WO2017086238A1 - 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
WO2017086238A1
WO2017086238A1 PCT/JP2016/083431 JP2016083431W WO2017086238A1 WO 2017086238 A1 WO2017086238 A1 WO 2017086238A1 JP 2016083431 W JP2016083431 W JP 2016083431W WO 2017086238 A1 WO2017086238 A1 WO 2017086238A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
workpiece
tool
radius
virtual circle
machining
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/083431
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光 高橋
Original Assignee
シチズン時計株式会社
シチズンマシナリー株式会社
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 シチズン時計株式会社, シチズンマシナリー株式会社 filed Critical シチズン時計株式会社
Priority to KR1020187011067A priority Critical patent/KR102124098B1/ko
Priority to EP16866240.1A priority patent/EP3363567B1/en
Priority to US15/775,681 priority patent/US10661349B2/en
Priority to ES16866240T priority patent/ES2927011T3/es
Priority to CN201680065208.9A priority patent/CN108367362B/zh
Priority to JP2017551847A priority patent/JP6833710B2/ja
Publication of WO2017086238A1 publication Critical patent/WO2017086238A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B5/00—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B23B5/36—Turning-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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/03—Boring heads
    • B23B29/034—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings
    • B23B29/03432—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing
    • B23B29/03478—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing by means of an eccentric
    • B23B29/03482—Boring and facing heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G05B19/182—Numerical 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
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G05B19/182—Numerical 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
    • G05B19/186—Generation of screw- or gearlike surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2265/00—Details of general geometric configurations
    • B23B2265/12—Eccentric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q27/00—Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35157—Machinability, producibility, reject nc program if tool motion not possible
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45129—Boring, drilling
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45215—Thread cutting
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49313—Machining about eccentric center different from rotational center of workpiece
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50216—Synchronize speed and position of several axis, spindles

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool and a processing method using the machine tool.
  • a machine tool such as a lathe holds a workpiece such as a round bar (hereinafter referred to as a workpiece) on a spindle, and a tool such as a tool is brought into contact with the workpiece protruding from the tip of the spindle while rotating around the axis. To process.
  • the tool is driven by a feed mechanism.
  • the rotation of the workpiece, movement in the axial direction, and movement of the tool by the feed mechanism are controlled by the control unit.
  • the tool In order to form a portion having a shape eccentric in the radial direction from the axis of the workpiece (hereinafter referred to as an eccentric portion) with such a machine tool, the tool may be moved in association with the rotation of the workpiece. (Patent Document 1).
  • the eccentric position turning method using a lathe described in the prior art document described above requires that the NC lathe be indexed one by one by calculation and controlled by a complicated program using the indexed position. is there.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a machine tool capable of machining an eccentric shape with a simple setting and a machining method using the machine tool.
  • a first aspect of the present invention is a spindle that rotates a workpiece around an axis, a tool that processes the workpiece, a feed mechanism that moves the tool, and an input reception unit that receives inputs of an eccentric distance D and a radius R.
  • a virtual circle having a radius of the distance D received by the input receiving unit, and the center of the virtual circle from the axis of the workpiece by the radius R received by the input receiving unit An offset virtual circle offset in the radial direction of the workpiece is set, and the movement by the feed mechanism is controlled so that the tool is moved along the circumference of the offset virtual circle in association with the rotation of the workpiece by the spindle.
  • the tool is moved in a direction perpendicular to the axis with respect to the workpiece rotating around the axis by the main axis, and the radius R is at a position eccentric from the axis by a distance D.
  • a machining method by a machine tool for machining an eccentric portion an input of the distance D and the radius R is received, a virtual circle having the received distance D as a radius is set, and the center of the virtual circle is set to the workpiece
  • An offset virtual circle offset from the axis of the workpiece by the received radius R in the radial direction of the workpiece is set, and the tool is associated with the rotation of the workpiece by the main axis along the circumference of the offset virtual circle.
  • This is a machining method using a machine tool.
  • machining of an eccentric shape can be performed with a simple setting.
  • FIG. 2 shows the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moves to, for example, the 12 o'clock position (the highest position in the height direction shown in the figure) on the circumference of the offset virtual circle. Shows the state.
  • FIG. 2 shows the positional relationship of the workpiece
  • FIG. 2 is a front view corresponding to FIG. 2 showing the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moves to, for example, the 9 o'clock position (the left end position in the horizontal direction in the drawing) on the circumference of the offset virtual circle. Shows the state.
  • It is a front view corresponding to FIG. 2 showing the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moves to the position of, for example, 6 o'clock (the lowest position in the height direction shown in the figure) on the circumference of the offset virtual circle Shows the state.
  • FIG. 3 is a front view corresponding to FIG.
  • FIG. 2 shows the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moved to, for example, the 3 o'clock position (the right end position in the horizontal direction in the drawing) on the circumference of the offset virtual circle.
  • FIG. 2 shows the positional relationship between the workpiece
  • FIG. 2 shows the positional relationship of the 2nd offset virtual circle set by the control part, and the hole formed in the workpiece
  • FIG. 2 shows the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moves to, for example, the 12 o'clock position (the highest position in the height direction shown in the figure) on the circumference of the offset virtual circle. Shows the state. It is a front view equivalent to FIG. 2 which shows the positional relationship of the workpiece
  • FIG. 2 showing the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moves to, for example, the 9 o'clock position (the left end position in the horizontal direction in the drawing) on the circumference of the offset virtual circle. Shows the state.
  • It is a front view corresponding to FIG. 2 showing the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moves to the position of, for example, 6 o'clock (the lowest position in the height direction in the figure) on the circumference of the offset virtual circle Shows the state.
  • FIG. 3 is a front view corresponding to FIG.
  • FIG. 2 shows the positional relationship between the workpiece set by the NC program and the cutting edge of the cutting tool, and moved to, for example, the 3 o'clock position (the right end position in the horizontal direction in the drawing) on the circumference of the offset virtual circle.
  • FIG. 2 shows the positional relationship between the workpiece
  • FIG. 2 shows the positional relationship of the 2nd offset virtual circle set by the control part, and the convex part formed in the workpiece
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an automatic lathe (NC (Numerical Control) lathe) 1 which is an embodiment of the machine tool of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the tip surface 51 of the workpiece 50 as viewed in the direction of arrow A in FIG.
  • the operation of the automatic lathe 1 according to the present embodiment is controlled by an NC program, and as shown in FIG. 1, the workpiece 50 of the bar material to be turned is held and rotated around the axis C1 while being rotated around the axis C1.
  • a main shaft 2 that moves in the z direction is provided.
  • the automatic lathe 1 includes a guide bush 3 that supports the work 50 by contacting the outer peripheral surface of the work 50 protruding from the main shaft 2 at a position away from the tip 2a of the main shaft 2 in the z direction.
  • the automatic lathe 1 feeds a tool holder 5 to which a cutting tool 6 (an example of a tool) is fixed in two directions orthogonal to each other (x direction and y direction; see FIG. 2) in a plane orthogonal to the z direction.
  • a mechanism 4 is provided.
  • the cutting tool 6 is machined by turning the workpiece 50 when the cutting edge 6a formed at the tip comes into contact with the workpiece 50 protruding from the guide bush 3 in the z direction.
  • the turning process for the workpiece 50 is a boring process for forming a hole 60 extending in the z direction from the tip surface 51.
  • the hole 60 is a cylindrical space that forms a circle with a radius R with a center C3 at a position that is eccentric from the axis C1 of the workpiece 50 in the radial direction by a distance D on the tip surface 51.
  • the radius r of the workpiece 50, the eccentric distance D, and the radius R of the hole 60 satisfy the relationship of (D + R) ⁇ r.
  • the automatic lathe 1 includes an input receiving unit 8 that receives the input of the distance D and the radius R described above.
  • the automatic lathe 1 includes a control unit 7 that controls the rotation of the spindle 2 and the feed in the z direction and the movement by the feed mechanism 4 according to the NC program set based on the distance D and the radius R received by the input receiving unit 8. I have.
  • the NC program sets a virtual circle V1 whose radius is the distance D, and sets the center of the virtual circle V1 from the axis C1 of the workpiece 50 by the radius R to the workpiece 50.
  • An offset virtual circle V2 that is offset in the radial direction to the center C2 is set.
  • the NC program is set so as to move the cutting edge 6a in the rotation direction P2 along the circumference of the offset virtual circle V2 in synchronization with the rotation of the workpiece 50 in the rotation direction P1 around the axis C1. .
  • the input receiving unit 8 receives the distance D and the radius R input by the operator.
  • the input distance D and radius R are written into the NC program by the control unit 7.
  • the NC program sets a virtual circle V1 whose radius is the distance D, and sets the center of the virtual circle V1 from the axis C1 of the workpiece 50 by the radius R by the radius of the workpiece 50.
  • An offset virtual circle V2 is set which is offset in the direction to be the center C2.
  • the cutting edge 6a is 1 in the rotation direction P2 along the circumference of the offset virtual circle V2 in synchronization with the rotation of the workpiece 50.
  • the coordinate position (x, y) of the blade edge 6a at each rotational position of the workpiece 50 is calculated so as to rotate.
  • FIG. 3A, FIG. 3B, FIG. 3C, FIG. 3D, FIG. 3E and FIG. 3F are front views corresponding to FIG. 2 showing the positional relationship between the workpiece 50 and the cutting edge 6a set by the NC program.
  • the control unit 7 controls the main shaft 2 so as to rotate the work 50 around the axis C1 in the rotation direction P1 at a constant angular velocity, and as shown in FIGS. 3A to 3F, each control unit 7 sets each work 50 set by the NC program.
  • the feed mechanism 4 is controlled so that the blade edge 6a moves to the coordinate position (x, y) in the rotation position.
  • the control unit 7 moves the cutting edge 6a to, for example, 12:00 on the circumference of the offset virtual circle V2.
  • the feed mechanism 4 is controlled so as to be moved to the position (the highest position in the illustrated height direction).
  • the workpiece 50 rotates in the rotation direction P1, and the control mechanism 7 controls the feed mechanism 4 to synchronize the blade edge 6a with the rotation of the workpiece 50.
  • the circumference of the offset virtual circle V2 is moved.
  • 3A to 3F in order to show the rotational position of the work 50, in the state shown in FIG. 3A, the reference numeral 52 is given to the highest position in the height direction on the outer peripheral surface of the work 50.
  • the control unit 7 moves the spindle 2 in the z direction (see FIG. 1) so that the cutting edge 6a comes into contact with the workpiece 50, and the hole 60 indicated by the solid line in FIGS. 3B to 3F according to the rotation of the workpiece 50.
  • An inner peripheral surface 61 is formed.
  • the workpiece 50 is provided with the hole 60 having the radius R with the center C3 as the position eccentric from the axis C1 by the distance D in the radial direction.
  • the input receiving unit 8 can process the eccentric hole 60 with a simple setting that only receives the input of the distance D and the radius R.
  • the eccentric amount (distance D) and the radius R of the hole 60 can be easily changed by the distance D and the radius R received by the input receiving unit 8, and the eccentric amount and the radius R can be changed. It is not necessary to re-input the time-series coordinate position of the cutting edge 6a each time, and the labor can be greatly reduced.
  • the automatic lathe 1 it is only necessary to change the content of control by the control unit 7 with respect to the existing automatic lathe, and an expensive spindle is not required, so that an increase in cost can be suppressed. Further, according to the automatic lathe 1, in the inner diameter machining at a position eccentric from the center of the material, if a portion having a stepped taper shape is formed inside, or if a normal thread cutting tool for inner diameter is used, the screw thread inside It is also possible to process grooves.
  • the machine tool of the present invention performs machining by rotating the tool in an eccentric state in synchronization with the rotation around the axis of the workpiece, so depending on conditions such as the rotation speed of the workpiece,
  • the actual position of the cutting edge may be slightly shifted (1 [mm] or less) from the original position set to be processed.
  • the automatic lathe 1 of the present embodiment for example, in order to move the cutting edge 6a to the coordinate position (x, y) synchronized with the rotation about the axis of the workpiece, the circular interpolation control of the X and Y axes is used.
  • the eccentric position of the hole 60 formed by actual processing may be slightly shifted from the set eccentric position. .
  • the position of the cutting edge of the tool returns to the set original position. Therefore, depending on the position where the operation of the machine tool is stopped, the cutting edge of the tool may interfere with or bite into the processing surface of the formed hole or the processing surface of the convex portion, and the processing surface may be damaged. In addition, even if the machining surface is not damaged, a frictional resistance due to contact is applied in the operation of returning the tool to the set original position along the axial direction from the state where the tool is in contact with the machining surface after completion of machining. There is a fear.
  • the control unit 7 rotates the workpiece 50 and the cutting tool 6 after the machining of the hole 60 of the workpiece 50 (the cutting operation of the machining surface) is completed.
  • the feed mechanism 4 is controlled so that the cutting edge 6a of the cutting tool 6 is moved away from the inner peripheral surface 61 (working surface) of the hole 60 of the workpiece 50.
  • the cutting edge 6a of the cutting tool 6 can be moved on a trajectory of a value larger than the slight dimension by which 6a escapes.
  • FIG. 3G is a front view corresponding to FIG. 2 and showing the positional relationship between the second offset virtual circle V2 ′ set by the control unit 7 and the hole 60 formed in the workpiece 50.
  • the controller 7 sets a second offset virtual circle V2 ′.
  • the second offset virtual circle V2 ′ is a virtual circle having a distance D as a radius at a position where the center C2 ′ is offset from the axis C1 by a radius R ′.
  • the second offset virtual circle V2 ′ is a circle obtained by bringing the offset virtual circle V2 shown in FIG. 2 closer to the axis C1 by ⁇ R.
  • the control unit 7 controls the feed mechanism 4 so that the blade edge 6a rotates along the circumference of the second offset virtual circle V2 ′. Since the locus of the cutting edge 6a along the circumference of the second offset virtual circle V2 'is in a region away from the inner circumferential surface 61 (working surface) of the hole 60 formed in the synchronously rotating workpiece 50, The blade edge 6 a is in a state of spinning without contacting the inner peripheral surface 61.
  • the automatic lathe 1 is stopped, the rotation of the cutting tool 6 is stopped, and the cutting edge 6a of the cutting tool 6 returns to the set original position.
  • the cutting edge 6a is separated from the inner peripheral surface 61 of the workpiece 50 before the stop. Since they are separated, the cutting edge 6 a does not contact the inner peripheral surface 61 of the hole 60 even if the rotation stops and the cutting edge 6 a returns to its original position. Therefore, the cutting edge 6a of the cutting tool 6 can be prevented from damaging the inner peripheral surface 61 of the hole 60.
  • the machine tool according to the present invention is not limited to the control for releasing the tool edge from the machining surface before the rotation is stopped after the completion of machining, and the tool edge when the rotation is stopped after the machining is finished. If the workpiece does not come into contact with the work surface of the workpiece, it is not necessary to perform control to release the cutting edge.
  • the control unit 7 is configured to input the eccentric distance D and the radius R of the hole 60 of the eccentric hole 60 to be formed in the workpiece 50.
  • the offset virtual circle V2 serving as the locus of the cutting edge 6a is set.
  • a distance D and a radius R are input.
  • the control unit is not limited to a machine tool that sets an offset virtual circle that becomes the locus of the cutting edge of the tool, but the tool is rotated in synchronization with the rotation of the workpiece to form an eccentric part on the workpiece. Any machine tool can be applied.
  • FIG. 4A, FIG. 4B, FIG. 4C, FIG. 4D, FIG. 4E and FIG. 4F are front views corresponding to FIG. 2 showing the positional relationship between the workpiece 50 and the cutting edge 6a set by the NC program.
  • the automatic lathe 1 uses the hole 60 as an example of the eccentric part, but as another example of the eccentric part, FIGS. 4A, 4B, 4C, 4D, 4E and As shown in FIG. 4F, a convex portion 70 such as a boss or shaft having an eccentric distance D and a radius R can be applied.
  • a convex portion 70 such as a boss or shaft having an eccentric distance D and a radius R can be applied.
  • the cutting mechanism 6 and the spindle 2 are controlled with the cutting edge 6a directed toward the axis C1. Then, the outer peripheral surface 71 of the convex portion 70 may be formed.
  • the feed mechanism 4 is configured to move the cutting edge 6 a of the cutting tool 6 in a direction away from the outer peripheral surface (working surface) of the convex portion 70 of the workpiece 50. To control.
  • the cutting edge 6a of the cutting tool 6 can be moved on a trajectory having a value larger than a slight dimension by which the cutting edge escapes.
  • FIG. 4G is a front view corresponding to FIG. 2 and showing the positional relationship between the second offset virtual circle V2 ′′ set by the control unit 7 and the convex portion 70 formed on the workpiece 50.
  • the control unit 7 is the same as FIG.
  • a second offset virtual circle V2 ′′ is set.
  • the second offset virtual circle V2 ′′ is a virtual circle having a radius of the distance D at a position where the center C2 ′′ is offset from the axis C1 by the radius R ′′.
  • the second offset virtual circle V2 ′′ is shown in FIG.
  • the control unit 7 controls the feed mechanism 4 so that the blade edge 6a rotates along the circumference of the second offset virtual circle V2 ".
  • the locus of the blade edge 6a along the circumference of the second offset virtual circle V2". Is in a region away from the outer peripheral surface 71 (machined surface) of the convex portion 70 formed on the synchronously rotating workpiece 50, so that the blade edge 6 a is idle without contacting the outer peripheral surface 71. .
  • the automatic lathe 1 is stopped, the rotation of the cutting tool 6 is stopped, and the cutting edge 6a of the cutting tool 6 returns to the set original position, but the cutting edge 6a is separated from the outer peripheral surface 71 of the workpiece 50 before the stop. Therefore, even if the rotation stops and the blade edge 6 a returns to its original position, the blade edge 6 a does not contact the outer peripheral surface 71 of the convex portion 70. Therefore, the cutting edge 6a of the cutting tool 6 can be prevented from damaging the outer peripheral surface 71 of the convex portion 70. If the cutting edge 6a of the cutting tool 6 does not come into contact with the outer peripheral surface 71 of the convex portion 70 of the workpiece 50 when the rotation is stopped after the end of machining, it is not necessary to perform control for releasing the cutting edge 6a.
  • the radius r of the workpiece 50, the eccentric distance D, and the radius R of the hole 60 satisfy the magnitude relationship of (D + R) ⁇ r.
  • the radius r of 50, the eccentric distance D, and the radius R of the hole 60 are not limited to the above magnitude relationship. That is, the radius r of the workpiece 50, the eccentric distance D, and the radius R of the hole 60 may have a relationship of (D + R) ⁇ r. Therefore, the center C3 of the hole 60 may be set outward from the outer periphery of the workpiece 50 (D> r), or the radius R of the hole 60 may be larger than the radius r of the workpiece 50 (R>). r).
  • control unit 7 determines whether or not the distance D and the radius R input to the input receiving unit 8 satisfy the condition ⁇ r ⁇ (DR) ⁇ r in relation to the radius r of the workpiece 50. Only when the condition is satisfied, the above-described control for the spindle 2 and the feed mechanism 4 is performed, and when the condition is not satisfied, an error in the input value is notified, for example, for the spindle 2 and the feed mechanism 4. The above-described control may not be performed.
  • the automatic lathe 1 of the present embodiment causes the cutting edge 6a to rotate once in the rotation direction P2 along the circumference of the offset virtual circle V2 with respect to one rotation in the rotation direction P1 around the axis C1 of the workpiece 50.
  • the machine tool and the machining method using the machine tool according to the present invention are not limited to those in which the movement of the tool 6 is associated with one rotation of the workpiece 50.
  • the automatic lathe 1 is a so-called headstock moving type in which the spindle 2 moves in the z direction and feeds the workpiece 50 in the direction of the axis C1, but the machine tool and the machining method using the machine tool according to the present invention are as follows. It is not limited to a spindle head movement type machine tool, and may be a so-called spindle head fixed type in which the tool moves in the z direction without moving the spindle in the z direction. Further, the machine tool and the machining method using the machine tool of the present invention are not limited to a lathe, and can be applied to other machine tools.

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

工作機械及び工作機械による加工方法
　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。
PCT/JP2016/083431 2015-11-17 2016-11-10 工作機械及び工作機械による加工方法 WO2017086238A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020187011067A KR102124098B1 (ko) 2015-11-17 2016-11-10 공작 기계 및 공작 기계에 의한 가공 방법
EP16866240.1A EP3363567B1 (en) 2015-11-17 2016-11-10 Machine tool and method for machining using machine tool
US15/775,681 US10661349B2 (en) 2015-11-17 2016-11-10 Machine tool and method for processing by machine tool
ES16866240T ES2927011T3 (es) 2015-11-17 2016-11-10 Máquina herramienta y procedimiento para el mecanizado con máquina herramienta
CN201680065208.9A CN108367362B (zh) 2015-11-17 2016-11-10 机床及机床的加工方法
JP2017551847A 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

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015225100 2015-11-17
JP2015-225100 2015-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017086238A1 true WO2017086238A1 (ja) 2017-05-26

Family

ID=58718936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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

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)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
KR20230051081A (ko) 2021-10-08 2023-04-17 스타 마이크로닉스 컴퍼니 리미티드 공작 기계, 및 공구의 이동 경로 결정 방법

Families Citing this family (3)

* 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
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

Citations (5)

* 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
JP2002144106A (ja) * 2000-11-08 2002-05-21 Komatsu Ltd Ｎｃ旋盤による偏心位置球面加工方法
JP2009190157A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Sankyo Mfg Co Ltd 切削加工ユニット、及び工作機械

Family Cites Families (8)

* 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
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
CN103648690B (zh) 2011-08-31 2016-10-12 西铁城控股株式会社 机床以及加工方法

Patent Citations (5)

* 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
JP2002144106A (ja) * 2000-11-08 2002-05-21 Komatsu Ltd Ｎｃ旋盤による偏心位置球面加工方法
JP2009190157A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Sankyo Mfg Co Ltd 切削加工ユニット、及び工作機械

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3363567A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
KR20230051081A (ko) 2021-10-08 2023-04-17 스타 마이크로닉스 컴퍼니 리미티드 공작 기계, 및 공구의 이동 경로 결정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017086238A1 (ja) 2018-09-06
TWI694878B (zh) 2020-06-01
CN108367362A (zh) 2018-08-03
EP3363567A1 (en) 2018-08-22
EP3363567B1 (en) 2022-08-31
KR20180055873A (ko) 2018-05-25
JP6833710B2 (ja) 2021-02-24
EP3363567A4 (en) 2019-05-22
US20180369920A1 (en) 2018-12-27
KR102124098B1 (ko) 2020-06-17
TW201729924A (zh) 2017-09-01
ES2927011T3 (es) 2022-10-31
US10661349B2 (en) 2020-05-26
CN108367362B (zh) 2020-03-03

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
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
JP2008296331A (ja) 加工装置
JP2009066725A (ja) 複合旋盤及び複合旋盤におけるワークの加工方法
JP6002571B2 (ja) 工作機械における切削加工方法
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
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。
US11067962B2 (en) Rotation of workpieces on a machine tool
JPH081403A (ja) Ｎｃ装置付き工作機械によるネジ端部バリ取り方法
WO2023067987A1 (ja) 穴加工方法、制御装置及び工作機械
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
JP2023086148A (ja) ワーク変形矯正装置及び工作機械
JP2021003793A (ja) 工作機械および加工方法
JP2013078821A (ja) 加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16866240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017551847

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187011067

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016866240

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE