JP7479947B2 - 工作機械の制御装置および工作機械 - Google Patents
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Description
第3に、上記の工作機械の制御装置を備えた工作機械であることを特徴とする。
工作機械の切削時の機械振動を低減するように加工条件の補正を行うことにより、加工精度の安定化や振動切削加工の加工時間を短くすることが可能になる。
主軸110の先端にはチャック120が設けられており、ワークWはチャック120を介して主軸110に保持されている。主軸110は、主軸台110Aに回転自在に支持され、例えば主軸台110Aと主軸110との間に設けられた主軸モータ(例えばビルトインモータ)の動力によって回転する。主軸台110AはZ軸方向送り機構160に設置されている。
X軸方向送り機構150は、ベッドと一体のベース151と、X軸方向送りテーブル153をスライド自在に支持するX軸方向ガイドレール152とを備えている。X軸方向送りテーブル153が、リニアサーボモータ155の駆動によって図示のZ軸方向に対して直交するX軸方向に沿って移動すると、刃物台130AがX軸方向に移動する。リニアサーボモータ155は可動子155aおよび固定子155bを有し、可動子155aはX軸方向送りテーブル153に設けられ、固定子155bはベース151に設けられている。
主軸110の回転、および、Z軸方向送り機構160等の移動は、制御装置180で制御される。
制御部181は、CPU等からなり、記憶部183の例えばROMに格納されている各種のプログラムやデータをRAMにロードし、このプログラムを実行する。これにより、プログラムに基づいて工作機械100の動作を制御できる。
図1では、制御装置180は、例えば、主軸モータを駆動して主軸110に保持されたワークWを切削工具130に対して回転させ、例えば、Z軸方向送り機構160を駆動してワークWを切削工具130に対してZ軸方向に移動させて、切削工具130でワークWを振動切削加工している。このため、主軸モータが本発明の回転手段に、主軸110が本発明のワーク保持手段に、Z軸方向送り機構が本発明の送り手段や振動手段にそれぞれ相当する。
振動回数Dは、この1.5(回/r)のように整数ではないため、n回転目の刃先経路(図4に実線で示す)とn+1回転目の刃先経路(図4に破線で示す)とが、主軸位相方向(図4のグラフの横軸方向)でずれ、n+1回転目の刃先経路とn回転目の刃先経路とは重複が発生する。
切屑を分断するための空振り期間を得るためには、例えば、n回転目の刃先経路とn+1回転目の刃先経路が一致(同位相)しなければよく、n回転目の刃先経路とn+1回転目の刃先経路が主軸位相方向でずれていればよい。
つまり、n+1回転目の刃先経路がn回転目の刃先経路に含まれる刃先経路の重複範囲は、振動の振幅量Aと送り量Fに応じて変化するため、制御部181は、空振り期間ができるだけ得られるように、送り量Fに比例して振幅量Aを設定するように構成されている。具体的には、振幅量Aは、振幅送り比率(本発明の「送り量に対する振幅量の比率」に相当する)Qを送り量Fに乗じて設定される(A=Q*F)。
なお、制御部181は、送り量補正部(本発明の送り量補正手段に相当する)193を有してもよい。例えば、切屑を容易に分断するために振幅送り比率Qを先に決めた場合、送り量補正部193は、振動切削加工を実行するにあたり、指定された振幅送り比率Qに応じて送り量Fを自動的に補正するように構成されている。
次に、作業者が、振幅送り比率Q(例えば1.3(-:無次元))を入力し(ステップS13)、続いて、送り量F(例えば0.06(mm))を入力すると(ステップS14)、振幅設定部191が振幅量Aを求めるので振幅量A(0.08(mm))が決定する。
例えば、図7は別の実施例による動作フローチャートであり、ステップS15の内容を除いて図5で説明した動作フローチャートと同じである。そこで、図5の例と異なる点を中心に説明すると、図7の例では、例えば加速度センサを用いて、ベッド全体の揺れを予め測定している。
110 ・・・ 主軸(ワーク保持手段)
110A・・・ 主軸台
120 ・・・ チャック
130 ・・・ 切削工具
130A・・・ 刃物台
150 ・・・ X軸方向送り機構
151 ・・・ ベース
152 ・・・ X軸方向ガイドレール
153 ・・・ X軸方向送りテーブル
155 ・・・ リニアサーボモータ
155a・・・ 可動子
155b・・・ 固定子
160 ・・・ Z軸方向送り機構(送り手段、振動手段)
161 ・・・ ベース
162 ・・・ Z軸方向ガイドレール
163 ・・・ Z軸方向送りテーブル
165 ・・・ リニアサーボモータ
165a・・・ 可動子
165b・・・ 固定子
180 ・・・ 制御装置
181 ・・・ 制御部
182 ・・・ 入力部
183 ・・・ 記憶部
190 ・・・ モータ制御部
191 ・・・ 振幅設定部(振幅設定手段)
192 ・・・ 振幅送り比率補正部(振幅送り比率補正手段)
193 ・・・ 送り量補正部(送り量補正手段)
A ・・・ 振幅量
D ・・・ 振動回数(主軸回転度毎)
F ・・・ 送り量(主軸回転毎)
Q ・・・ 振幅送り比率(送り量に対する振幅量の比率)
S ・・・ 主軸回転数
W ・・・ ワーク
Claims (3)
- ワークを保持するワーク保持手段と、前記ワークを切削加工する切削工具を保持する刃物台と、前記ワーク保持手段と前記刃物台との相対移動によって前記ワークに対して前記切削工具を所定の加工送り方向に送り動作させる送り手段と、前記切削工具が前記加工送り方向に沿って往復移動しながら所定の送り量で前記加工送り方向に送られるように、前記ワーク保持手段と前記刃物台とを相対的に振動させる振動手段と、前記ワークと前記切削工具を相対的に回転させる回転手段と、を備えた工作機械に設けられ、
前記ワークと前記切削工具との相対的な回転動作と、前記ワークに対する前記切削工具の前記加工送り方向への前記振動を伴う送り動作とによって、前記切削工具に前記ワークの振動切削加工を実行させる工作機械の制御装置であって、
前記振動手段による前記振動の振幅量を、送り量に対する振幅量の比率および前記送り量から求めて設定する振幅設定手段と、
前記振動切削加工を実行する際に前記送り量に応じて前記送り量に対する振幅量の比率を補正する振幅送り比率補正手段、あるいは前記振動切削加工を実行する際に前記送り量に対する振幅量の比率に応じて前記送り量を補正する送り量補正手段と、を有する、工作機械の制御装置。 - 前記工作機械の振動を検出する振動センサを備え、前記振幅送り比率補正手段が、前記振動センサの検出値に基づいて前記送り量に対する振幅量の比率を補正する、あるいは前記送り量補正手段が、前記振動センサの検出値に基づいて前記送り量を補正する、請求項1に記載の工作機械の制御装置。
- 請求項1または2に記載の工作機械の制御装置を備えた工作機械。
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JP2020101000A JP7479947B2 (ja) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 工作機械の制御装置および工作機械 |
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