JPS62251041A

JPS62251041A - 数値制御工作機

Info

Publication number: JPS62251041A
Application number: JP9614286A
Authority: JP
Inventors: Haruaki Kubo; 治明久保; Hidemori Kawashita; 英盛川下
Original assignee: Dai Showa Seiki KK
Current assignee: Dai Showa Seiki KK
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1987-10-31
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH06298B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、自動工具交換装置を有した数値制御工作機に
関し、被工作物に微細な穴をあけたり、微小な研磨を行
ったりする場合に利用される。

（従来技術及びその問題点）従来より、マシニングセンタやＣＮＣ旋盤などの数値制
御工作機には、自動工具交換装置が設けられており、種
々の工具を選択して多種類の加工を行ったり、同種の多
数の工具を順次交換して長時間にわたる自動運転を行っ
たりしている。このような従来の工作機においては、自
動工具交換装置により装着される工具が、工作機本体の
主軸や工具台などの所定の加工位置に装着された後、主
軸の回転によってワークを加工するようになっている。

したがって、例えばワークに微細な穴をあけたり、微小
な面取り加工や微小部分の研磨を行ったりする場合であ
っても、主軸を回転させなければならない。そのため、
特別な増速装置を追加しなければ主軸の回転速度以上に
は回転させられず、加工速度が遅い、加工精度が低下す
る、主軸の寿命が短い、主軸のための電力を無駄に消費
するなどといった問題があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述の問題に鑑み、工作機本体の主軸とは別
に高速回転する電動機を内蔵した工具を用い、主軸を回
転させることなく微小な加工を行うようにしたもので、
その技術的手段は、高速回転可能な電動機９を内蔵し該
電動機９に結線するためのコネクタ１１が設けられ自動
工具交換装置４により交換可能に装着される工具４ａと
、前記工具４ａが装着される加工位置において工作機本
体３に設けられ前記コネクタ１１に接続する受けコネク
タ１２と、数値制御装置５からの制御信号を受けて前記
工具４ａに内蔵した電動機９を設定回転数で回転させる
ためのコントローラ１７と、を有してなることを特徴と
するものである。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、数値制御工作機１は、主軸２を有した
工作機本体３、多数の工具４ａ、　４ｂ・・・を有した
自動工具交換装置４、これらを加工指令や工具交換指令
などによって制御する数値制御装置５などから成ってい
る。主軸２には、自動工具交換装置４の図示しないマニ
ピュレータによって工具４ａが装着されており、工具４
ａの先端に取付けられた微小径のドリル刃６によってワ
ークＷに微小径の穴を明けようとしている。工具４ａに
は、テーパシャンク部７およびマニピュレータによる把
持部８が設けられており、同軸状に高速回転可能な高周
波電動機９が内蔵され、チャック部１０の先端に前述の
ドリル刃６が取付けられている。工具４ａの軸心からず
れた位置に、高周波電動機９に結線するためのコネクタ
１１が設けられており、工具４ａが主軸２に装着される
と同時に工作機本体３に設けられた受けコネクタ１２に
接続されるようになっている。

第２図をも参照にして、受けコネクタ１２には下方に開
口するリング電極１２ａが設けられており、このリング
電極１２ａがら空気を吹き出させるための流路１２ｂが
設けられ、この流路１２ｂに接続具１３を介してチュー
ブ１４、電磁開閉弁１５および空気圧源１６が接続され
ている。これは、工具４ａが主軸２に装着される直前、
すなわちコネクタ１１のピン電極１１ａがリング電極１
２ａに挿入される直前に、電磁開閉弁１５が短時間だけ
オンして空気がリング電極１２ａから吹き出し、これに
よって切粉、ごみ、油などをエアーパージして電気的接
続をより確実にするためのものである。

第３図をも参照にして、受けコネクタ１２には、数値制
御装置５からの制御信号を受けて高周波電動機９を制御
し駆動するためのコントローラ１７の出力が接続されて
いる。コントローラ１７は、数値制御装置５からの制御
信号を入力するためのフォトカプラからなるインタフェ
ース部１８．１０部１９、数値制御装置５へＡＣＫ信号
を出力するリレーなどからなる信号出力部２０、マイク
ロプロセッサなどからなる中央処理部２１、記憶部２２
．２３、ｒｏ部２４、ディジタル信号を解読しそれによ
って指定された周波数の正弦波信号を出力するＤＦ変換
部２５、ＤＦ変換部２５からの出力によって３相交流を
発生するデバイダ部２６、デバイダ部２６からの出力を
電力増幅して高周波電動機９を駆動するドライブ部２７
、デバイダ部２６とドライブ部２７とからなる駆動部２
８、回転数を表示するためのデコーダ部２９および表示
部３０、とからなっている。

数値制御装置５では、例えばプログラムされた紙テープ
からの指令を読み込み、その内容に応じて工作機本体３
および自動工具交換装置４を制御し、またはコントロー
ラ１７へ制御信号を出力する。

例えば第４図に示すプログラムについて作用を説明する
。数値制御装置５が紙テープからｒＭｓ旧を読み込むと
、「５０」に相当するＢＣＤ信号とＩＮＩＴ信号とが出
力され、ＲＥＱ信号がオンのタイミングでコントローラ
１７は「５０Ｊを読み込む。中央処理部２１は「５０」
を解読してコントローラ１７を動作状態とし、それ以降
の命令を有効としそれ以前の命令を無効にするとともに
、信号出力部２０からＡＣＫ信号を出力する。次に、「
Ｍ２Ｏ」を読み込むと、これが回転数の設定の命令であ
ることを認識するとともに、あらかじめメモリ２２内に
記憶された回転数テーブルから「６０」に対応する回転
数（例えば３５０００ｒｐｍ）を読み出し、表示部３０
に「３５」を表示する。ｒＭ５３Ｊを読み込むとこれを
正転起動の命令であることを認識し、ＤＦ変換部２５、
駆動部２８が作動して高周波電動機９が設定回転数３５
００Ｏｒｐｍで回転しはじめる。その後、工作機本体３
への指令によってワークＷまたは主軸２が移動し、ドリ
ル刃６によってワークＷの所定の位置に穴があけられる
。そして、「Ｍ５５Ｊを読み込むと高周波電動機９が停
止し、さらにｒＭ５１Ｊを読み込むことによってコント
ローラ１７は待機状態となる。この間において、主軸２
は回転せずに停止しており、高周波電動機９の高速回転
によって加工が行われる。工具４ａによる加工が終了す
ると、自動工具交換装置４が工具交換指令を受け、工ｐ
、４ａを他の次に工具と交換する。

上述の実施例によると、ワークＷへの穴の加工は主軸２
の回転によらず高周波電動機９の回転によるものである
から、主軸２では回転不可部な高速回転によって加工す
ることができて加工速度が速く、主軸２の回転による振
動が発生せず、加工精度が向上し、主軸２を傷めないた
め主軸２の寿命が延び、消費電力を節約することができ
る。高周波電動機９を内蔵した工具４ａは、工具交換装
置４によって他の工具４ｂ、　４ｃ・・・などと同様に
交換可能であるとともに、高周波電動機９の回転速度の
設定や起動停止などの命令を数値制御装置５からの制御
信号によって自由に行え、全自動による運転が可能であ
る。Ｍ信号を用いているのでプログラムの作成および数
値制御装置５による読み込みが容易であり、コントロー
ラ１７を準備するだけで数値制御装置５には何らの変更
を加えることなく工具４ａを制御することも可能である
。回転速度の設定は、あらかじめメモリ２２内に記憶さ
れた回転数テーブルから読み出すので、プログラムのミ
スによる異常な高速または低速となるおそれが少ない。

このような回転数テーブルを、ワークＷの材質や使用す
る工具４ａの仕様などに応じて作成するようにしておけ
ば、プログラミングが容易になるとともに加工のための
最適回転速度の設定が容易に行われる。コネクタ１１が
挿入される前に受けコネクタ１２がら空気が吹き出すの
で、切粉やゴミの付着がなくなり接続が確実となる。

上述の実施例において、数値制御装置５からコントロー
ラ１７への制御信号の方式および内容は他の種々のもの
とすることができる。回転速度の設定において、メモリ
２２内の回転数テーブルを用いたが、複数のディジタル
スインチや可変抵抗器などを用いてあらかじめ設定して
おき、制御信号によってその設定された値を選択するよ
うにしてもよい。また、Ｍ信号でなくマクロＩＯ信号な
どを用い、回転速度をプログラムにより直接的に設定す
るようにしてもよい。このときに、例えば１１０００ｒ
ｐ単位で設定するようにすることによって、プログラム
の命令および制御信号線の数が少なくなる。高周波電動
機９に代えて例えば直流電動機を用いる場合には、それ
に応じた駆動部２８を用い、且つＤＦ変換部２５に代え
てＤＡ変換器などを用いればよい。なお、コントローラ
１７はマイクロプロセッサ−からなる中央処理部２１を
用いたが、これに代えてハードロジックで構成すること
も可能である。

工具４ａの先端に取付けたドリル刃６に代えて砥石を取
付け、ワークＷの面取り加工やｇＦ磨をすることもでき
る。工具４ａは、主軸２に装着するのではなく、例えば
ＣＮＣ旋盤の工具台に取付け、主軸によって保持されま
たは回転されるワークに穴あけや面取りなどの加工を行
うようにしてもよい。

（発明の効果）本発明によると、工作機本体の主軸とは別に高速回転す
る電動機を内蔵した工具を用いているので、ワークへの
微細な穴あけや微小な研磨にあたっては、主軸では回転
不可能な高速回転によって加工することができて加工速
度が速く、主軸の回転による振動が発生せず、加工精度
が向上し、主軸を傷めないため主軸の寿命が延び、消費
電力を節約することができる。高周波電動機を内蔵した
工具は、工具交換装置によって他の工具などと同様に交
換可能であるとともに、高周波電動機の回転速度の設定
や起動停止などの命令を数値制御装置からの制御信号に
よって自由に行え、全自動による運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は数値制御工作機
を模式的に示す図、第２図はコネクタの部分を拡して示
す断面図、第３図はコントローラのブロック回路図、第
４図はプログラムの一例を示す図である。１・・・数値制御工作機、２・・・主軸、３・・・工作
機本体、４・・・自動工具交換装置、４ａ・・・工具、
５・・・数値制御装置、９・・・高周波電動１１１１（
電動機）、１１・・・コネクタ、１２・・・受けコネク
タ、１７・・・コントローラ、１８・・・インタフェー
ス部（入力手段）、１９・・・１０部（入力手段）、２
１・・・中央処理部（変換手段）、２５・・・ＤＦ変換
部（変換手段）、２８・・・駆動部（駆動手段）。

Claims

【特許請求の範囲】１、主軸を含んだ工作機本体、自動工具交換装置、およ
び数値制御装置を有し、数値制御装置からの工具交換指
令および加工指令により自動的に工具交換および加工作
業を行う数値制御工作機であって、高速回転可能な電動
機を内蔵し該電動機に結線するためのコネクタが設けら
れ自動工具交換装置により交換可能に装着される工具と
、前記工具が装着される加工位置において工作機本体に
設けられ前記コネクタに接続する受けコネクタと、数値
制御装置からの制御信号を受けて前記工具に内蔵した電
動機を設定回転数で回転させるためのコントローラと、
を有してなることを特徴とする数値制御工作機。２、前記電動機は高周波電動機である特許請求の範囲第
１項記載の数値制御工作機。３、前記コントローラは、数値制御装置からの制御信号
を入力する入力手段と、入力された制御信号の内容を解
読して設定回転数に応じた周波数の周波数信号を出力す
る変換手段と、変換手段からの周波数信号に応じて前記
高周波電動機を駆動する駆動手段とを有する特許請求の
範囲第２項記載の数値制御工作機。