JP2014087887A - 工作機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】同一回転速度切削パス数を決定する同一回転速度切削パス数演算部14を備え、設定された加工プログラム等からねじ切り加工の切削モードを判別し、切削モードに応じて最適な同一回転速度切削パス数を自動的に決定するようにした。したがって、熟練していない作業者であってもびびり振動の抑制を容易に図ることができ、使い勝手が良い。
【選択図】図1
Description
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、回転軸方向及び切り込み方向へ生じる振動を検出するための振動検出手段と、検出された振動から振動しやすい方向を判定する振動方向判定部と、前記複数種類の切削モードから1つの切削モードを決定する切削モード決定部とを備えており、前記切削モード決定部が、前記振動しやすい方向に応じて1つの切削モードを決定し、前記加工制御手段は、前記切削モード決定部により決定された切削モードにて加工を行うことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記切削モードとして、両刃切削モード、片刃切削モード、及び千鳥切削モードが設定されていることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明によれば、振動しやすい方向に応じてびびり振動が生じにくい切削モードを決定し、当該切削モードにて加工を行うため、びびり振動の一層の抑制を図ることができる。
上記旋盤1では、記憶部12に記憶されている加工プログラムにしたがい、主軸制御部9による制御のもとモータ7へ電力が供給されて主軸2を所定の主軸回転速度で回転させてワーク5を軸線周りで回転させるとともに、旋盤制御部10の制御のもと、刃物台20に固定した工具19をワーク5の径方向に切り込ませ、長手方向(回転軸方向)に送ってねじ部Aの加工を行った後に、工具19を径方向へ逃がすという工具パス(図2において矢印で示す)を1サイクルとして複数回繰り返すことにより、ねじを加工するようになっている。
図3において、S0は基準回転速度、Wは主軸回転速度変更幅であり、入力手段11により作業者が予め入力するものである。そして、回転速度演算部13は、それらのパラメータをもとに下記式(1)で高速回転速度SHと低速回転速度SLとを算出し、主軸回転速度を1パス毎に高速回転速度SH又は低速回転速度SLの何れかに変更するようになっている。これにより、全てのパスを一定の主軸回転速度で切削する場合に比べ、びびり振動の成長を抑制することができる。
図4(a)に示す両刃切削モードは、工具19の刃先における左右両側(図2における左右両側)の切れ刃で切削する切削モードであって、図4(a)中における最も小さなv字面が1パス目の工具パスとなり、加工が進むにつれて工具パスは徐々に大きなv字面へと移行し、最も大きなv字面が10パス目の工具パスとなる。したがって、両刃切削モードにおけるnパス目の加工はn−1パス目の加工面にのみ影響を受けることになり、10パス目の加工における1パス前の再生幅は、図4(a)中のbd1aとなる。
図5中のCは同一回転速度切削パス数であり、Nは総切り込み回数であって、図5に示す加工ではC=2、N=6となっている。また、図5中のPは主軸回転速度の変更周期であり、(n)はP内の切削パスの順序を表し、s(n)(n=1、2・・、P)はP内で切削を行うパスでの主軸回転速度である。ここで、s(1)〜s(C)では高速回転速度SHで主軸2を回転させる一方、s(C+1)〜s(P)では低速回転速度SLで主軸2を回転させるものとする。すると、1パス目の回転速度演算部15では、下記式(2)〜(4)で1パス目の主軸回転速度ssを算出する。すなわち、s(1)〜s(C)における高速回転速度SHと、s(C+1)〜s(P)における低速回転速度SLとのどちらを1パス目の主軸回転速度ssとするかを決定する。
P=2×C ・・・(2)
nm=(N−1)mod P ・・・(3)
ss=s(P−nm+1) ・・・(4)
なお、総切り込み回数Nについては、総切り込み量を1パスあたりの切り込み量で除することにより算出することができる。
また、1パス目の回転速度演算部15を備えており、最終の工具パスにおける切削を高速回転速度での切削とするには、1パス目における主軸回転速度を高速回転速度SHとすればよいのか、それとも、低速回転速度SLとすればよいのか自動的に決定するようになっている。したがって、最終の工具パスにおける切削が低速回転速度で行われてしまうような事態を確実に防止することができる。
旋盤21は、旋盤1と同様の構成を有した上で、更に主軸台8内における主軸2の近傍に、主軸2に生じる振動を検出する振動センサ18を内蔵してなる。また、旋盤21の全体の挙動を制御する旋盤制御部22には、振動センサ18からの出力に応じて振動しやすい方向を判定する振動方向判定部16、及び振動しやすい方向にもとづいて切削モードを決定する切削モード決定部17が接続されている。
さらに、主軸2に生じる振動を検出する振動センサ18が設けられているとともに、振動しやすい方向を判定する振動方向判定部16、及び振動しやすい方向にもとづいて切削モードを決定する切削モード決定部17が備えられており、振動しやすい方向に応じてびびり振動が生じにくい切削モードを決定し、当該切削モードにて加工を行うため、びびり振動の一層の抑制を図ることができる。
さらに、上記実施形態及び変更実施形態では、切削モードとして両刃切削モード、片刃切削モード、及び千鳥切削モードの3種類の切削モードを設定可能としているが、更に別の切削モードを設定可能としてもよいし、逆に千鳥切削モードを含む2種類しか設定できないとしても何ら問題はない。
またさらに、上記変更実施形態では振動センサ18を主軸台8に内蔵しているが、振動センサ18を刃物台20に設置し、ワーク5に生じる振動を検出するように構成しても何ら問題はない。
加えて、上記実施形態及び変更実施形態では、工作機械の一実施形態であるワークを回転させる旋盤について説明しているが、主軸の回転に変えて送り軸で工具とワークを相対的に回転させることにより同様の加工を行うマシニングセンタ等といった他の工作機械であってもよい。
Claims (3)
- 軸状のワークを装着する把持装置と、前記ワークに対してその径方向及び軸方向へ移動可能な工具と、前記ワークと前記工具とを相対的に前記ワークの軸線周りに回転させながら、前記ワークに対して前記工具を径方向へ切り込ませて前記軸方向へ移動させた後、前記工具を径方向へ逃がすといった工具パスを繰り返してねじ切り加工を行う加工制御手段と、前記回転速度を工具パス単位で変更可能な回転速度制御手段と、前記工具パス毎の前記ワークと前記工具との相対的な回転速度を演算する回転速度演算部とを備えた工作機械であって、
前記加工制御手段が、前記工具の切込様式の異なる複数種類の切削モードで前記ねじ切り加工可能である一方、
前記切削モードを判別し、前記回転速度を何回の前記工具パス毎に変更するかを前記切削モードに応じて決定する同一回転速度切削パス数演算部を備えたことを特徴とする工作機械。 - 回転軸方向及び切り込み方向へ生じる振動を検出するための振動検出手段と、検出された振動から振動しやすい方向を判定する振動方向判定部と、前記複数種類の切削モードから1つの切削モードを決定する切削モード決定部とを備えており、
前記切削モード決定部が、前記振動しやすい方向に応じて1つの切削モードを決定し、前記加工制御手段は、前記切削モード決定部により決定された切削モードにて加工を行うことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 - 前記切削モードとして、両刃切削モード、片刃切削モード、及び千鳥切削モードが設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械。
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