軸控制器例如從動軸控制器12lTl2d，在步驟S35使主動軸位置檢測傳感器25檢測出的刀具軸40的位置數據成為零。換言之，在判定為自身軸不是從動軸的情況下，刀具軸40的位置數據不被輸入到對應的各個從動軸控制器12b 12d。在這種情況下，僅用于與主動軸不同步的自身軸的移動的指令(未圖示)從上位控制器10通過對應的各個總線Ilb Ild被輸入到從動軸控制器12b 12d。或者也可以向從動軸控制器12b 12d輸入不驅動從動軸控制器12b 12d的工件軸30b 30d那樣的指令。其他步驟因為與上述同樣，所以省略說明。在圖6表示的第二實施方式中，也通過總線51向從動軸控制器12a直接傳送由主動軸位置檢測傳感器25檢測出的刀具軸40的位置數據，所以可知得到和上述同樣的效果。進而，在第二實施方式中，能夠容易地使多個工件軸30a 30d中的一個工件軸30a相對于一個刀具軸40同步。進而，也能夠根據加工程序或者參數容易地變更刀具軸40作為同步的對象的工件軸。另外，雖然在圖中未表示，但是在具有多個刀具軸40和單一的工件軸30的結構的情況下，可以根據第二信息指定工件軸30作為同步的對象的刀具軸40。因此，在具有多個刀具軸40和單一的工件軸30的結構的情況下，可知也能夠容易地指定工件軸30作為同步的對象的刀具軸40。進而，圖7是基于本發明的第三實施方式的齒輪加工機的控制裝置的功能框圖。在圖7中表示出兩個從動軸控制器12a、12b。假定這些從動軸控制器12a、12b也分別同樣具有從動軸電動機13、速度檢測傳感器14、從動軸位置檢測傳感器15。進而，總線51從主動軸控制器22貫通從動軸控制器12a、12b而延伸。進而，在圖7中，通過與從動軸控制器12a關聯的工件軸30a、和與從動軸控制器12b關聯的工件軸30b把持一個工件31。也就是說，在圖7表示的第三實施方式中，通過多個工件軸支持單一的工件。在用一個從動軸電動機產生的驅動轉矩不足的情況下、或者在抓住比較長的工件的兩端進行加工那樣的情況下采用這樣的結構。此外，當然也可以是通過三個以上的工件軸支持單一的工件的結構。在圖7表示的實施方式中，相對于一個刀具軸40，需要使兩個工件軸30a、30b同步。因此，當再次參照圖5時，在步驟S32，從動軸控制器12a 12b的雙方判斷從上位控制器10讀入的第一信息的內容。在這種情況下，工件軸30a、30b雙方是從動軸。然后，從主動軸控制器22通過總線51向從動軸控制器12a、12b雙方直接傳送主動軸位置檢測傳感器25檢測出的刀具軸40的位置數據。因此，從動軸控制器12a 12b的雙方遵照步驟S33、S34、S36如上述那樣制作工件軸30a 30b的最終移動指令。在圖7表示的第三實施方式中，刀具軸40的位置數據也從主動軸控制器22通過總線51直接傳送給從動軸控制器12a、12b的雙方，所以可知能夠得到和上述同樣的效果。進而，在第三實施方式中，能夠容易地使兩個工件軸30a、30b相對于一個刀具軸40同步。也就是說，在第三實施方式中，即使是用兩個工件軸30a、30b從兩端把持工件31的結構，也能夠使兩個工件軸30a、30b相對于一個刀具軸40同步。在第一方式中，不經由上位控制器而通過總線向工件軸控制器直接傳送刀具軸的位置。因此，能夠抑制傳送延遲，不使用分支電路地使一個從動軸(工件軸)相對于一個主動軸(刀具軸)同步。在第二方式中，不經由上位控制器而通過總線向指定的一個工件軸控制器直接傳送刀具軸的位置。因此，能夠抑制傳送延遲，不使用分支電路地使多個從動軸(工件軸)中的一個從動軸(工件軸)相對于一個主動軸(刀具軸)同步。在第三方式中，不經由上位控制器，通過總線向為保持工件而使用的兩個工件軸控制器直接傳送刀具軸的位置。因此，能夠抑制傳送延遲，不使用分支電路地使兩個從動軸(工件軸)相對于一個主動軸(刀具軸)同步。使用典型的實施方式說明了本發明，但是本領域技術人員能夠理解，在不脫離本發明的范圍的情況下可以進行上述變更以及各種其他變更、省略、追加。
權利要求
1.一種齒輪加工機的控制裝置(I)，其特征在于， 具有: 驅動刀具軸的刀具軸電動機(23)； 控制該刀具軸電動機的刀具軸控制器(22)； 檢測上述刀具軸的位置的刀具軸位置檢測傳感器(25); 驅動工件軸的工件軸電動機(13 ); 控制該工件軸電動機的工件軸控制器(12)； 在上述刀具軸控制器以及上述工件軸控制器上連接的上位控制器(10);和 在上述刀具軸控制器和上述工件軸控制器之間直接連接來進行通信的總線(51)， 其中，通過上述刀具軸位置檢測傳感器檢測出的上述刀具軸的位置通過上述總線供給上述工件軸控制器， 上述上位控制器把預定的同步比和用于添加扭轉動作的重疊指令供給上述工件軸控制器， 上述工件軸控制器把通過上述總線供給的上述刀具軸的位置與上述同步比相乘所得到的值與上述重疊指令相加，制作上述工件軸的移動指令。
2.一種齒輪加工機的控制裝置(I)，其特征在于， 具有: 驅動刀具軸的刀具軸電動機(23)； 控制該刀具軸電動機的刀具軸控制器(22)； 檢測上述刀具軸的位置的刀具軸位置檢測傳感器(25); 驅動多個工件軸的多個工件軸電動機(13)； 控制上述多個工件軸電動機的多個工件軸控制器(12a 12d)； 在上述刀具軸控制器和上述多個工件軸控制器之間直接連接來進行通信的單一的總線(51);和 在上述刀具軸控制器以及上述多個工件軸控制器上連接的上位控制器(10)， 其中，上述上位控制器包含從上述多個工件軸控制器中指定一個工件軸控制器的指定部(9)， 通過上述刀具軸位置檢測傳感器檢測出的上述刀具軸的位置通過上述總線供給通過上述指定部指定的一個工件軸控制器， 上述上位控制器把預定的同步比和用于添加扭轉動作的重疊指令供給上述一個工件軸控制器， 上述一個工件軸控制器把通過上述總線供給的上述刀具軸的位置與上述同步比相乘所得到的值與上述重疊指令相加，制作與上述一個工件軸控制器對應的工件軸的移動指令。
3.一種齒輪加工機的控制裝置(I)，其特征在于， 具有: 驅動刀具軸的刀具軸電動機(23)； 控制該刀具軸電動機的刀具軸控制器(22)； 檢測上述刀具軸的位置的刀具軸位置檢測傳感器(25);驅動多個工件軸的多個工件軸電動機(13)； 控制上述多個工件軸電動機的多個工件軸控制器(12a 12b)； 在上述刀具軸控制器以及上述多個工件軸控制器上連接的上位控制器(10);和在上述刀具軸控制器和上述多個工件軸控制器之間直接連接來進行通信的單一的總線(51)， 其中，為了一起把持一個工件而使用了上述多個工件軸控制器中的兩個工件軸控制器， 通過上述刀具軸位置檢測傳感器檢測出的上述刀具軸的位置通過上述總線供給上述兩個工件軸控制器， 上述兩個工件軸控制器把通過上述總線供給的上述刀具軸的位置與上述同步比相乘所得到的值與上述重疊指令相加，制作與上述兩個工件軸控制器對應的工件軸的移動指令。
全文摘要
本發明提供一種齒輪加工機的控制裝置(1)，其具有在刀具軸控制器(22)和工件軸控制器(12)之間直接連接來進行通信的總線(51)，將通過刀具軸位置檢測傳感器(25)檢測出的刀具軸(40)的位置通過總線供給工件軸控制器，上位控制器(10)把預定的同步比和用于添加扭轉動作的重疊指令供給工件軸控制器，工件軸控制器把通過總線供給的刀具軸的位置與同步比相乘所得到的值與重疊指令相加，制作工件軸(30)的移動指令。
文檔編號B23F5/00GK103084669SQ20121043159
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月1日 優先權日2011年11月2日
發明者置田肇, 巖下平輔 申請人:發那科株式會社