JPS60259361A - 工作物の自動工作機械による加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、前加工や溶接等によって歪んだ１作物に、そ
の歪みに倣うようにして自動工作機械により加工する場
合に、主として適用される加工方法に関する。

従来、前加工や溶接等によって歪みが生じている１作物
の歪み面に直交する端面に、例えば溝を工作機械の自動
運転で加工すると、歪み面から溝までの距離を一定に保
つことができず、歪みが極端に大きい時には、歪みの谷
部に溝が出てしまう場合もあった。

このような不都合を避けるために、個々の工作物につい
てその歪み量を測定してその都痕加ニブログラムを作成
し、そのプログラムに基づいて加工することが行われて
いるが、加ニブログラムの作成に時間がかかり、作業能
率が低い不満がある。

本発明の目的は、工作物に歪みがあっても、その歪み面
に近似的に倣うようにしてこれを自動運転で能率的に加
工することができる、自動工作機械によるＬ作物の加工
方法の提供にある。

本発明は、上記の目的を、主軸に装着された測定部を［
作物の歪み面の近くに設定された基準線に治って動かす
メイン動作と、上記基準線の始端から終端までの間に設
定された複数の各測定起点から上記工ｆ１物の歪み面に
向って測定子を動かし、測定子が歪み面を感知したら元
の測定起点に測定子を戻させるブランチ動作とを、自動
工作機械の制御装置に組み込まれた記憶装置に記憶させ
、上記制御装置の指令によって測定子に上記メイン動作
とブランチ−動作を交ｎに行、ｂせて、上記各測定起点
【Ｊ対応づる歪み面を検出した後、上記主軸に［具を装
置し、上記で検出された上記各歪み面位置に対する加工
装置を制御装置で算出し、互いに隣り合う歪み面位置に
それぞれ対応する加工位置の間を、二［只に補間移動さ
せて工作物を加工することにより達成しＩＣものである
。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、本発明の実施に用いられる自動Ｉｆｆ機械の概要
を第１図と第２図により説明すると、符号１はベッドで
ある。このベッド１の上には」ラム２とテーブル３が設
けられ、また］ラム２には、主軸モータ４によって回転
せしめられる主軸５が設けられている。主軸５は、これ
に装着された工具（図示省略）によってテーブル３上の
工作物６を加工し、また測定子７により後で述べるよう
に歪み面位置を検出するもので、Ｘ軸駆動モータ８によ
りＸ軸（左右）方向に、またＹ軸駆動モータ９によりＹ
軸（上下）方向に、さらにＸ軸駆動モータ１０によりＺ
軸（前後）方向に勅がされるように構成されている。

また、符号１１は制御装置（バルブメモリ）であり、図
のものはテープ１２による指令を各モータ４，８等に伝
えて自動運転にて工作物６を加工し、また工具の交換等
を周知のように行うもので、測定子７から発せられた検
出信号を検出（接触）信号検出回路１３を介して受けら
れるようになっている。この制御装置１１は、中央演算
処理装置（以下、ＣＰＵと略記する）１４と記憶装置１
５のほかに、補間器１６を有する。この補間器１６は、
フィードパルスの入力毎に内部演算を行なって補間パル
スを出力する関数発生器１７と、この関数発ｉ＋器１７
から出力される補間パルスの指令人力とフィードバック
入力の偏差に応じてサー４（装置制御のだめの出カバタ
ーンを発住させる位置制御器１８．１９．２０とから成
り、フィードｌ（ルス入力により、９−水装置を制御す
るための出カバターンを発生さ往る構成とされている。

また２１はアンドゲートであって、測定子７から出され
た検出信号が検出信号検出回路１３を介してＣＰＵ１４
［勺えられると閉じて、それまでフィードパルスによっ
て作動けしめられていた駆動モータ８，９．１０を停］
［さＩるようになっている１゜次に、Ｉ前記の、Ｊ、）
に構成された自動工作機械にＪ、−〕で、四角形状を？
する枠状］二作物６の断面（端面）６ｂに溝加工を施こ
す場合について第３図ないし第９図を参照して説明する
。

本発明の加工方法は、？ｆＪ準備としてなづ゛歪み面位
置検出（第８図〉と、この位置検出で得られたデータに
基づく実際の切削加工（第９図）とに大別される。

まず、前準備の歪み面位置１．−＋、Ｌｚ・・・しｎの
検出について述べると、１作動物６の歪み而６ａ（１’
−の真白平面でなく、凹凸曲面を有する面）の近くに上
下（鉛直）方向の基準線Ｎ＋　、Ｎ３と、左右（水平）
方向の基準線Ｎ２　、Ｎ４を設定し、それらの基準線に
沿って、主軸５に装着されている測定子７を動かす動作
（以下メイン動作という）と、上記基準線上に複数の測
定起点に＋□〜）（ｎを定め、しれらの各測定起点から
歪み面６ａに向けて測定子７を動かし、また元の測定起
点に測定子７を戻す動作（以下ブランチ動作という）、
及び測定値の補正間とを、記憶装置１５に記憶させる。

上記メイン動作とブラング−動作は工作物６の種類が同
一の場合には共通のものとして変えることなく利用する
。

上記測定値の補正は、第７図を例にとると、主軸５の中
心Ｏに対する測定子７の中心０１の偏心＠（ｄ＋、ｄ２
）と、測定子７の測定部半径ｄの２点でなす。なお、こ
の補正量は、同一の測定子７に一ついては工作物６の種
類にかかわらｆ、一度登録するだけでＪ、い、、互いに
隣り合う測定起点間の距離（よ、［作物Ｇの種類や予想
される歪み量、あるいｆＪ、　：ｌｉめらｔする加工粘
度等を勘案して定める。

通常、測定起点間の距ｍｌ　ＬＬ等間隔にづるが、秀間
隔に割り切れない場合、自動Ｔ作機械が扱う最小軸移動
単位以下（普通の自動Ｔ作機械ではｏ、ｏｏｉｍ１１１
以下）の剰余弁は測定起点の最終区間に加算（減算）調
整する。

歪み面位ｖＬ、、＋、Ｌ２・・・［ｎはの検出は、上記
のようにして上記記！装＠１５に記憶させたデータをも
とに自動Ｔ作機械を作動さゼて行なう。

？ｉな、りら、測定子７を主軸５に装着し、これを測定
開始位置５（Ｋ１）につける。なお、測定子は、通常、
ｒ具収納ドラム（図示省略）に工具と同様に収納されで
おり、歪み面計測時に自動工具交換装置（図示省略）に
て主軸５に装着される。

測定開始位置Ｓについた測定子７は、直ちにブランチ動
作に入り、ノイードパルスによるＸ軸駆動モータ８の作
動によって第３図において左方に移動する。この移動に
よって測定子７が工作物６の歪み而６ａに接触すると、
制御装置１１のＣＰＵ１４へ割込み信号が出力される。

これによりそれまで開いていたアンドゲート２１が閉じ
るので、Ｘ軸駆動モータ８が停止する。この際、上記測
定子７の歪み面６ａに対する接触位置が、位置制御器１
８のＸ軸カウンタの内容をＣＰＬｊ１４のアキ１−ムレ
ータへ転送することによって歪み面位置［１として記憶
される。これが済むとＸ軸駆動モータ８が逆転し、測定
子７を上記測定開始位置Ｓにつけて停止する。このよう
にして測定子７が測定開始位置Ｓに戻ると、今度はＹ軸
駆動モータ９が作動し、基準線ＮＩに沿って測定子７を
メイン動作さ１次の測定起点に２までＹ軸方向に上Ｗさ
せる。

測定子７が測定起点に２に達すると、Ｙ軸駆動モータ９
が停止し、直ちにＸ軸駆動モータ８が作　−動して測定
子７に前記同様のブランチ動作させる。

この作動によって次の歪み面位Ｗ［−２が検出される。

以上、上記の作動を繰り返して各測定起点に対応する歪
み面位置に３・・・）（ｎを検出し、これを記憶装置１
５に記憶さぼる。なお、上記においてＸ軸方向の基準線
Ｎ２．Ｎ、ｌに関しては、メイン動作がＸ＠ｈ向に、ま
たブランチ動作がＹ　４＊　７ｊ向になる。基準線の交
点部分の測定起点に関しては、Ｘ軸方向とＹ軸方向の二
つのブランチ動作がなされる。なおまた、測定子７のブ
ランチ動作によって検出された歪み面位置を記憶装置１
５に記憶させる場合、前記で訂測済みの補正量を加算あ
るいは減算して記憶する。本実施例では使用するメモリ
の容量を低減する目的で、歪み面位置データとして各基
準線で測定子７−が歪み面と接触したときの座標のみを
記憶している。したがって基準線Ｎ＋　、Ｎ３ではＸ軸
座標値が、他の基準線Ｎ２゜Ｎ４ではＹ軸外Ｉｅ、値が
登録される。また、測定部半径ｄ（よ、基準線の種類に
よつ加算又は減算するものである。す４ｒわち、基準線
Ｎ＋、Ｎ４では減算し、基準線Ｎ？　、Ｎ３では加算す
るが、これは測定のための軸移動のｈ向が基準１１ＡＮ
１．Ｎ、ｌでは負方向であり、Ｍ準線Ｎ２　、Ｎ３では
正方向であるこ、とによる。

上記で検出されたデータに基づく工作物６の加［は、次
のようにしてなされる。

すなわち、加工の実行に際しては、歪み面位置Ｌ＋　、
Ｌ２・・・１−ｎの検出に先立って登録されたメイン動
作の基準線９長さと、測定起点の数を利用して登録済み
の歪み面位置のデータを順序よくＸ軸またはＹ軸に振り
分けると同時に、ブランチ動作での移動軸でない軸、例
えば、基準線Ｎ１ではＹ軸を位置決めする。そしてこの
処理において予め記憶１置１５内に設定されるのは、歪
み而６ａと工゛具中心との距１１ｔＤ、及び２本の基準
線の交点部分を中心とする工作物の四隅部の円弧半径Ｒ
である。この二つの諸元はそれぞれ専用のラベルに登録
される。

工作物６の歪み面６ａに交差する加工面６ｂの溝加工は
、主軸５に工具を装着し、加工開始位置（最初の加工位
置）Ｍ＋を算出することから始まる。この加工開始位置
は測定開始イ装置に対応して測定されたｆみ面位置に、
歪み面６ａと１貝中心との距離りを加算したものである
。

Ｆ記の加工開始位置Ｍ１へ工具を位置決めし、加工茶イ
９に対応した回転数で主Ｉｔ＠　５を回転さけ、定めら
れた切削速度で工作物６の深さ方向に、すなわちＺ軸方
向に所要量切込み切削加工を行なう。

次に、十記Ｚ＠ｈ向の１貝位置を保持した状態で、２回
目のブランチ動作で検出された歪み面位置ｌ、に歪み而
６ａと工具中心との距離りを加算しｌ〔加り位置Ｍ２へ
、Ｘ軸、Ｙ軸の動作により、工具を直線補間移動させる
。以下同様にして３番目。

４番目の加工位置Ｍ３・・・Ｍ　ｎを算出し、工具を補
間移動さけて加−［を継続する。基準線が交差する隔部
分においては、ニ一つの加工位置間を円弧半径ＲでＪ貝
を補間移動させる。

なお、上記で（よ歪み面（枠状工作物の内壁面）６ａに
直角に連らなる平らな端面６ｂに対して渦加■する例を
説明したが、歪み面それ自体に溝等を加工する場合にｂ
本発明の加工方法を適用できることＧ、Ｌ言）まぐもな
い。

以上説明したように、本発明においては、測定子で歪み
面のいくつかの点を測定して歪み面位置として登録し、
その位置データをもとに複数の加工位置を算出し、工具
に二つの加工童厘間を補間移動させて加工を行なう構成
となっているため、［作物の歪み面から、常に近似的に
一定の距離の位欝に溝等を加工することができる。また
、歪み面位置の測定動作と加ＩＪＩＩ作を決定する量を
予めパラメータとして記憶装置に登録し、自動的に測定
及び加工動作を行なわせることができるため、歪み方や
寸法の異なる工作物に対しても、従来のようにその都度
側ニブログラムを作成する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する自動工作機械の概略図、第２
図は第１図の自動工作機械に用いられている制御装置の
ブロック図、第３図ないし第５図は、１作物と基準線、
及びメイン動作、ブランチ動作等の関係を示す説明図、
第６図は工作物と歪み面位置及び加工位置等の関係を示
す説明図、第７図は補正量の説明図、第８図は歪み面位
置を測定する場合の手順の一例を示すブロックエ稈図、
第９図は［作物を加［する場合の手順の一例を示すブ［
１ツク■程図である。 ５・・・・・・主軸、６・・・・・・工作物、６ａ・・
・・・・歪み面、１１・・・・・・１ｌＪＩＩＩ装置、
１５・・・・・・記憶装置、Ｎ＋・・・・・・基準線、
Ｋ＋　、に２・・・・・・測定起点、Ｌ＋、”Ｌ２・・
・・・・歪み面上！髄、Ｍ＋　、Ｍ２・・・・・・加工
位置。 出願人　株式会社　新潟鉄Ｔ所 第１図 第３図 第４図　第５図゛ 第６図 Ｌ＋ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主軸に装着された測定子を工作物の歪み面の近くに設定
   された基準線に沿って動かすメイン動作と、上記Ｍ準線
   の始端から終端までの間に設定された複数の各測定起点
   から上記工作物の歪み面に向って測定子を動かし、測定
   子が歪み面を感知したら元の測定起点に測定子を戻させ
   るブランチ動作とを、自動工作機械の制御装装置に組み
   込まれた記憶装置に記憶させ、上記制ｍ＋装置の指令に
   よって測定子に上記メイン動作とブランチ動作を交互に
   行なわせて上記各測定起点に対応する歪み面位置を検出
   した後、上記主軸に工具を装着し、上記で検出された上
   記各歪み面位置に対する加工位置を制御装置で算出し、
   互いに隣り合う歪み面位置にそれぞれ対応する加工位置
   の間を、工具に補間移動を行わせて工作物を加工するこ
   とを特徴とする工作物の自動工作機械による加工方法。