JP2010017800A

JP2010017800A - バリ取り方法及びバリ取り装置

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Publication number: JP2010017800A
Application number: JP2008179409A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Morioka; 洋介森岡; Takashi Goto; 高志後藤
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】長時間にわたる無人運転が可能で、製造効率の向上を図ることができる上、補正値等の設定作業も煩わしくないバリ取り方法の提供を目的とする。
【解決手段】バリ取り加工前に、幾つかの補正値等を設定することで、所定の加工ポイントにおける加工回数が所定の回数に達すると、制御部１０が次の加工ポイントまでの移動補正量を自動的に算出し、新しい加工ポイントにおいてバリ取り加工を継続させることを可能とした。それによって、バリ取り加工前の設定作業を簡略化し、また長時間にわたる無人運転を可能とし、さらにバリ取り装置の運転を停止させる必要がないため、製造効率を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、マシニングセンタにおける回転砥石を用いたバリ取り方法及びバリ取り装置に関するものである。

従来、マシニングセンタを使用して回転砥石によるバリ取りを行う場合、予備の回転砥石を複数本準備するとともに、回転砥石の工具寿命値（たとえば、使用回数や使用時間等）を予め設定しておき、回転砥石の工具寿命が所定の工具寿命値に達すると、予備の回転砥石に交換するといったバリ取り方法が採用されている。しかしながら、当該バリ取り方法では、回転砥石が一部しか摩耗しておらず、使用可能な箇所が残っているにも拘わらず、回転砥石を新たに交換することになり、加工コストがかかるという問題がある。

そこで、工具寿命が所定の工具寿命値に達した際、マシニングセンタを一旦停止し、使用可能な部分が加工ポイントに位置するように作業者が手動で補正値（たとえば、回転砥石の加工ポイントを移動させるためのＸ、Ｙ、Ｚ方向への補正量）を入力し、同じ回転砥石を用いて再びバリ取り加工を継続するといった方法も行われている。また、バリ取り加工ではないものの、たとえば特許文献１に開示されているような複合工作機における加工方法も考案されている。当該加工方法は、予め同一の工具における加工姿勢を複数態様設定しておき、所定の加工姿勢での工具寿命が所定の工具寿命値に達すると、工具の加工姿勢を別の加工姿勢に変更して加工を継続するものである。

特開２００２−１１６４０号公報

しかしながら、上述したように作業者が手動で補正値を入力するといった方法では、長時間にわたる無人運転が不可能であるし、工具寿命が尽きる度にマシニングセンタを停止させて手作業による補正値の入力を行わなければならず、製造効率が悪いといった問題を抱えている。また、特許文献１に開示されている加工方法では、工具の姿勢を変化させる為の機構を要し、複雑高価な機械となる他、バリ取り加工前に、補正値を加工姿勢毎に設定しておく必要があり、加工姿勢の態様が多くなればなるほど、補正値の設定作業が煩わしくなるといった問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、既設の３軸制御のマシニングセンタでも長時間にわたる無人運転が可能で、製造効率の向上を図ることができる上、補正値等の設定作業も煩わしくないバリ取り方法及びバリ取り装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、バリ取り工具の形状に係る補正量である形状補正量と、前記バリ取り工具における加工ポイントを変更する際に用いる単位補正量と、１の加工ポイントでの工具寿命値とが予め設定されており、前記バリ取り工具によって被加工物のバリ取り加工を行うバリ取り装置におけるバリ取り方法であって、現在バリ取り加工中の加工ポイントでの工具寿命が前記工具寿命値に達したか否かを判断する第１工程と、前記第１工程で前記工具寿命が前記工具寿命値に達していると判断した場合に、前記形状補正量及び単位補正量に基づき、加工ポイントを変更するための前記バリ取り工具の移動補正量を求める第２工程と、前記移動補正量に基づき前記バリ取り工具を移動させ、新たな加工ポイントにてバリ取り加工を継続する第３工程とを実行することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記バリ取り工具の基準ポイントが予めバリ取り装置に設定されており、最初の加工ポイントまでの移動補正量については、前記基準ポイントと前記形状補正量とに基づいて求めることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、バリ取り工具の形状に係る補正量である形状補正量と、前記バリ取り工具における加工ポイントを変更する際に用いる単位補正量と、１の加工ポイントでの工具寿命値とを記憶する記憶部を備えており、前記バリ取り工具によって被加工物のバリ取り加工を行うバリ取り装置であって、現在バリ取り加工中の加工ポイントでの工具寿命が前記工具寿命値に達したか否かを判断するとともに、当該判断において工具寿命が前記工具寿命値に達していると判断した場合に、前記形状補正量及び単位補正量に基づき、加工ポイントを変更するための前記バリ取り工具の移動補正量を求め、当該移動補正量に基づき前記バリ取り工具を移動させ、新たな加工ポイントにてバリ取り加工を継続する制御部を備えたことを特徴とする。

請求項１及び３に記載の発明によれば、所定の加工ポイントにおける加工回数が工具寿命値に達すると、形状補正量及び単位補正量に基づき、次の加工ポイントまでの移動補正量を自動的に算出する。さらに、算出された加工ポイントを加工位置に位置させて、バリ取り加工を継続する。したがって、加工ポイントの変更時に、作業者によるデータ入力等を必要とせず、長時間にわたる無人運転が可能となるし、バリ取り装置の運転を停止させる必要がないため、製造効率を向上することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、形状補正量、単位補正量、及び工具寿命値に加えて、基準ポイントを予め入力すれば、最初の加工ポイントまでの移動補正量を自動的に算出するため、予め全ての加工姿勢に係る補正量等を設定しなければならないものと比較すると、バリ取り加工前の設定作業を簡略化することができる。

以下、本発明の一実施形態となるバリ取り方法について、図面をもとに説明する。

図１は、バリ取り装置として機能するマシニングセンタ１を示した説明図である。また、図２は、回転砥石４の先端部を拡大して示した説明図である。
マシニングセンタ１は、直交３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）方向へ移動可能に設置された主軸台２を有するものであって、主軸台２には、Ｚ軸に平行なＣ軸周りに回転可能な主軸３が設けられている。また、主軸３には、Ｚ軸方向に長い軸部４ａの先端に球状の砥石部４ｂを一体的に備えてなる回転砥石４が取付可能となっており、当該回転砥石４をＣ軸周りに回転させることによって、テーブル５上に固定されたワークＷのバリ取りを行うようになっている。

また、１０は、回転砥石４によるバリ取り加工を制御するための制御部であって、後述する形状補正量、毎回ズラシ量、基準ポイント、及び初回補正量を記憶するとともに加工回数を記憶する記憶部１１と、毎回ズラシ量等をもとに加工ポイントを変更する際の補正量を演算する演算部１２とを備えており、自動補正指令及びカウントアップ指令によりバリ取り加工を制御する。さらに、１３は、記憶部１１に形状補正量や初回補正量等を入力するための入力手段である。

尚、形状補正量とは回転砥石４の形状に係る補正量であって、本実施形態での形状補正量は工具長Ｌ＝４３．００ｍｍ、砥石半径Ｒ＝１０．００ｍｍとする。また、毎回ズラシ量とは加工ポイントを変更する際の単位補正量であって、本実施形態での毎回ズラシ量は、工具の長手方向での単位補正量であるΔＺ＝０．５０００ｍｍとする。さらに、本実施形態では１の加工ポイントにおける工具寿命値を加工回数：１０回毎とする。加えて、図２中のポイントａを基準ポイントとして設定するとともに、基準ポイントから初回加工ポイントとなるポイントｂまでの初回補正量（本実施形態では、Ｚ１＝１．０００ｍｍ）を予め設定する。

ここで、本発明の要部となる上記マシニングセンタ１におけるバリ取り方法について、図３及び図４をもとに説明する。図３は、バリ取り方法のフローチャート図であり、図４は、回転砥石４における加工ポイントの変更を示した説明図である。
まず、バリ取り加工を行う前に、形状補正量、毎回ズラシ量、及び初回補正量を記憶部１１に設定するとともに、砥石部４ｂの先端となるポイントａを基準ポイントとして設定する（Ｓ１）。次に、初めて加工を行うにあたって、制御部１０は初回加工補正指令を実行し、形状補正量及び初回補正量からポイントｂへの移動補正量Ｘ１（本実施形態では、Ｘ１＝４．３５９となる）を算出する（Ｓ２）。続いてポイントｂを加工位置に位置させ（Ｓ３、図４（ａ）に示す）、当該初回加工ポイントにおいてバリ取り加工を行う（Ｓ４）。

そして、１回のバリ取り加工が終了すると、制御部１０はカウントアップ指令を実行し、記憶している加工回数（初回は“０”）に“１”を加え（Ｓ５）た後、工具寿命値に達したか否か（ここでは、加工回数＝１０か否か）を判断する（Ｓ６）。当該判断は、初回加工であるため当然ＮＯとなり、制御部１０は、ポイントｂにおけるバリ取り加工の回数が１０回となる（すなわち、Ｓ６における判断がＹＥＳとなる）までＳ４〜Ｓ６を繰り返す。

そして、ポイントｂでの加工回数が１０回に到達すると、制御部１０は自動補正指令を実行し、形状補正量、毎回ズラシ量、及び初回補正量にもとづき、次の加工ポイントとなるポイントｃまでの移動補正量Ｘ２及びＺ２（本実施形態では、Ｘ２＝５．２６８、Ｚ２＝１．５００となる）を算出（Ｓ７）する。その後、補正量Ｘ２及びＺ２にもとづいて、ポイントｃを加工位置に位置させ（Ｓ８、図４（ｂ）に示す）、当該ポイントｃにおいてバリ取り加工を行う（Ｓ４）。当該ポイントｃによるバリ取り加工を行うにあたっても、上記ポイントｂにおける場合と同様に、１回加工が終了する毎にカウントアップ指令を実行して加工回数に“１”を加え（Ｓ５）、当該ポイントｃが工具寿命値に達したか否か（今度は、加工回数＝２０か否か）を判断する（Ｓ６）といったＳ４〜Ｓ６を１０回繰り返す。

そして、ポイントｃにおける加工回数が１０回に到達する（初回からの加工回数が２０回に到達する）と、再び制御部１０は形状補正量、毎回ズラシ量、及び初回補正量にもとづき、次の加工ポイントとなるポイントｄまでの移動補正量Ｘ３及びＺ３（本実施形態では、Ｘ３＝６．０００、Ｚ３＝２．０００となる）を算出する（Ｓ７）。その後、ポイントｄを加工位置に位置させる（Ｓ８）。このように、バリ取り加工を１０回行う度に加工ポイントをｃ→ｄ→ｅ→・・ｇの順で算出するとともに変更し、ポイントｇにおけるバリ取り加工が１０回に到達すると、主軸に装着している回転砥石４を次の回転砥石に交換する。
以上のようにして、マシニングセンタ１におけるバリ取り方法は制御される。

上述したようなマシニングセンタ１におけるバリ取り方法によれば、所定の加工ポイントにおける工具寿命が工具寿命値に到達すると、制御部１０が、形状補正量、毎回ズラシ量、及び初回補正量にもとづき、次の加工ポイントまでの移動補正量を自動的に算出する。そして、算出された加工ポイントを加工位置に位置させて、バリ取り加工を継続する。したがって、加工ポイントの変更時に、作業者によるデータ入力等を必要とせず、長時間にわたる無人運転が可能となるし、マシニングセンタ１の運転を停止させる必要がないため、製造効率を向上することができる。
また、形状補正量、毎回ズラシ量、基準ポイント、及び初回補正量のみを予め入力すれば、新たな加工ポイントまでの補正量を自動的に算出するため、予め全ての加工姿勢に係る補正量等を設定しなければならないものと比較すると、バリ取り加工前の設定作業を簡略化することができる。

なお、本実施例では、バリ取り加工に用いる加工工具として、球状の砥石を用いているが、下向き円錐状の砥石でもかまわない。
また、本実施例において、自動補正指令により設定される単位補正量は、工具長手方向において設定したが、これに限らず、工具径方向、または工具の角度等でも設定可能である。
さらに、本実施例では、初回補正量を設定し、初回加工時に当該初回補正量を用いて初回加工ポイントを算出するようにしているが、初回補正量を用いることなく、基準ポイントと形状補正量とから算出するようにしてもよい。
それに加えて、本実施例における工具寿命値は、使用回数を基に設定されているが、これに限らず、使用時間を基に設定することも可能である。

本発明が適用されるバリ取り加工装置の一例を示すブロック図である。バリ取り加工に使用する工具の一例である。バリ取り工具自動補正機能で実行されるフローチャートである。図１の工具を用い、加工ポイントの変更を示した図であり、（ａ）は最初の加工ポイントｂに変更された場合を示し、(ｂ)はポイントｂからポイントｃに変更された場合を示している。

符号の説明

１・・マシニングセンタ（バリ取り装置）、２・・主軸台、３・・主軸、４・・回転砥石、４ａ・・軸部、４ｂ・・砥石部、１０・・制御部、１１・・記憶部、１２・・演算部。

Claims

バリ取り工具の形状に係る補正量である形状補正量と、前記バリ取り工具における加工ポイントを変更する際に用いる単位補正量と、１の加工ポイントでの工具寿命値とが予め設定されており、前記バリ取り工具によって被加工物のバリ取り加工を行うバリ取り装置におけるバリ取り方法であって、
現在バリ取り加工中の加工ポイントでの工具寿命が前記工具寿命値に達したか否かを判断する第１工程と、
前記第１工程で前記工具寿命が前記工具寿命値に達していると判断した場合に、前記形状補正量及び単位補正量に基づき、加工ポイントを変更するための前記バリ取り工具の移動補正量を求める第２工程と、
前記移動補正量に基づき前記バリ取り工具を移動させ、新たな加工ポイントにてバリ取り加工を継続する第３工程と
を実行することを特徴とするバリ取り方法。
前記バリ取り工具の基準ポイントが予めバリ取り装置に設定されており、
最初の加工ポイントまでの移動補正量については、前記基準ポイントと前記形状補正量とに基づいて求めることを特徴とする請求項１に記載のバリ取り方法。
バリ取り工具の形状に係る補正量である形状補正量と、前記バリ取り工具における加工ポイントを変更する際に用いる単位補正量と、１の加工ポイントでの工具寿命値とを記憶する記憶部を備えており、前記バリ取り工具によって被加工物のバリ取り加工を行うバリ取り装置であって、
現在バリ取り加工中の加工ポイントでの工具寿命が前記工具寿命値に達したか否かを判断するとともに、当該判断において工具寿命が前記工具寿命値に達していると判断した場合に、前記形状補正量及び単位補正量に基づき、加工ポイントを変更するための前記バリ取り工具の移動補正量を求め、当該移動補正量に基づき前記バリ取り工具を移動させ、新たな加工ポイントにてバリ取り加工を継続する制御部を備えたことを特徴とするバリ取り装置。