JP2002341915A

JP2002341915A - 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

Info

Publication number: JP2002341915A
Application number: JP2001146996A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Fujinawa; 正藤縄
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2002-11-29
Anticipated expiration: 2021-05-16
Also published as: JP4541589B2

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】今回工具と次回工具とを指定するステッ
プＳ１１と、今回工具を割り出し、ワークの加工を行う
ステップＳ１２，Ｓ１３と、次回工具を割り出すステッ
プＳ１５と、今回工具によるワークの加工中に、次回工
具の移動のタイミングになったかどうかを判断するステ
ップＳ１６と、このタイミングであると判断したとき
に、次回工具をワーク側に移動させるステップＳ１９
と、今回工具によるワークの加工終了後に、今回工具を
ワークから退避移動させるステップＳ２１と、退避移動
によって今回工具がワークから離間すると実質的に同時
に、次回工具によるワークの加工を開始させるステップ
Ｓ２２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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加工プログラムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０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１０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、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、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、工具Ｔ１から工具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，Ｔ
２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、工具Ｔ１によるワークＷの加工中には、工具Ｔ１及
びワークＷと干渉が生じない位置で工具Ｔ２を待機させ
ておき、工具Ｔ１によるワークＷの加工終了後に、工具
Ｔ１を工具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、工具Ｔ１か
ら工具Ｔ２への工具の切り換えの手順を図１１（ａ）〜
（ｃ）に示す。図１１（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１１（ｂ）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２４０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１１（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
の切り換え時にいわゆる無駄時間が発生するという点に
着眼した。すなわち、上記したような従来の工具Ｔ１，
Ｔ２の切り換え工程では、図１１（ｂ）に示すように、
工具Ｔ１と工具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を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】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１２
に示すような場合においては、工具Ｔ１，Ｔ２の待機位
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１２（ａ）に示すように、大径部Ｗ
ａ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Ｌ１，Ｌ２の
ところに待機位置を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
具である工具Ｔ１が加工を終えてワークＷから所定距離
だけ離れたときに、次回工具Ｔ２がワークに対して所定
距離まで接近するようにした。

【００１１】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
と、他の前記刃物台に装着された次回使用する次回工具
と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、前記今回工具の割り出しと同時に、又
は前記今回工具によるワークの加工中に次回工具を割り
出すステップと、前記今回工具によるワークの加工中又
はワークからの退避移動中に、次回工具をワーク側に移
動させるタイミングになったかどうかを判断するステッ
プと、このタイミングであると判断したときに、次回工
具をワーク側に移動させるステップと、前記今回工具に
よるワークの加工終了後に、前記今回工具を前記ワーク
から退避移動させるステップと、退避移動によって前記
今回工具が前記ワークから離間すると実質的に同時、又
は離間した直後に、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。

【００１２】この方法によれば、今回工具の他に次回工
具を同時に指定しておくことで、今回工具の加工状況を
見計らいながら、次回工具をワーク側に移動させるタイ
ミングを決定することができる。そして、加工プログラ
ムから今回工具によるワークの加工終了時期を予測し
て、次回工具のワーク側への移動を開始させることで、
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、今回工具から次回工具に切り換わるまで
時間を最短にして、無駄時間を短縮することができる。
また、次回工具の移動開始のタイミングの設定によって
は、前記無駄時間を実質的に０とすることも可能であ
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。この方法によれば、今回工具
の刃先がワークから第一の距離まで退避したときに、次
回工具の刃先がワークから第二の距離まで接近するよう
に設定することが可能である。この場合、請求項３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し、又は、共に０となる
ようにすることも可能である。第一の距離及び第二の距
離を共に０とすることで、無駄時間を０にすることがで
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
る。

【００１４】請求項４に記載の発明は、前記次回工具を
前記ワークに向けて移動させるタイミングが、前記今回
工具によるワークの加工プログラムに基づいて、予め設
定されている加工方法である。このように、本発明で
は、今回使用工具によるワークの加工を開始する際に、
次回工具が予め指定されているので、今回工具によるワ
ークの加工プログラムに基づいて、今回工具によるワー
クの加工終了時期を予測することが可能で、かつ、次回
工具の移動開始のタイミング設定を予め行うことも可能
である。

【００１５】請求項５に記載の発明は、前記タイミング
の設定を、各工具の移動開始時刻及び移動終了時刻の入
力又は移動開始位置の入力及び移動終了位置の入力によ
って行う加工方法である。このように、タイミングの設
定は、次回工具の時刻や位置で入力することが可能であ
る。特に、請求項６に記載するように、前記タイミング
の設定を、各工具の移動開始時刻及び移動終了時刻の入
力によって行う場合において、前記今回工具がワークの
加工を行っている時間、前記今回工具が加工を終了して
ワークから退避する時間及び次回工具が待機位置からワ
ークまで移動する時間を、今回工具と次回工具とで対比
させたグラフで表示し、このグラフ上で、前記次回工具
の移動のタイミングを設定するようにするとよい。この
ようにすると、今回工具による加工状況及び退避動作開
始のタイミングをグラフ上で見計らいながら、次回工具
の移動開始のタイミングを設定することが容易になる。

【００１６】請求項７に記載の発明は、前記次回工具を
前記ワークに向けて移動させるタイミングが、前記今回
工具によるワークの加工寸法、加工中の前記今回工具の
位置、前記今回工具の送り速度等と、前記次回工具から
ワークまで距離、前記次回工具の移動速度等とに基づい
て、演算によって自動的に求める加工方法である。今回
工具によるワークの加工終了時期は、今回工具によるワ
ークの加工寸法、加工中の今回工具の位置、送り速度等
から予測することができる。また、次回工具がワークの
加工を開始するまで時間は、次回工具からワークまで距
離、次回工具の移動速度等から予測することができる。
そして、これら条件に基づいて、次回工具の移動開始の
タイミングを演算によって自動的に求めることができ
る。

【００１７】請求項８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
作機械の数値制御装置に読み込まれ、前記数値制御工作
機械の可動部の制御を行いながらワークの加工を行わせ
るためのプログラムにおいて、今回使用する今回工具と
次回使用する次回工具の指定を、加工プログラム内の同
一のブロックで行うとともに、ワークの加工中又は退避
移動中における今回工具の移動を制御するブロック内
に、今回工具によるワークの加工中に次回工具の前記ワ
ーク側への移動を許容する指令を含ませたプログラムで
ある。

【００１８】この発明によれば、今回工具と次回工具と
を同一のブロック内で指定しているので、今回工具の加
工を開始する際には次回工具が何であるかが判明してい
て、これによって、次回工具の移動開始のタイミングを
設定することが可能になる。また、今回工具によるワー
クの加工中に、次回工具の移動を許容するプログラムを
含ませてあるので、これによって、次回工具の移動制限
が解除され、前記タイミングでの次回工具の移動が可能
になる。

【００１９】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、今回工具によるワークの加工中の移動を許
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。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、前記今回工具
がワークの加工を行っている時間、前記今回工具が加工
を終了してワークから退避する時間及び次回工具が待機
位置からワークまで移動する時間の各グラフを、今回工
具と次回工具とで対比させて作成し、このグラフ上で、
前記次回工具を前記ワーク側へ移動させるタイミングの
設定を行うように促すプログラムである。このプログラ
ムによれば、今回工具による加工状況及び退避動作開始
のタイミングをグラフ上で容易に判断することができる
ようになる。そのため、今回工具の加工状況等を見計ら
いながら、次回工具の移動開始のタイミングを容易に設
定することができるようになる。

【００２１】

【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１０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。

【００２２】この実施形態の加工方法では、まず、今回
工具Ｔ１と次回工具Ｔ２とを同時に指定する（ステップ
Ｓ１１）。そして、第一の刃物台２４０（図１０参照）
を割り出し動作させて、今回工具Ｔ１を所定位置に割り
出し（ステップＳ１２）、第一の刃物台２４０とともに
ワークＷ側に移動させて、今回工具Ｔ１によるワークＷ
の加工を開始させる（ステップＳ１３）。次回工具Ｔ２
については、第二の刃物台２６０による次回工具Ｔ２の
割り出しが可能であれば（ステップＳ１４）、第二の刃
物台２６０を割り出し動作させて所定位置に次回工具で
ある工具Ｔ２を割り出す（ステップＳ１５）。このと
き、第二の刃物台２６０は、割り出し動作が可能な位置
にあり、次回工具Ｔ２はワークＷ及び今回工具である工
具Ｔ１から十分に離間した位置にあるので、工具Ｔ２が
工具Ｔ１及びワークＷと干渉するということはない。

【００２３】今回工具Ｔ１によるワークＷの加工中に、
次回工具Ｔ２をワークＷ側に移動させるタイミングにな
れば（ステップＳ１６）、今回工具Ｔ１による加工中に
次回工具Ｔ２を移動させることについての許可が予めな
されていることを条件に（ステップＳ１７）、次回工具
Ｔ２をワーク側に予め設定された速度で移動させる（ス
テップＳ１９）。前記許可がなされていなければ、今回
工具Ｔ１の退避動作が完了するまで、次回工具Ｔ２を待
機させる（ステップＳ１８）。ステップＳ１９で次回工
具Ｔ２のワークＷ側への移動を開始させた後に、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Ｓ
２０）、第一の刃物台２４０とともに今回工具Ｔ１をワ
ークＷから離間する方向に移動させて、ワークＷから退
避させる（ステップＳ２１）。

【００２４】今回工具Ｔ１が予め設定された速度でワー
クＷから離間する方向に移動し、ワークＷから所定の距
離まできたときに、次回工具Ｔ２がワークＷに当接す
る。なお、今回工具Ｔ１がワークＷから離間すると同時
に、次回工具Ｔ２のための加工プログラムに基づいて、
ワークＷの回転速度等の変更が行われる。これにより、
次回工具Ｔ２によるワークＷの加工が可能になる（ステ
ップＳ２２）。次回工具Ｔ２と今回工具Ｔ１の位置関係
は、予め設定された今回工具Ｔ１によるワークＷの加工
長さ、送り速度、ワークＷから退避する際の移動速度等
と、次回工具Ｔ２とワークＷまでの移動距離、次回工具
Ｔ２がワークＷ側に移動する際の移動速度等とから演算
によって求めることができる。したがって、今回工具Ｔ
１がワークＷから所定距離まで退避したときに、次回工
具Ｔ２がワークＷから所定距離まで接近するようにする
には、上記した条件に基づいて、ステップＳ１６におけ
る次回工具Ｔ２の移動開始のタイミングを設定すればよ
い。

【００２５】［プログラムの説明］図２は、図１の加工
方法を実行するための加工プログラムの一例を示す図で
ある。ブロックＢ１１では、今回工具Ｔ１を「Ｔ１２０
０」で指定すると同時に、次回工具Ｔ２を「Ｒ２１０
０」で指定する。これにより、今回工具Ｔ１の割り出し
と、次回工具Ｔ２の割り出しが可能になる。なお、次回
工具Ｔ２の割り出し動作及び今回工具Ｔ１の移動中にお
ける次回工具Ｔ２の移動の制御は、この実施形態では別
タスクＢ１４で行われることになる。ブロックＢ１２
は、ワークＷの加工を行う際の今回工具Ｔ１の移動指令
にかかる部分である。このブロックＢ１２には、今回工
具Ｔ１の座標位置や送り速度等の指令が含まれる。ブロ
ックＢ１３は、加工終了後の今回工具Ｔ１の退避指令に
かかる部分である。末尾の「Ｋ１」は、今回工具Ｔ１の
移動中（加工中）に、次回工具Ｔ２の移動を許可するた
めのコードである。先に説明した図１のフローチャート
のステップＳ１７では、このコードが存在するか否かに
よって、今回工具Ｔ１の加工中に次回工具Ｔ２の移動が
許可されているかどうかを判断する。

【００２６】ブロックＢ１３の「Ｘ２１．０」は、今回
工具Ｔ１がＸ＝２１．０の位置まで移動したときに、次
回工具Ｔ２がワークＷからＸ＝２１．０の位置まで接近
すること、つまり、Ｘ＝２１．０の位置を今回工具Ｔ１
と次回工具Ｔ２が同時刻に通過することを意味してい
る。これを実現するために、次回工具Ｔ２の移動開始の
タイミングが決定される。なお、今回工具Ｔ１の移動中
に、次回工具Ｔ２の移動を許可するための識別コード
は、上記の「Ｋ１」には限られない。例えば、ブロック
Ｂ１３に、Ｘ＝２１．０までの早送りを示す「Ｇ０Ｘ
２１．０」を設定し、この加工終了後の早送り指令が、
次回工具Ｔ２の移動を許可する指令として機能するよう
に定義してもよい。

【００２７】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３
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３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３（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の双方の移動指令が設定されている
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３（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Ｔ１１〜Ｔ２３について、次回工具として指定された
場合の移動許可の設定及びその解除が可能である。図３
（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。

【００２８】図４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４（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４（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。

【００２９】図４（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＝２１．０であ
る。以後、次回工具Ｔ２がワークＷに当接して、図４
（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。

【００３０】次回工具Ｔ２の移動開始のタイミングは、
予め設定してＮＣプログラムに書き込んでおくものとし
てもよいが、今回工具Ｔ１によるワークＷの加工寸法、
加工中の今回工具Ｔ１の位置、ワークＷの加工中におけ
る今回工具Ｔ１の移動速度及び今回工具Ｔ１がワークＷ
から離間するときの移動速度等と、次回工具Ｔ２からワ
ークＷまで距離及び次回工具Ｔ２の移動速度等と、前記
した距離δ１，δ２とから、演算によって求めることも
できる。なお、タイミングの設定によっては、δ２＝δ
１＝０となるようにすることも可能で、このようにする
と、無駄時間を０とすることができる。

【００３１】距離δ１，δ２の設定、今回工具Ｔ１と次
回工具Ｔ２が同時刻にこの距離δ１，δ２に達するよう
にするためのタイミング設定は、刃物台に装着されてい
る全ての工具について設定することができる。図５は、
刃物台２４０，２６０に装着されている各工具Ｔ１１〜
Ｔ２３について、移動のタイミングを設定するための画
面の一例である。図５（ａ）の設定画面では、第一の刃
物台２４０に装着された工具Ｔ１１〜Ｔ１３、第二の刃
物台２６０に装着された工具Ｔ２１〜Ｔ２３について、
移動開始時刻と移動終了時刻を設定するようにしてい
る。この設定画面では、今回工具Ｔ１が退避移動を開始
する移動開始時刻、退避移動を終了する移動終了時刻、
次回工具Ｔ２が待機位置からワークに向けて移動を開始
する移動開始時刻及び移動終了時刻を適宜に設定するこ
とによって、距離δ１，δ２及び今回工具Ｔ１と次回工
具Ｔ２が同時にこの距離δ１，δ２のところまで到達す
る時刻を設定することができる。

【００３２】図５（ａ）に示したような設定画面は、オ
ペレータが設定値を入力しやすいように、図６に示すよ
うなグラフ状の設定画面とすることが可能である。図６
に示す設定画面では、今回工具Ｔ１による加工状況及び
退避動作開始のタイミングを見計らいながら、次回工具
Ｔ２の移動開始のタイミングを設定することが容易であ
る。図６（ａ）に示すように、工具Ｔ１は、時刻ｔ１で
ワークＷの加工を終了し、ワークＷからの退避移動を開
始する。工具Ｔ１の退避移動は、時刻ｔ２を越えて継続
されるが、時刻ｔ２で、今回工具Ｔ１が、距離δ１（図
４参照）のところまで達する。

【００３３】次回工具Ｔ２が待機位置からワークＷ側に
移動を開始する開始時刻は、工具Ｔ１がワークＷからの
退避移動を開始する時刻ｔ１とほぼ同じ又は時刻ｔ１よ
りも若干遅い、時刻ｔ３として設定してある。このよう
に設定することで、今回工具Ｔ１によるワークＷの加工
が終了しないうちに、次回工具Ｔ２がワークＷに当接す
るという不都合を防止でき、安全に加工を行うことがで
きるという利点がある。次回工具Ｔ２は、時刻ｔ４に距
離δ２（図４参照）のところまで達し、その後、移動を
終了してワークＷの加工を開始する。この時刻ｔ４は、
今回工具Ｔ１が、距離δ１のところまで達する時刻ｔ２
と同じになるように、画面上で設定する。

【００３４】図６（ａ）の設定では、今回工具Ｔ１によ
るワークＷの加工と次回工具Ｔ２によるワークＷの加工
とが行われていない無駄時間が、若干ながら生じる。そ
こで、図６（ｂ）に示すように、次回工具Ｔ２の開始時
刻ｔ３を少し早めて、今回工具Ｔ１のワークＷの加工中
に、次回工具Ｔ２の移動を開始するようにしている。こ
のとき、今回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２とが同時刻にワー
クＷに接触することがないように、次回工具Ｔ２の移動
の終了時刻ｔ４が、グラフ上で少なくとも今回工具Ｔ１
の退避開始時刻ｔ１よりも右側に位置するように、つま
り退避開始時刻ｔ１よりも若干遅い時刻になるように設
定する。

【００３５】なお、今回工具Ｔ１及び次回工具Ｔ２の移
動のタイミングの設定は、図５（ｂ）に示すように、距
離で設定することも可能である。図５（ｂ）は、第一の
刃物台２４０に装着された工具Ｔ１１〜Ｔ１３、第二の
刃物台２６０に装着された工具Ｔ２１〜Ｔ２３の移動の
タイミングを、距離で設定するものである。この設定画
面では、今回工具Ｔ１が退避移動を開始する移動開始位
置、退避移動を終了する移動終了位置、次回工具Ｔ２が
待機位置からワークに向けて移動を開始する移動開始位
置及び移動終了位置を適宜に設定することによって、今
回工具Ｔ１と次回工具Ｔ２が同時に距離δ１，δ２のと
ころまで到達することのできる待機位置を設定すること
ができる。

【００３６】［第二の実施形態］図７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１０
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１０参照）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。ワークＷの加工を開始
する前に、第一の制御系と第二の制御系とで加工プログ
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Ｓ３１，Ｓ５１）。

【００３７】この後、今回工具Ｔ１と次回工具２１とを
指定し（ステップＳ３２，５２）、今回工具Ｔ１を所定
位置に割り出して（ステップＳ３３）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Ｓ３４）。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Ｓ５３）、可能であれば、次回工具
Ｔ２を所定位置に割り出し（ステップＳ５５）、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
機する（ステップＳ５４）。今回工具Ｔ１によるワーク
Ｗの加工中に、次回工具Ｔ２をワークＷ側に移動させる
タイミングが来れば（ステップＳ５６）、移動許可が設
定されていることを条件に（ステップＳ５７）、次回工
具Ｔ２がワークＷに向けて移動を開始させ（ステップＳ
５８）、第一の制御系と第二の制御系とで、プログラム
実行終了のタイミングを待ち合わせる（ステップＳ３
８，Ｓ６０）。これにより、今回工具Ｔ１の退避移動動
作と、次回工具Ｔ２の移動動作とが同時に終了する。

【００３８】なお、移動許可がなされていない場合は
（ステップＳ３７，Ｓ５７）、今回工具Ｔ１と次回工具
Ｔ２とはプログラム実行終了のタイミングを待ち合わせ
ることなく移動して（ステップＳ３６，Ｓ５９）、個別
に移動動作を終了する。第一の制御系では、今回工具Ｔ
１でのワークＷの加工終了後に（ステップＳ３５）、今
回工具Ｔ１の退避移動を開始させ（ステップＳ３６）、
次回工具Ｔ２の移動許可があるかどうかに基づいて第二
の制御系と待ち合わせを行うかどうかを判断する（ステ
ップＳ３７）。次回工具Ｔ２の移動許可があれば、プロ
グラム実行終了のタイミングを待ち合わせる（ステップ
Ｓ３８，Ｓ６０）。

【００３９】［プログラムの説明］図８は、図７の加工
方法を実行するための加工プログラムの一例を示す図で
ある。第一の制御系の先頭のブロックＢ２１と第二の制
御系の先頭のブロックＢ２４には、両制御系の加工プロ
グラムの実行開始タイミングを互いに待ち合わせる「！
２Ｌ１０」及び「！１Ｌ１０」が設定されている。この
ブロックＢ２１によって、図７のステップＳ３１，Ｓ５
１の待ち合わせが行われる。第一の制御系のブロックＢ
２２では、先の実施形態と同様に、今回工具Ｔ１と次回
工具Ｔ２とを同時に「Ｔ１２００Ｒ２１００」で指定
している。この実施形態では、次回工具Ｔ２の移動制御
は第二の制御系で行われるため、第二の制御系の加工プ
ログラムの先頭部分に、次回工具Ｔ２を指定する「Ｔ２
１００」が設定されている。

【００４０】第一の制御系のブロックＢ２２は、ワーク
Ｗの加工を行う際の今回工具Ｔ１の移動指令にかかる部
分である。このブロックＢ２２には、今回工具Ｔ１の座
標位置や送り速度等が含まれる。ブロックＢ２３は、加
工終了後の今回工具Ｔ１の退避指令にかかる部分であ
る。末尾の「Ｋ２」は、第二の制御系の同じく末尾に
「Ｋ２」を付したブロックＢ２５と終了待ち合わせを行
わせる指令を示すコードである。図７のフローチャート
のステップＳ５７及びステップＳ３７では、このコード
が存在するか否かによって、今回工具Ｔ１の加工中に次
回工具Ｔ２の移動が許可されているかどうかを判断す
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「Ｋ２」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。

【００４１】図９は、図７及び図８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９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９（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待
機位置Ｂ２で待機している。

【００４２】今回工具Ｔ１によるワークＷの加工中に、
次回工具Ｔ２の移動のタイミングがくると、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。そして、図９
（ｂ）に示すように、今回工具Ｔ１による小径部Ｗｂの
加工が終了し、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が小
径部Ｗｂの表面から距離δ４のところまで接近してい
る。図９（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待機位置Ｂ１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Ｔ２となり、待機している今回工具Ｔ１が次回工具Ｔ
１となる。

【００４３】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
９（ｄ）に示すように、今回工具Ｔ２による小径部Ｗｂ
の加工が終了し、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、
次回工具Ｔ２（Ｔ１）又は今回工具Ｔ１（Ｔ２）の移動
開始のタイミングの設定によっては、無駄時間を０とす
ることができる。

【００４４】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。
さらに、本発明の加工方法を実行するための加工プログ
ラムは上記のものに限られず、他の形態の加工プログラ
ムも用いることが可能である。

【００４５】

【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
る又は無くす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加工プログラ
ムの一例を示す図である。

【図３】図２のブロックＢ１３における次回工具Ｔ２の
移動を許可する他の設定例にかかり、設定画面を示すも
のである。

【図４】第一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５】刃物台に装着されている各工具について、タイ
ミングの設定を行う場合に表示させる画面の一例を示す
図である。

【図６】刃物台に装着されている各工具について、タイ
ミングの設定を行う場合に表示させる画面の一例を示す
図で、グラフ状の設定画面にしたがって入力を行うよう
にした画面の一例である。

【図７】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８】図７の加工方法を実行するための加工プログラ
ムの一例を示す図である。

【図９】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】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１１】本発明の従来例にかかり、工具Ｔ１から工具
Ｔ２への切り換えの手順を示した説明図である。

【図１２】本発明の従来例にかかり、工具Ｔ１から工具
Ｔ２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

Claims

【特許請求の範囲】

【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と、
他の前記刃物台に装着された次回使用する次回工具とを
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、前記今回工具の割り出しと同時に、又は前記今回工具に
よるワークの加工中に次回工具を割り出すステップと、前記今回工具によるワークの加工中又はワークからの退
避移動中に、次回工具をワーク側に移動させるタイミン
グになったかどうかを判断するステップと、このタイミングであると判断したときに、次回工具をワ
ーク側に移動させるステップと、前記今回工具によるワークの加工終了後に、前記今回工
具を前記ワークから退避移動させるステップと、退避移動によって前記今回工具が前記ワークから離間す
ると実質的に同時、又は離間した直後に、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。
【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。
【請求項３】前記第一の距離及び前記第二の距離が共
に等しく、又は０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。
【請求項４】前記次回工具を前記ワークに向けて移動
させるタイミングが、前記今回工具によるワークの加工
プログラムに基づいて、予め設定されていることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載のワークの加工方
法。
【請求項５】前記タイミングの設定を、各工具の移動
開始時刻及び移動終了時刻の入力又は移動開始位置の入
力及び移動終了位置の入力によって行うことを特徴とす
る請求項４に記載のワークの加工方法。
【請求項６】前記タイミングの設定を、各工具の移動
開始時刻及び移動終了時刻の入力によって行う場合にお
いて、前記今回工具がワークの加工を行っている時間、
前記今回工具が加工を終了してワークから退避する時間
及び次回工具が待機位置からワークまで移動する時間
を、今回工具と次回工具とで対比させたグラフで表示
し、このグラフ上で、前記次回工具の移動のタイミング
を設定することを特徴とする請求項４に記載のワークの
加工方法。
【請求項７】前記次回工具を前記ワークに向けて移動
させるタイミングを、前記今回工具によるワークの加工
寸法、加工中の前記今回工具の位置、前記今回工具の送
り速度等と、前記次回工具からワークまで距離、前記次
回工具の移動速度等とに基づいて、演算によって自動的
に求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載のワークの加工方法。
【請求項８】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の数値制御装置に
読み込まれ、前記数値制御工作機械の可動部の制御を行
いながらワークの加工を行わせるためのプログラムにお
いて、今回使用する今回工具と次回使用する次回工具の指定
を、加工プログラム内の同一のブロックで行うととも
に、ワークの加工中又は退避移動中における今回工具の
移動を制御するブロック内に、今回工具によるワークの
加工中に次回工具の前記ワーク側への移動を許容する指
令を含ませたことを特徴とするプログラム。
【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８に記載のプログラム。
【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８に記載のプログラム。
【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。
【請求項１２】前記今回工具がワークの加工を行って
いる時間、前記今回工具が加工を終了してワークから退
避する時間及び次回工具が待機位置からワークまで移動
する時間の各グラフを、今回工具と次回工具とで対比さ
せて作成し、このグラフ上で、前記次回工具を前記ワー
ク側へ移動させるタイミングの設定を行うように促すこ
とを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載プログ
ラム。