JP2849970B2 - 動作経路をシフト可能な工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ，Ｙ，Ｚ軸の手動ハン
ドルを有し、工具とワークを相対的に移動させて所望の
加工を行う工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】汎用フライス盤、ＮＣフライス盤、マシ
ニングセンタ等の工作機械は、軸送りを手動で行う手動
ハンドルを備えている。この手動ハンドルは、通常、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸とそれぞれ平行な送り動作を行わせるもの
であるが、例えば本出願人が出願した特願平４−２７３
５１２号に記載されてあるように、動作選択手段によっ
て円弧動作に切換えると、手動ハンドルまたは自動送り
スイッチにより２軸座標、または３軸座標における円弧
動作を行わせること、あるいは、斜線動作に切換える
と、同じく手動ハンドルまたは自動送りスイッチにより
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸から角度を有した斜め方向へ斜線動作を行
わせることができる。

【０００３】円弧動作を選択した場合は、例えばＸ軸手
動ハンドルで円弧の周方向の送り動作を与え、Ｙ軸手動
ハンドルでその周方向に対して垂直な法線方向（径方
向）の送り動作を与えるように各手動ハンドルの役目が
変わる。

【０００４】また、斜線動作を選択した場合は、例えば
Ｘ軸手動ハンドルで斜線と平行な方向の送り動作を与
え、Ｙ軸手動ハンドルで斜線に対して垂直な法線方向の
送り動作を与えるように各手動ハンドルの役目が変わ
る。

【０００５】ところで、円弧動作を選択した場合、ある
点を中心として円弧動作を行った結果、もう少し中心位
置を右へずらした位置で円弧動作を行わなければならな
いことがわかっても、動作選択手段で円弧動作を選択し
たままでは右へずらす（シフトする）ことができない。
また斜線動作を選択した場合にも、同様にＸ，Ｙ軸方向
に送り軸をシフトさせることができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため、加工に際
し、動作選択手段を一旦通常の直線動作モードに戻し
て、Ｘ，Ｙ軸方向に移動させる手動ハンドルとして送り
軸の移動を行わせ、その後再び円弧動作または斜線動作
に切換え、再度中心位置、角度などの設定を行うように
しなければならない。この動作選択作業や再度の設定作
業が面倒でしかも時間がかかる。

【０００７】そこで本発明の目的は、手動ハンドルの機
能を円弧または斜線動作に設定してある場合、一時的に
その手動ハンドルの機能を本来の送り軸の機能すなわち
通常の直線動作に戻すようにし、戻した状態で送り操作
を行った後、再度円弧または斜線動作に戻すようにす
る、すなわち、動作径路をシフトさせて加工するように
することにより、簡単な操作で、コーナー円弧加工のず
れを容易に修正でき、また、斜線加工や穴ぐり加工の多
数個取りを行うなど、各種加工を能率よく行うことがで
きるようにするにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、下記のような構成を備えたものとなってい
る。即ち、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の手動ハンドルにより軸送りを
与え、工具とワークを相対的に移動させて種々の加工を
行う工作機械において、前記手動ハンドルを用いてＸ，
Ｙ，Ｚ軸に平行な移動を行う通常の直線動作と、前記Ｘ
軸又はＹ軸の手動ハンドルを用いて前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の
いずれか２軸又は３軸の移動による円弧に沿って移動を
行う円弧動作と、前記Ｘ軸又はＹ軸の手動ハンドルを用
いて前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に平行でない斜線に沿って移動を
行う斜線動作との少くとも１つの動作を選択する動作選
択手段と、前記動作選択手段により選択されている円弧
動作または斜線動作を一時的に通常の直線動作に切換え
る際に操作する割込み手段と、前記割込み手段を操作し
たとき選択動作と円弧中心位置、傾斜角度などの設定条
件とを記憶し、前記手動ハンドルを用い通常の直線動作
により送り軸をシフトさせて前記割込み手段を解除した
とき、再び元の選択動作に戻すとともに、前記記憶した
設定条件に前記シフト後の位置を加味した条件を自動設
定するシフト制御手段と、を設けたことを特徴とする動
作経路をシフト可能な工作機械。

【０００９】

【作用】本発明においては、手動ハンドルの機能を、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のいずれか２軸又は３軸の移動による円弧
に沿って移動を行う円弧動作や、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に平行で
ない斜線に沿って移動を行う斜線動作としてある場合、
これを一時的に通常の直線動作を行うようシフト可能と
なるので、割込み手段を操作してＸ軸，Ｙ軸手動ハンド
ルにより必要とする変位を行わせた後割込み手段を解除
し、再び前の加工状態である円弧動作、または斜線動作
およびその設定条件にシフト制御手段により戻すことが
できる。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。図１は本発明による加工動作を示す動作説明図
で、（ａ）は円弧動作、（ｂ）は斜線動作を示してお
り、図２は本発明による工作機械の加工動作フローチャ
ートである。

【００１１】図３は汎用フライス盤による実施例を示す
外観正面図である。ベース１上にコラム２が立設され、
コラム２の前面の案内面に沿ってニー３が上下移動可能
に装架されている。ニー３はＺ軸手動ハンドル６を操作
すると上下移動可能でＺ軸を形成している。そのＺ軸に
は図示しないＺ軸送りモータが設けられ、自動送りも可
能になっている。テーブル７はニー３の上面の案内面に
沿って左右移動可能で、Ｘ軸手動ハンドル４の操作で左
右に動き、Ｘ軸を形成している。そのＸ軸はＺ軸と同様
に図示しないＸ軸送りモータの駆動によっても自動送り
が可能になっている。

【００１２】コラム２の上にラムベース８が取付けら
れ、ラムベース８の上面の案内面に沿ってラム９が前後
移動可能に装着されており、Ｙ軸手動ハンドル５を操作
すると前後に移動し、Ｙ軸を形成している。そのＹ軸は
他の軸と同様に図示せずＹ軸送りモータの駆動によって
も自動送りが可能になっている。そのラム９の前面に主
軸ヘッド１０が取付けられ、その中に主軸１１が回転可
能でしかもＺ軸と平行に装着されている。主軸１１の先
端に工具１２が装着され、主軸モータ１３によって回転
力が与えられる。本実施例では各軸の手動ハンドルの操
作によるか又は各軸の送りモータによる自動送りによっ
て、工具１２とワーク１４とを相対的に移動させて所望
の加工を行うようになっている。

【００１３】手動ハンドル操作部２０はＸ軸手動ハンド
ル４，Ｙ軸手動ハンドル５，Ｚ軸手動ハンドル６からな
っている。手動ハンドル操作部２０の近傍に自動送り速
度設定ダイヤル２１，Ｘ軸自動送りスイッチ２２，Ｙ軸
自動送りスイッチ２３，Ｚ軸自動送りスイッチ２４が設
けられ、それらのスイッチを操作することにより手動送
りか自動送りかの選択が可能になっている。更に非常停
止の場合等に使用する停止釦２５が設けられている。

【００１４】機械本体の右側には機械制御装置３０があ
り、その中に機械制御部と送り制御部が装填されてい
る。機械制御装置３０の上部には機械操作装置３１が設
けられ後述する種々の操作機器が取付けられている。更
にＸ，Ｙ，Ｚ軸の各送り軸には機械の位置を読取るＸ軸
スケール３２，Ｙ軸スケール３３，Ｚ軸スケール３４が
取付けられ、機械の位置を機械操作装置３１内の表示部
３５に表示できるようになっている。

【００１５】図４は機械操作装置３１の外観図であり、
動作選択スイッチ４０，数値設定ダイヤル４１，数値設
定スイッチ４２，主軸速度設定ダイヤル４３，主軸回転
ＯＮスイッチ４４，主軸回転ＯＦＦスイッチ４５，位置
設定スイッチ４６，制限方向設定スイッチ群４７，表示
部３５等が設けられている。

【００１６】図５は本発明汎用フライス盤の一実施例を
示す構成ブロック図である。前記機械操作装置３１に機
械操作部７０と表示部３５が組込まれ、前記機械制御装
置３０に機械制御部７２と送り制御部７３が組込まれて
いる。手動ハンドル操作部２０には、Ｘ軸手動ハンドル
４，Ｙ軸手動ハンドル５，Ｚ軸手動ハンドル６が設けら
れ、各軸の手動ハンドル４，５，６には手動パルス発生
器（図示省略）が内蔵されており、その手動ハンドル
４，５，６の操作に応じて各軸の送りモータ７８，７
９，８０を駆動可能になっている。

【００１７】機械本体７７は主軸モータ１３，Ｘ軸送り
モータ７８，Ｙ軸送りモータ７９，Ｚ軸送りモータ８０
を包含し、更に各送り軸の機械位置を読取る各軸のスケ
ール３２，３３，３４を有している。

【００１８】次に図４及び図５に示す本実施例の機能及
び動作を説明する。図４において、動作選択スイッチ４
０は「通常」、「角度」、「円弧」を選択可能になって
おり、汎用フライス盤として通常のＸ，Ｙ，Ｚ軸に平行
な３軸の直線動作で加工を行う場合は、動作選択スイッ
チ４０を「通常」に選択する。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の軸に平行
でない傾斜した角度を有する斜線に沿ってワークを加工
したい場合は、動作選択スイッチ４０を「角度」に選択
する。更にＸ，Ｙ，Ｚ軸のいずれか２軸あるいは３軸の
合成運動による円弧動作でワークを加工したい場合は、
動作選択スイッチ４０を「円弧」に選択する。

【００１９】動作選択スイッチ４０で「通常」を選択し
た場合は、図３の実施例においては各軸の手動ハンドル
４，５，６を操作することにより、そのハンドルの回転
速度および回転量に応じてＸ，Ｙ，Ｚ軸が直線移動され
る。また各軸について自動送りをかけたいときは、図３
に示す各軸の自動送りスイッチ２２，２３，２４の操作
によって自動送りが可能になっている。その時の送り速
度は自動送り速度設定ダイヤル２１によって設定した所
望の速度によって送られる。

【００２０】図５における送り制御部７３は、機械位置
の情報等を記憶するメモリ７４と、斜線の角度、円弧の
半径等を計算する演算部７５と、各軸の手動ハンドルの
操作に応じて各軸の送りモータへ移動指令を発生する関
数発生器７６とからなっている。

【００２１】図３の実施例において、動作選択スイッチ
４０で「円弧」を選択している場合は、例えば図１
（ａ）に示すような円弧を加工できるようになる。図１
（ａ）において、円弧中心Ｏを設定し、Ｘ軸手動ハンド
ル４を操作すると工具１２とワーク１４の相対移動は円
弧に沿った方向に移動する。Ｙ軸手動ハンドル５を操作
すると円弧の法線方向に移動する。従って円弧加工の場
合は切削送りをＸ軸手動ハンドル４で行い、切込み送り
をＹ軸手動ハンドル５で行うようになっている。

【００２２】また、動作選択スイッチ４０で「角度」を
選択し、加工したい所望のある角度を設定する場合は、
図４に示す数値設定ダイヤル４１により所望の角度を選
んで数値設定スイッチ４２を押すと、送り制御部７３内
のメモリ７４に選んだ所望の角度が記憶される。

【００２３】例えば本実施例では、図１（ｂ）に示す加
工したい斜線ＡのＸ軸に対する角度が前記操作により設
定される。動作選択スイッチ４０を「角度」に選択して
いる場合、Ｘ軸手動ハンドル４を操作すると工具１２と
ワーク１４の相対運動は斜線と平行な方向に移動する。
Ｙ軸手動ハンドル５を操作すると斜線と直角な方向に移
動する。従って斜線加工の場合は切削送りをＸ軸手動ハ
ンドル４で行い、切込み送りをＹ軸手動ハンドル５で行
うようになっている。

【００２４】ところで、このような円弧加工動作、又
は、斜線加工動作を実施している場合、図１（ａ）
（ｂ）の矢印Ｓで示すように、加工を例えばＸ軸方向に
シフトして実行したい場合、従来装置では、一旦、通常
動作に戻して、Ｘ，Ｙ軸手動ハンドルとして送り軸の移
動を行い、その後、円弧または斜線動作に切り換え、再
度中心位置、半径、角度などの設定を行う必要があっ
た。本発明においては、図３に示すように、手動ハンド
ル操作部２０に割込みスイッチ５６を設け、これを押す
ことにより、円弧加工動作又は斜線加工動作状態にある
ものを一時的に通常加工動作に切換えることができるよ
うにしてある。

【００２５】その構成は、図２にフローチャートとして
示すように、割込みスイッチ５６が押される（ＯＮす
る）と、動作選択スイッチ４０が円弧動作を選択してあ
る場合は、主軸のある位置（現在位置）をＸ，Ｙ，Ｚ軸
のスケールで読み込むと同時に設定されている円弧の中
心位置を記憶させた後、通常動作に変換して必要な通常
変位を手動ハンドルにより行い、割込みスイッチ５６が
解除される（ＯＦＦする）と、通常変位による現在位置
を読み込み、円弧条件にシフト計算した中心位置を入力
して、再び前の円弧動作に戻ることができるよう構成し
ている。

【００２６】即ち、図１（ａ）に示すような場合では、
割込みスイッチ５６を押している間にＸ軸方向にＳだけ
シフトさせた後、割込みスイッチ５６を解除すると円弧
中心ＯもＳだけシフトするので、加工条件を変えること
なく簡単にシフトすることができる。

【００２７】また、斜線動作が選択されていた場合、割
込みスイッチ５６を押すことにより、角度設定条件を記
憶し、Ｘ軸を動かせばＸ軸方向に移動するよう内部的に
通常動作に切り換え、その状態での変位を終えた後、再
び記憶されてある前の角度設定条件を自動的に入力し、
以前の通りの斜線加工を続けることができる。

【００２８】なお、「通常」、「角度」、「円弧」につ
いての割込みスイッチ５６が押されたときの作動は、図
２動作フローチャートに示すとおりであり、このような
記憶・演算は、送り制御部７３のメモリ７４、演算部７
５で行われる。

【００２９】

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に平行な移動を行う通常の直線動作と、前
記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に平行でない斜線に沿って移動を行う斜
線動作と、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のいずれか２軸又は３軸の
移動による円弧に沿って移動を行う円弧動作との少くと
も１つの動作を選択する動作選択手段を備えた手動ハン
ドルにより軸送りを与え、工具とワークを相対的に移動
させて種々の加工を行う工作機械において、円弧動作ま
たは斜線動作を選択して加工中、割込みスイッチを押す
ことにより、それらの選択動作および設定条件を変える
ことなく通常動作に変更して必要なシフトを行った後割
込みスイッチを解除して、再びシフト後の位置において
元の加工条件下で加工を継続することができるので、再
度の動作選択作業や条件設定作業を必要とせず、円弧ま
たは斜線動作経路のシフトが容易に迅速に行え、作業能
率の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による加工動作を示す動作説明図で、
（ａ）は円弧動作、（ｂ）は斜線動作を示す。

【図２】本発明による工作機械の動作フローチャートで
ある。

【図３】本発明による汎用フライス盤の実施例を示す外
観正面図である。

【図４】本発明による汎用フライス盤の実施例の機械操
作装置の外観図である。

【図５】本発明による汎用フライス盤の実施例を示す構
成ブロック図である。

【符号の説明】

４ Ｘ軸手動ハンドル ５ Ｙ軸手動ハンドル ６ Ｚ軸手動ハンドル 20 手動ハンドル操作部 22 Ｘ軸自動送りスイッチ 23 Ｙ軸自動送りスイッチ 24 Ｚ軸自動送りスイッチ 31 機械操作装置 32，33，34 各軸のスケール 40 動作選択スイッチ 41 数値設定ダイヤル 42 数値設定スイッチ 46 位置設定スイッチ 56 割込みスイッチ 73 送り制御部 74 メモリ 75 演算部 78，79，80 各軸の送りモータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の手動ハンドルにより軸送
   りを与え、工具とワークを相対的に移動させて種々の加
   工を行う工作機械において、前記手動ハンドルを用いて Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に平行な移動を
   行う通常の直線動作と、前記Ｘ軸又はＹ軸の手動ハンド
   ルを用いて前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のいずれか２軸又は３軸の
   移動による円弧に沿って移動を行う円弧動作と、前記Ｘ
   軸又はＹ軸の手動ハンドルを用いて前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に
   平行でない斜線に沿って移動を行う斜線動作との少くと
   も１つの動作を選択する動作選択手段と、 前記動作選択手段により選択されている円弧動作または
   斜線動作を一時的に通常の直線動作に切換える際に操作
   する割込み手段と、 前記割込み手段を操作したとき選択動作と円弧中心位
   置、傾斜角度などの設定条件とを記憶し、前記手動ハン
   ドルを用い通常の直線動作により送り軸をシフトさせて
   前記割込み手段を解除したとき、再び元の選択動作に戻
   すとともに、前記記憶した設定条件に前記シフト後の位
   置を加味した条件を自動設定するシフト制御手段と、 を設けたことを特徴とする動作経路をシフト可能な工作
   機械。