JPH0790445B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主軸の先端に装着された工具を一軸線を中心
に回転させると共に、前記工具を被加工物に対して相対
的に該工具の半径方向に移動させながら加工を行う工作
機械に関する。

［従来技術］ 従来この種の工作機械において、第７図及び第８図に示
すように、被加工物１に最終加工形状が円形のポケット
加工を行う際には、エンドミル等の工具２を最終加工形
状の中心位置Ｃに対向させ、該工具２を回転させながら
その軸線方向に被加工物１に向って移動させることによ
り第一の加工３を行い、その後工具２を設定された切削
幅Ｓで最終加工形状の半径方向の所定位置４へ移動させ
て第二の加工５を行う。そして前記中心位置Ｃを中心に
して工具２を相対的に移動させて第三の加工６を行った
後、前述と同様に工具２を前記半径方向の所定位置７へ
移動させて第４の加工８を行う。更に前記中心位置Ｃを
中心にして工具２を相対的に移動させて第五の加工９を
行い、目的の最終加工形状を得るように構成されてい
る。

ところが、工具２の直径と加工する部分とが第９図に示
すような関係にある時には、中心位置Ｃから設定された
切削幅Ｓで最終加工形状の半径方向に加工を進行させて
いった場合、第五の加工９の終了後に所定位置10へ工具
２を移動させる際に、最終加工形状に一致するようにす
るために、前記切削幅Ｓで工具２を移動させることなく
最終切削幅Ｔだけ工具２を移動させて第六の加工11の加
工を行うようになっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように最終加工形状の中心位置から設定された切
削幅ずつ工具を移動させて加工を行うものにおいては、
最終切削幅が前記切削幅に満たない場合、最も加工距離
が長い最外周でその切削幅分の加工を行うため、加工に
無駄な時間を費して加工能率が悪い等の問題点があっ
た。

［発明の目的］ 本発明は上記の問題点を解消するものであり、加工時間
を短縮して加工能率を向上させることができる工作機械
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］ 上記の目的を達成するために本発明においては、設定さ
れた切削幅ずつ最終加工形状の中心位置から加工を行っ
た際に、最外周の加工において前記切削幅に満たない加
工を必要とするか否かを判定する判定手段が設けられる
と共に、その判定手段の結果により工具の移動経路デー
タを作成する演算手段が設けられ、その演算手段の演算
結果を記憶するための記憶手段の記憶内容に基いて被加
工物と工具との相対移動を制御する制御手段が設けられ
ている。

［作用］ 本発明は上記した構成によって、判定手段により設定さ
れた切削幅に満たない加工を最外周の加工において必要
とすると判定された時には、演算手段によりその切削幅
に満たない加工の加工溝幅が演算されて工具の移動経路
データが作成されると共に、その演算結果が記憶手段に
記憶され、その記憶手段の記憶内容に基いて制御手段に
より前記加工溝幅の加工を最終加工形状の中心位置側を
加工する際に実行した後、前記切削幅ずつ加工を実行す
るように被加工物と工具との相対移動が制御される。

［実施例］ 以下に本発明を具体化した一実施例を第１図乃至第６図
を参照して説明する。

工作機械は、エンドミル等の工具２が一端に装着された
主軸（図示せず）が回転可能に支持され、その他端には
該主軸を回転駆動するための主軸モータ20（第１図参
照）が連結されている。また前記主軸の近傍には、ボー
ルネジ等により該主軸をその軸線方向に往復動するため
のＺ軸モータ26（第１図参照）が配設されている。更に
前記主軸に装着された工具２の先端と対向する位置に
は、被加工物２が載置されるXYテーブル（図示せず）が
前記主軸の軸線と直交する方向に移動可能に設けられ、
Ｘ軸モータ22及びＹ軸モータ24（第１図参照）により任
意の位置に移動される。

第１図に示すように、前記主軸モータ20、Ｘ軸モータ2
2、Ｙ軸モータ24、及びＺ軸モータ26は、コンピュータ
（図示せず）の中央演算処理装置（以下CPUという）28
に接続され、そのCPU28には各種データを入力するため
のキーボード30が接続されている。また、該CPU28に
は、各種制御プログラム等が記憶されたROM32及び前記
キーボード30から入力されたデータ等が記憶されるRAM3
4が接続されている。

本実施例は以上のように構成され、最終加工形状が円形
のポケット加工を行う場合を例にあげてそのデータ作成
方法及び加工方法を第２図のフローチャートに従って説
明する。

工作機械の電源スイッチ（図示せず）が投入され、所望
の加工を行うために各データの入力待機状態において、
まずCPU28はステップS1の判定を実行し、最終加工形
状、その加工の中心位置Ｃ、切削幅Ｋ及び加工に使用す
る工具の径Ｄ等の加工に必要な全てのデータがキーボー
ド30より入力されたか否かの判定を行う。

前記ステップS1において全てのデータが入力されたと判
定すると、次にステップS2を実行し、第３図に示すよう
に、最終加工形状の最外周から加工を行ったと仮定し
て、設定された切削幅Ｋ（例えば75％）ずつ中心位置Ｃ
（0,100）に向って工具２（例えば工具径Ｄ＝80）を移
動したデータ（x,y）を作成する。

尚、この時実際の工具２の移動量Ａは、 Ａ＝Ｄ×K/100 で表される。

すなわちこの時作成するデータは、Ｘ座標を一定として
Ｙ軸方向にのみ工具２を移動したと仮定して作成し、設
定された最終加工形状のデータに基いて最終加工形状の
最外周を加工する際の工具２の最外周位置ａ（100,15
0）を演算してRAM34の所定のエリアに記憶させる（第４
図参照）。

次に工具２を中心位置Ｃ（100,0）に向って前記切削幅
Ｋに基いて所定量Ａだけ移動したと仮定し、該工具２の
最外周位置Ｂ（100,90）を前述と同様にして記憶させ
る。

更に同様にして工具２の最外周位置ｃ（100,30）を記憶
させる。

この時CPU28は、前記ステップS2において各データa,b,c
・・・を記憶させる毎にステップS3の判定を行い、工具
２の移動方向のデータ［この場合ｄ（100,−30）］のＹ
座標が０以下となったか否かを判定し、０以下と判定す
るまで前記ステップS2を繰返す。

そして前記ステップS3においてＹ座標が０以下になった
と判定すると、ステップS4を実行し、そのデータｄ（10
0,−30）の直前に記憶させたデータｃ（100,30）のＹ座
標に基いて中心位置Ｃ（100,0）から該データｃ（100,3
0）までの距離Ｂを演算する。

次にステップS5を実行し、前記距離Ｂの２倍値が工具径
Ｄ以下か否かの判定を行うことにより、最内周で加工す
るべき加工量2Bが工具径Ｄ以下か否かの判定を行う。

前記ステップS5において2B≦Ｄと判定すると、ステップ
S6を実行し、第５図に示すように、工具２の中心が最終
加工形状の中心位置Ｃ（100,0）に対向するようにＸ軸
モータ22及びＹ軸モータ24を駆動して被加工物１を位置
決めさせ、主軸モータ20及びＺ軸モータ26により主軸を
往動させて工具２を一点鎖線で示す位置12に所定量切込
ませる。次に前記ステップS2において記憶されたデータ
a,bに基いてＹ軸モータ24を作動させて工具２をその軸
線を中心に回転させながら相対的に所定位置15［工具２
の外周がｂ（100,90）に対向する位置］まで移動させ
る。

この時被加工物１には、一点鎖線で示す領域16の加工が
実行される。

次にＸ軸モータ22及びＹ軸モータ24を作動させて工具２
を中心位置Ｃ（100,0）を中心にして被加工物１に対し
て相対的に一円周上を回転移動させることによって、一
点鎖線で示す領域13の加工が実行される。

そして工具２を前述と同様にして所定位置17［工具２の
外周がａ（150,100）に対向する位置］まで移動させる
ことによって、一点鎖線で示す領域18の加工が実行さ
れ、更に工具２を被加工物１に対して相対的に一円周上
を回転移動させることによって、最終加工形状である領
域14の加工が実行される。

すなわちこの時、最終加工形状の最外周において加工さ
れる加工溝幅に相当する加工は、領域13が加工される際
に実行されることになる。

また、前記ステップS5において2B＞Ｄと判定すると、ス
テップS7を実行し、例えば第６図に示すように、工具２
の外周がｃ′（100,50）と対向する位置になるようにＸ
軸モータ22及びＹ軸モータ24を駆動して被加工物１を位
置決めし、前述と同様にして工具２を中心位置Ｃ（100,
0）と偏心した所定位置40に所定量切込ませる。次に工
具２を中心位置Ｃ（100,0）を中心にして被加工物１に
対して相対的に一円周上を回転移動させることによっ
て、一点鎖線で示す領域41の加工が実行される。

更に工具２を所定位置ｂ′（100,110）及びａ′（100,1
70）に移動させて領域42及び最終加工形状である領域44
の加工が実行される。

以上のように本実施例においては設定された切削幅で最
終加工形状の最外周から加工を行ったと仮定して工具の
移動経路データを作成し、そのデータに基いて最終加工
形状の中心側より加工を実行させるようにしたため、例
えば第５図に示すような加工を従来のように中心位置か
ら前記切削幅ずつ実行させた場合と比較して、領域13を
加工させる際に加工時間の短縮を計ることができる。

すなわち従来のように最終加工形状の中心を加工させた
後、設定された切削幅で工具を移動させて次の加工を実
行させると、前記領域13よりも大きな径の加工を実行さ
せるため、加工距離が長くなって当然加工時間も余分に
費すことになる。また、この時本実施例においては、最
外周での加工量が従来の加工量よりも多くなるが、設定
された切削幅よりも大きくなることはないため加工には
何ら影響するものではない。

また、例えば第６図に示すような加工を従来のように実
行させた場合には、中心位置を加工した後工具を前記切
削幅ずつ移動していくと、３回の工具の移動が必要とな
るため、本実施例の場合より工具の移動回数が１回多く
なり、明らかに余分な加工時間を費すことになる。

尚、本実施例においては、ポケット加工の一例として最
終加工形状が円形の加工を例にあげて説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、四角形状若しくは
トラック形状等の加工にも利用できることは言うまでも
ない。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明においては、設定された切削
幅ずつ最終加工形状の中心位置から加工を行った際に最
外周の加工において前記切削幅に満たない加工が最終加
工形状の中心位置側を加工する際に実行されるように工
具の移動経路データを作成すると共に、そのデータに基
いて工具と被加工物との相対移動を制御するようにした
ので、所望の加工を短時間で能率よく行うことができる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した一実施例のブロック図、第
２図は本発明の一実施例の作用を説明するためのフロー
チャート、第３図は工具経路データの作成及び加工開始
位置の判定方法を示す説明図、第４図はデータの記憶内
容を示す概略図、第５図及び第６図は実際の加工方法を
示す説明図、第７図は従来のポケット加工の加工方法を
示す説明図、第８図は被加工物の加工状態を示す断面
図、第９図は従来のポケット加工方法を示す説明図であ
る。 図中、１は被加工物、２は工具、28はCPU、34はRAMであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/4093

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸の先端に装着された工具（２）を一軸
   線を中心に回転させると共に、前記工具（２）を被加工
   物（１）に対して相対的に該工具（２）の半径方向に移
   動させながら加工を行う工作機械において、 設定された切削幅ずつ最終加工形状の中心位置から加工
   を行った際に、最外周の加工において前記切削幅に満た
   ない加工を必要とするか否かを判定する判定手段（28）
   と、 その判定手段（28）により前記切削幅に満たない加工を
   必要とすると判定した時には、その切削幅に満たない加
   工の加工溝幅を演算し、その加工溝幅の加工を前記最終
   加工形状の中心位置側を加工する際に実行した後、前記
   切削幅ずつ加工を実行するように前記工具（２）の移動
   経路データを作成する演算手段（28）と、 その演算手段（28）の演算結果を記憶するための記憶手
   段（34）と、 その記憶手段（34）の記憶内容に基いて被加工物（１）
   と前記工具（２）との相対移動を制御する制御手段（2
   8）と を備えていることを特徴とする工作機械。
2. 【請求項２】前記判定手段（28）は、最終加工形状の最
   外周から前記切削幅ずつ加工を実行するように最外周か
   ら前記中心位置に向って工具（２）を移動したと仮定し
   て、最内周において加工するべき加工形状の直径と工具
   径とを比較することにより前記判定を行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の工作機械。