JP2010076005A

JP2010076005A - 工作機械における段取り方法

Info

Publication number: JP2010076005A
Application number: JP2008243599A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Wakita; 恭之脇田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】段取り時間の短縮および加工条件の最適化を可能とした工作機械における段取り方法を提供する。
【解決手段】加工手順を決定するステップS2と、工具を選定するステップS3と、選択された加工手順および工具に基づいて干渉チェックをシミュレーションするステップS4と、シミュレーションでＯＫS6となった場合に自動運転試験加工を行うステップS7と、自動運転試験加工の精度を確認するステップS8と、精度確認結果の判定でＯＫとならなかった場合に加工手順決定ステップに戻る段取り終了判定ステップS9と、段取り終了判定ステップS9でＯＫとなった場合に段取りを終了するステップS10とを含んでいることを特徴とする工作機械における段取り方法。
【選択図】図３

Description

この発明は、工作機械における段取り方法に関する。

従来、工作機械における段取りは、実際に工具を取り付けるとともに、テーブルを移動させ、この際の機械干渉の有無等を確認するというのが一般的であり、そのため、加工中に発生する様々な精度不良要因が事前に把握できず、段取り終了までに多大な時間を要するという問題があり、また、経験が少ない作業者の場合には、工具を取り付けて試してみる回数が多いものとなっていた。

このような問題を解消するものとして、操作盤上に機械構造や異常状態の表示、設備稼働時の機械干渉や工具干渉の状態、シミュレーション表示等の機能を有しているものが提案されており、例えば、特許文献１には、加工シミュレーションによる干渉チェックをしながら、条件出し（加工手順の決定、工具の選定など）を行い（段取り作業）、この段取りで自動運転を実施することで、段取り作業の効率化を図ることが提案されている。
特開平８−１１５１１７号公報

上記特許文献１の加工シミュレーションによる干渉チェックによると、段取り時間が短縮されるが、シミュレーションと実際の自動運転加工とでは、一致しないこともあり、さらなる改良が望まれている。

この発明の目的は、段取り時間の短縮および加工条件の最適化を可能とした工作機械における段取り方法を提供することにある。

この発明による工作機械における段取り方法は、選択された加工手順および工具に基づいて機械を操作せずに機械干渉チェックを行うシミュレーション手段と、結果を立体表示する表示手段とを備えている工作機械におけるにおける段取り方法であって、加工手順を決定するステップと、工具を選定するステップと、選択された加工手順および工具に基づいて干渉チェックをシミュレーションするステップと、シミュレーションでＯＫとなった場合に自動運転試験加工を行うステップと、自動運転試験加工の精度を確認するステップと、精度確認結果の判定でＯＫとならなかった場合に加工手順決定ステップに戻る段取り終了判定ステップと、段取り終了判定ステップでＯＫとなった場合に段取りを終了するステップとを含んでいることを特徴とするものである。

シミュレーションステップでは、シミュレーション手段によって機械干渉の有無が数値演算で求められ、その状態が表示手段の立体表示画面に表示される。これにより、実際に工作機械のテーブルを移動させて機械干渉チェックを行う必要がなく、干渉防止のための段取り時間を短縮することができる。自動運転試験加工ステップでは、シミュレーションステップで決定された工具、加工手順等で実際に加工して、加工精度やサイクルタイム、そのほか、干渉チェックのシミュレーションだけでは分からない不具合点がチェックされる。これで段取りが終了し、こうして得られた加工条件（最適化条件）で、量産用の自動運転加工が実施される。

この発明の工作機械における段取り方法によると、シミュレーション手段によって、機械干渉の有無を数値演算で求め、その状態を表示手段の立体表示画面で見ることで、干渉防止のための段取り時間を短縮することができ、自動運転試験加工ステップによって、シミュレーションステップで決定された工具、加工手順等で実際に加工して、加工精度やサイクルタイム、そのほか、干渉チェックのシミュレーションだけでは分からない不具合点がチェックされ、これにより、加工条件を容易に最適化することができる。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

図１は、この発明の工作機械における段取り方法が対象とする工作機械の１例を示している。

この工作機械は、内面研削盤であり、工作機械(1)は、内面が被研削面（軌道溝）であるワーク(W)を保持して回転させるワーク保持台(2)と、工具（砥石）(3)を装着するためのクイル(4a)を有する砥石軸(4)と、砥石軸(4)を支持して移動するスピンドル(5)と、スピンドル(5)の砥石軸(4)をベルト(7)を介して回転させるスピンドル駆動モータ(6)と、ワーク保持台(2)およびスピンドル(5)を相対的に移動させて工具(3)にワーク(W)に対する切込み動作を行わせる切込みモータ(8)と、切込みモータ(8)による切込み動作を制御するコントローラ（図示略）とを備えている。

工作機械(1)における切込み動作に際し、ワーク(W)と工具(3)との間やワーク保持台(2)とスピンドル(5)との間などで干渉する可能性があることから、加工前に段取り作業が行われる。段取り作業は、作業者が加工手順および工具(3)を決めて、これが適切かどうかを判定するもので、従来は、手作業による機械干渉チェックを伴うものが一般的であった。

この発明においては、工作機械(1)には、段取り作業を支援するシステム構成として、図２に示すように、選択された加工手順および工具に基づいて、機械を操作せずに機械干渉チェックを行うシミュレーション手段(11)と、シミュレーション結果を立体表示する表示手段(12)とが設けられている。シミュレーション手段(11)は、ワーク(W)や工具(3)の寸法などに基づいて、各部の三次元位置を演算する演算部(13)と、演算部(13)で得られた結果に基づいて、ワーク保持台(2)およびスピンドル(5)の相対的移動に伴う干渉の様子を表示手段(12)に表示させるシミュレーション部(13)とを有している。

工作機械における段取り方法は、図３に示すように、ＣＡＤから加工形状データを取得するステップ(S1)と、加工手順を決定するステップ(S2)と、工具を選定するステップ(S3)と、選択された加工手順および工具に基づいて機械干渉チェックをシミュレーションするステップ(4)と、必要に応じて、干渉チェック以外のシミュレーションを行う追加のシミュレーションステップ(S5)と、シミュレーション結果を判定し、シミュレーションによる判定結果がＮＧとなった場合には工具選定ステップ(S3)へ戻るシミュレーション判定ステップ(S6)と、シミュレーションによる判定結果がＯＫとなった場合に自動運転試験加工を行うステップ(S7)と、自動運転試験加工の精度を確認する精度確認ステップ(S8)と、精度確認結果の判定でＯＫとならなかった場合に加工手順決定ステップ(S2)に戻る段取り終了判定ステップ(S9)と、段取り終了判定ステップ(S9)でＯＫとなった場合に段取りを終了するステップ(S10)とを含んでいる。

機械干渉チェックを行うシミュレーションステップ(S4)では、シミュレーション手段(11)によって干渉の有無が数値演算で求められ、その状態が表示手段(12)の立体表示画面に表示される。干渉チェックのシミュレーションは、公知のソフトウェアを使用して行うことができる。これにより、実際に工作機械(1)のワーク保持台(2)などを移動させて機械干渉チェックを行う必要がなく、干渉防止のための段取り時間を短縮することができる。自動運転試験加工ステップ(S7)では、シミュレーションステップ(S4)で決定された工具(3)、加工手順等で実際に加工して、加工精度やサイクルタイム、そのほか、シミュレーションだけでは分からない不具合点がチェックされる。これで段取りが終了し、こうして最適化された加工条件で、量産用の自動運転加工が実施される。

図１は、この発明が対象とする工作機械の１例を概略的に示す図である。図２は、この発明による工作機械における段取り方法を実施する主要部の構成を示すブロック図である。図３は、この発明による工作機械における段取り方法の作業ステップを示すフローチャートである。

符号の説明

(1) 工作機械
(3) 工具
(11) シミュレーション手段
(12) 表示手段

Claims

選択された加工手順および工具に基づいて機械を操作せずに機械干渉チェックを行うシミュレーション手段と、結果を立体表示する表示手段とを備えている工作機械における段取り方法であって、
加工手順を決定するステップと、工具を選定するステップと、選択された加工手順および工具に基づいて干渉チェックをシミュレーションするステップと、シミュレーションでＯＫとなった場合に自動運転試験加工を行うステップと、自動運転試験加工の精度を確認するステップと、精度確認結果の判定でＯＫとならなかった場合に加工手順決定ステップに戻る段取り終了判定ステップと、段取り終了判定ステップでＯＫとなった場合に段取りを終了するステップとを含んでいることを特徴とする工作機械における段取り方法。