JP2002341913A - 数値制御工作機械におけるワークの加工方法及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具の切り換え時間を短縮することによって
加工時間を短縮し、ワークの加工コストの削減を図るこ
とができるワークの加工方法を提供する。 【解決手段】 今回工具を指定するステップＳ７１と、
今回工具を割り出し、ワーク側に移動させて前記ワーク
の加工を行うステップＳ７３，Ｓ７４と、次回工具を指
定するステップＳ７２と、次回工具を所定位置に割り出
すステップＳ７７と、今回工具によるワークの加工終了
後に、ＮＣプログラムの実行について待ち合わせを行う
ステップＳ７９と、今回工具のワークからの退避移動と
同時に次回工具をワークに向けて移動させることについ
て移動許可が存在するかどうかを判断するステップＳ８
０と、移動許可が存在する場合に、前記今回工具のワー
クからの退避移動と同時に、次回工具をワークに向けて
移動させるステップＳ８２，Ｓ８５と、次回工具による
ワークの加工を開始させるステップＳ８４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、複数の刃物台を有する数値制御
旋盤等の数値制御工作機械に関し、特に、ワークの加工
を行う工具の切り換えを迅速に行い、無駄時間を短縮又
は無くすことができる数値制御工作機械におけるワーク
の加工方法及びそのＮＣプログラムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１１に、二つの刃物台を有する数値制
御（ＮＣ）旋盤の概略平面図を示す。このＮＣ旋盤２０
０は、主軸２２０を回転自在に支持する主軸台２１０
と、主軸２２０の軸線Ｃの両側に配置された二つの刃物
台、すなわち、櫛刃形の第一の刃物台２４０及び第二の
刃物台２６０とを有している。第一の刃物台２４０は、
図１１の紙面に直交する方向であるＹ軸方向に移動でき
るようにサドル２４１に設けられ、第二の刃物台２６０
は、Ｙ軸方向に移動できるように、サドル２６１に設け
られている。サドル２４１，２６１は、主軸軸線Ｃと水
平面内で直交するＸ軸方向に移動できるように、刃物台
本体２３０，２５０に設けられている。刃物台本体２３
０，２５０は、主軸軸線Ｃと同方向のＺ軸方向に移動で
きるように、ＮＣ旋盤のベッド２０１に設けられてい
る。

【０００３】主軸２２０の回転中心には図示しない貫通
孔が形成されていて、長尺棒状のワークＷが、主軸２２
０のこの貫通孔を挿通するようになっている。ワークＷ
は、主軸２２０の前方（図面の左側）に設けられたガイ
ドブッシュ２７１から所定長さ先端を突出させた状態
で、主軸２２０の先端に設けられた図示しないチャック
によって把持される。工具Ｔ１，Ｔ２は、刃物台２４
０，２６０のＹ軸方向の移動によって所定位置に割り出
され、刃物台本体２３０，２５０のＺ軸方向の移動及び
サドル２４１，２６１のＸ方向の移動の組み合わせによ
り、ワークＷに対して位置決めがなされる。

【０００４】上記構成のＮＣ旋盤２００においては、一
定の条件下では、工具Ｔ１，Ｔ２を同時にワークＷに当
接させ、工具Ｔ１，Ｔ２に対してワークＷを相対回転さ
せることで、二つの工具Ｔ１，Ｔ２による加工を同時に
行うことができる。しかしながら、種類の異なる工具Ｔ
１，Ｔ２でワークＷの加工を行うには、工具Ｔ１，Ｔ２
に対するワークＷの相対回転速度などの切削条件が異な
るため、多くの場合、種類の異なる工具Ｔ１，Ｔ２でワ
ークＷの同時加工を行うことはできない。

【０００５】また、今回工具Ｔ１がワークＷの外周面の
切削を行うバイト等の切削工具で、次回工具Ｔ２がワー
クＷの外周面に穴あけ加工を行うドリル等の回転工具で
ある場合、今回工具Ｔ１から次回工具Ｔ２に切り換える
際には、ワークＷの回転を停止させ、所定の回転角度位
置に位置決めして固定しなければならない。このよう
に、工具Ｔ１，Ｔ２によるワークＷの同時加工を行うこ
とができない場合は、今回工具Ｔ１によるワークＷの加
工中には、今回工具Ｔ１及びワークＷと干渉が生じない
位置（待機位置）で次回工具Ｔ２を待機させておき、今
回工具Ｔ１によるワークＷの加工終了後に、今回工具Ｔ
１を次回工具Ｔ２に切り換えて加工を行う必要がある。

【０００６】上記したような場合における、今回工具Ｔ
１から次回工具Ｔ２への工具の切り換えの手順を図１２
（ａ）〜（ｃ）に示す。図１２（ａ）に示すように、第
一の刃物台２４０の今回工具Ｔ１によるワークＷの加工
中には、第二の刃物台２６０の次回工具Ｔ２は、今回工
具Ｔ１及びワークＷと干渉が生じない位置Ｂ２で待機し
ている。図１２（ｂ）に示すように、第一の刃物台２４
０の今回工具Ｔ１によるワークＷの加工が終了すると、
今回工具Ｔ１がワークＷから退避して予め設定された所
定の位置Ａ１まで移動する。そして、第一の刃物台２４
０がこの位置Ａ１まで移動して停止したときに、次回工
具Ｔ２が位置Ｂ２からワークＷに向けて移動を開始す
る。この後、図１２（ｃ）に示すように、次回工具Ｔ２
によるワークＷの加工が開始される。

【０００７】ところで、近年では、ワーク加工のための
さらなるコスト削減の要求から、刃物台による工具の割
り出し時間を短縮したり、主軸の回転速度を高速化した
りして、加工時間の短縮を図るなどの手段が講じられて
いる。しかしながら、割り出し時間の短縮や主軸の回転
速度の高速化等による加工時間の短縮は、近年では実質
的に限界に達していて、これまで以上の大幅な加工時間
の短縮はほとんど期待することができない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
かんがみてなされたもので、複数の刃物台の工具を交互
に切り換えながらワークの加工を行う場合に、工具の切
り換え時間を短縮することによって加工時間を短縮し、
ワークの加工コストのさらなる削減を図ることができる
数値制御工作機械におけるワークの加工方法及びそのプ
ログラムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、工具
の切り換え時に発生するいわゆる無駄時間を短縮又は無
くすことにより、加工時間の大幅な短縮を図ることを見
出した。すなわち、上記したような従来の工具Ｔ１，Ｔ
２の切り換え工程では、図１２（ｂ）に示すように、今
回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２のいずれによってもワークＷ
の加工が行われていない、いわゆる無駄時間が発生す
る。そこで、このような無駄時間の短縮又は無駄時間を
無くすことによって、加工時間の大幅な短縮を図った。

【００１０】このような無駄時間をグラフで示したもの
が図１３である。図１３（ａ）は今回工具Ｔ１の退避移
動開始からの経過時間と移動速度との関係を示し、図１
３（ｂ）は次回工具Ｔ２の移動開始からの経過時間と移
動速度との関係を示している。今回工具Ｔ１によるワー
クＷの加工が終了し、今回工具Ｔ１は（ａ）に示すよう
な速度変化曲線を描きながら、時間ｔ１でワークＷから
所定距離離れた位置Ａ１まで移動する。そして、今回工
具Ｔ１が位置Ａ１まで移動して停止すると同時に、次回
工具Ｔ２が移動を開始し、図１３（ｂ）に示すような速
度変化曲線を描きながら、時間ｔ２でワークＷまで達す
る。したがって、今回工具Ｔ１が退避移動を開始する時
刻０から、次回工具Ｔ２の移動が終了する時刻ｔ２まで
の時間が、無駄時間として発生する。

【００１１】さらに発明者は、ワークＷの形状にともな
う現状の工具の待機位置にも着目した。例えば、図１４
に示すような場合においては、工具Ｔ１，Ｔ２の待機位
置である位置Ｂ１，Ｂ２が、ワークＷの形状にかかわら
ず一定であった。すなわち、図１４（ａ）に示すよう
に、大径部Ｗａと小径部Ｗｂとを有するワークＷの加工
を行う場合に、ワークＷの外径Ｗｚを基準として距離Ｌ
１，Ｌ２のところに位置Ｂ１，Ｂ２を設定している。そ
のため、小径部Ｗｂの加工を行う際には工具Ｔ１，Ｔ２
からワークＷまでの距離が遠すぎて、工具Ｔ１，Ｔ２が
ワークＷに到達するまでに長時間を要し、多大な無駄時
間が発生することになる。そこで、ワークＷの形状に応
じて待機位置を設定するようにして、加工時間の短縮を
図った。本発明では、上記の目的を達成するために、今
回工具である今回工具Ｔ１が加工を終えてワークＷから
退避移動を開始すると同時に、次回工具Ｔ２がワークに
向けて移動を開始するようにした。

【００１２】具体的には、請求項１に記載の発明は、複
数の工具を備え、割り出し動作によって所定の工具を所
定位置に割り出すことが可能な刃物台を複数有し、複数
の刃物台の複数の工具を切り換えがらワークの加工を行
う数値制御工作機械におけるワークの加工方法におい
て、一の前記刃物台に装着された今回使用する今回工具
を指定するステップと、この指定に基づいて今回工具を
割り出し、ワーク側に移動させて前記ワークの加工を行
うステップと、他の前記刃物台に装着された次回使用す
る次回工具を指定するステップと、指定された次回工具
を所定位置に割り出すステップと、今回工具によるワー
クの加工終了後に、ＮＣプログラムの実行について待ち
合わせを行うステップと、今回工具のワークからの退避
移動と同時に次回工具をワークに向けて移動させること
について移動許可が存在するかどうかを判断するステッ
プと、前記移動許可が存在する場合に、前記今回工具の
ワークからの退避移動と同時に、次回工具をワークに向
けて移動させるステップと、次回工具によるワークの加
工を開始させるステップとを有する加工方法である。こ
の方法では、今回工具の終了後に今回工具の退避移動の
開始と同時に次回工具をワークに向けて移動させるよう
にしているので、無駄時間を短縮することができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、前記今回工具
が、加工終了後にワークから第一の距離まで移動したと
きに、次回工具が、前記ワークから第二の距離まで接近
している加工方法である。本発明においては、請求項３
に記載するように、補間指令によって、前記今回工具が
退避移動を開始してから前記第一の距離まで達する時刻
と、前記次回工具が前記ワーク側への移動を開始してか
ら前記第二の距離まで達する時刻とが同じになるように
するとよい。前記第一の距離及び第二の距離を可能な限
り小さく設定することで、無駄時間を０に近づけること
ができる。

【００１４】また、今回工具がワークや次回工具と干渉
することの無い位置に前記第一の距離を設定すること
で、今回工具を安全な位置に確実に退避させた後で次回
工具によるワークの加工を開始させることができるよう
になる。また、請求項４に記載するように、前記第一の
距離及び前記第二の距離が共に等しくなるようにしても
よい。

【００１５】請求項５に記載の発明は、前記今回工具の
移動速度と、前記次回工具の移動速度を同一にした加工
方法である。このように、今回工具と次回工具とを同期
移動させることで、今回工具と次回工具の距離を一定に
保ったまま、今回工具をワークから所定位置まで退避さ
せ、次回工具をワークまで移動させることができる。

【００１６】上記加工方法は請求項６〜１１に記載のプ
ログラムをＮＣ装置に読み込ませることで実行が可能で
ある。すなわち、請求項６に記載の発明は、複数の工具
を備え、割り出し動作によって所定の工具を所定位置に
割り出すことが可能な刃物台を複数有し、複数の刃物台
の複数の工具を切り換えがらワークの加工を行う数値制
御工作機械におけるワーク加工のためのプログラムにお
いて、今回工具と次回工具とを指定し、今回工具の移動
中における次回工具の移動を許容し、今回工具の退避移
動の開始とともに次回工具のワーク側への移動を指令す
るプログラムである。

【００１７】このプログラムによれば、今回工具の退避
移動中に、次回工具の移動を許容することができ、両工
具を同時に移動させることが可能になる。そのため、工
具切り換え時における無駄時間を短縮することができ
る。この場合、請求項７に記載するように、前記今回工
具が退避を開始して予め設定された第一の位置まで達す
る時刻と、前記次回工具がワーク側への移動を開始して
予め設定された第二の位置まで達する時刻とが同じにな
るように、前記今回工具の移動と前記次回工具の移動に
ついて補間指令を行うようにするとよい。前記した第一
の位置及び第二の位置は、ワークから同一の距離のとこ
ろにあってもよく、また、ワークに可能な限り近いとこ
ろに設けるとよい。このようにすることで、無駄時間を
可能な限り小さくすることができる。

【００１８】また、請求項８に記載するように、前記今
回工具の退避移動と、前記次回工具のワーク側への移動
とを同期させるようにしてもよい。さらに、請求項９に
記載の発明は、前記次回工具の前記ワーク側への移動を
許容する指令を、特定の宣言コードを用いて行うプログ
ラムである。また、請求項１０に記載の発明は、前記次
回工具の前記ワーク側への移動を許容する指令を、特定
のプログラム文によって定義するプログラムである。こ
のように、次回工具の移動制限を解除して、今回工具の
退避移動中に次回工具の移動を許容するのは、所定の宣
言コードであってもよいし、所定のプログラム文であっ
てもよい。この発明では、請求項１１に記載するよう
に、前記次回工具の前記ワーク側への移動を許容するか
どうかを、プログラムごと、工具ごと又は移動軸ごとに
パラメータ化して設定することも可能である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態
を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の
説明では、適宜に、図１１のＮＣ旋盤を参照するものと
する。 ［第一の実施形態］図１は、本発明における加工方法の
第一の実施形態を説明するためのフローチャートであ
る。ＮＣプログラムの実行開始とともに、今回工具Ｔ１
の指定と次回工具Ｔ２の指定が行われる（ステップＳ７
１，Ｓ７２）。今回工具Ｔ１及び次回工具Ｔ２の指定
は、それぞれ別系統で行われる。今回工具Ｔ１及び次回
工具Ｔ２の指定は同時であってもよいが、次回工具Ｔ２
の指定は遅くとも今回工具Ｔ１によるワークＷの加工終
了前までに行われるようにしてある。

【００２０】今回工具Ｔ１の指定があったときは、第一
の刃物台２４０（図１１参照）が今回工具Ｔ１を所定位
置に割り出す（ステップＳ７３）。そして、今回工具Ｔ
１をワークＷ側へ移動させて、今回工具Ｔ１によるワー
クＷの加工を開始する（ステップＳ７４）。次回工具Ｔ
２については、次回工具Ｔ２の指定があったときに、第
二の刃物台２６０の割り出し動作が可能かどうかを判断
して（ステップＳ７６）、可能であれば次回工具Ｔ２を
所定位置に割り出し、当該割り出しを行った位置又はこ
の位置よりもワークに近い所定の位置で工具Ｔ２を待機
させる（ステップＳ７７）。割り出し動作が可能でなけ
れば（ステップＳ７６）、割り出しが可能になるまで待
機する。今回工具Ｔ１によるワークＷ１の加工が終了す
れば（ステップＳ７５）、今回工具Ｔ１側と次回工具Ｔ
２との間でプログラムの実行を待ち合わせる（ステップ
Ｓ７８，７９）。

【００２１】待ち合わせ終了後に、次回工具Ｔ２につい
ては、今回工具Ｔ１の移動中に次回工具Ｔ２を移動させ
ることについて、移動許可がなされているかどうかを判
断し（ステップＳ８０）、許可がなされていなければ、
今回工具Ｔ１の退避移動が完了するまで待機する（ステ
ップＳ８１）。許可がなされていれば、今回工具Ｔ１の
退避移動の開始と同時に、次回工具Ｔ２のワークＷ側へ
の移動を開始させる（ステップＳ８２，Ｓ８５）。今回
工具Ｔ１は、例えば、第一の刃物台２４０の割り出し動
作が可能な位置まで移動して退避移動を終了する（ステ
ップＳ８６）。次回工具Ｔ２は、ワークＷに当接するま
で移動する（ステップＳ８３）。そして、次回工具Ｔ２
によるワークＷの加工が開始される（ステップＳ８
４）。

【００２２】図２は、図１の加工方法を実行するための
ＮＣプログラムの一例を示す図である。図２のプログラ
ムのブロックＢ５では、今回工具Ｔ１の指定が「Ｔ１２
００」で行われる。次回工具Ｔ２の指定は、別タスク
（別系統）で独自に「Ｔ２１００」で行われる。ブロッ
クＢ６は今回工具Ｔ１によるワークＷの加工のための移
動指令で、ブロックＢ７は、次回工具Ｔ２の移動を許可
する指令である。このブロックＢ７では、再度、工具Ｔ
１，Ｔ２の指定を「Ｔ１２００ Ｋ１ Ｒ２１００」で
行うことで、今回工具Ｔ１の退避移動と、次回工具Ｔ２
のワークＷ側への移動とを指令している。コード「Ｋ
１」は、今回工具Ｔ１の移動中における次回工具Ｔ２の
移動を許可するためのものである。このような指定によ
れば、異なるコードを同一のブロックで同時に指令でき
るので、工具Ｔ１，Ｔ２を同時に移動させることができ
るという利点がある。また、今回工具Ｔ１によるワーク
Ｗの加工終了後に、今回工具Ｔ１側のブロックＢ８と次
回工具Ｔ２側のブロックＢ１５に準備指令「Ｇ４」を設
け、これに続くブロックＢ９，Ｂ１６に待ち合わせ指令
「！２Ｌ１０」「！１Ｌ１０」を設けている。これによ
り、待ち合わせ終了後に、今回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２
とが同時に移動を開始する。

【００２３】なお、ブロックＢ１０，Ｂ１７の「Ｇ１
Ｘ２０．０」は、今回工具Ｔ１をＸ２０．０のところま
で早送りによって移動させるとともに、次回工具Ｔ２を
Ｘ２０．０のところまで早送りで移動させることを指令
するものである。今回工具Ｔ１の退避移動開始位置から
このＸ２０．０の位置までの距離、及び次回工具の移動
開始位置からＸ２０．０までの距離を同じにし、かつ、
工具Ｔ１，Ｔ２の移動速度を同じにすることで、今回工
具Ｔ１と次回工具Ｔ２とが同時刻にＸ２０．０に到達す
るようにすることが可能である。この後、今回工具Ｔ１
には、ブロックＢ１１の「Ｇ１ Ｘ＊＊＊＊」により、
Ｘ２０．０の位置からさらに離間した所定の位置（例え
ば、刃物台の割り出しが可能な位置）まで移動するよう
に指令が出力され、次回工具Ｔ１には、例えばＸ１０．
０の位置まで早送りによってワークＷに接近するように
指令が出力される。

【００２４】次に、今回工具Ｔ１の移動のタイミングと
次回工具Ｔ２の移動タイミングの設定の一例を、図３〜
図５を参照しながら説明する。図３〜図５は、今回工具
Ｔ１の移動のタイミングと、次回工具Ｔ２の移動のタイ
ミングをグラフで示したものである。各図において
（ａ）は今回工具Ｔ１の移動速度と時間との関係を示
し、（ｂ）は次回工具Ｔ２の移動速度と時間との関係を
示している。

【００２５】図３に示す移動のタイミングは、本発明に
おける最も基本的な移動制御を示している。すなわち、
今回工具Ｔ１の退避移動の開始と同時に、次回工具Ｔ２
の移動が開始され、今回工具Ｔ１及び次回工具Ｔ２が、
それぞれ、指定された速度で移動する。この図３では、
グラフの面積が工具Ｔ１，Ｔ２の移動距離を示してい
る。したがって、今回工具Ｔ１が、予め定められた第一
の位置（例えば、後述の図７の距離δ１で示される位
置）を通過する時刻は、図３（ａ）のグラフ中斜線で示
す面積が、今回工具Ｔ１の退避移動の開始位置と前記第
一の位置との間の距離と等しくなる時刻ｔ１で示され
る。同様に、次回工具Ｔ２が予め定められた第二の位置
（例えば、後述の図７の距離δ２で示される位置）を通
過する時刻は、図３（ｂ）のグラフ中斜線で示す面積
が、次回工具Ｔ２の移動開始位置と前記第二の位置との
間の距離に等しくなる時刻ｔ２で示される。先にも説明
したように、今回工具Ｔ１の退避移動開始位置から前記
第一の位置までの距離と、次回工具の移動開始位置から
前記第二の位置まで距離を同じにし、かつ、工具Ｔ１，
Ｔ２の速度変化パターン（グラフ形状）を同じにするこ
とで、今回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２とを同時刻に前記第
一の位置及び第二の位置に到達させることが可能にな
る。

【００２６】図３に示す移動制御は、最も簡単な移動制
御であるものの、次回工具Ｔ２が移動を開始する位置の
設定によっては、未だ多大な無駄時間が生じる可能性が
ある。また、今回工具Ｔ１が、ワークＷや次回工具Ｔ１
等と干渉しない第一の位置まで退避しきらないうちに、
次回工具Ｔ２がワークＷの加工を開始するという不都合
が生じるおそれがある。そこで、このような場合には、
図４に示すような補間移動制御を利用するとよい。図４
に示す補間移動制御では、今回工具Ｔ１が退避移動を開
始して予め設定された前記第一の位置まで達する時刻ｔ
１と、次回工具Ｔ２が移動を開始して予め設定された前
記第二の位置まで達する時刻ｔ２とが同じになるように
制御している。

【００２７】このような補間移動制御では、今回工具Ｔ
１が前記第一の位置を通過する時刻と、次回工具Ｔ２が
前記第二の位置を通過する時刻とを、前記第一の位置と
前記第二の位置との関係にかかわらず、必ず同時刻に合
わせることができる。また、前記第一の位置及び前記第
二の位置を可能な限りワークに近づけることで、無駄時
間を０に近づけることができる。さらに、前記第一の位
置を今回工具Ｔ１が次回工具Ｔ２やワークＷと干渉する
等の不都合を生じない安全な位置に設定することで、今
回工具Ｔ１が安全位置まで退避しきらないうちに、次回
工具Ｔ２がワークＷの加工を開始するという不都合を防
止することができる。

【００２８】また、図５に示すような同期移動制御によ
って、今回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２との距離を一定に保
ちながら移動させることが可能である。図５の移動制御
では、工具Ｔ１，Ｔ２とが同じ速度変化曲線を描くよう
に移動を制御している。したがって、今回工具Ｔ１が退
避移動を開始するときと、次回工具がワークに向けて移
動を開始するときの、両工具Ｔ１，Ｔ２間の距離が、次
回工具Ｔ２によるワークＷの加工が開始させるまで保持
されるので、今回工具Ｔ１が安全位置まで退避しきらな
いうちに、次回工具Ｔ２がワークＷの加工を開始すると
いう不都合を防止することができる。

【００２９】図２のブロックＢ７における次回工具Ｔ２
の移動許可は、プログラムごと、工具ごと又は移動軸ご
とに設定が可能である。図６は、プログラムごと、工具
ごと又は移動軸ごとに次回工具Ｔ２の移動許可を設定す
る設定画面の一例を示すものである。図６に示すよう
に、今回工具Ｔ１の移動中に次回工具Ｔ２の移動を許可
するかどうかは、パラメータで設定することができる。
図６（ａ）は、プログラムごとに設定を行うことができ
るようにしたもので、今回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２の双
方の移動が設定されている全てのプログラムについて、
次回工具Ｔ２の移動許可の設定及びその解除が可能であ
る。図６（ｂ）は、工具ごとに設定を行うことができる
ようしたもので、全ての工具について、次回工具Ｔ２の
移動許可の設定及びその解除が可能である。図６（ｃ）
は、移動軸ごとに設定を行うことができるようにしたも
ので、全ての移動軸において移動許可の設定及びその解
除が可能である。

【００３０】図７は、図１及び図２を参照しながら説明
した第一の実施形態の加工方法及びそのプログラムによ
るワークＷの加工の一例を示す図である。図７（ａ）に
示すように、第一の刃物台２４０及び第二の刃物台２６
０の割り出し動作によって、今回工具Ｔ１と次回工具Ｔ
２とが所定位置に割り出される。そして、今回工具Ｔ１
によるワークＷの加工が開始される。このとき、次回工
具Ｔ２は、ワークＷから離間した位置Ｂ１で待機してい
る。図７（ｂ）に示すように、今回工具Ｔ１によるワー
クＷの加工が終了して、今回工具Ｔ１がワークＷから退
避すると同時に、次回工具Ｔ２の移動が許可されている
ことを条件に、次回工具Ｔ２がワークＷに向けて移動を
開始する。

【００３１】図７（ｃ）に示すように、次回工具Ｔ２が
ワークＷに対して予め設定された距離δ２のところまで
接近したときに、今回工具Ｔ１がワークＷから予め設定
された距離δ１のところまで退避している。距離δ1，
δ２は、図２のＮＣプログラムではＸ＝２０．０であ
る。以後、次回工具Ｔ２がワークＷに当接して、図７
（ｄ）に示すように、次回工具Ｔ２によるワークＷの加
工が行われる。

【００３２】［第二の実施形態］図８は、本発明におけ
る加工方法の第二の実施形態を説明するためのフローチ
ャートである。この第二の実施形態においても、図１１
のＮＣ旋盤を適宜参照するものとする。この第二の実施
形態では、第一の刃物台２４０（図１１参照）の移動を
制御するための制御系（第一の制御系）と、第二の刃物
台２６０の移動を制御するための制御系（第二の制御
系）とが別々に設けられている。ＮＣプログラムの実行
を開始する前に、第一の制御系と第二の制御系とでＮＣ
プログラムの実行開始タイミングの待ち合わせが行われ
る（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。

【００３３】この後、今回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２とを
指定し（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）、今回工具Ｔ１
を所定位置に割り出して（ステップＳ１１１）ワークＷ
側に移動させ、今回工具Ｔ１によるワークＷの加工を開
始する（ステップＳ１１２）。一方、次回工具Ｔ２につ
いては、第二の刃物台２６０の割り出し動作が可能であ
るか否かを判断し（ステップＳ１０４）、可能であれ
ば、次回工具Ｔ２を所定位置に割り出して待機させ（ス
テップＳ１０６）、可能でなければ、次回工具Ｔ２の割
り出しが可能になるまで待機させる（ステップＳ１０
５）。今回工具Ｔ１によるワークＷの加工が終了すれば
（ステップＳ１１３）、再び第一の制御系と第二の制御
系とでＮＣプログラムの実行開始タイミングの待ち合わ
せが行われる（ステップＳ１０８，Ｓ１１４）。待ち合
わせ終了後、今回工具Ｔ１がワークＷから退避を開始し
（ステップＳ１１７）、所定距離離れた位置まで移動す
る。一方、次回工具Ｔ２は、移動許可が設定されている
ことを条件に（ステップＳ１０９）、ワークＷに向けて
移動を開始する（ステップＳ１１５）。移動許可が存在
しなければ、今回工具Ｔ１が移動を終了するまで待機す
る（ステップＳ１１０）。以後、次回工具Ｔ２によるワ
ークＷの加工が開始される（ステップＳ１１６）。

【００３４】［プログラムの説明］図９は、図８の加工
方法を実行するためのＮＣプログラムの一例を示す図で
ある。このＮＣプログラムは、今回工具Ｔ１と次回工具
Ｔ２の指定を行うブロックＢ５，Ｂ１４の前に、第一の
制御系と第二の制御系とでＮＣプログラムの実行開始タ
イミングの待ち合わせを行う「！２Ｌ１０」「！１Ｌ１
０」を設けている。これ以外は、図２のＮＣプログラム
と基本的に同じである。従って、図２のＮＣプログラム
と同一のブロックには同一の符号を付して、詳しい説明
は省略する。この実施形態においても、次回工具Ｔ２の
移動許可を行うコードは上記の「Ｋ１」に限られず、他
のコードや宣言文を使って移動許可の設定を行うことが
可能である。

【００３５】図１０は、図８及び図９を参照しながら説
明した第二の実施形態の加工方法及びプログラムによる
ワークＷの加工の一例を示す図である。図１０の加工例
では、今回工具Ｔ１で小径部Ｗｂの粗加工を行った後、
次回工具Ｔ２で同一部分の仕上げ加工を行い、次いで、
今回工具Ｔ１で大径部Ｗａの粗加工を行った後、次回工
具Ｔ２で同一部分の仕上げ加工を行うものとして説明す
る。図１０（ａ）に示すように、今回工具Ｔ１と次回工
具Ｔ２とが割り出され、まず、今回工具Ｔ１によるワー
クＷの小径部Ｗｂの加工が開始される。このとき、次回
工具Ｔ２は、ワークＷの小径部Ｗｂから十分に離間した
位置で待機している。

【００３６】今回工具Ｔ１によるワークＷの加工終了後
に、今回工具Ｔ１が退避移動を開始すると、次回工具Ｔ
２の移動が許可されていることを条件に、次回工具Ｔ２
がワークＷに向けて移動を開始する。図３〜図５で説明
したように、今回工具Ｔ１及び次回工具Ｔ２の移動のタ
イミングを適宜に設定することで、図１０（ｂ）に示す
ように、今回工具Ｔ１が小径部Ｗｂの表面から距離δ３
のところまで退避したときに、次回工具Ｔ２を小径部Ｗ
ｂの表面から距離δ４のところまで接近させることがで
きる。図１０（ｃ）に示すように、次回工具Ｔ２による
小径部Ｗｂの加工が行われている間、今回工具Ｔ１はワ
ークＷから十分に離間した位置で待機している。これ以
後、次回工具Ｔ２が今回使用する工具である今回工具Ｔ
２となり、待機している今回工具Ｔ１が次回工具Ｔ１と
なる。

【００３７】今回工具Ｔ２による小径部Ｗｂの加工終了
後に、今回工具Ｔ２が退避移動を開始すると、次回工具
Ｔ１の移動許可がなされていることを条件に、次回工具
Ｔ１が大径部Ｗａに向けて移動を開始する。そして、図
１０（ｄ）に示すように、今回工具Ｔ２が小径部Ｗｂの
表面から距離δ４のところまで退避したときに、次回工
具Ｔ１が大径部Ｗａの表面から距離δ３のところまで接
近している。このようにすることで、ワークＷの形状に
かかわらず、最良のタイミングで今回工具Ｔ１（Ｔ２）
と次回工具Ｔ２（Ｔ１）の切り換えを行うことができ
る。また、距離δ３，δ４の設定によっては、無駄時間
を０に可能な限り近づけることができる。

【００３８】本発明の好適な実施形態について説明して
きたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、対向する二つの櫛刃形の刃物台
を有する数値制御旋盤を例に挙げて説明したが、本発明
は櫛刃形に限らずタレット形の刃物台を有する旋盤にも
適用が可能であるし、また、旋盤に限らずマシニングセ
ンタ等の他の数値制御工作機械にも適用が可能である。
また、刃物台の数は二つに限らず３つ以上であってもよ
い。さらに、本発明の加工方法を実行するためのＮＣプ
ログラムは上記のものに限られず、他の形態のＮＣプロ
グラムも用いることが可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、工具切り換えの際の無駄時間を可能な限り少なくす
ることによって加工時間を短縮し、ワーク加工のコスト
の大幅な削減を図ることができる。また、ワークの形状
にかかわらず、最良のタイミングで今回工具と次回工具
の切り換えを行うことができ、複雑な形状を有するワー
クの加工において、工具の切り換えを行う際の無駄時間
の発生を抑制し、加工時間を短縮して加工コストを低減
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工方法の第一の実施形態にかかり、
その手順を説明するためのフローチャートである。

【図２】図１の加工方法を実行するためのＮＣプログラ
ムの一例を示す図である。

【図３】今回工具の移動のタイミングと、次回工具の移
動のタイミングを速度と時間の関係グラフで示したもの
で、今回工具と次回工具の移動を独立移動制御によって
制御した場合の図である。

【図４】今回工具の移動のタイミングと、次回工具の移
動のタイミングを速度と時間の関係グラフで示したもの
で、今回工具と次回工具の移動を補間移動制御によって
制御した場合の図である。

【図５】今回工具の移動のタイミングと、次回工具の移
動のタイミングを速度と時間の関係グラフで示したもの
で、今回工具と次回工具の移動を同期移動制御によって
制御した場合の図である。

【図６】プログラムごと、工具ごと又は移動軸ごとに次
回工具Ｔ２の移動許可を設定する設定画面の一例を示す
図である。

【図７】図１及び図２を参照しながら説明した第一の実
施形態の加工方法及びそのプログラムによるワークＷの
加工の一例を示す図である。

【図８】本発明の加工方法の第二の実施形態にかかり、
その手順を説明するためのフローチャートである。

【図９】図８の加工方法を実行するためのＮＣプログラ
ムの一例を示す図である。

【図１０】第二の実施形態の加工方法及びプログラムに
よるワークＷの加工の一例を示す図である。

【図１１】本発明の従来例にかかり、対向した二つの刃
物台を有する数値制御旋盤の一例を示す平面図である。

【図１２】本発明の従来例にかかり、今回工具から次回
工具への切り換えの手順を示した説明図である。

【図１３】従来の加工方法において生じる無駄時間をグ
ラフで示したものである。

【図１４】本発明の従来例にかかり、今回工具から次回
工具への切り換えの手順を示した説明図である。

【符号の説明】

２００ 数値制御旋盤 ２１０ 主軸台 ２３０ 主軸 ２４０ 第一の刃物台 ２６０ 第二の刃物台 ２７０ ガイドブッシュ Ｃ 主軸軸線 Ｗ ワーク Ｗａ 大径部 Ｗｂ 小径部 Ｔ１ 今回工具 Ｔ２ 次回工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２３Ｂ 7/02 Ｂ２３Ｂ 7/02

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の工具を備え、割り出し動作によっ
   て所定の工具を所定位置に割り出すことが可能な刃物台
   を複数有し、複数の刃物台の複数の工具を切り換えがら
   ワークの加工を行う数値制御工作機械におけるワークの
   加工方法において、 一の前記刃物台に装着された今回使用する今回工具を指
   定するステップと、 この指定に基づいて今回工具を割り出し、ワーク側に移
   動させて前記ワークの加工を行うステップと、 他の前記刃物台に装着された次回使用する次回工具を指
   定するステップと、 指定された次回工具を所定位置に割り出すステップと、 今回工具によるワークの加工終了後に、ＮＣプログラム
   の実行について待ち合わせを行うステップと、 今回工具のワークからの退避移動と同時に次回工具をワ
   ークに向けて移動させることについて移動許可が存在す
   るかどうかを判断するステップと、 前記移動許可が存在する場合に、前記今回工具のワーク
   からの退避移動と同時に、次回工具をワークに向けて移
   動させるステップと、 次回工具によるワークの加工を開始させるステップと、 を有することを特徴とするワークの加工方法。
2. 【請求項２】 前記今回工具が、加工終了後にワークか
   ら第一の距離まで移動したときに、次回工具が、前記ワ
   ークから第二の距離まで接近していることを特徴とする
   ワークの加工方法。
3. 【請求項３】 前記今回工具が退避移動を開始してから
   前記第一の距離まで達する時刻と、前記次回工具が前記
   ワーク側への移動を開始してから前記第二の距離まで達
   する時刻とが同じであることを特徴とする請求項２に記
   載のワークの加工方法。
4. 【請求項４】 前記第一の距離及び前記第二の距離が共
   に等しいことを特徴とする請求項２又は３のいずれかに
   記載のワークの加工方法。
5. 【請求項５】 前記今回工具の移動速度と、前記次回工
   具の移動速度を同一にしたことを特徴とする請求項１に
   記載のワークの加工方法。
6. 【請求項６】 複数の工具を備え、割り出し動作によっ
   て所定の工具を所定位置に割り出すことが可能な刃物台
   を複数有し、複数の刃物台の複数の工具を切り換えがら
   ワークの加工を行う数値制御工作機械におけるワーク加
   工のためのプログラムにおいて、 今回工具と次回工具とを指定し、今回工具の移動中にお
   ける次回工具の移動を許容し、今回工具の退避移動の開
   始とともに次回工具のワーク側への移動を指令すること
   を特徴とするプログラム。
7. 【請求項７】 前記今回工具が退避を開始して予め設定
   された第一の位置まで達する時刻と、前記次回工具がワ
   ーク側への移動を開始して予め設定された第二の位置ま
   で達する時刻とが同じになるように、前記今回工具の移
   動と前記次回工具の移動について補間指令を行うことを
   特徴とする請求項６に記載のプログラム。
8. 【請求項８】 前記今回工具の退避移動と、前記次回工
   具のワーク側への移動とを同期させることを特徴とする
   請求項６に記載のプログラム。
9. 【請求項９】 前記次回工具の前記ワーク側への移動を
   許容する指令を、特定の宣言コードを用いて行うことを
   特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のプログラ
   ム。
10. 【請求項１０】 前記次回工具の前記ワーク側への移動
    を許容する指令を、特定のプログラム文によって定義す
    ることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のプ
    ログラム。
11. 【請求項１１】 前記次回工具の前記ワーク側への移動
    を許容するかどうかを、プログラムごと、工具ごと又は
    移動軸ごとにパラメータ化して設定することを特徴とす
    る請求項６〜１０のいずれかに記載のプログラム。