JPH0459082B2

JPH0459082B2 -

Info

Publication number: JPH0459082B2
Application number: JP59210785A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Takatsudo; Giichiro Kawada
Original assignee: Tochigi Prefecture
Current assignee: Tochigi Prefecture
Priority date: 1984-10-08
Filing date: 1984-10-08
Publication date: 1992-09-21
Also published as: JPS61182705A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、数値制御旋盤加工において、主に
0.5mm以下の切込み深さの加工を対象とし、その
切削過程に生ずる切り屑を任意の長さに設定する
ことを可能とし、以て切り屑が起こすワークの精
度不良等の問題を解消せんとするものである。

（従来の技術）全自動化を目指して近来普及の著しい数値制御
旋盤にあつて、未だ解決されない悩みの一つは、
刃物の切込み深さ0.5mm以下となつた加工の際の、
切り屑の処理に関してである。

即ち、従来数値制御旋盤加工における切り屑の
処理法の一つは、刃物先にチツプブレーカーを施
して切り屑を細片化する方法が採られ、それなり
の有効な効果を上げているが、このチツプブレー
カーは、切り込深さ0.5mm以下となると全く無効
となつてしまうものであり、この切り込深さ0.5
mm以下のもの（主に仕上げ加工となる）に対して
は、対処策が皆無になつてしまう欠点があつた。

そして、この切り屑を放置すると、綿状又は糸
状に長尺化した切り屑がワークに絡み付き、ワー
ク面の面粗さ不良、位置精度不良、ロボツト搬送
装置の作動不良、インプロセス測定不能の問題を
生じることになる。

そこで加工の現場では、作業者が機械に就いて
ワークに絡み付いた切り屑を棒の先で除いたり、
ひどい場合には機械の運転を停止する等して排除
している。

しかし、これでは全自動化を理想とする数値制
御旋盤の目的に反するものとなる。

また、送り間隔を機械的に交番させて切り屑を
切断する技術が提案されているが、それらはワー
クの形状変化に対応することができず、また時間
的ロスも大きいものであつた。

（本発明の解決しようとする問題点）上記実情に鑑がみ、本発明は、数値制御旋盤の
刃物台の送り制御によつて、加工の過程で生ずる
切り屑の長さを所望長さに設定できる処理法を見
出し、以て上記問題を解消せんとするものであ
る。

［発明の構成］（発明の要旨）本発明は、数値制御装置からの移動指令に基づ
いて刃物台を移動し得る数値制御旋盤の加工にお
いて、 (イ) ワーク加工の目的に添つて刃物台切削移動範
囲を座標（Ｘ，Ｚ）値設定を以て決定し (ロ) 刃物台の切削送りに伴つて生ずるべき切り屑
の長さを、ワーク加工に悪影響を与えない適宜
長さLaに設定し、 (ハ) 刃物台の通常送り間隔Faを、ワーク円周の
長さが変化しても切り屑の長さLaが常に一定
になるように、 Fa＝切り屑の長さLa×通常送り速度Va／ワーク円周を以て決定し、 (ニ) 刃物台の微小送り間隔Fbを、 Fb＝微小送り速度Vb×α （微小送り速度Vbの最小設定単位＝0.1mm／
rev）（αは１以上で可及的に小なる値）を以て決定し、 (ホ) 刃物台の切削送りを、通常送り間隔Faを通
常送り速度Vaで、微小送り間隔Fbを、微小送
り速度Vbで、夫々交番的に繰り返し進行させ
る、ことを要旨とするものである。

（実施例）先ず、本発明のコンセプトを説明する。

本発明における目的は、切り屑の長さを最適の
長さ（ワーク加工に悪影響を与えない長さ）La
で常に一定にすることである。

切り屑の長さを最適の長さLaに一定にするた
めには、送り幅Faを、ワークの径の変化に応じ
て変化させることが必要となる。実際上、加工物
の直径、及び送り速度が決つている場合（部品形
状、使用工具等によりそれぞれの値が通常決定さ
れる）が多いので、切り屑の長さLaは送り幅Fa
によつて決まる。

そこで、先ず切り屑の最適の長さLaを決めて
おけば、円筒加工、テーパー加工、円弧加工等の
ワークの形状変化に応じた通常送り間隔Faが決
まる。

そのため、ワーク円周長さに応じて切り屑の長
さLaが常に一定になるように、 Fa＝切り屑の長さLa×通常送り速度Va／ワーク円周の式を導き出す。

これを請求の範囲における（ハ）で示すもので
ある。

また、切り屑を切る方法として通常、送り速度
の切換や停止による方法等があるが、できるだけ
時間ロスを少なくするために本発明は「微小送
り」の概念を導入した。

即ち、送りを停止させないで、実効ある程度の
最小送りを「微小送り」とした。

その間隔を微小送り間隔Fbとする。

この微小送り間隔Fbを求める式が Fb＝微小送り速度Vb×α （微小送り速度Vbの最小設定単位＝0.01mm／
rev）（αは１以上で可及的に小なる値）これが請求の範囲において示した（ニ）であ
る。

前記通常送り間隔Faと微小送り間隔Fbを交番
して繰返すことによつて目的を達成するものであ
る。

なお、微小送りにおいては、第２図の微小送り
の切り屑の長さLbに示すように、切り屑は長く
成らず細かく切断されて切り粉となる。また、切
り屑の長さLaは、第２図に示すLbと次のLbとの
間に発生するもので、実際には第２図に示すよう
に螺線状に発生するものが殆どである。したがつ
てこの螺線状切り屑を引延ばした長さがLaであ
る。

次に、本発明の上記要旨を実施化した態様を示
したフローチヤート図（第１図）、及びワークに
対する概念図（第２図及び第３図）を基に説明す
る。

本例における切削条件は、例えば次のように設
定する。

被削材：S50C 切削速度：Ｖ＝200m／min 通常送り速度：Va＝0.1mm／rev 微小送り速度：Vb＝0.01mm／rev 切り込み深さ：0.05mm 削り方：テーパ部を含む円筒切削指令方法：アブソリユート方式ワーク形状：半径50mm長さ10mmの円筒部分と
これにつながる半径50mmから半径60mmに
太くなる長さ10mmのテーパー部分まずフローチヤートＡ及びＢに従つて、入力項
目表示の後切削速度等の一般的データを入力す
る。

次に、フローチヤートＣに従つて、刃物台の切
削移動範囲を座標指定を以て決定し、その切削開
始点及び切削終了点をＸ軸及びＺ軸上の位置で指
定する。

そしてこの値からＺ軸上を移動する刃物台の移
動巾Lfを計算する。

つまり移動巾Lfは、第３図における（イ）か
ら（ロ）を経て（ハ）に至るまでの切削開始点か
ら切削終了点までに当り、この間（イ）から
（ロ）までを10mm、（ロ）から（ハ）までを10mmと
し、（イ）から（ハ）に至る20mmとする。

次に、フローチヤートＤに従い、加工に伴つて
生じる切り屑の長さを、ワーク加工に悪影響を与
えない長さLaに設定する。この長さLaは切り屑
の形状により、カールするものは比較的長めに、
直線的なものは短めとするが、一般的にはLa＝
50〜200mm程度とするのが好ましい。

本例では、La＝154mmと設定する。

尚、この長さLaは切り屑を直線的に伸した時
の長さを意味する。

次に、フローチヤートＥに従い、 Fa＝La×Va／ワーク円周を以て決定し、本例では、 Fa＝154×0.1／２×3.14×50＝0.049（mm）と演算される。

次に、フローチヤートＦに従い、刃物台微小送
り間隔Fbを、 Fb＝Vb×α （αは１以上で可及的に小なる値）を以て決定し、本例では、α＝２として、 Fb＝0.01×２＝0.02（mm）と演算される。

そしてさらに、刃物台切削送りを、通常送り間
隔Faを通常送り速度Vaで、微小送り間隔Fbを通
常送り速度Vbで、夫々交番的に繰返し進行させ
るため、上記計算に基づいてこれを実効させるた
めの指定を行なう。

そこで、フローチヤートＧに従い、まず繰返し
の回数を分割数Duとして第３図における（イ）から（ロ）までの円筒部
分はLf＝10（mm）なので Du＝Lf／Fa＋Fb＝10／0.049＋0.02＝92（回）つまり、円筒部分が92に分割されこの数だけ交
番される。

また、第３図における（ロ）から（ハ）までの
テーパー部分においては、通常送り間隔Faが径
の増加にともなつて斬次減少変化し、分割数Du
は円筒部分よりも更に数多く分割されることにな
る。微小送り間隔Fbは、既に最小に設定してあ
り、これより小さくすることはできないので変ら
ない。

次にフローチヤートＨに従い、通常送り間隔及
び微小送り間隔は交互となるため、例えば通常送
り間隔を奇数とし、微小送り間隔を偶数とする。

また、第１図のＧ〜Ｈ間のプログラム作成に当
つては、円筒、テーパー、円弧等の形状に合わせ
たサブプログラム方式を採る。

最後に、確認のために、上記により演算された
データをデータ表示（フローチヤートＩ）し、デ
ータ転送（フローチヤートＪ）、データ作図（フ
ローチヤートＫ）の後、これらが正確であること
を作図判定（フローチヤートＬ）し、これをプリ
ントアウト（フローチヤートＭ）し、フアイリン
グ（フローチヤートＮ）、NCテープ作成（フロ
ーチヤートＯ）を経て終了する。

このNCテープを用いて、この指令によつて切
削加工する。

［発明の作用及び効果］本発明は、冒頭で述べた通り、主に刃先の切込
み深さ0.5mm以下のワーク加工を対象とし、この
加工の際に、数値制御装置からの指令のうち特に
刃物台の移動指令を独特なものとして、切り屑処
理を行なうものである。

まず、その制御指令に当つて、切削速度、切込
み深さ等の一般的切削条件を指令した後、切り屑
の長さを切削の条件、目的に合わせて、望む長さ
に指令する。すると、フローチヤートＥ，Ｆに従
つて通常送りと微小送りの間隔が演算される。

初めに、通常送りでは、刃物台に通常の送り
（従来の一般的旋盤加工と同様の送りという意味）
が指令され、回転ワークに刃先が切込んで所定厚
みに切削加工が実効される。この間送り速度及び
ワーク周速は本法によつて何等制限を受けること
なく従来と同様高速が確保できる。

そして、この切削に伴つて、切り屑が発生し、
多くの場合、線状又は糸状をなして、ワークに付
着する。

しかし次に、微小送りにおいて、微小送りの指
令がなされると、低速の送りに転じ、切り削の厚
みが薄くなり、工具の刃先のスクイ角が負になる
ためビビリ振動が発生し、その結果切り屑は細か
く切断されて切り粉となる。この場合できるだけ
効率を上げるにはできるだけ微小送り間隔Fbを
少なくする必要があり、そのためにこの切り屑の
切断は被削材が切断し易い材質と、切断し難い材
質があるために、その性質に合せた最小の数値決
定をする。

つまり、切断可能範囲内で最小とするための設
定値αを変えることによつて時間的ロスを最小に
できる。

ここにおいて通常送りで発生した切り屑は最小
限の時間的ロスで容易に分断され得る。そしてこ
の切り屑の長さは、通常送り一間隔分だけのワー
ク加工には何等悪影響を与えることはない。

そして、以後の切削に当つても、上記通常送り
切削と微小送り切削とが交互に繰り返されるた
め、生じる切り屑は全て設定通りの充分に短い長
さのものとなる。

この結果、冒頭で述べた切り屑のワークへの絡
みつき皆無となり、ワーク面の面粗さ不良、位置
精度不良等の数々の弊害を一掃することができ
る。

従来の、送り間隔を通常送りと低速送りを交番
させて処理する技術においては、ある固定基準に
対する決定量の周期的繰返しを機械的に実行させ
るだけのものなので、送り間隔をワークの円周長
さの変化に追随させて変化させることはできなか
つた。従つて、ワークの形状が変化する場合、切
り屑の長さを一定にすることは不可能であつた。

しかし本法は、送り間隔をワークの径の変化に
応じて適宜増減させ、このことによつて切り屑の
長さLaをワークの径の変化にかかわらず常に最
適長さに一定に確保することができる。

本法が応用される削り方については、実施例に
示すテーパ部を含む円筒切削の他に、円弧切削、
ドリル加工等にも広く応用できる。

また、被削物の対象も、ステンレス、アルミの
他一般鋼等が適用でき、切削加工全般に活用され
得る。

本発明は以上のようで、数値制御旋盤の全自動
の理想を実現し得るもので、特にFMSにおいて
夜間無人運転を可能にする等の点でその利点は極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を表わすもので、第１図
が本発明を制御装置に指令する上でのフローチヤ
ート図、第２図がワークにおける斜視図的概念
図、第３図が第２図における円内Ａ部分の側面図
的概念図である。

Claims

【特許請求の範囲】１数値制御装置からの移動指令に基づいて刃物
台を移動し得る数値制御旋盤の加工において、 (イ) ワーク加工の目的に添つて刃物台切削移動範
囲を座標（Ｘ，Ｚ）値設定を以て決定し (ロ) 刃物台の切削送りに伴つて生ずるべき切り屑
の長さを、ワーク加工に悪影響を与えない適宜
長さLaに設定し、 (ハ) 刃物台の通常送り間隔Faを、ワーク円周の
長さが変化しても切り屑の長さLaが常に一定
になるように、 Fa＝切り屑の長さLa×通常送り速度Va／ワーク円周を以て決定し、 (ニ) 刃物台の微小送り間隔Fbを、 Fb＝微小送り速度Vb×α （微小送り速度Vbの最小設定単位＝0.01
mm／rev）（αは１以上で可及的に小なる値）を以て決定し、 (ホ) 刃物台の切削送りを、通常送り間隔Faを通
常送り速度Vaで、微小送り間隔Fbを、微小送
り速度Vbで、夫々交番的に繰り返し進行させ
る、ことを特徴とする数値制御旋盤加工におけ
る切り屑処理法。