JP2005193318A - 加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザが被加工物ごとに硬さを測定することなく、加工作業をより容易に行うことができる加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物(ワークW)を加工する加工手段(例えば、工具3、主軸4、主軸頭5、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、回転モータ24)と、被加工物の硬さを測定する硬さ測定手段(例えば、反発式硬度計7、硬さ測定部70)と、硬さ測定手段による測定結果に基づいて、加工手段による被加工物の加工を制御する制御手段(例えば、CPU11、加工プログラム131)と、を備えた。
【選択図】図3
【解決手段】被加工物(ワークW)を加工する加工手段(例えば、工具3、主軸4、主軸頭5、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、回転モータ24)と、被加工物の硬さを測定する硬さ測定手段(例えば、反発式硬度計7、硬さ測定部70)と、硬さ測定手段による測定結果に基づいて、加工手段による被加工物の加工を制御する制御手段(例えば、CPU11、加工プログラム131)と、を備えた。
【選択図】図3
Description
本発明は、被加工物を加工する加工装置に関する。
従来から、加工装置として、被加工物の多面に亙り、フライス加工、穴あけ加工、ねじ切加工、中ぐり加工、研削加工、リーマ加工等の多様な加工作業が可能なマシニングセンタが使用されている。
このようなマシニングセンタとして、例えば、加工工具が取り付けられる回転主軸と、回転主軸に必要な加工工具を供給交換するツールチェンジャと、回転及び水平移動可能な移動加工テーブル等を備え、複数の加工工具の中から加工目的に適合した所望の加工工具を選択して主軸に取り付けて、被加工物を加工するマシニングセンタが知られている(例えば、特許文献1)。
このようなマシニングセンタとして、例えば、加工工具が取り付けられる回転主軸と、回転主軸に必要な加工工具を供給交換するツールチェンジャと、回転及び水平移動可能な移動加工テーブル等を備え、複数の加工工具の中から加工目的に適合した所望の加工工具を選択して主軸に取り付けて、被加工物を加工するマシニングセンタが知られている(例えば、特許文献1)。
ところで、加工作業に用いられる被加工物は、その種類によって硬さが異なっている。また、同一種類の被加工物であっても、例えば、熱処理や溶接接合処理を施されたものは、そのような処理を行わなかったものに比べて硬さが異なる場合もある。従って、加工作業においては、被加工物ごとに硬さを測定し、その硬さに適合する加工条件(例えば、工具の種類、回転数、送り速度等)を設定しておいて、その条件に基づいて加工を行う必要がある。不適な加工条件で加工を行うと、加工工具の磨耗、折損等を招くおそれがあるからである。
特開平6−55387号公報
しかしながら、加工作業前に、マシニングセンタの外部で予め被加工物の硬さを測定し、その硬さに適合した加工条件を入力した後、被加工物をセットして加工作業を開始させなければならないため、加工作業が煩雑になるという問題点があった。
そこで、本発明の課題は、ユーザが被加工物ごとに硬さを測定することなく、加工作業をより容易に行うことができる加工装置を提供することである。
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、例えば、図3に示すように、
被加工物を加工する加工手段(例えば、工具3、主軸4、主軸頭5、X軸駆動モータ21、Y軸駆動モータ22、回転モータ24)と、
前記被加工物の硬さを測定する硬さ測定手段(例えば、反発式硬度計7、硬さ測定部70)と、
前記硬さ測定手段による測定結果に基づいて、前記加工手段による前記被加工物の加工を制御する制御手段(例えば、CPU11)と、
を備えることを特徴とする。
被加工物を加工する加工手段(例えば、工具3、主軸4、主軸頭5、X軸駆動モータ21、Y軸駆動モータ22、回転モータ24)と、
前記被加工物の硬さを測定する硬さ測定手段(例えば、反発式硬度計7、硬さ測定部70)と、
前記硬さ測定手段による測定結果に基づいて、前記加工手段による前記被加工物の加工を制御する制御手段(例えば、CPU11)と、
を備えることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の加工装置であって、
被加工物の硬さと被加工物の加工条件とが対応付けられて記憶されている記憶手段(例えば、加工条件テーブル132)を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する加工条件を前記記憶手段から取得して、その加工条件に基づいて前記加工手段に前記被加工物の加工を行わせることを特徴とする。
被加工物の硬さと被加工物の加工条件とが対応付けられて記憶されている記憶手段(例えば、加工条件テーブル132)を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する加工条件を前記記憶手段から取得して、その加工条件に基づいて前記加工手段に前記被加工物の加工を行わせることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の加工装置であって、
前記加工条件には、前記被加工物の加工時に使用する工具に関する工具情報が含まれ、
複数の工具(3)を収納する工具収納部(8)と、
前記工具収納部から工具を取得して前記加工手段の工具取付部(例えば、主軸4)に装着するとともに、前記工具取付部から工具を外して前記工具収納部に返却する工具交換手段(例えば、交換装置9)と、
を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する工具情報を前記記憶手段から取得して、その工具情報に基づいて前記工具交換手段に工具の交換を行わせることを特徴とする。
前記加工条件には、前記被加工物の加工時に使用する工具に関する工具情報が含まれ、
複数の工具(3)を収納する工具収納部(8)と、
前記工具収納部から工具を取得して前記加工手段の工具取付部(例えば、主軸4)に装着するとともに、前記工具取付部から工具を外して前記工具収納部に返却する工具交換手段(例えば、交換装置9)と、
を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する工具情報を前記記憶手段から取得して、その工具情報に基づいて前記工具交換手段に工具の交換を行わせることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の加工装置であって、
前記硬さ測定手段は、
前記加工手段の前記工具取付部に着脱可能に構成され、
前記工具交換手段は、
前記硬さ測定手段を前記工具取付部に装着するとともに、前記工具取付部から前記硬さ測定手段を外すことが可能に構成されていることを特徴とする。
前記硬さ測定手段は、
前記加工手段の前記工具取付部に着脱可能に構成され、
前記工具交換手段は、
前記硬さ測定手段を前記工具取付部に装着するとともに、前記工具取付部から前記硬さ測定手段を外すことが可能に構成されていることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の加工装置であって、
前記被加工物の位置を検出する検出手段(例えば、検出器40)を備え、
前記硬さ測定手段は、
前記検出手段によって検出される前記被加工物の所定の位置ごとに硬さを測定することを特徴とする。
前記被加工物の位置を検出する検出手段(例えば、検出器40)を備え、
前記硬さ測定手段は、
前記検出手段によって検出される前記被加工物の所定の位置ごとに硬さを測定することを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、被加工物の硬さが測定され、この測定結果に基づいて被加工物の加工が制御される。従って、ユーザが予め被加工物の硬さを加工装置外部で測定する必要がないため、加工作業をより容易に行うことができる。
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、被加工物の硬さに対応する加工条件に基づいて被加工物の加工が行われる。従って、被加工物の硬さに適合する加工を行うことができる。
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、被加工物の硬さに対応する工具に関する工具情報に基づいて、工具の交換が行われる。従って、被加工物の硬さに適合する工具が加工に用いられることとなり、工具の磨耗率、折損率を低減させることができる。
請求項4記載の発明によれば、請求項3記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、工具取付部に硬さ測定手段が交換される。従って、硬さ測定手段を独立して設けるスペースを確保する必要がないので、加工装置の大型化を防止することができるとともに設計の自由度が阻害されることがない。
請求項5記載の発明によれば、請求項1〜4の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、被加工物の所定の位置ごとに硬さが測定される。従って、例えば、所定の位置ごとに硬さが異なる被加工物を加工する場合であっても、その位置ごとに適切な加工を施すことができる。
[第一の実施形態]
以下、図面を参照して、第一の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ100について詳細に説明する。図1は、第一の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図、図2は、図1のマシニングセンタのII−II部断面図、図3は、図1のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。
なお、本明細書において、図1に示すマシニングセンタ100の主軸4の中心軸線に平行な方向をX軸、図1の紙面においてX軸に垂直な方向をZ軸、X軸およびZ軸に垂直な方向(図1の紙面に対して垂直方向)をY軸と定義する。
以下、図面を参照して、第一の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ100について詳細に説明する。図1は、第一の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図、図2は、図1のマシニングセンタのII−II部断面図、図3は、図1のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。
なお、本明細書において、図1に示すマシニングセンタ100の主軸4の中心軸線に平行な方向をX軸、図1の紙面においてX軸に垂直な方向をZ軸、X軸およびZ軸に垂直な方向(図1の紙面に対して垂直方向)をY軸と定義する。
マシニングセンタ100は、図1、図2に示すように、基台1と、基台1上に立設するコラム2と、コラム2に設けられ、工具3が装着される主軸4を支持する主軸頭5と、基台1上に設けられ、被加工物としてのワークWが載置される加工台6と、ワークWの硬さを測定する硬さ測定手段としての反発式硬度計7と、複数の工具3等を収納する工具収納部8と、工具3等を主軸4に着脱させる交換装置9と、各部を制御する制御部10等を備えている。
コラム2は、基台1の略中央部に立設され、マシニングセンタ100の本体を構成する。このコラム2は、図1に示すように、例えば、略直方体形状を成しており、短手方向壁面部2aの一方に主軸4を備える主軸頭5が支持されている。
主軸頭5は、コラム2に高さ方向に延設されたリニアガイド31に案内され、内部に装備されているY軸移動モータ22によってY軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
主軸頭5は、コラム2に高さ方向に延設されたリニアガイド31に案内され、内部に装備されているY軸移動モータ22によってY軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
主軸4は、主軸頭5に装備されたX軸移動モータ21によって、X軸方向に進退可能に主軸頭5に支持されている。この主軸4は、工具3及び反発式硬度計7を着脱可能にするための治具(図示省略)を備えており、工具取付部として機能する。
また、主軸4は、主軸頭5に取り付けられた回転モータ24によって回転駆動され、工具3を回転させ加工できるようになっている。
このように、主軸4を回転駆動させつつ、X軸方向及びY軸方向に移動させることによって、ワークWの加工が行われる構成となっており、主軸4、主軸頭5、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、回転モータ24は、ワークWを加工する加工手段として機能する。
また、主軸4は、主軸頭5に取り付けられた回転モータ24によって回転駆動され、工具3を回転させ加工できるようになっている。
このように、主軸4を回転駆動させつつ、X軸方向及びY軸方向に移動させることによって、ワークWの加工が行われる構成となっており、主軸4、主軸頭5、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、回転モータ24は、ワークWを加工する加工手段として機能する。
加工台6は、ワークW固定用の台であり、コラム2の主軸頭5側に、コラム2と平行に敷設されたリニアガイド32に案内され、Z軸移動モータ23によってZ軸方向にスライド移動可能な構成となっている。従って、ワークWを所定の加工作業位置に位置させることができるようになっている。
反発式硬度計7は、例えば、本体部7´と、本体部7´内に内蔵された弾性部材(図示省略)と、弾性部材の弾性力でワークWに向かって撥ね飛ばされるハンマ(図示省略)と、本体部7´に設けられたコイル(図示省略)等を備えており、主軸4と着脱可能な構成となっている。
そして、ハンマに内蔵された磁石(図示省略)がコイル内を通過するときにコイルに発生した電圧に基づいて、ハンマの打撃速度及び反発速度が算出され、これらの速度に基づいてワークWの硬さが算出されるようになっている。このように、ハンマが弾性部材によって撥ね飛ばされる構成となっているため、必ずしもハンマを鉛直方向に上方から下方に向けてワークWに衝突させる必要はなく、ハンマを所望の角度にして硬さ測定を行うことができる点で好適である。反発式硬度計7によって測定されたワークWの硬さの数値は、制御部10に出力されるようになっている。
なお、この反発式硬度計7は単体でもワークWの硬さ測定を行うことができるようにしてもよい。
なお、この反発式硬度計7は単体でもワークWの硬さ測定を行うことができるようにしてもよい。
工具収納部8は、複数の工具3及び反発式硬度計7が収納される箱体であり、加工台6と同様に基台1上のリニアガイド32に案内され、Z軸移動モータ23によってZ軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
交換装置9は、工具収納部8のコラム2側に設けられ、加工時に指定される工具3を工具収納部8から工具3を取得して、所定の工具交換位置で主軸4に装着するとともに、主軸4から工具3を外して工具収納部8に返却する装置である。即ち、交換装置9は、工具交換手段として機能する。この交換装置9は、工具収納部8のスライド移動に追従して移動する構成となっている。
交換装置9は、工具収納部8のコラム2側に設けられ、加工時に指定される工具3を工具収納部8から工具3を取得して、所定の工具交換位置で主軸4に装着するとともに、主軸4から工具3を外して工具収納部8に返却する装置である。即ち、交換装置9は、工具交換手段として機能する。この交換装置9は、工具収納部8のスライド移動に追従して移動する構成となっている。
そして、加工時には、工具収納部8が主軸4と対向配置するようにスライド移動した後、主軸4が交換装置9に向かって進出し所定の工具交換位置まで到達した後、交換装置9が反発式硬度計7を取得して、その反発式硬度計7が主軸4に装着される構成となっている。
また、硬さ測定終了後、加工対象のワークWに適合する工具3が指定されたとき、再度主軸4が所定の工具交換位置まで進出し、交換装置9によって主軸4から反発式硬度計7が外され、工具収納部8内のもとの収納位置に返却された後、さらに指定された工具3が工具収納部8から取得され、その工具3が主軸4に新たに装着される構成となっている。
また、硬さ測定終了後、加工対象のワークWに適合する工具3が指定されたとき、再度主軸4が所定の工具交換位置まで進出し、交換装置9によって主軸4から反発式硬度計7が外され、工具収納部8内のもとの収納位置に返却された後、さらに指定された工具3が工具収納部8から取得され、その工具3が主軸4に新たに装着される構成となっている。
制御部10は、図3に示すように、CPU11と、RAM12と、ROM13等から構成されている。
CPU11は、ROM13内に格納されたプログラムやデータを読み出してRAM12内に展開し、そのプログラムに基づいて各部への指示やデータの送信等を行うものである。
ROM13は、マシニングセンタ100の各部の基本動作を制御する加工プログラム131と、加工条件が加工条件データとして記憶されている加工条件テーブル132と、その他所定の加工作業にかかる各種プログラム、各種データ等を格納している。
CPU11は、ROM13内に格納されたプログラムやデータを読み出してRAM12内に展開し、そのプログラムに基づいて各部への指示やデータの送信等を行うものである。
ROM13は、マシニングセンタ100の各部の基本動作を制御する加工プログラム131と、加工条件が加工条件データとして記憶されている加工条件テーブル132と、その他所定の加工作業にかかる各種プログラム、各種データ等を格納している。
加工プログラム131は、加工時に使用する工具3に関する工具情報を含む加工条件テーブル132に記憶されている加工条件データに基づいて、ワークWの加工を行わせるプログラムであり、CPU11はかかる加工プログラム131を実行することによって、制御手段として機能する。
加工条件テーブル132は、それぞれのワークWの硬さに適合する工具3に関する工具情報や、主軸4の回転数或いは送り速度等の作業情報等の加工条件を、その硬さと対応付けて記憶するテーブルである。このように、加工条件テーブル132は、記憶手段として機能する。
加工条件テーブル132は、それぞれのワークWの硬さに適合する工具3に関する工具情報や、主軸4の回転数或いは送り速度等の作業情報等の加工条件を、その硬さと対応付けて記憶するテーブルである。このように、加工条件テーブル132は、記憶手段として機能する。
そして、加工時においては、加工条件テーブル132の中から測定されたワークWの硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることによって、工具交換や、主軸4の回転数及び送り速度等が設定される構成となっている。
なお、制御部10は、反発式硬度計7、交換装置9、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、Z軸移動モータ23、回転モータ24の他、ユーザが各部の操作を行うための操作部(図示省略)等とインターフェース(図示省略)を介して電気的に接続されており、各部を制御可能な構成となっている。
なお、制御部10は、反発式硬度計7、交換装置9、X軸移動モータ21、Y軸移動モータ22、Z軸移動モータ23、回転モータ24の他、ユーザが各部の操作を行うための操作部(図示省略)等とインターフェース(図示省略)を介して電気的に接続されており、各部を制御可能な構成となっている。
次に、第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100を用いて行う加工作業の一例について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、以下に示す加工作業においては、加工台6にワークWが載置されていることと、主軸4には何も装着されていない状態であることが前提となる。
なお、以下に示す加工作業においては、加工台6にワークWが載置されていることと、主軸4には何も装着されていない状態であることが前提となる。
先ず、CPU11は、ユーザによる操作部(図示省略)の操作に基づいて加工作業開始信号が出力されたか否かを判断する(ステップS1)。そして、CPU11は、加工作業開始信号が出力されたと判断した場合(ステップS1;Yes)には、硬さ測定開始信号が出力されたか否かを判断する(ステップS2)。そして、CPU11は、硬さ測定開始信号が出力されたと判断した場合(ステップS2;Yes)には、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させた後、主軸4を交換装置9に向かって進出させ、交換装置9によって工具収納部8から反発式硬度計7を取得し、主軸4に装着させる(ステップS3)。その後、CPU13は、ワークWと主軸4とが対向配置するように加工台6をスライド移動させ、ワークWの硬さを反発式硬度計7によって測定させる(ステップS4)。
次いで、CPU11は、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させた後、主軸4を交換装置9に向かって進出させ、主軸4に装着されている反発式硬度計7を交換装置9によって外し、工具収納部8内のもとの収納位置に反発式硬度計7を返却する(ステップS5)。ここで、主軸4を次の工具交換のために待機させておく。
次いで、CPU11は、図3に示すROM13に格納されている加工条件テーブル132の中から、反発式硬度計7によって測定されたワークWの硬さに対応する加工条件データを取得する(ステップS6)。
次いで、CPU11は、取得した加工条件データに基づいて加工プログラム131を実行することによって、交換装置9によって工具3を工具収納部8から取得させ、主軸4に装着させる(ステップS7)。このとき、CPU11は、取得した加工条件データに設定されている回転数で主軸4が回転するように回転モータ24を制御するとともに、取得した加工条件データに設定されている送り速度で主軸4がワークWに対して進退移動するようにX軸移動モータ21等も制御する。
次いで、CPU11は、加工台6をスライド移動させ、主軸4と対向配置させた後、ワークWの加工を行う(ステップS8)。
次いで、CPU11は、取得した加工条件データに基づいて加工プログラム131を実行することによって、交換装置9によって工具3を工具収納部8から取得させ、主軸4に装着させる(ステップS7)。このとき、CPU11は、取得した加工条件データに設定されている回転数で主軸4が回転するように回転モータ24を制御するとともに、取得した加工条件データに設定されている送り速度で主軸4がワークWに対して進退移動するようにX軸移動モータ21等も制御する。
次いで、CPU11は、加工台6をスライド移動させ、主軸4と対向配置させた後、ワークWの加工を行う(ステップS8)。
次いで、CPU11は、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させ、交換装置9に向かって主軸4を進出させ、主軸4に装着されている工具3を交換装置9によって外し、その工具3を工具収納部8内のもとの収納位置に返却する(ステップS9)。
以上説明した第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100によれば、ワークWを加工台6に載置後、ワークWの硬さが反発式硬度計7によって測定され、加工条件テーブル132の中からその硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることによって、ワークWの硬さに適合する工具3が用いられることとなって、加工作業をより容易に行うことができるととともに、工具3の磨耗率、折損率等を低減させることができる。
また、反発式硬度計7が主軸4に着脱可能な構成となっているので、硬さ測定のためにマシニングセンタ100内に別途スペースを確保する必要がないので、マシニングセンタ100における設計の自由度が阻害されることがない。
また、反発式硬度計7が主軸4に着脱可能な構成となっているので、硬さ測定のためにマシニングセンタ100内に別途スペースを確保する必要がないので、マシニングセンタ100における設計の自由度が阻害されることがない。
なお、第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100は、上記構成に限定されるものではない。例えば、硬さ測定手段は反発式硬度計7に限定されるものではなく、例えば、圧子をワークWに押付けて、その押込量を変位計によって検出する構成の硬度計を用いてもよい。
また、加工台6及び交換装置9を固定しておいて、主軸頭5をZ軸方向に移動可能に構成し、ワークWの加工及び工具3の交換を行うようにしてもよい。コラム2を基台1上をスライド移動可能に設けてもよい。
また、加工台6及び交換装置9を固定しておいて、主軸頭5をZ軸方向に移動可能に構成し、ワークWの加工及び工具3の交換を行うようにしてもよい。コラム2を基台1上をスライド移動可能に設けてもよい。
また、加工台6を回転自在に構成し、ワークWの多面加工が可能な構成としてもよい。
また、制御部10にEEPROMを備え、ワークWの加工プログラム131、加工条件テーブル132を随時書換可能としてもよい。
また、本発明をマシニングセンタ以外の各種加工装置に適用することも勿論可能であり、工具取付部も主軸4以外の構成部材であってもよい。
また、制御部10にEEPROMを備え、ワークWの加工プログラム131、加工条件テーブル132を随時書換可能としてもよい。
また、本発明をマシニングセンタ以外の各種加工装置に適用することも勿論可能であり、工具取付部も主軸4以外の構成部材であってもよい。
上記構成のマシニングセンタ100は、本発明をワークWの側面部から加工を行う横型マシニングセンタに適用した実施形態であるが、本発明を立型マシニングセンタに適用することも可能である。より具体的には、例えば、主軸頭5をワークWの上面部と対向配置するように上下動可能に設け、ワークWの上面部の硬さを測定した後、主軸4に工具3を装着し、ワークWの上面部から加工を行う構成とする。
[第二の実施形態]
次に、第二の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ200について、詳細に説明する。マシニングセンタ200の説明にあたっては、第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図5は、第二の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図、図6は、図5のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。
次に、第二の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ200について、詳細に説明する。マシニングセンタ200の説明にあたっては、第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図5は、第二の実施形態にかかるマシニングセンタの平面図、図6は、図5のマシニングセンタにおける制御系を示すブロック図である。
第二の実施形態にかかるマシニングセンタ200は、図5に示すように、主軸頭5と独立した硬さ測定部70と、ワークWの位置を検出する検出手段としての検出器40を備えている。
硬さ測定部70は、反発式硬度計7を有し、コラム2に主軸頭5と隣接して設けられている。この硬さ測定部70は、主軸頭5と同様にコラム2に高さ方向に延設するリニアガイド31に案内され、Y軸移動モータ22によってY軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
検出器40は、基台1上に敷設されているの2本のリニアガイド32の間に付設され、ワークWの加工面のZ軸方向上の位置を検出するものである。
硬さ測定部70は、反発式硬度計7を有し、コラム2に主軸頭5と隣接して設けられている。この硬さ測定部70は、主軸頭5と同様にコラム2に高さ方向に延設するリニアガイド31に案内され、Y軸移動モータ22によってY軸方向にスライド移動可能な構成となっている。
検出器40は、基台1上に敷設されているの2本のリニアガイド32の間に付設され、ワークWの加工面のZ軸方向上の位置を検出するものである。
そして、マシニングセンタ200の加工作業においては、ワークWの加工面が所定の位置に到達したとき、その位置の硬さが硬さ測定部70の反発式硬度計7によって測定され、加工条件テーブル132の中からその硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることとなる。
次に、第二の実施形態にかかるマシニングセンタ200を用いて行う加工作業の一例について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下に示す加工作業においても、加工台6にワークWが載置されていることと、主軸4には何も装着されていないことが前提である。
最初に、CPU11は、加工作業開始信号が入力されたか否かを判断し(ステップS11)、入力されたと判断した場合(ステップS11;Yes)は、検出器40によってワークWの加工面の位置を検出させる(ステップS12)。
次いで、CPU11は、検出器40によって検出されたワークWの加工面の位置が所定の位置であるか否かを判断する(ステップS13)。そして、CPU11は、ワークWの加工面が所定の位置であると判断した場合(ステップS13;Yes)には、その位置におけるワークWの硬さを測定する(ステップS14)。
次いで、CPU11は、図6に示すROM13に格納されている加工条件テーブル132の中から、測定された硬さに対応する加工条件データを取得する(ステップS15)。
次いで、CPU11は、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させ、交換装置9に向かって主軸4を進出させた後、取得した加工条件データに基づいて加工プログラム131を実行することによって、交換装置9に工具収納部8から工具3を取得させ、主軸4に装着させる(ステップS16)。このとき、CPU11は、取得した加工条件データに設定されている回転数で主軸4が回転するように回転モータ24を制御するとともに、取得した加工条件データに設定されている送り速度で主軸がワークWに対して進退移動するようにX軸移動モータ21等も制御する。
以下、ステップS17、ステップS18は、図4に示す第一の実施形態におけるステップS8、ステップS9と同様であるので、詳細な説明を省略する。
次いで、CPU11は、工具収納部8を主軸4と対向配置するようにスライド移動させ、交換装置9に向かって主軸4を進出させた後、取得した加工条件データに基づいて加工プログラム131を実行することによって、交換装置9に工具収納部8から工具3を取得させ、主軸4に装着させる(ステップS16)。このとき、CPU11は、取得した加工条件データに設定されている回転数で主軸4が回転するように回転モータ24を制御するとともに、取得した加工条件データに設定されている送り速度で主軸がワークWに対して進退移動するようにX軸移動モータ21等も制御する。
以下、ステップS17、ステップS18は、図4に示す第一の実施形態におけるステップS8、ステップS9と同様であるので、詳細な説明を省略する。
以上説明した第二の実施形態にかかるマシニングセンタ200によれば、ワークWの加工面の位置を検出する検出器40と、独立した硬さ測定部70とを備えているので、ワークWの所定の位置ごとに硬さが測定される。従って、位置によって硬さが異なる一つのワークを加工する場合には、その位置ごとに適切な加工を施すことができる。
なお、マシニングセンタ200は、本発明をワークWの側面部から加工を行う横型マシニングセンタに適用した実施形態であるが、本発明を立型マシニングセンタに適用することも可能である。より具体的には、例えば、主軸頭5及び硬さ測定部70をワークWの上面部と対向配置するように上下動可能に設け、ワークWの上面部の硬さを測定した後、ワークWの上面部の加工を行う構成とする。
なお、第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100において、検出器40を備え、ワークWの所定の位置ごとに硬さを測定できる構成としてもよい。検出器40の設けられる位置は、ワークWの加工面の位置が検出できればその如何を問わない。
なお、第一の実施形態にかかるマシニングセンタ100において、検出器40を備え、ワークWの所定の位置ごとに硬さを測定できる構成としてもよい。検出器40の設けられる位置は、ワークWの加工面の位置が検出できればその如何を問わない。
[第三の実施形態]
次に、第三の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ300について、詳細に説明する。マシニングセンタ300の説明にあたっては、第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図8は、第三の実施形態にかかるマシニングセンタの構成の模式図である。
次に、第三の実施形態にかかる加工装置としてのマシニングセンタ300について、詳細に説明する。マシニングセンタ300の説明にあたっては、第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図8は、第三の実施形態にかかるマシニングセンタの構成の模式図である。
第三の実施形態にかかるマシニングセンタ300は、図8に示すように、加工台6の基台1の上方に反発式硬度計7を備える硬さ測定部70がY軸方向移動可能に構成されている。
即ち、加工時においては、硬さ測定部70がワークWの上方に対向配置するように加工台6がスライド移動し、ワークWの上面部WAの硬さが測定され、CPU11によって加工条件テーブル132の中からその硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることによって、ワークWの側面部WBが速やかに加工される構成となっている。
なお、マシニングセンタ300による加工作業は、反発式硬度計7を主軸4に着脱する工程がない点でのみ第一の実施形態と異なるので、加工作業の詳細な説明は省略する。
即ち、加工時においては、硬さ測定部70がワークWの上方に対向配置するように加工台6がスライド移動し、ワークWの上面部WAの硬さが測定され、CPU11によって加工条件テーブル132の中からその硬さに対応する加工条件データが取得され、取得された加工条件データに基づいて加工プログラム131が実行されることによって、ワークWの側面部WBが速やかに加工される構成となっている。
なお、マシニングセンタ300による加工作業は、反発式硬度計7を主軸4に着脱する工程がない点でのみ第一の実施形態と異なるので、加工作業の詳細な説明は省略する。
以上説明した第三の実施形態にかかるマシニングセンタ300によれば、一つのワークWに対して硬さ測定と加工動作とが別々の面で行われる。従って、硬さ測定と加工動作とを並行して行うことができ、加工作業をより効率的に実施することができる。
なお、第三の実施形態にかかるマシニングセンタ300は、上記構成に限定されるものではない。例えば、主軸頭5をワークWの上面部WAと対向配置可能に構成するとともに、硬さ測定部70をワークWの側面部WBと対向配置可能に構成してもよい。
1 基台
3 工具(加工手段)
4 主軸(工具取付部、加工手段)
5 主軸頭(加工手段)
7 反発式硬度計(硬さ測定手段)
8 工具収納部
9 交換装置(工具交換手段)
11 CPU(制御手段)
21 X軸移動モータ(加工手段)
22 Y軸移動モータ(加工手段)
24 回転モータ(加工手段)
40 検出器(検出手段)
70 硬さ測定部(硬さ測定手段)
100 マシニングセンタ(加工装置)
131 加工プログラム(制御手段)
132 加工条件テーブル(記憶手段)
200 マシニングセンタ(加工装置)
300 マシニングセンタ(加工装置)
W ワーク(被加工物)
3 工具(加工手段)
4 主軸(工具取付部、加工手段)
5 主軸頭(加工手段)
7 反発式硬度計(硬さ測定手段)
8 工具収納部
9 交換装置(工具交換手段)
11 CPU(制御手段)
21 X軸移動モータ(加工手段)
22 Y軸移動モータ(加工手段)
24 回転モータ(加工手段)
40 検出器(検出手段)
70 硬さ測定部(硬さ測定手段)
100 マシニングセンタ(加工装置)
131 加工プログラム(制御手段)
132 加工条件テーブル(記憶手段)
200 マシニングセンタ(加工装置)
300 マシニングセンタ(加工装置)
W ワーク(被加工物)
Claims (5)
- 被加工物を加工する加工手段と、
前記被加工物の硬さを測定する硬さ測定手段と、
前記硬さ測定手段による測定結果に基づいて、前記加工手段による前記被加工物の加工を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする加工装置。 - 被加工物の硬さと被加工物の加工条件とが対応付けられて記憶されている記憶手段を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する加工条件を前記記憶手段から取得して、その加工条件に基づいて前記加工手段に前記被加工物の加工を行わせることを特徴とする請求項1記載の加工装置。 - 前記加工条件には、前記被加工物の加工時に使用する工具に関する工具情報が含まれ、
複数の工具を収納する工具収納部と、
前記工具収納部から工具を取得して前記加工手段の工具取付部に装着するとともに、前記工具取付部から工具を外して前記工具収納部に返却する工具交換手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記硬さ測定手段によって測定された前記被加工物の硬さに対応する工具情報を前記記憶手段から取得して、その工具情報に基づいて前記工具交換手段に工具の交換を行わせることを特徴とする請求項2記載の加工装置。 - 前記硬さ測定手段は、
前記加工手段の前記工具取付部に着脱可能に構成され、
前記工具交換手段は、
前記硬さ測定手段を前記工具取付部に装着するとともに、前記工具取付部から前記硬さ測定手段を外すことが可能に構成されていることを特徴とする請求項3記載の加工装置。 - 前記被加工物の位置を検出する検出手段を備え、
前記硬さ測定手段は、
前記検出手段によって検出される前記被加工物の所定の位置ごとに硬さを測定することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004000322A JP2005193318A (ja) | 2004-01-05 | 2004-01-05 | 加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004000322A JP2005193318A (ja) | 2004-01-05 | 2004-01-05 | 加工装置 |
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---|---|
JP2005193318A true JP2005193318A (ja) | 2005-07-21 |
Family
ID=34816200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004000322A Pending JP2005193318A (ja) | 2004-01-05 | 2004-01-05 | 加工装置 |
Country Status (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102294520A (zh) * | 2011-08-02 | 2011-12-28 | 新兴能源装备股份有限公司 | 一种自适应对中气瓶螺纹加工装置 |
CN103962842A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-06 | 江苏远中电机股份有限公司 | 电机筒端面及接线盒钻攻组合机床 |
JP2016536156A (ja) * | 2013-09-23 | 2016-11-24 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 硬さ測定装置を有する工作機械 |
US11351643B2 (en) * | 2018-02-21 | 2022-06-07 | Navarro IP, LLC | Universal machining apparatus and control system |
JP7487631B2 (ja) | 2020-09-30 | 2024-05-21 | ブラザー工業株式会社 | 印刷用カセット |
-
2004
- 2004-01-05 JP JP2004000322A patent/JP2005193318A/ja active Pending
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