JP2016177493A - 複合形固定サイクルの往復旋削を行う数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
数値制御装置における複合形固定サイクル指令は、ワーク加工パターンをプログラムし、そのワーク加工プログラムにより旋削加工を行う。サイクル動作として、図9に示すように、旋削加工の開始点(A)の位置決め(1)、切削(2)、ワークからの逃げ動作(3)、そして再びワークの開始点の位置決め(4)を行い、以上をワークの加工終了まで、繰り返す。
<実施形態1>
本実施形態では、図1に示すように、工具a,bがそれぞれ装着されている複数の刃物台を、工具a,bが対向するように配置して結合部材により結合した刃物台を備えた工作機械を使用する。この工作機械は、工具a,bを用いて複合形固定サイクルの旋削加工を一方向でなく往復で行うものであり、対向している刃物台を結合部材により結合しているので、工具aによる旋削加工が済んで、旋削加工していた工具aが逃げた時、反対側の工具bで旋削加工を逆方向に行うことができる。
図1に示した工作機械を用いた旋削加工の手順を、図2を用いて説明する。
指令解析部11は、メモリ10からNCプログラムを読み出して解析し、読み出した指令が通常の加工指令である場合には該指令により指令される指令値と、該指令により制御される軸の現在位置とから、該軸の移動量に係るデータを作成して補間処理部へ出力し、一方で、読み出した指令がサイクル加工指令である場合には、サイクル動作作成部12にサイクル動作の移動量に係るデータを作成するように指令し、サイクル動作作成部12が作成したデータを補間処理部へ出力する。
座標更新部14は、補間処理部13が作成した補間データ(パルス)に基づいて、数値制御装置1で表示している座標を更新する。
加減速処理部15は、サーボモータの動きを円滑にするために、補間処理部13が作成した補間データ(パルス)をサーボモータ20に転送する前に、加速または、減速をかける。
以下では、図3に示した数値制御装置1による複合形固定サイクル制御の例を示す。
G900 X_ Z_ U_ L_ F_;
X_,Z_: 切削終了点A’の座標値
U_: 一回あたりの切り込み量
L_: 工具aと工具bの刃先間の距離
F_: 切削送り速度
図5は、本実施形態の数値制御装置1上で実行される上記手順のフローチャートである。本処理は、指令解析部11によりワーク加工用のNCプログラムからサイクル加工指令(G900)が読み出された場合に実行される。
●[ステップSA02]切り込み回数nが1であるか否かを判定する。切り込み回数nが1である場合にはステップSA03へ進み、そうでない場合にはステップSA04へ進む。
●[ステップSA04]ステップSA01で解析したサイクル加工指令により指令される値に基づいて、数1式(5)を用いて工具aをワークへ接近させるための移動量を算出する。
●[ステップSA05]ステップSA03またはステップSA04で算出された移動量分だけ、工具aを早送り速度でワークに接近する方向へ移動する制御を行う。この制御により、同時に反対側にある工具bが同じ移動量の分だけ早送り速度でワークから離れる方向へ移動する。
●[ステップSA07]ステップSA06で算出された移動量分だけ、工具aを切削送り速度で移動して旋削加工を行うように制御する。この制御により、同時に反対側にある工具bが同じ移動量の分だけ切削送り速度で移動する。
●[ステップSA08]最後の加工が終了したか(切削終了点A’の座標に到達したか)を判定する。最後の加工が終了した場合には本処理を終了し、終了していない場合にはステップSA09へ進む。
●[ステップSA10]ステップSA09で算出された移動量分だけ、工具bをワークへ接近させるために、該移動量の分だけ工具aを早送り速度でワークから遠ざかる方向へ移動する制御を行う。この制御により、同時に反対側にある工具bが同じ移動量の分だけ早送り速度でワークへと接近する方向へ移動する。
●[ステップSA12]ステップSA11で算出された移動量分だけ、工具bが切削送り速度で移動して旋削加工を行うように、該移動量の分だけ工具aを切削送り速度で移動する制御を行う。この制御により、同時に反対側にある工具bが同じ移動量の分だけ切削送り速度で移動し旋削加工が行われる。
●[ステップSA14]切り込み回数nを2回分カウントアップし、ステップSA02へ戻る。
実施形態1では、本発明の数値制御装置により、図1に示すように装着されている刃物が対向するように配置されている刃物台を備えた工作機械を制御する例を説明した。本実施形態では、本発明の数値制御装置により、図6に示すような、タレットに装着した工具を備えた工作機械を制御する例を説明する。
G900 X_ Z_ U_ F_;
X_,Z_: 切削終了点A’の座標値
U_: 一回あたりの切り込み量
F_: 切削送り速度
●手順2:NCプログラムで指令された値に基づいて、数2式(2)を用いて工具aの旋削加工中のZ軸の移動量を求め、求めた移動量分だけ工具aを切削送り速度で移動させ、旋削加工を行うように制御する(動作(2))。
●手順3:手順2においてZ軸が旋削加工の切削終了点のZ座標値に達したことを検知すると、タレットをアンクランプし、該タレットに接続している回転軸を工具bで旋削加工が可能な回転位置へと回転し、再度クランプするように制御する。
●手順5:NCプログラムで指令された値に基づいて、数2式(4)を用いて工具bの旋削加工中のZ軸の移動量を求め、求めた移動量分だけ工具bを切削送り速度で移動させ、旋削加工を行うように制御する(動作(4))。
●手順6:手順5においてZ軸が旋削加工の開始点に達したことを検知すると、タレットをアンクランプし、該タレットに接続している回転軸を工具aで旋削加工が可能な回転位置へと回転し、再度クランプするように制御する。
図7は、本実施形態の数値制御装置1上で実行される上記手順のフローチャートである。本処理は、指令解析部11によりワーク加工用のNCプログラムからサイクル加工指令(G900)が読み出された場合に実行される。
●[ステップSB01]読み出されたサイクル加工指令を解析する。また、切り込み回数nを1に初期化する。
●[ステップSB02]ステップSB01で解析したサイクル加工指令により指令される値に基づいて、数2式(1)を用いて工具aをワークへ接近させるための移動量を算出する。
●[ステップSB03]ステップSB02で算出された移動量分だけ、工具aを早送り速度でワークに接近する方向へ移動する制御を行う。
●[ステップSB05]ステップSB04で算出された移動量分だけ、工具aを切削送り速度で移動して旋削加工を行うように制御する。
●[ステップSB06]ステップSB05でZ軸が旋削加工の切削終了点のZ座標値に達したことを検知した場合、最後の加工が終了したか(切削終了点A’の座標に到達したか)を判定する。最後の加工が終了した場合には本処理を終了し、終了していない場合にはステップSB07へ進む。
●[ステップSB07]タレットをアンクランプし、該タレットに接続している回転軸を工具bで旋削加工が可能な回転位置へと回転し、再度クランプするように制御する。
●[ステップSB09]ステップSB08で算出された移動量分だけ、工具bを早送り速度でワークに接近する方向へ移動する制御を行う。
●[ステップSB11]ステップSB10で算出された移動量分だけ、工具bを切削送り速度で移動して旋削加工を行うように制御する。
●[ステップSB12]ステップSB11でZ軸が旋削加工の開始点に達したことを検知すると、タレットをアンクランプし、該タレットに接続している回転軸を工具aで旋削加工が可能な回転位置へと回転し、再度クランプするように制御する。
●[ステップSB14]切り込み回数nを2回分カウントアップし、ステップSB02へ戻る。
本発明は、実施形態1,2に示した以外にも2以上の工具を適切な位置に装着している工作機械を制御して実現することが可能となる。例えば、図8は、くし型刃物台に装着した工具a,bを用いて本発明を実現する例を示している。
例えば、実施形態1,2では、工具a,工具bの先端位置がZ軸座標において一致するように刃物台またはタレットに装着しているが、各工具の先端位置がZ軸座標において一致しない場合であっても、各工具の先端位置のZ軸座標におけるずれを補正値として数値制御装置の設定領域に設定し、該補正値を用いて各動作における移動量を補正することにより上記ずれに対応することができる。また、各工具の工具長が異なる場合においても同様に、工具長の差に基づいて移動量を補正することで対応可能である。
10 メモリ
11 指令解析部
12 サイクル動作作成部
13 補間処理部
14 座標更新部
15 加減速処理部
20 サーボモータ
21 機械制御部
Claims (4)
- NCプログラムで指令されるサイクル指令に基づいて、ワークに対して旋削加工を行う工作機械を制御する数値制御装置において、
前記工作機械は、
前記ワークを第1加工方向へ移動しながら旋削加工する第1工具と、
前記ワークを前記第1加工方向とは逆方向の第2加工方向へ移動しながら旋削加工する第2工具と、
前記数値制御装置の指令により、旋削加工に用いる工具を前記第1工具および前記第2工具の内の指令された工具へと切り換えて旋削加工可能な状態とする工具切り換え部と、
を備え、
前記数値制御装置は、前記サイクル指令に基づいて、前記工作機械に指令するサイクル動作を作成するサイクル動作作成部を備え、
前記サイクル動作は、前記第1工具による前記第1加工方向への旋削加工する第1動作と、前記工具切り換え部による前記第1工具から前記第2工具への切り換える第2動作と、前記第2工具による前記第2加工方向への旋削加工する第3動作と、前記工具切り換え部による前記第2工具から前記第1工具への切り換える第4動作とを含む往復旋削加工動作を繰り返す動作である、
ことを特徴とする数値制御装置。 - 前記工具切り換え部は、
前記第1工具を装着した第1刃物台と、
前記第2工具を装着した第2刃物台と
前記第2刃物台および前記第2刃物台を、前記ワークを回転させる主軸の軸線を挟んで前記第1工具と前記第2工具とが略対向する配置で結合する結合部材と、
前記第1刃物台および前記第2刃物台を前記主軸の軸線と略垂直方向に駆動するモータと、から構成され、
前記第2動作は、前記第1工具を前記ワークから遠ざけることにより前記第2工具を前記ワークを加工する位置へと移動させる動作であり、
前記第4動作は、前記第2工具を前記ワークから遠ざけることにより前記第1工具を前記ワークを加工する位置へと移動させる動作である、
ことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 前記工具切り換え部は、
前記第1工具および前記第2工具を装着したタレットと、
前記タレットを駆動するモータと、
から構成され、
前記第2動作は、前記タレットを回転させることにより前記第2工具を割り出した後、前記第2工具を前記ワークを加工する位置へと移動させる動作であり、
前記第4動作は、前記タレットを回転させることにより前記第1工具を割り出した後、前記第1工具を前記ワークを加工する位置へと移動させる動作である、
ことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 前記工具切り換え部は、
前記第1工具および前記第2工具を装着したくし形刃物台と、
前記くし形刃物台を駆動する駆動部と、
から構成され、
前記第2動作は、前記くし形刃物台を駆動することにより前記第2工具を割り出した後、前記第2工具を前記ワークを加工する位置へと移動させる動作であり、
前記第4動作は、前記くし形刃物台を駆動することにより前記第1工具を割り出した後、前記第1工具を前記ワークを加工する位置へと移動させる動作である、
ることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
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