JPH0585538U

JPH0585538U - Ｎｃ工具研削盤

Info

Publication number: JPH0585538U
Application number: JP2614692U
Authority: JP
Inventors: 家勝彦四; 沼進赤
Original assignee: 日立精機株式会社
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1993-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】フライス、エンドミル等の工具の刃先部を数
値制御により自動研削するＮＣ工具研削盤において、完
全な自動運転、無人運転ができるようにする。【構成】砥石貯蔵マガジン６、自動砥石交換装置７、
制御装置を備えたＮＣ工具研削盤において、フライス、
エンドミル等の工具１３を収納する被研削工具貯蔵マガ
ジン１０と、工具の研削姿勢を割出し可能な回転割出し
装置１１と、工具の交換を行う自動工具交換装置１２を
設け、工具１３に、識別データリード・ライト装置によ
り工具データを読み出し・書き込み可能な識別素子を設
ける。研削される工具の工具データに基づいて研削プロ
グラムが選択され、これに従って自動研削がなされる。
研削終了後、新工具データが識別素子に書き込まれる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工具の刃先部を研削する際に、数値制御装置により工具の交換や砥石の交換を自動的に行い、所定の研削プログラムに従って研削するＮＣ（数値制御）工具研削盤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

フライス、エンドミル、ドリル等の切削工具（以下、工具と記載）は、ある程度使用すると刃先部が磨耗して切れ味が落ちるため、再研削する必要がある。しかし、研削作業は要求される精度が切削作業に比べて高く、さらに工具の刃先部は複数の角度の傾斜面、ねじれ面などを組み合わせた複雑な形状をしているため、一般には、多くの経験ある熟練技能者が複数の傾斜面、ねじれ面などを複数の工程に分割して行っているのが現状である。しかし、近年、熟練技能者が少なくなってきており、各種工具の刃先部の研削プログラムを作製することにより、ＮＣによる研削が行えるＮＣ工具研削盤が開発されている。かかるＮＣ工具研削盤には、例えば、再研削が必要な工具を手動にて装着すると共に、この工具用の所定の研削プログラムをオペレータが選択し、この研削プログラムに基づいて研削作業を行うように構成したものや、砥石貯蔵マガジンと自動砥石交換装置を備え、研削プログラムに従って自動的に砥石を取り替えつつ研削作業を自動的に行うように構成されているものもある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述のような従来のＮＣ工具研削盤は、砥石の交換は自動化されたものの、再研削される工具はオペレータが手動で交換しなければならず、また、この工具の研削プログラムもオペレータが選択して研削作業を行っており、加工ラインに組み込んで完全な自動化、無人化を行うには至っていないという問題があった。本考案は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、完全な自動運転、無人運転が可能で、加工ラインに組み込んで工具の刃先部の自動研削を行うことのできるＮＣ工具研削盤を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、刃先部が磨耗した工具の再研削を行う工具研削盤であって、砥石を着脱可能に装着する砥石主軸と、前記工具研削盤基体の側部に立設され、複数の砥石をこの砥石軸線が互いに平行となるように連鎖状に収納する砥石貯蔵マガジンと、この砥石貯蔵マガジンに設けられ、両端に把持部を設け旋回動作可能なアームで、前記砥石主軸との間で所定の位置にある砥石を自動交換する自動砥石交換装置と、前記工具研削盤基体の前部に、かつ前記砥石貯蔵マガジンの近傍に立設され、研削される工具をこの工具軸線が互いに平行となるように連鎖状に収納する被研削工具貯蔵マガジンと、前記砥石主軸に対して、この主軸軸線方向およびこの主軸軸線方向と直交する２軸方向に相対移動自在に設けられるテーブルと、このテーブル上に設けられ、前記工具を着脱可能に装着する工具主軸と、前記テーブル上に設けられ、前記工具主軸を前記各軸線の回りに相対的に回転動作させる回転割出し装置と、前記被研削工具貯蔵マガジンに設けられ、両端に把持部を設け旋回動作可能なアームで、所定の位置にある前記工具を前記工具主軸との間で自動交換を行う自動工具交換装置と、前記工具に取付けられ、この工具の種類、履歴等のデータが記憶されている識別素子と、前記被研削工具貯蔵マガジンに設けられ、前記工具に付加された前記識別素子の工具データの読み出し、書き込みを行う識別データリード・ライト装置と、この識別データリード・ライト装置で読み出した工具データより工具種類を特定し、この工具を工具研削するプログラムを選定、実行する制御装置とからなることを特徴とする。

【０００５】

【作用】

研削される工具が、被研削工具貯蔵マガジンから自動工具交換装置により抜き出されて工具装着装置に装着される。これと同時に、前記工具に付加された識別素子の工具データが識別データリード・ライト装置により読み出され、この識別素子に記憶された工具履歴・工具種類・工具長・工具径などの工具情報が制御装置に送られる。制御装置では、この工具情報に基づいてこの工具用の研削プログラムを選択し、この研削プログラムに従って砥石を取り替えつつ、工具主軸に装着された工具と、砥石主軸に装着された砥石との相対位置制御によって自動研削が行われる。研削が終了すると、研削加工後の工具の工具情報データが識別データリード・ライト装置により識別素子に書き込まれるとともに、工具が工具装着装置から自動工具交換装置を介して被研削工具貯蔵マガジンに戻される。以上を繰り返すことにより、工具の刃先部研削が無人で自動的に行われる。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案を図示する一実施例に基づいて詳細に説明する。図１は本考案のＮＣ工具研削盤を示す側面図、図２はこのＮＣ工具研削盤の正面図、図３は図１のＡ−Ａ矢視図である。図１に示すように、本考案のＮＣ工具研削盤１は横型グライディングタイプであり、砥石主軸頭３と、この砥石主軸頭３を支持するコラム４と、複数の砥石５を割出可能に収納する砥石貯蔵マガジン６と、砥石貯蔵マガジン６と砥石主軸頭３との間で砥石５の交換を行う自動砥石交換装置７と、複数の工具１３を割出可能に収納する被研削工具貯蔵マガジン１０と、工具１３を各軸回りに回転割り出し動作可能な回転割出し装置１１と、前記被研削工具貯蔵マガジン１０と前記回転割出し装置１１との間で工具１３の交換を行う自動工具交換装置１２と、各装置の動作の制御を行う制御装置８とから構成される。

【０００７】砥石主軸頭３はコラム４の案内部に案内され、サーボモータ４ａと図示しないボールねじにより図１における上下方向（Ｙ軸方向）移動自在に支持されている。また、砥石主軸頭３に砥石主軸３１が回転自在に支持され、この砥石主軸３１には砥石５が装着される。コラム４はベッド３０に対して図示しないサーボモータおよびボールねじにより砥石主軸３１軸線方向すなわちＺ軸方向に移動可能に設けられている。砥石貯蔵マガジン６は、コラム４の側方における機体上にＺ軸に平行に設けられた基体６ａと、この基体６ａに配設されたエンドレスチェーン６ｂと、このチェーン６ｂに取り付けた複数の砥石装着ポット６ｃ等からなり、制御装置８からの指令でチェーン６ｂを正逆回転させることにより所定のポット６ｃを砥石交換位置に移動できるように構成されている。また、このポット６ｃには複数の砥石５がそれぞれのポット６ｃに着脱可能に収納される。砥石５は、ＣＢＮ（立方晶窒化ほう素）砥石の使用が好適であり、平形、カップ形等の各種の砥石５が砥石ホルダ５ａ（図４参照）を介してポット６ｃに装着される。自動砥石交換装置７は砥石交換位置に割り出されたポット６ｃと砥石主軸との間で交換アーム７ａを回動させることにより砥石５の交換を行うものであり、砥石ホルダ５ａの把持部を把持する把持手段を両端に有する交換アーム７ａが水平取付軸の回りを回転可能、垂直軸の回りを旋回可能、水平方向に進退移動可能に設けられ、砥石主軸３１の砥石と砥石貯蔵マガジン６の砥石とを交換できるように構成されている。

【０００８】被研削工具貯蔵マガジン１０は、砥石貯蔵マガジン６と同様の機構であり、前述したＹ軸、Ｚ軸と直交するＸ軸と平行な方向に配設した基体１０ａと、この基体１０ａに配設されたエンドレスチェーン１０ｂと、このチェーンに取り付けた工具ポット１０ｃ等からなり、制御装置８からの指令でチェーン１０ｂを正逆回転させることにより任意の工具ポット１０ｃを工具交換位置に移動できるようにされている。また、このポット６ｃには複数の工具１３がそれぞれのポット１６ｃに着脱可能に収納される。かかる工具貯蔵マガジン１０を図１乃至図３に示すように、ＮＣ工具研削盤１のベッド３０の前部に設置し、テーブル２上に、工具１３が装着される工具主軸３５を各軸の回りに回転割出し動作させる回転割出し装置１１を設置し、被研削工具貯蔵マガジン１０と工具装着装置１１との間に自動工具交換装置１２を配置する。また、工具１３の工具ホルダ１３ａには、識別素子１４か取付けてある（図４参照）。識別素子１４は、マシニングセンタの工具管理システム等に使用されている公知の非接触式の素子であり、識別データリード・ライト装置によりデータの読み出し、書き込みを行うようにされている。このような識別素子１４を工具１３の工具ホルダ１３ａまたはプルスタッド１３ｂ等に埋設し、工具１３に工具研削実行の有無等の履歴データ・工具種類・工具長・工具径等の補正データ等を付加している。

【０００９】テーブル２は、ベッド３０に対してＸ軸方向に図示しないサーボモータおよびボールねじにより移動可能に設けられている。また、テーブル２はＹ軸の回り、すなわちＢ軸方向にテーブル中心軸１５を中心に、図示しないサーボモータ等により回転割出し動作可能になっている。このテーブル２上には、Ｘ軸の回り、すなわちＡ軸方向に工具主軸３５を、傾斜用水平軸１６ａを支軸として図示しないサーボモータ等により傾斜させる工具主軸傾斜装置１６が設けられている。工具主軸傾斜装置１６には、工具主軸３５が回転自在に支持されており、図示しないサーボモータ等により工具主軸３５はＺ軸の回り、すなわちＣ軸方向に回転割出し動作可能となっている。このように工具主軸３５を各軸の回りに回転割出しさせる回転割出し装置１１は構成されている。工具主軸３５には公知の工具着脱機構が設けられ、工具１３が装着・離脱動作される。以上のような構成によりＮＣ工具研削盤１は、砥石主軸３１に装着された砥石５と、工具主軸３５に装着された工具１３とが相対的にＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動と、Ａ、Ｂ、Ｃ軸方向の回転による６軸方向に制御装置８によって制御され、各工具の形状に適応した所望の研削姿勢にすることができる。

【００１０】自動工具交換装置１２は、図２、図３に示すように、被研削工具貯蔵マガジン１０に基部が固定され、工具１３の工具ホルダ１３ａの把持部を把持する把持手段を両端に有する交換アーム１２ａが水平取付軸１７の回りを回転可能、垂直軸１８の回りを旋回可能、水平方向に進退移動可能、水平方向に横移動可能に設けられ、工具主軸３５の工具と被研削工具貯蔵マガジン１０の工具とを交換できるように構成されている。

【００１１】制御装置８は、図５に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）２０、システムプログラムを記憶するＲＯＭ２１、実行中の処理データ等を記憶するＲＡＭ２２、ＮＣ研削プログラムを記憶する研削プログラムメモリ２３、研削された工具または砥石の工具長・工具径を計測するためのタッチセンサ２４、砥石貯蔵マガジン６に装着された砥石５の砥石長・砥石径の補正データと補正番号とを対応させて登録された砥石ファイル２８を備えている。また、１９は識別データリード・ライト装置であり、この識別データリード・ライト装置１９のヘッドは、工具貯蔵マガジン１０の工具交換位置近傍に配設し、研削しようとする工具１３の識別素子１４内の工具データを読み出して制御装置８に送信し、あるいは研削後に研削の履歴データや工具の工具長・工具径などの補正データを書き込むようにする。

【００１２】４１は、各工具の工具データを記憶している工具ファイルであり、新工具データを識別データリード・ライト装置１９で書き込む時に工具ファイル４１内のデータを更新している。２７は、サーボモータであり、位置制御部２５、サーボアンプ２６を介して制御される。なお、サーボモータの一例としてＹ軸サーボモータ４ａを図示したが、このサーボモータは各軸に取付けられている。また、入力手段４０のＣＲＴ、キーボードにより指令の入力や各データの表示が行われる。

【００１３】次に本考案のＮＣ工具研削盤による自動研削を説明する。 (1) 被研削工具貯蔵マガジン１０には研削を必要とするフライス、エンドミル、ドリル等の工具が、例えばロボット搬送台車等により各工作機械から搬送されてきて、所定のポット１０ｃに装着される。 (2) 被研削工具貯蔵マガジン１０の工具交換位置に割出された工具ポット１０ｃに装着された工具１３の識別素子１４の工具データを、識別データリード・ライト装置で読出す。そして、この工具が未研削か研削済かを履歴データより判別する。もし、研削済の工具の場合には、次の工具ポット１０ｃを割出して同様のことを行う。未研削の工具と判別された場合には、先に読出した工具データの工具種類データにより工具研削用プログラムを読出し、工具長・工具径の補正データを加味して工具１３の刃先部の再研削を実行する。例えば、工具１３が正面フライスであれば、正面フライスの研削プログラム「００１」を読み取る。ＣＰＵ２０は研削用のプログラムに基づき工具１３を自動工具交換装置１２を用いて工具主軸３５に装着する。 (3) また、ＣＰＵ２０はこの研削プログラムに従って砥石貯蔵マガジン６の砥石交換位置に所定の砥石５の砥石ポット６ｃを割出す。次いで、ＣＰＵ２０は自動砥石交換装置７を用いて砥石５を砥石主軸３１に装着する。なお、１つの工具１３の研削に複数の砥石が必要な場合は、研削プログラムに従って砥石５を順次取り替える。

【００１４】 (4) 砥石主軸３１の砥石５と工具主軸３５の工具１３との相対位置制御によって研削が行われる。図４（Ａ）に示すのは、正面フライスの例であり、カップ形砥石のＸ・Ｙ・Ｚ軸方向の相対位置移動と正面フライスのＡ・Ｂ・Ｃ軸方向の回転移動の６軸制御で複数のチップの刃先面を研削する。図４（Ｂ）に示すのは、エンドミルの例であり、Ｂ軸方向に旋回させたエンドミルをＣ軸方向に回転させつつ平形砥石をＺ軸方向に移動させてリード面を研削し、カップ形砥石をＸ軸方向に移動させて先端刃先面を研削する。 (5) 研削が終了すると、研削された工具１３の工具長・工具径の計測をタッチセンサにより行う。すなわち、タッチセンサ２４に工具１３を接触させ、タッチセンサ２４がタッチ信号を出力したときの移動軸の現在位置データより工具径・工具長を計測する公知の方法である。次いで、工具１３が工具主軸３５から自動工具交換装置１２を介して被研削工具貯蔵マガジン１０の交換位置に戻される。この交換位置において加工後の計測データ・研削済の履歴データが識別データリード・ライト装置１９により識別素子１４に書き込まれる。そして、砥石５の工具長・工具径を計測する場合には、砥石５をタッチセンサ２４に接触させて同様の計測を行い、砥石補正データファイル２８の補正データを補正すればよい。なお、工具と砥石との工具研削時の変化量は工具および砥石の材質が決まればほぼ一定であるため、工具研削時の切込み回数より両方の変化量を推定し、各々補正する方法でもよい。また、入出力手段４０のＣＲＴには、各工具に付加された識別素子の工具データや工具研削用プログラムなどのデータの表示がキーボードの操作により行われる。以上を繰り返すことにより、被研削工具貯蔵マガジン１０内の工具が無人で自動的に順次研削される。また、計測後のデータを識別素子１４に書き込むので、この新データを工具の加工工程において利用することができる。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明した構成により、被研削工具貯蔵マガジンに装着された工具は、自動無人運転で、順次、工具研削用プログラムの読み出し、実行が行われ、工具終了後は、工具長・工具径などの補正データおよび研削済のデータなどが工具に付加された識別素子に書き込まれる。このように、工具研削の自動化、無人化を図ることができ、加工ラインの中に工具研削セルとして組み込むことも可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のＮＣ工具研削盤を示す側面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】工具の研削状態を示す概略図である。

【図５】本考案の制御装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ＮＣ工具研削盤１０被研
削工具貯蔵マガジン２テーブル１１回転
割出し装置３砥石主軸頭１２自動
工具交換装置４コラム１３工具５砥石１４識別
素子６砥石貯蔵マガジン１９識別デー
タリード・ライト装置７自動砥石交換装置３１砥石
主軸８制御装置３５工具
主軸

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】刃先部が磨耗した工具の再研削を行う工
具研削盤であって、砥石を着脱可能に装着する砥石主軸と、前記工具研削盤基体の側部に立設され、複数の砥石をこ
の砥石軸線が互いに平行となるように連鎖状に収納する
砥石貯蔵マガジンと、この砥石貯蔵マガジンに設けられ、両端に把持部を設け
旋回動作可能なアームで、前記砥石主軸との間で所定の
位置にある砥石を自動交換する自動砥石交換装置と、前記工具研削盤基体の前部に、かつ前記砥石貯蔵マガジ
ンの近傍に立設され、研削される工具をこの工具軸線が
互いに平行となるように連鎖状に収納する被研削工具貯
蔵マガジンと、前記砥石主軸に対して、この主軸軸線方向およびこの主
軸軸線方向と直交する２軸方向に相対移動自在に設けら
れるテーブルと、このテーブル上に設けられ、前記工具を着脱可能に装着
する工具主軸と、前記テーブル上に設けられ、前記工具主軸を前記各軸線
の回りに相対的に回転動作させる回転割出し装置と、前記被研削工具貯蔵マガジンに設けられ、両端に把持部
を設け旋回動作可能なアームで、所定の位置にある前記
工具を前記工具主軸との間で自動交換を行う自動工具交
換装置と、前記工具に取付けられ、この工具の種類、履歴等のデー
タが記憶されている識別素子と、前記被研削工具貯蔵マガジンに設けられ、前記工具に付
加された前記識別素子の工具データの読み出し、書き込
みを行う識別データリード・ライト装置と、この識別データリード・ライト装置で読み出した工具デ
ータより工具種類を特定し、この工具を工具研削するプ
ログラムを選定、実行する制御装置とからなることを特
徴とするＮＣ工具研削盤。