JPH03190602A - 数値制御複合旋盤 - 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］ この発明は、数値制御複合旋盤に関する。更に詳しくは
、フレーム」二に対向して２つの主軸ベッドが配置され
、この第１．２主軸ヘツドに対応して３台の勾物台を有
する数値制御複Ｎ旋盤において、＝Ｌ軸ベッドと刃物台
および刃物台数を必要に応じて任意に結合・離脱する制
御を行って加圧するタイプの数値制御複合旋盤に関する
。

ｌ従来技術］ 数値制御前き旋盤の中には、主軸軸線上にチャックが対
向するように２つの主軸ベッドをＺ軸線方向に移動可能
に配置し、これに各々対応した２台の刃物台を有したも
のは知られている。この数値制御Ｎ合旋盤は、主軸のチ
ャックにそれぞれ把持された被加工物を、それぞれ対応
する刃物台をＸ、Ｚ軸方向に数値制御装置により補間制
御させて加工している。

この種の数値制御前き旋盤は、旋削加圧と共に他の二次
加工、例えばフライス加工、穴明は加工、ネジ立加工等
の複き加工を行うものも知られている。−台の機械内で
独立した２つ以上の加１部を有するこの種の数値制御複
合加工機では、第１加［一部の加工を主とする第１系統
、第２加工部の加りを主とする第２系統というような、
制御装置内部の系統切換え方式がよく使われている。こ
の方式は、指令する操作やプログラムが煩雑であり不便
である９ ［発明が解決しようとする課題］ この発明は、以りのような技術的背景のもとに発明され
たものであり、次の目的を達成する。

この発明の［ｌ的は、任意の上軸、任意の刃物台を選択
して指令できる数値制御装置複合旋盤を提供することに
ある。

１−課題を解決するための手段」 前記課題を解決するなめに次のような手段を採る。

ベッド（１）と、このベッド（１）に設けられた第１主
軸台（２）と、この第１主軸台（２）内に回転自在に支
持された第１主軸と、この第１主＠１１を回転駆動する
ための第１主軸モータ（４）と、＋ｉｉｒ記ベッド（１
）」二でかつ＋’＋：前記−Ｆ軸台（２）に対向して設
けられた第２主軸台（５）と、前記第２を軸台（５）内
で回転自在に支持された第２主軸と、この第２主軸を回
転駆動するための第２主軸モータ（０）と、主に前記第
１主軸に取付けたワークを加工するために互いに直交す
る方向に駆動制御される第１月物台（１１）と、主に前
記第２〜Ｌ軸に取付けたワークを加工するために互いに
直交する方向に駆動制御される第２刃物台（２０）と、
前記第１主軸または前記第２主軸の前記ワークの加Ｔを
支援するために前記第１刃物台（１１）または第２刃物
台（２０＞と連携した前記ワークを加工するために直交
する２軸を有する第３刃物台（３０）とからなる数値制
御旋盤である。

ｌ１ｊｆ記第１を軸のワークと前記第１刃物台（１１）
との加圧である第１系統加工または前記第２主軸のワー
クと前記第２刃物台（２０）との加工である第２系統加
工のワーク加工を支援するために前記第３刃物台（３０
）を選択すると良い。

前記第２主軸台（５）を前記第１主軸の軸線方向く１１
）に移動制御するためのサーボモータを有すると更に良
い。前記第１．２主軸が角度割出制御できる前記第１．
２主軸モ＝り（４）、（’Ｊ）であると更に効果的であ
る。

Ｌ実施例］ 以「、この発明の実施例を図面とともに説明する。ベッ
ド１は、本体を構成するフレームであり、鋳物、鋼材で
作られる。ベッド１」二の一端には第１主軸台２が設け
られている。この第１主軸台２は、ベッド１上では移動
できない。主軸台２内には、第１主軸（図示せず）が回
転自在に支持されている。この主軸の先端には、第１チ
ヤツク３が説けられている。第１チヤツク３は、ワーク
を把持するためのものである。第１主軸は、第１を軸モ
ータ４により回転駆動される。この第１主軸の回転は、
υＪ出副制御できる。

ベッド１上の主軸２と対向する位置には、第２主軸台５
が設けられている。第２上軸台５は、ベッド１」二の案
内面７」二を移動自在に設けられている。この駆動は、
送りねじ（図示せず）介してサーボモータ６により行わ
れる。この移動方向は、ここではＢ軸と称する。第２主
軸台５内には、第２土軸（図示せず）が回転自在に設け
られている。この第２主軸の先端には、第２チヤツク８
が設けである。第２主軸は、第２主軸モータ９により回
転駆動される。

ベッド１の」二部には、第１人ノ物台１１がベッド１４
−の案内面１２上を移動自在に設けられている。第１刃
物台１１は、ベッド１上を移動する往復台１３と、第１
クロス台１４と、６角形のタレット本体１５などから構
成されている。往復台１３は、ベッド１上の案内面１．
２−１：を第１主軸と゛ド行な軸線（ＺＡ）方向に移動
自在に設けられている。更に、クロス台１４はＺＡ軸軸
線クロスする方向のＸΔ軸線方向に移動される。この移
動は、ＸＡサーボモータ１７により送りねじを庁して駆
動される。

タレ・ソト本体１５は、６角形の形状であり、下情取付
面は１２面である。したがって、工゛具本数は１２木で
ある。ベッド１」−の案内面１２にには、更に第１刃物
台１１に対向して第２刃物台２０が設けられている。第
２刃物台２０の横道、機能は第１刀物台１１と同一のも
のであり、説明は省略する。第３刃物台３０は、ベッド
１の前面に設けである刃物台である。ベッドｌの前面は
、垂直案内面３１を有している。

１１（直案内面３ｌ−Ｉ−には、往復台３２が移動自在
に設けである。往復台３２は、ＺＣサーボモータ３３に
より第１，２主軸の軸線と平行な方向に駆動される。往
復台３２上には、ＸＣクロス台３４が案内面３５上をＸ
軸線方向（Ｘ　Ｃ）に移動自在に設けられている。この
Ｘ　Ｃ方向の移動は、ボールスクリューを介してＸ　Ｃ
サーボモータ３６により駆動される。Ｘ　Ｃクロス台３
４上には、′【゛Ｃタレ・・／１・本体３７が設けられ
ている。Ｔにタレット本体３７は、円筒状のタレット本
体の外周に６木の［（１を取り付けられるものである。

第３刃物台３０は、第１刃物台１１、第２刃物台２０の
加工支援を目的とするものである。具体的には、内・外
径の加工分担、外径加工の断層切削（同時に外径加工す
ること）、ねじ切り加工なとの支援、計測支援、バー材
送り装置付のバーストツバ−などの加工支援を行う。第
３刃物台３０の下部には、切削時の切粉を受けるための
切粉受箱４０が設けられている。第２主軸台５の前面に
は、数値制御装置４１か前面に設けられている。

輯ｆ１−称− 以下、第３図にしたがって本実施例で使用する前記軸線
の符号を定義する。

前記説明で明らかなように、軸の持つ機能、性質に沿−
）でワークの半径方向の移動をＺ軸、軸線方向の移動を
Ｚ軸とする。第１主軸台２に対向する第２主軸台５が何
後する場合はＢ軸と称する。

これらの原則によりＸ、Ｚ軸をそれぞれ第１刃物台１１
では、ＸＡ、ＺＡ、第２刃物台２０では、ＸＢ、ＺＢ、
第３刃物台３０ではＸＣ，ＺＣとする。

第１主軸台２の第１主軸をＳＡ、第２主軸台５の第２主
軸をＳＢとする。刃物台についても、第１、第２、第３
刃物台１１，２０．３０をそれぞれｉ’　Ａ　、　′ｒ
”　１３　、　ｌ’　Ｃとする。更に、（ｊ軸機能、す
なわち主軸の割出機能、刃物台の回転１１機能が１十加
される場合はそれについても夫々の名称を付ける。すな
わち第１：を軸のＣ軸はＣＡ、第２主軸のＣ軸２０はＣ
Ｉ３となる。回転工具については第１１ユ軸（ＳＡ）、
第２主軸（ＳＢ）との関係に対し、第１刃物台１１の回
転工具はＳＤ、第２刃物台２０の回転玉ｌ↓はＳＥとす
る。

耐重か弘− 送り軸として、（ＸＡ、ＺＡ、ＣＡ）、（Ｘｎ、Ｚ［１
，ＣＢ）、（ＸＣ，ＺＣ，）、ｆ３の計９軸まで制御す
る。主軸としては、ＳＡ、ＳＢ、ＳＤ、ＳＣの計４主軸
までの制御を可能とするものである。前記した（ＸＡと
ＺＡ）、（Ｘｎと７１３　）　、　　（ＸＣと７．　Ｃ
）は互いに位置補間が可能である。第２主軸台５がＢ軸
として駆動される場合には、ＸＢ、ＺＢ、およびＢ軸す
なわち３軸の同時ｎｌｉ間ができる。０１１１１１１機
能すなわち第１．２主軸ＳＡ、８Ｂの割出機能付加の場
合は、次のような組み合わせで同時３軸袖間制御となる
。

（ＸＡ、７．Ａ、ＣＡ）、　　（ＸＢ、７．Ｂ、ＣＢ）
、（Ｘｅ、ｚｒ：、（、：Ａ）、（ＸＣ，Ｚｃ、（：Ｂ
） ｌｐ、ｉｌ埋１ビと 最大４１已軸まで備える主軸に対し、送り軸は次のよう
に同期をとることができる。

ＳＡｔ軸に対し、ＸＡ、ＺＡ、ＸＣ，ＺＣ，ＢＳ　Ｊ？
主軸に対し、ＸＩ３．Ｚｌ−３，ＸＣ，ＺＣ，１３Ｓ　
Ｄ　ｐＪ　転軸４２　主軸に対し、ＸＡ、ＺＡ、（：、
’ＡＳＦ、回転工（回転軸に対し、Ｘ　１１．　Ｘ　１
３　、　ｃ？　Ｂ３この同期、非同期のｔ’ｌＪ別は、
従来通りＧコード（，１［Ｓ　）　４．ｍよ”　テＩｎ
択して行う。’Ｘｃ、ＺＣ。

１３などのどのＬ軸と同期をとるがの判別もＧコードに
よ−）で行う。例えば、（Ｔｉ　ｌ　６１　　ＳＡｔ軸
。

（、；　］　６２　　（５［３主軸、（−；１６３−８
Ｄｔ軸、Ｇ１６４−８Ｅ主軸と定義する。

座標と座標系 各軸の持−）ｉ大移動量および有効移動址は、機械系か
らおのずと決定される。座標は、各軸のプログラムを基
準とした座標を有し、座標系を定めることによって決定
される。これを絶対座標とする。座標の設定方法は、パ
ラメータ方式、１０グラム方式、パラメータ＋プログラ
ム混り方式がある。第１刀物台のＺ軸（ＺＡ）の座標は
、第１主軸のある点を基ぺζに決められる。第２刃物台
２０のχ軸（Ｚ　１３　）の絶対座標は、第２主軸のあ
る点を隻準として決める。

第３勺物台については、支援の仕方によって加工位置が
２つに分かれるため、第１主軸に対する絶ｈｆ座Ｐ、（
Ｚｃ＋、）と第２主軸に対する絶対座標（Ｚ　Ｃ，：　
Ｉ、′）との２つの座標が作成される。

ここでは、第１主軸台２を基準とする座標系を第１座標
系、第２主軸台５を基準とする座標系を第２座標系と定
義し制御する。Ｂ軸が付加された場合光１−Ｌ軸台２に
対する座標をＢ１、とし、第２月物台２０、第３刃物台
３０との関係は変わらない 堪座標と各刃物台相互間距離 各刃物台１１，２０．３０の加工に必要な座標は、前記
した第１、第２の絶対座標系にて定められるが第１　ｊ
Ｅ軸台２を騙準とする座標も常にデータとして持ち、こ
れをここでは実座標と呼ぶ。また、正規の絶対座標系に
対する関係は、第４図（１））から明らかなように次の
通りとし、これらも画面りの操作で必要に応じて見るこ
とがきる。

この関ｆ系は、（Ｚ［３Ｌ／−！−ＺＢ１、）（Ｚ（シ
１．→７−シーの（Ｚ　　ＣＬ’　　　−Ｚ　　（シ　
ｌ、′）また、このような複り加工機では、刃物台相互
の位置関係が必要となるときは、これも常に計算され画
面操作によって表示される。第１刃物台１１と第３刀物
台３０、第２刃物台２０と第３刃物台３０間の距離は、
半径値で表示される。

Ｔす補正とテーブル 各Ｌμは補正値を有し、この補正値のために各刃物台毎
に、人（デープル）を存している９プログラムの指令で
、工［↓座標の補正が可能である。

補正は、キーボードを汗して、手動で入力、変更するこ
ともできるが、公知の自動計測装置によって設定する。

自動測定装置は、各刃物台、各ツールの各軸に対する補
正が可能なように設けられか−）　ｊｌ潤し、これを自
動的に補正テーブル内に記憶する。

ｈｌｉ正組数は、その許容組数の範囲内でいくらかび）
組数の組み合わせが可能なようになっているが、各刃物
台共にツールの本数（面数〉分だけは一対−で対応する
ようになっている。それ以外の一１′−ｆ＋ｉｏ　、’
、ｃ　！′１−は任意のナンバー（Ｎ□、）を指令（定
）する方式で補正値を呼び出す。この点は、公知の技術
である。

硅囮１巳」ロー）Ｊ　Ｔｈ五固−１ 第１１軸部に対する第１刃物台１１での加工およびそれ
に第３刃物台３０を加えた加工を第１系統加工とし、第
２主軸に対する第２刃物台２０での加工およびそれに第
３刃物台３０を加えた加工のパターンを基にし第２系統
加工と称する。第１．２加工部は互いに独立して加工が
できる。プログラムの組方によっては、■系統のみで加
工することもできる。

第３刃物台３０は、両主軸のワーク加工部の加工支援を
目的とするものである。このプログラムは両系統から第
３刃物台３０の工具を指定して駆動させるプログラムが
可能であり、独立に動作させることも可能である。更に
、プログラムの良否判断のためのテスト走行や、第３刃
物台３ｏのみの１■独運転も必要であり、これらグ）動
作もできる。この場合、第３刃物台３０がｌｉ独運転さ
れるにはどのプログラノ＼・ブロックが必要であるかは
、第１．第２系列のプログラムからより自動抜粋され、
その抜粋した１０グラ１１のみで指令てきる。

すなわち、各々の系列内（第１刃物台１１と第３刃物台
３０、或いは第２刃物台２０と第３刃物台３０）で！（
通に使われる機能、コード（座標設定など）を自動的に
選択し、第３刃物台のみの運転が可能となる。系列の選
択、複合運転／個別運転の切換えは、表示装置５１のキ
ーボードを通してＣＲ１画面で確認したがら選択できる
。

第３刃物台３０の支援力゛ 第３刃物台３０の支援の種類としては、ワーク加工を補
助する加工支援、ワークの寸法なと計測する計測支援、
ワークの位置決めのためのスｌ〜ツバ−なとの治１−１
−的支援である。これらの支援は、あらかじめ／ＩＩＩ
　Ｎ−の種類、行程数、加工時間など決められる論理に
したがって支援の必要性、支援内容が１動または自動的
に決定される。

加−に表援領域部位決定の方法としては、作業りあるい
は加工指示者の意志によって任意の位置加工部分の支ｔ
１にあたる方法と、第１主軸、第２主軸のワークの素材
寸法、仕上寸法、加工能力、移動能力などをデータとし
て、事前作画、加工時間の計算をして、自動的に、支援
すべき加工部分、位置方法を決め支援する方法がある。

自動的に計算・決定する方法として、ワークの素材、素
材形状、加工部、加工時間および第３刃物台の支援制限
、加工能力などをデータとして加工支援する領域、範囲
、部位を計算決定する処理部５４．５５を設ける。これ
らは選択して使う。

各−刃物′への指令方法 各刃物台は手動スイッチによる手動指令と、′「＝１−
ドによる自動指令とによって割り出される。

また、各々独立に同時に指令することができる。

自動指令の′Ｉ゛コードとしては、例えばＴＡ△△××
、′ｒ　ｎ○○××、１’Ｃロロ××のような指令がさ
れる。△△、００．ロロはタレットの指定面番号を意味
する。同じ数を入力することも可能で、各々の刃物台で
割振られた数に対する部位置か割出されることになる。

自動でも手動でも面が割り出されると、補正Ｎ（）、を
指定したい場きは同−Ｎ　Ｏ、のデータが補正テーブル
から取り込まれ、エリに応じた座標の補正が行われる。

第３刃物台３０は、指令する画面（系列）がどちらなの
かによ−〉て修正する座標系を画面トで判別することが
できる。手動での指令は第１を軸１１！号、第２主軸側
のどちらかを選択して指令して補正される。

数値制御装置 第５図に示すものは、数値制御装置４１の機能を示すシ
ステムブロック図である。主制御部５０は、数値制御装
置４１全体を統括する中央処理装置である。主制御部５
（）には、バス６２を介して人出万代２：）、各種演算
部、データ作成部、メモリ、各種センサーなどが接続さ
れ、これらを統括制御する。表示装置５２は、ＣＲ，Ｔ
などの表示機器、キーボード５１などの人力機器が接続
されている。入出力機器５３は、紙テープ、フロッピィ
ディスクなどの情報媒体から入力または格納媒体、印刷
媒体へ出力するための公知の入出力［である。

加圧方法および加工領域計算部５４は、ワークの加工順
序、工具の決定などを行うためのデータおよび演算を行
うためのものである。また、加工方法および加工領域計
算部５４は、素材形状と仕」−形状から判断して、実際
に削る必要のある加工領域を判断するためのデータの記
憶および演算処理をも行うものである。加工支援判断部
５５は、第３刃物台３０が第１チヤツク３または第２チ
ヤツク８で加工中のワークを支援する必要があるｈ”　
’＋”ｉかを判断するためのデータおよび演算処理を行
うところである。

自動作画およびＮＣデータ作成部５６は、ワーク素材・
仕」皿形状、工具の加工軌跡などから自動的にＮ　Ｃデ
ータの作成、画面表示するためのデータの記憶、演算処
理を行う。

シミスレーシミ１ンチ１１フ部５７は、自動作画および
Ｎ　Ｃデータ作成部５６で作成された作画およびＮ　Ｃ
データを画面に動作＋１ｆｆｉ、片道りに表示させて、
加工状況をチエツクするためのデータの記憶、演算処理
、シミュレーション表示を行う。スイッチ５８は、プロ
グラマブルコントローラ５９に命令するためのスイッチ
類である。プログラマブルコントローラ５０は、工作機
械の油圧機器などを制御するためのプログラム可能なシ
ーケンスコントローラである。

センサー６０は、機械各部に設けたセンサーであり、各
部分の動作・位置の確認を行うものである。センサー６
０の情報は、プログラマブルコン１−ローラ５９を介し
て主制御部５０により検知される。刃物台制御部６１は
、第１刃物台１１、第２刃物台２０、第３刃物台３０の
割出し制御などを行う。ＲＯＭ　７０は、主制御部５０
を動作さぜるためのデータ、プログラムを記憶するため
のものである。ｒ？、ＡＭ７１は、入出力機器５３、主
制御部５０などの動作中に一時的にデータを記憶保持し
ておくメモリである。また、前記した各刃物台＋１．２
０．３（ｌに収り付けた工具ごとの補正値なども記憶し
ておく。

第１刀物台１１、第２刃物台２０、第３刃物台３０およ
び第２主軸台５などは、軸制御部７３、サーボアンプ７
４を介して制御駆動される。軸制御部７３には、軸移動
演算部７２を通して主制御部５０から軸移動のためのデ
ータ、補間データ、移動速度、可動領域、補正データな
どが指令される。−Ｌ軸制御回路７５は、第１主軸駆動
ユニツト７６、第２主軸駆動ユニツト７７に対して、両
者が同期回転させるときに同期回転するように制御する
ための同期制御回路である。

第１，２主軸モータ４，９は、主制御部５０からの指令
により、主軸制御回路７５を介して同期回転を行う。第
１刃物台１１、第２刃物台２０に、設けた第１回転エル
、第２１’ｊｉＪ転工具同様にも・ピ・要に応じて主制
御部５０の指令で、第１主軸、第２１軸に対して同期回
転を行う。この同期制御の機能は、ねじ切りなとのとき
に使用する。

「発明の効果１ 以」〕詳記したように、この発明は任意に支援する刃物
台を選択できるので、加工能率が向」二できる。また、
フ“１７グラムも簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）は数値制御複合旋盤の正面図、第１図（
ｂ）は第１図（、、Ｌ）の平面図、第１１％（Ｃ）は第
１図（ａ＞の側面図、第２図は第１図（：ｉ）のＩＩ　
−ＩＪ　＠面図、第３１：Ｗは主軸および軸の名称を表
す図、第４図（ａ＞、（ｂ）は各主軸および刃物台の座
標を示す図、第５図は数値制御装置のシステｌＮを表す
ブロック図である。 ｌ・・・ベンド、２・・・第１主軸台、４・・・第１主
軸モータ、５・・・第２主軸台、６・・・サーボモータ
、９・・・第２土軸モータ、１１・・・第１刃物台、２
０・・・第２刃物台、３０・・・第３刃物台 第３図 −手続有ｎ正書（自発） 平成　２年　１月２２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ベッド（１）と、このベッド（１）に設けられた第
   １主軸台（２）と、この第１主軸台（２）内に回転自在
   に支持された第１主軸と、この第１主軸を回転駆動する
   ための第１主軸モータ（４）と、前記ベッド（１）上で
   かつ前記主軸台（２）に対向して設けられた第２主軸台
   （５）と、前記第２主軸台（５）内で回転自在に支持さ
   れた第２主軸と、この第２主軸を回転駆動するための第
   ２主軸モータ（９）と、主に前記第１主軸に取付けたワ
   ークを加工するために互いに直交する方向に駆動制御さ
   れる第１刃物台（１１）と、主に前記第２主軸に取付け
   たワークを加工するために互いに直交する方向に駆動制
   御される第２刃物台（２０）と、前記第１主軸または前
   記第２主軸の前記ワークの加工を支援するために前記第
   １刃物台（１１）または第２刃物台（２０）と連携した
   前記ワークを加工するために直交する２軸を有する第３
   刃物台（３０）とからなる数値制御旋盤。 ２、請求項１において、前記第１主軸のワークと前記第
   １刃物台（１１）との加工である第１系統加工または前
   記第２主軸のワークと前記第２刃物台（２０）との加工
   である第２系統加工のワーク加工を支援するために前記
   第３刃物台（３０）を選択するための数値制御装置を有
   することを特徴とする数値制御複合旋盤。 ３、請求項１または２において、前記第２主軸台（５）
   を前記第１主軸の軸線方向（Ｂ）に移動制御するための
   サーボモータを有することを特徴とする数値制御複合旋
   盤。 ４、請求項３において、前記第１，２主軸が角度割出制
   御できる前記第１，２主軸モータ（４），（９）である
   を有することを特徴とする数値制御複合旋盤。