JP2002268715A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方の加工部で精密加工や振動加工を行うと
きに、加工部間の振動伝達によって加工品質に悪影響を
及ぼさないようにする。また、加工部間の待ち時間を短
くできるようにする。 【解決手段】 この工作機械は、２軸旋盤等の２つの加
工部１，２を有し、これから精密加工または振動加工に
突入するときに、他方を特定のポイントに達したときに
待機させようとするものである。特定のポイントは、加
工制限コード２３によって定める。加工に制限を加える
側の加工部１と、加えられる側の加工部２とは定まって
いる。制限要求がない限り、制限を加えられる側は通常
の加工を続行する。制限を加える加工は、何箇所あって
も良い。また、待機をさせるためのポイントも、何箇所
あっても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２軸旋盤等の２
つの加工部を有する工作機械に関し、特に、精密加工や
振動加工を行う場合の他方の加工部への影響を回避する
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】２軸旋盤等のように、２つの加工部を有
する工作機械では、加工によって生じる一方の加工部の
振動が、他方の加工部における加工品質に影響を与え
る。２つの加工部間の振動伝達を防止する吸振手段等を
設けたものもあるが、確実な振動伝達の防止は難しい。
両方の加工部で通常の加工を行う場合は、２つの加工部
間の振動伝達の影響は許容できるが、精密加工を行う場
合や、大きな振動を発生する加工を行う場合は、加工品
質を確保するうえで、他方の加工部の影響を無視するこ
とができない。このため、精密加工を行う場合や、大き
な振動を発生する加工を行う場合は、他方の加工部を運
転しないようにする必要がある。数値制御式の工作機械
では、２つの加工部ごとに設けられる個別の加工プログ
ラムに、各加工部を運転させる時期を設定しておき、他
方の加工部の運転が止まっている間に、精密加工や振動
加工を行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、２つの加工部
の加工時間を想定して両加工部の加工プログラムを作成
することは難しく、プログラムの作成に多大な時間を要
している。特に、多品種少量生産では、２つの加工部で
振動干渉の問題が生じないように運転調整されたプログ
ラムを作成することは、非常に煩雑な検証が必要にな
る。また、正しくプログラムされていても、運転中に生
じた支障によって、両加工部の間の運転タイミングがず
れる場合がある。このため、精密加工を行う場合や、振
動加工を行う場合は、他方の加工部の運転を長時間止め
ておかなくてはならず、生産効率が悪いものとなってい
る。生産効率を上げるには、排他加工を行う場合はその
開始や終了後の加工制限の解除を、手動操作で行うしか
なかった。

【０００４】この発明の目的は、一方の加工部で精密加
工や振動加工を行うときに、加工部間の振動伝達によっ
て加工品質に悪影響を及ぼさないようにすることがで
き、かつ加工部間の待ち時間を短くでき、加工効率の向
上が図れるものとすることである。この発明の他の目的
は、簡単な制御で、加工部間の待ち時間を短くでき、加
工効率の向上が図れるものとすることである。この発明
のさらに他の目的は、両加工部の動作タイミングがずれ
ても、加工中の全時間において確実に加工を制限するこ
とができ、また加工プログラムの作成が容易な工作機械
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の工作機械を実
施形態に対応する図１と共に説明する。この工作機械
は、ワーク（Ｗ）に加工を施す２つの加工部（１），
（２）を備え、２つのワーク（Ｗ）を並行して加工可能
な工作機械であって、一方の加工部（１）における加工
中に、所定の条件で他方の加工部（２）における加工に
制限を加える加工制御手段（４）を設けたものである。
この構成によると、加工制御手段（４）の制御により、
一方の加工部（１）における加工中に、所定の条件で他
方の加工部（２）における加工に制限を加える。上記の
所定の条件は、例えば、一方の加工部（１）の加工が通
常加工から精密加工や振動加工等の排他加工に移る場合
であって、他方の加工部（２）が運転待ち可能な状態と
なることである。このように加工制限を加えることによ
り、一方の加工部（１）で精密加工や振動加工等を行う
ときに、加工部（１），（２）間の振動伝達によって加
工品質に悪影響を及ぼすことが回避される。また、所定
の条件が充足されることによって加工の制限を加えるよ
うにしたため、適切な条件設定を行うことにより、加工
部（１），（２）間の待ち時間を短くでき、加工効率を
向上させることができる。

【０００６】この発明において、上記加工制御手段
（４）は、上記２つの加工部（１），（２）において、
一方の加工部（１）が他方の加工部（２）における加工
に制限を加え、他方の加工部（２）が一方の加工部によ
り制限が加えられるものとして定めて制御するものであ
っても良い。このように、加工に制限を加える側の加工
部（１）と、制限が加えられる側の加工部（２）とが定
まっていると、簡単な制御により、適切な加工の制限が
行える。例えば、上記加工制御手段（４）は、制限を加
える側の加工部（１）の制限要求の有無を確認して要求
が有れば制限を加える制御を行う制限要求確認処理を、
加工中に度々行うものとしても良い。制限を加える側と
加えられる側が定まっていれば、上記制限要求確認処理
を頻繁に行うことが可能である。そのため、簡単な制御
で、加工部間の待ち時間を短くでき、加工効率の向上が
図れる。

【０００７】この発明において、制限を加える側と加え
られる側が定まっている場合に、次の構成としても良
い。前記加工制御手段（４）は、２つの加工部（１），
（２）ごとに設けられた個別の加工プログラム（１
１），（１２）をそれぞれ実行して対応する加工部
（１），（２）を制御する２つの加工制御部（１３），
（１４）を備える。制限を加える側の加工部（１）を制
御する加工プログラム（１１）には、排他加工を行うプ
ログラム部分（１１ｂ）の前後に、排他加工開始コード
（２１）と排他加工終了コード（２２）とがそれぞれ記
述される。制限が加えられる側の加工部（２）を制御す
る加工プログラム（１２）には、加工部（２）の動作待
ちが可能な箇所に加工制限コード（２３）が記述され
る。制限を加える側の加工部（１）の加工制御部（１
３）は、排他加工開始コード（２１）によって、他方の
加工部（２）に対する制限要求を行うと共に、他方の加
工部（２）の加工が制限されるのを待って排他加工のプ
ログラム部分（１１ｂ）を実行し、上記排他加工終了コ
ード（２２）によって制限解除通知を行うものとする。
制限が加えられる側の加工部（２）の加工制御部（１
４）は、上記加工制限コード（２３）を読んだときに、
上記制限要求がなければそのまま進み、上記制限要求が
あると加工部（２）に加工の制限を加え、上記制限解除
通知によって加工の制限を解除するものとする。

【０００８】この構成によると、２つの加工部（１），
（２）が並行して運転されているときに、制限を加える
側において、加工プログラム（１１）の排他加工開始コ
ード（２１）が加工制御部（１３）で読み出されると、
この加工制御部（１３）は、他方の加工部（２）に対す
る制限要求を行って自己側の加工を待機させ、他方の加
工部（２）の加工が制限されるのを待って排他加工のプ
ログラム部分（１１ｂ）を実行する。排他加工のプログ
ラム部分（１１ｂ）の実行が完了し、排他加工終了コー
ド（２２）が読み出されると、制限解除通知を行う。制
限が加えられる側では、加工制御部（１４）は、加工制
限コード（２３）が読み出される都度、上記制限要求を
確認し、制限要求がなければそのまま加工プログラム
（１２）の実行を進める。制限要求の確認時に、制限要
求があると、加工部（２）に加工の制限を加える。この
制限は、加工の停止等とする。この加工の制限は、制限
を加える側からの制限解除通知によって解除する。この
ようにして、制限を加える側において、排他加工を行う
ときに制限要求を発生してから、制限が加えられる側で
加工制限コード（２３）が読み出されると、加工制限が
行われた状態で排他加工を行うことができる。加工制限
コード（２３）は、加工プログラム（１２）において、
加工部（２）の動作待ちが可能な箇所に自由に設定すれ
ば良く、多数設定しておくことができる。多数設定すれ
ば、それだけ、制限要求があってからの加工の制限開始
が早く行える。また、いずれかの加工部（１），（２）
における加工の遅れ等で、両加工部（１），（２）間の
初期の動作タイミングからずれが生じていても、制限要
求後に加工制限コード（２３）が読み出されると制限が
行え、動作タイミングのずれにかかわりなく、加工中の
全時間において、確実に加工を制限することができる。
したがって、夜間の無人運転時等にも加工制限運転が可
能になる。また、加工制限コード（２３）は、加工プロ
グラム（１２）における加工部（２）の動作待ちが可能
な箇所に設定すれば良く、自由に多数設定できるため、
加工プログラム（１１），（１２）の作成過程で両加工
部（１），（２）の動作タイミングを考慮する必要がな
く、加工プログラム（１１），（１２）の作成が容易で
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。この工作機械は、ワークＷに加工を施す２
つの加工部１，２を備え、２つのワークＷを並行して加
工可能な工作機械であって、加工制御手段４を有する。

【００１０】加工制御手段４は、加工部１，２の制御全
般を行う手段であり、次のように、精密加工に対する他
方軸（他方の加工部）の振動の影響を回避するための機
能を有する。この機能は、２軸旋盤等の２つの加工部
１，２を有する工作機械に特有の機能であり、これから
精密加工または振動加工に突入するときに、他方を特定
のポイントに達したときに待機させようとするものであ
る。加工制御手段４は、２つの加工部１，２において、
加工に制限を加える側の加工部１と、制限が加えられる
側の加工部２とが定まっている。いわばマスタ側とスレ
ーブ側とがある。制限を加える側から制限要求がない限
り、制限を加えられる側は通常の加工を続行する。制限
を加える加工は、何箇所あっても良い。また、待機をさ
せるためのポイントも、何箇所あっても良い。

【００１１】この工作機械は、この実施形態では２軸旋
盤としている。各加工部１，２は、主軸５を支持した主
軸台６と刃物台７とを有し、両加工部１，２は共通のベ
ッド８上に設置されている。刃物台７は、送り台９を介
してベッド８上に直交する２軸（Ｘ軸，Ｘ軸）方向に進
退自在なように設置されており、タレットからなる。各
加工部１，２に対して、ワークＷの供給および排出を行
うローダ３が設けられている。

【００１２】加工制御手段４は、数値制御式のものであ
り、加工部１，２ごとに設けられた個別の加工プログラ
ム１１，１２をそれぞれ実行して加工部１，２を制御す
る２つの加工制御部１３，１４を有する。これら加工制
御部１３，１４は、それぞれがコンピュータ式の数値制
御装置を構成する。両加工制御部１３，１４は、１台の
共通のコンピュータ上に構成されて論理上で別の加工制
御部として認識できるものであっても、また、それぞれ
別のコンピュータ上に構成されたものであっても良い。

【００１３】制限を加える側の加工部１を制御する加工
プログラム１１は、通常加工のプログラム部分１１ａと
排他加工のプログラム部分１１ｂとを有する。排他加工
のプログラム部分１１ｂは、精密加工または振動加工を
行わせるプログラム部分である。この加工プログラム１
１には排他加工を行うプログラム部分１１ｂの前後に、
排他加工開始コード２１と排他加工終了コード２２とが
それぞれ記述される。加工プログラム１１は、ＮＣコー
ドで記述されたものであり、排他加工開始コード２１お
よび排他加工終了コード２２は、それぞれ補助機能のコ
ードであるＭコードで記述される。この例では、排他加
工開始コード２１は「Ｍ１０５」とされ、排他加工終了
コード２２は「Ｍ１０６」とされる。

【００１４】制限が加えられる側の加工部２を制御する
加工プログラム１２には、この加工部２の動作待ちが可
能な箇所に加工制限コード２３が記述される。この加工
制限コード２３は、加工部２の動作待ちが可能な箇所で
あれば良く、加工プログラム１２における任意の区切り
のプログラム部分１２ａ間に記述される。加工制限コー
ド２３は、いわば加工の節目毎に入れる。加工部２の動
作待ちが可能な箇所は、例えば工具割出のための刃物台
７の割出動作時である。この加工プログラム１２もＮＣ
コードで記述されたものであり、加工制限コード２３
は、補助機能のコードであるＭコードで記述される。こ
の例では、加工制限コード２３は、「Ｍ１０４」とされ
ている。

【００１５】加工制御手段４における各加工制御部１
３，１４は、それぞれ加工プログラム１１，１２を解読
して実行する演算制御部１５を有する。この他に、各加
工制御部１３，１４は、他方軸の振動影響回避のための
手段として、次の各手段を備える。制限を加える側の加
工制御部１３は、制限要求告知部１６と、制限解除告知
部１７を有する。制限が加えられる側の加工制御部１４
は、制限実行告知部１８と、動作状況告知部１９を有す
る。これらの各告知部１６〜１９は、それぞれフラグか
らなる。

【００１６】制限要求告知部１６は、排他加工開始コー
ド２１が加工制御部１３で読み出されたときにオンとさ
れ、制限解除告知部１７は排他加工完了コード２２が加
工制御部１３で読み出されたときにオンとされる。な
お、制限要求告知部１６と制限解除告知部１７は、一つ
のフラグで兼用させても良い。制限実行告知部１８は、
加工制限コード２３が加工制御部１４で読み出されて加
工制限を行ったときに、オンとされる。動作状況告知部
１９は、加工部２が、アンロード待ち、またはロード待
ちである状態、両加工部１，２が連動でなくそれぞれ独
立して運転される動作モードである状態、およびオプシ
ョナルストップ時の状態である場合を、それぞれフラグ
で知らせる手段である。各告知部１６〜１９のフラグの
オンオフは、詳しくは、対応する加工制御部１３，１４
における演算制御部１５が行う。

【００１７】次に、上記構成の動作例を説明する。制限
を加える側（マスタ側）、および加えられる側（スレー
ブ側）の加工プログラム１１，１２が、図２（Ａ）に示
す動作タイミングとなるようにプログラムされていると
する。図２において、横軸は時間軸である。両側の加工
が同時にスタートし、スレーブ側において、最初に加工
制限コード２３（Ｍ１０４）が加工制御部１４で読みだ
されたときは、制限要求がないため、そのまま加工プロ
グラム１２の実行が進められる。制限要求がないこと
は、マスタ側の加工制御部１３における制限要求告知部
１６がフラグオンとなっていないことにより認識され
る。

【００１８】マスタ側において、最初の通常加工が終わ
り、排他加工に移るときは、その前に記述された排他加
工開始コード２１（Ｍ１０５）が加工制御部１３で読み
出される。加工制御部１３は、排他加工開始コード２１
（Ｍ１０５）が読み出されると、スレーブ側の加工部２
に対する制限要求を行い、マスタ側の加工部１を待機さ
せる。制限要求は、制限要求告知部１６をフラグオンと
することで行う。この待機状態で、スレーブ側におい
て、加工プログラム１２の加工制限コード２３（Ｍ１０
４）が読み出されると、その加工部２に加工の制限を加
え、制限実行告知部１８をフラグオンとする。この加工
の制限は加工の停止とする。待機していたマスタ側の加
工部制御部１３は、制限実行告知部１８のフラグオンを
見て、排他加工のプログラム部分１１ｂの実行を開始す
る（図２（Ｂ））。このように、マスタ側では、排他加
工を行うときに、スレーブ側で加工の節目毎に設けられ
る加工制限コード２３（Ｍ１０４）が読み出されるまで
待機するだけで良く、待機時間Ｔが短くて済む。

【００１９】排他加工を行う間は、スレーブ側の加工制
御部１４は、加工部２を停止状態とする。そのため、排
他加工が精密加工である場合は、スレーブ側の加工部２
の振動が精密加工の品質に影響を与えることが回避され
る。また、排他加工が振動加工である場合は、マスタ側
の加工部１で発生する振動加工の振動が、スレーブ側の
加工品質に影響を与えることが回避される。

【００２０】排他加工が終了すると、マスタ側の加工制
御部１３は、排他加工完了コード２２（Ｍ１０６）を読
み出し、制限解除告知部１７をフラグオンとして、通常
加工に進む。スレーブ側の加工制御部１４は、制限解除
告知部１７がフラグオンとなったことを見て、スレーブ
側の加工を再開する。

【００２１】なお、マスタ側で排他加工の前に制限要求
を行い、待機状態となっているときに、加工制御部１３
は、スレーブ側で加工制限コード２３が読み出された場
合の他、次の各場合も排他加工を開始する。すなわち、
スレーブ側がアンロード待ち状態であるとき、ロード待
ち状態であるとき、左右の加工部１，２が連動でないと
き、スレーブ側がオプショナルストップで停止している
状態のとき、のいずれかであるときは、排他加工を開始
する。これらの状態であることは、動作状況告知部１９
の対応するフラグがオンであることから認識される。こ
れらの状態のときは、いずれもスレーブ側の加工部２が
停止しているときであるため、そのままスレーブ側の停
止を続けても支障がないためである。

【００２２】このようにして、排他加工を行うときに、
他方の加工部２の加工を制限し、両加工部１，２間の振
動の影響を回避する。この場合に、マスタ側から制限要
求を行い、またスレーブ側で加工制限コード２３設ける
ようにしたため、排他加工の待機時間が短くて済む。加
工制限コード２３は、加工プログラム１２において、加
工部２の動作待ちが可能な箇所に自由に設定すれば良
く、多数設定しておくことができる。多数設定すれば、
それだけ、制限要求があってからの加工の制限開始が早
く行える。また、いずれかの加工部１，２における加工
の遅れ等で、両加工部１，２間の初期の動作タイミング
からずれが生じていても、制限要求後に加工制限コード
２３が読み出されると制限が行え、動作タイミングのず
れにかかわりなく、加工中の全時間において、確実に加
工を制限することができる。したがって、夜間の無人運
転時等にも加工制限運転が可能になる。また、加工制限
コード２３は、自由に多数設定できるため、加工プログ
ラム１１，１２の作成過程で両加工部１，２の動作タイ
ミングを考慮する必要がなく、加工プログラム１１，１
２の作成が容易である。

【００２３】図３は、２つの加工部間における振動伝達
の影響を回避する制御の比較参考例を示す。この例は、
両側の加工部において、特別な加工を行う箇所の前後に
のみ所定のコードを記述するものである。一方の加工部
で精密加工を含む加工を行う場合に、その精密加工の前
後に精密加工開始コード「Ｍ○○」と、精密加工終了コ
ード「Ｍ△△」とを設けている。他方の加工部では、振
動加工の前後に、振動加工開始コード「Ｍ××」と振動
加工終了コード「Ｍ□□」を設けている。この制御で
は、一方の加工部で精密加工を開始するときに、精密加
工開始コード「Ｍ○○」によって待ち状態となる。この
待ち状態は、他方の加工部の振動加工開始コードが読み
出されるまで続き、他方の加工部が振動加工開始コード
により加工待機状態になると、精密加工が行われる。精
密加工が終了すると、その精密加工の終了コードを見
て、待機状態となっていた振動加工を行う。

【００２４】このように、両側の加工部において、特別
な加工を行う箇所の前後にのみ所定のコードを記述する
制御手法は、比較的に案出し易いが、この方法では、精
密加工を、他方の加工部の振動加工の指令読み出しまで
待つ必要があり、精密加工の待機時間Ｔが非常に長くな
ることになる。これに対して、図１，図２と共に説明し
た実施形態の制御によると、加工の節目毎に加工制限コ
ード２３が設けられるため、排他加工となる精密加工の
待ち時間が短くて済む。

【００２５】

【発明の効果】この発明の工作機械は、ワークに加工を
施す加工部を２つ備え、２つのワークを並行して加工可
能な工作機械であって、一方の加工部における加工中
に、所定の条件で他方の加工部における加工に制限を加
える加工制御手段を設けたため、一方の加工部で精密加
工や振動加工を行うときに、加工部間の振動伝達によっ
て加工品質に悪影響を及ぼさないようにすることがで
き、またこのときの加工部間の待ち時間を短くでき、加
工効率の向上が図れる。上記加工制御手段が、２つの加
工部において、加工に制限を加える側と加えられる側の
加工部とが定まったものとした場合は、簡単な制御で、
加工部間の待ち時間を短くでき、加工効率の向上が図れ
る。加工制御手段が、２つの加工部ごとに設けられた個
別の加工プログラムをそれぞれ実行して対応する加工部
を制御する２つの加工制御部を備え、制限を加える側の
加工部を制御する加工プログラムには、排他加工を行う
プログラム部分の前後に、排他加工開始コードと排他加
工終了コードとがそれぞれ記述され、制限が加えられる
側の加工部を制御する加工プログラムには、加工部の動
作待ちが可能な箇所に加工制限コードが記述され、制限
を加える側の加工部の加工制御部は、排他加工開始コー
ドによって、他方の加工部に対する制限要求を行うと共
に、他方の加工部の加工が制限されるのを待って排他加
工のプログラム部分を実行し、上記排他加工終了コード
によって制限解除通知を行うものとし、制限が加えられ
る側の加工部の加工制御部は、上記加工制限コードを読
んだときに、上記制限要求がなければそのまま進み、上
記制限要求があると加工部に加工の制限を加え、上記制
限解除通知によって加工の制限を解除するものとした場
合は、両加工部の動作タイミングがずれても、加工中の
全時間において確実に加工を制限することができ、また
加工プログラムの作成が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械の概念
構成を示すブロック図である。

【図２】その動作タイミングの説明図である。

【図３】比較例の動作タイミングの説明図である。

【符号の説明】

１，２…加工部 ４…加工制御手段 １１，１２…加工プログラム １１ｂ…排他加工のプログラム部分 １３，１４…加工制御部 １５…演算制御部 １６…制限要求告知部 １７…制限解除告知部 １８……制限実行告知部 ２１…排他加工開始コード ２２…排他加工終了コード ２３…加工制限コード Ｗ…ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに加工を施す加工部を２つ備え、
   ２つのワークを並行して加工可能な工作機械であって、
   一方の加工部における加工中に、所定の条件で他方の加
   工部における加工に制限を加える加工制御手段を設けた
   工作機械。
2. 【請求項２】 上記加工制御手段は、上記２つの加工部
   において、一方の加工部が他方の加工部における加工に
   制限を加え、他方の加工部が一方の加工部により制限が
   加えられるものとして定めて制御するものである請求項
   １記載の工作機械。
3. 【請求項３】 前記加工制御手段は、２つの加工部ごと
   に設けられた個別の加工プログラムをそれぞれ実行して
   対応する加工部を制御する２つの加工制御部を備え、 制限を加える側の加工部を制御する加工プログラムに
   は、排他加工を行うプログラム部分の前後に、排他加工
   開始コードと排他加工終了コードとがそれぞれ記述さ
   れ、 制限が加えられる側の加工部を制御する加工プログラム
   には、加工部の動作待ちが可能な箇所に加工制限コード
   が記述され、 制限を加える側の加工部の加工制御部は、排他加工開始
   コードによって、他方の加工部に対する制限要求を行う
   と共に、他方の加工部の加工が制限されるのを待って排
   他加工のプログラム部分を実行し、上記排他加工終了コ
   ードによって制限解除通知を行うものとし、 制限が加えられる側の加工部の加工制御部は、上記加工
   制限コードを読んだときに、上記制限要求がなければそ
   のまま進み、上記制限要求があると加工部に加工の制限
   を加え、上記制限解除通知によって加工の制限を解除す
   るものとした請求項２記載の工作機械。