JP2877839B2 - 主軸移動型自動旋盤による加工方法 - Google Patents
主軸移動型自動旋盤による加工方法Info
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- JP2877839B2 JP2877839B2 JP14508589A JP14508589A JP2877839B2 JP 2877839 B2 JP2877839 B2 JP 2877839B2 JP 14508589 A JP14508589 A JP 14508589A JP 14508589 A JP14508589 A JP 14508589A JP 2877839 B2 JP2877839 B2 JP 2877839B2
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- angle
- blade
- program
- machining
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主軸移動型自動旋盤による加工方法に関す
る。
る。
〔従来の技術〕 主軸移動型旋盤はその操作の制御形式からカム式自動
旋盤とNC式自動旋盤に大別される。
旋盤とNC式自動旋盤に大別される。
カム式にあっては、刃物の選択や切込み、主軸の移動
そして他の操作がすべてカムによって行われる。カムは
カム軸に上記操作の対象となる数だけ固有の形状で、36
0゜の範囲内で設けられている。したがって、迅速な応
答性を有し、加工サイクルが短いために、比較的簡単な
形状の短時間加工可能な製品の加工には適しており、特
に多量生産加工に向いている。また信頼性も高い。
そして他の操作がすべてカムによって行われる。カムは
カム軸に上記操作の対象となる数だけ固有の形状で、36
0゜の範囲内で設けられている。したがって、迅速な応
答性を有し、加工サイクルが短いために、比較的簡単な
形状の短時間加工可能な製品の加工には適しており、特
に多量生産加工に向いている。また信頼性も高い。
例えば、かかるカム式のものとしては、自動盤ハンド
ブックの第48頁（株式会社工業調査会、1968年09月30日
発行）に記載されている。この方式は、一のモータの駆
動力が主軸を回転すると共に、変速機を介してカム軸を
も回転して刃物を選択しかつ切り込みを行い、さらに、
切削中の送り等の各操作もカム軸上の各カムによってな
されるようになっている。
ブックの第48頁（株式会社工業調査会、1968年09月30日
発行）に記載されている。この方式は、一のモータの駆
動力が主軸を回転すると共に、変速機を介してカム軸を
も回転して刃物を選択しかつ切り込みを行い、さらに、
切削中の送り等の各操作もカム軸上の各カムによってな
されるようになっている。
また、NC式のものにあっては、上記各種の操作がプロ
グラムにしたがい独立の駆動要素でなされる。したがっ
て、プログラムを変更することにより、製品の形状の変
更に自由に対応できる。例えば、特公昭60−59763号に
は、刃物の選択がNCによりなされる例が示されている。
この公知の装置では、主軸に対し放射状に複数の刃物台
が配置されており、各刃物台はそれぞれ取り付けられた
シリンダによって主軸に向け出没自在となっている。そ
して、刃物の選択にはNCの信号によって、所定のシリン
ダを駆動して一つの刃物台を主軸に向け前進させて加工
位置にもたらし、他の刃物台は後退した待機位置に維持
している。
グラムにしたがい独立の駆動要素でなされる。したがっ
て、プログラムを変更することにより、製品の形状の変
更に自由に対応できる。例えば、特公昭60−59763号に
は、刃物の選択がNCによりなされる例が示されている。
この公知の装置では、主軸に対し放射状に複数の刃物台
が配置されており、各刃物台はそれぞれ取り付けられた
シリンダによって主軸に向け出没自在となっている。そ
して、刃物の選択にはNCの信号によって、所定のシリン
ダを駆動して一つの刃物台を主軸に向け前進させて加工
位置にもたらし、他の刃物台は後退した待機位置に維持
している。
次に、実開昭63−103901には、複数の刃物台のそれぞ
れに設けられた切込みのための連結ロッドと旋回アーム
に、それぞれに対応してシリンダから成る選択機構を設
け、NCの信号によって所定のシリンダを作動させて、こ
れに対応する刃物台を選択している。また特公昭46−26
392には、上記選択機構に代え、各クラッチを設け、そ
のうちの一つのみを作動することにより所定の刃物台を
選択している。
れに設けられた切込みのための連結ロッドと旋回アーム
に、それぞれに対応してシリンダから成る選択機構を設
け、NCの信号によって所定のシリンダを作動させて、こ
れに対応する刃物台を選択している。また特公昭46−26
392には、上記選択機構に代え、各クラッチを設け、そ
のうちの一つのみを作動することにより所定の刃物台を
選択している。
しかしながら、上述した従来の装置にあっては、次の
ような問題をかかえている。
ような問題をかかえている。
先ず、カム式のものは、選択された刃物の切込み（Ｘ
軸方向移動）も主軸の送り（Ｚ軸方向移動）も一つのカ
ム軸に設けられたそれぞれのカムによってなされる。し
たがって、カムの形状は、例えば刃物が切込み中のとき
には主軸の送りを行わないので、上記それぞれのカムは
一方が送りのためのカム角のときには他方が作動しない
カム角となっている。カムは通常360゜内で一サイクル
をなしているので、活用できるカム角がそれだけ狭めら
れる結果となる。さりとて、狭いカム角で多くの送りを
行うことは、カムの設計上好ましいことではない。した
がって、送り量や加工の複雑さに制限が加えられるとい
う結果になる。
軸方向移動）も主軸の送り（Ｚ軸方向移動）も一つのカ
ム軸に設けられたそれぞれのカムによってなされる。し
たがって、カムの形状は、例えば刃物が切込み中のとき
には主軸の送りを行わないので、上記それぞれのカムは
一方が送りのためのカム角のときには他方が作動しない
カム角となっている。カムは通常360゜内で一サイクル
をなしているので、活用できるカム角がそれだけ狭めら
れる結果となる。さりとて、狭いカム角で多くの送りを
行うことは、カムの設計上好ましいことではない。した
がって、送り量や加工の複雑さに制限が加えられるとい
う結果になる。
また、製品が変化した場合、その製品のために新たな
カムの設計製作を行い、カムのセットを変更しなければ
ならないので、いわゆる製品製作の立上り時間が、NC機
に比して非常に大きく、多種少量生産に不向きである。
カムの設計製作を行い、カムのセットを変更しなければ
ならないので、いわゆる製品製作の立上り時間が、NC機
に比して非常に大きく、多種少量生産に不向きである。
また、NCによる方式のものでは、かかる制限がなく、
カム式の欠点ともいえる製品の変化すなわち少量多種の
加工にも容易に対応可能である。しかしながら、アクチ
ュエータとしてのシリンダやクラッチ等の作動及びその
確認に時間を要し、比較的簡単な形状の部品の加工では
加工能率が低下してしまう。しかもアクチュエータがそ
れぞれの刃物台に必要なために、コストの高い装置とな
ってしまう。
カム式の欠点ともいえる製品の変化すなわち少量多種の
加工にも容易に対応可能である。しかしながら、アクチ
ュエータとしてのシリンダやクラッチ等の作動及びその
確認に時間を要し、比較的簡単な形状の部品の加工では
加工能率が低下してしまう。しかもアクチュエータがそ
れぞれの刃物台に必要なために、コストの高い装置とな
ってしまう。
さりとて、単に従来のカム式のものをNC方式とせんと
しても上記活用されないカム角の問題は解決されず、ま
たカムも製品の形状・寸法に対応した特別のカムを製品
毎に用意せねばならない。
しても上記活用されないカム角の問題は解決されず、ま
たカムも製品の形状・寸法に対応した特別のカムを製品
毎に用意せねばならない。
また、上記活性されないカム角の問題は残るが、カム
自体をいわゆる標準カムを用いて、製品の寸法に応じて
比例動作させることも考えられる。しかしこの場合、製
品加工のための加工プログラムを、一般のNC旋盤に用い
られているようなワークの中心を基準とした加工プログ
ラムを使用して、支障なく製品の加工を行わせるために
は、制御装置側で機械制御プログラムに変換させなけれ
ばならないが、次のような問題を生ずる。
自体をいわゆる標準カムを用いて、製品の寸法に応じて
比例動作させることも考えられる。しかしこの場合、製
品加工のための加工プログラムを、一般のNC旋盤に用い
られているようなワークの中心を基準とした加工プログ
ラムを使用して、支障なく製品の加工を行わせるために
は、制御装置側で機械制御プログラムに変換させなけれ
ばならないが、次のような問題を生ずる。
すなわち、添付図面の第５図のごとくの直径A,B,Cな
る段差を円柱体を加工する場合、最初に選択される刃具
Ｐの加工開始位置P1が同図のごとくその刃具の最大切込
位置であれば、その刃具を作動させるカムフォロアは第
６図（Ａ）に示されるカムの展開図に見るごとく、Fmの
点、すなわちカムの最高リフト点に位置するよう、カム
軸原点からの回転角を選択すればよい。そして加工の進
行にしたがってカムを回転させ第６図（Ｂ）に示される
カムフォロアF1の点でその刃具の加工は完了し、FEの点
（カム最下点）に後退させ刃具が引っ込んだ状態とさせ
ることができる。したがって、この時点で二番目の刃具
が入ってきても問題はない。なお、第６図（Ａ）におい
て、角βは加工のためのカム角、角γは加工開始（終
了）位置にいたるまでのカム角である。上記角β、角γ
について、上り側を上り角度、下り側を下り角度と通常
呼ばれている。
る段差を円柱体を加工する場合、最初に選択される刃具
Ｐの加工開始位置P1が同図のごとくその刃具の最大切込
位置であれば、その刃具を作動させるカムフォロアは第
６図（Ａ）に示されるカムの展開図に見るごとく、Fmの
点、すなわちカムの最高リフト点に位置するよう、カム
軸原点からの回転角を選択すればよい。そして加工の進
行にしたがってカムを回転させ第６図（Ｂ）に示される
カムフォロアF1の点でその刃具の加工は完了し、FEの点
（カム最下点）に後退させ刃具が引っ込んだ状態とさせ
ることができる。したがって、この時点で二番目の刃具
が入ってきても問題はない。なお、第６図（Ａ）におい
て、角βは加工のためのカム角、角γは加工開始（終
了）位置にいたるまでのカム角である。上記角β、角γ
について、上り側を上り角度、下り側を下り角度と通常
呼ばれている。
しかし、このような加工は、前の製品の加工が完了し
（切落され）次の製品の加工が始まる最初の工程の場合
にのみ可能であり、二番目、三番目の刃具の加工の場合
には不可能な場合が多い。そのような不可能な場合の例
としては、第７図に見るようにP1′の点から加工が始ま
り、刃先が切り込んで行くような場合であり、Pn′の点
で加工が完了する作業では、Pn′の点がカムの最高点と
なり、この場合の加工プログラムではカムの最高点はそ
の刃具のプログラムの最後にくることになる。
（切落され）次の製品の加工が始まる最初の工程の場合
にのみ可能であり、二番目、三番目の刃具の加工の場合
には不可能な場合が多い。そのような不可能な場合の例
としては、第７図に見るようにP1′の点から加工が始ま
り、刃先が切り込んで行くような場合であり、Pn′の点
で加工が完了する作業では、Pn′の点がカムの最高点と
なり、この場合の加工プログラムではカムの最高点はそ
の刃具のプログラムの最後にくることになる。
しかるにこの場合の刃具Pn′点のカムフォロアF1′の
点は、カムの最高点を飛び越した第６図（Ｂ）に示され
るF1の点を選択することができず、第６図（Ｃ）に示さ
れるカムの上昇側の点（カム軸回転角θ−α１）の位置
を選択しなければならない。その場合には、カムフォロ
アの軌跡が上り角度（右側角γ）から始まり標準カムの
最高点で終わるので、刃物の軌跡は最大切込位置で終わ
ることとなる。したがって、もし加工開始位置をF1が
F1′に固定すると、第６図（Ｂ）又は（Ｃ）のいづれか
の切削ができないこととなる。すなわち、二番目、三番
目の刃具について不可能な事態となる。その位置の選択
は、一般のNCプログラムの順次動作実行方式のもので
は、カムの傾斜角が一定方向へ傾斜することを条件にプ
ログラムが作成されているため、加工終了時にはプログ
ラムも終了し、さらに刃具も戻っていなければならない
ので不可能である。
点は、カムの最高点を飛び越した第６図（Ｂ）に示され
るF1の点を選択することができず、第６図（Ｃ）に示さ
れるカムの上昇側の点（カム軸回転角θ−α１）の位置
を選択しなければならない。その場合には、カムフォロ
アの軌跡が上り角度（右側角γ）から始まり標準カムの
最高点で終わるので、刃物の軌跡は最大切込位置で終わ
ることとなる。したがって、もし加工開始位置をF1が
F1′に固定すると、第６図（Ｂ）又は（Ｃ）のいづれか
の切削ができないこととなる。すなわち、二番目、三番
目の刃具について不可能な事態となる。その位置の選択
は、一般のNCプログラムの順次動作実行方式のもので
は、カムの傾斜角が一定方向へ傾斜することを条件にプ
ログラムが作成されているため、加工終了時にはプログ
ラムも終了し、さらに刃具も戻っていなければならない
ので不可能である。
また、上述の第７図、そして第８図に見られるよう
に、同じP1′,P1″の点（ワーク中心からＫの位置）か
ら加工が開始される場合にあっても、刃具の最大切込量
が異なる場合（すなわちPn′＝Ｋ−h1,Pn″＝Ｋ−h2の
ごとく異なる場合）カムのカムフォロアに対する加工開
始点は異なってくる。
に、同じP1′,P1″の点（ワーク中心からＫの位置）か
ら加工が開始される場合にあっても、刃具の最大切込量
が異なる場合（すなわちPn′＝Ｋ−h1,Pn″＝Ｋ−h2の
ごとく異なる場合）カムのカムフォロアに対する加工開
始点は異なってくる。
この場合のカムの位置は、最大切込刃具の位置が、ワ
ーク中心からどれだけの距離があるか、言いかえると、
加工開始点P1′,P1″と最大切込刃具位置Pn′,Pn″との
距離h1及びh2の差により加工開始刃具位置のカムとカム
フォロアの位置は変化する（第６図（Ｃ）及び（Ｄ）参
照）。
ーク中心からどれだけの距離があるか、言いかえると、
加工開始点P1′,P1″と最大切込刃具位置Pn′,Pn″との
距離h1及びh2の差により加工開始刃具位置のカムとカム
フォロアの位置は変化する（第６図（Ｃ）及び（Ｄ）参
照）。
すなわち、第６図（Ｃ）に見られるように、第７図に
おける加工開始点P1′はθ−α１の位置にセットされ、
第８図における加工開始点P1″はθ−α２の位置からス
タートしなければならないことは明白である。ここで上
昇側のカムを使用しても選択された刃具が作業を完了し
た場合、必ずカムとカムフォロアは第６図（Ａ）FEの点
で終了しなければならないことは勿論である。
おける加工開始点P1′はθ−α１の位置にセットされ、
第８図における加工開始点P1″はθ−α２の位置からス
タートしなければならないことは明白である。ここで上
昇側のカムを使用しても選択された刃具が作業を完了し
た場合、必ずカムとカムフォロアは第６図（Ａ）FEの点
で終了しなければならないことは勿論である。
また、刃具の工具補正の正負の符号もカムの上り側を
使う場合とカムの下り側を使う場合は反対になるので上
り側を使用する場合には工具補正の符号を反転させなけ
ればならない。
使う場合とカムの下り側を使う場合は反対になるので上
り側を使用する場合には工具補正の符号を反転させなけ
ればならない。
以上のごとくの条件を考慮して加工プログラムを組む
ことは、使用する側のプログラマーにとっては、非常に
大きな負荷となるのみならず、プログラムミスの発生に
継ながり、問題が大きい。
ことは、使用する側のプログラマーにとっては、非常に
大きな負荷となるのみならず、プログラムミスの発生に
継ながり、問題が大きい。
本発明はかかる問題点を解決し、カム式とNC式の両者
の利点のみを活かした、主軸移動型自動旋盤によるプロ
グラムが容易でミスをなくすことのできる加工方法を提
供することを目的とするものである。
の利点のみを活かした、主軸移動型自動旋盤によるプロ
グラムが容易でミスをなくすことのできる加工方法を提
供することを目的とするものである。
本発明によれば、上記目的は、 ブッシュで回転・摺動自在に案内された素材を把持し
てこれを回転せしめその軸線たるＺ軸方向に移動可能な
主軸と、Ｚ軸に直角な面内で主軸に向うＸ方向に進出し
て所定の一つが選択可能となっている複数の刃物台と、
上記主軸をＺ方向に設定プログラムで移動せしめるサー
ボ機構と、上記複数の刃物台にそれぞれ対応した、刃物
台の選択と刃物の切込みのためのカムが設けられ設定プ
ログラムのもとでサーボ機構で回転を受けるカム軸と、
上記サーボ機構とカム軸を制御する制御装置とを備える
主軸移動型旋盤による加工方法であって、 制御装置に各標準カムの取付角、最高位置でのカム高
さ、上り角度及び下り角度を予め記憶せしめ、次に製品
加工のための加工プログラムを入力せしめた後、制御装
置にて上記加工プログラムから各カムに対応する刃物の
Ｘ方向での加工開始位置及び最大切込位置を読みとり、
刃物の選択を該刃物に対応するカムの取付角だけカム軸
を回転することにより行い、さらに選択された刃物の加
工開始位置と最大切込位置の間の距離をカム高さに対応
させて、カムの上り角度及び下り角度を用いて上記刃物
のＸ方向の移動プログラムを角度によるカム軸の回転プ
ログラムに変換することによりカム軸の回転を制御し、
かつサーボ機構で主軸のＺ方向の移動を設定プログラム
にしたがい制御する、 ことにより達成される。
てこれを回転せしめその軸線たるＺ軸方向に移動可能な
主軸と、Ｚ軸に直角な面内で主軸に向うＸ方向に進出し
て所定の一つが選択可能となっている複数の刃物台と、
上記主軸をＺ方向に設定プログラムで移動せしめるサー
ボ機構と、上記複数の刃物台にそれぞれ対応した、刃物
台の選択と刃物の切込みのためのカムが設けられ設定プ
ログラムのもとでサーボ機構で回転を受けるカム軸と、
上記サーボ機構とカム軸を制御する制御装置とを備える
主軸移動型旋盤による加工方法であって、 制御装置に各標準カムの取付角、最高位置でのカム高
さ、上り角度及び下り角度を予め記憶せしめ、次に製品
加工のための加工プログラムを入力せしめた後、制御装
置にて上記加工プログラムから各カムに対応する刃物の
Ｘ方向での加工開始位置及び最大切込位置を読みとり、
刃物の選択を該刃物に対応するカムの取付角だけカム軸
を回転することにより行い、さらに選択された刃物の加
工開始位置と最大切込位置の間の距離をカム高さに対応
させて、カムの上り角度及び下り角度を用いて上記刃物
のＸ方向の移動プログラムを角度によるカム軸の回転プ
ログラムに変換することによりカム軸の回転を制御し、
かつサーボ機構で主軸のＺ方向の移動を設定プログラム
にしたがい制御する、 ことにより達成される。
かかる本発明によれば、選定された刃物に対応するカ
ムが制御装置からの指令にしたがいカム軸をその取付角
だけ回転させることにより選定され、該カムの回転によ
る刃物のＸ方向での移動とサーボ機構による該刃物のＺ
方向での移動を独立して行って加工を行う。
ムが制御装置からの指令にしたがいカム軸をその取付角
だけ回転させることにより選定され、該カムの回転によ
る刃物のＸ方向での移動とサーボ機構による該刃物のＺ
方向での移動を独立して行って加工を行う。
その際、カム軸の制御のためのプログラム変換は次の
要領で行われる。
要領で行われる。
予め、工具の選択並びにカム軸角度制御に必要なデー
タである、標準カムの取付角度位置、最高位置でのカム
の高さ、上り角度、下り角度をパラメータとしてNCにセ
ットしておく。加工プログラムすなわち製品が変更にな
ってもこれらのデータの変更は行わない。それは、例え
ば、カムの高さが同じでも、変更された加工プログラム
での最大切込量をカムの高さに比例的に対応させること
ができるからである。
タである、標準カムの取付角度位置、最高位置でのカム
の高さ、上り角度、下り角度をパラメータとしてNCにセ
ットしておく。加工プログラムすなわち製品が変更にな
ってもこれらのデータの変更は行わない。それは、例え
ば、カムの高さが同じでも、変更された加工プログラム
での最大切込量をカムの高さに比例的に対応させること
ができるからである。
プログラムの変換に先立ち、各製品について入力され
ている加工プログラムの読み取りを行い各工具の加工開
始位置及び最大切込位置を各工具番号に対応するように
内部メモリーに記憶する。かくして、実行に先立つ加工
プログラムの読み取りを行うことにより各工具の最大切
込位置が判明する。
ている加工プログラムの読み取りを行い各工具の加工開
始位置及び最大切込位置を各工具番号に対応するように
内部メモリーに記憶する。かくして、実行に先立つ加工
プログラムの読み取りを行うことにより各工具の最大切
込位置が判明する。
その後、加工プログラムを順次読み取りながらパラメ
ータとして設定されたデータにもとづいてカム軸角度へ
と比例分配を行う。なお、カムの上り側と下り側の両方
に工具の同一移動位置が存在するし、どちらを使用する
のかという問題も、各工具の最大切込位置が判明してい
るために、加工プログラムを順次読み取りながら、移動
命令が工具の最大切込位置を指令した後の移動指令は全
てカムの下り側に設定されることにより解決される。
ータとして設定されたデータにもとづいてカム軸角度へ
と比例分配を行う。なお、カムの上り側と下り側の両方
に工具の同一移動位置が存在するし、どちらを使用する
のかという問題も、各工具の最大切込位置が判明してい
るために、加工プログラムを順次読み取りながら、移動
命令が工具の最大切込位置を指令した後の移動指令は全
てカムの下り側に設定されることにより解決される。
以下、添付図面にもとづき本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図において１は主軸で、主軸台２により回転自在
に支持されている。主軸１は棒材等の素材（図示せず）
を図示のＺ方向に貫通して案内しこれを把持するチャッ
ク（図示せず）を備えている。主軸１にはプーリ３が設
けられており、モータ４のプーリ4Aとの間に張設された
ベルト５によって駆動力が主軸１に伝達される。なお、
主軸１のＺ方向での移動に伴って、ベルト５はモータ４
のプーリ4A上を同方向に滑り移動可能となっている。
に支持されている。主軸１は棒材等の素材（図示せず）
を図示のＺ方向に貫通して案内しこれを把持するチャッ
ク（図示せず）を備えている。主軸１にはプーリ３が設
けられており、モータ４のプーリ4Aとの間に張設された
ベルト５によって駆動力が主軸１に伝達される。なお、
主軸１のＺ方向での移動に伴って、ベルト５はモータ４
のプーリ4A上を同方向に滑り移動可能となっている。
主軸台２にはボールナット７を内包せるブラケット６
が取付けられており、該ボールナット７にボールねじ８
が貫通螺合している。このボールねじ８は両端で軸受9,
10により回転自在に支持されており、また一端にはサー
ボモータ11の軸に連結されている。該サーボモータ11は
設定プログラムのうちＺ方向送りに関する信号により後
述の制御装置の指令にもとづき回転して、ボールねじ８
すなわち主軸台２をＺ方向に移動せしめている。また、
上記主軸台２の一端には固定部との間に引張りばね12が
張架されており、図において左方への戻りの力が付勢さ
れている。
が取付けられており、該ボールナット７にボールねじ８
が貫通螺合している。このボールねじ８は両端で軸受9,
10により回転自在に支持されており、また一端にはサー
ボモータ11の軸に連結されている。該サーボモータ11は
設定プログラムのうちＺ方向送りに関する信号により後
述の制御装置の指令にもとづき回転して、ボールねじ８
すなわち主軸台２をＺ方向に移動せしめている。また、
上記主軸台２の一端には固定部との間に引張りばね12が
張架されており、図において左方への戻りの力が付勢さ
れている。
上記主軸１のＺ方向先方（右方）位置には、素材を回
転かつＺ方向に摺動自在に案内するブッシュ13が不動の
フレーム14に設けられている。該フレーム14には、それ
ぞれ刃物15をもつ複数の刃物台16がブッシュ13に向けＺ
方向に対して直角な面内で移動可能に放射状に設けられ
ている。ただし、図には一台の刃物台16のみが示されて
いる。各刃物台16の端部（図示のものにあっては上端
部）には刃物台駆動用のリンク17が当接しており、該リ
ンク17はロッド18そしてカムフォロワ19を介してカム20
により駆動される。カム20は、軸受21,22,23で回転自在
に支持されるカム軸24に設けられている。このカム軸24
には上記各刃物台に対応して、それぞれの標準カム（カ
ム20のみが図示）がカム軸24に決められた取付角にて設
けられ、それぞれ同様なリンク、ロッド、そしてカムフ
ォロワから成る機構で各刃物台の駆動がなされるように
なっている。上記各カムは同一形状・寸法をなした標準
カムとして形成されており、第２図のごとく、上り側に
おいて加工開始まで近接するための上昇最小角度γ、そ
して最大切込位置まで加工するための等角度等リフト角
度βを有し、下り側においてもこれと対称に等角度等リ
フト角度β及び下降最小角度γを有している。
転かつＺ方向に摺動自在に案内するブッシュ13が不動の
フレーム14に設けられている。該フレーム14には、それ
ぞれ刃物15をもつ複数の刃物台16がブッシュ13に向けＺ
方向に対して直角な面内で移動可能に放射状に設けられ
ている。ただし、図には一台の刃物台16のみが示されて
いる。各刃物台16の端部（図示のものにあっては上端
部）には刃物台駆動用のリンク17が当接しており、該リ
ンク17はロッド18そしてカムフォロワ19を介してカム20
により駆動される。カム20は、軸受21,22,23で回転自在
に支持されるカム軸24に設けられている。このカム軸24
には上記各刃物台に対応して、それぞれの標準カム（カ
ム20のみが図示）がカム軸24に決められた取付角にて設
けられ、それぞれ同様なリンク、ロッド、そしてカムフ
ォロワから成る機構で各刃物台の駆動がなされるように
なっている。上記各カムは同一形状・寸法をなした標準
カムとして形成されており、第２図のごとく、上り側に
おいて加工開始まで近接するための上昇最小角度γ、そ
して最大切込位置まで加工するための等角度等リフト角
度βを有し、下り側においてもこれと対称に等角度等リ
フト角度β及び下降最小角度γを有している。
なお、上記カムは図示のごとくの対称形状をなしてい
ることは必ずしも要せず、非対称でもそれを各カムに標
準カムとして使用可能である。
ることは必ずしも要せず、非対称でもそれを各カムに標
準カムとして使用可能である。
上記カム軸24は設定されたプログラムのＸ方向送りに
関する信号により後述の制御装置の指令にもとづき回転
するＸ軸サーボモータ25により、ウォーム26そしてウォ
ームホイール27を介して回転駆動を受けている。また、
カム軸24の右端には、アタッチメントスピンドル36をＺ
軸方向に押し出すレバー37のためのカム28も設けられて
いる。さらに、上記カム軸24の左端には該カム軸24の一
回転原点を検知するセンサ29を有している。
関する信号により後述の制御装置の指令にもとづき回転
するＸ軸サーボモータ25により、ウォーム26そしてウォ
ームホイール27を介して回転駆動を受けている。また、
カム軸24の右端には、アタッチメントスピンドル36をＺ
軸方向に押し出すレバー37のためのカム28も設けられて
いる。さらに、上記カム軸24の左端には該カム軸24の一
回転原点を検知するセンサ29を有している。
また、カム軸24には、主軸１のチャックをカム軸24の
一回転毎に開閉するレバー30を操作するためのカム31も
設けられている。
一回転毎に開閉するレバー30を操作するためのカム31も
設けられている。
上記Ｚ軸方向制御用のサーボモータ11とカム軸制御用
サーボモータ25は制御装置40と接続されていて、これに
より回転制御を受けるようになっている。該制御装置40
には、各カムの取付角、カムの高さ、上り角度、下り角
度がパラメータとしてセットされており、加工プログラ
ムすなわち製品寸法が変ってもこれらのパラメータにつ
いてのデータは変更されない。さらに、制御装置40に
は、各製品についての加工プログラムがＸ方向そしてＺ
方向指令として入力されるようになっている。制御装置
は、この入力された加工プログラムをＺ方向指令とＸ方
向指令と分離し、前者でサーボモータ11を、そして後者
をカムの回転角に変換した後の指令でサーボモータ25を
それぞれ回転制御する。この回転角への変換は、上記入
力された加工プログラムから選択される刃物についての
Ｘ方向での加工開始位置と最大切込位置を読みとり、上
記加工開始位置と最大切込位置との距離をカム高さに対
応させて比例配分させカムの上り角度と下り角度から、
カム軸の回転角度に計算することにより行われる。その
際、刃物が最大切込位置を経た後の指令はすべてカムの
下り側となるように角度の計算がなされる。かくして、
上述のごとくＺ方向のプログラムは切り離されているの
で、カム軸においてはＸ方向のみのプログラムが標準カ
ムの角度制御によって実行される。
サーボモータ25は制御装置40と接続されていて、これに
より回転制御を受けるようになっている。該制御装置40
には、各カムの取付角、カムの高さ、上り角度、下り角
度がパラメータとしてセットされており、加工プログラ
ムすなわち製品寸法が変ってもこれらのパラメータにつ
いてのデータは変更されない。さらに、制御装置40に
は、各製品についての加工プログラムがＸ方向そしてＺ
方向指令として入力されるようになっている。制御装置
は、この入力された加工プログラムをＺ方向指令とＸ方
向指令と分離し、前者でサーボモータ11を、そして後者
をカムの回転角に変換した後の指令でサーボモータ25を
それぞれ回転制御する。この回転角への変換は、上記入
力された加工プログラムから選択される刃物についての
Ｘ方向での加工開始位置と最大切込位置を読みとり、上
記加工開始位置と最大切込位置との距離をカム高さに対
応させて比例配分させカムの上り角度と下り角度から、
カム軸の回転角度に計算することにより行われる。その
際、刃物が最大切込位置を経た後の指令はすべてカムの
下り側となるように角度の計算がなされる。かくして、
上述のごとくＺ方向のプログラムは切り離されているの
で、カム軸においてはＸ方向のみのプログラムが標準カ
ムの角度制御によって実行される。
次に、以上のごとくの本実施例装置では、次のように
して加工が行われる。
して加工が行われる。
サーボモータ11と25は、制御装置40の指令にもとづき
それぞれＺ軸そしてＸ軸の送りが必要な時期に設定され
たプログラムにしたがい独立して作動する。
それぞれＺ軸そしてＸ軸の送りが必要な時期に設定され
たプログラムにしたがい独立して作動する。
先ず、サーボモータ11により主軸台２が所定のＺ方向
位置に移動され、素材が加工開始位置にもたらされる。
サーボモータ11はこの時点で停止する。
位置に移動され、素材が加工開始位置にもたらされる。
サーボモータ11はこの時点で停止する。
次に、Ｘ方向における刃物の移動量が角度変換された
角度指令にしたがい、制御装置40からの指令によってサ
ーボモータ25がカム軸24を回転し、一つのカム20によっ
て所定の刃物台16が選択される。そして、その刃物15の
Ｘ方向の移動量（切込み量）が、制御装置40により既述
のごとくカムの回転角に変換されているので、角度プロ
グラムとして上記サーボモータ25によってカム軸24が回
転されて、上記刃物15の切込みが行われる。所定量だけ
切り込まれると、カム軸24は停止し上記サーボモータ11
が再び回転し主軸１はＺ方向に移動し刃物のＺ方向送り
が行われて素材が同方向に加工される。そして所定量だ
けＺ方向に加工されると上記サーボモータ11は停止す
る。
角度指令にしたがい、制御装置40からの指令によってサ
ーボモータ25がカム軸24を回転し、一つのカム20によっ
て所定の刃物台16が選択される。そして、その刃物15の
Ｘ方向の移動量（切込み量）が、制御装置40により既述
のごとくカムの回転角に変換されているので、角度プロ
グラムとして上記サーボモータ25によってカム軸24が回
転されて、上記刃物15の切込みが行われる。所定量だけ
切り込まれると、カム軸24は停止し上記サーボモータ11
が再び回転し主軸１はＺ方向に移動し刃物のＺ方向送り
が行われて素材が同方向に加工される。そして所定量だ
けＺ方向に加工されると上記サーボモータ11は停止す
る。
次に、他の刃物を選択するときには、サーボモータ25
でカム軸24が回転ししかるべきカムがそれに対応する刃
物台を移動させることとなる。
でカム軸24が回転ししかるべきカムがそれに対応する刃
物台を移動させることとなる。
通常、この種の旋盤において工具の摩耗を補うために
工具補正が行われるが、カム最上部では工具補正は切込
みより多くする方向の補正は物理的に行わせることがで
きないことは明白である。そこで本発明では第３図及び
第４図に示されるごとく、製品の形状に関係のない部分
に刃物をｄだけ余分に切り込ませる加工プログラムを作
成することにより、製品の形状部分の刃物の位置をカム
の最上点から外した角度となるようにして、上記値ｄを
最大としてその範囲で製品形状部における工具補正を行
うことが可能となる。
工具補正が行われるが、カム最上部では工具補正は切込
みより多くする方向の補正は物理的に行わせることがで
きないことは明白である。そこで本発明では第３図及び
第４図に示されるごとく、製品の形状に関係のない部分
に刃物をｄだけ余分に切り込ませる加工プログラムを作
成することにより、製品の形状部分の刃物の位置をカム
の最上点から外した角度となるようにして、上記値ｄを
最大としてその範囲で製品形状部における工具補正を行
うことが可能となる。
本発明では、以上のごとく、加工プログラムをＺ方向
とＸ方向のそれぞれのサーボモータにより実行し、かつ
Ｘ方向の制御をカム角に変換して行うこととしたので、
カム式の利点である高信頼性そして高生産性をそのまま
維持しつつ加工プログラムが容易に作成でき、その作業
能率がきわめて向上しまたプログラム作成上のミスを激
減できるという効果をもたらす。
とＸ方向のそれぞれのサーボモータにより実行し、かつ
Ｘ方向の制御をカム角に変換して行うこととしたので、
カム式の利点である高信頼性そして高生産性をそのまま
維持しつつ加工プログラムが容易に作成でき、その作業
能率がきわめて向上しまたプログラム作成上のミスを激
減できるという効果をもたらす。
第１図は本発明の一実施例装置のための装置を示す概要
構成図、第２図は第１図装置に用いられるカムの一例を
示す図、第３図及び第４図は第１図装置での工具補正量
を示す図、第５図、第７図及び第８図は従来のカム式の
ものにおいて加工を行う場合の工具の移動工程を示す
図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）は第５図、第７図及び第８図
の工程におけるカムの移動の様子を示す図である。 １……主軸 11……サーボ機構（サーボモータ） 13……ブッシュ 16……刃物台 20……カム 24……カム軸 25……サーボ機構（サーボモータ） 40……制御装置
構成図、第２図は第１図装置に用いられるカムの一例を
示す図、第３図及び第４図は第１図装置での工具補正量
を示す図、第５図、第７図及び第８図は従来のカム式の
ものにおいて加工を行う場合の工具の移動工程を示す
図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）は第５図、第７図及び第８図
の工程におけるカムの移動の様子を示す図である。 １……主軸 11……サーボ機構（サーボモータ） 13……ブッシュ 16……刃物台 20……カム 24……カム軸 25……サーボ機構（サーボモータ） 40……制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】ブッシュで回転・摺動自在に案内された素
材を把持してこれを回転せしめその軸線たるＺ軸方向に
移動可能な主軸と、Ｚ軸に直角な面内で主軸に向うＸ方
向に進出して所定の一つが選択可能となっている複数の
刃物台と、上記主軸をＺ方向に設定プログラムで移動せ
しめるサーボ機構と、上記複数の刃物台にそれぞれ対応
した、刃物台の選択と刃物の切込みのためのカムが設け
られ設定プログラムのもとでサーボ機構で回転を受ける
カム軸と、上記サーボ機構とカム軸を制御する制御装置
とを備える主軸移動型旋盤による加工方法であって、 制御装置に各標準カムの取付角、最高位置でのカム高
さ、上り角度及び下り角度を予め記憶せしめ、次に製品
加工のための加工プログラムを入力せしめた後、制御装
置にて上記加工プログラムから各カムに対応する刃物の
Ｘ方向での加工開始位置及び最大切込位置を読みとり、
刃物の選択を該刃物に対応するカムの取付角だけカム軸
を回転することにより行い、さらに選択された刃物の加
工開始位置と最大切込位置の間の距離をカム高さに対応
させて、カムの上り角度及び下り角度を用いて上記刃物
のＸ方向の移動プログラムを角度によるカム軸の回転プ
ログラムに変換することによりカム軸の回転を制御し、
かつサーボ機構で主軸のＺ方向の移動を設定プログラム
にしたがい制御することとする主軸移動型自動旋盤によ
る加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14508589A JP2877839B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 主軸移動型自動旋盤による加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14508589A JP2877839B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 主軸移動型自動旋盤による加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0310701A JPH0310701A (ja) | 1991-01-18 |
| JP2877839B2 true JP2877839B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=15377037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14508589A Expired - Lifetime JP2877839B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 主軸移動型自動旋盤による加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877839B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5105371B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2012-12-26 | セイコーインスツル株式会社 | 旋盤装置 |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP14508589A patent/JP2877839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0310701A (ja) | 1991-01-18 |
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