JPH04189448A - Ｎｃ旋盤用刃物台の割出し制御装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御装置、特にＮ
Ｃ加工指令に基づいて刃物を所望の割出し位置へ駆動制
御するＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御装置に関する。

［従来の技術］ ＮＣ旋盤においては、ワークが装管される主軸のＮＣ制
御ばかりでなく、複数の工具か装若さ、れ任意にこれら
の工具が選択される刃物台の割出しもＮＣ制御されてお
り、各種の複雑な加工を所定のプログラムに基づいて順
次無人にて連続運転することが可能となっている。

このようなＮＣ旋盤において、刃物台の割出し制御は、
所望の複数の工具を各種選択して複雑な加工を組み合わ
せるために極めて重要であり、またその位置決め精度は
直接加工精度に影響を与えるので、割出し旋回速度が大
きく迅速な割出しが行われ、かつ高い位置決め精度が得
られる割り出し制御装置が望まれている。

従来、刃物台の割り出し制御は、刃物台の旋回動作とク
ランプ／アンクランプ動作に分けられ、刃物台の旋回動
作に対してはインバータ制御された誘導モータあるいは
油圧を用いた駆動力に船内であり、またクランプ／アン
クランプ動作に対しては、刃物台の割り出し面を位置セ
ンサで検出して油圧バルブを用いて動作させることが行
われ、これらの一連の旋回およびクランプ／アンクラン
プ動作がＮＣ指令に基づいてシーケンス制御されている
。

最近、ＮＣ旋盤の刃物台旋回制御は、例えば特願平１−
２９６５７９号に見られるようにサーボモータを用いて
高速に刃物台の割出しをすることが可能となっている。

そして、刃物台旋回制御においては、刃物台旋回指令角
度は、第５図に示すように、刃物台の割出し面の数に応
じて各割出し面で固定されている。

第５図（ａ）は１２角刃物台、第５図（ｂ）ハロ角刃物
台の例である。

第６図は、従来のＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御装置の
構成を示すブロック図であり、割出し制御装置は、刃物
台１２の割出し指令等を格納するプログラムメモリ１を
有しており、プログラムメモリ１には、割出し指令を読
み出して解釈するプログラム解釈部２が接続されている
。

そして、プログラム解釈部２には、シーケンス制御部３
および刃物台割出し制御部６とが並列に接続されており
、刃物台割出し制御部６には、刃物台旋回指令角度を人
力するデータ人力装置４およびサーボモータ９を制御す
るサーボモータ制御部７が接続されている。

更に、サーボモータ９の回転軸９ｂには、→ノ“−ボモ
ータ９の回転位置を検出する位置検出器］０が接続され
ており、位置検出器１０はサーボモータ９を制御するサ
ーボモータ制御部７に接続されている。

また、サーボモータ９のモータ軸９ａには、歯車１３が
固定されており、歯車１３には回転自在に支持されたタ
レット軸１２ａに連結された歯車１４が歯合している。

そして、タレット軸１２ａには前記刃物台１２が固定さ
れており、刃物台１２は矢印入方向に旋回駆動されて所
望の割り出し面を得るようになっている。

図には詳示されていないが、前記減速機構の例えば減速
歯車１４には、シーケンス制御部３により制御されるク
ランプ／アンクランプソレノイドにて駆動されるクラン
プ／アンクランプ機構が組み込まれており、アンクラン
プ状態にてサーボモータ９による刃物台１２の旋回が行
われ、所定の割出し面が得られたときに油圧シリンダを
用いてクランプ動作が行われるようになっている。

なお、図中１１で示すものはクランプ／アンクランプ状
態を検出するリミットスイッチである。

次に動作について説明する。

プログラム解釈部２はプログラムメモリ１に格納されて
いる刃物台１２の割出し指令を読みだし、シーケンス制
御部３および刃物台割出し制御部６へ所望の割出し指令
を供給する。

＝　５− そして、アンクランプ状態にてサーボモータ制御部７に
よりサーボモータ９による刃物台１２の旋回が行われ、
所定の割出し面が得られたときシーケンス制御部３はソ
レノイドをＯＮしてクランプ動作を行う。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御装置は、以上のよ
うに構成されており、刃物台割出し精度を決定する割出
し歯には、製作時の加工誤差および長時間の使用による
割出し精度の経年変化が存在し、各割出し面の旋回指令
角度が各割出し面で固定されているため、加工誤差およ
び経年変化に対応できず、割出し位置調整に多くの時間
を費やしたり、刃物台クランプ時に、割出し歯の歯面が
ぶつかり合い、大きな音を発生するという課題があった
。

また、刃物台に装着される工具ホルダや工具の重さのた
め、刃物台割出し時の旋回位置決め時に、割出し歯が確
実に噛み合う位置を飛び越したり正確な刃物台割出しが
できないことがあった。

−６＝ 本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、刃物台割出しを正確かつ安定して行うこと
ができると共に割出し歯の加工誤差および経年変化に対
応できるＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係わるＮＣ旋盤用
刃物台の割出し制御装置は、サーボモータにより刃物台
の旋回制御を行う刃物台制御装置において、刃物台の旋
回角度を検出する旋回角度検出手段と、刃物台のクラン
プ状態を検出するクランプ状態検出手段と、刃物台の旋
回指令角度を保持する保持手段と、前記サーボモータの
出力トルクを零とし得る出力トルク制御手段と、を備え
ている。従って、刃物台割出し実行時ごとに前記クラン
プ状態検出手段により刃物台クランプ状態を確認した時
に、出力トルク制御手段により前記サーボモータの出力
トルクを零とすると共に、前記旋回角度検出手段により
検出した旋回角度を次回の同一刃物割出し指令時の指令
角度として前記保持手段に設定するように構成したこと
を特徴とする。

［作用コ 以上のような構成としたので、本発明に係わるＮＣ旋盤
用刃物台の割出し制御装置は、サーボモータにより刃物
台の旋回制御を行い、刃物台の旋回角度を旋回角度検出
手段により検出し、刃物台のクランプ状態をクランプ状
態検出手段により検出し、刃物台の旋回指令角度を保持
手段により保持し、刃物台割出し実行時ごとに前記クラ
ンプ状態検出手段により刃物台クランプ状態を確認した
時に、出力トルク制御手段により前記サーボモータの出
力トルクを零とし、前記旋回角度検出手段により検出し
た旋回角度を次回の同一刃物割出し指令時の指令角度と
して前記保持手段に設定し、これにより割出し角度の調
整が必要なくなる。

［実施例コ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図は本発明に係わるＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御
装置の構成を示すブロック図、第２図は本発明における
サーボモータから刃物台への駆動伝達部を示す図である
。

割出し制御装置は、刃物台１２の割出し指令等を格納す
るプログラムメモリ１を有しており、プログラムメモリ
１には、割出し指令をを読み出して解釈するプログラム
解釈部２が接続されている。

そして、プログラム解釈部２には、シーケンス制御部３
と、刃物台割出し角度を保持する保持手段としての刃物
台割出し角度指令メモリ５とが並列に接続されており、
刃物台割出し角度指令メモリ５には、刃物台旋回指令角
度の初期設定値および変更値を入力するデータ入力装置
４および刃物台割出し制御部６が接続されている。

また、刃物台割出し制御部６には、サーボモータ９を制
御するサーボモータ制御部７が接続されており、サーボ
モータ制御部７には、サーボモータ９の出力トルクを零
とし得る出力トルク制御手段としてのトルク指令零指令
部８が接続されており、トルク指令零指令部８には刃物
台のクランプ＝　９− 状態を検出するクランプ状態検出手段としてのリミット
スイッチ１１が接続されている。

更に、サーボモータ９の回転軸には、サーボモータ９の
回転位置を検出する旋回角度検出手段としての位置検出
器１０が接続されており、位置検出器１０はサーボモー
タ９を制御するサーボモータ制御部７およびＡＮＤ回路
１５に接続されており、ＡＮＤ回路１５には、リミット
スイッチ１１からのクランプ確認信号が入力されており
、ＡＮＤ回路１５の出力は刃物台割出し角度指令メモリ
５へ入力されるようになっている。

また、第２図にはサーボモータから刃物台への駆動伝達
部が詳示されており、刃物台ベース１６には、刃物台１
２がタレット軸１２ａにて回転自在に軸支されている。

更に、刃物台１２には後述するカーピック型割出し位置
決め歯１７が固定されており、カービック型割出し位置
決め歯１７の外周には刃物台歯車１８が設けられている
。

一方、刃物台ベース１６の他面にはサーボモー夕９が固
定されており、サーボモータ９のモータ軸９ａには、歯
車１３が固定されており、歯車１３には回転自在に支持
された歯車１４が歯合している。

そして、歯車１４と一体に設けられた減速ピニオン１９
には前記刃物台歯車１８が歯合しており、これによりサ
ーボモータ９の回転駆動力が減速されて刃物台１２へ伝
達されるようになっている。

また、第２図には刃物台ベース１６に刃物台１２のクラ
ンプ／アンクランプ機構が組み込まれた状態が示されて
おり、カーピック型割出し位置決め歯１７は図示の如く
刃物台１２側に向かった割出し歯１７ａを有しており、
同様に刃物台ベース１６自体の側面にもカーピック型割
出し位置決め歯１７の内周に平行してカーピック型割出
し位置決め歯２０が形成されており、両位置決め歯１７
゜２０は同一平面に同数の割出し歯が刻設されており、
両位置決め歯１７．２０は同一位相を有している。

更に、刃物台ベース１６にはタレット軸１２ａの軸方向
に摺動可能なりランパー２１が設けられており、このク
ランパー２１には図示例のように前記位置決め歯１７．
２０と対向するカーピック型割出し固定歯２１ａが設け
られている。

従って、第２図に示すように、クランパー２１が電磁ソ
レノイドにより右方向へ移動しているときには、カーピ
ック型割出し固定！２１ａが前記位置決め６１１７．２
０と同時に歯合し、この選択された位置に刃物台１２を
割出し位置決めするようになっている。

そして、クランパー２１は、電磁ソレノイドによって第
２図の左方向に摺動可能であり、この摺動の結果、割出
し固定歯２］ａは前記位置決め歯１７．２０から離間し
、この状態で刃物台１２は刃物台ベース］６からアンク
ランプされた状態となり、前記サーボモータ９により任
意の割出し位置へ旋回駆動可能となっている。

第３図には、ＮＣ指令の一例が示されており、アドレス
「Ｎ００１」および１−ＮＯＩＯＪが刃物台割出しを指
令するシーケンスであり、ＮＣ旋盤駆動用のＮＣ指令中
にこれらの刃物台割出し指令が含まれている。

そして、割出し指令におけるｒＴＯｌｏｌＪおよびｒＴ
Ｏ２０２Ｊが実施例における具体的な割出し指令であり
、ｒＴＪに続く２桁の数字にて刃物台の割出し面を指令
し、これに続く２桁は周知の工具オフセットを示す。

更に、「Ｘ８００」およびｒＺ８００Ｊは、それぞれ刃
物台割出しを行うときの送り軸ＸおよびＺ軸の位置指令
である。

本発明の好適な実施例は以上の構成からなり、以下に第
４図のフローチャートを参照しながらその作用を詳細に
説明する。

プログラムメモリ１内には第３図に示すような加ニブロ
グラムが蓄えられており、プログラム解釈部２はプログ
ラムメモリ１から加ニブログラム（例えばｒＴＯｌｏｌ
Ｊ）を読み出して解釈することにより刃物台割出し指令
から刃物台割出し面を認識する（ステップＳｌ）。

そして、刃物台割出し角度指令メモリ５は、プログラム
解釈部２が認識した刃物台割出し面から割出し角度指令
を読み出す（第５図参照）（ステップＳ２）。

また、刃物台割出し面を示す信号は、シーケンス制御部
３へも送られ、シーケンス制御部３はアンクランプ信号
を発生することにより刃物台アンクランプ動作を実行す
る（ステップＳ３）。

一方、刃物台割出し角度指令メモリ５から読み出された
割出し指令角度は刃物台割出し制御部６へ送られ、刃物
台割出し制御部６はサーボモータ制御部７によりサーボ
モータ９を制御することにより刃物台１２を指定した角
度へ旋回する（ステップＳ４）。

そして、刃物台１２の指定した角度への旋回が終了する
と（ステップＳ５）、シーケンス制御部３は刃物台クラ
ンプ指令をオンする（ステップＳ６）。

それから、油圧制御により刃物台１２がクランプ動作し
、リミットスイッチ１１がＯＮすると、クランプ完了と
判断される（ステップＳ７）。

更に、リミットスイッチ１１からのＯＮ信号はトルク指
令零指令部８へ送られ、クランプ完了時、トルク指令零
指令部８からサーボモータ制御部７ヘトルク零指令が発
せられる（ステップＳ８）。

そして、サーボモータ９かトルク零指令によりトルクを
発生しなくなると、刃物台１２は割出し歯１７ａの精度
に従って割出し角度が固定され、前述ステップＳ４にお
いて旋回位置決めした角度と異なっている場合にはタレ
ット軸１２ａ１減速機構１３．１４．１８、］９を介し
てサーボモータ９のモータ軸９ａが微小回転させられる
。

その結果、サーボモータ９に結合されている位置検出器
１０は、指令された刃物台割出し面の実角度を示すこと
となる。

それから、位置検出器１０が示す刃物台実割出角度信号
と、リミットスイッチ１１が検出するクランプＯＮ信号
とを検出するＡＮＤ回路１５は刃物台実割出角度信号を
出力し、刃物台実割出角度は刃物割出し角度指令メモリ
５へ書き込まれて設定される（ステップＳ９）。

以後、同様に、他の刃物台割出し指令に対応する実角度
が加ニブログラムの実行にともない、自動的に刃物割出
し角度指令メモリ５に設定される。　　　　　　′なお
、上述実施例においては、加ニブログラムによる刃物台
割出し指令によって実割出し角度を設定したが、これに
限らず、手動操作モードにおける刃物割出し時にも前述
同様の動作により割り出し実角度を刃物割出し角度指令
メモリ５へ設定し得るようにしても良い。

［発明の効果］ 以上、説明したように、この発明によれば、刃物台割出
し実行時ごとにクランプ状態検出手段により刃物台クラ
ンプ状態を確認した時に、出力）・ルク制御手段により
前記サーボモータの出力トルクを零とすると共に、旋回
角度検出手段により検出した旋回角度を次回の同一刃物
割出し指令時の指令角度として前記保持手段に設定する
ように構成したので、割出し歯の加工誤差および経年変
化に対応でき、割出し位置調整が必要なくなり、これに
より正確かつ安全な歯合が行われて、刃物台クランプ時
に、割出し歯の歯面がぶつかり合うことがなくなり、大
きな音を発生することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御
装置の構成を示すブロック図、第２図は本発明における
サーボモータから刃物台への駆動伝達部を示す図、 第３図は第１図におけるプログラムメモリに記憶される
ＮＣ指令の一例を示す説明図、第４図は本発明の作用を
示すフローチャート図、第５図は刃物台の割出し面と割
出し面に対応する割出し角度を示す図、 第６図は従来のＮＣ旋盤用刃物台の割出し制御装置の構
成を示すブロック図である。 ５　・・・　刃物台割出し角度指令メモリ７　・・・　
サーボモータ制御部 ８　・・・　トルク指令零指令部 ９　・・・　サーボモータ １０　・・・　位置検出器 １１　・・・　リミットスイッチ １２　・・・　刃物台

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　サーボモータにより刃物台の旋回制御を行う刃物台制
   御装置において、 刃物台の旋回角度を検出する旋回角度検出手段と、 刃物台のクランプ状態を検出するクランプ状態検出手段
   と、 刃物台の旋回指令角度を保持する保持手段と、前記サー
   ボモータの出力トルクを零とし得る出力トルク制御手段
   と、を備え、 刃物台割出し実行時ごとに前記クランプ状態検出手段に
   より刃物台クランプ状態を確認した時に、出力トルク制
   御手段により前記サーボモータの出力トルクを零とする
   と共に、前記旋回角度検出手段により検出した旋回角度
   を次回の同一刃物割出し指令時の指令角度として前記保
   持手段に設定するように構成したことを特徴とするＮＣ
   旋盤用刃物台の割出し制御装置。