JP5861522B2 - Machine Tools - Google Patents

Machine Tools Download PDF

Info

Publication number
JP5861522B2
JP5861522B2 JP2012065109A JP2012065109A JP5861522B2 JP 5861522 B2 JP5861522 B2 JP 5861522B2 JP 2012065109 A JP2012065109 A JP 2012065109A JP 2012065109 A JP2012065109 A JP 2012065109A JP 5861522 B2 JP5861522 B2 JP 5861522B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle
tool
command
axis
motor
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
Application number
JP2012065109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013196572A (en
Inventor
崇 大高
崇 大高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2012065109A priority Critical patent/JP5861522B2/en
Publication of JP2013196572A publication Critical patent/JP2013196572A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5861522B2 publication Critical patent/JP5861522B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は工作機械に関する。   The present invention relates to a machine tool.

工作機械は回転加工用の工具及び旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工及び旋削加工を選択的に施すことができる。特許文献1は上記工作機械を開示する。回転加工は例えばドリル加工及びタップ加工等を含む。ドリル加工及びタップ加工等は主軸が軸心線回りに回転する態様である。回転加工はワークの相対的な静止状態で行う。旋削加工は例えばフェイシング加工等を含む。フェイシング加工等はワークを主軸に対して相対的に旋回する態様である。旋削加工は主軸の回転停止状態で行う。主軸ヘッドは施削加工用の工具の係合部が係合する被係合部を備える。作業者は主軸に旋削加工用の工具を装着する。被係合部は係合部と係合する。主軸は機械的にロック状態となるので回転不能となる。   A machine tool can selectively mount a turning tool and a turning tool on a common spindle, and can selectively perform turning and turning on a workpiece. Patent document 1 discloses the said machine tool. Rotation includes drilling and tapping, for example. Drilling, tapping, and the like are modes in which the main shaft rotates about the axis. Rotation is performed with the workpiece stationary. The turning process includes, for example, a facing process. Facing or the like is a mode in which the workpiece is turned relative to the main axis. Turning is performed with the spindle stopped. The spindle head includes an engaged portion with which an engaging portion of a tool for machining is engaged. The operator attaches a turning tool to the spindle. The engaged portion engages with the engaging portion. Since the spindle is mechanically locked, it cannot be rotated.

特許第4543746号公報Japanese Patent No. 4543746

主軸は旋削加工用の工具を装着した状態では回転不能となる。故に工作機械は主軸に旋削加工用の工具を装着した状態で主軸を回転すると、主軸に過剰な負荷がかかる可能性があった。   The spindle cannot be rotated with a turning tool attached. Therefore, if the machine tool rotates the spindle with a turning tool mounted on the spindle, there is a possibility that an excessive load is applied to the spindle.

本発明の目的は、主軸に旋削加工用の工具を装着した状態で主軸を回転した場合に、主軸に過剰な負荷がかかるのを防止できる工作機械を提供することである。   An object of the present invention is to provide a machine tool capable of preventing an excessive load from being applied to a main shaft when the main shaft is rotated with a turning tool mounted on the main shaft.

本発明の請求項1に係る工作機械は、回転加工用の工具及び施削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工及び施削加工を選択的に施す工作機械であって、前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに設け、施削加工用の工具の係合部が係合することに基づいて施削加工用の工具の回転を規制する被係合部と、前記主軸を駆動する駆動部と、電源投入後、前記主軸の回転を指示する主軸指令があるか否か判断する主軸指令判断手段と、前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記主軸指令を前記駆動部に出力する駆動出力手段と、前記駆動出力手段が前記駆動部に前記主軸指令を出力してから所定時間内に前記主軸が回転したか否か判断する回転判断手段と、前記回転判断手段が前記所定時間内に前記主軸が回転しなかったと判断した場合、前記駆動部を停止する駆動制御手段と、前記駆動制御手段が前記駆動部を停止した場合、前記主軸指令が前記主軸を原点位置に割り出す為のオリエント指令か否か判断するオリエント指令判断手段と、前記オリエント指令判断手段が前記主軸指令は前記オリエント指令ではないと判断した場合、異常を報知する異常報知手段とを備えたことを特徴とする。主軸は施削加工用の工具を装着した状態では回転しない。電源投入後、例えばプログラムミス等により主軸指令がある場合、駆動出力手段は主軸指令を駆動部に出力する。主軸は所定時間内に回転しなかった場合、旋削加工用の工具を装着している。駆動制御手段は駆動部を停止する。故に工作機械は、主軸に旋削加工用の工具を装着した状態で誤って主軸を回転した場合、主軸に過剰な負荷がかかるのを防止できる。主軸が所定時間内に回転しなかった場合、異常の可能性がある。異常報知手段は、主軸指令がオリエント指令でないと判断した場合、異常を報知する。故に作業者は工作機械の異常に速やかに対応できる。オリエント指令は主軸を原点位置に割り出す指令である。工作機械は工具交換時に工具を正常に着脱する為に主軸を原点位置に割り出す必要がある。主軸は旋削加工用の工具を装着している場合、原点位置で既に位置が固定してある。故に主軸指令がオリエント指令である場合、異常報知手段は異常を報知しない。故に工作機械は処理を次に進めることができる。 A machine tool according to claim 1 of the present invention is a machine tool that selectively mounts a rotary machining tool and a machining tool on a common spindle, and selectively performs rotary machining and machining on a workpiece. The spindle head that rotatably holds the spindle and the spindle head are provided on the spindle head, and the rotation of the tool for machining is regulated based on the engagement of the engagement portion of the tool for machining. An engaged portion, a drive unit for driving the main shaft, a main shaft command determining means for determining whether there is a main shaft command for instructing rotation of the main shaft after turning on the power, and the main shaft command determining means are the main shaft If it is determined that there is a command, a drive output unit that outputs the spindle command to the drive unit, and whether the spindle has rotated within a predetermined time after the drive output unit outputs the spindle command to the drive unit Rotation determination means for determining whether or not the rotation determination means If it is determined that the spindle within the predetermined time does not rotate, a drive control means for stopping the drive unit, when the drive control means stops the drive unit, the spindle command is the spindle to the original position Orient command determining means for determining whether or not an orientation command is to be determined, and an abnormality notifying means for notifying an abnormality when the orientation command determining means determines that the spindle command is not the orientation command. And The spindle does not rotate with a tool for machining. After the power is turned on, if there is a spindle command due to a program error, for example, the drive output means outputs the spindle command to the drive unit. If the spindle does not rotate within a predetermined time, a turning tool is mounted. The drive control means stops the drive unit. Therefore, the machine tool can prevent an excessive load from being applied to the spindle when the spindle is accidentally rotated with a turning tool mounted on the spindle. If the spindle does not rotate within a predetermined time, there is a possibility of abnormality. The abnormality notification means notifies the abnormality when it is determined that the spindle command is not the orientation command. Therefore, the operator can promptly respond to the abnormality of the machine tool. The orientation command is a command for indexing the spindle to the origin position. Machine tools need to index the spindle to the origin position in order to properly attach and detach tools when changing tools. When a turning tool is mounted on the spindle, the position is already fixed at the origin position. Therefore, when the spindle command is an orientation command, the abnormality notifying means does not notify the abnormality. Therefore, the machine tool can proceed with processing.

請求項2に係る発明の工作機械は、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記駆動部はサーボモータであって、前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記サーボモータに電流制限を設ける電流制限手段を備えたことを特徴とする。主軸は旋削加工用の工具を装着した場合、サーボモータが駆動しても物理的に回転できない。サーボモータに流れる電流は増大する。電流制限手段は電流制限を設ける。故に工作機械はサーボモータが過電流になるのを防止できる。工作機械の安全性は向上する。   A machine tool according to a second aspect of the present invention is the machine tool according to the first aspect, wherein the drive unit is a servo motor, and the spindle command determination means determines that the spindle command is present. The servo motor is provided with current limiting means for limiting current. When a turning tool is mounted on the spindle, it cannot be rotated physically even if the servo motor is driven. The current flowing through the servo motor increases. The current limiting means provides a current limit. Therefore, the machine tool can prevent the servo motor from being overcurrent. The safety of machine tools is improved.

工作機械1の斜視図。1 is a perspective view of a machine tool 1. 工作機械1の正面図。1 is a front view of a machine tool 1. 工作機械1の右側面図。The right view of the machine tool 1. FIG. 工具T2の斜視図。The perspective view of tool T2. 主軸8に工具T2が装着した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state with which the tool T2 was mounted | worn with the main shaft 8. FIG. 工作機械1の電気的構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing an electrical configuration of a machine tool 1. FIG. 第一NC制御処理の流れ図。The flowchart of a 1st NC control process. 第二NC制御処理の流れ図。The flowchart of a 2nd NC control process.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図1の左斜め下方、右斜め上方、右斜め下方、左斜め上方は、夫々、工作機械1の前方、後方、右方、左方である。工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向を、夫々、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向とする。図1に示す工作機械1は複合加工機である。複合加工機はワーク(被加工物)に回転加工及び施削加工を選択的に施すことができる。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the diagonally lower left, diagonally upper right, diagonally lower right, and diagonally upper left are the front, rear, right, and left of the machine tool 1, respectively. The left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction of the machine tool 1 are defined as an X-axis direction, a Y-axis direction, and a Z-axis direction of the machine tool 1, respectively. A machine tool 1 shown in FIG. 1 is a combined processing machine. The multi-tasking machine can selectively perform rotation processing and machining processing on a workpiece (workpiece).

図1〜図3を参照して、工作機械1の構造について説明する。工作機械1は、基台部2、Y軸移動機構、運搬体12、X軸移動機構、コラム5、Z軸移動機構、主軸ヘッド7、主軸8、ワーク保持装置80、自動工具交換装置(以下「ATC」と呼ぶ)30等を備える。   The structure of the machine tool 1 will be described with reference to FIGS. The machine tool 1 includes a base 2, a Y-axis moving mechanism, a carrier 12, an X-axis moving mechanism, a column 5, a Z-axis moving mechanism, a spindle head 7, a spindle 8, a work holding device 80, an automatic tool changer (hereinafter referred to as a tool changer). 30) and the like.

基台部2はY軸方向に長い矩形箱状の鉄製部材である。基台部2は下部四隅に脚3を夫々備える。脚3は高さ調節可能である。基台部2は上面に台座部4、右側支持部18、左側支持部19を備える。台座部4は基台部2上面後部側に設けてある。台座部4は例えば略直方体状である。右側支持部18及び左側支持部19は台座部4よりも低い高さの台座である。右側支持部18は基台部2上面右前側に配置する。左側支持部19は基台部2上面左前側に配置する。右側支持部18及び左側支持部19はワーク保持装置80を下方から支持する。   The base part 2 is a rectangular box-shaped iron member that is long in the Y-axis direction. The base 2 is provided with legs 3 at the lower four corners. The height of the leg 3 can be adjusted. The base part 2 includes a pedestal part 4, a right support part 18, and a left support part 19 on the upper surface. The pedestal 4 is provided on the rear side of the upper surface of the base 2. The pedestal portion 4 has a substantially rectangular parallelepiped shape, for example. The right support portion 18 and the left support portion 19 are pedestals having a height lower than that of the pedestal portion 4. The right support portion 18 is disposed on the right front side of the upper surface of the base portion 2. The left support portion 19 is disposed on the left front side of the upper surface of the base portion 2. The right support part 18 and the left support part 19 support the work holding device 80 from below.

Y軸移動機構は台座部4上面に設けてある。Y軸移動機構は運搬体12をY軸方向に移動する。Y軸移動機構は一対のY軸レール61,62、Y軸ボールネジ63、Y軸モータ52(図6参照)等を備える。Y軸レール61,62は台座部4上面の左右方向両端部に沿って設けてある。Y軸ボールネジ63はY軸レール61,62の間に設けてある。運搬体12はY軸レール61,62に沿って移動可能である。運搬体12は例えば所定厚を有する金属製板部材である。運搬体12は下面にナット(図示略)を備える。ナットはY軸ボールネジ63に螺合する。Y軸モータ52はY軸ボールネジ63を回転する。運搬体12はナットと共にY軸方向に移動する。   The Y-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the base part 4. The Y-axis moving mechanism moves the transporter 12 in the Y-axis direction. The Y-axis moving mechanism includes a pair of Y-axis rails 61 and 62, a Y-axis ball screw 63, a Y-axis motor 52 (see FIG. 6), and the like. The Y-axis rails 61 and 62 are provided along the left and right ends of the upper surface of the pedestal 4. The Y-axis ball screw 63 is provided between the Y-axis rails 61 and 62. The transporter 12 is movable along the Y-axis rails 61 and 62. The carrier 12 is a metal plate member having a predetermined thickness, for example. The carrier 12 includes a nut (not shown) on the lower surface. The nut is screwed onto the Y-axis ball screw 63. The Y-axis motor 52 rotates the Y-axis ball screw 63. The carrier 12 moves in the Y-axis direction together with the nut.

X軸移動機構は運搬体12上面に設けてある。X軸移動機構はコラム5をX軸方向に移動する。X軸移動機構は一対のX軸レール71,72、X軸ボールネジ73、X軸モータ51等を備える。X軸レール71,72、X軸ボールネジ73はX軸方向に延設する。X軸レール71は運搬体12上面後側、X軸レール72は運搬体12上面前側に配置する。X軸ボールネジ73はX軸レール71,72の間に配置する。コラム5はX軸レール71,72に沿って移動可能である。コラム5は下面にナット(図示略)を備える。ナットはX軸ボールネジ73に螺合する。X軸モータ51はX軸ボールネジ73を回転する。コラム5はナットと共にX軸方向に移動する。コラム5は運搬体12を介してY軸方向に移動する。即ち、コラム5はY軸移動機構、X軸移動機構、運搬体12によって、X軸方向及びY軸方向に移動可能となる。   The X-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the carrier 12. The X axis moving mechanism moves the column 5 in the X axis direction. The X-axis moving mechanism includes a pair of X-axis rails 71 and 72, an X-axis ball screw 73, an X-axis motor 51, and the like. The X-axis rails 71 and 72 and the X-axis ball screw 73 extend in the X-axis direction. The X-axis rail 71 is arranged on the rear side of the upper surface of the carrier 12 and the X-axis rail 72 is arranged on the front side of the upper surface of the carrier 12. The X-axis ball screw 73 is disposed between the X-axis rails 71 and 72. The column 5 is movable along the X-axis rails 71 and 72. The column 5 includes a nut (not shown) on the lower surface. The nut is screwed into the X-axis ball screw 73. The X-axis motor 51 rotates the X-axis ball screw 73. The column 5 moves in the X-axis direction together with the nut. The column 5 moves in the Y-axis direction via the carrier 12. That is, the column 5 can be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by the Y-axis moving mechanism, the X-axis moving mechanism, and the carrier 12.

コラム5は右側面下部に保護カバー16、左側面下部に保護カバー17、背面下部にカバー13を備える。保護カバー16はコラム5右側面から右側において露出するX軸移動機構を覆う。保護カバー17はコラム5左側面から左側において露出するX軸移動機構を覆う。保護カバー16,17はコラム5のX軸方向への移動に追従して移動する。カバー13はコラム5の背面後方において露出するY軸移動機構を覆う。カバー13はコラム5のY軸方向への移動に追従して伸縮する。保護カバー16,17、カバー13はX軸移動機構及びY軸移動機構内に切粉及び切削液が侵入するのを防止する。   The column 5 includes a protective cover 16 at the lower right side, a protective cover 17 at the lower left side, and a cover 13 at the lower rear side. The protective cover 16 covers the X-axis moving mechanism exposed from the right side surface of the column 5 on the right side. The protective cover 17 covers the X-axis moving mechanism exposed on the left side from the left side surface of the column 5. The protective covers 16 and 17 move following the movement of the column 5 in the X-axis direction. The cover 13 covers the Y-axis moving mechanism exposed at the rear rear side of the column 5. The cover 13 expands and contracts following the movement of the column 5 in the Y-axis direction. The protective covers 16 and 17 and the cover 13 prevent chips and cutting fluid from entering the X-axis moving mechanism and the Y-axis moving mechanism.

Z軸移動機構はコラム5前面に設けてある。Z軸移動機構は主軸ヘッド7をZ軸方向に移動する。Z軸移動機構は一対のZ軸レール(図示略)、Z軸ボールネジ(図示略)、Z軸モータ53(図6参照)等を備える。Z軸レール、Z軸ボールネジはZ軸方向に延設する。Z軸ボールネジは一対のZ軸レールの間に配置する。主軸ヘッド7はZ軸レールに沿って移動可能である。主軸ヘッド7は背面にナット(図示略)を備える。ナットはZ軸ボールネジに螺合する。Z軸モータ53はZ軸ボールネジを回転する。主軸ヘッド7はZ軸方向に移動する。保護カバー28は主軸ヘッド7上部後側に固定してある。保護カバー28は主軸ヘッド7と共に上下動することでコラム5前面を覆う。コラム5は前面にZ軸シャッター27を備える。Z軸シャッター27は主軸ヘッド7の上下動に従い伸縮する。Z軸シャッター27はZ軸移動機構内に切粉及び切削液が侵入するのを防止する。   The Z-axis moving mechanism is provided on the front surface of the column 5. The Z-axis moving mechanism moves the spindle head 7 in the Z-axis direction. The Z-axis moving mechanism includes a pair of Z-axis rails (not shown), a Z-axis ball screw (not shown), a Z-axis motor 53 (see FIG. 6), and the like. The Z-axis rail and the Z-axis ball screw extend in the Z-axis direction. The Z-axis ball screw is disposed between a pair of Z-axis rails. The spindle head 7 is movable along the Z-axis rail. The spindle head 7 includes a nut (not shown) on the back surface. The nut is screwed onto the Z-axis ball screw. The Z-axis motor 53 rotates the Z-axis ball screw. The spindle head 7 moves in the Z-axis direction. The protective cover 28 is fixed to the upper rear side of the spindle head 7. The protective cover 28 moves up and down together with the spindle head 7 to cover the front surface of the column 5. The column 5 includes a Z-axis shutter 27 on the front surface. The Z-axis shutter 27 expands and contracts according to the vertical movement of the spindle head 7. The Z-axis shutter 27 prevents chips and cutting fluid from entering the Z-axis moving mechanism.

主軸ヘッド7はZ軸駆動機構によりコラム5前面に沿って昇降する。主軸8は主軸ヘッド7下部に設けてある。主軸8は工具装着部(図示略)を備える。工具装着部は例えばテーパ状の孔部である。工具装着部は工具T1,T2を装着する。工具T1は回転加工用の工具である。工具T2は旋削加工用の工具である。以下、工具T1,T2を総称する場合は工具Tと称する。主軸モータ54は主軸ヘッド7上面前側に設けてある。主軸モータ54は主軸8を回転する。ケーブルベア(登録商標)29は主軸ヘッド7上部とコラム5上部との間に設けてある。   The spindle head 7 moves up and down along the front surface of the column 5 by a Z-axis drive mechanism. The main shaft 8 is provided below the main shaft head 7. The main shaft 8 includes a tool mounting portion (not shown). The tool mounting portion is, for example, a tapered hole portion. The tool mounting portion mounts tools T1 and T2. The tool T1 is a rotary processing tool. The tool T2 is a turning tool. Hereinafter, the tools T1 and T2 are collectively referred to as a tool T. The spindle motor 54 is provided on the front side of the upper surface of the spindle head 7. The main shaft motor 54 rotates the main shaft 8. A cable bear (registered trademark) 29 is provided between the upper part of the spindle head 7 and the upper part of the column 5.

図1〜図3を参照して、ワーク保持装置80の構造について説明する。ワーク保持装置80は、右側固定部88、左側固定部89、治具固定テーブル81、C軸モータ56、C軸82、チルトモータ57等を備える。右側固定部88は右側支持部18の上面に固定する。左側固定部89は左側支持部19の上面に固定する。   The structure of the workpiece holding device 80 will be described with reference to FIGS. The work holding device 80 includes a right fixing part 88, a left fixing part 89, a jig fixing table 81, a C-axis motor 56, a C-axis 82, a tilt motor 57, and the like. The right fixing part 88 is fixed to the upper surface of the right support part 18. The left fixing part 89 is fixed to the upper surface of the left support part 19.

治具固定テーブル81は、テーブル部81A、右連結部81B、左連結部81Cを備える。C軸モータ56は治具固定テーブル81の下面側に設けてある。C軸82は治具固定テーブル81の略中央に設けてある。C軸82は円柱状である。C軸82はC軸モータ56の回転軸に連結する。治具(図示略)はC軸82の上面に固定する。治具は例えば円柱状で且つC軸82と同軸上に配置する。治具はワークを保持する。C軸82の軸線方向はテーブル部81A表面に対して直交する。故に治具はC軸82と共に回転可能である。   The jig fixing table 81 includes a table portion 81A, a right connecting portion 81B, and a left connecting portion 81C. The C-axis motor 56 is provided on the lower surface side of the jig fixing table 81. The C-axis 82 is provided at substantially the center of the jig fixing table 81. The C axis 82 is cylindrical. The C shaft 82 is connected to the rotation shaft of the C axis motor 56. A jig (not shown) is fixed to the upper surface of the C-axis 82. The jig is, for example, cylindrical and is arranged coaxially with the C-axis 82. The jig holds the workpiece. The axial direction of the C-axis 82 is orthogonal to the surface of the table portion 81A. Therefore, the jig can be rotated together with the C-axis 82.

右連結部81Bはテーブル部81Aから右上方向に延出し且つ右側固定部88にX軸回りに回転可能に連結する。左連結部81Cはテーブル部81Aから左上方向に延出し且つ左側固定部89にX軸回りに回転可能に連結する。チルトモータ57は右側固定部88に固定してある。チルトモータ57は治具固定テーブル81をX軸回りに回転する。チルトモータ57の回転軸は右連結部81Bと連結する。   The right connecting portion 81B extends from the table portion 81A in the upper right direction and is connected to the right fixing portion 88 so as to be rotatable around the X axis. The left connecting portion 81C extends from the table portion 81A in the upper left direction and is connected to the left fixing portion 89 so as to be rotatable around the X axis. The tilt motor 57 is fixed to the right fixing portion 88. The tilt motor 57 rotates the jig fixing table 81 around the X axis. The rotation shaft of the tilt motor 57 is connected to the right connecting portion 81B.

治具に固定したワークは、C軸モータ56の駆動によりC軸82の軸回りで回転する。治具に固定したワークは、チルトモータ57による治具固定テーブル81の回転に関わらず、C軸モータ56の駆動によりテーブル部81Aに対して直角な軸回りで回転する。   The workpiece fixed to the jig is rotated around the axis of the C axis 82 by driving of the C axis motor 56. Regardless of the rotation of the jig fixing table 81 by the tilt motor 57, the workpiece fixed to the jig rotates about an axis perpendicular to the table portion 81A by driving the C-axis motor 56.

図1〜図3を参照して、ATC30の構造について説明する。ATC30は、工具マガジン31、マガジン支持部材32、マガジンモータ55、駆動ギヤ35等を備える。マガジン支持部材32は楕円状の金属製板部材である。マガジン支持部材32は、主軸ヘッド7及びコラム5を内側に挿入した状態で、コラム5に取り付けてある。工具マガジン31は前方から後方に従って上方に向かっている。   The structure of the ATC 30 will be described with reference to FIGS. The ATC 30 includes a tool magazine 31, a magazine support member 32, a magazine motor 55, a drive gear 35, and the like. The magazine support member 32 is an elliptical metal plate member. The magazine support member 32 is attached to the column 5 with the spindle head 7 and the column 5 inserted inside. The tool magazine 31 is directed upward from the front to the rear.

工具マガジン31はマガジン支持部材32の外周に沿って取り付けてある。工具マガジン31はチェーン34、複数のポット37を備える。チェーン34はマガジン支持部材32の外周に沿って移動可能に取り付けてある。複数のポット37はチェーン34に夫々取り付けてある。ポット37は工具Tを保持可能である。ポット37は例えばアーム状に形成し且つ揺動可能に取り付けてある。   The tool magazine 31 is attached along the outer periphery of the magazine support member 32. The tool magazine 31 includes a chain 34 and a plurality of pots 37. The chain 34 is attached so as to be movable along the outer periphery of the magazine support member 32. The plurality of pots 37 are attached to the chain 34, respectively. The pot 37 can hold the tool T. The pot 37 is formed, for example, in an arm shape and is swingably attached.

マガジンモータ55はマガジン支持部材32の上部に取り付けてある。マガジンモータ55の駆動軸はマガジン支持部材32の上面に直交する。マガジンモータ55の駆動軸は正逆何れの方向にも回転可能である。駆動ギヤ35はマガジンモータ55の駆動軸に取り付けてある。駆動ギヤ35はマガジンモータ55の駆動軸と共に回転する。駆動ギヤ35は工具マガジン31のチェーン34に噛合する。チェーン34は駆動ギヤ35の駆動によりマガジン支持部材32の外周に沿って正逆何れかの方向に移動する。故にポット37はチェーン34と共にマガジン支持部材32の外周に沿って移動する。工具マガジン31の最下部に位置するポット37の位置は、工具交換位置である。工具交換位置は主軸8に最も近接する位置である。ATC30は、工具交換位置にあるポット37が保持する次工具を、主軸8に装着する現工具と交換する。   The magazine motor 55 is attached to the upper part of the magazine support member 32. The drive shaft of the magazine motor 55 is orthogonal to the upper surface of the magazine support member 32. The drive shaft of the magazine motor 55 can rotate in either forward or reverse direction. The drive gear 35 is attached to the drive shaft of the magazine motor 55. The drive gear 35 rotates with the drive shaft of the magazine motor 55. The drive gear 35 meshes with the chain 34 of the tool magazine 31. The chain 34 is moved in either the forward or reverse direction along the outer periphery of the magazine support member 32 by driving the drive gear 35. Therefore, the pot 37 moves along with the chain 34 along the outer periphery of the magazine support member 32. The position of the pot 37 located at the lowermost part of the tool magazine 31 is a tool change position. The tool change position is the position closest to the spindle 8. The ATC 30 replaces the next tool held by the pot 37 at the tool replacement position with the current tool mounted on the spindle 8.

工作機械1による加工方法について説明する。工作機械1は回転加工と旋削加工が可能である。回転加工は固定したワークに回転する工具T1を当てて移動する加工方法である。例えばドリル、タップ等の孔空け加工の際に用いる。回転加工は回転加工用の工具T1を用いる。工具T1は主軸8に装着した状態で回転可能である。旋削加工は回転するワークに工具T2を当てて移動する加工方法である。例えばフェイシング加工等に用いる。旋削加工は旋削加工用の工具T2を用いる。工具T2は主軸8に装着した状態では回転不能となる。   A processing method using the machine tool 1 will be described. The machine tool 1 is capable of rotating and turning. Rotational machining is a machining method that moves by applying a rotating tool T1 to a fixed workpiece. For example, it is used for drilling such as drills and taps. The rotary machining uses a rotary machining tool T1. The tool T1 can be rotated while being attached to the spindle 8. Turning is a machining method in which a tool T2 is applied to a rotating workpiece and moved. For example, it is used for facing processing. The turning process uses a turning tool T2. When the tool T2 is mounted on the main shaft 8, it cannot rotate.

図4の如く、工具T2は、テーパシャンク101、プルスタッド102、フランジ103等を備える。テーパシャンク101は略円錐状である。テーパシャンク101は主軸8の工具装着部(図示略)に装着する。プルスタッド102はテーパシャンク101の頂上部に設けてある。プルスタッド102は工具装着部内に設けた把持部(図示略)が把持する部分である。フランジ103は工具T2とテーパシャンク101との間に設けてある。フランジ103は工具T2の径方向外側に延出する略円盤状である。   As shown in FIG. 4, the tool T2 includes a taper shank 101, a pull stud 102, a flange 103, and the like. The taper shank 101 is substantially conical. The taper shank 101 is mounted on a tool mounting portion (not shown) of the main shaft 8. The pull stud 102 is provided on the top of the taper shank 101. The pull stud 102 is a portion that is gripped by a gripping portion (not shown) provided in the tool mounting portion. The flange 103 is provided between the tool T2 and the taper shank 101. The flange 103 has a substantially disk shape extending outward in the radial direction of the tool T2.

フランジ103は一対のキー溝105,106を備える。キー溝105,106は長方形状に形成してあるが形状は限定しない。キー溝105,106はフランジ103の中心を挟んで互いに対向する位置にある。キー溝105,106は旋削加工用の工具T2に特有である。図5の如く、主軸ヘッド7は下端面に一対のキー91,92を備える。キー91,92は例えば凸状である。キー91,92の形状はキー溝105,106の形状に対応する。キー91,92は主軸8の工具装着部を挟んで互いに対向する位置関係である。   The flange 103 includes a pair of key grooves 105 and 106. The key grooves 105 and 106 are formed in a rectangular shape, but the shape is not limited. The key grooves 105 and 106 are at positions facing each other across the center of the flange 103. The key grooves 105 and 106 are unique to the turning tool T2. As shown in FIG. 5, the spindle head 7 includes a pair of keys 91 and 92 on the lower end surface. The keys 91 and 92 are, for example, convex. The shape of the keys 91 and 92 corresponds to the shape of the key grooves 105 and 106. The keys 91 and 92 are in a positional relationship facing each other across the tool mounting portion of the main shaft 8.

図5の如く、主軸8(図5では図示略)は工具T2を装着した状態である。工具T2のテーパシャンク101は主軸8の工具装着部に装着する。フランジ103は主軸ヘッド7の下端面に接触する。キー91,92はキー溝105,106に係合する。キー91,92はキー溝105,106の内面に係止する。工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した状態となるので、主軸8は回転不能となる。回転加工用の工具T1は、工具T2と同様に、テーパシャンク、プルスタッドを備えるがフランジは無い。故に工具T1は主軸8の工具装着部に装着した場合、キー91,92と係合しないので、工具T1は主軸8と共に回転可能である。   As shown in FIG. 5, the spindle 8 (not shown in FIG. 5) is in a state where the tool T2 is mounted. The taper shank 101 of the tool T2 is mounted on the tool mounting portion of the main shaft 8. The flange 103 is in contact with the lower end surface of the spindle head 7. The keys 91 and 92 are engaged with the key grooves 105 and 106. The keys 91 and 92 are locked to the inner surfaces of the key grooves 105 and 106. Since the tool T2 is mechanically fixed to the spindle head 7, the spindle 8 cannot be rotated. Similar to the tool T2, the rotary machining tool T1 includes a tapered shank and a pull stud, but has no flange. Therefore, when the tool T1 is mounted on the tool mounting portion of the main shaft 8, it does not engage with the keys 91 and 92, so that the tool T1 can rotate with the main shaft 8.

図1〜図3を参照して、工作機械1を用いた回転加工工程について説明する。作業者はC軸82に治具を用いてワークを固定する。ATC30は主軸8に回転加工用の工具T1を装着する。工具T1は主軸ヘッド7に対して回転可能状態である。工作機械1は主軸モータ54を駆動する。工具T1は主軸8と共に回転する。工作機械1はC軸モータ56を駆動しないので、C軸82上の治具に固定したワークは回転しない。工作機械1はX軸モータ51〜Z軸モータ53を駆動して主軸8の位置を移動し、且つ主軸8を回転させて治具に固定したワークに対して回転加工ができる。   With reference to FIGS. 1-3, the rotary process using the machine tool 1 is demonstrated. The operator fixes the workpiece to the C-axis 82 using a jig. The ATC 30 mounts a rotary machining tool T1 on the spindle 8. The tool T1 is rotatable with respect to the spindle head 7. The machine tool 1 drives a spindle motor 54. The tool T1 rotates together with the main shaft 8. Since the machine tool 1 does not drive the C-axis motor 56, the workpiece fixed to the jig on the C-axis 82 does not rotate. The machine tool 1 can drive the X-axis motor 51 to the Z-axis motor 53 to move the position of the main shaft 8 and rotate the main shaft 8 to rotate the workpiece fixed to the jig.

図1〜図3を参照して、工作機械1を用いた旋削加工工程について説明する。作業者はC軸82の上面に治具を用いてワークを固定する。ATC30は主軸8に旋削加工用の工具T2を装着する。工具T2は主軸ヘッド7に対して回転不可能な状態である。工作機械1はC軸モータ56を駆動する。C軸82上の治具に固定したワークは回転する。工作機械1はX軸モータ51〜Z軸モータ53を駆動して主軸8の位置を移動し、回転したワークに対して工具T2による旋削加工ができる。   A turning process using the machine tool 1 will be described with reference to FIGS. The operator fixes the workpiece on the upper surface of the C-axis 82 using a jig. The ATC 30 mounts a turning tool T2 on the spindle 8. The tool T2 is in a state in which it cannot rotate with respect to the spindle head 7. The machine tool 1 drives a C-axis motor 56. The work fixed to the jig on the C-axis 82 rotates. The machine tool 1 drives the X-axis motor 51 to the Z-axis motor 53 to move the position of the spindle 8 and can turn the rotated workpiece with the tool T2.

工作機械1はチルトモータ57によりX軸回りのワーク姿勢を調整可能である。故にワークの所望の部位を加工できる。なお工作機械1は主軸モータ54及びC軸モータ56を同時に回転してワークを加工してもよい。   The machine tool 1 can adjust the workpiece posture around the X axis by a tilt motor 57. Therefore, a desired part of the workpiece can be processed. The machine tool 1 may process the workpiece by rotating the spindle motor 54 and the C-axis motor 56 simultaneously.

図6を参照して、工作機械1の電気的構成について説明する。工作機械1は数値制御部20を備える。数値制御部20はCPU21、ROM22、RAM23、フラッシュメモリ24、入力部25、入出力部26等を備える。CPU21は工作機械1の動作を統括制御する。ROM22は各種プログラムを記憶する。RAM23は各種データを記憶する。フラッシュメモリ24はNCプログラム等を記憶する。NCプログラムは複数のブロックで構成したものである。各ブロックは各種NCコマンドを含む。NCコマンドは制御指令である。   The electrical configuration of the machine tool 1 will be described with reference to FIG. The machine tool 1 includes a numerical control unit 20. The numerical control unit 20 includes a CPU 21, a ROM 22, a RAM 23, a flash memory 24, an input unit 25, an input / output unit 26, and the like. The CPU 21 comprehensively controls the operation of the machine tool 1. The ROM 22 stores various programs. The RAM 23 stores various data. The flash memory 24 stores an NC program and the like. The NC program is composed of a plurality of blocks. Each block includes various NC commands. The NC command is a control command.

操作部38、Z軸原点センサ39は入力部25に接続する。操作部38は例えば工作機械1を覆うカバー(図示略)に設けてある。操作部38は例えば作業者が工作機械1の動作について各種入力及び設定を行う機器である。Z軸原点センサ39は主軸ヘッド7のZ軸方向の原点を検出する。駆動回路41〜49は入出力部26に接続する。   The operation unit 38 and the Z-axis origin sensor 39 are connected to the input unit 25. The operation unit 38 is provided, for example, on a cover (not shown) that covers the machine tool 1. For example, the operation unit 38 is a device on which an operator performs various inputs and settings regarding the operation of the machine tool 1. The Z-axis origin sensor 39 detects the origin of the spindle head 7 in the Z-axis direction. The drive circuits 41 to 49 are connected to the input / output unit 26.

駆動回路41はX軸モータ51を駆動する。エンコーダ51AはX軸モータ51と入出力部26に接続する。エンコーダ51AはX軸モータ51の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路42はY軸モータ52を駆動する。エンコーダ52AはY軸モータ52と入出力部26に接続する。エンコーダ52AはY軸モータ52の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路43はZ軸モータ53を駆動する。エンコーダ53AはZ軸モータ53と入出力部26に接続する。エンコーダ53AはZ軸モータ53の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。   The drive circuit 41 drives the X axis motor 51. The encoder 51A is connected to the X-axis motor 51 and the input / output unit 26. The encoder 51 </ b> A detects the rotation amount of the X-axis motor 51 and inputs the detection signal to the input / output unit 26. The drive circuit 42 drives the Y axis motor 52. The encoder 52 </ b> A is connected to the Y-axis motor 52 and the input / output unit 26. The encoder 52A detects the amount of rotation of the Y-axis motor 52 and inputs the detection signal to the input / output unit 26. The drive circuit 43 drives the Z-axis motor 53. The encoder 53A is connected to the Z-axis motor 53 and the input / output unit 26. The encoder 53 </ b> A detects the amount of rotation of the Z-axis motor 53 and inputs the detection signal to the input / output unit 26.

駆動回路44は主軸モータ54を駆動する。エンコーダ54Aは主軸モータ54と入出力部26に接続する。エンコーダ54Aは主軸モータ54の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路45はマガジンモータ55を駆動する。エンコーダ55Aはマガジンモータ55と入出力部26に接続する。エンコーダ55Aはマガジンモータ55の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路46はC軸モータ56を駆動する。エンコーダ56AはC軸モータ56と入出力部26に接続する。エンコーダ56AはC軸モータ56の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。   The drive circuit 44 drives the spindle motor 54. The encoder 54 </ b> A is connected to the spindle motor 54 and the input / output unit 26. The encoder 54 </ b> A detects the amount of rotation of the spindle motor 54 and inputs the detection signal to the input / output unit 26. The drive circuit 45 drives the magazine motor 55. The encoder 55 </ b> A is connected to the magazine motor 55 and the input / output unit 26. The encoder 55 </ b> A detects the rotation amount of the magazine motor 55 and inputs the detection signal to the input / output unit 26. The drive circuit 46 drives the C-axis motor 56. The encoder 56 </ b> A is connected to the C-axis motor 56 and the input / output unit 26. The encoder 56 </ b> A detects the rotation amount of the C-axis motor 56 and inputs the detection signal to the input / output unit 26.

駆動回路47はチルトモータ57を駆動する。エンコーダ57Aはチルトモータ57と入出力部26に接続する。エンコーダ57Aはチルトモータ57の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路48はクランプ装置58を駆動する。クランプ装置58は治具固定テーブル81の裏面側に設けてある。クランプ装置58は治具の回転軸を固定保持する。駆動回路49は表示部11を駆動する。表示部11は例えばカバー(図示略)に設けてある。表示部11は工作機械1の設定画面、操作画面等の各種画面を表示する。   The drive circuit 47 drives the tilt motor 57. The encoder 57 </ b> A is connected to the tilt motor 57 and the input / output unit 26. The encoder 57 </ b> A detects the amount of rotation of the tilt motor 57 and inputs the detection signal to the input / output unit 26. The drive circuit 48 drives the clamp device 58. The clamp device 58 is provided on the back side of the jig fixing table 81. The clamp device 58 fixes and holds the rotating shaft of the jig. The drive circuit 49 drives the display unit 11. The display unit 11 is provided, for example, on a cover (not shown). The display unit 11 displays various screens such as a setting screen and an operation screen of the machine tool 1.

X軸モータ51、Y軸モータ52、Z軸モータ53、主軸モータ54、マガジンモータ55、C軸モータ56、チルトモータ57は例えばサーボモータである。   The X-axis motor 51, the Y-axis motor 52, the Z-axis motor 53, the main shaft motor 54, the magazine motor 55, the C-axis motor 56, and the tilt motor 57 are servo motors, for example.

図7を参照して、CPU21が実行する第一NC制御処理について説明する。CPU21は、電源投入後、ROM22に記憶した第一NC制御プログラムを読み出して本処理を実行する。先ずCPU21はNCプログラムを1ブロック解釈する(S11)。CPU21は1ブロック解釈した結果、制御指令はM30か否か判断する(S12)。M30は終了指令である。CPU21はM30でないと判断した場合(S12:NO)、制御指令は主軸指令か否か判断する(S13)。CPU21は主軸指令ではないと判断した場合(S13:NO)、解釈した制御指令に従って動作を実行する(S24)。主軸指令以外の制御指令は、例えば軸移動指令、位置決め指令、工具交換指令等である。CPU21はS11に戻って次ブロックを解釈する。   The first NC control process executed by the CPU 21 will be described with reference to FIG. After the power is turned on, the CPU 21 reads the first NC control program stored in the ROM 22 and executes this processing. First, the CPU 21 interprets one block of the NC program (S11). As a result of interpreting one block, the CPU 21 determines whether or not the control command is M30 (S12). M30 is an end command. If the CPU 21 determines that it is not M30 (S12: NO), it determines whether the control command is a spindle command (S13). When the CPU 21 determines that the command is not a spindle command (S13: NO), the CPU 21 performs an operation according to the interpreted control command (S24). Control commands other than the spindle command are, for example, an axis movement command, a positioning command, a tool change command, and the like. The CPU 21 returns to S11 and interprets the next block.

CPU21は主軸指令と判断した場合(S13:YES)、主軸モータ54の電流制限を実行する(S14)。CPU21は主軸指令を実行する(S15)。例えば主軸8に回転加工用の工具T1を装着している場合、工具T1は回転する。例えば主軸8に旋削加工用の工具T2を装着している場合、工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した回転不可能状態であるので回転しない。主軸8に旋削加工用の工具T2を装着している場合、上述の通り、工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した状態である。CPU21は例えば工具T2を機械的に固定した状態で、主軸モータ54に主軸指令を出力する。主軸モータ54に流れる電流は継続的に増大し過電流となる。過電流は主軸モータ54に負荷を与え、故障の原因となる。本実施形態は電流制限を実行する。電流制限は例えば主軸モータ54に所定レベルを超える電流が流れないように駆動回路44を制御できる。故に電流制御は主軸モータ54が過電流となるのを防止できる。   When the CPU 21 determines that the command is a spindle command (S13: YES), the CPU 21 executes current limitation of the spindle motor 54 (S14). The CPU 21 executes a spindle command (S15). For example, when the rotary tool T1 is attached to the spindle 8, the tool T1 rotates. For example, when the turning tool T2 is attached to the spindle 8, the tool T2 does not rotate because it is in a non-rotatable state mechanically fixed to the spindle head 7. When the turning tool T2 is attached to the spindle 8, the tool T2 is mechanically fixed to the spindle head 7 as described above. For example, the CPU 21 outputs a spindle command to the spindle motor 54 while the tool T2 is mechanically fixed. The current flowing through the spindle motor 54 continuously increases and becomes overcurrent. The overcurrent places a load on the spindle motor 54 and causes a failure. This embodiment performs current limiting. For example, the current limit can control the drive circuit 44 so that a current exceeding a predetermined level does not flow through the spindle motor 54. Therefore, current control can prevent the spindle motor 54 from becoming overcurrent.

CPU21は主軸指令を実行してから所定時間経過したか否か判断する(S16)。CPU21は所定時間経過するまでは(S16:NO)、S16に戻って待機状態となる。CPU21は所定時間経過した場合(S16:YES)、主軸8は所定量回転したか否か判断する(S17)。主軸8の回転量は、エンコーダ54Aからの検出信号に基づき、主軸モータ54の回転量で算出可能である。例えば主軸8に回転加工用の工具T1を装着した状態で、主軸8を回転する場合、主軸8は所定時間で所定量回転可能である。   The CPU 21 determines whether a predetermined time has elapsed after executing the spindle command (S16). Until the predetermined time has elapsed (S16: NO), the CPU 21 returns to S16 and enters a standby state. When the predetermined time has elapsed (S16: YES), the CPU 21 determines whether or not the spindle 8 has rotated a predetermined amount (S17). The rotation amount of the spindle 8 can be calculated from the rotation amount of the spindle motor 54 based on the detection signal from the encoder 54A. For example, when the main shaft 8 is rotated with the rotary tool T1 mounted on the main shaft 8, the main shaft 8 can rotate a predetermined amount in a predetermined time.

CPU21は所定量回転したと判断した場合(S17:YES)、主軸8は回転加工用の工具T1を装着した状態である。故にCPU21は主軸モータ54の電流制限を解除し(S18)、主軸指令を続行する(S19)。その後CPU21は主軸指令が完了したか否か判断する(S20)。CPU21は主軸指令が完了するまで(S20:NO)、S20に戻って待機状態となる。CPU21は主軸指令が完了したと判断した場合(S20:YES)、S11に戻って、次ブロックについて上記処理を同様に繰り返す。   When the CPU 21 determines that it has rotated by a predetermined amount (S17: YES), the spindle 8 is in a state in which a tool T1 for rotational machining is mounted. Therefore, the CPU 21 releases the current limit of the spindle motor 54 (S18) and continues the spindle command (S19). Thereafter, the CPU 21 determines whether or not the spindle command has been completed (S20). The CPU 21 returns to S20 and enters a standby state until the spindle command is completed (S20: NO). When the CPU 21 determines that the spindle command has been completed (S20: YES), the CPU 21 returns to S11 and repeats the above process in the same manner for the next block.

CPU21は所定量回転していないと判断した場合(S17:NO)、主軸8は旋削加工用の工具T2を装着した状態である。回転しない工具T2を主軸8に装着した状態で主軸指令を出力する状態は、例えばプログラムミスが原因である。工作機械1は工具T2を装着した状態で主軸8を回転しようとすると、主軸8に過剰な負荷がかかり、故障の原因になる。CPU21は主軸8を強制的に停止する(S21)。故に工作機械1は主軸8に過剰な負荷がかかるのを防止できる。   When the CPU 21 determines that it has not rotated by a predetermined amount (S17: NO), the spindle 8 is in a state in which a turning tool T2 is mounted. The state in which the spindle command is output in a state where the tool T2 that does not rotate is mounted on the spindle 8 is caused by a program error, for example. If the machine tool 1 tries to rotate the spindle 8 with the tool T2 attached, an excessive load is applied to the spindle 8, causing a failure. The CPU 21 forcibly stops the spindle 8 (S21). Therefore, the machine tool 1 can prevent an excessive load from being applied to the spindle 8.

CPU21は主軸指令がオリエント指令か否か判断する(S22)。オリエント指令は主軸8を原点位置に割り出す為の指令である。工作機械1は、工具交換時に工具Tを主軸8に対して正常に着脱する為に、主軸8を原点位置に割り出す必要がある。主軸8に旋削加工用の工具T2を装着する場合、キー91,92はキー溝105,106に係合する。故に主軸ヘッド7に対する工具T2の位置は決まる。該工具T2の位置(主軸8の位置)は主軸8の原点位置である。即ち、主軸8は既に原点位置に割り出した状態(オリエント状態)である。   The CPU 21 determines whether or not the spindle command is an orientation command (S22). The orientation command is a command for determining the spindle 8 at the origin position. The machine tool 1 needs to determine the spindle 8 at the origin position in order to normally attach and detach the tool T to and from the spindle 8 when changing the tool. When the turning tool T <b> 2 is attached to the main shaft 8, the keys 91 and 92 engage with the key grooves 105 and 106. Therefore, the position of the tool T2 with respect to the spindle head 7 is determined. The position of the tool T2 (the position of the spindle 8) is the origin position of the spindle 8. That is, the spindle 8 has already been determined at the origin position (orient state).

CPU21は主軸指令がオリエント指令と判断した場合(S22:YES)、電流制限を解除する(S23)。その後CPU21は処理をS11に戻し次ブロックについて上記処理を同様に繰り返す。   When the CPU 21 determines that the spindle command is an orientation command (S22: YES), the CPU 21 releases the current limitation (S23). Thereafter, the CPU 21 returns the processing to S11 and repeats the above processing in the same manner for the next block.

CPU21は主軸指令がオリエント指令では無いと判断した場合(S22:NO)、プログラムミス等の可能性があることから異常報知を実行し(S2)、本処理を終了する。異常報知は、例えば表示部11に異常メッセージ等を表示する処理、音声で報知する処理、ランプ等を点灯又は点滅する処理等の何れでもよい。故に作業者は工作機械1の異常を早期に認識できるので速やかな対応が可能である。 If the CPU 21 determines that the spindle command is not an orientation command (S22: NO), it notifies a failure because there is a possibility of a program error or the like (S2 5 ), and ends this processing. The abnormality notification may be, for example, a process of displaying an abnormality message or the like on the display unit 11, a process of notifying by voice, or a process of lighting or blinking a lamp or the like. Therefore, since the operator can recognize the abnormality of the machine tool 1 at an early stage, a quick response is possible.

CPU21は次ブロックについて上記処理を同様に実行し、制御指令がM30であった場合(S12:YES)、本処理を終了する。   CPU21 performs the said process similarly about the following block, and when a control command is M30 (S12: YES), this process is complete | finished.

以上説明において、図7の流れ図に示すS13の処理を実行するCPU21は本発明の主軸指令判断手段の一例である。S14の処理を実行するCPU21は本発明の電流制限手段の一例である。S15の処理を実行するCPU21は本発明の駆動出力手段の一例である。S17の処理を実行するCPU21は本発明の回転判断手段の一例である。S21の処理を実行するCPU21は本発明の駆動制御手段の一例である。S22の処理を実行するCPU21は本発明のオリエント指令判断手段の一例である。S2の処理を実行するCPU21は本発明の異常報知手段の一例である。 In the above description, the CPU 21 that executes the process of S13 shown in the flowchart of FIG. 7 is an example of the spindle command determination means of the present invention. The CPU 21 that executes the process of S14 is an example of the current limiting means of the present invention. The CPU 21 that executes the process of S15 is an example of the drive output means of the present invention. The CPU 21 that executes the process of S17 is an example of the rotation determination means of the present invention. The CPU 21 that executes the process of S21 is an example of the drive control means of the present invention. The CPU 21 that executes the process of S22 is an example of the orientation command determination means of the present invention. CPU21 that performs the processing of S2 5 is an example of the abnormality notifying means of the present invention.

以上説明したように、本実施形態の工作機械1は、回転加工用の工具T1及び施削加工用の工具T2を共通の主軸8に選択的に装着可能である。工作機械1はワークに回転加工及び施削加工を選択的に施すことができる。主軸ヘッド7は下端面に一対のキー91,92を備える。施削加工用の工具T2は一対のキー溝105,106を備える。施削加工用の工具T2を主軸8に装着した時、キー91,92はキー溝105,106に係合し、工具T2の回転を規制する。工作機械1の数値制御部20はCPU21を備える。電源投入後、CPU21はNCプログラムを1ブロックずつ解釈し、主軸指令がある場合、主軸モータ54を駆動する。CPU21は主軸モータ54を駆動してから所定時間内に主軸8が回転したか否か判断する。CPU21は、所定時間内に主軸8が回転しなかった場合、主軸モータ54を停止する。故に工作機械1は、主軸8に旋削加工用の工具T2を装着した状態で誤って主軸8を回転した場合、主軸8に過剰な負荷がかかるのを防止できる。また工具T1,T2について、例えば回転が可能か否かの情報を入力する必要も無いので、安全性と共に利便性も向上する。   As described above, the machine tool 1 according to the present embodiment can selectively attach the rotary machining tool T1 and the machining tool T2 to the common spindle 8. The machine tool 1 can selectively perform rotation processing and machining processing on a workpiece. The spindle head 7 includes a pair of keys 91 and 92 on the lower end surface. The tool T2 for machining includes a pair of key grooves 105 and 106. When the tool T2 for machining is mounted on the main shaft 8, the keys 91 and 92 engage with the key grooves 105 and 106 to restrict the rotation of the tool T2. The numerical control unit 20 of the machine tool 1 includes a CPU 21. After the power is turned on, the CPU 21 interprets the NC program block by block, and drives the spindle motor 54 when there is a spindle command. The CPU 21 determines whether or not the spindle 8 has rotated within a predetermined time after driving the spindle motor 54. The CPU 21 stops the spindle motor 54 when the spindle 8 does not rotate within a predetermined time. Therefore, the machine tool 1 can prevent an excessive load from being applied to the main shaft 8 when the main shaft 8 is erroneously rotated with the turning tool T2 attached to the main shaft 8. Further, for the tools T1 and T2, for example, it is not necessary to input information on whether or not rotation is possible, so that safety and convenience are improved.

本実施形態では特に、主軸モータ54はサーボモータである。CPU21は主軸指令があると判断した場合、サーボモータに電流制限を設ける。故に工作機械1はサーボモータが過電流になるのを防止できる。工作機械1の安全性は向上する。   Particularly in the present embodiment, the spindle motor 54 is a servo motor. When the CPU 21 determines that there is a spindle command, it provides a current limit to the servo motor. Therefore, the machine tool 1 can prevent the servo motor from being overcurrent. The safety of the machine tool 1 is improved.

本実施形態では特に、CPU21は所定時間内に主軸8が所定量回転しなかったと判断した場合、例えば表示部11において異常を報知する。主軸8が所定時間内に回転しなかった場合、異常の可能性がある。CPU21は異常を報知するので作業者は工作機械1の異常に速やかに対応できる。   Particularly in the present embodiment, when the CPU 21 determines that the spindle 8 has not rotated a predetermined amount within a predetermined time, for example, the display unit 11 notifies the abnormality. If the main shaft 8 does not rotate within a predetermined time, there is a possibility of abnormality. Since the CPU 21 notifies the abnormality, the operator can quickly cope with the abnormality of the machine tool 1.

本実施形態では特に、CPU21が主軸モータ54を停止した場合、主軸指令がオリエント指令か否か判断する。オリエント指令は主軸8を原点位置に割り出す為の制御指令である。工作機械1は工具交換時に工具Tを正常に着脱する為に主軸8を原点位置に割り出す必要がある。主軸8は旋削加工用の工具T2を装着している場合、原点位置で既に位置が固定してある。故に主軸指令がオリエント指令である場合、CPU21は異常を報知しない。故に工作機械1は処理を次に進めることができる。   Particularly in the present embodiment, when the CPU 21 stops the spindle motor 54, it is determined whether or not the spindle command is an orientation command. The orientation command is a control command for determining the spindle 8 at the origin position. The machine tool 1 needs to determine the spindle 8 at the origin position in order to normally attach and detach the tool T when changing the tool. When the turning tool T2 is mounted, the spindle 8 is already fixed at the origin position. Therefore, when the spindle command is an orientation command, the CPU 21 does not notify the abnormality. Therefore, the machine tool 1 can proceed with processing.

なお本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態は主軸モータ54に電流制限をかけ、主軸8の回転量に基づき主軸8に装着する工具Tの種類を判断する。即ち、上記実施形態は所定時間内に主軸8が回転したか否かを主軸8の回転量で判断する。例えば工作機械1は主軸モータ54に電流制限をかけずに主軸モータ54に流れる電流値で主軸8に装着する工具Tの種類を判断してもよい。主軸モータ54はサーボモータである。変形例はサーボモータの性質を利用する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the spindle motor 54 is current-limited, and the type of the tool T to be mounted on the spindle 8 is determined based on the rotation amount of the spindle 8. That is, in the above-described embodiment, it is determined from the amount of rotation of the main shaft 8 whether the main shaft 8 has rotated within a predetermined time. For example, the machine tool 1 may determine the type of the tool T to be mounted on the main spindle 8 based on the current value flowing through the main spindle motor 54 without limiting the current to the main spindle motor 54. The main shaft motor 54 is a servo motor. The modification uses the properties of the servo motor.

変形例である工作機械1のCPU21は、図8に示す第二NC制御処理を実行する。第二NC制御処理は上記実施形態の第一NC制御処理(図7参照)と共通する処理を備え、S14、S18、S23の処理を行わず、S17の処理の代わりに、S31の処理を実行する。S14、S18、S23の処理は電流制限に関係する処理である。本変形例はサーボモータの性質を利用するものであるので、S14、S18、S23の処理は実行しない。   CPU21 of the machine tool 1 which is a modification performs the 2nd NC control process shown in FIG. The second NC control process includes a process common to the first NC control process (see FIG. 7) of the above-described embodiment. The processes of S14, S18, and S23 are not performed, and the process of S31 is executed instead of the process of S17. To do. The processes of S14, S18, and S23 are processes related to current limitation. Since this modification uses the characteristics of the servo motor, the processes of S14, S18, and S23 are not executed.

図8の如く、例えばCPU21は主軸指令と判断した場合(S13:YES)、主軸指令を実行する(S15)。主軸8に旋削加工用の工具T2を装着している場合、上述の通り、工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した状態である。故に主軸8は回転できない。CPU21は例えば工具T2を主軸ヘッド7に固定した状態で、主軸モータ54に主軸指令を出力する。主軸モータ54に流れる電流は継続的に増大する。CPU21は主軸指令を実行してから所定時間経過した場合(S16:YES)、主軸モータ54に流れる電流値は所定値以下か否か判断する(S31)。   As shown in FIG. 8, for example, when the CPU 21 determines that the command is a spindle command (S13: YES), the spindle command is executed (S15). When the turning tool T2 is attached to the spindle 8, the tool T2 is mechanically fixed to the spindle head 7 as described above. Therefore, the main shaft 8 cannot rotate. For example, the CPU 21 outputs a spindle command to the spindle motor 54 with the tool T2 fixed to the spindle head 7. The current flowing through the spindle motor 54 continuously increases. When a predetermined time has elapsed since the execution of the spindle command (S16: YES), the CPU 21 determines whether or not the value of the current flowing through the spindle motor 54 is equal to or less than a predetermined value (S31).

CPU21は電流値が所定値以下であると判断した場合(S31:YES)、主軸モータ54に流れる電流は増加していないので、主軸8は回転加工用の工具T1を装着した状態と判断できる。故にCPU21は主軸指令を続行する(S19)。CPU21は電流値が所定値を超えたと判断した場合(S31:NO)、主軸モータ54に流れる電流は継続的に増加しているので主軸8は旋削加工用の工具T2を装着した状態である。CPU21は主軸8の駆動を停止する(S21)。故に本変形例は上記実施形態と同様に所定時間内に主軸8が回転したか否かを判断できる。   When the CPU 21 determines that the current value is equal to or less than the predetermined value (S31: YES), since the current flowing through the main shaft motor 54 has not increased, it can be determined that the main shaft 8 is mounted with the rotary machining tool T1. Therefore, the CPU 21 continues the spindle command (S19). When the CPU 21 determines that the current value exceeds the predetermined value (S31: NO), the current flowing through the spindle motor 54 continuously increases, so the spindle 8 is in a state in which a turning tool T2 is mounted. The CPU 21 stops driving the spindle 8 (S21). Therefore, this modification can determine whether or not the main shaft 8 has rotated within a predetermined time as in the above embodiment.

上記実施形態は、図7の処理において、主軸8を停止(S21)してから、主軸指令がオリエント指令か否か判断(S22)しているが、S21とS22は処理の順番が逆でもよい。   In the above embodiment, after the spindle 8 is stopped (S21) in the process of FIG. 7, it is determined whether or not the spindle command is an orientation command (S22). However, the order of the processes in S21 and S22 may be reversed. .

上記実施形態は、所定時間内に所定量回転したか否かで、主軸8の回転の有無を判断しているが(S16,S17)、例えば主軸モータ54が回転したか否かで判断するようにしてもよい。   In the above embodiment, the presence or absence of rotation of the spindle 8 is determined based on whether or not it has rotated a predetermined amount within a predetermined time (S16, S17). For example, it is determined whether or not the spindle motor 54 has rotated. It may be.

1 工作機械
7 主軸ヘッド
8 主軸
20 数値制御部
21 CPU
54 主軸モータ
91,92 キー
105,106 キー溝
T1 回転加工用の工具
T2 旋削加工用の工具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 7 Spindle head 8 Spindle 20 Numerical control part 21 CPU
54 Spindle motor 91, 92 Key 105, 106 Keyway T1 Tool T2 for turning Machining tool for turning

Claims (2)

回転加工用の工具及び施削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工及び施削加工を選択的に施す工作機械であって、
前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、
前記主軸ヘッドに設け、施削加工用の工具の係合部が係合することに基づいて施削加工用の工具の回転を規制する被係合部と、
前記主軸を駆動する駆動部と、
電源投入後、前記主軸の回転を指示する主軸指令があるか否か判断する主軸指令判断手段と、
前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記主軸指令を前記駆動部に出力する駆動出力手段と、
前記駆動出力手段が前記駆動部に前記主軸指令を出力してから所定時間内に前記主軸が回転したか否か判断する回転判断手段と、
前記回転判断手段が前記所定時間内に前記主軸が回転しなかったと判断した場合、前記駆動部を停止する駆動制御手段と
前記駆動制御手段が前記駆動部を停止した場合、前記主軸指令が前記主軸を原点位置に割り出す為のオリエント指令か否か判断するオリエント指令判断手段と、
前記オリエント指令判断手段が前記主軸指令は前記オリエント指令ではないと判断した場合、異常を報知する異常報知手段と
を備えたことを特徴とする工作機械。
A machine tool that selectively mounts a tool for rotation and a tool for machining on a common spindle, and selectively performs rotation and machining on a workpiece,
A spindle head for rotatably holding the spindle;
An engaged portion that is provided on the spindle head and restricts the rotation of the tool for machining based on the engagement of the engaging portion of the tool for machining;
A drive unit for driving the main shaft;
A spindle command determination means for determining whether or not there is a spindle command for instructing rotation of the spindle after turning on the power;
A drive output means for outputting the spindle command to the drive unit when the spindle command determining means determines that there is the spindle command;
Rotation determination means for determining whether or not the spindle has rotated within a predetermined time after the drive output means outputs the spindle command to the drive unit;
Drive control means for stopping the drive unit when the rotation determination means determines that the spindle has not rotated within the predetermined time ;
An orientation command determination means for determining whether the spindle command is an orientation command for determining the spindle at the origin position when the drive control means stops the drive unit;
A machine tool, comprising: an abnormality notifying means for notifying an abnormality when the orientation command determining means determines that the spindle command is not the orientation command .
前記駆動部はサーボモータであって、
前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記サーボモータに電流制限を設ける電流制限手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
The drive unit is a servo motor,
The machine tool according to claim 1, further comprising a current limiting unit configured to limit a current to the servo motor when the spindle command determining unit determines that the spindle command is present.
JP2012065109A 2012-03-22 2012-03-22 Machine Tools Active JP5861522B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012065109A JP5861522B2 (en) 2012-03-22 2012-03-22 Machine Tools

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012065109A JP5861522B2 (en) 2012-03-22 2012-03-22 Machine Tools

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013196572A JP2013196572A (en) 2013-09-30
JP5861522B2 true JP5861522B2 (en) 2016-02-16

Family

ID=49395382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012065109A Active JP5861522B2 (en) 2012-03-22 2012-03-22 Machine Tools

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5861522B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016085650A (en) * 2014-10-28 2016-05-19 ブラザー工業株式会社 Numeral control device and control method
JP5969574B2 (en) * 2014-11-07 2016-08-17 ファナック株式会社 Motor control device to detect overload

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05150818A (en) * 1991-06-28 1993-06-18 Hitachi Seiki Co Ltd Method and device or diagnosing fault of numerical control machine tool
JP3648858B2 (en) * 1996-07-26 2005-05-18 三菱電機株式会社 Spindle synchronous control method and apparatus
JP2001062678A (en) * 1999-08-23 2001-03-13 Mitsubishi Electric Corp Numerical control device
JP4543746B2 (en) * 2004-05-19 2010-09-15 ブラザー工業株式会社 Machine tool and processing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013196572A (en) 2013-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5958188B2 (en) Numerical controller
JP5873135B2 (en) Magazine swivel tool changer that can change the tool storage position
JP6299527B2 (en) Numerical control device and control method
JP6078413B2 (en) Tool changing method and machine tool
JP6229396B2 (en) Numerical controller
JP6051937B2 (en) Numerical controller
JP2015225617A (en) Numerical value control device and control method
JP2017049642A (en) Numerical control device and control method
CN106814691B (en) Numerical control device and control method
JP6398254B2 (en) Numerical control device and control method of numerical control device
JP2012206227A (en) Machine tool
JP5861522B2 (en) Machine Tools
JP6693409B2 (en) Numerical control device and control method
JP5942741B2 (en) Numerical control device and rotary table position adjusting method
JP5874478B2 (en) Machine Tools
JP2005088162A (en) Machining center
JP2016085650A (en) Numeral control device and control method
JP5874479B2 (en) Machine Tools
JP5609731B2 (en) Numerical control apparatus and clamp release method
JP5870796B2 (en) Machine Tools
JP2012206178A (en) Rotary table device, and machine tool
JP2018161724A (en) Machine tool system and clamp method
JP5972027B2 (en) Robot controller
JP5971842B2 (en) Robot controller
JP2008234278A (en) Numerical control device, control program, control program recording medium, and machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140804

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150519

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150521

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150622

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: 20151124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151207

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5861522

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150