JP2023051252A - Machine tool, processing route generation method, and computer program - Google Patents

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JP2023051252A JP2021161818A JP2021161818A JP2023051252A JP 2023051252 A JP2023051252 A JP 2023051252A JP 2021161818 A JP2021161818 A JP 2021161818A JP 2021161818 A JP2021161818 A JP 2021161818A JP 2023051252 A JP2023051252 A JP 2023051252A
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博之 田中
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Abstract

To provide a machine tool capable of eliminating an operator's correction work needed to generate a highly precise processing route.SOLUTION: A machine tool includes: a main shaft on which a tool is mounted; a movement unit that performs an approach motion, which causes the main shaft to approach the rim of a master workpiece along a reference route on an outer circumference or inner circumference of the master workpiece determined based on plural reference points, or a receding motion causing the main shaft to recede from the rim; a receding time contact determination unit that determines whether or not the tool comes into contact with the master workpiece during the receding motion; a change unit that, when the receding time contact determination unit determines that the tool comes into contact with the master workpiece, changes receding directions in the receding motion; an approach time contact determination unit that determines whether or not the tool comes into contact with the rim during the approach motion made by the movement unit; an acquisition unit that acquires coordinates of the main shaft every time the approach time contact determination unit determines that the tool has come into contact with the rim; and a generation unit that generates a processing route of the main shaft on the basis of plural sets of coordinates acquired by the acquisition unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

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 Patent Document 1, for example).

特開2019-150864号公報JP 2019-150864 A

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.

工作機械の略示斜視図である。1 is a schematic perspective view of a machine tool; FIG. 工作機械の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a machine tool. 基準経路の生成を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining generation of a reference route; 加工経路の生成を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining generation of a machining path; 加工経路に基づく加工を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining machining based on a machining path; 表示部の表示画面の一例である。It is an example of a display screen of a display unit. 加工経路の生成方法を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining a method of generating a machining path. 図7の部分拡大図である。FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7; 主軸の離隔方向の変更を説明するためのマスターワークの略示斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of the masterwork for explaining a change in the separation direction of the main shaft; CPU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。5 is a flowchart for explaining machining path generation processing by a CPU;

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 machine tool 1 according to an embodiment. 1 is a schematic perspective view of a machine tool 1, and FIG. 2 is a block diagram showing the construction of the machine tool 1. As shown in FIG. In the following description, up, down, front, back, left, and right shown in the drawings are used.

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 machine tool 1 includes a base 2 that is rectangular in plan view. A plurality of reinforcing cylinders 2a are formed on the upper surface of the base 2 in parallel with the top of the base 2. - 特許庁A holding table 3 is provided on a reinforcing tube 2a in the center of the base 2. As shown in FIG. The holding table 3 has a flat columnar shape and holds a work.

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 pillars 4 are provided around the holding base 3 . The vertical column 4 extends upward from the reinforcing tube 2a. The three standing pillars 4 are arranged with a phase interval of about 120 degrees in plan view. A track 5 is provided on the side surface of each standing pillar 4 on the holding base 3 side. The track 5 extends vertically.

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 part 6 is provided on the track 5 . The track 5 is provided with a drive source, for example, a ball screw 14 and a moving shaft motor 13 (see FIG. 2). The moving part 6 is vertically movable along the track 5 by the ball screw 14 driven by the moving shaft motor 13 . That is, the moving part 6 can move in a direction crossing the first support plate 10, which will be described later.
A mounting portion for mounting a first link 11 and a second link 21, which will be described later, is provided on the side surface of the moving portion 6 on the holding table 3 side. The attachment part is, for example, a hole or a protrusion.

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 first support plate 10 is arranged above the holding base 3 . The first support plate 10 has a triangular shape in plan view and is substantially parallel to the upper surface of the holding table 3 . Three sides of the first support plate 10 face the three vertical columns 4 respectively. That is, the three side portions correspond to the three moving portions 6, respectively. Each side portion and each moving portion 6 are connected by two parallel first links 11 . The first link 11 is rod-shaped. One ends of the two first links 11 are connected to both ends of the sides via rotatable joints 7 respectively. The other ends of the two first links 11 are connected to the moving part 6 via rotatable joints 7, respectively. The joint 7 is, for example, a universal joint.

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 first support platen 10 holds a spindle 30 protruding upward and downward. The spindle 30 grips a tool 30a at its end. A second support plate 20 is arranged above the first support plate 10, and a connecting cylinder 8 whose axial direction is the vertical direction is provided between the first support plate 10 and the second support plate 20. - 特許庁The connecting tube 8 connects the first supporting board 10 and the second supporting board 20 . The connecting tube 8 integrates the first support plate 10 and the second support plate 20 .

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 main shaft 30 is inserted inside the connecting cylinder 8 and passes through the second support plate 20 . The second support plate 20 has a triangular shape in plan view and is substantially parallel to the first support plate 10 . Three side portions of the second support plate 20 face the three uprights 4 respectively. That is, the three side portions correspond to the three moving portions 6, respectively. Each side portion and each moving portion 6 are connected by two parallel second links 21 . The second link 21 is rod-shaped. One ends of the two second links 21 are connected to both ends of the sides via rotatable joints 7 respectively. The other ends of the two second links 21 are connected to the moving part 6 via rotatable joints 7 respectively. The joint 7 is, for example, a universal joint.

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 tube 8 has a hexagonal shape in plan view, and among the six side portions at the upper end of the connecting tube 8, three side portions adjacent to each other in the circumferential direction are connected to the three side portions of the second support plate 20. do. Of the six sides at the lower end of the connecting tube 8 , three sides adjacent to each other in the circumferential direction are connected to the three sides of the first support plate 10 .

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 parts 6 are at the same height position, the main shaft 30 is positioned substantially right above the center of the holding base 3 . When the two moving parts 6 are in the same vertical position and the other moving part 6 moves lower than the two moving parts 6, the main shaft 30 moves downward without changing the vertical position. It moves horizontally toward the opposite side of the moving part 6 .

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 parts 6 are in the same vertical position and the other moving part 6 moves higher than the two moving parts 6, the main shaft 30 moves upward without changing the vertical position. Towards the part 6, move horizontally. When the three moving parts 6 move vertically by the same distance, the main shaft 30 moves vertically. By combining these movements, the machine tool 1 positions the spindle 30 at desired vertical, front, rear, left and right positions.

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 spindle 30 has a spindle motor 12 . The main shaft 30 positioned at the desired position is rotated by the drive of the main shaft motor 12, and the tool 30a mounted on the main shaft 30 processes the work held on the holding base 3. FIG.

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 control device 40 includes a CPU 41, a storage section 42, a RAM 43, an input/output interface 44, an operation section 45, and a display section 46. The CPU 41 controls operations of each part of the machine tool 1 . The storage unit 42 is a rewritable memory such as EPROM, EEPROM, or the like. The storage unit 42 stores program products, and in this embodiment, stores a control program (not shown) for controlling the machine tool 1, a machining program DB 421 storing a plurality of machining programs for machining the workpiece 95, and a machining path generation program 422. do. The program 422 is a program for executing processing for generating a machining path, and is provided in a state stored in a computer-readable recording medium 423 such as a CD-ROM, DVD-ROM, or USB memory. It is stored in the storage unit 42 by installing it in the . Alternatively, the program 422 may be obtained from an external computer (not shown) connected to a communication network and stored in the storage unit 42 .

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 storage unit 42 stores a threshold value for comparison with the torque of the spindle motor 12, which will be described later, and a flag indicating the separation direction, that is, a flag "1" indicating the direction toward the first area A1 or a flag "1" indicating the direction toward the second area A2. 2” etc. are stored.

Figure 2023051252000002
Figure 2023051252000002

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 operation unit 45 , a signal is input from the operation unit 45 to the input/output interface 44 . The operation unit 45 is, for example, a keyboard, buttons, touch panel, or the like. The input/output interface 44 outputs signals to the display section 46 . A display unit 46 is a liquid crystal display panel or the like, and displays characters, graphics, symbols, and the like.

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 control device 40 further includes a torque detector 12a for detecting the torque of the spindle motor 12, a spindle control circuit 47 corresponding to the spindle motor 12, a servo amplifier 48, a movement axis control circuit 49 and a servo amplifier 50 corresponding to the movement axis motor 13. Prepare. Based on a command from the CPU 41 , the spindle control circuit 47 outputs to the servo amplifier 48 a command indicating target values such as the direction of rotation and the number of revolutions of the spindle motor 12 . The servo amplifier 48 supplies power to the spindle motor 12 based on the command. The torque detector 12 a detects the torque of the spindle motor 12 , and the CPU 41 acquires the torque via the input/output interface 44 . The encoder 18 detects the rotational position and speed of the spindle motor 12 and sends a detection signal to the servo amplifier 48 . A servo amplifier 48 compares the detection signal with a target value to control the power to be output.

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 CPU 41 , the moving axis control circuit 49 outputs to the servo amplifier 50 commands indicating target values such as moving directions and speeds of the three moving parts 6 . The servo amplifier 50 supplies power to the moving axis motor 13 based on the command. The encoder 19 detects the rotational position and speed of the moving shaft motor 13 and sends a detection signal to the servo amplifier 50 . The servo amplifier 50 compares the detection signal with the target value and controls the output power.

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 master work 9 is held on the holding table 3 of the machine tool 1 . A tool 30 a is attached to the tip of the spindle 30 .
As shown in FIG. 3, a reference path L0 is generated on the outer peripheral side of the masterwork 9 by a method such as online teaching using conventional CAM software. The reference path L0 is taught by a plurality of teaching points Pn (n is a natural number) on the reference path L0 . A teaching point corresponds to a reference point.
Based on the program 422, along the reference path L0 , the main shaft 30 alternately performs an approaching motion to the peripheral edge of the master work 9 and a moving away from the peripheral edge. The peripheral edge includes an outer peripheral edge and an inner peripheral edge. The approaching motion is the motion of approaching the masterwork 9 , and the separating motion is the motion of moving away from the masterwork 9 .

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 CPU 41 determines whether or not the tool 30a contacts the peripheral portion during the approaching operation, and acquires the coordinates of the center P of the spindle 30 each time it determines that the tool 30a has contacted. The CPU 41 acquires the rotational position of the moving shaft motor 13 using the encoder 19 and calculates the coordinates of the center P of the main shaft 30 using the acquired rotational position.
As shown in FIG. 4, the CPU 41 generates the machining path L1 based on the obtained coordinates of the center P. As shown in FIG.
When deburring a work 95 with burrs, the work 95 is held on the holding base 3 . As shown in FIG. 5, the workpiece 95 is machined by moving the spindle 30 with the tool 30a mounted thereon along the machining path L1 based on the corresponding machining program.

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 display unit 46. As shown in FIG. In order to generate the machining path L 1 , the CPU 41 displays the master work, the teaching points P n (n=1, 2, 3, . . . ), and the reference path L 0 on the right side of the display screen. Or display as a plan view. The perspective view or plan view may be switched by the operator's operation. The CPU 41 displays input fields for the search pitch, the separation amount, and the movement amount during measurement on the left side of the display screen. Details of the search pitch, the separation amount, and the movement amount during measurement will be described later.

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 CPU 41 on the display unit 46, and if there is a portion of the reference route L 0 to be corrected by the operation unit 45, it is indicated by an arrow. The operator inputs the search pitch, separation amount, and movement amount during measurement. Candidates for the search pitch, the separation amount, and the movement amount during measurement may be presented and selected by the operator.

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 CPU 41 acquires the search pitch, separation amount, and movement amount at the time of measurement input by the operator, inputs the corrected portion when it is acquired, and sets search conditions such as reducing the search pitch for the corrected portion. do. Based on the set conditions, the CPU 41 generates the machining path L1 .

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 machining program DB 421 . It has a plurality of teaching points P n (n=1, 2, 3, . . . ) on the reference path L 0 . The CPU 41 generates a search route T along which the main shaft 30 moves in a zigzag manner along the reference route L 0 based on the set search pitch, separation amount, and movement amount during measurement. In FIG. 7, the point P a is the center point of the main shaft 30 when it is separated, and the points P 1a , P 1b , P 1c , P 2a , P 2b , . 9 is the center point of the main shaft 30 when it comes into contact with it. A polygonal line connecting the point P a and the center points P 1a , P 1b , P 1c , P 2a , P 2b , .

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 spindle 30 moves from P 0 to P 1 , approaches masterwork 9 and contacts masterwork 9 . The center point of the main axis 30 at contact is P1a . The CPU 41 generates a first vector a having a first length from the center point P1a of the main shaft 30 toward the teaching point P2 , and a second vector b having a second length and orthogonal to the first vector a. to calculate The first length is equal to the search pitch in FIG. 7 and is the distance from the center point of the main axis 30 at the time of contact during approach motion. The second length is the separation amount in FIG. 7, which is the distance that the main shaft 30 is separated from the peripheral edge of the masterwork 9 after it contacts the peripheral edge.

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 CPU 41 calculates a third vector c, which is the sum of the first vector a and the second vector b, and separates the main shaft 30 based on the third vector c. Alternatively, the angle θ a may be stored in advance in the storage unit 42 or obtained, and the third vector c may be obtained so as to form the angle θ a with respect to the vector a.

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 main shaft 30 is approached. Let The movement amount at the time of measurement is the distance added to the second length for the approach motion. Until the contact with the master work 9 is detected, the approach operation is performed aiming at the end point P b of the fourth vector d inside the master work 9 . Actually, the main shaft 30 contacts the master work 9 before reaching the end point Pb , and after the contact, the main shaft 30 does not move, and the moving shaft motor 13 rotates the necessary amount to reach the end point Pb .

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 spindle 30 and the teaching point P2 at the time of contact becomes less than the search pitch, from P1c to the next teaching point P3 , the first distance having the first length is reached. The principal axis 30 is spaced apart based on a third vector c which is the sum of vector a and a second vector b which is orthogonal to the first vector a and has a second length. In this manner, the CPU 41 alternately performs the separating operation and the contacting operation, and stores the coordinates of the center point of the main shaft 30 each time the main shaft 30 contacts the master work 9 during the approaching operation. The CPU 41 generates a machining path for the spindle 30 based on the stored coordinates.

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 spindle 30 and the teaching point (reference point) P2 located closest to the spindle 30 in the traveling direction of the spindle 30 is used as the boundary, the area is defined as the second It can be divided into one area A1 and a second area A2. In FIG. 8, the main shaft 30 performs a separation motion to the first area A1.

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 masterwork 9 for explaining a change in the separation direction of the main shaft 30. As shown in FIG. Small circles in FIG. 9 are teaching points P n (n=1, 2, . . . ). As shown in FIG. 9, the masterwork 9 includes a base 9d, a cylindrical portion 9a projecting from the base 9d, and a hole portion 9b passing through the base 9d. The tubular portion 9a and the hole portion 9b are adjacent to each other. The arrow in FIG. 9 indicates the traveling direction of the spindle 30 when the machining path is generated. As indicated by the arrow in FIG. 9, the main shaft 30 goes around the outer circumference of the cylindrical portion 9a, moves along the path 9c, and goes around the inner circumference of the hole portion 9b. The path 9c is the shortest path connecting the teaching point of the cylindrical portion 9a and the teaching point of the hole portion 9b.

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 main shaft 30 moves on the outer circumference of the cylindrical portion 9a, the direction in which it can be separated is the left side with respect to the traveling direction. On the other hand, when moving along the inner circumference of the hole portion 9b, the separable direction is the right side with respect to the traveling direction. The area on the left side with respect to the traveling direction corresponds to the first area A1 in FIG. 8, and the area on the right side with respect to the traveling direction corresponds to the second area A2 in FIG. That is, it is necessary to change the direction in which the spindle 30 separates from the masterwork 9 when generating the machining path. When moving along the path 9c, the main shaft 30 is separated to the left, but may be moved to the right.

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 main shaft 30 passes through the teaching point, the CPU 41 executes processing for confirming whether or not it is necessary to change the separation direction. The CPU 41 separates the main shaft 30 in the same direction as the previous separation direction, and rotates the main shaft motor 12 at a low speed. It is determined whether or not the torque of the spindle motor 12 is equal to or greater than the threshold value stored in the storage unit 42. If the torque is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the tool 30a contacts the master work 9 during the separation operation, and the separation direction is changed.

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 CPU 41 . The CPU 41 acquires the reference route L 0 , search teaching points, correction teaching points, etc. (S1). The CPU 41 changes the machining program No. according to the operator's operation. , and refer to the machining program DB 421 to obtain the corresponding No. Acquire the reference path L 0 in the machining path column of the machining program. Alternatively, the spindle 30 is moved to bring the tool 30a into contact with the master work 9, the coordinates of the point indicating the corner of the master work 9 and the point at which the attitude of the tool 30a changes are acquired, and based on these teaching points P n , to obtain the reference path L 0 . Also, a search teaching point, which is a teaching point to be used for calculation of the search path, and a change teaching point, which is a teaching point to be used for changing the separation direction, are acquired. In the initial state, both the search teaching point and the change teaching point are the teaching point P2 .

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 CPU 41 displays on the display unit 46 the reference route L 0 and the input fields for the conditions of the search pitch, the separation amount, and the movement amount during measurement (S2, see FIG. 6). The CPU 41 acquires the search pitch, separation amount, and movement amount at the time of measurement input by the operator, inputs the corrected portion when it is acquired, and sets search conditions such as reducing the search pitch for the corrected portion. (S3).

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 CPU 41 executes the approaching operation of the spindle 30 (S4), and determines whether or not the tool 30a has come into contact with the master work 9 (S5). The CPU 41 causes the spindle 30 to approach the master work 9 while rotating the spindle motor 12 at a low speed (forward rotation or reverse rotation). A low speed is, for example, 100-1000 rpm. The CPU 41 determines whether or not the torque of the spindle motor 12 is greater than or equal to the threshold value stored in the storage unit 42, and determines that the tool 30a has come into contact with the master work 9 when the torque of the spindle motor 12 is greater than or equal to the threshold value.

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 tool 30a is not in contact with the master work 9 (S5: NO), the CPU 41 returns the process to step S5. When determining that the tool 30a has come into contact with the master work 9 (S5: YES), the CPU 41 acquires the coordinates of the spindle 30, that is, the central coordinates of the spindle 30 (S6). The CPU 41 executing step S5 corresponds to an approach contact determination unit, and the CPU 41 executing step S6 corresponds to an acquisition unit.

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 CPU 41 determines whether or not the distance D between the center of the spindle 30 at the time of contact and the search teaching point is less than the search pitch (S7). If the distance D is not less than the search pitch (S7: NO), the CPU 41 calculates the search path, that is, the target center position of the main shaft 30 when separated (S9). If the distance D is less than the search pitch (S7: YES), the CPU 41 updates the search teaching point (S8), and proceeds to step S9. In step S8, for example, the CPU 41 updates the search teaching point from teaching point P2 to teaching point P3 .

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 CPU 41 determines whether or not the change teaching point has been passed (S10). The CPU 41 compares the coordinates of the change teaching point with the coordinates acquired in step S6, and determines whether or not the acquired coordinates are located on the forward side in the traveling direction of the main shaft 30 with respect to the coordinates of the change teaching point.

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 CPU 41 executes the separation operation of the main shaft 30 in the direction indicated by the flag (S11). In the initial state, for example, the flag indicating the separation direction is "1", the main shaft 30 is separated toward the first area A1, and does not contact the master work 9 during separation. The CPU 41 determines whether or not the search for all the center coordinates of the spindle 30 has ended (S12). When determining that the search for all the center coordinates of the spindle 30 has not ended (S12: NO), the CPU 41 returns the process to step S4.

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 CPU 41 updates the change teaching point (S14). For example, the CPU 41 updates the change teaching point from teaching point P2 to teaching point P3 . The CPU 41 updates the search teaching point if the distance D is less than the search pitch even if the search teaching point is not passed, but updates the change teaching point only when the change teaching point is passed.

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 CPU 41 executes the separation operation at low speed (S15). While rotating the main shaft 30 at low speed, the CPU 41 moves the main shaft 30 in the direction opposite to the moving direction of the approaching motion, that is, toward the first area A1 side at low speed. The CPU 41 determines whether or not the torque of the spindle motor 12 is equal to or greater than the threshold (S16).

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 main shaft 30 cannot be separated, the main shaft 30 stops moving (S17), and the separating direction is changed (S18). That is, the CPU 41 changes the flag indicating the separation direction to "2". The CPU 41 returns the spindle 30 to its original position, that is, the position indicated by the coordinates acquired in step S6 (S19). In step S16, if the torque is not equal to or greater than the threshold (S16: NO), that is, if the main shaft 30 can be separated, the process proceeds to step S12. The CPU 41 executing step S16 corresponds to the separated contact determination unit, and the CPU 41 executing step S18 corresponds to the changing unit.

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 CPU 41 advances the process to step S9. In step S12, when it is determined that the search for all the center coordinates of the spindle 30 has ended (S12: YES), the CPU 41 generates a machining path based on the plurality of stored center coordinates, and stores the generated machining path in the storage unit. 42 (S13), and the process ends. The CPU 41 that executes step S13 corresponds to the generator.

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 spindle 30, and when the load detected by the force angle sensor is greater than or equal to a predetermined value, or when the torque acting on the moving axis motor 13 is greater than or equal to a predetermined value, the tool 30a and the master It may be determined that the workpiece 9 is in contact with the contact.

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 machine tool 1 according to the embodiment, the spindle 30 alternately repeats the approaching motion to the peripheral edge portion of the masterwork 9 and the separating motion from the peripheral edge portion along the reference path. When the tool 30a comes into contact with the peripheral portion during the approaching operation, the CPU 41 acquires the coordinates of the spindle 30, accurately generates the machining path based on the coordinates, and can reduce the operator's correction work. Further, the direction in which the master work 9 can be separated without interfering with it differs depending on whether the spindle is positioned on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the master work 9 . When passing through the teaching point, it is determined whether or not the tool 30a contacts the master work 9 during the separation operation. This automatically prevents the operator from doing so, reducing the operator's correction work.

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 spindle 30 is equal to or greater than a predetermined threshold value, and to confirm whether or not the tool 30a interferes with the masterwork 9. FIG. Further, when the separation operation to one of the first area A1 and the second area A2 is performed and it is determined that the tool 30a contacts the masterwork 9, the other of the first area A1 and the second area A2 It is possible to change the separation direction so as to perform the separation operation to the area, and prevent interference with the master work 9 during the separation operation.

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 machine tool 30 spindle 30a tool 40 control device 41 CPU
42 storage unit 43 RAM

Claims (5)

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
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.
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
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
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.
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
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.
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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