JP3729956B2 - 旋盤におけるネジの再加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋盤におけるネジの再加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤におけるネジ切リ加工は、荒取りや仕上げ等のように切込みを何回かに分けて加工を行う場合であっても、ネジの螺旋軌跡に位相のずれが発生しないようにする必要があり、特に、ワークの回転角度と主軸軸方向の工具の自動送りとの同期が重要となる。そのため、主軸軸方向のネジ切リ開始位置を常に一致させ、必ず、主軸の一回転信号を検出してから主軸軸方向に工具の自動送りを開始してネジの螺刻軌跡の位相を一致させるようにしている。
【０００３】
従って、チャックからワークを取り外さない限り、何回に分けて切込みを入れたとしてもネジの螺旋軌跡を常に一致させることが可能であるが、実際には、加工されたネジの形状を厳密にチェックするような場合、ネジを一旦チャックから取り外して専用のネジゲージ等で測定を行う必要が生じることがある。
【０００４】
無論、測定の結果切込みが不足していると分かれば、改めてワークをチャックに取り付け直して再切削を行う必要があるが、一旦外したワークを同じ条件でチャックに装着するのは非常に難しい。チャックとワークとの相対的な回転位置、および、チャックに対するワークの突出量を取り外し前と全く同じ状況に再現しなければならないからである。
【０００５】
チャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量が変化すれば、ネジ切リ開始位置や主軸軸方向の工具の自動送り速度等に関して全く同じ条件を適用したとしても、以前の加工で刻設した螺旋軌跡に対して再加工の螺旋軌跡を一致させることはできなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、ワークを一旦チャックから外して再度装着した場合であっても、ワークをチャックから取り外す前と同じ螺旋軌跡に沿ってネジ切リ加工を行うことのできる旋盤におけるネジの再加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸軸方向の工具の移動量を求め、工具を退避させて再加工のための工具の自動同期送りを開始するに際し、少なくとも、工具がワークに接しネジ形状開始点に到達するまでの間に、前記移動量に相当する工具送り補正を主軸軸方向に与えるようにした。
【０００８】
または、工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせて、主軸軸方向の工具の移動量を求める代わりに、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸回転量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向に移動させて求めた場合には、主軸の１回転信号を検出してから前記主軸回転量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向と逆方向に移動させて求めた場合には、主軸の１回転信号を検出してから、主軸の１回転量から前記主軸回転量だけ減じた量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始してネジの再加工を行なうようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図７は本発明におけるネジの再加工方法の原理説明図である。図７（イ）は、ワークＷに対して最初にねじ加工を行なったときの動作説明図である。工具Ｔはネジ切り開始位置Ｐｓに位置決めされ、主軸（ワークＷ）が１回転する毎に出力される１回転信号が出力されると、工具Ｔは主軸の回転に同期してＺ軸方向に移動を開始し、ワークＷに対してネジ切り加工を行なう。図７（イ）では、ワークＷの形状をネジ切り開始位置まで延長した仮想的形状を破線で示している。工具Ｔが主軸（ワークＷ）の回転と同期して移動すると、工具Ｔの先端は、ワーク仮想形状で破線で示す軌跡を通り、ワークＷのねじ形状開始点ａでワークと当接しこの位置からワークＷに対してネジを加工することになる。
【００１０】
こうして最初のネジ切り加工を終了し、ワークＷをチャックから取り外し、再度加工を行なうためにワークＷをチャックに装着した際、図７（ロ）に示すように、ワークＷの回転位置さらにはワークＷのチャックからの突出量が図７（イ）に示す最初の加工の状態とは異なり、ネジの位相が最初の加工のときと異なっている場合、ネジ切り加工開始位置Ｐｓより工具Ｔを主軸の回転と同期して、１回転信号を受けてからＺ軸方向に移動を開始すると、ネジ切り開始点の位置は図７（ロ）のａ´の位置となり、最初の加工のネジ切り加工開始点ａの位置がずれてしまう。
【００１１】
そこで、ネジ溝位置と１回転信号の受信位置とのずれ量αまたはβを測定する（ずれ量αは、ネジ溝位置から加工方向（図７で左方向）に移動したとき得られる１回転信号に対するずれ量、βは逆方向に移動したときのずれ量）。なお、この測定方法は後述する。
【００１２】
再加工時には、ネジ切り開始位置Ｐｓよりもずれ量βだけＺ軸加工方向に進めた位置、もしくはネジ切り開始位置Ｐｓよりずれ量αだけＺ軸加工方向とは逆方向に移動させた位置に工具Ｔを位置決めし、この位置より１回転信号を受けたとき主軸の回転と同期して工具Ｔを移動開始すれば、工具ＴはワークＷとねじ形状開始点ａと当接しこの位置から再加工を行なうことになる。
【００１３】
もしくは、工具Ｔをネジ切り開始位置Ｐｓに位置決めしておき、１回転信号を受けてから、ずれ量α（１回転信号発生間隔におけるＺ軸工具移動量（リード）をＺＲとするとα＝ＺＲ−βであり、ずれ量βからもずれ量αは求められる）に対応する主軸回転量が検出されたとき、工具Ｔを主軸の回転に同期して移動を開始させれば、最初のネジ加工によって得られたねじ溝にそってネジの再加工がなされることになる。
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の方法を適用したＮＣ旋盤を駆動制御する制御装置１００の要部を示す機能ブロック図である。
【００１５】
制御装置１００のプロセッサ１１は制御装置１００を全体的に制御するプロセッサであり、このプロセッサ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムをバス２１を介して読み出し、このシステムプログラムに従って、制御装置１００を全体的に制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データおよびＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。
【００１６】
ＣＭＯＳメモリ１４は図示しないバッテリでバックアップされ、制御装置１００の電源がオフにされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成され、インターフェイス１５を介して読み込まれた加工プログラムやＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工プログラム等が記憶されるようになっている。
【００１７】
また、ＲＯＭ１２には、加工プログラムの作成や編集のために必要とされる処理や自動運転のための処理を実施するための各種のシステムプログラムが予め書き込まれている。
【００１８】
インターフェイス１５は、制御装置１００に接続可能な外部機器のためのインターフェイスであり、フロッピーカセットアダプタ等の外部機器７２が接続される。外部機器７２からは加工プログラム等が読み込まれ、また、制御装置１００内で編集された加工プログラムを外部機器７２を介してフロッピーカセット等に記憶させることができる。
【００１９】
ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は、制御装置１００に内蔵されたシーケンスプログラムでＮＣ旋盤側の補助装置、例えば、工具交換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御する。即ち、加工プログラムで指令されたＭ機能，Ｓ機能およびＴ機能に従って、これらシーケンスプログラムで補助装置側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から補助装置側に出力する。この出力信号により各種アクチュエータ等の補助装置が作動する。また、ＮＣ旋盤の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。
【００２０】
ＮＣ旋盤の各軸の現在位置，アラーム，パラメータ，画像データ等の画像信号はＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０に送られ、そのディスプレイに表示される。ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０はディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インータフェイス１８はＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０のキーボードからのデータを受けてプロセッサ１１に渡す。
【００２１】
インターフェイス１９はＺ軸の手動パルス発生器７１に接続され、手動パルス発生器７１からのパルスを受ける。手動パルス発生器７１はＮＣ旋盤の操作盤に実装され、手動操作に基く分配パルスによる各軸制御でＮＣ旋盤の刃物台を精密に位置決めするために使用される。Ｘ軸の手動パルス発生器７３およびインターフェイス２０もこれと同様である。なお、Ｚ軸は主軸軸方向の送り、また、Ｘ軸は主軸と直交する方向（切込みの方向）の送りである。
【００２２】
ＮＣ旋盤の刃物台を移動させるＺ，Ｘ各軸の軸制御回路３０，３１はプロセッサ１１からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０，４１に出力する。サーボアンプ４０，４１はこの指令を受けて、ＮＣ旋盤の各軸のサーボモータ５０，５１を駆動する。各軸のサーボモータ５０，５１には位置・速度検出器が内蔵されており、この位置・速度検出器から位置，速度フィードバック信号がフィードバックされる。図１ではこれらの位置信号のフィードバックおよび速度のフィードバックの説明は省略している。
【００２３】
インターフェイス２３は主軸の手動パルス発生器７４に接続され、手動パルス発生器７４からのパルスを受ける。スピンドル制御回路３２はバス２１に接続され、該スピンドル制御回路３２は位置ループ制御回路及び速度ループ制御回路を有し、通常はプロセッサ１１から出力される速度指令と主軸モータ６２に設けられた速度検出器（図示せず）からのフィードバック信号に基づいて主軸モータ６２をスピンドルアンプ４２を介して速度制御し、指令された回転速度で回転させ、チャックに喰わえたワークＷを回転駆動させる。主軸モータ５２には歯車あるいはベルト等でポジションコーダ６３が結合され、該ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルス（一回転信号を含む）を出力し、その帰還パルスはインターフェイス２２を経由してプロセッサ１１によって読み取られる。
【００２４】
また、主軸の回転位置を制御する場合（いわゆるＣ軸制御の場合）、スピンドル制御回路３２の位置ループが機能を開始し、プロセッサ１１からの移動指令とポジションコーダ６３からの帰還パルスによって位置ループ制御を行ない、主軸（ワーク）の回転位置を制御することになる。本発明に関係し、主軸用の手動パルス発生器７４を操作したときも、該手動パルス発生器７４からのパルスに基づいて主軸は駆動されることになる。
【００２５】
以下、一旦チャックから取り外したワークを再びチャックに装着して切削量の追い込み等の再加工を行う場合の再加工モードの処理について、図２ないし図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
まず、再びワークをチャックに取り付けたオペレータは、最初に、制御装置１００のＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０を操作して装置の操作モードを再加工モードに切替え、手動パルス発生器７１，７３，７４を使用可能な状態とし、Ｚ軸（送り方向），Ｘ軸（切込み方向）および主軸（ワークの回転）の手動パルス発生器７１，７３，７４の各々を操作して、図５に示すように、工具の先端をワークとなるネジの溝の部分に位置決めし、位置決めの完了を確認してから、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０の位置決め完了キーを押圧する。
【００２７】
工具の先端を位置決めする部分はネジの溝の部分であればどこでもよい。また、工具の先端をネジの溝の部分に正確に位置決めするためには、投影顕微鏡によって工具の先端とネジの溝との接触を視覚的に確認するか、または、工具の先端とネジの溝との間に薄紙等を挟んで、その潰れ具合を確認するなどする。
【００２８】
ステップＳ１ないしステップＳ６に示す処理は、ここまでの段階のオペレータの操作に対応してプロセッサ１１の側が行う処理の概略を示すフローチャートである。
【００２９】
つまり、オペレータによる再加工モードへの切替えを検出したプロセッサ１１は、まず、手動パルス発生器７１，７３，７４によってＺ軸，Ｘ軸のサーボモータ５０，５１および主軸モータ５２を手動で制御できるＣ軸モードにし（ステップＳ１）、手動パルス発生器７３（ステップＳ２で操作検出），７１（ステップＳ４で操作検出）の手動操作に応じて次に示す各処理を行う。
【００３０】
まず、手動パルス発生器７３の操作による移動指令が入力された場合（ステップＳ２）、プロセッサ１１は、その移動指令ΔＸに応じて工具をＸ軸方向に送る（ステップＳ３）。手動パルス発生器７３からの移動指令ΔＸには操作ハンドルの回転方向に応じた符号が含まれており、操作ハンドルが正方向に回転された時の送り方向は＋Ｘの向き、また、操作ハンドルが逆方向に回転された時の送り方向は−Ｘの向き（共に図５参照）である。
【００３１】
手動パルス発生器７１が操作された場合の処理（ステップＳ４，ステップＳ５）も、手動パルス発生器７３の場合（ステップＳ２，ステップＳ３）と同様である。但し、工具の送りはＺ軸方向であり、やはり、送り方向には正逆の区別がある。
【００３２】
手動パルス発生器７１，７３によるサーボモータ５０，５１の独立した手動制御は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０の位置決め完了キーが操作されるまでの間（ステップＳ６）、いつでも実施可能である。
【００３３】
そして、手動パルス発生器７１，７３による位置決めを完了したオペレータがＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０の位置決め完了キーを押圧すると、プロセッサ１１はステップＳ６の処理でこの操作を検出し、位置決め完了位置記憶レジスタＺ１にＺ軸の現在位置レジスタに記憶する現在位置Ｚｎを記憶させ（ステップＳ７）、フラグＦに位置ずれ量の検出を要求する値０をセットする（ステップＳ８）。要するに、位置決め完了位置記憶レジスタＺ１の値は、工具の先端をネジの溝の部分に正確に位置決めした時のＺ軸の値である。
【００３４】
次いで、オペレータは主軸５２の回転とＺ軸方向の工具送りとを同期させて、手動操作で工具をＺ軸方向に移動させ、主軸５２の一回転信号が検出されるまでのＺ軸方向の工具の移動量を制御装置１００によって求めさせる。
【００３５】
主軸５２の回転とＺ軸方向の工具送りとを同期させるためには、Ｚ軸の手動パルス発生器７１を操作して工具をＺ軸方向に動かし、これに同期させて主軸５２を回転させる方法と、主軸５２の手動パルス発生器７４を操作して主軸５２を回転させ、これに同期させてＺ軸のサーボモータ５０を駆動制御する方法とが考えられるが、この実施形態では、後者の方法を利用するようにする。
【００３６】
薄紙を挟んで位置決めを行ったような場合には予め工具をＸ軸正方向に退避させて薄紙を取り除いておいた方がよい場合もあるが、工具のＸ軸方向への移動は、前述の主軸およびＺ軸の同期運転と独立させて任意に行って構わない。
【００３７】
ステップＳ９ないしステップＳ２４に示す処理は、ここまでの段階におけるオペレータによる手動パルス発生器７３，７４の操作に応じてプロセッサ１１の側が行う処理の概略を示すフローチャートである（Ｚ軸の手動パルス発生器７１は操作しない）。
【００３８】
プロセッサ１１は、まず、フラグＦに位置ずれ量の検出を要求する値０がセットされているか否かを判別するが（ステップＳ９）、この段階ではフラグＦの値が０であるから、次いで、手動パルス発生器７４が操作され主軸用手動パルスΔＳが入力されているか否かを判別し（ステップＳ１０）、入力がなければステップＳ１９へ移行し、入力されていれば、入力パルスΔＳだけ主軸を駆動する（ステップＳ１１）。主軸５２が回転するとポジションコーダ６３からフィードバック信号が帰還され、このフィードバック信号ΔＳに基づいて主軸モータ５２の回転に同期させてＺ軸のサーボモータ５０を駆動して工具を送る（ステップＳ１２）。なお、ネジリードがＺＲ、ポジションコーダ６３からのフィードバックパルスがΔＳ、主軸１回転分のパルス数がＳｃであるとすれば、Ｚ軸方向の工具の送りはＺＲ・ΔＳ／Ｓｃである。
【００３９】
次いで、プロセッサ１１は、ポジションコーダ６３から１回転信号が入力されたか否かを判別する（ステップＳ１３）。一回転信号が入力されなければステップＳ１９へ移行し、一回転信号が入力されていればプロセッサ１１は、工具のＺ軸現在位置Ｚｎを１回転信号検出位置記憶レジスタＺ２に記憶し（ステップＳ１４）、位置決め完了位置記憶レジスタＺ１の値と１回転信号検出位置記憶レジスタＺ２の値との大小関係を比較し（ステップＳ１５）、１回転信号検出位置記憶レジスタＺ２の値の方が大きければ、Ｚ１の値からＺ２の値を減じ、その値を補正量Ｚ３として記憶する（ステップＳ１６）。
【００４０】
この場合、図５に示すように、オペレータが位置決め完了位置Ｚ１から＋Ｚの方向に工具を移動させて主軸５２の１回転信号を検出したことを意味し、補正量Ｚ３（図７（ロ）におけるβに対応）は負の値となる。つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のＺ軸座標と同じ位置を始点として主軸５２の一回転信号を検出して開始される−Ｚ方向への工具送り（後述のネジ切リ加工）に対し、工具の移動をＺ軸方向にＺ３だけ先行させておけば（図７（ロ）に示す用にβ（＝Ｚ３）だけ先行させておけば）、図５に示すＺ１の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、前回と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができることを意味する（もし、Ｚ３による補正を行わないとすると工具は図５におけるＺ２の位置を通ることになる。）。
【００４１】
また、Ｚ１＝Ｚ２であれば、ワークの再装着作業によって、たまたま、その取り外し時と全く同じ状態の取り付け状態が再現されたことを意味し、補正量Ｚ３の値は０である。
【００４２】
また、１回転信号検出位置記憶レジスタＺ２の値が位置決め完了位置記憶レジスタＺ１の値よりも小さければ、プロセッサ１１は、Ｚ１の値からＺ２の値を減じた値（図７（ロ）のαに相当）から更にネジリードＺＲの値を減じ、その値を補正量Ｚ３として記憶する（ステップＳ１７）。
【００４３】
この場合、図６に示すように、オペレータが位置決め完了位置Ｚ１から−Ｚの方向に工具を移動させて主軸５２の１回転信号を検出したことを意味し、Ｚ１−Ｚ２＜ＺＲであるから、必然的に、補正量Ｚ３は負の値となる。つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のＺ軸座標と同じ位置を始点として主軸５２の一回転信号を検出して開始される−Ｚ方向への工具送り（後述のネジ切リ加工）に対し、工具の移動をＺ軸方向にＺ３だけ先行させておけば、図６に示すＺ１の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、前回と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができることを意味する（もし、Ｚ３による補正を行わないとすると工具は図６におけるＺ２の位置を通ることになる。）。
【００４４】
なお、補正量Ｚ３が負となるように処理を行っているのは、後述のネジ切リ加工の初期段階で纏めて位置ずれの補正を行った場合に工具が＋Ｚ方向に移動してテールストック等と干渉するのを防止するためであり、もし、ネジ切リ開始点とテールストックとの間に十分な余裕があるのであれば、補正量Ｚ３の値が正となっても問題はなく、従って、ステップＳ１５とステップＳ１７の処理は不要である。この場合、図６の状況下ではＺ３の値が正となり、チャックからワークを取り外す前に設定されているネジ切リ開始位置のＺ軸座標と同じ位置を始点として主軸５２の一回転信号を検出して開始される−Ｚ方向への工具送り（後述のネジ切リ加工）に対し、工具の移動をＺ軸方向にＺ３だけ遅らせることになる。
【００４５】
無論、ステップＳ１３の判別結果が偽となった場合、つまり、一回転信号が入力されない場合には、ステップＳ１４ないしステップＳ１８の処理は実施されない。また、ステップＳ１６もしくはステップＳ１７の処理で補正量Ｚ３を求めた場合には、フラグＦに位置ずれ量の検出を完了したことを示す値１をセットして（スップＳ１８）、補正量Ｚ３を求めるための処理を完了する。
【００４６】
従って、補正量Ｚ３を求めるための処理は、主軸５２の一回転信号が検出されたからといってその度に行われるわけではなく、最初の１回転信号が検出されたときに１回実行されるのみである。よって、補正量Ｚ３の絶対値はネジリードＺＲよりも小さな値となる。
【００４７】
既に述べた通り、Ｘ軸方向の工具移動は自由であり、手動パルス発生器７３の操作による移動指令が入力された場合には（ステップＳ１９）、プロセッサ１１は、その移動指令ΔＸに応じて工具にＸ軸方向に送る（ステップＳ２０）。
【００４８】
次いで、プロセッサ１１は操作盤のネジ切リ開始釦が操作されているか否かを判別し（ステップＳ２１）、ネジ切リ開始釦が操作されていなければ、再び、ステップＳ９の処理に移行して、これに続く処理を繰り返し実行する。オペレータはネジ切リ開始釦に触れずに手動パルス発生器７４を操作して主軸５２の回転とＺ軸方向の工具送りとを同期させて実行し、主軸５２の一回転信号が検出されるまでのＺ軸方向の工具の移動量を求め、その値を補正量Ｚ３として記憶する。
【００４９】
そして、一旦補正量Ｚ３が求められフラグＦに１がセットされた場合、必ずしも主軸５２の回転とＺ軸方向の工具送りとを同期させておく必要はないが、ステップＳ９からステップＳ２２に移行し、手動パルス発生器７４が操作されるとステップＳ１０〜Ｓ１２と同一の処理（ステップＳ２２〜Ｓ２４）を実行し、主軸に同期してＺ軸を駆動し、ステップＳ１９に移行する。また、手動パルス発生器７４が操作されなければ、ステップＳ２２からステップＳ１９に移行する。
【００５０】
そこで、オペレータは、ネジ切リ開始釦に触れずにＸ軸の手動パルス発生器７３と主軸の手動パルス発生器７４とを適当に操作し、固定サイクルによる自動ネジ切り作業の開始が可能な位置、つまり、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のＺ軸座標の近傍まで工具を移動させる。
【００５１】
一般的な操作は、Ｘ軸の手動パルス発生器７３を操作して工具をワークの径方向外側に逃がしてから主軸の手動パルス発生器７４を操作し、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のＺ軸座標の近傍まで工具を移動させるというものである。当然、ネジ切リ開始位置はワーク先端から＋Ｚ方向にオフセットした位置にある。また、追い込み加工のための切込みは、この段階でＸ軸の手動パルス発生器７３を操作して入れておく。
【００５２】
そして、オペレータがネジ切リ開始釦を操作すると、プロセッサ１１はステップＳ２１の処理でこの操作を検出し、Ｚ軸のサーボモータ５０を駆動して、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のＺ軸座標の位置まで工具を移動させ（ステップＳ２５）、設定回転速度ＲＣ（ｒｐｍ）による主軸モータ５２の回転を開始させる（ステップＳ２６）。
【００５３】
しかし、既に述べた通り、ここでそのまま主軸５２の１回転信号を検出してＺ軸方向の工具送りを開始してしまうと、工具の先端は図５および図６に示すＺ２の位置を通ることになり、ワークをチャックから取り外す前と同じ螺旋軌跡に沿ってネジ切リ加工を行うことはできなくなってしまう。
【００５４】
その原因は、チャックに対してワークを再装着する際にチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量が取り外し前の状態と変化してしまうからである。なお、Ｚ１＝Ｚ２となるのは、厳密にいえば、ワークの再装着作業によって、たまたま、その取り外し時と全く同じ状態の取り付け状態が再現された場合と、再装着作業によってチャックとワークとの相対的な回転位置およびチャックに対するワークの突出量に共に変化が生じ、たまたま、２種類のずれの合成によってその取り外し時と同じ状態に螺旋軌跡が重なった場合とがある。前者に関しては全く問題がないが、後者の場合には、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のＺ軸座標と同じ座標を用いてネジ切リ加工の固定サイクルを実施した場合に、ネジの有効長さに変化が生じるという問題がある。従って、チャックに対するワークの突出量は取り外し前の状態と同じように調整しておくことが望ましい。無論、突出量に多少の差があったとしても、螺旋軌跡自体は完全に一致するので、ネジの有効長さに厳密な加工公差が設定されていなければ何の問題もない。
【００５５】
結果的に、予め設定されているネジ切リ開始位置から工具がワークの先端に移動するまでの間に、前述の補正量Ｚ３の分だけ工具位置をＺ軸方向にずらせてやれば、チャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量に変化がある場合でも、チャックからワークを取り外す前に設定されているネジ形状開始点からネジ切リ加工加工が開始され螺旋軌跡を、チャックからワークを取り外す前に施された加工による軌跡と完全に一致させることができる。
【００５６】
工具がネジ切リ開始位置からワークの先端に移動するまでの間に補正量Ｚ３相当の送りを加算する方法としては、主軸との同期運転に必要とされる所定周期毎のＺ軸方向の送り指令の各々に補正量Ｚ３を分配した移動指令を上乗せして出力する方法と、最初に予め補正量Ｚ３相当分の補正を行ってしまってから、同期運転を開始する方法とが考えられる。しかし、既に述べた通り、チャックに対するワークの突出量が取り外し前の状態と変わってしまうような場合もあり、Ｚ軸の送りを開始してからどの程度の距離区間で補正量Ｚ３の分配を完了させればよいか厳密に分からない場合もあるので、この実施形態においては、後者の方法を適用している。
【００５７】
そこで、まず、プロセッサ１１は、工具を補正量Ｚ３分だけＺ軸方向に移動させ（ステップＳ２７）、Ｚ軸方向の送りの補正を先に済ませ、主軸５２からの１回転信号を検出してから（ステップＳ２８）、プログラムされている自動ネジ切り加工を開始する。すなわち、ネジリードがＺＲとなるように、主軸回転数ＲＣ（ｒｐｍ）に同期させてＲＣ・ＺＲ／６０の速度でＺ軸方向の工具の送りを開始し、自動運転によるネジ切リ固定サイクルで従来と同様にして１回分のネジ切リ加工を行う。
【００５８】
既に述べた通り、主軸５２の一回転信号を検出して開始される−Ｚ方向への工具送りに対し、工具の移動をＺ軸方向にＺ３だけ先行させておくことによって、図５および図６に示すＺ１の位置、要するに、前の加工で切削されたネジの谷の部分を通って、ワークの脱着前に刻設された螺旋軌跡と全く同様の螺旋軌跡に沿って工具を移動させることができる。
【００５９】
以上、一実施形態としてチャックからワークを外す前と再送着後におけるチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量の変化をＺ軸方向の工具位置のずれとして検出し、チャックからワークを取り外す前に設定されていたネジ切リ開始位置のＺ軸座標と同じ座標位置をネジ切リ開始位置の基準として工具の送りを補正することによって、チャックからワークを外す前と再送着後の螺旋軌跡とを一致させるようにしたものについて説明したが、ずれ量をＺ軸方向の工具のずれ量ではなく、主軸回転量で検出してもよい。
【００６０】
この場合、ステップＳ６の判別結果が真となった時点で、ステップＳ７で、主軸５２の現在位置記憶レジスタの値（Ｃ軸制御に切り換えると、ポジションコーダからのフィードバックパルスを計数し主軸の回転位置を記憶する現在位置記憶レジスタの値）を読取り主軸の回転位置（ｃ１）を記憶し、ステップＳ１３で一回転信号が検出されると、ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理に代えて、主軸５２の現在位置記憶レジスタの値（ｃ２）を読み込み、主軸のねじ加工時の回転方向を正方向とすれば、ｃ２≧ｃ１であると、図７（ロ）のαに対応する主軸回転量のずれ量が求められ、（ｃ２−ｃ１）から主軸１回転の回転パルス量を減じた値（図７（ロ）のβに対応する回転量で負の値）を補正するずれ量として記憶する。また、ｃ２＜ｃ１の場合（βに相当する回転量）には、（ｃ２−ｃ１）を補正する回転量として記憶するようにする。そして、ステップＳ２７では記憶した補正料をＺ軸の移動量に変換して、工具位置を補正すればよい。
【００６１】
また、工具位置を補正する代わりに、ネジ切り開始位置Ｐｓから１回転信号を受信して図７のα分送れたタイミングで工具移動を開始するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１５〜Ｓ１７で、ｃ２≧ｃ１の時は、（ｃ２−ｃ１）を補正するための遅れ量として記憶し、ｃ２＜ｃ１の場合は、主軸１回転回転パルス量から（ｃ１−ｃ２）を減じた値を、補正の遅れ量として記憶しておき、再加工時には、１回転信号を検出してからこの記憶した遅れ量だけ遅れて工具の移動を開始するようにすればよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、測定等のためのワークの脱着作業によってチャックとワークとの相対的な回転位置やチャックに対するワークの突出量に変化が生じた場合であっても、ワークをチャックから取り外す前の捩子の螺旋軌跡に沿って正確なネジ切リ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の旋盤におけるネジの再加工方法を適用した一実施形態の旋盤の制御装置を示すブロック図である。
【図２】同実施形態の制御装置による再加工モードの処理の概略を示すフローチャートである。
【図３】再加工モードの処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図４】再加工モードの処理の概略を示すフローチャートの続きである。
【図５】同実施形態の作用原理を示す概念図である。
【図６】同実施形態の作用原理を示す概念図である。
【図７】本発明の原理説明図である。
【符号の説明】
１１ プロセッサ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ ＣＭＯＳメモリ
１５ インターフェイス
１６ プログラマブル・マシン・コントローラ
１７ Ｉ／Ｏユニット
１８ インターフェイス
１９ インターフェイス
２０ インターフェイス
２１ バス
２２ インターフェイス
２３ 切替えスイッチ
３０ 軸制御回路
３１ 軸制御回路
３２ スピンドル制御回路
４０ サーボアンプ
４１ サーボアンプ
４２ スピンドルアンプ
５０ サーボモータ
５１ サーボモータ
５２ 主軸モータ
６３ ポジションコーダ
７０ ＣＲＴ／ＭＤＩユニット
７１ 手動パルス発生器
７２ 外部機器
７３ 手動パルス発生器
７４ 手動パルス発生器
１００ 制御装置
Ｔ 工具
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. 主軸の一回転信号を検出するとネジリードに合わせて主軸軸方向の工具の自動同期送りをネジ切り開始点から開始するようにした旋盤によるネジ加工であって、一度ネジ加工を実施し、ネジ加工されたワークを旋盤から取り外し、再度取り付けてネジ加工を行うネジの再加工方法において、
   手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸軸方向の工具の移動量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、少なくとも、工具がワークに接しネジ形状開始点に到達するまでの間に、前記移動量に相当する工具送り補正を主軸軸方向に与えるようにしたことを特徴とする旋盤におけるネジの再加工方法。
2. 主軸の一回転信号を検出するとネジリードに合わせて主軸軸方向の工具の自動同期送りをネジ切り開始点から開始するようにした旋盤によるネジ加工であって、一度ネジ加工を実施し、ネジ加工されたワークを旋盤から取り外し、再度取り付けてネジ加工を行うネジの再加工方法において、
   手動操作によって工具の先端を任意のネジ溝に合致させてから手動操作で同期させて主軸の回転と主軸軸方向の工具送りを行わせ、主軸の一回転信号が検出されるまでの主軸回転量を求め、工具を退避させて再加工のために切り込みを与えて工具の自動同期送りを開始するに際し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向に移動させて求めた場合には、主軸の１回転信号を検出してから前記主軸回転量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始し、前記主軸回転量を工具を切削送り方向と逆方向に移動させて求めた場合には、主軸の１回転信号を検出してから、主軸の１回転量から前記主軸回転量だけ減じた量だけ主軸が回転した後前記ネジ切り開始点から工具の自動同期送りを開始してネジの再加工を行なう旋盤におけるネジの再加工方法。

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