JPH0197564A - マシニングセンタの研削加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、工作機械の研削加工装置に関する。

更に詳しくは、マシニングセンタにより研削加工するた
めの研削加工装置に関する。

［従来技術］ マシニングセンタは、フライス加工、ドリル加工、ネジ
切り加工などの複数の加工を行う工作機械として知られ
ている。マシニングセンタの加工は切削加工が中心であ
り、砥石を用いる研削加工は通常別工程で研削専用の研
削機械で加工が行われる。一方、セラミックスなどの硬
い材料を加工したいとの要請が高まっており、この加工
には、研削加工が中心である。このため、マシニングセ
ンタ１台で切削加工と、研削加工を行いたいとの要請が
強七なり、このために切削、研削など複合加工ができる
マシニングセンタも出現している。

一方、カムなどの複数な曲線を加工する研削盤としてカ
ム研削盤が知られている０例えば、特公昭５７−４９３
５０号公報には、マスターカムに主軸台のカムフォロワ
がならいながら移動しつつ、主軸台の工作物を回転する
砥石′で加工するカムならい内面研削盤が記載されてい
る。このとき主軸台は、斜面カムにより砥石軸線方向に
往復駆動される。また、特公昭４６−２１１５９号公報
には、ＮＣ制御装置によりカムを研削するものが記載さ
れている。カム素材に上下動と回転運動を与え、このカ
ム素材にＮＣ制御される砥石を接離させてカム形状を創
成するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、マシニングセンタの研削加工は、鋼材の研削加
工が中心であり、セラミックスなど硬い材料を加工する
のは砥石の摩耗が激しく難しい。

とりわけ、カム面などの曲面を有するセラミックスの加
工は、砥石の摩耗で加工精度の維持がなお困難である。

前記した特公昭５７−４９３５０号公報に記載されたも
のは、カムならい内面研削盤に関するものであるので、
工作物の形状ごとにマスターカムを準備する必要がある
。数値制御でないので複雑な曲面は加工できない。

また、特公昭４６−２１１５’）号公報に記載のものは
、数値制御で二次曲面を研削するという点は記載されて
いるが、鋼材を研削するものであり、セラミックスなど
の硬い材料を加工できるものではない。

本発明の目的は、マシニングセンタで二次曲面を加工す
る研削加工装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、簡単なプログラムで砥石の往
復運動を付加して、セラミックスなどの硬い材料を曲面
加工できる研削加工装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記問題点を解決するため次の手段を採る。

複数の切削、研削加工工具を貯蔵し、該工具を主軸との
間で自動に交換できるマシニングセンタの研削加工装置
において、工作物または砥石の一方を平面内で移動させ
る二つの曲線初御用サーボモータと、前記平面と垂直な
方向に他方の前記工作物または砥石を往復運動させる往
復駆動サーボモータと、前記二つの曲線制御用サーボモ
ータを同時に２軸を制御し線分を補間する補間器と、前
記往復駆動サーボモータを前記補間固定サイクルに切り
換えるための指令回路と、前記固定サイクルを発生させ
るための固定サイクル発生回路器とを備えたマシニング
センタの研削加工装置である９ ［実施例の作用］ 工作物テーブル６に工作物Ｗを固定し、Ｘ、Ｙ軸サーボ
モータ２０．２１を同時２軸制御して、工作物Ｗの外周
形状に沿って移動させる。同時に砥石４をＺ軸方向に特
殊固定サイクルで往復駆動させて、２次曲面を研削加工
する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。第
１図に示すものは、立形マシニングセンタ１で外周に曲
面を有する工作物Ｗを加工する状況を示した図である。

主軸台２は、Ｚ軸線方向に往復摺動できる。主軸台２に
は、主軸スピンドル３を備え、その先端に砥石４が固定
されている。

主軸スピンドル３の他端には、主軸駆動モータ５が搭載
してあり主軸スピンドル３を回転駆動する。主軸スピン
ドル３の砥石４は必要に応じてＡＴＣ７により他の工具
に交換される。

主軸台２の下方には、工作物テーブル６が設けてあり、
工作物テーブル６は、Ｘ、Ｙ軸方向にサーボモータ２０
．２１により移動される（第２図）、これらの各軸のサ
ーボモータ２０．２１゜２２の制御は、数値制御装置１
０により行われる。第２図に示す機能ブロック図は、本
実施例の数値制御装置１０を示す。コントロール装置１
１は、工作物Ｗの形状に応じてｘ、ｙ、ｚ軸の位置を指
令する装置である。この指令は、Ｘ軸指令処理回路１２
．Ｙ軸指令処理回路１３に分離し指令され、補間器１５
に入る。

補間器１５は、コントロール装置１１の指令に応じてＸ
、Ｙ軸のパルスを分配して曲線を発生し、それらをアン
プ１７．１８を介してＸ軸サーボモータ２０、Ｙ軸サー
ボモータ２１に移動指令して必要な曲線を実現する。信
号２３は、命令ブロックの信号が終了すると、次のブロ
ックの読み取りの要求を行うための次ブロック・プログ
ラム要求信号である。この同時２軸制御は、従来の数値
制御旋盤などと基本的には同一である。

更に、コントロール装置１１には、Ｚ軸指令処理回路１
４が連結され、補間器１６．アンプ１９を介してＺ軸モ
ータ２２を駆動する。信号２４は、Ｚ軸方向に砥石４を
往復運動するための固定サイクルを発生する要求信号で
ある。コントロール制御装置１１には、後述する往復運
動を砥石４に与えるための特殊固定サイクル発生回路、
言い換えるとサブルーチン発生回路を備えている（図示
せず）。特殊固定サイクル発生の指令が出ると、コント
ロール装置１１は特殊固定サイクルを働かせて砥石４を
作動させる。

通常立形マシニングセンタ１は、３次元方向の軌跡を制
御するためＸ、Ｙ、Ｚ軸を同時に制御する同時３軸制御
であり、Ｚ軸方向の補間器１６は備えていない０本実施
例の立形マシニングセンタ１は、Ｚ軸の補間器１６を別
に設けたものである。第３図に示すものは、前記マシニ
ングセンタ１で曲面を研削加工するときの、砥石４の動
作軌跡を示す図である。工作物Ｗは、工作物テーブル６
上に固定されて、その外周曲面９に沿って工作物テーブ
ル６はＸ、Ｙ軸方向に移動しながら加工される。

砥石４は、まず工作テーブル６を指令により移動させて
開始点ａに位置させると、砥石４はＺ軸方向に往復運動
を開始する。この往復運動中は、工作物ＷをＸ、Ｙ軸方
向に移動させながら曲面加工を行う。砥石４の往復運動
の下降点はｂ点であり、上昇位置は下降点すよりＣ，Ｂ
Ｌだけ上昇した上昇点ｄであり、結局砥石４は、ａ点と
ｂ点の間を砥石４及び工作物Ｗに段差の付くことなく均
等に研削できるよう往復運動する。

孔１良りへ１制 第４図に示すフローチャートは、第２図の数値制御装置
１０の動作を示すフローチャートである。ステップ■は
、Ｘ、Ｙ軸を同時２軸制御しながら、Ｚ軸方向に往復動
する運動サイクル、すなわち特殊固定サイクル制御に入
るか否か判断する。この特殊固定サイクルは第１図に示
したように、工作物テーブル６をＸ、Ｙ軸方向に制御し
つつ、砥石４を装着した主軸３をＺ軸方向に往復運動さ
せるものである。ＹＥＳであればステップ■に行く。Ｎ
Ｏであれば、ステップ■で特殊固定サイクルセフｌ−指
令するか否か判断し、Ｎｏであれば通常の加工サイクル
に行く。

ＹＥＳであれば、ステップ■で特殊固定サイクルセット
をセットする。ステップ■でＸ、Ｙ軸のプログラム指令
があるか否か判断する。すなわち、前記工作物テーブル
６のＸ、Ｙ軸方向の制御があるか否か判断する。指令が
なければ、ステップ■に行く。指令があればステップ■
に行きＸ。

Ｙ軸の指令処理及び補間処理を第１図のＸ軸指令処理回
路１２．Ｘ軸指令処理回路１３．Ｘ−Ｙ軸の補間器１５
ににより行う。ステップ■では、砥石４がＺ軸方向に往
復運動する要求があるか否か判断する。

指令があれば、Ｚ軸指令処理回路１４．軸補間器１６に
指令して砥石４をＺ軸方向に往復運動させる（ステップ
■）。ステップ■では、特殊固定サイクルをキャンセル
するか否かの判断を行う。

Ｎｏであれば、通常の加工指令に戻る。キャンセル指令
があればステップ■に進み特殊固定サイクルをキャンセ
ルする。

プログラム この特殊固定サイクルの命令は、次のプログラミングの
指令で行う、ＧまたはＭｆｉ能を行う。Ｘ−Ｙ軸平面で
Ｚ軸方向に砥石４を往復動する。例えば、０機能を使用
の場合。

［Ｇ　　］ＧＯ２Ｘ　　Ｙ　　ＲＦ　　Ｚ　　Ｅ　　Ｃ
；ただし、［Ｇ　　］ＧＯ２は特殊固定サイクル指令を
意味する。この指令は［Ｍ−］でも良い、このＸ、Ｙの
位置は、工作物テーブル６の送り位置で前記加工開始点
ａ位置である。Ｒは砥石半径、Ｆは送り速度、ＺはＺ軸
の終点位置、すなわち前記下降点す位置、ＥはＺ軸の送
り速度、ＣはＺ軸の戻り量すなわち、前記上昇点ｄ位置
を示す。

［Ｇ　　］ＺＯ，を指令すると、Ｚ軸が前記ブロック実
行時、Ｚ軸を停止し、Ｚ軸の開始点ａに戻る。前記シン
グルブロック停止のとき、Ｚ軸は上昇位ｆｉｄ点で停止
する。休止のときは、Ｚ軸は休止となり移動しない。Ｚ
軸体止状状態のとき、手動、動作が入ったとき、Ｚ軸が
反対移動のとき、マニュアル・アブソリュートＯＮと考
え、アブンリューｔ・で移動量を計算する。

［他の実施例］ 第５図の機能ブロック図の実施例は、往復運動用の専用
のＺ′軸モータ４５を設けた例である。

通常のＸ、Ｙ、Ｚ軸の同時３軸加工の数値制御に切換回
路４１を設けて、新たに１軸を付加したものである。砥
石４を往復動させる特殊固定サイクルの指令が出ると、
切換回路４１は、Ｚ軸をＺ″軸指令処理回路４２に信号
を切り換える。Ｚ′軸指令処理回路４２から補間器４３
．アンプ４４を介してＺ′軸駆動モータ４５を駆動する
。２′軸駆動モータ４５を作動させるときは、Ｚ軸駆動
モータ２２は休止する。第６図に示すものは、Ｚ軸方向
に砥石４を往復動するためにＺ軸方向の制御をすること
なくクランク機構で行う場合の実施例を示す。

Ｚ軸方向の往復動を行う駆動モータ６０は、主軸３の近
くに設けである。駆動モータ６０のシャフト６１には、
円板６２が固定してあり、この円板の偏心した位置には
ビン６２が固定しである。

ビン６２は、スライダ６３の溝６４に挿入しである。ス
ライダ６３は、主軸３の軸線方向にベアリングで摺動自
在に設けてあり、満６４は、この摺動方向と直角方向に
形成しである。結局、円板６２、ビン６２．７ｆ４６４
．スライダ６３は、クランク機構を構成しており、駆動
モータ６０の回転運動を往復運動に変換する機構である
。

スライダ６３の先端には、ビン６５が設けてあり、砥石
軸６６の外周に設けた外周溝６７に挿入しである。砥石
軸６６は、工具軸６８の外周に軸線方向にのみ摺動自在
にキー、スプラインなどで設けである。駆動モータ６０
は、前記した２軸指令処理回路１４の命令が出ると直ち
に回転を開始し、シャフト６１１円板６２．ビン６２を
回転させる。ビン６２の回転でスライダ６３が往復動し
、ビン６５も往復動し、砥石軸６６も往復動を行い、砥
石４が往復動を行う。この実施例では、駆動モータ６０
を制御する補間器は必要とせず、したがって駆動モータ
６０も制御用サーボモータを必要としない、ただし、往
復動の運動は、シャフト６１とビン６２の偏心量できま
るので、往復動の大きさを決めるときには、これを変更
する必要がある。

前記実施例は、立型マシニングセンタに適用したもので
あるがこれに限る必要はなく、横型の主軸を持つ横型マ
シニングセンタでも良い、工作物はＸ、Ｙ軸方向に移動
させ、砥石軸はＹ軸方向に往復駆動させる。

［発明の効果］ 以上、詳記したように、本発明は、プログラムで特殊固
定サイクルを指示するのみで、回転する砥石をその回転
軸線方向に往復動できる。このため、セラミックスなど
硬い材料を加工する場合、砥石の摩擦が早いが、本発明
の砥石は砥石面が均等に摩擦し砥石周面に段差が付かな
い、研削精度が向上する、ドレッシングが均等に行える
など優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマシニングセンタの研削加工。 装置の概観を示す図、第２図は本発明の研削加工装置の
制御装置の機能ブロック図、第３図は砥石の加工軌跡を
示す図、第４図は第２図の制御装置のフローチャートを
示す図、第５図は制御装置の他の実施例を示す機能ブロ
ック図、第６図は砥石の往復運動機構を示す他の実施例
である。 １・・・マシニングセンタ、２・・・主軸台、３・・・
主軸。 ４・・・砥石、６・・・工作物テーブル、１０・・・数
値制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の切削、研削加工工具を貯蔵し、該加工工具を工具
   主軸との間で自動的に交換できるマシニングセンタの研
   削加工装置において、工作物または砥石の一方を平面内
   で移動させる二つの曲線制御用サーボモータと、前記平
   面と垂直な方向に他方の前記工作物または砥石を固定サ
   イクルで往復運動させる往復駆動サーボモータと、前記
   二つの曲線制御用サーボモータを同時に２軸制御して線
   分を補間する補間器と、前記往復駆動サーボモータを前
   記固定サイクルに切り換えるための指令回路と、前記固
   定サイクルを発生させるための固定サイクル発生回路と
   を備えたマシニングセンタの研削加工装置。