(57)【要約】【課題】５軸の切削加工に際して、ワークの任意の角度位置において、ドライランを確実に行え、ワークの切削加工を安価でかつ容易に行えることを課題とする。【解決手段】数値制御工作機械は、切削工具７を保持する主軸６と、この切削工具７で切削加工されるワーク１７を保持するワーク保持部とを供え、ワーク１７と切削工具７とは、直交する３軸線方向に相対移動し、しかも、前記ワーク保持部は、第１回転軸線を中心にして回転する揺動盤１２と、第１回転軸線と交差する第２回転軸線を中心にして回転する回転テーブル１５とを備え、この回転テーブル１５に前記ワーク１７が保持され、切削工具７は、加工プログラムによりワーク１７の複数箇所を切削加工する。前記第２回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具７は、第２回転軸線方向に所定距離だけオフセットされ、そのオフセット位置で加工位置まで移動可能に構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具を保持する主軸と、この切削工具で切削加工されるワークを保持するワーク保持部とを供え、ワークと切削工具とは、直交する３軸線方向に相対移動し、しかも、前記ワーク保持部は、第１回転軸線を中心にして回転する揺動盤と、第１回転軸線と交差する第２回転軸線を中心にして回転する回転テーブルとを備え、この回転テーブルに前記ワークが保持され、切削工具は、加工プログラムによりワークの複数箇所を切削加工する数値制御工作機械において、
前記第２回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具は、第２回転軸線方向に所定距離だけオフセットされ、そのオフセット位置で加工位置まで移動可能に構成されたことを特徴とする数値制御工作機械。
【請求項２】
前記請求項１に記載の数値制御工作機械の加工プログラムをドライランによりチェックする加工プログラムのチェック方法であって、第２回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具を、ワークに当接しないように第２回転軸線方向に所定距離だけオフセットさせ、そのオフセット位置で移動させることを特徴とする加工プログラムのチェック方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、直交３軸に加え回転２軸を備えた５軸ＮＣマシニングセンタ等の数値制御工作機械および加工プログラムのチェック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、流体機械部品や金型等の複雑形状を有するワークの加工に際しては、数値制御工作機械である５軸ＮＣマシニングセンタが用いられる場合がある。かかる５軸ＮＣマシニングセンタは、直交３軸に加え回転２軸を備えたものである。すなわち、該マシニングセンタは、主軸に工具ホルダーを介して回転自在保持された各種切削工具と、回転テーブルに保持されたワークとがＸ軸線、Ｙ軸線およびＺ軸線の３軸線方向に相対的に移動自在に設けられ、しかも、ワークをＣ軸線方向に回転自在に保持する回転テーブルが、Ｃ軸線方向と交差するＡ軸線を中心に回転自在に揺動盤に取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような５軸ＮＣマシニングセンタは、ドライランにより、加工プログラムのチェックを行う場合がある。このドライランによる加工プログラムのチェック方法は、ワークに対して工具を所定の距離だけ離間（オフセット）させた状態で加工プログラムの指令を実行し、切削工具の動きを確認して、加工プログラムが意図したものか否かを判断するものである。
【特許文献１】実開昭６３−７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の５軸ＮＣマシニングセンタは、Ｘ軸線、Ｙ軸線およびＺ軸線の３方向に対しては、ワークから所定の距離だけオフセットさせた状態でドライランを行えるが、Ａ軸線およびＣ軸線方向に連動して切削工具を動かせるものではなかった。このため、ワークをＡ軸線およびＣ軸線を中心にして回転させた場合には、切削工具は、ワークに対して任意の位置に不規則に移動することとなり、ドライランを行う実益がなかった。このため、作業者は、ドライランを行うことなく、実際にワークを加工する場合もあり、かかる場合には、ワークの切削加工ミスが生じ経済ではなかった。
【０００５】
本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、５軸の切削加工に際して、ワークの任意の角度位置において、ドライランを確実に行い、ワークの切削加工を安価にかつ容易に行えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の数値制御工作機械は、切削工具を保持する主軸と、この切削工具で切削加工されるワークを保持するワーク保持部とを供え、ワークと切削工具とは、直交する３軸線方向に相対移動し、しかも、前記ワーク保持部は、第１回転軸線を中心にして回転する揺動盤と、第１回転軸線と交差する第２回転軸線を中心にして回転する回転テーブルとを備え、この回転テーブルに前記ワークが保持され、切削工具は、加工プログラムによりワークの複数箇所を切削加工する数値制御工作機械において、前記第２回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具は、第２回転軸線方向に所定距離だけオフセットされ、そのオフセット位置で加工位置まで移動可能に構成されたことにある。
【０００７】
なお、切削工具がオフセット位置で加工位置まで移動可能とは、切削工具があたかもワークを加工するように移動するドライランの場合と、実際にワークを切削加工する場合とを含む概念である。
【０００８】
本発明の数値制御工作機械は、切削工具が、ワークの動きに追従して第２回転軸線方向に所定距離だけオフセットされ、そのオフセット位置で加工位置まで移動するため、ドライランを行う場合には、作業者は、切削工具のワークに対する切削加工位置の確認を容易に行える。
【０００９】
また、初期設定値よりも第２回転軸線方向にワークがずれた場合には、ずれた値分だけ切削工具の第２回転軸線方向の位置を補正するだけで、ワークが第１回転軸線を中心にして任意の角度位置に回転しても、切削工具はワークに対して所定の位置に切削加工できる。作業者は、直交する３軸線方向、第１回転軸線方向および第２回転軸線方向のそれぞれの位置データを、各ワークごとに修正し直す作業が不要となり、ワークの切削加工を容易に行える。
【００１０】
また、本発明は、数値制御工作機械の加工プログラムをドライランによりチェックする加工プログラムのチェック方法であって、第２回転軸線の任意の角度位置において、前記切削工具を、ワークに当接しないように第２回転軸線方向に所定距離だけオフセットさせ、そのオフセット位置で移動させることにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、５軸の切削加工に際して、ワークの任意の角度位置において、ドライランを確実に行えワークの切削加工を安価にかつ容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図７は、本発明の一実施の形態を示し、図１は数値制御工作機械としての５軸ＮＣマシニングセンタの要部斜視図である。図１に示すマシニングセンタ１は、図示省略の工作機械本体のコラムに垂直に設けられた主軸ヘッド３を備えている。この主軸ヘッド３は、水平方向でかつ直交する２方向（Ｘ軸線方向およびＹ軸線方向）および、垂直方向（Ｚ軸線方向）の３軸線方向に移動自在に設けられている。主軸ヘッド３には、Ｚ軸線方向を回転中心として回転する主軸６が支持され、この主軸６の先端部には、各種切削工具７を着脱自在に保持する工具ホルダー９が取り付けられている。
【００１３】
主軸６の下方には、両腕部１０ａ、１０ａが上向きに間隔を有して設けられベッド１０が配置され、このベッド１０に揺動盤１２が支持されている。揺動盤１２は、テーブル支持部１３と、このテーブル支持部１３の両端から延設された一対の腕部１４、１４とからなる。両腕部１４、１４は、ベッド１０の両腕部１０ａ、１０ａに、Ｘ軸線方向と平行な第１回転軸線としてのＡ軸線方向を中心にして揺動回転自在に支持されている。
【００１４】
揺動盤１２のテーブル支持部１３上には、前記Ａ軸線と交差する第２回転軸線としてのＣ軸を中心として回転する回転テーブル１５が支持されている。この回転テーブル１５には、ワーク１７を着脱自在に取り付けるチャック１８が設けられている。なお、ワーク１７は、チャック１８に直接取付けても、あるいは、図示省略のワークホルダーを介して取付けることも可能である。
【００１５】
前記ベッド１０、揺動盤１２および回転テーブル１５により、ワーク保持部が構成され、前記ベッド１０、揺動盤１２、回転テーブル１５、主軸ヘッド３およびそれらの駆動源などにより位置調節機構が構成されている。そして、位置調節機構は、主軸６に取り付けられた切削工具７と、回転テーブル１５に取り付けられたワーク１７との相対角度関係を含む相対的位置関係は、コンピューターを含む制御装置（図示省略）により数値制御されるようになっている。
【００１６】
次に、前記構成からなる５軸ＮＣマシニングセンタのドライランを含む切削加工方法について説明する。ワーク１７は、例えば直方体形状を有し、そして、ワーク１７の上面１７ａ（図４参照）、ワーク１７の一側面１７ｂ（図５参照）、ワーク１７の他側面１７ｃ（図６参照）を、ドリル７でそれぞれ切削加工する場合について説明する。
【００１７】
まず、ドライランの方法について説明する。作業者は、設定パネルまたはキーボードからドライランモードを指定し、図４（ａ）に示すように、ワーク１７を保持する回転テーブル１５のＣ軸線を垂直方向（Ｚ軸線に沿う方向）にする。次に、ワーク１７の上面１７ａからドリル７の先端中心までのオフセット距離Ｌを決定し、そのオフセット距離Ｌを制御装置に入力する。このオフセット距離Ｌは、ドライランの際にドリル７がワーク１７に当接しない距離である。
【００１８】
さらに、作業者は、予め制御装置に入力されているプログラムをスタートさせる。まず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク１７の上面１７ａを垂直に切削加工する際には、Ｃ軸線が垂直状態となり、主軸１５に取り付けられたドリル７は、Ｚ軸線方向に沿って所定の切削深さｈ１まで下降する。このとき、ドリル７は、所定の距離ＬだけＣ軸線方向にオフセットされた位置で、切削深さｈ１下降するので、切削深さを確認できる。なお、図４（ａ）中、２０ａは、ワーク１７に加工される加工穴を示す。
【００１９】
次に、図２および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク１７の一側面１７ｂを垂直に切削加工する際には、揺動盤１２がＡ軸線を中心にして９０度回転するとともに、ドリル７は、ワーク１７に対してＸ軸線方向、Ｙ軸線方向およびＺ軸線方向にそれぞれ移動する。このとき、ドリル７は、前記同様にワーク１７の上面１７ａからＣ軸線方向にオフセット距離Ｌを有しており、そのオフセット位置で、所定の下降位置まで下降する。例えば、実際の加工穴２０ｂの切削深さがｈ２であるとすると、ドリル７はオフセット位置で、切削深さｈ２に相当する位置まで下降することとなる。
【００２０】
さらに、図３および図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ワーク１７の他側面１７ｃを斜めに加工する際には、揺動盤１２をＡ軸線を中心にして揺動回転させることにより、ワーク１７をＺ軸線に対して所定の角度（α）だけ傾斜させる。また、ドリル７は、ワーク１７の上面１７ａからＣ軸線方向にオフセット距離Ｌを有しており、そのオフセット位置から所定の位置まで下降する。例えば、実際の加工穴２０ｃの底面と、Ｃ軸線との距離がｋ１あるとすると、ドリル７は、オフセット位置で、Ｃ軸線との距離がｋ１となる位置まで下降する。これは、ドリル７を実際の切削加工位置からＣ軸線方向に平行移動させたことに相当する。
【００２１】
さらに、ワーク１７の任意の面に、任意の角度で切削加工する際に、ワーク１７が任意の角度位置に姿勢変更しても、ドリル７は、常にＣ軸線方向にオフセットされ、その位置から所定位置まで下降するように、プログラムされている。このため、作業者は、その機械の動きを見て、加工プログラムが意図したものか否かを用意に判断することができる。そして、加工プログラムが意図したものであると認識した後に、加工プログラムを実行させ、ワーク１７をドリル７で実際に切削加工する。なお、ドリル７とワーク１７とのオフセット距離Ｌは、各切削加工工程で同等に設定しても、それぞれ任意に設定してもよい。
【００２２】
前記マシニングセンタは、例えば、ワーク１７がＣ軸線方向にずれていた場合、そのずれを容易に修正して、所定の位置に加工することもできる。すなわち、仮にワーク１７自体がＣ軸線方向に製造誤差が生じていたり、ワーク１７がワークホルダーを介して初期設定に比し、Ｃ軸線方向にずれて取付けられたとする。作業者は、加工するワーク１７ごとに、各ワーク１７を図４（ａ）で示した状態にし、ドリル７を下降させ、その先端をワーク１７の上面１７ａに当接させることにより、Ｚ軸線方向のワーク１７の上面１７ａの座標位置が確認できる。例えば、ワーク１７の上面１７ａが、初期設定位置より上方に距離Ｌ１だけずれていたとすると、作業者は、ドリル７が距離Ｌ１だけ上方で加工するように、Ｃ軸線方向のずれ分のデータを入力し、加工プログラムのデータを修正する。
【００２３】
このように、データを修正した加工プログラムを実行させると、図７に示すごとく、ワーク１７が傾斜する場合であっても、ドリル７をＣ軸線方向に距離Ｌ１だけオフセットさせて所定の位置に切削穴２０ｄを切削加工することができる。
【００２４】
本発明は、前記の実施の形態に限るものではない。例えば、切削工具は、ドリルに限らずフライス用のエンドミルであっても良く、その種類は特に限定されるものではない。エンドミルの場合には、オフセット位置において、切削加工時と同様に切削方向に移動することとなる。また、ワークの形状も限定されるものではなく、任意の形状のものが採用可能である。
【００２５】
数値制御工作機械として、主軸６側がＸ軸線方向、Ｙ軸線方向およびＺ軸線方向に移動する場合について例示したが、ワーク保持部側を、各軸線方向に移動させても良く、切削工具とワークとが相対移動する構成であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る５軸ＮＣマシニングセンタの概略を示す斜視図である。
【図２】同Ｃ軸線を水平にした状態の斜視図である。
【図３】同Ｃ軸線を傾斜した状態の斜視図である。
【図４】同Ｃ軸線を垂直にした状態を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図５】同Ｃ軸線を水平にした状態を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図６】同Ｃ軸線を傾斜した状態を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。
【図７】同Ｃ軸線を傾斜した状態のワークの加工状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
６    主軸
７    切削工具
１２  揺動盤
１５  回転テーブル
１７  ワーク
【図１】
2005319531.tif 000003
【図２】
2005319531.tif 000004
【図３】
2005319531.tif 000005
【図４】
2005319531.tif 000006
【図５】
2005319531.tif 000007
【図６】
2005319531.tif 000008
【図７】
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