JPS62255003A - 制御兼駆動システム - Google Patents
制御兼駆動システムInfo
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- JPS62255003A JPS62255003A JP62098760A JP9876087A JPS62255003A JP S62255003 A JPS62255003 A JP S62255003A JP 62098760 A JP62098760 A JP 62098760A JP 9876087 A JP9876087 A JP 9876087A JP S62255003 A JPS62255003 A JP S62255003A
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- Japan
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- spindle
- camshaft
- workpiece
- motor
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Links
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Classifications
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/12—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for securing to a spindle in general
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23Q39/042—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being arranged to operate simultaneously at different stations, e.g. with an annular work-table moved in steps with circular arrangement of the sub-assemblies
-
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- B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
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- B23Q5/341—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission cam-operated
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
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- G05B19/37—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for continuous-path control
- G05B19/371—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
- G05B19/373—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
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- Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
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- Y10T29/5129—Rotary work - horizontal axis
-
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-
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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。
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、スピンドルを駆動する第1の可変速度モータ
ーと工具の送り駆動のためカムシャフトに連結された第
2の可変速度モーターとを備えた多軸機械に関する。
ーと工具の送り駆動のためカムシャフトに連結された第
2の可変速度モーターとを備えた多軸機械に関する。
(従来の技術)
多軸機械は、スピンドルの円形の配列により支持された
複数のワークピースに順次作業を行なう一列の工具を備
えている。個々のスピンドルとスピンドル・アッセンブ
リ全体を回転させる手段が設けられていて、一連のスピ
ンドル・ステーションのそれぞれで別個の機械加工作業
または成形作業がワークピースに実施されている。
複数のワークピースに順次作業を行なう一列の工具を備
えている。個々のスピンドルとスピンドル・アッセンブ
リ全体を回転させる手段が設けられていて、一連のスピ
ンドル・ステーションのそれぞれで別個の機械加工作業
または成形作業がワークピースに実施されている。
このような機械では、(1)個々のスピンドルを回転さ
せるためと、(2)アッセンブリの軸のまわりでスピン
ドル・アッセンブリを回転させるかあるいは割り出しを
行なうためと、(3)所要の仕上げられた製品にワーク
ピースを加工するためいろいろなスピンドル・ステーシ
ョンでワークピースと接触した状態で工具を送り込むた
めにパワーが要求される。
せるためと、(2)アッセンブリの軸のまわりでスピン
ドル・アッセンブリを回転させるかあるいは割り出しを
行なうためと、(3)所要の仕上げられた製品にワーク
ピースを加工するためいろいろなスピンドル・ステーシ
ョンでワークピースと接触した状態で工具を送り込むた
めにパワーが要求される。
従来の機械の場合はほとんど、1台の一定速度のモータ
ーが機械全体の唯一の動力源である。モーターは、個々
のスピンドルを回転するためにパワーを提供するトラン
スミ・ノションを介して連結されている。モーターはま
た、ワークピースに関して工具を前進させまたひっこま
せるとともに、軸のまわりでスピンドル・アッセンブリ
を回転させたりあるいは割り出すため、カムシャフトを
介してパワニを提供している。機械のすべての機能は機
械の中に使用されるいろいろな歯車とカムにより相互に
関係しあっている。このため、機械のすべての機能は同
期状態に保持されており、この結果、長期間にわたり不
具合が生じることなく動作が行なわれる。
ーが機械全体の唯一の動力源である。モーターは、個々
のスピンドルを回転するためにパワーを提供するトラン
スミ・ノションを介して連結されている。モーターはま
た、ワークピースに関して工具を前進させまたひっこま
せるとともに、軸のまわりでスピンドル・アッセンブリ
を回転させたりあるいは割り出すため、カムシャフトを
介してパワニを提供している。機械のすべての機能は機
械の中に使用されるいろいろな歯車とカムにより相互に
関係しあっている。このため、機械のすべての機能は同
期状態に保持されており、この結果、長期間にわたり不
具合が生じることなく動作が行なわれる。
(発明が解決しようとする問題点)
多軸機械は、何千という多くの同じ部品を生産するのに
理想的に適している。しかし、このような機械の欠点は
、完成部品の幾何学的形状が変わったとき、歯車とカム
と工具を変えることが必要なことである。スピンドルの
回転速度または工具を駆動するカムシャフトの速度を変
えることが必要なときも、歯車を変えなければならない
。スピンドルの回転速度または工具を駆動するカムシャ
フトの速度を変えることが必要な場合、歯車も変えなけ
ればならない。従来の機械では歯車やカムを変えるには
何日間もかかることがしばしばである。
理想的に適している。しかし、このような機械の欠点は
、完成部品の幾何学的形状が変わったとき、歯車とカム
と工具を変えることが必要なことである。スピンドルの
回転速度または工具を駆動するカムシャフトの速度を変
えることが必要なときも、歯車を変えなければならない
。スピンドルの回転速度または工具を駆動するカムシャ
フトの速度を変えることが必要な場合、歯車も変えなけ
ればならない。従来の機械では歯車やカムを変えるには
何日間もかかることがしばしばである。
多軸機械をよりフレキシブルなものにするため、スピン
ドルを駆動するが、カムシャフトの使用をなくして、工
具のすべての動作を実行するために別個の数値制御モー
ター(以下、NCモーターと称す)を用意することが知
られている。このやり方によれば、工具を作動させるN
Cモーターを制御するプログラムを変えることによって
工具の動作を変えることができる。このシステムは従来
のものよりフレキシブルであるが、いくつかの欠点が指
摘されている。すなわち、12台から15台ものモータ
ーが必要であり、NCモーターの製作には費用がかかり
、不都合が生じがちであるとともに、12台から15台
ものNCモーターを制御するために必要なプログラムは
極端に複雑であって、NCモーターは一般に従来の多軸
機械と同じ程度のワークピースに工具を送り込むトルク
を提供していない。
ドルを駆動するが、カムシャフトの使用をなくして、工
具のすべての動作を実行するために別個の数値制御モー
ター(以下、NCモーターと称す)を用意することが知
られている。このやり方によれば、工具を作動させるN
Cモーターを制御するプログラムを変えることによって
工具の動作を変えることができる。このシステムは従来
のものよりフレキシブルであるが、いくつかの欠点が指
摘されている。すなわち、12台から15台ものモータ
ーが必要であり、NCモーターの製作には費用がかかり
、不都合が生じがちであるとともに、12台から15台
ものNCモーターを制御するために必要なプログラムは
極端に複雑であって、NCモーターは一般に従来の多軸
機械と同じ程度のワークピースに工具を送り込むトルク
を提供していない。
したがって、完全に数値制御された多軸機械に付随する
欠点を伴うことな〈従来のカムシャフト機械よりフレキ
シビリティが大きい多軸機械を提供することは望ましい
ことであった。
欠点を伴うことな〈従来のカムシャフト機械よりフレキ
シビリティが大きい多軸機械を提供することは望ましい
ことであった。
(問題点を解決するための手段)
本発明によれば、多軸機械は、1組の歯車を介してスピ
ンドルを駆動するために使用される第1の可変速度モー
ターと、スピンドル・アッセンブリを回わして、スピン
ドルの位置のうちの若干の位置で工具をワークピースに
送り込むために使用される第2の可変速度モーターと、
他のスピンドルの位置で工具を直接駆動する複数のNC
モーターを備えている。すべてのモーターの動作はマイ
クロプロセッサ−により制御される。
ンドルを駆動するために使用される第1の可変速度モー
ターと、スピンドル・アッセンブリを回わして、スピン
ドルの位置のうちの若干の位置で工具をワークピースに
送り込むために使用される第2の可変速度モーターと、
他のスピンドルの位置で工具を直接駆動する複数のNC
モーターを備えている。すべてのモーターの動作はマイ
クロプロセッサ−により制御される。
このタイプの構成は、下記のごときいくつかの特長を備
えている。
えている。
1、すべてのスピンドルの回転速度は同じではあるが、
機械加工の間、カムシャフトの速度と係わりなく前記同
速度を変えることができる。
機械加工の間、カムシャフトの速度と係わりなく前記同
速度を変えることができる。
2、パワー・ケース内の歯車を変えることなく、スピン
ドル・モーターの速度を変えることによりスピンドルの
速度を変えることができる。
ドル・モーターの速度を変えることによりスピンドルの
速度を変えることができる。
3、 カムシャフトすべてについてカムシャフトの速度
は同一であるが、カムシャフト・モーターの速度を変え
ることによりカムシャフトの速度を変えることができる
。
は同一であるが、カムシャフト・モーターの速度を変え
ることによりカムシャフトの速度を変えることができる
。
4、工具のうち若干のものを付勢するためにカムシャフ
トが使用されるので、工具をワークピースの中に押し入
れるため大きいトルクを利用することができる。
トが使用されるので、工具をワークピースの中に押し入
れるため大きいトルクを利用することができる。
5、機械加工サイクルの間、スピンドルの速度に係わり
なく、工具の送り速度を変えることができる。
なく、工具の送り速度を変えることができる。
6、 スピンドルまたはカムシャフトの動作に影響を与
えることなく、複数のNCモーターの動作を変えること
ができる。
えることなく、複数のNCモーターの動作を変えること
ができる。
7、特定のサイクルの間、ワークピースの直径が変化す
るにしたがって一定の表面速度を維持するためスピンド
ルの速度を変えることができる。
るにしたがって一定の表面速度を維持するためスピンド
ルの速度を変えることができる。
8、割出し速度(1つの作業ステーションから次の作業
ステーションまでのスピンドル・アッセンブリの回転速
度を要求通り変えることができる。
ステーションまでのスピンドル・アッセンブリの回転速
度を要求通り変えることができる。
したがって、本発明の目的は、スピンドルとカムシャフ
トを駆動する別個の可変速度モーターを備えた多軸機械
を提供することである。
トを駆動する別個の可変速度モーターを備えた多軸機械
を提供することである。
本発明の別の目的は、スピンドル駆動モーターとカムシ
ャフト・モーターと機械に取り付けられた特定のNCモ
ーターの動作を相互に関係づけるようマイクロプロセッ
サ−を使用した多軸機械を提供することである。
ャフト・モーターと機械に取り付けられた特定のNCモ
ーターの動作を相互に関係づけるようマイクロプロセッ
サ−を使用した多軸機械を提供することである。
本発明の別の目的は、第1のグループの工具を駆動する
カムシャフト・モーターと他の工具を駆動する補足的な
NCモーターを備えた多軸機械を提供することである。
カムシャフト・モーターと他の工具を駆動する補足的な
NCモーターを備えた多軸機械を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、第1のグループの工具とN
Cモーターを駆動して他の工具を駆動し、これによりN
Cモーターを制御プログラムを変えることによって機械
加工作業を部分的に変えることができる多軸機械を提供
することである。
Cモーターを駆動して他の工具を駆動し、これによりN
Cモーターを制御プログラムを変えることによって機械
加工作業を部分的に変えることができる多軸機械を提供
することである。
本発明のその他の目的は、以下の説明より明らかとなろ
う。なお、説明中に使用されている参照数字は、図面に
書き込まれている参照数字に対応している。
う。なお、説明中に使用されている参照数字は、図面に
書き込まれている参照数字に対応している。
(実施例)
以下、本発明の好適した実施例を図解した添付図面を参
照しながら、本発明の詳細な説明する。
照しながら、本発明の詳細な説明する。
はじめに、第1図と第2図を参照すれば、図示のように
、多軸機械は参照数字10により代表的に表示されてい
る。この多軸機械は、ベース12と、可変速度スピンド
ル・モーター13と、可変速度カムシャフト・モーター
14と、パワー・ケース16と、スピンドル・フレーム
17とから構成されている。棒材の形をしたワークピー
スを機械加工するこの多軸機械は、多軸式棒材用機械と
して知られている。チャック式機械として知られている
他の多軸機械は、別の形でワークピースを加工する。本
発明は、両タイプの機械に適用されるものである。
、多軸機械は参照数字10により代表的に表示されてい
る。この多軸機械は、ベース12と、可変速度スピンド
ル・モーター13と、可変速度カムシャフト・モーター
14と、パワー・ケース16と、スピンドル・フレーム
17とから構成されている。棒材の形をしたワークピー
スを機械加工するこの多軸機械は、多軸式棒材用機械と
して知られている。チャック式機械として知られている
他の多軸機械は、別の形でワークピースを加工する。本
発明は、両タイプの機械に適用されるものである。
本発明が適用される棒材用機械の態様においては、複数
の棒材供給チューブ18がスピンドル・フレーム17に
取り付けられていて、スピンドル・フレーム17内に配
置されたスピンドル・アッセンブリに供給される棒材を
収容している。この機械は、機械の側面に取り付けられ
た制御パネル19から制御されている。パワー・ケース
16は、スピンドル・モーター13をスピンドル・シャ
フト22に接続するカップリング21を収容している。
の棒材供給チューブ18がスピンドル・フレーム17に
取り付けられていて、スピンドル・フレーム17内に配
置されたスピンドル・アッセンブリに供給される棒材を
収容している。この機械は、機械の側面に取り付けられ
た制御パネル19から制御されている。パワー・ケース
16は、スピンドル・モーター13をスピンドル・シャ
フト22に接続するカップリング21を収容している。
スピンドル・シャフト22は、この技術分野ではよく知
られているように、パワー・ケース16とスピンドル・
フレーム170間に配置されていて、スピンドル・シャ
フト22の端部に固定された歯車25を介して個々のス
ピンドル36を駆動するツール・スライド23の中心を
通って延設されている。パワー・ケース16はウオーム
26を備えており、直角ドライブ28を介してカムシャ
フト・モーター14により駆動されるとともに、ウオー
ム・ギヤ27と噛み合っているウオーム26を収容して
いる。ウオーム・ギヤ27は、カムシャフト29の一端
に取り付けられており、該カムシャフト29はこのカム
シャフト29の中央領域に固定されたメイン・カム31
を駆動している。メイン・カム31は、いろいろな工具
が取り付けられている工具スライド23を往復動させて
おり、他のカムを介して動作するカムシャフトは、この
技術分野ではよく知られているように、スピンドル・ア
ッセンブリ24のまわりでクロス・スライド34上に取
り付けられている工具を駆動している。
られているように、パワー・ケース16とスピンドル・
フレーム170間に配置されていて、スピンドル・シャ
フト22の端部に固定された歯車25を介して個々のス
ピンドル36を駆動するツール・スライド23の中心を
通って延設されている。パワー・ケース16はウオーム
26を備えており、直角ドライブ28を介してカムシャ
フト・モーター14により駆動されるとともに、ウオー
ム・ギヤ27と噛み合っているウオーム26を収容して
いる。ウオーム・ギヤ27は、カムシャフト29の一端
に取り付けられており、該カムシャフト29はこのカム
シャフト29の中央領域に固定されたメイン・カム31
を駆動している。メイン・カム31は、いろいろな工具
が取り付けられている工具スライド23を往復動させて
おり、他のカムを介して動作するカムシャフトは、この
技術分野ではよく知られているように、スピンドル・ア
ッセンブリ24のまわりでクロス・スライド34上に取
り付けられている工具を駆動している。
さて、第3図を参照すれば、スピンドル・アッセンブリ
24は6本のスピンドル36より成る円形の列を備えて
おり、6本のスピンドル36がそれぞれ、スピンドル・
アッセンブリ24内で回転するよう取り付けられている
。スピンドル36はそれぞれ、中心にコレット38が設
けられていて、該コレット38をワークピース(図示せ
ず)をくわえるようになっている。図示のごと(、スピ
ンドル・アッセンブリ24上の7時の位置で始まって時
計と反対方向に見て数字1より6までが記入されている
。機械が運転されている間、スピンドル・アッセンブリ
は増分的に6つの位置を通って前進するようにされてお
り、6番目の位置は切り離し位置かまたは排出位置であ
って、コレットから完成した部品が取りはずされる。
24は6本のスピンドル36より成る円形の列を備えて
おり、6本のスピンドル36がそれぞれ、スピンドル・
アッセンブリ24内で回転するよう取り付けられている
。スピンドル36はそれぞれ、中心にコレット38が設
けられていて、該コレット38をワークピース(図示せ
ず)をくわえるようになっている。図示のごと(、スピ
ンドル・アッセンブリ24上の7時の位置で始まって時
計と反対方向に見て数字1より6までが記入されている
。機械が運転されている間、スピンドル・アッセンブリ
は増分的に6つの位置を通って前進するようにされてお
り、6番目の位置は切り離し位置かまたは排出位置であ
って、コレットから完成した部品が取りはずされる。
棒材用機械は上述のように構成されているので、各スピ
ンドル36は、材料供給チューブ18からコレット38
の中に自動的に供給された素材37を受け取る。工具ス
ライド23はスピンドル・アッセンブリ24の軸上に取
り付けられていて、複数の工具取付路41が、この技術
分野ではよく知られているように、工具32のごとき工
具を受け入れるために工具スライド23の表面上に形成
されている。
ンドル36は、材料供給チューブ18からコレット38
の中に自動的に供給された素材37を受け取る。工具ス
ライド23はスピンドル・アッセンブリ24の軸上に取
り付けられていて、複数の工具取付路41が、この技術
分野ではよく知られているように、工具32のごとき工
具を受け入れるために工具スライド23の表面上に形成
されている。
工具スライド23は、スピンドル・アフセンブIJ24
の軸に平行な前後方向にメイン・カム31により駆動さ
れる。クロス・スライド34上に取り付けられている工
具はカムシャフト29により作動する他のカムにより駆
動されるが、スピンドル・アッセンブリ24の軸に直角
な方向に移動する。4番目のスピンドルの位置と5番目
のスピンドルの位置42では、NCモーター43がスピ
ンドルの軸に直角な方向に工具を駆動する。また、NC
モーター44はスピンドルの軸に平行な方向に工具を駆
動する0機械加工の作業の間、ワークピースを要求通り
切断し、形成するため、スピンドル・アッセンブリのコ
レット38の中に保持されているワークピースの中に工
具が供給される。
の軸に平行な前後方向にメイン・カム31により駆動さ
れる。クロス・スライド34上に取り付けられている工
具はカムシャフト29により作動する他のカムにより駆
動されるが、スピンドル・アッセンブリ24の軸に直角
な方向に移動する。4番目のスピンドルの位置と5番目
のスピンドルの位置42では、NCモーター43がスピ
ンドルの軸に直角な方向に工具を駆動する。また、NC
モーター44はスピンドルの軸に平行な方向に工具を駆
動する0機械加工の作業の間、ワークピースを要求通り
切断し、形成するため、スピンドル・アッセンブリのコ
レット38の中に保持されているワークピースの中に工
具が供給される。
多軸機械の割出機構はスピンドル・アッセンブリ24の
回転を制御し、スピンドル・アッセンブIJ24が回転
しないようロックするので、ワークピースにいろいろな
機械加工の作業を実施することができる0割出機構20
はスピンドル・アッセンブリ24に隣接したスピンドル
・フレーム17内に配置されていて、1つまたは複数の
ロッキング・レバー48を制御する作動ロッド47を備
えている。ロッキング・レバー48は、通常、スピンド
ル・アッセンブリの外周に配置された止め金49と係合
し、機械加工作業の間9、スピンドル・アッセンブリを
固定位置に保持する。作動ロッド47は、この技術分野
ではよく知られている機構を介してカムシャフトにより
操作される。作動ロッド47が動作すると、ロッキング
・レバー48が止め金49との保合から解除されるので
、ゼネバ歯車51により第3図に示されている次の位置
でスピンドル・アッセンブリ24の割り出しヲ行なうこ
とができる。ゼネバ歯車51は、カムシャフト29の端
部に取り付けられたアーム52により回転される。
回転を制御し、スピンドル・アッセンブIJ24が回転
しないようロックするので、ワークピースにいろいろな
機械加工の作業を実施することができる0割出機構20
はスピンドル・アッセンブリ24に隣接したスピンドル
・フレーム17内に配置されていて、1つまたは複数の
ロッキング・レバー48を制御する作動ロッド47を備
えている。ロッキング・レバー48は、通常、スピンド
ル・アッセンブリの外周に配置された止め金49と係合
し、機械加工作業の間9、スピンドル・アッセンブリを
固定位置に保持する。作動ロッド47は、この技術分野
ではよく知られている機構を介してカムシャフトにより
操作される。作動ロッド47が動作すると、ロッキング
・レバー48が止め金49との保合から解除されるので
、ゼネバ歯車51により第3図に示されている次の位置
でスピンドル・アッセンブリ24の割り出しヲ行なうこ
とができる。ゼネバ歯車51は、カムシャフト29の端
部に取り付けられたアーム52により回転される。
さて、第4図を参照すれば、本発明に係る多軸機械の制
御システムが詳細に示されている。スピンドル・モータ
ー13は、パワー・ケース16内のカップリング21と
スピンドル・シャフト22を介してスピンドル・アッセ
ンブリ24内の個々のスピンドル36を駆動するギヤ・
アッセンブリに接続されている。スピンドル・モーター
13の回転は第1の分解器61によりモニターされてお
り、該第1の分解器は第1の入力をマイクロプロセッサ
−63に提供する。
御システムが詳細に示されている。スピンドル・モータ
ー13は、パワー・ケース16内のカップリング21と
スピンドル・シャフト22を介してスピンドル・アッセ
ンブリ24内の個々のスピンドル36を駆動するギヤ・
アッセンブリに接続されている。スピンドル・モーター
13の回転は第1の分解器61によりモニターされてお
り、該第1の分解器は第1の入力をマイクロプロセッサ
−63に提供する。
カムシャフト・モーター14が多軸機械のカムシャフト
29に連結されており、該カムシャフト・モーター14
の回転はマイクロプロセッサ−63に第2の入力66を
提供する第2の分解器64によりモニターされる。カム
シャフト29はメイン・カム31と複数の2次カム33
を駆動する。メイン・カムはスピンドル・シャフト22
の軸に沿ってツール・スライド23を往復動させ、複数
の2次カム33はクロス・スライド34上に取り付けら
れた工具を作動させる。上述のように、作動ロッド47
は多軸機械の割出ロッキング機構を制御する。ゼネバ歯
車を駆動するカムシャフトの端部に設けられたアーム5
2により割出しを行なっている間、スピンドル・アッセ
ンブリ24が回転される。スピンドル・モーター13と
カムシャフト14の両方の速度はマイクロプロセッサ−
63により制御される。
29に連結されており、該カムシャフト・モーター14
の回転はマイクロプロセッサ−63に第2の入力66を
提供する第2の分解器64によりモニターされる。カム
シャフト29はメイン・カム31と複数の2次カム33
を駆動する。メイン・カムはスピンドル・シャフト22
の軸に沿ってツール・スライド23を往復動させ、複数
の2次カム33はクロス・スライド34上に取り付けら
れた工具を作動させる。上述のように、作動ロッド47
は多軸機械の割出ロッキング機構を制御する。ゼネバ歯
車を駆動するカムシャフトの端部に設けられたアーム5
2により割出しを行なっている間、スピンドル・アッセ
ンブリ24が回転される。スピンドル・モーター13と
カムシャフト14の両方の速度はマイクロプロセッサ−
63により制御される。
第4と第5のスピンドル位置では、NCモーター43と
44は、半径方向と軸方向の切削作業あるいは成形作業
のために工具を駆動するのに使用されている。図示のよ
うに、2つのNCモーター43と44と2つのレゾルバ
67と68はそれぞれの位置に位置ぎめされている。N
Cモーターはそれぞれレゾルバに連結されており、また
モーターとレゾルバはすべてマイクロプロセッサ−に連
結されている。
44は、半径方向と軸方向の切削作業あるいは成形作業
のために工具を駆動するのに使用されている。図示のよ
うに、2つのNCモーター43と44と2つのレゾルバ
67と68はそれぞれの位置に位置ぎめされている。N
Cモーターはそれぞれレゾルバに連結されており、また
モーターとレゾルバはすべてマイクロプロセッサ−に連
結されている。
多軸機械の動作はすべてマイクロプロセッサ−63によ
り制御されている。マイクロプロセッサ−63は、スピ
ンドル・モーター13とカムシャフト・モーター14と
NC工具駆動モーター43と44に入力駆動信号を提供
している。そのほか、マイクロプロセッサ−63はレゾ
ルバ61と64によりスピンドル・モーター13とカム
シャフト・モーター14の回転をモニターするとともに
、分解器67と68によりNCモーター43と44の回
転をモニターしている。
り制御されている。マイクロプロセッサ−63は、スピ
ンドル・モーター13とカムシャフト・モーター14と
NC工具駆動モーター43と44に入力駆動信号を提供
している。そのほか、マイクロプロセッサ−63はレゾ
ルバ61と64によりスピンドル・モーター13とカム
シャフト・モーター14の回転をモニターするとともに
、分解器67と68によりNCモーター43と44の回
転をモニターしている。
各スピンドル・ステーションにおける標準機械加工動作
の間、カムシャフト29は、カムにより駆動される工具
を駆動しながら110度の角度回動する。1つのスピン
ドル・ステーションから次のスピンドル・ステーション
にスピンドル・アッセンブリが割出を行なう間、カムシ
ャフトは250度の角度回動する。マイクロプロセッサ
−63を使用すれば、スピンドル・キャリヤのロックが
解除されて次のステーションに割出しされる前にカムシ
ャフトのモーター14を停止させることができる。ワー
クピースに作業を行なうため、第4の位置と第5の位置
にあるNCモーターにより制御される工具を使用するこ
とができる。必要な場合、マイクロプロセンサーは、N
Cモーターにより駆動される工具が機械加工している間
、スピンドルの速度を変えることもできる。
の間、カムシャフト29は、カムにより駆動される工具
を駆動しながら110度の角度回動する。1つのスピン
ドル・ステーションから次のスピンドル・ステーション
にスピンドル・アッセンブリが割出を行なう間、カムシ
ャフトは250度の角度回動する。マイクロプロセッサ
−63を使用すれば、スピンドル・キャリヤのロックが
解除されて次のステーションに割出しされる前にカムシ
ャフトのモーター14を停止させることができる。ワー
クピースに作業を行なうため、第4の位置と第5の位置
にあるNCモーターにより制御される工具を使用するこ
とができる。必要な場合、マイクロプロセンサーは、N
Cモーターにより駆動される工具が機械加工している間
、スピンドルの速度を変えることもできる。
本発明に係る多軸機械のその他の特長は、実例にもとづ
いて明確に理解していただけよう。この実例においては
、カムシャフトにより工具を駆動するようにされたステ
ーション1.2.3または6のうちの1つで機械加工が
行なわれているものと仮定する。第5A図は、機械加工
を始めるときのワークピースを示し、第5D図は、機械
加工が終ったときのワークピースを示す、第5B図と第
5C図は、機械加工の間の中間段階におけるワークピー
スを示す。
いて明確に理解していただけよう。この実例においては
、カムシャフトにより工具を駆動するようにされたステ
ーション1.2.3または6のうちの1つで機械加工が
行なわれているものと仮定する。第5A図は、機械加工
を始めるときのワークピースを示し、第5D図は、機械
加工が終ったときのワークピースを示す、第5B図と第
5C図は、機械加工の間の中間段階におけるワークピー
スを示す。
第5A図においては、ドリル72はワークピースの軸に
沿って穴あけを始める。ドリルに関するワークピースの
最大許容表面速度は101055F毎分当たりの表面フ
ィート)であり、ワークピースの中にはいるドリル72
の最大送り速度は毎分光たり0.15 tx (0,O
O6’/Rev、) 、すなわち、(1回転当たり0.
15鶴(0,006インチ))である。105SFHの
場合、1600RPMのスピンドル速度が可能であり、
(したがって、1600PPMのワークピースの回転速
度が可能である)。
沿って穴あけを始める。ドリルに関するワークピースの
最大許容表面速度は101055F毎分当たりの表面フ
ィート)であり、ワークピースの中にはいるドリル72
の最大送り速度は毎分光たり0.15 tx (0,O
O6’/Rev、) 、すなわち、(1回転当たり0.
15鶴(0,006インチ))である。105SFHの
場合、1600RPMのスピンドル速度が可能であり、
(したがって、1600PPMのワークピースの回転速
度が可能である)。
第6図は、第5A図より第5D図までの機械加工の作業
の間におけるスピンドルの速度とカムシャフトの角度の
関係を示している。第6図は、1600RPHの初期ス
ピンドル速度を示す。
の間におけるスピンドルの速度とカムシャフトの角度の
関係を示している。第6図は、1600RPHの初期ス
ピンドル速度を示す。
第5B図においては、切削加工工具74のうちの刃73
がワークピースに切削加工を始めるところである。刃に
関するワークピースの最大許容表面速度は2525FM
であり、刃がワークピースにはいる最大許容速度は1回
転当たり0.09NN(0,0037’ /Rev、)
である。刃73と接触するワークピースの部分の直径は
ドリル72と接触するワークピースの部分の直径より大
きいので、252SFHの場合、スピンドルの速度は8
00PPMしか許容されない。第6図は、カムシャフト
角度C8で1600PPMから80ORPMにスピンド
ル速度が減少したことを示している。
がワークピースに切削加工を始めるところである。刃に
関するワークピースの最大許容表面速度は2525FM
であり、刃がワークピースにはいる最大許容速度は1回
転当たり0.09NN(0,0037’ /Rev、)
である。刃73と接触するワークピースの部分の直径は
ドリル72と接触するワークピースの部分の直径より大
きいので、252SFHの場合、スピンドルの速度は8
00PPMしか許容されない。第6図は、カムシャフト
角度C8で1600PPMから80ORPMにスピンド
ル速度が減少したことを示している。
刃73がワークピースに切削加工するにしたがって、ワ
ークピースと刃73との間の接触面の直径は減少する。
ークピースと刃73との間の接触面の直径は減少する。
252SFMを越えない範囲でスピンドルの速度を増加
させてもよい。したがって、刃73がワークピースに切
削加工するにしたがって、スピンドルの速度は800P
PMから140ORPMに増加させることができる。第
6図は、カムシャフト角度CBからCcまで、スピンド
ル速度が80ORPMから144ORPMに増加したこ
とを示している。
させてもよい。したがって、刃73がワークピースに切
削加工するにしたがって、スピンドルの速度は800P
PMから140ORPMに増加させることができる。第
6図は、カムシャフト角度CBからCcまで、スピンド
ル速度が80ORPMから144ORPMに増加したこ
とを示している。
第5C図では、切削工具74の刃76がワークピースに
切削加工を始めたところである。刃の切削加工の面積が
大きいので、刃76に関するワークピースの最大許容表
面速度は180SFMである。
切削加工を始めたところである。刃の切削加工の面積が
大きいので、刃76に関するワークピースの最大許容表
面速度は180SFMである。
ワークピースにはいる刃73と刃76を組み合わせたも
のの最大許容送り速度は1回転当たり0.06m (0
,0025’/Rev、 )である。1805FMの場
合、スピンドル速度は675PPMに制限されている。
のの最大許容送り速度は1回転当たり0.06m (0
,0025’/Rev、 )である。1805FMの場
合、スピンドル速度は675PPMに制限されている。
工具の刃76がワークピースに切削加工するにしたがっ
て、ワークピースと刃の接触面の直径は減少する。18
0SFMを越えないスピンドルの速度を増大させること
ができる。第6図に示されているように、カムシャフト
の角度CCからCDまでのスピンドルの速度は675R
PMから750RPMに増大している。
て、ワークピースと刃の接触面の直径は減少する。18
0SFMを越えないスピンドルの速度を増大させること
ができる。第6図に示されているように、カムシャフト
の角度CCからCDまでのスピンドルの速度は675R
PMから750RPMに増大している。
いろいろな機械加工作業に対する。最大SFMは制限さ
れており、もし、最大SFMを越えると、工具が焼ける
かあるいは破損し、ワークピース上の切削加工は一様で
なくなるかあるいはワークピースの仕上がりは不満足な
ものとなる。スピンドルの速度を変えることができない
多軸機械を使用する場合は、機械加工作業のどの部分で
も最大SFMを越えないRPMにスピンドル速度を保持
しなければならない。第5図と第6図に示されている上
述の実例では、カムシャフト角度C6でSFMが180
を越えないようにするためには660RPMが必要であ
る。この結果、速度を変えることができない機械を使用
する場合、機械の動作全体の間、第6図で点線77によ
り示されている660PPMを維持しなけれならない。
れており、もし、最大SFMを越えると、工具が焼ける
かあるいは破損し、ワークピース上の切削加工は一様で
なくなるかあるいはワークピースの仕上がりは不満足な
ものとなる。スピンドルの速度を変えることができない
多軸機械を使用する場合は、機械加工作業のどの部分で
も最大SFMを越えないRPMにスピンドル速度を保持
しなければならない。第5図と第6図に示されている上
述の実例では、カムシャフト角度C6でSFMが180
を越えないようにするためには660RPMが必要であ
る。この結果、速度を変えることができない機械を使用
する場合、機械の動作全体の間、第6図で点線77によ
り示されている660PPMを維持しなけれならない。
スピンドルの速度が変わるにしたがって、(1回転当た
りインチで表わした)工具の食い込み速度を一定に維持
するためにはカムシャフトの速度も変えなければならな
い。機械加工の作業の間、カムシャフトの速度を変える
ことができることは大きな特長をもたらすものである。
りインチで表わした)工具の食い込み速度を一定に維持
するためにはカムシャフトの速度も変えなければならな
い。機械加工の作業の間、カムシャフトの速度を変える
ことができることは大きな特長をもたらすものである。
すなわち、従来より短い時間内でワークピースを機械加
工することができる。
工することができる。
第7図は、第5図に示されている機械加工作業の間にお
けるカムシャフトの回転速度を図解したグラフである。
けるカムシャフトの回転速度を図解したグラフである。
カムシャフトの角度C8ではカムシャフトの回転速度は
毎分5.8 ”/mから2.7 ”/mに変わる。しか
るのち、カムシャフトの回転速度はカムシャフト角度C
6における4、 31′I/mまで直線状に増加し、そ
して1.4 ”/laまで減少する。カムシャフト角度
C9からC0までのカムシャフトの回転速度は再び1.
4 ”/laから1.5 ”71mまで増加する。
毎分5.8 ”/mから2.7 ”/mに変わる。しか
るのち、カムシャフトの回転速度はカムシャフト角度C
6における4、 31′I/mまで直線状に増加し、そ
して1.4 ”/laまで減少する。カムシャフト角度
C9からC0までのカムシャフトの回転速度は再び1.
4 ”/laから1.5 ”71mまで増加する。
第6図に示されているように、スピンドルの回転速度(
したがって、ワークピースの回転速度)は変化するが、
カムシャフトの回転速度を変化させることによりワーク
ピースに関する工具74の食い込み速度を所定のカムシ
ャフト角度にわたって一定に維持することができる。食
い込み速度を一定に維持することができることは、機械
加工のサイクル・タイムを最適正化するために利用する
ことができる1つの特徴である。必要な場合、機械加工
の作業の間、カムシャフトの回転速度を一定に保持する
ことができることはもちろんのことである。
したがって、ワークピースの回転速度)は変化するが、
カムシャフトの回転速度を変化させることによりワーク
ピースに関する工具74の食い込み速度を所定のカムシ
ャフト角度にわたって一定に維持することができる。食
い込み速度を一定に維持することができることは、機械
加工のサイクル・タイムを最適正化するために利用する
ことができる1つの特徴である。必要な場合、機械加工
の作業の間、カムシャフトの回転速度を一定に保持する
ことができることはもちろんのことである。
第8図は、第5図に示されているワークピース71に工
具74を切削加工させる速度(SMF)を図解したグラ
フである。上部の破!79は工具74の刃部骨76のS
FMを示し、下部の実線80は工具の刃部骨73のSP
Mをしめす。
具74を切削加工させる速度(SMF)を図解したグラ
フである。上部の破!79は工具74の刃部骨76のS
FMを示し、下部の実線80は工具の刃部骨73のSP
Mをしめす。
まず、カムシャフト角度CAからCIまでは、工具74
はワークピース71と接触しておらず、工具は空気を切
っているだけであるので、SFMはドリル72にあわせ
て最適正化されている。カムシャフト角度C8では刃部
骨73のSFMは252まで下がっていて、カムシャフ
トの角度がCcになるまで、このSFMはこの速度に保
持されている。
はワークピース71と接触しておらず、工具は空気を切
っているだけであるので、SFMはドリル72にあわせ
て最適正化されている。カムシャフト角度C8では刃部
骨73のSFMは252まで下がっていて、カムシャフ
トの角度がCcになるまで、このSFMはこの速度に保
持されている。
角度C6では刃部骨76のSFMは180まで下がり、
カムシャフトの角度がCDになるまで180SFMが維
持されている。
カムシャフトの角度がCDになるまで180SFMが維
持されている。
従来の6軸機械は同時に6個のワークピースを加工し、
1個の完成部品を作るために車軸機械が必要とする同じ
時間内に6個の完成部品を作る。
1個の完成部品を作るために車軸機械が必要とする同じ
時間内に6個の完成部品を作る。
したがって、たとえば、何千という多数の同じ部品を作
る場合、多軸機械は、部品光たりの生産時間が車軸機械
より大幅に少なくてすむので、最低コストで部品を生産
することができる。多軸カムシャフト機械に通常使用さ
れているいろいろな歯車やリンク、カム、カム従動子を
取り付けて調節するために、多軸機械は10から20時
間あるいはこれよりも長時間の段取時間を必要とする事
実にかかわらず、上述のことは当てはまることである。
る場合、多軸機械は、部品光たりの生産時間が車軸機械
より大幅に少なくてすむので、最低コストで部品を生産
することができる。多軸カムシャフト機械に通常使用さ
れているいろいろな歯車やリンク、カム、カム従動子を
取り付けて調節するために、多軸機械は10から20時
間あるいはこれよりも長時間の段取時間を必要とする事
実にかかわらず、上述のことは当てはまることである。
しかし、作ろうとする同じ部品の数が多くない場合、機
械に歯車やカムを正しく取り付けるために必要とする段
取時間は長いので、多軸機械を使用することは実際的で
はない。
械に歯車やカムを正しく取り付けるために必要とする段
取時間は長いので、多軸機械を使用することは実際的で
はない。
この状態は本発明によって解消されたのである。
たとえば、第1と第2と第3と第6の工具摺動位置がカ
ムシャフト29により移動するとともに、第4と第5の
位置にある工具がNCモーター43と44により駆動さ
れるものと仮定する。したがって、第1と第2と第3と
第6の位置にある工具スライド23またはクロス・スラ
イド34はカムシャフト29により駆動され、これらの
工具の送り速度はマイクロプロセッサ−63から可変速
度直流カム・モーター14に伝達された信号により変え
ることができる。工具の駆動を変えることができること
は、ワークピースの材料を別のものに取り変える場合に
重要である。−例として、ワークピース材料を鋼材から
真鍮に切り換えたとき、ワークピースを一段と早く切削
を行なうことが可能である。あるいは、切削作業の異な
った状態で工具の供給速度を変えることが望ましい。従
来の機械の場合、工具の送り速度は、スピンドル・フレ
ームの中のカムを変えることによってのみ工具の送り速
度を変えることができる。本発明によれば、マイクロプ
ロセッサ−63からカムシャフト・モーター14に伝達
される信号を変えることにより工具供給速度を変えるこ
とができる。
ムシャフト29により移動するとともに、第4と第5の
位置にある工具がNCモーター43と44により駆動さ
れるものと仮定する。したがって、第1と第2と第3と
第6の位置にある工具スライド23またはクロス・スラ
イド34はカムシャフト29により駆動され、これらの
工具の送り速度はマイクロプロセッサ−63から可変速
度直流カム・モーター14に伝達された信号により変え
ることができる。工具の駆動を変えることができること
は、ワークピースの材料を別のものに取り変える場合に
重要である。−例として、ワークピース材料を鋼材から
真鍮に切り換えたとき、ワークピースを一段と早く切削
を行なうことが可能である。あるいは、切削作業の異な
った状態で工具の供給速度を変えることが望ましい。従
来の機械の場合、工具の送り速度は、スピンドル・フレ
ームの中のカムを変えることによってのみ工具の送り速
度を変えることができる。本発明によれば、マイクロプ
ロセッサ−63からカムシャフト・モーター14に伝達
される信号を変えることにより工具供給速度を変えるこ
とができる。
そのほか、第4と第5のスピンドル位置42に取り付け
られている工具は別個のNCモーター43と44により
駆動されるので、完成部分の形状を変えるためには前記
位置にある工具の速度を別々に変えることができる。
られている工具は別個のNCモーター43と44により
駆動されるので、完成部分の形状を変えるためには前記
位置にある工具の速度を別々に変えることができる。
たとえば、第4の位置の工具がワークピースの外表面に
溝を切削加工する単一のポイント・ツールであれば、第
4の位置の工具により与えられた命令信号を変えること
により溝の幅と深さを変えることができる。このやり方
は、機械の工具とカムを変える場合より非常に筒車であ
るとともに、時間がかからないので、機械の機能の変更
を容易に行なうことができる。このように機械はフレキ
シビリティを備えているので、個数の少ないバッチ操業
の場合でもコスト的に有利である。NCモーター43を
制御するプログラムを変更することにより第4と第5の
位置42で工具の仕上がり状態を変えることができるこ
とは別の特長を提供するものである。スピンドル・アッ
センブリ24の外周上にあるロッキング・レバー48と
止め金49の許容公差は大きく設定されているが、スピ
ンドル・アッセンブリの軸上におけるスピンドル・アワ
センブリの角度位置を制御しているこの機構のすべて誤
差を取り除(ことは困難である。しかし、第4と第5の
位置42で6本のスピンドルそれぞれの位置誤差の大き
さを判定するため正確な測定を行なう。第4と第5の位
置で工具を送りを与えるモーターは数値制御されるので
、X軸の機械加工(ワークピースの半径上の機械加工)
の誤差は、NCモーター43を制御するマイクロプロセ
ッサ−63から発信された信号により補整することがで
きる。
溝を切削加工する単一のポイント・ツールであれば、第
4の位置の工具により与えられた命令信号を変えること
により溝の幅と深さを変えることができる。このやり方
は、機械の工具とカムを変える場合より非常に筒車であ
るとともに、時間がかからないので、機械の機能の変更
を容易に行なうことができる。このように機械はフレキ
シビリティを備えているので、個数の少ないバッチ操業
の場合でもコスト的に有利である。NCモーター43を
制御するプログラムを変更することにより第4と第5の
位置42で工具の仕上がり状態を変えることができるこ
とは別の特長を提供するものである。スピンドル・アッ
センブリ24の外周上にあるロッキング・レバー48と
止め金49の許容公差は大きく設定されているが、スピ
ンドル・アッセンブリの軸上におけるスピンドル・アワ
センブリの角度位置を制御しているこの機構のすべて誤
差を取り除(ことは困難である。しかし、第4と第5の
位置42で6本のスピンドルそれぞれの位置誤差の大き
さを判定するため正確な測定を行なう。第4と第5の位
置で工具を送りを与えるモーターは数値制御されるので
、X軸の機械加工(ワークピースの半径上の機械加工)
の誤差は、NCモーター43を制御するマイクロプロセ
ッサ−63から発信された信号により補整することがで
きる。
第9図を参照すれば、ワークピース81を取り付けたス
ピンドルが真の第4の位置で示されている。ワークピー
スに溝82を機械加工するため、工具の頂部が位置84
に到達するまでNCモーター43により工具83が前進
する。−例として、スピンドルの中心の所要の位置86
とスピンドルの中心の実際の位置87との間の誤差△×
が図示されている。
ピンドルが真の第4の位置で示されている。ワークピー
スに溝82を機械加工するため、工具の頂部が位置84
に到達するまでNCモーター43により工具83が前進
する。−例として、スピンドルの中心の所要の位置86
とスピンドルの中心の実際の位置87との間の誤差△×
が図示されている。
位置88まで工具83に送りを与えることによりワーク
ピース81に同じ溝が機械加工され、マイクロプロセッ
サ−63によりNGモーター43に与えられる送りの指
示をたんに変えることにより位置84から位置88まで
の工具の送りの補正を行なうようにされている。このよ
うにして第4と第5の位置におけるスピンドルすべての
位置誤差はあらかじめ測定され、したがって、NCモー
ターのプログラムは変更される。
ピース81に同じ溝が機械加工され、マイクロプロセッ
サ−63によりNGモーター43に与えられる送りの指
示をたんに変えることにより位置84から位置88まで
の工具の送りの補正を行なうようにされている。このよ
うにして第4と第5の位置におけるスピンドルすべての
位置誤差はあらかじめ測定され、したがって、NCモー
ターのプログラムは変更される。
動作の補足的なフレキシビリティは、スピンドル駆動部
とカムシャフトに別個の可変速モーター13と14を供
給することにより得られる。同じワークピースが真鍮、
鋼、アルミニウム、青銅等いろいろな材料で作ることが
できるので、いろいろな材料に機械加工を行なうとき、
いろいろな相対的スピンドル速度と工具送り速度が必要
とされる。スピンドル速度と工具送り速度の比はマイク
ロプロセッサ−63により必要に応じ変えることができ
る。割り出しの間にカムシャフト・モーター14の速度
を変えるために選択的にマイクロプロセッサ−63を使
用する能力は別の特長を提供している。完成した部品に
機械加工するために必要とされる時間を最小程度に抑え
るため、1つの位置から次の位置にスピンドル・アッセ
ンブリを割り出す作業はできるだけ迅速に行なわれる。
とカムシャフトに別個の可変速モーター13と14を供
給することにより得られる。同じワークピースが真鍮、
鋼、アルミニウム、青銅等いろいろな材料で作ることが
できるので、いろいろな材料に機械加工を行なうとき、
いろいろな相対的スピンドル速度と工具送り速度が必要
とされる。スピンドル速度と工具送り速度の比はマイク
ロプロセッサ−63により必要に応じ変えることができ
る。割り出しの間にカムシャフト・モーター14の速度
を変えるために選択的にマイクロプロセッサ−63を使
用する能力は別の特長を提供している。完成した部品に
機械加工するために必要とされる時間を最小程度に抑え
るため、1つの位置から次の位置にスピンドル・アッセ
ンブリを割り出す作業はできるだけ迅速に行なわれる。
従来の多軸機械では、割り出し動作を行なうようカムシ
ャフトから高速度駆動を行なうため、パワー・ケースの
中の独立した高速度歯車列がクラッチによりカムシャフ
トに連結されている0本発明によれば、クラッチと高速
度歯車列を必要としない。
ャフトから高速度駆動を行なうため、パワー・ケースの
中の独立した高速度歯車列がクラッチによりカムシャフ
トに連結されている0本発明によれば、クラッチと高速
度歯車列を必要としない。
なぜなら、所要の速度でゼネバ歯車を介してスピンドル
・アッセンブリを割り出すようマイクロプロセッサ−6
3によりカムシャフト・モーター14の速度を変えるこ
とができるからである。さらに、スピンドル・アッセン
ブリの中に供給されている棒材の長さに従がって割り出
し速度を変えることができる。長さが3048m(40
フイートの)6本の棒材は、長さが609n+(2フイ
ートの)6本の棒材はど迅速に割り出しを行なうことは
できない、したがって、多軸棒材機械では、所定長さの
棒材がワークピース加工プロセスにより消費されるので
、マイクロプロセッサ−39は割出し速度を徐々に増加
させることができる。これにより機械のサイクル・タイ
ムが徐々に減少し、その結果、全体の効率は増大する。
・アッセンブリを割り出すようマイクロプロセッサ−6
3によりカムシャフト・モーター14の速度を変えるこ
とができるからである。さらに、スピンドル・アッセン
ブリの中に供給されている棒材の長さに従がって割り出
し速度を変えることができる。長さが3048m(40
フイートの)6本の棒材は、長さが609n+(2フイ
ートの)6本の棒材はど迅速に割り出しを行なうことは
できない、したがって、多軸棒材機械では、所定長さの
棒材がワークピース加工プロセスにより消費されるので
、マイクロプロセッサ−39は割出し速度を徐々に増加
させることができる。これにより機械のサイクル・タイ
ムが徐々に減少し、その結果、全体の効率は増大する。
簡単に上述されているよう、多軸機械は、スピンドルの
位置のすべてにNCモーターを取り付けるよう設計され
ている。このような機械でワークピースに作用する工具
の送り速度は1分間当たりの食い込み量がインチにより
表示されている。工具に焼きつきを起こしたりあるいは
粗雑な切削または一様でない切削を行なうことなくもっ
とも高いSFMを与えるよう送り速度が選択されること
がしばしばである。このようなシステムは精密な加工に
は不満足である。なぜなら、パワーの供給の変動により
スピンドルの速度が変化し、その結果、スピンドルの速
度は一定でないから、工具の送り速度はあまりにも早い
かあるいはあまりにも遅いからである。本発明のシステ
ムはこの好ましくない結果を排除するものである。本発
明によれば、スピンドル速度は、スピンドル・モーター
13に取り付けられた分解器61によりつねにモニター
されている。スピンドル・モーター13からマイクロプ
ロセッサ−63にフィードバックが行なわれているので
、マイクロプロセッサ−は、カムシャフト29の速度と
NGモモ−−43と44の速度を制御し、したがって、
スピンドルの速度関数としてすべての工具の送り速度を
制御することができる。さらに、このように構成されて
いるので、1分間当たりのインチで表わした工具の送り
よりも1回転当たりのインチで表わした工具の送り量に
より機械をプログラミングすることができる。
位置のすべてにNCモーターを取り付けるよう設計され
ている。このような機械でワークピースに作用する工具
の送り速度は1分間当たりの食い込み量がインチにより
表示されている。工具に焼きつきを起こしたりあるいは
粗雑な切削または一様でない切削を行なうことなくもっ
とも高いSFMを与えるよう送り速度が選択されること
がしばしばである。このようなシステムは精密な加工に
は不満足である。なぜなら、パワーの供給の変動により
スピンドルの速度が変化し、その結果、スピンドルの速
度は一定でないから、工具の送り速度はあまりにも早い
かあるいはあまりにも遅いからである。本発明のシステ
ムはこの好ましくない結果を排除するものである。本発
明によれば、スピンドル速度は、スピンドル・モーター
13に取り付けられた分解器61によりつねにモニター
されている。スピンドル・モーター13からマイクロプ
ロセッサ−63にフィードバックが行なわれているので
、マイクロプロセッサ−は、カムシャフト29の速度と
NGモモ−−43と44の速度を制御し、したがって、
スピンドルの速度関数としてすべての工具の送り速度を
制御することができる。さらに、このように構成されて
いるので、1分間当たりのインチで表わした工具の送り
よりも1回転当たりのインチで表わした工具の送り量に
より機械をプログラミングすることができる。
上述のように本発明を説明したが、当業者であれば本発
明にいろいろな変更と修正を行なうことができる。これ
らの変更と修正がすべて特許請求の範囲の項に記載され
ている本発明の範囲内にはいるものであることを了承し
ていただきたい。
明にいろいろな変更と修正を行なうことができる。これ
らの変更と修正がすべて特許請求の範囲の項に記載され
ている本発明の範囲内にはいるものであることを了承し
ていただきたい。
第1図は、本発明に係る多軸機械の平面図、第2図は、
第1図に示されている多軸機械の正面図、第3図は、ス
ピンドル・アッセンブリの端面図、第4図は、本発明に
係る多軸機械の構成を示す概念図、第5A図より第5D
図までは、代表的な機械の動作の4つの段階の間におけ
るワークピースを示す図、第6図は、第5図に示されて
いるワークピースを機械加工するために使用される機械
加工作業の間におけるスピンドルの速度を図解したグラ
フを示す図、第7図は、第5図に示されているワークピ
ースを機械加工するために使用される機械加工作業の間
におけるカムシャフトの速度を図解したグラフを示す図
、第8図は、第5図に示されているクロス・スライド用
工具の1分間当たりの表面フィートを図解したグラフを
示す図、第9図は、第4のスピンドル・ステーションに
あるスピンドルの1つの位置的誤差を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕
第1図に示されている多軸機械の正面図、第3図は、ス
ピンドル・アッセンブリの端面図、第4図は、本発明に
係る多軸機械の構成を示す概念図、第5A図より第5D
図までは、代表的な機械の動作の4つの段階の間におけ
るワークピースを示す図、第6図は、第5図に示されて
いるワークピースを機械加工するために使用される機械
加工作業の間におけるスピンドルの速度を図解したグラ
フを示す図、第7図は、第5図に示されているワークピ
ースを機械加工するために使用される機械加工作業の間
におけるカムシャフトの速度を図解したグラフを示す図
、第8図は、第5図に示されているクロス・スライド用
工具の1分間当たりの表面フィートを図解したグラフを
示す図、第9図は、第4のスピンドル・ステーションに
あるスピンドルの1つの位置的誤差を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 スピンドルの中に取り付けられていて、スピンドル
・アッセンブリをその軸のまわりで回転させることによ
り複数のスピンドル・ステーションを介して該複数のス
ピンドルにより駆動されるワークピースを順次割り出す
スピンドル・アッセンブリの中に取り付けられた複数の
スピンドルと、工具スライドと、該工具スライド上に取
り付けられた第1の組の工具と、スピンドル・アッセン
ブリに関し工具スライドと第1の組の工具を往復動させ
るメイン・カムと、該メイン・カムを駆動するカムシャ
フトとより成る多軸機械に使用される制御兼駆動システ
ムにおいて、第1の可変速モーターがスピンドルを駆動
し、第2の可変速モーターがカムシャフトを駆動し、制
御手段が別個に第1と第2の可変速度モーターを制御し
、これにより、機械加工サイクルの間、いかなる時でも
別個にスピンドル速度とカムシャフト速度を変えること
ができることを特徴とする制御兼駆動システム。 2 第2の組の工具がスピンドル・アッセンブリのまわ
りに取り付けられていて、第2の可変速度モーターが第
2の組の工具を駆動し、これにより制御手段の機械加工
サイクルの間、いかなる時でも別個に第3の可変速度モ
ーターの速度を変えることができることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の制御兼駆動システム。 3 第1のレゾルバが第1の可変速度モーターの回転を
制御するとともに、第2のレゾルバが第2の可変速度モ
ーターをモニターし、第1の手段が第1のレゾルバを制
御手段に連結し、第2の手段が第2のレゾルバを制御手
段に連結していることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の制御兼駆動システム。 4 割出し機構がスピンドル・アッセンブリのために設
けられていて、割出し機構が第2の可変速度モーターに
よりカムシャフトを介して駆動され、これによりスピン
ドル・アッセンブリの速度とは別個にカムシャフトの速
度を増加させることにより割り出しの速度を増加させる
こととを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の制御
兼駆動システム。 5 スピンドル・アッセンブリを割り出すための機構と
、ワークピースを回転させるスピンドル・シャフトと、
工具送りのために割出し機構を駆動するためのシャフト
とを備えた多軸機械のスピンドル・アッセンブリの中の
スピンドルに取り付けられていてワークピースを機械加
工する方法において、 1)ワークピースの第1の部分を機械加工するよう第1
のスピンドル・ステーションにおいて第1の速度でワー
クピースを回転させる工程2)第1の工程の間、第2の
速度でカムシャフトを回転させる工程 3)ワークピースの第2の部分を機械加工するよう第1
のスピンドル・ステーションにおいて当初の第1の速度
でワークピースを回転させる工程、及び 4)第3の工程の間、当初の第4の速度でカムシャフト
を回転させる工程 より成ることを特徴とする機械加工する方法。 6 1)スピンドル・アッセンブリを割り出すよう第5
の速度でカムシャフトを回転させる工程を更に含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の方法。 7 1)ワークピースの半径が減少するにしたがって、
1分間当たりの一定の表面フィートを維持するよう工程
3においてワークピースの当初の第3の速度を直線状に
増加させる 工程を更に含むことを特徴とする特許請求の範囲第5項
に記載の方法。 8 1)工具の食い込みの割合を一定に保持するよう工
程4でカムシャフトの初期の第4の速度を直線状に増加
させる 工程を更に含むことを特徴とする特許請求の範囲第7項
に記載の方法。 9 スピンドル・アッセンブリと、棒材を受け取り駆動
させる複数のスピンドルと、スピンドル・アッセンブリ
を回転させる割出し機構と、ワークピースの中に工具を
送り込むカムシャフトと、スピンドル・モーターと、可
変速度カムシャフト・モーターを備えている多軸式棒材
用機械で棒材のワークピースを機械加工する方法におい
て、 1)ワークピースの中に工具を送り込むため第1の速度
でカムシャフト・モーターを駆動する工程、 2)スピンドル・アッセンブリを割り出すため第2の速
度でカムシャフト・モーターを駆動する工程、 3)第1の工程を繰り返す工程、 4)機械加工の作業により棒材のワークピースが消費さ
れるにしたがって、割出し速度を増加させるようカムシ
ャフト・モーターの第2の速度を徐々に増加させる工程 を含むことを特徴とする機械加工する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/854,938 US4779318A (en) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | Multiple spindle machine having independently variable speed and feed rates |
US854938 | 2001-05-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62255003A true JPS62255003A (ja) | 1987-11-06 |
Family
ID=25319931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62098760A Pending JPS62255003A (ja) | 1986-04-23 | 1987-04-23 | 制御兼駆動システム |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4779318A (ja) |
EP (1) | EP0242870A3 (ja) |
JP (1) | JPS62255003A (ja) |
KR (1) | KR870009813A (ja) |
BR (1) | BR8701921A (ja) |
CA (1) | CA1262620A (ja) |
MX (1) | MX166265B (ja) |
PT (1) | PT84751B (ja) |
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JPH0359102U (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-11 |
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