JPH05345223A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】タッピング加工時の作業者の負担を軽減すると
共に、加工指令段階での設定誤差をなくして精度の高い
ねじ加工を行う。 【構成】キーボードから主軸の回転数と加工すべきねじ
のピッチあるいは単位長当りの山数を入力すると、入力
された主軸の回転数とねじのピッチあるいは山数のデー
タとに基づいて、主軸の切削方向の移動速度を演算し
（Ｓ５，Ｓ６）、主軸を被加工体に対して切削方向に移
動させる送りモータを制御して（Ｓ７）、演算された移
動速度で主軸を移動させると共に、主軸用モータを制御
してキーボードにより入力された回転数で主軸を回転さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タッピング用工具を装
着した主軸を回転駆動し、該主軸を被加工体に対して相
対的に切削方向に移動させることにより、タッピング加
工を行う工作機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかるタッピング加工を行う工作
機械では、ねじ切りを行うねじタップを装着した主軸の
回転と主軸の送り速度とは個別に制御されていた。ま
た、送り速度の多少の変動を吸収する機構が備えられて
いて、送り速度が多少変動した場合等にも、所望のピッ
チでねじ切りが行えるようになっていた。そして、該工
作機械を用いてねじ切りを行うとき、作業者は、主軸の
回転数とねじ切りすべきねじのピッチ等とに基づいて、
主軸の送り速度を計算し、工作機械の制御盤等から主軸
の回転数と主軸の送り速度を指令していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
工作機械では、主軸の回転と主軸の送りとを同期させ
て、主軸が１回転する間に、主軸がねじの１ピッチ分だ
け進むように制御すると共に、上述のような変動吸収機
構を装着しないようになっている。このため、次のよう
な問題が生じている。

【０００４】例えば、加工しようとするねじの山数が６
４、主軸の回転数が１５００ｒｐｍの場合には、主軸の
回転数とねじの山数とから求められる主軸の送り速度は
５９５．３１２５ｍｍ／分などのように、多数桁の値と
なり、該工作機械に設定する際には、設定可能な最小単
位より下の桁を例えば四捨五入して設定しなければなら
ない。このため、送り速度を工作機械に設定指令する段
階で誤差が生じるのである。

【０００５】また、従来からの問題点として、タッピン
グ加工を行う場合に、主軸の回転数と主軸の送り速度と
を工作機械に設定する際に、作業者が所望の回転数とね
じのピッチや山数等から主軸の送り速度を計算しなくて
はならないので、作業が煩雑であり、また、計算間違い
により所定の送り速度と全く異なる速度で送ってしま
い、工具を破損することもあった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、タッピング加工を行う場合の、
作業者の負担を軽減すると共に、加工指令段階での設定
誤差をなくして精度の高いねじ加工を行うことができる
工作機械を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の工作機械は、図１に例示するように、タッ
ピング用工具を装着する主軸と、前記主軸を回転駆動す
る回転駆動手段と、前記主軸を被加工体に対して相対的
に切削方向に移動させる移動手段とを備えたタッピング
加工を行うものであって、主軸の回転数と加工すべきね
じのピッチあるいは単位長当りの山数を入力するための
入力手段と、前記入力手段により入力された主軸の回転
数とねじのピッチあるいは山数のデータとに基づいて、
主軸の切削方向の移動速度を演算する移動速度演算手段
と、前記移動手段を制御して、前記移動速度演算手段に
より演算された移動速度で主軸を移動させる移動制御手
段と、前記回転駆動手段を制御して、前記入力手段によ
り入力された回転数で前記主軸を回転させる回転制御手
段とを備えている。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明の工作機械では、入力
手段から主軸の回転数と加工すべきねじのピッチあるい
は単位長当りの山数を入力すると、移動速度演算手段
が、入力された主軸の回転数とねじのピッチあるいは山
数のデータとに基づいて、主軸の切削方向の移動速度を
演算する。そして、移動制御手段が、主軸を被加工体に
対して相対的に切削方向に移動させる移動手段を制御し
て、移動速度演算手段により演算された移動速度で主軸
を移動させ、回転制御手段が、主軸を回転駆動する回転
駆動手段を制御して、入力手段により入力された回転数
で主軸を回転させる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本実施例の工作機械の構造を示す断面
図であり、図３は、該工作機械の外観を示す斜視図であ
る。図２に示すように、本実施例の工作機械１の主軸３
は、主軸ヘッド５に支持されている。この主軸ヘッド５
は、フレーム７上に取り付けられた送り用モータ９によ
り回転駆動される送りねじ１１によって上下方向に往復
動されるようになっている。主軸ヘッド５上には、主軸
３を回転駆動する主軸用モータ１３が取り付けられてい
る。また、主軸３には、雌ねじを加工するためのねじタ
ップ１５が装着されている。該主軸３に装着される加工
用工具は、工具マガジン１７に保持されており、必要に
応じて交換することができるようになっている。タッピ
ング加工される被加工体は、切削方向である上下方向に
対して直交する水平面内を自在に移動可能な保持テーブ
ル１９上に載置され、固定金具等により固定される。
尚、主軸用モータ１３が、本発明の回転駆動手段に相当
し、送り用モータ９及び送りねじ１１が、本発明の移動
手段に相当する。

【００１０】図３に示すように、フレーム７には、キー
ボード２１及びＣＲＴディスプレイ２３を備える制御装
置２５が支持アーム２７によって固定されている。キー
ボード２１は、主軸の回転数，ねじのピッチあるいは山
数等の各種データの入力やプログラムを編集するとき、
及び加工を行うとき操作される。ＣＲＴディスプレイ２
３には、プログラム編集を行うとき及びタッピング加工
を行うとき、プログラムの内容が表示される。尚、キー
ボード２１が本発明の入力手段に相当する。

【００１１】図４は、上記制御装置２５の電気的構成を
示すブロック図である。図４に示すように、制御装置２
５は、各種制御及び演算を実行するＣＰＵ３１と、該制
御装置２５の全体的動作を制御する制御プログラムを記
憶したＲＯＭ３３と、加工用プログラムを記憶するプロ
グラムセーブ用ＲＡＭ３５と、実行するプログラムを記
憶するプログラム運転用ＲＡＭ３７と、演算処理等に用
いられるワークＲＡＭ３９と、上記主軸用モータ１３及
び送り用モータ９を同期させて制御するモータ制御部４
１と、図示しないテープリーダ／パンチャ等の外部機器
と通信する外部通信装置４３と、上述のキーボード２１
及びＣＲＴディスプレイ２３などから構成されている。
尚、図４には図示しないが、上記保持テーブル１９をＸ
方向及びＹ方向に移動するためのモータも、モータ制御
部４１により制御される。

【００１２】図５は、タッピング加工を行っているとき
に、ＣＲＴディスプレイ２３に表示されるプログラムを
示す。図５に示す”Ｎ０１１０ Ｇ７７Ｒ５．Ｚ−１
０．Ｉ１．Ｓ４０００；”のブロックが、主軸３の送り
ピッチ及び主軸３の回転数を指令するためのブロックで
ある。

【００１３】該ブロックにおいて、”Ｇ７７”はタップ
固定サイクル用のＧコードであり、アドレス”Ｉ”がね
じピッチを指令するアドレスであり、アドレス”Ｓ”が
主軸の回転数を指令するアドレスである。上述の例で
は、ピッチとして、”１．０ｍｍ”が指令され、主軸の
回転数として、”４０００ｒｐｍ”が指令されている。
尚、”Ｒ”は切削開始点であり、”Ｚ”は穴底である。
ピッチの代わりに２５．４ｍｍ当りの山数を指令する場
合には、アドレス”Ｉ”の代わりにアドレス”Ｊ”が用
いられる。

【００１４】主軸３の回転数の指定及びピッチあるいは
山数の指定は、エディットモードにおいて行われる。こ
のエディットモードでは、ＣＲＴディスプレイ２３上に
表示されたカーソルが指すアドレスあるいは数値の部分
に所望のアドレスあるいは数値を上書きすると、指令内
容が更新される。

【００１５】以上のようにして、キーボード２１の操作
により作成あるいは編集されたプログラム、または、外
部通信装置４３により読み込まれたプログラムはプログ
ラムセーブ用ＲＡＭ３５に記憶されている。運転するプ
ログラムが選択されると、プログラムがプログラムセー
ブ用ＲＡＭ３５から読み出され、プログラム運転用ＲＡ
Ｍ３７に転送記憶される。

【００１６】次に、図６に示すフローチャートに基づい
て、上記プログラム運転用ＲＡＭ３７に記憶されたプロ
グラムを実行したときの動作について説明する。まず、
制御がスタートすると、加工用プログラムの一つのブロ
ックが読み込まれる（ステップＳ１）。そして、読み込
まれたブロックがタップ指令のブロックか否かを判別す
る（ステップＳ２）。この判別は、”Ｇ７７”があるか
を調べることにより行い、”Ｇ７７”があれば、タップ
指令のブロックであると判別し、”Ｇ７７”がなけれ
ば、タップ指令のブロックではないと判別する。そし
て、タップ指令でなければ（ステップＳ２：ＮＯ）、タ
ッピング加工される被加工体を載置したテーブル１９を
移動させて、タップを加工すべき位置と主軸３の中心と
を一致させる等の通常の制御を行う（ステップＳ３）。
一方、タップ指令であれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、
ピッチ指定か否かを判別する（ステップＳ４）。この判
別は、該ブロックにアドレス”Ｉ”が含まれているか否
かを調べることにより行い、アドレス”Ｉ”が含まれて
いれば、ピッチ指定であると判別し、アドレス”Ｊ”が
含まれていれば、山数指定であると判別する。

【００１７】ピッチ指定であることを判別した場合には
（ステップＳ４：ＹＥＳ）、アドレス”Ｉ”の次に書き
込まれているピッチデータと、アドレス”Ｓ”の次に書
き込まれている主軸回転数データとに基づき、下記式
（１）を用いて主軸３の送り速度を演算し（ステップＳ
５）、次に、主軸回転数と求められた送り速度とをモー
タ制御部４１へ送る（ステップＳ７）。

【００１８】一方、ピッチ指定ではなく、山数指定であ
ることを判別した場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、ア
ドレス”Ｊ”の次に書き込まれている山数データと、ア
ドレス”Ｓ”の次に書き込まれている主軸回転数データ
とに基づき、下記式（２）を用いて主軸３の送り速度を
演算し、次に、ステップＳ７に進んで、主軸回転数と求
められた送り速度とをモータ制御部４１へ送る。

【００１９】本実施例では、次の式（１）あるいは
（２）を用いて、上記ピッチデータまたは山数データ
と、回転数データとに基づき主軸の送り速度を求める。 ａ）ピッチ指令のとき 送り速度（ｍｍ／分）＝ピッチ×主軸回転数 …（１） ここで、ピッチは、ｍｍ単位で表された値である。

【００２０】ｂ）山数指令のとき 送り速度（ｍｍ／分）＝２５．４×主軸回転数／山数 …（２） ここで、山数は、２５．４ｍｍ当りの山の個数である。
尚、上記式（１），（２）は、本実施例の工作機械がメ
ートル仕様つまり、プログラムにおける長さの単位がメ
ートルである場合であり、インチ仕様である場合には、
次の式（３），（４）が用いられる。

【００２１】ａ）ピッチ指令のとき 送り速度（ｉｎｃｈ／分）＝ピッチ×主軸回転数／２５．４ …（３） ここで、ピッチはインチ単位で表された値である。 ｂ）山数指令のとき 送り速度（ｉｎｃｈ／分）＝主軸回転数／山数 …（４） モータ制御部４１は、主軸用モータ１３を指定された回
転数で回転させ、送り用モータ９を求められた送り速度
になるよう回転駆動する。このとき、モータ制御部４１
は、所定周期のパルス信号を送って、送り用モータ９と
主軸用モータ１３とを同期させて制御する。

【００２２】尚、上記ステップＳ５，Ｓ６の処理の実行
が本発明の移動速度演算手段として働き、ステップＳ７
の処理の実行が本発明の移動制御手段及び回転制御手段
として働く。以上のように、本実施例によれば、制御装
置への設定指令段階では、誤差が生じないので、精度の
高いタッピング加工を実現することができる。

【００２３】また、ピッチ等の計算をしなくても済むの
で、作業者の作業が軽減化され、計算違いによる工具の
破損なども起こらなくなる。以上、実施例について説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、種々の態様で実施し得ることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ねじの
ピッチあるいは山数を直接入力するので、工作機械への
設定データの指令段階で、ピッチ等の誤差が生じること
がない。従って、より精度の高いねじ加工を行うことが
できる。

【００２５】また、作業者がピッチなどから、主軸の回
転数あるいは送り速度を計算しなくてもよいため、計算
違いに起因する工具の破損が起こらなくなると共に、作
業者の負担が軽減されるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示したブロック図であ
る。

【図２】本実施例の工作機械の構造を示す断面図であ
る。

【図３】本実施例の工作機械の外観を示す斜視図であ
る。

【図４】本実施例の工作機械の制御装置の電気的構成を
示すブロック図である。

【図５】タッピング加工を行っているときに表示される
プログラムを示す説明図である。

【図６】図５に示すプログラムを実行したときの動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…工作機械 ３…主軸 ９…送り用モータ １
３…主軸用モータ １５…ねじタップ ２１…キーボード ２５…制御
装置 ３１…ＣＰＵ ３３…ＲＯＭ ３５…プログラムセーブ用ＲＡＭ ３７…プログラム運転用ＲＡＭ ３９…ワークＲＡＭ
４１…モータ制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タッピング用工具を装着する主軸と、前
   記主軸を回転駆動する回転駆動手段と、前記主軸を被加
   工体に対して相対的に切削方向に移動させる移動手段と
   を備えたタッピング加工を行う工作機械において、 主軸の回転数と加工すべきねじのピッチあるいは単位長
   当りの山数を入力するための入力手段と、 前記入力手段により入力された主軸の回転数とねじのピ
   ッチあるいは山数のデータとに基づいて、主軸の切削方
   向の移動速度を演算する移動速度演算手段と、 前記移動手段を制御して、前記移動速度演算手段により
   演算された移動速度で主軸を移動させる移動制御手段
   と、 前記回転駆動手段を制御して、前記入力手段により入力
   された回転数で前記主軸を回転させる回転制御手段と、 を備えたことを特徴とする工作機械。