WO2008044366A1

WO2008044366A1 - Tour, programme informatique pour commander le tour et procédé d'usinage du tour

Info

Publication number: WO2008044366A1
Application number: PCT/JP2007/061778
Authority: WO
Inventors: Yuji Kase; Kenji Okamura
Original assignee: Tsugami Corporation
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-04-17
Also published as: JP4865490B2; TW200817117A; JP2008093741A; EP2070615B1; PL2070615T3; CN101351287A; KR20080066662A; TWI322729B; CN101351287B; EP2070615A1; US8051754B2; EP2070615A4; KR101009708B1; US20100154605A1

Description

明細書

旋盤、旋盤制御用コンピュータプログラム及び旋盤における加工方法技術分野

[0001] 本発明は、旋盤、旋盤制御用コンピュータプログラム及び旋盤における加工方法に関する。

背景技術

[0002] 旋盤加工では、ワークに対する工具の相対的な位置は、可能な限り正確に決定しなくてはならない。工具のワークに対する正確な芯高の設定は、正確かつ精密なカロェを実施する上で、重要である。例えば、ワークをテーパ形状に切削加工する場合、工具のワークに対する芯高が合って、な、と、わゆる切り残しが生じる。この切り残しが生じた場合、切り残しをなくすため、工具位置の調整を行い、繰り返し切削を行う。これでは、工程数等において不利である。

[0003] 芯高合わせに着目した技術として、例えば特許文献 1に開示されて!、る技術がある特許文献 1に開示されている装置は、バイトと、ワークを保持回転させる主軸ュ-ットとの鉛直方向の相対位置を位置決めする位置決め手段を有する。

特許文献 1の装置は、ボールネジ、スライド、モーター、 NC装置、エンコーダー、リユアスケール等を位置決めできる。だから、この装置は、工具のワークに対する芯高合わせが効率的である。

[0004] し力しながら、この装置は、ワークに対する加工を行っている工程の途中において、工具のワークに対する芯高の設定がずれることがあった。にもかかわらず、この装置は、加工の進行具合によって発生しうる狂いについて、何ら考慮されていない。特許文献 1：特開 2000— 33502号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、加工工程の流れの中で工具及びワークの位置関係を適切に設定できる、旋盤及び旋盤制御用コンピュータプログラム並びに旋盤における加工方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明に係る旋盤は、ワークを把持するチャックを備えた主軸と、前記ワークに当接して該ワークを加工する工具が取り付けられた刃物台と、前記工具力前記ワークへ向かう方向である X軸方向及び該 X軸方向とは異なる方向である Y軸方向に前記刃物台を移動する刃物台駆動手段と、前記工具が前記 X軸方向及び前記 Y軸方向に移動するように前記刃物台駆動手段を駆動制御する制御手段と、前記ワークの直径を実測した値を入力する入力手段と、を備え、前記制御手段は、前記刃物台駆動手段を介して、前記工具を前記 X軸方向に移動しながら前記ワークに対する第 1の切削を行い、続いて前記ワークに対する第 2の切削を行い、前記入力手段から入力された、前記第 1の切削をした後の前記ワークの第 1直径値及び前記第 2の切削をした後の前記ワークの第 2直径値、並びに前記第 1の切削の終了時点から前記第 2の切削の終了時点までの前記工具の前記 X軸方向につ!、ての移動距離に基づ、て、前記工具の芯高と前記ワークの中心線との間の前記 Y軸方向に沿ったずれ量を演算し、当該ずれ量が補正された後に前記刃物台駆動手段を介して前記ワークに対する第 3の切削を行う、ことを特徴とする。

[0007] また、前記入力手段は、手動により実測された前記ワークの直径を入力するための入力操作手段と、該入力操作手段に入力された前記第 1直径値及び前記第 2直径値を前記制御手段に供給する供給手段と、を備えることも可能である。

[0008] また、前記入力手段は、前記ワークの直径を自動的に実測する計測手段と、該計測手段により計測された前記第 1直径値及び前記第 2直径値を前記制御手段に供給する供給手段と、を備えることも可能である。

[0009] また、前記制御手段は、前記ずれ量に基づき、前記工具の芯高と前記ワークの中心線とが相対的に所定の位置関係になるように前記刃物台駆動手段を介して前記工具を移動した後、前記第 3の切削を自動的に行うことも可能である。

[0010] また、前記制御手段は、前記工具の芯高及び前記ワークの中心線が同一の平面上に乗るように、前記工具を移動することも可能である。

[0011] また、前記計測手段は、レーザ光を照射可能なレーザ光発射部と、前記ワークを透過した該レーザ光の透過光を受けることが可能な受光部と、前記レーザ光発射部から発射されたレーザ光の断面積と前記受光部で受けられた透過光の断面積とから前記ワークの第 1直径値及び前記ワークの第 2直径値を計測可能な測定部と、を有することち可會である。

[0012] また、本発明に係る旋盤制御用コンピュータプログラムは、コンピュータに、ワークを把持するチャックを備えた主軸と、前記ワークに当接して該ワークを加工する工具が取り付けられた刃物台と、前記工具から前記ワークへ向かう方向である X軸方向及び該 X軸方向とは異なる方向である Y軸方向に前記刃物台を移動する刃物台駆動手段と、前記工具が前記 X軸方向及び前記 Y軸方向に移動するように前記刃物台駆動手段を駆動制御する制御手段と、前記ワークの直径を実測した値である直径値を入力する入力手段と、を備える旋盤、を制御させるための旋盤制御用コンピュータプログラムであって、前記制御手段に、前記刃物台駆動手段を介して、前記工具を前記 X軸方向に移動しながら前記ワークに対する第 1の切削を行わせ、続いて前記ワークに対する第 2の切削を行わせる前切削処理と、前記入力手段から入力された、前記第 1の切削をした後の前記ワークの第 1直径値及び前記第 2の切削をした後の前記ワークの第 2直径値、並びに前記第 1の切削の終了時点力前記第 2の切削の終了時点までの前記工具の前記 X軸方向にっ、ての移動距離に基づ、て、前記工具の芯高と前記ワークの中心線との間の前記 Y軸方向に沿ったずれ量を演算させる演算処理と、当該ずれ量が補正された後に前記刃物台駆動手段を介して前記ワークに対する第 3の切削を行わせる後切削処理と、を実行させることを特徴とする。

[0013] また、本発明に係る加工方法は、工具によるワークの切削を行う旋盤における加工方法であって、前記工具を X軸方向に移動しながら前記ワークに対する第 1の切削を行う第 1切削工程と、該第 1切削工程の後の前記ワークの直径である第 1直径値を計測する第 1計測工程と、前記第 1切削工程の後に工具を X軸方向に移動しながら前記ワークに対する第 2の切削を行う第 2切削工程と、該第 2切削工程の後の前記ヮークの直径である第 2直径値を計測する第 2計測工程と、前記第 1直径値、前記第 2直径値、並びに前記第 1切削工程の終了時点から前記第 2切削工程の終了時までの前記工具の前記 X軸方向につ!、ての移動距離に基づ、て、前記工具の芯高と前記ワークの中心線との間の、前記 X軸方向とは異なる Y軸方向に沿つたずれ量を演算するずれ量演算工程と、前記ずれ量が補正された後に前記ワークに対する第 3の切削を行う第 3切削工程と、を備えることを特徴とする。

[0014] また、前記ずれ量演算工程は、手動により行われることも可能である。

[0015] また、前記第 1計測工程及び前記第 2計測工程は、レーザ光発射部からレーザ光を前記ワークに照射し、前記ワークを透過した該レーザ光の透過光を受光部で受け、前記レーザ光発射部から発射されたレーザ光の断面積と前記受光部で受けられた透過光の断面積とから前記ワークの第 1直径値及び前記ワークの第 2直径値を計測することも可會である。

発明の効果

[0016] 本発明に係る旋盤は、実測値である第 1直径値及び第 2直径値からずれ量を演算する。そのため、ずれの実態を正確に把握できる。これにより、工具の芯高を適切に設定できる。だから、工具及びワークの位置関係をカ卩ェ工程の流れの中で適切に設定できる。これにより、加工の進行具合に応じた狂いに対応できる。

また、本発明にかかる旋盤は、比較的小径のワークを加工する場合においても、より顕著に、当該ワークの正確な加工できる。なぜなら、ワークが比較的小径だと加工量は僅かなものである。そのため、僅かな芯高ずれ量の存在が、正確、精密な加工に及ぼす影響が大きい。ところが、本発明では、加工の進行具合に応じた狂いに対応できる。だから、加工量が僅かでも加工の進行に応じて補正でき、適切にワークをカロェできる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明の実施形態に係る旋盤の正面図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る旋盤の平面図である。

[図 3]図 1中の刃物台とタレット型刃物台の構成例を示す図である。

[図 4]本発明の実施形態に係る旋盤の刃物台支持台を動かす機構の概要を示す図である。

[図 5]本発明の実施形態に係る旋盤の刃物台の変形例を示す図である。

[図 6]本発明の実施形態に係る旋盤の加工例の説明図である。圆 7]工具とワークとの間に発生する「ずれ」を説明する説明図である。

[図〇 8]ずれ量に基づく工具の芯高合わせ処理の流れを示すフローチャートである。

[図 9]第 2の切削後のワークの形状例を示す図である。

圆 10]芯高が合って、な、場合に発生する「切り残し」の形態例を示す図である。圆 11]本発明の実施形態に係る旋盤の、図 6とは別の加工例の説明図である。圆 12]本発明の別の実施形態に係る旋盤の正面図である。

[図 13]本発明の別の実施形態に係る、ずれ量に基づく工具の芯高合わせ処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

ベッド、

11 レーノレ

12 レーノレ

13 Z1軸モ -タ

15 レーノレ

16 レーノレ

17 Z2軸モ -タ

18 XI軸モ -タ

20 レーノレ

21 レーノレ

22 Z3軸モ -タ

24 Z4軸モ -タ

25 X2軸モ -タ

30 主軸

31 ワーク回転モータ

40 刃物台

41 工具

42 Y1軸モ^" -タ

43 方向変換モータ 50 対向主軸

51 ワーク回転モータ

61 工具

63 Y2軸モータ

101 制御部

201 ワーク径計測装置

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下では、本発明の実施形態に係る旋盤を、図 1から図 3を参照しながら説明するこの旋盤はワーク Wに対して複雑な力卩ェが可能な機械である。図 1及び図 2に示すように、この旋盤は、ベッド 10と、ワーク Wを把持する主軸 30と、刃物台 40と、ワーク Wを把持する対向主軸 50と、制御部 101と、ワーク径計測装置 201と、を備えている

[0020] 主軸 30を支持する主軸台 30Aが、ベッド 10上に Z1軸方向に平行に取付けられた 2本のレーノレ 11, 12上【こ、載せられて!/ヽる。

主軸台 30Aは Z1軸モータ 13を駆動することにより、 Z1軸方向に、移動する。主軸台

30Aは、ワーク回転モータ 31を有する。ワーク回転モータ 31は、主軸 30に備えられたチャックが把持するワーク Wを、回転させる。

[0021] 刃物台 40は、取替え可能な工具 41を、回転可能に把持する。刃物台 40は、刃物台支持台 40Aに支持されている。刃物台支持台 40Aを動かす機構は、図 4に示される。 2本のレール 15, 16力 Z1軸方向に平行な Z2軸方向に、ベッド 10上に取付けられている。そのレール 15, 16の上に、ベース 40aが取付けられている。 Z2軸モータ 1

7を駆動することにより、ベース 40aが Z2軸方向に移動する。

[0022] ボールねじ 40b力 Z2軸方向に垂直な XI軸方向に、ベース 40aに組込まれて!/、る

。ボールねじ 40bを回転させて刃物台支持台 40Aを XI軸方向に移動させる XI軸モータ 18が、ボールねじ 40bの端部に、配置されている。

[0023] コラム 40cが、ベース 40aの上に、配置されている。ボールねじ 40bと係合したブラケット 40d力コラム 40cの底部に取付けられている。 XI軸モータ 18が回転すると、コラム 40cが XI軸方向に移動する。

[0024] Y1軸モータ 42を支持するモータブラケット 40eが、コラム 40cの上方に固定されている。 Y1軸モータ 42は、鉛直方向の Y1軸方向のボールねじ 40fを回転させる。ボールねじ 40fは、ハウジング 40gから延びたブラケット 40hに係合している。 Y1軸モータ 42が回転することにより、ボールねじ 40fが回転して、ハウジング 40gが上下方向に移動する。

[0025] スピンドル 40iが、ハウジング 40gの内部に回転可能に組込まれている。ハウジング 40gの上端側で、スピンドル 40iの一端と方向変換モータ 43とがカップリング 40jにより結合している。

[0026] 刃物台支持台 40Aの一端力スピンドル 40iの他端に、取付け板 40kを介して取付けられている。シャフト 40m力刃物台支持台 40Aの取付け板 40kの反対側に取付けられている。シャフト 40mは、ホルダ 40ηを介して、回転可能にコラム 40cに軸支されている。

[0027] 方向変換モータ 43が回転することにより、刃物台支持台 40Aがスピンドル 40i及びシャフト 40mと共に回転し、刃物台 40に把持された工具 41の向きが変化する。

[0028] 対向主軸 50は、主軸 30と対向してワーク Wを把持する。対向主軸 50は対向主軸台 50Aに支持されている。対向主軸台 50Aは、 Z1軸方向と平行な Z3軸方向にべッド 10上に取付けられた 2本のレール 20, 21上に、載せられている。 Z3軸モータ 22を駆動することにより、対向主軸台 50Aが Z3軸方向に移動する。ワーク回転モータ 51 1S 対向主軸台 50Aに内蔵されている。ワーク回転モータ 51は、対向主軸 50に備えられたチャックで把持するワーク Wを回転させる。主軸 30及び対向主軸 50には、ヮーク Wが通過する穴が形成されてヽる。

[0029] 制御部 101は、図示しないプロセッサ、プロセッサによる処理の手順を定義したプログラムを記憶する ROM (Read Only Memory)、ユーザによる適当な数値入力等を受けて実行されるプログラム、及び必要な情報を記憶しておく RAM (Random Access M emory)、を備える。制御部 101は、上に説明した各構成要素、すなわち主軸 30用の Z1軸モータ 13、ワーク回転モータ 31、対向主軸 50用の Z3軸モータ 22、ワーク回転モータ 51、刃物台 40用の Z2軸モータ 17、 XI軸モータ 18、 Y1軸モータ 42、また後述するタレット型刃物台 60用の Z4軸モータ 24、 X2軸モータ 25、 Y2軸モータ 63、を駆動制御する。これにより、ワーク Wと工具 41、あるいは、ワーク Wと工具 61の相対的な位置関係を適切に設定できる。

[0030] この制御部 101における前記 RAMは、 XI軸モータ 18によって刃物台 40及びこれに取り付けられた工具 41が XI軸方向に移動した場合、その移動距離 dtを記憶する。この移動距離 dtは、後に説明するとおり、工具 41とワーク Wとの間の芯高ずれ量を演算するために利用される。

[0031] なお、制御部 101は、上記の他、後述する工具交構 80に関する制御も行う。

また制御部 101は後述するワーク径計測装置 201に関する制御も行う。

[0032] ワーク径計測装置 201はレーザ測定器を備える。ワーク径計測装置 201は、制御部 101による制御に従ってワーク Wの直径を自動的に計測する。ワーク Wの直径を自動的に計測するから測定者の手間を省くことができる。ワーク径計測装置 201は、図 3中において、レーザ光発射部から図中上方にレーザ光を照射する。そして、図示して、な、受光部がワーク Wによる透過光を受ける。レーザ光発射部から発射されたレーザ光の断面積と受光部で受けられた透過光の断面積とからワーク Wの直径を計測できる。レーザ光を用いることでワーク Wの直径を正確に計測できる。このワーク径計測装置 201によって実測された計測値は、上記制御部 101に供給される。ワーク径計測装置 201によるワーク Wの直径の計測のタイミングは、制御部 101によって決定される。なお、ワーク径計測装置 201としては、上述のように透過光を受けること以外の原理に基づく測定も可能である。

[0033] 本発明の実施形態に係る旋盤は、さらに、タレット型刃物台 60と、工具マガジン 70 と、工具交構 80と、ガイドブッシュ 90と、を有する。

[0034] タレット型刃物台 60は、レール 20, 21上に載せられている。タレット型刃物台 60は、 Z4軸モータ 24を駆動することにより、 Z2軸方向と平行な Z4軸方向に移動する。タレット型刃物台 60を XI軸方向に平行な X2軸方向に移動させる X2軸モータ 25が、タレット型刃物台 60の側方に取付けられている。

[0035] タレット型刃物台 60は、ワーク Wを加工する複数の工具 61を保持する。タレット型刃物台 60は、図 3に示すように、回転体部 62を備える。工具 61が、回転体部 62に取付けられる。回転体部 62の回転角度に応じて工具 61が選択される。タレット型刃物台 60の位置を Y1軸方向と平行な Y2軸方向（高さ方向）に変化させる Y2軸モータ 6 3が、タレット型刃物台 60上部に取付けられる。

[0036] ガイドブッシュ 90は、主軸 30の対向主軸 50側に配置される。ガイドブッシュ 90は、主軸 30から突出したワーク Wを摺動自在に支持する。

[0037] ここでは、タレット型刃物台 60は、回転体部 62を備えるタレット型にしている。もっとも、タレット型刃物台 60は、これに限定されない。例えば図 5に示すように、タレット型刃物台 60は、複数の工具 66を配列する櫛歯型にしてもよい。

[0038] 工具マガジン 70は、刃物台 40に取付ける工具 41を必要数収容する。工具交

構 80は、刃物台 40に取付けられている工具 41を、工具マガジン 70で収容している工具 41に交換する機構である。

[0039] 次に、本発明の実施形態に係る旋盤の動作を説明する。なお、以下の説明においては、主軸 30の移動、第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2の計測、芯高ずれ量 dyの演算、及びこの dyに基づく工具 41の移動等はすべて、制御部 101の RAMに記憶されたプログラムによって自動的に行われる。

[0040] 図 6は、主軸 30に把持されたワーク Wに外径力卩ェを行う加工例の説明図である。ヮーク Wは、主軸 30のチャックに把持される。 Z1軸モータ 13と Z2軸モータ 17を駆動することにより、ワーク Wの加工箇所を刃物台 40の前方に位置させる。ワーク回転モータ 31を駆動してワーク Wを回転させつつ、 Z1軸モータ 13及び XI軸モータ 18を駆動制御する。これにより、工具 41がワーク Wに当接し、主軸 30で把持されたワーク W の外周が加工される。この加工によって、ワーク Wの外径を、直線、テーパ、円弧等の所望の形状できる。

[0041] 本実施形態においては、ワーク Wの加工をいつたん開始した後その途中において、工具 41の芯高とワーク Wの中心線との間のずれ量を確認する。そしてこれを補正する芯高合わせ処理を行った上で、加工の再開を行う。以下、この処理を図 7及び図 8を参照して説明する。

[0042] まず、 XI軸モータ 18を駆動制御することで工具 41を所定量前進させる。そして図 7に示すように、ワーク Wの外周が Wfで示される線に至るまで、該ワーク Wに対する切削を行う（図 8のステップ SI)。この第 1の切削が完了したら、ワーク Wfの実際の直径値である第 1直径値 D1を、ワーク径計測装置 201によって計測する（図 8のステツプ S2)。なお、図 7において、加工前のワーク Wの外形は破線で示されている。

[0043] 続いて、刃物台 40を Z2軸方向に又は主軸 30を Z1軸方向に移動させることにより、工具 41のワーク Wに対向する位置を変える（図 8のステップ S3)。そして、ワーク Wf の外周が図 7において Wsで示される線に至るまで、切削を行う（図 8のステップ S4)。この第 2の切削が完了したら、ワーク Wsの実際の直径値である第 2直径値 D2を、ヮーク径計測装置 201によって計測する（図 8のステップ S5)。図 9は、上記の第 1及び第 2の切削の結果得られるワーク Wの形状例を示している。

[0044] なお、上記においては、第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2の計測は、それぞれ、第 1の切削の終了時点及び第 2の切削終了時点で行う。図 9のような形状例では、第 1 直径値 D1及び第 2直径値 D2の計測を、第 2の切削の終了時点において同時に行うようにしてもよい。

[0045] 以上のようにして求められる第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2、並びに第 1の切削の終了時点力第 2の切削の終了時点までの、 XI軸方向についての工具 41の移動距離 dtは、制御部 101の RAMに記憶される。

ここで、これら Dl、 D2及び dtの間には、図 7及び既知の三角公式から、 [数 1] r 2 ² = r 1 ² + d t ² - 2 - r 1 ■ d t c o s θ なる関係がある。ただし、式中、 rl及び r2は、それぞれ、 rl = DlZ2及び r2 = D2Z 2である。また、 Θは、図 7に示すように、工具 41の芯高とワーク Wの中心線との間に「ずれ」が生じて!/、る場合、換言すれば工具 41のワーク Wに対する芯高が合ってヽない場合に、一定の大きさをもつ角度である。例えばワーク Wの先端をテーパ形状に切削加工する場合、工具 41の芯高とワーク Wの中心線との間に「ずれ」が生じているならば、ワーク Wを切削しても、希望するテーパの母線の長さは得られない。または、図 10に示すように、切り残し Gを発生させてしまう。切り残し Gが発生するとは、テーパ形状に仕上げたいのに先端が尖らない状態を現出させてしまうことである。 [0046] さて、第 1直径値 Dl及び第 2直径値 D2並びに工具の移動距離 dtの間には上述の式に示すような関係があるから、これを変形すれば、

[数 2] r 1 ² + d t ² - r 2 ²

c o s θ = ■■■( "! )

2 ■ r 1 ■ d t として cos Θが求められる。そして、芯高ずれ量 dy、またワーク中心と刃先との距離 dx はそれぞれ

dy=r丄 ' sm Θ

dx=r丄，cos θ

として求めることができる（図 8のステップ S6)。

[0047] そして、このようにして求められた dyに相当する距離だけ、 Y1軸モータ 42を駆動制御することにより、工具 41を Y1軸方向に移動させる（図 8のステップ S 7)。これにより、工具 41のワーク Wに対する芯高合わせを正確に行うことができる。ワーク Wの加工のずれの補正は、工具 41の芯高とワーク Wの中心線とが同一の水平面上にのるように、工具 41を移動させることで行った。このように工具 41を移動させることで簡単にずれを補正できる。もっとも、工具 41の芯高とワーク Wの中心線との間に一定のオフセットがあるようにワーク Wの加工のずれの補正を行うことも可能である。

[0048] この芯高合わせ処理が終了したら、後はそのまま当該ワーク Wに対する加工を再開する（図 8のステップ S8)。この加工は、前述の第 1及び第 2の切削から数えれば、第 3の切削にあたる。第 3の切削では、ワーク Wを把持した主軸 30を、 Z1軸モータ 1 3と Z2軸モータ 17を駆動することにより、ワーク Wの加工箇所を刃物台 40の前方に位置させる。ワーク回転モータ 31を駆動してワーク Wを回転させつつ、 Z1軸モータ 1 3及び XI軸モータ 18を駆動制御する。これにより、工具 41がワーク Wに当接し、主軸 30で把持されたワーク Wの外周が加工される。ワーク Wの加工が終了したら、 XI 軸モータ 18を駆動して刃物台 40を退避させる。

[0049] 以上説明したように、本実施形態の旋盤によれば、実測された第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2、並びに工具 41の移動距離 dtから実態に即した芯高ずれ量 dyが演算される。そして、芯高しずれ量 dyが補正された後加工が行われる。だから切り残し等の発生がなぐワーク Wに対する正確、精密な加工を実施できる。

[0050] 特に、比較的小径のワークを加工する場合に、本実施形態の旋盤はより顕著な効果を奏する。なぜなら、ワークが比較的小径であると加工量自体も僅かなものとなるため、僅かな芯高ずれ量の存在が、正確、精密な加工に及ぼす影響が大きくなつてしまうからである。例えば、素材径が lmmで仕上径が 0. 06mmとすると、工具の芯高が 0. 03mm以上低いと、仕上径 0. 06mmの加工が不可能になる。本実施形態の旋盤は、力かる場合であっても芯高ずれ量を適切に補正する。だ力もワークに対する正確、精密な加工を実施できる。

[0051] 本実施形態における芯高ずれ量の補正は、上述の [数 2]の（1)式及び dy=rl ' si η Θから芯高ずれ量 dyを演算する。そして、図 7を参照して説明した第 2の切削を、僅かに行うだけで、適切な芯高の設定できる。上記 [数 2]の（1)式中の rl及び r2の元となる第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2は実測される。実測するためには、第 2の切削の量 (更には、第 1の切削の量も）は可能な限り小さい方が望ましい (逆に言えば、第 1及び第 2の切削後のワークの輪郭 (Wf及び Ws)は可能な限り大きい方が望ましい）

[0052] なお、図 7では、 rl、 r2、 dt、あるいは dyの関係を明瞭に示すため、切削前のヮーク Wの輪郭の大きさ、並びに、第 1及び第 2の切削後のワークの輪郭 (Wf及び Ws)の大きさは、実際の場合よりも大げさに示されてはいる。もっとも、上に述べたことからも明らかなように、これらは極めて小さくてもよい。

[0053] 以上述べたように、本実施形態の旋盤は、比較的小径のワークをカ卩ェする場合に、より顕著な効果を奏する。

[0054] また、本実施形態によれば、加工工程の流れの中でずれ量が演算され、芯高合わせが実施される。だから、工程数等の不利は少ない。また、加工工程の流れの中で、芯高のずれの補正を適宜取り入れることにより、高精度な加工が可能である。

[0055] さらに、本実施形態では、第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2の計測、工具 41の芯高及びワーク Wの中心線間のずれの補正、加工再開、という一連の工程の流れが、自動的に行われる。だ力作業の効率ィ匕を図ることができる。 [0056] また、本実施形態においては特に、以下のような作用効果を得ることもできる。すなわち、第 1に、本実施形態に係る旋盤では、対向主軸 50及び方向変換モータ 43等力もなる工具 41の回転機構等を備えている。だから、主軸 30に取り付けられたワーク Wの加工が完了した後は、刃物台 40の工具を所望の角度だけ回転させ、 Z3軸モータ 22と Z2軸モータ 17を駆動することにより、対向主軸 50の把持するワーク Wの加工を行うことができる。

[0057] この際、対向主軸 50の把持するワーク Wについても芯高合わせできる。つまり、本実施形態においては、主軸 30及び対向主軸 50に把持された両ワーク Wに対する連続的な加工を行うことができるとともに、これらのワーク Wに対する芯高合わせも行いうるから、両ワーク Wの正確な加工を行うことができる。

[0058] また第 2に、本実施形態の旋盤はガイドブッシュ 90を備えて、る。だから、長尺のヮーク Wを加工する場合においても、当該ワーク Wの橈みによる狂いの発生を未然に防止できる。このことは、工具 41のワーク Wに対する芯高合わせについても有利に働く。すなわち、ワーク Wに撓みが生じに《なっていることから、ワーク W上のある一部分において芯高を一度正確に設定しておけば、長尺方向の他の部分について改めて芯高合わせ処理を繰り返し実施する必要性が極めて減少する。

[0059] 第 3に、本実施形態の旋盤はタレット型刃物台 60及びこれを駆動する X2軸モータ 25等を備えている。そのため、図 11に示すように、このタレット型刃物台 60に取り付けられた工具 61及び刃物台 40に取り付けられた工具 41を同時にワーク Wに両側方に当接させて、該両側方の加工を並行して行うことができる。

[0060] この際においても、工具 61に関して、前述と同様の芯高合わせを実施することができる。この工具 61の芯高合わせ処理を行う場合には、工具 41の場合に用いた移動距離 dtに代えて、 X2軸モータ 25による工具 61の移動距離を利用する。このようにェ具 41及び工具 61双方について芯高合わせ処理を実施すれば、ワーク Wのより正確、精密な加工を行うことができる。

[0061] 第 4に、本実施形態の旋盤は工具マガジン 70及び工具交換機構 80を備えているから、必要であれば、各種の工具が刃物台 40に取り付けられた際、前述と同様の芯高合わせを実施できる。 [0062] なお、本発明は上記実施形態にかかわらず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。

[0063] (1) 上記実施形態では、第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2の計測はワーク径計測装置 201によって自動的に行われる。もっとも、これを手動により行うようにしてもよい。

この場合においては、例えば図 12に示すように、本実施形態に係る旋盤は、その手動計測された D1及び D2を制御部 101に供給するために、入力操作盤 202を有する。この本実施形態に係る旋盤は、図 13に示すような芯高合わせ処理を行う。図 1 3において、第 1の切削、工具 41の Z2軸方向に沿った移動、第 2の切削は、図 7から図 9を参照して前述した場合と同様である（図 13のステップ S 11からステップ S 13)。第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2は、例えばマイクロメータや顕微鏡によって手動計測される（図 13のステップ S14)。そして、得られた D1及び D2を入力操作盤 202を介して制御部 101に入力する（図 13のステップ S15)。制御部 101は、これら D1及び D2と工具 41の移動距離 dtと力も芯高ずれ量 dyを演算する（図 13のステップ S 16)。そして、自動的に Y1軸駆動モータ 42を駆動制御することにより、工具 41を移動する (図 13のステップ S17)。そして、加工を再開する（図 13のステップ S18)。

[0064] なお、前述では、入力操作盤 202を介して、直径値である D1及び D2を入力するようになつている。もっとも、半径値である D1Z2及び D2Z2を入力するようにしてもよい。

このような手動計測に係る態様によれば、ワークの現状を目視'確認した上で以後の加工を正確にできる。

[0065] (2) また、第 1直径値 D1及び第 2直径値 D2が自動で計測されたか手動で計測されたかにかかわらず、取得された D1及び D2と工具 41の移動距離 dtと力芯高ずれ量 dyを演算し、この dyに基づいて制御部 101によらず手動で Y1軸駆動モータ 42を駆動することで工具 41を移動させてもよい。

[0066] これら（1) (2)に述べた態様は、要求される加工精度、ワーク Wの現状等々、実地における諸般の事情を考慮した作業者の判断に基づいて行う。いずれにせよ、適当な手法を選択することにより、ワーク Wに対するより好適な力卩ェを行うことができる。 [0067] なお、前述では、 Dl、 D2及び dtに基づく芯高ずれ量 dyの演算は、制御部 101が行うようになっている。もっとも、この演算を電卓や表計算等により手動で行うようにしてもよい。この場合、旋盤に対しては、この手動により演算された芯高ずれ量 dyを、前記入力操作盤 202を介して直接的に与える。

[0068] (3) 上記実施形態においては、工具 41の芯高とワーク Wの中心線との間のずれ角度 Θが上述の [数 2]の（1)式により導かれ、この Θ力も芯高ずれ量 dyが dy=rl ' s in Θとして求められる。もっとも、工具 41とワーク Wとの間には、例えば主軸 30におけるワーク Wの把持機構や回転機構の「くせ」や特性等その他様々な要因により、特殊な「ずれ」が発生する。だから、場合により、そのような特殊な「ずれ」を考慮した上で、上記 [数 2]の（1)式あるいは dy=rl ' sin 0なる式を適宜変形し、それにより、芯高ずれ量を求めるようにしてもょ、。

[0069] (4)上記実施形態では、 XI, X2軸方向と、 Zl, Z2, Z3, Z4軸方向と、 Yl, Y2軸方向とを、互いに垂直であるものとしている力方向が異なれば垂直になっている必要はない。

[0070] (5)上記実施形態では、 XI軸方向と X2軸方向とを平行とし、 Y1軸方向と Y2軸方向とを平行としている力これらを平行にしなくてもよい。例えば、刃物台 40を斜め上方から下降させて工具 41を前進させ、これとは対称に、タレット型刃物台 60を斜め上方から下降させて工具 61を前進させる構成にしてもよい。

[0071] (6)ワーク Wに対する加工は、刃物台 40或いはタレット型刃物台 60の位置を固定し、主軸 30或いは対向主軸 50を移動して行ってもよい。逆に、主軸 30或いは対向主軸 50の位置を固定して刃物台 40或いはタレット型刃物台 60を移動して行ってもよい。

[0072] (7) 上記実施形態では、ガイドブッシュ 90が設けられている力これは設けなくとちょい。

[0073] また、上述の実施の形態では、加工を開始した後に、工具の芯高とワークの中心線とのずれを補正し、加工の再開をした。しかし、試しとしての第 1の切削と第 2の切削を行い、その後にずれの補正を行い、そしてワークに対する加工 (本力卩ェ)を開始することもできる。この本力卩ェの開始は、図 8の S8における加工の開始として、また、図 13の S18における加工の開始として、示されている。

[0074] 本出願は、 2006年 10月 6日にされた、日本国特許出願特願 2006— 274789に基づく。本明細書中に、その明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照して取り組むものとする。

産業上の利用可能性

[0075] 本発明は、ワークを正確にカ卩ェするための旋盤に利用できる。また、ワークを正確に加工するための加工方法に利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] ワーク (W)を把持するチャックを備えた主軸（30)と、

前記ワーク (W)に当接して該ワーク (W)をカ卩ェする工具 (41)が取り付けられた刃物台（40)と、

前記工具 (41)から前記ワーク (W)へ向力う方向である X軸方向及び該 X軸方向とは異なる方向である Y軸方向に前記刃物台（40)を移動する刃物台駆動手段と、前記工具 (41)が前記 X軸方向及び前記 Y軸方向に移動するように前記刃物台駆動手段を駆動制御する制御手段と、

前記ワーク (W)の直径を実測した値を入力する入力手段と、を備え、

前記制御手段は、

前記刃物台駆動手段を介して、前記工具 (41)を前記 X軸方向に移動しながら前記ワーク (W)に対する第 1の切削を行い、続いて前記ワーク (W)に対する第 2の切削を行い、

前記入力手段から入力された、前記第 1の切削をした後の前記ワーク (W)の第 1直径値及び前記第 2の切削をした後の前記ワーク (W)の第 2直径値、並びに前記第 1 の切削の終了時点から前記第 2の切削の終了時点までの前記工具 (41)の前記 X軸方向につ、ての移動距離に基づ、て、前記工具 (41)の芯高と前記ワーク (W)の中心線との間の前記 Y軸方向に沿ったずれ量を演算し、

当該ずれ量が補正された後に前記刃物台駆動手段を介して前記ワークに対する第 3の切削を行う、

ことを特徴とする旋盤。

[2] 前記入力手段は、

手動により実測された前記ワークの直径を入力するための入力操作手段と、該入力操作手段に入力された前記第 1直径値及び前記第 2直径値を前記制御手段に供給する供給手段と、

を備えることを特徴とする請求項 1に記載の旋盤。

[3] 前記入力手段は、

前記ワーク (W)の直径を自動的に実測する計測手段と、該計測手段により計測された前記第 1直径値及び前記第 2直径値を前記制御手段に供給する供給手段と、

を備えることを特徴とする請求項 1に記載の旋盤。

[4] 前記制御手段は、

前記ずれ量に基づき、前記工具 (41)の芯高と前記ワーク (W)の中心線とが相対的に所定の位置関係になるように前記刃物台駆動手段を介して前記工具 (41)を移動した後、前記第 3の切削を自動的に行う、

ことを特徴とする請求項 2に記載の旋盤。

[5] 前記制御手段は、

ことを特徴とする請求項 3に記載の旋盤。

[6] 前記制御手段は、前記工具 (41)の芯高及び前記ワーク (W)の中心線が同一の平面上に乗るように、前記工具 (41)を移動することを特徴とする請求項 4に記載の旋盤。

[7] 前記制御手段は、前記工具 (41)の芯高及び前記ワーク (W)の中心線が同一の平面上に乗るように、前記工具 (41)を移動することを特徴とする請求項 5に記載の旋盤。

[8] 前記計測手段は、

レーザ光を照射可能なレーザ光発射部と、前記ワーク (W)を透過した該レーザ光の透過光を受けることが可能な受光部と、前記レーザ光発射部から発射されたレーザ光の断面積と前記受光部で受けられた透過光の断面積とから前記ワーク (W)の第 1直径値及び前記ワーク (W)の第 2直径値を計測可能な測定部と、

を有することを特徴とする請求項 3に記載の旋盤。

[9] コンピュータに、

ワーク (W)を把持するチャックを備えた主軸（30)と、

前記ワーク (W)の直径を実測した値である直径値を入力する入力手段と、を備える旋盤、

を制御させるための旋盤制御用コンピュータプログラムであって、

前記制御手段に、

前記刃物台駆動手段を介して、前記工具 (41)を前記 X軸方向に移動しながら前記ワーク (W)に対する第 1の切削を行わせ、続いて前記ワーク (W)に対する第 2の切削を行わせる前切削処理と、

前記入力手段から入力された、前記第 1の切削をした後の前記ワーク (W)の第 1直径値及び前記第 2の切削をした後の前記ワーク (W)の第 2直径値、並びに前記第 1 の切削の終了時点から前記第 2の切削の終了時点までの前記工具 (41)の前記 X軸方向につ、ての移動距離に基づ、て、前記工具 (41)の芯高と前記ワーク (W)の中心線との間の前記 Y軸方向に沿ったずれ量を演算させる演算処理と、

当該ずれ量が補正された後に前記刃物台駆動手段を介して前記ワーク (W)に対する第 3の切削を行わせる後切削処理と、

を実行させることを特徴とする旋盤制御用コンピュータプログラム。

工具 (41)によるワーク (W)の切削を行う旋盤における加工方法であって、前記工具 (41)を X軸方向に移動しながら前記ワーク (W)に対する第 1の切削を行う第 1切削工程と、

該第 1切削工程の後の前記ワーク (W)の直径である第 1直径値を計測する第 1計測工程と、

前記第 1切削工程の後に工具 (41 )を X軸方向に移動しながら前記ワーク (W)に対する第 2の切削を行う第 2切削工程と、

該第 2切削工程の後の前記ワーク (W)の直径である第 2直径値を計測する第 2計測工程と、

前記第 1直径値、前記第 2直径値、並びに前記第 1切削工程の終了時点から前記第 2切削工程の終了時までの前記工具 (41)の前記 X軸方向についての移動距離に基づいて、前記工具 (41)の芯高と前記ワーク (W)の中心線との間の、前記 X軸方向とは異なる Y軸方向に沿ったずれ量を演算するずれ量演算工程と、

前記ずれ量が補正された後に前記ワーク (W)に対する第 3の切削を行う第 3切削工程と、

を備えることを特徴とする旋盤における加工方法。

[11] 前記ずれ量演算工程は、手動により行われることを特徴とする請求項 10に記載の旋盤における加工方法。

[12] 前記第 1計測工程及び前記第 2計測工程は、

レーザ光発射部からレーザ光を前記ワーク (W)に照射し、前記ワーク (W)を透過した該レーザ光の透過光を受光部で受け、前記レーザ光発射部から発射されたレーザ光の断面積と前記受光部で受けられた透過光の断面積とから前記ワーク (W)の第 1 直径値及び前記ワーク (W)の第 2直径値を計測することを特徴とする請求項 10に記載の加工方法。