JP5734213B2 - 高精度加工方法および高精度加工装置 - Google Patents
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Description
固定保持または回転させながら保持されるワークを、
前記ワークの対向する位置で工具スピンドルに保持されて回転する工具にて前記ワークとの相対角度を旋回用モータで調整しながら加工を行う高精度加工方法において、
1パス目の加工においては、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて行い、前記1パス目の加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値を取得する第1工程と、
前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値と前記1パス目の加工にて取得した前記測定加工負荷値を比較し、前記理想加工負荷値と前記1パス目の前記測定加工負荷値との負荷比率を算出し、当該算出した前記負荷比率から前記1パス目の加工時の前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定する第2工程と、
2パス目の加工においては、前記ワークおよび前記工具にて前記理想相対角度を用いて加工を行う第3工程とを備えたものである。
また、この発明の高精度加工方法は、
固定保持または回転させながら保持されるワークを、
前記ワークの対向する位置で工具スピンドルに保持されて回転する工具にて前記ワークとの相対角度を旋回用モータで調整しながら加工を行う高精度加工方法において、
1パス目の加工においては、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて行い、前記1パス目の加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値を取得する第1工程と、
前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値と前記1パス目の加工にて取得した前記測定加工負荷値を比較し、前記理想加工負荷値と前記1パス目の前記測定加工負荷値との負荷比率を算出し、当該算出した前記負荷比率から前記1パス目の加工時の前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定する第2工程と、
2パス目の加工においては、前記ワークおよび前記工具にて前記理想相対角度を用いて加工を行う第3工程とを備えた高精度加工方法。
ワークを固定保持または回転させながら保持する保持部と、
前記ワークを加工する工具と、
前記工具を前記ワークの対向する位置で保持して回転する工具スピンドルと、
前記工具の前記ワークに対する相対角度を調整する旋回用モータとを備えた高精度加工装置において、
前記加工において前記工具スピンドルと前記旋回用モータとの制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて加工を制御し、この加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値を取得し、前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値と前記測定加工負荷値とを比較し、前記理想加工負荷値と前記測定加工負荷値との負荷比率から前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定し、前記ワークおよび前記工具の加工を前記理想相対角度となるように制御するものである。
また、この発明の高精度加工装置は、
ワークを固定保持または回転させながら保持する保持部と、
前記ワークを加工する工具と、
前記工具を前記ワークの対向する位置で保持して回転する工具スピンドルと、
前記工具の前記ワークに対する相対角度を調整する旋回用モータとを備えた高精度加工装置において、
前記加工において前記工具スピンドルと前記旋回用モータとの制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて加工を制御し、この加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値を取得し、前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値と前記測定加工負荷値とを比較し、前記理想加工負荷値と前記測定加工負荷値との負荷比率から前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定し、前記ワークおよび前記工具の加工を前記理想相対角度となるように制御するものである。
加工状態による測定加工負荷値の大きさだけの測定を行い、高精度な形状精度を得ることができる。
加工状態による測定加工負荷値の大きさだけの測定を行い、高精度な形状精度を得ることができる。
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図1はこの発明の実施の形態1における高精度加工方法を示すフローチャート、図2は図1に示した高精度加工方法を実施するための高精度加工装置の構成を示した斜視図、図3は図2に示した高精度加工装置の構成を示す上面図、図4は図2に示した高精度加工装置の構成を示す側面図である。図において、被加工物としてのワーク1と、このワーク1を固定するとともにC軸方向に回転させる保持部としてのワークスピンドル2と、ワーク1を加工するための工具4と、インバータ18により工具4を回転させる工具スピンドル3と、工具スピンドル3のホルダとしてのスピンドルホルダ8とを備える。
そして、
工具長をL、
工具先端から加工点までの距離をL1、
LとL1との差をL2、
工具4の縦弾性係数をE、
断面2次モーメントをIとすると、
工具4の撓み量Yは、
片持ち梁における撓みの式から
Y=(F×L23/(3×E×I))×(1+(3×L1)/(2×L2))・・・式(1)
で表すことができる。
ここでL1、L2は加工条件により、
Eは工具4の材質により、
Iは工具4の断面形状により、それぞれ予め決まっている数値である。
これより、工具4の撓み量Yは加工負荷値Fに比例することが分かる。
上記実施の形態1においては、ワーク1を回転させて加工する構成および方法について示したが、これに限られることはなく、例えば、図8に示すようにワーク1が回転しないような保持部20によってワーク1が固定保持される高精度加工装置においても、上記実施の形態1と同様に行うことができ、同様の効果を奏することが可能である。
上記各実施の形態1においては、測定加工負荷値の測定方法として、工具スピンドルの消費電流値から測定する方法を示したが、これに限られることはなく、例えば、図9に示すように、測定加工負荷値の測定方法として、旋回用モータ5の消費電流値を測定する方法を用いることも考えられる。よって、旋回用モータ5の消費電流値を、電流計17を用いて測定することで、測定器としての電流計17を制御部16周辺に配置することが可能となり、インバータやドライブユニットなどノイズの発生源となり得る機器が多く存在する加工機近傍への測定器の設置が不要となる。
5 旋回用モータ、16 制御部、17 電流計、20 保持部、
100 XYZテーブル。
Claims (5)
- 固定保持または回転させながら保持されるワークを、
前記ワークの対向する位置で工具スピンドルに保持されて回転する工具にて前記ワークとの相対角度を旋回用モータで調整しながら加工を行う高精度加工方法において、
1パス目の加工においては、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて行い、前記1パス目の加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値を取得する第1工程と、
前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値と前記1パス目の加工にて取得した前記測定加工負荷値を比較し、前記理想加工負荷値と前記1パス目の前記測定加工負荷値との負荷比率を算出し、当該算出した前記負荷比率から前記1パス目の加工時の前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定する第2工程と、
2パス目の加工においては、前記ワークおよび前記工具にて前記理想相対角度を用いて加工を行う第3工程とを備えた高精度加工方法。 - 固定保持または回転させながら保持されるワークを、
前記ワークの対向する位置で工具スピンドルに保持されて回転する工具にて前記ワークとの相対角度を旋回用モータで調整しながら加工を行う高精度加工方法において、
1パス目の加工においては、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて行い、前記1パス目の加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値を取得する第1工程と、
前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値と前記1パス目の加工にて取得した前記測定加工負荷値を比較し、前記理想加工負荷値と前記1パス目の前記測定加工負荷値との負荷比率を算出し、当該算出した前記負荷比率から前記1パス目の加工時の前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定する第2工程と、
2パス目の加工においては、前記ワークおよび前記工具にて前記理想相対角度を用いて加工を行う第3工程とを備えた高精度加工方法。 - ワークを固定保持または回転させながら保持する保持部と、
前記ワークを加工する工具と、
前記工具を前記ワークの対向する位置で保持して回転する工具スピンドルと、
前記工具の前記ワークに対する相対角度を調整する旋回用モータとを備えた高精度加工装置において、
前記加工において前記工具スピンドルと前記旋回用モータとの制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて加工を制御し、この加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値を取得し、前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記工具スピンドルの消費電流値と前記測定加工負荷値とを比較し、前記理想加工負荷値と前記測定加工負荷値との負荷比率から前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定し、前記ワークおよび前記工具の加工を前記理想相対角度となるように制御する高精度加工装置。 - ワークを固定保持または回転させながら保持する保持部と、
前記ワークを加工する工具と、
前記工具を前記ワークの対向する位置で保持して回転する工具スピンドルと、
前記工具の前記ワークに対する相対角度を調整する旋回用モータとを備えた高精度加工装置において、
前記加工において前記工具スピンドルと前記旋回用モータとの制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記ワークと前記工具との相対角度を一定に保った状態にて加工を制御し、この加工中における加工場所ごとの測定加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値を取得し、前記ワークの加工形状の図面スペックを満たす理想的な加工における理想加工負荷値としての前記旋回用モータの消費電流値と前記測定加工負荷値とを比較し、前記理想加工負荷値と前記測定加工負荷値との負荷比率から前記工具の撓み量を推定し、前記工具の撓み量を相殺するために加工場所ごとの前記ワークと前記工具との理想相対角度を決定し、前記ワークおよび前記工具の加工を前記理想相対角度となるように制御する高精度加工装置。 - 前記ワークと前記工具との相対位置を調整するXYZ調整部を備え、
前記制御部は、前記加工において前記XYZ調整部を制御する請求項3または請求項4に記載の高精度加工装置。
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JP2013146838A JP2013146838A (ja) | 2013-08-01 |
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JP2012010575A Active JP5734213B2 (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 高精度加工方法および高精度加工装置 |
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