(57)【要約】【課題】大型のワークの円周上で多数の穿孔を効率良く加工できる工作機械の加工方法を提供する。【解決手段】アウタレース16の円周上で穿孔する予定の２点Ｐ1，Ｐ2がＹ軸方向と平行になる角度θまで回転テーブルを回転させ、クロスレールをＸ軸方向に移動させるとともに複数の加工ヘッドをそれぞれＹ軸方向に移動させると、複数の穿孔工具26，27をアウタレース16上の穿孔予定の２点位置に位置合わせできるので、複数の穿孔工具26，27をＺ軸方向に移動してアウタレース16上の２点位置を同時に穿孔する。【選択図】図１
2007196335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対してワークを回転させる回転テーブルが設けられ、この回転テーブルの回転中心を原点としてベースに対し複数の加工ヘッドが第１方向に共に移動可能であるとともに第１方向と交差する第２方向にそれぞれ移動可能に設けられ、これらの加工ヘッドに対して複数の穿孔工具が回転テーブルの回転中心と平行の第３方向に移動可能に設けられた工作機械において、
ワークの円周上で穿孔される２点が第２方向と平行になる角度まで回転テーブルを回転させ、
複数の加工ヘッドを第１方向に共に移動させるとともに第２方向に移動させて複数の穿孔工具をワーク上の穿孔される２点に位置決めし、
複数の穿孔工具を第３方向に移動してワーク上の２点を同時に穿孔する
ことを特徴とする工作機械の加工方法。
【請求項２】
回転テーブルは、
ワークの円周上で穿孔される２点が第２方向と平行になる２つの状態のうち、回転角度の少ない方向に回転させる
ことを特徴とする請求項１記載の工作機械の加工方法。
【請求項３】
ワークの円周上で等ピッチの穿孔をする場合は、
複数の穿孔工具を回転テーブルの回転中心を挟んで反対側に位置させ、
回転テーブルを等ピッチ間欠回転させながらワーク上の２点を同時に穿孔する
ことを特徴とする請求項１または２記載の工作機械の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の穿孔工具を有する工作機械における加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
主軸に取付けられたワークを回転させながら、そのワークの外径を切削工具により所定の直径に切削するとともに、同時に、穿孔工具によりそのワークの先端から所定の深さの穿孔加工をする多軸式数値制御旋盤の制御方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１２２７０９号公報（第３頁、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような主軸によりワークを回転させるものは、大型のワークの加工に適さず、特に大型のワークの円周上で多数の穿孔を効率良く加工することは容易でない問題がある。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、大型のワークの円周上で多数の穿孔を効率良く加工できる工作機械の加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、ベースに対してワークを回転させる回転テーブルが設けられ、この回転テーブルの回転中心を原点としてベースに対し複数の加工ヘッドが第１方向に共に移動可能であるとともに第１方向と交差する第２方向にそれぞれ移動可能に設けられ、これらの加工ヘッドに対して複数の穿孔工具が回転テーブルの回転中心と平行の第３方向に移動可能に設けられた工作機械において、ワークの円周上で穿孔される２点が第２方向と平行になる角度まで回転テーブルを回転させ、複数の加工ヘッドを第１方向に共に移動させるとともに第２方向に移動させて複数の穿孔工具をワーク上の穿孔される２点に位置決めし、複数の穿孔工具を第３方向に移動してワーク上の２点を同時に穿孔する工作機械の加工方法である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の工作機械の加工方法における回転テーブルが、ワークの円周上で穿孔される２点が第２方向と平行になる２つの状態のうち、回転角度の少ない方向に回転させる方法である。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の工作機械の加工方法において、ワークの円周上で等ピッチの穿孔をする場合は、複数の穿孔工具を回転テーブルの回転中心を挟んで反対側に位置させ、回転テーブルを等ピッチ間欠回転させながらワーク上の２点を同時に穿孔する方法である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、回転テーブルの回転中心を原点として複数の加工ヘッドが第１方向に共に移動可能であって第１方向と交差する第２方向へ移動可能に設けられた構造上の制限を有する工作機械であっても、ワークの円周上で穿孔される２点が第２方向と平行になる角度まで回転テーブルを回転させ、複数の加工ヘッドを第１方向に共に移動させるとともに第２方向に移動させてこれらの穿孔工具をワーク上の穿孔される２点に位置決めし、第３方向に移動してワーク上の２点を同時に穿孔するので、大型のワークの円周上で多数の穿孔を加工する場合に、等ピッチおよび不等ピッチにかかわらず多数の穿孔を効率良く加工できる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、ワークの円周上で穿孔される２点が第２方向と平行になる２つの状態のうち、回転角度の少ない方向に回転テーブルを回転させるので、回転テーブルの割出角度への変更を短時間で行なえ、多数の穿孔を効率良く加工できる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、複数の穿孔工具を回転テーブルの回転中心を挟んで反対側に位置させ、回転テーブルを等ピッチ間欠回転させながらワーク上の２点を同時に穿孔するので、ワークの円周上で等ピッチの穿孔を効率良く加工できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図１乃至図２１に示された実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１９は、旋回型作業機械としての油圧ショベルを示し、下部走行体11に旋回ベアリング12を介して上部旋回体13が旋回可能に設けられ、この上部旋回体13上に作業装置14などが搭載されている。
【００１３】
図２０は、ボールベアリングタイプの旋回ベアリング12を示し、図２１は、クロスローラタイプの旋回ベアリング12を示し、いずれも、下部走行体11にインナレース15がボルト15aにより固定され、上部旋回体13にアウタレース16がボルト16aにより固定され、これらのインナレース15とアウタレース16の凹溝間に、図２０に示されるボールまたは図２１に示されるローラなどの軸受用回転体17が転動自在に嵌着されている。
【００１４】
そして、上部旋回体13上にモータ本体を固定された旋回モータ18により回転駆動されるピニオン19が、インナレース15のインナギヤ15bと噛合されているので、このピニオン19を駆動することで、インナレース15により軸受用回転体17を介しアウタレース16の荷重を支持しながら、下部走行体11に対し上部旋回体13を旋回させることができる。
【００１５】
図５に示されるように、工作機械20は、ベース21に対して、ワークとしてのインナレース15またはアウタレース16を同心状に固定設置して回転させる回転テーブル22が設けられ、この回転テーブル22の回転中心22aを原点としてベース21に対し第１方向（Ｘ軸方向）に移動可能であって第１方向と交差する第２方向（Ｙ軸方向）へ長尺に形成されたクロスレール23に沿って複数の加工ヘッド24，25が移動可能に設けられ、これらの加工ヘッド24，25には、回転テーブル22の回転中心線と平行の第３方向（Ｚ軸方向）に移動可能な主軸がそれぞれ設けられ、これらの複数の主軸にはドリルなどの穿孔工具26，27がそれぞれ装着された２頭仕様の竪型数値制御旋盤である。
【００１６】
図１および図２に示されるように、アウタレース16には、Ｖ形の凹溝16cとボルト16aを挿通するための穿孔16dが穿設され、また、図３および図４に示されるように、インナレース15には、Ｖ形の凹溝15cとボルト15aを螺入するための穿孔15dが穿設される。アウタレース16の穿孔16dは、ピッチ円上に不等間隔（不等ピッチ）で分割配置され、インナレース15の穿孔15dは、ピッチ円上に３６０°等間隔（等ピッチ）で分割配置される。
【００１７】
次に、この２頭仕様の竪型数値制御旋盤は、図６に示されるフローチャートのように制御される。なお、このフローチャート中の丸番号は、ステップ番号を示す。
【００１８】
（ステップＳ１）
数値制御メインプログラムをスタートさせると、穴加工用固定サイクルモードがオンとなり、図面指示データが引渡される。
【００１９】
（ステップＳ２）
マクロ呼び出しにより各穴位置データが呼び出される。
【００２０】
（ステップＳ３）
引渡された図面指示データの整合性などがチェックされる。
【００２１】
（ステップＳ４）
図面指示データの整合性がない場合は、図示されないディスプレイにエラー表示がなされ、工作機械20が停止する。
【００２２】
（ステップＳ５）
図面指示データの整合性がある場合は、その図面指示データより、図１に示されるアウタレース16の穿孔16dのように不等間隔であるか、図３に示されるインナレース15の穿孔15dのように３６０°等間隔分割であるかが判断される。
【００２３】
（ステップＳ６）
ステップＳ５で、図１に示されるアウタレース16の穿孔16dのように不等間隔であると判断された場合は、各穿孔16dの座標計算が演算処理され、２つの加工ヘッド24，25の穿孔工具用主軸毎に図面指示データから主軸座標への座標変換がなされ、穿孔工具26，27のＸＹ軸座標と、回転テーブル22の回転角度とが求められる。
【００２４】
（ステップＳ７）
図７乃至図１８に示されるような図形処理により、座標位置が算出演算され、２つの加工ヘッド24，25の穿孔工具用主軸毎に対象象限が決定される。
【００２５】
（ステップＳ８）
工作機械20の機械状態が取得、確認される。
【００２６】
（ステップＳ９）
ステップＳ７で決定された２つの加工ヘッド24，25の穿孔工具用主軸毎に決定された対象象限に基づき、ステップＳ６で演算された穿孔工具26，27のＸＹ軸座標と、回転テーブル22の回転角度の位置決めがなされる。
【００２７】
（ステップＳ１０）
穿孔工具26，27による穴あけ加工が実施される。
【００２８】
（ステップＳ１１）
ステップＳ１０からステップＳ２を経て穴加工用固定サイクルモードがオフとなり、加工を終了する。
【００２９】
（ステップＳ１２）
一方、ステップＳ５で、図３に示されるインナレース15の穿孔15dのように３６０°等間隔分割であると判断された場合は、各穿孔15dの座標計算が演算処理され、２つの加工ヘッド24，25の穿孔工具用主軸毎に図面指示データから主軸座標への座標変換がなされ、穿孔工具26，27のＸＹ軸座標と、回転テーブル22の回転角度とが求められる。
【００３０】
（ステップＳ１３）
図７乃至図１８に示されるような図形処理により、座標位置が算出演算され、２つの加工ヘッド24，25の穿孔工具用主軸毎に対象象限が決定される。
【００３１】
（ステップＳ１４）
工作機械20の機械状態が取得、確認される。
【００３２】
（ステップＳ１５）
ステップＳ１３で決定された２つの加工ヘッド24，25の穿孔工具用主軸毎に決定された対象象限に基づき、ステップＳ１２で演算された穿孔工具26，27のＸＹ軸座標と、回転テーブル22の回転角度の位置決めがなされる。
【００３３】
（ステップＳ１６）
穿孔工具26，27による穴あけ加工が実施される。
【００３４】
（ステップＳ１７）
現在加工済みの均等等配された穿孔個数が指定個数より少ない場合は、ステップＳ１２〜Ｓ１６を繰返し、穿孔個数が指定個数に至った場合は、ステップ２、ステップＳ１１を経て、加工を終了する。
【００３５】
図７乃至図１８は、図５に示された回転テーブル22の回転中心22aを原点として図形化処理されたもので、円は、穿孔が加工されるピッチ円を表わし、円と実直線との交点は、第１の加工ヘッド24の穿孔工具26により加工される穿孔位置（位相θ1）を表わし、円と点直線との交点は、第２の加工ヘッド25の穿孔工具27により加工される穿孔位置（位相θ2）を表わし、第１象限および第２象限は、第１の加工ヘッド24が穿孔を受持つ領域であり、第３象限および第４象限は、第２の加工ヘッド25が穿孔を受持つ領域である。
【００３６】
これらの図７乃至図１８において、α°＝180°−((θ1＋θ2)/2)の式より求められたαの(＋)、(−)によって、(＋)の場合は回転テーブル22を反時計方向にα°回転させ、(−)の場合は回転テーブル22を時計方向にα°回転させることで、２つのワーク穿孔位置を、Ｙ軸またはＶ軸と平行の線上、すなわちクロスレール23により加工ヘッド24，25を移動可能な線上に最短時間で位置させることができる。
【００３７】
次に、図１および図２を参照しながら、アウタレース16の穿孔加工方法を説明する。
【００３８】
アウタレース16の回転中心とほぼ点対称にある２つの加工ヘッド24，25によって同時加工させたい穿孔位置を指令する。この場合、第１の加工ヘッド24をＸ，Ｙ軸にて、第２の加工ヘッド25をＵ，Ｖ軸にて１ブロックで指令する。また、穿孔個数が奇数である場合は、１つの穿孔位置については、第１の加工ヘッド24または第２の加工ヘッド25のいずれか一方の軸指令のみを行ない、片側ヘッド単独での加工を指令する。
【００３９】
そして、図１に示されるように、アウタレース16の円周上で穿孔される予定の２点Ｐ1，Ｐ2がＹ軸方向と平行になる角度θまで回転テーブル22を回転させ、クロスレール23をＸ軸方向に移動させるとともに複数の加工ヘッド24，25をそれぞれＹ軸方向に移動させると、複数の穿孔工具26，27をアウタレース16上の穿孔予定の２点位置に位置合わせできるので、複数の穿孔工具26，27をＺ軸方向に移動してアウタレース16上の２点位置を同時に穿孔する。
【００４０】
このアウタレース16の穿孔加工方法において、図７乃至図１８に示されるように回転テーブル22の回転方向を演算制御することで、アウタレース16の円周上の穿孔される２点Ｐ1，Ｐ2がＹ軸方向と平行になる２つの状態（第１象限および第４象限と、第２象限および第３象限）のうち、回転角度の少ない方向に回転させる。
【００４１】
次に、図３および図４を参照しながら、インナレース15の穿孔加工方法を説明する。
【００４２】
インナレース15の回転中心による点対称によって穿孔位置が図示されているため、第２の加工ヘッド25側のＵ，Ｖ軸指令を省略し、第１の加工ヘッド24側のみのＸ，Ｙ軸指令と、両加工ヘッド24，25で対称位置の同時加工を指示する対称指令とを用いて、１８０°範囲分の位置指令のみを行なうことで、両加工ヘッド24，25が全穿孔を同時加工するように指令する。
【００４３】
そして、図４に示されるインナレース15を上下反転させて回転テーブル22上に同心設置し、図３に示されるようにインナレース15の円周上で等ピッチの穿孔15dを加工する場合は、２つの穿孔工具26，27を回転テーブル22の回転中心22aを挟んで反対側に位置させ、回転テーブル22を穿孔間隔で間欠運動させる等ピッチ間欠回転をさせながら、すなわち、ピッチ円直径で指令されたピッチ円周上３６０°を割出個数（穿孔数）で均等等配した穿孔ポイントを繰返し割出しながら、インナレース15のピッチ円上の２点を同時に穿孔する。
【００４４】
また、２つの穿孔工具26，27をＹ軸上に置かずに、Ｙ軸上からセットオフさせることで、総数が奇数個の穿孔15dをピッチ円上に等間隔で加工する際にも、２点同時穿孔が可能となる。
【００４５】
次に、図示された実施の形態の効果を説明する。
【００４６】
図１および図２に示されたアウタレース16の穿孔加工方法では、回転テーブル22の回転中心22aを原点としてＸ軸方向に移動可能であってＸ軸方向と交差するＹ軸方向へ長尺に形成されたクロスレール23に沿って複数の加工ヘッド24，25が移動可能に設けられた構造上の制限を有する工作機械であっても、アウタレース16の円周上で穿孔される２点Ｐ1，Ｐ2がＹ軸方向と平行になる角度まで回転テーブル22を回転させ、クロスレール23をＸ軸方向に移動させるとともに複数の加工ヘッド24，25をＹ軸方向に移動させて、これらの穿孔工具26，27をアウタレース16上の穿孔される２点位置に位置決めし、Ｚ軸方向に移動してアウタレース16上の２点位置を同時に穿孔するので、大型のアウタレース16の円周上で多数の穿孔16dを加工する場合に、等ピッチおよび不等ピッチにかかわらず多数の穿孔16dを効率良く加工できる。
【００４７】
その際、図７乃至図１８に示されるように、アウタレース16の円周上で穿孔される２点Ｐ1，Ｐ2がＹ軸方向と平行になる２つの状態（第１象限および第４象限と、第２象限および第３象限）のうち、回転角度の少ない回転方向に回転テーブル22を回転させるので、回転テーブル22の割出角度への変更を短時間で行なえ、多数の穿孔を効率良く加工できる。
【００４８】
また、図３および図４に示されたインナレース15の穿孔加工方法では、複数の穿孔工具26，27を回転テーブル22の回転中心22aを挟んで反対側に位置させ、回転テーブル22を等ピッチ間欠回転させながらインナレース15上の２点位置を同時に穿孔するので、インナレース15の円周上で等ピッチの穿孔を効率良く加工できる。
【００４９】
本発明は、旋回ベアリング12以外の大型のワークにも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る工作機械の加工方法の一実施の形態を示すアウタレースの平面図である。
【図２】同上アウタレースの断面図である。
【図３】同上加工方法における他の加工例を示すインナレースの平面図である。
【図４】同上インナレースの断面図である。
【図５】同上加工方法を実施する工作機械の概要を示す平面図である。
【図６】同上加工方法を実施する工作機械の制御ソフトの概略を示すフローチャートである。
【図７】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第１・第４象限の場合の説明図である。
【図８】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第１・第２象限の場合の説明図である。
【図９】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第１・第３象限の場合の説明図である。
【図１０】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第１・第３象限の場合の説明図である。
【図１１】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第２・第４象限の場合の説明図である。
【図１２】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第２・第４象限の場合の説明図である。
【図１３】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第２・第３象限の場合の説明図である。
【図１４】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第３・第４象限の場合の説明図である。
【図１５】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第１・第１象限の場合の説明図である。
【図１６】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第２・第２象限の場合の説明図である。
【図１７】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第３・第３象限の場合の説明図である。
【図１８】同上加工方法における座標・テーブル割出角度算出概念を示す第４・第４象限の場合の説明図である。
【図１９】旋回型作業機械の一例を示す側面図である。
【図２０】同上作業機械のボールベアリングタイプの旋回ベアリングを示す断面図である。
【図２１】同上作業機械のクロスローラタイプの旋回ベアリングを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
15    ワークとしてのインナレース
16    ワークとしてのアウタレース
20    工作機械
21    ベース
22    回転テーブル
22a   回転中心
24，25    加工ヘッド
26，27    穿孔工具
【図１】
2007196335.tif 000003
【図２】
2007196335.tif 000004
【図３】
2007196335.tif 000005
【図４】
2007196335.tif 000006
【図５】
2007196335.tif 000007
【図６】
2007196335.tif 000008
【図７】
2007196335.tif 000009
【図８】
2007196335.tif 000010
【図９】
2007196335.tif 000011
【図１０】
2007196335.tif 000012
【図１１】
2007196335.tif 000013
【図１２】
2007196335.tif 000014
【図１３】
2007196335.tif 000015
【図１４】
2007196335.tif 000016
【図１５】
2007196335.tif 000017
【図１６】
2007196335.tif 000018
【図１７】
2007196335.tif 000019
【図１８】
2007196335.tif 000020
【図１９】
2007196335.tif 000021
【図２０】
2007196335.tif 000022
【図２１】
2007196335.tif 000023