JPS63212402A - 数値制御旋盤の加工方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主軸中心線に対して放射状に配置され、独立
して数値制御され且つそれぞれ工具を保持して主軸中心
線に直交する方向に進退する複数個の工具台を備えた数
値制御旋盤における加工方法に関し、特に、このような
数値制御旋盤における工具交換時の非切削時間を削減さ
せる加工方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図に示すように、例えば５本の工具Ｔ１乃至Ｔ５が
、主軸中心線即ち棒状の素材１の中心に向かって放射状
に配置された工具台Ｐｌ乃至Ｐ５に保持され、それぞれ
の工具台Ｐｌ乃至Ｐ５が送すモータＸ１乃至Ｘ５によっ
て数値制御され、ボールネジＢ１乃至Ｂ５を介して進退
する数値制御旋盤において、工具の交換に係わる従来技
術について説明する。

従来技術による工具の交換方法は、それぞれの工具Ｔ１
乃至Ｔ５のうちの任意の１木が切削加工のために棒状の
素材１の近傍に前進したときには、隣接する工具又は工
具台がその工具と干渉するのを防止するために、その各
々の工具Ｔ１〜Ｔ５に対する隣接工具不干渉域（ここで
は、第１図の棒状の素材１を中心とする直径ａの円周５
ａの外側）を設定し、その範囲内（円周Ｃａ上又はその
外側）に工具の最後退位置を定め、任意の１本の工具が
この範囲外即ちこの円周Ｃａ内に前進するときは、他の
工具は総てこの円周Ｃａ上又はその外側にあるように設
定されていた。

従って、例えば工具Ｔ１が素材１に向かって前進して加
工を行った後、次に他の工具に交換する場合には、工具
ＴＩは必ず前記円周Ｃａ上又はその外側の最後退位置に
後退し、しかる後、次に使用される工具例えばＴ３が素
材ｌに向かって前進して加工を行うものであった。しか
し、このような工具の交換動作は、工具又は工具台相互
の干渉防止のためには確実であり非常に有効であるが、
工具の交換に際しての工具の後退及び前進に要する移動
距離が長くなるので、結果として非切削時間が多くなり
、全体の加工時間の短縮のためにその改善が要望されて
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、こうした従来技術の欠点を除去して、工具の
交換に際しての非切削時間を削減することによって全体
の加工時間を短縮することを可能とする数値制御旋盤の
加工方法を提供することを目的とするものであ−る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による数値制御旋盤の加工方法は、これらの問題
点を解決するために、主軸中心線に対して放射状に配置
され、独立して数値制御され且つそれぞれ工具を保持し
て主軸中心線に直交する方向に進退する複数個の工具台
を備えた数値制御旋盤において、前記工具台のそれぞれ
に対してその後退位置から主軸中心線に向かって前進す
る前進方向の所定の位置に工具の待機点を設定し、加工
用プログラムにおける工具の選択に際してその加工工程
に使用する第１の工具と次の加工工程に使用する第２の
工具とを併せて選択指令し、第１の工具による加工工程
の間に第２の工具をその待機点まで前進、待機させるこ
とによって工具の交換に際しての非切削時間を削減する
ことを可能とする数値制御旋盤の加工方法を提供するも
のである。

【実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の加工方法を採用するに好適な数値制
御旋盤の１例を示す。

第１図に示すように、主軸中心線に対して放射状に配置
され、独立して数値制御され且つそれぞれ工具を保持し
て主軸中心線に直交する方向に進退する複数個の工具台
を備えた数値制御旋盤において、素材１に加工を施すた
めに、例えば工具Ｔ４から順に工具Ｔ１、工具Ｔ３、工
具Ｔ５、工具Ｔ２の順番で工具を交換しながら加工し、
再び工具１′４に戻って終了する加工サイクルについて
検討する。この加工順序は、工具の干渉防止のために、
従来のスイス型自動旋盤以来から採用されてきた加工順
序である。

同様に、主軸中心線に対して放射状に配置されてそれぞ
れ工具を保持し、主軸中心線に向かって進退する複数個
の工具台を備えた数値制御旋盤、特に、主軸台移動形で
あってスイス型自動旋盤の主軸構成と工具配置とを残し
ている数値制御旋盤では、通常、その加工サイクルの終
了は突切りバイトによる切り落し加工であるため、その
加工サイクルの開始は、終了点と同一とするのが便利で
ある。

従って、この説明における加工サイクルの開始も、第２
図に示すように、突切りバイトである工具Ｔ４の先端が
素材１の中心にあるものとする。

工具Ｔ４から工具Ｔ１への工具の交換動作に際しては、
第３図に示すように、工具Ｔ４を素材１の中心から素材
径ｄより僅かに大きい直径すの円周Ｃｂ（この説明では
、この円周ｃｂ上の点を各工具Ｔ１乃至Ｔ５に対して設
定した待機点と称する）に後退させると同時に、次に使
用する工具Ｔ１をその待機点に向かって早送りで接近さ
せて位置決めを行う。即ち、工具Ｔ４と工具ＴＩとは隣
接していないのでその間の角度が充分大きく、それぞれ
の工具Ｔ４、Ｔ１がその待機点に同時にあって′　も相
互に干渉することがないので、従来の技術のように工具
Ｔ４が円周Ｃａ上まで後退してから工具Ｔ１が前進する
必要はない。

次に、工具Ｔ１は、第４図に示すように、その待機点か
ら更に前進して素材ｌを切削する。この第１の工具ＴＩ
の前進と並行して、既に使用の終了した工具Ｔ４は最後
退位置である円周Ｃａ上まで早送りで後退し、同時に次
に使用する工具Ｔ３（これも工具ＴＩに隣接していない
ので相互に干渉することはない）をその待機点まで早送
りで前進させる。もし、工具Ｔ４が後退している間に工
具Ｔ３が前進することによって相互に干渉するおそれの
生しる場合には、工具Ｔ４が最後退位置Ｃａまで後退し
てから工具Ｔ３が前進するようにしてもよい。

この動作により、工具Ｔ３は工具ＴＩの切削中に素材ｌ
の外径に接近した位置に移動することができるため、工
具Ｔ１の加工終了後に直ちに次の加工に入ることが可能
となる。即ち、第５図に示すように、工具Ｔ１がその切
削工程を終了して待機点まで後退すると、次の加工のた
めの工具Ｔ３は直ちに素材１に対して次の加工工程に入
り、工具Ｔ３による次の加工工程の間に使用済みの工具
Ｔ１は早送りで最後退位置Ｃａまで後退する。同時に次
に使用する工具Ｔ５を同様にしてその待機点ｃｂまで早
送りで前進させる。

工具Ｔ５から工具Ｔ２に工具を交換する時、及び工具Ｔ
２から最後の突切り工程である工具Ｔ４に工具を交換す
る時にも、同様にして次に使用する予め待機点まで前進
させておくことによって、工具交換のための非切削時間
を合理的に無駄なく削減することができる。

次に、このような工具交換のための動作をさせる方法に
ついて説明する。

上記の工具交換の説明の中で明らかなように、このよう
な合理的な無駄のない工具交換を行うためには、常に、
次の使用する工具（これを第１の工具とする）と、その
次の加工工程で使用する工具（これを第２の工具とする
）との組合せを知ることが必要である。即ち１、数値制
御装置による加工用のプログラム上で使用する工具を選
択指令する際に、その直後の加工工程で使用する工具を
併せて指令することが必要である。このために、本実施
例では、通常の加工用のプログラム上で使用する工具の
選択指令コード（Ｔコード）において、Ｔの文字の後に
続く４桁の数字を、 のように表記し、Ｔの文字の後に続く４桁の数字のうち
、最初の上１桁目を先に使用する工具（第１の工具）の
番号、次の上２桁目を次に使用する工具（第２の工具）
の番号、下２桁を第１の工具の工具オフセット番号とし
たものである。

そして、このＴの文字の後に続く４桁の数字、特にその
上２桁の数字の組合せによって、各工具を相互に干渉の
ない且つ無駄の生じない位置に移動させるための各々独
立した次のようなサブプログラムを実行させるようにし
たものである。

いま、第１の工具ＴＩ乃至Ｔ５のそれぞれに対する第２
の工具の組合せは、第２の工具を指定しない場合を含め
ると各５組ずつ合計２５通りとなる。第２の工具を指定
しない場合には、上２桁目の数字に０を記入するものと
すれば、それぞれの組合せにおける工具Ｔ１乃至Ｔ５を
駆動する送りモータＸ１乃至Ｘ５の移動位置は、第６図
の表のようになる。ここで、ＸＩ乃至Ｘ５は工具Ｔｌ乃
至Ｔ５をそれぞれ駆動する送りモータを示し、表中のＣ
ａ、Ｃｂはその送りモータＸ１乃至Ｘ５によって駆動さ
れる工具ＴＩ乃至Ｔ５の刃先位置を最後退位置Ｃａ又は
待機点ｃｂに移動させることを示す。即ち、前記サブプ
ログラムの内容は、この第６図の表に従った移動指令と
なる。

この時、送りモータＸ１乃至Ｘ５は、その現在位置がど
ごであろうとも、この表に指定された位置に早送りで移
動するようにする。また、表中に（＊）印を付けた移動
位置に工具を移動させる送すモータＸ１乃至Ｘ５は、そ
の後に素材１の軸方向の送りを与える図示しない送りモ
ータ主軸台送すモータ）との間に別に指定される数値ｖ
制御上の補間関係を有して移動し、他の送りモータは独
立して移動し、位置決めを行う。

更に、補間関係にある送りモータは、それ以外の位置決
めを行う送りモータの位置決めの完了を待たずに加ニブ
ログラムの次の移動指令の実行が可能とすることが望ま
しい。

ここで、実際の加工用のプログラムの例を第７図に示す
。図において明らかなように、加工用のプログラムの作
成は従来のものと全く同様に可能であり、車に、第２の
工具の指定と、その次の加工工程においてはこの工具が
第１の工具として指定される点が異なっているのみであ
る。

この加工用のプログラムにおける第１の工具と第２の工
具の指定方法は、これに限られるものではなく、例えば
、第１の工具の指定に続く別のＴコードによって第２の
工具を指定してもよく、或いは、加ニブログラムの途中
に別のＴコードによって第２の工具を指定することも可
能である。

尚、円周ｃｂの位置で相互に工具が干渉する程度に接近
した工具（第１図の実施例における隣接した工具など）
の場合には、その特定の工具間のみこの加工方法を停止
して従来の加工方法を採用すればよい。

第８図は、本発明の加工方法を採用するに適した数値制
御旋盤の他の実施例を示す。この数値制御旋盤は、図か
らも明らかなように放射状に配置された４個の工具台Ｐ
ｌ乃至Ｐ４を有しており、それぞれの工具台Ｐｌ乃至Ｐ
４には工具ＴＩ乃至Ｔ５が保持されている。これらの工
具台のうち、工具台Ｐ１と工具台Ｐ２とは連結アーム２
によって連結されており、１個の送りモータＸ１で連動
して駆動される。一方、工具台Ｐ３とＰ４とは、揺動レ
バー３によって１組となり、交互に前進するように構成
されている。４はこの揺動レバー３を駆動するための輪
列であり、１個の送りモータＸ２によって駆動される。

この実施例では、工具Ｔ１とＴ２又は工具Ｔ３と工具Ｔ
４との間では、他方の工具を第２の工具として待機点ｃ
ｂまで前進させることは不可能であるが、工具Ｔ１とＴ
２との組及び工具Ｔ３と工具Ｔ４との組の間では、第２
の工具として予め待機点Ｃｂまで前進させて待機させる
ことが可能である。そして、この実施例の数値制御旋盤
では、工具台Ｐｌ乃至Ｐ４を駆動する送りモータがＸｌ
とＸ２との２個のみで制御可能であり、安価な数値制御
旋盤とすることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明の加工方法によれば、従来
の方法に比べて、工具交換に要する非切削時間を大幅に
削減することが可能であり、加工時間を短縮するために
大きな効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加工方法を採用するに好適な数値制御
旋盤の１例を示し、第２図乃至第５図は本発明の加工方
法における工具の関係位置を示す図であって、第２図は
工具Ｔ４（突切りバイト）の先端が素材ｌの中心にある
加工開始時の状態を示す図、第３図は工具Ｔ］による加
工工程の開始直前の状態を示す図、第４図は工具ＴＩに
よる加工状態を示す図、第５図は工具Ｔ１による加工状
態を示す図、第６図は指令コードに対する送りモータＸ
１乃至Ｘ５の移動位置を示す図表、第７図は実際の加ニ
ブログラムの１例を示す図表、第８図は本発明の加工方
法を採用するに適した数値制御旋盤の他の実施例を示す
正面図である。 １・・・素材、　Ｔ１〜Ｔ５・・・工具、Ｐ１〜Ｐ５・
・・工具台、　Ｘ１〜Ｘ５・・・送りモータ、　Ｃａ・
・・最後退位置、　Ｃｂ・・・待機点。 特許出願人　　シチズン時計株式会社 第１図 第３図 第６ｇ 第７図 ４１００ｉ Ｔ１３００； ７３５００： Ｔ５２００； Ｔ２−４００； Ｔ４０００；

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主軸中心線に対して放射状に配置され、独立して数値制
   御され且つそれぞれ工具を保持して主軸中心線に直交す
   る方向に進退する複数個の工具台を備えた数値制御旋盤
   において、前記工具台のそれぞれに対してその後退位置
   から主軸中心線に向かって前進する前進方向の所定の位
   置に工具の待機点を設定し、加工用プログラムにおける
   工具の選択に際してその加工工程に使用する第１の工具
   と次の加工工程に使用する第２の工具とを併せて選択指
   令し、第１の工具による加工工程の間に第２の工具をそ
   の待機点まで前進、待機させることを特徴とする数値制
   御旋盤の加工方法。