JP5253493B2 - 加工方法及び工作機械 - Google Patents
加工方法及び工作機械 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5253493B2 JP5253493B2 JP2010501752A JP2010501752A JP5253493B2 JP 5253493 B2 JP5253493 B2 JP 5253493B2 JP 2010501752 A JP2010501752 A JP 2010501752A JP 2010501752 A JP2010501752 A JP 2010501752A JP 5253493 B2 JP5253493 B2 JP 5253493B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- tool
- feed
- rotary feed
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/04—Arrangements preventing overload of tools, e.g. restricting load
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
- G05B19/4062—Monitoring servoloop, e.g. overload of servomotor, loss of feedback or reference
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37342—Overload of motor, tool
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37632—By measuring current, load of motor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42288—Limit, stop drive current if axis obstructed, blocked, force against stop
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49155—On collision, reverse motor over certain angle, then stop to avoid bending
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50155—Swivel spindle head horizontally
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50205—On tool breakage stop machine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/303752—Process
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/303752—Process
- Y10T409/303808—Process including infeeding
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/30392—Milling with means to protect operative or machine [e.g., guard, safety device, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/306664—Milling including means to infeed rotary cutter toward work
- Y10T409/306776—Axially
- Y10T409/306832—Axially with infeed control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/306664—Milling including means to infeed rotary cutter toward work
- Y10T409/307224—Milling including means to infeed rotary cutter toward work with infeed control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/306664—Milling including means to infeed rotary cutter toward work
- Y10T409/307672—Angularly adjustable cutter head
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/30784—Milling including means to adustably position cutter
- Y10T409/308512—Compound angular adjustment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は工作機械に関し、特に工具とワークとの衝突による過荷重や、工具の折損等に際して、工作機械が破損しないようにした工作機械の破損を防止した加工方法及び工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＮＣフライス盤のような、工作機械は、ワークの加工中に工具が折損したり工具がワークに衝突するなどして、主軸に過大な力が作用して損傷することがある。
これを防止するために、例えば、特開平３−３６８７号公報には、サーボモータにより駆動される被駆動体の衝突防止方法が記載されている。この衝突防止方法は、衝突を検出すると、サーボモータの実速度とは逆方向の所定速度指令を所定時間与えて、サーボモータを逆転するようになっている。
【発明の開示】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然しながら、上記従来技術の発明では、衝突を検出してから逆方向の速度指令を与えるようにしているため、被駆動体は衝突後も正方向に移動を続け、工作機械の破損を完全には防止することができない。
【０００５】
そこで本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、工具の折損や工具とワークとの衝突に際して、工作機械の破損を確実に防止可能とした工作機械および加工法を提供することと目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、互いに直交する第１〜第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、主軸頭を回転可能に支持する旋回台を回転させる第１の回転送り軸（Ｃ）と、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線に垂直な軸線周りに前記主軸頭を回転させる第２の回転送り軸（Ａ）とを有し、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線は前記第１の直線送り軸（Ｚ）に平行となるようにした、少なくとも５軸の工作機械の加工方法において、前記第２と第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ）により工具とワークとを相対移動させて、前記工具によってワークを加工する間、前記第２の回転送り軸（Ａ）の回転軸線が、前記工具のワークに対する相対移動方向に関して垂直となるように、前記第１の回転送り軸（Ｃ）を制御し、前記第２の回転送り軸（Ａ）周りのトルク又はモータの電流値が所定の閾値を超過したときに、前記第２の回転送り軸（Ａ）のモータの励磁を停止することを特徴とした工作機械の加工方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の特徴によれば、互いに直交する第１〜第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、主軸頭を回転可能に支持する旋回台を回転させる第１の回転送り軸（Ｃ）と、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線に垂直な軸線周りに前記主軸頭を回転させる第２の回転送り軸（Ａ）とを有し、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線は前記第１の直線送り軸（Ｚ）に平行となるようにした、少なくとも５軸の工作機械において、ワークを固定するテーブルと、前記テーブルに対面するように工具を保持する主軸と、前記主軸を回転自在に保持する主軸頭と、前記主軸頭を前記第１と第２の回転送り軸（Ｃ、Ａ）方向に回転させる第１と第２の送りモータと、前記第２の回転送り軸方向（Ａ）に前記主軸頭を所定の回転位置に維持するよう前記第２の送りモータを制御する手段と、前記第２と第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ）により工具とワークとを相対移動させて、前記工具によってワークを加工する間、前記第２の回転送り軸（Ａ）の回転軸線が、前記工具のワークに対する相対移動方向に関して垂直となるように、前記第１の回転送りモータを制御する手段と、前記第２の回転送り軸（Ａ）方向に前記主軸頭を所定位置に維持するために前記第２の回転送りモータへ供給する電流値が所定値を超過したときに、該第２の回転送りモータへの供給電力を停止する手段とを具備する工作機械が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による工作機械１１は、５軸の横形ＮＣフライス盤を形成しており、工場等の床面に固定されるベッド１３を具備している。ベッド１３の上面には、該ベッド１３に対して水平長手方向（Ｚ軸方向、図１において左右方向）に移動可能にコラム１５が取付けられている。コラム１５の前面には、該コラム１５に対して鉛直方向（Ｙ軸方向、図１において上下方向）に移動可能に主軸台１７が取付けられている。
【０００９】
また、詳細には図示されていないが、工作機械１１はワークＷと工具ＴとをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対移動させるために、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸送りモータ、該Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸送りモータを制御するＮＣ装置３９、加工プログラムを読取、解釈してＮＣ装置３９に移動指令を送出したり、工作機械１１に工具交換指令等を送出する機械制御装置４１を具備している。
【００１０】
主軸台１７には、Ｚ軸を中心とした回転送り軸（Ｃ軸）周りに回転可能に旋回台１９が取付けられている。主軸台１７内には、旋回台１９をＣ軸周りに回転送りするためのＣ軸送りモータ３５（図２）、及び旋回台１９のＣ軸周りの回転位置を読取るためのロータリーエンコーダ３７が内蔵されている。旋回台１９をＣ軸周りの所定の回転位置に保持するためにブレーキ装置（図示せず）、好ましくは電磁ブレーキを備えていてもよい。
【００１１】
旋回台１９は、図２に示すように、平行に設けられた一対の腕部１９ａ、１９ｂと、該腕部１９ａ、１９ｂを連結するベース部１９ｃとから成るハウジングを具備しており、主軸頭２１は一対の腕部１９ａ、１９ｂの間でＣ軸に対して垂直な回転送り軸（Ａ軸）周りに回転可能に連結されている。旋回台１９の腕部１９ａ、１９ｂ内には、また、主軸頭２１をＡ軸周りに回転送りするためのＡ軸送りモータ２９、及び主軸頭２１のＡ軸周りの回転位置を読取るためのロータリーエンコーダ３１が内蔵されている。Ａ軸送りモータ２９に加えて、主軸頭２１をＡ軸周りの任意の回転位置で固定するためにブレーキ装置、好ましくは電磁ブレーキ３３を備えていても良い。
【００１２】
前記Ａ軸送りモータ２９及びＣ軸送りモータ３５はＮＣ装置３９によって制御される。更に、ブレーキ装置３３は機械制御装置４１により制御することができよう。
主軸頭２１は、工具Ｔを装着するための工具装着穴２３ａを有した主軸２３を回転可能に支持する。主軸頭２１内には主軸２３を回転駆動するための主軸モータ（図示せず）が内蔵されている。また、主軸２３の回転軸Ｏは、主軸頭２１が旋回台１９に対して中立位置にあるときＺ軸と平行になる。
【００１３】
ベッド１３の上面においてコラム１５の前方にはテーブル２５が、ベッド１３に対してＺ軸に垂直な水平方向（Ｘ軸方向、図１の紙面に対して垂直方向）に移動可能に取付けられている。テーブル２５の上面には、イケール２７が着脱可能に取付けられており、該イケール２７のワーク取付面２７ａにワークＷが固定されている。
【００１４】
以下、図３、４を参照して、本実施形態の作用を説明する。
工作機械１１は、工具ＴとワークＷとを少なくともＸ軸及びＹ軸方向へ相対移動させながら、工具ＴをワークＷに係合させ、該ワークＷを切削加工する。図４にそのときの工具経路が折れ線Ｐｔにて示されている。加工中、Ａ軸送りモータ２９は、主軸頭２１をＡ軸周りに所定の回転位置、例えば、工具Ｔの中心軸線がＺ軸に平行となる中立位置に保持するよう、ＮＣ装置３９によって制御される。本実施形態によれば、加工中、工具Ｔの移動方向Ｐｔに対してＡ軸が常に垂直となるように、ＮＣ装置３９によってＣ軸送りモータ３５が制御される。
【００１５】
加工中、機械制御装置４１は、常に、Ａ軸送りモータ２９へ供給される電力を監視しており、工具Ｔの折損や、工具ＴとワークＷとの衝突等によって、主軸頭２１をＡ軸周りの所望の角度位置に維持するためにＡ軸送りモータ２９へ供給される電流が予め設定した閾値を超えると、本実施形態では、機械制御装置４１からの指令によって、Ａ軸送りモータ２９へ供給される電力がＮＣ装置３９によって遮断される。
【００１６】
Ａ軸にブレーキ装置３３が設けられている場合には、機械制御装置４１によって、該ブレーキ装置３３に作用するＡ軸周りのトルクを監視し、該トルクが所定の閾値を超過したときに、機械制御装置４１によって該ブレーキ装置３３を解除し、かつ、Ａ軸送りモータ２９へ供給する電力を遮断するようにしてもよい。
【００１７】
また、Ａ軸送りモータ２９へ供給される電流値又はＡ軸周りに作用するトルクが、所定の閾値を超えたときに、工具Ｔが移動方向Ｐｔと反対の方向へ移動するようにＡ軸を制御することもできる。
【００１８】
これによって、図３に示すように、工具ＴとワークＷとの衝突や、工具Ｔの折損等に際して、工具Ｔは主軸頭２１と共にＡ軸周りに回転し、工作機械１１の損傷が防止される。
なお、図１には横形ＮＣフライス盤が示されているが、本発明は立形ＮＣフライス盤にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による工作機械の略示側面図である。
【図２】図１の工作機械の主軸頭及び主軸と共に示す旋回台の略示斜視図である。
【図３】工具がワークと衝突した際の主軸頭の動作を説明するための略図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による加工方法を説明するための、工具経路とＡ軸との関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００２０】
１１ 工作機械
１３ ベッド
１５ コラム
１７ 主軸台
１９ 旋回台
２１ 主軸頭
２３ 主軸
２５ テーブル
２７ イケール
２９ Ａ軸送りモータ
３１ ロータリーエンコーダ
３３ ブレーキ装置（電磁ブレーキ）
３５ Ｃ軸送りモータ
３７ ロータリーエンコーダ
３９ ＮＣ装置
４１ 機械制御装置
【０００１】
本発明は工作機械に関し、特に工具とワークとの衝突による過荷重や、工具の折損等に際して、工作機械が破損しないようにした工作機械の破損を防止した加工方法及び工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＮＣフライス盤のような、工作機械は、ワークの加工中に工具が折損したり工具がワークに衝突するなどして、主軸に過大な力が作用して損傷することがある。
これを防止するために、例えば、特開平３−３６８７号公報には、サーボモータにより駆動される被駆動体の衝突防止方法が記載されている。この衝突防止方法は、衝突を検出すると、サーボモータの実速度とは逆方向の所定速度指令を所定時間与えて、サーボモータを逆転するようになっている。
【発明の開示】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然しながら、上記従来技術の発明では、衝突を検出してから逆方向の速度指令を与えるようにしているため、被駆動体は衝突後も正方向に移動を続け、工作機械の破損を完全には防止することができない。
【０００５】
そこで本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、工具の折損や工具とワークとの衝突に際して、工作機械の破損を確実に防止可能とした工作機械および加工法を提供することと目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、互いに直交する第１〜第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、主軸頭を回転可能に支持する旋回台を回転させる第１の回転送り軸（Ｃ）と、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線に垂直な軸線周りに前記主軸頭を回転させる第２の回転送り軸（Ａ）とを有し、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線は前記第１の直線送り軸（Ｚ）に平行となるようにした、少なくとも５軸の工作機械の加工方法において、前記第２と第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ）により工具とワークとを相対移動させて、前記工具によってワークを加工する間、前記第２の回転送り軸（Ａ）の回転軸線が、前記工具のワークに対する相対移動方向に関して垂直となるように、前記第１の回転送り軸（Ｃ）を制御し、前記第２の回転送り軸（Ａ）周りのトルク又はモータの電流値が所定の閾値を超過したときに、前記第２の回転送り軸（Ａ）のモータの励磁を停止することを特徴とした工作機械の加工方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の特徴によれば、互いに直交する第１〜第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、主軸頭を回転可能に支持する旋回台を回転させる第１の回転送り軸（Ｃ）と、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線に垂直な軸線周りに前記主軸頭を回転させる第２の回転送り軸（Ａ）とを有し、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線は前記第１の直線送り軸（Ｚ）に平行となるようにした、少なくとも５軸の工作機械において、ワークを固定するテーブルと、前記テーブルに対面するように工具を保持する主軸と、前記主軸を回転自在に保持する主軸頭と、前記主軸頭を前記第１と第２の回転送り軸（Ｃ、Ａ）方向に回転させる第１と第２の送りモータと、前記第２の回転送り軸方向（Ａ）に前記主軸頭を所定の回転位置に維持するよう前記第２の送りモータを制御する手段と、前記第２と第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ）により工具とワークとを相対移動させて、前記工具によってワークを加工する間、前記第２の回転送り軸（Ａ）の回転軸線が、前記工具のワークに対する相対移動方向に関して垂直となるように、前記第１の回転送りモータを制御する手段と、前記第２の回転送り軸（Ａ）方向に前記主軸頭を所定位置に維持するために前記第２の回転送りモータへ供給する電流値が所定値を超過したときに、該第２の回転送りモータへの供給電力を停止する手段とを具備する工作機械が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による工作機械１１は、５軸の横形ＮＣフライス盤を形成しており、工場等の床面に固定されるベッド１３を具備している。ベッド１３の上面には、該ベッド１３に対して水平長手方向（Ｚ軸方向、図１において左右方向）に移動可能にコラム１５が取付けられている。コラム１５の前面には、該コラム１５に対して鉛直方向（Ｙ軸方向、図１において上下方向）に移動可能に主軸台１７が取付けられている。
【０００９】
また、詳細には図示されていないが、工作機械１１はワークＷと工具ＴとをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対移動させるために、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸送りモータ、該Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸送りモータを制御するＮＣ装置３９、加工プログラムを読取、解釈してＮＣ装置３９に移動指令を送出したり、工作機械１１に工具交換指令等を送出する機械制御装置４１を具備している。
【００１０】
主軸台１７には、Ｚ軸を中心とした回転送り軸（Ｃ軸）周りに回転可能に旋回台１９が取付けられている。主軸台１７内には、旋回台１９をＣ軸周りに回転送りするためのＣ軸送りモータ３５（図２）、及び旋回台１９のＣ軸周りの回転位置を読取るためのロータリーエンコーダ３７が内蔵されている。旋回台１９をＣ軸周りの所定の回転位置に保持するためにブレーキ装置（図示せず）、好ましくは電磁ブレーキを備えていてもよい。
【００１１】
旋回台１９は、図２に示すように、平行に設けられた一対の腕部１９ａ、１９ｂと、該腕部１９ａ、１９ｂを連結するベース部１９ｃとから成るハウジングを具備しており、主軸頭２１は一対の腕部１９ａ、１９ｂの間でＣ軸に対して垂直な回転送り軸（Ａ軸）周りに回転可能に連結されている。旋回台１９の腕部１９ａ、１９ｂ内には、また、主軸頭２１をＡ軸周りに回転送りするためのＡ軸送りモータ２９、及び主軸頭２１のＡ軸周りの回転位置を読取るためのロータリーエンコーダ３１が内蔵されている。Ａ軸送りモータ２９に加えて、主軸頭２１をＡ軸周りの任意の回転位置で固定するためにブレーキ装置、好ましくは電磁ブレーキ３３を備えていても良い。
【００１２】
前記Ａ軸送りモータ２９及びＣ軸送りモータ３５はＮＣ装置３９によって制御される。更に、ブレーキ装置３３は機械制御装置４１により制御することができよう。
主軸頭２１は、工具Ｔを装着するための工具装着穴２３ａを有した主軸２３を回転可能に支持する。主軸頭２１内には主軸２３を回転駆動するための主軸モータ（図示せず）が内蔵されている。また、主軸２３の回転軸Ｏは、主軸頭２１が旋回台１９に対して中立位置にあるときＺ軸と平行になる。
【００１３】
ベッド１３の上面においてコラム１５の前方にはテーブル２５が、ベッド１３に対してＺ軸に垂直な水平方向（Ｘ軸方向、図１の紙面に対して垂直方向）に移動可能に取付けられている。テーブル２５の上面には、イケール２７が着脱可能に取付けられており、該イケール２７のワーク取付面２７ａにワークＷが固定されている。
【００１４】
以下、図３、４を参照して、本実施形態の作用を説明する。
工作機械１１は、工具ＴとワークＷとを少なくともＸ軸及びＹ軸方向へ相対移動させながら、工具ＴをワークＷに係合させ、該ワークＷを切削加工する。図４にそのときの工具経路が折れ線Ｐｔにて示されている。加工中、Ａ軸送りモータ２９は、主軸頭２１をＡ軸周りに所定の回転位置、例えば、工具Ｔの中心軸線がＺ軸に平行となる中立位置に保持するよう、ＮＣ装置３９によって制御される。本実施形態によれば、加工中、工具Ｔの移動方向Ｐｔに対してＡ軸が常に垂直となるように、ＮＣ装置３９によってＣ軸送りモータ３５が制御される。
【００１５】
加工中、機械制御装置４１は、常に、Ａ軸送りモータ２９へ供給される電力を監視しており、工具Ｔの折損や、工具ＴとワークＷとの衝突等によって、主軸頭２１をＡ軸周りの所望の角度位置に維持するためにＡ軸送りモータ２９へ供給される電流が予め設定した閾値を超えると、本実施形態では、機械制御装置４１からの指令によって、Ａ軸送りモータ２９へ供給される電力がＮＣ装置３９によって遮断される。
【００１６】
Ａ軸にブレーキ装置３３が設けられている場合には、機械制御装置４１によって、該ブレーキ装置３３に作用するＡ軸周りのトルクを監視し、該トルクが所定の閾値を超過したときに、機械制御装置４１によって該ブレーキ装置３３を解除し、かつ、Ａ軸送りモータ２９へ供給する電力を遮断するようにしてもよい。
【００１７】
また、Ａ軸送りモータ２９へ供給される電流値又はＡ軸周りに作用するトルクが、所定の閾値を超えたときに、工具Ｔが移動方向Ｐｔと反対の方向へ移動するようにＡ軸を制御することもできる。
【００１８】
これによって、図３に示すように、工具ＴとワークＷとの衝突や、工具Ｔの折損等に際して、工具Ｔは主軸頭２１と共にＡ軸周りに回転し、工作機械１１の損傷が防止される。
なお、図１には横形ＮＣフライス盤が示されているが、本発明は立形ＮＣフライス盤にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による工作機械の略示側面図である。
【図２】図１の工作機械の主軸頭及び主軸と共に示す旋回台の略示斜視図である。
【図３】工具がワークと衝突した際の主軸頭の動作を説明するための略図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による加工方法を説明するための、工具経路とＡ軸との関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００２０】
１１ 工作機械
１３ ベッド
１５ コラム
１７ 主軸台
１９ 旋回台
２１ 主軸頭
２３ 主軸
２５ テーブル
２７ イケール
２９ Ａ軸送りモータ
３１ ロータリーエンコーダ
３３ ブレーキ装置（電磁ブレーキ）
３５ Ｃ軸送りモータ
３７ ロータリーエンコーダ
３９ ＮＣ装置
４１ 機械制御装置
Claims (3)
- 互いに直交する第１〜第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、主軸頭を回転可能に支持する旋回台を回転させる第１の回転送り軸（Ｃ）と、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線に垂直な軸線周りに前記主軸頭を回転させる第２の回転送り軸（Ａ）とを有し、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線は前記第１の直線送り軸（Ｚ）に平行となるようにした、少なくとも５軸の工作機械の加工方法において、
前記第２と第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ）により工具とワークとを相対移動させて、前記工具によってワークを加工する間、前記第２の回転送り軸（Ａ）の回転軸線が、前記工具のワークに対する相対移動方向に関して垂直となるように、前記第１の回転送り軸（Ｃ）を制御し、
前記第２の回転送り軸（Ａ）周りのトルク又はモータの電流値が所定の閾値を超過したときに、前記第２の回転送り軸（Ａ）のモータの励磁を停止することを特徴とした工作機械の加工方法。 - 前記第２の回転送り軸（Ａ）のトルク又はモータの電流値が所定の閾値を超過したときに、前記工具が前記相対移動方向に反対の方向へ移動するように前記第２の回転送り軸（Ａ）を制御する請求項１に記載の加工方法。
- 互いに直交する第１〜第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、主軸頭を回転可能に支持する旋回台を回転させる第１の回転送り軸（Ｃ）と、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線に垂直な軸線周りに前記主軸頭を回転させる第２の回転送り軸（Ａ）とを有し、前記第１の回転送り軸（Ｃ）の回転軸線は前記第１の直線送り軸（Ｚ）に平行となるようにした、少なくとも５軸の工作機械において、
ワークを固定するテーブルと、
前記テーブルに対面するように工具を保持する主軸と、
前記主軸を回転自在に保持する主軸頭と、
前記主軸頭を前記第１と第２の回転送り軸（Ｃ、Ａ）方向に回転させる第１と第２の送りモータと、
前記第２の回転送り軸方向（Ａ）に前記主軸頭を所定の回転位置に維持するよう前記第２の送りモータを制御する手段と、
前記第２と第３の直線送り軸（Ｘ、Ｙ）により工具とワークとを相対移動させて、前記工具によってワークを加工する間、前記第２の回転送り軸（Ａ）の回転軸線が、前記工具のワークに対する相対移動方向に関して垂直となるように、前記第１の回転送りモータを制御する手段と、
前記第２の回転送り軸（Ａ）方向に前記主軸頭を所定位置に維持するために前記第２の回転送りモータへ供給する電流値が所定値を超過したときに、該第２の回転送りモータへの供給電力を停止する手段とを具備することを特徴とした工作機械。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2008/054240 WO2009110101A1 (ja) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | 加工方法及び工作機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2009110101A1 JPWO2009110101A1 (ja) | 2011-07-14 |
| JP5253493B2 true JP5253493B2 (ja) | 2013-07-31 |
Family
ID=41055679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010501752A Active JP5253493B2 (ja) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | 加工方法及び工作機械 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8668412B2 (ja) |
| EP (1) | EP2253421B1 (ja) |
| JP (1) | JP5253493B2 (ja) |
| CA (1) | CA2717213C (ja) |
| WO (1) | WO2009110101A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110280674A1 (en) * | 2008-05-09 | 2011-11-17 | Ady Palti | Machining device for producing a drilling jig for dental implants |
| CN101862977B (zh) * | 2010-05-14 | 2013-07-03 | 沈阳展宏机床有限公司 | 卧式镗铣床电气控制系统 |
| US9545687B2 (en) | 2010-12-17 | 2017-01-17 | Hobart Brothers Company | Spool gun adapter |
| KR101308041B1 (ko) * | 2011-04-07 | 2013-09-12 | 주식회사 국제이엔지 | 공작기계용 3축 밀링헤드 |
| CN102554700B (zh) * | 2011-12-22 | 2014-05-14 | 沈机集团昆明机床股份有限公司 | 基于电流信号的数控机床双电机消隙机构预紧扭矩测定方法 |
| ES2426323B1 (es) * | 2012-03-20 | 2014-09-02 | Gepro Systems, S.L. | Maquina fresadora |
| CN102699771B (zh) * | 2012-05-18 | 2016-12-14 | 南安市瑜鼎投资管理有限公司 | 一种卧式数控五轴钻铣攻牙专用机 |
| WO2015037139A1 (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工作機械の送り軸装置 |
| JP6856469B2 (ja) | 2017-07-19 | 2021-04-07 | ファナック株式会社 | サーボモータ制御装置 |
| US11247279B2 (en) * | 2018-03-06 | 2022-02-15 | Eric Alvin Berube | Corner profiling guide |
| EP3579066A1 (en) | 2018-06-06 | 2019-12-11 | Agie Charmilles SA | Collision protection method |
| CN110480421A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-11-22 | 沈阳马卡智工科技有限公司 | 一种卧式五轴加工机床 |
| CN111113122A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-05-08 | 科德数控股份有限公司 | 一种叶盘加工中心 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06289917A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-18 | Fanuc Ltd | 推定外乱負荷トルクによるサーボモータ制御方法 |
| JPH11138380A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-05-25 | Makino Milling Mach Co Ltd | 衝突時の損傷防止機能を有する工作機械 |
| JP2001150287A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御工作機械 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR860000144B1 (ko) * | 1981-11-20 | 1986-02-27 | 도시오 미끼야 | 전자(電磁)베이스를 갖춘 드릴링 머어신 |
| JPS58177210A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-17 | Nitto Giken Kk | 穿孔機 |
| JPH033687A (ja) | 1989-05-31 | 1991-01-09 | Fanuc Ltd | サーボモータにより駆動される被駆動体の衝突破損防止方法 |
| JP2506214B2 (ja) * | 1990-01-17 | 1996-06-12 | オークマ株式会社 | 数値制御工作機械の衝突検出装置 |
| JPH07328896A (ja) * | 1994-06-07 | 1995-12-19 | Ando Electric Co Ltd | Ｎｃ加工機の工具折損検出方法 |
| US5584621A (en) * | 1995-06-13 | 1996-12-17 | Bertsche Engineering Corp. | Direct drive multiple axes rotary spindle head for milling machine |
| US5808888A (en) * | 1996-01-11 | 1998-09-15 | Thermwood Corporation | Method and apparatus for programming a CNC machine |
| EP1038630A1 (fr) * | 1999-03-26 | 2000-09-27 | Industrias Anayak, S.A. | Tete de fraisage a deux rotations continues avec actionnement direct |
| JP2002001633A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-08 | Murata Mach Ltd | 異常負荷検知機能を備えた加工機 |
| DE102005043835A1 (de) * | 2005-09-13 | 2007-03-22 | F. Zimmermann Gmbh | Beweglicher Fräskopf mit Torquemotorantrieb |
| DE102007032826A1 (de) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Franz Kessler Gmbh | Mehrachsendrehkopf für eine Werkzeugmaschine |
| DE102006054475A1 (de) * | 2006-11-18 | 2008-05-21 | Hs-Beteiligungsgesellschaft Mbh | Getriebeloser, direkt angetriebener Mehrachsendrehkopf |
| US7293340B1 (en) * | 2006-12-15 | 2007-11-13 | Roundtop Machinery Industries Co., Ltd | Direct drive spindle, machining center and methods of fabricating the same |
| DE102010037737B4 (de) * | 2010-09-23 | 2012-09-06 | F. Zimmermann Gmbh | Drehkopf für eine Werkzeugmaschinenspindel |
-
2008
- 2008-03-04 EP EP08721656.0A patent/EP2253421B1/en active Active
- 2008-03-04 US US12/920,513 patent/US8668412B2/en active Active
- 2008-03-04 JP JP2010501752A patent/JP5253493B2/ja active Active
- 2008-03-04 CA CA2717213A patent/CA2717213C/en active Active
- 2008-03-04 WO PCT/JP2008/054240 patent/WO2009110101A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06289917A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-18 | Fanuc Ltd | 推定外乱負荷トルクによるサーボモータ制御方法 |
| JPH11138380A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-05-25 | Makino Milling Mach Co Ltd | 衝突時の損傷防止機能を有する工作機械 |
| JP2001150287A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御工作機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8668412B2 (en) | 2014-03-11 |
| CA2717213A1 (en) | 2009-09-11 |
| EP2253421A1 (en) | 2010-11-24 |
| JPWO2009110101A1 (ja) | 2011-07-14 |
| EP2253421A4 (en) | 2016-11-23 |
| WO2009110101A1 (ja) | 2009-09-11 |
| EP2253421B1 (en) | 2018-03-14 |
| CA2717213C (en) | 2012-09-04 |
| US20110014001A1 (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5253493B2 (ja) | 加工方法及び工作機械 | |
| US20080254959A1 (en) | Universal head and machine tool with universal head | |
| JP5851910B2 (ja) | 工作機械の制御方法、及び工作機械 | |
| JP6105255B2 (ja) | 旋盤およびワークの加工方法 | |
| JP2007229849A (ja) | エンドミル及びそれを用いた加工方法 | |
| JP2008254118A (ja) | 複合加工旋盤 | |
| JP6474339B2 (ja) | ブレーキの異常による駆動軸における部材の移動を停止する機械 | |
| JPH089124B2 (ja) | 自由曲面の加工方法 | |
| JP7036662B2 (ja) | 工作機械 | |
| WO2023062973A1 (ja) | 加工機及び被加工物の製造方法 | |
| JP6779319B2 (ja) | 工作機械 | |
| JP2017127949A (ja) | インペラ加工装置 | |
| US20240058915A1 (en) | Machine Tool, Method of Estimating Force Applied to Tool, and Program for Estimating Force Applied to Tool | |
| JPH0716805B2 (ja) | 数値制御複合旋盤 | |
| WO2019102561A1 (ja) | 工作機械 | |
| JP5409162B2 (ja) | ワーリング加工機能付複合加工機 | |
| JP7285107B2 (ja) | 回転工具装置および工作機械 | |
| TWI771490B (zh) | 機床 | |
| JP2002331433A (ja) | 切削加工ユニット | |
| JP2020204933A (ja) | 工作機械、工作機械の制御方法、および、工作機械の制御プログラム | |
| JP7085076B1 (ja) | 工作機械、制御方法、および制御プログラム | |
| JP7441678B2 (ja) | 回転工具装置および工作機械 | |
| JP2005028539A (ja) | 回転テーブル装置 | |
| JP5314358B2 (ja) | 工作機械 | |
| KR20230111243A (ko) | 기계 부품을 가공하기 위한 조립체 및 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120807 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120926 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130319 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130416 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5253493 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160426 Year of fee payment: 3 |