JPH0197511A - ２軸制御装置を備えた複合加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、旋盤等のように、メンスピンドル側に設けた
工作物を、工具取付台に取り付けた工具とサブスピンド
ル側に取り付けた回転型の工具とにより、同時に加工す
ることができる複合加工機の２軸制御方法およびその制
御装置を備えた複合機に関するものである。

（従来の技術） 従来、第４図で示すように、旋盤１では工作物２をチャ
ック３で挟持するメンスピンドル（主軸台）４にメイン
主軸モータ５を直結し、切削工具６を取り付ける工具取
付台７にはメインスピンドル４の軸方向に対して直角な
方向に工具取付台７を移動させる送りモータ８を設け、
工具取付台７を移動方向へ摺動自在に支持した工具台９
を、メインスピンドル４の軸方向と平行に移動させる軸
送りモータ１０を設けている。又、メインスピンドル４
のチャック３に対向して、ドルリ等の回転型切削工具１
１あるいは心押棒を取り付けるサブスピンドル（心押台
）１２を配置している。

この旋盤１では、工作物２の外周部については切削工具
６、工作物２の端面については回転型切削工具１１を用
いて、工作物２の外周部と端面を同時に加工することが
できる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記旋盤１では、サブスピンドル１２に取り付けられた
回転型切削工具１１が、固定されているだけで回転しな
いため、加工時には、もっばらメインスピンドル４に取
り付けられた工作物２の回転力にたよることになり、切
削工具６の加工に最適な工作物２の回転速度を与えると
、回転型切削工具１１に対しては、工作物２の回転速度
が必ずしも適切な切削速度を与える工作物２の回転速度
にならないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みて成されたものであり、前記
問題点を解決する目的で設定される技術的課題は、切削
工具６と回転型切削工具１１の画工具に対して最適な切
削速度を与えるようにして、前記問題点を解決した複合
加工機の２軸制御方法およびその制御装置を備えた複合
加工機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、前記問題点を解決するための手段として、
複合加工機の２軸制御方法を構成するにあたり、メイン
スピンドルに設けたメイン主軸モータの回転速度と、サ
ブスピンドルに設けたサブ主軸モータの回転速度とから
、前記メインスピンドルの回転速度と前記サブスピンド
ルの回転速度の差を求め、該回転速度の差を前記サブス
ピンドル側に取り付けた工具の最適切削速度となるよう
に前記サブスピンドルの前記サブ主軸モータの回転速度
を制御することにしたものである。

この２軸制御方法を実施する２軸制御装置を備えた複合
加工機を構成するにあたって、メインスピンドルにメイ
ン主軸モータを設け、サブスピンドルにサブ主軸モータ
を設け、工具取付台に前記メインスピンドルの軸方向に
対して直角な方向へ前記工具取付台を移動させる軸送り
モータを設け、さらに前記工具取付台に工具を取り付け
るとともに前記サブスピンドルに回転型の工具を取り付
けて前記メインスピンドルに取り付けた工作物を同時に
加工する場合に、前記メインスピンドルの回転速度と前
記サブスピンドルの回転速度の差が前記サブスピンドル
側に取り付けた工具の最適切削速度となるように前記サ
ブスピンドルの前記サブ主軸モータを制御する制御装置
を備えたものである。

（作用） 本発明の前記構成によって、工具取付台に工具を取り付
けるとともにサブスピンドルに回転型の工具を取り付け
て、メインスピンドルに取り付けた工作物を同時に加工
する場合に、メインスピンドルの回転速度とサブスピン
ドルの回転速度の差がサブスピンドル側に取り付けた工
具の最適切削速度となるようにサブスピンドルのサブ主
軸モータを制御するため、工具取付台に取り付けた工具
とともにサブスピンドルに取り付けた回転型の工具に対
しても最適切削速度を与えることができるようになる。

（実施例） 以下、本発明による実施例を第１図乃至第３図に基づき
詳細に説明する。

第１図で示すように、工作物２をチャック３で挾持する
メインスピンドル４に歯車４ａを介してメイン主軸モー
タ５を直結する。切削工具６を取り付ける工具取付台７
にねじ７ａを介してメインスピンドル４の軸方向に対し
て直角な方向へ工具取付台７を移動させる送りモータ８
を設け、工具取付台７を移動方向へ摺動自在に支持する
工具台９に、ねじ９ａを介してメインスピンドル４の軸
方向と平行に工具台９を移動させる軸送りモータ１０を
設ける。メインスピンドル４のチャック３に対向してド
リル等の回転型切削工具１１を取り付けるサブスピンド
ル１２を配置し、サブスピンドル１２にサブ主軸モータ
１３を直結し、サブスピンドル１２とサブ主軸モータ１
３を支持する支持台１４に、ねじ１４ａを介してメイン
スピンドル４の軸方向と平行に支持台１４を移動させる
軸送りモータ１５を設ける。

第２図で示すように、メイン主軸モータ５、サブ主軸モ
ータ１３、および送りモータ８、並びに軸送りモータ１
０、軸送りモータ１５等の動きを制御する制′ａ装置２
０は、ＣＰＵ　（セントラルプロセッシングユニソト）
２１に接続するメインバス２２へ、ＲＯＭ　（リードオ
ンリーメモリ）２３、ＲＡＭ　（ランダムアクセスメモ
リ）２４、数値制御プログラム専用記憶装置（以下ＮＣ
Ｐと略称する）２５を接続し、ＣＲＴデイスプレィ　　
（陰極線管表示装置）を備えた入出力装置２６はインタ
ーフェイス２７を介してメインバス２２へ接続する。

メイン主軸モータ５には、その入力側に増幅器２８の出
力側を接続するとともに、メイン主軸モータ５の出力側
を増幅器２８の入力側へ接続させ、増幅器２８０入力側
にＤＡ変換器２９の出力側を接続し、さらにＤＡ変換器
２９の入力側をインターフェイス３０を介してメインバ
ス２２へ接続するとともに、増幅器２８の入力側を他の
インターフェイス３１を介してメインバス２２へ接続す
る。

サブ主軸モータ１３には、その入力側に増幅器３２の出
力側を接続するとともに、サブ主軸モータ１３の出力側
を増幅器３２の入力側へ接続させ、増幅器３２０入力側
にＤＡ変換器３３の出力側を接続し、さらにＤＡ変換器
３３の入力側をインターフェイス３４を介してメインバ
ス２２へ接続するとともに、増幅器３２の入力側を他の
インターフェイス３５を介してメインバス２２へ接続す
る。

送りモータ８には入力側に増幅器３６の出力側を接続し
、増幅器３６の入力側に補間器３７の出力側を接続し、
送りモータ８の出力側を増幅器３６の入力側と補間器３
７の入力側を接続し、さらに補間器３７を介してメイン
バス２２へ接続する。

軸送りモータ１０には入力側に増幅器３８の出力側を接
続し、増幅器３８の入力側に補間器３９の出力側を接続
し、軸送りモータ１０の出力側を増幅器３８の入力側と
補間器３９の入力側を接続し、さらに補間器３９を介し
てメインバス２２へ接続する。軸送りモータ１５には入
力側に増幅器４０の出力側を接続し、増幅器４０の入力
側に補間器４１の出力側を接続し、軸送りモータ１５の
出力側を増幅器４００入力側と補間器４１の入力側を接
続し、さらに補間器４１を介してメインバス２２へ接続
する。

このように構成した本実施例を用いて加工するには、第
３図で示すように、まずメインスピンドル４に対する指
令方法が直接指令方式か周速−足労式かを調べる（ステ
ップ５０）。

指令方式が直接指令方式の場合、メイン主軸回転指令の
内容をメインスピンドル４０回転数Ｖ。

へ移しくステップ５１）、メインスピンドル４の最高回
転数Ｖ　ｌ＋ａＭＸと、メインスピンドル４の回転数Ｖ
、をメイン主軸モータ５の回転数Ｖに変換するための係
数０１を用いて、演算 Ｖ＝　（ｖ＋　　・ＣＩ　）／Ｖ１．、Ｘ・・−（１）
を実行し、メインスピンドル４の回転数ｖ＋をメイン主
軸モータ５の回転数■に変換し、かつ、増幅器２Ｂに対
する指令単位に置き換え（ステップ５２）、演算結果■
をＤＡ変換器２９へ出力する（ステップ５３）。

指令方式が周速−足労式の場合には、送りモータ８から
切削工具６の刃先位置を入力して、指令された周速を工
作物２の切削工具６の刃先位置における周速Ｘ、に補正
しくステップ５４）、演算ｖ＝ｓ、　／（π・Ｘ、）　
　　　・・・　（２）を実行して、工作物２の切削工具
６の刃先位置における周速Ｘ、から回転数Ｖを逆算しく
ステップ５５）、演算結果■をメインスピンドル４の回
転数Ｖ、に置き換え（ステップ５６）、ステップ５２へ
移行する。

ステップ５３の後、サブスピンドル１２に対する指令方
式が直接指令方式か相対指令方式かを調ベる（ステップ
５７）。指令方式が直接指令方式の場合には、サブ主軸
回転指令の内容をサブスピンドル１２の回転数■２へ移
しくステップ５８）、そして、サブスピンドル１２の最
高回転数■２□８と、サブスピンドル１２の回転数■２
をサブ主軸モータ１３の回転数Ｖ′に変換するための係
数０２を用いて、演算 ｖ　’　＝　（Ｖ２　　・Ｃ２）／Ｖｔ、、ｘ−−−（
３）を実行し、サブスピンドル１２の回転数Ｖ２をサブ
主軸モータ１３の回転数Ｖ′に変換し、かつ、増幅器３
２に対する指令単位に置き換え（ステップ５９）、演算
結果Ｖ′をＤＡ変換器３４へ出力する（ステップ６０）
。

指令方式が相対指令方式の場合には、メインスピンドル
４の回転数■、を入力しくステップ６１）、演算 Ｖ　’　＝Ｖ　ｒ　　Ｓ　ｔ　　　　　　　　・・・　
（４）を実行して、メインスピンドル４の回転数■１か
ら指令された相対速度のサブ主軸回転指令を引いて回転
数Ｖ′を演算しくステップ６２）、その演算結果Ｖ′を
サブスピンドル１２のＤ転数Ｖ　２に置き換え（ステッ
プ６３）、ステップ５９へ移行する。

このように本実施例では、相対Ｉ指令方式を適用すると
、サブスピンドル１２の回転数Ｖ２をメインスピンドル
４の回転数ＶＩから設定された相対速度を差し引くこと
により求め、その求められたサブスピンドル１２の回転
数■２をサブ主軸モータ１３の回転数Ｖ′に変換して、
サブ主軸モータ１３を常に加工上の最適な回転数Ｖ′に
なるように制御するため、回転型切削工具１１に対して
も適切な切削速度を与えることができる。

なお、前記実施例では、サブ主軸回転指令の値を正の値
で表現しであるが、この値は負の値になっても良く、正
の値の場合にサブスピンドル１２側からみて工作物２が
正転しているとすると、負の値の場合にはサブスピンド
ル１２側からみて工作物２が逆転することを示す。また
、式（４）の計算結果が負の値になったとしても良く、
この場合にはサブスピンドル１２よりもメインスピンド
ル４の方が回転数が小さく、サブスピンドル１２に対し
てメインスピンドル４が相対的に逆転している状態を示
す。

（発明の効果） 以上のように本発明では、工具取付台に工具を取り付け
るとともにサブスピンドルに回転型の工具を取り付けて
、メインスピンドルに取り付けた工作物を同時に加工す
る場合に、メインスピンドルの回転速度とサブスピンド
ルの回転速度の差がサブスピンドル側に取り付けた工具
の最適切削速度となるようにサブスピンドルのサブ主軸
モータを制御することができ、工具取付台に取り付けた
工具とともにサブスピンドルに取り付けた回転型の工具
に対しても、工作物に対する最適切削速度を与えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明による実施例の図面であり、 第１図は、装置構成を示す平面説明図、第２図は、制御
装置を示すブロック図、第３図は、制御装置による制御
手順を示す流れ図、 第４図は、従来の装置の構成を示す平面説明図。 図面において、 ２・・・工作物　　　　　３・・・チャック４・・・メ
インスピンドル ５・・・メイン主軸モータ ６・・・切削工具　　　　７・・・工具取付台８・・・
送りモータ　　　９・・・工具台ＩＯ・・・軸送りモー
タ　１１・・・回転型切削工具１２・・・サブスピンド
ル １３・・・サブ主軸モータ １４・・・支持台　　　　１５・・・軸送りモータ２０
・・・制御装置　　　２１・・・ｃｐｕ２２・・・メイ
ンバス ２Ｂ、３２，３６，３８．４０・・・増幅器２９．３３
・・・ＤＡ変換器 ２７．３０．３１，３４．３５ ・・・インターフェイス ３７．３９．４１・・・補間器 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メインスピンドルに設けたメイン主軸モータの回
   転速度と、サブスピンドルに設けたサブ主軸モータの回
   転速度とから、前記メインスピンドルの回転速度と前記
   サブスピンドルの回転速度の差を求め、該回転速度の差
   を前記サブスピンドル側に取り付けた工具の最適切削速
   度となるように前記サブスピンドルの前記サブ主軸モー
   タの回転速度を制御することを特徴とする複合加工機の
   ２軸制御方法。
2. （２）メインスピンドルにメイン主軸モータを設け、サ
   ブスピンドルにサブ主軸モータを設け、工具取付台に前
   記メインスピンドルの軸方向に対して直角な方向へ前記
   工具取付台を移動させる軸送りモータを設け、さらに前
   記工具取付台に工具を取り付けるとともに前記サブスピ
   ンドルに回転型の工具を取り付けて前記メインスピンド
   ルに取り付けた工作物を同時に加工する場合に、前記メ
   インスピンドルの回転速度と前記サブスピンドルの回転
   速度の差が前記サブスピンドル側に取り付けた工具の最
   適切削速度となるように前記サブスピンドルの前記サブ
   主軸モータを制御する制御装置を備えたことを特徴とす
   る２軸制御装置を備えた複合加工機。