JPWO2017086238A1 - 工作機械及び工作機械による加工方法 - Google Patents

工作機械及び工作機械による加工方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017086238A1
JPWO2017086238A1 JP2017551847A JP2017551847A JPWO2017086238A1 JP WO2017086238 A1 JPWO2017086238 A1 JP WO2017086238A1 JP 2017551847 A JP2017551847 A JP 2017551847A JP 2017551847 A JP2017551847 A JP 2017551847A JP WO2017086238 A1 JPWO2017086238 A1 JP WO2017086238A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
tool
radius
virtual circle
machining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017551847A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6833710B2 (ja
Inventor
光 高橋
光 高橋
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.)
Citizen Machinery Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Machinery Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Machinery Co Ltd, Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Machinery Co Ltd
Publication of JPWO2017086238A1 publication Critical patent/JPWO2017086238A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6833710B2 publication Critical patent/JP6833710B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B1/00Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/03Boring heads
    • B23B29/034Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings
    • B23B29/03432Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing
    • B23B29/03478Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing by means of an eccentric
    • B23B29/03482Boring and facing heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B5/00Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B23B5/36Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning specially-shaped surfaces by making use of relative movement of the tool and work produced by geometrical mechanisms, i.e. forming-lathes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G05B19/186Generation of screw- or gearlike surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2265/00Details of general geometric configurations
    • B23B2265/12Eccentric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q27/00Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35157Machinability, producibility, reject nc program if tool motion not possible
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45129Boring, drilling
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45215Thread cutting
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49313Machining about eccentric center different from rotational center of workpiece
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50216Synchronize speed and position of several axis, spindles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

工作機械及び工作機械による加工方法において、簡単な設定で、偏芯した形状の加工を行うため、自動旋盤(1)(工作機械の一例)は、ワーク(50)を軸心(C1)回りに回転させる主軸(2)と、ワーク(50)を加工するバイト(6)(工具の一例)と、バイト(6)を移動させる送り機構(4)と、偏芯した距離(D)及び半径(R)の入力を受け付ける入力受付部(8)と、距離(D)を半径とする仮想円(V1)を設定し、仮想円(V1)を、ワーク(50)の軸心(C1)から、入力受付部(8)で受け付けられた半径(R)だけ、ワーク(50)の半径方向にオフセットしてオフセット仮想円(V2)を設定し、バイト(6)を、主軸(2)よるワーク(50)の回転と関連付けてオフセット仮想円(V2)の円周に沿って移動させるように、送り機構(4)よる移動を制御する制御部(7)と、を備え、軸心(C1)に対して距離(D)の位置に半径(R)の孔(60)(偏芯部分の一例)を加工する。

Description

本発明は、工作機械及び工作機械による加工方法に関する。
旋盤などの工作機械は、丸棒等の被工作物(以下、ワークという。)を主軸に保持し、主軸の先端から突出したワークをその軸心回りに回転させながらバイト等の工具を接触させて加工する。工具は、送り機構によって駆動される。そして、ワークの回転や軸心方向への移動、送り機構による工具の移動は、制御部によって制御されている。
このような工作機械により、ワークに、ワークの軸心から半径方向に偏芯した形状の部分(以下、偏芯部分という)を形成するには、工具を、ワークの回転に関連付けて動かせばよい(特許文献1)。
特開2002−066802号公報
上述した先行技術文献に記載された旋盤による偏芯位置旋削加工方法は、NC旋盤では、工具の位置を計算により逐一割り出して、その割り出された位置を用いた複雑なプログラムにより制御する必要がある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、簡単な設定で、偏芯した形状の加工を行うことができる工作機械及び工作機械による加工方法を提供することを目的とする。
本発明の第1は、ワークを軸心回りに回転させる主軸と、前記ワークを加工する工具と、前記工具を移動させる送り機構と、偏芯した距離D及び半径Rの入力を受け付ける入力受付部と、前記入力受付部で受け付けられた前記距離Dを半径とする仮想円を設定し、前記仮想円の中心を、前記ワークの軸心から、前記入力受付部で受け付けられた前記半径Rだけ前記ワークの半径方向にオフセットしたオフセット仮想円を設定し、前記工具を、前記主軸による前記ワークの回転と関連付けて前記オフセット仮想円の円周に沿って移動させるように、前記送り機構による移動を制御する制御部と、を備え、前記ワークの軸心に対して前記距離Dの位置に前記半径Rの偏芯部分を加工する工作機械である。
本発明の第2は、主軸によって軸心の回りに回転するワークに対して、工具を前記軸心に直交する方向に移動させて、前記軸心から距離Dだけ偏芯した位置に半径Rの偏芯部分を加工する工作機械による加工方法において、前記距離D及び前記半径Rの入力を受け付け、受け付けられた前記距離Dを半径とする仮想円を設定し、前記仮想円の中心を、前記ワークの軸心から、受け付けられた前記半径Rだけ前記ワークの半径方向にオフセットしたオフセット仮想円を設定し、前記工具を、前記主軸による前記ワークの回転と関連付けて前記オフセット仮想円の円周に沿って移動させる、工作機械による加工方法である。
本発明に係る工作機械及び工作機械による加工方法によれば、簡単な設定で、偏芯した形状の加工を行うことができる。
本発明の一実施形態である自動旋盤を示す模式図である。 図1の矢視Aによりワークの先端面を見た正面図である。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば12時の位置(図示高さ方向の最高位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば10時半の位置に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば9時の位置(図示左右方向の左端の位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば6時の位置(図示高さ方向の最低位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば3時の位置(図示左右方向の右端位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば12時の位置に移動した状態を示す。 制御部により設定された第2オフセット仮想円とワークに形成された孔との位置関係を示す、図2相当の正面図である。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば12時の位置(図示高さ方向の最高位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば10時半の位置に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば9時の位置(図示左右方向の左端の位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば6時の位置(図示高さ方向の最低位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば3時の位置(図示左右方向の右端位置)に移動した状態を示す。 NCプログラムで設定されたワークとバイトの刃先との位置関係を示す図2相当の正面図であり、オフセット仮想円の円周上の例えば12時の位置に移動した状態を示す。 制御部により設定された第2オフセット仮想円とワークに形成された凸状部分との位置関係を示す、図2相当の正面図である。
以下、本発明に係る工作機械及び工作機械による加工方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
<自動旋盤の構成>
図1は本発明の工作機械の一実施形態である自動旋盤(NC(Numerical Control;数値制御)旋盤)1を示す模式図である。図2は、図1の矢視Aによりワーク50の先端面51を見た正面図である。
本実施形態の自動旋盤1は、NCプログラムによって動作が制御され、図1に示すように、旋削対象である棒材のワーク50を保持し、その軸心C1回りに回転させながら軸心C1に沿ったz方向に移動させる主軸2を備えている。自動旋盤1は、主軸2の先端2aからz方向の離れた位置において、主軸2から突出したワーク50の外周面に接触してワーク50を支持するガイドブッシュ3を備えている。
自動旋盤1は、バイト6(工具の一例)が固定された工具ホルダ5を、z方向に直交する面内において、互いに直交する2方向(x方向、y方向;図2参照)に移動させる送り機構4を備えている。バイト6は、先端に形成された刃先6aが、ガイドブッシュ3からz方向に突出するワーク50に接触することで、ワーク50を旋削して加工する。ワーク50に対する旋削加工は、先端面51からz方向に延びた孔60を形成する中ぐり加工である。
孔60は、先端面51において、ワーク50の軸心C1から半径方向に距離Dだけ偏芯した位置を中心C3とした半径Rの円となる円柱状の空間である。なお、本実施形態においては、ワーク50の半径r、偏芯の距離D、孔60の半径Rは、(D+R)<rの大小関係を満たす。
自動旋盤1は、上述した距離D及び半径Rの入力を受け付ける入力受付部8を備えている。自動旋盤1は、入力受付部8で受け付けた距離D及び半径Rに基づいて設定されたNCプログラムに従って、主軸2の回転及びz方向への送り並びに送り機構4による移動を制御する制御部7を備えている。
NCプログラムは、具体的には、図2に示すように、距離Dを半径とする仮想円V1を設定し、仮想円V1の中心を、ワーク50の軸心C1から、半径Rだけ、ワーク50の半径方向にオフセットして中心C2としたオフセット仮想円V2を設定する。そして、NCプログラムは、ワーク50の軸心C1回りの回転方向P1への回転に同期して、刃先6aを、オフセット仮想円V2の円周に沿って回転方向P2に移動させるように設定される。
<自動旋盤の動作>
次に、自動旋盤1の動作(自動旋盤1による加工法)について説明する。まず、入力受付部8が、オペレータにより入力された距離D及び半径Rを受け付ける。入力された距離D及び半径Rは、制御部7により、NCプログラムに書き加えられる。これにより、NCプログラムは、図2に示すように、距離Dを半径とする仮想円V1を設定し、仮想円V1の中心を、ワーク50の軸心C1から、半径Rだけ、ワーク50の半径方向にオフセットして中心C2としたオフセット仮想円V2を設定する。
NCプログラムは、ワーク50を等角速度で軸心C1回りに回転方向P1に回転させたとき、ワーク50の回転に同期して刃先6aがオフセット仮想円V2の円周に沿って回転方向P2に1回転するように、ワーク50の各回転位置における刃先6aの座標位置(x,y)を算出する。
図3A、図3B、図3C、図3D、図3E及び図3Fは、NCプログラムで設定されたワーク50と刃先6aとの位置関係を示す図2相当の正面図である。制御部7は、ワーク50を軸心C1回りに回転方向P1に等角速度で回転させるように主軸2を制御するとともに、図3A〜図3Fに示すように、NCプログラムが設定したワーク50の各回転位置における座標位置(x,y)に刃先6aが移動するように、送り機構4を制御する。
具体的には、図3Aに示すように、ワーク50が回転方向P1に等角速度で回転中のある瞬間において、制御部7は、刃先6aを、オフセット仮想円V2の円周上の例えば12時の位置(図示高さ方向の最高位置)に移動させるように送り機構4を制御する。
その後、ワーク50は、図3B〜図3Fに示すようにワーク50が回転方向P1に回転し、制御部7の制御により送り機構4が、刃先6aを、ワーク50の回転に同期させて回転方向P2で、オフセット仮想円V2の円周上を移動させる。なお、図3A〜図3Fにおいて、ワーク50の回転位置を示すために、図3Aに示した状態において、ワーク50の外周面の中で、高さ方向の最高位置の部分に符号52を付している。そして、制御部7が主軸2をz方向(図1参照)に移動させることで、ワーク50に刃先6aが接触し、ワーク50の回転にしたがって、図3B〜図3Fにおいて実線で示した孔60となる内周面61が形成される。
以上のように構成された自動旋盤1及び自動旋盤1による加工方法によれば、ワーク50に、軸心C1から半径方向に距離Dだけ偏芯した位置を中心C3とした半径Rの孔60を形成する際に、入力受付部8が、距離D、半径Rの入力を受け付けるだけの簡単な設定で、偏芯した孔60の加工を行うことができる。また、自動旋盤1によれば、入力受付部8が受け付ける距離Dと半径Rとによって、孔60の偏芯量(距離D)や半径Rを簡単に変えることができ、偏芯量や半径Rが変わる都度、刃先6aの時系列の座標位置を入力し直す必要が無く、手間を大幅に軽減することができる。
また、自動旋盤1によれば、既存の自動旋盤に対して、制御部7による制御の内容を変えるだけでよく、高価なスピンドルを必要としないため、コストの上昇を抑制することができる。また、自動旋盤1によれば、材料中心から偏芯した位置の内径加工において、内部に段付きのテーパ形状を有する部分を形成したり、通常の内径用のねじ切りバイトを用いれば、内部にねじ溝の加工を行ったりすることもできる。
なお、本発明の工作機械は、ワークの軸心回りの回転に同期させて工具を偏芯した状態で回転させて加工を行うため、ワークの回転速度等の条件によっては、加工時の工具の刃先の実際の位置が、加工しようと設定された本来の位置よりも、僅か(1[mm]以下)にずれた位置になることがある。本実施形態の自動旋盤1においては、例えば、ワークの軸心回りの回転に同期する座標位置(x,y)に刃先6aを移動させるため、X、Y軸の円弧補間制御を用いて工具の回転を制御し、設定された偏芯位置で半径Rの孔60を加工すると、実際の加工で形成された孔60の偏芯位置は、設定された偏芯位置よりも僅かにずれる場合がある。
そして、加工が終了して工作機械の運転の停止とともに、工具の回転も停止すると、工具の刃先の位置は、設定された本来の位置に戻る。したがって、工作機械の運転が停止した位置によっては、工具の刃先が、形成された孔の加工面や凸状部分の加工面に干渉したり食い込んだりして、加工面を損傷するおそれがある。また、加工面を傷つけないとしても、加工終了後に工具が加工面に接触した状態から軸心方向に沿って工具を設定された本来の位置に戻す動作の際に、接触による摩擦の抵抗が掛るおそれがある。
そこで、本実施形態の自動旋盤1及び自動旋盤1による加工方法は、制御部7が、ワーク50の孔60の加工(加工面の切削動作)が終了した後は、ワーク50の回転及びバイト6の移動を停止する前に、バイト6の刃先6aをワーク50の孔60の内周面61(加工面)から離れた方向に移動させるように送り機構4を制御する。例えば、加工が終了した後で回転を停止する前に、制御部7が、NCプログラムに記録されている半径Rより小さい値R′(ΔR=R−R′は、回転中にバイト6の刃先6aが逃げる僅かな寸法よりも大きな値)の軌道上にバイト6の刃先6aを移動させることができる。
図3Gは、制御部7により設定された第2オフセット仮想円V2′とワーク50に形成された孔60との位置関係を示す、図2相当の正面図である。制御部7は、図3Gに示すように、第2オフセット仮想円V2′を設定する。第2オフセット仮想円V2′は、中心C2′が軸心C1から半径R′だけオフセットした位置で、距離Dを半径とする仮想の円である。第2オフセット仮想円V2′は、図2に示したオフセット仮想円V2を軸心C1にΔRだけ近づけた円である。
制御部7は、刃先6aが第2オフセット仮想円V2′の円周に沿って回転するように、送り機構4を制御する。第2オフセット仮想円V2′の円周に沿った刃先6aの軌跡は、同期回転するワーク50に形成された孔60の内周面61(加工面)から内側に離れた領域内となるため、刃先6aは内周面61に接触することなく空回りした状態となる。
その後、自動旋盤1は停止され、バイト6の回転も停止し、バイト6の刃先6aは設定された本来の位置に戻るが、停止前の時点で、刃先6aはワーク50の内周面61から離れているため、回転が停止して刃先6aが本来の位置に戻っても、刃先6aは孔60の内周面61に接触しない。したがって、バイト6の刃先6aが、孔60の内周面61を損傷するのを防止することができる。なお、本発明に係る工作機械は、加工の終了後の回転停止前に、工具の刃先を加工面から逃がす制御を行うものに限定されるものでは無く、加工終了後の回転停止時に工具の刃先がワークの加工面に接触しない場合は、この刃先を逃がす制御を行う必要はない。
一方、本実施形態の自動旋盤1は、ワーク50に形成しようとする偏芯した孔60の、偏芯した距離Dと孔60の半径Rとを入力することにより、制御部7がバイト6の刃先6aの軌跡となるオフセット仮想円V2を設定するものであるが、上述した加工の終了後の回転停止前に工具の刃先を加工面から逃がす制御については、距離Dと半径Rとを入力することにより制御部が工具の刃先の軌跡となるオフセット仮想円を設定する工作機械に限定されるものではなく、ワークの回転と同期させて工具を回転させて、ワークに偏芯した部分を形成する工作機械であれば適用することができる。
<変形例>
図4A、図4B、図4C、図4D、図4E及び図4Fは、NCプログラムで設定されたワーク50と刃先6aとの位置関係を示す図2相当の正面図である。
上述した実施形態の自動旋盤1は、偏芯部分の一例として孔60を適用したものであるが、偏芯部分の他の例として、図4A、図4B、図4C、図4D、図4E及び図4Fに示すように、偏芯した距離D及び半径Rのボスや軸などの凸状部分70を適用することもできる。この場合、刃先6aを軸心C1から外方に向けた孔60の場合と異なり、図4A〜図4Fに示すように、刃先6aを、軸心C1に向けて送り機構4及び主軸2を制御して、凸状部分70の外周面71を形成すればよい。
なお、凸状部分70を形成する場合は、上述したように凸状部分70の半径Rのオフセットが小さくなり得るため、ワーク50の凸状部分70の加工(加工面の切削動作)が終了した後は、ワーク50の回転及びバイト6の移動を停止する前に、バイト6の刃先6aをワーク50の凸状部分70の外周面(加工面)から離れた方向に移動させるように送り機構4を制御する。例えば、加工が終了した後で回転を停止する前に、制御部7が、NCプログラムに記録されている半径Rより大きい値R″(ΔR′=R″−Rは、回転中にバイト6の刃先が逃げる僅かな寸法よりも大きな値)の軌道上にバイト6の刃先6aを移動させることができる。
図4Gは、制御部7により設定された第2オフセット仮想円V2″とワーク50に形成された凸状部分70との位置関係を示す、図2相当の正面図である。制御部7は、図4Gに示すように、第2オフセット仮想円V2″を設定する。第2オフセット仮想円V2″は、中心C2″が軸心C1から半径R″だけオフセットした位置で、距離Dを半径とする仮想の円である。第2オフセット仮想円V2″は、図2に示したオフセット仮想円V2を軸心C1からΔR′(=R″−R)だけ遠ざけた円である。
制御部7は、刃先6aが第2オフセット仮想円V2″の円周に沿って回転するように、送り機構4を制御する。第2オフセット仮想円V2″の円周に沿った刃先6aの軌跡は、同期回転するワーク50に形成された凸状部分70の外周面71(加工面)から外側に離れた領域内となるため、刃先6aは外周面71に接触することなく空回りした状態となる。
その後、自動旋盤1は停止され、バイト6の回転も停止し、バイト6の刃先6aは設定された本来の位置に戻るが、停止前の時点で、刃先6aはワーク50の外周面71から離れているため、回転が停止して刃先6aが本来の位置に戻っても、刃先6aは凸状部分70の外周面71に接触しない。したがって、バイト6の刃先6aが、凸状部分70の外周面71を損傷するのを防止することができる。なお、加工終了後の回転停止時にバイト6の刃先6aがワーク50の凸状部分70の外周面71に接触しない場合は、この刃先6aを逃がす制御を行う必要はない。
上述した実施形態及び変形例においては、ワーク50の半径r、偏芯の距離D、孔60の半径Rは、(D+R)<rの大小関係を満たすものとしたが、本発明においては、ワーク50の半径r、偏芯の距離D、孔60の半径Rは、上記大小関係に限定されない。すなわち、ワーク50の半径r、偏芯の距離D、孔60の半径Rは、(D+R)≧rの大小関係であってもよい。したがって、孔60の中心C3が、ワーク50の外周よりも外方に設定されてもよいし(D>r)、孔60の半径Rがワーク50の半径rよりも大きくてもよい(R>r)。
これらの場合、ワーク50には、真円の孔60ではなく、ワーク50の外周に孔60の一部が開口した切欠き状の偏芯部分が形成される。ただし、(D−R)≧rであると刃先6aがワーク50に接触せず切欠きが形成されないため、(D−R)<rを満たすことが必要である。また、(D−R)≦−rであると刃先6aがワーク50の全面を旋削してワーク50の長さが短くなるだけであるため、(D−R)>−rを満たすことが必要である。
以上より、制御部7は、入力受付部8に入力された距離D及び半径Rについて、ワーク50の半径rとの関係で、−r<(D−R)<rの条件を満たすか否かを判定し、条件を満たした場合にのみ、主軸2及び送り機構4に対する上述した制御を行い、条件を満たさない場合は、入力値のエラーを報知するなどして、主軸2及び送り機構4に対する上述した制御を行わないようにしてもよい。
本実施形態の自動旋盤1は、ワーク50の軸心C1回りの回転方向P1への1回転に対して、刃先6aを、オフセット仮想円V2の円周に沿って回転方向P2に1回転させるように、バイト6をワークの回転に関連付けて移動させるものであるが、本発明に係る工作機械及び工作機械による加工方法は、バイト6の移動を、ワーク50の1回転と関連付けるものに限定されない。
本実施形態の自動旋盤1は、主軸2がz方向に移動してワーク50を軸心C1方向に送る、いわゆる主軸台移動型であるが、本発明に係る工作機械及び工作機械による加工方法は、主軸台移動型の工作機械に限定されず、主軸がz方向に移動せずに工具がz方向に移動する、いわゆる主軸台固定型であってもよい。また、本発明の工作機械及び工作機械による加工方法は、旋盤に限定されるものでは無く、その他の工作機械にも適用可能である。
関連出願の相互参照
本出願は、2015年11月17日に日本国特許庁に出願された特願2015−225100に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (7)

  1. ワークを軸心回りに回転させる主軸と、
    前記ワークを加工する工具と、
    前記工具を移動させる送り機構と、
    偏芯した距離D及び半径Rの入力を受け付ける入力受付部と、
    前記入力受付部で受け付けられた前記距離Dを半径とする仮想円を設定し、前記仮想円の中心を、前記ワークの軸心から、前記入力受付部で受け付けられた前記半径Rだけ前記ワークの半径方向にオフセットしたオフセット仮想円を設定し、前記工具を、前記主軸による前記ワークの回転と関連付けて前記オフセット仮想円の円周に沿って移動させるように、前記送り機構による移動を制御する制御部と、を備え、
    前記ワークの軸心に対して前記距離Dの位置に前記半径Rの偏芯部分を加工する工作機械。
  2. 前記制御部は、前記偏芯部分として孔を前記工具で加工するように制御する請求項1に記載の工作機械。
  3. 前記制御部は、前記偏芯部分として凸状部分を前記工具で加工するように制御する請求項1に記載の工作機械。
  4. 前記ワークの加工が終了した後は、前記ワークの回転及び前記工具の移動を停止する前に、前記制御部が前記工具を、前記ワークを加工した加工面から離れた方向に移動させる請求項1から3のうちいずれか1項に記載の工作機械。
  5. 前記制御部は、前記入力受付部に入力された前記距離D及び前記半径Rについて、前記ワークの半径rとの関係で、−r<(D−R)<rの条件を満たすか否かを判定し、満たしたと判定した場合にのみ、前記送り機構に対する前記仮想円の円周に沿っての移動の制御を行う請求項1から4のうちいずれか1項に記載の工作機械。
  6. 主軸によって軸心の回りに回転するワークに対して、工具を前記軸心に直交する方向に移動させて、前記軸心から距離Dだけ偏芯した位置に半径Rの偏芯部分を加工する工作機械による加工方法において、
    前記距離D及び前記半径Rの入力を受け付け、
    受け付けられた前記距離Dを半径とする仮想円を設定し、
    前記仮想円の中心を、前記ワークの軸心から、受け付けられた前記半径Rだけ前記ワークの半径方向にオフセットしたオフセット仮想円を設定し、
    前記工具を、前記主軸による前記ワークの回転と関連付けて前記オフセット仮想円の円周に沿って移動させる、工作機械による加工方法。
  7. 前記ワークの加工が終了した後は、前記ワークの回転及び前記工具の移動を停止する前に、前記工具を、前記ワークを加工した加工面から離れた方向に移動させる請求項6に記載の工作機械による加工方法。
JP2017551847A 2015-11-17 2016-11-10 工作機械及び工作機械による加工方法 Active JP6833710B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015225100 2015-11-17
JP2015225100 2015-11-17
PCT/JP2016/083431 WO2017086238A1 (ja) 2015-11-17 2016-11-10 工作機械及び工作機械による加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017086238A1 true JPWO2017086238A1 (ja) 2018-09-06
JP6833710B2 JP6833710B2 (ja) 2021-02-24

Family

ID=58718936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017551847A Active JP6833710B2 (ja) 2015-11-17 2016-11-10 工作機械及び工作機械による加工方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10661349B2 (ja)
EP (1) EP3363567B1 (ja)
JP (1) JP6833710B2 (ja)
KR (1) KR102124098B1 (ja)
CN (1) CN108367362B (ja)
ES (1) ES2927011T3 (ja)
TW (1) TWI694878B (ja)
WO (1) WO2017086238A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019149047A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 ファナック株式会社 制御装置
WO2022114166A1 (ja) * 2020-11-30 2022-06-02 京セラ株式会社 ホルダ、切削工具及び切削加工物の製造方法
CN112935317B (zh) * 2021-01-11 2022-12-27 武汉船用机械有限责任公司 具有相对环形凸台的零件的加工方法
CN112974859B (zh) * 2021-03-01 2022-04-22 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种双曲面型极杆精密车削方法
JP2023056848A (ja) 2021-10-08 2023-04-20 スター精密株式会社 工作機械、及び、工具移動経路決定方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05305501A (ja) * 1992-04-30 1993-11-19 Okuma Mach Works Ltd 偏心形状加工装置及び偏心形状加工方法
JPH10151501A (ja) * 1996-11-20 1998-06-09 Okuma Mach Works Ltd 旋盤用偏心・楕円軸加工アタッチメント
JP2002066802A (ja) * 2000-08-25 2002-03-05 Komatsu Ltd Nc旋盤による偏心位置旋削加工方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3593603A (en) * 1968-10-07 1971-07-20 Licencia Talalmanyokat Turning machine for machining workpieces of multicontoured configurations
US4154555A (en) * 1978-04-03 1979-05-15 F. Jos. Lamb Company Multiple boring head
JPS5840205A (ja) * 1981-09-01 1983-03-09 Toshiba Mach Co Ltd 偏心加工ヘツド
DE4222967C2 (de) * 1992-07-13 1994-06-16 Diedesheim Gmbh Maschf NC-Drehmaschine zum Erzeugen von Unrund-/Ballig-Geometrien an Drehteilen
JP4270482B2 (ja) 2000-11-08 2009-06-03 株式会社小松製作所 Nc旋盤による偏心位置球面加工方法
KR20020066802A (ko) 2001-02-14 2002-08-21 한웅코텍 주식회사 피부첩부용 시트
JP3751223B2 (ja) * 2001-06-13 2006-03-01 山科精器株式会社 偏心式フェーシングユニット
JP4887025B2 (ja) * 2005-10-27 2012-02-29 パナソニック株式会社 型の製造方法および光学素子の製造方法
JP4446003B2 (ja) 2008-02-18 2010-04-07 株式会社三共製作所 切削加工ユニット、及び工作機械
EP2752262B1 (en) 2011-08-31 2018-09-19 Citizen Watch Co., Ltd. Machine tool and machining method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05305501A (ja) * 1992-04-30 1993-11-19 Okuma Mach Works Ltd 偏心形状加工装置及び偏心形状加工方法
JPH10151501A (ja) * 1996-11-20 1998-06-09 Okuma Mach Works Ltd 旋盤用偏心・楕円軸加工アタッチメント
JP2002066802A (ja) * 2000-08-25 2002-03-05 Komatsu Ltd Nc旋盤による偏心位置旋削加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3363567A1 (en) 2018-08-22
KR20180055873A (ko) 2018-05-25
TW201729924A (zh) 2017-09-01
WO2017086238A1 (ja) 2017-05-26
TWI694878B (zh) 2020-06-01
ES2927011T3 (es) 2022-10-31
JP6833710B2 (ja) 2021-02-24
CN108367362B (zh) 2020-03-03
EP3363567A4 (en) 2019-05-22
CN108367362A (zh) 2018-08-03
KR102124098B1 (ko) 2020-06-17
EP3363567B1 (en) 2022-08-31
US10661349B2 (en) 2020-05-26
US20180369920A1 (en) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017086238A1 (ja) 工作機械及び工作機械による加工方法
TWI529028B (zh) Working machinery
CN108544041B (zh) 内螺纹铣削加工方法
WO2013088884A1 (ja) 工作機械
KR20150136485A (ko) 다각형 가공 장치 및 다각형 가공 방법
JP6245984B2 (ja) 工作機械および加工方法
JP5968000B2 (ja) 歯車加工機械
JP2008023611A (ja) 複合nc旋盤
KR20150136475A (ko) 다각형 가공 장치 및 다각형 가공 방법
JP2009136956A (ja) 旋削加工方法及び旋削条件及び切削経路生成方法
JP6533071B2 (ja) 非円形孔の加工方法、非円形孔の加工装置およびレンズ
WO2014171244A1 (ja) 工作機械および張出部付きワークの切削加工方法
US10343246B1 (en) Automated machining apparatus having a workpiece holder with a rotatable turret that holds multiple workpieces
US10108173B2 (en) Numerical control device
JP2008296331A (ja) 加工装置
JP2010284775A (ja) センタレス研削用調整車の製造方法、調整車、円錐ころの製作方法
JP2017064896A (ja) ワークの内周面又は外周面に対する切削方法
JP6577861B2 (ja) 工作機械
JP2015006713A (ja) 歯車加工装置
JP5815462B2 (ja) 旋盤におけるワークの芯ずれ補正機構。
JP2014121746A (ja) 工作機械における切削加工方法
JP6919427B2 (ja) 工作機械、工作機械の制御方法、及び、工作機械の制御プログラム
JP6405115B2 (ja) 孔加工方法、シリンダブロックの製造方法および孔加工機
JPH081403A (ja) Nc装置付き工作機械によるネジ端部バリ取り方法
JP2013078821A (ja) 加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200714

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6833710

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250