(57)【要約】【課題】回転工具の選択位置決め完了後、回転工具の所定の回転数への到達まで待機することなく加工を開始することができる工作機械の回転工具制御手段を提供することを課題としている。【解決手段】工作機械側に装着された回転工具１の選択指令に起因して、選択位置決めされる回転工具１が予め定められた回転状態で回転するように前記回転工具１の回転駆動を制御する工作機械の回転工具制御手段に、前記選択位置決めされた回転工具１のワーク加工に際するワークとの当接前に、前記回転工具１を前記回転状態に到達させる回転制御手段を設けた。【選択図】図５
2010214507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械側に装着された回転工具（１）の選択指令に起因して、選択位置決めされる回転工具（１）が予め定められた回転状態で回転するように前記回転工具（１）の回転駆動を制御する工作機械の回転工具制御手段において、該回転工具制御手段に、前記選択位置決めされた回転工具（１）がワーク加工に際してワークと当接する前に、前記回転工具（１）を前記回転状態に到達させる回転制御手段を設けた工作機械の回転工具制御手段。
【請求項２】
複数の回転工具（１）を駆動する共通のモータ（６）を設け、前記回転制御手段が該モータ（６）の駆動を制御する請求項１の工作機械の回転工具制御手段。
【請求項３】
選択位置決めされる回転工具（１）が、モータ（６）の回転方向を逆転させる回転工具である請求項２の工作機械の回転工具制御手段。
【請求項４】
回転制御手段が、選択指令に基づく回転工具（１）の選択位置決め完了前に、回転工具（１）を前記回転状態に制御するように構成された請求項１〜３のうちいずれか１つの工作機械の回転工具制御手段。
【請求項５】
回転制御手段が、選択指令に基づく回転工具（１）の選択位置決め開始時点から回転工具（１）の回転制御を開始するように構成された請求項１〜４のうちいずれか１つの工作機械の回転工具制御手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転工具によりワークの加工を行う工作機械の回転工具制御手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来タレットにドリルやタップ等の複数の回転工具が装着され、該回転工具を回転させるモータの駆動を回転工具制御手段となるＮＣ装置によって制御し、回転工具とワークとを当接させてワークを加工する工作機械が公知となっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記工作機械において回転工具は、前記モータを正回転させることによって回転工具が正転する回転工具ユニット、又はモータを逆回転させることによって回転工具が正転する回転工具ユニットを介して前記タレットに装着されている。前記ＮＣ装置は、所定工具を選択する選択指令に起因して、選択位置決めされる回転工具が装着されている回転工具ユニットに応じて、回転工具を予め定められた回転状態、例えば所定回転数で正転させるために、モータを自動的に正回転又は逆回転駆動する。
【０００４】
これにより特にモータを逆転させる必要がある回転工具に切り換えてワークを加工する場合、ユーザがＮＣプログラム等によってＮＣ装置に対し、回転工具の選択指令前に、モータ回転の停止、モータの逆転を各々順に指令する必要はなく、回転工具の選択指令のみで所定の回転工具が所定の回転状態に制御され、加工時間全体が短縮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０２２０９号公報（第３頁、図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にワークの加工は、回転工具を予め定められた所定の回転数に到達した後に、ワークに当接させて行う必要がある。このため前記工作機械は、回転工具の選択位置決め完了後、回転工具が所定の回転数に到達していない場合は、回転工具の所定の回転数への到達まで待機する必要があり、この場合加工時間を十分短縮することができないという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の工作機械の回転工具制御手段は、工作機械側に装着された回転工具１の選択指令に起因して、選択位置決めされる回転工具１が予め定められた回転状態で回転するように前記回転工具１の回転駆動を制御する工作機械の回転工具制御手段において、該回転工具制御手段に、前記選択位置決めされた回転工具１がワーク加工に際してワークと当接する前に、前記回転工具１を前記回転状態に到達させる回転制御手段を設けたことを第１の特徴とする。
【０００８】
第２に、複数の回転工具１を駆動する共通のモータ６を設け、前記回転制御手段が該モータ６の駆動を制御することを特徴とする。
【０００９】
第３に、選択位置決めされる回転工具１が、モータ６の回転方向を逆転させる回転工具であることを特徴とする。
【００１０】
第４に、回転制御手段が、選択指令に基づく回転工具１の選択位置決め完了前に、回転
工具１を前記回転状態に制御するように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
第５に、回転制御手段が、選択指令に基づく回転工具１の選択位置決め開始時点から回転工具１の回転制御を開始するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように構成される本発明の構造によると、回転制御手段によってワーク加工の際の回転工具とワークとの当接前に、前記回転工具が加工の際に必要な予め定められた回転状態となるため、回転工具の選択位置決め完了を基準にワークの加工動作を開始することができ、これによって加工時間を短縮することができるという効果がある。
【００１３】
また複数の回転工具を駆動する共通のモータを設けた場合でも、回転制御手段により該モータの駆動を制御することによって、前記のように加工時間を短縮することができ、特に選択位置決めされる回転工具が、モータの回転方向を逆転させる回転工具である場合、回転工具の選択指令前に、モータ回転の停止、モータの逆転を各々順に指令する必要はなく、回転工具の選択指令のみで自動的に回転工具を前記回転状態とし、加工時間の短縮を実現することができる。
【００１４】
なお選択指令に基づく回転工具の選択位置決め完了前に、回転工具を前記回転状態に制御したり、選択指令に基づく回転工具の選択位置決め開始時点から回転工具の回転制御を開始することによって、ワーク加工の際の回転工具とワークとの当接前に、簡単に回転工具を前記回転状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例である回転工具制御手段を適用した自動旋盤の要部概要図である。
【図２】回転工具Ｔ１５の選択位置決め状態を示す概要図である。
【図３】回転工具Ｔ１６の選択位置決め状態を示す概要図である。
【図４】ＮＣプログラムの一部を示す。
【図５】モータの駆動状態を示す線図である。
【図６】加工時のワークの移動状態を示す概要図である。
【図７】回転工具制御手段の第２〜４の実施形態のモータの駆動状態を示す線図である。
【図８】加工完了直前のワークの移動状態を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明を適用した工作機械である自動旋盤の要部概要図を示す。本自動旋盤は、ドリルやタップ等の回転工具１を複数装着することができる刃物台２と、ワークＷを把持する主軸３とを備えている。前記主軸３は、従来同様自動旋盤の本体側に、軸線方向であるＺ方向に移動自在に支持されている。前記刃物台２は、前記Ｚ方向に直交するＸ方向に回転工具１を並べて装着することができる櫛歯刃物台からなる。
【００１７】
該刃物台２は、従来同様自動旋盤の本体側に、前記Ｘ方向にスライドガイド４等を介して移動自在に取り付けられている。刃物台２に装着された各回転工具１は、図２，図３に示されるように、刃物台２のＸ方向への移動によって、所定の回転工具が選択されてワークＷに対して加工可能な位置に位置決め（選択位置決め）される。
【００１８】
前記刃物台２には、各回転工具１を回転駆動する共通のモータ６が連係されている。刃物台２に装着される各回転工具１は、各々噛合するギヤ７を介してモータ６の駆動軸６ａの回転によって回転駆動される。各ギヤ７は、モータ６を正回転させると、一部の加工工
具と他の加工工具とが互いに逆回転するように噛合している。
【００１９】
本実施形態においては、刃物台１に回転工具１としてＴ１５とＴ１６とが装着され、図１，２に示されるように、モータ６の正回転によって回転工具Ｔ１５がワークＷに対して加工を行うことができる方向に回転（正転）し、図３に示されるように、モータ６の逆回転によって回転工具Ｔ１６が正転するように構成されている。
【００２０】
本自動旋盤には、少なくとも前記主軸３と刃物台２の移動及びモータ６の回転駆動を制御する制御装置としてＮＣ装置８が備えられている。該ＮＣ装置８は従来同様ＮＣプログラムに基づいて作動する。前記ＮＣ装置８は、ＮＣプログラムや予め内蔵されたプログラム、ハードウェア構造等によって、所定の回転工具を選択位置決めする選択位置決め実行手段と、選択位置決めされる回転工具の回転駆動を制御する回転工具制御手段と、定められた形状にワークが加工されるように主軸３の移動を制御する加工実行手段として機能する。
【００２１】
前記ＮＣ装置８からなる選択位置決め実行手段は、ＮＣプログラムに記述されている回転工具の選択指令に基づき、該選択指令に指定されている回転工具１が選択位置決めされるように刃物台２を移動させる。所定の回転工具１の選択位置決めは、刃物台２を移動させるモータを、予め定められた加減速パターンで駆動し、移動量に応じた時間で完了する。
【００２２】
例えば図４に示されるような選択指令Ｔ１５△△，Ｔ１６○○が記述されているＮＣプログラム９の場合、図５に示されるように、ＮＣ装置８は、選択指令（Ｔ１５△△，Ｔ１６○○）を読み込むと、選択位置決め実行手段として機能し、回転工具Ｔ１５又はＴ１６が選択位置決めされるように刃物台２の移動を開始させる。
【００２３】
前記ＮＣ装置８からなる回転工具制御手段は、選択位置決めされる回転工具１が予め定められた回転方向と回転数の状態で回転するようにモータ６の駆動を制御する。本実施形態において、回転工具制御手段は、予め定められた回転方向として正転方向に回転工具１を回転させるように設定されている。
【００２４】
また各回転工具１を正転させるモータ６の回転方向を予め初期設定した設定手段として、モータ回転データベースが、ＮＣ装置８側と連係して設けられている。本実施形態において、モータ回転データベースは、回転工具Ｔ１５がモータ正回転、回転工具Ｔ１６がモータ逆回転と予め登録されている。
【００２５】
ＮＣ装置８は、選択指令（Ｔ１５△△，Ｔ１６○○）を読み込むと、前記回転工具制御手段として機能し、前記モータ回転データベースに基づき、選択位置決めされる回転工具（Ｔ１５又はＴ１６）を正転させるためのモータ６の回転方向を検出する。検出されたモータ６の回転方向により、モータ６を逆転させる必要がある場合、回転工具が予め定められた回転数に到達するまで、予め定められた加減速パターンで自動的にモータ６を逆回転させる。
【００２６】
なおモータ６を逆転させる必要がない場合は、回転工具１が予め定められた回転数に到達していれば、モータ６の回転を維持する。例えば図５に示されるように、回転工具１が予め定められた回転数で回転するようにモータ６が正回転駆動されている状態から、選択指令Ｔ１５△△に基づき選択位置決め実行手段によって回転工具Ｔ１５の選択位置決めが開始されると、回転工具制御手段がモータ回転データベースに基づき回転工具Ｔ１５を正転させる場合のモータ６の回転方向を検出する。
【００２７】
本実施形態の場合、回転工具Ｔ１５は、モータ正回転であるため、モータ６の回転を維持し、回転工具Ｔ１５の選択位置決め完了直後に、加工実行手段としてワークＷの加工を開始させる。本実施形態において、前記ＮＣ装置８からなる加工実行手段は、主軸１を移動させるモータを、予め定められた加減速パターンで駆動することによって前記ワークＷの加工を行わせる。
【００２８】
一方選択指令Ｔ１６○○に基づき選択位置決め実行手段によって回転工具Ｔ１６の選択位置決めが開始されると、回転工具制御手段がモータ回転データベースに基づき回転工具Ｔ１６を正転させる場合のモータ６の回転方向を検出する。本実施形態の場合、回転工具Ｔ１６は、モータ逆回転であるため、前述のように自動的にモータ６を逆回転させる。
【００２９】
本実施形態においてＮＣ装置８側に内蔵されたプログラムには、回転工具制御手段によるモータ６の駆動制御に際して、回転工具１の選択位置決め完了時又は選択位置決めが完了する前に、選択位置決めされた回転工具１が前記回転数に到達するように、加減速パターン（加減速係数）が設定されている。これによりＮＣ装置８は、回転工具１の選択位置決め完了時又は選択位置決めが完了する前に、選択位置決めされた回転工具１を前記回転数に到達させる回転制御手段として機能する。
【００３０】
このため前記のように選択指令Ｔ１６○○に基づく選択位置決め実行手段の作動によって、回転工具Ｔ１６の選択位置決めが行われる場合、回転制御手段によって遅くともＴ１６の選択位置決め完了時には、モータ６の逆回転が完了するように、回転工具制御手段によって回転工具Ｔ１６が予め定められた回転方向（正転）と回転数での回転状態となる。これにより回転工具Ｔ１６の選択位置決め完了直後に、回転工具Ｔ１６の前記予め定められた回転状態への到達を待つことなく、回転工具Ｔ１６の選択位置決め完了に基づき、加工実行手段によって加工が開始される。
【００３１】
以上に示される構造により、本自動旋盤は、ＮＣ装置８に対して、モータ６の回転の停止、モータ６の逆回転、回転工具１の選択位置決めを各々順に指令する必要はなく、回転工具１の選択指令のみで所定の回転工具１が選択位置決めされ、自動的に所定の回転状態に設定される。これにより簡単なＮＣプログラムのプログラミングで、回転工具の選択位置決めと回転駆動を行わせることができる他、プログラミングミスを防止することができる。
【００３２】
また回転工具Ｔ１６の選択位置決め完了後、回転工具Ｔ１６の前記予め定められた回転状態への到達を待つ必要がなく、回転工具Ｔ１６の選択位置決め完了に基づいて、加工実行手段を実行してワークＷの加工を行うことにより、全体的な加工時間の短縮を十分に行うことができる。
【００３３】
なお前述の加工実行手段（ＮＣ装置８）による主軸３の移動（主軸３を移動させるモータの駆動）が、予め定められた加減速パターンで実行されるため、図６に示されるように、主軸３が所定量Ａ移動した後に、回転工具１とワークＷとが当接し、この当接時点から実際の加工が開始される。
【００３４】
このため回転制御手段を、図７の実線に示されるように、回転工具１の選択位置決め完了時より後であって、回転工具１の選択位置決め完了後に開始されるワークＷの加工動作の際の回転工具１とワークＷとの当接時までに、回転工具１が前記回転状態となるように設定することもできる。この場合モータ６の加減速をより緩やかに行うことができる。これによりモータ６の逆転が頻繁に行われる場合であっても、モータ６の逆転に伴う振動等を防止することができる。
【００３５】
またＮＣ装置８に、予めＮＣプログラムを読み込み解析する事前読み込み機能（プリプロ機能）が備えられている場合は、選択位置決めされる回転工具（例えば回転工具Ｔ１６）の前に使用されている回転工具１（例えば回転工具Ｔ１５）による加工の動作途中から、切り換えられる回転工具１（例えば回転工具Ｔ１６）用のモータ回転制御を行うように回転制御手段を構成することもできる。
【００３６】
例えば図８に示されるように、加工移動の完了直前に、回転工具Ｔ１５がワークＷから離反した後、ワークＷと回転工具Ｔ１５とが干渉することがない場合、刃物台２を移動させることができる。このため回転工具１（Ｔ１５）とワークＷとが離反する位置を前記プリプロ機能により予め解析することによって、図７の点線に示されるように、主軸３の移動位置が、前記解析された座標に到達した時点から、回転制御手段による回転工具（Ｔ１６）のためのモータ６の回転制御を開始させることができる。
【００３７】
この場合も、回転工具１とワークＷとの当接前に、回転工具１が前記回転状態となるように設定する場合と同様、モータ６の加減速をより緩やかに行うことが可能となり、特に図７の２点鎖線に示されるように、前記回転工具１とワークＷとの当接前に、回転工具１が前記回転状態となる設定と組み合わせることにより、モータ６の加減速をさらに緩やかに行うことができる。
【００３８】
前記のように、回転工具１の選択位置決め完了後に、回転工具１の前記回転状態への到達を検出したり確認したりすることなく、回転工具１の選択位置決め動作を基準として、加工動作の開始を許容することができれば、回転制御手段を、必ずしも選択指令を読み込み後からモータ６の回転制御を開始し、回転工具１の選択位置決め完了時又は選択位置決めが完了する前に、モータ６を前記回転状態に到達させるように設定する必要はなく、選択指令の読み込み前からモータ６の回転制御を開始したり、加工動作の際の回転工具１とワークＷとの当接時又は当接前にモータ６を前記回転状態に到達させたりするように設定することができる。
【００３９】
以上本実施形態では、回転工具１の予め定められた回転方向を正転方向としてモータ回転データベースに登録する例について説明したが、回転工具の種類や加工に応じてモータ６の回転方向を任意に設定登録することもできる。また主軸３のＺ方向移動によってワークＷを加工する例に基づいて説明したが、刃物台２をＺ方向に移動させたり、主軸３と刃物台２とを任意の方向に相対的に移動させるることによってワークＷを加工させる場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１    回転工具
６    モータ
８    ＮＣ装置
【図１】
2010214507.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010214507.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010214507.tif 000007
【図６】
2010214507.tif 000008
【図７】
2010214507.tif 000009
【図８】
2010214507.tif 000010