JPWO2015079520A1 - Automatic cutting system using insert-changeable cutting tools - Google Patents

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Abstract

インサートの切刃の一部が摩耗等で加工に適さなくなるときの未使用部部分までの回転角度を加工条件から算出し、算出した角度に基づいて、インサートを回転させる。そのため、インサート交換式切削工具を使用する自動切削システムは、加工プログラムが読み込まれる制御手段と、寿命試験データおよび工具データを格納するデータベースと、前記インサートを前記切削工具に保持するねじを緩めるインサートねじ緩め機構および前記インサートを回転させるインサート回転機構ならびに前記インサートねじ緩め機構と前記インサート回転機構を制御する制御装置を有するインサート自動回転装置とを備える。The rotation angle to the unused portion when a part of the cutting edge of the insert becomes unsuitable for processing due to wear or the like is calculated from the processing conditions, and the insert is rotated based on the calculated angle. Therefore, an automatic cutting system that uses an insert-exchangeable cutting tool includes a control means that reads a machining program, a database that stores life test data and tool data, and an insert screw that loosens a screw that holds the insert on the cutting tool. A loosening mechanism, an insert rotation mechanism for rotating the insert, and an insert automatic rotation device having a control device for controlling the insert screw loosening mechanism and the insert rotation mechanism.

Description

本発明は自動切削システムに係り、特にインサート交換式切削工具を使用する自動切削システムに関する。   The present invention relates to an automatic cutting system, and more particularly, to an automatic cutting system using an insert exchange type cutting tool.

切削加工を自動化するためには、工具の摩耗を目視またはセンサ等が検出して、手動または自動で工具の切削位置の調整や工具の交換を実行する必要がある。また、工具を最適な切削条件で使用することにより、被削材の複数の切削工程の自動化が必要である。そのため、工具の摩耗の検出と交換が重要になっている。   In order to automate the cutting process, it is necessary to adjust the cutting position of the tool or replace the tool manually or automatically by detecting the wear of the tool with a visual or sensor. Further, it is necessary to automate a plurality of cutting processes of a work material by using the tool under optimum cutting conditions. Therefore, detection and replacement of tool wear is important.

特許文献1では、工具の摩耗を実際に検出する代わりに、低速切削領域から高速切削領域まで、工具摩耗量を加工前に精度よく予測することが記載されている。そのため、被削材中の硬質介在物によるアブレッシブ摩耗に影響を示す項と、被削材中の硬質介在物による熱的拡散摩耗に影響を示す項を有する予測式から、工具摩耗量を予測している。これにより低中速切削領域で主に発生するアブレッシブ摩耗と、高速切削領域で主に発生する熱的拡散摩耗の双方の影響を考慮して工具寿命を決定できる。   Patent Document 1 describes that the amount of tool wear is accurately predicted before machining from a low-speed cutting region to a high-speed cutting region instead of actually detecting tool wear. Therefore, the amount of tool wear is predicted from a prediction formula that has a term that affects the abrasive wear caused by hard inclusions in the work material and a term that affects the thermal diffusion wear caused by hard inclusions in the work material. ing. Thereby, the tool life can be determined in consideration of the influence of both the abrasive wear mainly occurring in the low and medium speed cutting region and the thermal diffusion wear mainly occurring in the high speed cutting region.

また特許文献2にはNC自動加工システムに用いる丸型切削インサートを、自動回転させる自動回転装置が記載されている。この公報では、丸型切削インサートの回転位置の調整を容易かつ正確に行うために、工作機械の移動範囲内に、切削工具に形成されたねじ孔を締め付ける/緩める六角レンチを備えたねじ部回転手段と、六角穴を緩めた後に丸型切削インサートを所定角度回転させるインサート回転手段とを設けている。   Patent Document 2 describes an automatic rotating device that automatically rotates a round cutting insert used in an NC automatic machining system. In this publication, in order to easily and accurately adjust the rotational position of the round cutting insert, the screw part rotation provided with a hexagon wrench for tightening / loosening the screw hole formed in the cutting tool within the moving range of the machine tool Means and an insert rotating means for rotating the round cutting insert by a predetermined angle after loosening the hexagonal hole.

特開2008−221454号公報JP 2008-212454 A 特開2012―6119号公報JP 2012-6119 A

上記特許文献1に記載の工具摩耗の予測方法においては、予め定めた加工条件から選定した工具の摩耗を予測するだけである。そのため、使用する工具がインサート交換可能な切削工具であって、摩耗量に応じて自動でインサートを交換することにより、切削加工における工数低減については開示されていない。すなわち、マシニングセンタ等の多機能な加工機を用いた切削システムでは、複数の加工工程を一連の作業として自動で実行できるようにし、全体の自動化による工数や作業時間の低減を図るが、この特許文献1ではそのような自動化については考慮されていない。   In the tool wear prediction method described in Patent Document 1, only the wear of a tool selected from predetermined machining conditions is predicted. For this reason, the tool to be used is a cutting tool in which the insert can be replaced, and there is no disclosure about reduction of man-hours in cutting by automatically replacing the insert in accordance with the amount of wear. That is, in a cutting system using a multi-function processing machine such as a machining center, a plurality of processing steps can be automatically executed as a series of operations, and the man-hour and work time are reduced by the entire automation. 1 does not consider such automation.

また、前記特許文献2に記載の自動回転装置では、自動回転装置用制御部からインサートを回転させる当設部の回転量を適宜設定して摩耗したインサートを回転させて、新たな加工位置を設定している。しかしながらこの特許文献2の自動回転装置では、回転量の設定は適宜であり、摩耗の発生した位置の検出については何ら開示が無い。したがって、インサートを回転させる時期および角度が必ずしも最適になるとは限らず、作業者がインサートの監視を怠ると被削材を摩耗した工具で加工して不良を生ずる恐れがある。また、インサートの摩耗が進んでインサートが破損し飛散する恐れも生ずる。さらに複数の切削加工工程を自動で連続して実行することも困難である。   Further, in the automatic rotating device described in Patent Document 2, a new machining position is set by rotating the worn insert by appropriately setting the amount of rotation of the abutment portion for rotating the insert from the control unit for the automatic rotating device. doing. However, in the automatic rotation device of Patent Document 2, the amount of rotation is set appropriately, and there is no disclosure about the detection of the position where wear has occurred. Therefore, the timing and angle at which the insert is rotated are not always optimal, and if the operator neglects to monitor the insert, the workpiece may be processed with a worn tool and a defect may occur. Moreover, there is a risk that the insert will be worn out and the insert may be broken and scattered. Furthermore, it is difficult to automatically and continuously execute a plurality of cutting processes.

本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、インサートの切刃の摩耗状況を加工前に予測し、その予測に基づいてインサートの工程に応じた量だけの回転または交換を自動で実行することにより、複数の工程を含む切削工程を自動化することにある。これにより、切削工程の短縮を可能にすることも目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is to predict the wear state of the cutting edge of the insert before processing, and to rotate the amount corresponding to the process of the insert based on the prediction. Alternatively, it is to automate a cutting process including a plurality of processes by automatically executing the replacement. This also makes it possible to shorten the cutting process.

上記目的を達成する本発明の特徴は、インサート交換式切削工具を使用する自動切削システムが、加工プログラムが読み込まれる制御手段と、寿命試験データおよび工具データを格納するデータベースと、前記インサートを前記切削工具に保持するねじを緩めるインサートねじ緩め機構および前記インサートを回転させるインサート回転機構ならびに前記インサートねじ緩め機構と前記インサート回転機構を制御する制御装置を有するインサート自動回転装置とを備え、前記制御手段は前記データベースに格納された前記寿命試験データおよび前記工具データとから、前記インサートの回転角度と回転時期または前記インサートの交換時期を決定し、前記制御装置は、決定された前記インサートの回転角度と回転時期、前記インサートの交換時期に基づいて、前記インサート自動回転装置を駆動することにある。   A feature of the present invention that achieves the above object is that an automatic cutting system using an insert-exchangeable cutting tool includes a control means for reading a machining program, a database for storing life test data and tool data, and cutting the insert into the cutting tool. An insert screw loosening mechanism for loosening a screw held in a tool; an insert rotation mechanism for rotating the insert; and an insert automatic rotation device having a control device for controlling the insert screw loosening mechanism and the insert rotation mechanism. The rotation angle and rotation time of the insert or the replacement time of the insert is determined from the life test data and the tool data stored in the database, and the control device determines the determined rotation angle and rotation of the insert. When, replace the insert Based on the period, it is to drive the insert automatic rotation device.

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、インサート交換式切削工具を使用する自動切削システムが、加工プログラムを読み込むステップと、読み込んだ前記加工プログラムから加工条件を抽出するステップと、寿命試験データおよび工具データを格納するデータベースを参照し前記インサートの回転角度と工具寿命とを演算するステップと、演算した前記回転角度だけ前記インサートを回転させたときに未使用の切刃部分が残るか否かを判断するステップと、前記未使用の切刃部分で加工するステップと、加工後にインサートを自動回転または自動交換するかを判断するステップを有することにある。   Another feature of the present invention that achieves the above object is that an automatic cutting system using an insert exchange type cutting tool reads a machining program, extracts a machining condition from the read machining program, and life test data. And a step of calculating a rotation angle of the insert and a tool life with reference to a database storing tool data, and whether or not an unused cutting edge portion remains when the insert is rotated by the calculated rotation angle. And a step of processing with the unused cutting edge portion, and a step of determining whether the insert is automatically rotated or automatically replaced after the processing.

本発明によれば、加工工程に応じた加工条件を事前に取得し、この取得した加工条件を用いて工具寿命を予測し、インサートの切刃部の回転量を加工工程に応じた量だけとしたので、インサートの切刃部の摩耗に応じてインサートを自動で回転または交換可能になり、複数の工程を含む切削工程が自動化できる。また、切削工程の短縮化も実現できる。   According to the present invention, the machining conditions according to the machining process are acquired in advance, the tool life is predicted using the acquired machining conditions, and the amount of rotation of the cutting edge portion of the insert is only an amount according to the machining process. Therefore, the insert can be automatically rotated or exchanged according to the wear of the cutting edge portion of the insert, and the cutting process including a plurality of processes can be automated. In addition, the cutting process can be shortened.

本発明に係る自動切削システムを用いた自動切削動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the automatic cutting operation | movement using the automatic cutting system which concerns on this invention. インサート交換式切削工具の一実施例の正面図である。It is a front view of one Example of an insert exchange type cutting tool. 図2Aに示した切削工具を用いた切削加工状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cutting state using the cutting tool shown to FIG. 2A. 図2Aに示した切削工具が有するインサートの拡大正面図である。It is an enlarged front view of the insert which the cutting tool shown in FIG. 2A has. インサートの逃げ面摩耗幅と工具寿命の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the flank wear width of an insert, and a tool life. 切削速度とインサートの工具寿命の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a cutting speed and the tool life of an insert. 図1におけるインサート自動回転動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the insert automatic rotation operation | movement in FIG. 従来のインサートの使用状態を説明するインサートの底面図である。It is a bottom view of the insert explaining the use condition of the conventional insert. 本発明に係るインサートの使用状態を説明するインサートの底面図である。It is a bottom view of the insert explaining the use condition of the insert concerning the present invention. インサートにおける摩耗状態を説明する側面展開図である。It is a side development figure explaining the wear state in an insert. 本発明に係る自動切削システムが備えるインサート自動回転装置の一実施例の斜視図である。It is a perspective view of one example of an insert automatic rotation device with which the automatic cutting system concerning the present invention is provided. 図8Aに示したインサート自動回転装置を有する自動切削システムの一実施例の斜視図である。It is a perspective view of one Example of the automatic cutting system which has an insert automatic rotation apparatus shown to FIG. 8A. 本発明に係るインサート自動回転装置を構成するインサート回転機構の一実施例の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of one Example of the insert rotation mechanism which constitutes the insert automatic rotation device concerning the present invention. 図9Aに示したインサート回転機構の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the insert rotation mechanism shown in FIG. 9A. インサート回転機構を用いたインサートの自動回転を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining automatic rotation of an insert using an insert rotation mechanism. 本発明に係るインサート自動回転装置を構成するインサートねじ緩め機構の一実施例の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of one Example of the insert screw loosening mechanism which comprises the insert automatic rotation apparatus which concerns on this invention. 図10Aに示したインサートねじ緩め機構の縦断面図の例である。It is an example of the longitudinal cross-sectional view of the insert screw loosening mechanism shown to FIG. 10A. インサート自動回転装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of an insert automatic rotation apparatus.

以下、本発明に係る自動切削システムのいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。以下の説明においては、自動切削システムとしてマシニングセンタを例にとり説明するが、自動切削システムはマシニングセンタに限るものではなく、自動フライス盤やNC旋盤等の各種自動加工機にも適用できる。   Hereinafter, some embodiments of an automatic cutting system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a machining center will be described as an example of an automatic cutting system. However, the automatic cutting system is not limited to a machining center, and can be applied to various automatic processing machines such as an automatic milling machine and an NC lathe.

初めに、図8Bを用いて、自動切削システム100の概要を説明する。図8Bは、本発明に係るインサート自動回転装置50を備える自動切削システム100の一実施例の斜視図である。   First, an outline of the automatic cutting system 100 will be described with reference to FIG. 8B. FIG. 8B is a perspective view of an embodiment of an automatic cutting system 100 including the insert automatic rotating device 50 according to the present invention.

図8Bに示すように本実施例の自動切削システム100は、横型のマシニングセンタであり、水平方向に延びるベッド83上には、被削物を載置するテーブル20がベッド83の長手方向に移動可能に設置されている。ベッド83を跨ぐように門型のコラム81が配置されている。コラム81の上辺であって、ベッド83の短辺方向に延びる部分には、切削工具が取り付けられる主軸部73が配置されている。主軸部73は、そのベース部がベッド83の短辺方向に移動可能であり、主軸部73の切削工具保持部は、上下方向に移動可能である。   As shown in FIG. 8B, the automatic cutting system 100 of the present embodiment is a horizontal machining center, and a table 20 on which a workpiece is placed is movable in the longitudinal direction of the bed 83 on a bed 83 that extends in the horizontal direction. Is installed. A gate-shaped column 81 is arranged so as to straddle the bed 83. A main shaft portion 73 to which a cutting tool is attached is disposed on the upper side of the column 81 and extending in the short side direction of the bed 83. The base part of the main shaft part 73 is movable in the short side direction of the bed 83, and the cutting tool holding part of the main shaft part 73 is movable in the vertical direction.

門型に形成されたコラム81の一方の側面には、ATC(自動工具交換装置)70が取り付けられている。自動工具交換装置70は、コラムの側面を形成する平板部と、この平板部に形成され、交換用工具71を保持・移動させるためのチェーン72とを有している。チェーン72は曲折のある閉路を形成し、下辺部分で後述するインサート自動回転装置50に接続している。なお、インサート自動回転装置50の一端部には、このインサート自動回転装置50を制御するための制御装置が取り付けられている。   An ATC (automatic tool changer) 70 is attached to one side surface of the column 81 formed in a gate shape. The automatic tool changer 70 has a flat plate portion that forms the side surface of the column, and a chain 72 that is formed on the flat plate portion and holds and moves the exchange tool 71. The chain 72 forms a closed circuit with a bend, and is connected to an insert automatic rotating device 50 described later at a lower side portion. A control device for controlling the automatic insert rotation device 50 is attached to one end of the automatic insert rotation device 50.

次に、図1を用いて本発明に係る自動切削システム100の動作を説明する。図1は、自動切削システム100を用いた切削加工のフローチャートである。自動切削システム100が起動されると、ステップS1において、この自動切削システムが備える図示しない制御手段が、CAMや工作機械、外部コンピュータ等から、今回の加工に必要なNCプログラムを読み込む。   Next, the operation of the automatic cutting system 100 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a flowchart of cutting using the automatic cutting system 100. When the automatic cutting system 100 is activated, in step S1, a control means (not shown) included in the automatic cutting system reads an NC program necessary for the current machining from a CAM, a machine tool, an external computer, or the like.

次いで、制御手段はステップS2において、読み込んだNCプログラムから加工条件を抽出する。本自動切削システム100では、交換可能な丸型のインサート3を有する切削工具1を使用するので、加工条件には、軸切込みap(mm)、インサート3の回転速度である切削速度Vc(m/min)、回転している工具において1刃当たりの工具加工方向進行速度である一刃送り量(mm/tooth)等が含まれ、被削材4の材質等も加工条件となる。   Next, in step S2, the control means extracts machining conditions from the read NC program. In the automatic cutting system 100, the cutting tool 1 having the replaceable round insert 3 is used. Therefore, the machining conditions include the shaft cutting ap (mm) and the cutting speed Vc (m / m) which is the rotational speed of the insert 3. min), a one-blade feed amount (mm / tooth), which is a speed in the tool machining direction per blade, in a rotating tool, and the like, and the material of the workpiece 4 is also a machining condition.

ここで、図2A、図2Bを用いて、インサート交換式の切削工具1による切削加工の状態を説明する。図2Aは、自動切削システムで使用するインサート交換式の切削工具1の正面図、図2Bはインサート交換式の切削工具1の斜視図である。基本的なインサート交換式の切削工具1は、自動切削システム100の主軸部に装着されるボディ1と、ボディ1の先端部に位置する複数個のインサート3と、インサート3をボディ1に保持するためのインサート留め具2と、このインサート留め具2をボディ1に固定するための止めねじ5を有している。   Here, the state of the cutting with the insert-exchange-type cutting tool 1 will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a front view of the insert-exchangeable cutting tool 1 used in the automatic cutting system, and FIG. 2B is a perspective view of the insert-exchangeable cutting tool 1. A basic insert-exchangeable cutting tool 1 holds a body 1 mounted on a main shaft portion of an automatic cutting system 100, a plurality of inserts 3 positioned at a tip portion of the body 1, and the insert 3 in the body 1. An insert fastener 2 and a set screw 5 for fixing the insert fastener 2 to the body 1.

ボディ1が工具回転軸6回りに回転することにより、ボディ1の先端部に取り付けられた複数のインサート3が周速で被削材4を切り込み深さapだけ、被削材4の厚さ方向に切削加工する。それとともに、被削材4の幅方向には径切込みdrだけ、被削材4を切削加工する。   When the body 1 rotates around the tool rotation axis 6, the plurality of inserts 3 attached to the tip of the body 1 cut the work material 4 at a peripheral speed, and the thickness direction of the work material 4 corresponds to the depth ap. To cut. At the same time, the workpiece 4 is cut by a diameter cut dr in the width direction of the workpiece 4.

図1に戻り、加工条件が求められたので、ステップS3においてインサート3を回転させる際の回転角度βと工具寿命Ltを決定する。切削加工を継続した結果、インサート3が摩耗して所定量以上の摩耗が見られたら、丸型のインサート3ではインサート3を宴の中心軸周りに回転させることにより、新規な切削面を提供する。このインサート3の回転について、図3を用いて説明する。図3は、ボディ1の先端部を拡大して示した正面図である。   Returning to FIG. 1, since the machining conditions have been determined, the rotation angle β and the tool life Lt for rotating the insert 3 are determined in step S3. As a result of continuing the cutting process, when the insert 3 is worn and a predetermined amount of wear or more is seen, the round insert 3 provides a new cutting surface by rotating the insert 3 around the central axis of the party. . The rotation of the insert 3 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged front view of the front end portion of the body 1.

工具回転軸6の周りにボディ1が回転すると、丸型のインサート3の円周の一部が、被削材4と接触部7を形成する。この接触部7の大きさは、切り込み深さapとインサート3の半径rとで決定され、接触部7の中心角はβとなる。インサート7は角度βの範囲だけ被削材4と接触し、その他の範囲(360°-β)では接触しない。そこで、インサート3の摩耗が進行したら、接触していた部分の角度βだけ、インサート3をその中心周りに回転させる。この角度を回転角度βiと呼ぶ。   When the body 1 rotates around the tool rotation axis 6, a part of the circumference of the circular insert 3 forms the work material 4 and the contact portion 7. The size of the contact portion 7 is determined by the cutting depth ap and the radius r of the insert 3, and the center angle of the contact portion 7 is β. The insert 7 is in contact with the work material 4 only in the range of the angle β, and is not in contact in the other range (360 ° -β). Therefore, when the wear of the insert 3 progresses, the insert 3 is rotated around its center by the angle β of the portion that has been in contact. This angle is called a rotation angle βi.

すなわち、インサート3の切刃の一部が加工によって摩耗し使用に適さなくなったら、インサート3を未使用部が切削する位置まで回転させる。さらに摩耗が進行して回転させた部分も使用に適さなくなると、次の未使用部分まで回転させる。この回転を順次実行し、インサート3の全周において未使用部分がなくなったら使用を停止する。   That is, when a part of the cutting edge of the insert 3 is worn away by processing and becomes unsuitable for use, the insert 3 is rotated to a position where the unused portion cuts. Further, when the worn part advances and the rotated part becomes unsuitable for use, it is rotated to the next unused part. This rotation is sequentially executed, and the use is stopped when there is no unused portion in the entire circumference of the insert 3.

ステップS3では、インサート3が摩耗した結果、インサート3を回転させる場合において、回転後に摩耗部分による切削が生じない範囲を演算する。つまり、被削材4に摩耗部分(これまでの加工における接触範囲)が当たらない位置となる、インサート3の回転角度βiを算出する。   In step S3, when the insert 3 is rotated as a result of wear of the insert 3, a range in which cutting by the worn portion does not occur after rotation is calculated. That is, the rotation angle βi of the insert 3 is calculated at a position where the wear part (contact range in the machining so far) does not hit the work material 4.

自動切削システム100は、データベースS4を備えている。データベースS4には、事前に取得した寿命試験データと使用する切削工具1の型式が保存されており、上記ステップ3の処理においては、データベースS4を参照している。そして、参照したデータベースS4のデータを用いて、ステップS2で読み取った加工条件下での工具寿命Ltを演算する。また、切削工具1の型式から、切削工具1の直径Dtool(mm)、刃数tooth、インサート3の半径rを得る。   The automatic cutting system 100 includes a database S4. In the database S4, the life test data acquired in advance and the type of the cutting tool 1 to be used are stored, and the database S4 is referred to in the process of step 3 above. Then, using the data of the referenced database S4, the tool life Lt under the machining conditions read in step S2 is calculated. Further, the diameter Dtool (mm) of the cutting tool 1, the number of blades tooth, and the radius r of the insert 3 are obtained from the type of the cutting tool 1.

一方、切削工具1の回転角度βiを、データベースS4から読み取ったインサート3の半径rおよびステップS2で抽出した軸切込みap5から決定する。例えば図3に示す切削工具1を用いる場合には、インサート3の摩耗は被削材4と接触する部分7で進行する。このときの回転角度βiは、下記(1)式で求まる。
βi=cos−1((r−ap)/r)・・・(1)
On the other hand, the rotation angle βi of the cutting tool 1 is determined from the radius r of the insert 3 read from the database S4 and the shaft cut ap5 extracted in step S2. For example, when the cutting tool 1 shown in FIG. 3 is used, the wear of the insert 3 proceeds at the portion 7 in contact with the work material 4. The rotation angle βi at this time is obtained by the following equation (1).
βi = cos −1 ((r−ap) / r) (1)

汎用のNC加工機のNCプログラムには、切削工具1の1分間当たりの回転数S(1/min)と1分間当たりの切削工具1の送り量(mm/min)が明示されている。しかし、工具寿命Ltは加工条件に応じて変化するので、各加工作業に応じて加工条件から予測する必要がある。工具寿命Ltの評価パラメータは、切削速度Vc(m/min)であり、回転数S(1/min)と工具の型式から、(2)式で求められる。
Vc=π・Dtool・S/1000・・・(2)
ここで、Dtoolは、図2Aに示す切削工具3の直径(mm)である。
In the NC program of the general-purpose NC machine, the number of rotations S (1 / min) per minute of the cutting tool 1 and the feed rate (mm / min) of the cutting tool 1 per minute are specified. However, since the tool life Lt changes according to the machining conditions, it is necessary to predict from the machining conditions according to each machining operation. The evaluation parameter of the tool life Lt is the cutting speed Vc (m / min), and is obtained by the equation (2) from the rotational speed S (1 / min) and the tool type.
Vc = π · D tool · S / 1000 (2)
Here, D tool is the diameter (mm) of the cutting tool 3 shown in FIG. 2A.

切削工具1の寿命を予測するためにデータベースS4に格納する寿命試験データとしては、例えば工具寿命Ltとインサート3の逃げ面摩耗幅Ww(図7C参照)の関係、および工具寿命Ltと切削速度Vcの関係がある。また、工具寿命Ltの判定方法の一つとして、インサート3の逃げ面摩耗幅Wwが予め定めた幅を超えたら、寿命と判断する手法がある。   The life test data stored in the database S4 for predicting the life of the cutting tool 1 includes, for example, the relationship between the tool life Lt and the flank wear width Ww (see FIG. 7C) of the insert 3, and the tool life Lt and the cutting speed Vc. There is a relationship. Further, as one of the determination methods of the tool life Lt, there is a method of determining the life when the flank wear width Ww of the insert 3 exceeds a predetermined width.

図4及び図5に、データベースS4に格納するデータ例を示す。図4は、材料除去体積Vsと逃げ面摩耗幅Wwの関係を、切削速度Vcをパラメータにして示した試験データの一例を示すグラフである。工具径2r=32mm、軸切込みap=1.0mm、径切込みdr=15.5mm、一刃送り量=0.08mm/tooth、切削速度Vc=1100〜1500m/minとしている。クーラントなしのドライの条件で、でセラミックス材のインサート3によりダウンカットした場合である。被削材4はNi合金である。   4 and 5 show examples of data stored in the database S4. FIG. 4 is a graph showing an example of test data showing the relationship between the material removal volume Vs and the flank wear width Ww with the cutting speed Vc as a parameter. Tool diameter 2r = 32 mm, shaft cut ap = 1.0 mm, diameter cut dr = 15.5 mm, single blade feed amount = 0.08 mm / tooth, and cutting speed Vc = 1100 to 1500 m / min. This is a case where the ceramic material is cut down by the ceramic material insert 3 under dry conditions without coolant. The work material 4 is a Ni alloy.

例えば、インサート3の逃げ面摩耗WwがWw≧2mmになったら工具寿命Ltであると設定する。逃げ面摩耗幅WwがWw=2mmにおける材料除去体積Vs(cm)と、単位時間当たりの切削量(=切削速度Vc×径切込みdr×軸切込みap)から、工具寿命Ltが容易に求められる。For example, when the flank wear Ww of the insert 3 becomes Ww ≧ 2 mm, the tool life Lt is set. The tool life Lt can be easily obtained from the material removal volume Vs (cm 3 ) when the flank wear width Ww is 2 mm and the cutting amount per unit time (= cutting speed Vc × diameter cutting dr × axis cutting ap). .

図5は、切削速度Vc(m/min)と工具寿命時間Lt(min)との関係を、試験的に求めた結果のグラフである。図5に示すように、切削速度Vcと工具寿命Ltはほぼ反比例の関係にある。したがって、ステップS2で示したNCプログラムから読み取る加工条件中の工具寿命を、図4および図5に示したデータから予測できる。異なる軸切込みapや送り量、被削材4の材質の条件で同様に加工試験をし、その結果をデータベースS4に蓄積すれば、より広範囲に寿命を予測することができる。   FIG. 5 is a graph showing a result obtained by experimentally determining the relationship between the cutting speed Vc (m / min) and the tool life time Lt (min). As shown in FIG. 5, the cutting speed Vc and the tool life Lt are in an inversely proportional relationship. Therefore, the tool life in the machining conditions read from the NC program shown in step S2 can be predicted from the data shown in FIGS. If a machining test is performed in the same manner under the conditions of different axis cutting ap, feed amount, and material of the work material 4, and the results are stored in the database S4, the lifetime can be predicted in a wider range.

NCプログラムから読み取った加工条件のデータがデータベースS4にない場合には、読み取った加工条件のデータに最も近く、切削速度Vc、送り量Fsおよび軸切込みapの少なくともいずれかが上記加工条件よりも厳しいデータを選択する。このような選択方法を採用しても所望の加工条件が得られない場合には、コンピュータまたは工作機械の画面上等にアラートを発生する。そして、より低い切削速度Vc、送り量Fsおよび軸切込みapで加工するように、作業者に知らせるようにするのがよい。   When the data on the machining conditions read from the NC program is not in the database S4, the data is closest to the data on the machining conditions read, and at least one of the cutting speed Vc, the feed amount Fs, and the axis cutting ap is severer than the machining conditions. Select data. If a desired machining condition cannot be obtained even when such a selection method is adopted, an alert is generated on the screen of a computer or machine tool. And it is good to notify an operator so that it may process with lower cutting speed Vc, feed amount Fs, and shaft cutting ap.

ステップS5では、加工に使用する切削工具1のインサート3について、使用可能部があるか否かを判断する。すなわち、インサート3の未使用部分だけが被削材4を加工する位置に正しく回転設置されているか確認する。確認方法として、自動切削システム100が備える図示しないカメラが、インサート3の画像をキャプチャし、摩耗部分を画像処理して判断する方法等を適用できる。   In step S5, it is determined whether or not there is a usable part for the insert 3 of the cutting tool 1 used for processing. That is, it is confirmed whether only the unused portion of the insert 3 is correctly rotated and installed at the position where the workpiece 4 is processed. As a confirmation method, a method in which a camera (not shown) provided in the automatic cutting system 100 captures an image of the insert 3 and performs image processing to determine a worn portion can be applied.

インサート3に未使用部分があり、以降の加工に使用できる状態であれば、ステップ6に進む。このステップ6では、以降の被削材4の加工工程が複数の工程を含む場合に、インサート3の未使用分を各工程に割り当てる。以降の工程が、1個の工程しかない場合には、その工程で使用する未使用部分を割り当てる。   If there is an unused portion in the insert 3 and it can be used for subsequent processing, the process proceeds to step 6. In this step 6, when the subsequent machining process of the workpiece 4 includes a plurality of processes, the unused portion of the insert 3 is allocated to each process. If the subsequent process has only one process, an unused portion used in that process is allocated.

本実施例では、加工条件や加工工程に応じてインサート3の回転角度βiを異ならせている。そこで、インサート3の交換時に未使用の部分がないようにするため、いくつかの回転角度βiの総和がインサート3の切刃の全周角度である360°に最も近くて360°以下になるように設定する。   In this embodiment, the rotation angle βi of the insert 3 is varied according to the processing conditions and processing steps. Therefore, in order to prevent an unused portion when replacing the insert 3, the total sum of several rotation angles βi is closest to 360 °, which is the entire circumferential angle of the cutting blade of the insert 3, and is 360 ° or less. Set to.

ステップS5において、インサート3の摩耗が進行して、その状態で継続して使用するのに適さない位置にインサート3が設定されていると判断されたときは、ステップS10に進む。そして切削工具1を交換する、またはインサート3を所定角度βiだけ回転させる。その後、ステップS6に進む。   In step S5, when it is determined that the insert 3 is set at a position that is not suitable for continuous use in the state where the wear of the insert 3 has progressed, the process proceeds to step S10. Then, the cutting tool 1 is replaced or the insert 3 is rotated by a predetermined angle βi. Then, it progresses to step S6.

インサート3の使用部分の割り当てが済み、インサート3を未使用部分で使用するよう切削工具1を自動切削システム100に設定したら、ステップS7に進み、ステップS1で読み込んだNCプログラムに基づいて切削加工を実施する。切削加工をNCプログラム通りに実行して、インサート3の上記割り当て位置の変更時期に達したら、ステップS8進む。   When the use part of the insert 3 has been assigned and the cutting tool 1 is set in the automatic cutting system 100 so that the insert 3 is used in the unused part, the process proceeds to step S7, and cutting is performed based on the NC program read in step S1. carry out. When the cutting process is executed in accordance with the NC program and the time for changing the assigned position of the insert 3 is reached, the process proceeds to step S8.

ステップS8では、工具寿命Ltに達したインサート3を回転する。このときの工具寿命Ltおよび回転角度βiは、ステップS3で導出した値である。ここで、工具寿命Ltに達せずに加工工程が終了した場合には、次の加工工程で工具寿命Ltに達するまで使用するようにしてもよい。その場合、加工条件が異なるときには厳しい方の加工条件で加工したとして工具寿命Ltを求める。そして、求めた工具寿命Ltでインサート3を交換または回転させるようにすることで、常に加工に適したインサート3の摩耗状態で加工可能になる。   In step S8, the insert 3 that has reached the tool life Lt is rotated. The tool life Lt and the rotation angle βi at this time are the values derived in step S3. Here, when the machining process is completed without reaching the tool life Lt, the tool may be used until the tool life Lt is reached in the next machining process. In this case, when the machining conditions are different, the tool life Lt is obtained assuming that the machining is performed under stricter machining conditions. Then, by replacing or rotating the insert 3 with the determined tool life Lt, the insert 3 can always be processed in a worn state suitable for processing.

1つの加工工程が終了すると、ステップS9では、その加工工程の終了により全ての加工工程が終了したことになるのか否かを、NCプログラム上で確認する。まだ残っている加工工程がある場合には、ステップS7に戻り、残りの加工工程を実行する。   When one machining process is completed, in step S9, it is confirmed on the NC program whether or not all machining processes are completed by the completion of the machining process. If there are any remaining machining processes, the process returns to step S7 to execute the remaining machining processes.

本実施例では、インサート3の逃げ面摩耗幅Wwを用いた寿命試験データから工具寿命Ltを予測しているが、工具寿命Ltの予測方法はこれに限るものではない。例えば被削材の加工面の面粗さ等から工具寿命を予測することも可能である。また、本実施例では、丸型のインサートを有する切削工具について説明したが、工具は必ずしもそれに限定されるものではなく、旋削工具とうであっても同様に適用できる。   In the present embodiment, the tool life Lt is predicted from the life test data using the flank wear width Ww of the insert 3, but the method for predicting the tool life Lt is not limited to this. For example, the tool life can be predicted from the surface roughness of the work surface of the work material. In the present embodiment, a cutting tool having a round insert has been described. However, the tool is not necessarily limited thereto, and can be similarly applied to a turning tool.

次に、上記ステップS3〜S9における、自動切削システム100を用いたインサート3の自動回転方法の詳細例を、図6及び図7A〜7Cを用いて説明する。図6は、インサート3を自動回転させる方法の一例を示すフローチャートである。図7A、図7Bは、インサート3の側面図であり、図7Aは従来のインサート3の切削面割り当てを説明する図、図7Bは本発明に係るインサート3の切削面割り当てを説明する図である。図7Cは、インサート3の周面の展開図であり、図7BのA矢視展開図である。   Next, the detailed example of the automatic rotation method of the insert 3 using the automatic cutting system 100 in the said step S3-S9 is demonstrated using FIG.6 and FIG.7A-7C. FIG. 6 is a flowchart showing an example of a method for automatically rotating the insert 3. 7A and 7B are side views of the insert 3, FIG. 7A is a diagram for explaining cutting surface assignment of the conventional insert 3, and FIG. 7B is a diagram for explaining cutting surface assignment of the insert 3 according to the present invention. . FIG. 7C is a development view of the peripheral surface of the insert 3, and is a development view as seen in the direction of arrow A in FIG. 7B.

初めにステップS11において、各条件を読込む。読込む内容は、インサート3の切刃における使用可能な部分および使用する切削工具1の本数、インサート3を自動回転するのに要する時間、摩耗したインサート3を切刃部が未使用のインサート3に交換するのに要するインサート交換時間、切削工具1の交換時間である。   First, in step S11, each condition is read. The contents to be read are the usable portion of the cutting blade of the insert 3 and the number of cutting tools 1 to be used, the time required for automatically rotating the insert 3, and the worn insert 3 into the insert 3 whose cutting edge is not used. These are the insert replacement time required for replacement and the replacement time of the cutting tool 1.

ここで切削工具1の交換時間は、マシニングセンタ100に標準で付属している自動工具交換装置(ATC)70を用いて切削工具1を交換する時間、または上記ATC70に準じた装置で切削工具1を交換するのに要する時間である。なお、切削工具1の交換のみを手動で実行する場合には、作業者が切削工具1を交換するために要する時間を入力する。   Here, the time for exchanging the cutting tool 1 is the time for exchanging the cutting tool 1 using the automatic tool changer (ATC) 70 attached as a standard to the machining center 100 or the cutting tool 1 using an apparatus according to the ATC70. This is the time required for replacement. When only exchanging the cutting tool 1 is executed manually, the time required for the operator to replace the cutting tool 1 is input.

次にステップS12において、使用可能なインサート3の切刃に、各加工工程で加工する部分を割り当てる。このとき、使用するインサート1の切刃の周方向の摩耗幅から、インサート1を回転させる回転角度βiを決定する。図7A、図7Bを用いて、回転角度の割当方法を説明する。インサート3は周囲部に切刃8を有し、この切刃8の部分を用いて切削加工する。切削加工を継続することにより切刃8が摩耗し、切刃8部に摩耗部分9が形成される。そこで、インサート3を所定角度(回転角度)βiだけ回転させる。   Next, in step S12, a portion to be processed in each processing step is assigned to the cutting edge of the insert 3 that can be used. At this time, the rotation angle βi for rotating the insert 1 is determined from the circumferential wear width of the cutting edge of the insert 1 to be used. A method for assigning the rotation angle will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. The insert 3 has a cutting edge 8 at the periphery, and cutting is performed using the portion of the cutting edge 8. By continuing the cutting process, the cutting edge 8 is worn, and a worn portion 9 is formed on the cutting edge 8 part. Therefore, the insert 3 is rotated by a predetermined angle (rotation angle) βi.

従来の回転角度βiの割当て方法は、図7Aに示すように、一定の回転角度βずつインサート3を回転させるようにしている。これは、作業者が目視で回転角度βiを決め、作業者が手動でインサート3を回転させるためである。つまり、加工条件にかかわらず、例えば1個のインサート3の切刃8に対して3回ないし4回だけ使用するようにして、回転角度βiを一定値に予め指定する。その結果、全ての切刃8の部分を使い切らずに回転または交換するので、インサート3の使用個数が増加し、工具費用が増加する。Allocation method of a conventional rotational angle βi, as shown in FIG. 7A, and then pivot the insert 3 by a fixed angle of rotation beta 0. This is because the operator visually determines the rotation angle βi, and the operator manually rotates the insert 3. That is, regardless of the processing conditions, for example, the rotation angle βi is designated in advance as a constant value by using the cutting blade 8 of one insert 3 only three to four times. As a result, since all of the cutting blades 8 are rotated or replaced without being used up, the number of inserts 3 used is increased and the tool cost is increased.

一方工具寿命Ltを延ばそうとすると、インサート3を交換または回転させるタイミングを、毎回作業者が指定する必要が生ずる。そして、各工程に適応した工具寿命Ltを指定すると、作業者が切削工具1の監視や工程ごとに工具寿命Ltを把握をする必要があり、作業者への負担が増大する。   On the other hand, if it is intended to extend the tool life Lt, it is necessary for the operator to specify the timing for replacing or rotating the insert 3 every time. When the tool life Lt adapted to each process is designated, the operator needs to monitor the cutting tool 1 and grasp the tool life Lt for each process, which increases the burden on the worker.

上記不具合を解消するため、加工条件に関係なく、全ての工程において、等しいタイミングで切削工具1を交換するようにすると、本来の工具寿命まで使い切らずにインサート3を交換することになり、インサート3の切刃8の回転回数や交換回数が増加する。そのため、消費するインサート3が増加する。または、インサート3の使用限界を超えた摩耗量で加工することにより、加工の不具合を発生する場合もある。これらの理由から、従来のインサート3の交換方法を、インサート3の自動交換に適用することは困難である。   In order to eliminate the above problems, if the cutting tool 1 is replaced at the same timing in all steps regardless of the processing conditions, the insert 3 is replaced without being used up to the original tool life. The number of rotations and the number of replacements of the cutting blade 8 increase. Therefore, the insert 3 to consume increases. Alternatively, processing may occur due to processing with an amount of wear exceeding the use limit of the insert 3. For these reasons, it is difficult to apply the conventional method for replacing the insert 3 to the automatic replacement of the insert 3.

一方、図7Bに示すインサート3では、インサート3の摩耗部分9だけ回転角度βiを調整している。インサート3の周方向の摩耗幅は、図3に示した軸切込みapおよびインサート3の半径rから決定される。回転角度βiは式(1)から求められる。ここで、軸切込みapは、図1のステップS1におけるNCプログラムの読み込み時に、読み込まれる。一方、インサート3の半径rは、図1データベースS4に記憶されている。これらの値を用いて、自動でインサート3の回転角度βiが計算される。   On the other hand, in the insert 3 shown in FIG. 7B, the rotation angle βi is adjusted only for the wear portion 9 of the insert 3. The wear width in the circumferential direction of the insert 3 is determined from the shaft cut ap and the radius r of the insert 3 shown in FIG. The rotation angle βi is obtained from the equation (1). Here, the axis cut ap is read when the NC program is read in step S1 of FIG. On the other hand, the radius r of the insert 3 is stored in the database S4 of FIG. Using these values, the rotation angle βi of the insert 3 is automatically calculated.

回転角度βiの割当は、例えばインサート3の切刃8の部分が、周方向360°全て使用に適した状態では、各工程における回転角度β、β、…、βnの和が360度以下であって360°に最も近くなる組み合わせを選び出す。そして、インサート3の交換および切削工具1の交換の時間を含めて、最も効率的に加工できる順番で割当る。これにより、インサート3を無駄なくほぼ全ての切刃8の部分を活用することができる。For example, when the portion of the cutting edge 8 of the insert 3 is suitable for use at 360 ° in the circumferential direction, the sum of the rotation angles β 1 , β 2 ,..., Βn in each process is 360 degrees or less. Then, the combination closest to 360 ° is selected. And it allocates in the order which can be processed most efficiently including the time of replacement | exchange of the insert 3, and replacement | exchange of the cutting tool 1. FIG. Thereby, it is possible to utilize almost all the cutting edges 8 without wasting the insert 3.

インサート3の使用限度を決定する工具寿命Ltは、図1のデータベースS4に格納されているので、全ての工程において適切な工具寿命Ltで加工することができる。これにより、毎回作業者がインサート3の回転や交換をする必要が無く、さらに工具寿命Ltが自動で決定されているので、安定した無人加工が可能になる。   Since the tool life Lt for determining the use limit of the insert 3 is stored in the database S4 in FIG. 1, machining can be performed with an appropriate tool life Lt in all processes. This eliminates the need for the operator to rotate or replace the insert 3 each time, and the tool life Lt is automatically determined, thus enabling stable unmanned machining.

図6のステップS13においては、インサート3の回転角度βiからインサート3の交換回数を読込む。そして、インサート3を回転させるかまたは交換するか、もしくは切削工具1を交換するか、等の交換のタイミングを設定する。ステップS11において、予めインサート3の回転時間とインサート3の交換時間、工具1の交換の時間、工具1の本数を設定されているので、上記交換及び回転に要する時間から、最も加工リードタイムが短くなる加工工程を設定する。   In step S13 of FIG. 6, the number of replacements of the insert 3 is read from the rotation angle βi of the insert 3. Then, the timing of replacement, such as whether the insert 3 is rotated or replaced, or the cutting tool 1 is replaced, is set. In step S11, since the rotation time of the insert 3, the replacement time of the insert 3, the time for replacement of the tool 1, and the number of tools 1 are set in advance, the machining lead time is the shortest from the time required for the replacement and rotation. Set the machining process.

例えば、同じ切削工具1を複数備えるときに、インサート3の回転時間が工具1の交換時間より長い場合には、工具1の交換をインサート3の回転よりも優先的に実行する。すなわち、インサート3が摩耗して工具寿命Ltに達した時にインサート3を回転するのではなく、自動工具交換装置(ATC)70などを用いて切削工具1を交換する。そして摩耗したインサート3を備えた切削工具1を自動工具交換装置(ATC)70の図示しないパレットに退避させ、新しい切削工具1で加工中に摩耗したインサート3を有する切削工具1の摩耗部を回転させる。   For example, when a plurality of the same cutting tools 1 are provided and the rotation time of the insert 3 is longer than the replacement time of the tool 1, the replacement of the tool 1 is executed with priority over the rotation of the insert 3. That is, instead of rotating the insert 3 when the insert 3 is worn and the tool life Lt is reached, the cutting tool 1 is replaced using an automatic tool changer (ATC) 70 or the like. Then, the cutting tool 1 with the worn insert 3 is retracted to a pallet (not shown) of the automatic tool changer (ATC) 70, and the worn portion of the cutting tool 1 having the insert 3 worn during machining with the new cutting tool 1 is rotated. Let

これより、丸型のインサート3を有する切削工具1を用いた加工において、加工時間にロスがなく、効率的に加工を実施することができる。なお、本実施例では、切削工具1の本数やインサート3の回転時間、インサート3の交換時間、切削工具1の交換時間を考慮して複数の加工工程を設定したので、加工リードタイムが短くなり、高効率で加工ができる。   As a result, in processing using the cutting tool 1 having the round insert 3, there is no loss in processing time, and processing can be performed efficiently. In this embodiment, a plurality of machining steps are set in consideration of the number of cutting tools 1, the rotation time of the insert 3, the replacement time of the insert 3, and the replacement time of the cutting tool 1, so that the machining lead time is shortened. Can be processed with high efficiency.

次にステップS14においては、ステップS13で設定された加工工程に基づいて、加工を実施する。さらにステップS15において、工具寿命Ltを考慮したタイミングまで加工を実行する。加工を停止する指定されたタイミングに到達したら、ステップS16において、インサート3を自動回転または自動交換する、もしくは切削工具1を自動交換する、か否かを判断する。   Next, in step S14, machining is performed based on the machining process set in step S13. Furthermore, in step S15, the machining is executed until the timing considering the tool life Lt. When the designated timing for stopping the processing is reached, it is determined in step S16 whether or not the insert 3 is automatically rotated or automatically replaced or the cutting tool 1 is automatically replaced.

インサート3を自動回転または自動交換した場合には、ステップS14に戻り再び加工を実施する。インサート3の摩耗がまだ工具寿命Ltに達しておらず、インサート3の自動回転または自動交換もしくは切削工具1の交換が必要でなければ、ステップS17に進み、設定された加工が終了したか否かを判断する。   When the insert 3 is automatically rotated or automatically replaced, the process returns to step S14 and the machining is performed again. If the wear of the insert 3 has not yet reached the tool life Lt, and the automatic rotation or automatic replacement of the insert 3 or the replacement of the cutting tool 1 is not necessary, the process proceeds to step S17, and whether or not the set machining has been completed. Judging.

ステップS17において、設定された全ての加工工程が終了したと判断したら、加工を終了する。設定された全ての加工工程がまだ終了していないと判断したら、ステップS14に戻り、工具寿命に達するまで加工を実施する。   If it is determined in step S17 that all the set processing steps have been completed, the processing ends. If it is determined that all the set machining steps have not yet been completed, the process returns to step S14 and machining is performed until the tool life is reached.

本実施例では、丸型のインサート3の回転角度βiを用いてインサート3の切刃位置を摩耗していない位置に変更する例を示している。しかしながら、例えば予めインサート3に凹凸があり、その凹凸の間隔単位でしか回転できないインサート3を使用する場合もある。このような場合には、凹凸の間隔の倍数で回転角度βiを指定するようにすればよく、本発明を丸型のインサート以外にも適用することが可能となる。   In the present embodiment, an example is shown in which the cutting edge position of the insert 3 is changed to a position that is not worn by using the rotation angle βi of the round insert 3. However, for example, there is a case where the insert 3 has an unevenness in advance, and the insert 3 can be rotated only by the interval unit of the unevenness. In such a case, the rotation angle βi may be specified by a multiple of the interval between the irregularities, and the present invention can be applied to applications other than round inserts.

図8Aないし図11を用いて、本発明に係る他の実施例を説明する。本実施例は、インサート3を自動で回転する自動回転装置50に関するものである。図8Aは、インサート自動回転装置50の斜視図である。インサート自動回転装置50は、X軸方向に駆動軸を持つX軸テーブル13と、X軸に直交する方向であるY軸方向に駆動軸を持つY軸テーブル12と、X軸及びY軸の双方に直交し、垂直方向に延びる複数(本実施例では2本)のZ軸(支柱)14を有する。Xテーブル13の一方端側には、このインサート自動回転装置50を制御する制御装置60が設けられている。   Another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8A to 11. The present embodiment relates to an automatic rotating device 50 that automatically rotates the insert 3. FIG. 8A is a perspective view of the automatic insert rotation device 50. The automatic insert rotation device 50 includes an X-axis table 13 having a drive axis in the X-axis direction, a Y-axis table 12 having a drive axis in the Y-axis direction that is orthogonal to the X-axis, and both the X-axis and the Y-axis. And a plurality (two in this embodiment) of Z-axes (supports) 14 extending in the vertical direction. On one end side of the X table 13, a control device 60 for controlling the automatic insert rotation device 50 is provided.

一方のZ軸14には、インサート3を回転させるインサート回転機構15が取り付けられており、他方のZ軸には、切削工具1に止めねじ5でねじ止めされているインサート3の止めねじ5を緩めるためのねじ緩め装置16が取り付けられている。各Z軸14はX軸テーブル13に形成された溝に嵌合するベース部14bと、ベース部14bから垂直に上方に延びる支柱部とを有し、支柱部には上下方向に延びる溝部14cが形成されている。インサート回転機構15及びねじ緩め装置16は、図示しない固定手段でZ軸14の溝部14cを利用して固定されている。   An insert rotation mechanism 15 that rotates the insert 3 is attached to one Z axis 14, and a set screw 5 of the insert 3 that is screwed to the cutting tool 1 with a set screw 5 is attached to the other Z axis. A screw loosening device 16 for loosening is attached. Each Z-axis 14 has a base portion 14b that fits into a groove formed in the X-axis table 13, and a column portion that extends vertically upward from the base portion 14b. The column portion has a groove portion 14c that extends in the vertical direction. Is formed. The insert rotation mechanism 15 and the screw loosening device 16 are fixed by a fixing means (not shown) using the groove portion 14c of the Z-axis 14.

制御装置60は、Yテーブル12およびXテーブル13とZ軸14を駆動制御し、ネジ緩め装置16およびインサート回転機構15を、図8Bに示すように自動工具交換装置70のチェーン72の底辺部に移動させる。そして、切削工具1の交換用または回転用インサート3が運ばれている位置にZ軸14を位置決めする。   The control device 60 drives and controls the Y table 12, the X table 13, and the Z axis 14, and the screw loosening device 16 and the insert rotation mechanism 15 are placed on the bottom of the chain 72 of the automatic tool changer 70 as shown in FIG. 8B. Move. Then, the Z-axis 14 is positioned at a position where the cutting tool 1 replacement or rotating insert 3 is carried.

切削工具1の位置を、図示しない複数のセンサで認識する。センサは少なくとも切削工具1の位置とインサート3の位置とを認識できれば良く、例えばカメラで撮像した映像を画像処理する方法等を用いる。なお、センサをインサート自動回転装置50上の任意の位置に設置することもできる。工作機械自体でインサート3を自動回転させる場合には、工作機械側に切削工具1およびインサート3の位置決め手段を設けても良い。   The position of the cutting tool 1 is recognized by a plurality of sensors (not shown). The sensor only needs to be able to recognize at least the position of the cutting tool 1 and the position of the insert 3. For example, a method of processing an image captured by a camera is used. The sensor may be installed at an arbitrary position on the automatic insert rotation device 50. When the insert 3 is automatically rotated by the machine tool itself, positioning means for the cutting tool 1 and the insert 3 may be provided on the machine tool side.

図9A〜9Cは、本実施例3におけるインサート自動回転機構15を説明する図である。図9Aはインサート自動回転機構15の斜視図であり、図9Bは図9Aの縦断面図であるまた、図9Cは、インサート3の回転を説明するための斜視図である。   9A to 9C are diagrams illustrating the automatic insert rotation mechanism 15 according to the third embodiment. 9A is a perspective view of the automatic insert rotation mechanism 15, FIG. 9B is a longitudinal sectional view of FIG. 9A, and FIG. 9C is a perspective view for explaining the rotation of the insert 3.

インサート自動回転機構15は、ハウジング17を備えている。ハウジング17の一端側には、Z軸14に当接する矩形状の取付板部17aが形成されており、取付板部17aには円柱形部が連続している。円柱形部には、上下に平行にX軸方向に延びる溝部17b1、17b2が形成されている。溝部17b1、17b2は、ハウジング17の円柱形部の奥側まで延びている。The automatic insert rotation mechanism 15 includes a housing 17. On one end side of the housing 17, a rectangular mounting plate portion 17 a that abuts on the Z-axis 14 is formed, and a cylindrical portion is continuous with the mounting plate portion 17 a. Groove portions 17 b1 and 17 b2 extending in the X-axis direction are formed in the columnar portion in parallel in the vertical direction. The groove portions 17 b1 and 17 b2 extend to the back side of the cylindrical portion of the housing 17.

ハウジング17の円柱形部の奥側には、互いに噛み合うギヤ21とピニオン20が配置されており、ピニオン20にはラック19aが、ギヤ21にはラック19bがそれぞれ噛み合っている。ラック19aにはインサート回転ロッド18aが取り付けられており、ラック19bには、インサート回転ロッド18bが取り付けられている。インサート回転ロッド18a、18bは、ハウジング17に形成された溝部17b1、17b2内にそれぞれ保持され、端部はハウジング17から突出している。さらに、インサート回転ロッド18a、18bの突出側端部には、接触性向上材24が取り付けられている。A gear 21 and a pinion 20 that mesh with each other are disposed on the inner side of the cylindrical portion of the housing 17. The rack 19 a meshes with the pinion 20, and the rack 19 b meshes with the gear 21. An insert rotating rod 18a is attached to the rack 19a, and an insert rotating rod 18b is attached to the rack 19b. The insert rotating rods 18 a and 18 b are respectively held in grooves 17 b1 and 17 b2 formed in the housing 17, and end portions protrude from the housing 17. Furthermore, the contact improvement material 24 is attached to the protrusion side edge part of insert rotation rod 18a, 18b.

ハウジング17の取付板部17aの背面側には、サーボモータ22が取り付けられており、サーボモータ22の回転軸はハウジング17内まで延びている。そして、ピニオン20の回転軸と接続している。サーボモータ22の回転軸には、エンコーダ23が取り付けられている。   A servo motor 22 is attached to the back side of the mounting plate portion 17 a of the housing 17, and the rotation shaft of the servo motor 22 extends into the housing 17. And it connects with the rotating shaft of the pinion 20. An encoder 23 is attached to the rotation shaft of the servo motor 22.

この様に構成したインサート自動回転機構15では、サーボモータ22を駆動することにより、2本のインサート回転ロッド18a、18bが図9Cに示すように、X方向に互い違いに並進し、インサート3をθ方向に回転させる。すなわち、サーボモータ22を駆動すると、このサーボモータ22に接続されたピニオン20が回転駆動され、ピニオン20に噛み合うギヤ21がピニオン20と反対方向に回転駆動される。ピニオン20とギヤ21が回転駆動されると、それぞれと噛み合うラック19a、19bが互いにX軸の反対方向に移動し、ラック19a、19bに取り付けられたインサート回転ロッド18a、18bも互いに反対方向に併進移動する。   In the automatic insert rotation mechanism 15 configured as described above, by driving the servo motor 22, the two insert rotation rods 18a and 18b are alternately translated in the X direction as shown in FIG. Rotate in the direction. That is, when the servo motor 22 is driven, the pinion 20 connected to the servo motor 22 is rotationally driven, and the gear 21 meshing with the pinion 20 is rotationally driven in the opposite direction to the pinion 20. When the pinion 20 and the gear 21 are driven to rotate, the racks 19a and 19b meshing with each other move in the opposite directions of the X axis, and the insert rotating rods 18a and 18b attached to the racks 19a and 19b also translate in the opposite directions. Moving.

ここで、サーボモータ22の回転量はエンコーダ23により検出され、個のエンコーダの検出値を用いて、サーボモータ22の回転角度、すなわち2本のインサート回転ロッド18a、18bの併進移動量が制御される。インサート回転ロッド18a、18bの先端に取り付けた接触性向上材24は、インサート3との摩擦を向上させ、接触性を向上させるために設けられており、ゴムなどを使用する。   Here, the rotation amount of the servo motor 22 is detected by the encoder 23, and the rotation angle of the servo motor 22, that is, the translational movement amount of the two insert rotation rods 18a and 18b is controlled using the detected value of each encoder. The The contact improving material 24 attached to the tips of the insert rotating rods 18a and 18b is provided to improve friction with the insert 3 and improve contact, and uses rubber or the like.

図10A及び図10Bは、本実施例3におけるインサートのねじ緩め機構16を説明する図である。図10Aはねじ緩め機構16の斜視図であり、図10Bはねじ緩め機構16の縦断面図である。   10A and 10B are views for explaining the screw loosening mechanism 16 of the insert in the third embodiment. FIG. 10A is a perspective view of the screw loosening mechanism 16, and FIG. 10B is a longitudinal sectional view of the screw loosening mechanism 16.

ねじ緩め機構16は、インサート回転機構15と似た外形形状となっている。すなわち、Z軸に当接する矩形状の取付板部26bと、この取付板部26bに連続する円筒部26aとからなるハウジング26を有し、取付板部26bの背面側には、回転軸にエンコーダ28が取り付けられたサーボモータ28が配置されている。ハウジング26の円筒部26aの内部には、円柱状の回転部材30が配設されており、回転部材30の取付板部26b側には、サーボモータ27の回転軸27aが接続されている。   The screw loosening mechanism 16 has an outer shape similar to the insert rotation mechanism 15. That is, it has a housing 26 composed of a rectangular mounting plate portion 26b that abuts the Z-axis and a cylindrical portion 26a continuous to the mounting plate portion 26b, and an encoder is connected to the rotating shaft on the back side of the mounting plate portion 26b. A servo motor 28 to which 28 is attached is disposed. A columnar rotating member 30 is disposed inside the cylindrical portion 26 a of the housing 26, and a rotating shaft 27 a of a servo motor 27 is connected to the mounting plate portion 26 b side of the rotating member 30.

一方、回転部材30の周囲部には、ほぼ等間隔で複数のレンチ回転用モータ29a〜29dが取り付けられており、このレンチ回転用モータ29a〜29dの出力軸にはレンチアダプター31a〜31dが取り付けられている。レンチアダプター31a〜31dは、棒状のレンチ25a〜25dの一端側が嵌合する形状に形成されている。棒状のレンチ25a〜25dの他端側は、ハウジング26の開放側から(−)Y軸方向に突き出ている。なお、複数準備されたレンチ25a〜25dは、互いにその呼びサイズを異ならせているか、使用頻度の多いものを複数本設けるようにする。   On the other hand, a plurality of wrench rotating motors 29a to 29d are attached to the periphery of the rotating member 30 at substantially equal intervals, and wrench adapters 31a to 31d are attached to output shafts of the wrench rotating motors 29a to 29d. It has been. The wrench adapters 31a to 31d are formed in a shape in which one end sides of the rod-like wrench 25a to 25d are fitted. The other ends of the rod-like wrench 25a to 25d protrude from the open side of the housing 26 in the (−) Y-axis direction. Note that a plurality of wrench 25a to 25d that are prepared have different nominal sizes or are frequently used.

図2Aに示すように、切削工具1に取り付けたインサート3は、止めねじ5により固定されている。そこで、ねじ緩め機構16を用いて、インサート3を固定している止めねじ5を緩める。切削工具の種類に応じて、インサート3を固定する止めねじ5の形状やサイズが異なる。そこで、図10に示すようにレンチ25a〜25dを回転部材30の周囲に複数本配置している。   As shown in FIG. 2A, the insert 3 attached to the cutting tool 1 is fixed by a set screw 5. Therefore, the set screw 5 fixing the insert 3 is loosened using the screw loosening mechanism 16. Depending on the type of cutting tool, the shape and size of the set screw 5 for fixing the insert 3 are different. Therefore, as shown in FIG. 10, a plurality of wrenches 25 a to 25 d are arranged around the rotating member 30.

ねじ緩め機構16では、止めねじ5に適合したレンチ25a〜25dを選択する必要があるので、レンチ25a〜25dの位置決めのために、回転部材30をサーボモータ27で回転させて、使用するレンチ25aを選び出す。また、レンチ25a〜25dの取り換えを容易にするため、レンチアダプター31a〜31dにレンチ25a〜25dを嵌合させている。レンチ25a〜25dによる止めねじ5の緩めまたは締め付け時には、レンチ25a〜25dの根元に設置したモータ29a〜29dを駆動する。   In the screw loosening mechanism 16, since it is necessary to select the wrench 25a to 25d suitable for the set screw 5, the wrench 25a used by rotating the rotating member 30 with the servo motor 27 for positioning the wrench 25a to 25d. Select. Further, in order to facilitate replacement of the wrench 25a to 25d, the wrench 25a to 25d is fitted to the wrench adapter 31a to 31d. When the set screw 5 is loosened or tightened by the wrench 25a to 25d, the motors 29a to 29d installed at the roots of the wrench 25a to 25d are driven.

なお、インサート3の止めねじ5を緩めるときに、選択したレンチ25a以外のレンチ25b〜25dが切削工具1に干渉しない場合には、回転部材30を回転させる必要はない。その場合、サーボモータ27およびエンコーダ28、回転部材30を省略することができる。また、レンチ25a〜25dを取り換える必要がなく、常に同一のレンチ25a〜25dを使用するときは、レンチアダプター31a〜31dを省いて、直接サーボモータ軸にレンチ25a〜25dを接続するようにしてもよい。レンチ25a〜25dとしては、六角レンチや四角レンチ、六角ボックスレンチ等を使用するのが良い。   When the set screw 5 of the insert 3 is loosened, if the wrench 25b to 25d other than the selected wrench 25a does not interfere with the cutting tool 1, it is not necessary to rotate the rotating member 30. In that case, the servo motor 27, the encoder 28, and the rotating member 30 can be omitted. Further, when it is not necessary to replace the wrench 25a to 25d and the same wrench 25a to 25d is always used, the wrench adapters 31a to 31d are omitted and the wrench 25a to 25d is directly connected to the servo motor shaft. Good. As the wrench 25a to 25d, it is preferable to use a hexagon wrench, a square wrench, a hexagon box wrench or the like.

図11に、インサート自動回転装置50を用いたインサート3の回転動作を、フローチャートで示す。ステップS18において、図示しないセンサが切削工具1およびインサート3の位置を確認する。次いでステップS19で、自動工具交換装置70の交換及び回転位置に保持された切削工具1の位置に、インサート自動回転装置50のねじ緩め機構16を移動させ、止めねじ5の位置にインサートねじ緩め機構16を位置決めする。   FIG. 11 is a flowchart showing the rotation operation of the insert 3 using the automatic insert rotation device 50. In step S18, a sensor (not shown) confirms the positions of the cutting tool 1 and the insert 3. Next, in step S19, the screw loosening mechanism 16 of the automatic insert rotating device 50 is moved to the position of the cutting tool 1 held in the exchange and rotating position of the automatic tool changing device 70, and the insert screw loosening mechanism is moved to the position of the set screw 5. 16 is positioned.

ステップS20において、使用するレンチ25aを止めねじ21に係合させ、固定する。次いでステップ21において、レンチ回転用モータ29aを回転駆動して、インサート3を固定している止めねじ5をレンチ25aが緩める。   In step S20, the wrench 25a to be used is engaged with the set screw 21 and fixed. Next, at step 21, the wrench rotating motor 29a is rotationally driven, and the wrench 25a loosens the set screw 5 fixing the insert 3.

ステップS22に進み、止めねじ5が緩んでいるか否かを図示しない確認手段で確認する。確認方法としては、例えばレンチ回転用モータ29aの出力である負荷トルクが所定値以下となったら止めねじ5が緩んだと判断する。止めねじ5が緩んだことが確認されたら、ステップS23に進み、インサート自動回転装置50のX軸テーブル13、Y軸テーブル12、Z軸14を制御装置60が駆動し、ねじ緩め機構16を次の加工工程の邪魔にならない位置まで退避させる。なお、止めねじ5が緩んでいない場合には、ステップS20に戻り、再度止めねじ5を緩める動作を実行する。   Proceeding to step S22, it is confirmed by a confirmation means (not shown) whether the set screw 5 is loose. As a confirmation method, for example, when the load torque, which is the output of the wrench rotating motor 29a, becomes a predetermined value or less, it is determined that the set screw 5 has been loosened. If it is confirmed that the set screw 5 has been loosened, the process proceeds to step S23 where the control device 60 drives the X-axis table 13, the Y-axis table 12, and the Z-axis 14 of the automatic insert rotation device 50, and the screw loosening mechanism 16 is moved to the next. Retreat to a position that does not interfere with the machining process. If the set screw 5 is not loosened, the process returns to step S20, and the operation of loosening the set screw 5 is executed again.

止めねじ5が緩んだので、ステップS24に進む。インサート自動回転装置50の制御装置60が、X軸テーブル13およびY軸テーブル12、Z軸14を駆動制御し、インサート回転機構15を自動工具交換装置70の交換及び回転位置に保持された切削工具1のインサート3の位置に移動させる。   Since the set screw 5 has been loosened, the process proceeds to step S24. The control device 60 of the automatic insert rotation device 50 controls the drive of the X-axis table 13, the Y-axis table 12, and the Z-axis 14, and the cutting tool in which the insert rotation mechanism 15 is held at the replacement and rotation position of the automatic tool changer 70. 1 is moved to the position of the insert 3.

次にステップS25に進み、図1のステップS3で指定した回転角度βiだけインサート3を回転させる。インサート3を回転させたので、ステップS26においてインサート3が所定量だけ回転しているかを、図示しないカメラ等の撮像情報を画像処理して確認する。   In step S25, the insert 3 is rotated by the rotation angle βi specified in step S3 of FIG. Since the insert 3 is rotated, in step S26, whether or not the insert 3 is rotated by a predetermined amount is confirmed by performing image processing on imaging information such as a camera (not shown).

インサート3が所定量だけ回転されているのを確認できれば、ステップS27に進み制御装置60がX軸テーブル13およびY軸テーブル12、Z軸14を駆動制御して、インサート回転機構15を加工工程等の邪魔にならない位置まで退避させる。インサート3の退避が完了すれば、インサート3の自動回転動作が終了する。ステップS26において、インサート3が所定量だけ回転していると確認できなければ、ステップS25に戻り、再度インサート3を所定回転量となるまで回転させる。   If it can be confirmed that the insert 3 is rotated by a predetermined amount, the process proceeds to step S27, and the control device 60 drives and controls the X-axis table 13, the Y-axis table 12, and the Z-axis 14, and the insert rotation mechanism 15 is processed. Evacuate to a position where it does not get in the way. When the retraction of the insert 3 is completed, the automatic rotation operation of the insert 3 is completed. If it cannot be confirmed in step S26 that the insert 3 is rotated by a predetermined amount, the process returns to step S25, and the insert 3 is rotated again until the predetermined amount of rotation is reached.

上記各実施例によれば、切削工具に使用するインサートの一部が摩耗等で加工に適さなくなったとき、摩耗していない未使用部までのインサートの回転角度を加工条件から算出し、算出した角度に基づいてインサートを回転させるので、適切な条件で切削加工が可能になる。また、切刃の未使用部を切削される位置まで自動的に回転させる、インサート自動回転システムを実現できる。そして、加工条件が逐次変化しても、インサート外周の切刃を無駄なく全て使い切ることができる。さらに、インサートを人手を介さずに全て自動回転させることができるので、作業者の経験の差により生ずる回転量の相違がなくなり、切削システムの自動化が可能になる。   According to each of the above embodiments, when a part of the insert used for the cutting tool became unsuitable for processing due to wear or the like, the rotation angle of the insert up to the unused portion that was not worn was calculated from the processing conditions and calculated. Since the insert is rotated based on the angle, cutting can be performed under appropriate conditions. In addition, it is possible to realize an automatic insert rotation system that automatically rotates an unused portion of the cutting blade to a cutting position. And even if processing conditions change sequentially, all the cutting edges on the outer periphery of the insert can be used up without waste. Furthermore, since all inserts can be automatically rotated without manual intervention, there is no difference in the amount of rotation caused by the difference in operator experience, and the cutting system can be automated.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が可能である。ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。したがって、本発明の真の精神及び範囲内に存在する変形例は、全て請求の範囲に含まれる。   In addition, this invention is not limited to the said Example, Various modifications are possible. A part of the configuration of one embodiment can be replaced by the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment. Accordingly, all modifications that come within the true spirit and scope of the present invention are included in the claims.

1…切削工具(ボディ)、2…インサート留め具、3…インサート、4…被削材、5…止めねじ、6…工具回転軸、7…接触部、8…インサート切刃、9…摩耗部分、12…Y軸テーブル、13…X軸テーブル、14…Z軸(支柱)、14b…ベース部、14c…溝部、15…インサート回転機構、16…インサートネジ緩め機構、17…ハウジング、17a…取付け板部、17b1、17b2…溝部、18a、18b…インサート回転ロッド、19a、19b…ラック、20…ピニオン、21…ギヤ、22…サーボモータ、23…エンコーダ、24…接触性向上材(当接部)、25a〜25d…レンチ、26…ハウジング、26a…円筒部、26b…取付け板部、27…サーボモータ、27a…サーボモータ軸、28…エンコーダ、29a〜29d…レンチ回転用モータ、30…回転部材、31a〜31d…レンチアダプター、50…インサート自動回転装置、60…制御装置、70…ATC(自動工具交換装置)、71…工具、72…チェーン、73…主軸部、81…コラム、82…テーブル、83…ベッド、100…自動切削システム(マシニングセンタ)、ap…軸切込み(切込み深さ)、dr…径切込み、Dtool…工具直径、L…工具寿命時間、r…インサート半径、Vc…切削速度、Vs…材料除去体積、W…インサート幅、Ww…逃げ面摩耗幅、β…接触角、β〜βi…回転角。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cutting tool (body), 2 ... Insert fastener, 3 ... Insert, 4 ... Work material, 5 ... Set screw, 6 ... Tool rotating shaft, 7 ... Contact part, 8 ... Insert cutting blade, 9 ... Wear part 12 ... Y-axis table, 13 ... X-axis table, 14 ... Z-axis (support), 14b ... Base portion, 14c ... Groove portion, 15 ... Insert rotation mechanism, 16 ... Insert screw loosening mechanism, 17 ... Housing, 17a ... Installation Plate part, 17 b1 , 17 b2 ... Groove part, 18a, 18b ... Insert rotating rod, 19a, 19b ... Rack, 20 ... Pinion, 21 ... Gear, 22 ... Servo motor, 23 ... Encoder, 24 ... Contact improver 25a-25d ... wrench, 26 ... housing, 26a ... cylindrical part, 26b ... mounting plate part, 27 ... servo motor, 27a ... servo motor shaft, 28 ... encoder, 29a-29 d ... Wrench rotation motor, 30 ... Rotating member, 31a to 31d ... Wrench adapter, 50 ... Insert automatic rotation device, 60 ... Control device, 70 ... ATC (automatic tool changer), 71 ... Tool, 72 ... Chain, 73 ... main shaft, 81 ... column, 82 ... table, 83 ... bed, 100 ... automatic cutting system (machining center), ap ... axial cut (depth of cut), dr ...径切inclusive, D tool ... tool diameter, L T ... tools Life time, r ... insert radius, Vc ... cutting speed, Vs ... material removal volume, W ... insert width, Ww ... flank wear width, β ... contact angle, β 0 to β i ... rotation angle.

Claims (10)

インサート交換式切削工具を使用する自動切削システムであって、加工プログラムが読み込まれる制御手段と、寿命試験データおよび工具データを格納するデータベースと、前記インサートを前記切削工具に保持するねじを緩めるインサートねじ緩め機構および前記インサートを回転させるインサート回転機構ならびに前記インサートねじ緩め機構と前記インサート回転機構を制御する制御装置を有するインサート自動回転装置とを備え、前記制御手段は前記データベースに格納された前記寿命試験データおよび前記工具データとから、前記インサートの回転角度と回転時期または前記インサートの交換時期を決定し、前記制御装置は、決定された前記インサートの回転角度と回転時期、前記インサートの交換時期に基づいて、前記インサート自動回転装置を駆動することを特徴とするインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   An automatic cutting system that uses an insert-exchangeable cutting tool, a control means for reading a machining program, a database for storing life test data and tool data, and an insert screw for loosening a screw for holding the insert in the cutting tool A loosening mechanism, an insert rotating mechanism for rotating the insert, an insert screw loosening mechanism, and an insert automatic rotating device having a control device for controlling the insert rotating mechanism, wherein the control means stores the life test stored in the database. From the data and the tool data, the rotation angle and rotation time of the insert or the replacement time of the insert is determined, and the control device is based on the determined rotation angle and rotation time of the insert and the replacement time of the insert. The inserter Automatic cutting system using an insert exchangeable cutting tool, characterized in that for driving the automatic rotation device. 前記インサートは丸型のインサートであり、前記制御手段は前記加工プログラムから読み込んだ切削条件における前記インサートの寸法および切削速度から、前記インサートの切刃部分の周方向の摩耗幅を算出し、算出した摩耗幅だけ回転させた未使用位置を新たな切削位置とすることを特徴とする請求項1に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   The insert is a round insert, and the control means calculates the wear width in the circumferential direction of the cutting edge portion of the insert from the dimensions and cutting speed of the insert under the cutting conditions read from the machining program, and calculated 2. An automatic cutting system using an insert-exchangeable cutting tool according to claim 1, wherein an unused position rotated by the wear width is set as a new cutting position. 前記制御手段は、前記インサートを回転させるタイミングを、前記データベースに格納されたインサートの寿命試験データと前記プログラムから読み込んだ加工条件から予測することを特徴とする請求項1に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   2. The insert replacement type cutting according to claim 1, wherein the control means predicts the timing of rotating the insert from insert life test data stored in the database and machining conditions read from the program. Automatic cutting system using tools. 前記制御手段は、使用する工具本数と、前記インサートを回転させる時間と、前記インサートを交換する時間と、前記工具を交換する時間とに基づいて、加工工程を設定することを特徴とする請求項1に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   The control means sets the machining step based on the number of tools to be used, the time for rotating the insert, the time for exchanging the insert, and the time for exchanging the tool. An automatic cutting system using the insert-exchangeable cutting tool according to 1. 前記インサート自動回転装置は、前記インサートに当接して前記工具に保持された前記インサートを所定量回転させる前記インサート回転機構と、前記インサートを前記工具に係止するねじを緩めるための前記インサートねじ緩め機構と、前記切削工具に前記インサート回転機構と前記インサートねじ緩め機構を位置決めするためのX軸テーブルおよびY軸テーブルならびに複数のZ軸とを有することを特徴とする請求項1に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   The insert automatic rotating device includes: an insert rotating mechanism that rotates the insert held in contact with the insert by a predetermined amount; and an insert screw loosening unit that loosens a screw that holds the insert on the tool. The insert replacement according to claim 1, further comprising: a mechanism, an X-axis table and a Y-axis table for positioning the insert rotation mechanism and the insert screw loosening mechanism on the cutting tool, and a plurality of Z axes. Automatic cutting system using a cutting tool. 前記インサート回転機構は、一方の前記Z軸に取り付けられており、一対の歯車と、この一対の歯車のそれぞれに噛み合うラックと、各ラックに取り付けられ先端に前記インサートに当接する当接部を有する一対のロッドと、一方の前記歯車に連結されたモータとを有し、前記モータを駆動することにより前記一対のロッドを互いに反対の方向に移動させて前記インサートを回転させることを特徴とする請求項5に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   The insert rotation mechanism is attached to one of the Z axes, and has a pair of gears, a rack that meshes with each of the pair of gears, and a contact portion that is attached to each rack and contacts the insert at the tip. A pair of rods and a motor coupled to one of the gears, and driving the motor causes the pair of rods to move in opposite directions to rotate the insert. Item 6. An automatic cutting system using the insert-exchangeable cutting tool according to Item 5. 前記インサートねじ緩め機構は、他方の前記Z軸に取り付けられており、前記インサートを前記工具に固定している係止手段のサイズに適合したレンチが周囲部に少なくとも1個配置されている回転部材と、各レンチを回転駆動する第1のモータと、前記回転部材を回転駆動する第2のモータとを有し、前記制御装置が前記第2のモータを駆動して選択したレンチを前記インサートに位置決めし、前記第1のモータを駆動して前記レンチを下院させて前記インサートを係止する係止手段のねじを緩めることを特徴とする請求項5に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   The insert screw loosening mechanism is attached to the other Z-axis, and is a rotating member in which at least one wrench suitable for the size of the locking means for fixing the insert to the tool is arranged around the periphery. A first motor that rotationally drives each wrench, and a second motor that rotationally drives the rotating member, and the control device drives the second motor to select the wrench selected as the insert. 6. The insert-replaceable cutting tool according to claim 5, wherein positioning is performed and the first motor is driven to lower the wrench to loosen a screw of a locking means for locking the insert. Automatic cutting system. インサート交換式切削工具を使用する自動切削システムであって、加工プログラムを読み込むステップと、読み込んだ前記加工プログラムから加工条件を抽出するステップと、寿命試験データおよび工具データを格納するデータベースを参照し前記インサートの回転角度と工具寿命とを演算するステップと、演算した前記回転角度だけ前記インサートを回転させたときに未使用の切刃部分が残るか否かを判断するステップと、前記未使用の切刃部分で加工するステップと、加工後にインサートを自動回転または自動交換するかを判断するステップを有することを特徴とするインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   An automatic cutting system using an insert-exchangeable cutting tool, wherein a step of reading a machining program, a step of extracting machining conditions from the read machining program, and a database storing life test data and tool data are referred to above. Calculating a rotation angle of the insert and a tool life, determining whether or not an unused cutting edge portion remains when the insert is rotated by the calculated rotation angle; and An automatic cutting system using an insert-exchangeable cutting tool, characterized by comprising a step of processing at a blade portion and a step of determining whether the insert is automatically rotated or automatically replaced after the processing. 前記加工プログラムは複数の加工工程を含んでおり、各加工工程に応じて前記回転角度を変化させることを特徴とする請求項8に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   9. The automatic cutting system using an insert-exchangeable cutting tool according to claim 8, wherein the machining program includes a plurality of machining steps, and the rotation angle is changed according to each machining step. 前記インサートの回転角度を、前記インサート半径および軸切込みの関係から定まる前記インサートの円周角としたことを特徴とする請求項8に記載のインサート交換式切削工具を使用する自動切削システム。   9. The automatic cutting system using an insert-exchangeable cutting tool according to claim 8, wherein the rotation angle of the insert is a circumferential angle of the insert determined from a relationship between the insert radius and a shaft cut.
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