JPH0659588B2 - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JPH0659588B2
JPH0659588B2 JP19840490A JP19840490A JPH0659588B2 JP H0659588 B2 JPH0659588 B2 JP H0659588B2 JP 19840490 A JP19840490 A JP 19840490A JP 19840490 A JP19840490 A JP 19840490A JP H0659588 B2 JPH0659588 B2 JP H0659588B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、多数の工具を保有し、コンピュータによる
制御によってリーマの加工のために穴明けを行う下穴加
工と、その加工により形成された下穴にリーマ加工を連
続して行う工作機械に関する。
「従来の技術」 従来、数値制御工作機械においてその加工プログラムを
作成するに際しては、設計図面に示された最終加工(第
二加工)がリーマ加工等の下穴加工を必要とする加工で
ある場合には、作業者はリーマ直径を考慮して第一加工
による下穴加工の深さを決定し、加工プログラムにおい
てその都度下穴深さを入力しなければならなかったの
で、加工プログラムが大変であった。
「発明が解決しようとする問題点」 この発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、
図面に示されたリーマ加工における加工深さを入力する
とともにリーマ直径を入力するだけで、下穴加工による
下穴の深さが自動的に決定される工作機械を提供するこ
とを目的とする。
「問題点を解決するための手段」 しかして、この発明によれば、第1図に示すごとく、リ
ーマ加工のために穴明けを行う下穴加工と、その下穴加
工により形成された下穴にリーマ加工を連続して行う工
作機械において、下穴加工とリーマ加工との加工深さの
相違量をリーマ直径とリーマ直径の倍率との積により設
定するためにリーマ直径の倍率を記憶する記憶手段2を
設け、その記憶手段2により記憶されたリーマ直径の倍
率とリーマ加工のためのリーマ直径との積を求める掛算
手段と、その掛算手段により求めた積にリーマの加工深
さを加算する加算手段とを具備し、その加算手段により
求められた加工深さ以上で下穴加工を行うようにしたこ
とを特徴とする工作機械が提供される。
「作用」 上記構成によれば、作業者は設計図面に示されたリーマ
加工の加工深さを入力するとともにリーマ直径(仕上が
り径)を加工プログラムとして入力すれば、前記下穴加
工とリーマ加工との加工深さの相違量をリーマ直径とリ
ーマ直径の倍率との積によりを設定するために記憶手段
により記憶されたリーマ直径の倍率とリーマ加工のため
のリーマ直径との積を掛算手段により求めて、その掛算
手段により求めた積にリーマ加工の深さを加算手段によ
り加算した加工深さ以上で下穴加工を行なう。したがっ
て、下穴加工の加工深さを加工プログラム作成の際に入
力しなくても、下穴加工およびリーマ加工を良好に実行
することができる。
「実施例」 次に、この発明の実施例の構成を図面について説明す
る。
第1図はこの実施例になる工作機械の構成を示すブロッ
ク図である。1は演算手段をなす中央処理装置(CPU)で
ある。2は下穴深さメモリであり、それぞれタップ加工
については山数を記憶させておき、リーマ加工について
はリーマ直径に対する倍数を記憶させておくものであ
り、この下穴深さメモリ2、下穴加工とリーマ加工の加
工深さの相違量をリーマ直径とリーマ直径の倍率との積
により設定するためにリーマ直径の倍率を記憶する記憶
手段に相当する。3は入力器をなすキーボードである。
4はリードオンリメモリ(ROM)であり、CPU1を制御して
加工深さを決定するなどの各種の演算を行わせるための
ものである。5は加工プログラムを記憶させるための加
工プログラムメモリであり、設計図面に示された最終加
工の種類および形状に従った加工プログラムを記憶させ
るものである。6は前加工工程に関する情報の1つであ
る最終加工に対する加工パターンを記憶させておくため
の加工パターンメモリ、7は前加工工程の情報の他の1
つであるタップ下穴径を記憶させておくためのタップ下
穴メモリ、8は前加工工程の情報の更に他の1つである
リーマ取り代などを記憶する加工パラメータである。9
は工具情報メモリであり、加工に使用される工具に関す
る情報を記憶させておくためのメモリである。その他、
CPU1には、スピンドル回転数,ヘッド送り,XY送り,
および工具交換などに関する制御情報を記憶させたROM
10が接続されている。
下穴深さメモリ2の記憶内容であるところの、タップの
山数およびリーマの直径の倍率は作業者により任意に設
定されるものであり、例えば呼びM6のタップ加工であれ
ば3〜5山などが設定され、リーマ加工については直径
の倍率が1〜2などと設定される。
加工プログラムメモリ5におけるところの、加工プログ
ラムの編集は、工具径(孔径)などの図面データを入力
するステップ,加工順を選定するステップ,工具パター
ンの変更ステップ,工具の割当て・変更ステップ,切削
条件の変更ステップ,プログラムとメモリの使用量と空
きの表示・削除・整列ステップ,および外部プログラム
記憶装置との入出力ステップなどの各ステップを、第1
図図示のキーボード3を操作することにより行われる。
工具情報メモリ9の記憶内容は、第2図図示の工具一覧
表に表わされたように、例えば各工具番号01〜07毎につ
いての工具名,必要寸法,工具長,および使用残時間
(分)である。この工具情報メモリ9には60本の工具
が登録できる。第2図図示の工具一覧表に、ドリル,セ
ンタ穴ドリル,面取工具,タップ,座付ドリル,および
リーマなどの各種工具を登録する時に必要とされる必要
寸法は、上記各種工具について第2図中に記入されてい
るごとく、例えばドリルであれば、先端角α,外径φ
D,および刃長lなどがあり、座付ドリルであれば更に
小径φdおよび小径長lが必要とされ、またセンタ穴
ドリルについてはこれらのうち刃長は不要であるがセン
タ角θが必要とされる。タップについては、くい付部長
L,外径・呼び,ピッチ・山数,刃長l,およびねじ方
向が登録時必要寸法となる。面取工具の必要寸法は、小
径φd,センタ角θおよび外径φDなどである。また、
リーマについては、くい付部長L,外径φD,および刃
長lなどが必要である。
これらの工具登録時の必要寸法の部位については、第3
図(a)から同図(f)にそれぞれセンタ穴ドリル,ドリル,
タップ,面取り工具,座付ドリル,およびリーマなどの
各種工具毎に図示した。
加工パターンメモリ6の記憶内容は、第4図に示す工具
パターン一覧表に表わされたように、例えば面取り有
り,および面取り無しの各場合について、センタ穴,穴
明,タップ,座付穴明,座付タップ,上面削り,リー
マ,および座付リーマ加工などの各種加工(最終加工)
に必要な工具パターンを前加工工程に関する情報の1つ
として登録したものである。
また、タップ下穴メモリ7の記憶内容は、第5図に示す
タップ下穴ドリル径一覧表に表わされたように、例えば
メートル並目ねじについて、最終加工工程時における呼
びおよびピッチに対する下穴ドリル径を前加工工程に関
する情報の他の1つとして一覧表にして登録し記憶させ
ておくものである。
加工パラメータ8の記憶内容は、リーマ取り代その他の
前加工工程に必要なその他の情報を記憶させておくもの
であり、このリーマ取り代は作業者によって例えば0.05
〜0.5mmの範囲で任意に設定される。
第6図はこの実施例になる工具自動交換装置を備えた工
作機械の構造を示しており、11は送りモータ12によ
って回転される送りねじであり、13は送じねじ11に
よって往復駆動されるスピンドルベッドである。スピン
ドルヘッド13上にはスピンドルモータ14が取付けら
れており、15はこのスピンドルモータ14によって回
転駆動されるスピンドル、16はスピンドル15に取付
けられたドリルなどの加工具である。17は工具マガジ
ンであり、フレーム18に対しスピンドル15の軸線方
向に移動可能に支持された工具支持台19上に、回転割
出し可能に支承されている。
第7図は前記工作機械の外観を示す斜視図であり、12
は送りモータ、14はスピンドルモータ、17は工具マ
ガジンであり、この工具マガジン17にはカバーが被せ
られている。18はフレームであり、このフレーム18
には、キーボード3を備えるコンピュータ20が支持ア
ーム21によって固定されている。22は水平方向にX
Y送りを行うXYテーブルである。コンピュータ20の
内部には前記CPU1,下穴深さメモリ2,ROM4,加工プロ
グラムメモリ5,加工パターンメモリ6,タップ下穴メ
モリ7,加工パラメータ8,工具情報メモリ9,および
ROM10などが収納されている。
第8図はコンピュータ20の正面図である。このコンピ
ュータ20には、キーボード3および陰極線管(CRT)画
面23が設けられている。コンピュータ20は、画面2
3の表示をコントロールする機能をも有する。また、キ
ーボード3には、プログラム編集キー31,テンキー3
2,設定キー33,上下移動キー34,削除キー35,
および挿入キー36,などが設けられている。
「作動」 次に、この実施例になる工作機械の作動を説明する。
この実施例になる工作機械を用いてワークの加工を行う
ためには、第9図に示されたフローチャートによるごと
く、加工プログラムの入力を行うステップ101,およ
び工具の割当を実行するステップ102を経て、加工開
始ステップ103を行う。
この実施例において説明する最終加工は第10図に示す
通りであり、呼びM6,ピッチ1のタップ加工と、穴径6
mmのリーマ加工をワーク24の図示の寸法位置に行うも
のである。この実施例における加工プログラムは第11
図に示された加工プログラム表によるごとく、工程番号
01と表示した第1工程においては図示諸元によるタップ
加工を行い、工程番号02の第2工程では図示諸元による
リーマ加工を行うことになる。第11図図示の加工プロ
グラムを入力する様子を第12図から第18図に示すCR
T画面23について説明する。
上記加工プログラムの入力を行うには、第8図示のキー
ボード3におけるところの、プログラム編集モードキー
31が押されると、プログラム画面が選択され、第12
図に示すごとく、画面23上部のプログラム表示エリア
に7つのメニューが表示される。また、入力要求表示エ
リアにあるカーソル23aでメニュー番号を入力するこ
とが要求される。第11図図示の加工プログラムを入力
するためには、まずメニュー番号(1)の加工データモ
ードを選択すべきであるため、第8図図示のテンキー3
2の番号(1)を押し、また設定キー33を押して入力
を行う。加工データモードを入力すると、第13図図示
の表示が画面23に表われ、カーソル23aでプログラ
ムNO.を要求してくる。また、輝点23bが点滅する。
そこで、プログラムNO.を(1000)とした時は、テンキー
32により(1000)と入力し、また設定キー33を押す。
プログラムNO.が画面23上部のプログラム表示エリア
に移り、画面23は第14図図示に変り、加工原点のX
値が要求されるので、第11図図示の加工プログラムに
よるごとく加工原点のX値(100)をテンキー32によっ
て入力し、かつ設定キー33を押す。続いて、加工原点
のY値が要求されるので、同様にしてY値(100)を入力
し、また設定キー33を押すと画面23は第15図図示
に変る。ここでは、ワーク数の入力が要求されるため、
第11図図示の加工プログラムによるごとくワークが1
個の場合であるため、テンキー32により個数(1)を
入力し、設定キー33を押す。画面23は第16図図示
に変りワーク材質を入力することが要求される。材質が
炭素鋼S45Cである場合であるため、画面23下部の教示
データ表示エリアにおけるメニューから番号(1)を選
択しテンキー32により番号(1)を入力するとともに
設定キー33を押す。画面23は第17図図示に変り、
画面23下部の教示データ表示エリアに図示の如く加工
パターン一覧表が表示され、カーソル23aで第1工程
の種類がセンタ穴加工か,穴加工か,タップ加工か,座
付穴明加工か,座付タップ加工か,上面削り加工か,リ
ーマ加工であるかなどの別を入力することが要求され
る。第11図図示の加工プログラムによる如く、第1工
程(工程番号01)ではタップ加工をする場合であるの
で、タップ加工の番号(3)および「設定」を入力す
る。続いて、画面23は第18図図示に変り、ネジ種類
を入力することが要求される。メートル並目ネジを加工
する場合であるので、その番号(1)を入力しかつ「設
定」を入力すると、呼びを入力することが要求されるた
め、第11図図示の加工プログラムに従い「6」および
「設定」を入力するとプログラム表示エリアの表示「タ
ップ」の後に「M6」と表示され、続いてピッチを入力する
ことが要求されるため、「1」および「設定」を入力す
る。
以下、同様にして、第11図図示の加工プログラムに従
い画面23の問いかけに応じて、画取り「有」,Z軸端
「めくら穴」,加工深さ「20」mm,ワーク高さ「80」mm,復
帰高さ「85」mm,およびXY位置については「X=2
0」,「Y=20」を入力するすることにより、第1工
程のタップ加工について加工プログラムを入力すること
ができる。
また、第2工程についても同様にして、第11図図示の
加工プログラムに従って、工程番号「02」,加工方法「リ
ーマ」,穴径「6」mm,面取り「なし」,Z軸端「めく
ら穴」,加工深さ「30」mm,ワーク高さ「80」mm,復帰高さ
「85」mm,XY位置「X=60」,「Y=35」mmを入力する
ことができ、プログラムENDとなる。
つぎに、第9図図示のステップ102「工具の割当を実
行」を行う。このステップ102を行うフローチャート
は第19図に示した通りである。第19図において、命
令201により工具割当てをスタートさせると、命令2
02では割当て回数N=0が登録され、命令203では
割当て回数N=N+1と登録される。命令204におい
ては、加工プログラムのN(=1)番号の加工の種類
(この実施例ではタップ加工)を読み出す。命令205
では、加工の種類に応じた(第4図に示された)工具パ
ターン一覧表より(前加工)データを読み込む。この実
施例における第1工程は、面取り有りのタップ加工であ
るため、このタップ加工に必要な工具が「1.センタ穴
ドリル」,「2.ドリル」,「3.面取り工具」,およ
び「4.タップ」であることが第4図図示の工具パター
ン一覧表から前加工データとして読み込まれる。命令2
06においては、加工の種類に応じた工具を(第2図図
示の)工具一覧表より(加工プログラムに合せて)選択
し、使用工具エリアに(工具情報として)書き込む。分
岐命令207では、プログラムエンドか否かが演算さ
れ、否定NOとの結果が得られると命令203にリター
ンし、命令203から命令206が繰返し実行され、こ
の実施例では第2工程のリーマ加工(面取り無し)につ
いて、第4図図示の工具パターン一覧表から「1.セン
タ穴ドリル」,および「2.ドリルリーマ」が前加工デ
ータとして読み込まれ、リーマ取り代8のデータを取込
んで第2図図示の工具一覧表から該当する工具名の工具
が選ばれ、加工プログラムエリアから加工の種類に応じ
た工具が工具番号を用いて使用工具エリアに工具情報と
して書き込まれる。そして、分岐命令207において、
プログラムエンドか否かの演算により肯定YESの結果
が得られると、命令208において使用工具エリアのデ
ータとマガジンの取付位置を(画面23に)表示するこ
とにより、工具割当てプログラムがエンドENDとな
る。
このようにして、工具割当ての実行が済むと、第20図
に示すごとく、画面23の下部の教示データ表示エリア
に加工プログラムの実行に必要な使用工具が、使用され
る順番にマガジン17の取付位置を示すマガジン番号1
〜10とともに表示される。第20図図示のごとく、画
面23上部のプログラム表示エリアがブランクである場
合には、使用工具を実際に指示された如くマガジン17
に取付けるとともに、テンキー32および設定キー33
により、「1」「設定」,「2」「設定」,「3」「設
定」…のように入力するとマガジン取付位置メモリに工
具取付位置が記憶される。入力に先立ちカーソル23a
は上下キー34によりマガジン番号に合せておく。ま
た、既に画面23上部に今回の加工プログラムの前に使
用された工具が表示されている場合には、一部修正を行
うことによって、前に使用された工具を利用することが
できる。修正のために工具を変更する場合は、そのマガ
ジン番号に新しい工具番号を入力する。修正のために工
具を取り外すのみの場合は、そのマガジン番号にカーソ
ル23aを合わせ削除キー35でマガジンの工具はブラ
ンクとなる。挿入キー36は無視される。上記により工
具の割当を実行するステップ102が終了すると、第9
図図示の加工開始ステップ103を実行することができ
る。
加工プログラムの実行(開始)は、第21図に示すフロ
ーチャートによってなされる。命令301により加工プ
ログラムを実行するプログラムがスタートし、命令30
2において実行回数N=0が登録され、命令303では
実行回数N=N+1と登録される。命令304において
は、N番号の工程の加工の種類を読み出す。命令305
では、その加工の種類に応じて(第4図図示の)工具パ
ターン一覧表よりデータを読み込み、前加工工程が読み
出される。そして、命令306では、加工の種類に応じ
(指定された工具番号の)工具を(第2図図示の)工具
一覧表より選択し順次加工を行う。分岐命令307で
は、加工プログラムがエンドか否かを演算し、否定NO
との結果が得られると命令303にリターンし、命令3
03から命令307を繰返し実行し、分岐命令307に
おいてプログラムエンドが肯定YESとされると、加工
プログラムの実行が終了ENDとなる。加工プログラム
の実行の様子は簡潔に述べると以上の如くであるが、タ
ップ加工を実行する一例を更に第22図図示のフローチ
ャートについて説明する。
第22図において、命令401によりタップの加工を実
行するプログラムがスタートされると、命令402では
タップ加工の加工パターンを第4図図示の工具パターン
一覧表から、「1.センタ穴ドリル」,「2.ドリ
ル」,「3.面取り工具」,「4.タップ」の順に工具
が必要であることを読み込み、前加工工程を読み出す。
命令403では、タップの下穴の径を(第5図図示の)
タップ下穴ドリル径一覧表より求め、例えばこの実施例
におけるように呼びM6,ピッチ1のメートル並目ネジを
加工する時は下穴ドリル径が5.0mmであることを前加工
(データ)として読み出す。続いて、命令404では、
センタ穴ドリルの先端径がタップ下穴径(5.0mm)よりも
小さなセンタ穴ドリルの工具番号が03であることを工具
情報を示す第2図図示の工具一覧表の中から選択し、工
具交換する。そして、命令405において加工プログラ
ムで指定された所定の位置にセンタ穴の加工実施をす
る。命令406により、第5図図示の前記タップ下穴ド
リル径一覧表より求めた下穴ドリル径(5mm)と同じで且
つ工具長が下穴の深さよりも長くなるべきドリル(工具
番号02)を第2図図示の工具一覧表から選択し、工具交
換する。命令407においては、次に示す(1)式によ
り下穴深さを求め、その深さだけ下穴を加工する。
(タップの加工深さ)+{(タップの下穴深さ内 ×2の山数)×(ピッチ)}……(1) 命令408では、下穴(5mm)よりも外径が大きく先端径
が下穴よりも小さく、面取り角90゜の面取り工具(工
具番号04)を第2図図示から選択し、工具交換する。そ
して、命令409では面取り加工を実施する。続いて、
命令410においては、加工深さ(25mm)よりも刃長が長
く呼び(M6)と同じタップ(工具番号05)を第2図図示か
ら選択し、工具交換を行い、命令411でタップ加工の
加工実施を行う。命令412においては、復帰高さ(85m
m)に合った位置に主軸を移動して停止する。以上によ
り、加工プログラムの第1工程として入力したタップ加
工の実行が終了ENDする。更に、加工プログラムの第
2工程として入力したリーマ加工の実行をする一例を第
23図に示したフローチャートにより説明する。
第23図において、命令501によりリーマの加工を実
行するプログラムがスタートされると、命令502では
リーマ加工の加工パターンを第4図図示の工具パターン
一覧表から、「1.センタ穴ドリル」,「2.ドリルリ
ーマ」の順に工具が必要であることを読み込み、前加工
工程を読み出す。命令503では、リーマの下穴の径を
加工パラメータ8のリーマの取り代より求める。例えば
この実施例におけるように穴径6mmのリーマ加工をする
時は取り代を0.5mmと設定すれば下穴ドリル径が5.0mmで
あることを前加工(データ)として読み出す。続いて、
命令504では、センタ穴ドリルの先端径がタップ下穴
径(5.0mm)よりも小さなセンタ穴ドリルの工具番号が03
であることを工具情報を示す第2図図示の工具一覧表の
中から選択し、工具交換する。そして、命令505にお
いて加工プログラムで指定された所定の位置にセンタ穴
の加工実施をする。命令506により、前記加工パラメ
ータ8のリーマ取り代より求めた下穴ドリル径一覧表よ
り求めた下穴ドリル径(5mm)と同じで且つ工具長が下穴
の深さよりも長くなるべきドリル(工具番号02)を第2
図図示の工具一覧表から選択し、工具交換する。命令5
07においては、次に示す(2)式により下穴深さを求
め、その深さだけ下穴を加工する。
(リーマの加工深さ)+{(リーマの直径)×(リ ×2ーマ直径の倍率)}……(2) 命令508では、加工深さよりも刃長が長く穴径と同じ
リーマ(工具番号07)を第2図図示から選択し、工具交
換する。そして、命令509ではリーマ加工を実施す
る。命令510においては、復帰高さ(85mm)に合った位
置に主軸を移動して停止する。以上により、加工プログ
ラムの第2工程として入力したリーマ加工の実行が終了
ENDする。
上記の実施例によれば、機械使用者は図面に示される最
終加工工程と関連寸法をCRT画面の問いかけに応じて順
次入力すれば加工プログラムの編集ができるから、機械
使用者によるプログラミングが簡単になるという利点が
ある。また、最終加工工程などの入力に際してNC言語
を必要としないから、一層にプログラミングが容易であ
る。そして、その加工のための工具の順序、工具の選択
などは別途その機械の工具情報メモリおよび前加工工程
を示す加工パターンメモリ,加工パラメータ、およびリ
ーマ取り代などのメモリにデータとして入力することが
できる。さらに、この発明においては、リーマ加工の場
合については、下穴深さメモリにリーマの直径の倍率を
入力しているから、その直径に応じて下穴の深さが自動
的に変わるため、直径が異なる夫々のリーマに対して加
工プログラム作成に際し下穴深さを入力する必要がな
い、という利点がある。
「効果」 以上述べたように、この発明になる工作機械は上記の構
成を有するから、リーマ加工に対する下穴加工におい
て、図面に示されたリーマ加工における加工深さを入力
するとともにリーマ直径を入力するだけで夫々下穴の深
さが自動的に決定されるため、加工プログラムの作成に
際してその都度下穴深さを入力しなくてもよいという優
れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例になる工作機械の構成を示す
ブロック図、第2図は工具情報メモリの記憶内容を示す
工具一覧表、第3図は工具登録時の必要寸法を各種工具
毎に示す正面図、第4図は加工パターンメモリの記憶内
容を示す工具パターン一覧表、第5図はタップ下穴メモ
リの記憶内容を表わすタップ下穴ドリル径一覧表、第6
図はこの実施例になる工作機械の構造を示す断面図、第
7図は前記工作機械の外観を示す斜視図、第8図は前記
工作機械中のコンピュータの正面図、第9図は前記工作
機械を用いてワークの加工を行う方法を示すフローチャ
ート、第10図(a),(b)はこの実施例において説明する
第二加工(最終加工)を示す平面図および断面図、第1
1図はこの実施例における加工プログラムの内容を示す
加工プログラム表、第12図から第18図は加工プログ
ラムを入力する様子を示すコンピュータ画面の正面図、
第19図は工具割当ての実行を示すフローチャート、第
20図は工具を表示する状態を示すCRT画面の正面図、
第21図は加工プログラムの実行を示すフローチャー
ト、第22図はタップの加工の実行を示すフローチャー
ト、第23図はリーマの加工の実行を示すフローチャー
トである。 1……CPU、2……下穴深さメモリ、3……キーボー
ド、4……ROM、5……加工プログラムメモリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リーマ加工のために穴明けを行う下穴加工
    と、その下穴加工により形成された下穴にリーマ加工を
    連続して行う工作機械において、 下穴加工とリーマ加工との加工深さの相違量をリーマ直
    径とリーマ直径の倍率との積により設定するためにリー
    マ直径の倍率を記憶する記憶手段と、 その記憶手段により記憶されたリーマ直径の倍率とリー
    マ加工のためのリーマ直径との積を求める掛算手段と、
    その掛算手段により求めた積にリーマの加工深さを加算
    する加算手段とを具備し、その加算手段により求められ
    た加工深さ以上で下穴加工を行なうようにしたことを特
    徴とする工作機械。
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