[发明专利]数控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由数控（Numerical Control，以下简称为NC）装置控制的数控车床进行工件加工的技术。更详细地说，涉及偏心加工，即，在车床加工中，在垂直于XZ平面且与X轴方向垂直相交的平面上，在从X坐标轴向Y轴方向偏离的位置进行开孔等的加工。

背景技术

当前，作为复合加工车床的类型之一，存在如下机械，其具有与X（工件半径方向）Z（工件轴向）平面正交的作为附加轴的Y轴，能够在从X坐标轴向Y轴方向偏离的位置进行开孔等加工。

另外，作为与其不同的形式之一，存在如下机械，其具有：C轴，其把持工件，并进行旋转位置控制；X轴，其以与该C轴中心方向接近/分离的方式受到位置控制；Z轴，其同样地在C轴的轴线方向上移动；以及转塔轴（H轴），其由所述X轴和Z轴驱动，可以与所述C轴轴线垂直地旋转至任意角度。在这种车床中，除了通常的对工件圆柱表面的切削加工之外，还可以通过实际不存在的虚拟Y轴在工件的圆周方向上进行平面加工。该加工将圆形剖面的一部分沿直线切掉而形成类似D字的剖面，因此被称作D切削。

此外，如果在工件的正反两面进行所述D切削的加工，则加工成将圆形剖面的两侧切掉的形状，成为双D切削（由于加工而成的工件的剖面像扳手的开口部，因此有时也称为扳手切削）。该加工可以使用现有机械对同一工件实施2次所述D切削而实现。

为了利用所述后一种形式的机械实现所述D切削加工，假想出沿把持在C轴上的工件的半径方向而从中心远离任意距离的平面，使H轴旋转，相对于C轴中心方向，使H轴上的旋转刀具朝向C轴中心方向，相对于从C轴中心远离后的位置，使刀具朝向该方向，并且，使C轴旋转以与该刀具垂直。这时，由于从连结C轴中心和H轴中心的线向Y轴方向偏移后的位置成为加工点，因此加工面与刀具前端远离。因此，需要计算此距离，并使H轴中心向C轴中心方向（X轴方向）移动。通过在C轴的工件圆周上，从假想出的面的一端至另一端为止连续地以使得虚拟Y轴上的速度达到指令速度的方式执行这一连串控制，从而实现希望的加工。如前所述，按照刀具前端（=加工面）与工件中心的距离对X轴进行位置控制。

在专利文献1中，公开了为了实现所述加工而对C轴转动和刀具（转塔轴）摆动在机械中进行同步控制的技术，在专利文献2中，公开了一种机械的结构及动作方法，该机械进行与前述技术类似的动作，以全伺服控制的结构为一组，共设有6组。在这些文献中对机械构造或各部分的动作进行了说明，可以通过这些控制进行所谓的D切削加工或在D切削面的平面上进行开孔等。

另外，在专利文献3中图示出与所述D切削相似的加工内容，但由于是由X、Z、主轴/C轴、固定角度分度转塔构成的机械，所以不能进行Y轴控制。因此，在对工件外径部进行开孔的情况下，孔的方向全部朝向工件的中心，无法开设与D切削面或扳手切削面的平面垂直的孔。

专利文献1：日本特公平3－033441号公报（相关说明：第8页第16节第32行至第9页第17节第28行、第9页第18节第18行至第10页第19节第29行、图3、图4）

专利文献2：日本特开2000－218422号公报（相关说明：第5页第7节第25行至该节第34行、第10页第18节第25行至第11页第19节第32行、图7至图11）

专利文献3：日本特开昭60－044239号公报（相关说明：第5页第4节至第6页第2节第17行、图10的外径点加工的线形状（1e））

发明内容

在图7所示的由一组XZHC轴及同步攻螺纹主轴S轴构成的现有机械结构中，按照能够以把持工件的C轴为中心而沿X轴方向移动的方式配置有转塔轴（H轴），该H轴可以沿X轴方向的圆周方向（工件的半径方向）进行摆动，H轴可以旋转控制为任意角度。该机械即使没有Y轴作为实际的轴，也可以像有Y轴一样进行控制，即，能够进行虚拟Y轴控制。

根据该结构，通过使H轴和C轴同步地等角度旋转，并使H轴沿X轴方向与所述旋转同步地使旋转刀具接近/分离，从而可以进行D切削加工，或在从工件中心远离后的位置假想出平面，向与该平面垂直的方向进行切削或开孔等加工动作。

要在所述结构的机械中对加工后的D切削面进行例如同步攻螺纹加工，需要进行：由C轴、H轴、X轴协作进行的X轴方向进给；以使刀具行进方向与Y轴垂直的方式维持角度的C轴与H轴的同步旋转；以及使旋转刀具用主轴即S轴的攻螺纹刀具与螺距和进给速度相配合而旋转的同步旋转控制。