JP4937204B2 - Hole machining method, machining program, machining program generation program, machining apparatus and press die - Google Patents
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Description
本発明は、ワークを載置するテーブルと、このテーブルに対して略垂直にかつ回転可能に支持された主軸とが三次元方向へ相対移動可能に構成された加工装置を用いて、テーブルに載置されたワークの傾斜面に対して穴を加工することができる穴加工方法、加工プログラム、加工プログラム生成プログラム、加工装置およびプレス金型に関する。 The present invention mounts a workpiece on a table using a processing device in which a table on which a workpiece is placed and a spindle supported substantially perpendicularly to the table and capable of rotating are relatively movable in a three-dimensional direction. The present invention relates to a hole machining method, a machining program, a machining program generation program, a machining apparatus, and a press die that can machine a hole on an inclined surface of a placed workpiece.
本発明者等は、先に、直交３軸制御の加工装置、つまり、ワークを載置するテーブルと主軸とが三次元方向へ相対移動可能に構成されたＮＣ加工装置において、ワークに対して任意の角度の斜め穴を加工できる工具ホルダを提案した（特許文献１参照）。
これは、主軸に装着される主軸装着部と、穴あけドリルを保持する工具保持部と、主軸装着部に対して工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、主軸からの回転を工具保持部に伝達する自在継手部とを有する構造である。
The present inventors previously made an arbitrary three-axis control machining apparatus, that is, an NC machining apparatus in which a table on which a workpiece is placed and a spindle are configured to be relatively movable in a three-dimensional direction. The tool holder which can process the diagonal hole of the angle of this was proposed (refer patent document 1).
This includes a spindle mounting part mounted on the spindle, a tool holding part for holding a drill, and a tool holding part that can be tilted with respect to the spindle mounting part and can be returned to the original posture by an elastic member, It is a structure which has a universal joint part which transmits rotation from a main axis | shaft to a tool holding part.
斜め穴の加工にあたっては、穴あけドリルの先端を加工位置に位置決めしたのち、テーブルと主軸とを三次元方向へ相対移動させながら、穴あけドリルを斜め穴の軸線に一致するように傾斜させ、この姿勢のまま穴あけドリルを軸線方向へ送ると、穴あけドリルによってワークに斜め穴が加工される。 When drilling a slanted hole, after positioning the tip of the drilling drill at the machining position, tilt the drilling drill to match the axis of the slanted hole while moving the table and spindle relative to each other in three dimensions. If the drilling hole is sent in the axial direction, an oblique hole is machined by the drilling drill.
前述した工具ホルダを利用すれば、直交３軸制御の加工装置において、ワークの平面、つまり、テーブルと平行な面に対して任意の角度の斜め穴を加工することができる。
しかし、前述した工具ホルダを利用して、ワークの傾斜面、つまり、テーブルに対して傾斜する傾斜面に穴あけ加工するには、従来の加工方法のままでは適用できない。そのため、このような傾斜面に対しても適用できる穴加工方法が要望されていた。
If the above-described tool holder is used, an oblique hole having an arbitrary angle can be machined with respect to the plane of the workpiece, that is, a plane parallel to the table, in the orthogonal three-axis control machining apparatus.
However, the conventional machining method cannot be applied to drilling holes on the inclined surface of the workpiece, that is, the inclined surface inclined with respect to the table, using the tool holder described above. Therefore, there has been a demand for a drilling method that can be applied to such an inclined surface.
ちなみに、ワークの傾斜面に穴を加工するには、従来、次の方法が考えられる。
例えば、直交３軸制御の加工装置において、ワークの傾斜面が水平になるように、ワークをテーブルの上面に治具などで固定し、水平となったワークの傾斜面に穴を加工する方法、あるいは、直交３軸制御の加工装置において、主軸の先端にＹ軸を中心に旋回するＢ軸を旋回可能に設け、このＢ軸の先端に穴あけドリルを装着して、加工を行う方法などが考えられる。
しかし、いずれの方法にあっても、新たな治具や制御軸を追加しなければならないため、加工の手間や装置の複雑化などを伴う。
Incidentally, the following method can be conventionally considered for machining a hole in the inclined surface of a workpiece.
For example, in an orthogonal three-axis control processing apparatus, a method of fixing a workpiece to the upper surface of a table with a jig or the like so that the inclined surface of the workpiece is horizontal, and processing a hole in the horizontal inclined surface of the workpiece, Alternatively, in an orthogonal three-axis control processing apparatus, a method may be considered in which a B axis that revolves around the Y axis is provided at the tip of the main shaft so as to be able to turn, and a drill is attached to the tip of the B axis. It is done.
However, in either method, since a new jig or control axis has to be added, the processing is complicated and the apparatus is complicated.
本発明の目的は、新たな治具や制御軸の追加を必要とすることなく、ワークの傾斜面に穴を加工することができる穴加工方法、加工プログラム、加工プログラム生成プログラム、加工装置およびプレス金型を提要することにある。 An object of the present invention is to provide a hole machining method, a machining program, a machining program generation program, a machining apparatus, and a press capable of machining a hole in an inclined surface of a workpiece without requiring addition of a new jig or a control axis. To provide a mold.
本発明の穴加工方法は、ワークを載置するテーブルと、前記テーブルに対して略垂直にかつ回転可能に支持された主軸とが三次元方向へ相対移動可能に構成された加工装置を用いて、前記テーブルに載置され前記主軸の軸線に対して傾斜したワークの傾斜面に穴を加工する穴加工方法であって、先端にセンタ穴あけ工具を有する第１工具ホルダを前記主軸に装着する第１工具ホルダ装着ステップと、前記センタ穴あけ工具によって、前記傾斜面の前記穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から前記主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工するセンタ穴加工ステップと、前記主軸に装着される主軸装着部、穴あけドリルを保持する工具保持部、および、前記主軸装着部に対して前記工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、前記主軸からの回転を前記工具保持部に伝達する自在継手部を有する第２工具ホルダを前記主軸に装着する第２工具ホルダ装着ステップと、前記穴あけドリルによって、前記センタ穴をガイドとして前記ワークを削り込みながら、前記穴あけドリルの先端が前記穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、前記穴あけドリルを前記穴の中心軸線に一致するまで傾ける穴あけドリル姿勢設定ステップと、前記穴あけドリルを前記穴あけドリル姿勢設定ステップによって設定された姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進退させて前記穴を加工する穴加工ステップと、を備えたことを特徴とする。 The hole drilling method of the present invention uses a machining apparatus configured such that a table on which a workpiece is placed and a main shaft that is supported so as to be substantially perpendicular to and rotatable with respect to the table can be relatively moved in a three-dimensional direction. A hole machining method for machining a hole in an inclined surface of a workpiece placed on the table and inclined with respect to the axis of the spindle, wherein a first tool holder having a center drilling tool at a tip is mounted on the spindle. A tool holder mounting step, a center hole machining step for machining a center hole parallel to the axis of the main spindle from a position above the inclined surface with respect to the hole machining position of the inclined surface by the center drilling tool; The main shaft mounting portion to be mounted, the tool holding portion for holding the drilling drill, and the tool holding portion can be tilted with respect to the main shaft mounting portion and can be returned to the original posture by the elastic member. And a second tool holder mounting step for mounting a second tool holder having a universal joint portion for transmitting rotation from the main shaft to the tool holding portion on the main shaft, and the center hole as a guide by the drilling drill. A drilling drill attitude setting step in which the drill is drilled until the tip of the drilling drill reaches the substantially central axis of the hole while the workpiece is being sharpened, and then the drill is tilted until it coincides with the central axis of the hole; A drilling step of machining the hole by moving the drill forward and backward in the axial direction of the drilling drill while maintaining the posture set by the drilling drill posture setting step.
この構成によれば、まず、第１工具ホルダ装着ステップにおいて、先端にセンタ穴あけ工具を有する第１工具ホルダを主軸に装着したのち、センタ穴加工ステップにおいて、センタ穴あけ工具によって、傾斜面の穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工する。
次に、第２工具ホルダ装着ステップにおいて、第２工具ホルダを主軸に装着したのち、穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、穴あけドリルによって、センタ穴をガイドとしてワークを削り込みながら、穴あけドリルの先端が穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、穴あけドリルを先端を支点として穴の中心軸線に一致するまで傾ける。
すると、穴あけドリルの軸線が穴の中心軸線に一致し、かつ、穴あけドリルの先端がワークに食い込んだ状態になるため、次の穴加工ステップにおいて、穴あけドリルを設定された姿勢のまま、穴あけドリルの軸方向へ進退させることにより、穴を加工することができる。
According to this configuration, first, in the first tool holder mounting step, the first tool holder having the center drilling tool at the tip is mounted on the spindle, and then in the center hole machining step, the hole on the inclined surface is formed by the center drilling tool. A center hole is machined parallel to the axis of the main shaft from a position above the inclined surface with respect to the machining position.
Next, in the second tool holder mounting step, after mounting the second tool holder on the spindle, in the drilling drill posture setting step, the tip of the drilling drill is drilled while the workpiece is being sharpened by the drilling drill using the center hole as a guide. After drilling until it reaches the approximate center axis, tilt the drilling drill with the tip as a fulcrum until it matches the center axis of the hole.
Then, since the axis of the drilling drill matches the center axis of the hole and the tip of the drilling drill bites into the workpiece, the drilling drill remains in the set posture in the next drilling step. The hole can be machined by moving it back and forth in the axial direction.
従って、本発明によれば、テーブルと主軸とが三次元方向へ相対移動可能に構成された加工装置、つまり、直交三軸制御の加工装置において、主軸に装着される主軸装着部、穴あけドリルを保持する工具保持部、および、主軸装着部に対して工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、主軸からの回転を工具保持部に伝達する自在継手部を有する第２工具ホルダを利用して、ワークの傾斜面に対して穴あけ加工を行うことができる。そのため、新たな治具や制御軸の追加を必要とすることなく、ワークの傾斜面に穴を加工することができる。 Therefore, according to the present invention, in a machining apparatus configured so that the table and the spindle can move relative to each other in a three-dimensional direction, that is, in a machining apparatus with orthogonal three-axis control, a spindle mounting portion and a drilling drill to be mounted on the spindle are provided. A tool holding portion for holding, and a universal joint portion for holding the tool holding portion to be tiltable with respect to the main shaft mounting portion and capable of returning to the original posture by an elastic member, and transmitting rotation from the main shaft to the tool holding portion. Drilling can be performed on the inclined surface of the workpiece by using the second tool holder. Therefore, a hole can be machined in the inclined surface of the workpiece without the need to add a new jig or control axis.
本発明の穴加工方法において、前記センタ穴加工ステップでは、前記穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、前記穴あけドリルの先端が前記穴の略中心軸線に達したときに、前記穴あけドリルの先端から前記穴の中心軸線に沿ってワークの傾斜面までの距離が、予め設定した深さになるように、前記センタ穴の加工位置を決定する、ことが好ましい。 In the hole drilling method of the present invention, in the center hole drilling step, when the tip of the hole drill reaches the substantially central axis of the hole in the hole drill attitude setting step, the hole drilling method is performed from the tip of the hole drill. It is preferable that the processing position of the center hole is determined so that the distance to the inclined surface of the workpiece along the central axis is a preset depth.
このような構成によれば、穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、穴あけドリルの先端が加工しようとする穴の略中心軸線に達したときに、穴あけドリルの先端から穴の中心軸線に沿ってワークの傾斜面までの距離が、予め設定した深さ、具体的には、穴あけドリルの先端がワークに食い込む深さになるように、センタ穴加工ステップにおけるセンタ穴の加工位置が決定されているから、穴あけドリルの先端をワークに確実に食い込ませた状態にできる。
つまり、穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、穴あけドリルの先端が加工穴の略中心軸線まで達するまで削り込んだのち、穴あけドリルを穴の中心軸線に一致するまで傾けると、穴あけドリルの先端が、ワークの傾斜面から穴の中心軸線に沿って、ワークに食い込んだ状態になるため、穴あけドリルの先端が穴の中心軸線からずれることなく、指定した位置に正確にかつ確実に穴を加工することができる。
According to such a configuration, in the drilling drill posture setting step, when the tip of the drilling drill reaches the approximate center axis of the hole to be machined, the workpiece is inclined from the tip of the drilling drill along the center axis of the hole. Since the center hole machining position in the center hole machining step is determined so that the distance to the surface is a preset depth, specifically, the depth at which the tip of the drilling drill bites into the workpiece, The tip of the drill can be securely bited into the workpiece.
In other words, in the drilling drill posture setting step, after cutting until the tip of the drilling drill reaches the approximate center axis of the drilled hole, tilt the drilling drill until it matches the center axis of the hole. Since the workpiece bites into the workpiece from the inclined surface along the center axis of the hole, the hole can be precisely and reliably machined at the specified position without the tip of the drilling drill being displaced from the center axis of the hole. .
本発明の穴加工方法において、前記穴加工ステップでは、前記穴あけドリルを設定された姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させ、再び進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させるステップ加工により、前記穴を加工する、ことが好ましい。 In the hole drilling method of the present invention, in the hole drilling step, with the drilling drill set in a set posture, the hole drilling is advanced in the axial direction to perform a certain amount of hole drilling, and then retracted and advanced again. It is preferable that the hole is processed by a step process in which a predetermined amount of drilling is performed and then retracted.
このような構成によれば、穴加工ステップにおいて、穴あけドリルを設定された姿勢のまま、ステップ加工動作させたので、穴あけドリルの後退動作時に、穴あけドリルによって切削された切粉を穴から排出させることができる。従って、ワークの傾斜面に穴を正確かつ効率的に加工できる。 According to such a configuration, in the hole drilling step, the step drilling operation is performed while the drilling drill is in the set posture. Therefore, when the drilling drill moves backward, the chips cut by the drilling drill are discharged from the hole. be able to. Therefore, a hole can be accurately and efficiently processed on the inclined surface of the workpiece.
本発明の加工プログラムは、上述した穴加工方法を、少なくとも同時２軸以上制御可能な制御装置を備えた加工装置に実行させる、ことを特徴とする。
この構成によれば、上述した穴加工方法と同様な効果が期待できる。
The machining program of the present invention is characterized by causing a machining apparatus including a control device capable of controlling at least two axes simultaneously to execute the above-described hole machining method.
According to this structure, the same effect as the hole drilling method described above can be expected.
本発明の加工プログラム生成プログラムは、ワークを載置するテーブルと、前記テーブルに対して略垂直にかつ回転可能に支持された主軸とが三次元方向へ相対移動可能に構成された加工装置において、先端にセンタ穴あけ工具を有する第１工具ホルダと、前記主軸に装着される主軸装着部、穴あけドリルを保持する工具保持部、および、前記主軸装着部に対して前記工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、前記主軸からの回転を前記工具保持部に伝達する自在継手部を有する第２工具ホルダとを用いて、前記テーブルに載置され前記主軸の軸線に対して傾斜したワークの傾斜面に穴を加工するための加工プログラムを生成する加工プログラム生成プログラムであって、前記ワークの形状データ、穴加工位置データ、前記第１工具ホルダおよび前記第２工具ホルダに関するデータを取り込む処理と、前記穴加工位置での穴あけ角度が前記第２工具ホルダの許容傾斜角度範囲であることを条件として穴あけ角度を確定し、この確定した穴あけ角度からセンタ穴の加工位置を計算して、前記センタ穴あけ工具によって、前記傾斜面の前記穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から前記主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工するセンタ穴あけ用加工データを作成する処理と、前記穴あけドリルによって、前記センタ穴をガイドとして前記ワークを削り込みながら、前記穴あけドリルの先端が前記穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、前記穴あけドリルを前記穴の中心軸線に一致するまで傾けたのち、前記穴あけドリルをその姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進退させて前記穴を加工する穴あけ用加工データを作成する処理と、を備えることを特徴とする。 The machining program generation program of the present invention is a machining apparatus configured such that a table on which a workpiece is placed and a spindle that is supported substantially vertically and rotatably with respect to the table are relatively movable in a three-dimensional direction. A first tool holder having a center drilling tool at the tip, a spindle mounting part mounted on the spindle, a tool holding part for holding a drilling drill, and the tool holding part can be tilted and elastic with respect to the spindle mounting part A second tool holder having a universal joint portion that is held by a member so as to be able to return to the original posture and transmits rotation from the main shaft to the tool holding portion, and is mounted on the table and is arranged on the table. A machining program generation program for generating a machining program for machining a hole in an inclined surface of a workpiece inclined with respect to the workpiece, the workpiece shape data Drilling angle on condition that the drilling position data, the process for taking in the data related to the first tool holder and the second tool holder, and the drilling angle at the drilling position are within the allowable tilt angle range of the second tool holder The center hole machining position is calculated from the determined drilling angle, and the center drilling tool uses the center drilling tool to position the center of the inclined surface from the position above the inclined surface in parallel with the axis of the spindle. Processing for creating machining data for center drilling for machining a hole, and cutting the workpiece by using the drilling drill with the center hole as a guide, until the tip of the drilling drill reaches the approximate center axis of the hole. Then, after tilting the drilling drill until it matches the center axis of the hole, the drilling drill remains in its posture, Serial advanced and retreated in the axial direction of the drilling the drill, characterized in that it comprises a process of creating a drilling processing data for processing the hole.
この構成によれば、ワークの形状データ、穴加工位置データ、第１工具ホルダおよび第２工具ホルダに関するデータを入力すると、これらのデータが取り込まれたのち、穴加工位置での穴あけ角度が第２工具ホルダの許容傾斜角度範囲であることを条件として穴あけ角度が確定され、この確定した穴あけ角度からセンタ穴の加工位置を計算して、センタ穴あけ工具によって、傾斜面の穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工するセンタ穴あけ用加工データが作成される。こののち、穴あけドリルによって、センタ穴をガイドとしてワークを削り込みながら、穴あけドリルの先端が穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、穴あけドリルを穴の中心軸線に一致するまで傾けたのち、穴あけドリルをその姿勢のまま、穴あけドリルの軸方向へ進退させて穴を加工する穴あけ用加工データが作成される。従って、ワークの傾斜面に対して穴あけ加工を行う加工プログラムを自動的に作成することができるから、作業者への負担を軽減できる。 According to this configuration, when the workpiece shape data, the drilling position data, and the data related to the first tool holder and the second tool holder are input, after these data are captured, the drilling angle at the drilling position is the second. The drilling angle is determined on the condition that it is within the allowable tilt angle range of the tool holder, and the machining position of the center hole is calculated from this determined drilling angle, and the center drilling tool tilts it more than the machining position of the hole on the inclined surface. Center hole machining data for machining a center hole in parallel with the axis of the main shaft from a position above the surface is created. After that, drill the workpiece with the drilling hole using the center hole as a guide, until the tip of the drilling drill reaches the approximate center axis of the hole, and then tilt the drill until it matches the center axis of the hole. Then, drilling processing data for creating a hole by machining the hole by moving the drilling drill in the axial direction of the drilling drill in the axial direction is created. Accordingly, a machining program for drilling holes on the inclined surface of the workpiece can be automatically created, so that the burden on the operator can be reduced.
本発明の加工装置は、ワークを載置するテーブルと、前記テーブルに対して略垂直にかつ回転可能に支持された主軸と、前記テーブルと前記主軸とを三次元方向へ相対移動させる相対移動機構とを備えた加工装置であって、先端にセンタ穴あけ工具を有する第１工具ホルダと、前記主軸に装着される主軸装着部、穴あけドリルを保持する工具保持部、および、前記主軸装着部に対して前記工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、前記主軸からの回転を前記工具保持部に伝達する自在継手部を有する第２工具ホルダと、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記主軸に前記第１工具ホルダが装着された状態において、前記相対移動機構を制御しながら、前記センタ穴あけ工具によって、前記傾斜面の前記穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から前記主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工させるセンタ穴加工手段と、前記主軸に前記第２工具ホルダが装着された状態において、前記相対移動機構を制御しながら、前記穴あけ工具によって、前記センタ穴をガイドとしてワークを削り込みながら、前記穴あけドリルの先端が加工穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、前記穴あけドリルを前記加工穴の中心軸線に一致するまで傾ける穴あけ工具姿勢設定手段と、前記相対移動機構を制御しながら、前記穴あけドリルを前記穴あけ工具姿勢設定手段によって設定された姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進退させて前記穴を加工する穴加工手段とを有する、ことを特徴とする。 A processing apparatus according to the present invention includes a table on which a workpiece is placed, a main shaft that is supported substantially perpendicularly to the table and is rotatable, and a relative movement mechanism that relatively moves the table and the main shaft in a three-dimensional direction. A first tool holder having a center drilling tool at the tip, a spindle mounting part mounted on the spindle, a tool holding part holding a drilling drill, and the spindle mounting part. A second tool holder having a universal joint portion that holds the tool holding portion so that the tool holding portion can be tilted and can be returned to the original posture by an elastic member, and transmits rotation from the spindle to the tool holding portion; The control device includes the inclined surface by the center drilling tool while controlling the relative movement mechanism in a state where the first tool holder is mounted on the spindle. Center hole machining means for machining a center hole parallel to the axis of the spindle from a position above the inclined surface with respect to the machining position of the hole, and the relative movement mechanism in a state where the second tool holder is mounted on the spindle. While controlling, with the hole drilling tool, cutting the workpiece with the center hole as a guide, cutting until the tip of the hole drill reaches the approximate center axis of the machining hole, and then drilling the hole drill to the center of the machining hole Drilling tool posture setting means that tilts until it matches the axis, and while controlling the relative movement mechanism, the drilling drill is advanced and retracted in the axial direction of the drilling drill while maintaining the posture set by the drilling tool posture setting means. And a hole processing means for processing the hole.
この構成によれば、制御装置が、主軸に第１工具ホルダが装着された状態において、相対移動機構を制御しながら、センタ穴あけ工具によって、傾斜面の穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工させる工程と、主軸に第２工具ホルダが装着された状態において、相対移動機構を制御しながら、穴あけドリルによって、センタ穴をガイドとしてワークを削り込みながら、穴あけドリルの先端が穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、穴あけドリルを穴の中心軸線に一致するまで傾ける穴あけドリル姿勢設定工程と、相対移動機構を制御しながら、穴あけドリルを穴あけドリル姿勢設定工程によって設定された姿勢のまま、穴あけドリルの軸方向へ進退させて穴を加工する穴加工工程とを実行するから、上記加工方法で述べた加工時間の大幅な短縮に寄与できるほか、作業者がテーブルと主軸とを相対移動させなくてもよいから、熟練を必要とせず、かつ、安全に作業を行える。 According to this configuration, the control device controls the relative movement mechanism in a state in which the first tool holder is mounted on the main shaft, and the center drilling tool moves the inclined surface from a position higher than the machining position of the inclined surface. In the process of machining the center hole parallel to the axis of the spindle, and while the second tool holder is mounted on the spindle, while controlling the relative movement mechanism, while drilling the workpiece with the center hole as a guide, After drilling until the tip of the drilling drill reaches the approximate center axis of the hole, drill the drilling drill while setting the drilling drill attitude setting process and tilting the drilling drill until it matches the center axis of the hole, and controlling the relative movement mechanism. With the posture set by the posture setting step, the hole drilling step of machining the hole by advancing and retreating in the axial direction of the drilling drill is performed. Serial processing method other that can contribute to significant reduction of the machining time as described in, because the operator may not move relative to the table and the main shaft, without requiring a skill, and perform the work safely.
本発明のプレス金型は、板材を絞り加工する雄金型と雌金型とを有するプレス金型であって、雌金型には、上述したいずれかの穴加工方法によって空気抜き穴が加工されていることを特徴とする。
このような構成によれば、テーブルと主軸とが三次元方向へ相対移動可能に構成された加工装置、つまり、直交三軸制御の加工装置において、主軸に装着される主軸装着部、穴あけドリルを保持する工具保持部、および、主軸装着部に対して工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、主軸からの回転を穴あけドリルに伝達する自在継手部を有する第２工具ホルダを利用して、雌金型に空気抜き穴が加工されたプレス金型を得ることができる。
The press die of the present invention is a press die having a male die and a female die for drawing a plate material, and an air vent hole is processed in the female die by any one of the above-described hole processing methods. It is characterized by.
According to such a configuration, in a machining apparatus configured to allow the table and the spindle to move relative to each other in a three-dimensional direction, that is, in a machining apparatus with orthogonal three-axis control, the spindle mounting portion mounted on the spindle and the drill are A holding tool holding portion, and a universal joint portion that holds the tool holding portion so that it can be tilted with respect to the main shaft mounting portion and can be returned to the original posture by an elastic member, and transmits the rotation from the main shaft to the drilling drill. By using the second tool holder, it is possible to obtain a press die in which air vent holes are processed in the female die.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜加工装置の説明＞
図１は、本発明の一実施形態に係る加工装置の概略構成を示す正面図である。
本実施形態の加工装置は、ワークＷを載置するテーブル１２と、このテーブル１２に対して略垂直にかつ回転可能に支持された主軸としてのスピンドルヘッド２０と、テーブル１２とスピンドルヘッド２０とを三次元方向へ相対移動させる相対移動機構１０と、スピンドルヘッド２０の先端に工具ホルダを交換可能に装着させる工具交換機構４０と、これらの駆動を制御する制御装置５０とを備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Description of processing equipment>
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The processing apparatus of this embodiment includes a table 12 on which a workpiece W is placed, a spindle head 20 as a main shaft that is supported substantially perpendicularly to the table 12 and is rotatable, and the table 12 and the spindle head 20. A relative movement mechanism 10 that relatively moves in a three-dimensional direction, a tool exchange mechanism 40 that exchangeably attaches a tool holder to the tip of the spindle head 20, and a control device 50 that controls driving of the tool holder are provided.
相対移動機構１０は、テーブル１２を前後方向（Ｘ方向）へ移動可能に支持したベース１１と、このベース１１に設けられテーブル１２をＸ方向へ移動させるＸ駆動機構１３と、ベース１１の両側にテーブル１２を跨いで設けられた門形フレーム１４と、この門形フレーム１４の水平ビーム１４Ａに左右方向（Ｙ方向）へ移動可能に設けられたサドル１５と、このサドル１５をＹ方向へ移動させるＹ駆動機構１６と、サドル１５に上下方向（Ｚ方向）へ移動可能に設けられ内部にスピンドルヘッド２０を有するラム１７と、このラム１７をＺ方向へ移動させるＺ駆動機構１８とから構成されている。
なお、これらのＸ駆動機構１３、Ｙ駆動機構１６およびＺ駆動機構１８については、リニアモータなどで構成することができるほか、送りねじ軸にスライダを螺合させた構成などを利用できる。
The relative movement mechanism 10 includes a base 11 that supports the table 12 so as to be movable in the front-rear direction (X direction), an X drive mechanism 13 that is provided on the base 11 and moves the table 12 in the X direction, and both sides of the base 11. A portal frame 14 provided across the table 12, a saddle 15 provided on the horizontal beam 14A of the portal frame 14 so as to be movable in the left-right direction (Y direction), and the saddle 15 are moved in the Y direction. The Y drive mechanism 16 includes a ram 17 that is provided on the saddle 15 so as to be movable in the vertical direction (Z direction) and has a spindle head 20 inside, and a Z drive mechanism 18 that moves the ram 17 in the Z direction. Yes.
The X drive mechanism 13, the Y drive mechanism 16, and the Z drive mechanism 18 can be configured by a linear motor or the like, and a configuration in which a slider is screwed onto a feed screw shaft can be used.
スピンドルヘッド２０の先端には、工具交換機構４０によって、指定の工具ホルダが着脱可能に装着される。つまり、制御装置５０からの指令に基づいて、サドル１５が図１中右端に移動された状態において、スピンドルヘッド２０と工具交換機構４０との間で工具交換動作が実行され、スピンドルヘッド２０の先端に指定の工具ホルダが装着されるようになっている。
例えば、穴の加工では、スピンドルヘッド２０の先端に、最初に、先端にセンタ穴あけ工具を有する第１工具ホルダ２１が装着されたのち、次に、先端に穴あけドリルを有する第２工具ホルダ３１が装着される。
A specified tool holder is detachably attached to the tip of the spindle head 20 by a tool changing mechanism 40. That is, on the basis of a command from the control device 50, a tool changing operation is executed between the spindle head 20 and the tool changing mechanism 40 in a state where the saddle 15 is moved to the right end in FIG. The specified tool holder is attached to the.
For example, in drilling holes, first the first tool holder 21 having a center drilling tool at the tip is first attached to the tip of the spindle head 20, and then the second tool holder 31 having a drill at the tip is provided. Installed.
第１工具ホルダ２１は、図２に示すように、スピンドルヘッド２０の先端に装着される主軸装着部としてのシャンク部２２と、このシャンク部２２の下端に設けられセンタ穴あけ工具２５を保持した工具保持部２３とを備える。センタ穴あけ工具２５は、先端に小径のドリル部を有し、シャンク部２２の軸線に一致した状態で、工具保持部２３に保持されている。 As shown in FIG. 2, the first tool holder 21 is a tool that holds a center drilling tool 25 provided at the lower end of the shank portion 22 and a shank portion 22 as a spindle mounting portion that is attached to the tip of the spindle head 20. Holding part 23. The center drilling tool 25 has a small-diameter drill portion at the tip, and is held by the tool holding portion 23 in a state where it matches the axis of the shank portion 22.
第２工具ホルダ３１は、図３に示すように、スピンドルヘッド２０に装着される主軸装着部としてのシャンク部３２と、穴あけドリル３５を保持する工具保持部３３と、シャンク部３２に対して工具保持部３３を任意の方向へ傾斜可能かつ弾性部材（例えば、ばね）によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、スピンドルヘッド２０からの回転を工具保持部３３に伝達する自在継手部３４とを備える。
自在継手部３４は、例えば、カルダンジョイントなどによって構成されている。具体的には、図４に示すように、シャンク部３２に連結され先端が二股に分岐された第１軸部３４Ａと、工具保持部３３に連結され先端が二股に分岐された第２軸部３４Ｂと、十字軸３４Ｃとを備え、第１軸部３４Ａに対して第２軸部３４Ｂを９０度回転させた状態で先端同士を向かい合わせ、第１軸部３４Ａおよび第２軸部３４Ｂの先端と十字軸３４Ｃの各軸端部とを回転可能に連結するとともに、十字軸３４Ｃと第１軸部３４Ａおよび第２軸部３４Ｂとの間に弾性部材３４Ｄ（コイルばねなど）を介在させた構造である。
従って、穴あけドリル３５の先端をワークＷの加工位置に位置決めし、シャンク部３２を所定の方向へかつ下方へ移動させると、穴あけドリル３５の先端を支点として、穴あけドリル３５が所定の方向へ傾斜し、この姿勢のままスピンドルヘッド２０からの回転によって穴あけドリル３５が回転されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the second tool holder 31 includes a shank portion 32 as a spindle mounting portion mounted on the spindle head 20, a tool holding portion 33 that holds a drilling drill 35, and a tool against the shank portion 32. A holding joint 33 that can be tilted in an arbitrary direction and can be returned to the original posture by an elastic member (for example, a spring), and a universal joint 34 that transmits rotation from the spindle head 20 to the tool holding section 33. Prepare.
The universal joint part 34 is comprised by the cardan joint etc., for example. Specifically, as shown in FIG. 4, the first shaft portion 34A connected to the shank portion 32 and bifurcated at the tip, and the second shaft portion connected to the tool holding portion 33 and bifurcated at the tip. 34B and a cross shaft 34C, and the tips of the first shaft portion 34A and the second shaft portion 34B are opposed to each other with the second shaft portion 34B rotated 90 degrees relative to the first shaft portion 34A. And a shaft end portion of the cross shaft 34C are rotatably connected, and an elastic member 34D (coil spring or the like) is interposed between the cross shaft 34C and the first shaft portion 34A and the second shaft portion 34B. It is.
Therefore, when the tip of the drilling drill 35 is positioned at the processing position of the workpiece W and the shank portion 32 is moved downward in a predetermined direction, the drilling drill 35 is inclined in a predetermined direction with the tip of the drilling drill 35 as a fulcrum. In this state, the drilling drill 35 is rotated by the rotation from the spindle head 20.
制御装置５０には、図５に示すように、入力部６１および表示部６２が接続されているとともに、スピンドルヘッド２０、相対移動機構１０および工具交換機構４０が電気的に接続されている。また、制御装置５０は、加工制御部５１と、工具交換制御部５５と、を備えている。
加工制御部５１は、加工プログラム生成部５４と、入力データ記憶部５２と、加工ＮＣデータ記憶部５３を備える。例えば、作業者により入力部６１からワークＷの形状データ、穴加工位置データ、工具ホルダ（第１工具ホルダ２１や第２工具ホルダ３１）などに関する各種パラメータが入力されると、加工プログラム生成部５４は、これらを入力データ記憶部５２に記憶させる。また、この入力データ記憶部５２に記憶された各種データや各種パラメータを基に、加工プログラムである加工ＮＣデータを作成し、この加工ＮＣデータを加工ＮＣデータ記憶部５３に記憶させる。そして、加工ＮＣデータ記憶部５３に記憶された加工ＮＣデータに基づいて、相対移動機構１０の駆動を制御して、ワークＷに穴などを加工する。
As shown in FIG. 5, an input unit 61 and a display unit 62 are connected to the control device 50, and the spindle head 20, the relative movement mechanism 10, and the tool changing mechanism 40 are electrically connected. The control device 50 includes a processing control unit 51 and a tool change control unit 55.
The machining control unit 51 includes a machining program generation unit 54, an input data storage unit 52, and a machining NC data storage unit 53. For example, when the operator inputs various parameters related to the shape data of the workpiece W, the drilling position data, the tool holder (the first tool holder 21 and the second tool holder 31), and the like from the input unit 61, the machining program generation unit 54 These are stored in the input data storage unit 52. Further, machining NC data as a machining program is created based on various data and various parameters stored in the input data storage unit 52, and the machining NC data is stored in the machining NC data storage unit 53. Based on the machining NC data stored in the machining NC data storage unit 53, the drive of the relative movement mechanism 10 is controlled to machine a hole or the like in the workpiece W.
つまり、加工プログラム生成部５４には、上述した加工装置において、第１工具ホルダ２１と、第２工具ホルダ３１とを用いて、テーブル１２に載置されスピンドルヘッド２０の軸線に対して傾斜したワークＷの傾斜面に穴を加工するための加工プログラムを生成する加工プログラム生成プログラムが記憶されている。
この加工プログラム生成プログラムでは、ワークＷの形状データ、穴加工位置データ、第１工具ホルダ２１および第２工具ホルダ３１に関するデータを取り込む処理と、穴加工位置での穴あけ角度が第２工具ホルダ３１の許容傾斜角度範囲であることを条件として穴あけ角度を確定し、この確定した穴あけ角度からセンタ穴の加工位置を計算して、センタ穴あけ工具２５によって、傾斜面の穴の加工位置よりも傾斜面上方位置からスピンドルヘッド２０の軸線と平行にセンタ穴を加工するセンタ穴あけ用加工データを作成する処理と、穴あけドリル３５によって、センタ穴をガイドとしてワークＷを削り込みながら、穴あけドリル３５の先端が穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、穴あけドリル３５を穴の中心軸線に一致するまで傾けたのち、穴あけドリル３５をその姿勢のまま、穴あけドリル３５の軸方向へ進退させて穴を加工する穴あけ用加工データを作成する処理とを有する。
That is, the machining program generation unit 54 uses the first tool holder 21 and the second tool holder 31 in the above-described machining apparatus to place the workpiece placed on the table 12 and inclined with respect to the axis of the spindle head 20. A machining program generation program for generating a machining program for machining a hole in the inclined surface of W is stored.
In this machining program generation program, the processing for taking in the shape data of the workpiece W, the drilling position data, the data related to the first tool holder 21 and the second tool holder 31, and the drilling angle at the drilling position is the second tool holder 31. The drilling angle is determined on the condition that it is within the allowable tilt angle range, the machining position of the center hole is calculated from the determined drilling angle, and the center drilling tool 25 uses the center drilling tool 25 to move the tilted surface above the tilted surface. Processing for creating center hole machining data for machining a center hole parallel to the axis of the spindle head 20 from the position, and the tip of the drill drill 35 is drilled while the workpiece W is being sharpened by the hole drill 35 using the center hole as a guide. After drilling until it reaches the approximate center axis, tilt the drilling drill 35 until it matches the center axis of the hole. And then, with a drilling drill 35 remains in its position, and a process for creating a drilling processing data for machining a hole by advancing and retreating in the axial direction of the drilling the drill 35.
従って、ワークＷの傾斜面に穴を加工するにあたって、加工ＮＣデータ記憶部５３には、スピンドルヘッド２０に第１工具ホルダ２１が装着された状態において、相対移動機構１０を制御しながら、センタ穴あけ工具２５によって、傾斜面の穴の加工位置よりも傾斜面上方位置からスピンドルヘッド２０の軸線と平行にセンタ穴を加工させるセンタ穴加工工程と、スピンドルヘッド２０に第２工具ホルダ３１が装着された状態において、相対移動機構１０を制御しながら、穴あけドリル３５によって、センタ穴をガイドとしてワークＷを削り込みながら、穴あけドリル３５の先端が加工する穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、穴あけドリル３５を加工する穴の中心軸線に一致するまで傾ける穴あけ工具姿勢設定工程と、相対移動機構１０を制御しながら、穴あけドリル３５を設定された姿勢のまま、穴あけドリル３５の軸方向へ進退させて穴を加工する穴加工工程とを実行させる加工ＮＣデータが記憶されている。 Therefore, when machining a hole in the inclined surface of the workpiece W, the machining NC data storage unit 53 controls the relative movement mechanism 10 in a state where the first tool holder 21 is mounted on the spindle head 20 and performs center drilling. A center hole machining step for machining the center hole parallel to the axis of the spindle head 20 from a position above the inclined surface with respect to the machining position of the hole on the inclined surface by the tool 25, and the second tool holder 31 is mounted on the spindle head 20. In this state, while controlling the relative movement mechanism 10 and cutting the workpiece W with the hole drill 35 using the center hole as a guide, the tip of the hole drill 35 is cut until it reaches the approximate center axis of the hole to be machined. Drilling tool posture setting process for tilting until the drilling hole 35 is aligned with the center axis of the hole to be machined, and relative moving machine While controlling the 10, while the set position of the drilling drill 35, machining NC data by reciprocating in the axial direction of the drilling the drill 35 to execute a hole processing step of processing the holes are stored.
＜ワークＷの傾斜面に穴を加工する方法の説明＞
ここでは、板材を絞り加工する雄金型と雌金型とを有するプレス金型において、雌金型に空気抜き穴を加工する例を、図６および図７に示すフローチャートに従って説明する。なお、以下の説明において、ＳＴとはステップを意味する。
ＳＴ１において、ワークＷの形状データを取り込み、表示部６２に表示する。ワークＷの形状データとしては、ＩＧＥＳ（Ｉnitial Ｇraphics Ｅxchange Ｓpecification）などのＣＡＤデータを利用できるが、これに限られない。
ＳＴ２において、穴の加工位置を入力する。穴の加工位置の指定方法としては、（ａ）オペレータが表示部６２に表示されたワークＷの形状画面を見ながら、マウスで指定する方法、(ｂ)設計データの穴の加工位置データ（ＸＹＺ）により作成する方法のいずれかの方法で穴の加工位置を入力する。
<Description of a method for machining a hole in the inclined surface of the workpiece W>
Here, an example of processing an air vent hole in a female die in a press die having a male die and a female die for drawing a plate material will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. 6 and 7. In the following description, ST means a step.
In ST1, the shape data of the workpiece W is captured and displayed on the display unit 62. As the shape data of the work W, CAD data such as IGES (Initial Graphics Exchang Specification) can be used, but is not limited thereto.
In ST2, a hole machining position is input. As a method for designating the hole machining position, (a) a method in which the operator designates with a mouse while looking at the shape screen of the workpiece W displayed on the display unit 62, and (b) hole machining position data (XYZ) in the design data. ) Enter the hole machining position using one of the methods created by
ＳＴ３において、穴の加工位置での形状に対する法線を求める。これには、まず、ワークＷの傾斜面上において指定された加工位置Ｐにおける接線を求めたのち、この接線から垂直な法線を求める。なお、こられの機能は、ＣＡＤ機能を利用できる。
ＳＴ４において、法線の角度（穴あけ角度）を求める。例えば、図８（Ａ）に示すように、ワークＷの傾斜面上において指定された点（加工位置Ｐ）から、この加工位置Ｐに対して法線方向に一定距離離れた点を作成し、これらの点を結ぶ線分を作成する。次に、この作成した線分について、Ｚ＋方向から見てＸＹ平面に投影した線分についてＣ軸角度を求める（同図（Ｂ）参照）。また、線分をＣ軸の０度方向に向けた場合のＸＺ平面において、Ｚ軸とのなす角度をＢ軸角度とする（同図（Ｃ）参照）。
In ST3, a normal to the shape at the hole processing position is obtained. In order to do this, first, a tangent at the specified machining position P on the inclined surface of the workpiece W is obtained, and then a normal normal is obtained from the tangent. These functions can use the CAD function.
In ST4, the normal angle (drilling angle) is obtained. For example, as shown in FIG. 8 (A), a point that is a certain distance away from the specified point (processing position P) on the inclined surface of the workpiece W in the normal direction to the processing position P is created. Create a line segment connecting these points. Next, for the created line segment, the C-axis angle is obtained for the line segment projected on the XY plane as viewed from the Z + direction (see FIG. 5B). In addition, in the XZ plane when the line segment is oriented in the 0 degree direction of the C axis, an angle formed with the Z axis is a B axis angle (see FIG. 3C).
ＳＴ５において、ＳＴ４で求めた法線の角度（穴あけ角度）が第２工具ホルダ３１の許容傾斜角度範囲外かを判定する。ここで、法線の角度（穴あけ角度）が第２工具ホルダ３１の許容傾斜角度範囲外の場合には、ＳＴ６へ進み、穴あけ角度が第２工具ホルダ３１の許容傾斜角度範囲内に修正する。なお、法線の角度（穴あけ角度）が第２工具ホルダ３１の許容傾斜角度範囲外でない場合には、ＳＴ７へ進む。
第２工具ホルダ３１は、自在継手部３４で工具保持部３３および穴あけドリル３５を自由に曲げられる（傾斜できる）ようになっているが、穴あけの動作を行うためには、ある程度の強度が必要であり、曲げる角度（傾斜角度）の制限がある。例えば、図９に示すように、Ａが穴の加工位置Ｐの法線角度、Ｂが第２工具ホルダ３１の許容傾斜角度とすると、Ａ＞Ｂの場合、Ａ＝Ｂに修正する。
In ST5, it is determined whether the normal angle (drilling angle) obtained in ST4 is outside the allowable tilt angle range of the second tool holder 31. Here, when the normal angle (drilling angle) is outside the allowable inclination angle range of the second tool holder 31, the process proceeds to ST6 and the drilling angle is corrected within the allowable inclination angle range of the second tool holder 31. If the normal angle (drilling angle) is not outside the allowable tilt angle range of the second tool holder 31, the process proceeds to ST7.
The second tool holder 31 is configured so that the tool holding portion 33 and the drilling drill 35 can be freely bent (tilted) by the universal joint portion 34, but a certain degree of strength is required to perform the drilling operation. There is a limitation on the bending angle (tilt angle). For example, as shown in FIG. 9, if A is the normal angle of the hole machining position P and B is the allowable inclination angle of the second tool holder 31, if A> B, the correction is made to A = B.
ＳＴ７において、確定した穴あけ角度によりセンタ穴の加工位置を計算する。
穴を加工しようとする面が水平面形状の場合、センタ穴の加工位置は、穴の加工位置と同じである。また、センタ穴の深さは、加工しようとする穴の径（穴あけドリルの径）に応じて決定される。センタ穴をあけたのち、このセンタ穴をガイドとして穴あけドリルによって穴を加工する際、センタ穴から少し削り込みして穴あけドリルの先端をワークＷに食い込ませたのち、指定角度に曲げていく。この際、センタ穴から少し削り込みする量は、穴あけドリルの径Ｄ×０．６程度である。
穴を加工しようとする面が傾斜面の場合、穴の加工位置にセンタ穴をあけても、センタ穴としての意味がなくなるケースが発生する。つまり、センタ穴を穴の加工位置にあけると、センタ穴が加工位置からずれ、ワークの穴加工位置から下側が薄くなり、センタ穴の働き（穴あけドリルのセンタを固定する働き）がなくなる。
そのため、本実施形態では、センタ穴の加工位置を穴の加工位置よりも傾斜面上方位置をセンタ穴の加工位置として、この位置を計算で求める（この計算方法については、後述する）。
In ST7, the machining position of the center hole is calculated based on the determined drilling angle.
When the surface on which the hole is to be processed has a horizontal plane shape, the processing position of the center hole is the same as the processing position of the hole. The depth of the center hole is determined according to the diameter of the hole to be processed (diameter of the drill). After drilling the center hole, when the hole is drilled by using the center hole as a guide, the hole is drilled slightly from the center hole and the tip of the drill bit is bitten into the workpiece W and then bent to a specified angle. At this time, the amount of cutting slightly from the center hole is about the diameter D × 0.6 of the drilling drill.
When the surface on which the hole is to be processed is an inclined surface, there is a case where the center hole is not meaningful even if the center hole is formed at the hole processing position. That is, when the center hole is drilled at the hole machining position, the center hole is displaced from the machining position, the lower side from the workpiece hole machining position is thinned, and the function of the center hole (the function of fixing the center of the drilling drill) is lost.
For this reason, in the present embodiment, the center hole machining position is set to the center hole machining position at a position above the machining surface of the hole, and this position is calculated (this calculation method will be described later).
ＳＴ８において、ＳＴ７で求めたセンタ穴あけ位置（穴の加工位置よりも傾斜面上方位置）を用いてセンタ穴あけ用ＮＣデータを作成する。
ＳＴ９において、センタ穴あけ用ＮＣデータによりセンタ穴の加工を行う。これには、まず、先端にセンタ穴あけ工具２５を有する第１工具ホルダ２１をスピンドルヘッド２０に装着したのち（第１工具ホルダ装着ステップ）、図１０に示すように、センタ穴あけ工具２５によって、傾斜面の穴の加工位置Ｐよりも傾斜面上方位置からスピンドルヘッド２０の軸線（Ｚ軸）と平行にセンタ穴１を加工する（センタ穴加工ステップ）。
In ST8, the center drilling NC data is created by using the center drilling position obtained in ST7 (above the inclined surface from the hole machining position).
In ST9, the center hole is machined by the center drilling NC data. For this purpose, first, after the first tool holder 21 having the center drilling tool 25 at the tip is mounted on the spindle head 20 (first tool holder mounting step), as shown in FIG. The center hole 1 is machined in parallel with the axis (Z axis) of the spindle head 20 from a position above the inclined surface with respect to the machining position P of the surface hole (center hole machining step).
ＳＴ１０において、穴あけ用ＮＣデータを作成する。具体的には、穴の加工位置Ｐなどのデータを用いて穴あけ用ＮＣデータを作成する。
ＳＴ１１において、穴あけドリル３５とワークＷとの干渉チェックを行う。つまり、穴あけドリル３５とワークＷとが干渉するかをチェックする。ここで、穴あけドリル３５とワークＷとが干渉すれば、ＳＴ１４へ進み、穴あけ不可を操作者に知らせる。穴あけドリル３５とワークＷとが干渉しなければ、ＳＴ１２へ進む。
ＳＴ１２において、穴あけ位置にリブ形状が存在する場合、穴が貫通するかをチェックする。穴が貫通しない場合には、ＳＴ１４へ進み、穴あけ不可を操作者に知らせる。穴が貫通する場合には、ＳＴ１３へ進む。
In ST10, NC data for drilling is created. Specifically, NC data for drilling is created using data such as the hole machining position P.
In ST11, an interference check between the drilling drill 35 and the workpiece W is performed. That is, it is checked whether the drilling drill 35 and the workpiece W interfere with each other. Here, if the drilling drill 35 and the workpiece W interfere with each other, the process proceeds to ST14 to inform the operator that drilling is not possible. If the drill bit 35 and the workpiece W do not interfere with each other, the process proceeds to ST12.
In ST12, if there is a rib shape at the drilling position, it is checked whether the hole penetrates. If the hole does not penetrate, the process proceeds to ST14 to inform the operator that the hole cannot be drilled. If the hole penetrates, the process proceeds to ST13.
例えば、板材を絞り加工する雄金型と雌金型とを有するプレス金型では、雌金型に空気抜き穴がないと、板材が変形（ゆがみ）してしまう。金型の設計では、金型の強度を保ちかつ軽量化のために、成型面に対して裏面側にリブ構造を有する場合が多いが、空気抜き穴がリブ位置に一致すると、金型の成型面から裏面側に貫通した空気抜き穴を加工することができない。
このような場合でも、ＳＴ１２において、穴あけ位置にリブ形状が存在する場合、穴が貫通するかをチェックできるため、空気抜き穴を加工できる。具体的には、穴の加工位置から穴あけ方向に穴深さまでの線分を一時図形表示し、操作者に目視確認させる方法などがある。
For example, in a press die having a male die and a female die for drawing a plate material, the plate material is deformed (distorted) if there is no air vent hole in the female die. In mold design, in order to maintain the strength of the mold and reduce the weight, it often has a rib structure on the back side with respect to the molding surface, but if the air vent hole matches the rib position, the molding surface of the mold The air vent hole penetrating from the back to the back side cannot be processed.
Even in such a case, in ST12, when a rib shape exists at the drilling position, it is possible to check whether the hole penetrates or not, so that the air vent hole can be processed. Specifically, there is a method of temporarily displaying a line segment from the processing position of the hole to the hole depth in the drilling direction and allowing the operator to visually check the line segment.
ＳＴ１３において、穴あけを行う。
これには、まず、第２工具ホルダ３１をスピンドルヘッド２０に装着する（第２工具ホルダ装着ステップ）。すると、スピンドルヘッド２０に第２工具ホルダ３１を介して穴あけドリル３５が装着される（図１１参照）。
次に、第２工具ホルダ３１に保持された穴あけドリル３５を回転させながらＺ軸方向へ進出（下降）させ、穴あけドリル３５によってセンタ穴１をガイドとしてワークＷを削り込みながら、穴あけドリル３５の先端が加工しようとする穴の略中心軸線３に達するまで削り込む（図１２参照）。
続いて、図１３に示すように、穴あけドリル３５を先端を支点として穴の中心軸線３に一致するまで傾ける（穴あけドリル姿勢設定ステップ）。
こののち、図１４に示すように、穴あけドリル３５を設定された姿勢のまま、穴あけドリル３５の軸方向へ進退させることにより、穴２を加工する（穴加工ステップ）。
In ST13, drilling is performed.
For this, first, the second tool holder 31 is mounted on the spindle head 20 (second tool holder mounting step). Then, a drilling drill 35 is attached to the spindle head 20 via the second tool holder 31 (see FIG. 11).
Next, the drilling hole 35 held by the second tool holder 31 is rotated (moved down) in the Z-axis direction while rotating, and the workpiece W is cut by the drilling drill 35 using the center hole 1 as a guide. Grind until the tip reaches the approximate center axis 3 of the hole to be machined (see FIG. 12).
Subsequently, as shown in FIG. 13, the drilling drill 35 is tilted with the tip as a fulcrum until it coincides with the center axis 3 of the hole (drilling drill attitude setting step).
After that, as shown in FIG. 14, the hole 2 is processed by moving the hole drill 35 in the axial direction of the hole drill 35 with the set posture (hole processing step).
この際、穴加工ステップでは、穴あけドリル３５を設定された姿勢のまま、穴あけドリル３５の軸方向へ進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させ、再び進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させるステップ加工により、穴を加工する。
すると、穴あけドリル３５を設定された姿勢のまま、穴あけドリル３５がステップ加工動作されるから、穴あけドリル３５の後退動作時に、穴あけドリル３５によって切削された切粉を穴２から排出させることができる。従って、ワークＷの傾斜面に穴２を正確かつ効率的に加工できる。
このようにしてワークＷの傾斜面に穴を加工することができる。
At this time, in the hole drilling step, the drilling drill 35 is moved in the axial direction of the drilling drill 35 in the set posture, the drilling process is performed for a certain amount, then retracted, and then advanced again to perform the drilling process by a certain amount. After that, the hole is machined by a step machining that moves backward.
Then, since the drilling drill 35 is stepped while the drilling drill 35 is set, the chips cut by the drilling drill 35 can be discharged from the hole 2 when the drilling drill 35 is retracted. . Therefore, the hole 2 can be accurately and efficiently processed on the inclined surface of the workpiece W.
In this way, a hole can be machined in the inclined surface of the workpiece W.
（センタ穴の加工位置Ｍを求める方法）
ＳＴ７において、センタ穴１の加工位置Ｍを求める方法を説明する。
いま、Ｘ軸に直交する傾斜面を考える。図１５および図１６において、
Ｄ＝穴の径（穴あけドリルの径）
Ｐ＝穴の加工位置
Ｈ＝穴あけ時の削り込み深さ
Ｂ＝穴あけ角度（Ｂ軸値）
Ａ＝穴の加工位置での法線の角度
Ｍ＝センタ穴の加工位置
Ｌ＝穴の加工位置からずらす距離
Ｑ＝穴の加工位置から穴の中心軸線方向に距離Ｈ分離れた位置
である。
(Method for obtaining the machining position M of the center hole)
A method for obtaining the machining position M of the center hole 1 in ST7 will be described.
Now consider an inclined plane orthogonal to the X axis. 15 and 16,
D = Hole diameter (Drilling hole diameter)
P = Drilling position H = Cutting depth when drilling B = Drilling angle (B-axis value)
A = Normal angle at the hole machining position M = Center hole machining position L = Distance shifted from the hole machining position Q = A position separated from the hole machining position by a distance H in the direction of the center axis of the hole.
穴あけ時において、深さＨまで加工し、穴２の中心軸線３まで穴あけドリル３５の先端が達する位置Ｍを求める。
Ｈ＝Ｄ×０．６（穴あけドリルの径６ｍｍの場合、６×０．６＝３．６ｍｍ）
穴あけドリル３５にて穴あけ角度Ｂとなった時点で、このＨが保持されることが最低条件となる。傾斜面に対して穴２の中心を基準にとして断面を取り、これを平面とした場合、２次元的に、
ｈ＝Ｈ×ｓｉｎ（Ｂ）
Ｌ＝ｈ×ｃｏｓ-1（Ａ）
ｖ＝Ｌ×ｃｏｓ（９０−Ａ）
となる。従って、Ｍは、
Ｍｘ＝Ｐｘ−ｈ
Ｍｚ＝Ｐｚ＋ｖ
となる。
従って、センタ穴１の加工位置Ｍは、穴２の加工位置Ｐからｈ、ｖ以上離した位置にしなければならない。
しかし、センタ孔あけ工具２５の先端の形状が斜面の角度以下の場合、Ｚ＋方向に穴の入口が大きくなることが考えられる。そのため、センタ孔あけ工具２５の先端角度が鋭角なものを用いれば、穴の入口が大きくならなくできる。
At the time of drilling, machining is performed to a depth H, and a position M at which the tip of the drilling drill 35 reaches the center axis 3 of the hole 2 is obtained.
H = D × 0.6 (6 × 0.6 = 3.6 mm when drilling hole diameter is 6 mm)
The minimum condition is that this H is maintained when the drilling angle B reaches the drilling angle B. If a cross section is taken with respect to the inclined surface with reference to the center of the hole 2, and this is a flat surface, two-dimensionally,
h = H × sin (B)
L = h × cos −1 (A)
v = L × cos (90-A)
It becomes. Therefore, M is
Mx = Px-h
Mz = Pz + v
It becomes.
Therefore, the machining position M of the center hole 1 must be a position separated from the machining position P of the hole 2 by h, v or more.
However, when the shape of the tip of the center drilling tool 25 is equal to or less than the angle of the slope, it is conceivable that the hole entrance becomes large in the Z + direction. Therefore, if the tip of the center drilling tool 25 has an acute angle, the hole entrance can be prevented from becoming large.
前述の説明では、２次元に置き換えて説明を行ったが、実際は、３次元形状であり、穴の方向も３次元方向になる（Ｂ軸、Ｃ軸角度）。
３次元の方向を表すベクトルは、Ｘ，Ｙ，Ｚの成分からなる。通常、単位ベクトル−１．０〜０．０〜１．０の値で表す。例えば、（１．０，０．０，０．０）はＸ方向を表し、（１．０，１．０，０．０）はＸＹ平面で４５度を表す。
穴あけの加工位置における法線ベクトルは、ＣＡＤ機能により取得される。通常は、その法線ベクトルが穴あけの３次元ベクトルと逆方向となる。傾斜面の角度がきつい場合、法線ベクトルのＢ軸角度（Ｙ軸中心での回転角度）が第２工具ホルダ３１の許容角度範囲外となる場合は、許容角度範囲内に修正し、その修正したベクトルが穴あけと逆方向となる。
In the above description, the description has been made by replacing it with two dimensions, but in actuality, it is a three-dimensional shape, and the direction of the hole is also three-dimensional (B-axis, C-axis angle).
A vector representing a three-dimensional direction is composed of X, Y, and Z components. Usually, the unit vector is represented by a value of -1.0 to 0.0 to 1.0. For example, (1.0, 0.0, 0.0) represents the X direction, and (1.0, 1.0, 0.0) represents 45 degrees on the XY plane.
The normal vector at the drilling processing position is acquired by the CAD function. Normally, the normal vector is in the opposite direction to the three-dimensional vector for drilling. When the angle of the inclined surface is tight, if the B-axis angle of the normal vector (rotation angle about the Y-axis center) is outside the allowable angle range of the second tool holder 31, it is corrected within the allowable angle range, and the correction The resulting vector is in the opposite direction to drilling.
穴２の加工位置Ｐから３次元座標のＱ点を求める。穴あけベクトルを（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とすると、
Ｑｘ＝Ｐｘ＋Ｈ×Ｖｘ
Ｑｙ＝Ｐｙ＋Ｈ×Ｖｙ
Ｑｚ＝Ｐｚ＋Ｈ×Ｖｚ
となる。
センタ穴１の加工位置ＭのＸＹ座標は、Ｍｘ＝Ｑｘ，Ｍｙ＝Ｑｙとなる。
A point Q of three-dimensional coordinates is obtained from the processing position P of the hole 2. If the drilling vector is (Vx, Vy, Vz),
Qx = Px + H × Vx
Qy = Py + H × Vy
Qz = Pz + H × Vz
It becomes.
The XY coordinates of the machining position M of the center hole 1 are Mx = Qx and My = Qy.
傾斜面を平面と仮定した場合、穴２の加工位置（Ｐｘ、Ｐｙ，Ｐｚ）とセンタ穴１の加工位置（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）は、平面上にあると見なす。法線ベクトルを（Ｎｘ，Ｎｙ，Ｎｚ）とすると、Ｐ点からＭ点へのベクトルは、法線ベクトルと９０度となる。
従って、両ベクトルの内積はゼロとなるため、
（Ｎｘ，Ｎｙ，Ｎｚ）・（Ｍｘ−Ｐｘ，Ｍｙ−Ｐｙ，Ｍｚ−Ｐｚ）＝０
Ｎｘ×（Ｍｘ−Ｐｘ）＋Ｎｙ×（Ｍｙ−Ｐｙ）＋Ｎｚ×（Ｍｚ−Ｐｚ）＝０
が成り立つ。
従って、Ｍｚは、
Ｎｚ×（Ｍｚ−Ｐｚ）＝−Ｎｘ×（Ｍｘ−Ｐｘ）−Ｎｙ×（Ｍｙ−Ｐｙ）
（Ｍｚ−Ｐｚ）＝（−Ｎｘ×（Ｍｘ−Ｐｘ）−Ｎｙ×（Ｍｙ−Ｐｙ））／Ｎｚ
Ｍｚ＝（−Ｎｘ×（Ｍｘ−Ｐｘ）−Ｎｙ×（Ｍｙ−Ｐｙ））／Ｎｚ＋Ｐｚ
となり、センタ穴１の加工位置（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）が求まる。
Assuming that the inclined surface is a plane, the machining position (Px, Py, Pz) of the hole 2 and the machining position (Mx, My, Mz) of the center hole 1 are considered to be on the plane. If the normal vector is (Nx, Ny, Nz), the vector from point P to point M is 90 degrees with the normal vector.
Therefore, the inner product of both vectors is zero, so
(Nx, Ny, Nz) · (Mx−Px, My−Py, Mz−Pz) = 0
Nx * (Mx-Px) + Ny * (My-Py) + Nz * (Mz-Pz) = 0
Holds.
Therefore, Mz is
Nz * (Mz-Pz) =-Nx * (Mx-Px) -Ny * (My-Py)
(Mz−Pz) = (− Nx × (Mx−Px) −Ny × (My−Py)) / Nz
Mz = (− Nx × (Mx−Px) −Ny × (My−Py)) / Nz + Pz
Thus, the machining position (Mx, My, Mz) of the center hole 1 is obtained.
＜実施形態の作用効果＞
（１）第１工具ホルダ装着ステップにおいて、先端にセンタ穴あけ工具２５を有する第１工具ホルダ２１をスピンドルヘッド２０に装着したのち、センタ穴加工ステップにおいて、センタ穴あけ工具２５によって、傾斜面の穴２の加工位置よりも傾斜面上方位置からスピンドルヘッド２０の軸線と平行にセンタ穴１を加工する。次に、第２工具ホルダ装着ステップにおいて、第２工具ホルダ３１をスピンドルヘッド２０に装着したのち、穴あけドリル３５によって、センタ穴１をガイドとしてワークＷを削り込みながら、穴あけドリル３５の先端が穴２の略中心軸線３に達するまで削り込んだのち、穴あけドリル３５を穴２の中心軸線３に一致するまで傾ける。すると、穴あけドリル３５の軸線が穴２の中心軸線３に一致し、かつ、穴あけドリル３５の先端がワークＷに食い込んだ状態になるため、次の穴加工ステップにおいて、穴あけドリル３５を設定された姿勢のまま、穴あけドリル３５の軸方向へ進退させることにより、穴２を加工することができる。
<Effects of Embodiment>
(1) In the first tool holder mounting step, the first tool holder 21 having the center drilling tool 25 at the tip is mounted on the spindle head 20, and then in the center hole machining step, the center hole drilling tool 25 uses the center drilling tool 25 to The center hole 1 is machined in parallel with the axis of the spindle head 20 from a position above the inclined surface with respect to the machining position. Next, in the second tool holder mounting step, after the second tool holder 31 is mounted on the spindle head 20, the tip of the drilling drill 35 is drilled while the workpiece W is being scraped by the drilling drill 35 using the center hole 1 as a guide. After drilling until it reaches a substantially central axis 3 of 2, the drilling drill 35 is tilted until it coincides with the central axis 3 of the hole 2. Then, since the axis of the drilling drill 35 coincides with the central axis 3 of the hole 2 and the tip of the drilling drill 35 is in a state of biting into the workpiece W, the drilling drill 35 is set in the next drilling step. The hole 2 can be processed by advancing and retracting in the axial direction of the drilling drill 35 while maintaining the posture.
（２）従って、テーブル１２とスピンドルヘッド２０とが三次元方向へ相対移動可能に構成された加工装置、つまり、直交三軸制御の加工装置において、スピンドルヘッド２０に装着されるシャンク部３２、穴あけドリル３５を保持する工具保持部３３、および、シャンク部３２に対して工具保持部３３を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、主軸からの回転を工具保持部３３に伝達する自在継手部３４を有する第２工具ホルダ３１を利用して、ワークＷの傾斜面に対して穴あけ加工を行うことができる。そのため、新たな治具や制御軸の追加を必要とすることなく、ワークの傾斜面に穴を加工することができる。 (2) Accordingly, in a machining apparatus in which the table 12 and the spindle head 20 are configured to be relatively movable in the three-dimensional direction, that is, in a machining apparatus with orthogonal three-axis control, the shank portion 32 to be mounted on the spindle head 20, drilling The tool holding portion 33 holding the drill 35 and the tool holding portion 33 with respect to the shank portion 32 are held so as to be tiltable and can be returned to the original posture by the elastic member, and rotation from the main shaft is held by the tool holding portion 33. Drilling can be performed on the inclined surface of the workpiece W using the second tool holder 31 having the universal joint portion 34 for transmission. Therefore, a hole can be machined in the inclined surface of the workpiece without the need to add a new jig or control axis.
（３）穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、穴あけドリル３５の先端が加工しようとする穴２の略中心軸線３に達したときに、穴あけドリル３５の先端から穴２の中心軸線３に沿ってワークＷの傾斜面までの距離Ｈが、穴あけドリル３５の径Ｄの約０．６倍の値になるように、センタ穴加工ステップにおけるセンタ穴１の加工位置Ｍが決定されているから、穴あけドリル３５の先端をワークＷに確実に食い込ませた状態にできる。
つまり、穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、穴あけドリル３５の先端が加工しようとする穴２の略中心軸線３まで達するまで削り込んだのち、穴あけドリル３５を穴２の中心軸線３に一致するまで傾けると、穴あけドリル３５の先端が、ワークＷの傾斜面から穴２の中心軸線３に沿って、穴あけドリル３５の径Ｄの約０．６倍の値の深さまで食い込んだ状態になるため、穴あけドリル３５の先端が穴２の中心軸線３からずれることなく、指定した位置に正確にかつ確実に穴２を加工することができる。
(3) In the drilling drill posture setting step, when the tip of the drilling drill 35 reaches the substantially central axis 3 of the hole 2 to be machined, the workpiece W extends from the tip of the drilling drill 35 along the central axis 3 of the hole 2. Since the processing position M of the center hole 1 in the center hole processing step is determined so that the distance H to the inclined surface of the center hole 1 becomes a value about 0.6 times the diameter D of the drilling drill 35. Can be brought into a state where the tip of the workpiece is securely bited into the workpiece W.
That is, in the drilling drill posture setting step, when the tip of the drilling drill 35 is cut until reaching the substantially central axis 3 of the hole 2 to be machined, the drilling drill 35 is tilted until it coincides with the central axis 3 of the hole 2. Since the tip of the drilling drill 35 is in a state of being bitten into the depth of about 0.6 times the diameter D of the drilling drill 35 along the central axis 3 of the hole 2 from the inclined surface of the workpiece W, the drilling drill The hole 2 can be accurately and reliably processed at the designated position without the tip of the 35 being displaced from the central axis 3 of the hole 2.
（３）穴加工ステップでは、穴あけドリル３５を設定された姿勢のまま、穴あけドリル３５の軸方向へ進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させ、再び進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させるステップ加工動作を採用したので、穴あけドリル３５の後退動作時に、穴あけドリル３５によって切削された切粉を穴２から排出させることができる。従って、ワークＷの傾斜面に穴２を正確かつ効率的に加工できる。 (3) In the drilling step, with the drilling drill 35 in the set posture, the drilling process is advanced in the axial direction of the drilling drill 35 to perform a certain amount of drilling, then retracted, and advanced again to perform a certain amount of drilling. Since the step machining operation for retreating after that is employed, the chips cut by the drilling drill 35 can be discharged from the hole 2 during the retreating operation of the drilling drill 35. Therefore, the hole 2 can be accurately and efficiently processed on the inclined surface of the workpiece W.
（４）制御装置５０が、スピンドルヘッド２０に第１工具ホルダ２１が装着された状態において、相対移動機構１０を制御しながら、センタ穴あけ工具２５によって、傾斜面の穴の加工位置よりも傾斜面上方位置からスピンドルヘッド２０の軸線と平行にセンタ穴１を加工させる工程と、スピンドルヘッド２０に第２工具ホルダ３１が装着された状態において、相対移動機構１０を制御しながら、穴あけドリル３５によって、センタ穴１をガイドとしてワークＷを削り込みながら、穴あけドリル３５の先端が穴２の略中心軸線３に達するまで削り込んだのち、穴あけドリル３５を穴２の中心軸線３に一致するまで傾ける穴あけ工具姿勢設定工程と、穴あけドリル３５を設定された姿勢のまま、穴あけドリル３５の軸方向へ進退させて穴２を加工する穴加工工程とを実行するから、上記加工方法で述べた加工時間の大幅な短縮に寄与できるほか、作業者がテーブルと主軸とを相対移動させなくてもよいから、熟練を必要とせず、かつ、安全に作業を行える。 (4) When the control device 50 controls the relative movement mechanism 10 in a state where the first tool holder 21 is mounted on the spindle head 20, the center drilling tool 25 controls the inclined surface more than the machining position of the hole on the inclined surface. In the process of machining the center hole 1 in parallel with the axis of the spindle head 20 from the upper position, and in the state where the second tool holder 31 is mounted on the spindle head 20, while controlling the relative movement mechanism 10, by the drilling drill 35, While drilling the workpiece W with the center hole 1 as a guide, drilling until the tip of the drilling drill 35 reaches the substantially central axis 3 of the hole 2 and then tilting the drilling drill 35 until it coincides with the central axis 3 of the hole 2 With the tool posture setting process and the drilling drill 35 in the set posture, the hole 2 is added by advancing and retracting in the axial direction of the drilling drill 35. The drilling process is performed, so that it can contribute to a significant reduction in the machining time described in the above machining method, and the operator does not need to move the table and the spindle relative to each other. And you can work safely.
＜変形例＞
本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
前記実施形態では、穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、穴あけドリル３５の先端が穴２の略中心軸線３に達したときに、穴あけドリル３５の先端から穴２の中心軸線３に沿ってワークＷの傾斜面までの距離が、穴あけドリル径Ｄの約０．６倍となるように、センタ穴１の加工位置Ｍを決定したが、これに限られない。つまり、穴あけドリル３５の先端が穴２の略中心軸線３に達したときに、穴あけドリル３５の先端がワークＷに確実に食い込む深さが確保できればよい。従って、穴あけドリル３５の先端から穴２の中心軸線３に沿ってワークＷの傾斜面までの距離が、穴あけドリル３５の径Ｄの０．５〜０．７倍の値になるように、センタ穴１の加工位置Ｍを決定するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, when the tip of the drilling drill 35 reaches the substantially central axis 3 of the hole 2 in the drilling drill posture setting step, the workpiece W is inclined along the central axis 3 of the hole 2 from the tip of the drilling drill 35. Although the machining position M of the center hole 1 is determined so that the distance to the surface is about 0.6 times the drilling drill diameter D, it is not limited to this. In other words, it is only necessary to ensure a depth that the tip of the drilling drill 35 bites into the workpiece W when the tip of the drilling drill 35 reaches the substantially central axis 3 of the hole 2. Therefore, the center is set so that the distance from the tip of the drilling drill 35 to the inclined surface of the workpiece W along the central axis 3 of the hole 2 is 0.5 to 0.7 times the diameter D of the drilling drill 35. The machining position M of the hole 1 may be determined.
前記実施形態では、スピンドルヘッド２０がＸ方向およびＹ方向へ移動可能に構成され、ワークＷを載置するテーブル１２がＸ方向へ移動可能に構成された加工装置を例に説明したが、これに限られない。例えば、スピンドルヘッド２０がＸ，Ｙ，Ｚ方向へ移動可能に構成されたものでもよく、または、ワークＷが載置されるテーブル１２がＸ，Ｙ，Ｚ方向へ移動可能に構成されたものでもよい。また、移動軸については、スピンドルヘッド２０およびテーブル１２のいずれか一方が、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向のうちの少なくとも１つの軸方向へ、他が残りの軸方向へ移動可能であればよい。
また、同時３軸制御の加工装置に限らず、同時２軸以上制御可能な加工装置であって、同様な穴加工を実現できる。例えば、ＸおよびＺ軸制御可能な加工装置であっても、穴加工を実現できる。
In the above-described embodiment, the processing apparatus in which the spindle head 20 is configured to be movable in the X direction and the Y direction and the table 12 on which the workpiece W is placed is configured to be movable in the X direction has been described as an example. Not limited. For example, the spindle head 20 may be configured to be movable in the X, Y, and Z directions, or the table 12 on which the workpiece W is placed may be configured to be movable in the X, Y, and Z directions. Good. As for the movement axis, any one of the spindle head 20 and the table 12 may be movable in at least one of the X, Y, and Z directions and the other in the remaining axial directions.
Further, the present invention is not limited to the simultaneous 3-axis control processing device, and is a processing device capable of controlling two or more simultaneous axes, and can realize the same hole processing. For example, even a machining apparatus capable of controlling the X and Z axes can realize hole machining.
前記実施形態では、加工装置の制御装置５０に加工プログラムを生成する加工プログラム生成部５４を備える構成であったが、加工プログラムを生成する加工プログラム生成部５４については、加工装置とは別な構成であってもよい。
この場合、事前に、加工プログラム生成部５４において、加工プログラムを生成しておき、この生成された加工プログラムを制御装置５０を有する加工装置に組み込めば、この加工プログラムに基づいて加工装置の動作が制御されから、目的のプレス金型を自動的に加工することができる。
In the above-described embodiment, the machining apparatus control device 50 includes the machining program generation unit 54 that generates a machining program. However, the machining program generation unit 54 that generates a machining program is different from the machining apparatus. It may be.
In this case, if a machining program is generated in advance in the machining program generation unit 54 and the generated machining program is incorporated into a machining apparatus having the control device 50, the operation of the machining apparatus is performed based on the machining program. Once controlled, the desired press mold can be processed automatically.
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。 In addition, the specific structure and procedure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like within a range in which the object of the present invention can be achieved.
本発明は、例えば、板材を絞り加工するプレス金型に空気抜き穴を加工する分野のほか、一般的な部品に穴を加工する分野にも利用できる。 The present invention can be used, for example, in the field of punching holes in a general part, in addition to the field of punching holes in a press die for drawing a plate material.
１…センタ穴、
２…穴
３…中心軸線、
１０…相対移動機構、
２０…スピンドルヘッド（主軸）、
２１…第１工具ホルダ、
２５…センタ穴あけ工具、
３１…第２工具ホルダ、
３５…穴あけドリル、
５０…制御装置、
Ｗ…ワーク。
1 ... Center hole,
2 ... hole 3 ... center axis,
10 ... Relative movement mechanism,
20 ... Spindle head (spindle),
21 ... 1st tool holder,
25 ... Center drilling tool,
31 ... Second tool holder,
35 ... Drilling hole,
50 ... Control device,
W ... Work.
Claims (7)
先端にセンタ穴あけ工具を有する第１工具ホルダを前記主軸に装着する第１工具ホルダ装着ステップと、
前記センタ穴あけ工具によって、前記傾斜面の前記穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から前記主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工するセンタ穴加工ステップと、
前記主軸に装着される主軸装着部、穴あけドリルを保持する工具保持部、および、前記主軸装着部に対して前記工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、前記主軸からの回転を前記工具保持部に伝達する自在継手部を有する第２工具ホルダを前記主軸に装着する第２工具ホルダ装着ステップと、
前記穴あけドリルによって、前記センタ穴をガイドとして前記ワークを削り込みながら、前記穴あけドリルの先端が前記穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、前記穴あけドリルを前記穴の中心軸線に一致するまで傾ける穴あけドリル姿勢設定ステップと、
前記穴あけドリルを前記穴あけドリル姿勢設定ステップによって設定された姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進退させて前記穴を加工する穴加工ステップと、
を備えたことを特徴とする穴加工方法。 A table on which a workpiece is placed and a spindle supported so as to be substantially perpendicular to the table and rotatable are mounted on the table by using a processing device configured to be relatively movable in a three-dimensional direction. A hole machining method for machining a hole in an inclined surface of a workpiece inclined with respect to an axis of a main spindle,
A first tool holder mounting step of mounting a first tool holder having a center drilling tool at the tip to the spindle;
A center hole machining step for machining a center hole parallel to the axis of the main shaft from a position above the inclined surface with respect to the machining position of the hole of the inclined surface by the center drilling tool;
While holding the spindle mounting part mounted on the spindle, a tool holding part for holding a drilling drill, and the tool holding part can be tilted with respect to the spindle mounting part and can be returned to the original posture by an elastic member, A second tool holder mounting step of mounting a second tool holder having a universal joint portion for transmitting rotation from the main shaft to the tool holding portion on the main shaft;
While the workpiece is being sharpened by the hole drill using the center hole as a guide, the tip of the hole drill is sharpened until it reaches the approximate center axis of the hole, and then the hole drill is aligned with the center axis of the hole. Drilling posture setting step to tilt
A hole machining step for machining the hole by moving the hole drill forward and backward in the axial direction of the hole drill while maintaining the posture set by the hole drill posture setting step;
A hole drilling method characterized by comprising:
前記センタ穴加工ステップでは、前記穴あけドリル姿勢設定ステップにおいて、前記穴あけドリルの先端が前記穴の略中心軸線に達したときに、前記穴あけドリルの先端から前記穴の中心軸線に沿ってワークの傾斜面までの距離が、予め設定した深さになるように、前記センタ穴の加工位置を決定する、
ことを特徴とする穴加工方法。 The hole drilling method according to claim 1,
In the center drilling step, when the tip of the drilling drill reaches the substantially center axis of the hole in the drilling drill posture setting step, the workpiece is inclined from the tip of the drilling drill along the center axis of the hole. Determine the processing position of the center hole so that the distance to the surface is a preset depth,
A hole drilling method characterized by that.
前記穴加工ステップでは、前記穴あけドリルを設定された姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させ、再び進出させて穴あけ加工を一定量行ったのち後退させるステップ加工により、前記穴を加工する、
ことを特徴とする穴加工方法。 In the hole drilling method according to claim 1 or 2,
In the drilling step, the drilling drill is moved in the axial direction of the drilling drill in a set posture, the drilling process is performed for a certain amount, then retreated, and advanced again to perform the drilling process for a certain amount. Machining the hole by stepping back;
A hole drilling method characterized by that.
ことを特徴とする加工プログラム。 The machining method according to any one of claims 1 to 3 is executed by a machining apparatus including a control device capable of controlling at least two axes simultaneously.
A machining program characterized by that.
前記ワークの形状データ、穴加工位置データ、前記第１工具ホルダおよび前記第２工具ホルダに関するデータを取り込む処理と、
前記穴加工位置での穴あけ角度が前記第２工具ホルダの許容傾斜角度範囲であることを条件として穴あけ角度を確定し、この確定した穴あけ角度からセンタ穴の加工位置を計算して、前記センタ穴あけ工具によって、前記傾斜面の前記穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から前記主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工するセンタ穴あけ用加工データを作成する処理と、
前記穴あけドリルによって、前記センタ穴をガイドとして前記ワークを削り込みながら、前記穴あけドリルの先端が前記穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、前記穴あけドリルを前記穴の中心軸線に一致するまで傾けたのち、前記穴あけドリルをその姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進退させて前記穴を加工する穴あけ用加工データを作成する処理と、
を備えることを特徴とする加工プログラム生成プログラム。 A processing apparatus in which a table on which a workpiece is placed and a main shaft that is rotatably supported substantially perpendicularly to the table are configured to be relatively movable in a three-dimensional direction. A tool holder, a spindle mounting part mounted on the spindle, a tool holding part for holding a drilling drill, and the tool holding part can be tilted with respect to the spindle mounting part and can be returned to the original posture by an elastic member. And a second tool holder having a universal joint portion for holding and transmitting rotation from the main shaft to the tool holding portion, and an inclined surface of a workpiece placed on the table and inclined with respect to the axis of the main shaft A machining program generation program for generating a machining program for machining a hole in
Processing to capture the shape data of the workpiece, the drilling position data, the data relating to the first tool holder and the second tool holder;
The drilling angle is determined on the condition that the drilling angle at the drilling position is within the allowable inclination angle range of the second tool holder, and the center drilling position is calculated from the determined drilling angle, and the center drilling is performed. A process for creating center drilling machining data for machining a center hole in parallel with the axis of the main shaft from a position above the inclined surface with respect to the machining position of the hole on the inclined surface by a tool;
While the workpiece is being sharpened by the hole drill using the center hole as a guide, the tip of the hole drill is sharpened until it reaches the approximate center axis of the hole, and then the hole drill is aligned with the center axis of the hole. Processing to create the drilling processing data for processing the hole by advancing and retreating the drilling drill in the axial direction with the drilling drill maintained in its posture,
A machining program generation program comprising:
先端にセンタ穴あけ工具を有する第１工具ホルダと、
前記主軸に装着される主軸装着部、穴あけドリルを保持する工具保持部、および、前記主軸装着部に対して前記工具保持部を傾斜可能かつ弾性部材によって基の姿勢に復帰可能に保持するとともに、前記主軸からの回転を前記工具保持部に伝達する自在継手部を有する第２工具ホルダと、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記主軸に前記第１工具ホルダが装着された状態において、前記相対移動機構を制御しながら、前記センタ穴あけ工具によって、前記傾斜面の前記穴の加工位置よりも傾斜面上方位置から前記主軸の軸線と平行にセンタ穴を加工させるセンタ穴加工手段と、前記主軸に前記第２工具ホルダが装着された状態において、前記相対移動機構を制御しながら、前記穴あけ工具によって、前記センタ穴をガイドとしてワークを削り込みながら、前記穴あけドリルの先端が加工穴の略中心軸線に達するまで削り込んだのち、前記穴あけドリルを前記加工穴の中心軸線に一致するまで傾ける穴あけ工具姿勢設定手段と、前記相対移動機構を制御しながら、前記穴あけドリルを前記穴あけ工具姿勢設定手段によって設定された姿勢のまま、前記穴あけドリルの軸方向へ進退させて前記穴を加工する穴加工手段とを有する、
ことを特徴とする加工装置。 A processing apparatus comprising: a table on which a workpiece is placed; a main shaft that is supported so as to be rotatable substantially perpendicular to the table; and a relative movement mechanism that relatively moves the table and the main shaft in a three-dimensional direction. There,
A first tool holder having a center drilling tool at the tip;
While holding the spindle mounting part mounted on the spindle, a tool holding part for holding a drilling drill, and the tool holding part can be tilted with respect to the spindle mounting part and can be returned to the original posture by an elastic member, A second tool holder having a universal joint for transmitting rotation from the main shaft to the tool holder;
A control device,
In the state where the first tool holder is mounted on the main shaft, the control device controls the relative movement mechanism and controls the center drilling tool to position the inclined surface above the processing position of the hole. Center hole machining means for machining a center hole parallel to the axis of the main shaft, and the center tool by the drilling tool while controlling the relative movement mechanism in a state where the second tool holder is mounted on the main shaft. Drilling tool posture setting means for cutting the workpiece with the hole as a guide, and cutting until the tip of the drilling drill reaches the approximate center axis of the processing hole, and then tilting the drilling drill until it matches the center axis of the processing hole And while controlling the relative movement mechanism, the drilling drill remains in the posture set by the drilling tool posture setting means, Moved back and forth in the axial direction of the serial drilling drill and a drilling means for processing said hole,
A processing apparatus characterized by that.
前記雌金型には、請求項１〜請求項３のいずれかの穴加工方法によって空気抜き穴が加工されている、
ことを特徴とするプレス金型。 A press die having a male die and a female die for drawing a plate material,
In the female die, an air vent hole is processed by the hole processing method according to any one of claims 1 to 3.
A press die characterized by that.
Priority Applications (1)
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