JPH0276602A - 複合加工工作機械及びその制御方法 - Google Patents

複合加工工作機械及びその制御方法

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JPH0276602A
JPH0276602A JP22938388A JP22938388A JPH0276602A JP H0276602 A JPH0276602 A JP H0276602A JP 22938388 A JP22938388 A JP 22938388A JP 22938388 A JP22938388 A JP 22938388A JP H0276602 A JPH0276602 A JP H0276602A
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spindle
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Toshiyuki Muraki
俊之 村木
Sumiaki Inami
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)、産業上の利用分計 本発明は、旋削及びC軸制御を伴うミーリング加工等を
行うことの可能な複合加工工作機械及びその制御方法に
関する。
(b)、従来の技術 従来、この種の複合加工工作機械は、C軸制御加工用モ
ータと旋削加工用のモータが別々に設けられており、C
軸制御加工を行うためにはC軸駆動モータをワーク主軸
に接続して加工を行い、旋削加工を行う場合には、C軸
駆動モータをワーク主軸から切り放して旋削加工用モー
タでワーク主軸を回転させていた。
(C)0発明が解決しようとする問題点しかし、こうし
た構成では、C軸制御加工と旋削加工の切り替えの度に
、C軸駆動モータの切り放し・接続動作が必要となり、
その切り替え動作に時間を要する不都合があった。
そうした不都合を解消するために、1個の主軸駆動モー
タをワーク主軸に直結させ、該モータによりC軸制御と
旋削加工を行う方法も考えられるが、その場合、C軸制
御加工時のワーク主軸剛性が不足しがちとなる。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、主軸駆動モータと
ワーク主軸を直結させた場合でも、C軸加工時にワーク
主軸が剛性不足となるようなことの無い複合加工工作機
械及びその制御方法を提供することを目的とするもので
ある。
(d)0問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、ワーク(13)を保持しうるワーク主
軸(11)を有し、該ワーク主軸(11)に主軸駆動モ
ータ(10)を直結する形で接続し、該ワーク主軸(1
1)にワーク主軸(11)のブレーキ・クランプ手段(
16)を設け、加工プログラム(PRO)に示された加
工すべき内容を判定する加工内容判定手段(2)を設け
、該加工内容判定手段(2)により判定された加工内容
に応じて前記ブレーキ・クランプ手段(16)を制御す
るブレーキ制御手段(6)を設け、前記加工プログラム
(PRO)に指示された加工内容に応じて主軸駆動モー
タ(10)を駆動制御するモータ制御手段(7)を設け
て構成される。
まtコ、加工内容判定手段(2)が、加工内容が、旋削
加工かC軸角度変化加工かC軸角度固定加工かを判定す
るように構成することも可能である。
また、本発明は、ワーク(13)を保持しうるワーク主
軸(11)を有し、該ワーク主軸(11)に主軸駆動モ
ータ (10)を直結する形で接続し、該ワーク主軸(
11)にワーク主軸(11)のブレーキ・クランプ手段
(16)を設け、加工プログラム(PRO)に示された
加工すべき内容が、旋削加工かC軸制御加工かを判定す
る加工内容判定手段(2)を設け、該加工内容判定手段
(2)により判定された加工内容が旋削加工の場合には
、ブレーキ・クランプ手段(16)を動作させること無
く主軸駆動モータ (1o)を駆動してワーク(13)
に対する加工を行ない、前記加工内容判定手段(2)に
より判定された加工内容がC軸制御加工の場合には、ブ
レーキ・クランプ手段(16)を動作させてワーク主軸
(11)の回転を制限した状態で前記ワーク(13)に
対する加工を行なうようにして構成される。
更に、本発明は、ワーク (13)を保持しうるワーク
主軸(11)を有し、該ワーク主軸(11)に主軸駆動
モータ(10)を直結する形で接続し、該ワーク主軸(
11)にワーク主軸(11)のブレーキ・クランプ手段
(16)を設け、加工プログラム(PRO)に示された
加工すべき内容が、旋削加工かC軸角度変化加工が、C
軸角度固定加工かを判定する加工内容判定手段(2)を
設け、該加工内容判定手段(2)により判定された加工
内容が旋削加工の場合には、ブレーキ・クランプ手段を
動作させること無く主軸駆動モータ(10)を駆動して
ワーク (13)に対する加工を行ない、前記加工内容
判定手段により判定された加工内容がC軸角度変化加工
の場合には、ブレーキ・クランプ手段を動作させてワー
ク主軸(11)にブレーキを掛けtこ状態でワーク主軸
(11)を回転させつつ前記ワーク(13)に対する加
工を行ない、更に前記加工内容判定手段により判定され
た加工内容がC軸角度固定加工の場合には、ブレーキ・
クランプ手段を動作させてワーク主軸(11)をクラン
プした状態で前記ワーク (13)に対する加工を行な
うようにして構成される。
なお、括弧内、の番号等は、図面における対応する要素
を示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上
の記載に限定拘束されろものではない。す下のr (e
) 、作用Jの欄についても同様である。
(e)6作用 上記した構成により、本発明は、加工内容判定手段(2
)により判定された加工プログラム(PRO)の加工内
容が旋削加工の場合には、ブレーキ・クランプ手段(1
6)を動作させること無く主軸駆動モータ(10)を駆
動してワーク(13)に対する加工を行ない、加工内容
判定手段により判定された加工内容がC軸角度変化加工
やC軸角度固定加工等のC軸制御加工の場合には、ブレ
ーキ・クランプ手段を動作させてワーク主軸(11)の
回転をブレーキ状態、クランプ状態等の制限した状態で
前記ワーク (13)に対する加工を行なうように作用
する。
(f)、実施例。
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図は本発明による複合加工工作機械の1゜実施例を
示す制御ブロック図、 第2図はワーク主軸制御プログラムの一例を示すフロー
チャートである。
複合加工工作機械1は、第1図に示すように、主制御部
2を有しており、主制御部2には加工プログラムメモリ
3、システムプログラムメモリ5、ブレーキ制御部6、
モータ制御部7、刃物台制御部8等が接続されている。
ブレーキ制御部6には、ブレーキ駆動部9が接続してお
り、モータ制御部7には主軸駆動モータ10が接続して
いる。主軸駆動モータ10は、出力軸と一体化されたワ
ーク主軸11を有しており、ワーク主軸11の図中右端
にはチャック12が着脱自在に設けられている。
チャック12には加工すべきワーク13が把持自在に装
着されており、更にワーク主軸11の図中左方には回転
数検出器15及び回転角度検出器14が前述のモータ制
御部7に接続された形で設けられている。ワーク主軸1
1の回転角度検出器14の更に左方には、ブレーキ装置
16を構成するブレーキ板16aが固着されており、ブ
レーキ板16aの図中下部には、コの字形に形成されt
コブレーキ本体16bが設けられている。ブレーキ本体
16bには、ブレーキライニングを表面に装着したブレ
ーキシュー16c、16cがブレーキ板16aを両側か
ら挾み込む形で、ブレーキ板16aに対して突出駆動自
在に設けられている。ブレーキ本体16bには前述のブ
レーキ駆動部9がブレーキシュー16c、16cを駆動
自在なる形で接続されている。
また、主軸駆動モータ10の図中右方には、刃物台17
が、刃物台制御部8により互いに直交するx、Z軸方向
に移動駆動自在に設けられており、刃物台17にはドリ
ル、フライス等の回転工具19が回転駆動自在に、また
バイト等の旋削工具(図示せず)が設けられている。
複合加工工作機械1は、以上のような構成を有するので
、複合加工工作機械1を用いてチャック12に把持され
たワーク13に対して旋削及びC軸制御を伴うミーリン
グ加工等を行う場合には、主制御部2は加ニブ資グラム
メモリ3から、ワーク13に対応した加ニブ四グラムP
ROを読み出し、該加工プログラムPROに基づいて主
軸駆動モータ10を駆動制御して加工を行う。この際、
主制御部2はシステムプログラムメモリ5から、ワーク
主軸制御プログラムWSPを読み出し、該ワーク主軸制
御プログラムWSPにより主軸駆動モータ10を駆動制
御する。
即ち、ワーク主軸制御プログラムWSPは、第2図に示
すように、ステップS1で、加工プログラムPROに指
示された加工が旋削加工であるかC軸制御によるミル加
工等であるかを、加工プログラムPROの内容から判定
する。加工プログラムPRO中には、通常の旋削工程と
C軸制御を伴う加工工程とが、適宜な制御コードにより
区分された形で格納されているので、加工プログラムP
ROに指示された加工が旋削加工であるかC軸制御加工
であるかの判定は容易に行うことが出来る。
加工プログラムPRO中に、旋削工具を用いた旋削加工
が指示されていた場合には、ステップS2に入り、主制
御部2はモータ制御部7に対して、ワーク主軸11を加
工プログラムPROで指示された周速で回転させるよう
に指令すると共に、刃物台制御部8を介して刃物台17
を加工プログラムPROの指令に基づいてx1Z方向に
移動駆動して、刃物台17上に装着された旋削工具によ
り、チャック12に把持されたワーク13に対して所定
の旋削加工を行う。なお、この際、ブレーキ装置16は
何ら駆動されていないので、ワーク主軸11は何らの拘
束も受けること無く自由に回転し得ろ状態となっており
、旋削工具によるワーク13に対する加工は円滑に行わ
れろ。
加工プログラムPROにおける1ステップ分の加工が完
了し、切削工具によるワーク13の加工が終了した所で
、ワーク主軸制御プログラムWSPのステップS3に人
外、加工プログラムPROの次のステップで、何らかの
加工が指令されているか否かを判定し、何らの加工も指
令されていない場合には、加工プログラムPROによる
加工は終了したものと判定して、当該ワーク13に対す
る加工を終了する。また、ワーク主軸制御プログラムW
SPのステップS3で、加工プログラムPROの次のス
テップで、何らかの加工が指令されているものと判断さ
れた場合には、ステップS1に戻り、加工プログラムP
ROに指示された加工が旋削加工であるがC軸制御を伴
うC軸制御加工であるかを判定する。
ステップS1で、加工プログラムPROで指令された加
工がC軸制御加工の場合には、ステップS4に入り、主
制御部2はモータ制御部7を介して主軸駆動モータ10
を駆動して、加工プログラムPROの加工ステツブで指
示されたC軸角度位置に、ワーク主軸11を低速で回転
し、位置決めする。ワーク主軸11が所定のC軸角度位
置に位置決めされ、それによりチャック12に把持され
たワーク13も所定のC軸位置に位置決めされたところ
で、ステップS5に入り、C軸制御を伴う加工が、C軸
を回転させつつ、従ってワーク13を回転させつつ回転
工具による加工を行うコレタリング(輪郭)加工等の、
C軸角度変化加工か、C軸(ワーク13)を所定の角度
位置に固定した形でドリリングやキー溝の加工を行うC
軸角度固定加工か否かを判定する。C軸制御加工がC軸
を回転させつつ加工を行うC軸角度変化加工の場合には
、ステップS6に入り、主制御部2はブレーキ制御部6
を介してブレーキ駆動部9に対してブレーキ装置16に
よるワーク主軸11のブレーキ動作を指令する。すると
、ブレーキ駆動部9はブレーキ装置16の各ブレーキシ
ュー16c、16Cをブレーキ板16a側に移動させ、
ブレーキ板16aをブレーキシュー16c、16cによ
り軽く挾み込む。これにより、ワーク主軸11は、その
回転に伴う抵抗がブレーキ装置16によるブレーキ作用
により増加し、そのC軸回りの剛性が向上する。この状
態で、モータ制御部7は主軸駆動モータ10を加工プロ
グラムPROの指示に基づいて、ブレーキ装置16によ
るブレーキ作用に抗する形で低速で回転させて、ワーク
主軸11に把持されるワーク13を所定の角速度で回転
させると共に、刃物台制御部8は刃物台17をX軸及び
Z軸方向に移動駆動させて、該刃物台17に装着された
回転工具19により所定のミーリング加工をワーク13
に対して行う(ステップ37)。この際、ワーク主軸1
1には回転工具19による切削動作により断続的に強い
切削力が作用するが、ワーク主軸11はブレーキ装置1
6によりブレーキが掛けられた状態にあり、そのC軸回
りの剛性が向上しているので、回転工具19による切削
力がワーク主軸11を、モータ制御部7による制御動作
に抗して強制的に回転させてしまうような事態の発生は
未然に防止される。
こうして、回転工具19.;こよるワーク13のミーリ
ング加工が終了したところで、ステップS8に入り、ブ
レーキ制御部6はブレーキ駆動部9に対してブレーキ動
作の停止を指令し、これを受けてブレーキ駆動部9はブ
レーキ装置16のブレーキシュー16c、16cをブレ
ーキ板16aから遠ざかる方向に移動駆動し、それまで
のワーク主軸11のブレーキ状態を解除する。
次に、ワーク主軸制御プログラムWSPはステップS3
に入り、加工プログラムPROの次のステップで、何ら
かの加工が指令されているか否かを判定し、何らの加工
も指令されていない場合には、加工プログラムPROに
よる加工は終了したものと判定して、当該ワーク13に
対する加工を終了する。また、ワーク主軸制御プログラ
ムWSPのステップS3で、加工プログラムPROの次
のステップで、何らかの加工が指令されているものと判
断された場合には、ステップS1に戻り、加工プログラ
ム、PROに指示された加工が旋削加工であるかC軸制
御加工であるかを判定する。
ステップS1で、加工プログラムPROで指令された加
工がC軸制御加工の場合には、ステップS4に入り、主
制御部2はモータ制御部7を介して主軸駆動モータ10
を駆動して、加工プログラムPROの加ニステップで指
示されたC軸角度位置に、ワーク主軸11を低速で回転
し、位置決めする。ワーク主軸11が所定のC軸角度位
置に位置決めされ、それによりチャック12に把持され
たワーク13も所定のC軸位置に位置決めされたところ
で、ステップS5に入り、C軸制御を伴う加工がC軸角
度変化加工かC軸角度固定加工か否かを判定する。C軸
制御加工がC軸角度固定加工の場合には、ステップS9
に入り、主制御部2はブレーキ制御部6を介してブレー
キ駆動部9に対してブレーキ装置16によるワーク主軸
11のクランプ動作を指令する。すると、ブレーキ駆動
部9はブレーキ装置16の各ブレーキシュー16c、1
6cをブレーキ板16a側に移動させ、ブレーキ板16
mをブレーキシュー16a116cにより挾み込む形で
クランプする。これにより、ワーク主軸11は、ブレー
キ装置16によるクランプ作用にそのC軸回りの回転が
拘束されたクランプ状態となり、ワーク主軸11にチャ
ック12を介して把持されるワーク13も所定のC軸角
度位置で固定保持される。そこで、刃物台制御部8は刃
物台17をX軸及びZ軸方向に移動駆動させて、該刃物
台17に装着された回転工具19により所定のドリル加
工やキー溝加工等のミーリング加工をワーク13に対し
て行う(ステップ510)。この際、ワーク主軸11は
ブレーキ装置16によりクランプされた状態にあるので
、回転工具19による切削力がワーク主軸11に作用し
ても、ワーク13は所定の角度位置に正確に保持されろ
。
こうして、回転工具19によるワーク13のC軸制御加
工が終了したところで、ステップS11に入り、ブレー
キ制御部6はブレーキ駆動部9に対してクランプ動作の
停止を指令し、これを受けてブレーキ駆動部9はブレー
キ装置16のブレーキシュー16 c、 16 cをブ
レーキ板16aから遠ざかる方向に移動駆動し、それま
でのワーク主軸11のクランプ状態を解除する。
次に、ワーク主軸制御プログラムWSPはステップS3
に入り、加工プログラムPROの次のステップで、何ら
かの加工が指令されているか否かを判定し、何らの加工
も指令されていない場合には、加工プログラムPROに
よる加工は終了したものと判定して、当該ワーク13に
対する加工を終了する。また、ワーク主軸制御プログラ
ムWSPのステップS3で、加工プログラムPROの次
のステップで、何らかの加工が指令されているものと判
断された場合には、ステップS1に戻り、既に述べた手
順を繰り返しながら、加工を継続してゆく。
(g)0発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、ワーク13を
保持しうるワーク主軸11を有し、該ワーク主軸11に
主軸駆動モータ10を直結する形で接続し、該ワーク主
軸11にブレーキ装置16等のワーク主軸11のブレー
キ・クランプ手段を設け、加工プログラムPROに示さ
れた加工すべき内容を判定する主制御部2等の加工内容
判定手段を設け、該加工内容判定手段により判定された
加工内容に応じて前記ブレーキ・クランプ手段を制御す
るブレーキ制御部6等のブレーキ制御手段を設け、前記
加工プログラムPROに指示された加工内容に応じて主
軸駆動モータ10を駆動制御するモータ制御部7等のモ
ータ制御手段を設けて構成したので、主軸駆動モータ1
0をワーク主軸11に直結させた形で接続しても、加工
内容に応じて、ブレーキ・クランプ手段を駆動して、C
軸制御による加工時のワーク主軸11の剛性不足を補う
形での制御が可能となる。従って、従来のようなC軸駆
動モータのワーク主軸に対する切ゆ放し・接続動作が不
要でしかもC軸制御時の主軸剛性を十分に確保した複合
加工工作機械1の提供が可能となる。
また、加工内容判定手段が、加工内容が、旋削加工かC
軸角度変化加工かC軸角度固定加工かを判定すると、C
軸制御加工内容に応じたよりキメの細かな制御が可能と
なる。
また、ワーク13を保持しうるワーク主軸11を有し、
該ワーク主軸11に主軸駆動モータ10を直結する形で
接続し、該ワーク主軸11にブレーキ装置16等のワー
ク主軸11のブレーキ・クランプ手段を設け、加工プロ
グラムPROに示された加工すべき内容が、旋削加工か
C軸制御加工かを判定する主制御部2等の加工内容判定
手段を設け、該加工内容判定手段により判定された加工
内容が旋削加工の場合には、ブレーキ・クランプ手段を
動作させること無く主軸駆動モータ10を駆動してワー
ク13に対する加工を行ない、前記加工内容判定手段に
より判定された加工内容がC軸制御加工の場合には、ブ
レーキ・クランプ手段を動作させてワーク主軸11の回
転を制限した状態で前記ワーク13に対する加工を行な
うようにして構成すると、ワーク主軸11と主軸駆動モ
ータ10を直結させた形で構成しても、ワーク主軸11
を旋削、C軸制御加工等の加工内容に応じてその剛性を
変化させろことが可能となり(旋削の場合のC軸回りの
主軸剛性はゼロ)、的確な加工動作が可能となる。
また、ワーク13を保持しうるワーク主軸11を有し、
該ワーク主軸11に主軸駆動モータ10を直結する形で
接続し、該ワーク主軸11にブレーキ装置16等のワー
ク主軸11のブレーキ・クランプ手段を設け、加工プロ
グラムPROに示された加工すべき内容が、旋削加工か
C軸角度変化加工か、C軸角度固定加工かを判定する主
制御部2等の加工内容判定手段を設け、該加工内容判定
手段により判定された加工内容が旋削加工の場合には、
ブレーキ・クランプ手段を動作させること無く主軸駆動
モータ10を駆動してワーク13に対する加工を行ない
、前記加工内容判定手段により判定された加工内容がC
軸角度変化加工の場合には、ブレーキ・クランプ手段を
動作させてワーク主軸11にブレーキを掛けた状態でワ
ーク主軸11を回転させつつ前記ワーク13に対する加
工を行ない、更に前記加工内容判定手段によ炸判定され
た加工内容がC軸角度固定加工の場合には、ブレーキ・
クランプ手段を動作させてワーク主軸11をクランプし
た状態で前記ワーク13に対する加工を行なうようにし
て構成すると、ワーク主軸11を旋削、C軸角度変化加
工、C軸角度固定加工等の加工内容に応じてその剛性を
変化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による複合加工工作機械の1実施例を示
す制御ブロック図、 第2図はワーク主軸制御プログラムの一例を示すフロー
チャートである。 1・・・・複合加工工作機械 2・・・・・・加工内容判定手段(主制御部)6・・・
・・・ブレーキ制御手段(ブレーキ制御部)7・・・・
・・モータ制御手段(モータ制御部)10・・・・・主
軸駆動モータ 11・・・・・・ワーク主軸 13・・・・・・ワーク 16・・・・・ブレーキ・クランプ手段(ブレーキ装置
) PRO・・・・・・加工プログラム 出願人 ヤマザキマザック株式会社 代理人   弁理士  相1)伸二 (ほか2名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)、ワークを保持しうるワーク主軸を有し、該ワー
    ク主軸に主軸駆動モータを直結する形で接続し、 該ワーク主軸にワーク主軸のブレーキ・クランプ手段を
    設け、 加工プログラムに示された加工すべき内容を判定する加
    工内容判定手段を設け、 該加工内容判定手段により判定された加工内容に応じて
    前記ブレーキ・クランプ手段を制御するブレーキ制御手
    段を設け、 前記加工プログラムに指示された加工内容に応じて主軸
    駆動モータを駆動制御するモータ制御手段を設けて構成
    した複合加工工作機械。 (2)、前記加工内容判定手段が、加工内容が、旋削加
    工かC軸角度変化加工かC軸角度固定加工かを判定する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の複合加工
    工作機械。(3)、ワークを保持しうるワーク主軸を有
    し、該ワーク主軸に主軸駆動モータを直結する形で接続
    し、 該ワーク主軸にワーク主軸のブレーキ・クランプ手段を
    設け、 加工プログラムに示された加工すべき内容が、旋削加工
    かC軸制御加工かを判定する加工内容判定手段を設け、 該加工内容判定手段により判定された加工内容が旋削加
    工の場合には、ブレーキ・クランプ手段を動作させるこ
    と無く主軸駆動モータを駆動してワークに対する加工を
    行ない、 前記加工内容判定手段により判定された加工内容がC軸
    制御加工の場合には、ブレーキ・クランプ手段を動作さ
    せてワーク主軸の回転を制限した状態で前記ワークに対
    する加工を行なうようにして構成した複合加工工作機械
    の制御方法。 (4)、ワークを保持しうるワーク主軸を有し、該ワー
    ク主軸に主軸駆動モータを直結する形で接続し、 該ワーク主軸にワーク主軸のブレーキ・クランプ手段を
    設け、 加工プログラムに示された加工すべき内容が、旋削加工
    かC軸角度変化加工か、C軸角度固定加工かを判定する
    加工内容判定手段を設け、該加工内容判定手段により判
    定された加工内容が旋削加工の場合には、ブレーキ・ク
    ランプ手段を動作させること無く主軸駆動モータを駆動
    してワークに対する加工を行ない、 前記加工内容判定手段により判定された加工内容がC軸
    角度変化加工の場合には、ブレーキ・クランプ手段を動
    作させてワーク主軸にブレーキを掛けた状態でワーク主
    軸を回転させつつ前記ワークに対する加工を行ない、 更に前記加工内容判定手段により判定された加工内容が
    C軸角度固定加工の場合には、ブレーキ・クランプ手段
    を動作させてワーク主軸をクランプした状態で前記ワー
    クに対する加工を行なうようにして構成した複合加工工
    作機械の制御方法。
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