JPS63105802A - Nc旋盤における多面体のフラツトタ−ニング装置 - Google Patents

Nc旋盤における多面体のフラツトタ−ニング装置

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JPS63105802A
JPS63105802A JP25114586A JP25114586A JPS63105802A JP S63105802 A JPS63105802 A JP S63105802A JP 25114586 A JP25114586 A JP 25114586A JP 25114586 A JP25114586 A JP 25114586A JP S63105802 A JPS63105802 A JP S63105802A
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JP
Japan
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rotary tool
rotation
main spindle
tool shaft
rotation angle
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Pending
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JP25114586A
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English (en)
Inventor
Hideharu Yamanaka
山中 日出晴
Kazuo Morita
森田 和生
Michio Imai
今井 陸夫
Toshio Ishihara
石原 敏夫
Toshiaki Komatsu
小松 利晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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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 本発明は四角形、六角形等の多面体を旋盤において切削
する多面体のフラットターニング装置に関する。
従来技術 従来旋盤によって四角形、六角形等の多面形を切削する
もの即ちポリゴン切削は西独シュッテ社の多軸自動盤が
知られている。
シュンテ社では主軸とカッタ主軸の回転比を一対2とし
て四角形の切削の場合2枚刃、六角形の切削の場合は3
枚刃で行っている。ここで1枚刃でポリゴン切削を行う
ときの刃先の軌跡を説明すると、主軸(工作物)を停止
させて第13図、第14図のように主軸と回転工具軸と
の回転を相対的に考え主軸が回転するかわりにカッタ中
心軸0が回転しながら工作物の回りを主軸の回転方向と
逆に回転させると考えて刃先Tの軌跡Tx、Tyを表す
と T x = 1 +cos(−θ+) +l 、cos
 (θ2 +(−01))注: lll−((Dt+D
z)/2)  dz、−=oz/2 θ1 :主軸の回転角 θ2 :カソタ軸の回転角 Dl :工作物直径 Dt :刃先円直径 d :切込量 主軸と回転工具軸の回転角比をθ、:θ2=1:nとお
き主軸の回転角をθ、をθとおきなおすととなる。
シュッテ社の場合はn=2となっているから(2)式に
n−2を代入して整理すると 7x−(j!++j!、)cosθ T)’=(j!z−1))sinθ さらにθを消去すると (Tx/(1)+ttz)) ” + (’ry/ (
i−nl)l” ロ1          ・・・(3
)(3)式より長軸2(IL+”1t)を短軸21j!
t  j’iの楕円(第13図)となる。
シュッテ社ではこのように主軸と回転工具軸との回転比
nを2として主軸に対する回転工具軸の同期は歯車群、
駆動軸、ユニバーサルフラット等の部品を組合わせて純
機械的連結によって行っている。
発明が解決しようとする問題点 このように機械的に同期をとる機構は複雑となりまた機
械の形態を考慮して設計しなければならず特殊形のもの
に制限される。また切削される多面体は限られるととも
にその他の形状への対応が不可能である。
問題点を解決するための手段 主軸3の角度位置並びに主軸の単位時間当たりの回転角
度の検出手段22とカッタ19を取り付けた回転工具軸
16を設けた刃物台1)と、該回転工具軸16を回転さ
せる駆動手段15と、主軸3と回転工具軸16とを同期
制御させるための演算装置23と前記回転工具軸16の
単位時間当たりの回転角度を検出する検出器24と、前
記演算装置23の指令値に対し該検出器24の出力を加
減算する加減算器25と、該加減算器25の出力にもと
づき単位時間ごとの指令値に相当する回転工具軸16の
回転を制御する制御装置26と、該制御装置26の出力
にもとづき前記駆動手段15を駆動する駆動回路27と
を含んでなるもので主軸と回転工具主軸との同期を純電
気的に行うことによって多種類の多面体が切削可能とな
るものである。
実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。
先ず第1図、第2図、第3図においてフラットターニン
グを行うNC旋盤を説明する。
ベッド1の上面前部左側には主軸台2が設けられ、該主
軸台2には主軸3が回転可能に軸承され、該主軸3の先
端に動力チャック4が装着され歯車箱29を介してモー
タ5で回転される。さらに主軸台2の上面に主軸との連
結を断続するクラッチを内蔵するC軸主軸割出し装置6
が設けられ必要により主軸3の回転角が割出される。ベ
ッド1の上面後部は左右Z軸方向に摺動面1aが削設さ
れており、サドル7がサーボモータ8によって回転され
るポールナツトスクリューにより左右に摺動可能に設け
られている。該サドル7の上面に削設されたX軸方向の
摺動面にクロススライド9がサーボモータ10によって
回転されるボールナンドスクリューにより前後に摺動可
能に載置されている。更に該クロススライド9の上面に
タレット台1)が固設され、該タレット台1)には割出
し機構によって割出しが行われるタレット12が取付け
られている。該タレット12にはミーリング工具装置、
フラットターニング用工具装置13が装着される。更に
上記タレット台1)の左側面にはミーリング工具及びフ
ラットターニング用工具の駆動ユニット14が設けられ
ている。上記タレット台1)の上面にはモータ15が締
着されており、本例では1対1で駆動ユニット14が回
転される。
フラットターニング用工具装置13は中心に回転工具軸
16が軸受によってタレット12の旋回軸と直角方向に
回転可能に軸承されている。回転工具軸には傘歯車17
がキー着され、この傘歯車17と噛合いタレット12の
後側に爪クラッチを有する傘歯車18がフラットターニ
ング用工具装置13に回転可能に軸承されている。そし
て傘歯車18の爪クラッチはフラットターニング用工具
装置13が加工位置になるようタレット12で割出され
たとき駆動ユニット14の駆動軸30の爪クラッチと噛
合い回転工具駆動モータ15によって回転工具軸16が
主軸と同方向に回転される。回転工具軸16の回転は後
述のように主軸3の回転に対して任意の回転比に設定さ
れる。そして回転工具軸16には切刃Tを1個または複
数個有するカッタ19が取り付けられ、取り付は時回転
工具軸のソフト上の基準点に対して特に取り付は位置は
規定されない、また主軸3にはプーリ20が設けられて
おりベルト21を介して単位時間当たりの主軸の回転角
を検出するため本例では90°位相の異なった1回転当
たり1024パルスを発生する信号を2相組合わせ、1
回転当たり4096パルスの信号を発生し、また1回転
当たり1パルス信号を発生するマーカパルスを持ったパ
ルスジェネレータ22を主軸と変速比1:1で結合し回
転させる。
次いで第1図の制御ブロック図を説明する。
23は演算装置でパルスジェネレータ22の発生するパ
ルスとマーカパルスを読み込んで主軸と回転工具軸との
回転同期制御の開始時に主軸を一定位置に位置決めさせ
るための演算を行い、またMコードにより前記回転同期
制御における主軸と回転工具軸との回転比nを入力して
任意に回転比が設定でき、主軸の回転角度を検出して設
定された回転比nを乗じて回転工具軸の回転角度を演算
して指令値をつくり、また必要により回転工具軸の原点
オフセットを行い、Mコードにより回転同期制御を無効
にした場合に通常切削を行うときの回転工具軸と同等の
能力を持つように指令した回転数により単位時間当たり
の回転角、定回転数になるまでの加減速処理の演算を行
い、さらにまた主軸の定位置停止のため主軸回転の指令
を出す機能を有する。24は回転工具軸16の単位時間
当たりの回転角を検出する検出器、25は演算装置23
の出力と検出器24の出力とを加減算する加減算器、2
6は加減算器の出力にもとづき単位時間ごとの指令値に
相当する回転工具軸16の回転を制御する制御装置、2
7は制御装置26の出力にもとづき回転工具駆動モータ
15に指令値に相当する電流を流す駆動回路、28は演
算回路23の主軸回転指令にもとづき主軸モータ5を定
位置に位置決めするため回転させる駆動回路である。
作用 第4図に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップ31において演算装置23に主軸2回転工具(
図ではM軸と称す)同期モード人、切指令が出されてい
るかを判断する。Noであればフラットターニングが行
われない。YESであればステップS2において主軸停
止中かが演算装置23で判断されNoであればアラーム
を出力する。
YESであればステップS3においてM軸停止中かが演
算装置23で判断されNOであればアラームを出力する
。YESであればステップS4においてC軸支軸割出装
置6のクラッチが結合中かが演算装置23で判断され、
YESであればアラームが出力される。NOであればス
テップS5において演算装置23に同期モード人の指令
が出されているかを判断し、NoであればステップS6
において演算装置f23の主軸3と回転工具軸16の同
期モードを切として普通切削ができるようにする。YE
SであればステップS7において主軸と回転工具との関
係位置を合わせるため主軸位置が確定しているかが演算
装置23で判断され、NOであればステップS8におい
て演算装置23より主軸回転指令を出力し主軸3を回転
しパルスジェネレータ22のマーカパルスより指定のパ
ルス出力位置である定位置に主軸3を停止させる。この
定位置停止がおこなわれ、またはステップS7でYES
であればステップS9において主軸3の角度位置に従っ
て回転工具駆動モータ15を駆動して回転工具軸16の
位置決めを行い回転工具軸16が主軸3と一定関係位置
とする。ステップSlOにおいて演算装置23により主
軸31回転工具軸16の同期モードが開始され主軸31
回転工具軸16が回転され主軸が所定回転数に上昇した
らフラットターニングの切削が行われる。
工作物の切削形状は例えば次のようになる。
〔1〕演算装置23に入力される主軸回転と回転工具軸
の回転比1:nのnを2としたとき、この場合はl刃の
軌跡は楕円状であり短径近傍の近似直線域で切削が行わ
れ僅かにふくらみがある。
a、二方取り・・カッタ切刃数1個 第7図す、四角形
・・カッタ切刃数2個  第5図C8六角形・・カッタ
切刃数3個  第6回。
第8図 〔2〕回転比nが3以上では回転工具軸16のカッタの
切刃数1個としたとき近似直線域で切削されるが僅かに
へこみがある。
a、三角形・・n−3 第9図を更に切込んで得られる。
b、四角形・・n−4 第10図を更に切込んで得られる。
C0五角形・・n=5 第1)図を更に切込んで得られる。
d、六角形・・n=5 第12図のように切削される。
そしてカッタの切刃1個でも回転比n=2で回転工具軸
16の原点オフセントを行って主軸3に対する位相をず
らせる0例えば第7図で90°ずらすと四角形、第7図
で60°を2回ずらすと六角形。
またn−3で第9図で60″ずらすと六角形ができる。
さらに切刃2個で第5図で45”ずらすと六角形のよう
に種々の多角形を自由に選択して切削することが可能で
あるが、加工能率が落ちる。さらに回転比nを整数でな
く端数を有する値で入力し刃物台を同期してZ軸道りを
与えることによりその多面体が軸方向に位相がずれ捩じ
れた多面軸をつくることができる。
効果 以上詳述したように本発明は主軸と回転工具軸との回転
を純電気的構成によって同期するようになしたので主軸
と刃物台の回転工具軸の回転比を指令し回転工具軸カッ
タの切刃数とを選択することにより、任意の多面体のフ
ラットターニングが容易につくることができ且つ容易に
変更することが可能である。また独創的な製品をつくり
出すことができる。さらに機械的連結による同期をとる
構造のような種々の制約がなくなり回転工具主軸をとり
つけることにより一般のNC旋盤にも装備が可能とな9
て加工範囲が著しく拡大し高能率の加工が可能となる大
きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御ブロック図、第2図はNC旋盤の
姿図、第3図は主軸と刃物台との関係を示す説明図、第
4図はフローチャートを示す図、第5図は四角形と切刃
の関係図、第6図は六角形と切刃の関係図、第7図は二
方取りのときの刃先軌跡を示す図、第8図は六角形切削
のときの刃先軌跡を示す図、第9図はn=3のときの刃
先軌跡を示す図、第10図はn−4のときの刃先軌跡を
示す図、第1)図はn=5のときの切刃軌跡を示す図、
第12図はn=6のときの切刃軌跡を示す図、第13図
は刃先Tの座標Tx、Tyを求める説明図、第14図は
ポリゴン切削時の刃先の軌跡の説明図である。 3・・主軸     12・・タレフト5.8,10.
15・・モータ 16・・回転工具軸  19・・カンタ22・・パルス
ジェネレータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主軸の角度位置並びに主軸の単位時間当たりの回
    転角度の検出手段とカッタを取付けた回転工具軸を設け
    た刃物台と、該回転工具軸を回転させる駆動手段と、主
    軸と回転工具軸とを同期制御させるための演算装置と、
    前記回転工具軸の単位時間当たりの回転角度を検出する
    検出器と、前記演算装置の指令値に対し該検出器の出力
    を加減算する加減算器と、該加減算器の出力にもとづき
    単位時間ごとの指令値に相当する回転工具軸の回転を制
    御する制御装置と、該制御装置の出力にもとづき前記駆
    動手段を駆動する駆動回路とを含んでなり、旋盤におい
    て多面体を切削することを特徴とするNC旋盤における
    多面体のフラットターニング装置。
  2. (2)演算装置は前記検出手段の出力に基づき前記主軸
    と前記回転工具軸との回転同期制御の開始時に主軸を一
    定位置決めさせる演算機能またMコードにより前記回転
    同期制御における主軸と回転工具との回転比を入力して
    任意に回転比を設定する機能また主軸の回転角度を検出
    して設定された回転比を乗じて回転工具軸の回転角度を
    演算して指令値を作る機能また前記回転工具軸の原点オ
    フセット機能さらにMコードにより回転同期制御を無効
    にした場合に通常切削を行うときの回転工具軸と同等の
    能力を持つように指令した回転数より単位時間当たりの
    回転角・定回転数になるまでの加減速処理の演算を行う
    機能を有するものである特許請求の範囲第1項に記載の
    NC旋盤における多面体のフラットターニング装置。
  3. (3)カッタの切刃数が1個である特許請求の範囲第1
    項または第2項に記載のNC旋盤における多面体のフラ
    ットターニング装置。
  4. (4)カッタの切刃数が複数個であり回転比が整数であ
    る特許請求の範囲第1項または第2項に記載のNC旋盤
    における多面体のフラットターニング装置。
  5. (5)カッタの切刃数が1個で回転比が整数以外である
    特許請求の範囲第1項または第2項に記載のNC旋盤に
    おける多面体のフラットターニング装置。
JP25114586A 1986-10-22 1986-10-22 Nc旋盤における多面体のフラツトタ−ニング装置 Pending JPS63105802A (ja)

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