JPH02131867A

JPH02131867A - Ｎｃ加工機

Info

Publication number: JPH02131867A
Application number: JP28494088A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nagase; 長瀬　登; Masao Yamaguchi; 政男山口
Original assignee: Nagase Iron Works Co Ltd
Current assignee: Nagase Iron Works Co Ltd
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1990-05-21
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2694174B2

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ＮＧ加工機、訝しくは回転駆動する複数の工具
を選択的に使用して、一連の加工作業を予め設定された
作動プログラムに基いて実行するＮＯ加工機に関するも
のである。

［従来の技術］従来、この種のＮＧ加工機はＡＴＣを備えており、この
ＡＴＣに収容された多数の工真の中から作動プログラム
に基いて実行する加工内容に応じた工具を選択するとと
もに、同工具と主軸ヘッドに装着されている工具とを前
記ＡＴＣにて交換した後、加工作業を実行するようにな
っている。

一方、加工技術が進歩して高精度の加工を実施できるよ
うになると、それに伴い加工機の振動による加工精度の
低下が無視できなくなり、特に研削盤の場合には要求さ
れる研削精度が高いばかりでなく、砥石が高速回転する
ため砥石の僅かのアンバランスでも振動が発生し易く、
砥石のバランスを修正するための装置が要望されている
。

そこで、上記要求に応じるために研削盤においてはその
砥石のバランスを修正するためのバランス修正装置が提
案されている。同装同は多数のポケットを環状に並べた
バランスディスクを砥石側面に装着するとともに、その
特定のポケット内に水を選択的に注入するための噴射ノ
ズルを、バランスディスクの前面に対向するように砥石
カバーにて支持している。

そして、砥石のバランス状態を検出するバランス検出装
置によって砥石のどの箇所が重いかを検出し、この重い
箇所と１８０＠ずれた位相に対応するバランスディスク
のポケットに前記噴射ノズルにて水を注入すると、この
水が砥石の回転による遠心力によってポケット内に溜ま
って砥石の重心位置を変更し、そのバランスを修正する
ようになウている。

以上のバランス修正装置は数値制御ではない通常の研削
盤の砥石のバランス修正に使用されるものであるが、そ
れ以外の加工機の工具や上述したようなＡＴＣを備えた
ＮＧ加工機の全ての工具にそれぞれ適用することが考え
られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記バランス修正装置をＡＴＣを備えたＮＣ
加工機に適用した場合には、主軸ヘッドに装着されて回
転中の工具はその遠心力で前記ポケット内の水を保持す
ることができるが、同工具が加工を終えて工具交換ｖｉ
ｌに収容されると、遠心力が消滅するためポケット内の
水がこぼれ、再度この工具を使用するには改めてバラン
スを修正し直す必要がある。

ところが、上記ＮＣ加工機の工具には砥石カバーのよう
な噴射ノズルを支持できる部材が設けられておらず、工
具に対して噴射ノズルを対向するように配設することが
できない。

また、何らかの支持部材を設けて工具の前面に噴射ノズ
ルを位置させると、同支持部材が工具の加工動作を妨げ
るという問題が生じる。

本発明の目的は、バランス修正装置により工具のバラン
スを修正し、高い精度で加工を行なうことができるＮＣ
加工機を提供することにある。

［課題を解決するための手段Ｊ本発明のＮＣ加工機は、回転駆動される複数の工具を選
択的に使用するための工具交換手段を備え、一連の加工
作業を予め設定された作動プログラムに基いて実行する
ＮＣ加工機において、環状に列設された多数のポケット
を備え、前記各工具にそれぞれ取着されたバランスディ
スクと、前記工具の移動範囲の特定位置に設けられ、バ
ランシング液体を噴射し得る噴射ノズルと、加工作業に
使用する工具を回転させるとともに前記特定位置に移動
させ、バランスディスクのポケットを前記噴射ノズルに
所定の間隔をおいて対向させる第一のＩｌｊｌｌ手段と
、前記回転中の工具のバランスを修正すべく、前記噴射
ノズルを駆動制御してバランスディスクの特定ポケット
にバランシング液体を注入させる第二の制御手段とを備
えたものである。

［作用］加工作業に使用すべく工具交換手段にて交換された工具
は、その移動領域の特定位置に設けられた噴射ノズルま
で第一の制御手段により移動され、同工具に取り付けら
れたバランスディスクのポケットは噴射ノズルに対向す
る。バランスディスクのポケット内には第二の制御手段
にて駆動制御ざれる噴射ノズルからバランシング液体が
注入され、これにより工具のバランスが修正される。そ
の後、このバランスの修正された工具は予め設定された
作動プログラムに基いて加工作業を行なう。

［実施例］以下、この発明を具体化した一実論例を図面に従って説
明する。

第１．２図に示すように、本実施例のＮＧ加工機のフレ
ーム１上にはサドル２が左右方向へ移動し得るように設
けられ、同サドル２上にはテーブル３が設置されている
。前記サドル２の上面はカバー４によってｍｓされ、テ
ーブル３上に固定されたワークＷはこのカバー４によっ
てｒ！ＩＩＮされた空閣内で加工されるようになってい
る。

前記フレーム１上におけるサドル２の後方には前後方向
へ移動するようにコラム５が設置され、同コラム５の前
面に設けられた主軸ヘッド６は前記サドル２上のカバー
４内に突出するとともに、コラム５に対して上下方向へ
移動し得るようになっている。また、前記主軸ヘッド６
に取り付けられた工具Ｔは図示しないモータにて回転駆
動されるようになっている。

第１〜３図に示すように、前記フレーム１におけるサド
ル２の一側には工具交換手段としての自動工具交換装置
７（以下、ＡＴＣという）の工具収容部８が設置され、
同工具収容部８には多数の工具Ｔが収容されている。

前記工具収容部８の前側にはＡＴＣ７の工具交換郡９が
設置され、同交換部９には両側に一対の爪１０ａを備え
た把持アーム１０が設けられている。そして、工具交換
部９は前記工具収容部８の特定の工具Ｔを選択的に把持
アーム１０にて把持し、この工具Ｔを前記主軸ヘッド６
に取り付けられている工具■と交換するようになってい
る。

一方、第４．５図に示すように、各工具Ｔにはバランス
ディスク１１がそれぞれ取着され、各バランスディスク
１１の前面には多数のポケット１１ａが環状に列設され
るとともに、各ポケット１１ａの外側半分をリングプレ
ート１２にて閉塞されている。また、各工具■の内、第
５図《ａ》，（ｂ）に示すように砥石を備えたものにお
いては、前記リングプレート１２の外周縁がバランスデ
ィスク１１の外周から外方へはみ出ている。

ｍｌ．２図に示すように、主軸ヘッド６に取り付けられ
た工具Ｔは、前記号ドル２の左右方向への移動、コラム
５の前後方向への移動、及び主軸ヘッド６の上下方向へ
の移動によって前述したサドル２上のカバー４内におい
て直方体状の移動領域Ｅを有し、この移動１ａ域Ｅの一
側にはソレノイドの駆動により開閉動作を行なう噴射ノ
ズル１３が設けられ、同ノズル１３は一対のチューブ１
３ａからそれぞれ圧送される水とエアとのいずれか一方
を選択的に噴射し得るようになっている。

一方、第１〜３図に示すように、前記主軸ヘッド６には
加速度ビックアップ１４が取り付けられ、この主軸ヘッ
ド６に生じる娠肋を検出するようになっている。また、
主軸ヘッド６内には原点検出センサ１５（第６図参照）
が設けられ、主軸が１回転する間に原点検出信号を１回
出力するようになっている。

また、第１図に示すように、ＮＯ加工機には第一のｌＩ
制御手段としての加工動作制御盤１６が設置され、同加
工動作制御盤１６にはワークＷを加工のための作動プロ
グラムを入力するキーボード、作動プログラムの入力状
態を表示するディスプレイが設けられている。そして、
作業者がキーボードによって入力した作動ブＯグラムに
従ってＮＧ加工機は前記ＡＴＣ７の工具交換動作を含め
た各種の加工動作を行なうようになっている。

一方、第１図に示すように、前記加工動作１１御盤１６
の横には前記主軸ヘッド６に取り付けられた工具Ｔのバ
ランスを修正するための第二の制御手段としてのバラン
スυＪｉｌｔ盤１７が設けられ、第６図に示すように、
このバランス制御１１１７に内装された中央処理装置１
８《以下、ＣＰＵという）の入力側には、前記加速度ビ
ックアップ１４がバンドバスフィルタ１９を介して接続
されるとともに、前記原点検出センサ１５、及び前記加
工動作制ｉ１１１１１６が接続され、出力側にはソレノ
イド駆動回路２０を介して前記噴射ノズル１３が接続さ
れている。

また、前記ＣＰＵ１　８にはランダムアクセスメモリ２
１（ＲＡＭ）、並びにリードオンリメモリ２２　（ＲＯ
Ｍ）が接続され、ＲＯＭ２２には工具Ｔのバランスを修
正するためのプログラムが記憶されており、ｃｐｕ　ｉ
　ｓはこのプログラムに従って工具Ｔのバランスを修正
するようになっている。

なお、前記ＲＡＭ２１はＣＰＵ１８が行なう処理のデー
タを一時的に記憶するようになっている。

そして、ＣＰＵ１８は前記原点検出センサ１５からの原
点検出信号に基いて工具Ｔの回転数を特定するとともに
、この回転数を中心周波数とするように前記バンドバス
フィルタ１９を制御する。

さらに、ＣＰＵ１８はバンドパスフィルタ１９を介して
入力された加速度ビックアップ１４の検出信号《この検
出信号が示す振動量は工具Ｔのアンバランスに起因する
振動の大きさと推定される》と、前記原点検出センサ１
５からの原点検出信号に基いて工具Ｔのバランス状態、
すなわち工具Ｔのどの位相が重いかを特定するようにな
っている。

さらに、ＣＰＬＪ１８は上述のようにして特定された工
具Ｔのバランス状態に基いて、前記ソレノイド駆動回路
２０を介して噴射ノズル１３を駆動Ｉｌｌ　ｌ　Ｌ、工
具Ｔとともに回転中の前記バランスディスク１１のポケ
ット１１ａの内、工具■の重い箇所と１８０゜位相のず
れた箇所に対応するポケット１１ａに所定量の水を注入
するようになっている。これにより工具Ｔの重心位置が
移動してバランスが修正される。ＣＰＵ１８はこの修正
作業を繰り返しつつ前記加速度ビックアップ１４からの
検出信号に基いて工具Ｔの振動量が所定値以下か否かを
判定し、振動量が所定値以下になるまで修正作業を続行
する。さらに、ＣＰＵ１８はバランス修正作業が終了す
ると前記加工動作制御！８１６に制御信号を出力する。

一方、ｃｐｕｉｓは前記ソレノイド駆動回路２０を介し
て１ｌ射ノズル１３を駆動制御し、噴射ノズル１３から
エアを連続的に噴射するようになっている。これにより
ポケット１１ａ内に溜った水が外部に排除される。

なお、前述したように砥石を備えた工具Ｔにおいては、
リングプレート１２の外周縁がバランスディスク１１の
外周から外方へはみ出ているため、ポケット１１ａ内か
ら出た水はリングプレート１２の外周縁から下方へ滴り
、この水が工具Ｔの砥石に付着することはない。

仮に砥石に水が付看したまま前記ＡＴＣに収容するとこ
の水が砥石に浸透し、再びこの工具Ｔにて加工を行なう
と砥石に浸透した水が遠心力で砥石内において移動し、
これにより工具Ｔのバランスが刻々と変動してしまうと
いう不具合が生じる。

本実施例のＮＧ加工機においては砥石に水が付着しない
ため、上述の不具合を未然に防止すること．ができる。

次に、上記のように構成されたＮＧ加工機の作用を説明
する。

まず、作業者はりークＷに所定の加工を痛寸べく、前記
加工動作１１御盤１６のキーボードによって作動プログ
ラムを入力する。この際、前記ＡＴＣ７により主軸ヘッ
ド６の工具Ｔを交換した後、主軸ヘッド６に取り付けら
れた工具Ｔを所定速度で回転させるとともに、第１図に
仮想線で示すように、同工具■に取着されたバランスデ
ィスク１１のポケット１１ａが前記噴射ノズル１３と対
向するように工具■を移動させ、この動作が完了すると
藺記バランスｖ１御盤１７に制御信号を出力するように
プログラムする。なお、上述の加工機の動作はＡＴＣ７
により工具Ｔを交換する都度実施するようにする。

そして、前述したプログラムに従ってＮＣ加工機が加工
作業を実行し、前記ＡＴＣ７により主軸ヘッド６の工具
Ｔを交換すると、加工機は主軸へッド６に取り付けられ
た工具Ｔを第１図に仮想線で示すように移動させ、同工
具Ｔに取着されたバランスディスク１１のポケット１１
ａが噴射ノズル１３に対向させるとともに、前記バラン
ス制御ＩＩ１７のＣＰＬＪ　１　８に制御信号を出力す
る。

前記加工動作制御盤１６からの制御信号を入力したＣＰ
ＬＪ１８は、前述したように噴射ノズル１３からエアを
噴出してポケット１１ａ内に溜っている水を全て除去す
る。なお、このポケット１１ａ内の水は以前この工具Ｔ
を使用する際に行なったバランス修正により、噴射ノズ
ル１３がらポケット１１ａ内に注入された水である。

さらに、ＣＰＵ１　８は前述したように噴射ノズル１３
を駆動制御して、噴射ノズル１３に対向している工具Ｔ
のバランスを修正し工具■の回転による振動を防止する
。その後、ＣＰＵ１８は前記加工動作制ｍ＋盤１６に制
御信号を出力する。

加工動作制御５Ｊ１６はＣＰＵ１８から制御信号を入力
すると、前記噴射ノズル１３の対向位置にある工具Ｔを
移肋させ、作動プログラムに従ってこの工貝Ｔにてワー
クＷを加工する。そして、前記ＡＴＣ７によって主軸ヘ
ッド６の工具Ｔを別の工具Ｔと交換した場合には、その
都度上述したポケット１１ａ内の水の除去と工具Ｔのバ
ランス修正を行なう。

このように本実施例のＮＧ加工機においてはＡＴＣ７に
より主軸ヘッド６に取り付けた工具Ｔのバランスを修正
した後に同工具Ｔにより加工を行なうようにしたため、
常にバランス状態の良好な工具Ｔにて高い精度の加工を
実施することができる。

なお、第５図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、前記各工具
Ｔに取着されたバランスディスク１１の径は、工具Ｔの
重ωやその径等によって異なり、重量が重く径の大きい
工具Ｔほと大きな径のバランスディスク１１を取肴する
のが望ましい。そして、バランスディスク１１の径が相
違すれば同ディスク１１を噴射ノズル１３に対向させた
ときのディスク１１の回転中心と噴射ノズル１３との距
ｌＩＩ×も相違する。また、工具Ｔに対するバランスデ
ィスク１１の取着位置は工具Ｔの形状によって相違する
。そして、バランスディスク１１の取着位置が相違すれ
ば同ディスク１１を噴射ノズル１３に対向させたときの
主軸ヘッド６と噴射ノズル１３との距離Ｙも相違する。

従って、本実施例のＮＧ加工機においては、主軸ヘッド
６の工具Ｔに取着されたバランスディスク１１のポケッ
ト１１ａを噴射ノズル１３に正確に対向させるために、
上述した各工具Ｔのバランスディスク１１の相違を加味
してＴ貝Ｔの位置設定を行なっている。

なお、本実施例のＮＣ加工機は工具Ｔのバランス修正の
ためのバランシング液体として通常の水を使用したが、
バランスディスク１１のポケッ１・１１ａ内に注入され
たバランシング液体が蒸発して工具Ｔのバランスが狂う
ことがないように、蒸発が緩慢な液体であれば水に限定
されることはなく、例えば、低粘度のオイルを使用して
もよい。

また、本実施例のＮＣ加工機は切削加工を行なう工具Ｔ
の他に、砥石を備え研削加工を行なう工具Ｔも使用する
ように構成されていたが、回転駆動され高度なバランス
が要求される工具Ｔであればどんなものでもよい。

さらに、本実施例のＮＣ加工機は工具Ｔの加工動作を妨
げることがないように噴射ノズル１３を工具■の移動領
域Ｆの一側に設置したが、これに限定されることはなく
、例えば、移動領ｔＩＩＥ内の通常の加工においては使
用しない箇所に噴射ノズル１３を設置してもよい。

一方、本実施例のＮＧ加工機は全ての工具Ｔにバランス
ディスク１１を取着してバランスを修正するように横成
したが、Ｆａ度が要求される加工を行なう工具Ｔのみバ
ランスを修正するようにしてもよい。

また、本実施例のＮＧ加工機のバランスディスク１１は
工具Ｔと別体であったが、工具Ｔに直接バランスディス
ク１１のポケット１１ａを形成してもよい。

さらに、本実施例のＮＯ加工機は主軸ヘッド６が水平に
設けられていたが、どのような向きに主軸ヘッド６が設
定されていてもよく、例えば、主軸ヘッド６が下方を向
くように設けられている場合でも、前記噴射ノズル１３
によって下方から注入された水は遠心力でポケット１１
ａ内に保持されるため支承なくバランス修正を行なうこ
とができる。

また、本実施例のＮＣ加工機は工具Ｔの移動領域Ｅの一
側に単に噴射ノズル１３を設置しただけであったが、例
えば、第７図に示すように、バランスディスク１１の前
面を覆うようにカバー２３を設けるとともに、同カバー
２３に図示しない真空ポンプに接続された吸引ノズル２
４を設けてもよい。そして、噴射ノズル１３からエアを
噴射してポケット１１ａ内の水を除去する際には、真空
ボンブを作動させポケット１１ａ内から飛散した水を吸
引ノズル２４で吸い取り、この水が外部に飛散するのを
防止してもよい。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明のＮＧ加工機によれば、バ
ランス修正装置により工具のバランスを修正し、高い精
度で加工を行なうことができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のＮＣ加工機の平面図、第２図は同じ
く部分正面図、第３図は同じく部分斜視図、第４図は工
具に取着されたバランスディスクと噴射ノズルの正面図
、第５図（ａ）〜（Ｃ）は工具によって主軸ヘッドと噴
射ノズルとの距離が相違する状態を示す説明図、第６図
はバランス制御盤の電気的構成を示すブロック図、第７
図は噴射ノズルにカバーを設けた別例を示す説明図であ
る。７は工具交換手段としてのＡＴ０．１　１はバランスデ
ィスク、１１ａはポケット、１３は噴射ノズル、１６は
第一の制御手段としての加工動作制ｔｍａ、１７は第二
の制御手段としてのバランス制御盤、■は工具、Ｅは移
動領域である。特許出願人　　　　　株式会社　長瀬鉄工所代　理　人
　　　　　弁理士　　恩田　博宣第２ｗＪ第４１１

Claims

【特許請求の範囲】１、回転駆動される複数の工具（Ｔ）を選択的に使用す
るための工具交換手段（７）を備え、一連の加工作業を
予め設定された作動プログラムに基いて実行するＮＣ加
工機において、環状に列設された多数のポケット（１１ａ）を備え、前
記各工具（Ｔ）にそれぞれ取着されたバランスディスク
（１１）と、前記工具（Ｔ）の移動範囲（Ｅ）の特定位置に設けられ
、バランシング液体を噴射し得る噴射ノズル（１３）と
、加工作業に使用する工具（Ｔ）を回転させるとともに前
記特定位置に移動させ、バランスディスク（１１）のポ
ケット（１１ａ）を前記噴射ノズル（１３）に所定の間
隔をおいて対向させる第一の制御手段（１６）と、前記回転中の工具（Ｔ）のバランスを修正すべく、前記
噴射ノズル（１３）を駆動制御してバランスディスク（
１１）の特定ポケット（１１ａ）にバランシング液体を
注入させる第二の制御手段（１７）とを備えたＮＣ加工機。