(57)【要約】【課題】Ｘ軸の方向を偏倚させた刃物台を含む複数の刃物台を備えた旋盤でバランス加工や１８０度対向する孔や溝の同時加工を可能にする技術手段を提供する。【解決手段】主軸の基準方向に対してＸ軸が偏倚角θだけずれている刃物台に対して同時加工を指令するとき、タレットの割出角を偏倚角θだけずらして割り出すと共に、指令されたＸ軸方向の送りが、刃物台のＸ軸移動とＹ軸移動との合成移動により、偏倚角θだけ偏倚した方向で実現されるようにする。タレットの割出単位及び刃物台のＹ軸ストロークの範囲内で、任意の角度偏倚した方向をＸ軸方向とする加工が可能である。Ｘ軸を同一方向とする複数の刃物台を用いて、上記制限内での任意の偏倚角θだけずれた孔や溝の同時加工を行うこともできる。【選択図】      図１
2006305710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の刃物台を並列制御して当該複数の刃物台に装着された工具で同一ワークに対する同時加工を行う方法において、並列制御される刃物台の一方の工具の方向を所定角偏倚させると共に、当該一方の刃物台に対する加工プログラムのＸ軸及びＹ軸方向の指令値を前記所定角を引数とする補正式で補正して当該刃物台の指令値とすることにより、当該一方の刃物台のＸ軸及びＹ軸を前記所定角偏倚させる、複数刃物台によるワークの同時加工方法。
【請求項２】
主軸を挟んで対向する前側と奥側の刃物台の一方のＸ軸が他方のＸ軸に対して偏倚角(θ)で偏倚している前奥の刃物台を並列制御して同一ワークに対する同時加工を行う方法において、並列制御される刃物台の一方の工具の方向を偏倚角(θ)偏倚させると共に、当該一方の刃物台に対する加工プログラムのＸ及びＹ軸方向の指令値を前記偏倚角を含む補正式で補正して当該刃物台の指令値とすることにより、当該一方の刃物台のＸ軸及びＹ軸を前記偏倚角(θ)偏倚させる、複数刃物台によるワークの同時加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２以上の刃物台を備えた旋盤において、それらの刃物台に装着した工具でワークの同時加工を行う方法に関し、刃物台の移動方向をＸ軸ガイドから偏倚させて同時加工を行う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の刃物台を備えた旋盤は公知である。例えば２主軸対向旋盤は、少なくとも２個の刃物台を備えており、更にこれらの刃物台と協働して同時加工を行う刃物台や、複合加工を行う旋回型の刃物台などの、第３ないし第４の刃物台を備えた２主軸対向旋盤も提案されている。
【０００３】
ある特定形状のワークの加工のみを行う専用旋盤を除き、これらの旋盤における複数の刃物台のＸ軸方向は、平行である。すなわち、各刃物台に装着された工具をＸ軸方向に移動したとき、当該工具は、主軸軸線を通る平面上で主軸軸線に直交する方向に移動する。従って、例えば主軸回転を停止して複数の刃物台でワークに半径方向の孔開け加工を行う場合、複数の孔は主軸回りの同一角度の位置か、又は１８０度対向する位置に加工される。
【０００４】
主軸軸線を挟んで機械の前側（オペレータ側）と奥側とに刃物台を配置した旋盤では、前奥の刃物台相互や主軸台と刃物台との干渉を避けるために、刃物台のＺ軸ガイドを主軸軸心から離して設けなければならない場合が往々にして生ずる。このような配置では、刃物台が主軸軸線から離れるので、ワークを加工する工具は、Ｘ軸方向に張り出した状態で保持されることになり、ワークの支持剛性が低下するという問題が生ずる。
【０００５】
この問題を避ける一つの方法として、主軸の前側と奥側とでＸ軸の方向を偏倚させ、前側の刃物台のＸ軸と奥側の刃物台のＸ軸とが主軸軸心を挟んで浅いＶ形となるようにすることが考えられる。一般に主軸軸線及び各刃物台における工具の装着位置は、各刃物台のガイド位置より高い位置にあるので、その高さをＨとすると、前奥の刃物台のＸ軸を浅いＶ形となる方向に角度θだけ偏倚させれば、工具の張出し量をＨtanθだけ短くすることができ、工具の支持剛性を高くできる。
【０００６】
図４は、ベッド面１０が前側が低くなる方向に４５度傾斜したスラント型ベッドを備え、主軸軸線Ａの前側と奥側とに刃物台１、２を配置した旋盤において、奥側の刃物台２のＸ軸ガイド２１が前側の刃物台１のＸ軸ガイド１１に対して浅いＶ形となる方向に１５度偏倚させて、奥側刃物台２のＸ軸を６０度とした旋盤の例を示した図である。図の符号２２は奥側刃物台２のＹ軸ガイドであり、このＹ軸ガイドの方向は、偏倚させたＸ軸ガイド２１と直交する方向である。従って、奥側刃物台２と前側刃物台１とは、それらのＹ軸もＸ軸と同じ角度だけ偏倚することになる。図の例では、奥側刃物台２に複合加工用の工具軸２３が搭載され、前側刃物台１にはタレット１３が搭載されている。タレット１３に装着した工具をワーク６に向けて割り出したとき、その工具１４の刃先は、主軸軸線Ａを通る４５度の傾斜平面１５上にあり、また奥側刃物台の工具２４の刃先は、主軸軸線Ａを通る６０度の傾斜平面２５上にあることになる。
【特許文献１】特開２００４−３００００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
主軸軸線Ａの前側と奥側とに刃物台を配置した旋盤では、前奥の刃物台に装着した工具で加工反力をバランスさせた状態での同時加工が可能である。例えば旋削加工において、前側刃物台の工具と奥側刃物台の工具との加工反力が等しくなるような切込み送りを与えてやれば、両側の工具の切削反力が反対の方向に作用するので、ワークに作用する切削力をバランスさせて小さくした状態で加工を行うことができる。
【０００８】
しかし、上述したように、前奥の刃物台の一方のＸ軸を偏倚させた旋盤では、前奥の刃物台で同時加工を行うとき、一方の工具の加工反力が他方の工具の加工反力と偏倚角θだけずれた方向に働くので、ワークに作用する加工力をバランスさせることができなくなるという問題が生ずる。
【０００９】
また、それぞれの刃物台に回転工具軸を備えた旋盤では、前奥の刃物台に装着した回転工具で主軸回転を固定したワークに対して同時に孔加工や溝加工を行うことができる。この場合、Ｘ軸を偏倚しない従来の旋盤では、主軸軸線に対して１８０度対向する位置に孔や溝が加工されることとなるが、一方の刃物台のＸ軸を偏倚角θだけ偏倚させた旋盤では、孔や溝の加工位置も偏倚角θだけずれることになる。ワークに設けるボルト孔などは、通常円周を４等分、６等分、８等分などする位置に設けられることが多いが、このようなボルト孔は、１８０度対向する工具で同時加工することが可能であるが、一方の刃物台のＸ軸を例えば１５度偏倚した旋盤では同時加工することができず、１個ずつ加工を行わねばならないために、２倍の加工時間がかかることになる。
【００１０】
そこでこの発明は、Ｘ軸の方向を偏倚させた刃物台を含む複数の刃物台を備えた旋盤において、総ての刃物台のＸ軸の方向を同方向とした旋盤と同様なバランス加工や、１８０度対向する孔や溝の同時加工を可能にする技術手段を提供することを課題としている。更にこの発明は、刃物台のＸ軸方向と異なる方向に工具を進退させることを可能にするので、刃物台が１個又は複数個の一般的な旋盤に採用して、その刃物台のＸ軸方向と異なる工具送り方向の加工をも可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
同時加工を行う２個の刃物台のＸ軸方向に主軸回りの角度θの偏倚がある場合、その一方の刃物台のＸ軸を基準として、主軸角度を設定すると、他方の刃物台に装着した工具に対して主軸角度がθだけずれることになる。従って、この２つの刃物台にＸ軸が同一方向であることを前提とした加工プログラムで同時加工を行うと、前記他方の刃物台での加工箇所が所定の加工位置から偏倚角θだけずれて加工されることになる。
【００１２】
この発明では、主軸の基準方向に対してＸ軸が偏倚角θだけずれている刃物台に対して同時加工を指令するとき、タレットの割出角を偏倚角θだけずらして割り出すと共に、指令されたＸ軸方向の送りが、刃物台のＸ軸移動とＹ軸移動との合成移動により、偏倚角θだけ偏倚した方向で実現されるようにすることにより、上記課題を解決したものである。
【００１３】
この発明の方法は、Ｘ軸ガイドの方向によって規定される刃物台のＸ軸移動方向に対して、角度θだけ偏倚している方向をＸ軸とする工具移動を実現するものであるから、タレットの割出単位及び刃物台のＹ軸ストロークの範囲内で、任意の角度偏倚した方向をＸ軸方向とする加工が可能である。従って、この発明の方法でＸ軸を同一方向とする複数の刃物台を用いて、上記制限内での任意の偏倚角θだけずれた孔や溝の同時加工を行うこともできる。
【００１４】
ＮＣ旋盤での制御は、偏倚角θを引数とするＭコードやＧコードにタレットの割出角の補正並びにＸ軸及びＹ軸方向の補正式を登録し、複数刃物台の並列制御を行うときに、Ｘ軸を偏倚させる側の刃物台に対する加工指令の最初で前記Ｍコード又はＧコードを呼び出し、加工終了時にこれを無効とするコードを挿入することによって行う。
【００１５】
本願の請求項１の発明に係る複数刃物台によるワークの同時加工方法は、複数の刃物台を並列制御して当該複数の刃物台に装着された工具で同一ワークに対する同時加工を行う方法において、並列制御される刃物台の一方の工具の方向を所定角偏倚させると共に、当該一方の刃物台に対する加工プログラムのＸ軸及びＹ軸方向の指令値を前記所定角を引数とする補正式で補正して当該刃物台の指令値とすることにより、当該一方の刃物台のＸ軸及びＹ軸を前記所定角偏倚させるというものである。
【００１６】
また、本願の請求項２の発明に係る複数刃物台によるワークの同時加工方法は、主軸を挟んで対向する前側と奥側の刃物台の一方のＸ軸が他方のＸ軸に対して偏倚角θで偏倚している前奥の刃物台を並列制御して同一ワークに対する同時加工を行う方法において、並列制御される刃物台の一方の工具の方向を偏倚角θ偏倚させると共に、当該一方の刃物台に対する加工プログラムのＸ及びＹ軸方向の指令値を前記偏倚角を含む補正式で補正して当該刃物台の指令値とすることにより、当該一方の刃物台のＸ軸及びＹ軸を前記偏倚角θ偏倚させるというものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明により、Ｘ軸方向が偏倚している刃物台を含む複数の刃物台を備えた旋盤で総ての刃物台のＸ軸方向が同一方向である旋盤を用いたときと同様なバランス加工や同一角度の位置又は１８０度対向する位置への同時加工が可能になる。そして、上記のようなＮＣ制御によれば、一部の刃物台のＸ軸を偏倚させた場合にもＮＣ装置にその偏倚角に対応する補正式を登録して、これをプログラムコードに割り当て、複数刃物台の並列加工を行うときに、そのコードを呼び出すという制御で、Ｘ軸方向が偏倚している刃物台の工具を偏倚していない刃物台の工具と同じように動かしてワークを加工することができる。
【００１８】
更にこの発明の方法を用いることにより、タレットの割出単位と刃物台のＹ軸ストロークの制限内で任意の角度偏倚した方向にＸ軸の方向を設定することができるので、従来方法では同時加工が不可能であった主軸回りの角度が若干ずれた位置にある、又は対向位置から若干ずれた位置にある孔、溝ないし面の複数刃物台による同時加工を実現可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。図１は、前側刃物台１と奥側刃物台２のＸ軸が偏倚角θだけ偏倚している旋盤で、この発明の方法により、前側刃物台１のＸ軸を偏倚させて、ワーク６の１８０度対向する位置に同時加工する例を模式的に示した図である。ワーク６は、奥側刃物台２のＸ軸を基準として回転割出がなされている。前側刃物台１には、Ｘ送りモータ１７とＹ送りモータ１８が連結されており、これらのモータは、ＮＣ装置９で制御されている。
【００２０】
前側刃物台のタレット１３は、割り出した工具１４の方向が当該刃物台のＸ軸ガイド１１の方向に対して角度θだけ偏倚した方向となるように割出角度を補正されている。そして、この工具１４の方向が奥側刃物台の工具２４のＸ軸方向延長上に来るように、前側刃物台１はそのＸ軸位置に対応する量だけＹ軸方向に移動している。このＸ軸方向の位置とＹ軸方向の位置との合成により、工具１４は、奥側刃物台２のＸ軸と１８０度対向するＸ軸を基準として加工プログラムで設定された位置に設定される。
【００２１】
前側刃物台１をこのような位置に設定するための補正式は、図２を参照して
Ｘ＝ａ−（ａ−Ｘ′）ｃｏｓθ−Ｙ′ｓｉｎθ
Ｙ＝（ａ−Ｘ′）ｓｉｎθ＋Ｙ′ｃｏｓθ
で与えられる。ここでＸ及びＹは前側刃物台１のＸ軸モータ１７及びＹ軸モータ１８に与えられる指令値であり、Ｘ′及びＹ′は加工プログラムで指定したＸ座標及びＹ座標である。ａは前側刃物台１のホームポジションＯから主軸軸線Ａまでの距離である。すなわち、上式は、前側刃物台１のホームポジションを基準としてＸ座標及びＹ座標が指令されるときの補正式である。
【００２２】
タレット１３の割出角度をθだけ補正する補正式と、Ｘ及びＹ座標に対する上記の補正式とをコード番号××（××は数字）のＧコードに割り当て、刃物台１と２とで同時加工を行う際に、前側刃物台１の加工を指令するコード群の最初にＧ××コードを置き、最後にこのＧ××を解除するコードを挿入することにより、上述した加工動作を実現できる。
【００２３】
上記のＧ××コードを
Ｇ××  Ａ（θ）
のように偏倚角θを引数として呼び出すようにすれば、呼び出し毎に異なる偏倚角θを指定して加工を行うことが可能である。例えば図３に示すように、前側刃物台１と奥側刃物台２のＸ軸を同一方向とした従来型の旋盤のＮＣ装置に上記のＧ××  Ａ（θ）コードを登録して、前奥の刃物台１、２で同時加工をするとき、上記コードを呼び出してやれば、ワーク６の対向位置からθずれた位置に同時加工を施すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】前奥の刃物台のＸ軸が偏倚している旋盤でワークの１８０度対向する位置を加工する方法の説明図
【図２】図１の方法を実現するための補正前後のＸ座標とＹ座標の関係を示す図
【図３】この発明の方法で任意の角度偏倚した位置の同時加工を行う説明図
【図４】前奥の刃物台のＸ軸を偏倚させることによって工具の張出し量が小さくなる原理を示した説明図
【符号の説明】
【００２５】
１  前側刃物台
２  奥側刃物台
11  Ｘ軸ガイド
13  タレット
14  前側刃物台の工具
17  Ｘ送りモータ
18  Ｙ送りモータ
24  奥側刃物台の工具
θ  偏倚角
【図１】
2006305710.tif 000003
【図２】
2006305710.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006305710.tif 000006