JP5861522B2 - Machine Tools - Google Patents
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Description
本発明は工作機械に関する。 The present invention relates to a machine tool.
工作機械は回転加工用の工具及び旋削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工及び旋削加工を選択的に施すことができる。特許文献1は上記工作機械を開示する。回転加工は例えばドリル加工及びタップ加工等を含む。ドリル加工及びタップ加工等は主軸が軸心線回りに回転する態様である。回転加工はワークの相対的な静止状態で行う。旋削加工は例えばフェイシング加工等を含む。フェイシング加工等はワークを主軸に対して相対的に旋回する態様である。旋削加工は主軸の回転停止状態で行う。主軸ヘッドは施削加工用の工具の係合部が係合する被係合部を備える。作業者は主軸に旋削加工用の工具を装着する。被係合部は係合部と係合する。主軸は機械的にロック状態となるので回転不能となる。
A machine tool can selectively mount a turning tool and a turning tool on a common spindle, and can selectively perform turning and turning on a workpiece.
主軸は旋削加工用の工具を装着した状態では回転不能となる。故に工作機械は主軸に旋削加工用の工具を装着した状態で主軸を回転すると、主軸に過剰な負荷がかかる可能性があった。 The spindle cannot be rotated with a turning tool attached. Therefore, if the machine tool rotates the spindle with a turning tool mounted on the spindle, there is a possibility that an excessive load is applied to the spindle.
本発明の目的は、主軸に旋削加工用の工具を装着した状態で主軸を回転した場合に、主軸に過剰な負荷がかかるのを防止できる工作機械を提供することである。 An object of the present invention is to provide a machine tool capable of preventing an excessive load from being applied to a main shaft when the main shaft is rotated with a turning tool mounted on the main shaft.
本発明の請求項1に係る工作機械は、回転加工用の工具及び施削加工用の工具を共通の主軸に選択的に装着し、ワークに回転加工及び施削加工を選択的に施す工作機械であって、前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドに設け、施削加工用の工具の係合部が係合することに基づいて施削加工用の工具の回転を規制する被係合部と、前記主軸を駆動する駆動部と、電源投入後、前記主軸の回転を指示する主軸指令があるか否か判断する主軸指令判断手段と、前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記主軸指令を前記駆動部に出力する駆動出力手段と、前記駆動出力手段が前記駆動部に前記主軸指令を出力してから所定時間内に前記主軸が回転したか否か判断する回転判断手段と、前記回転判断手段が前記所定時間内に前記主軸が回転しなかったと判断した場合、前記駆動部を停止する駆動制御手段と、前記駆動制御手段が前記駆動部を停止した場合、前記主軸指令が前記主軸を原点位置に割り出す為のオリエント指令か否か判断するオリエント指令判断手段と、前記オリエント指令判断手段が前記主軸指令は前記オリエント指令ではないと判断した場合、異常を報知する異常報知手段とを備えたことを特徴とする。主軸は施削加工用の工具を装着した状態では回転しない。電源投入後、例えばプログラムミス等により主軸指令がある場合、駆動出力手段は主軸指令を駆動部に出力する。主軸は所定時間内に回転しなかった場合、旋削加工用の工具を装着している。駆動制御手段は駆動部を停止する。故に工作機械は、主軸に旋削加工用の工具を装着した状態で誤って主軸を回転した場合、主軸に過剰な負荷がかかるのを防止できる。主軸が所定時間内に回転しなかった場合、異常の可能性がある。異常報知手段は、主軸指令がオリエント指令でないと判断した場合、異常を報知する。故に作業者は工作機械の異常に速やかに対応できる。オリエント指令は主軸を原点位置に割り出す指令である。工作機械は工具交換時に工具を正常に着脱する為に主軸を原点位置に割り出す必要がある。主軸は旋削加工用の工具を装着している場合、原点位置で既に位置が固定してある。故に主軸指令がオリエント指令である場合、異常報知手段は異常を報知しない。故に工作機械は処理を次に進めることができる。
A machine tool according to
請求項2に係る発明の工作機械は、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記駆動部はサーボモータであって、前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記サーボモータに電流制限を設ける電流制限手段を備えたことを特徴とする。主軸は旋削加工用の工具を装着した場合、サーボモータが駆動しても物理的に回転できない。サーボモータに流れる電流は増大する。電流制限手段は電流制限を設ける。故に工作機械はサーボモータが過電流になるのを防止できる。工作機械の安全性は向上する。 A machine tool according to a second aspect of the present invention is the machine tool according to the first aspect, wherein the drive unit is a servo motor, and the spindle command determination means determines that the spindle command is present. The servo motor is provided with current limiting means for limiting current. When a turning tool is mounted on the spindle, it cannot be rotated physically even if the servo motor is driven. The current flowing through the servo motor increases. The current limiting means provides a current limit. Therefore, the machine tool can prevent the servo motor from being overcurrent. The safety of machine tools is improved.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図1の左斜め下方、右斜め上方、右斜め下方、左斜め上方は、夫々、工作機械1の前方、後方、右方、左方である。工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向を、夫々、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向とする。図1に示す工作機械1は複合加工機である。複合加工機はワーク(被加工物)に回転加工及び施削加工を選択的に施すことができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the diagonally lower left, diagonally upper right, diagonally lower right, and diagonally upper left are the front, rear, right, and left of the
図1〜図3を参照して、工作機械1の構造について説明する。工作機械1は、基台部2、Y軸移動機構、運搬体12、X軸移動機構、コラム5、Z軸移動機構、主軸ヘッド7、主軸8、ワーク保持装置80、自動工具交換装置(以下「ATC」と呼ぶ)30等を備える。
The structure of the
基台部2はY軸方向に長い矩形箱状の鉄製部材である。基台部2は下部四隅に脚3を夫々備える。脚3は高さ調節可能である。基台部2は上面に台座部4、右側支持部18、左側支持部19を備える。台座部4は基台部2上面後部側に設けてある。台座部4は例えば略直方体状である。右側支持部18及び左側支持部19は台座部4よりも低い高さの台座である。右側支持部18は基台部2上面右前側に配置する。左側支持部19は基台部2上面左前側に配置する。右側支持部18及び左側支持部19はワーク保持装置80を下方から支持する。
The
Y軸移動機構は台座部4上面に設けてある。Y軸移動機構は運搬体12をY軸方向に移動する。Y軸移動機構は一対のY軸レール61,62、Y軸ボールネジ63、Y軸モータ52(図6参照)等を備える。Y軸レール61,62は台座部4上面の左右方向両端部に沿って設けてある。Y軸ボールネジ63はY軸レール61,62の間に設けてある。運搬体12はY軸レール61,62に沿って移動可能である。運搬体12は例えば所定厚を有する金属製板部材である。運搬体12は下面にナット(図示略)を備える。ナットはY軸ボールネジ63に螺合する。Y軸モータ52はY軸ボールネジ63を回転する。運搬体12はナットと共にY軸方向に移動する。
The Y-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the
X軸移動機構は運搬体12上面に設けてある。X軸移動機構はコラム5をX軸方向に移動する。X軸移動機構は一対のX軸レール71,72、X軸ボールネジ73、X軸モータ51等を備える。X軸レール71,72、X軸ボールネジ73はX軸方向に延設する。X軸レール71は運搬体12上面後側、X軸レール72は運搬体12上面前側に配置する。X軸ボールネジ73はX軸レール71,72の間に配置する。コラム5はX軸レール71,72に沿って移動可能である。コラム5は下面にナット(図示略)を備える。ナットはX軸ボールネジ73に螺合する。X軸モータ51はX軸ボールネジ73を回転する。コラム5はナットと共にX軸方向に移動する。コラム5は運搬体12を介してY軸方向に移動する。即ち、コラム5はY軸移動機構、X軸移動機構、運搬体12によって、X軸方向及びY軸方向に移動可能となる。
The X-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the
コラム5は右側面下部に保護カバー16、左側面下部に保護カバー17、背面下部にカバー13を備える。保護カバー16はコラム5右側面から右側において露出するX軸移動機構を覆う。保護カバー17はコラム5左側面から左側において露出するX軸移動機構を覆う。保護カバー16,17はコラム5のX軸方向への移動に追従して移動する。カバー13はコラム5の背面後方において露出するY軸移動機構を覆う。カバー13はコラム5のY軸方向への移動に追従して伸縮する。保護カバー16,17、カバー13はX軸移動機構及びY軸移動機構内に切粉及び切削液が侵入するのを防止する。
The column 5 includes a
Z軸移動機構はコラム5前面に設けてある。Z軸移動機構は主軸ヘッド7をZ軸方向に移動する。Z軸移動機構は一対のZ軸レール(図示略)、Z軸ボールネジ(図示略)、Z軸モータ53(図6参照)等を備える。Z軸レール、Z軸ボールネジはZ軸方向に延設する。Z軸ボールネジは一対のZ軸レールの間に配置する。主軸ヘッド7はZ軸レールに沿って移動可能である。主軸ヘッド7は背面にナット(図示略)を備える。ナットはZ軸ボールネジに螺合する。Z軸モータ53はZ軸ボールネジを回転する。主軸ヘッド7はZ軸方向に移動する。保護カバー28は主軸ヘッド7上部後側に固定してある。保護カバー28は主軸ヘッド7と共に上下動することでコラム5前面を覆う。コラム5は前面にZ軸シャッター27を備える。Z軸シャッター27は主軸ヘッド7の上下動に従い伸縮する。Z軸シャッター27はZ軸移動機構内に切粉及び切削液が侵入するのを防止する。
The Z-axis moving mechanism is provided on the front surface of the column 5. The Z-axis moving mechanism moves the
主軸ヘッド7はZ軸駆動機構によりコラム5前面に沿って昇降する。主軸8は主軸ヘッド7下部に設けてある。主軸8は工具装着部(図示略)を備える。工具装着部は例えばテーパ状の孔部である。工具装着部は工具T1,T2を装着する。工具T1は回転加工用の工具である。工具T2は旋削加工用の工具である。以下、工具T1,T2を総称する場合は工具Tと称する。主軸モータ54は主軸ヘッド7上面前側に設けてある。主軸モータ54は主軸8を回転する。ケーブルベア(登録商標)29は主軸ヘッド7上部とコラム5上部との間に設けてある。
The
図1〜図3を参照して、ワーク保持装置80の構造について説明する。ワーク保持装置80は、右側固定部88、左側固定部89、治具固定テーブル81、C軸モータ56、C軸82、チルトモータ57等を備える。右側固定部88は右側支持部18の上面に固定する。左側固定部89は左側支持部19の上面に固定する。
The structure of the
治具固定テーブル81は、テーブル部81A、右連結部81B、左連結部81Cを備える。C軸モータ56は治具固定テーブル81の下面側に設けてある。C軸82は治具固定テーブル81の略中央に設けてある。C軸82は円柱状である。C軸82はC軸モータ56の回転軸に連結する。治具(図示略)はC軸82の上面に固定する。治具は例えば円柱状で且つC軸82と同軸上に配置する。治具はワークを保持する。C軸82の軸線方向はテーブル部81A表面に対して直交する。故に治具はC軸82と共に回転可能である。
The jig fixing table 81 includes a
右連結部81Bはテーブル部81Aから右上方向に延出し且つ右側固定部88にX軸回りに回転可能に連結する。左連結部81Cはテーブル部81Aから左上方向に延出し且つ左側固定部89にX軸回りに回転可能に連結する。チルトモータ57は右側固定部88に固定してある。チルトモータ57は治具固定テーブル81をX軸回りに回転する。チルトモータ57の回転軸は右連結部81Bと連結する。
The right connecting portion 81B extends from the
治具に固定したワークは、C軸モータ56の駆動によりC軸82の軸回りで回転する。治具に固定したワークは、チルトモータ57による治具固定テーブル81の回転に関わらず、C軸モータ56の駆動によりテーブル部81Aに対して直角な軸回りで回転する。
The workpiece fixed to the jig is rotated around the axis of the
図1〜図3を参照して、ATC30の構造について説明する。ATC30は、工具マガジン31、マガジン支持部材32、マガジンモータ55、駆動ギヤ35等を備える。マガジン支持部材32は楕円状の金属製板部材である。マガジン支持部材32は、主軸ヘッド7及びコラム5を内側に挿入した状態で、コラム5に取り付けてある。工具マガジン31は前方から後方に従って上方に向かっている。
The structure of the
工具マガジン31はマガジン支持部材32の外周に沿って取り付けてある。工具マガジン31はチェーン34、複数のポット37を備える。チェーン34はマガジン支持部材32の外周に沿って移動可能に取り付けてある。複数のポット37はチェーン34に夫々取り付けてある。ポット37は工具Tを保持可能である。ポット37は例えばアーム状に形成し且つ揺動可能に取り付けてある。
The
マガジンモータ55はマガジン支持部材32の上部に取り付けてある。マガジンモータ55の駆動軸はマガジン支持部材32の上面に直交する。マガジンモータ55の駆動軸は正逆何れの方向にも回転可能である。駆動ギヤ35はマガジンモータ55の駆動軸に取り付けてある。駆動ギヤ35はマガジンモータ55の駆動軸と共に回転する。駆動ギヤ35は工具マガジン31のチェーン34に噛合する。チェーン34は駆動ギヤ35の駆動によりマガジン支持部材32の外周に沿って正逆何れかの方向に移動する。故にポット37はチェーン34と共にマガジン支持部材32の外周に沿って移動する。工具マガジン31の最下部に位置するポット37の位置は、工具交換位置である。工具交換位置は主軸8に最も近接する位置である。ATC30は、工具交換位置にあるポット37が保持する次工具を、主軸8に装着する現工具と交換する。
The
工作機械1による加工方法について説明する。工作機械1は回転加工と旋削加工が可能である。回転加工は固定したワークに回転する工具T1を当てて移動する加工方法である。例えばドリル、タップ等の孔空け加工の際に用いる。回転加工は回転加工用の工具T1を用いる。工具T1は主軸8に装着した状態で回転可能である。旋削加工は回転するワークに工具T2を当てて移動する加工方法である。例えばフェイシング加工等に用いる。旋削加工は旋削加工用の工具T2を用いる。工具T2は主軸8に装着した状態では回転不能となる。
A processing method using the
図4の如く、工具T2は、テーパシャンク101、プルスタッド102、フランジ103等を備える。テーパシャンク101は略円錐状である。テーパシャンク101は主軸8の工具装着部(図示略)に装着する。プルスタッド102はテーパシャンク101の頂上部に設けてある。プルスタッド102は工具装着部内に設けた把持部(図示略)が把持する部分である。フランジ103は工具T2とテーパシャンク101との間に設けてある。フランジ103は工具T2の径方向外側に延出する略円盤状である。
As shown in FIG. 4, the tool T2 includes a
フランジ103は一対のキー溝105,106を備える。キー溝105,106は長方形状に形成してあるが形状は限定しない。キー溝105,106はフランジ103の中心を挟んで互いに対向する位置にある。キー溝105,106は旋削加工用の工具T2に特有である。図5の如く、主軸ヘッド7は下端面に一対のキー91,92を備える。キー91,92は例えば凸状である。キー91,92の形状はキー溝105,106の形状に対応する。キー91,92は主軸8の工具装着部を挟んで互いに対向する位置関係である。
The
図5の如く、主軸8(図5では図示略)は工具T2を装着した状態である。工具T2のテーパシャンク101は主軸8の工具装着部に装着する。フランジ103は主軸ヘッド7の下端面に接触する。キー91,92はキー溝105,106に係合する。キー91,92はキー溝105,106の内面に係止する。工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した状態となるので、主軸8は回転不能となる。回転加工用の工具T1は、工具T2と同様に、テーパシャンク、プルスタッドを備えるがフランジは無い。故に工具T1は主軸8の工具装着部に装着した場合、キー91,92と係合しないので、工具T1は主軸8と共に回転可能である。
As shown in FIG. 5, the spindle 8 (not shown in FIG. 5) is in a state where the tool T2 is mounted. The
図1〜図3を参照して、工作機械1を用いた回転加工工程について説明する。作業者はC軸82に治具を用いてワークを固定する。ATC30は主軸8に回転加工用の工具T1を装着する。工具T1は主軸ヘッド7に対して回転可能状態である。工作機械1は主軸モータ54を駆動する。工具T1は主軸8と共に回転する。工作機械1はC軸モータ56を駆動しないので、C軸82上の治具に固定したワークは回転しない。工作機械1はX軸モータ51〜Z軸モータ53を駆動して主軸8の位置を移動し、且つ主軸8を回転させて治具に固定したワークに対して回転加工ができる。
With reference to FIGS. 1-3, the rotary process using the
図1〜図3を参照して、工作機械1を用いた旋削加工工程について説明する。作業者はC軸82の上面に治具を用いてワークを固定する。ATC30は主軸8に旋削加工用の工具T2を装着する。工具T2は主軸ヘッド7に対して回転不可能な状態である。工作機械1はC軸モータ56を駆動する。C軸82上の治具に固定したワークは回転する。工作機械1はX軸モータ51〜Z軸モータ53を駆動して主軸8の位置を移動し、回転したワークに対して工具T2による旋削加工ができる。
A turning process using the
工作機械1はチルトモータ57によりX軸回りのワーク姿勢を調整可能である。故にワークの所望の部位を加工できる。なお工作機械1は主軸モータ54及びC軸モータ56を同時に回転してワークを加工してもよい。
The
図6を参照して、工作機械1の電気的構成について説明する。工作機械1は数値制御部20を備える。数値制御部20はCPU21、ROM22、RAM23、フラッシュメモリ24、入力部25、入出力部26等を備える。CPU21は工作機械1の動作を統括制御する。ROM22は各種プログラムを記憶する。RAM23は各種データを記憶する。フラッシュメモリ24はNCプログラム等を記憶する。NCプログラムは複数のブロックで構成したものである。各ブロックは各種NCコマンドを含む。NCコマンドは制御指令である。
The electrical configuration of the
操作部38、Z軸原点センサ39は入力部25に接続する。操作部38は例えば工作機械1を覆うカバー(図示略)に設けてある。操作部38は例えば作業者が工作機械1の動作について各種入力及び設定を行う機器である。Z軸原点センサ39は主軸ヘッド7のZ軸方向の原点を検出する。駆動回路41〜49は入出力部26に接続する。
The
駆動回路41はX軸モータ51を駆動する。エンコーダ51AはX軸モータ51と入出力部26に接続する。エンコーダ51AはX軸モータ51の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路42はY軸モータ52を駆動する。エンコーダ52AはY軸モータ52と入出力部26に接続する。エンコーダ52AはY軸モータ52の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路43はZ軸モータ53を駆動する。エンコーダ53AはZ軸モータ53と入出力部26に接続する。エンコーダ53AはZ軸モータ53の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。
The
駆動回路44は主軸モータ54を駆動する。エンコーダ54Aは主軸モータ54と入出力部26に接続する。エンコーダ54Aは主軸モータ54の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路45はマガジンモータ55を駆動する。エンコーダ55Aはマガジンモータ55と入出力部26に接続する。エンコーダ55Aはマガジンモータ55の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路46はC軸モータ56を駆動する。エンコーダ56AはC軸モータ56と入出力部26に接続する。エンコーダ56AはC軸モータ56の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。
The
駆動回路47はチルトモータ57を駆動する。エンコーダ57Aはチルトモータ57と入出力部26に接続する。エンコーダ57Aはチルトモータ57の回転量を検出し該検出信号を入出力部26に入力する。駆動回路48はクランプ装置58を駆動する。クランプ装置58は治具固定テーブル81の裏面側に設けてある。クランプ装置58は治具の回転軸を固定保持する。駆動回路49は表示部11を駆動する。表示部11は例えばカバー(図示略)に設けてある。表示部11は工作機械1の設定画面、操作画面等の各種画面を表示する。
The
X軸モータ51、Y軸モータ52、Z軸モータ53、主軸モータ54、マガジンモータ55、C軸モータ56、チルトモータ57は例えばサーボモータである。
The
図7を参照して、CPU21が実行する第一NC制御処理について説明する。CPU21は、電源投入後、ROM22に記憶した第一NC制御プログラムを読み出して本処理を実行する。先ずCPU21はNCプログラムを1ブロック解釈する(S11)。CPU21は1ブロック解釈した結果、制御指令はM30か否か判断する(S12)。M30は終了指令である。CPU21はM30でないと判断した場合(S12:NO)、制御指令は主軸指令か否か判断する(S13)。CPU21は主軸指令ではないと判断した場合(S13:NO)、解釈した制御指令に従って動作を実行する(S24)。主軸指令以外の制御指令は、例えば軸移動指令、位置決め指令、工具交換指令等である。CPU21はS11に戻って次ブロックを解釈する。
The first NC control process executed by the
CPU21は主軸指令と判断した場合(S13:YES)、主軸モータ54の電流制限を実行する(S14)。CPU21は主軸指令を実行する(S15)。例えば主軸8に回転加工用の工具T1を装着している場合、工具T1は回転する。例えば主軸8に旋削加工用の工具T2を装着している場合、工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した回転不可能状態であるので回転しない。主軸8に旋削加工用の工具T2を装着している場合、上述の通り、工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した状態である。CPU21は例えば工具T2を機械的に固定した状態で、主軸モータ54に主軸指令を出力する。主軸モータ54に流れる電流は継続的に増大し過電流となる。過電流は主軸モータ54に負荷を与え、故障の原因となる。本実施形態は電流制限を実行する。電流制限は例えば主軸モータ54に所定レベルを超える電流が流れないように駆動回路44を制御できる。故に電流制御は主軸モータ54が過電流となるのを防止できる。
When the
CPU21は主軸指令を実行してから所定時間経過したか否か判断する(S16)。CPU21は所定時間経過するまでは(S16:NO)、S16に戻って待機状態となる。CPU21は所定時間経過した場合(S16:YES)、主軸8は所定量回転したか否か判断する(S17)。主軸8の回転量は、エンコーダ54Aからの検出信号に基づき、主軸モータ54の回転量で算出可能である。例えば主軸8に回転加工用の工具T1を装着した状態で、主軸8を回転する場合、主軸8は所定時間で所定量回転可能である。
The
CPU21は所定量回転したと判断した場合(S17:YES)、主軸8は回転加工用の工具T1を装着した状態である。故にCPU21は主軸モータ54の電流制限を解除し(S18)、主軸指令を続行する(S19)。その後CPU21は主軸指令が完了したか否か判断する(S20)。CPU21は主軸指令が完了するまで(S20:NO)、S20に戻って待機状態となる。CPU21は主軸指令が完了したと判断した場合(S20:YES)、S11に戻って、次ブロックについて上記処理を同様に繰り返す。
When the
CPU21は所定量回転していないと判断した場合(S17:NO)、主軸8は旋削加工用の工具T2を装着した状態である。回転しない工具T2を主軸8に装着した状態で主軸指令を出力する状態は、例えばプログラムミスが原因である。工作機械1は工具T2を装着した状態で主軸8を回転しようとすると、主軸8に過剰な負荷がかかり、故障の原因になる。CPU21は主軸8を強制的に停止する(S21)。故に工作機械1は主軸8に過剰な負荷がかかるのを防止できる。
When the
CPU21は主軸指令がオリエント指令か否か判断する(S22)。オリエント指令は主軸8を原点位置に割り出す為の指令である。工作機械1は、工具交換時に工具Tを主軸8に対して正常に着脱する為に、主軸8を原点位置に割り出す必要がある。主軸8に旋削加工用の工具T2を装着する場合、キー91,92はキー溝105,106に係合する。故に主軸ヘッド7に対する工具T2の位置は決まる。該工具T2の位置(主軸8の位置)は主軸8の原点位置である。即ち、主軸8は既に原点位置に割り出した状態(オリエント状態)である。
The
CPU21は主軸指令がオリエント指令と判断した場合(S22:YES)、電流制限を解除する(S23)。その後CPU21は処理をS11に戻し次ブロックについて上記処理を同様に繰り返す。
When the
CPU21は主軸指令がオリエント指令では無いと判断した場合(S22:NO)、プログラムミス等の可能性があることから異常報知を実行し(S25)、本処理を終了する。異常報知は、例えば表示部11に異常メッセージ等を表示する処理、音声で報知する処理、ランプ等を点灯又は点滅する処理等の何れでもよい。故に作業者は工作機械1の異常を早期に認識できるので速やかな対応が可能である。
If the
CPU21は次ブロックについて上記処理を同様に実行し、制御指令がM30であった場合(S12:YES)、本処理を終了する。 CPU21 performs the said process similarly about the following block, and when a control command is M30 (S12: YES), this process is complete | finished.
以上説明において、図7の流れ図に示すS13の処理を実行するCPU21は本発明の主軸指令判断手段の一例である。S14の処理を実行するCPU21は本発明の電流制限手段の一例である。S15の処理を実行するCPU21は本発明の駆動出力手段の一例である。S17の処理を実行するCPU21は本発明の回転判断手段の一例である。S21の処理を実行するCPU21は本発明の駆動制御手段の一例である。S22の処理を実行するCPU21は本発明のオリエント指令判断手段の一例である。S25の処理を実行するCPU21は本発明の異常報知手段の一例である。
In the above description, the
以上説明したように、本実施形態の工作機械1は、回転加工用の工具T1及び施削加工用の工具T2を共通の主軸8に選択的に装着可能である。工作機械1はワークに回転加工及び施削加工を選択的に施すことができる。主軸ヘッド7は下端面に一対のキー91,92を備える。施削加工用の工具T2は一対のキー溝105,106を備える。施削加工用の工具T2を主軸8に装着した時、キー91,92はキー溝105,106に係合し、工具T2の回転を規制する。工作機械1の数値制御部20はCPU21を備える。電源投入後、CPU21はNCプログラムを1ブロックずつ解釈し、主軸指令がある場合、主軸モータ54を駆動する。CPU21は主軸モータ54を駆動してから所定時間内に主軸8が回転したか否か判断する。CPU21は、所定時間内に主軸8が回転しなかった場合、主軸モータ54を停止する。故に工作機械1は、主軸8に旋削加工用の工具T2を装着した状態で誤って主軸8を回転した場合、主軸8に過剰な負荷がかかるのを防止できる。また工具T1,T2について、例えば回転が可能か否かの情報を入力する必要も無いので、安全性と共に利便性も向上する。
As described above, the
本実施形態では特に、主軸モータ54はサーボモータである。CPU21は主軸指令があると判断した場合、サーボモータに電流制限を設ける。故に工作機械1はサーボモータが過電流になるのを防止できる。工作機械1の安全性は向上する。
Particularly in the present embodiment, the
本実施形態では特に、CPU21は所定時間内に主軸8が所定量回転しなかったと判断した場合、例えば表示部11において異常を報知する。主軸8が所定時間内に回転しなかった場合、異常の可能性がある。CPU21は異常を報知するので作業者は工作機械1の異常に速やかに対応できる。
Particularly in the present embodiment, when the
本実施形態では特に、CPU21が主軸モータ54を停止した場合、主軸指令がオリエント指令か否か判断する。オリエント指令は主軸8を原点位置に割り出す為の制御指令である。工作機械1は工具交換時に工具Tを正常に着脱する為に主軸8を原点位置に割り出す必要がある。主軸8は旋削加工用の工具T2を装着している場合、原点位置で既に位置が固定してある。故に主軸指令がオリエント指令である場合、CPU21は異常を報知しない。故に工作機械1は処理を次に進めることができる。
Particularly in the present embodiment, when the
なお本発明は上記実施の形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態は主軸モータ54に電流制限をかけ、主軸8の回転量に基づき主軸8に装着する工具Tの種類を判断する。即ち、上記実施形態は所定時間内に主軸8が回転したか否かを主軸8の回転量で判断する。例えば工作機械1は主軸モータ54に電流制限をかけずに主軸モータ54に流れる電流値で主軸8に装着する工具Tの種類を判断してもよい。主軸モータ54はサーボモータである。変形例はサーボモータの性質を利用する。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the
変形例である工作機械1のCPU21は、図8に示す第二NC制御処理を実行する。第二NC制御処理は上記実施形態の第一NC制御処理(図7参照)と共通する処理を備え、S14、S18、S23の処理を行わず、S17の処理の代わりに、S31の処理を実行する。S14、S18、S23の処理は電流制限に関係する処理である。本変形例はサーボモータの性質を利用するものであるので、S14、S18、S23の処理は実行しない。
CPU21 of the
図8の如く、例えばCPU21は主軸指令と判断した場合(S13:YES)、主軸指令を実行する(S15)。主軸8に旋削加工用の工具T2を装着している場合、上述の通り、工具T2は主軸ヘッド7に対して機械的に固定した状態である。故に主軸8は回転できない。CPU21は例えば工具T2を主軸ヘッド7に固定した状態で、主軸モータ54に主軸指令を出力する。主軸モータ54に流れる電流は継続的に増大する。CPU21は主軸指令を実行してから所定時間経過した場合(S16:YES)、主軸モータ54に流れる電流値は所定値以下か否か判断する(S31)。
As shown in FIG. 8, for example, when the
CPU21は電流値が所定値以下であると判断した場合(S31:YES)、主軸モータ54に流れる電流は増加していないので、主軸8は回転加工用の工具T1を装着した状態と判断できる。故にCPU21は主軸指令を続行する(S19)。CPU21は電流値が所定値を超えたと判断した場合(S31:NO)、主軸モータ54に流れる電流は継続的に増加しているので主軸8は旋削加工用の工具T2を装着した状態である。CPU21は主軸8の駆動を停止する(S21)。故に本変形例は上記実施形態と同様に所定時間内に主軸8が回転したか否かを判断できる。
When the
上記実施形態は、図7の処理において、主軸8を停止(S21)してから、主軸指令がオリエント指令か否か判断(S22)しているが、S21とS22は処理の順番が逆でもよい。 In the above embodiment, after the spindle 8 is stopped (S21) in the process of FIG. 7, it is determined whether or not the spindle command is an orientation command (S22). However, the order of the processes in S21 and S22 may be reversed. .
上記実施形態は、所定時間内に所定量回転したか否かで、主軸8の回転の有無を判断しているが(S16,S17)、例えば主軸モータ54が回転したか否かで判断するようにしてもよい。
In the above embodiment, the presence or absence of rotation of the spindle 8 is determined based on whether or not it has rotated a predetermined amount within a predetermined time (S16, S17). For example, it is determined whether or not the
1 工作機械
7 主軸ヘッド
8 主軸
20 数値制御部
21 CPU
54 主軸モータ
91,92 キー
105,106 キー溝
T1 回転加工用の工具
T2 旋削加工用の工具
DESCRIPTION OF
54
Claims (2)
前記主軸を回転可能に保持する主軸ヘッドと、
前記主軸ヘッドに設け、施削加工用の工具の係合部が係合することに基づいて施削加工用の工具の回転を規制する被係合部と、
前記主軸を駆動する駆動部と、
電源投入後、前記主軸の回転を指示する主軸指令があるか否か判断する主軸指令判断手段と、
前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記主軸指令を前記駆動部に出力する駆動出力手段と、
前記駆動出力手段が前記駆動部に前記主軸指令を出力してから所定時間内に前記主軸が回転したか否か判断する回転判断手段と、
前記回転判断手段が前記所定時間内に前記主軸が回転しなかったと判断した場合、前記駆動部を停止する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段が前記駆動部を停止した場合、前記主軸指令が前記主軸を原点位置に割り出す為のオリエント指令か否か判断するオリエント指令判断手段と、
前記オリエント指令判断手段が前記主軸指令は前記オリエント指令ではないと判断した場合、異常を報知する異常報知手段と
を備えたことを特徴とする工作機械。 A machine tool that selectively mounts a tool for rotation and a tool for machining on a common spindle, and selectively performs rotation and machining on a workpiece,
A spindle head for rotatably holding the spindle;
An engaged portion that is provided on the spindle head and restricts the rotation of the tool for machining based on the engagement of the engaging portion of the tool for machining;
A drive unit for driving the main shaft;
A spindle command determination means for determining whether or not there is a spindle command for instructing rotation of the spindle after turning on the power;
A drive output means for outputting the spindle command to the drive unit when the spindle command determining means determines that there is the spindle command;
Rotation determination means for determining whether or not the spindle has rotated within a predetermined time after the drive output means outputs the spindle command to the drive unit;
Drive control means for stopping the drive unit when the rotation determination means determines that the spindle has not rotated within the predetermined time ;
An orientation command determination means for determining whether the spindle command is an orientation command for determining the spindle at the origin position when the drive control means stops the drive unit;
A machine tool, comprising: an abnormality notifying means for notifying an abnormality when the orientation command determining means determines that the spindle command is not the orientation command .
前記主軸指令判断手段が前記主軸指令があると判断した場合、前記サーボモータに電流制限を設ける電流制限手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 The drive unit is a servo motor,
The machine tool according to claim 1, further comprising a current limiting unit configured to limit a current to the servo motor when the spindle command determining unit determines that the spindle command is present.
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