JP2002273601A - 多軸工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの加工部で精密加工が行われている時
に、その他の加工部における動作の影響が精密加工側に
悪影響を及ぼさないようにでき、また加工効率の低下を
防ぐことができるものとする。 【解決手段】 いずれかの加工部１，２において精密加
工が行われている場合に、その他の加工部１，２におい
て、通常よりも低速運転により加工を行わせる加工制御
手段３を備える。加工制御手段３は、加工プログラム２
３，２４により加工部１，２を制御するものである。加
工プログラム２３，２４には、精密加工を行わせるプロ
グラム部分３１の前に、精密加工の開始を示すコード３
３が記述される。加工制御手段３は、精密加工開始コー
ド３３によって、いずれかの加工部１，２が精密加工に
入ることを判断し、その他の加工部１，２を低速運転に
切り換える。

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軸旋盤等の複
数の加工部を有する多軸工作機械に関し、特に、精密加
工を行う場合の加工部間の影響防止に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】刃物台お
よび主軸からなる加工部を２つ装備した２軸旋盤で、片
方で断続切削のような精度が必要とされる様な加工をし
ているときに、もう片側でタレットインデックス等を高
速で行うと、そのショックにより、精度が必要とされる
加工に影響が出る場合がある。そのため、精密加工を行
う場合、予め他の加工部の運転を止め、一つの加工部だ
けで加工を行うようにしている。このように、精密加工
時は一つの加工部だけでしか加工が行えないため、稼動
率が低下し、加工の効率が悪くなるという課題がある。

【０００３】この発明の目的は、一つの加工部で精密加
工が行われている時に、その他の加工部における動作の
影響が精密加工側に悪影響を及ぼさないようにでき、ま
た加工効率の低下を防ぐことのできる多軸工作機械を提
供することである。この発明の他の目的は、上記の悪影
響の防止および加工率の低下防止を簡単な制御で実現可
能とすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明を実施形態に対
応する図１と共に説明する。この多軸工作機械は、ワー
ク（１）を加工する少なくとも２つの加工部を（１），
（２）備え、これら加工部（１），（２）でワーク
（Ｗ）を並行して加工可能な多軸工作機械であって、い
ずれかの加工部（１），（２）において精密加工が行わ
れている場合に、その他の加工部（１），（２）におい
て、通常よりも低速運転により加工を行わせる加工制御
手段（３）を備えたものである。この構成によると、い
ずれかの加工部（１），（２）において精密加工が行わ
れている場合に、加工制御手段（３）の制御により、そ
の他の加工部（１），（２）においては、通常よりも低
速運転により加工を行わせる。このように低速運転とす
ると、刃物台（７）の割出や、送り動作の開始，停止時
等の慣性による振動，衝撃が低下する。そのため、精密
加工への影響が回避される。また、完全に止めずに、低
速運転させるため、加工効率の低下が防止される。

【０００５】この発明において、上記加工制御手段
（３）は、上記いずれかの加工部（１），（２）が上記
精密加工を開始する前に、その他の加工部（１），
（２）を低速運転になるように切り換えるものとしても
良い。精密加工の途中で他の加工部（１），（２）を低
速運転に切り換えると、精密加工に対して、他の加工部
（１），（２）の影響の程度が変わるため、精密加工中
のワーク（Ｗ）に筋が入るなどの影響が生じる場合があ
るが、このように精密加工開始前に切り換えると、その
ような途中切換の影響が生じない。

【０００６】この発明において、上記加工制御手段
（３）は、加工プログラム（２３），（２４）により加
工部（１），（２）を制御するものであって、加工プロ
グラム（２３），（２４）には、精密加工を行わせるプ
ログラム部分（３１）の前に、精密加工の開始を示すコ
ード（３３）が記述され、上記加工制御手段（３）は、
上記精密加工の開始コード（３３）によって、上記いず
れかの加工部（１），（２）が精密加工に入ることを判
断し、上記その他の加工部（１），（２）を低速運転に
切り換えるものとしても良い。このように、精密加工の
開始を示すコード（３３）を設けることにより、加工制
御手段（３）において、簡単な制御で精密加工開始時期
を判断することができる。

【０００７】

【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。この多軸工作機械は、ワークＷを加工する
２つの加工部１，２を備え、これら加工部１，２でワー
クＷを並行して加工可能な多軸工作機械であって、両加
工部１，２を制御する加工制御手段３を有する。この実
施形態の多軸工作機械は２軸旋盤である。

【０００８】各加工部１，２は、それぞれ主軸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４上に設置されている。刃物台７はタレッ
トからなり、外周面の各工具ステーションに複数の工具
８が取付けられる。刃物台７は、ベッド４上にガイド９
を介して左右（Ｘ軸方向）移動自在に設置された送り台
１０に、タレット軸１１を介して前後（Ｚ軸方向）移
動、および割出回転が自在に設置されている。刃物台７
の左右移動は、Ｘ軸用のモータ１２の駆動により、前後
移動はＹ軸用のモータ１３の駆動により行われる。刃物
台７の回転による工具割出動作は、割出用のモータ１４
の駆動により行われる。主軸５は、主軸モータ１５によ
り回転駆動される。各モータ１２〜１５にはサーボモー
タ等が用いられる。主軸５は、ワークＷを把持する主軸
チャック５ａを有している。

【０００９】加工制御手段３は、加工部１，２の全体の
制御を行う手段であり、精密加工に対する他方の加工部
１，２の影響を回避する機能として、いずれかの加工部
１，２において精密加工が行われている場合に、その他
の加工部１，２において、通常よりも低速運転により加
工を行わせる機能を有している。この機能は、具体的に
は後に説明する低速運転化手段２６が果たす。加工制御
手段３は、いずれかの加工部１，２が精密加工を開始す
る前に、その他の加工部１，２を低速運転になるように
切り換えるものとしてある。加工制御手段３は、加工プ
ログラム２３，２４により加工部１，２を制御するもの
である。加工プログラム２３，２４には、精密加工を行
わせるプログラム部分３１の前に、精密加工の開始を示
すコード３３が記述される。加工制御手段３は、上記精
密加工の開始コード３３によって、いずれかの加工部
１，２が精密加工に入ることを判断し、その他の加工部
１，２を低速運転に切り換えるものとしてある。

【００１０】加工制御手段３は、数値制御式のものであ
り、各加工部１，２ごとに設けられた個別の加工プログ
ラム２３，２４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２１，２２を有する。これら加工
制御部２１，２２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２１，２２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。

【００１１】各加工制御手段２１，２２は、加工プログ
ラム２３，２４を解読して実行する演算制御部２５を有
し、この演算制御部２５の出力する指令により、加工部
１，２の各部、例えば刃物台７の各軸Ｘ，Ｚの移動用の
モータ１２，１３、割出用のモータ１４、および主軸モ
ータ１５の制御が行われる。演算制御部２５は、低速運
転化手段２６および加工中待機手段２７を有する。ま
た、各加工制御部２１，２２は、それぞれフラグ等から
なる精密加工宣言手段２８および加工中宣言手段２９を
有する。

【００１２】各加工プログラム２３，２４は、ＮＣコー
ドで記述されたものであり、図の右側の加工プログラム
２４に例示するように、工具割出指令３５，刃物台早送
り指令３６，刃物台切削送り指令３７等が、所定のＮＣ
コードで記述される。加工プログラム２３，２４におい
て、図の左側の加工プログラム２３中に例示するよう
に、通常の加工を行うプログラム部分３０，３２の他
に、精密加工を行わせるプログラム部分３１を有する場
合、そのプログラム部分３１の前後に、精密加工開始コ
ード３３および精密加工完了コード３４がそれぞれ記述
される。これら精密加工開始コード３３および精密加工
完了コード３４は、補助機能をコードであるＭコードで
記述される。この例では、精密加工開始コード３３は
「Ｍ○○」とし、精密加工完了コード３４は「Ｍ××」
としている。精密加工開始コード３３には、他の加工部
１，２に通常よりも低速運転により加工を行わせるとき
の速度低下率を指定する低下率指定指令３３ａを含むも
のとしても良く、またこの低下率指定指令３３ａを精密
加工開始コード３３に続けて記述しても良い。速度低下
率は、例えば通常運転速度に対する何パーセントで運転
させるかの値を記述した指令とされる。

【００１３】なお、図１は、図の左側の加工プログラム
２３のみに精密加工のプログラム部分３１を示したが、
右側の加工プログラム２４においても、精密加工のプロ
グラム部分を含む場合は、上記と同様に精密加工開始コ
ード３３および精密加工完了コード３４が記述される。

【００１４】各加工制御部２１，２２における精密加工
宣言手段２８は、その加工制御部２１，２２で制御する
加工部１，２が、これから精密加工に入ることを他の加
工部１，２の加工制御部２１，２２に対して宣言する手
段であり、演算制御部２５において、加工プログラム２
３，２４における精密加工開始コード３３が読み出され
たときに、フラグオン等として宣言状態となる。演算制
御部２５において、精密加工完了コード３４が読み出さ
れると、フラグオフ等として宣言解除状態とする。加工
中宣言手段２９は、その加工制御部２１，２２で制御す
る加工部１，２が、刃物台７の切削送りの移動途中であ
る場合などのように、所定の動作状態であるある場合
に、加工中であると他の加工制御部２１，２２に対して
宣言する手段である。加工中宣言手段２９は、演算制御
部２５において、切削送りの指令を読みだしたときなど
の所定の場合に、フラグオン等として宣言状態とされ
る。その指令の動作が終了した場合等、所定の場合に、
フラグオフフ等として宣言解除状態とする。

【００１５】低速運転化手段２６は、他の加工部１，２
で精密加工が行われている場合に、通常よりも低速運転
により加工を行わせる手段である。低速運転化手段２６
は、他の加工部１，２の加工制御部２１，２２における
精密加工宣言手段２８が宣言中（フラグオン中）である
場合に、上記の低速運転の加工とする。精密加工宣言手
段２８の宣言が解除されると、通常の運転速度に戻す。
低速運転化手段２６によって通常よりも低速運転とする
動作は、例えば、タレットからなる刃物台７の旋回によ
る工具割出動作と、刃物台７の送り動作等とされる。刃
物台７の送り動作が切削送り動作である場合は、切削送
り動作の速度低下に合わせて主軸５の回転速度の低下も
行われる。運転の低速化は、最高速度の低速化を行うと
共に、最高速度に達するまでの時間も長くし（すなわ
ち、加減速時定数を大きくし）、動作によるショックを
和らげる。低速運転化手段２６の制御による速度低下の
程度は、加工プログラム２３に低下率指定指令３３ａを
記述する場合は、その指定された低下率とされ、また低
下率指定指令３３ａを記述しない場合は、パラメータ設
定部等に設定された低下率とされる。

【００１６】加工中待機手段２７は、精密加工に入ろう
とするときに、他の加工部１，２が所定の加工動作中で
ある場合に、その加工動作が終わるまで精密加工の開始
を待たせる手段である。加工中待機手段２７は、演算制
御部２５で精密加工開始コード３３が読み出されたとき
に、他の加工制御部２１，２２における加工中宣言手段
２９が宣言状態であると、その宣言状態である間だけ、
精密加工のプログラム部分３１の実行を遅らせる制御を
行うものとされる。

【００１７】上記構成による動作例を説明する。所定の
加工部１（図の左側の加工部）において、精密加工を行
う場合を説明する。所定の加工部１の加工プログラム２
３において、通常加工のプログラム部分３０から精密加
工のプログラム部分３１に移ろうとするときに、精密加
工の開始コード３３（Ｍ○○）が、演算制御部２５で読
み出される。この指令３３の読み出しにより、所定の加
工部１における加工制御部２１の精密加工宣言手段２８
が、フラグオン等によって精密加工を宣言する。他の加
工部２の加工制御部２９における低速運転化手段２６
は、上記の精密加工宣言手段２８の宣言により、他の加
工部２の運転を低速運転とする。この低速運転は、最高
速度の低速化と共に、最高速度に達するまでの時間を長
くし（すなわち、加減速時定数を大きくし）、動作によ
るショックを和らげる。このため、他の加工部２におけ
る工具割出や送り動作による振動が、所定の加工部１に
おける精密加工に影響を与えることが防止される。動作
を止めずに低速化で対応するため、他の加工部２のサイ
クルタイムが延びることが防止され、加工効率の低下が
防止される。また、加工プログラム２３の低下率指定指
令３３ａによって低下率が指定してあると、精密加工の
必要に応じた低下率とでき、無駄に大きく運転速度を低
下させずに済む。

【００１８】図２に両加工部の動作状態を示すように、
低速運転化手段２６による上記の低速化は、他の加工部
２において、切削送り中などのように所定の加工動作中
であるときは、その所定の加工動作が終了するのを待っ
て行う。また、所定の加工部１においては、加工中待機
手段２７の制御により、上記の所定の加工動作が終了す
るのを待って、精密加工を開始する。すなわち、加工中
待機手段２７は、他の加工制御部２２における加工中宣
言手段２９を見て、宣言中である場合は、その宣言が解
除状態になるまで待って、精密加工のプログラム部分３
１の実行を開始させる。このようにして、他の加工部２
が切削送り等の加工中に低速に切り換わることによる品
質の低下が防止される。また、精密加工は、他の加工部
２が低速に切り換わってから加工を開始し、その精密加
工中の全期間を通じて、他の加工部２が低速運転の状態
で加工することができる。上記の説明は、図の左の加工
部１で精密加工を行う場合につき説明したが、右の加工
部２で精密加工を行う場合も、上記と同様な低速運転化
が行われる。

【００１９】なお、上記実施形態は２軸旋盤である場合
につき説明したが、この発明は、３軸以上の旋盤であっ
ても、また旋盤以外の工作機械おいても適用することが
できる。

【００２０】

【発明の効果】この発明の多軸工作機械は、ワークを加
工する加工部を少なくとも２つ備え、これら加工部でワ
ークを並行して加工可能な多軸工作機械であって、いず
れかの加工部において精密加工が行われている場合に、
その他の加工部において、通常よりも低速運転により加
工を行わせる加工制御手段を備えたものでるため、一つ
の加工部で精密加工が行われている時に、その他の加工
部における動作の影響が精密加工側に悪影響を及ぼさな
いようにでき、また加工効率の低下を防ぐことができ
る。上記加工制御手段が、上記いずれかの加工部が上記
精密加工を開始する前に、その他の加工部を低速運転に
なるように切り換えるものである場合は、精密加工の途
中の他の加工部の運転速度切換による影響が、精密加工
側に与えられることが防止される。上記加工制御手段
が、加工プログラムにより加工部を制御するものであっ
て、上記加工プログラムには、精密加工を行わせるプロ
グラム部分の前に、精密加工の開始を示すコードが記述
され、上記加工制御手段は、上記精密加工の開始コード
によって、上記いずれかの加工部が精密加工に入ること
を判断し、上記その他の加工部を低速運転に切り換える
ものとした場合は、加工制御手段において、簡単な制御
で精密加工開始時期を判断することができる。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】その制御動作の一例を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１，２…加工部 ５…主軸 ７…刃物台 ２１，２２…加工制御部 ２３，２４…加工プログラム ２５…演算制御部 ２６…低速運転化手段 ２７…加工中待機手段 ２８…精密加工宣言手段 ２９…加工中宣言手段 ３０…通常加工のプログラム部分 ３１…精密加工のプログラム部分 ３３…精密加工の開始コード ３３ａ…低下率指定指令 Ｗ…ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを加工する加工部を少なくとも２
   つ備え、これら加工部でワークを並行して加工可能な多
   軸工作機械であって、いずれかの加工部において精密加
   工が行われている場合に、その他の加工部において、通
   常よりも低速運転により加工を行わせる加工制御手段を
   備えた多軸工作機械。
2. 【請求項２】 上記加工制御手段は、上記いずれかの加
   工部が上記精密加工を開始する前に、その他の加工部を
   低速運転になるように切り換えるものとした請求項１記
   載の多軸工作機械。
3. 【請求項３】 上記加工制御手段は、加工プログラムに
   より加工部を制御するものであって、上記加工プログラ
   ムには、精密加工を行わせるプログラム部分の前に、精
   密加工の開始を示すコードが記述され、上記加工制御手
   段は、上記精密加工の開始コードによって、上記いずれ
   かの加工部が精密加工に入ることを判断し、上記その他
   の加工部を低速運転に切り換えるものとした請求項１ま
   たは請求項２記載の多軸工作機械。