JPH11179628A

JPH11179628A - Ｎｃ工作機械

Info

Publication number: JPH11179628A
Application number: JP35069197A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kato; 孝一加藤; Makoto Sagara; 誠相良
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＣ工作機械の主軸に装着された切削工具を主
軸から取り外すことなく再研削可能で、必要な切削工具
の数を削減可能なＮＣ工作機械を提供する。【解決手段】被加工物を加工する切削工具としてのボー
ルエンドミルＴを回転させる主軸４５と、ボールエンド
ミルＴと被加工物とを相対移動する制御軸としてのＸ，
Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０と、主軸モータ２３お
よびＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０を駆動制御す
る制御手段としてのＮＣプログラム記憶・解析・指令分
配部３、サーボ制御部１２〜１４、主軸制御部２１と、
回転する研削砥石２を備え、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ
１８〜２０の駆動によってボールエンドミルＴと相対的
に移動可能な研削ヘッド１１とを有し、サーボモータ１
８〜２０の位置制御および主軸モータ２３の回転位置制
御を同期して行い、ボールエンドミルＴの切刃を再研削
する再研削制御モードを有するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削工具の再研削
が可能なＮＣ工作機械および切削工具の再研削方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】金型の自由曲面の加工には、たとえば、
切削工具としてボールエンドミルを使用したマシニング
センタが使用され、ボールエンドミルを主軸の駆動によ
って回転させ、各制御軸を駆動して非加工物である金型
とボールエンドミルとを相対移動させながら切削加工を
行なう。一般的に、上記のようなボールエンドミルによ
る金型の切削加工は、加工に長時間を要するものであ
り、その加工中にはボールエンドミルの切刃に摩耗や損
傷が発生する。ボールエンドミルの切刃に摩耗や損傷が
発生した状態では、金型の被切削面の状態が悪化した
り、ばらつく。このため、従来においては、マシニング
センタの有する自動工具交換のためのオートツールチェ
ンジャ（ＡＴＣ）マガジンに同じタイプの未使用状態の
ボールエンドミルを複数本ストックしておき、一定期間
加工に使用されたボールエンドミルを定期的にＡＴＣマ
ガジンにストックされた新しいボールエンドミルに交換
しながら、金型の切削加工を行なっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、すべて
の工具について、ＡＴＣマガジンに未使用状態の工具を
ストックするには、ＡＴＣマガジンに大きな容量が必要
となるという問題がある。また、ＡＴＣマガジンに多数
の工具をストックしておくため、工具にかかるコストも
増大するという不利益もある。さらに、ボールエンドミ
ルの精密な再研削は、技術的に難しく非常にコストがか
かるという不利益もある。その上、未使用状態の工具を
交換する毎に、工具接合部と工具の位置関係が変動し、
芯振れ等が発生し、加工精度を継続的に保持できないと
いう不利益もある。

【０００４】本発明は、かかる従来の不利益に鑑みてな
されたものであって、ＮＣ工作機械の主軸に装着された
切削工具を主軸から取り外すことなく再研削可能で、必
要な切削工具の数を削減可能なＮＣ工作機械を提供する
と共に加工精度を持続的に保持することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のＮＣ工作機械
は、被加工物を加工する切削工具を回転させる主軸と、
前記切削工具と前記被加工物とを相対移動する制御軸
と、前記主軸および制御軸を駆動制御する制御手段と、
回転する研削砥石を備え、前記制御軸の駆動によって前
記切削工具と相対的に移動可能な研削ヘッドとを有し、
前記制御手段は、前記制御軸の位置制御および前記主軸
の回転位置制御を同期して行い、前記切削工具の切刃を
再研削する再研削制御モードを有する。

【０００６】前記切削工具の切刃は、逃げ面とすくい面
とを有し、前記研削砥石は、逃げ面を再研削する逃げ面
用研削面とすくい面を再研削するすくい面用研削面とを
有する。

【０００７】前記逃げ面とすくい面とは、３次元曲面か
らなる。

【０００８】前記研削ヘッドは、前記被加工物が設置さ
れるテーブル上の所定の位置に設置されている。

【０００９】前記制御手段の再研削制御モードは、前記
切削工具を前記研削砥石の所定の位置に位置決めし、前
記研削砥石が前記切削工具の切刃の逃げ面およびすくい
面に対して所定の軌跡を描くように、前記制御軸の位置
および前記主軸の回転位置の制御を行なう。前記制御手
段は、再研削制御モードを前記切削工具の切削時間が所
定の時間を経過すると起動させる。

【００１０】前記切削工具は、ボールエンドミルからな
り、前記研削砥石は、円錐面を有する回転体からなり、
前記円錐面が逃げ面用研削面であり、回転軸に対して直
交する一端面がすくい面用研削面である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のＮＣ工作
機械の一実施形態を示す説明図であって、マシニングセ
ンタの一例を示す構成図である。図１に示すマシニング
センタは、いわゆる門型のマシニングセンタであって、
門型のコラム３８の各軸によって両端部を移動可能に支
持されたクロスレール３７に、クロスレール３７上を移
動可能に支持された可動部材４４を介して主軸４５が鉛
直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。

【００１２】可動部材４４には、水平方向にクロスレー
ル３７内を通じて図示しない雌ねじ部が形成されてお
り、これにボールねじ４１がねじ込まれている。ボール
ねじ４１の端部には、Ｙ軸サーボモータ１９が設けられ
ており、ボールねじ４１はＹ軸サーボモータ１９によっ
て回転駆動される。ボールねじ４１の回転駆動によっ
て、可動部材４４はＹ軸方向に移動可能となり、これに
よって主軸４５のＹ軸方向の移動が行われる。

【００１３】さらに、可動部材４４には、鉛直方向に図
示しない雌ねじ部が形成されており、これにボールねじ
４２がねじ込まれている。ボールねじ４２の端部には、
Ｚ軸サーボモータ２０が設けられている。Ｚ軸サーボモ
ータ２０によってボールねじ４２が回転駆動され、これ
により可動部材４４に移動可能に設けられた主軸４５の
Ｚ軸方向の移動が行われる。

【００１４】主軸４５内には、主軸モータ２３が内蔵さ
れ、主軸モータ２３は、主軸４５の先端に設けられるボ
ールエンドミルなどの工具（以下、ボールエンドミル）
Ｔを回転駆動する。主軸４５の下方には、Ｘ軸テーブル
３５がＸ軸方向に移動可能に設けられており、Ｘ軸テー
ブル３５には、ボールネジおよび雌ねじ等から構成され
る送り機構を介してＸ軸サーボモータ１８が接続されて
いる。Ｘ軸テーブル３５は、Ｘ軸サーボモータ１８の回
転駆動によってＸ軸方向の移動が行われる。

【００１５】なお、上記のＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１
８、１９、２０、主軸モータ２３の駆動制御は、後述す
るＮＣ装置１によって行われる。また、門型コラム３８
には、図示しない雌ねじ部がそれぞれ形成されており、
これにねじ込まれるボールねじ３２ａをクロスレール昇
降用モータ３２によって回転駆動することによりクロス
レール３７は昇降する。さらに、ボールエンドミルＴは
自動工具交換装置（ＡＴＣ）３９によって種々のものに
交換可能になっており、各種アタッチメントの交換も自
動交換装置（ＡＡＣ）４０によって種々のものに交換可
能になっている。

【００１６】ここで、図２は、ボールエンドミルＴの一
例を示す説明図であって、（ａ）はボールエンドミルＴ
の先端部を示す図であり、（ｂ）は側面図である。図２
に示すボールエンドミルＴは先端部に切刃Ｔ１が２枚形
成されている。切刃Ｔ１は、すくい面Ｔ２と逃げ面Ｔ３
とを有している。

【００１７】すくい面Ｔ２は、ボールエンドミルＴの回
転軸に沿う方向に形成された所定のすくい角を有する曲
面からなる。このすくい面Ｔ２は、被加工物を削り取る
面であるため、構成刃先が形成されやすい。

【００１８】逃げ面Ｔ３は、ボールエンドミルＴの回転
軸に関して対称にＳ字状に形成された曲面からなる。こ
の逃げ面Ｔ３は、被加工物に当接するため、摩耗しやす
く、逃げ面Ｔ３が摩耗していくと、逃げ面Ｔ３と被加工
物との間に傾斜角度が減少し、摩擦抵抗が大きくなるた
め好ましくない。

【００１９】ボールエンドミルＴを矢印Ａの方向に回転
させながら、金型等の被加工物を切削加工すると、すく
い面Ｔ２および逃げ面Ｔ３が徐々に摩耗したり、すくい
面Ｔ２に構成刃先が形成されたりする。このため、すく
い面Ｔ２および逃げ面Ｔ３を再研削をする必要がある。
再研削とは、切削工具の一度研削加工を行なった面を再
度研削することをいう。切削工具の摩耗や欠けを除去す
る目的で、性能を維持するための研ぎ直しである。

【００２０】本実施形態に係るマシニングセンタでは、
図３に示すように、Ｘ軸テーブル３５上に設置された研
削ヘッド１１に内蔵された研削砥石によってボールエン
ドミルＴの再研削可能となっている。図３に示すよう
に、Ｘ軸テーブル３５の端部に設置された研削ヘッド１
１は、ボールエンドミルＴに対してＸ，Ｙ，Ｚ軸の任意
の位置に位置決め可能となっている。

【００２１】図４は、研削砥石の一例を示す説明図であ
る。図４において、研削砥石２は、円錐面２ａを有し回
転軸Ｏ方向の断面が台形形状の回転体からなる。研削砥
石２は、支持軸３７を介して研削砥石用モータ３６に連
結されており、回転軸ＯがボールエンドミルＴの回転軸
に直交する方向に支持されている。

【００２２】研削砥石２を研削砥石用モータ３６によっ
て高速回転しながら研削砥石２とボールエンドミルＴと
を３次元的に相対移動することによって、ボールエンド
ミルＴの再研削を行なう。

【００２３】具体的には、ボールエンドミルＴのすくい
面Ｔ２の再研削は、たとえば、図５に示すような方法に
よって行なう。図５において、回転軸Ｏを中心に回転す
る研削砥石２の端面２ｂをボールエンドミルＴのすくい
面Ｔ２に対して当接する位置に位置決めする。そして、
すくい面Ｔ２と研削砥石２の端面２ｂとを当接させて矢
印の方向に所定の送り速度で相対移動させながら、ボー
ルエンドミルＴをθ方向に同期させて回転させる。すな
わち、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に制御軸を駆動しながら、この
移動に合わせて主軸モータ２３の回転制御も行なう。こ
れによって、すくい面Ｔ２に構成刃先などが形成されて
いても、これが再研削されて除去される。

【００２４】一方、ボールエンドミルＴの逃げ面Ｔ２の
再研削は、たとえば、図６に示すような方法によって行
なう。図６において、回転軸Ｏを中心に回転する研削砥
石２の円錐面２ａをボールエンドミルＴの一方の逃げ面
Ｔ３に対して当接する位置に位置決めする。なお、研削
砥石２の円錐面２ａの傾斜角度αは、ボールエンドミル
Ｔの逃げ面Ｔ２の曲面に略沿う角度となっている。そし
て、逃げ面Ｔ３と研削砥石２の円錐面２ａとを当接させ
た状態で矢印の方向に所定の送り速度で相対移動させな
がら、ボールエンドミルＴをθ方向に同期させて回転さ
せる。すなわち、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に制御軸を駆動しな
がら、この移動に合わせて主軸モータ２３の回転制御も
行なう。ボールエンドミルＴをθ方向に同期させて回転
させるのは、ボールエンドミルＴの逃げ面Ｔ３がＳ字状
にカーブしているからである。これによって、摩耗して
崩れた逃げ面Ｔ３の形状が補正されることになる。

【００２５】図７は、上記構成のマシニングセンタを制
御するＮＣ装置の一実施形態を示す構成図である。図７
において、ＮＣ装置１は、ＮＣプログラム記憶・解析・
指令分配部３と、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２，１
３，１４と、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボドライバ１５，１６，
１７と、主軸制御部２１と、主軸ドライバ２２と、研削
用モータ制御部３０と、研削砥石用モータドライバ３１
と、同期信号発生部５１とを有している。

【００２６】Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボドライバ１５，１６，
１７には、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８，１
９，２０が接続されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ
１８，１９，２０には、例えば光学式のロータリエンコ
ーダなどの回転位置検出器１８ａ，１９ａ，２０ａが備
わっている。主軸用ドライバ２２には、主軸モータ２３
が接続されている。主軸モータ２３には、例えば光学式
のロータリエンコーダなどの回転位置検出器２３ａが備
わっている。研削用モータドライバ３１には、研削用モ
ータ３６が接続されている。研削用モータ３６の回転速
度を検出する、たとえばタコジェネレータなどの回転速
度検出器３６ａが備わっている。

【００２７】ＮＣプログラム記憶・解析処理・指令分配
部３は、加工のためのＮＣプログラムを記憶し、これを
解析（解読）処理して軌跡データを各制御軸の移動すべ
き位置指令に変換し、これをＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部
１２〜１４に分配する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２
〜１４に対する位置指令ｒ_x，ｒ_y，ｒ_zは、所定時間
当たりの移動量として順次出力される。この移動量は、
例えばパルス量として与えられる。また、主軸制御部２
１に対しては、ＮＣプログラムで指定された主軸モータ
２３の回転速度に相当する速度指令ωs を出力する。上
記の機能は、一般的なＮＣ装置に通常的に備わった機能
である。また、ＮＣプログラムは、一般的には、ＣＡＤ
システムや自動プログラミングシステムによって作成さ
れ、所定の記憶媒体を介して、または、通信手段によっ
てＮＣ装置１にダウンロードされる。

【００２８】また、ＮＣプログラム記憶・解析処理・指
令分配部３は、ボールエンドミルＴの再研削用のＮＣプ
ログラムを保持しており、再研削用のＮＣプログラムを
解読した場合には、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１
４に対して位置指令ｒ_x，ｒ _y，ｒ_zを出力するととも
に、主軸制御部２１に対しては回転位置指令θs を出力
する。また、ＮＣプログラム記憶・解析処理・指令分配
部３は、研削用モータ制御部３０に対して、ボールエン
ドミルＴの再研削の際に研削砥石２の必要な回転数に相
当する速度指令ωm が出力される。さらに、ＮＣプログ
ラム記憶・解析処理・指令分配部３は、同期信号発生部
５１に対して起動信号３ｓを出力する。

【００２９】Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４は、
位置ループ、速度ループおよび電流ループから構成され
る。位置ループは、たとえば、各制御軸の位置指令（移
動量）を受けて、これらの移動量と各サーボモータ１８
〜２０の回転位置を検出する回転位置検出器１８ａ〜２
０ａからの位置フィードバック信号との偏差に比例動作
を施して（位置ループゲインをかける）、これを速度ル
ープに対する速度指令として出力する。速度ループは、
たとえば、前記速度指令と回転位置検出器１８ａ〜２０
ａからの位置フィードバック信号のサンプリング時間毎
の差分値（速度フィードバック信号）との偏差に比例動
作および積分動作を施してトルク指令とし、これを電流
ループに出力する。電流ループは、たとえば、各サーボ
モータ１８〜２０の駆動電流から換算した各サーボモー
タ１８〜２０の出力トルク信号と上記トルク指令との偏
差に比例動作を施して電流指令Ｉc とし、これをサーボ
ドライバ１５〜１７に所定の電気信号に変換して出力す
る。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４は、本実施形
態ではソフトウエアによって実現されるが、ハードウエ
アによっても実現可能である。

【００３０】Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボドライバ１５〜１７
は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４からの電流指
令Ｉc を増幅した駆動電流をＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ
１８〜２０に出力する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８
〜２０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボドライバ１５〜１７駆動
電流に応じて駆動される。

【００３１】Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０に備
わった回転位置検出器１８ａ〜２０ａは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸
サーボモータ１８〜２０の回転量に応じた検出パルスを
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４に対して出力す
る。回転位置検出器１８ａ〜２０ａとしては、例えば、
インクリメンタル方式のロータリエンコーダまたはアブ
ソリュート方式のロータリエンコーダを用いることがで
きる。インクリメンタル方式のロータリエンコーダを用
いた場合には、当該ロータリエンコーダは１回転毎の位
置信号を回転パルス信号として出力することから、回転
パルス信号の数をＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４
において管理することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモー
タ１８〜２０の絶対位置が管理できる。

【００３２】主軸制御部２１は、位置ループ、速度ルー
プおよび電流ループを有しており、通常の加工時には、
速度ループおよび電流ループによって、ボールエンドミ
ルＴの速度制御を行なう。また、主軸制御部２１は、ボ
ールエンドミルＴの研削時には、位置ループ、速度ルー
プおよび電流ループによって、ボールエンドミルＴの回
転位置制御を行なう。したがって、ボールエンドミルＴ
を任意の回転位置に位置決めすることが可能である。主
軸用ドライバ２２は、主軸制御部２１からの電流指令Ｉ
s を増幅した駆動電流を主軸モータ２３に出力する。主
軸モータ２３は主軸用ドライバ２２からの駆動電流に応
じて駆動される。

【００３３】主軸モータ２３に備わった回転位置検出器
２３ａは、主軸モータ２３の回転量に応じた検出パルス
を主軸制御部２１に対して出力する。主軸制御部２１
は、回転位置検出器２３ａの検出パルスからボールエン
ドミルＴの回転量を取得し、単位時間当たりの検出パル
スの差分値からボールエンドミルＴの回転速度を取得す
る。

【００３４】同期信号発生部５１は、ＮＣプログラム記
憶・解析処理・指令分配部３からの起動信号３ｓを受け
て、同期信号５１ｓをＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜
１４および主軸制御部２１に対して出力するＸ，Ｙ，Ｚ
軸サーボ制御部１２〜１４および主軸制御部２１は、こ
の同期信号５１ｓに同期して電流指令Ｉc およびＩs を
各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボドライバ１５〜１７、主軸用ドラ
イバ２２に出力する。これにより、ボールエンドミルＴ
の再研削モード時には、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータ１８〜２０
と主軸モータ２３とは常に同期して駆動されることにな
る。

【００３５】以上のような構成により、通常の加工モー
ドでは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０の回転位
置制御および主軸モータ２３の速度制御が可能となる。
また、ボールエンドミルＴの再研削モードでは、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０および主軸モータ２３
の回転位置制御が常に同期した状態で可能となる。した
がって、ボールエンドミルＴのすくい面Ｔ２および逃げ
面Ｔ３を研削するためのＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８
〜２０および主軸モータ２３の軌跡制御が可能となる。

【００３６】図７に示したＮＣ装置１の各機能は、たと
えば、図８に示すような構成のハードウエアによって実
現される。図８において、マイクロプロセッサ４１は、
ＲＯＭ（Read Only Memory) ４２、ＲＡＭ（Random Acc
ess Memory) ４３、インターフェース回路４４，４５，
４６、グラフィック制御回路４７、表示装置４８、キー
ボード４９、ソフトウエアキー５０等とバスを介して接
続されている。マイクロプロセッサ４１は、ＲＯＭ４２
に格納されたシステムプログラムにしたがって、ＮＣ装
置１全体を制御する。

【００３７】ＲＯＭ４２には、上記したＮＣプログラム
記憶・解析・指令分配部３、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部
１２〜１４、主軸制御部２１などを実現するプログラム
や、ＮＣ装置１全体を制御するためのプログラムが格納
される。ＲＡＭ４３は、ＲＯＭ４２に格納されたプログ
ラムがダウンロードされたり、各種のＮＣプログラム、
データなどが格納される。

【００３８】グラフィック制御回路４５は、ディジタル
信号を表示用の信号に変換し、表示装置４６に与える。
表示装置４６には、例えば、ＣＲＴ表示装置や液晶表示
装置が使用される。表示装置４６は、ソフトウェアキー
５０またはキーボード４９を用いて作業者が対話形式で
加工プログラムを作成していくときに、形状、加工条件
および生成された加工プログラム等を表示する。作業者
は、表示装置４８に表示される内容（対話形データ入力
画面）にしたがってデータを入力することができる。表
示装置４８の画面には、その画面で受けられる作業また
はデータがメニュー形式で表示される。メニューのうち
どの項目を選択するかは、メニューの下のソフトウエア
キー５０を押すことにより行う。キーボード４９は、Ｎ
Ｃ装置１に必要なデータを入力するのに使用される。な
お、作業者は、ソフトウエアキー５０またはキーボード
４９によって、ボールエンドミルＴの再研削モードを起
動することができる。

【００３９】インターフェース回路４４は、マイクロプ
ロセッサ４１から出力された位置指令等の指令を所定の
信号に変換してＸ〜Ｚ軸サーボドライバ１５〜１７に出
力する。インターフェース回路４５は、マイクロプロセ
ッサ４１から出力された主軸モータに対する速度指令ω
s または回転位置指令θs 等の指令を所定の信号に変換
して主軸ドライバ２２に出力する。インターフェース回
路４６は、マイクロプロセッサ２１から出力された速度
指令等の指令を所定の信号に変換して研削モータ用ドラ
イバ３１に出力する。また、インターフェース回路は４
４，４５，４６、回転位置検出器１８ａ〜２０ａ，２３
ａ、回転速度検出器３６ａからの検出パルスを逐次カウ
ントし、このウント値をマイクロプロセッサ４１に出力
する。

【００４０】ここで、上記のように構成されるマシニン
グセンタおよびこれを制御するＮＣ装置の動作の一例に
ついて説明する。通常の加工モード時には、ＮＣプログ
ラム記憶・解析処理・指令分配部３にダウンロードされ
た加工用のＮＣプログラムの指令内容にしてがって、Ｘ
軸テーブル３５に設置された例えば、金型等の被加工物
をボールエンドミルＴによって加工する。

【００４１】ボールエンドミルＴによる加工がある程度
経過すると、ボールエンドミルＴのすくい面Ｔ２には構
成刃先が形成されたり、逃げ面Ｔ３は摩耗が生じたりす
る。そこで、ボールエンドミルＴの再研削モードが起動
される。ボールエンドミルＴの再研削モードは、たとえ
ば、ＮＣ装置１に内蔵されたタイマによって、ボールエ
ンドミルＴの使用時間が所定の時間を経過したら起動さ
れる構成とすることができる。また、作業者によっても
ボールエンドミルＴの再研削モードを起動することがで
きる。

【００４２】ボールエンドミルＴの再研削モードが起動
されると、ＮＣプログラム記憶・解析処理・指令分配部
３に記憶された再研削用のＮＣプログラムにしたがっ
て、マシニングセンタおよび研削ヘッド１１が制御され
る。具体的には、ボールエンドミルＴの再研削モードが
起動されると、ＮＣプログラム記憶・解析処理・指令分
配部３は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４に、主
軸に装着されたボールエンドミルＴに対して研削砥石２
を所定の位置に位置決めする指令を出力する。これによ
って、Ｘ軸テーブル３５の一端に設けられた研削ヘッド
１１は、ボールエンドミルＴの近傍まで移動し、研削砥
石２とボールエンドミルＴとの位置決めが行なわれる。

【００４３】次いで、ＮＣプログラム記憶・解析処理・
指令分配部３は、同期信号発生部５１に起動信号３ｓを
出力し、同期信号発生部５１は同期信号５１ｓを出力す
る。また、ＮＣプログラム記憶・解析処理・指令分配部
３は、研削用モータ制御部３０に対して、研削砥石２の
周速を一定にする速度指令ωm を出力する。これによ
り、研削砥石２が一定の速度で回転する。

【００４４】次いで、ＮＣプログラム記憶・解析処理・
指令分配部３は、図５および図６において説明したボー
ルエンドミルＴのすくい面Ｔ２および逃げ面Ｔ３の再研
削を行なうための位置指令ｒｘ，ｒｙ，ｒｚおよび回転
位置指令θs をＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４お
よび主軸制御部２１に対して逐次出力するこのとき、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４および主軸制御部
２１は、同期信号５１ｓによって常に同期した電流指令
Ｉc およびＩs を出力している。このため、ボールエン
ドミルＴは回転しながら、ボールエンドミルＴと研削砥
石２とは相対移動し、ボールエンドミルＴと研削砥石２
との接触部は、曲面からなるすくい面Ｔ２および逃げ面
Ｔ３を研削するための軌跡を正確に描くことになる。こ
の結果、すくい面Ｔ２および逃げ面Ｔ３の再研削が行な
われる。

【００４５】以上のように、本実施形態によれば、ボー
ルエンドミルＴによる加工中に、ボールエンドミルＴを
主軸４５から取り外すことなくボールエンドミルＴのす
くい面Ｔ２および逃げ面Ｔ３を再研削することが可能と
なる。すなわち、マシニングセンタの各制御軸を主軸４
５に取り付けられたボールエンドミルＴと研削砥石２と
の相対移動のために用いるとともに、主軸モータ２３の
回転位置制御を可能としたことにより、ボールエンドミ
ルＴのすくい面Ｔ２および逃げ面Ｔ３の再研削が容易に
行なうことができる。このため、ＡＴＣマガジン３９に
多くの未使用状態のボールエンドミルＴをストックする
必要がなく、ＡＴＣマガジン３９の容量を抑制できる。
また、ＡＴＣマガジンに多数のボールエンドミルＴをス
トックする必要がないため、ボールエンドミルＴにかか
るコストを抑制できる。さらに、ボールエンドミルＴの
再研削にかかるコストを抑制することができる。また、
本実施形態のマシニングセンタおよびＮＣ装置は、既存
のマシニングセンタおよびＮＣ装置に研削ヘッド１１を
設け、ＮＣ装置のソフトウェアを追加すれば実現できる
ため、実施が容易であり、コストも抑制できる。

【００４６】なお、上述の実施形態では、ＮＣ装置１内
に、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４と、主軸制御
部２１と、研削用モータ制御部３０とが共存する構成と
したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４と、主軸制御部２１
と、研削用モータ制御部３０とは別々に設けることも可
能である。この場合には、これらの総合的な制御を行な
う新たなコントローラを設けることにより、上述の実施
形態と同様の動作を行なわせることができる。

【００４７】また、本実施形態では、研削ヘッド１１と
ボールエンドミルＴとの相対移動をマシニングセンタの
有するＸ，Ｙ，Ｚ軸からなる制御軸によって行なう構成
としたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、研
削ヘッド１１が３軸方向に移動する制御軸を有している
構成とすることも可能である。さらに、本実施形態で
は、マシニングセンタとして門型のマシニングセンタの
場合について説明したが、これに限らず、横型のマシニ
ングセンタでも同様の構成とすることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、切削工具を主軸から取
り外すことなく切削工具の再研削することが可能とな
る。このため、ＡＴＣマガジンに多くの未使用状態の切
削工具をストックする必要がなく、ＡＴＣマガジンの容
量を抑制できる。また、ＡＴＣマガジンに多数の切削工
具をストックする必要がないため、切削工具の購入や維
持管理にかかるコストを抑制できる。さらに、切削工具
の再研削にかかるコストを抑制することができる。その
上、切削工具を主軸から、取り外すことがないため、最
初に設定した加工精度を持続的に保持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＮＣ工作機械の一実施形態を示す構成
図である。

【図２】ボールエンドミルの構造の一例を示す説明図で
ある。

【図３】図１に示すマシニングセンタのＸ軸テーブル付
近の斜視図である。

【図４】ボールエンドミルを再研削する研削砥石の形状
の一例を示す説明図である。

【図５】ボールエンドミルのすくい面を再研削する方法
の一例を説明するための図である。

【図６】ボールエンドミルの逃げ面を再研削する方法の
一例を説明するための図である。

【図７】本発明のＮＣ工作機械を制御するＮＣ装置の内
部構成の一例を示す説明図である。

【図８】図７に示すＮＣ装置のハードウェア構成の一例
を示す説明図である。

【符号の説明】１…ＮＣ装置２…研削砥石３…ＮＣプログラム記憶・解析・指令分配部１２〜１４…Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部２１…主軸制御部３０…研削用モータ制御部５１…同期信号発生部Ｔ…ボールエンドミルＴ２…すくい面Ｔ３…逃げ面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を加工する切削工具を回転させる
主軸と、前記切削工具と前記被加工物とを相対移動する制御軸
と、前記主軸および制御軸を駆動制御する制御手段と、回転する研削砥石を備え、前記制御軸の駆動によって前
記切削工具と相対的に移動可能な研削ヘッドとを有し、前記制御手段は、前記制御軸の位置制御および前記主軸
の回転位置制御を同期して行い、前記切削工具の切刃を
再研削する再研削制御モードを有するＮＣ工作機械。
【請求項２】前記切削工具の切刃は、逃げ面とすくい面
とを有し、前記研削砥石は、逃げ面を再研削する逃げ面用研削面と
すくい面を再研削するすくい面用研削面とを有する請求
項１に記載のＮＣ工作機械。
【請求項３】前記逃げ面とすくい面とは、３次元曲面か
らなる請求項２に記載のＮＣ工作機械。
【請求項４】前記研削ヘッドは、前記被加工物が設置さ
れるテーブル上の所定の位置に設置されている請求項１
〜３のいずれかに記載のＮＣ工作機械。
【請求項５】前記制御手段の再研削制御モードは、前記
切削工具を前記研削砥石の所定の位置に位置決めし、前
記研削砥石が前記切削工具の切刃の逃げ面およびすくい
面に対して所定の軌跡を描くように、前記制御軸の位置
および前記主軸の回転位置の制御を行なう請求項２〜４
のいずれかに記載のＮＣ工作機械。
【請求項６】前記制御手段は、再研削制御モードを前記
切削工具の切削時間が所定の時間を経過すると起動させ
る請求項１〜５のいずれかに記載のＮＣ工作機械。
【請求項７】前記切削工具は、ボールエンドミルからな
り、前記研削砥石は、円錐面を有する回転体からなり、前記
円錐面が逃げ面用研削面であり、回転軸に対して直交す
る一端面がすくい面用研削面である請求項２〜６のいず
れかに記載のＮＣ工作機械。