JPH0639603A - 数値制御自動旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 突切工具の破損を検出するための複雑な機器
及びそれを設置するためのスペースを必要とせず、又、
加工時間を延長させることがない突切工具破損検出手段
を備えた数値制御自動旋盤を提供することを目的とす
る。 【構成】 主軸台及び対向主軸台によってワークの両端
部を把持した状態で刃物台の突切工具によってワークに
突切加工を施した後主軸台又は対向主軸台に突切加工時
の回転状況とは異なる任意の回転指令を出力する回転指
令出力手段と、回転指令出力手段により回転指令を出力
された主軸台又は対向主軸台の回転状況を検出する回転
検出手段と、回転検出手段からの検出信号に基づいて主
軸台又は対向主軸台が回転指令の内容に一致した回転状
況にあるか否かを見極めて突切加工が正常に行なわれた
か否かひいては突切工具の破損の有無を判別する判別手
段と、を具備したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御自動旋盤に係
り、特に、突切工具によって突切加工を施した場合の突
切工具の破損の有無を検出する突切工具破損検出手段の
構成を改良したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御自動旋盤においては、突切工具
を使用した突切加工が行なわれる。特に、対向主軸台を
備えた数値制御自動旋盤においては、主軸台側に把持さ
れたワークの先端部を対向主軸台によって把持し、その
状態で、突切工具（例えば、突切バイト）によってワー
クに突切加工を施して、ワークを分断する方法が用いら
れている。その際、ワークの突切工具により切削される
部分は、材料としては無駄な部分になってしまうので、
突切工具の肉厚を可能な限り薄くする必要がある。この
ように、突切工具の肉厚を薄くした場合には、突切加工
時における突切工具の破損も懸念されることになる。

【０００３】そこで、突切工具によって突切加工を施す
場合に、突切工具が破損せずに突切加工が正常に行なわ
れたか、或いは、途中で突切工具か破損して突切加工が
正常に行なわれなかったかを検出することが行なわれて
いる。このような検出には種々の方法があるが、例え
ば、図９に示すような破損検出ピンを使用した検出方法
がある。まず、ワーク１０１はその一端を図中左側に配
置された図示しない主軸台に把持されているとともに途
中をガイドブッシュ１０３に保持されている。又、図中
右側に配置された図示しない対向主軸台によってその他
端を把持されている。その状態で、突切工具１０５を図
中矢印Ｘ方向に移動させることにより、ワーク１０１に
突切加工を施し、主軸台側に把持されている部分と対向
主軸台側に把持されている部分とに分断する。

【０００４】そして、突切加工を施した後、破損検出ピ
ン１０７を図中上方に突出させて、ワーク１０１の対向
主軸台側に把持されている部分の有無を検出する。そし
て、ワーク１０１が無い場合には突切加工が正常に行な
われて、分断されたワーク１０１が対向主軸台の移動と
ともに後退していることになり、結局、突切工具１０５
は破損しておらず突切加工が正常に行なわれたことにな
る。これに対して、ワーク１０１が有る場合には、破損
検出ピン１０７の前進が規制されてスイッチ１０９が作
動する。この場合には、突切工具１０５が破損して突切
加工が途中で停止してしまっていることになる。

【０００５】又、別の検出方法として図１０に示すよう
な方法がある。この場合には、突切工具１０５側又はガ
イドブッシュ１０３側に振動を常時監視する振動検出器
１１１が取付けられていて、この振動検出器１１１によ
り突切加工時の振動の状態を常時監視するものである。
そして、振動の状況が正常である場合には、突切工具が
破損せずに突切加工が正常に行なわれたことになり、逆
に、異常な振動が発生した場合には、突切工具１０５が
破損して、突切加工が正常に行なわれなかったことにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。まず、破損検出ピン１０７
を使用する方法の場合であるが、突切工具の破損を検出
するための構成が複雑になってしまうという問題があっ
た。すなわち、破損検出ピン１０７は勿論のこと、破損
検出ピン１０７を進退させるためのアクチュエータ、ス
イッチ、それらを電気的に接続するケーブル等が必要に
なってしまうからである。又、それらを取付けるための
取付スペースを数値制御自動旋盤の周囲に確保する必要
もあり、全体として大型化してしまうという問題もあっ
た。又、破損を検出するために、通常の加工用シーケン
スとは別に破損検出のためのシーケンスを設ける必要が
あり、それだけ加工時間が延長されてしまうという問題
があるとともに、シーケンサに破損検出のための入出力
点数を新たに確保しなければならないという問題があっ
た。又、振動検出器１１１により検出する方法の場合に
も、上記破損検出ピン１０７を使用する場合と同様の問
題があるとともに、破損の有無の判断が難しくて誤判断
があるという問題があった。

【０００７】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、突切工具の破損を検出
するための複雑な機器及びそれを設置するための広い取
付スペースを必要とせず、又、加工時間を延長させるこ
とがない突切工具破損検出手段を備えた数値制御自動旋
盤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による数値制御自動旋盤は、主軸を回転自在に
支承する主軸台と、上記主軸台に対向する側に配置され
る対向主軸台と、上記主軸台と対向主軸台との間に配置
され突切工具を備えた刃物台と、上記主軸台，対向主軸
台，刃物台を制御する数値制御装置と、を具備してなる
数値制御自動旋盤において、主軸台及び対向主軸台によ
ってワークの両端部を把持した状態で刃物台の突切工具
によってワークに突切加工を施した後主軸台又は対向主
軸台に突切加工時の回転状況とは異なる任意の回転指令
を出力する回転指令出力手段と、上記回転指令出力手段
により回転指令を出力された主軸台または対向主軸台の
回転状況を検出する回転検出手段と、上記回転検出手段
からの検出信号に基づいて主軸台又は対向主軸台が回転
指令の内容に一致した回転状況にあるか否かを見極めて
突切加工が正常に行なわれたか否かひいては突切工具の
破損の有無を判別する判別手段と、を具備したことを特
徴とするものである。その際、回転指令出力手段の回転
指令内容を、突切加工の次に行なわれる加工に移行する
ための必然的な動作を指令するものとすることが考えら
れる。

【０００９】

【作用】突切工具により突切加工が施されると、まず、
回転指令出力手段によって主軸台又は対向主軸台、例え
ば、主軸台側に回転指令が出力される。この回転指令の
内容としては、突切加工時の回転状況とは異なる内容を
示すものである。よって、突切工具が破損しないで突切
加工が正常に行なわれた場合には、主軸台側と対向主軸
台側とが分断されているので、回転指令を出力された主
軸台はその回転指令に沿った新しい回転状況となり、他
方、対向主軸台は依然として突切加工時の回転状況にな
っている。そこで、これを回転検出手段により検出して
判別手段により判別する。突切工具が破損しないで突切
加工が正常に行なわれた場合には、上記したように、回
転指令に沿った新しい回転状況になっているはずであ
り、これに対して、突切工具が破損してしまって突切加
工が正常に行なわれなかった場合には、主軸台が対向主
軸台側の回転の影響を受けて、回転指令に沿った新しい
回転状況になっていないことになり、それによって、突
切加工が正常に行なわれたか否かひいては突切工具の破
損の有無を判別する。又、回転指令出力手段の回転指令
内容を、突切加工の次に行なわれる加工に移行するため
の必然的な回転数を指令するものとすることが考えられ
る。この場合には、突切加工から次の動作に移行する過
程で同時に上記判別を行なうことになり、判別のための
新たなシーケンスを設ける必要がなくなるので、全体と
して加工時間が短縮されることになる。

【００１０】

【実施例】以下、図１乃至図５を参照して本発明の第１
実施例を説明する。図１は本実施例による数値制御自動
旋盤の要部の構成を示す図であり、まず、主軸台（第１
主軸）１があり、この主軸台１は主軸を回転自在に支承
するものである。上記主軸台１は図中左側に配置された
図示しない主軸台駆動部によって駆動され、主軸の中心
線方向であるＺ軸方向に移動するようになっている。
又、主軸台１には主軸を回転させる回転駆動部（図示せ
ず）が連結されている。上記主軸台１には主軸回転検出
器３が連結されている。この回転検出器３は、プーリ
５、７及びベルト９を介して主軸台１側の回転数を検出
する。上記主軸回転検出器３の検出信号４はシーケンサ
１１に入力される。上記主軸回転検出器３は、後述する
工具の主軸回転に対する送りをプログラム通り実行する
ために設けられているものである。又、シーケンサ１１
は機械をコントロールするために設けられたものである
とともに、回転指令出力手段及び判別手段としての機能
を発揮するものである。

【００１１】上記主軸台１に対向する側には対向主軸台
（第２主軸）１３が設置されている。この対向主軸台１
３は図中右側に配置された図示しない対向主軸台駆動部
によって、上記Ｚ軸方向と平行なＺ１軸方向に移動する
ようになっている。又、この対向主軸台１３にも別の回
転駆動部が連結されている。上記主軸台１と対向主軸台
１３との間にはガイドブッシュ１５が配置されている。
そして、ワーク１７は図示するように、主軸台１とガイ
ドブッシュ１５によって保持（ガイド）されたり、或い
は、対向主軸台１３側に把持されたりする。

【００１２】主軸台１と対向主軸台１３との間であって
一側方には刃物台１９が設置されている。上記刃物台１
９は図示しない刃物台駆動部によって上記Ｚ軸方向に直
交するＸ軸方向に移動するようになっている。上記刃物
台１９にはタレット２１が回転可能に取付けられてい
て、このタレット２１には複数個の工具ホルダ２３と工
具２５とが取付けられている。上記複数個の工具２５の
内、図中下方に示す工具２５が突切加工用の突切工具で
ある。

【００１３】以上の構成を基にその作用を説明する。す
なわち、図１に示す状態において、ワーク１７の図中右
端を対向主軸台１３によって把持し、その状態で突切工
具２５によりワーク１７に突切加工を施す。その際、突
切工具２５が破損せずに突切加工が正常に行なわれた
か、或いは、突切加工途中で突切工具２５が破損して突
切加工が正常に行なわれなかったかを判別する。又、こ
の実施例の場合には、突切加工が終了して次の加工に移
行する過程で、主軸台１側の回転が一旦停止するシステ
ムになっているものとする。以下、図２のフローチャー
トと、図３乃至図５を参照して詳細に説明していく。

【００１４】まず、主軸台１側はコレットチャックがワ
ーク１７を把持した状態で待機しており、その際、突切
加工時の回転数Ｎ₁ で回転している（シーケンスＳ
１）。一方、対向主軸台１３側にあってはコレットチャ
ックが開いた状態になっており、上記突切加工時の回転
数Ｎ₁ で回転している。対向主軸台１３はその状態で取
り上げ位置まで移動する（シーケンスＳ２）。すなわ
ち、図１において、対向主軸台１３が突切加工時の回転
数Ｎ₁ で回転しながら、図中左方向に移動するものであ
る。そして、ガイドブッシュ１５より図中右側に突出さ
れているワーク１７の端部が対向主軸台１３側のコレッ
トチャックによって把持される。これによって、ワーク
１７は主軸台１と対向主軸台１３の両方によって、突切
加工時の回転数Ｎ₁ で回転した状態で把持されることに
なる。

【００１５】次に、突切作業が行なわれる（シーケンス
Ｓ３）。すなわち、図１において、刃物台１９が図中下
方に移動して、突切工具２５によりワーク１７に突切加
工を施すものである。その際、突切工具２５が破損して
おらず突切加工が正常に行なわれた場合には、図３に示
すように、ワーク１７が主軸台１側と対向主軸台１３側
とに完全に分断されることになる。これに対して、突切
加工時に突切工具２５が、図５に示すように破損してし
まった場合には（破損部分を符号２５’で示す、この破
損部２５’は工具２５より脱落してしまう）、突切加工
が正常に行なわれず、図４に示すように、主軸台１側と
対向主軸台１３側との間で、ワーク１７がつながった状
態になってしまう。

【００１６】突切工具２５が破損しないでワーク１７が
正常に分断されたか、或いは、突切工具２５が破損して
ワーク１７が正常に分断されなかったかの判別は、次の
ようにして行なわれる。すなわち、突切加工が終了した
後、主軸台１に停止指令が出力される（シーケンスＳ
４）。その際、対向主軸台１３側は依然として突切加工
時の回転数Ｎ₁ で回転しており、よって、ワーク１７が
正常に分断されていれば、通常の減速停止時間を経過し
た後、主軸台１は対向主軸台１３側の影響を受けること
なく停止する。これに対して、ワーク１７が正常に分断
されていない場合には、主軸台１は対向主軸台１３側の
影響を受けて指令通り停止しないことになる。

【００１７】そこで、主軸台１が回転しているか否かの
判別が行なわれる（シーケンスＳ５）。この判別は、主
軸台１の回転状態が主軸回転検出器３によって常時監視
されているので、主軸回転検出器３からの検出信号４に
基づいてシーケンサ１１により容易に判別される。そし
て、主軸台１が回転していない場合には、突切工具２５
が破損しておらず正常であることになり（シーケンスＳ
６）、運転が続行される（シーケンスＳ７）。これに対
して、主軸台１が依然として回転している場合には、突
切工具２５が破損してしまって（シーケンスＳ８）、突
切加工が正常に行なわれなかったことになる。その場合
には、非常停止となる（シーケンスＳ９）。

【００１８】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、突切工具２５の破損の有無を
検出するための検出手段として複雑な構成のものを必要
とせず、又、それを設置するための広い取付スペースを
必要とすることなく、突切工具２５の破損の有無及び突
切加工が正常に行なわれたか否かの判別を確実に行なう
ことができる。しかも、突切工具２５の破損の有無の検
出に要する主軸回転検出器３及びシーケンサ１１は、数
値制御自動旋盤にあっては既存の設備であり、プログラ
ムを変更するだけで突切工具２５の破損の有無を確実に
検出することができるものである。よって、数値制御自
動旋盤としての構成も何等複雑化することはなく、又、
大型化を来すようなことはない。

【００１９】又、突切工具２５の破損の有無を検出する
ために特別のシーケンスを設けるのではなく、突切加工
から次の加工に移行する過程で、主軸台１を一旦停止さ
せることをそのまま利用して検出するようにしている。
つまり、突切工具２５の破損を検出するために複雑なシ
ーケンスを付加する必要がないのである。よって、加工
時間がいたずらに延長されるようなことはなく、稼働率
の向上を図ることができる。

【００２０】次に、図６を参照して第２実施例を説明す
る。前記第１実施例の場合には、突切加工終了後、主軸
台１に停止指令を出力して、その後の主軸台１の回転状
況により突切工具２５の破損の有無を検出するようにし
た。これに対して、この第２実施例の場合には、主軸台
３に突切加工時の回転数Ｎ₁ とは異なる回転数Ｎ₂ で回
転するべく指令を出力して、その後の状況により突切工
具２５の破損の有無を検出するようにしたものである。
尚、上記回転数Ｎ₂ は、突切加工の後に行なう加工に移
行する過程で必然的にとられる回転数をそのまま使用す
るものである。又、この実施例の場合には、対向主軸台
１３側の回転数も検出するようにしており、そのための
図示しない対向主軸回転数検出器を対向主軸台１３側に
設けるものとする。図６ において、シーケンスＳ１乃
至シーケンスＳ３間では前記第１実施例の場合と同じで
あり、次に、主軸台１に突切加工時の回転数Ｎ₁ とは異
なる回転数Ｎ₂ で回転するべく指令が出力される（シー
ケンスＳ１１）。

【００２１】次に、所定の加速・減速時間が経過した
後、主軸台１が回転数Ｎ₂ で回転しているか否かの判別
が行なわれる（シーケンスＳ１２）。主軸台１が回転数
Ｎ₂ で回転している場合には、対向主軸台１３が突切加
工時の回転数Ｎ₁ で回転しているか否かの判別が行なわ
れる（シーケンスＳ１３）。対向主軸台１３が突切加工
時の回転数Ｎ₁ で回転している場合には、突切工具２５
が破損せず突切加工が正常に行なわれたことになり（シ
ーケンスＳ１４）、運転が続行される（シーケンスＳ１
５）。これに対して、シーケンスＳ１２において、主軸
台１が回転数Ｎ₂で回転していない場合には、突切工具
２５が破損してしまって突切加工が正常に行なわれなか
ったことになり（シーケンスＳ１６）、非常停止となる
（シーケンスＳ１７）。又、シーケンスＳ１３におい
て、対向主軸台１３が突切加工時の回転数Ｎ₁ で回転し
てしない場合にも、突切工具２５が破損してしまって突
切加工が正常に行なわれなかったことになり（シーケン
スＳ１６）、非常停止となる（シーケンスＳ１７）。

【００２２】よって、この実施例の場合にも前記第１実
施例の場合と同様の効果を奏することができる。尚、突
切加工終了後に、主軸第１にどのような回転指令を与え
るかについては任意であり、既に述べたように、次の加
工内容との関係で任意に決定すればよい。すなわち、次
の加工内容との関係で、主軸台１側を停止させる場合に
は、第１実施例の場合のように、停止指令を出力すれば
よく、何らかの回転数で回転させる場合には、第２実施
例のように、突切加工時の回転数Ｎ₁ とは異なる任意の
回転数Ｎ₂ で回転するべく指令を出力すればよい。それ
によって、前述したように、特に、判別のための複雑な
シーケンスを付加するのではなく、次の加工への移行の
過程で同時に突切工具２５の破損の有無の判別が可能に
なるものであり、全体として加工に要する時間の延長を
防止できるのである。

【００２３】次に、図７を参照して第３実施例を説明す
る。この実施例の場合には、前記第１実施例における主
軸回転検出器３の代わりに、回転検出スイッチ３１を設
置したものである。この回転検出スイッチ３１の検出信
号３２がシーケンサ１１に入力される。よって、前記第
１実施例の場合と同様の効果を奏することができる。

【００２４】次に、図８を参照して第４実施例を説明す
る。この場合には、対向主軸台１３側に対向主軸回転検
出器３３を設けたものである。この対向主軸回転検出器
３３は、プーリ３５、３７、ベルト３９を介して対向主
軸台１３側の回転数を検出する。又、対向主軸回転検出
器３３の検出信号３４はシーケンサ４１に入力される。
このように対向主軸台１３側の回転数を検出するように
構成した場合には、突切加工後に、対向主軸台１３側に
任意の回転指令を出力して、対向主軸台１３側の回転状
況を検出することにより、突切工具２５の破損の有無を
検出することになる。つまり、主軸台１側については、
突切加工時の回転数Ｎ₁ で回転させたままの状態とし、
対向主軸台１３側に、停止指令、或いは、突切加工時の
回転数Ｎ₁ とは異なる任意の回転数Ｎ₂ で回転するべく
指令を出力する。そのとき、対向主軸台１３側が指令通
りの回転状況になっていれば、突切工具２５は破損して
おらず突切加工が正常に行なわれたことになり、対向主
軸台１３側が指令通りの回転状況になっていない場合に
は、突切工具２５が破損して突切加工が正常に行なわれ
なかったことになる。

【００２５】尚、本発明は前記各実施例に限定されるも
のではない。まず、数値制御自動旋盤としては、図示し
たものに限定されず、例えば、主軸台１側が固定のタイ
プであってもよいし、ガイドブッシュがないタイプのも
のでもよい。その他、主軸台１、対向主軸台１３、刃物
台１９の移動方向等についてはこれを特に限定するもの
ではなく、主軸台と対向主軸台を備えたものにおいて、
刃物台の突切工具により突切加工を施す際に、突切工具
の破損の有無を検出する必要があるタイプのものについ
ては、同じようにに適用できる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による数値制
御自動旋盤によると、複雑な構成の検出手段を広い取付
スペースを要して設置することなく、突切加工が正常に
行なわれたか否か及び突切工具の破損の有無を検出する
ことが可能になった。又、そのような検出のために長い
時間を要することもなく、全体として加工時間の短縮を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図で数値制御自動旋
盤の要部を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す図で数値制御自動旋
盤の作用を説明するためのフローチャートである。

【図３】本発明の第１実施例を示す図で突切加工が正常
に行なわれた様子を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例を示す図で突切加工が正常
に行なわれなかった様子を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例を示す図で突切加工途中で
破損した突切工具を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す図で数値制御自動旋
盤の作用を説明するためのフローチャートである。

【図７】本発明の第３実施例を示す図で数値制御自動旋
盤の要部を示す図である。

【図８】本発明の第４実施例を示す図で数値制御自動旋
盤の要部を示す図である。

【図９】従来例を示す図で突切工具破損検出手段の構成
を示す図である。

【図１０】従来例を示す図で突切工具破損検出手段の構
成を示す図である。

【符号の説明】

１ 主軸台 ３ 回転検出器（回転検出手段） １１ シーケンサ（回転指令出力手段、判別手段） １３ 対向主軸台 １７ ワーク １９ 刃物台 ２５ 工具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸を回転自在に支承する主軸台と、上
   記主軸台に対向する側に配置される対向主軸台と、上記
   主軸台と対向主軸台との間に配置され突切工具を備えた
   刃物台と、上記主軸台，対向主軸台，刃物台を制御する
   数値制御装置と、を具備してなる数値制御自動旋盤にお
   いて、主軸台及び対向主軸台によってワークの両端部を
   把持した状態で刃物台の突切工具によってワークに突切
   加工を施した後主軸台又は対向主軸台に突切加工時の回
   転状況とは異なる任意の回転指令を出力する回転指令出
   力手段と、上記回転指令出力手段により回転指令を出力
   された主軸台または対向主軸台の回転状況を検出する回
   転検出手段と、上記回転検出手段からの検出信号に基づ
   いて主軸台又は対向主軸台が回転指令の内容に一致した
   回転状況にあるか否かを見極めて突切加工が正常に行な
   われたか否かひいては突切工具の破損の有無を判別する
   判別手段と、を具備したことを特徴とする数値制御自動
   旋盤。
2. 【請求項２】 請求項１記載の数値制御自動旋盤におい
   て、回転指令出力手段の回転指令内容は、突切加工の次
   に行なわれる加工に移行するための必然的な動作を指令
   するものであることを特徴とする数値制御自動旋盤。