JPS6284961A - 多機能複合工作機械 - 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】 この発明は金型等の加工に使用する多機能複合工作機械
に関するものであ、乙。

従来、金型の加工には、ＮＣフライス盤又は倣いフライ
ス盤を使用している。

ＮＣフライス盤による場合は、ＮＣテープ等の作成に多
くの時間と手間を要すると共に、ＮＣテープ作成機を別
に必要とする欠点があった。

特に、形状の複雑な金型の場合では、ＮＣテープの作成
に非常に困惑していた。

この点、倣いフライス盤は、ＮＣテープの作成が不要で
あり、如何に復往な形状の金型であっても、モデルさえ
作成しておけば、自動的に加工ができる利点がある。

しかし、その反面、倣いフライス盤は、モデルを使用し
なければ、加工ができないため、複数−で同時加工をす
る場合は、その数だけモデルを必要とする欠点がある。

このように、従来における金型の加工機は、一長一短が
あり、満足なものとはいえなかった。

この発明は、上記従来の欠点を改良除去するためになさ
れたもので、即ち、この発明は、ＮＣ制御部を有し、か
つ、主軸ヘッドにトレーサヘッドを有するＭＣ倣いフラ
イト盤において、工具マガジンを主軸ヘッドに設けると
共に、ＮＣ制御部に、スタイラス径、使用工具径、入力
に対する補間精度、残し代、パターン等のインプットデ
ータを記憶させると共に上記トレーサヘッドのスタイラ
スの変位を検出して倣い制御を行なわせる機能を付加さ
せ、上記トレーサヘッドで任意形状のモデルに対して上
記ＮＣ制御部を利用して自動的に倣い制御を行わせ、こ
の倣い動作中の主軸の各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向の移動量
を、上記ＮＣ制御部のデータ処理部に入力し、上記デー
タ処理部で、上記入力と、上記インプットデータとから
前記モデル形状に対応するワークの加工用ＮＣデータを
作成する機能と、工具マガジンを付加して通常のエシニ
ングセンタとして機能し、勿論上記加工用ＮＣデータに
基いてＮＣ加工をも行なえる機能を併せ持った多機能複
合工作機械を提供せんとするものである。

以下、この発明の構成を、図面を参照して説明すると次
の通りである。

第１図はＭＣ／ＴＣ倣いフライス盤の主軸ヘッド（Ａ）
に工具マガジン（Ｅ）を付加してマシニングセンタの機
能をもたせたもので、（Ｂ）は主軸ヘッド（Ａ）に取付
けたトレーサアームであり、（Ｃ）は、その先端に配し
たトレーサヘッドである。

この場合、工具マガジン（Ｅ）には、本発明の工作ｖ！
Ａｔａをマシニングセンタとして使用する際の工具が収
納されており、必要に応じ自動着脱される。また、本発
明の工作機械を倣いフライス盤として用いる場合は、ト
レーサアーム（Ｂ）に取付けたトレーサヘッド（Ｃ゛）
を用いるが、この場合、スタイラスの三方向変位εＸ、
εｙ、ε２が検出される機構であればよく、ここでは省
略する。

第１図において、ＮＣ制御装置、倣い制御装置はコント
ローラ（Ｆ）に収納されている。

第２図は、システム全体のブロック図で、（１）は倣い
機能を有したマシニングセンタＭＣ／ＴＣ複合工作機械
で、操作盤からの指令で、スタイラスが、モデルに自動
アプローチ動作（２）を開始する。スタイラスがモデル
面に接すると、スタイラス変位が生じ、その変位量６ｘ
、εｙ、εｚ　（３）が、コントローラ（Ｆ）に送られ
、自動的に停止して、自動アプローチが完了する。

同時にスタイラス変位量εＸ＋”Ｙ＋　　ε２は、コン
トローラ（Ｆ）のデータ処理部（８）に送られ、その変
位量εＸ、εｙ、ε２から、アプローチ点の単位接線ベ
クトルＬＴが計算される。第３図は輪郭倣いにおけるＬ
Ｔを示しており、第４図は表面倣いにおけるＬＴを示し
ている。

第３図においては、 ＬＴ　−Ｘ　７　＋　Ｙ　７ Ｘ７　＝　ｃｏｓθ＋　ＹＴ　−ｓｉｎθ。

θｚ　ｔａｎ−’　ＪＩ　Ｘ　／εｙ である。

＠４図においては、 Ｌ７　＝Ｘｔ　　（ｏｒＹｒ　）　十ＺＴＸｔ　　（ｏ
ｒＹｔ　）　”　ｃｏｓθｚＴミｓｉｎθ θ＝　ｊａｎ−’εｘ　　（ｏｒεｙ）／ε２となる。

以下、速度制御については、第３図の場合で説明する。

総変位ｉｉ８は で与えられる。

上記εに対し、基準変位量ε０と、最大変位量εＭを定
めると、接線方向速度ｖ丁は、次式％式％ Ｖｏ　＝指定倣い速度 α＝α（ｃｏｓ　ｔａｎ’εｚ　／　ａｘｙ）次に、ε
Ｌ−εｏ　＋ｌｋｌなる許容変位量εＬを定める。ｋは
、倣い精度により指定する定数で、±０．０１〜±０．
１の値をとる。

移動方向を定めるために、前記単位接線ベクトルＬＴに
直角で、モデル方向に傾きをもつ単位法線ベクトルＬＮ
を定める。

第５図に示す様に、上記単位法線ベクトルＬＮ上にベク
トル−ｋＬｎを造り、前記単位接線ベクトルＬ丁との合
成ベクトルＬ’ｖとする。

Ｌ’ｖ上に、単位ベクトルＬ、ｖ　　（Ｌｖｘ、　　Ｌ
ｙｙ）を作ると、これがモデルに対する倣いの移動方向
を与える。つまり、 Ｌｖ　−Ｌ７−ｋＬｎ となる。

従って、倣い速度は、次式で与えられる。

Ｖｘ　＝Ｖ７　Ｌｖｘ ｖＹ”ＶＴ　ＬＶＹ 上記Ｖｘ及びｖＹは、ε＝εＬとなった時点で与えられ
る。

以上の処理によって、スタイラス変位から、ディジタル
的に倣い制御が行われることになる。

第２図は、上記のよ・うにして制御される倣い動作、或
いは、倣い加工を示している。このときのＸ、Ｙ、Ｚ各
軸移動量を、コントローラ（Ｆ）のデータ処理部（８）
に入力し、予めインプットされたスクイラス径、工具径
等の情報（９）と併せて、モデル形状に対応するワーク
加工用のＮＣデータを作成し、フロッピーディスクや磁
気テープ等の外部記憶装置（１０）　、或いは、紙テー
プ（１１）に出力する。

このように作成されたＮＣデータで、当ＭＣ，，’ＴＣ
復合工作機誠（１）のＮＣ運転が実行される。

小独のマシニングセンタとして用いるときは、当システ
ム外で作成されたＮＣ紙テープ（１３）、或いは、フロ
ッピーシートのＮＣデータで、ＮＣ加工が行なわれる。

以上説明した様に、この発明は、ＮＣ制御部を有し、か
つ、主軸ヘッドにトレーサヘッドを有するＮＣ倣いフラ
イト盤において、工具マガジンを主軸ヘッドに設けると
共に、ＮＣ制御部に、スタイラス径、使用工具径、入力
に対する補間精度、残し代、パターン等のインプットデ
ータを記憶させると共に上記トレーサヘッドのスタイラ
スの変位を検出して倣い制御を行なわせる機能を付加さ
せ、上記トレーサヘッドで任意形状のモデルに対して上
記ＮＣ制御部を利用して自動的に倣い制御を行わせ、こ
の倣い動作中の主軸の各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ”）方向の移動
量を、上記ＮＣ制御部のデータ処理部に入力し、上記デ
ータ処理部で、上記入力と、上記インプットデータとか
ら前記モデル形状に対応するワークの加工用ＮＣデータ
を作成し、かつ、上記加工用ＮＣデータに基いてＮＣ加
工を行うようになしたから、ＮＣデータの作成が極めて
容易となり、ＮＣ加工のコストを低減させることができ
る。

また、この発明は、倣いフライス盤に工具マガジンを付
加してマシニングセンタとしての機能も持たせたから、
取扱いの容易な多機能複合工作機械を安価に提供し得る
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す多機能複合工作機械の外
観斜視図、第２図は本発明のシステムを示すブロック図
、第３図及び第４図は本発明において、モデル形状を自
動的に倣わせる場合のスタイラス変位から単位接線ベク
トルを演算させる要領を示す説明図、第５図は上記単位
接線ベクトルとから倣い方向ベクトルを設定させる要領
を示す説明図である。 （Ａ）−−−ｍいフライス盤の主軸ヘッド、（Ｂ）・−
・トレーサアーム、 （Ｃ）−・・トレーサヘッド、　　　（Ｄ）・−主軸、
（Ｅ）・・・工具マガジン、 （Ｆ）−・−コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮＣ制御部を有し、かつ、主軸ヘッドにトレーサ
   ヘッドを有するＮＣ倣いフライト盤において、 工具マガジンを主軸ヘッドに設けると共に、ＮＣ制御部
   に、スタイラス径、使用工具径、入力に対する補間精度
   、残し代、パターン等のインプットデータを記憶させる
   と共に上記トレーサヘッドのスライラスの変位を検出し
   て倣い制御を行なわせる機能を付加させ、 上記トレーサヘッドで任意形状のモデルに対して上記Ｎ
   Ｃ制御部を利用して自動的に倣い制御を行わせ、この倣
   い動作中の主軸の各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向の移動量を、
   上記ＮＣ制御部のデータ処理部に入力し、 上記データ処理部で、上記入力と、上記インプットデー
   タとから前記モデル形状に対応するワークの加工用ＮＣ
   データを作成し、かつ、上記加工用ＮＣデータに基いて
   ＮＣ加工を行うようになしたことを特徴とする多機能複
   合工作機械。