JP2002011617A - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JP2002011617A
JP2002011617A JP2000189375A JP2000189375A JP2002011617A JP 2002011617 A JP2002011617 A JP 2002011617A JP 2000189375 A JP2000189375 A JP 2000189375A JP 2000189375 A JP2000189375 A JP 2000189375A JP 2002011617 A JP2002011617 A JP 2002011617A
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slope
thread
axis
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JP2000189375A
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Tsunehiko Yamazaki
恒彦 山崎
Naoe Fukumura
直慧 福村
Masayoshi Mizukado
正良 水門
Kazuhiro Kikata
一博 木方
Sadami Miyazaki
貞美 宮嵜
Koichi Maki
浩一 牧
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Yamazaki Mazak Corp
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Yamazaki Mazak Corp
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G05B19/186—Generation of screw- or gearlike surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G11/00—Feeding or discharging mechanisms combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, thread-cutting machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/10—Process of turning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】一つの工具で多様な傾斜の斜面部を有するネジ
を加工することの出来る工作機械の提供を目的とする。 【解決手段】刃物台２０はＸ、Ｚ軸方向に移動駆動自在
にかつ、Ｂ軸を中心にして回転角度位置決め自在に設け
られている。入力手段から入力された加工情報に基づ
き、ネジ切り加工を、Ｂ軸を中心にして旋削工具を回転
位置決めする形で行う、切り込みパターンＰＡＴ１，Ｐ
ＡＴ２を演算する、切り込みパターン演算部８を設け、
演算された切り込みパターンに基づいてワークに対する
ネジ切り加工を実行する。ネジ切り加工を、Ｂ軸を中心
にして旋削工具を回転位置決めする形で行うので、ネジ
山の斜面部の加工を従来のように斜面部の傾斜に合わせ
た工具を使用して行う必要が無くなり、単一の工具で多
様な傾斜の斜面部を有するネジの加工が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネジ山の形状に合
わせた専用のネジ切り工具を用いなくとも寸法や形状の
相違するネジの加工が可能な工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、旋盤などを用いてネジ切りする場
合には、加工すべきネジ山（谷）の斜面部の形状に合わ
せた専用の旋削工具を用いて加工している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした方法
では、加工すべきネジ山の斜面部の傾斜に合わせた何種
類もの工具が必要となり、工具の段取りに時間が掛かる
ばかりか、ネジの加工用に工具本数が取られて、他の加
工に使用する工具本数が制限されてしまう不都合があっ
た。
【０００４】本発明は上記事情に鑑み、一つの工具で多
様な傾斜の斜面部を有するネジを加工することの出来る
工作機械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、先端
にインサート（２２、２３）が装着された旋削工具を着
脱自在に装備することが出来る刃物台（２０）を有し、
前記刃物台は互いに直交する第１及び第２の軸方向
（Ｘ、Ｚ軸方向）に移動駆動自在に設けられており、更
に前記刃物台は、前記第１及び第２の軸方向に直交する
第３の軸（Ｂ軸）を中心にして回転角度位置決め自在に
設けられており、前記旋削工具により回転するワークに
対してネジ切り加工を行うことの出来る工作機械（１）
において、ネジ切り加工を行う際の加工情報を入力する
入力手段（５）を設け、前記入力手段により入力された
加工情報に基づき、前記ネジ切り加工を、前記第３の軸
を中心にして前記旋削工具を回転位置決めする形で行
う、切り込みパターン（ＰＡＴ１，ＰＡＴ２）を演算す
る、切り込みパターン演算部（８）を設け、前記切り込
みパターン演算部により演算された切り込みパターンに
基づいて前記ワークに対するネジ切り加工を実行するネ
ジ切り加工実行部（２、１０、１１、１３、１９）を設
けて構成される。
【０００６】請求項２の発明は、前記切り込みパターン
演算部は、ネジ山の第１斜面（１７ａ）と第２斜面（１
７ｂ）を別々の工程で加工するように前記切り込みパタ
ーンを演算することを特徴とする。
【０００７】請求項３の発明は、前記切り込みパターン
を演算部は、前記ネジ山の第１斜面と第２斜面を加工す
る際に、前記旋削工具を反転させるように前記切り込み
パターンを演算することを特徴とする。
【０００８】請求項４の発明は、前記切り込みパターン
演算部は、ネジ山の第１斜面と第２斜面を別々の工程で
仕上げ加工するように前記切り込みパターンを演算する
ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】請求項１の発明は、ネジ切り加工を、前
記第３の軸を中心にして前記旋削工具を回転位置決めす
る形で行う、切り込みパターン（ＰＡＴ１，ＰＡＴ２）
に基づいて行われるので、ネジ山の斜面部の加工を従来
のように斜面部の傾斜に合わせた工具を使用して行う必
要が無くなり、単一の工具で多様な傾斜の斜面部を有す
るネジの加工が可能となる。
【００１０】請求項２の発明は、ネジ山の第１斜面（１
７ａ）と第２斜面（１７ｂ）を別々の工程で加工するこ
とにより、第１斜面（１７ａ）と第２斜面（１７ｂ）に
個別の傾斜を容易に形成することが出来、のこ歯ネジな
どの複雑な形状のネジも容易に加工することが出来る。
【００１１】請求項３の発明は、ネジ山の第１斜面と第
２斜面を加工する際に、前記旋削工具を反転させるよう
にすると、更に多様な形状のネジの加工が可能となる。
【００１２】請求項４の発明は、ネジ山の第１斜面と第
２斜面を別々の工程で仕上げ加工するようにすると、高
精度のネジ山の加工が可能となる。
【００１３】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。
【００１５】図１は本発明が適用されるネジ加工装置の
一例を示す制御ブロック図。図２はネジ切り加工プログ
ラムの一例を示す図。図３は矩形工具によるネジ切り加
工の一例を示す図。図４は菱形工具によるネジ切り加工
の一例を示す図。図５は切り込みパターンの演算の一例
を示す図である。
【００１６】複合加工工作機械１は、図１に示すよう
に、主制御部２を有しており、主制御部２はバス線３を
介して、キーボード５などの入力部、システムプログラ
ムメモリ６、工具ファイル７、切り込みパターン演算部
８、加工プログラムメモリ９、主軸制御部１０、刃物台
制御部１１及びディスプレイ１２が接続されている。主
軸制御部１０には主軸モータ１３が接続されている。主
軸モータ１３にはＺ軸に並行に設けられた軸心ＣＴを中
心に回転駆動位置決め自在に設けられた主軸１５が接続
されており、主軸１５にはチャック１６が設けられてい
る。チャック１６には爪１６ａが加工すべきワーク１７
を保持解放自在に矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設け
られている。
【００１７】また、刃物台制御部１１には刃物台駆動モ
ータ１９（複数）が接続しており、刃物台駆動モータ１
９には刃物台２０が、該刃物台駆動モータ１９によりＺ
軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）及びＺ軸に直角な方向である
矢印Ｅ、Ｆ方向、即ちＸ軸方向に移動駆動自在に接続さ
れている。更に刃物台２０は、刃物台駆動モータ１９に
よりＸ、Ｚ軸に直角な、紙面と直角な方向であるＹ軸方
向に、また、該Ｙ軸を中心にＢ軸方向である矢印Ｇ、Ｈ
方向に移動駆動自在に設けられている。
【００１８】刃物台２０には工具保持部２０ａが形成さ
れており、工具保持部２０ａには旋削工具２１が着脱交
換自在に設けられている。工具保持部２０ａは工具を、
所定の保持状態で固定保持自在に、かつ軸心ＣＴ２周り
の方向である矢印Ｉ、Ｊ方向に回転駆動位置決め自在に
設けられている。
【００１９】刃物台２０に装着される複数の旋削工具２
１の内、ネジ切り用矩形バイト２１Ａは、図３に示すよ
うに、丸棒状に形成された本体２１ａを有しており、本
体２１ａの先端には平面視長方形の矩形インサート２２
が装着されている。また、刃物台２０に装着される複数
の工具２１の内、ネジ切り用菱形バイト２１Ｂは、図４
に示すように、丸棒状に形成された本体２１ａを有して
おり、本体２１ａの先端には平面視菱形の菱形インサー
ト２３が装着されている。
【００２０】複合加工工作機械１は、以上のような構成
を有するので、複合加工工作機械１でワーク１７に台形
や三角などの任意形状のネジを加工する場合には、オペ
レータはまずキーボード５を操作してネジ切り加工に必
要な各種の加工情報を入力する。主制御部２は、加工情
報が入力されると、システムプログラムメモリ６から公
知の自動プログラム作成プログラムを読み出して、当該
自動プログラム作成プログラムに基づいてネジ切り加工
用の加工プログラムＰＲＯを作成する。この加工プログ
ラムＰＲＯは、例えば、図２に示すように、ユニット名
称ＵＮＯの桁でネジ切り加工を意味する「ＴＨＲ ＯＵ
Ｔ」が入力され、ネジの切り込みパターンを指示する切
り込みパターンＫＰの桁で、任意形状を意味する番号
「３」を入力する。オペレータは更に、加工に必要な各
種の加工情報をキーボード５を操作することにより入力
して行くが、その中には、ネジの、図３に示すリードＲ
Ｄ（図２の場合、リードＲＤは１０ミリを意味する「１
０」が入力されている）、角度ＡＧ（図２の場合、角度
ＡＧは６０°を意味する「６０」が入力されている）、
条数ＮＪ（図２の場合、１条ネジを意味する「１」が入
力されている）、高さＨＧ（図２の場合、高さＨＧは２
ミリを意味する「２」が入力されている）、山幅Ｗ（図
２の場合、山幅Ｗは、５ミリを意味する、「５」が入力
されている）や加工に使用する工具名称ＮＡ（図２の場
合、矩形工具を表す、「矩形」）なども入力する。
【００２１】こうして、加工に必要な加工情報が入力さ
れ、加工プログラムＰＲＯが作成されたところで、当該
作成された加工プログラムＰＲＯは加工プログラムメモ
リ９に格納される。
【００２２】こうしてネジ切り加工に関する加工プログ
ラムＰＲＯが作成されたところで、オペレータはキーボ
ード５を介して主制御部２に対してワーク１７のネジ切
り加工を指令し、これを受けて主制御部２は、加工プロ
グラムメモリ９から当該ワーク１７に関するネジ切り加
工の加工プログラムＰＲＯを読み出して、主軸制御部１
０及び刃物台制御部１１を適宜駆動しつつ加工を実行し
て行く。
【００２３】この際、主制御部２は、切り込みパターン
演算部８に対して詳細な切り込みパターンを演算させ
る。即ち、切り込みパターン演算部８は、加工プログラ
ムＰＲＯ中の工具名称ＮＡから、加工すべきネジ形状を
判定する。工具名称ＮＡが「矩形」の場合には、加工す
べきネジ形状は、台形ネジ又は四角ネジであり、「菱
形」の場合には、三角ネジと判定する。
【００２４】仮に、いま、工具名称ＮＡが「矩形」で、
加工すべきネジ形状は台形ネジ又は四角ネジと判定され
た場合には、切り込みパターン演算部８は、システムプ
ログラムメモリ６に格納された角ネジ用の切り込みパタ
ーンＰＡＴ１を読み出し、当該読み出された切り込みパ
ターンＰＡＴ１に基づいて具体的な加工工程を演算決定
する。
【００２５】角ネジ用の切り込みパターンＰＡＴ１は、
図３に示すように、ａ）図中丸数字の１から８で示すネ
ジの谷部の荒加工、ｂ）図中丸数字の９で示す図中右側
のネジの斜面部１７ａの荒加工、即ち、第１斜面部の荒
加工、ｃ）図中丸数字の１０で示す図中右側のネジの斜
面部１７ａの仕上げ加工、即ち、第１斜面部の仕上げ加
工、ｄ）図中丸数字の１１で示す図中左側のネジの斜面
部１７ｂの荒加工、即ち、第１斜面部と対向する第２斜
面部の荒加工、ｅ）図中丸数字の１２で示す図中左側の
ネジの斜面部１７ｂの仕上げ加工、即ち、第２斜面部の
仕上げ加工に工程分割されており、それら各加工工程に
おける詳細な切り込みデータは、入力された加工情報か
ら図５に示すように、直ちに演算される。
【００２６】なお、工具名称ＮＡが「菱形」の場合に
は、システムプログラムメモリ６からは、三角ネジ用の
切り込みパターンＰＡＴ２が読み出され、切り込みパタ
ーンＰＡＴ２は、図４（ａ）に示すようなものである。
即ち、ａ）図中丸数字の１から３で示すネジの谷部の荒
加工、ｂ）図中丸数字の４から６で示す図中右側のネジ
の斜面部１７ａの荒加工、即ち、第１斜面部の荒加工、
ｃ）図中丸数字の７で示す図中右側のネジの斜面部１７
ａの仕上げ加工、即ち、第１斜面部の仕上げ加工、ｄ）
図中丸数字の８から１０で示す図中左側のネジの斜面部
１７ｂの荒加工、即ち、第１斜面部と対向する第２斜面
部の荒加工、ｅ）図中丸数字の１１で示す図中左側のネ
ジの斜面部１７ｂの仕上げ加工、即ち、第２斜面部の仕
上げ加工工程である。切り込みパターンＰＡＴ２につい
ても、加工プログラムＰＲＯの作成に際して入力された
加工情報に基づいて、切り込みパターン演算部８が同様
に演算する。
【００２７】こうして、演算された切り込みパターンＰ
ＡＴ１、ＰＡＴ２に基づいて主制御部２は、主軸制御部
１０及び主軸駆動モータ１３を介してワークを軸心ＣＴ
まわりに回転させると共に、刃物台制御部１１及び刃物
台駆動モータ１９を介して刃物台をＸ、Ｚ軸方向である
矢印Ｅ、Ｆ方向及びＡ、Ｂ方向に移動駆動して、バイト
２１Ａ、２１Ｂでワーク１７に所定のネジ切り加工を、
各工程毎に丸数字で示す順に従って順次実行する。
【００２８】ここで、特徴的なことは、いずれの切り込
みパターンＰＡＴ１、ＰＡＴ２の場合も、図３及び図４
に示すように、バイト２１Ａ、２１ＢをＢ軸方向である
矢印Ｇ、Ｈ方向に回転位置決めする形でネジ山を加工す
ることである。このＢ軸角度は、加工プログラムＰＲＯ
のネジ山の角度ＡＧに基づいて、切り込みパターン演算
部８が、例えば、図５の第１及び第２斜面部の荒／仕上
げ加工工程（丸数字の９から１２）に示すように、演算
決定する。
【００２９】即ち、バイト２１Ａ、２１Ｂは、斜面部の
荒加工及び仕上げ加工に際して、バイト２１Ａ、２１Ｂ
をＢ軸方向である矢印Ｇ、Ｈ方向に回転位置決めする形
で加工を行う。これにより、任意の角度でネジ山の斜面
部１７ａ、１７ｂを加工することが出来、台形ネジ、四
角ネジ、三角ネジなどの多様なネジ山を専用のネジ山の
形状に形成された工具を用いなくても、矩形バイト２１
Ａや菱形バイト２１Ｂなど僅かな本数の工具で簡単に加
工することが出来る。
【００３０】なお、ネジ山の加工に際して、バイト２１
Ａ、２１Ｂを、工具保持部２０ａの軸心ＣＴ２を中心に
してＡ軸方向である矢印Ｉ、Ｊ方向に回転位置決めさ
せ、バイト２１Ａ、２１Ｂを、ネジ山の左右の第１斜面
１７ａと第２斜面１７ｂを加工する際に工具を反転させ
る形で切り込みパターンＰＡＴ１、ＰＡＴ２を決定し、
それに基づいてバイト２１Ａ、２１Ｂを使用するように
構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明が適用されるネジ加工装置の一例
を示す制御ブロック図。
【図２】図２はネジ切り加工プログラムの一例を示す
図。
【図３】図３は矩形工具によるネジ切り加工の一例を示
す図。
【図４】図４は菱形工具によるネジ切り加工の一例を示
す図。
【図５】図５は切り込みパターンの演算の一例を示す図
である。
【符号の説明】
１……工作機械 ２……ネジ切り加工加工実行部（主制御部） ５……入力手段（キーボード） ８……切り込みパターン演算部 １０……ネジ切り加工加工実行部（主軸制御部） １１……ネジ切り加工加工実行部（刃物台制御部） １３……ネジ切り加工加工実行部（主軸モータ） １７ａ……第１斜面（斜面部） １７ｂ……第２斜面（斜面部） １９……ネジ切り加工加工実行部（刃物台駆動モータ） ２０……刃物台 ２２、２３……インサート ＰＡＴ１、ＰＡＴ２……切り込みパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水門 正良 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 (72)発明者 木方 一博 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 (72)発明者 宮嵜 貞美 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 (72)発明者 牧 浩一 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番地 ヤマザキマザック株式会社本社工場内 Ｆターム(参考） 3C045 CA30 DA08 EA02 EA04 GA01 GA02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】先端にインサートが装着された旋削工具を
    着脱自在に装備することが出来る刃物台を有し、前記刃
    物台は互いに直交する第１及び第２の軸方向に移動駆動
    自在に設けられており、更に前記刃物台は、前記第１及
    び第２の軸方向に直交する第３の軸を中心にして回転角
    度位置決め自在に設けられており、前記旋削工具により
    回転するワークに対してネジ切り加工を行うことの出来
    る工作機械において、 ネジ切り加工を行う際の加工情報を入力する入力手段を
    設け、 前記入力手段により入力された加工情報に基づき、前記
    ネジ切り加工を、前記第３の軸を中心にして前記旋削工
    具を回転位置決めする形で行う、切り込みパターンを演
    算する、切り込みパターン演算部を設け、 前記切り込みパターン演算部により演算された切り込み
    パターンに基づいて前記ワークに対するネジ切り加工を
    実行するネジ切り加工実行部を設けて構成した、工作機
    械。
  2. 【請求項２】前記切り込みパターン演算部は、ネジ山の
    第１斜面と第２斜面を別々の工程で加工するように前記
    切り込みパターンを演算することを特徴とする、請求項
    １記載の工作機械。
  3. 【請求項３】前記切り込みパターンを演算部は、前記ネ
    ジ山の第１斜面と第２斜面を加工する際に、前記旋削工
    具を反転させるように前記切り込みパターンを演算する
    ことを特徴とする、請求項２記載の工作機械。
  4. 【請求項４】前記切り込みパターン演算部は、ネジ山の
    第１斜面と第２斜面を別々の工程で仕上げ加工するよう
    に前記切り込みパターンを演算することを特徴とする、
    請求項１記載の工作機械。
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CN (1) CN1329960A (ja)
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