JPH08141801A

JPH08141801A - バイト移動式切削方法

Info

Publication number: JPH08141801A
Application number: JP6283174A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Furusawa; 可憲古澤; Yoshihiro Ikemoto; 義寛池本; Tsutomu Hamada; 力浜田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1996-06-04

Abstract

(57)【要約】【目的】固有の加工基準面を有する被削物を、前記固
有の加工基準面を基準にして、高速で、バイト切削する
バイト移動式切削方法の提供。【構成】固有の加工基準面を有する被削物５を切削加
工装置の主軸１のチャック４に保持し、主軸１の回転で
加工基準面が振れる場合に、先ず、主軸１を低速回転さ
せながら、主軸１の回転による被削物５の回転角度と加
工基準面の振れ量とを測定し、これらの測定結果から被
削物５の加工すべき面の振れ量を演算し、前記演算され
た加工すべき面の振れ量に追従し、加工された面が加工
基準面に対して振れないようにバイト２の位置を補正す
るバイト位置補正量を演算しておき、次いで、主軸１を
高速回転させながら、主軸１の回転に同期して、前記バ
イト位置補正量だけバイト２を補正移動させて切削す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固有の加工基準面を有
する被削物を、前記固有の加工基準面に合わせてバイト
切削加工するバイト移動式切削方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、ビデオシリンダのよ
うな軸付の回転体を加工する場合、回転体と軸との取付
け部の構造による強度不足の問題、又は、回転体の軸を
取り付けた側の端面を加工する必要、等があり、軸を保
持して回転体を加工することができない場合には、先
ず、回転体を加工した後に、手間をかけて軸を正確に回
転体に取り付ける作業をしている。

【０００３】以下に、ビデオシリンダを例にとって、従
来のＮＣ切削装置を使用する従来例を図６〜図９に基づ
いて説明する。

【０００４】図７は、従来のＮＣ切削装置の概略を示す
平面図である。

【０００５】図７において、矢印Ａ方向に回転する主軸
１の先端に、被削物であるシリンダ５の保持部５ｂを保
持するチャック４が設けられている。シリンダ５の反対
側の端面には、軸穴５ａがある。又、バイト２が、矢印
Ｘ、Ｙ方向に移動するＮＣテーブル３に固定されてい
る。

【０００６】上記によって、ビデオシリンダを加工する
には、主軸１を矢印Ａ方向に回転し、ＮＣテーブル３
を、矢印Ｘ、Ｙ方向に移動させて、バイト２をシリンダ
５に切り込ませて、シリンダ５の側面と、軸穴５ａがあ
る端面とを加工する。

【０００７】上記の加工が終了すると、図８に示すよう
に、シャフト６を、焼き嵌め、圧入等で、シリンダ５に
固定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例の構成
では、シリンダ５は高精度に加工できるが、シャフト６
を、焼き嵌め、圧入等で、シリンダ５に固定する際に、
図８に示すように、シャフト６が、シリンダ５の外側周
面に対して傾いてしまう。尚、図８では説明のために誇
張しているが、実際の傾きは、数ミクロンの大きさであ
る。

【０００９】そして、シリンダ５がビデオに組み込まれ
た場合、ビデオテープはシリンダ５の外周を基準にして
走行し、ビデオのヘッド部はシャフト６を基準にして回
転するので、ビデオのヘッド部が、この傾きのために、
ビデオテープを正確にトレースすることができず、画質
を低下するという問題点がある。

【００１０】そして、この問題点を、従来のＮＣ切削装
置を使用して解決するには、傾いて固定されたシャフト
６を加工基準面として主軸１の回転で振れないように調
整しながら、シリンダ５の保持部５ｂをチャック４で保
持して、シリンダ５の外側周面を加工すれば良いが、こ
の作業は、人間の手作業になり、極めて生産性が低くな
るという問題点がある。

【００１１】上記は、従来例で加工する被削物が、ビデ
オシリンダの場合であるが、ビデオシリンダに限らず、
固有の加工基準面を有する被削物の場合に広く当てはま
る。

【００１２】例えば、図９に示す棒状の被削物７の外側
周面を全長にわたって精度良く加工しようとする場合が
当てはまる。この場合、先ず、棒状の被削物７の一端を
チャック４で保持し、残りの外側周面を加工し、この加
工後に、他端を逆に保持し直し既加工面を加工基準面と
して、未加工部分を加工しようとすれば、チャック４で
掴み直しをする際に、その掴み方に微妙な差異が避けら
れず、掴み直した後に、加工基準面が振れて、先の加工
による既加工面に、ミクロンオーダーの振れが発生し、
棒状の被削物７の全長にわたって精度良く加工できない
ことが良く知られている。この場合も、対策としては、
ビデオシリンダの場合と同様に、他端を逆に保持し直す
際に、先の加工によって作られた加工基準面が、従来の
ＮＣ切削装置の主軸１の回転で振れないように調整しな
がら、チャック４で、棒状の被削物７の他端を保持すれ
ば良い。しかし、この方法も、その作業が人間の手作業
になり、極めて生産性が低くなるという問題点がある。

【００１３】上記問題点の解決を図るため、次のような
バイト移動式切削装置（以下、先行技術と称す）が考え
られる。この先行技術は、ビデオシリンダの加工のよう
に、シリンダに固着されたシャフトの外側周面を加工基
準面にしてシリンダを加工する場合、又は、棒状の被削
物の全長切削加工のように、チャックの掴み替えが必要
な場合等、被削物に固有の加工基準面があり、この固有
の加工基準面が、ＮＣ切削装置の主軸の回転に伴って振
れる状態にある場合に、この固有の加工基準面がある被
削物を切削しながら、前記固有の加工基準面の振れを検
出し、検出結果によって、バイト位置を補正移動するバ
イト移動式切削装置である。

【００１４】しかし、この先行技術では、通常のバイト
切削加工回転数で切削加工する場合、この通常のバイト
切削加工回転数が、前記固有の加工基準面の振れを測定
する振れ検出手段にとっては回転数が高すぎて位相ず
れ、振れ量の低下等が発生し、正確に測定できず、図６
に示すように、破線が正しい振れ量とすると、測定結果
は実線のようになり、位相のずれ、振れ量の低下による
不適正なバイト位置補正が行われるという問題点があ
り、実際の切削回転数が、適正にバイト位置補正を行い
得る回転数に制限され、これに合わせると、実施可能な
切削回転数が、通常の切削回転数の数十分の一になると
いう問題点がある。

【００１５】本発明は、上記の問題点を解決し、固有の
加工基準面を有する被削物を、前記固有の加工基準面を
基準にして、振れ無く、高速回転で加工できるバイト移
動式切削方法を提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のバイト移動式切
削方法は、上記の課題を解決するために、固有の加工基
準面を有する被削物を切削加工装置の主軸のチャックに
保持し、前記主軸の回転で前記加工基準面が振れる場合
に、先ず、前記主軸を低速回転させながら、前記主軸の
回転による前記被削物の回転角度と前記加工基準面の振
れ量とを測定し、これらの測定結果から前記被削物の加
工すべき面の振れ量を演算し、前記演算された加工すべ
き面の振れ量に追従し、加工された面が前記加工基準面
に対して振れないようにバイト位置を補正するバイト位
置補正量を演算しておき、次いで、前記主軸を高速回転
させながら、前記主軸の回転に同期して、前記バイト位
置補正量だけバイトを補正移動させて切削することを特
徴とする。

【００１７】

【作用】固有の加工基準面を有する被削物を切削加工装
置の主軸のチャックに保持し、前記主軸の回転で前記加
工基準面が振れる場合に、本発明のバイト移動式切削方
法は、先ず、前記主軸を低速回転させながら、前記主軸
の回転による前記被削物の回転角度と前記加工基準面の
振れ量とを測定し、これらの測定結果から前記被削物の
加工すべき面の振れ量を演算し、前記演算された加工す
べき面の振れ量に追従し、加工された面が前記加工基準
面に対して振れないようにバイト位置を補正するバイト
位置補正量を演算しておく。

【００１８】この場合、前記主軸を低速回転させている
ので、前記加工基準面の振れ量の測定手段が、正確な測
定を行える低回転速度で動作することができ、測定値は
正確であり、適正な位置補正量が得られる。

【００１９】又、主軸の回転による被削物の回転角度と
加工基準面の振れ量とを使用すると、被削物の加工すべ
き面の振れ量を演算することができるので、この振れ量
に追従するようにバイトを補正移動させ、加工された面
が前記加工基準面に対して振れないようにするバイト位
置補正量を求めることができる。

【００２０】次いで、前記主軸を高速回転させながら、
前記主軸の回転に同期して、前記バイト位置補正量に基
づいて、バイトを補正移動させる。

【００２１】この場合、前記主軸を高速回転させている
ので、高速回転切削加工が可能であり、且つ、被削物の
加工基準面の振れによる加工誤差を適正に補正でき、加
工された面は、前記加工基準面に対して振れの無い面と
なる。

【００２２】

【実施例】本発明のバイト移動式切削方法を使用するバ
イト移動式切削装置の実施例を図１〜図５に基づいて説
明する。

【００２３】図１は、本実施例のＮＣ切削装置の概略を
示す平面図である。

【００２４】図１において、矢印Ａ方向に回転する主軸
１の先端に、被削物であるシリンダ５の保持部５ｂを保
持するチャック４が設けられている。シリンダ５の反対
側の端面には、軸穴５ａがあり、軸穴５ａには、シャフ
ト６が焼き嵌め、又は、圧入されている。このシャフト
６は、焼き嵌め、又は、圧入の際に、シリンダ５の外側
周面に対して僅かではあるが傾いてしまう。図１では説
明のために誇張しているが、実際の傾きは、数ミクロン
の大きさである。

【００２５】又、バイト２が、微動手段１４を介してＮ
Ｃテーブル３に固定され、ＮＣテーブル３の矢印Ｘ、Ｙ
方向への移動に従って移動しながら、微動手段１４によ
って微動して位置補正する。

【００２６】８は、主軸１に取付けられた回転角度検出
センサで、シリンダ５の加工時の回転角度を検出してい
る。

【００２７】９は、振れ検出センサで、金具１０によっ
てＮＣテーブル３に取付けられ、シリンダ５が回転する
際のシャフト６の振れを検出する。この場合、振れ検出
センサ９が適正に動作する比較的に低速回転で主軸１を
回転させて測定する。

【００２８】１１は、波形整形手段で、振れ検出センサ
９が測定した図２（ａ）に示す振れ量を、サインカーブ
で近似して、図２（ｂ）に示すように振れ量の測定誤差
を低減させる。この場合、振れ検出センサ９が測定する
シャフト６の振れ量は、低速回転で測定しているので、
位相と最大値とは正確に測定されるが、シャフト６の外
側周面の精度や凹凸や傷に影響され、図２（ａ）に示す
ように、振れ量の測定波形は、凹凸や傷による影響と、
振れ検出センサ９の電気的ノイズ等による誤差を含んで
いる。このままでバイト２の位置補正量を演算すると、
加工面の真円度や平面度等の精度の低下を招く。これを
防止するために、サインカーブ近似して、図２（ｂ）に
示すように、理論式に見合うように回転角度に対応する
波形に整形し、これをもとに、演算手段１２で、バイト
２の位置補正量を演算する。

【００２９】１２は、演算手段で、回転角度検出センサ
８と振れ検出センサ９との測定結果に基づいて、シリン
ダ５を加工する際のバイト２の位置補正量をシリンダ５
の回転角度に対応して演算する。この詳細を図３、図４
に基づいて説明する。

【００３０】図３、図４は、判り易くするために、バイ
ト２、シリンダ５、シャフト６、回転角度検出センサ
８、主軸１の回転中心軸１６のみを示す。そして、シリ
ンダ５は加工後の形状を示し、シャフト６も実際より長
くし、且つ、振れを誇張して図示している。図３は、シ
ャフト６が振れ検出センサ９に最も近づいた状態を示
し、図４は、図３の状態からシャフト６が１８０°回転
し、シャフト６が振れ検出センサ９から最も遠ざかった
状態を示している。このようなシャフトの振れを検出す
るには、振れ検出センサ９は、例えば、接触式の位置検
出センサでも、静電容量式の距離センサでも良く、回転
角度検出センサ８によるシリンダ５の回転角度と組み合
わせて、シャフト６の位置をサインカーブ状に検出でき
れば良い。図３、図４は、静電容量式の距離センサを振
れ検出センサ９に使用した場合のものである。検出され
たサインカーブは、波形整形手段１１で整形して使用さ
れる。

【００３１】そして、この状態で、シリンダ５の外側周
面を、シャフト６の外側周面との振れ無く加工するに
は、シリンダ５の加工すべき面の振れ量を、前記の測定
されたシャフト６の振れ量とシリンダ５の回転角度とか
ら演算し、バイト２を、前記シリンダ５の加工すべき面
の振れ量に追従させるようにするバイト位置補正量を求
め、これによって、バイト２の位置を補正すれば良い。

【００３２】本実施例では、シリンダ５の加工すべき外
側周面の振れ量を演算する場合、先ず、演算を簡単にす
るために、検出し整形された図２（ｂ）に示す振れ波形
のサインカーブを使用し、シリンダ５の回転角度θの各
値に対応して、振れ検出センサ９の位置Ｌでの加工基準
面になるシャフト６のＹ方向の振れ量ΔＹ（θ）を設定
し、これらを図示しない記憶手段に記憶させておく。

【００３３】次いで、バイト２を、シリンダ５の加工す
べき面の振れ量に追従させるように移動させるには、バ
イト２を、Ｘ方向に移動しながら、主軸１の回転中心軸
１６に対するシリンダ５の加工すべき面のｘ位置での振
れ量Δｙ（θ）を式（１）に基づいて演算し、シリンダ
５の回転角度に対応させ、演算結果を出力手段１３に伝
える。

【００３４】 Δｙ（θ）＝ΔＹ（θ）×（ｘ／Ｌ）・・・・・・・・・・・・・・（１）次いで、出力手段１３と微動手段１４とで、下記のよう
にして、バイト２のＹ方向の位置を補正しながら、ＮＣ
テーブルでバイト２をＸ方向に移動させると、シリンダ
５の外側周面とシャフト６の外側周面とを振れ無く同心
状に加工することができる。

【００３５】出力手段１３は、バイト２でシリンダ５を
加工する際に、バイト２のバイト位置補正量を、シリン
ダ５の回転角度に対応させて微動手段１４に出力する。

【００３６】微動手段１４は、出力手段１３からの出力
を受けて、バイト２を微動させるもので、図５に基づい
て詳細に説明する。

【００３７】図５は、微動手段１４の側面図で、バイト
２はネジ等で微動台１７に固定されている。微動台１７
はバネ部１７ａを介して取付台１８に固定されている。
圧電素子１９が、その一方を取付台１８に、他方を微動
台１７に固定されている。微動手段１４が、出力手段か
らの出力を受けると、圧電素子１９が、受けた出力に応
じて伸縮し、微動台１７がバネ部１７ａを変形させてバ
イト２を、矢印Ｙの方向に微動させる。尚、圧電素子の
駆動電圧は、一般に数百ボルトであり、且つ、ヒステリ
シスを有するので、出力手段１３の出力を増幅し、又、
微動台１７の変位量をフィードバックして所定の位置補
正量になるように制御する。

【００３８】１５は、伝達手段で、各構成手段間の出力
のつながりを示し、使用する出力方法に合わせた伝達手
段を使用すれば良い。

【００３９】本実施例では、静電容量式の距離センサを
振れ検出センサ９に使用して、毎分８０回転で使用し
た。バイト２の切削加工時には、切削加工に適した毎分
３０００回転で加工した。

【００４０】尚、本実施例は、シリンダ５の外側周面
を、シャフト６の外側周面を基準にして加工する例で説
明したが、図３、図４において、シャフト６の振れ量か
ら、シャフト６の回転中心軸に垂直な端面についてのバ
イト位置補正量を演算し、演算されたバイト位置補正量
の方向に微動する微動手段１４をＮＣテーブル３に設け
れば、前記端面を、シャフト６の外側周面を基準にし
て、シャフト６に対する振れ無く加工することができ
る。勿論、上記に限らず、任意の加工面について同様の
ことを実施すれば、いずれも、シャフト６に対する振れ
無く加工することができる。

【００４１】又、本実施例では、主軸１に回転角度検出
センサ８を設けたが、ＮＣ切削装置自体に主軸１の回転
角度検出センサを内蔵している場合には、これを兼用し
て使用しても良く、シリンダ５やシャフト６の回転角度
を直接に測定しても良い。

【００４２】又、本実施例では、シリンダ５の回転角度
θの各値に対応するＹ方向の振れ量ΔＹ（θ）を記憶手
段に記憶させて使用したが、最大振れ量Ａとその時のシ
リンダ５の回転角度θ₀とを記憶させ、バイト２の位置
補正量Δｙ（θ）を、シリンダ５の回転角度に対応させ
て、式（２）に基づいて演算しても良い。

【００４３】 Δｙ（θ，ｘ）＝Ａｓｉｎ（θ−θ₀＋π／２）×（ｘ／Ｌ）・・・・（２）

【００４４】

【発明の効果】本発明のバイト移動式切削方法は、被削
物が固有の加工基準面を有し、切削装置の主軸の回転で
前記加工基準面が振れる場合に、切削装置の主軸を低速
回転しながらバイトの位置補正量を検出することによ
り、正確なバイト位置補正量を得ることができ、バイト
位置補正量を利用して高速回転切削を行うことにより、
前記固有の加工基準面に対する振れが無い、高精度の切
削が、高効率で可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバイト移動式切削方法を使用するバイ
ト移動式切削装置の構成を示す平面図である。

【図２】本発明の被削物の固有の加工基準面の振れ量の
整形方法を示す図である。

【図３】本発明の被削物の固有の加工基準面の振れ量の
測定を示す図である。

【図４】本発明の被削物の固有の加工基準面の振れ量の
測定を示す図である。

【図５】本発明の微動手段の側面図である。

【図６】被削物の固有の加工基準面の振れ量を示す図で
ある。

【図７】従来例の切削方法を使用する切削装置の構成を
示す平面図である。

【図８】固有の加工基準面を有する被削物の側面図であ
る。

【図９】固有の加工基準面を有する被削物の側面図であ
る。

【符号の説明】

１主軸２バイト３ＮＣテーブル４チャック５シリンダ（被削物）５ａ軸穴５ｂ保持部６シャフト８回転角度検出センサ９振れ検出センサ１１波形整形手段１２演算手段１３出力手段１４微動手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固有の加工基準面を有する被削物を切削
加工装置の主軸のチャックに保持し、前記主軸の回転で
前記加工基準面が振れる場合に、先ず、前記主軸を低速
回転させながら、前記主軸の回転による前記被削物の回
転角度と前記加工基準面の振れ量とを測定し、これらの
測定結果から前記被削物の加工すべき面の振れ量を演算
し、前記演算された加工すべき面の振れ量に追従し、加
工された面が前記加工基準面に対して振れないようにバ
イト位置を補正するバイト位置補正量を演算しておき、
次いで、前記主軸を高速回転させながら、前記主軸の回
転に同期して、前記バイト位置補正量だけバイトを補正
移動させて切削することを特徴とするバイト移動式切削
方法。