JPH0679530A

JPH0679530A - 工作機械

Info

Publication number: JPH0679530A
Application number: JP23352092A
Authority: JP
Inventors: Takenori Matsumoto; 剛典松本
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】タッピング加工時の作業者の負担を軽減すると
共に、加工指令段階での設定誤差をなくして精度の高い
ねじ加工を行う。【構成】キーボードから主軸の切削方向の移動速度と加
工すべきねじのピッチあるいは単位長当りの山数を入力
すると、入力された主軸の移動速度とねじのピッチある
いは山数のデータとに基づいて、主軸の回転数を演算し
（Ｓ５，Ｓ６）、主軸を被加工体に対して切削方向に移
動させる送りモータを制御して（Ｓ７）、キーボードよ
り入力された移動速度で主軸を移動させると共に、主軸
用モータを制御して演算された回転数で主軸を回転させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タッピング用工具を装
着した主軸を回転駆動し、該主軸を被加工体に対して相
対的に切削方向に移動させることにより、タッピング加
工を行う工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかるタッピング加工を行う工作
機械では、ねじ切りを行うねじタップを装着した主軸の
回転と主軸の送り速度とは個別に制御されていた。ま
た、送り速度の多少の変動を吸収する機構が備えられて
いて、送り速度が多少変動した場合等にも、所望のピッ
チでねじ切りが行えるようになっていた。そして、該工
作機械を用いてねじ切りを行うとき、作業者は、主軸の
送り速度とねじ切りすべきねじのピッチ等とに基づい
て、主軸の回転数を計算し、工作機械の制御盤等から主
軸の回転数と主軸の送り速度を指令していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
工作機械では、主軸の回転と主軸の送りとを同期させ
て、主軸が１回転する間に、主軸がねじの１ピッチ分だ
け進むように制御すると共に、上述のような変動吸収機
構を装着しないようになっている。このため、次のよう
な問題が生じている。

【０００４】例えば、加工しようとするねじの山数が６
４、主軸の送り速度が６００ｍｍ／分の場合には、主軸
の送り速度とねじの山数とから求められる主軸の回転数
は１５１１．８１１・・・ｒｐｍなどのように、多数桁
の値となり、該工作機械に設定する際には、設定可能な
最小単位より下の桁を例えば四捨五入して設定しなけれ
ばならない。このため、回転数を工作機械に設定指令す
る段階で誤差が生じるのである。

【０００５】また、従来からの問題点として、タッピン
グ加工を行う場合に、主軸の回転数と主軸の送り速度と
を工作機械に設定する際に、作業者が所望の送り速度と
ねじのピッチや山数等から主軸の回転数を計算しなくて
はならないので、作業が煩雑であり、また、計算間違い
により所定の回転数と全く異なる回転数で回転させてし
まい、工具を破損することもあった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、タッピング加工を行う場合の、
作業者の負担を軽減すると共に、加工指令段階での設定
誤差をなくして精度の高いねじ加工を行うことができる
工作機械を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の工作機械は、図１に例示するように、タッ
ピング用工具を装着する主軸と、前記主軸を回転駆動す
る回転駆動手段と、前記主軸を被加工体に対して相対的
に切削方向に移動させる移動手段とを備えたタッピング
加工を行うものであって、主軸の切削方向の移動速度と
加工すべきねじのピッチあるいは単位長当りの山数を入
力するための入力手段と、前記入力手段により入力され
た主軸の移動速度とねじのピッチあるいは山数のデータ
とに基づいて、主軸の回転数を演算する回転数演算手段
と、前記移動手段を制御して、前記入力手段より入力さ
れた移動速度で主軸を移動させる移動制御手段と、前記
回転駆動手段を制御して、前記回転数演算手段により演
算された回転数で前記主軸を回転させる回転制御手段と
を備えている。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明の工作機械では、入力
手段から主軸の切削方向の移動速度と加工すべきねじの
ピッチあるいは単位長当りの山数を入力すると、回転数
演算手段が、入力された主軸の移動速度とねじのピッチ
あるいは山数のデータとに基づいて、主軸の回転数を演
算する。そして、移動制御手段が、主軸を被加工体に対
して相対的に切削方向に移動させる移動手段を制御し
て、入力手段より入力された移動速度で主軸を移動さ
せ、回転制御手段が、主軸を回転駆動する回転駆動手段
を制御して、回転数演算手段により演算された回転数で
主軸を回転させる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１０】図２は、本実施例の工作機械の構造を示す
断面図であり、図３は、該工作機械の外観を示す斜視図
である。図２に示すように、本実施例の工作機械１の主
軸３は、主軸ヘッド５に支持されている。この主軸ヘッ
ド５は、フレーム７上に取り付けられた送り用モータ９
により回転駆動される送りねじ１１によって上下方向に
往復動されるようになっている。主軸ヘッド５上には、
主軸３を回転駆動する主軸用モータ１３が取り付けられ
ている。また、主軸３には、雌ねじを加工するためのね
じタップ１５が装着されている。該主軸３に装着される
加工用工具は、工具マガジン１７に保持されており、必
要に応じて交換することができるようになっている。タ
ッピング加工される被加工体は、切削方向である上下方
向に対して直交する水平面内を自在に移動可能な保持テ
ーブル１９上に載置され、固定金具等により固定され
る。尚、主軸用モータ１３が、本発明の回転駆動手段に
相当し、送り用モータ９及び送りねじ１１が、本発明の
移動手段に相当する。

【００１１】図３に示すように、フレーム７には、キー
ボード２１及びＣＲＴディスプレイ２３を備える制御装
置２５が支持アーム２７によって固定されている。キー
ボード２１は、主軸の切削方向の移動速度、ねじのピッ
チあるいは山数等の各種データの入力やプログラムを編
集するとき、及び加工を行うとき操作される。ＣＲＴデ
ィスプレイ２３には、プログラム編集を行うとき及びタ
ッピング加工を行うとき、プログラムの内容が表示され
る。尚、キーボード２１が本発明の入力手段に相当す
る。

【００１２】図４は、上記制御装置２５の電気的構成を
示すブロック図である。図４に示すように、制御装置２
５は、各種制御及び演算を実行するＣＰＵ３１と、該制
御装置２５の全体的動作を制御する制御プログラムを記
憶したＲＯＭ３３と、加工用プログラムを記憶するプロ
グラムセーブ用ＲＡＭ３５と、実行するプログラムを記
憶するプログラム運転用ＲＡＭ３７と、演算処理等に用
いられるワークＲＡＭ３９と、上記主軸用モータ１３及
び送り用モータ９を同期させて制御するモータ制御部４
１と、図示しないテープリーダ／パンチャ等の外部機器
と通信する外部通信装置４３と、上述のキーボード２１
及びＣＲＴディスプレイ２３などから構成されている。
尚、図４には図示しないが、上記保持テーブル１９をＸ
方向及びＹ方向に移動するためのモータも、モータ制御
部４１により制御される。

【００１３】図５は、タッピング加工を行っているとき
に、ＣＲＴディスプレイ２３に表示されるプログラムを
示す。図５に示す”Ｎ０１１０Ｇ７７Ｒ５．Ｚ−１
０．Ｉ１．Ｆ４０００；”のブロックが、主軸３の送り
ピッチ及び主軸３の送り速度を指令するためのブロック
である。

【００１４】該ブロックにおいて、”Ｇ７７”はタップ
固定サイクル用のＧコードであり、アドレス”Ｉ”がね
じピッチを指令するアドレスであり、アドレス”Ｆ”が
主軸の送り速度を指令するアドレスである。上述の例で
は、ピッチとして、”１．０ｍｍ”が指令され、主軸の
送り速度として、”４０００ｍｍ／分”が指令されてい
る。尚、”Ｒ”は切削開始点であり、”Ｚ”は穴底であ
る。ピッチの代わりに２５．４ｍｍ当りの山数を指令す
る場合には、アドレス”Ｉ”の代わりにアドレス”Ｊ”
が用いられる。

【００１５】主軸３の送り速度の指定及びピッチあるい
は山数の指定は、エディットモードにおいて行われる。
このエディットモードでは、ＣＲＴディスプレイ２３上
に表示されたカーソルが指すアドレスあるいは数値の部
分に所望のアドレスあるいは数値を上書きすると、指令
内容が更新される。

【００１６】以上のようにして、キーボード２１の操作
により作成あるいは編集されたプログラム、または、外
部通信装置４３により読み込まれたプログラムはプログ
ラムセーブ用ＲＡＭ３５に記憶されている。運転するプ
ログラムが選択されると、プログラムがプログラムセー
ブ用ＲＡＭ３５から読み出され、プログラム運転用ＲＡ
Ｍ３７に転送記憶される。

【００１７】次に、図６に示すフローチャートに基づい
て、上記プログラム運転用ＲＡＭ３７に記憶されたプロ
グラムを実行したときの動作について説明する。

【００１８】まず、制御がスタートすると、加工用プロ
グラムの一つのブロックが読み込まれる（ステップＳ
１）。そして、読み込まれたブロックがタップ指令のブ
ロックか否かを判別する（ステップＳ２）。この判別
は、”Ｇ７７”があるかを調べることにより行い、”Ｇ
７７”があれば、タップ指令のブロックであると判別
し、”Ｇ７７”がなければ、タップ指令のブロックでは
ないと判別する。そして、タップ指令でなければ（ステ
ップＳ２：ＮＯ）、タッピング加工される被加工体を載
置したテーブル１９を移動させて、タップを加工すべき
位置と主軸３の中心とを一致させる等の通常の制御を行
う（ステップＳ３）。一方、タップ指令であれば（ステ
ップＳ２：ＹＥＳ）、ピッチ指定か否かを判別する（ス
テップＳ４）。この判別は、該ブロックにアドレス”
Ｉ”が含まれているか否かを調べることにより行い、ア
ドレス”Ｉ”が含まれていれば、ピッチ指定であると判
別し、アドレス”Ｊ”が含まれていれば、山数指定であ
ると判別する。

【００１９】ピッチ指定であることを判別した場合には
（ステップＳ４：ＹＥＳ）、アドレス”Ｉ”の次に書き
込まれているピッチデータと、アドレス”Ｆ”の次に書
き込まれている主軸の送り速度データとに基づき、下記
式（１）を用いて主軸３の回転数を演算し（ステップＳ
５）、次に、主軸の送り速度と求められた回転数とをモ
ータ制御部４１へ送る（ステップＳ７）。

【００２０】一方、ピッチ指定ではなく、山数指定であ
ることを判別した場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、ア
ドレス”Ｊ”の次に書き込まれている山数データと、ア
ドレス”Ｆ”の次に書き込まれている主軸の送り速度デ
ータとに基づき、下記式（２）を用いて主軸３の回転数
を演算し、次に、ステップＳ７に進んで、主軸の送り速
度と求められた回転数とをモータ制御部４１へ送る。

【００２１】本実施例では、次の式（１）あるいは
（２）を用いて、上記ピッチデータまたは山数データ
と、送り速度データとに基づき主軸の回転数を求める。

【００２２】ａ）ピッチ指令のとき主軸回転数＝送り速度（ｍｍ／分）／ピッチ・・・（１）ここで、ピッチは、ｍｍ単位で表された値である。

【００２３】ｂ）山数指令のとき主軸回転数＝送り速度（ｍｍ／分）×山数／２５．４・・・（２）ここで、山数は、２５．４ｍｍ当りの山の個数である。

【００２４】尚、上記式（１），（２）は、本実施例の
工作機械がメートル仕様つまり、プログラムにおける長
さの単位がメートルである場合であり、インチ仕様であ
る場合には、次の式（３），（４）が用いられる。

【００２５】ａ）ピッチ指令のとき主軸回転数＝送り速度（ｉｎｃｈ／分）×２５．４／ピッチ・・（３）ここで、ピッチはｍｍ単位で表された値である。

【００２６】ｂ）山数指令のとき主軸回転数＝送り速度（ｉｎｃｈ／分）×山数 …（４）モータ制御部４１は、主軸用モータ１３を求められた回
転数で回転させ、送り用モータ９を指定された送り速度
になるよう回転駆動する。このとき、モータ制御部４１
は、所定周期のパルス信号を送って、送り用モータ９と
主軸用モータ１３とを同期させて制御する。

【００２７】尚、上記ステップＳ５，Ｓ６の処理の実行
が本発明の回転数演算手段として働き、ステップＳ７の
処理の実行が本発明の移動制御手段及び回転制御手段と
して働く。

【００２８】以上のように、本実施例によれば、制御装
置への設定指令段階では、誤差が生じないので、精度の
高いタッピング加工を実現することができる。

【００２９】また、ピッチ等の計算をしなくても済むの
で、作業者の作業が軽減化され、計算違いによる工具の
破損なども起こらなくなる。

【００３０】以上、実施例について説明したが、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様で
実施し得ることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ねじの
ピッチあるいは山数を直接入力するので、工作機械への
設定データの指令段階で、ピッチ等の誤差が生じること
がない。従って、より精度の高いねじ加工を行うことが
できる。

【００３２】また、作業者がピッチなどから、主軸の回
転数あるいは送り速度を計算しなくてもよいため、計算
違いに起因する工具の破損が起こらなくなると共に、作
業者の負担が軽減されるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示したブロック図であ
る。

【図２】本実施例の工作機械の構造を示す断面図であ
る。

【図３】本実施例の工作機械の外観を示す斜視図であ
る。

【図４】本実施例の工作機械の制御装置の電気的構成を
示すブロック図である。

【図５】タッピング加工を行っているときに表示される
プログラムを示す説明図である。

【図６】図５に示すプログラムを実行したときの動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１工作機械３主軸９送り用モータ１３主軸用モータ１５ねじタップ２１キーボード２５制御装置３１ＣＰＵ３３ＲＯＭ３５プログラムセーブ用ＲＡＭ３７プログラム運転用ＲＡＭ３９ワークＲＡＭ４１モータ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タッピング用工具を装着する主軸と、前
記主軸を回転駆動する回転駆動手段と、前記主軸を被加
工体に対して相対的に切削方向に移動させる移動手段と
を備えたタッピング加工を行う工作機械において、主軸の切削方向の移動速度と加工すべきねじのピッチあ
るいは単位長当りの山数を入力するための入力手段と、前記入力手段により入力された主軸の切削方向の移動速
度とねじのピッチあるいは山数のデータとに基づいて、
主軸の回転数を演算する回転数演算手段と、前記移動手
段を制御して、前記入力手段により入力された移動速度
で前記主軸を移動させる移動制御手段と、前記回転駆動手段を制御して、前記回転数演算手段によ
り演算された回転数で前記主軸を回転させる回転制御手
段と、を備えたことを特徴とする工作機械。