JP4763335B2 - Simultaneous machining of workpieces with multiple tool posts - Google Patents
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Description
この発明は、2以上の刃物台を備えた旋盤において、それらの刃物台に装着した工具でワークの同時加工を行う方法に関し、刃物台の移動方向をX軸ガイドから偏倚させて同時加工を行う方法に関するものである。 The present invention relates to a method of simultaneously machining a workpiece with a tool mounted on these turrets in a lathe equipped with two or more turrets, and performing simultaneous machining by shifting the direction of movement of the turret from an X-axis guide. It is about the method.
複数の刃物台を備えた旋盤は公知である。例えば2主軸対向旋盤は、少なくとも2個の刃物台を備えており、更にこれらの刃物台と協働して同時加工を行う刃物台や、複合加工を行う旋回型の刃物台などの、第3ないし第4の刃物台を備えた2主軸対向旋盤も提案されている。 Lathes equipped with a plurality of tool posts are known. For example, the two-spindle facing lathe includes at least two tool rests. Further, a third tool such as a tool rest that performs simultaneous machining in cooperation with these tool rests, or a swivel-type tool rest that performs combined machining. A two-spindle opposed lathe equipped with a fourth tool post has also been proposed.
ある特定形状のワークの加工のみを行う専用旋盤を除き、これらの旋盤における複数の刃物台のX軸方向は、平行である。すなわち、各刃物台に装着された工具をX軸方向に移動したとき、当該工具は、主軸軸線を通る平面上で主軸軸線に直交する方向に移動する。従って、例えば主軸回転を停止して複数の刃物台でワークに半径方向の孔開け加工を行う場合、複数の孔は主軸回りの同一角度の位置か、又は180度対向する位置に加工される。 Except for a dedicated lathe that only processes a workpiece having a specific shape, the X-axis directions of the plurality of tool rests in these lathes are parallel. That is, when the tool mounted on each tool post is moved in the X-axis direction, the tool moves in a direction perpendicular to the spindle axis on a plane passing through the spindle axis. Therefore, for example, when the spindle rotation is stopped and the workpiece is radially drilled with a plurality of tool rests, the plurality of holes are machined at the same angle around the spindle or at a position facing 180 degrees.
主軸軸線を挟んで機械の前側(オペレータ側)と奥側とに刃物台を配置した旋盤では、前奥の刃物台相互や主軸台と刃物台との干渉を避けるために、刃物台のZ軸ガイドを主軸軸心から離して設けなければならない場合が往々にして生ずる。このような配置では、刃物台が主軸軸線から離れるので、ワークを加工する工具は、X軸方向に張り出した状態で保持されることになり、ワークの支持剛性が低下するという問題が生ずる。 In a lathe with turrets on the front side (operator side) and back side of the machine across the spindle axis, the Z axis of the turret is used to avoid interference between the turrets at the front and back and between the spindle and the turret. Often, the guide must be provided away from the spindle axis. In such an arrangement, since the tool post is separated from the main axis, the tool for processing the workpiece is held in a state of protruding in the X-axis direction, which causes a problem that the support rigidity of the workpiece is reduced.
この問題を避ける一つの方法として、主軸の前側と奥側とでX軸の方向を偏倚させ、前側の刃物台のX軸と奥側の刃物台のX軸とが主軸軸心を挟んで浅いV形となるようにすることが考えられる。一般に主軸軸線及び各刃物台における工具の装着位置は、各刃物台のガイド位置より高い位置にあるので、その高さをHとすると、前奥の刃物台のX軸を浅いV形となる方向に角度θだけ偏倚させれば、工具の張出し量をHtanθだけ短くすることができ、工具の支持剛性を高くできる。 One way to avoid this problem is to deviate the direction of the X axis between the front side and the back side of the spindle, and the X axis of the front tool post and the X axis of the back tool post are shallow with the spindle axis in between. It can be considered to be V-shaped. In general, the mounting position of the tool on the spindle axis and each tool post is higher than the guide position of each tool post. If the height is H, the X axis of the front tool post is a shallow V-shaped direction. If the angle is biased by an angle θ, the amount of overhang of the tool can be shortened by Htanθ, and the support rigidity of the tool can be increased.
図4は、ベッド面10が前側が低くなる方向に45度傾斜したスラント型ベッドを備え、主軸軸線Aの前側と奥側とに刃物台1、2を配置した旋盤において、奥側の刃物台2のX軸ガイド21が前側の刃物台1のX軸ガイド11に対して浅いV形となる方向に15度偏倚させて、奥側刃物台2のX軸を60度とした旋盤の例を示した図である。図の符号22は奥側刃物台2のY軸ガイドであり、このY軸ガイドの方向は、偏倚させたX軸ガイド21と直交する方向である。従って、奥側刃物台2と前側刃物台1とは、それらのY軸もX軸と同じ角度だけ偏倚することになる。図の例では、奥側刃物台2に複合加工用の工具軸23が搭載され、前側刃物台1にはタレット13が搭載されている。タレット13に装着した工具をワーク6に向けて割り出したとき、その工具14の刃先は、主軸軸線Aを通る45度の傾斜平面15上にあり、また奥側刃物台の工具24の刃先は、主軸軸線Aを通る60度の傾斜平面25上にあることになる。
主軸軸線Aの前側と奥側とに刃物台を配置した旋盤では、前奥の刃物台に装着した工具で加工反力をバランスさせた状態での同時加工が可能である。例えば旋削加工において、前側刃物台の工具と奥側刃物台の工具との加工反力が等しくなるような切込み送りを与えてやれば、両側の工具の切削反力が反対の方向に作用するので、ワークに作用する切削力をバランスさせて小さくした状態で加工を行うことができる。 In a lathe in which a tool post is arranged on the front side and the back side of the spindle axis A, simultaneous machining can be performed in a state in which machining reaction forces are balanced by a tool mounted on the front tool post. For example, in turning, if the cutting reaction force of the tool on the front turret and the tool on the back turret are equalized, the cutting reaction force of the tools on both sides will act in the opposite direction. The machining can be performed in a state where the cutting force acting on the workpiece is balanced and reduced.
しかし、上述したように、前奥の刃物台の一方のX軸を偏倚させた旋盤では、前奥の刃物台で同時加工を行うとき、一方の工具の加工反力が他方の工具の加工反力と偏倚角θだけずれた方向に働くので、ワークに作用する加工力をバランスさせることができなくなるという問題が生ずる。 However, as described above, in a lathe in which one X-axis of the front tool post is biased, when the simultaneous processing is performed with the front tool post, the processing reaction force of one tool is the reaction force of the other tool. Since it works in a direction shifted by the force and the deflection angle θ, there arises a problem that it becomes impossible to balance the machining force acting on the workpiece.
また、それぞれの刃物台に回転工具軸を備えた旋盤では、前奥の刃物台に装着した回転工具で主軸回転を固定したワークに対して同時に孔加工や溝加工を行うことができる。この場合、X軸を偏倚しない従来の旋盤では、主軸軸線に対して180度対向する位置に孔や溝が加工されることとなるが、一方の刃物台のX軸を偏倚角θだけ偏倚させた旋盤では、孔や溝の加工位置も偏倚角θだけずれることになる。ワークに設けるボルト孔などは、通常円周を4等分、6等分、8等分などする位置に設けられることが多いが、このようなボルト孔は、180度対向する工具で同時加工することが可能であるが、一方の刃物台のX軸を例えば15度偏倚した旋盤では同時加工することができず、1個ずつ加工を行わねばならないために、2倍の加工時間がかかることになる。 Further, in a lathe provided with a rotary tool axis in each tool post, drilling and grooving can be simultaneously performed on a workpiece whose main shaft rotation is fixed with a rotary tool mounted on the front tool post. In this case, with a conventional lathe that does not bias the X-axis, holes and grooves are machined at positions that are 180 degrees opposite to the spindle axis, but the X-axis of one tool post is biased by a deflection angle θ. With a lathe, the machining positions of the holes and grooves are also shifted by the deflection angle θ. Bolt holes and the like provided in the workpiece are usually provided at positions that divide the circumference into four, six, and eight equal parts, but such bolt holes are simultaneously processed with a tool that is opposed to 180 degrees. It is possible, however, that a lathe with one tool post X-axis biased, for example, 15 degrees cannot be simultaneously machined and must be machined one by one, resulting in double machining time. Become.
そこでこの発明は、X軸の方向を偏倚させた刃物台を含む複数の刃物台を備えた旋盤において、総ての刃物台のX軸の方向を同方向とした旋盤と同様なバランス加工や、180度対向する孔や溝の同時加工を可能にする技術手段を提供することを課題としている。 Therefore, the present invention provides a lathe having a plurality of tool rests including a tool post in which the direction of the X axis is biased, balance processing similar to a lathe with the X axis directions of all the tool rests in the same direction, to provide a technical means to enable simultaneous processing of 180 degrees opposed holes or grooves that are a problem.
同時加工を行う2個の刃物台のX軸方向に主軸回りの角度θの偏倚がある場合、その一方の刃物台のX軸を基準として、主軸角度を設定すると、他方の刃物台に装着した工具に対して主軸角度がθだけずれることになる。従って、この2つの刃物台にX軸が同一方向であることを前提とした加工プログラムで同時加工を行うと、前記他方の刃物台での加工箇所が所定の加工位置から偏倚角θだけずれて加工されることになる。 If there is a deviation of the angle θ around the main axis in the X-axis direction of the two turrets that perform simultaneous machining, setting the main shaft angle with respect to the X-axis of one of the turrets mounted on the other turret The spindle angle deviates from the tool by θ. Therefore, if the two turrets are simultaneously machined with a machining program on the premise that the X-axis is in the same direction, the machining position on the other turret is shifted from the predetermined machining position by a deviation angle θ. Will be processed.
この発明では、主軸の基準方向に対してX軸が偏倚角θだけずれている刃物台に対して同時加工を指令するとき、タレットの割出角を偏倚角θだけずらして割り出すと共に、指令されたX軸方向の送りが、刃物台のX軸移動とY軸移動との合成移動により、偏倚角θだけ偏倚した方向で実現されるようにすることにより、上記課題を解決したものである。 In this invention, when commanding simultaneous machining for a tool post in which the X-axis is deviated by a deviation angle θ with respect to the reference direction of the main spindle, the indexing angle of the turret is deviated by the deviation angle θ. Further, the above-mentioned problem is solved by allowing the feed in the X-axis direction to be realized in a direction deviated by the deflection angle θ by the combined movement of the X-axis movement and the Y-axis movement of the tool post.
この発明の方法は、X軸ガイドの方向によって規定される刃物台のX軸移動方向に対して、角度θだけ偏倚している方向をX軸とする工具移動を実現するものであるから、タレットの割出単位及び刃物台のY軸ストロークの範囲内で、任意の角度偏倚した方向をX軸方向とする加工が可能である。従って、この発明の方法でX軸を同一方向とする複数の刃物台を用いて、上記制限内での任意の偏倚角θだけずれた孔や溝の同時加工を行うこともできる。 Since the method of the present invention realizes tool movement with the X axis as the direction deviated by an angle θ with respect to the X axis movement direction of the tool post defined by the direction of the X axis guide, Within the range of the indexing unit and the Y-axis stroke of the tool post, it is possible to perform processing in which the direction deviated by an arbitrary angle is the X-axis direction. Therefore, by using the plurality of tool rests having the X axis in the same direction by the method of the present invention, it is possible to simultaneously process holes and grooves that are shifted by an arbitrary deflection angle θ within the above limit.
NC旋盤での制御は、偏倚角θを引数とするMコードやGコードにタレットの割出角の補正並びにX軸及びY軸方向の補正式を登録し、複数刃物台の並列制御を行うときに、X軸を偏倚させる側の刃物台に対する加工指令の最初で前記Mコード又はGコードを呼び出し、加工終了時にこれを無効とするコードを挿入することによって行う。 NC lathe control is performed by registering turret index angle correction and X-axis and Y-axis correction formulas in the M code and G code with the deflection angle θ as an argument, and performing parallel control of multiple turrets. In addition, the M code or G code is called at the beginning of the machining command for the tool post on the side where the X axis is biased, and a code for invalidating the M code is inserted at the end of machining.
本願の請求項1の発明に係る複数刃物台によるワークの同時加工方法は、複数の刃物台を並列制御して当該複数の刃物台に装着された工具で同一ワークに対する同時加工を行う方法において、並列制御される刃物台の一方の工具の方向を所定角偏倚させると共に、当該一方の刃物台に対する加工プログラムのX軸及びY軸方向の指令値を前記所定角を引数とする補正式で補正して当該刃物台の指令値とすることにより、当該一方の刃物台のX軸及びY軸を前記所定角偏倚させるというものである。
A method for simultaneously machining a workpiece by a plurality of tool rests according to the invention of
また、本願の請求項2の発明に係る複数刃物台によるワークの同時加工方法は、主軸を挟んで対向する前側と奥側の刃物台の一方のX軸が他方のX軸に対して偏倚角θで偏倚している前奥の刃物台を並列制御して同一ワークに対する同時加工を行う方法において、並列制御される刃物台の一方の工具の方向を偏倚角θ偏倚させると共に、当該一方の刃物台に対する加工プログラムのX及びY軸方向の指令値を前記偏倚角を含む補正式で補正して当該刃物台の指令値とすることにより、当該一方の刃物台のX軸及びY軸を前記偏倚角θ偏倚させるというものである。
In addition, in the simultaneous machining method of the workpiece by the plurality of tool rests according to the invention of
この発明により、X軸方向が偏倚している刃物台を含む複数の刃物台を備えた旋盤で総ての刃物台のX軸方向が同一方向である旋盤を用いたときと同様なバランス加工や同一角度の位置又は180度対向する位置への同時加工が可能になる。そして、上記のようなNC制御によれば、一部の刃物台のX軸を偏倚させた場合にもNC装置にその偏倚角に対応する補正式を登録して、これをプログラムコードに割り当て、複数刃物台の並列加工を行うときに、そのコードを呼び出すという制御で、X軸方向が偏倚している刃物台の工具を偏倚していない刃物台の工具と同じように動かしてワークを加工することができる。 According to the present invention, balance processing similar to that when using a lathe provided with a plurality of tool rests including a tool post in which the X-axis direction is deviated and all tool rests have the same X-axis direction, Simultaneous processing to the position of the same angle or the position facing 180 degrees is possible. Then, according to the NC control as described above, even when the X axis of a part of the tool post is biased, a correction formula corresponding to the bias angle is registered in the NC device, and this is assigned to a program code. When performing parallel machining of multiple turrets, the workpiece is processed by moving the tool of the turret with the biased X-axis in the same way as the tool of the turret without biasing, by controlling that the code is called. be able to.
更にこの発明の方法を用いることにより、タレットの割出単位と刃物台のY軸ストロークの制限内で任意の角度偏倚した方向にX軸の方向を設定することができるので、従来方法では同時加工が不可能であった主軸回りの角度が若干ずれた位置にある、又は対向位置から若干ずれた位置にある孔、溝ないし面の複数刃物台による同時加工を実現可能になるという効果がある。 Furthermore, by using the method of the present invention, the X-axis direction can be set in a direction deviated by any angle within the limits of the turret indexing unit and the turret Y-axis stroke. There is an effect that it is possible to realize simultaneous machining with a plurality of tool posts of holes, grooves or surfaces at a position where the angle around the main axis that has been impossible is slightly shifted or slightly shifted from the facing position.
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。図1は、前側刃物台1と奥側刃物台2のX軸が偏倚角θだけ偏倚している旋盤で、この発明の方法により、前側刃物台1のX軸を偏倚させて、ワーク6の180度対向する位置に同時加工する例を模式的に示した図である。ワーク6は、奥側刃物台2のX軸を基準として回転割出がなされている。前側刃物台1には、X送りモータ17とY送りモータ18が連結されており、これらのモータは、NC装置9で制御されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a lathe in which the X axis of the
前側刃物台のタレット13は、割り出した工具14の方向が当該刃物台のX軸ガイド11の方向に対して角度θだけ偏倚した方向となるように割出角度を補正されている。そして、この工具14の方向が奥側刃物台の工具24のX軸方向延長上に来るように、前側刃物台1はそのX軸位置に対応する量だけY軸方向に移動している。このX軸方向の位置とY軸方向の位置との合成により、工具14は、奥側刃物台2のX軸と180度対向するX軸を基準として加工プログラムで設定された位置に設定される。
The index angle of the
前側刃物台1をこのような位置に設定するための補正式は、図2を参照して
X=a−(a−X′)cosθ−Y′sinθ
Y=(a−X′)sinθ+Y′cosθ
で与えられる。ここでX及びYは前側刃物台1のX軸モータ17及びY軸モータ18に与えられる指令値であり、X′及びY′は加工プログラムで指定したX座標及びY座標である。aは前側刃物台1のホームポジションOから主軸軸線Aまでの距離である。すなわち、上式は、前側刃物台1のホームポジションを基準としてX座標及びY座標が指令されるときの補正式である。
A correction formula for setting the
Y = (a−X ′) sin θ + Y′cos θ
Given in. Here, X and Y are command values given to the
タレット13の割出角度をθだけ補正する補正式と、X及びY座標に対する上記の補正式とをコード番号××(××は数字)のGコードに割り当て、刃物台1と2とで同時加工を行う際に、前側刃物台1の加工を指令するコード群の最初にG××コードを置き、最後にこのG××を解除するコードを挿入することにより、上述した加工動作を実現できる。
The correction formula for correcting the index angle of the
上記のG××コードを
G×× A(θ)
のように偏倚角θを引数として呼び出すようにすれば、呼び出し毎に異なる偏倚角θを指定して加工を行うことが可能である。例えば図3に示すように、前側刃物台1と奥側刃物台2のX軸を同一方向とした従来型の旋盤のNC装置に上記のG×× A(θ)コードを登録して、前奥の刃物台1、2で同時加工をするとき、上記コードを呼び出してやれば、ワーク6の対向位置からθずれた位置に同時加工を施すことが可能になる。
The above GXX code is GXX A (θ)
If the deviation angle θ is called as an argument as shown in FIG. 5, it is possible to perform machining by designating a different deviation angle θ for each call. For example, as shown in FIG. 3, the above Gxx A (θ) code is registered in the NC device of a conventional lathe with the X axis of the
1 前側刃物台
2 奥側刃物台
11 X軸ガイド
13 タレット
14 前側刃物台の工具
17 X送りモータ
18 Y送りモータ
24 奥側刃物台の工具
θ 偏倚角
1
11 X-axis guide
13 Turret
14 Front turret tool
17 X feed motor
18 Y-feed motor
24 Tool for the back tool post θ Deflection angle
Claims (1)
前記複数の刃物台の一方であって当該刃物台に装着した工具のX−Y平面内での方向を変更可能な刃物台をX軸及びY軸方向に移動位置決め可能に設けると共に、
NC装置に当該一方の刃物台の工具の方向を偏倚角(θ)偏倚させる第1補正式
並びに当該偏倚させた方向に当該工具を進退させるためのX軸及びY軸方向の送り量の第2補正式を登録し、
前記複数の刃物台の並列制御による同時加工を行うときに、前記一方の刃物台に対する加工指令の最初で前記第1及び第2補正式を呼び出し、同時加工の終了時に当該呼び出しを解除する、複数刃物台によるワークの同時加工方法。 The front turret, in which one X-axis of the front and back turrets facing each other across the main shaft is deviated from the other X-axis by a declination angle (θ), is controlled in parallel by the NC unit. In the method for simultaneous machining of workpieces,
A turret that is one of the plurality of turrets and capable of changing the direction in the XY plane of the tool mounted on the turret is provided so as to be movable and positionable in the X-axis and Y-axis directions.
A first correction formula for causing the NC device to deviate the tool direction of the one tool post by a deflection angle (θ), and a second feed amount in the X-axis and Y-axis directions for moving the tool back and forth in the biased direction . Register the correction formula,
When performing simultaneous machining by parallel control of the plurality of tool rests, the first and second correction formulas are called at the beginning of a machining command for the one tool rest, and the call is canceled at the end of the simultaneous machining. A method for simultaneous machining of workpieces with a tool post.
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