CN1450941A

CN1450941A - 数控机床以及数控机床对制品的加工方法

Info

Publication number: CN1450941A
Application number: CN00819292A
Authority: CN
Inventors: 篠原浩; 宫崎祐二
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2003-10-22
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: TW457151B; CN1216708C; US6971294B1; EP1275454A1; EP1275454B1; JP4677062B2; EP1275454A4; WO2001066289A1

Abstract

本发明提供了一种能够同时对多件制品进行多种多样加工的数控机床。其设有第1主轴121和第2主轴131、安装有用来加工由上述各主轴夹住的制品W1、W2的刀具T1、T2的刀具台160。刀具台160在Z1轴方向及X1轴方向上自由移动，第2主轴131能够在X2轴方向和Z2轴方向上自由移动。数控装置190能够在刀具台160的X1轴方向的移动的基础上，叠加用第2刀具T2加工制品W2时所须的X2轴方向的移动。同时，在刀具台160的Z1轴方向的移动的基础上，叠加第2刀具T2加工制品W2时所须的Z2轴方向的移动。

Description

数控机床以及数控机床对制品的加工方法

技术领域

本发明涉及的是设有相对向的二个主轴台、由此二个主轴台分别支持的主轴、安装有用于加工上述各主轴夹住的制品的刀具的刀具台的数控机床以及由此数控机床对制品的加工方法。

背景技术

具有对向的二个主轴台和刀具台，用安装在所说的刀具台上的刀具，能够同时加工安装在所说的二个主轴台的主轴上的二个制品的数控机床(以下称为NC机床)，已经被公开在例如特表平10-501758号公报等中。

图12，是说明在特表平10-501758号公报中被公开的说明NC机床的概略构造的平面图。

在NC机床200的床部210中，相对设置着第1主轴台220及第2主轴台230。第1主轴台220及第2主轴台230，分别旋转自由地支持着和NC机床200的Z轴相平行的主轴221、231。这些主轴221、231被位置错开地配置在X轴方向。在各主轴221、231的先端设有夹头(没有图示)，通过此夹头夹住着制品W1、W2。

第1主轴台220被固定在床部210上。在床部210上设置沿和NC机床200的Z轴相平行方向伸展的导轨240。在此导轨240上载置滑动座架250，此滑动座架250通过伺服马达等驱动体(没有图示)的驱动，由导轨240所引导沿和Z轴相平行的Z1轴方向移动。

滑动座架250上，在和NC机床200的X轴相平行的方向上设置导轨270。在此导轨270上，载置着沿导轨270往返移动的往返移动台255。在此往返移动台255上载置第2主轴台230及第1刀具台260。第2主轴台230及第1刀具台260在伺服马达等驱动体(没有图示)的驱动下，由导轨270所引导，成为一体地沿和X轴相平行的X1轴方向移动。

第1刀具台260的一侧上分度自由旋转地设置着转台面板261。在此转台面板261上，为加工由第1主轴台220的主轴221所夹住的制品W1而复数地安装着刀具T1。然后，通过滑动座架250的Z1轴方向的移动及第1刀具台260的X1轴方向的移动的组合，决定刀具T1相对制品W1的位置的同时，边移动边对制品W1进行加工。

对向于第2主轴230的主轴231，设置第2刀具台280。在此第2刀具台280的一侧分度自由旋转地设置着转台面板281。在此转台面板281上，为加工由第2主轴台230的主轴231所夹住的制品W2而复数地安装着刀具T2。第2的刀具台280，沿着和NC机床200的X轴平行的X2轴方向上所设置的导轨282，在床部210上沿着和X轴相平行的X2轴方向进行自由地移动。

这样的NC机床200中，因为在共同的滑动座架250及往返移动台255上设置着第1主轴台260和第2主轴台230，相对于制品W1的刀具T1的Z1轴方向的推进，则成为相对于制品W2的刀具T2的推进，所以对于二个制品W1、W2来说能够同时地进行同样的打孔等加工。

而且，同期地进行刀具T1的X1轴方向的推进，边使刀具T2向X2轴方向推进的同时，边通过在刀具T2上增加X2轴方向的独自的推进速度，能够同时对制品W1、W2进行不同的加工。

上述的NC机床200，虽然能够同时地对复数的制品W1、W2进行同样的或不同的加工，但是存在着以下的不便。

即，刀具T1的Z轴方向的推进速度，由于是通过滑动座架250的Z1轴方向的移动速度所决定的，能够同时加工的制品W1、W2的加工形态受到限制。

另外，为加工二个制品W1、W2而需要二个刀具台260、280，使得NC机床200复杂化、大型化，制造成本也高。

本发明的目的是，提供一种能够同时对第1主轴侧的制品和第2主轴侧的制品进行多种多样加工的NC机床及其控制方法；以及，至少能够用一个刀具台进行多种多样加工的、构成简单的NC机床及其控制方法。发明的技术方案

本发明的数控机床，具有相对向配置的第1主轴台和第2主轴台，由上述第1主轴台支持的第1主轴、和由第2主轴台支持的第2主轴，安装有用来加工由上述第1主轴和第2主轴所夹住的制品的刀具的刀具台，用于控制所说的刀具台相对于上述第1主轴的旋转、第2主轴的旋转、以及第1主轴台或第2主轴台的相对移动的数控装置；其中，所说的刀具台，在设有用于加工由第1主轴所夹住的制品的第1刀具、和用于加工由第2主轴所夹住的制品的第2刀具的同时，还能够在与第1主轴的主轴轴线相平行的Z1轴方向及与此轴线垂直相交的X1轴方向上自由移动；所说的第2主轴台能够在与刀具台的X1轴和Z1轴相平行的X2轴方向和Z2轴方向上自由移动；所说的数控装置，能够于所说的X1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工由第2主轴所夹住的制品时所须的X2轴方向的移动，同时，也能够于所说的Z1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工由第2主轴所夹住的制品时所须的Z2轴方向的移动。

所说的数值控制装置设有控制所说的刀具台的X1轴方向的移动和Z1轴方向的移动的第1控制系统、以及、控制所说的第2主轴台的X2轴方向的移动和Z2轴方向的移动的第2控制系统。

根据这种构成，刀具台边在X1轴方向及Z1轴方向移动，边用第1刀具对第1的主轴台的制品进行加工。因为第2主轴台能够在与刀具台相同的方向的X2轴方向及Z2轴方向移动，通过使第2主轴台与所说的刀具台的进行同期移动，能够使得安装在刀具台上的第2刀具和第2主轴台的制品间的相对速度为0。

然后，通过在所说的刀具台的X1轴方向的移动的基础上，叠加由第2刀具加工制品时所须的第2主轴台的X2方向的移动；以及，在所说的刀具台的Z1轴方向的移动的基础上，叠加由第2刀具加工制品时所须的第2主轴台的Z2方向的移动；决定第2主轴台的最终的移动。

这样，能够同时进行第1刀具对第1主轴的制品加工和第2刀具对第2主轴的制品加工。而且，第1主轴侧的制品和第2主轴侧的制品的加工为不同的加工。

另外，所说的第1刀具的刀尖与第2刀具的刀尖在X轴方向的距离，大于所说的第1刀具加工制品时的X轴方向的最大移动距离，并且，与所说的第1刀具的刀尖位置相比，所说的第2刀具的刀尖位置更加远离所说的刀具台；所说的第1刀具的刀尖和所说的第2刀具的刀尖在Z轴方向的距离，大于所说的第1刀具加工制品时的Z轴方向的移动距离的最大值与所说的第2刀具加工制品时的Z轴方向的移动距离的最大值之和；所说的第1主轴侧的制品加工原点和第2主轴侧的制品加工原点的X轴方向及Z轴方向的距离，与所说的第1刀具和第2刀具的刀尖间的距离相对应。

这样，能够将为防止干涉的主轴台的小型化控制到最小限，防止主轴的输出不足或旋转不均匀以及脉动的发生，不会缩小可以加工制品的最大直径。而且，因为不需要过大地留有刀具台的退刀槽部167，能够较高地维持刀具台160的机械刚性，防止因加工时刀具的振动和刀尖位置的变动而降低加工精度。

而且，使第2主轴台追随刀具台进行移动，即使是在为加工由第2主轴所夹住的制品在刀具台的移动上，叠加第2主轴台的移动，也能防止由刀具台和第2主轴台、第1主轴所夹住的制品和由第2主轴所夹住的制品相互干扰。

本发明的一种数控机床对制品的加工方法，其中用于加工制品的数控机床设有相对向配置的第1主轴台和第2主轴台，由上述第1主轴台支持的第1主轴、和由第2主轴台支持的第2主轴，安装有用来加工由上述第1主轴和第2主轴夹住的制品的刀具的刀具台；其中在所说的刀具台上安装有用于加工由第1主轴所夹持的制品的第1刀具、和用于加工由第2主轴所夹持的制品的第2刀具，使此刀具台向与第1主轴的主轴轴线相平行的Z1轴方向及与此轴线垂直相交的X1轴方向移动，所说的第2主轴台能够在与刀具台的X1轴相平行的X2轴和与Z1轴相平行的Z2轴方向上移动，同时，于所说的X1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工制品时所须的第2主轴台的X2轴方向的移动；于所说的Z1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工制品时所须的第2主轴台的Z2轴方向的移动，使所说的第2主轴台在X2轴方向和Z2轴方向上移动，所说的第1刀具对第1主轴上的制品的加工和所说的第2刀具对第2主轴上的制品的加工同时进行。

根据此方法，在所说的刀具台的X1轴方向的移动上，叠加第2刀具对制品加工时所须的第2主轴台的X2轴方向的移动；并且，在所说的刀具台的Z1轴方向的移动上，叠加第2刀具对制品加工时所须的第2主轴台的X2轴方向的移动，所以能够在用第1刀具对第1主轴的制品进行加工的同时，进行第2刀具对第2主轴的制品的加工。

另外，在进行叠加的所说的X1轴和X2轴的组以及所说的Z1轴和Z2轴的组中，将任何一组的轴的位置决定在预先设定的第1位置处，进行上述一组的叠加；在将结束叠加的上述一组的轴决定在所说的第1位置处的状态下，将另一组轴的位置决定在预先设定的第2位置处，进行另一组的叠加。

这样，能够使制作加工程序的程序编辑员，容易地把握刀具和制品的位置关系的优点。而且，通过X2轴在X1轴的加工领域及其周边进行叠加，对于设有包括在刀具台的刀具交换时的退避用的冲程在内的长冲程的X1轴来说，设定短的冲程即可，以达到NC机床小型化的目的。

将进行所说的X1轴与X2轴的组的叠加、或所说的Z1轴与Z2轴的组的叠加顺序预先定义并宏程序化，在输入实施所说的X1轴与X2轴的组的叠加或Z1轴与Z2轴的组的叠加指令时，执行上述宏程序并进行叠加。

这样，能够使加工程序的简单化。

附图的简单说明图1是说明本发明的NC机床的概略构成的平面图。图2是说明图1的NC机床的刀具台的刀具和安装在对向的二个主轴上制品的位置关系的说明图。图3是本发明的数控机床的控制装置的控制方块图。图4涉及本发明的数控机床的其他实施例的控制方块图。图5是本发明的NC机床作用的说明图，(a)是表示处于加工开始前的初期状态的，(b)是表示对安装在二个主轴上的制品同时进行加工状态的概略图。图6是根据本发明的数控机床的制品加工形态的另一例的示意图。图7表示本发明的第2实施例中的NC机床的概略构成的平面图。图8表示图7的NC机床的控制装置的控制方块图。图9是用以说明本发明加工方法中控制顺序的程序流程图。图10是说明Z1轴及Z2轴的叠加顺序的程序流程图。图11是说明X1轴及X2轴的叠加顺序的程序流程图。图12是涉及本发明现有技术例的NC机床的概略构成的平面图。

本发明的最佳实施例

以下，就本发明的较好实施例参照附图进行详细的说明。

首先，根据图1和图2说明本发明的NC机床的概略构成。

图1是本发明的NC机床的实施例1的构成平面图；图2是说明刀具台和相对设置的二个主轴台之间的位置关系的图1的部分扩大图。

在NC机床100的床部110中，相对设置有第1主轴台120和第2主轴台130。第1主轴台120支持着能够自由旋转的第1主轴121，第2主轴台130支持着能够自由旋转的第2主轴131。第1主轴121的先端及第2主轴台130的先端，分别设有卡夹(图中未示)，并通过此卡夹挟住制品W1、W2。

在此实施例中，第1主轴台120被固定在床部110上。在床部110的与Z轴相平行的方向上设置导轨140，在此导轨140上载置滑动座架150，此滑动座架150通过作为驱动体的马达(图中未示)的驱动，由导轨140引导在与Z轴相平行的Z2轴的方向上移动。

滑动座架150上，在与Z轴垂直相交的X轴相平行的方向上设置导轨170。第2主轴台130载置在此导轨170上，并通过驱动体(图中未示)的驱动，由导轨170引导沿与X轴平行的X2轴方向移动。

床部110上，还设有与导轨140平行的导轨145。在此导轨145上载置着滑动座架155。此滑动座架155通过驱动体(无图示)的伺服马达，由导轨145引导沿与Z轴相平行的Z1轴方向移动。

滑动座架155的上面，设有处于与X轴相平行方向的导轨175。刀具台160被载置在此导轨175上，并通过驱动体(无图示)的伺服马达的驱动，由导轨175引导，在X1轴方向上移动。

刀具台160的一侧设有可以分度自由旋转的转台面板161。在此转台面板161上，安装有用于加工第1主轴121夹住的制品W1的多个刀具T1。通过刀具台160的X1轴方向的移动及滑动座架155的Z1轴方向的移动，决定刀具T1相对于制品W1的规定位置，同时，相对于制品W1边移动边加工。

在转台面板161中，在和第1刀具的刀具T1的安装位置相同的位置上(相同场所)，安装有用于加工由第2主轴131夹住的制品W2的作为第2刀具的刀具T2。通过在刀具台160的X1轴方向的推进速度上叠加了用于加工制品W2的X轴方向的推进速度的第2主轴台130的X2方向的推进，以及，在刀具台160的Z1轴方向的推进速度上叠加了用于加工制品W2的Z轴方向的推进速度的第2主轴台130的Z2轴方向的推进，决定刀具T2相对于制品W2的位置，同时，边移动刀具T2边对制品W1进行加工。

图2所示的是刀具台160的主要部分的扩大图。

刀具T1及刀具T2借助于刀具座165安装在转台面板161上。刀具座165是由被螺钉等固定在转台面板161上的座本体165a、安装在此座本体165a的第1主轴台120的面上的座165b、安装在座本体165a的第2主轴台130的面上的座165c构成。然后，在座165b上安装刀具T1，在座165c上安装刀具T2。

座165b和座165c，是在刀具T1加工制品W1和刀具T2加工制品W2同时进行时，一方的制品(例如制品W1)不影响另一方的制品(例如制品W2)、另一方的刀具(例如刀具T2)、座(例如座165c)、或者座本体165a的情况下，来决定各个部件的尺寸的。

图2所表示的刀具座165中，刀具T1的刀尖至座本体165a的面为止的Z轴方向的距离L3，设定为较制品W1的加工长度l1大。在刀具台160中，第2的主轴台130与刀具台160互相不干扰，为了尽可能地扩大刀具台160的X1轴方向的冲程以及第2主轴台130的X2轴方向的冲程，设置了退刀槽部167。

刀具T1和刀具T2的位置关系如图所示，以将刀具T2的先端设置在较刀具T2的先端更加远离刀具台160的位置处为佳。

但是，刀具T1和刀具T2的刀尖的X轴方向的距离H1，以较刀具T1在加工制品W1时的X1轴方向的最大前推量h1大为更佳。

只要有刀具T1和刀具T2刀尖的X轴方向的距离的长度，就无须扩大刀具台160的退刀槽部167的退刀量，从而能够扩大第2主轴台130的刀具台160侧的幅度，较好地维持第2主轴台130的刚性。另外，对于刀具台160来说，由于其刚性受退刀槽部167的退刀量的影响，像这样通过刀具T1和刀具T2的刀尖的X轴方向的距离，能够更好地维持刀具台160的高刚性。

由此，无须将第2的主轴台130小型化或者扩大刀具台160的退刀槽部167，就能够达到NC机床的小型化。

刀具1和刀具2刀尖的Z轴方向的距离L1+L2，以设定为比刀具T1在加工制品W1时的Z1轴方向的最大移动量l1+s1加上刀具T2在加工制品W2时的Z2轴方向的最大移动量l2+s2的距离更大为佳。

这样，就可防止在进行叠加加工时，制品W1和制品W2的互相干涉。

在这样构成的NC机床中，由第1主轴121夹住的制品W1的正面一侧的加工结束后，向第2主轴131交递制品W1，进行背面一侧的加工，这种加工方法被广泛地使用。为此，虽然有使第2主轴131的轴线与第1主轴121的轴线一致的必要，但只要面向刀具台160的第2主轴131的X轴方向的冲程至少处于能够与第1主轴121的轴线同心的位置即可。[控制装置的说明]

图3是此NC机床100的控制装置的控制方块图。

控制装置190设有中央处理部(CPU)191、根据此CPU191的指令来控制刀具台160的Z1轴方向和X1轴方向的移动的第1演算处理回路192a、根据此第1演算处理回路192a的输出信号输出X1轴方向及Z1轴方向的速度信号的速度处理回路192b和192c、根据此速度处理回路192b和192c的输出信号使刀具台160向X1轴方向及Z1轴方向按规定速度移动而驱动伺服马达163和162的伺服处理回路192b和192c。

同样设有根据CPU191的指令来控制第2主轴台130的Z2轴方向及X2轴方向移动的第2演算处理回路193a、根据此第2演算处理回路193a的输出信号输出X2轴方向及Z2轴方向的速度信号的速度处理回路193b和193c、根据此速度处理回路193b和193c的输出信号使第2主轴台130向X2轴方向及Z2轴方向按规定速度移动而驱动伺服马达133和134的伺服处理回路193d和193e。

CPU191在Z1轴方向及X1轴方向的指令上，加上加工制品W2所须的Z轴方向及X轴方向的移动指令，实施Z2轴方向及X2轴方向的移动指令，在刀具台160的移动上叠加第2主轴台130的移动速度。

上述的叠加，也适用于其他构成的控制装置。

图4涉及的是此NC机床100的控制装置的其他实施例的控制方框图。图4中，与图3的控制装置相同的部位赋予相同的符号，并省略其详细的说明。

控制装置190′设有中央处理(CPU)191′、根据此CPU191′的指令来控制刀具台160的Z1轴方向及X1轴方向的移动的第1控制系统192、根据CPU191的指令控制第2主轴台130的Z2轴方向及X2轴方向移动的第2控制系统193。

第1控制系统192设有第1演算处理回路192a、速度处理回路192b和192c、伺服处理回路192d和192e。

同样，第2控制系统193设有第1演算处理回路193a、速度处理回路193b和193c、伺服处理回路193d和193e。

第2控制系统193中还在速度处理回路193b、193c与伺服处理回路193d、193e之间设置叠加回路195、196。

叠加回路195将使用刀具T2加工制品W2的第2主轴台130的X2轴方向的推进指令(制品W2和刀具T2的相对推进指令)，加算在刀具台160的X1轴方向的推进指令上，并将其结果作为第2主轴台130的X2轴方向的推进指令，向伺服处理回路193d输出。

叠加回路196将使用刀具T2加工制品W2的第2主轴台130的Z1轴方向的推进指令(制品W2和刀具T2的相对推进指令)，加算在刀具台160的Z1轴方向的推进指令上，并将其结果作为第2主轴台130的Z2轴方向的推进指令，向伺服处理回路193e输出。

根据上述控制装置190′，由CPU191′向第1控制系统192输出用来加工制品W1的刀具T1的X1轴方向及Z1轴方向的推进指令；由CPU191向第2控制系统193输出用来加工制品W2的刀具T2的X1轴方向及Z1轴方向的推进指令(制品W2和刀具T2的相对移动指令)。

第1的控制系统192，根据CPU191′的输出使刀具T1和刀具台160共同移动。第2控制系统193，在CPU191的输出指令上加上刀具台160的推进指令，叠加移动速度，使第2主轴台130移动。

下面，参照图1～图5，说明上述构成的NC机床100的作用。

图5(a)所示的是处于开始加工前的初期状态下的各刀具与各制品的位置关系示意图，图5(b)所示的是加工时的各刀具与各制品的位置关系示意图。

如图2所示，待机状态时，为使转台面板161在分度旋转时刀具T1、T2与制品W1、W2互不干涉，刀具台160位于远离第1主轴台120及第2主轴台130的位置处。

第1主轴台120及第2主轴台130的位置，是根据能够使制品W1的加工原点O1及制品W2的加工原点O2处于规定位置而决定的。在此实施例中，为使制品W2的加工原点O2处于较制品W1的加工原点O1(在第1主轴121的主轴轴线上)远离刀具台160的位置处，而决定第2主轴台130的位置。

为使刀具T1能够对制品W1进行加工，刀具台160由图2的待机位置向X1轴方向及Z1轴方向移动，当移动至图5(a)所示的初期位置时，相当于刀具台160的X1轴方向的推进速度及Z1轴方向的推进速度的移动指令，由第1控制系统192向第2控制系统193输出。此移动指令，能够以与刀具台160的推进速度相同的速度、以与刀具台160的移动方向相同的方向，移动第2主轴台130。这样，在用刀具T1加工制品W1而移动刀具台160时，能够固定地保持刀具T1和制品W2的位置关系。

叠加回路195中，在刀具台160的X1轴方向的推进指令上，加上用刀具T2加工制品W2时的、相对于刀具T2的制品W2的X1轴方向的移动指令(刀具T2和制品W2的相对的移动指令)。并且，叠加回路196在刀具台160的Z1轴方向的推进指令上，加上相对于刀具T2的制品W2的Z1轴方向的移动指令(刀具T2和制品W2的相对移动指令)。其结果被输出到马达133及马达134。

因此，如图5(b)所示，能够在刀具T1加工制品W1的同时，使刀具T2对制品W2进行与制品W1的加工完全不同的加工。

图2及图5所示的加工例中，作为第1刀具的刀具T1及作为第2刀具的刀具T2均为切削用的车刀。

根据本发明，作为第1刀具或第2刀具能够使用切削用的车刀以外的刀具，对制品W1或制品W2进行切削以外的加工。[其他的加工例]

本发明的使用NC机床的其他的加工例按如下进行说明。

在图6所示的加工例中，用车刀T13对制品W1进行外周面的切削加工，用钻头T23对制品W2的端面实施钻孔加工。

这种情况下，根据车刀T13的切入量及推进量，有必要叠加第2主轴台130的Z2轴方向及X2轴方向的推进。

在加工时，使车刀T13向制品W1的外周面移动，将刀具台160向Z1轴方向及X1轴方向推进，对制品W1的外周面进行切削。同时，以在刀具台160的Z1轴方向的推进速度上，叠加以钻头T23加工制品W2时的Z1轴方向的推进速度，以及，在X1轴方向的推进速度上叠加X2轴方向的推进速度，并以所得的推进速度将第2主轴台130向Z2轴方向及X2轴方向推进，对制品W2的端面实施钻孔加工。[第2实施例]

以下所说明的第2实施例中，除X1轴和X2轴、以及Z1轴和Z2轴的叠加外，还增加了Z0轴和Z1轴的叠加。

图7所示的是说明本发明实施例2中的NC机床的概略构成的平面图；图8所示的是此NC机床的控制装置的控制方框图。

在图7及图8中，对于与实施例1相同的部件、相同的制品材料赋予与图1及图3相同的符号，并省略当该部位及部件材料的详细说明。

实施例2的NC机床100′的第1主轴台120′，在与Z轴相平行的Z0轴方向上可自由移动。第1主轴台120′的Z0轴方向的移动是通过作为驱动体(无图示)的马达来驱动的。

在刀具台160的对面设第2刀具台180，此第2刀具台180沿设置在床部110上的导轨182，在与X轴相平行的X3轴方向上自由移动。第2刀具台180通过作为驱动体(无图示)的马达的驱动，在X3轴方向上移动。

第2刀具台180的转台面板181上，安装有为加工制品W1的第3刀具T3。刀具T3，通过第2刀具台180的X3轴方向的移动以及第1主轴台120′的Z0轴方向的移动，决定相对于制品W1的位置，同时，边移动边对制品W1进行加工。

此NC机床100′的控制装置190″，还设有使第1主轴台120′在Z0轴方向上移动的第3控制系统197、以及使第2刀具台180向X3轴方向移动的第4控制系统198。

第3控制系统197及第4控制系统198分别设有第1演算处理回路197a和198a、速度处理回路197b和198b以及伺服处理回路197d和198d。

本实施例的第1控制系统192″中，在Z1轴方向的速度处理回路192c和Z1轴方向的伺服处理回路192e之间，设有叠加回路199。向此叠加回路199输入由第3控制系统197的速度处理回路197b所输出的Z0轴方向的推进速度；而且向叠加回路196输入由叠加回路199输出的Z1轴方向的推进速度。

由此，在第1主轴台120′的Z0轴方向推进速度上，叠加刀具台160的Z1轴方向的推进速度；在主轴台120′的Z0轴方向推进速度上，叠加刀具台160的Z1轴方向的推进速度和第2主轴台130的Z2轴方向的推进速度。

这样，进行Z0轴和Z1轴、Z1轴和Z2轴以及X1轴和X2轴的3组的叠加，使得3个刀具T1、T2、T3能够对制品W1及制品W2进行不同的加工。

以上的说明中，仅对速度的叠加进行了叙述，而第2主轴台130或刀具台160、第2刀具台180等的移动是由位置和速度及加速度所控制的。所以，为叠加这些移动，对位置和加速度也进行同样的叠加。[叠加的顺序]

本发明的NC机床是按所定的顺序进行叠加的。以下就此顺序参照图1～图3及图9～图11进行说明。

图9是用以说明本发明NC机床及加工方法中控制顺序的程序流程图。

CPU191判断用于加工制品W1及制品W2的NC加工程序中是否有叠加的必要(步骤S1)。在判断没有叠加必要时，遵从NC加工程序，按顺序进行由刀具T1对制品W1的加工及由刀具T2对制品W2的加工(步骤S8)。

在判断有叠加必要时，再判断叠加的轴是Z轴还是X轴(步骤S2及步骤S5)。

叠加的轴是Z轴(Z1轴和Z2轴)时，在进行Z1轴和Z2轴的位置决定后(步骤S4)，进行Z1轴和Z2轴的叠加(步骤S5)。

叠加的轴是X轴(X1轴和X2轴)时，在进行X1轴和X2轴的位置决定后(步骤S6)，进行X1轴和X2轴的叠加(步骤S7)。

像这样，在进行一方轴的叠加时进行叠加轴的位置决定，实质上是为了使编制加工程序的程序编制员更容易地把握刀具和制品的位置关系。

当这些叠加结束后，遵从NC加工程序，同时进行由刀具T1对制品W1的加工和由刀具T2对制品W2的加工(步骤S8)。

加工终了后(步骤S9)，解除叠加(步骤S10)，待机直至下面的加工。

以上虽然说明了通过步骤S1、步骤S2、步骤S5来确认叠加的有无，但这种确认也能够省略。

下面，遵从图10及图11的程序流程图，说明Z1轴和Z2轴、及X1轴和X2轴叠加的具体顺序。

在以下的说明中，作为进行Z1轴和Z2轴、及X1轴和X2轴的2组的叠加，说明在使Z1轴和Z2轴的叠加结束后，进行的X1轴和X2轴的叠加。[Z轴叠加]

在NC加工程序中有Z轴叠加指令时(步骤S200)，等候Z1轴和Z2轴的程序的开始实施时机(步骤S201、S221)。

在第1控制系统(图10的流程图的左侧系列)中，判断X1轴、Z1轴、C1轴(Z1轴周围的旋转轴)是否在使用中(步骤S202)。如果X1轴、Z1轴、C1轴中的任何一个或者全部在使用中的话，在规定时间内中止准备作业进行待机(步骤S203)，直至X1轴、Z1轴、C1轴不使用为止。

如果X1轴、Z1轴、C1轴的任何一个都未被使用的话，在第1控制系统中设定用于加工的新轴X1、Z1、C1(步骤S204)。

此后，禁止X1轴、Z1轴、C1轴在其他的控制系统中使用(步骤S205)，使刀具台160移动到在X1轴上所指定的后退位置(步骤S206)，等候第2控制系统(步骤S207)。

第2控制系统(图10的程序流程图的右侧系列)中，在实施NC加工程序的开始执行时机的等待后(步骤S221)，解除X2轴及Z2轴上所指令的叠加(步骤S221)。然后，判断X2轴、Z2轴、C2轴(Z2轴周围的旋转轴)是否在使用中(步骤S223)。当X2轴、Z2轴、C2轴中的任何一个或者全部在使用中时，在所定时间内中止并进行待机(步骤S224)，直到X2轴、Z2轴、C2轴不使用为止。

当X2轴、Z2轴、C2轴的任何一个都未被使用时，在第2控制系统中设定新轴X2、Z2、C2(步骤S225)。

当以上的处理结束后，等候第1控制系统(步骤S226)。

等候(步骤S207、步骤S226)结束后，第1控制系统将刀具T1和制品W1的距离调整至事先设定的距离(位置关系)的期间，使刀具台160在X1轴方向及Z1轴方向上移动(步骤S208)。

然后，解除X1轴、Z1轴、C1轴在其他控制系统中的使用禁止(步骤S209)，等候第2控制系统(步骤S210)。

在第2控制系统中，等候(步骤S207、步骤S226)结束后，禁止X2轴、Z2轴、C2轴在其他控制系统中的使用(步骤S228)。然后，第2主轴台130在Z2轴方向及X2轴方向上移动，使刀具T2和制品W2的距离到达事先设定的距离(位置关系)(步骤S229)。然后，设定此位置的X2轴上的制品2的坐标系(步骤S231)，并在第2控制系统上设定新轴Z2、C2(步骤S231)。由此，使对X2轴的指令无效，固定制品W2的X2轴方向的位置。

此后，等候第1控制系统(步骤S232)。

等候(步骤S210、步骤S236)结束后，开始Z2轴的叠加(步骤S233)，设定在Z2轴上的制品W2的坐标系(步骤S234)。解除X2轴、Z2轴、C2轴在其他控制系统中的使用禁止(步骤S235)，等候第1控制系统(步骤S236)。

当等候(步骤S211、步骤S236)结束时，Z1轴和Z2轴的叠加也结束了。[X轴叠加]

当有X轴的叠加指令时(步骤S300)，在第1控制系统和第2控制系统上等候程序的开始执行时机(步骤S301、S321)。

在第1控制系统中，判断X1轴、Z1轴、C1轴是否在使用中(步骤S302)，在使用中的话，在规定时间内进行待机(步骤S303)，直至X1轴、Z1轴、C1轴不使用为止。

在未使用时，在第1控制系统中设定新轴X1、Z1、C1(步骤S304)。此后，禁止在其他控制系统中使用(步骤S305)，等候第2控制系统(步骤S306)。

第2控制系统中，在实行了程序的开始执行时机的等候(步骤S321)后，判断X2轴、Z2轴、C2轴是否在使用中(步骤S322)，在使用中的情况下，在规定时间内进行待机(步骤S323)，直至X2轴、Z2轴、C2轴不再被使用为止。

在不使用时，在第2控制系统中设定新轴X2、Z2、C2(步骤S324)，禁止这些轴在其他控制系统中使用(步骤S325)。

此后，在第2控制系统中，将刀具T1的刀尖和刀具T2的刀尖的坐标位置存入记忆中，同时，将此坐标位置的X2轴方向的距离H1也存入记忆中(步骤S326)。这些处理终了后，等候第1控制系统(步骤S327)。

等候(步骤S306、步骤S327)结束后，求出制品W1的加工原点O1的坐标(步骤S329)，判断由此坐标位置至第2主轴台130的位置叠加是否为合适位置。

作为判断叠加是否合适的基准，可以以刀具T2的刀尖是否较第1制品W1的加工原点O1在X1轴方向上更远离刀具台160(在图2的例中，是否在通过加工原点O1的第1主轴121的轴线下方)来判断。

具体地说，刀具T2的刀尖在第1主轴121的主轴轴线以上时，视为在第2主轴台130的X2轴的可活动范围外，判断为不适宜于叠加。

所以，此时设定为告警状态(步骤S331)。

当叠加可能时，决定第2主轴台130的初期位置。在本实施例中，作为第2主轴台130的初期位置，准备第1位置、与制品W1、W2及加工形态无关的事先决定的第2位置、能够由操作者任意决定的第3位置。其中，第1位置为制品W2的加工原点O2(在第2主轴131的主轴轴线之上)较第1主轴台120侧的制品W1的加工原点O1，在X2轴方向上远离刀具台160仅H1距离处。

从第1位置、第2位置及第3位置中选择哪个位置，能够通过附在NC程序中的引数来决定。判断上述NC程序的X引数的有无(步骤S332)，选择第3的位置；判断D引数的有无(S333)，就能够选择第1位置(步骤S334)或第2位置(步骤S335)中的任意一个。

从第1位置、第2位置或者第3位置中选择了适宜的位置后，开始X2轴的叠加(步骤S337)，设定X2轴的制品轴(步骤S338)。

以上的处理终了时，等候第1控制系统(步骤S307、S339)。

等候结束后，解除各轴在其他控制系统中的使用禁止(步骤S308、S340)，使之相互等候(步骤S309、S341)，结束X1轴和X2轴的叠加。

上述的Z轴的叠加和X轴的叠加，既可以设定为任何一方先执行后另一方再执行，也可以设定为同时进行。

而且，较为理想的是，将Z轴叠加的顺序及X轴叠加的顺序宏程序化。通过宏程序化，能够简化加工程序，使叠加作业更容易地进行。

以上只是说明了本发明的较好的实施例，但本发明并不受上述实施例的任何限制。

例如，上述的说明中，对于安装在刀具台160、180上的钻头等旋转刀具的制品的相对旋转，是通过使第1主轴121或第2主轴131旋转来进行的，但在刀具台160、180上设置促使刀具旋转的旋转驱动装置，也能够使安装在刀具台160、180上的钻头或立铣刀等旋转刀具进行旋转。像这样，在刀具台160、180上安装钻头或立铣刀等旋转刀具，可以在制品W1、W2的外周面上进行钻孔或漕沟切削等加工，能够更进一步提高通过本发明的NC机床及加工方法进行加工的广泛性。

根据本发明，如X1轴和X2轴以及Z1轴和Z2轴没有平行关系的也至少能够进行2轴以上轴移动的叠加，也至少能够通过在一个刀具台上安装多个刀具，对由多个主轴夹住的多个制品，同时地进行多种不同的加工。由此，除了能够谋求加工时间的缩短以外，还能够使数控制机床简单且小型紧凑化，使其价格也便宜。

对于由二个主轴夹住的制品，因为能够同时进行更多种多样的加工，除能够谋求加工时间的缩短以外，还能够大幅度降低因数控机床的价格以及通过数控机床的制品加工成本。

产业上的使用可能性

本发明不仅限于具有二个主轴台和至少有一个刀具台的数控机床，也适用于备有二个以上刀具台的数控机床。另外，不仅可以进行切削加工或打孔加工，也适用于在刀具台上安装旋转刀具，通过立铣刀的开沟加工或通过规准的螺纹切割加工。

Claims

1.一种数控机床，其具有：相对向配置的第1主轴台和第2主轴台，由上述第1主轴台支持的第1主轴、和由第2主轴台支持的第2主轴，安装有用来加工由上述第1主轴和第2主轴所夹住的制品的刀具的刀具台，用于控制所说的刀具台相对于上述第1主轴的旋转、第2主轴的旋转、以及第1主轴台或第2主轴台的相对移动的数控装置；其特征在于所说的刀具台，在设有用于加工由第1主轴所夹住的制品的第1刀具、和用于加工由第2主轴所夹住的制品的第2刀具的同时，还能够在与第1主轴的主轴轴线相平行的Z1轴方向及与此轴线垂直相交的X1轴方向上自由移动；所说的第2主轴台能够在与刀具台的X1轴和Z1轴相平行的X2轴方向和Z2轴方向上自由移动；所说的数控装置，能够于所说的X1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工由第2主轴所夹住的制品时所须的X2轴方向的移动，同时，也能够于所说的Z1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工由第2主轴所夹住的制品时所须的Z2轴方向的移动。

2.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于所说的数值控制装置设有控制所说的刀具台的X1轴方向的移动和Z1轴方向的移动的第1控制系统、以及、控制所说的第2主轴台的X2轴方向的移动和Z2轴方向的移动的第2控制系统。

3.如权利要求1或2所述的数控机床，其特征在于为了使所说的第2刀具的刀尖位置与第1刀具的刀尖位置之间的关系具有规定的位置关系，在刀具台上安装所说的第1刀具和第2刀具；同时，为了能够根据所说的第1刀具和第2刀具的上述位置关系，设定相对于夹在第1主轴的制品加工原点的第2主轴上的制品加工原点的位置，所说的第2控制系统决定所说的第2主轴台的初期位置。

4.如权利要求3所述的数控机床，其特征在于所说的第1刀具的刀尖与第2刀具的刀尖在X轴方向的距离，大于所说的第1刀具加工制品时的X轴方向的最大移动距离，并且，与所说的第1刀具的刀尖位置相比，所说的第2刀具的刀尖位置更加远离所说的刀具台；所说的第1刀具的刀尖和所说的第2刀具的刀尖在Z轴方向的距离，大于所说的第1刀具加工制品时的Z轴方向的移动距离的最大值与所说的第2刀具加工制品时的Z轴方向的移动距离的最大值之和；所说的第1主轴侧的制品加工原点和第2主轴侧的制品加工原点的X轴方向及Z轴方向的距离，与所说的第1刀具和第2刀具的刀尖间的距离相对应。

5.如权利要求2～4中的任意一项所述的数控机床，其特征在于其还设有安装有用于加工夹于第1主轴上的制品的第3刀具的第2刀具台，所说的第1主轴台能够在沿所说的第1主轴的主轴轴线的Z0轴方向上移动，所说的第1控制系统能够在上述Z0轴方向的移动的基础上，叠加上述第1刀具加工夹于第1主轴上的制品时所须的Z1轴方向的移动。

6.一种数控机床对制品的加工方法，其中用于加工制品的数控机床设有相对向配置的第1主轴台和第2主轴台，由上述第1主轴台支持的第1主轴、和由第2主轴台支持的第2主轴，安装有用来加工由上述第1主轴和第2主轴夹住的制品的刀具的刀具台，其特征在于在所说的刀具台上安装有用于加工由第1主轴所夹持的制品的第1刀具、和用于加工由第2主轴所夹持的制品的第2刀具，使此刀具台向与第1主轴的主轴轴线相平行的Z1轴方向及与此轴线垂直相交的X1轴方向移动，所说的第2主轴台能够在与刀具台的X1轴相平行的X2轴和与Z1轴相平行的Z2轴方向上移动，同时，于所说的X1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工制品时所须的第2主轴台的X2轴方向的移动；于所说的Z1轴方向的移动的基础上，叠加用所说的第2刀具加工制品时所须的第2主轴台的Z2轴方向的移动，使所说的第2主轴台在X2轴方向和Z2轴方向上移动，所说的第1刀具对第1主轴上的制品的加工和所说的第2刀具对第2主轴上的制品的加工同时进行。

7.如权利要求6所述的数控机床对制品的加工方法，其特征在于为了使所说的第2刀具的刀尖位置与第1刀具的刀尖位置之间的关系具有规定的位置关系，在所说的刀具台上安装所说的第1刀具和第2刀具；同时，为了使相对于夹于第1主轴上的制品加工原点的第2主轴制品的加工原点的位置，相当于所说的第1刀具和第2刀具的上述位置关系，决定所说的第2主轴台的开始加工位置。

8.如权利要求7所述的数控机床对制品的加工方法，其特征在于所说的第1刀具的刀尖与第2刀具的刀尖在X轴方向的距离，大于所说的第1刀具加工制品时的X轴方向的最大移动距离，并且，与所说的第1刀具的刀尖位置相比，所说的第2刀具的刀尖位置更加远离所说的刀具台；所说的第1刀具的刀尖和第2刀具的刀尖在Z轴方向的距离，大于所说的第1刀具加工制品时的Z轴方向的移动距离的最大值与所说的第2刀具加工制品时的Z轴方向的移动距离的最大值之和；所说的第1主轴侧的制品加工原点和第2主轴侧的制品加工原点的X轴方向及Z轴方向的距离，与所说的第1刀具和第2刀具的刀尖间的X轴方向及Z轴方向的距离相对应。

9.如权利要求6～8中任意一项所述的数控机床对制品的加工方法，其特征在于在进行叠加的所说的X1轴和X2轴的组以及所说的Z1轴和Z2轴的组中，将任何一组的轴的位置决定在预先设定的第1位置处，进行上述一组的叠加；在将结束叠加的上述一组的轴决定在所说的第1位置处的状态下，将另一组轴的位置决定在预先设定的第2位置处，进行另一组的叠加。

10.如权利要求6～9中任意一项所述的数控机床对制品的加工方法，其特征在于将进行所说的X1轴与X2轴的组的叠加、或所说的Z1轴与Z2轴的组的叠加顺序预先定义并宏程序化，在输入实施所说的X1轴与X2轴的组的叠加或Z1轴与Z2轴的组的叠加指令时，执行上述宏程序并进行叠加。