JPS62277238A

JPS62277238A - 数値制御工作機

Info

Publication number: JPS62277238A
Application number: JP11985686A
Authority: JP
Inventors: Haruaki Kubo; 治明久保; Hidemori Kawashita; 英盛川下
Original assignee: Daishowa Seiki Co Ltd; Dai Showa Seiki KK
Current assignee: Daishowa Seiki Co Ltd; Dai Showa Seiki KK
Priority date: 1986-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1987-12-02

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】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は、自動工具交換装置を有した数値制御工作機に
関し、被工作物に微細な穴をあけたり、微小な研磨を行
ったりする場合に利用される。

（従来技術及びその問題点）従来より、マシニングセンタやＣＮＣ旋１などの数値制
御工作機には、自動工具交換装置が設けられており、種
々の工具を選択して多種類の加工を行ったり、同種の多
数の工具を頃次交換して長時間にわたる自動運転を行っ
たりしている。このような従来の工作機においては、自
動工具交換装置により装着される工具が、工作機本体の
主軸や工具台などの所定の加工位置に装着された後、主
軸の回転によってワークを加工するようになっている。

したがって、例えばワークに微細な穴をあけたり、微小
な面取り加工や微小部分の研磨を行ったりする場合であ
っても、主軸を回転させなければならない。そのため、
特別な増速装置を追加しなければ主軸の回転速度以上に
は回転させられず、加工速度が遅い、加工精度が低下す
る、主軸の寿命が短い、主軸のための電力を無駄に消費
するなどといった問題があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述の問題に鑑み、工作機本体の主軸とは別
に高速回転する電動機を内蔵した工具を用い、主軸を回
転させることなく微小な加工を行うようにしたもので、
その技術的手段は、高速回転可能な電動機９、該電動機
９の制御に関するデータを記憶した記憶手段１０および
前記電動機９と前記記憶手段１０とに結線するためのコ
ネクタ１１が設けられ自動工具交換装置４により交換可
能に装着される工具４ａと、前記工具４ａが装着される
加工位置において工作機本体３に設けられ前記コネクタ
１１に接続する受けコ７クク１２と、数値制御装置５か
らの制御信号および前記記↑、α手段１０のデータに応
した制御８１１信号を受けて前記工具４ａに内蔵した電
動機を制御するコントローラ１７と、を有してなること
を特徴とするものである。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、数値制御工作機ｌは、主軸２を有した
工作機本体３、多数の工具４ａ、　４ｂ・・・を有した
自動工具交換装置４、これらを加工指令や工具交換指令
などによって制御する数値制御装置５などから成ってい
る。主軸２には、自動工具交換装置４の図示しないマニ
ピュレータによって工具４ａが装着されており、工具４
ａの先端に取付けられた微小径のドリル刃６によってワ
ークＷに微小径の穴を明けようとしている。工具４ａに
は、テーパンヤンク部７およびマニピュレータによる把
持部８が設けられており、同軸状に高速回転可能な高周
波電動機９が内蔵され、この高周波電動機９の制御に関
するデータを記憶したメモリｌＯが取付けられている。

このメモリ１０は、例えばＦＲＯＭなどよりなり、電動
機のｆ！類、定格電力、電圧、電流、周波数、などが記
憶されている。また、チャック部６ａの先端に前述のド
リル刃６が取付けられている。工具４ａの軸心からずれ
た位置に、高周波電動機９およびメモリｌＯに結線する
ためのコネクタ１１が設けられており、工具４ａが主軸
２に装着されると同時に工作機本体３に設けられた受け
コネクタ１２に接続されるようになっている。

第２図をも参照にして、受けコネクタ１２には下方に開
口するリング電極＋２８が設けられており、このリング
電極＋２ａから空気を吹き出させるための流路１２ｂが
設けられ、この流路１２ｂに接続具１３を介してチュー
ブ１４、電磁開閉弁１５および空気圧＃ｉ１６が接続さ
れている。これは、工具４ｄが主軸２に装着される直前
、すなわちコネクタ１１のビン電極１１ａがリング電極
１２ａに挿入される直前に、電磁開閉弁１５が短時間だ
けオンして空気がリング電極１２ａから吹き出し、これ
によって切粉、ごみ、油などをエアーパージして電気的
接続をより確実にするためのものである。

第３図をも参照にして、コントローラ１７は、数値制御
袋２ｉ！５からの制御信号を入力するためのフォトカプ
ラからなるインタフェース部１８．１０部１９、数値制
御装置５へＡＣＫ信号を出力するリレーなどからなる信
号出力部２０、マイクロプロセッサなどからなる中央処
理部２１、記憶部２２．２３．１０部２４、ｊｔｉＨの
駆動回路２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有する駆動部２５、
切換えスイッチ２６、回転数を表示するためのデコーダ
部２７および表示部２８、とからなっている。受けコネ
クタ１２には、切換えスイッチ２６によって選択された
駆動回路の出力、およびメモ１月０内のデータを読出す
ための読出しライン２９が接続されている。

３種類の駆υ１回路２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、例えば
それぞれ、高周波電動機用、直流モータ用、パルスモー
タ用となっており、電動機９のＪｆｆｉ類に応じてメモ
リ１０のデータを読出すことにより切換えスイッチ２６
により自動的に選択されるようになっている、また、そ
れぞれの駆動回路２５　ａ　、　２５　ｂ　、　２５ｃ
の内部においては、メモリｌＯのデータに応じて電源の
電圧や相数などが可変されまたは切換えられるようにな
っており、これによって、どのような種類の電動機を内
蔵した工具４ａであっても適応じて駆動、制御可能とな
っている０本実施例では、メモリｌＯのデータを読み込
んだ中央処理部２１からの指令により、駆動回路２５ａ
が選択されている。

第４図は、駆動回路２５ａの一例を示すもので、ディジ
クル信号を解読しそれによって指定された周波数の正弦
波信号を出力するＤＦ変換部３０、ＤＦ変換部３０から
の出力によってＪ相交流を発生するデバイダ部３１、デ
バイダ部３１からの出力を電力増幅して高周波電動機９
を駆動するドライブ部３２、から成っている。

数値制御装置５では、例えばプログラムされた紙テープ
からの指令を読み込み、その内容に応じて工作機本体３
および自動工具交換装置４を制御し、またはコントロー
ラ１７へ制御信号を出力する。

例えば第５図に示すプログラムについて作用を説明する
。数値制御装置５が紙テープからｒＭ５０Ｊを読み込む
と、「５０」に相当するＢＣＤ信号と（ＮＨ倍信号が出
力され、ＲＥＱ信号がオンのタイミングでコントローラ
１７は「５０」を読み込む。中央処理部２１は「５０」
を解読してコントローラ１７を動作状態とし、それ以降
の命令を有’ＡＪとしそれ以前の命令を無効にするとと
もに、信号出力部２０からへＣＫ信号を出力する。次に
、ｒＭ６０Ｊを読み込むと、これが回転数の設定の命令
であることを認識するとともに、あらかじめメモリ２２
内に記憶された回転数テーブルから「６０」に対応する
回転数（例えば３５０００ｒｐｍ）を読み出し、表示部
２８に「３５」を表示する。ｒＭ５３Ｊを・読み込むと
これを正転起動の命令であることを認識し、駆動回路２
５ａが作動して高周波電動機９が設定回転数３５０００
ｒｐｍで回転しはじめる。その後、工作機本体３への指
令によってワークＷまたは主軸２が移動し、ドリル刃６
によってワークＷの所定の位置に穴があけられる。そし
て、ｒＭ５５Ｊを読み込むと高周波電動機９が停止し、
さらにｒＭ５１Ｊを読み込むことによってコントローラ
１７は待機状態となる。この間において、主軸２は回転
せずに停止しており、高周波電動機９の高速回転によっ
て加工が行われる。工具４ａによる加工が終了すると、
自動工具交換装置４が工具交換指令を受け、工具４ａを
他の次の工具と交換する。

上述の実施例によると、ワークＷへの穴の加工は主軸２
の回転によらず高周波電動機９の回転によるものである
から、主軸２では回転不可能な高速回転によって加工す
ることができて加工速度が速く、主軸２の回転による振
動が発生せず、加工精度が向上し、主軸２を傷めないた
め主軸２の寿命が延び、消費電力を節約することができ
る。高周波電動機９を内蔵した工具４ａは、工具交換装
置４によって他の工具４ｂ、　４ｃ・・・などと同様に
交換可能であるとともに、高周波電動機９の回転速度の
設定や起動停止などの命令を数値制御装置５からの制御
信号によって自由に行え、全自動による運転が可能であ
る０Ｍ信号を用いているのでプログラムの作成および数
値制御装置５による読み込みが容易であり、コントロー
ラ１７を準備するだけで数値制御装置５には何らの変更
を加えることなく工具４ａを制御することも可能である
。回転速度の設定は、あらかじめメモリ２２内に記憶さ
れた回転数テーブルから読み出すので、プログラムのミ
スによる異常な高速または低速となるおそれが少ない。

このような回転数テーブルを、ワークＷの材質や使用す
る工具４ａの仕様などに応じて作成するようにしておけ
ば、プログラミングが容易になるとともに加工のための
最適回転速度の設定が容易に行われる。工具４ａに内蔵
した電動機９の種類や定格電圧などのデータを工具４ａ
に取付けたメモリ１０に記憶させておき、このデータに
基づいて駆動部２５の中の駆動回路２５ａ、、２５ｂ、
２５ｃを選択するので、電動機の種類の異なる工具に対
して適応することができ、また、データに基づいて駆動
回路２５ａ、２５ｂ、２５ｃ内の電圧や相数を可変する
ことができるので、定格の異なる種々の電動機に対して
適応することができる。したがって、電動機を内蔵した
工具毎に専用の駆動回路を設ける必要がなく、経済的で
ある。コネクタ１１が挿入される前に受けコネクタ１２
がら空気が吹き出すので、切粉やゴミの付着がなくなり
接続が確実となる。

上述の実施例において、数値制御装置５からコントロー
ラ１７への制御信号の方式および内容は他の種々のもの
とすることができる０回転速度の設定においては、メモ
リＩＯに回転速度を記憶させておき、このデータに基づ
いて設定するようにしてもよい。この場合に、メモリ１
０に記憶された回転速度を表示する表示装置を工具４ａ
に設けておくと、工具４ａのみで確認を行える。なお、
コントローラ１７はマイクロプロセッサ−からなる中央
処理部２１を用いたが、これに代えてハードロジックで
構成することも可能である。

工具４ａの先端に取付けたドリル刃６に代えて砥石を取
付け、ワークＷの面取り加工や研磨をすることもできる
。工具４ａは、主軸２に装着するのではなく、例えばＣ
ＮＣ旋磐の工具台に取付け、主軸によって保持されまた
は回転されるワークに穴あけや面取りなどの加工を行う
ようにしてもよい。

（発明のり１果）本発明によると、工作機本体の主軸とは別に高速回転す
る電動機を内蔵した工具を用いているので、ワークへの
微細な穴あけや微小な研冴にあたっては、主軸では回転
不可能な高速回転によって加工することができて加工速
度が速く、主軸の回転による振動が発生せず、加工精度
が向上し、主軸を１ｇめないため主軸の寿命が延び、消
費電力を節約することができる。高周波電動機を内蔵し
た工具は、工具交換装置によって他の工具などと同様に
交換可能であるとともに、高周波電動機の回転速度の設
定や起動停止などの命令を数値制御装置からの制御信号
によって自由に行え、全自動による運転が可能である。

また、電動機の制御に関するデータを記憶した記憶手段
を設けており、このデータに応じてコントローラにより
電動機を制御するようになっているから、電動機の種類
や定格の異なる種々の工具に適応することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は数値制御工作機
を模式的に示す図、第２図はコネクタの部分を拡大して
示す断面図、第３図はコントローラのブロック回路図、
第４図は駆動回路の一例を示すブロック回路図、第５図
はプログラムの一例を示す図である。１・・・数値制御工作機、２・・・主軸、３・・・工作
機本体、４・・・自動工具交換装置、４ａ・・・工具、
５・・・数値制御装置、９・・・高周波電動機（電動機
）、１０・・・メモリ　（記憶手段）、１１・・・コネ
クタ、１２・・・受けコネクタ、１７・・・コントロー
ラ、２５・・・駆動部、２５ａ、　２５ｂ。２５ｃ・・駆動回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、主軸を含んだ工作機本体、自動工具交換装置、およ
び数値制御装置を有し、数値制御装置からの工具交換指
令および加工指令により自動的に工具交換および加工作
業を行う数値制御工作機であって、高速回転可能な電動
機、該電動機の制御に関するデータを記憶した記憶手段
および前記電動機と前記記憶手段とに結線するためのコ
ネクタが設けられ自動工具交換装置により交換可能に装
着される工具と、前記工具が装着される加工位置におい
て工作機本体に設けられ前記コネクタに接続する受けコ
ネクタと、数値制御装置からの制御信号および前記記憶
手段のデータに応じた制御信号を受けて前記工具に内蔵
した電動機を制御するコントローラと、を有してなるこ
とを特徴とする数値制御工作機。２、前記電動機は高周波電動機である特許請求の範囲第
１項記載の数値制御工作機。３、前記コントローラは、前記記憶手段に記憶されたデ
ータに応じて可変される駆動部を有してなる特許請求の
範囲第１項または第２項記載の数値制御工作機。