JP2558401B2 - Nc自動旋盤の工具送り方法 - Google Patents

Nc自動旋盤の工具送り方法

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JP2558401B2
JP2558401B2 JP3268668A JP26866891A JP2558401B2 JP 2558401 B2 JP2558401 B2 JP 2558401B2 JP 3268668 A JP3268668 A JP 3268668A JP 26866891 A JP26866891 A JP 26866891A JP 2558401 B2 JP2558401 B2 JP 2558401B2
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国是 三原
健司 杉本
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、NC自動旋盤の刃物台
の工具送り方法に関するものであり、特に、複数個のバ
イトを有し、これらを順次選択して使用するNC旋盤の
刃物台のバイトの選択に係わる工具送り方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年のNC自動旋盤の発達は目覚ましい
ものであり、高能率のNC自動旋盤が種々発表されてい
る。しかし、同一製品を連続して多数生産する場合に
は、未だカム式の自動旋盤には及ばない。その最大の原
因は、バイトの選択に要する時間が長い点によるものと
思われる。即ち、カム式の自動旋盤では、1本のバイト
で切削している間に次のバイトがワークの近くまで接近
し、切削作業の完了したバイトが後退すると同時に次の
バイトで切削することが可能であり、或いは、2本のバ
イト又はバイトとドリルによって同時に加工することも
しばしば行われ、バイト選択時における非切削時間を極
力少なくするようにカム設計が行われている。
【0003】しかし、NC旋盤のバイトの選択は、1本
のバイトによる切削作業の終了後、刃物台が後退して工
具交換点に戻り、次のバイトを選択し、加工域に前進
し、次のバイトによる切削作業を行うように構成されて
いるのが通常であり、どうしてもバイト選択時の非切削
時間が長くなってしまうことになる。勿論、それぞれの
バイトに独立したバイト送り機構を設け、それぞれをN
C制御すれば、カム式の自動旋盤と同様に作業すること
も可能となるが、多数の制御軸を同時にNC制御するこ
ととなり、NC装置も機械自体も高価なものとなると共
に、各軸相互の干渉を防止するためには、ソフトウェア
によるにしてもハードウェアによるにしても、かなり複
雑な干渉防止策を講じなければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
解消し、複数個のバイトを有する旋盤においてバイト選
択時の非切削時間を極力小さくし、且つNC制御される
軸を最小にする刃物台の工具送り方法を提供しようとす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ワークを把持して回転する主軸の主軸中
心線に直交し且つ互いに直交するXY両軸方向にNC
制御されて移動する刃物送り台を有し、該刃物送り台に
設けられた工具ホルダで、工具相互の位置が固定された
複数個の工具を保持するNC自動旋盤において、ワーク
最大径よりわずかな距離だけ離れた位置に各工具の工具
進入始点位置を設定し、該工具進入始点位置の外側に
記各工具の全てがあるときは任意の方向に早送りで送ら
れ、工具進入始点位置の内側に工具があるときは該工具
が工具進入始点位置から切削点近傍までの間は早送りで
移動し、切削点近傍から切削送り終了点までの間は所定
の切削条件に従って切削送りで移動することを特徴とす
るNC自動旋盤の工具送り方法を採用したものである。
そして、具体的には、前記刃物送り台に設けられた工具
を保持する工具ホルダが、複数個の工具又は工具の組を
保持する工具ホルダであり、複数個の工具又は工具の組
毎に工具進入始点位置を設定するように構成し、又は、
前記複数個の工具又は工具の組が個々に又は組となって
主軸中心線に向かって設けられているように構成し、或
いは、加工の終了した工具が後退して次に選択された工
具が前進する際には、前記任意の方向が、次に選択され
た工具をその工具進入始点位置に向かって移動させる
向であるように構成したものである。
【0006】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
1及び図2は、本発明の工具送り方法を適用するに適し
た刃物台を装置したNC旋盤の1実施例であって、図1
は正面断面図、図2は左側面図を示す。
【0007】図において、主軸1はベース2上を前後方
向(図1では左右方向)に摺動可能に支持されており、
図示しないNC装置によって制御されるサーボモータ3
の回転がボールネジ4に伝達され、ナット5によって直
線運動に変換されて主軸1が前後方向に摺動する。主軸
1は中空となっており、棒材6が貫通して前方に突出
し、チャック7で把持されて主軸と共に回転する。
【0008】主軸1の前方には、主軸中心線上にガイド
ブッシュ8を有するコラム9が設けてあり、このコラム
9に、主軸中心線に直交し、且つ互いに直交するXY両
軸方向に摺動可能な案内面が設けられ、この案内面によ
って支持案内される刃物送り台10は左右方向(X軸方
向)及び上下方向(Y軸方向)に摺動可能となってい
る。
【0009】即ち、コラム9に固定された1対のガイド
レール11によってボール12を介して案内されたスラ
イドプレート13は1組のボールスライドを形成して左
右方向に摺動可能であり、スライドプレート13に固定
された左右スライド14と刃物送り台10との間にも、
同様にガイドレール15、スライドプレート16(図
2)及び図示しないボールとによって構成されたボール
スライドによって上下方向に摺動可能となっている。
【0010】これら直交する2個の摺動面は、それぞれ
図示しないNC装置によって制御されるパルスモータ1
7、18の回転がボールネジ19、20に伝達されて刃
物送り台10を上下方向、左右方向に摺動させる。
【0011】刃物送り台10には、それぞれ2個のバイ
ト21を取付可能にした3個のバイトホルダ22、2
3、24が、主軸中心線に向かって放射状に取付けてあ
る。即ち、バイトホルダ22、24は水平方向に、バイ
トホルダ23は垂直方向にバイトを取付けるようになっ
ており、パルスモータ17、18によってそれぞれバイ
トの選択及び切込深さが制御される。
【0012】図3は、図2のワークとバイトとの相関関
係をより詳細に示した図であって、それぞれのバイトホ
ルダ22、23、24に取付けられた1組のバイト(例
えばバイトホルダ22に取付けられたバイト21a、2
1bなど)は、刃先位置が同一になるように揃えられて
いて、所定のピッチPで取付けられている。
【0013】図3は、垂直方向に取付けられた左側のバ
イト21cが工具進入始点位置にある状態を示してい
る。工具進入始点位置は、バイトの主軸中心に向かって
進入する送り方向に沿い、ワーク最大径dよりわずかな
距離aだけ離れた位置に設定されており、本実施例で
は、主軸中心線を原点とする上下及び左右の直交座標の
座標軸上に設けられている。
【0014】選択されたバイトは、一旦この工具進入始
点位置に達し、次いで切削点まで所定の早送り速度で進
入し、切込方向の切削送りが与えられて切削作業が行わ
れる。例えばバイト21cが選択されると、図3に示す
ように工具進入始点位置に最短時間で達するように任意
の方向に早送りで送られ、次いでパルスモータ18によ
って切削点近傍まで切込方向に沿って所定の早送りで接
近し、切削送りとなって所定の加工寸法まで送られ、主
軸1が前進して切削作業が行われる。
【0015】切削作業が終了するとバイト21cは工具
進入始点位置まで戻り、次のバイトが選択され、そのバ
イトの工具進入始点位置まで最短時間で達するように早
送りで送られる。
【0016】この場合、図3にバイト21eの移動経路
のいくつかが示されているように、どの経路を通っても
バイト相互間又はワークとバイトとの間で干渉すること
は全くなく、任意の経路を通って最短の時間で到達する
ように設定することができる。
【0017】更にバイトの取付ピッチpがワーク半径d
/2に工具のシャンクの厚みを加えたものよりも大きけ
れば、切削完了と同時に次のバイトの工具進入始点位置
への前進を行っても支障なく、切削完了から次のバイト
の選択までの時間が更に短縮される。
【0018】図3において距離(a+b)は切削に関与
していないバイトとワークとの最小スキマであって、切
粉の流れ等を勘案して決定される。
【0019】本実施例では、隣接するバイトホルダ間に
おけるバイト選択のための最大移動距離は、図3におい
ては、バイト21eを選択する場合であり、この場合の
移動距離は√{2(b+p)}であり、一般化して水
平方向にn本のバイト、上下方向にn本のバイトが
取付けられている場合には、 √〔{b+(n−1)p}+{b+(n−1)p}〕 であり、最も離れているバイト21aから21f(又は
21bから21e)へ移動する場合でも、 √{p+(2b+p)}又は √〔{(n−1)p}+{2b+(n−1)p}〕 であって、これは図3からも明らかなように、従来のN
C旋盤のように刃物台が後退して工具交換点に戻り、次
のバイトを選択し、再度加工域に前進する方法のバイト
選択のための移動距離に比較すれば非常に短い距離であ
り、更に通常は次に選択されるバイトとして隣接するバ
イトを選択すればp又は1.4b(=√2×b)だけの
ストロークでバイトの選択が完了するものであって、バ
イト選択のための非切削時間は大幅に短縮することがで
きる。
【0020】工具進入始点位置は、前述した如く、工具
の進入経路に沿い、主軸中心線から(d/2+a)だけ
離れた点であり、それぞれの工具に対して定まった点で
あって、工具が選択されることによってNC装置によっ
て自動的に、或いはプログラム上で定点として処理すれ
ば良いので、干渉防止のためにNC装置又はプログラム
が複雑になることもない。
【0021】尚、本実施例では、1個のバイトホルダに
2本ずつバイトを取付けているが、バイト位置の微調整
のためにバイト1本毎にバイトホルダを設けても良く、
或いは、1個のバイトホルダに更に多数のバイトを設け
ても、全く同様に成立する。
【0022】図4、図5は本発明の他の実施例であっ
て、バイト21が45°ピッチで5本取付けられるバイ
トホルダ22を有している。この場合にも、バイト21
b、21dの切込送りが、上下方向、左右方向共に√2
/2倍の送り速さで送られることを除き、ほぼ同様に作
動するものであり、これもバイト21b、21dを選択
したときには、両軸とも√2/2倍の速さで送られるよ
うにプログラムすることによって容易に達成することが
出来るので、詳細にわたる説明は省略する。
【0023】尚、本実施例では、全てのバイトを1個の
バイトホルダ上に取付けるように構成されているが、バ
イトホルダを外して機械外でツールプリセットするに便
ならしめるためのものであり、バイト毎に独立したバイ
トホルダとしても本発明の実施には何の支障もない。
【0024】以上の説明では、本発明の刃物台を有する
NC旋盤は、主軸摺動形のNC旋盤で説明したが、主軸
固定形のNC旋盤で刃物台が主軸中心線に平行に摺動す
るものであっても、全く同様に適用されることは明らか
である。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上に述べたように、バイト選
択のためのストロークが従来のNC旋盤に比べて大幅に
短縮され、バイト選択のための非切削時間が短縮される
にもかかわらず、刃物台制御のための駆動制御軸は2軸
のみであって安価なものとなり、その効果は多大なもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の刃物台を有するNC旋盤の正面断面図
である。
【図2】本発明の刃物台を有するNC旋盤の左側面図で
ある。
【図3】ワークとバイトとの関係を示す説明図である。
【図4】ワークとバイトとの関係を示す他の実施例を示
す左側面図である。
【図5】ワークとバイトとの関係を示す他の実施例を示
す説明図である。
【符号の説明】 1 主軸 2 ベース 7 主軸チャック 8 ガイドブッシュ 9 コラム 10 刃物送り台 17 パルスモータ 18 パルスモータ 21 バイト 22 バイトホルダ 23 バイトホルダ 24 バイトホルダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−21701(JP,A) 特開 昭56−114601(JP,A) 特公 昭49−8783(JP,B1) 実公 昭51−10462(JP,Y1) 日本機械学会誌75〔640〕昭47−5, P.16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークを把持して回転する主軸の主軸中
    心線に直交し且つ互いに直交するXY両軸方向にNC
    制御されて移動する刃物送り台を有し、該刃物送り台に
    設けられた工具ホルダで、工具相互の位置が固定された
    複数個の工具を保持するNC自動旋盤において、ワーク
    最大径よりわずかな距離だけ離れた位置に各工具の工具
    進入始点位置を設定し、該工具進入始点位置の外側に
    記各工具の全てがあるときは任意の方向に早送りで送ら
    れ、工具進入始点位置の内側に工具があるときは該工具
    が工具進入始点位置から切削点近傍までの間は早送りで
    移動し、切削点近傍から切削送り終了点までの間は所定
    の切削条件に従って切削送りで移動することを特徴とす
    るNC自動旋盤の工具送り方法。
  2. 【請求項2】 前記刃物送り台に設けられた工具を保持
    する工具ホルダが、複数個の工具又は工具の組を保持す
    る工具ホルダであり、複数個の工具又は工具の組毎に工
    具進入始点位置を設定することを特徴とする請求項1記
    載のNC自動旋盤の工具送り方法。
  3. 【請求項3】 前記複数個の工具又は工具の組が個々に
    又は組となって主軸中心線に向かって設けられているこ
    とを特徴とする請求項2記載のNC自動旋盤の工具送り
    方法。
  4. 【請求項4】 加工の終了した工具が後退して次に選択
    された工具が前進する際には、前記任意の方向が、次に
    選択された工具をその工具進入始点位置に向かって移動
    させる方向であることを特徴とする請求項1乃至3記載
    のNC自動旋盤の工具送り方法。
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Title
日本機械学会誌75〔640〕昭47−5,P.16

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JPH05237705A (ja) 1993-09-17

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