(57)【要約】【課題】素材や工具の状態が変化したときにも使用される工具に適した主軸回転数や送り速度などの加工条件を現場において容易に設定でき、生産効率の低下を防止することができるＮＣ加工設備及びこれを用いたワークの加工方法を提供する。【解決手段】複数の工具を備えたNC加工設備に、複数のオーバーライド値設定手段１，２，３、４と、使用する工具もしくはNCプログラム中のコードによって利用するオーバーライド値設定手段を自動的に選択する制御手段とを設ける。使用する工具によって利用するオーバーライド値設定手段を変更しつつ加工を行う。工具によってオーバーライド値を自動的に変えることができ、生産効率の向上と現場作業員の負担軽減を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工具を備えたNC加工設備であって、複数のオーバーライド値設定手段と、使用する工具もしくはNCプログラム中のコードによってオーバーライド値設定手段を自動的に選択する手段とを備えたことを特徴とするNC加工設備。
【請求項２】
オーバーライド値設定手段が、主軸回転数と送り速度のそれぞれもしくは片方について複数個設けられていることを特徴とする請求項１記載のNC加工設備。
【請求項３】
NC加工設備が碍管の内外径切削装置であり、複数の工具が内径切削用バイトと外径切削用バイトであることを特徴とする請求項１記載のNC加工設備。
【請求項４】
請求項１のNC加工設備を用いたワークの加工方法であって、複数のオーバーライド値設定手段にそれぞれオーバーライド値を設定しておき、工具もしくはNCプログラム中のコードによって利用するオーバーライド値設定手段を自動的に選択しながら複数の工具を用いて加工することを特徴とするNC加工設備を用いたワークの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の工具を備えたNC加工設備及びこれを用いたワークの加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタに代表される複数の工具を備えたNC加工設備は広く用いられており、NCプログラムに従って指定された工具によりワークを自動加工することができる。NCプログラムには工具の種類のほか、主軸回転数や工具の送り速度、加工すべき座標点などがコードされており、指定された工具を用い、指定された加工条件で切削や穴あけなどの様々な加工が可能である。
【０００３】
また複数の工具を備えたNC加工設備の一種として、碍管の内外径切削装置を上げることもできる。この装置は、陶磁器素材を主軸上に垂直に保持して主軸回転用モータにより回転させながら、内径切削手段及び外径切削手段により内径と外径を切削し、所定形状に成形している。その一例は本件出願人の特許文献１に記載されており、ＮＣ制御により内径切削用バイト及び外径切削用バイトを軸方向及び半径方向に移動させながら、切削している。
【０００４】
これらのNC加工設備はプログラムされた通りの主軸回転数や送り速度でワークを加工するのであるが、現場においてワークの加工状態を見ながら加工条件を変更したい場合がある。そこでNC加工設備に主軸回転数調整用のオーバーライド摘みと送り速度調整用のオーバーライド摘みとを設け、例えば主軸回転数調整用のオーバーライド摘みを９０％に設定すると、プログラムされた主軸回転数の９０％の回転速度で加工を行うことができるようになっていた。しかしこの場合には、全ての工具について主軸回転数は９０％にダウンするため、生産効率が低下する。
【０００５】
例えば碍管の内外径切削装置の場合には、ワークである陶磁器素材は前工程における乾燥状態や原料ロットの差などによって硬度が変化しやすく、乾燥不十分な素材を切削する場合には、作業者がオーバーライド摘みを操作して主軸の回転数をプログラムされた設定回転数の９０％程度にまで落とし、切削を行っている。この場合、内径切削速度も外径切削速度もともに設定値の９０％の回転速度に落とされる。
【０００６】
ところが、内径切削用バイトはワーク内面に挿入できるように長尺の内径切削軸の先端に設けられているのに対して、外径切削用バイトはその必要がないなど、外径と内径とではバイトの保持手段が大きく相違し、またワークの内面と外面とでは乾燥状態が必ずしも同一でないなどの理由から、内径切削に適したオーバーライド値が外径切削に適したオーバーライド値と一致しないことがある。このような場合、回転数が高くなる側のオーバーライド値を選択すると製品肌が荒れて不良品となるおそれがあるため、従来は安全を見てオーバーライド値を常に低い側に設定している。その結果、より高速切削が可能である面を低速切削することになり、その分だけ切削時間が長くなって生産効率が低下するという問題があった。
【０００７】
また、使用するバイトが磨耗し、切削抵抗が変わると最適な切削条件も変わってくるため、使用するバイト(外径荒加工用バイト、外形仕上加工用バイト、内径用バイト)により、加工条件を変える場合もある。特に切削抵抗が小さい場合は、送り速度を大きくして切り量を増やしても、芯ぶれの問題はおこらないため、加工面の粗さを気にしない荒加工時にオーバーライド値を上げて、加工時間を縮めることがある。しかしそのためには現場の作業員が頻繁にオーバーライド摘みを操作しなければならなくなる。
【特許文献１】特公平５‐３５６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、素材や工具の状態が変化したときにも使用される工具に適した主軸回転数や送り速度などの加工条件を現場において容易に設定でき、生産効率の低下を防止することができるＮＣ加工設備及びこれを用いたワークの加工方法を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するためになされた本発明のNC加工設備は、複数の工具を備えたNC加工設備であって、複数のオーバーライド値設定手段と、使用する工具もしくはNCプログラム中のコードによって利用するオーバーライド値設定手段を自動的に選択する手段とを備えたことを特徴とするものである。オーバーライド設定値設定手段は、主軸回転数と送り速度のそれぞれもしくは片方について複数個設けられていることが好ましい。なお、好ましい実施形態においてはNC加工設備が碍管の内外径切削装置であり、複数の工具が内径切削用バイトと外径切削用バイトである。
【００１０】
また本発明のNC加工設備を用いたワークの加工方法は、請求項１のNC加工設備を用い、複数のオーバーライド値設定手段にそれぞれオーバーライド値を設定しておき、工具によって利用するオーバーライド値設定手段を自動的に選択しながら複数の工具を用いて加工することを特徴とするものである。この場合、NCプログラム中に明示したコードに従って、オーバーライド値設定手段を自動的に選択することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、NC加工設備に複数個のオーバーライド値設定手段を設けておき、使用する工具によって利用するオーバーライド値設定手段を自動的に選択しつつ加工を行うので、現場においてワークの状態を観察しながら、使用する工具に応じた主軸回転数や送り速度などの加工条件をNCプログラムを直すことなく容易に設定することができる。従って全工具に対して同一のオーバーライド値を用いていた従来よりも、生産性を向上させることが可能となった。また現場の作業員が頻繁にオーバーライド値設定手段を操作する必要もなくなり、現場の作業員の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１、図２は本発明をマシニングセンタに適用した第１の実施形態を示すものであり、操作盤１には主軸用の２個のオーバーライド値設定手段２、３と、送り用の２個のオーバーライド値設定手段４、５とが設けられている。NCプログラムには使用する工具と、主軸回転数と、送り速度と加工すべき座標がコードされているが、本実施形態ではそのほかに、どのオーバーライド値設定手段の設定値に従って主軸回転数や送り速度を調整するかをNCプログラム中にコードして明示したり、工具番号によって利用するオーバーライド値設定手段を自動的に選択するようにしておく。
【００１３】
例えばNo.1工具についてはオーバーライド値設定手段２とオーバーライド値設定手段４とを使用し、No.2工具についてはオーバーライド値設定手段３とオーバーライド値設定手段５とを使用するというように、設定しておく。オーバーライド値設定手段２、３，４，５にプラス１０％、マイナス１０％、プラス２０％、マイナス２０％のオーバーライド値を設定しておけば、No.1工具による加工時には主軸回転数はプログラムされた値よりもプラス１０％大きくなり、送り速度はプラス２０％速くなる。またNo.2工具による加工時には主軸回転数はプログラムされた値よりもマイナス１０％となり、送り速度はマイナス２０％となる。
【００１４】
このように使用する工具によって利用するオーバーライド値設定手段を変更して加工を行えば、どの工具に対しても同一のオーバーライド値を用いていた従来の加工法よりも、生産性を向上させることができ、あわせて作業員の負担軽減を図ることもできる。なお、どのオーバーライド値設定手段を使用するかをNCプログラム中に工具番号とともにコードする方法のほか、選択された工具番号に応じてどのオーバーライド値設定手段を使用するかを予め設定しておくことやハード的に作製しておくこともできる。なお、オーバーライド値の設定は作業者が摘みの操作により行ってもよいが、工具長補正の設定のようにNC制御盤上のキーボードからソフト的に行えるようにしてもよい。また、その方がオーバーライド値を細かく設定できる利点もある。
【００１５】
図３と図４は本発明を碍管の内外径切削装置に適用した第２の実施形態を示すもので、１１はベース、１２はワークＷである陶磁器素材を載せて回転させるろくろ状の主軸である。この実施形態ではワークＷは水分変動のある陶磁器素材である。ワークＷは長尺であるため、上側にも回転自在な保持具３が設けられており、保持具１３と主軸１２とによって上下を保持されて回転される。１４は主軸１２を回転させる主軸回転用モータであり、その回転数はNCプログラムにより設定されている。
【００１６】
１５はワークＷの外周面を切削する内径切削手段である。この内径切削手段１５は、ベース１１の上部に設けられた垂直ガイド１６に沿って昇降できるとともに、ワークＷの半径方向にも移動できる内径切削用バイト１７を備えている。この内径切削用バイト１７はＮＣ制御により駆動され、ワークＷの外周面を所望形状に切削する。なお碍管の場合には外周面に多数の笠が形成されるため、途中でバイトを自動交換しながら荒加工と仕上げ加工とを行うのが普通である。
【００１７】
１８はワークＷの内周面を切削する外径切削手段である。この外径切削手段１８も、ベース１１の下部に設けられた垂直ガイド１９に沿って昇降できるとともに、ワークＷの半径方向にも移動できる外径切削用バイト２０を備えている。しかしこの外径切削用バイト２０は主軸１２の中心孔からワークＷの内部に挿入できるように長尺ポスト２１の先端に支持されている。外径切削用バイト２０もＮＣ制御により駆動され、ワークＷの内周面を所望形状に切削する。
【００１８】
主軸回転用モータ１４の回転数はNCプログラムで設定されており、例えば内径切削時には７０ｒｐｍ、外径切削時には３００ｒｐｍと設定されている。このように設定回転数が異なるのは、回転軸から切削点までの距離が異なることや、内径切削用バイト１７と外径切削用バイト２０では保持剛性が異なることなどの理由による。
【００１９】
この設定回転数は品番ごとに一定であるが、前記したようにワークＷである陶磁器素材は前工程における乾燥状態や原料ロットの差などによって硬度が変化しやすく、ワークの状態によってはプログラムされた設定回転数で切削すると肌が荒れたり芯ブレを生じたりすることがある。そこで本発明では現場において主軸１２の回転数を調整できるように、内径切削用オーバーライド値設定手段２２と外径切削用オーバーライド値設定手段２３とが個別に設けられている。
【００２０】
内径切削用オーバーライド値設定手段２２は、プログラムにより設定された内径切削用設定回転数に対するオーバーライド値を調整できるものである。同様に外径切削用オーバーライド値設定手段２３は、プログラムにより設定された外径切削用設定回転数に対するオーバーライド値を調整できるものである。図４に示されるように、設定回転数にそれぞれのオーバーライド値を掛けた回転数が実回転数出力となり、主軸回転用モータ４はその実回転数出力でワークＷを回転させる。
【００２１】
このように従来は単一であったオーバーライド値設定手段を複数とし、内径切削と外径切削とで異なるオーバーライド値を選択できるようにしたため、例えば内径切削時のオーバーライド値を高く、外径切削時のオーバーライド値を低く設定したり、内径切削時のオーバーライド値を低く、外径切削時のオーバーライド値を高く設定することができる。これにより素材の状態に応じて内径切削と外径切削に適したそれぞれの回転数を現場において容易に設定でき、生産性の低下を防止することができる。
【００２２】
なお、図２に示すようにＮＣプログラム中の命令コードから現在の切削が内外面のいずれかを判断し、内面切削時には内径切削用オーバーライド値設定手段２２のオーバーライド値を選択し、外面切削時には外径切削用オーバーライド値設定手段２３のオーバーライド値を選択するようにしておくことが好ましい。なおオーバーライド値の範囲は、１０〜２００％程度が普通である。命令コードとしては、特別な命令コードを定義する他、工具交換指令を用いることで、対応できる。
【００２３】
以上の説明では内径切削用オーバーライド値設定手段１２と外径切削用オーバーライド値設定手段１３とを設けたが、内径切削も外径切削も荒切削と仕上げ切削との２段階切削を行うことが多いため、荒切削用オーバーライド値設定手段と仕上げ切削用オーバーライド値設定手段とをそれぞれ増設し、より細かい調整を行うことができるようにしてもよい。
【実施例】
【００２４】
図１に示した成形機を用いて、高さ３ｍの碍管を成形した。切削は内径、外径、内径の３段階で行われ、ＮＣプログラムにより設定された回転数はそれぞれ、７０ｒｐｍ，３００ｒｐｍ，６０ｒｐｍである。硬めの素材が来た場合には、内径切削用オーバーライド値を９０％、外径切削用のオーバーライド値を１２０％とし、実回転数を６３ｒｐｍ、３６０ｒｐｍ、５４ｒｐｍとして切削を行った。
【００２５】
これにより美しい仕上げ肌の碍管が成形できた。しかもトータルの生産効率は１００％を維持することができた。これに対して従来はオーバーライド値設定手段は１個であったため、内径加工時のオーバーライド値を９０％に設定したまま、作業者が外径加工時にオーバーライド値の変更を忘れてしまうと外径切削も９０％のままで行われ、全体の生産効率が９０％に低下していた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態のマシニングセンタを示す斜視図である。
【図２】マシニングセンタの操作盤の説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す部分断面図である。
【図４】制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  操作盤
２  オーバーライド値設定手段
３  オーバーライド値設定手段
４  オーバーライド値設定手段
５  オーバーライド値設定手段
１１  ベース
１２  主軸
１３  保持具
１４  主軸回転用モータ
１５  内径切削手段
１６  垂直ガイド
１７  内径切削用バイト
１８  外径切削手段
１９  垂直ガイド
２０  外径切削用バイト
２１  長尺ポスト
２２  内径切削用オーバーライド値設定手段
２３  外径切削用オーバーライド値設定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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