JPS6044239A - 複合加工工作機械 - 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】 （ａ）６発明の技術分野 本発明は、旋削及びミーリング加工を行うことのできる
複合加工工作機械に関する。

（ｂ）、技術の背景 最近の工作機械は、機能の複合化が進み、旋削およびミ
ーリング加工が可能なものも現われてきている。こうし
た機能の複合化が進むにつれて、工作機械の操作性も大
きな問題となってきつつある。

（Ｃ）、従来技術と問題点 従来、この種の複合加工工作機械においてミーリング加
工を行う場合には、Ｃ軸、即ち、ワークを把持回転する
主軸の回転制御が伴う。

例えば、円筒形のワークの外周部に溝を切削加工する場
合には、切削面の加工精度を一定に保持するために、微
小切削区間における工具の切削送り速度が一定になるよ
うに、刃物台のＸ軸、Ｚ軸および、Ｃ軸を制御する必要
がある。これらのδ１算は、従来全て手計算で行ってい
たために、非常に時間がかかり、数値制御装置への指令
データも膨大なものとなる不都合があった。特に今日の
ように小量多品種生産の状況にあっては、実際の加工に
要する時間よりも指令データの作成に要する時間のほう
が多くなり、効率的な加工ができなくなる不都合が生じ
ている。

（ｄ）０発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、Ｃ軸制御を伴うξ
−リング加工に際して、各軸の送り速度を手計算による
ことなく工作機械内で自動的に決定することができ、従
って、数値制御装置への指令データを大幅に少なくする
ことが可能な複合加工工作機械を押供することを目的と
するものである。

（ｅ）０発明の構成 即ち、本発明は、加工区間を複数個に微小分割した際の
、各単一微小区間の長さをめ、当該単−徹小区間におけ
る工具の移動速度を、分割された各（危小区間を通して
等しくなるように各軸を制卸する補間速度制御演算プロ
グラムを格納した、ミーリング加ニブログラムメモリを
設（プて構成される。

（ｒ）０発明の実施例 以下、図面に基ずき、本発明の実施例を、具体的に説明
する。

第１図は、本発明が適用された複合加工工作機械の一実
施例を示す斜視図、第２図は、第１図における複合加工
工作機械の工具ヘッドに、側面加工用工具を装着した場
合を示す斜視図、第３図は、第１図における複合加工工
作機械の制御系を示すブロック図、第４図は、加工形状
展開メモリに格納された各加工モードに属する、加工プ
ロセス、加工部、加工形状を示す図、第５図は、綿布加
工プロセスを示す模式図で、（８１は正面図、（ｂ＋は
側面図、第６図は、線左加工プロセスを示す模式図で、
（ａｌは正面図、（ｂ）は側面図、第７図は、線中心加
工プロセスを示す模式図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は
側面図、第８図は、面内加工プロセスを示す模式図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、第９図は、面外加工
プロセスを示す模式図で、（ａｌは正面図、（ｂ）は側
面図、第１０図（、ｌ、魚加工モードにおける具体的な
加工態様を示す図、第１１図は、線加工モードにおける
具体的な加工態様を示す図、第１２図は、面加工モード
における具体的な加工態様を示す図、第１３図は、ミー
リングプログラムメインルーチンを示す図、第１４図乃
至第３６図は、Ｅ−’）ングプログラムメインルーチン
において使用されるサブルーチンを示す図、第３７図乃
至第４９図は、各サブルーチンにおける加工の具体的態
様を示す図、第５０図は、本発明が適用される複合加工
工作機械の別の例を示す斜視図、第５１図Ｃよ・第５０
図における複合加工工作機域の工具ヘッド部分の拡大図
である。

（以下余白） 複合加工工作機域１は、第１図に示すように、機体３を
有しており、機体３にはターンテーブル２が矢印Ｅ、Ｆ
方向、即ちＣ軸方向に回転駆動自在に設けられている。

機体３の図中上方１こは、工具ヘッド５が矢印Ａ、Ｂお
よびＣ，Ｄ方向、即ちＸ軸およびＺ軸方向に移動駆動自
在に設けられている。工具ヘッド５には、旋削用および
ミーリング用工具が、図中右方に吊下された工具マガジ
ン７から選択的７こ装着自在に設けられており、工具６
に（よ、第２図に示すように、ワーク側面加工用工具ｂ
（第２図では、ドリル等の回転工具を示すが、バイト等
の旋削用工具も有る。）も含まれている。

また、複合加工工作機械１：、ｔ、第３図に示すように
主制御部９を有しており、主制御ｆｌ１１部９１ζ１よ
キーボード等の入力操作部１０および陰極線管等の表示
部１】、更に、切削条件決定演算部１２、加ニブログラ
ムメモリ１３、ミーリング加ニブログラムメモリ１４、
ツールセットメモリ１５・実行プログラムバッファメモ
リ１６、座標値決定演算部１７、加工形状演算部１９、
加工プロセス制御メモリ２０、加工形状展開メモリ３６
等が接続し−ている。切削条件決定演算部１２には、補
間速度制御演算部２１が接続しており、実行プログラム
バッファメモリ１６には、軸制御部２３および補助制御
部２５が、まｔコ主軸／Ｃ軸切り替え制御部２６を介し
て主軸制御部２２が接続している。

主軸制御部２２には、主軸駆動用モータ２７が、軸制御
部２３には、Ｘ軸駆動用モータ２９．Ｘ軸駆動用モータ
３０．Ｃ軸駆動用モータ３１が接続し、更に補助制御部
２５は、主軸の回転停止、切削水の０Ｎ−ＯＦＦ等の補
助的制御を行うことが出来る。座標値決定演算部１７に
は、Ｃ軸演算部３２およびＸ／Ｚ軸演算部３３が接続し
ており、加工形状演算部１９には、座標変換演算部３５
が接続している。

本発明による複合加工工作機械１は、以上のような構成
を有するので、複合加工工作機械１を用いて旋削および
ミーリング加工を行う場合には、旋削については、通常
の旋盤と同様に、オペレータは、表示部１１を見ながら
入力操作部１０を操作して加工データを加工プロセス（
同一工具で時間的に連続しｔコ形で行われる一連の加工
単位）毎に順次入力し、加ニブログラムメモリ１３にそ
れ等加工データを蓄積すると共に加工プロセス制御メモ
リ２０に入力された加工データの実行順序を蓄積する。

乙うしてオペレータによる加工データの入力が完了し、
オペレータが入力操作部１０から加工の開始を指令する
と、入力された加工データに基ずいて切削条件決定演算
部１２が周速、送り等の切削条件を決定し、実行プログ
ラムバッファメモリ１６に出力する。実行プログラムバ
ッファメモリ】６に出力されたデータは、データの種類
に応じて主軸／Ｃ軸切り替え制御部２６．軸制御部２３
．補助制御部２５へ出力され、主軸／Ｃ軸切り替え制御
部２６は、データが主軸制御１Ｉ１１指令か、Ｃ軸制御
指令かを判断し、データが主軸制御指令の場合には主軸
制御部２２へ、データがＣ軸制御指令のばあいには、軸
制御部２３ヘデータを出力する。たｔ！シ、加工が旋削
加工の場合には、Ｃ軸制御は行われないので、データは
全て主軸制御部２２へ出力される。まｔコ、軸制御部２
３はＸ軸駆動用モータ２９．Ｘ軸駆動用モータ３０．Ｃ
軸駆動用モータ３１の各軸のモータを制御し、補助制御
部２５は既に延べた様に切削水の０Ｎ１０ＦＦ等の制御
を行って加工を実行してゆく。

次に、複合加工工作機械１によりミーリング加工を行う
場合には、オペレータは前述の場合と同様に、表示部１
１を見ながら入力操作部１０を操作し、図面に示された
ワークの最終加工形状に基ずいて加工プロセス、加工部
を主制御部９を介して加ニブログラムメモリ１３および
加工プロセス制御メモリ２０へ入力していく。加工プロ
セスの入力に際しては、主制御部９は加工形状展開メモ
リ３６を検索し、表示部１１に最終加工形状に基ずいた
加工プロセスを表示し、オペレータにこれから加工すべ
き加工内容がどの加工モードおよび加工プロセスに属す
るのかを示すと共に、加工内容に対応した加工モードお
よび加工プロセスに基ずいて加工データを入力するよう
に促す。

即ち、加工形状展開メモリ３６中には、第４図に示すよ
うに、ミーリング加工が、ドリル、エンドミル等を用い
て指定された座標上の点を加工する、（１）点前エモー
ド、エンドミルなどを用いて線状の加工を行う、＋２１
ｍ加工モード、同様に、エンドミル等を用いて面状の加
工を行う、（３１回加工モードに分類された形で格納さ
れており、更に各モードは、 （１）点前エモードが （１ａ）ドリル加工プロセス、 （１ｂ）タップ加工プロセス、 （１ｃ）ポーリング加工プロセス０、 （２）線加工モードが （２ａ）綿布加エプロセス、 （２ｂ）線左加エプロセス、 （２ｃ）線中心加工プロセス、 （３）面加工モードが （３ａ）面内加工プロセス、 （３ｂ）面外加工プロセス の各プロセスに分類されている。

（１ａ）ドリル加工プロセスは、ドリルを用いて所定の
位置に穴明けを行うプロセスであり、（１ｂ）タップ加
工プロセスは、タッープを用いて所定の位置にタップ加
工を行うプロセスであり、（ＩＣ）ポーリング加工プロ
セスは、ボーリングバーを用いて所定の位置にポーリン
グ加工を行うプロセスである。

（以下余白） （２ａ）ｉ布加工プロセスは、第５図に示すようにオペ
レータが入力したプログラム形状Ｐ、　Ｒに対して工具
軌跡ＴＰを工具６の進行方向に対して右側にシフトさせ
、工具側面がプログラム形状ＰＲに一致するように工具
を移動させてワーク４を加工するプロセスであり、 （２ｂ）線左加エプロセスは、第６図に示すようにオペ
レータが入力したプログラム形状ＰＲに対して工具軌跡
ＴＰを工具６の進行方向に対して左側にシフトさせ、工
具側面がプログラム形状ＰＲに一致するように工具を移
動させてワーク４を加工するプロセスであり、 （２ｃｌ線中心加工プロセスは、第７図に示すようにオ
ペレータが入力したプログラム形状１）　Ｒと工具軌跡
ＴＰを一致させる形で工具を移動させてワーク４を加工
するプロセスであり、 （３ａ）面内加ニブ四セスは、第８図に示すように、オ
ペレータが入力したプログラム形状ＰＲの内側について
平面的に加工を行うプロセスであり、（３ｂ）面外加工
プロセスは、第９図に示すように、オペレータが入力し
たプログラム形状ＰＲの外側について平面的に加工を行
うプロセスである。

また、加工部は、各モード及びプロセスに対応して端面
及び外径とに適宜分類され、更に加工形状については、 （１１点加工モードが （１ｄ）点形状、（１ｅ）線形状、（１ｆ）円形状に、
（２）線加工モードが （２ｄ）四角形状、（２ｅ）円形状、（２ｆ）直線形状
、（２ｇ）　ＣＷ円弧形状、（２ｈ）　ＣＣＷ円弧形状
に、 （３）面加工モードが （３Ｃ）四角形状、（３ｄ）円形状、（３ｅ）直線形状
、（３ｆ）ＣＷ円弧形状、（３ｇ）　ＣＣＷ円弧形状 に分類されている。

第１０図に（１）点加エモードにおける加工態様を加工
部に対応した形で示す。図からも分かるように、 （Ｉｄ）点形状の加工形状は、外径若しくは端面の所定
座標上に、−個の穴を加工するものであり、（ＩＣ）線
形状の加工形状は、外径若しくは端面の所定の直線上に
、複数個の穴を加工するものであり、 （Ｉｆ１円形状の加工形状は、端面の所定の円上に、複
数個の穴を加工するものである。

第１１図に（２）線加工モードにおける加工態様を加工
部に対応しｔこ形で示す。図からも分かるよう１こ、 （２ｄ）四角形状は端面に四角形の溝を加工するもので
あり、 （２ｅ）円形状は、端面に円形の溝を加工するものであ
り、 （２ｆ）直線形状は、外径若しくは端酊′に直線状の溝
を加工するものであり、 （２ｇ）　ＣＷ円弧形状は、外径若しくは端面に時計方
向に円弧状の溝を加工するものであり、（２ｈｌ　ＣＣ
Ｗ円弧形状は、外径若しくは端面に反時露１方向に円弧
状の溝を加工するものである。

第１２図に（３）面加工モードにおける加工態様を加工
部に対応した形で示す。図からも分かるように、 （３Ｃ）四角形状は端面に四角形の面を加工するもので
あり、 （３ｄ）円形状は、端面に円形の面を加工するものであ
り、 （３ｅ）直線形状は、端面に所定の直線によって区切ら
れた面領域を加工するものであり、 （：Ｈ）　ＣＷ円弧形状は、端面の所定の円弧によって
区切られた面領域を時計方向に加工するものであり、 （３ｇ）　ｃ　ｃ　ｗ円弧形状は、端面の所定の円弧に
よって区切られた面領域を反時計方向に加工するもので
ある。

オペレータは、こうして表示部１１上に表示された加工
モード及び加工プロセスに基ずいて、図面に示された最
終加工形状を参照して、必要な加工データを入力操作部
１０を介して、加工すべき順に加工プロセス毎に、順次
入力してゆく。

オペレータの入力した加工データは、旋削加工の場合と
同様に、加ニブログラムメモリ１３に蓄積されると共に
−、加工プロセス制御メモリ２０に入力された加工デー
タの実行順序が蓄積される。

オペレータによる加工データの入力が完了し、加工開始
の指令が入力操作部１０を介して主制御部９に出力され
ると主制御部９は加工プロセス制御メモリ２０を検索し
、まず最初に実行すべき加工プロセスを加工プロセス制
御メモリ２０から読みだす。主制御部９はξ−リング加
ニブログラムメモリ１４からミーリング加工を行うため
のミーリング加ニブログラムの、ミーリング加エメイン
ルーヂンＭＡＩＮを呼び出し、第１３図に示すフローチ
ャートに従って、ステップｓ１及びステップＳ２で、最
初に実行すべき加工プロセスが点前エモードに属する加
工か、線加工モードに属する加工か、面加工モードに属
する加工かを、オペレータが入力した各加工プロセス毎
の加工データに基すいて判断する。

加工が点前エモードに属するものと判断された場合には
ステップＳ３により当該加工が外径加工か、端面加工か
をオペレータの入力データから判断する。加工が外径加
工と判断された場合には、外径魚加工形状演算サブルー
チン５ＵＢＩに基ずき、主制御部９は加工形状演算部１
９に加工形状の演算を指令する。

（以下余白） 即ち、加工形状演算部１９は第１４図に示す外径魚加工
形状演算サブルーチンＳＵＢ　１に従って、座標変換演
算部３５に座標系変換サブルーチンＳＵＢ　１０に基す
いてオペレータが入力した加工位置データをｘ−Ｙの直
交座標系から、Ｒ−θの極座標系に変換する。号ブルー
チン５ＵＢＩＯは、第２３図に示すように、ステップ５
１０１において、加工位置がｘ＝ｙ＝ｏ、即ち原点であ
るか否かを判断し、原点でない場合には、ステップ５１
０２により加工位置の極座標への変換を行う（なな、外
径魚加工においては、加工位置が原点ということは、ワ
ークの直径が０でないかぎりあり得ない。）。

座標変換演算部３５によって加工位置の極座標への変換
が行われたところで、サブルーチンＳＬＩ　Ｂ　１へ戻
り、主制御部９はステップＳｌｌにより加工が（１ｄ）
点形状か（１ｅ）線形状か否かを判断し、（１ｄ）点形
状の場合には、点加工外径点形状座標値演算サブルーチ
ン５ＵＢＩＩに、（ｌｅ）線形状の場合には、点加工外
径線形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ１２に入って、
座標値決定演算部１７により加工のための軸移動座標値
を演算する。

点加工外径点形状座標値演算サブルーチン５ＵＢＩＩで
は、第２４図及び第３７図に示すように、加工すべき穴
の始点及び終点の軸移動座標値Ｃ５，Ｘ９．Ｚ６、ＣＥ
、　Ｘ、、　Ｚ、をＣ軸、Ｘ軸、Ｚ軸についてめる。座
標値Ｃｇ、Ｃ６は座標値決定演算部１７の指令１とより
、Ｃ軸演算部３２によって、Ｃ軸の加工に際しての回転
角度位置として演算され、ｘｓ、　ｚＳ、　ｘ、、　ｚ
、は、Ｘ／Ｚ軸演算部３３によって加工に際しての工具
の移動すべき位置として演算される。

また、魚加工ｌＡ径線形状座標（＋ｆｌ演算サブルーチ
ン５ＵＢ１２では、第２５図及び第３８図に示すように
、加工すべきＮ個目の穴の始点及び終点の軸移動座標値
ＣＮＳ　Ｔ　ＸＮＧ　＃　ＺＩＩｓ、ＣＮＥ、ｘＮＥ。

ＺＮ６をめる。座標値ＣＮ　ｓＮ　ＣＮ　Ｅは座標値決
定演算部１７の指令により、Ｃ軸演算部３２によって、
Ｃ軸の加工に際しての回転角度位置として演算され、ｘ
Ｎｓ、ＺＮＳｌＸＮＥ、ＺＮ！は、Ｘ／Ｚ軸演算部３３
によって加工に際しての工具のＸ１Ｚ軸方向の移動位置
として演算される。

こうして、外径魚加工形状サブルーチン５ＵＢ１に基ず
いて加工すべき点（穴）または、点列（複数の穴）が工
具等の移動位置として決定されたところで、主制御部９
は、ミーリング加工メインルーチンＭＡＩＮに戻り、魚
加工サイクル決定サブルーチン５ＵＢ６に入る。

点前エサイクル決定サブルーチン５ｔＪＢ６では、第１
９図に示すように、ステップ５６１及びステップＳ６２
において、加工すべき穴がドリルを用いたドリル加工で
あるか、タップを用いたタップ加工であるか、ボーリン
グバーを用いたポーリング加工であるのかをオペレータ
の入力した加工プロセス名に基ずいて判断し、ステップ
３６３、ステップＳ６４、ステップＳ６５て実行すべき
加工サイクルを決定する。

次に、ミーリング加工メインルーチンＭＡＴＮのステッ
プＳ３で加工が端面加工と判断された場合について説明
すると、主制御部９は端部点加工形状演算サブルーチン
５ＵＢ２に基ずき、加工形状演算部１９に加工形状の演
算を指令する。即ち、端部点加工形状演算サブルーチン
５ＵＢ２は、第１５図に示すように、まず座標系変換サ
ブルーチン５ＵＢＩＯにより、オペレータが入力しｔこ
加工位置データをＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−θの極
座標系に変換する（なを、端面魚加工の場合には、座標
系変換サブルーチンＳ　Ｕ　Ｂ　１０のステップ５１０
１におけるＸ＝ｙ＝Ｑの場合も存在しく端面上、主軸に
一致しｔコ位置に穴を加工する場合等。）、その場合は
、ステップ５１０３に入る。

ステップＳ２１及びステップＳ２２においては、端面に
おける加工が、（１ｄ）点形状、（１ｅ）線形状、（ｉ
　ｒ）円形状のいずれに属するかを判断し、（Ｉｄ）点
形状の場合には、点加工端面点形状座標値演算サブルー
チン５ＵＢ１３に、（Ｉｅ）線形状の場合には、点加工
端面腺形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ１４に、（１
ｆ）円形状の場合には、魚加工端面円形状座標値演算サ
ブルーチン５ＩＪＢ１５に入って、座標値決定演算部１
７により加工のための軸移動座標値を演算する。

点加工端面点形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ１３で
は、第２６図及び第３９図に示すように、加工すべき穴
の始点及び終点の軸移動座標値ｃ、、、　ｘ、、　ｚ、
、Ｃ，、Ｘ、、　Ｚ、をａ’）ルｏ座標値ＣＳ、Ｃ，は
Ｃ軸演算部３２によって、Ｃ軸の加工に際しての回転角
度位置として演算され、Ｘ、、Ｚ５、Ｘ、、Ｚｌ：ｌ：
ｔ、Ｘ／Ｚ軸演算部３３　ニヨツ”ＣｊＪＩＩ　工に際
しての工具の移動すべき位置として演算される。なお、
第２６図中の「加工深さ」とは、プログラム原点等の加
工基準点からの加工に要する工具の全移動量を現わし、
「取代」とは、実際のワークの加工量を現オ）す。

点加工端面椋形状座標値演算サブルーチン５ｔＪＢ１４
では、第２７図及び第４０図に示すように、加工すべき
１個目の穴１］１を基準に、Ｎ個目の穴ＩＮの始点及び
終点の軸移動座標値Ｃ，。、ｘ、１６、ＺＮｔ、、ｃ−
、Ｘ、、、、ｚＮＥをめる。座標値Ｃ１１５、Ｃ１ＩＥ
はＣ軸演算部３２によって、Ｃ軸の加工に際しての回転
角度位置として演算され、ｘＮ９．Ｚ〜５、ＸＮｌ：、
乙□５は、ｘ／Ｚ軸演算部３３によって加工に際しての
、工具のＸ１Ｚ軸方向の移動位置として演算される。こ
の際、１個目の穴の座標値Ｘｌ。

ｙ、及び点列のピッチＰ、点列とＸ軸のなす角度Ｑはオ
ペレータが加工データとして入力する。

（以下余白） 魚加工端面円形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ１５で
は、第２８図及び第４１図に示ずように、加工すべき１
個目の六Ｈ１ｉｅ基準ｔこ、Ｎ個目の六ＨＮの始点及び
終点の軸移動座標値Ｃ，，５，ＸＮ５、ＺｌｌＳ、Ｎ、
、、、ｘｌ、？、、Ｚ１．請求メロ。座標（”　ＣＮｓ
、Ｃ１＋５はＣ軸演算部３２によって、Ｃ軸の加工に際
しての回転角度位置として演算され、ＸＮよ、Ｚｌ１５
、ｘ、、　、　ｚＮ、は、Ｘ／Ｚ軸演算部３３によって
加工に際しての、工具のＸ、Ｚ軸方向の移動位置として
演算されろ。この際、１個目の六Ｈ１の座標値ｘｊ、ｙ
ｌ及び穴の個数ｎ、基準円の中心座標１ｙ。

Ｊ　１基準円の半径ｒはオペレータが加工データとして
入力する。ステップ５１５１中のＸ、、＋Ｖ＋＋は、Ｎ
個目の穴の座標を現わす。

こうして、端面魚加工形状演算サブルーチンＳ　ｔＪ　
１３２により端面に加工すべき点（穴１ｊｌは、点列（
複数の穴）が工具等の移動位置として決定されｔことこ
ろで、主制御部９は、ミーリング加工メインルーチンＭ
ＡＩＮに戻り、魚加工ナイクル決定サブルーチン５ｔＪ
Ｂ６に入る。

魚加工サイクル決定サブルーチン５ＵＢ６では、第１９
図に示すように、ステップＳ６１及びステップＳ６２に
おいて、加工すべき穴がドリルを用いたドリル加工であ
るか、タップを用いたタップ加工であるか、ボーリング
バーを用いたポーリング加工であるのかをオペレータの
入力した加工プロセス名に基すいて判断し、ステップＳ
６３、ステップＳ６４、ステップＳ６５で実行すべき加
工サイクルを決定する。

次に、オペレータの入力しか加工が魚加工モードではな
く、線加工モードの場合には、ステップＳ２からステッ
プＳ４に入り、ステップＳ４で当該加工が外径加工か、
端面加工かをオペレータの入力データから判断する。加
工が外径加工と判断された場合には、外径線加工形状演
算サブルーチン５ｔＪＢ　３に基すき、主制御部９は加
工形状演算部１９に加工形状の演算を指令する。

即ち、加工形状演算部１９は第１６図に示す外径線加工
形状演算サブルーチン５ＵＢ３に従って、座標変換演算
部３５により、座標系変換サブルーチンＳ　Ｕ　Ｂ　１
．　Ｏに基ずいてオペ１ノータが入力しｔコ加工位置デ
ータをＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−θの極座標系に変
換する。座標変換演算部３５によって加工位置の極座標
への変換が行われたところで、サブルーチン５ＵＢ３へ
戻り、主制御部９はステップ３３１及びステップＳ３２
により加工が（２ｆ）直線形状、（２ｇｌ　ＣＷ円弧形
状、（２ｈｌ　ＣＣＷ円弧形状か否かを判断し、（２ｆ
）直線形状の場合には、線加工外征直線形状座標値演算
サブルーチン５ＵＢ１６に、（２ｇ）　ＣＷ円弧形状の
場合には、線加工外径ＣＷ円弧形状座標値演算サブルー
チンＳＵＢ　１７に、（２ｈ）　ＣＣＷ円弧形状の場合
には、線加工外径ＣＣＷ円弧形状座標値演算→Ｊブルー
ヂン５ＵＢ１８に入って、座標値決定演算部］７により
加工のための軸移動座標値を演算する。

線加工外径直線形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ１６
では、第２９図及び第４２図に示すように、加工ずべき
ＷＩ８の始点ＳＴ、中間点ＭＰ及び終点ＥＰの軸移動座
標値Ｃ，，Ｘ、、　Ｚ、、Ｃ□。

ＸＭ、ＺＭ、Ｃ，、ＸＩ：、　Ｚ、をめろ。座標値Ｃ５
、ＣＩ、、ＣＥは、Ｃ軸演算部３２によって、Ｃ軸の加
工に際しての回転角度位置として演算され、Ｘ５゜ＺＳ
、　Ｘ、、　Ｚ、、Ｘ、、Ｚ、は、ｘ／Ｚ軸演算部３３
によって加工に際しての工具の移動すべき位置として演
算される。ステップ８１６１の式（］）は、第４２図に
おける、加工すべき直線ＬＩＮの式である。

線加工外径ＣＷ円弧形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ
１７では、第３０図及び第４３図に示すように、加工す
べき溝８の始点ＳＴ、中間点ＭＰ及び終点ＥＰの軸移動
座標値Ｃ，，Ｘ、、　Ｚ、、Ｃ、、ｘ、、ｚＭ、ｃＥ、
ｘεｌＺ巳をサブノド−チン５ＵＢ１６の場合と同様に
める。ワーク外径に適正に溝８を加工するために、ステ
ップ５１７１に示す、式（２）が成立するように各釉を
制御する。なお、この際の加工は、ＣＷ力方向即ち、時
計方向に行われる。

次に、線加工外径ＣＣＷ円弧形状座標値演算サブルーチ
ンＳＵＢ　１８は、第３１図に示すように、線加工外径
ＣＷ円弧形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ１７の場合
と全く同様であり、ただ、加工方向がＣＣＷ方向、即ち
、反時δ１方向に行われる。

こうして、加工のための軸移動座標値が演算されたとこ
ろで、ミーリング加工メインルーチンＭＡＩＮに戻り、
線加工サイクル決定サブルーチン５ＵＢ７に入る。

線加工サイクル決定サブルーチン５ＵＢ７は、第２０図
に示すＪうに、ステップ３７］及びステップＳ７２にお
いて、加工すべき溝が（２ａ）綿布加工プロセス、（２
ｂｌ線左加エプロセス、（２ＣＩＰ１１中心加工プロセ
スのいずれによるのかをオペレータの入力した加工プロ
セス名に基ずいて判断し、綿右加エプロセスの場合には
、ステップ５７３で、オペレータが入力したプログラム
形状に対して工具軌跡を工具進行方向に対して右側にシ
フトさせる補正を行い、線左加エプロセスの場合には、
ステップ３７４で、オペレータが入力しｔこプログラム
形状に対して工具軌跡を工具進行方向に対して左側にシ
フトさせる補正を行い、球中心加工プロセスの場合には
、ステップ３７５に示すように、なんらの工具径補正も
行わない。

（以下余白） 次に、ミーリング加工メインルーチンＭＡＩＮのステッ
プＳ４で加工が端面加工と判断された場合について説明
すると、主制御部９は端面線加工形状演算サブルーチン
５ＵＢ４に基ずき、加工形状演算部１９に加工形状の演
算を指令する。即ち、端面線加工形状演算サブルーチン
５ＵＢ４は、第１７ＴＩ！Ｊに示すように、まず座標系
変換サブルーチン５ＵＢＩＯにより、オペレータが入力
した加工位置データなＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−θ
の極座標系に変換する。

そして、ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３．３４４にお
いて、端面におけろ加工が、（２ｄｌ四角形状、（２ｅ
）円形状、（２ｆ）直線形状、（２ｇｌ　Ｃｗ円弧形状
、（２ｈ）　ＣＣＷ円弧形状か否かを判断し、（２ｄ）
四角形状の場合には、端面加工四角形状座標値演算サブ
ルーチン５ＵＢ１９に、（２ｅ）円形状の場合には、端
面加工円形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ２０に、（
２ｆ）直線形状の場合には、端面加工直線形状座標値演
算サブルーチンＳ［ＪＢ２１に、（２ｇ）　ＣＷ円弧形
状の場合ｔこは、端面加工ＣＷ円弧形状座標値演算サブ
ルーチン５ＵＢ２２に、（２ｈ）ＣＣＷ円弧形状の場合
には、端面加工ＣＣＷ円弧形状座標値演算サブルーチン
５ＵＢ２３に入って、座標値決定演算部１７により加工
のための軸移動座標値を演算する。

端面加工四角形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ１９で
は、第３２図及び第４４図に示すように、オペレータが
入力しｔこ、加工すべき四角形の対角線上の一対の頂点
の座標、例えば、頂点ＳＡ１とＳＡ３の座標からステッ
プ５１９１で他の頂点ＳＡ２とＳＡ４の座標を決定し、
極座標に変換する。次に、ステップ５１９２において四
角形の四辺について各辺の始点ＳＴＩ、ＳＴ２、ＳＴ３
、ＳＴ４終点ＥＰＩ、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４を設定し
、各辺を現わす式（４）、（５１、（６１、（７）を法
定し、工具を各辺の対応する始点−終点間を移動させる
ように軸移動座標値を演算する。

端面加工円形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ２０では
、第３３図及び第４５図に示すように、オペレータが入
力した、始点ＳＴの座標値、円の半径及び加工すべき円
ＣＲ２の中心の座標！８、Ｊ、等から円ＣＲ２の式（８
）をめ、式（８）に基ずいて工具を移動させるように軸
移動座標値を演算する。

端面加工直線形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ２１で
は、第３４図及び第４６図に示すように、オペレータが
入力した、始点ＳＴ及び終点ＥＰの座標値から、加工ず
へき溝の始点ＳＴ、中間点ＭＰ及び終点ＥＰの軸移動座
標値ｃＳ、　ｘＧ、　ｚｓ。

ＣＩｌ、　Ｘｌｌ、　Ｚ、、Ｃ，、Ｘ、、　Ｚ、を、始
点ＳＴ及び終点ＥＰ間の直１ｌＬＩＮの式（９）と共に
める。

端面加工ＣＷ円弧形状座標値演算サブルーチンＳ　Ｕ　
Ｂ　２２では、第３５図及び第４７図に示すように、オ
ペレータが入力した、始点ＳＴ及び終点ＥＰの座標値か
ら、加工すべき溝の始点ＳＴ、中間点ＭＰ及び終点ＥＰ
の軸移動座標値Ｃ：、、Ｘ、。

Ｚｓ、　Ｃ，、Ｘ、、　Ｚ、、Ｃ，、ＸＥ、　Ｚ、を、
始点ＳＴ及び終点ＥＰ間の円の式（１０）と共にめる。

端面加工ＣＣＷ円弧形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ
２３は、第３６図に示すように、端面加工ＣＷ円弧形状
座標値演算サブルーチン５ＵＢ２２と同様であり、ただ
、第４７図に示す始一点ＳＴと終点ＥＰの位置が括弧に
て示すように逆になるだけである。

こうして、加工のための軸移動座標値が演算されたとこ
ろで、ミーリング加工メインルーチンＭＡＩＮに戻り、
線加工サイクル決定サブルーチン５ＵＢ７に入り、前述
と同様に各加工プロセスに応じた工具径補正を行う。

次に、オペレータの入力した加工が、第１３図に示すス
テップＳ２において、面加工モードと判断された場合に
は、面加工形状演算サブルーチン５ＵＢ５に入り、第１
８図に示すように、座標系変換サブルーチンＳ　Ｕ　Ｂ
　１．０に基ずいて、オペレータが入力した加工位置デ
ータをＸ−Ｙの直交座標系から、Ｒ−θの極座標系に変
換する。次に、ステップ３５１、Ｓ５２、Ｓ５３．３５
４により加工が（３Ｃ）四角形状、（３ｄ）円形状、（
３ｅ）直線形状、（３ｆ）　ＣＷ　円弧形状、（３ｇｌ
　ＣＣＷ円弧形状カラ判断し、（３Ｃ）四角形状の場合
は、端面加工四角形状サブルーチン５ＵＢ１９に入り、
（３ｄ１円形状の場合には、端面加工円形状座標値演算
サブルーチン５ＵＢ２０に、（３ｅ）直線形状の場合に
は、端面加工直線形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ２
１に、（３ｆＪ　ＣＷ円弧形状の場合には、端面加工Ｃ
Ｗ円弧形状座標値演算サブルーチン５ＵＢ２２に、（３
ｇ）ＣＣＷ円弧形状の場合には、端面加工ＣＣＷ円弧形
状座標値演算サブルーチン５ＵＢ２３に入って、座標値
決定演算部１７により加工のための軸移動座標値を演算
する。

各”ｊ　フｋ　−チンＳ　Ｕ　Ｂ　１９．５ＵＢ２０．
５ＵＢ２１．５ＵＢ２２．５ＵＢ２３についての説明は
、端直線加工形状演算サブルーチン５ＵＢ４において説
明したのでここではその説明を省略する。

（以下余白） こうして、面加工モードにおける軸移動座標値が演算さ
れたところで、第１３図にしめずように、面加工サイク
ル決定サブルーチン５ＵＢ８に入る。面加工サイクル法
定サブルーチン５ＵＢ８は、第２１図に示すように、ス
テップＳ８１で副ペレータの入力した加工プロセスが（
３ａ）面内加工フロセス、（３ｂ１面外加工プロセスか
を判断し、（３ａ）面内加工プロセスの場合は、ステッ
プＳ８２によりサブルーチン５ＵＢ１９〜５ＵＢ２３に
おいて決定された軸移動座標値によって定義される領域
についての内側（又は右側、又は上側）を加工し、（３
ｂ）面外加工プロセスの場合は、ステップＳ８２により
サブルーチン５ＵＢ１９〜５ＵＢ２３において決定され
た軸移動座標値によって定義される領域についての外側
（又１ま左側、又ｌよ下側）を加工するプログラムが決
定される。

こうして、第１３図に示すように、サブルーチン５ＵＢ
６．５ＵＢ７．５ＵＢ８により、いずれかの加工モード
についての加工態様が具体的に、工具の動きとして決定
されろと、主制御部９（よ、切削条件決定演算部Ｊ２を
介して補間速度制御演算部２１に、補間速度制御演算づ
ブルーチン５Ｕ１３９に基ずいた各軸の送り速度を演算
させる。

即ち、補間速度制御演算サブルーチンＳ　Ｕ　Ｂ９（よ
、第２２図、第４８図及び第４９図に示すように単位時
間当たりの工具の移！＠！Ｉ量を一定に保持し得るよう
に各軸の送り速度を決定する。より詳しく述へるなら、
ステップＳ９１では、全体の加工長さ、即ち、加工に直
接拘わる加工区間（をｍ個に微小分割した際のｎ番目の
微小区間△ｌ１、の長さをめる。つまり、Ｘ軸、Ｃ軸の
同時制御の場合には、式（］２）により、第４８図に示
ず微小区間Δ１．を、Ｚ軸、Ｃ軸の同時制御の場合には
、式（１３）により、第４９図に示す微小区間△１．。

を、Ｘ軸、Ｚ軸の同時制御の場合には、式（１４）によ
り微小区間Δ（、をめ、更に、式（１５）に基すいて、
工具の移動速度が、ｍ分割された各微小区間を通して等
しくなるように各軸の送り速度を演算決定する。

こうして、各軸の送り速度が演算決定されｔコところで
、主制御部９は、それまでに得られた軸移動座標値、各
軸の送り速度等の実際の加工に必要な各種データＤＡＴ
Ａを実行プログラムバッファメモリ１６に出力し、実行
プログラムバッファメモリ１６中には、加工プロセス毎
にデータＤＡＴＡが蓄積されていく。実行プログラムバ
ッファメモリ１６に出力されたデータＩ）ＡＴＡは、デ
ータの種類に応じて主軸／Ｃ軸切り替え制御部２６．軸
制御部２３．補助制御部２５へ出力され、主軸／Ｃ軸切
り替え制御部２６は、データが主軸制御指令か、Ｃ軸制
御指令かを判断し、データが主軸制御指令の場合には主
軸制御部２２へ、データがＣ軸制御指令の場合には、軸
制御部２３へ、データを出力する。また、軸制御部２３
はＸ軸駆動用モータ２９．Ｘ軸駆動用モータ３０．Ｃ軸
駆動用モータ３１の各軸のモータを制御し、補助制御部
２５は既に延べた様に切削水のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ等の制
御を行って加工を実行してゆく。

この際、各軸は、単位時間当たりのワークに対する工具
の移！ｌ１ｌＩ旦が第２２図の式（１５）に示ずように
一定になるように制御されるので切削面の加工精度は一
定に保持される。

なお、上述の実施例は、複合加工工作機械１が第１図に
示すような、いわゆる立型の機械の場合について述べた
が、度合加工工作機械は、立型に限らず、第５０図及び
第５１図に示すような措型のもの（本図においては、タ
レット型の機械を示す。）でもよいことは勿論である。

（ｇ）１発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、第２２図に示
すように、加工区間ｌをｍ個に微小分割しｔこ際のｎ番
目の微小区間Δｌ。の長さをめ、当該微小区間における
工具の移動速度を、ｍ分割された各微小区間を通して等
しくなるように各軸を制御する、補間速度制御演算サブ
ルーチン５ＵＢ９等の補間速度制御演算プログラムを格
納した、ミーリング加ニブログラムメモリ１４を設けた
ので、珂ペレータは、単に加工すべき形状を複合加工工
作４Ｊ［１に入力するだけてＣ軸制御を伴う加工を一定
の精度で行うことができ、従来全て手君１鼻で行ってい
た、各軸の送り速度の計算を工作機城内で自動的に行う
ことが可能となり、数値制御装置への指令データを大幅
に少なくすることができるばかりか、小量多品種生産に
も適した複合加工工作機械１の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用された複合加工工作機械の一実
施例を示す斜視図、第２図は、第１図における複合加工
工作機械の工具ヘッドに、側面加工用工具を装着した場
合を示す斜視図、第３図は、第１図における複合加工工
作機械の制御系を示すブロック図、第４図は、加工形状
展開メモリに格納された各加工モードに属する、加工プ
ロセス、加工部、加工形状を示す図、第５図は、綿布加
エプロセスを示す模式図て、（ａ）は正面図、（ｂｌ＋
；を側面図、第６図は、線左加エプロセスを示す模式図
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、第７図は、線中
心加工プロセスを示す模式図で、ｆａｌは正面図、（ｂ
ｌは側面図、第８図は、面内加ニブ四セスを示す模式図
で、（ａｌは正面図、（ｂ）は側面図、第９図は、面外
加工プロセスを示す模式図で、（ａ）は正面図、（ｂｌ
は側面図、第１０図は、魚加工モードにおける具体的な
加工態様を示す図、第１１図は、線加工モードにおける
具体的な加工態様を示す図、第１２図は、面加工モード
における具体的な加工態様を示す図、第１３図は、ミー
リングプログラムメインルーチンを示す図、第１４図乃
至第３６図は、ミー１ノングプログラムメインルーチン
において使用されろサブルーチンを示す図、第３７図乃
至第４９図は、各サブルーチンにおける加工の具体的態
様を示す図、第５０図は、本発明が適用される複合加工
工作機械の別の例を示す斜視図、第５１図は、第５０図
における複合加工工作機械の工具ヘッド部分の拡大図で
ある。 １　複合加工工作ｔｌ！Ｉ域 １４　ミーリング加ニブログラムメモリｌ　・加工区間 Δｌ、、　微小区間 ５ＵＢ９・・　・補間速度制御演算プログラム（補間速
度制御演算サブルーチン） 出願人　株式会社　山崎鉄工所 代理人　弁理士　相１）伸二 （ほか１名） 第５図 （Ｃ１）　（ｂ） 第７図 （ａ）　（ｂ） を 第８図 （ａ）　（ｂ） （Ｑ）（ｂ） 第２０図 第２１図 第２３図 第２４図 第２５図 ９Ｍ− 第２６図 第３４図 第３５図 第４４図 ↑ 第４５図 第４８図 （ａ）　（ｂ） 第５０図 ３　″＞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 旋削及びミーリング加工を行うことのできる複合加工工
   作機械において、加工区間を複数個に微小分割した際の
   、各単一微小区間の長さをめ、当該単−黴小区間におけ
   る工具の移動速度を、分割された各微小区間を通して等
   しくなるように各軸を制御する補間速度制御演算プログ
   ラムを格納した、ミーリング加ニブログラムメモリを設
   けて構成した複合加工工作機械。