JPWO2008050551A1 - 旋盤及び旋盤による加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、特許文献1の技術では、加工の進行によって発生しうる狂いについては何ら考慮されていない。
また、(3)については、コスト上昇を招くのが問題である。また、検出面の変位による微小変位は生じてしまうため、微小加工を施す場合において、無視し得ない不具合を生じさせる可能性がある。
また、本発明は、工具及びワークの位置関係を適切に設定することを加工工程の流れの中で行いうる旋盤及び旋盤による加工方法を提供することを他の目的とする。
さらに、本発明は、小径のワークを加工する場合においても、当該ワークの正確な加工が可能な旋盤及び旋盤による加工方法を提供することも他の目的とする。
とりわけ、前記の芯高合わせ処理は、加工中においても実施され得ることから、加工中に発生した狂いにも対応することができる。
さらに、本発明は、小径のワークを加工する場合においても、当該ワークの正確な加工が可能であり、本発明では、かかる場合に特に、より顕著な効果が奏される。なぜなら、ワークが小径であると加工量が僅かなものとなるため、芯高に関する僅かなずれ量の存在が、正確、精密な加工に及ぼす影響が大きくなってしまうが、本発明では、芯高合わせ処理が適正に実施され、工具の芯高は適切に設定されることになるからである。
20 主軸
23 チャック
30 工具支持機構
40 Y軸方向スライド
41 工具保持部
421,422,423 工具
43 ボールねじ
44 Y軸モータ
50 X軸方向スライド
53 X軸モータ
60 旋盤
90 ガイドブッシュ
90A 第1ガイドブッシュ支持台
90B 第2ガイドブッシュ支持台
100 制御部
200 変位センサ
201 エアーブロワー
W ワーク
また、主軸台21には、ワーク回転モータ(不図示)が内蔵されている。ワーク回転モータは、主軸20に備えられたチャック23が把持するワーク(図1から図3においては不図示)を回転させる。
また、Y軸方向スライド40は、図2に示すように、その端部がY軸方向に沿って配置されたボールねじ43に接続されている。このボールねじ43の一端には、該ボールねじ43を回転可能なY軸モータ44が接続されている。
以上の構成により、Y軸方向スライド40は、Y軸モータ44からの動力を受けて、ガイド45,46に沿いながらY軸方向に駆動される。
X軸方向スライド50には、図2あるいは図3に示すように、主軸20に把持されたワークが貫通しうる中空部50Hが形成されている。中空部50HのXY平面内における形成位置は、Y軸方向スライド40の中空部40Hのそれとほぼ一致する。
また、X軸方向スライド50は、図1あるいは図3に示すように、その端部がX軸モータ53に接続されている。
以上の構成により、X軸方向スライド50は、X軸モータ53からの動力を受けて、ガイド51,52に沿いながらX軸方向に駆動される。
中空部90BHの存在により、第2ガイドブッシュ支持台90Bは、主軸台21のZ軸方向に沿った移動を妨げることがない。また、主軸20に把持されたワークは、中空部90BHとX軸方向スライド50とY軸方向スライド40との中空部を貫通させることができる。
以上のような構成から、ガイドブッシュ90は、ベッド10に対して不動となる。
なお、制御部100は、上記の他、後述する変位センサ200に関する制御も行う。
この変位センサ200は、例えば渦電流式距離測定器であり、制御部100による制御に従って当該変位センサ200と、ガイドブッシュ90との距離を計測する。変位センサ200は、高周波電流が流されるコイル(不図示)を備えている。このコイルに高周波電流が流されると高周波磁界が発生し、その結果、電磁誘導作用によってガイドブッシュ90の表面に渦電流が発生する。そうすると、前記コイルのインピーダンスが変化し、その発振状態が変化する。この変化の程度は、コイルとガイドブッシュ90との距離に応じて相違する。変位センサ200は、このような原理に基づき、前記距離を計測する。この計測値は、上記制御部100に供給される。
なお、変位センサ200による前記距離の計測をどのようなタイミングで行うかは、上記制御部100によって決定される。また、変位センサ200としては、公知の各種センサーの中から任意に選択してもよい。
以下では、この時間的に変化する計測値において、ある一時点における計測値と、その後の時点における計測値との差、あるいはこのような差の時間進行方向の総体を指示する用語として、「変位量」という語を用いることにする。
第1に、加工を実施する前に、工具421の芯高とワークWの中心線とを、Y軸モータ44の手動操作等により一致させておく(以下、「芯高合わせ処理」という。)。ここで、芯高合わせ処理とは、工具421の芯高とワークWの中心線とを同一水平面上に載せる状態、あるいは当該状態から一定程度のオフセットを設定した状態をつくり出すことをいう。オフセットを設定した状態を図5に示す。図5において、工具421を含む水平面と、ワークWの中心線を含む水平面との間には、図中上下方向にオフセット量Qが存在している。
なお、加工当初に図5に示すようなオフセット量Qを設定していた場合には、芯高ずれ量Δの補正後にオフセット量Qが維持されるような、工具421の移動を行うとよい。
計測の機会を増加すれば、それだけ多くの変位量δの計測ができ、芯高ずれ量Δの補正もより適切になし得ることになる。ただ、計測を実行するためには一定の時間が必要である。またワークの大きさ、あるいは加工の種類等諸般の事情により、芯高のずれについて、さほど大きな心配をする必要がない場合もある。そのような場合には、計測間隔を引き延ばして、作業時間の短縮を図ることができる。
なお、ここに「反映」とは、工具421の位置の変動量(以下、「原変動量」という。)と同じ変動量で当該変動点が変動する場合、原変動量に比例又は反比例する変動量で当該変動点が変動する場合、原変動量に所定の算術処理を施した変動量で当該変動点が変動する場合を含んでいる。
Claims (10)
- ワーク(W)を把持するチャック(23)を備える主軸(20)と、
前記ワーク(W)を加工する工具(421,422,423)が取り付けられた工具台(40,41)と、
前記工具(421,422,423)による前記ワーク(W)の加工の進行に応じて変動する当該工具(421,422,423)の位置と、変動する工具の位置に対して相対的な位置関係を定め得る不動の基準点と、前記工具の位置又はその工具(421,422,423)の変動を反映して変動する所定の変動点との間の距離を計測する計測手段(200)と、
前記計測手段(200)による計測結果に基づいて、前記工具(421,422,423)の芯高と前記ワーク(W)の中心線とが所定の位置関係となるように、前記工具(421,422,423)と共に前記工具台(40,41)を移動する工具台駆動手段(43,44,45,45G,46,46G)と、
を備えることを特徴とする旋盤(60)。 - 前記計測手段(200)は前記工具台(40,41)に固定されており、
前記所定の変動点は当該計測手段(200)に設定され、
当該計測手段(200)は、該計測手段(200)自身と前記基準点との間の距離を計測することを特徴とする請求項1に記載の旋盤(60)。 - ガイドブッシュ(90)を更に備え、
前記基準点は、該ガイドブッシュ(90)に定められることを特徴とする請求項1に記載の旋盤(60)。 - 前記計測手段(200)は、所定の個数のワーク(W)の加工が完了する毎に、距離を計測し、
前記工具台駆動手段(43,44,45,45G,46,46G)は、距離を計測する度に前記工具(421,422,423)を移動することを特徴とする請求項1に記載の旋盤(60)。 - 前記工具台駆動手段(43,44,45,45G,46,46G)は、前記工具(421,422,423)の芯高とワーク(W)の中心線とが同一面に位置するように、前記工具(421,422,423)を移動することを特徴とする請求項1に記載の旋盤(60)。
- 前記計測手段(200)に付着した異物を該計測手段(200)から吹き飛ばすエアーブロワー(201)を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の旋盤(60)。
- 不動の基準点と、ワーク(W)の加工の進行に応じて移動する工具台(40,41)に固定された工具(421,422,423)の位置又は前記工具(421,422,423)の移動に伴って移動する所定の変動点との間の距離を計測し、
前記計測した距離に基づいて、前記工具(421,422,423)の芯高と前記ワーク(W)の中心線とが所定の位置関係となるように、前記工具(421,422,423)を移動する、
ことを特徴とする旋盤(60)による加工方法。 - 前記計測手段(200)は前記工具台(40,41)に固定されており、
前記所定の変動点は当該計測手段(200)に設定されており、
当該計測手段(200)は、該計測手段(200)自身と前記基準点との間の距離を計測する、ことを特徴とする請求項7に記載の旋盤(60)による加工方法。 - 前記基準点は、前記ワーク(W)を支持するガイドブッシュ(90)に設定されていることを特徴とする請求項7に記載の旋盤(60)による加工方法。
- 前記計測手段(200)は、所定の個数のワーク(W)の加工が完了する毎に、前記距離を計測し、
前記工具台駆動手段(43,44,45,45G,46,46G)は、距離を計測する度に前記工具(421,422,423)を移動することを特徴とする請求項7に記載の旋盤(60)による加工方法。
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