JP2005319531A - Numerical control machine tool and method for checking machining program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、直交3軸に加え回転2軸を備えた5軸NCマシニングセンタ等の数値制御工作機械および加工プログラムのチェック方法に関する。 The present invention relates to a numerically controlled machine tool such as a 5-axis NC machining center having two rotation axes in addition to three orthogonal axes and a method for checking a machining program.
一般に、流体機械部品や金型等の複雑形状を有するワークの加工に際しては、数値制御工作機械である5軸NCマシニングセンタが用いられる場合がある。かかる5軸NCマシニングセンタは、直交3軸に加え回転2軸を備えたものである。すなわち、該マシニングセンタは、主軸に工具ホルダーを介して回転自在保持された各種切削工具と、回転テーブルに保持されたワークとがX軸線、Y軸線およびZ軸線の3軸線方向に相対的に移動自在に設けられ、しかも、ワークをC軸線方向に回転自在に保持する回転テーブルが、C軸線方向と交差するA軸線を中心に回転自在に揺動盤に取り付けられている(例えば、特許文献1参照)。 In general, when machining a workpiece having a complicated shape such as a fluid machine component or a die, a 5-axis NC machining center that is a numerically controlled machine tool may be used. Such a 5-axis NC machining center is provided with two rotation axes in addition to three orthogonal axes. That is, in the machining center, various cutting tools that are rotatably held on a main shaft through a tool holder and a work held on a rotary table are relatively movable in three axis directions of an X axis, a Y axis, and a Z axis. In addition, a rotary table that holds the workpiece rotatably in the C-axis direction is attached to the rocking plate so as to be rotatable about the A-axis that intersects the C-axis direction (see, for example, Patent Document 1). ).
このような5軸NCマシニングセンタは、ドライランにより、加工プログラムのチェックを行う場合がある。このドライランによる加工プログラムのチェック方法は、ワークに対して工具を所定の距離だけ離間(オフセット)させた状態で加工プログラムの指令を実行し、切削工具の動きを確認して、加工プログラムが意図したものか否かを判断するものである。
前記従来の5軸NCマシニングセンタは、X軸線、Y軸線およびZ軸線の3方向に対しては、ワークから所定の距離だけオフセットさせた状態でドライランを行えるが、A軸線およびC軸線方向に連動して切削工具を動かせるものではなかった。このため、ワークをA軸線およびC軸線を中心にして回転させた場合には、切削工具は、ワークに対して任意の位置に不規則に移動することとなり、ドライランを行う実益がなかった。このため、作業者は、ドライランを行うことなく、実際にワークを加工する場合もあり、かかる場合には、ワークの切削加工ミスが生じ経済ではなかった。 The conventional 5-axis NC machining center can perform a dry run in a state offset by a predetermined distance from the workpiece with respect to the three directions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. The cutting tool could not be moved. For this reason, when the work is rotated about the A axis and the C axis, the cutting tool moves irregularly to an arbitrary position with respect to the work, and there is no practical advantage of performing a dry run. For this reason, an operator may actually process a workpiece without performing a dry run. In such a case, a workpiece cutting error occurs, which is not economical.
本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、5軸の切削加工に際して、ワークの任意の角度位置において、ドライランを確実に行い、ワークの切削加工を安価にかつ容易に行えることを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to reliably perform dry run at an arbitrary angular position of a workpiece and perform workpiece cutting at a low cost and easily when performing five-axis cutting. .
本発明の数値制御工作機械は、切削工具を保持する主軸と、この切削工具で切削加工されるワークを保持するワーク保持部とを供え、ワークと切削工具とは、直交する3軸線方向に相対移動し、しかも、前記ワーク保持部は、第1回転軸線を中心にして回転する揺動盤と、第1回転軸線と交差する第2回転軸線を中心にして回転する回転テーブルとを備え、この回転テーブルに前記ワークが保持され、切削工具は、加工プログラムによりワークの複数箇所を切削加工する数値制御工作機械において、前記第2回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具は、第2回転軸線方向に所定距離だけオフセットされ、そのオフセット位置で加工位置まで移動可能に構成されたことにある。 The numerically controlled machine tool of the present invention includes a main shaft that holds a cutting tool and a work holding portion that holds a work to be cut by the cutting tool, and the work and the cutting tool are relative to each other in three orthogonal axes. The workpiece holding unit includes a rocking plate that rotates about a first rotation axis, and a rotary table that rotates about a second rotation axis that intersects the first rotation axis. In the numerically controlled machine tool in which the work is held on a rotary table and the cutting tool cuts a plurality of positions of the work by a machining program, the cutting tool is rotated second at an arbitrary angular position of the second rotation axis. This is because it is configured to be offset by a predetermined distance in the axial direction and move to the machining position at the offset position.
なお、切削工具がオフセット位置で加工位置まで移動可能とは、切削工具があたかもワークを加工するように移動するドライランの場合と、実際にワークを切削加工する場合とを含む概念である。 Note that the fact that the cutting tool can be moved to the machining position at the offset position is a concept including a dry run in which the cutting tool moves as if machining the workpiece and a case where the workpiece is actually cut.
本発明の数値制御工作機械は、切削工具が、ワークの動きに追従して第2回転軸線方向に所定距離だけオフセットされ、そのオフセット位置で加工位置まで移動するため、ドライランを行う場合には、作業者は、切削工具のワークに対する切削加工位置の確認を容易に行える。 In the numerically controlled machine tool of the present invention, the cutting tool is offset by a predetermined distance in the second rotation axis direction following the movement of the workpiece, and moves to the machining position at the offset position. The operator can easily confirm the cutting position of the cutting tool with respect to the workpiece.
また、初期設定値よりも第2回転軸線方向にワークがずれた場合には、ずれた値分だけ切削工具の第2回転軸線方向の位置を補正するだけで、ワークが第1回転軸線を中心にして任意の角度位置に回転しても、切削工具はワークに対して所定の位置に切削加工できる。作業者は、直交する3軸線方向、第1回転軸線方向および第2回転軸線方向のそれぞれの位置データを、各ワークごとに修正し直す作業が不要となり、ワークの切削加工を容易に行える。 Further, when the workpiece is displaced in the second rotational axis direction from the initial setting value, the workpiece is centered on the first rotational axis only by correcting the position of the cutting tool in the second rotational axis direction by the displaced value. Thus, the cutting tool can perform cutting at a predetermined position with respect to the workpiece even if it rotates to an arbitrary angular position. The operator does not need to correct each position data in the three axis directions orthogonal to each other, the first rotation axis direction, and the second rotation axis direction for each workpiece, and can easily cut the workpiece.
また、本発明は、数値制御工作機械の加工プログラムをドライランによりチェックする加工プログラムのチェック方法であって、第2回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具を、ワークに当接しないように第2回転軸線方向に所定距離だけオフセットさせ、そのオフセット位置で移動させることにある。 Further, the present invention is a machining program check method for checking a machining program of a numerically controlled machine tool by dry run so that the cutting tool does not come into contact with a workpiece at an arbitrary angular position of the second rotation axis. The offset is offset by a predetermined distance in the direction of the second rotation axis and moved at the offset position.
本発明は、5軸の切削加工に際して、ワークの任意の角度位置において、ドライランを確実に行えワークの切削加工を安価にかつ容易に行える。 The present invention can reliably perform dry run at an arbitrary angular position of the workpiece during five-axis cutting, and can easily and inexpensively cut the workpiece.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1〜図7は、本発明の一実施の形態を示し、図1は数値制御工作機械としての5軸NCマシニングセンタの要部斜視図である。図1に示すマシニングセンタ1は、図示省略の工作機械本体のコラムに垂直に設けられた主軸ヘッド3を備えている。この主軸ヘッド3は、水平方向でかつ直交する2方向(X軸線方向およびY軸線方向)および、垂直方向(Z軸線方向)の3軸線方向に移動自在に設けられている。主軸ヘッド3には、Z軸線方向を回転中心として回転する主軸6が支持され、この主軸6の先端部には、各種切削工具7を着脱自在に保持する工具ホルダー9が取り付けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view of a main part of a 5-axis NC machining center as a numerically controlled machine tool. A machining center 1 shown in FIG. 1 includes a
主軸6の下方には、両腕部10a、10aが上向きに間隔を有して設けられベッド10が配置され、このベッド10に揺動盤12が支持されている。揺動盤12は、テーブル支持部13と、このテーブル支持部13の両端から延設された一対の腕部14、14とからなる。両腕部14、14は、ベッド10の両腕部10a、10aに、X軸線方向と平行な第1回転軸線としてのA軸線方向を中心にして揺動回転自在に支持されている。
Below the
揺動盤12のテーブル支持部13上には、前記A軸線と交差する第2回転軸線としてのC軸を中心として回転する回転テーブル15が支持されている。この回転テーブル15には、ワーク17を着脱自在に取り付けるチャック18が設けられている。なお、ワーク17は、チャック18に直接取付けても、あるいは、図示省略のワークホルダーを介して取付けることも可能である。
On the
前記ベッド10、揺動盤12および回転テーブル15により、ワーク保持部が構成され、前記ベッド10、揺動盤12、回転テーブル15、主軸ヘッド3およびそれらの駆動源などにより位置調節機構が構成されている。そして、位置調節機構は、主軸6に取り付けられた切削工具7と、回転テーブル15に取り付けられたワーク17との相対角度関係を含む相対的位置関係は、コンピューターを含む制御装置(図示省略)により数値制御されるようになっている。
The
次に、前記構成からなる5軸NCマシニングセンタのドライランを含む切削加工方法について説明する。ワーク17は、例えば直方体形状を有し、そして、ワーク17の上面17a(図4参照)、ワーク17の一側面17b(図5参照)、ワーク17の他側面17c(図6参照)を、ドリル7でそれぞれ切削加工する場合について説明する。
Next, a cutting method including a dry run of the 5-axis NC machining center configured as described above will be described. The
まず、ドライランの方法について説明する。作業者は、設定パネルまたはキーボードからドライランモードを指定し、図4(a)に示すように、ワーク17を保持する回転テーブル15のC軸線を垂直方向(Z軸線に沿う方向)にする。次に、ワーク17の上面17aからドリル7の先端中心までのオフセット距離Lを決定し、そのオフセット距離Lを制御装置に入力する。このオフセット距離Lは、ドライランの際にドリル7がワーク17に当接しない距離である。
First, the dry run method will be described. The operator designates the dry run mode from the setting panel or the keyboard, and as shown in FIG. 4A, the C-axis line of the rotary table 15 holding the
さらに、作業者は、予め制御装置に入力されているプログラムをスタートさせる。まず、図4(a)、(b)に示すように、ワーク17の上面17aを垂直に切削加工する際には、C軸線が垂直状態となり、主軸15に取り付けられたドリル7は、Z軸線方向に沿って所定の切削深さh1まで下降する。このとき、ドリル7は、所定の距離LだけC軸線方向にオフセットされた位置で、切削深さh1下降するので、切削深さを確認できる。なお、図4(a)中、20aは、ワーク17に加工される加工穴を示す。
Further, the worker starts a program that has been input to the control device in advance. First, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the
次に、図2および図5(a)、(b)に示すように、ワーク17の一側面17bを垂直に切削加工する際には、揺動盤12がA軸線を中心にして90度回転するとともに、ドリル7は、ワーク17に対してX軸線方向、Y軸線方向およびZ軸線方向にそれぞれ移動する。このとき、ドリル7は、前記同様にワーク17の上面17aからC軸線方向にオフセット距離Lを有しており、そのオフセット位置で、所定の下降位置まで下降する。例えば、実際の加工穴20bの切削深さがh2であるとすると、ドリル7はオフセット位置で、切削深さh2に相当する位置まで下降することとなる。
Next, as shown in FIGS. 2 and 5 (a) and 5 (b), when the one
さらに、図3および図6(a)、(b)に示すように、ワーク17の他側面17cを斜めに加工する際には、揺動盤12をA軸線を中心にして揺動回転させることにより、ワーク17をZ軸線に対して所定の角度(α)だけ傾斜させる。また、ドリル7は、ワーク17の上面17aからC軸線方向にオフセット距離Lを有しており、そのオフセット位置から所定の位置まで下降する。例えば、実際の加工穴20cの底面と、C軸線との距離がk1あるとすると、ドリル7は、オフセット位置で、C軸線との距離がk1となる位置まで下降する。これは、ドリル7を実際の切削加工位置からC軸線方向に平行移動させたことに相当する。
Further, as shown in FIGS. 3 and 6 (a) and 6 (b), when the
さらに、ワーク17の任意の面に、任意の角度で切削加工する際に、ワーク17が任意の角度位置に姿勢変更しても、ドリル7は、常にC軸線方向にオフセットされ、その位置から所定位置まで下降するように、プログラムされている。このため、作業者は、その機械の動きを見て、加工プログラムが意図したものか否かを用意に判断することができる。そして、加工プログラムが意図したものであると認識した後に、加工プログラムを実行させ、ワーク17をドリル7で実際に切削加工する。なお、ドリル7とワーク17とのオフセット距離Lは、各切削加工工程で同等に設定しても、それぞれ任意に設定してもよい。
Further, when the
前記マシニングセンタは、例えば、ワーク17がC軸線方向にずれていた場合、そのずれを容易に修正して、所定の位置に加工することもできる。すなわち、仮にワーク17自体がC軸線方向に製造誤差が生じていたり、ワーク17がワークホルダーを介して初期設定に比し、C軸線方向にずれて取付けられたとする。作業者は、加工するワーク17ごとに、各ワーク17を図4(a)で示した状態にし、ドリル7を下降させ、その先端をワーク17の上面17aに当接させることにより、Z軸線方向のワーク17の上面17aの座標位置が確認できる。例えば、ワーク17の上面17aが、初期設定位置より上方に距離L1だけずれていたとすると、作業者は、ドリル7が距離L1だけ上方で加工するように、C軸線方向のずれ分のデータを入力し、加工プログラムのデータを修正する。
For example, when the
このように、データを修正した加工プログラムを実行させると、図7に示すごとく、ワーク17が傾斜する場合であっても、ドリル7をC軸線方向に距離L1だけオフセットさせて所定の位置に切削穴20dを切削加工することができる。
In this way, when the machining program with the corrected data is executed, as shown in FIG. 7, even if the
本発明は、前記の実施の形態に限るものではない。例えば、切削工具は、ドリルに限らずフライス用のエンドミルであっても良く、その種類は特に限定されるものではない。エンドミルの場合には、オフセット位置において、切削加工時と同様に切削方向に移動することとなる。また、ワークの形状も限定されるものではなく、任意の形状のものが採用可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the cutting tool is not limited to a drill but may be an end mill for milling, and the type thereof is not particularly limited. In the case of an end mill, it moves in the cutting direction at the offset position as in the case of cutting. Further, the shape of the workpiece is not limited, and any shape can be adopted.
数値制御工作機械として、主軸6側がX軸線方向、Y軸線方向およびZ軸線方向に移動する場合について例示したが、ワーク保持部側を、各軸線方向に移動させても良く、切削工具とワークとが相対移動する構成であれば良い。
As a numerically controlled machine tool, the case where the
6 主軸
7 切削工具
12 揺動盤
15 回転テーブル
17 ワーク
6
Claims (2)
前記第2回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具は、第2回転軸線方向に所定距離だけオフセットされ、そのオフセット位置で加工位置まで移動可能に構成されたことを特徴とする数値制御工作機械。 A main shaft for holding a cutting tool and a work holding portion for holding a work to be cut by the cutting tool are provided. The work and the cutting tool are relatively moved in three orthogonal directions, and the work holding portion is provided. Comprises a rocking plate that rotates about a first rotation axis and a rotation table that rotates about a second rotation axis that intersects the first rotation axis, and the work is held on the rotation table, A cutting tool is a numerically controlled machine tool that cuts multiple parts of a workpiece by a machining program.
The numerical control tool characterized in that the cutting tool is offset by a predetermined distance in the second rotational axis direction at an arbitrary angular position of the second rotational axis, and is movable to the machining position at the offset position. machine.
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