JP2023051252A - Machine tool, processing route generation method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、工具を装着する主軸の加工経路を生成する工作機械、加工経路生成方法及びコンピュータプログラムに関する。 The present technology relates to a machine tool, a machining path generation method, and a computer program that generate a machining path for a spindle on which a tool is mounted.
ワークの表面、例えばワークの外周又はワークの孔の内周に生じたバリを除去する場合、工作機械の主軸に工具を装着し、主軸はワークの外周又は内周に沿って移動し、バリの除去を行う。工作機械は主軸の移動前に加工経路を生成する。加工経路に沿って主軸は移動する。 When removing burrs formed on the surface of a work, for example, the outer circumference of the work or the inner circumference of a hole in the work, the tool is mounted on the spindle of the machine tool, and the spindle moves along the outer circumference or inner circumference of the work, removing burrs. remove. The machine tool generates a machining path before moving the spindle. The spindle moves along the machining path.
主軸の加工経路はオフラインティーチングで生成することができる。オフラインティーチングはワークと主軸の干渉を回避する為の主軸の加工経路をワークのCADデータを基に自動的に生成することができる(例えば特許文献1参照)。
The machining path of the spindle can be generated by off-line teaching. Off-line teaching can automatically generate a spindle machining path for avoiding interference between the workpiece and the spindle based on the CAD data of the workpiece (see
しかし、加工経路は大まかな経路であり、加工経路の生成後、精度の高い加工経路を作成する為に、操作者は主軸の動作を確認しながら加工経路を修正する必要がある。 However, the machining path is a rough path, and after the machining path is generated, the operator needs to correct the machining path while checking the operation of the spindle in order to create a highly accurate machining path.
本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、精度の高い加工経路の生成をする為の操作者の修正作業を削減できる工作機械、加工経路生成方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and aims to provide a machine tool, a machining path generation method, and a computer program that can reduce operator's correction work for generating a highly accurate machining path. and
本開示の一実施形態に係る工作機械は、工具を装着する主軸と、複数の基準点に基づいて定まるマスターワークの外周側又は内周側の基準経路に沿って、前記マスターワークの周縁部への前記主軸の接近動作及び前記周縁部からの前記主軸の離隔動作を行う移動部と、前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触するか否かを判定する離隔時接触判定部と、該離隔時接触判定部にて前記工具が前記マスターワークに接触すると判定した場合、前記離隔動作における離隔方向を変更する変更部と、前記移動部による接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触したか否か判定する接近時接触判定部と、該接近時接触判定部にて接触したと判定する都度、前記主軸の座標を取得する取得部と、前記取得部により取得した複数の座標に基づき、前記主軸の加工経路を生成する生成部とを備える。 A machine tool according to an embodiment of the present disclosure is a spindle on which a tool is mounted, and along a reference path on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the master work determined based on a plurality of reference points, to the peripheral edge of the master work. a moving unit that performs an approaching operation of the main shaft and a separating operation of the main shaft from the peripheral edge portion; a separation contact determination unit that determines whether the tool contacts the master work during the separating operation; When the separation contact determination unit determines that the tool contacts the master work, a change unit that changes the separation direction in the separation operation, and whether the tool contacts the peripheral edge portion during the approach operation by the moving unit an acquisition unit that acquires the coordinates of the main axis each time the approach contact determination unit determines that there is contact; and based on the plurality of coordinates acquired by the acquisition unit, the a generation unit that generates a machining path for the spindle.
本開示においては、主軸は基準経路に沿ってマスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの離隔動作を繰り返す。接近動作時に工具が周縁部に接触した場合、工作機械は主軸の座標を取得し、座標に基づき、加工経路を生成する。また、例えばマスターワークの外周側及び内周側の何れに主軸が位置するのかによって、マスターワークに干渉せずに離隔可能な方向は異なる。基準点を通過する場合、離隔動作時に工具がマスターワークに接触するか否か判定し、接触すると判定した場合、離隔方向を変更し、離隔動作中に主軸がマスターワークに干渉することを自動的に防止する。 In the present disclosure, the spindle repeats an approaching motion to and away from the peripheral edge of the masterwork along the reference path. When the tool touches the periphery during the approaching operation, the machine tool acquires the coordinates of the spindle and generates a machining path based on the coordinates. Further, the direction in which the masterwork can be separated without interfering with the masterwork differs depending on whether the spindle is positioned on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the masterwork, for example. When passing through the reference point, it is determined whether or not the tool will contact the master work during the separation operation. to prevent.
本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記離隔時接触判定部は、前記主軸に作用したトルクが予め定めた閾値以上である場合、前記工具は前記マスターワークに接触すると判定する。 In the machine tool according to an embodiment of the present disclosure, the separated contact determination unit determines that the tool contacts the master work when the torque acting on the spindle is equal to or greater than a predetermined threshold.
本開示においては、離隔動作時に、主軸に作用したトルクが予め定めた閾値以上であるか否か判定し、工具のマスターワークへの干渉の有無を確認する。 In the present disclosure, during the separation operation, it is determined whether or not the torque acting on the spindle is equal to or greater than a predetermined threshold value, and the presence or absence of interference of the tool with the masterwork is confirmed.
本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記移動部は、前記主軸の中心と、前記主軸の進行方向にて前記主軸から最短に位置する前記基準点とを結ぶ線を境界にした第一領域及び第二領域の一方の領域への前記離隔動作を行い、前記離隔時接触判定部にて前記工具が前記マスターワークに接触したと判定した場合、前記変更部は、前記第一領域及び第二領域の他方の領域への前記離隔動作を行うように、前記離隔方向を変更する。 In the machine tool according to one embodiment of the present disclosure, the moving part has a first moving part bounded by a line connecting the center of the spindle and the reference point positioned closest to the spindle in the traveling direction of the spindle. When the separation operation to one of the region and the second region is performed, and the separation contact determination unit determines that the tool has come into contact with the master work, the change unit performs the first region and the second region. The separating direction is changed so as to perform the separating operation to the other of the two regions.
本開示においては、第一領域及び第二領域の一方の領域への離隔動作を行う場合であって、工具はマスターワークに接触すると判定したとき、第一領域及び第二領域の他方の領域への離隔動作を行うように、離隔方向を変更し、離隔動作中でのマスターワークへの干渉を防止する。 In the present disclosure, in the case of performing a separation operation to one of the first region and the second region, when it is determined that the tool contacts the master work, to the other region of the first region and the second region to prevent interference with the master work during the separating operation.
本開示の一実施形態に係る加工経路生成方法は、工具を装着する主軸の加工経路を生成する加工経路生成方法において、複数の基準点に基づいて定まるマスターワークの外周側又は内周側の基準経路に沿って、工具を装着する主軸の前記マスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの前記主軸の離隔動作を行い、前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触するか否かを判定し、前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触すると判定した場合、前記離隔動作における離隔方向を変更し、前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触するか否か判定し、前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触すると判定する都度、前記主軸の座標を取得し、取得した複数の座標に基づき、前記加工経路を生成する。 A machining path generation method according to an embodiment of the present disclosure is a machining path generation method for generating a machining path for a spindle on which a tool is mounted, wherein the reference points on the outer or inner circumference side of the masterwork are determined based on a plurality of reference points. Along the path, the spindle on which the tool is mounted is moved toward the peripheral edge of the master work and the spindle is moved away from the peripheral edge, and whether or not the tool contacts the master work during the moving away. If it is determined that the tool will come into contact with the master work during the separating operation, the separation direction in the separating operation is changed, and it is judged whether the tool will come into contact with the peripheral portion during the approaching operation. and acquiring the coordinates of the main axis each time it is determined that the tool comes into contact with the peripheral portion during the approaching operation, and generating the machining path based on the acquired plurality of coordinates.
本開示においては、主軸は基準経路に沿ってマスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの離隔動作を交互に繰り返す。接近動作時に工具が周縁部に接触した場合、工作機械は主軸の座標を取得し、座標に基づき、加工経路を生成する。また、例えばマスターワークの外周側及び内周側の何れに主軸が位置するのかによって、マスターワークに干渉せずに離隔可能な方向は異なる。基準点を通過する場合、離隔動作時に工具がマスターワークに接触するか否か判定し、接触すると判定した場合、離隔方向を変更し、離隔動作中に主軸がマスターワークに干渉することを自動的に防止する。 In the present disclosure, the spindle alternately repeats an approaching motion to the peripheral edge of the masterwork and a moving away from the peripheral edge along the reference path. When the tool touches the periphery during the approaching operation, the machine tool acquires the coordinates of the spindle and generates a machining path based on the coordinates. Further, the direction in which the masterwork can be separated without interfering with the masterwork differs depending on whether the spindle is positioned on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the masterwork, for example. When passing through the reference point, it is determined whether or not the tool will contact the master work during the separation operation. to prevent.
本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、工具を装着する主軸の加工経路を生成する工作機械にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、前記工作機械に、複数の基準点に基づいて定まるマスターワークの外周側又は内周側の基準経路に沿って、工具を装着する主軸の前記マスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの前記主軸の離隔動作を行い、前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触するか否かを判定し、前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触すると判定した場合、前記離隔動作における離隔方向を変更し、前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触するか否か判定し、前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触すると判定する都度、前記主軸の座標を取得し、取得した複数の座標に基づき、前記加工経路を生成する処理を実行させる。 A computer program according to an embodiment of the present disclosure is a computer program that is executable by a machine tool that generates a machining path for a spindle on which a tool is mounted. Along the reference path on the outer peripheral side or the inner peripheral side, the spindle on which the tool is mounted is moved toward the peripheral edge of the masterwork and the spindle is separated from the peripheral edge. It is determined whether or not the tool will come into contact with the master work, and if it is determined that the tool will come into contact with the master work during the separating operation, the separating direction in the separating operation is changed, and the tool moves toward the peripheral edge portion during the approaching operation. each time it is determined that the tool contacts the peripheral portion during the approaching operation, the coordinates of the main axis are acquired, and the processing path is generated based on the acquired plurality of coordinates. let it run.
本開示においては、主軸は基準経路に沿ってマスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの離隔動作を交互に繰り返す。接近動作時に工具が周縁部に接触した場合、工作機械は主軸の座標を取得し、座標に基づき、加工経路を生成する。また、例えばマスターワークの外周側及び内周側の何れに主軸が位置するのかによって、マスターワークに干渉せずに離隔可能な方向は異なる。基準点を通過する場合、離隔動作時に工具がマスターワークに接触するか否か判定し、接触すると判定した場合、離隔方向を変更し、離隔動作中に主軸がマスターワークに干渉することを自動的に防止する。 In the present disclosure, the spindle alternately repeats an approaching motion to the peripheral edge of the masterwork and a moving away from the peripheral edge along the reference path. When the tool touches the periphery during the approaching operation, the machine tool acquires the coordinates of the spindle and generates a machining path based on the coordinates. Further, the direction in which the masterwork can be separated without interfering with the masterwork differs depending on whether the spindle is positioned on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the masterwork, for example. When passing through the reference point, it is determined whether or not the tool will contact the master work during the separation operation. to prevent.
本開示の一実施形態に係る工作機械、加工経路生成方法及びコンピュータプログラムにあっては、主軸は基準経路に沿ってマスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの離隔動作を繰り返す。接近動作時に工具が周縁部に接触した場合、工作機械は主軸の座標を取得し、座標に基づき、加工経路を精度良く生成し、操作者の修正作業を削減できる。また、例えばマスターワークの外周側及び内周側の何れに主軸が位置するのかによって、マスターワークに干渉せずに離隔可能な方向は異なる。基準点を通過する場合、離隔動作時に工具がマスターワークに接触するか否か判定し、接触すると判定した場合、離隔動作における離隔方向を変更するので、離隔動作中に主軸がマスターワークに干渉することを自動的に防止し、操作者の修正作業を削減できる。 In the machine tool, machining path generation method, and computer program according to an embodiment of the present disclosure, the spindle repeats the movement of approaching and separating from the peripheral edge of the masterwork along the reference path. When the tool comes into contact with the peripheral edge during the approaching operation, the machine tool acquires the coordinates of the spindle, accurately generates the machining path based on the coordinates, and can reduce the operator's correction work. Further, the direction in which the masterwork can be separated without interfering with the masterwork differs depending on whether the spindle is positioned on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the masterwork, for example. When passing through the reference point, it is determined whether or not the tool will contact the master work during the separation operation. This can be automatically prevented and the operator's correction work can be reduced.
以下本発明を実施の形態に係る工作機械1を示す図面に基づいて説明する。図1は工作機械1の略示斜視図、図2は工作機械1の構成を示すブロック図である。以下の説明では、図に示す上下前後左右を使用する。
Hereinafter, the present invention will be described based on the drawings showing a
工作機械1は平面視矩形の基台2を備える。基台2上面に、基台2上と平行な複数の補強筒2aが形成してある。基台2中央部の補強筒2aに保持台3が設けてある。保持台3は偏平な円柱状をなし、ワークを保持する。
A
保持台3の周囲に三つの立柱4が設けてある。立柱4は補強筒2aから上側に延びる。三つの立柱4は平面視にて、約120度の位相間隔を空けて配置してある。各立柱4の保持台3側の側面に軌道5が設けてある。軌道5は上下方向に延びる。
Three standing
軌道5に移動部6が設けてある。軌道5には駆動源が設けてあり、例えばボールねじ14と移動軸モータ13(図2参照)が設けてある。移動軸モータ13が駆動するボールねじ14によって、移動部6は軌道5に沿って上下方向に移動可能である。即ち、移動部6は後述する第一支持盤10に交差する方向に移動可能である。
移動部6の保持台3側の側面に、後述する第一リンク11及び第二リンク21を取り付ける取付部が設けてある。取付部は例えば穴又は凸部である。
A moving
A mounting portion for mounting a
保持台3の上側に第一支持盤10が配置してある。第一支持盤10は平面視三角形状をなし、保持台3上面に略平行である。第一支持盤10の三つの辺部は三つの立柱4にそれぞれ対向する。即ち、三つの辺部は三つの移動部6にそれぞれ対応する。各辺部と各移動部6とは、平行な二つの第一リンク11によって連結する。第一リンク11は棒状をなす。二つの第一リンク11の一端部は辺部の両端部に、回転可能な継手7を介してそれぞれ連結する。二つの第一リンク11の他端部は移動部6に、回転可能な継手7を介してそれぞれ連結する。継手7は、例えば自在継手である。
A
第一支持盤10は上側及び下側に突出した主軸30を保持する。主軸30は端部に工具30aを把持する。第二支持盤20が第一支持盤10の上側に配置してあり、第一支持盤10と第二支持盤20の間に、上下方向を軸方向とした連結筒8が設けてある。連結筒8は第一支持盤10と第二支持盤20を連結する。連結筒8は第一支持盤10及び第二支持盤20を一体化する。
The
主軸30の上部は連結筒8の内側に挿入してあり、第二支持盤20を貫通する。第二支持盤20は平面視三角形状をなし、第一支持盤10に略平行である。第二支持盤20の三つの辺部は三つの立柱4にそれぞれ対向する。即ち、三つの辺部は三つの移動部6にそれぞれ対応する。各辺部と各移動部6とは、平行な二つの第二リンク21によって連結する。第二リンク21は棒状をなす。二つの第二リンク21の一端部は辺部の両端部に、回転可能な継手7を介してそれぞれ連結する。二つの第二リンク21の他端部は移動部6に、回転可能な継手7を介してそれぞれ連結する。継手7は、例えば自在継手である。
The upper part of the
連結筒8は平面視六角形状をなし、連結筒8上端部の六つの辺部の内、周方向に一つ飛ばしで隣り合う三つの辺部が第二支持盤20の三つの辺部に連結する。連結筒8下端部の六つの辺部の内、周方向に一つ飛ばしで隣り合う三つの辺部が第一支持盤10の三つの辺部に連結する。
The connecting
三つの移動部6が同じ高さ位置にある場合、主軸30は保持台3の中央略直上に位置する。二つの移動部6が同じ上下位置にあり、他の一つの移動部6が前記二つの移動部6よりも下方に移動する場合、主軸30は、上下位置を変更すること無く、下方に移動する移動部6の反対側に向けて、水平方向に移動する。
When the three moving
二つの移動部6が同じ上下位置にあり、他の一つの移動部6が二つの移動部6よりも上方に移動する場合、主軸30は、上下位置を変更すること無く、上方に移動する移動部6に向けて、水平方向に移動する。三つの移動部6が同じ距離上下方向に移動した場合、主軸30は上下方向に移動する。これらの移動を組み合わせて、工作機械1は主軸30を所望の上下前後左右位置に位置決めする。
When the two moving
主軸30は、主軸モータ12を備える。所望の位置に位置決めした主軸30は主軸モータ12の駆動によって回転し、主軸30に装着した工具30aは保持台3に保持したワークを加工する。
The
図2に示す如く、制御装置40は、CPU41、記憶部42、RAM43、入出力インタフェース44、操作部45、及び表示部46を備える。CPU41は、工作機械1の各部の動作を制御する。記憶部42は書き換え可能なメモリであり、例えばEPROM、EEPROM等である。記憶部42はプログラム製品を記憶し、本実施例では工作機械1を制御する制御プログラム(不図示)、ワーク95を加工する加工プログラムを複数記憶した加工プログラムDB421、及び加工経路生成プログラム422を記憶する。プログラム422は加工経路を生成する処理を実行する為のプログラムであり、例えばCD-ROMやDVD-ROM、USBメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体423に格納された状態で提供され、制御装置40にインストールすることにより記憶部42に格納される。また通信網に接続されている図示しない外部コンピュータからプログラム422を取得し、記憶部42に記憶させてもよい。
As shown in FIG. 2, the
記憶部42は後述する主軸モータ12のトルクと比較する為の閾値、離隔方向を示すフラグ、即ち第一領域A1に向かう方向を示すフラグ「1」又は第二領域A2に向かう方向を示すフラグ「2」等を記憶する。
The
作業者が操作部45を操作した場合、操作部45から入出力インタフェース44に信号が入力する。操作部45は例えばキーボード、ボタン、タッチパネル等である。入出力インタフェース44は表示部46に信号を出力する。表示部46は液晶表示パネル等であり、文字、図形、記号等を表示する。
When the operator operates the
制御装置40は更に、主軸モータ12のトルクを検出するトルク検出器12a、主軸モータ12に対応した主軸制御回路47、サーボアンプ48、移動軸モータ13に対応した移動軸制御回路49及びサーボアンプ50を備える。主軸制御回路47はCPU41からの指令に基づいて、主軸モータ12の回転方向、回転数等の目標値を示す命令をサーボアンプ48に出力する。サーボアンプ48は命令に基づいて主軸モータ12に電力を供給する。トルク検出器12aは主軸モータ12のトルクを検出し、CPU41は入出力インタフェース44を介して前記トルクを取得する。エンコーダ18は、主軸モータ12の回転位置及び速度を検出し、検出信号をサーボアンプ48に送る。サーボアンプ48は検出信号と目標値とを比較して、出力する電力を制御する。
The
移動軸制御回路49はCPU41からの指令に基づいて、3つの移動部6の移動方向、速度等の目標値を示す命令をサーボアンプ50に出力する。サーボアンプ50は命令に基づいて移動軸モータ13に電力を供給する。エンコーダ19は、移動軸モータ13の回転位置及び速度を検出し、検出信号をサーボアンプ50に送る。サーボアンプ50は検出信号と目標値とを比較して、出力する電力を制御する。
Based on a command from the
図3は、基準経路の生成を説明するための説明図、図4は、加工経路の生成を説明するための説明図、図5は、加工経路に基づく加工を説明するための説明図である。
本実施形態の加工経路生成方法においては、バリ取り済みのマスターワーク9を工作機械1の保持台3に保持する。工具30aを主軸30の先端に装着する。
図3に示す如く、従来のCAMソフトを用いる、オンラインティーチングを行う等の方法により、マスターワーク9の外周側に基準経路L0 を生成する。基準経路L0 は、基準経路L0 上の複数の教示点Pn (nは自然数)により教示される。教示点は基準点に対応する。
プログラム422に基づき基準経路L0 に沿って、主軸30はマスターワーク9の周縁部への接近動作及び前記周縁部からの離隔動作を交互に行う。周縁は外周の縁及び内周の縁を含む。接近動作とはマスターワーク9に近づく動作であり、離隔動作とはマスターワーク9から離れる動作を示す。
3 is an explanatory diagram for explaining the generation of the reference path, FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the generation of the machining path, and FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining machining based on the machining path. .
In the machining path generation method of this embodiment, the deburred
As shown in FIG. 3, a reference path L0 is generated on the outer peripheral side of the
Based on the
CPU41は、接近動作時に工具30aが前記周縁部に接触したか否かを判定し、接触したと判定する都度、主軸30の中心Pの座標を取得する。CPU41は移動軸モータ13の回転位置をエンコーダ19を用いて取得し、取得した回転位置を用いて主軸30の中心Pの座標を演算する。
図4に示す如く、CPU41は取得した複数の中心Pの座標に基づいて、加工経路L1 を生成する。
バリのあるワーク95をバリ取り加工する場合、保持台3にワーク95を保持する。対応する加工プログラムに基づいて、図5に示す如く、工具30aを装着した主軸30を加工経路L1 に沿って移動させ、ワーク95の加工を行う。
The
As shown in FIG. 4, the
When deburring a
図6は、表示部46の表示画面の一例である。加工経路L1 を生成する為に、CPU41は、表示画面の右側に、マスターワークと、教示点Pn (n=1、2、3、・・・)と、基準経路L0 とを斜視図又は平面図として表示する。斜視図又は平面図は作業者の操作により切り替わるようにしてもよい。CPU41は、表示画面の左側に探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量の入力欄を表示する。探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量の詳細は後述する。
FIG. 6 is an example of a display screen of the
作業者は表示部46によりCPU41が表示した基準経路L0 を確認し、操作部45により基準経路L0 の補正したい部分がある場合、矢印で示す。作業者は探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量を入力する。探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量は候補を示して作業者により選択するようにしてもよい。
The operator confirms the reference route L 0 displayed by the
CPU41は、作業者が入力した探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量を取得し、補正部分を取得した場合はこれを入力し、補正部分は探索ピッチを小さくする等し、探索の条件を設定する。設定した条件に基づき、CPU41は加工経路L1 を生成する。
The
図7は、加工経路L1 の生成方法を説明する説明図、図8は、図7の部分拡大図である。基準経路L0 は、加工プログラムDB421に始めに記憶してある経路である。基準経路L0 上に複数の教示点Pn (n=1、2、3、・・・)を有する。CPU41は、基準経路L0 に沿って、設定した探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量に基づいて、主軸30がジグザグに移動する探索経路Tを生成する。図7中、点Pa は離隔時における主軸30の中心点であり、点P1a、P1b、P1c、P2a、P2b、・・・は、接近動作している場合に、マスターワーク9に接触した時における主軸30の中心点である。点Pa と主軸30の中心点P1a、P1b、P1c、P2a、P2b、・・・を繋ぐ折れ線が探索経路Tである。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the method of generating the machining path L1 , and FIG. 8 is a partial enlarged view of FIG. The reference path L 0 is the path initially stored in the
図8に示す如く、主軸30の中心点はP0 からP1 に移動し、マスターワーク9に接近し、マスターワーク9に接触する。接触時の主軸30の中心点はP1aである。CPU41は、主軸30の中心点P1aから、教示点P2へ向かい、第一長さを有する第一ベクトルaと、第一ベクトルaに直交し、第二長さを有する第二ベクトルbとを演算する。第一長さは図7の探索ピッチと等しく、接近動作中の接触時における主軸30の中心点からの距離である。第二長さは図7の離隔量であり、主軸30がマスターワーク9の周縁部に接触後、前記周縁部から離隔する距離である。
As shown in FIG. 8, the center point of
CPU41は第一ベクトルa及び第二ベクトルbの和である第三ベクトルcを演算し、第三ベクトルcに基づき、主軸30を離隔させる。尚、角度θa を予め記憶部42に記憶するか、又は求めておき、ベクトルaに対し、角度θa をなすように第三ベクトルcを求めてもよい。
The
次に、第二ベクトルbと逆の向きを有し、第二長さに計測時移動量(図7参照)を加えた第三長さを有する第四ベクトルdに基づいて、主軸30を接近させる。計測時移動量は、接近動作の為に第二長さに加算される距離である。マスターワーク9との接触を検出するまで、マスターワーク9の内側の、第四ベクトルdの終点Pb を目指して接近動作を行う。実際には終点Pb に至るまでにマスターワーク9に主軸30は接触し、接触後、主軸30は移動せず、終点Pb に至る為に必要な量、移動軸モータ13は回転する。
Next, based on a fourth vector d having a direction opposite to that of the second vector b and having a third length obtained by adding the movement amount during measurement (see FIG. 7) to the second length, the
接触時の主軸30の中心P1cと教示点P2との間の距離Dが探索ピッチ未満になった場合、P1cから、次の教示点P3 へ向かい、第一長さを有する第一ベクトルaと、第一ベクトルaに直交し、第二長さを有する第二ベクトルbとの和の第三ベクトルcに基づき、主軸30を離隔させる。このようにしてCPU41は離隔動作及び接触動作を交互に行い、CPU41は、接近動作時に主軸30がマスターワーク9に接触する都度、主軸30の中心点の座標を記憶する。CPU41は、記憶した複数の座標に基づき、主軸30の加工経路を生成する。
When the distance D between the center P1c of the
図8に示す如く、主軸30の中心点P1aと、主軸30の進行方向にて主軸30から最短に位置する教示点(基準点)P2とを結ぶ線を境界にした場合、領域を第一領域A1及び第二領域A2に分けることができる。図8では、主軸30は第一領域A1への離隔動作を行う。
As shown in FIG. 8, when the line connecting the center point P1a of the
図9は、主軸30の離隔方向の変更を説明するためのマスターワーク9の略示斜視図である。図9の小丸は教示点Pn (n=1、2、・・・・)である。図9に示す如く、マスターワーク9は土台9dと、土台9dから突出した筒部9aと、土台9dを貫通した穴部9bとを備える。筒部9a及び穴部9bは隣接する。図9の矢印は、加工経路生成時における主軸30の進行方向を示す。図9の矢印に示す如く、主軸30は筒部9aの外周を一周した後、経路9cを移動し、穴部9bの内周を一周する。経路9cは筒部9aの教示点と穴部9bの教示点とを最短で結ぶ経路である。
FIG. 9 is a schematic perspective view of the
主軸30は筒部9aの外周を移動する場合、離隔可能な方向は進行方向に対して左側である。一方、穴部9bの内周を移動する場合、離隔可能な方向は進行方向に対して右側である。進行方向に対して左側の領域は図8の第一領域A1に対応し、進行方向に対して右側の領域は図8の第二領域A2に対応する。即ち、加工経路生成時に主軸30はマスターワーク9から離隔する方向を変更する必要がある。尚経路9cを移動する場合、主軸30は左側に離隔するが、右側に移動してもよい。
When the
CPU41は主軸30が教示点を通過する都度、離隔方向を変更する必要があるか否か確認する為の処理を実行する。CPU41は、主軸30を直前の離隔方向と同じ方向に離隔させ、主軸モータ12を低速回転させる。主軸モータ12のトルクが記憶部42に記憶した閾値以上であるか否か判定し、閾値以上である場合、離隔動作時に工具30aがマスターワーク9に接触すると判定し、離隔方向を変更する。
Each time the
図10は、CPU41による加工経路生成処理を説明するフローチャートである。CPU41は基準経路L0 、探索教示点及び補正教示点等を取得する(S1)。CPU41は作業者の操作により加工プログラムのNo.を取得し、加工プログラムDB421を参照し、対応するNo.の加工プログラムの加工経路の欄の基準経路L0 を取得する。又は主軸30を移動させて工具30aをマスターワーク9に当て、マスターワーク9の角部を示す点、及び工具30aの姿勢が変化する点の座標を取得し、これらの教示点Pn に基づいて、基準経路L0 を取得する。また探索経路の演算に使用する為の教示点である探索教示点と、離隔方向の変更に使用する為の教示点である変更教示点とを取得する。初期状態において、探索教示点及び変更教示点は何れも教示点P2である。
FIG. 10 is a flowchart for explaining machining path generation processing by the
CPU41は、表示部46に、基準経路L0 と、探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量の条件の入力欄とを表示する(S2、図6参照)。CPU41は、作業者が入力した探索ピッチ、離隔量及び計測時移動量を取得し、補正部分を取得した場合はこれを入力し、補正部分は探索ピッチを小さくする等し、探索の条件を設定する(S3)。
The
CPU41は主軸30の接近動作を実行し(S4)、工具30aがマスターワーク9に接触したか否か判定する(S5)。CPU41は、主軸モータ12を低速で回転(正転又は逆回転)させながら、主軸30をマスターワーク9に接近させる。低速は例えば100~1000rpmである。CPU41は、主軸モータ12のトルクが記憶部42に記憶した閾値以上であるか否か判定し、主軸モータ12のトルクが閾値以上である場合、工具30aがマスターワーク9に接触したと判定する。
The
工具30aがマスターワーク9に接触してないと判定した場合(S5:NO)、CPU41はステップS5に処理を戻す。工具30aがマスターワーク9に接触したと判定した場合(S5:YES)、CPU41は主軸30の座標、即ち主軸30の中心座標を取得する(S6)。ステップS5を実行するCPU41は接近時接触判定部に対応し、ステップS6を実行するCPU41は取得部に対応する。
When determining that the
CPU41は接触時の主軸30の中心と探索教示点との間の距離Dが探索ピッチ未満であるか否か判定する(S7)。距離Dが探索ピッチ未満でない場合(S7:NO)、CPU41は探索経路、即ち離隔時における主軸30の目標中心位置を演算する(S9)。距離Dが探索ピッチ未満である場合(S7:YES)、CPU41は探索教示点を更新し(S8)、ステップS9に処理を進める。ステップS8において、例えばCPU41は探索教示点を教示点P2からP3に更新する。
The
ステップS9の処理後、CPU41は変更教示点を通過したか否か判定する(S10)。CPU41は変更教示点の座標と、ステップS6で取得した座標とを比較し、取得した座標が変更教示点の座標よりも主軸30の進行方向前側に位置するか否か判定する。
After the process of step S9, the
変更教示点を通過していない場合(S10:NO)、CPU41は、フラグが示す方向への主軸30の離隔動作を実行する(S11)。初期状態において、例えば離隔方向を示すフラグは「1」であり、主軸30は第一領域A1に向けて離隔し、離隔時にマスターワーク9に接触しない。CPU41は主軸30の全ての中心座標の探索が終了したか否か判定する(S12)。主軸30の全ての中心座標の探索が終了していないと判定した場合(S12:NO)、CPU41はステップS4に処理を戻す。
If the change teaching point has not been passed (S10: NO), the
変更教示点を通過している場合(S10:YES)、CPU41は変更教示点を更新する(S14)。例えばCPU41は変更教示点を教示点P2からP3に更新する。CPU41は探索教示点を通過していなくても、距離Dが探索ピッチ未満であれば探索教示点を更新するが、変更教示点を通過した場合にのみ、変更教示点を更新する。
If the change teaching point is passed (S10: YES), the
CPU41は低速での離隔動作を実行する(S15)。CPU41は主軸30を低速で回転させながら、接近動作の移動方向とは反対方向、即ち第一領域A1側に低速で移動させる。CPU41は主軸モータ12のトルクが閾値以上であるか否か判定する(S16)。
The
前記トルクが閾値以上である場合(S16:YES)、即ち主軸30が離隔不可能である場合、主軸30の移動を停止し(S17)、離隔方向を変更する(S18)。即ち、CPU41は離隔方向を示すフラグを「2」に変更する。CPU41は主軸30を元の位置、即ちステップS6で取得した座標が示す位置に戻す(S19)。ステップS16において、前記トルクが閾値以上でない場合(S16:NO)、即ち主軸30が離隔可能である場合、ステップS12に処理を進める。ステップS16を実行するCPU41は離隔時接触判定部に対応し、ステップS18を実行するCPU41は変更部に対応する。
If the torque is equal to or greater than the threshold (S16: YES), that is, if the
ステップS19の実行後、CPU41はステップS9に処理を進める。ステップS12において、主軸30の全ての中心座標の探索が終了したと判定した場合(S12:YES)、CPU41は記憶した複数の中心座標に基づき、加工経路を生成し、生成した加工経路を記憶部42に記憶して(S13)、処理を終了する。ステップS13を実行するCPU41は生成部に対応する。
After executing step S19, the
尚、主軸30に力覚センサを設け、該力角センサにて検知した負荷が所定値以上である場合、又は移動軸モータ13に作用するトルクが所定値以上である場合に、工具30aとマスターワーク9とが接触したと判定してもよい。
A force sensor is provided on the
実施の形態に係る工作機械1にあっては、主軸30は基準経路に沿ってマスターワーク9の周縁部への接近動作及び前記周縁部からの離隔動作を交互に繰り返す。接近動作時に工具30aが周縁部に接触した場合、CPU41は主軸30の座標を取得し、座標に基づき、加工経路を精度良く生成し、操作者の修正作業を削減できる。またマスターワーク9の外周側及び内周側の何れに主軸が位置するのかによって、マスターワーク9に干渉せずに離隔可能な方向は異なる。教示点を通過する場合、離隔動作時に工具30aがマスターワーク9に接触するか否か判定し、接触すると判定した場合、離隔方向を変更するので、離隔動作中に主軸30がマスターワーク9に干渉することを自動的に防止し、操作者の修正作業を削減できる。
In the
また離隔動作時に、主軸30に作用したトルクが予め定めた閾値以上であるか否か判定し、工具30aのマスターワーク9への干渉の有無を確認することができる。また第一領域A1及び第二領域A2の一方の領域への離隔動作を行う場合であって、工具30aはマスターワーク9に接触すると判定したとき、第一領域A1及び第二領域A2の他方の領域への離隔動作を行うように、離隔方向を変更し、離隔動作中でのマスターワーク9への干渉を防止することができる。
Also, during the separation operation, it is possible to determine whether or not the torque acting on the
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. The technical features described in each embodiment can be combined with each other, and the scope of the present invention is intended to include all modifications within the scope of the claims and the scope of equivalents to the scope of the claims. be done.
1 工作機械
30 主軸
30a 工具
40 制御装置
41 CPU
42 記憶部
43 RAM
1
42
Claims (5)
複数の基準点に基づいて定まるマスターワークの外周側又は内周側の基準経路に沿って、前記マスターワークの周縁部への前記主軸の接近動作及び前記周縁部からの前記主軸の離隔動作を行う移動部と、
前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触するか否かを判定する離隔時接触判定部と、
該離隔時接触判定部にて前記工具が前記マスターワークに接触すると判定した場合、前記離隔動作における離隔方向を変更する変更部と、
前記移動部による接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触したか否か判定する接近時接触判定部と、
該接近時接触判定部にて接触したと判定する都度、前記主軸の座標を取得する取得部と、
前記取得部により取得した複数の座標に基づき、前記主軸の加工経路を生成する生成部と
を備える
工作機械。 a spindle on which the tool is mounted;
The main spindle is moved toward and away from the peripheral edge of the masterwork along a reference path on the outer or inner peripheral side of the masterwork determined based on a plurality of reference points. a moving part;
a separation contact determination unit that determines whether or not the tool contacts the master work during the separation operation;
a changing unit that changes the separation direction in the separation operation when the separation contact determination unit determines that the tool contacts the master work;
an approaching contact determination unit that determines whether or not the tool has contacted the peripheral portion during the approaching operation by the moving unit;
an acquisition unit that acquires the coordinates of the main axis each time the approach contact determination unit determines that a contact has occurred;
A machine tool comprising: a generation unit that generates a machining path for the spindle based on the plurality of coordinates acquired by the acquisition unit.
請求項1に記載の工作機械。 2. The machine tool according to claim 1, wherein the separated contact determination unit determines that the tool contacts the master work when torque acting on the spindle is equal to or greater than a predetermined threshold value.
前記離隔時接触判定部にて前記工具が前記マスターワークに接触したと判定した場合、前記変更部は、前記第一領域及び第二領域の他方の領域への前記離隔動作を行うように、前記離隔方向を変更する
請求項1又は2に記載の工作機械。 The moving part moves the moving part to one of the first area and the second area bounded by a line connecting the center of the main axis and the reference point positioned closest to the main axis in the advancing direction of the main axis. perform a separation action,
When the separation contact determination unit determines that the tool has come into contact with the master work, the change unit performs the separation operation to the other of the first region and the second region. The machine tool according to claim 1 or 2, wherein the separating direction is changed.
複数の基準点に基づいて定まるマスターワークの外周側又は内周側の基準経路に沿って、工具を装着する主軸の前記マスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの前記主軸の離隔動作を行い、
前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触するか否かを判定し、
前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触すると判定した場合、前記離隔動作における離隔方向を変更し、
前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触するか否か判定し、
前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触すると判定する都度、前記主軸の座標を取得し、
取得した複数の座標に基づき、前記加工経路を生成する
加工経路生成方法。 In a machining path generation method for generating a machining path for a spindle on which a tool is mounted,
Along the reference path on the outer or inner peripheral side of the master work determined based on a plurality of reference points, the spindle on which the tool is mounted approaches the peripheral edge of the master work and separates the spindle from the peripheral edge. perform the action,
determining whether or not the tool contacts the master work during the separating operation;
changing the separating direction in the separating operation when it is determined that the tool contacts the master work during the separating operation;
determining whether or not the tool contacts the peripheral portion during the approaching operation;
acquiring the coordinates of the spindle each time it is determined that the tool contacts the peripheral portion during the approaching operation;
A machining path generation method for generating the machining path based on a plurality of acquired coordinates.
前記工作機械に、
複数の基準点に基づいて定まるマスターワークの外周側又は内周側の基準経路に沿って、工具を装着する主軸の前記マスターワークの周縁部への接近動作及び前記周縁部からの前記主軸の離隔動作を行い、
前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触するか否かを判定し、
前記離隔動作時に前記工具が前記マスターワークに接触すると判定した場合、前記離隔動作における離隔方向を変更し、
前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触するか否か判定し、
前記接近動作時に前記工具が前記周縁部に接触すると判定する都度、前記主軸の座標を取得し、
取得した複数の座標に基づき、前記加工経路を生成する
処理を実行させるコンピュータプログラム。 In a computer program executable on a machine tool that generates a machining path for a tool-mounted spindle,
to said machine tool,
Along the reference path on the outer or inner peripheral side of the master work determined based on a plurality of reference points, the spindle on which the tool is mounted approaches the peripheral edge of the master work and separates the spindle from the peripheral edge. perform the action,
determining whether or not the tool contacts the master work during the separating operation;
changing the separating direction in the separating operation when it is determined that the tool contacts the master work during the separating operation;
determining whether or not the tool contacts the peripheral portion during the approaching operation;
acquiring the coordinates of the spindle each time it is determined that the tool contacts the peripheral portion during the approaching operation;
A computer program for executing a process of generating the machining path based on a plurality of acquired coordinates.
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