JP2009028872A - 工作機械の移動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工に使用する工具の切替に際して、刃物台とワークとを干渉のおそれのない短い移動経路に沿って短時間で相対移動させること。
【解決手段】刃物台とワークとを第１軸上及びその第１軸と交差する第２軸上において相対移動させるとともに、その両軸方向への相対移動をオーバーラップさせることにより、ワークを刃物台の周囲に沿って相対的に周回移動させるようにした工具送り駆動装置６８を設ける。ＣＰＵ５６，ＲＡＭ５８等は、第１軸と第２軸とのオーバーラップ部において、ワークが刃物台と干渉することなく相対移動可能な移動境界円弧を設定する。ＣＰＵ５６，ＲＡＭ５８等は、ワークを刃物台の周囲に沿って、第１軸上から移動境界円弧の外側の移動軌跡を通って第２軸上へ相対移動させるように、工具送り駆動装置６８の動作を制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、刃物台に複数の工具が並設された旋盤等の工作機械において、刃物台とワークとを互いに交差する２軸方向に相対移動させて、ワークの加工に使用される工具の切替を行うようにした工作機械の移動制御装置に関するものである。

従来、前記のような旋盤等の工作機械において、加工に使用される工具を切替える場合には、例えば図３２及び図３３に示すような移動制御方法が採られていた。すなわち、この工作機械では、複数のバイト等の工具８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃを並設した刃物台８１がワークＷに対応して、工具８２Ａ〜８２Ｃの進退方向であるＸ軸方向及び工具８２Ａ〜８２Ｃの並設方向であるＹ軸方向に沿って移動可能である。そして、例えば工具８２ＡによるワークＷの加工終了後に、刃先が突出している工具８２Ｂをスキップして工具８２Ｃに切替える場合には、まず、図３２（ａ）に示すように、刃物台８１は工具８２Ａの刃先がワークＷの外周面に対して所定の隙間Ｃ１を有する第１位置Ｐ１に位置決めされる。

その後、図３２（ｂ）に示すように、刃物台８１がＸ軸方向に移動されて、スキップされる工具８２Ｂの刃先がワークＷの外周面に対して所定の隙間Ｃ１を有する第２位置Ｐ２に位置決めされる。この第２位置Ｐ２は、刃物台８１をＹ軸方向に移動させた場合に、最も突出した工具８２ＢとワークＷとの干渉を回避できる経由位置である。続いて、図３２（ｃ）に示すように、刃物台８１が工具８２ＢをスキップしながらＹ軸方向に移動されて、工具８２Ｃの刃先がワークＷの中心を通るＸ軸方向の延長線上となる第３位置Ｐ３に位置決めされる。さらに、図３２（ｄ）に示すように、刃物台８１がＸ軸方向に前進移動されて、工具８２Ｃの刃先がワークＷの外周面に対して所定の隙間Ｃ１を有する第４位置Ｐ４に位置決めされる。

しかしながら、この従来の移動制御方法では、刃物台８１が第２位置Ｐ２及び第３位置Ｐ３において、Ｘ軸方向とＹ軸方向との間で停止を伴いながら移動方向を転換されるため、工具切替動作における刃物台８１の移動時間が長くかかるという問題があった。すなわち、図３３及び図３４の実線に示すように、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の移動時間をｔ１１、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間の移動時間をｔ１２、第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４との間の移動時間をｔ１３とすると、工具交換のための移動時間ｔ０は、最短であっても、ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３となる。

一方、特許文献１には、工具を所定の時間帯において２軸方向にオーバーラップして移動させることにより、移動時間を短縮するようにした工具の移動制御方法が記載されている。また、特許文献２には、工具の交換に際して、工具を現在位置から工具交換位置に移動する間に、他の部材との干渉を回避して通過させるためのアプローチ位置を設定し、そのアプローチ位置において２方向の早送り移動を停止させることなくオーバーラップして行わせて、移動時間を短縮するようにした工具の移動制御方法が記載されている。

さらに、特許文献３には、他の部材との干渉を回避するための方向転換点まで第１軸駆動装置により移動体を早送り速度で移動させ、その移動体が方向転換点に達したときから同移動体を第２軸駆動装置の移動時間内で、第１軸駆動装置の最大加減速度以下の加減速度で緩やかに移動させて、移動時間を短縮するようにした移動体の移動制御方法が記載されている。
特開平９−２６２７４２号公報 特開平１１−１０４９３４号公報 特開２００６−２４１７４号公報

ところが、これらの従来の移動制御方法においては、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１には、工具を２軸方向でオーバーラップして同時に移動させる方法は記載されているが、工具をワーク等の他の部材と干渉しない移動経路の設定のもとで移動させる方法については開示されていない。そのため、この特許文献１に記載の方法を図３２に示す工具切替に応用した場合、工具の切替移動時に工具とワーク等の他の部材とが干渉するおそれがある。

また、特許文献２に記載の方法では、実際に２方向の早送り移動をオーバーラップさせた場合、移動経路がアプローチ位置付近で湾曲して、工具がアプローチ位置を正確に通過しなくなる。工具を他の部材と干渉しないように、アプローチ位置を正確に通過させるためには、アプローチ位置において２方向の早送り移動を一旦停止させて転換させる必要があって、結果として移動時間を短縮させることができなくなる。

さらに、特許文献３に記載の方法では、移動体が同時に２軸方向において移動されるが、その移動体は直線状移動経路の外側領域において円弧状に膨らんだ軌跡を描いて遠回りで移動される。このため、移動体の移動ストロークが増大して、広い移動スペースが必要になる。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、加工に使用する工具の切替に際して、刃物台とワークとを干渉のおそれのない短い移動経路に沿って短時間で相対移動させることができる工作機械の移動制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明においては、ワークの外周を加工する複数の工具が並設された刃物台と、その刃物台とワークとの間に第１軸の方向及びその第１軸に交差する第２軸の方向において相対移動を生じさせるとともに、その両軸方向への相対移動をオーバーラップさせることにより、ワークを刃物台の周囲に沿って相対的に移動させるようにした駆動手段とを備え、前記工具の切替が前記駆動手段の動作によって実行されるようにした工作機械の移動制御装置において、前記第１軸及び第２軸に内接するとともに、ワーク軸心またはワーク先端中央が前記両軸に近接する工具の角部から前記ワークの半径分隔てた位置を通るように、移動境界円弧を設定する境界円弧設定手段と、前記工具の切替動作において、前記ワークを刃物台の周囲に沿って、前記第１軸上から前記移動境界円弧の外側の移動軌跡を通って第２軸上へ相対移動させるように、前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。

ここで、ワークは、円柱状，六角柱状，八角柱状等、棒形状のものが対象であるが、六角柱状，八角柱状等の角柱形状のワークは、その外周のコーナの頂点を通る円周を備えた円柱形状であるものとして扱う。従って、例えば、八角形状のワークの半径は、その中心からコーナの頂点までの距離を示す。

この発明によれば、加工に使用する工具の切替動作に先立って、第１軸と第２軸との相対移動のオーバーラップ部において、ワークが刃物台と干渉することなく相対移動可能な移動境界円弧が設定される。そして、工具の切替動作に際して、ワークの相対移動軌跡が刃物台の周囲に沿って、第１軸上から移動境界円弧の外側の移動軌跡を通って第２軸上へ形成される。このため、工具の切替時に、刃物台とワークとを干渉のおそれがなく、かつ短い移動経路に沿って短時間でワークを相対移動させることができる。よって、刃物台上の工具とワークとの対応位置を短時間に切替えることができて、工作機械の生産性を向上させることができる。

請求項２の発明においては、請求項１において、前記境界円弧手段は、複数の工具の各角部に対応して移動境界円弧を設定するとともに、複数の移動境界円弧のなかから最も小径の移動境界円弧を選択して、その選択された移動境界円弧を設定することを特徴としている。

従って、請求項２の発明においては、最も小径の移動境界円弧が設定されるため、言い換えれば、工具の角部に対して最も離間した移動境界円弧が設定されるため、ワークと工具との干渉をより確実に回避できる。

請求項３に記載の発明においては、請求項１または２の発明において、前記境界円弧設定手段は、前記第１軸及び第２軸に内接するとともに、工具の前記両軸に近接する側の角部を中心として前記ワークの半径で描かれる円弧に外接するように、移動境界円弧を設定することを特徴としている。

この請求項３の発明は、刃物台上の工具によりワークの外周に加工が施されるように、ワークの軸線が工具の進退方向及び並設方向と直交する方向に延長配置される場合に適用される。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記ワークが第１軸上及び第２軸上で相対移動される場合において、工具と各軸上のワークの外周面との離間距離を算出する距離算出手段を設け、前記境界円弧設定手段は、ワークの半径をｗ、前記距離算出手段にて算出された工具と第１軸上のワークとの離間距離をａ、工具と第２軸上のワークとの離間距離をｂとしたとき、移動境界円弧の半径Ｒ１を数１の式によって算出し、前記制御手段は、工具の切替動作において、ワークの第１軸上から第２軸上への移動軌跡が前記半径Ｒ１の円弧の外側となるように、前記駆動手段を制御することを特徴としている。

従って、この請求項４の発明によれば、前記移動境界円弧の設定に際して、その円弧の半径Ｒ１を数１の式に基づいて適正に算出することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１または２において、前記境界円弧設定手段は、前記第１軸及び第２軸に内接するとともに、工具の前記両軸に近接する側の角部から工具並設方向に前記ワークの半径に相当する間隔をおいた位置を通るように、移動境界円弧を設定することを特徴としている。

この請求項５の発明は、刃物台上の工具によりワークの端面に加工が施されるように、ワークの軸線が工具の進退方向と平行をなす方向に延長配置される場合に適用される。
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記ワークが第１軸上及び第２軸上で相対移動される場合において、工具と工具並設方向における一方の軸上のワークの外周面との離間距離、及び前記工具と工具進退方向における他方の軸との離間距離を算出する距離算出手段を設け、前記境界円弧設定手段は、ワークの半径をｗ、前記距離算出手段にて算出された工具と一方の軸上のワークとの離間距離をａ、工具と他方の軸との離間距離をｂとしたとき、移動境界円弧の半径Ｒ２を数２の式によって算出し、前記制御手段は、工具の切替動作において、ワークの第１軸上から第２軸上への移動軌跡が前記半径Ｒ２の円弧の外側となるように、前記駆動手段を制御することを特徴としている。

従って、請求項６の発明によれば、前記移動境界円弧の設定に際して、その円弧の半径Ｒ２を数２の式に基づいて適正に算出することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のうちのいずれか一項の発明において、前記駆動手段は、刃物台に対するワークの両軸方向へのオーバーラップ相対移動に際して、その両軸方向への相対移動を早送りによって行わせ、前記制御手段は、設定されたタイミングでオーバーラップ移動開始が実行されるように、前記駆動手段の動作を制御することを特徴としている。

従って、請求項７の発明においては、第１軸の方向に沿う移動中において、設定された移動開始タイミングに従って第２軸の方向にワークが相対移動されて、移動境界円弧に基づいた近似円弧軌跡を描きながら早送りされる。よって、ワークの相対移動を刃物台とワークとの相互干渉のおそれのない移動経路に沿って早送りにより短時間で移動させることができる。このため、工作機械の生産性を向上させることができる。

請求項８に記載の発明においては、請求項７において、前記境界円弧に対する複数の接線と、各接線の交点とを算出する第１算出手段と、前記オーバーラップ移動開始から、前記相対移動の移動軌跡が交点を通る前記第１軸と平行な第１軸方向線及び第２軸と平行な第２軸方向線にそれぞれ達するまでの第１時間及び第２時間を算出する第２算出手段とを備え、前記タイミング設定手段は、前記第２時間が第１時間より短い場合は、少なくとも両時間が等しくなるように相対移動のオーバーラップ移動開始タイミングを遅延させることを特徴としている。

従って、請求項８の発明によれば、第１，第２算出手段の算出結果に基づいて、ワークの相対移動軌跡が移動境界円弧の外側に位置する交点の内側を通過するか否かを判断でき、交点の内側を通過する場合には、タイミング設定手段により、その移動軌跡が交点の外側となるように修正される。以上のように、オーバーラップ移動開始タイミングが適切に設定される。

以上のように、この発明によれば、加工に使用する工具の切替に際して、刃物台とワークとを干渉のおそれのない短い移動経路に沿って短時間で相対移動させることができ、工作機械として高い生産性を実現できる。

以下、この発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
はじめに、図１〜図１８に基づいて第１実施形態について説明する。

図１に示すように、この第１実施形態の工作機械では、フレーム４１に主軸台４２がＺ軸方向へ移動可能に設置され、その主軸台４２にはＺ軸方向に延びる主軸４３が回転可能に支持されている。主軸台４２に対向して位置するように、フレーム４１には背面主軸台４４がＺ軸方向へ移動可能に設置され、その背面主軸台４４にはＺ軸方向に延びる背面主軸４５が回転可能に支持されている。そして、主軸４３及び背面主軸４５には円柱状のワークＷを把持可能なコレット４３ａ（背面主軸４５側のコレットは図示されていない）が取り付けられている。

前記主軸台４２と背面主軸台４４との間において、フレーム４１には刃物台４６が主軸台４２の移動方向であるＺ軸方向と直交するＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能に設置されている。刃物台４６には、複数のバイトよりなる工具４７がＸ軸方向に延びるとともにＹ軸方向に所定間隔をおいた状態で並設されている。これらの工具４７は、主軸４３上のワークＷに対してその外周側から切削加工を施す場合に使用される。

前記刃物台４６には前記外周加工用の工具４７に隣接して、複数のドリルやリーマ等よりなる工具４９，５０，５１がＺ軸方向あるいはＹ軸方向に延びるとともにＹ軸方向あるいはＸ軸方向に所定間隔をおいた状態で並設されている。これらの工具４９〜５１は、主軸４３上のワークＷをその側面側または端面側から加工したり、背面主軸４５上のワークＷをその端面側から加工したりする場合に使用される。

次に、前記のような構成の工作機械の動作を制御するための制御装置５５及びその関連構成について説明する。
図２に示すように、この制御装置５５は、ＣＰＵ（中央処理装置）５６、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）５７、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５８、入力部５９、表示部６０、主軸回転制御回路６１、主軸送り制御回路６２、工具送り制御回路６３、背面主軸回転制御回路６４及び背面主軸送り制御回路６５を備えている。この実施形態においては、前記ＣＰＵ５６、ＲＯＭ５７、ＲＡＭ５８により、境界円弧設定手段、距離算出手段、第１算出手段、第２算出手段及び制御手段が構成されている。

前記入力部５９は数値キー等を有するキーボードから構成され、ワークＷの種類や寸法等の加工に関する各種のデータやコマンド等を手動入力する場合等に使用される。表示部６０は液晶ディスプレイ等の表示装置からなる。

前記ＣＰＵ５６は、主軸回転制御回路６１、主軸送り制御回路６２、工具送り制御回路６３、背面主軸回転制御回路６４及び背面主軸送り制御回路６５に対して作動指令を出力する。この出力により、駆動用モータ等よりなる主軸回転駆動装置６６、主軸送り駆動装置６７、工具送り駆動装置６８、背面主軸回転駆動装置６９及び背面主軸送り駆動装置７０を介して、前記主軸４３、主軸台４２、刃物台４６、背面主軸４５及び背面主軸台４４等を作動させる。

前記工具送り駆動装置６８は、ワークＷに対する刃物台４６上の工具４７の後述する切替動作に際して、同刃物台４６をＸ軸方向またはＹ軸方向へ移動させることにより、刃物台４６をワークＷに対する工具４７の進退方向と工具４７の並設方向との２軸方向に沿って移動させるようになっている。従って、この第１実施形態では、工具送り駆動装置６８により、刃物台４６をワークＷに対してＸ軸及びＹ軸方向に相対移動させるように駆動するための駆動手段が構成されている。

なお、この第１実施形態をはじめ、後述の各実施形態において、前記工具４７の切替動作時には、工具４７を支持する刃物台４６と、ワークＷを支持する主軸台４２との間に相対移動が生じればよい。このため、刃物台４６と主軸台４２とのいずれか一方が移動されても、双方が同時に移動されても差し支えない。

前記ＲＯＭ５７には、ワークＷに加工を施すための各種の制御プログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ５６は、ＲＯＭ５７に記憶されたプログラムの進行を制御する。前記ＲＡＭ５８には、加工プログラムや、手動入力されたりＣＰＵ５６の演算により算出されたりした各種のデータ等が一時的に記憶される。例えば、ＲＡＭ５８には、入力部５９から入力された各工具４７に関する工具ピッチ、シャンク幅、刃先の高さ位置等のデータ、ワークＷの半径ｗのデータ、ＣＰＵ５６で算出された後述の図３に示す離間距離ａ，ｂ及び移動境界円弧Ｂ１の半径Ｒ１のデータ等が、それぞれ所定の領域に記憶される。

さらに、ＲＡＭ５８には、後述の図４のフローチャートに示すプログラムにおける演算結果を一時的に保存するための一時保存領域と、演算結果を刃物台４６の動作の制御のために利用できるように保存しておくためのワーキング領域とを有している。

次に、前記のような構成の工作機械において、ワークＷの外周の加工に用いられるバイト等の工具４７を切替える場合の動作手順を、図４に従って説明する。この図４に示すルーチンは、図２のＲＯＭ５７に格納されたプログラムがＣＰＵ５６にて制御されることにより進行する。

なお、図１に示す工作機械では、円柱状のワークＷがＸ軸及びＹ軸方向において固定位置に配置されるとともに、工具４７を支持する刃物台４６がワークＷを支持する主軸台４２に対して、Ｘ軸及びＹ軸の２軸方向に移動されることにより、工具４７の切替動作が行われるように構成されている。この場合、工具４７の切替動作は、刃物台４６と主軸台４２との間に相対移動を生じさせればよく、従って、刃物台４６あるいはワークＷが単独で移動しても、双方が移動してもよい。以下の切替動作説明では、説明の簡便化を図るために、主軸台４２すなわちワークＷ側が刃物台４６に対して、前記Ｘ軸及びＹ軸の２軸方向に移動されるものとし、主軸台４２はＸ，Ｙ２軸方向においては固定されて、移動しないものとする。また、図４の各ステップに関連した図５〜図１３の動作説明図では、工具４７の刃先を単純化のために矩形状に示している。なお、この矩形は、工具の幅と工具の最突出部位置とを工具並設方向とその並設方向に直交する方向とに囲ったものである。

さて、図２に示す入力部５９において、工具切替のための所定の操作または加工プログラムにおいて工具４７を切り替える指令がなされると、図４に示すステップＳ１（以後、「ステップ」を省略する）において、図５に示すように、工具４７Ａ〜４７Ｅの取付位置が特定され、ワークＷ軸心の移動経路Ｔの始点Ｔａと終点Ｔｂとの間に存在する工具４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄが特定される。

次に、Ｓ２においては、特定された工具をスキップするように角部のある移動経路Ｔが確定される。例えば、図６に示すように、工具４７ＡによるワークＷの加工終了後に、工具４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄをスキップして、工具４７Ｅに切替える場合には、直角な角部Ａ１，Ａ２を有する移動経路Ｔが確定される。この場合、工具進退方向（Ｘ軸方向）における角部Ａ１，Ａ２の位置は、工具４７が工具配列方向（Ｙ軸方向）に移動された場合に、最も突出した工具４７ＤとワークＷとの干渉を回避できるように設定される。

なお、このＳ２と前記Ｓ１とはその処理順序を逆転させてもよい。すなわち、Ｓ１においてワークＷ軸心の移動経路Ｔを設定し、Ｓ２において移動経路Ｔ内に存在する工具４７を特定してもよい。

続いて、Ｓ３においては、図７に２点鎖線で示すように、工具４７Ａ〜４７Ｅの領域Ｄが、工具の形状データに基づいて特定される。ここで、工具４７Ａ〜４７Ｅの領域Ｄとは、工具４７Ａ〜４７Ｅが隣接する他の工具４７Ａ〜４７Ｅに対して低い場合、その低い工具４７Ａ〜４７Ｅと隣接する他の高い工具４７Ａ〜４７Ｅまでの空間を含む部分を表すものである。

さらに、Ｓ４においては、図８に示すように、移動経路Ｔの一方の角部Ａ１を形成する互いに交差した第１軸Ａ１ａ及び第２軸Ａ１ｂが移動軸として特定される。すなわち、先行する移動軸が第１軸、後行する移動軸が第２軸として特定される。

その後、Ｓ５では、図９に示すように、移動経路Ｔの角部Ａ１において、第１軸Ａ１ａ及び第２軸Ａ１ｂの移動経路に最も近い工具が特定される。すなわち、角部Ａ１の第１軸Ａ１ａの移動経路に最も近い工具４７Ｂと、第２軸Ａ１ｂの移動経路に最も近い工具４７Ｄとが特定される。

さらに、Ｓ６においては、第１軸Ａ１ａに最も近い工具４７Ｂの角部が、Ｓ７以降のプログラムの処理動作の対象として特定される。
次に、Ｓ７においては、図１０に示すように、第１軸Ａ１ａの移動経路と工具４７Ｂの角部との間の距離ｘ、及び第２軸Ａ１ｂの移動経路と工具４７Ｂの角部との間の距離ｙが算出される。

さらに、Ｓ８においては、図３（ａ）及び図１１に示すように、Ｓ７で算出された距離ｘ，ｙからワークＷの半径ｗを引く演算が実行される。この演算により、工具４７Ｂの角部から両軸Ａ１ａ，Ａ１ｂ上のワークＷの外周面までの最短離間距離ａ，ｂが算出される。つまり、図３（ａ）（ｂ）に示すように、この第１実施形態においては、ワークＷの軸線と工具の延長方向とが直角をなし、工具４７がワークＷの外周面を回るようにして相対移動されるため、工具４７の角部を中心としたワークＷの半径ｗが設定される。

続いて、Ｓ９においては、図３（ａ）及び図１２に示すように、工具４７Ｂの角部におけるワークＷと工具４７Ｂとの相対移動可能な移動境界円弧Ｂが設定される。すなわち、この移動境界円弧Ｂは、第１軸Ａ１ａ及び第２軸Ａ１ｂに内接するとともに、工具４７Ｂの角部を中心としてワークＷの半径ｗで描かれる円弧に外接するように設定される。この移動境界円弧Ｂの半径ｒ１は、前記Ｓ８で算出された離間距離ａ，ｂと、ワークＷの半径ｗとに基づいて、以下の数１により算出される。

さらに、Ｓ１０においては、Ｓ９で算出された工具４７Ｂを対象とする移動境界円弧の半径ｒ１を示すデータがＲＡＭ５８の所定の領域に記憶される。

次に、Ｓ１１においては、移動経路Ｔの角部Ａ１の第２軸Ａ１ｂに最も近い工具４７Ｄまで、移動境界円弧Ｂの設定が終了したか否かが判別される。
工具４７Ｄまでの移動境界円弧Ｂの設定が終了していない場合には、プログラムがＳ１２に進行して、次の工具４７Ｃの角部がプログラムの処理動作実行の対象として特定される。

その後、プログラムがＳ７に戻って、前記工具４７Ｂの場合と同様に、工具４７Ｃの角部についても、Ｓ７における距離ｘ，ｙの算出、Ｓ８における離間距離ａ，ｂの算出、Ｓ９における移動境界円弧Ｂの半径ｒ２の算出、及びＳ１０における移動境界円弧Ｂの半径ｒ２のＲＡＭ５８への記憶の各動作が順に行われる。

さらに、プログラムがＳ１１に進行して、前記の場合と同様にＳ１１における判別、及びＳ１２における次の工具４７Ｄの特定が順に行われる。そして、この工具４７Ｄの角部についても、Ｓ７〜Ｓ１０の各動作が繰り返し実行されて、その移動境界円弧Ｂの半径ｒ３が算出されるとともに、ＲＡＭ５８に記憶される。

一方、前記Ｓ１１において、移動経路Ｔの角部Ａ１の第２軸Ａ１ｂに最も近い工具４７Ｄまで、移動境界円弧Ｂの設定が終了したと判別された場合には、プログラムがＳ１３に進行する。このＳ１３においては、図１３に示すように、前記ＲＡＭ５８に記憶されている各工具４７Ｂ〜４７Ｄの移動境界円弧Ｂの半径ｒ１〜ｒ３の大小が比較され、図３（ａ）に示すように、最小値の半径ｒ１が移動経路Ｔの角部Ａ１の移動境界円弧Ｂ１の半径Ｒ１として設定されて、ＲＡＭ５８の所定の領域に記憶される。

続いて、Ｓ１４においては、移動経路Ｔのすべての角部について、移動境界円弧Ｂ１の設定が終了したか否かが判別される。
移動境界円弧Ｂ１の設定が終了していない場合には、Ｓ１５に進行して、移動経路Ｔの次の角部Ａ２が動作実行の対象として特定される。その後、Ｓ４に戻って、前記移動経路Ｔの角部Ａ１の場合と同様に、この角部Ａ２についても、Ｓ４〜Ｓ１４の各動作が実行される。この場合、前記角部Ａ１における第２軸Ａ１ｂが角部Ａ２の第１軸Ａ２ａとなり、角部Ａ２を介した別の移動経路が第２軸Ａ２ｂとなる。そして、図３（ｂ）に示すように、その角部Ａ２の移動境界円弧Ｂ１の半径Ｒ１が設定され、ＲＡＭ５８の所定の領域に記憶される。

そして、次のＳ１６においては、工具４７Ａから工具４７Ｅへの実際の切替動作に際して、移動経路Ｔの各角部Ａ１，Ａ２にける近似円弧に基づく移動制御が実行される。
ここで、近似円弧とは、図１５及び図１６に示すように、移動体が例えばＸ軸に沿う第１軸上を早送りにより移動している場合において、その移動体を所要のタイミングでＹ軸方向へ早送りによりオーバーラップ移動開始させるとともに、その後Ｘ軸方向への移動を終了させることによって形成された移動軌跡を指す。この近似円弧軌跡を描く移動は、補間制御をともなわない早送りにより実行されるため、迅速な移動が可能である。また、前記移動開始を適宜に設定することにより、その移動開始及び移動終了における加速または減速に基づく所要の曲率の近似円弧による移動軌跡が形成される。ただし、移動境界円弧の外側を移動体が移動する条件を満足するのであれば、Ｘ軸方向とＹ軸方向の移動を同時に開始しても構わない。この場合、移動体の軌跡は移動開始点付近では直線状になるが、以後の説明では、この直線状の動きである場合も含めて近似円弧と称する。

そして、ワークＷが工具４７Ａ〜４７Ｅを支持する刃物台４６に対して、移動経路Ｔの各角部Ａ１，Ａ２において、第１軸Ａ１ａ，Ａ２ａ上から第２軸Ａ１ｂ，Ａ２ｂ上へ相対移動される際には、図１６に示すように、ワークＷが前記移動境界円弧Ｂ１の外側の近似円弧Ｅ１の移動軌跡を通るように移動制御される。

次に、前記Ｓ１６のサブルーチンにおける前記近似円弧Ｅ１の移動制御の詳細を、図１４〜図１８に基づいて説明する。
さて、ＣＰＵ５６の制御のもとで、近似円弧の移動制御が開始されると、図１４のＳ２１において、前記ＲＡＭ５８から移動経路Ｔの各角部Ａ１，Ａ２にける移動境界円弧Ｂ１の半径Ｒ１のデータが読み出される。

次のＳ２２においては、各角部Ａ１，Ａ２において、ワークＷが刃物台４６に対して先行して相対移動されるＸ軸またはＹ軸方向の第１軸と、後から相対移動されるＹ軸またはＸ軸方向の第２軸との間で、第２軸方向への動作開始タイミングが決められた値に設定される。この第２軸の動作開始タイミングは、例えば第２軸の動作開始タイミングを第１軸の動作開始タイミングと一致させるか、第２軸の動作開始タイミングを第１軸の動作開始タイミングに対して若干遅延させるように、ＲＯＭ５７に設定されている。なお、図１５及び図１６は、Ｘ軸が第１軸、Ｙ軸が第２軸になっているため、図５の右側の角部Ａ１の例を示している。

続いて、Ｓ２３においては、図１７（ａ）に示すように、移動境界円弧Ｂ１に対して所定の等間隔角度θごとに複数の接線Ｌ１が算出されるとともに、それらの接線Ｌ１の交点としての交点座標Ｆが算出される。このように、接線Ｌ１が等角度間隔であるため、移動境界円弧Ｂ１の半径線上における各交点座標Ｆと移動境界円弧Ｂ１との間の各距離を等しくすることができる。図１７（ａ）において、接線Ｌ１は、第１軸であるＸ軸及び第２軸であるＹ軸を含めて４本であり、従って、その交点座標Ｆは３箇所に等間隔をおいて設定される。この場合、前記所定角度θは、手動入力等によってあらかじめ設定されたものであり、従って、接線Ｌ１の本数及び交点座標Ｆの数はあらかじめ設定される。

さらに、Ｓ２４においては、前記ワークＷが刃物台４６に対して前記オーバーラップ移動開始タイミングにより作成される近似円弧Ｅ１の軌跡（図１５参照）で相対移動したものと仮定して、図１７（ｂ）及び図１８（ａ）に示すように、そのワークＷが前記交点座標Ｆを通る第２軸方向線としてのＹ軸方向線Ｌ３及び第１軸方向線としてのＸ軸方向線Ｌ２にそれぞれ達するまでの第１時間ｔ１及び第２時間ｔ２が算出される。

次いで、Ｓ２５においては、前記時間ｔ１と時間ｔ２とが比較される。ｔ１＝ｔ２であれば、前記近似円弧Ｅ１の軌跡は交点座標Ｆ上を通過することになる。ｔ１＜ｔ２であれば、図１７（ｂ）に実線で示すように、近似円弧Ｅ１の軌跡は移動境界円弧Ｂ１の外側で、かつ交点座標Ｆを介して移動境界円弧Ｂ１から離隔する外側に位置する。ｔ１＞ｔ２であれば、図１７（ｂ）に２点鎖線で示すように、近似円弧Ｅ１の軌跡は交点座標Ｆよりも移動境界円弧Ｂ１側に位置する。従って、ｔ１≦ｔ２が満足されれば、近似円弧Ｅ１の軌跡が移動境界円弧Ｂ１の内側に入り込むことはないが、ｔ１＞ｔ２の場合には、図１７（ｃ）に２点鎖線で示すように、ワークＷが移動境界円弧Ｂ１の内側を相対移動する可能性があり、ワークＷが工具４７Ａ〜４７Ｅと干渉するおそれがある。

つまり、前記交点座標Ｆと移動境界円弧Ｂ１とは近接しているので、ｔ１＞ｔ２であれば、交点座標Ｆ付近（交点座標Ｆの第１軸方向への延長位置）で、近似円弧Ｅ１の軌跡が移動境界円弧Ｂ１の内側に入り込んでいる可能性がある。さらに、近似円弧Ｅ１の軌跡が交点座標Ｆ付近で移動境界円弧Ｂ１よりも外側であっても、次の交点座標Ｆまでの間で移動境界円弧Ｂ１の内側に入り込むおそれもある。これは、交点間の移動軌跡が直線状に近い場合に、一箇所の交点座標Ｆで内側に入っていれば、その前後の交点座標Ｆとの間の近似円弧Ｅ１の軌跡が移動境界円弧Ｂ１の内側に入り込んでいる可能性が高いためである。

なお、この第１実施形態の動作のように、第１軸が第２軸に対して先行もしくは同時に移動開始するとともに、二つの軸がオーバーラップ移動し、その後に第１軸が第２軸に対して先行もしくは同時に停止するという条件のもとでは、移動軌跡は通常直線状または外側に膨らんだ円弧状の軌跡となり、内側に膨らんだ軌跡とはならない。このため、すべての交点座標Ｆにおいて移動軌跡が外側に存在すれば、すべての移動範囲で移動境界円弧Ｂ１の内側に入り込むことはない。

従って、ｔ１＞ｔ２の場合には、Ｓ２６において、図１８（ｂ）に示すように、ｔ１＝ｔ２とするために、第２軸方向への動作開始タイミングが遅延される。このようにして、ｔ１＝ｔ２またはｔ１＜ｔ２を表すオーバーラップ移動開始タイミングＫのデータが、ＲＡＭ５８の一時保存領域に保存される。

一方、前記Ｓ２５の判別において、ｔ１＝ｔ２またはｔ１＜ｔ２が満足された場合には、プログラムがＳ２７へ移行される。このＳ２７においては、すべての交点座標Ｆについて、Ｓ２３〜Ｓ２６の処理が終了しているか否かが判断され、終了していればプログラムがＳ２８へ進行され、終了していなければＳ２３へ戻る。

続いて、Ｓ２８においては、例えば図５に示す移動経路Ｔ中のすべての角部Ａ１，Ａ２に対してＳ２２〜Ｓ２７の処理が終了しているか否かが判断され、終了していれば、つまり、すべての角部についてオーバーラップ移動開始タイミングＫの設定が終了していれば、プログラムはＳ２９へ移行する。終了していなければＳ２２へ戻り、次の角部に対するオーバーラップ移動開始タイミングＫの処理に移行する。

このようにして、ワークＷが移動境界円弧Ｂ１の外側を相対移動するルートである刃物台４６とワークＷとの相対移動軌跡が算出される。言い換えれば工具４７Ａ〜４７Ｅと干渉しない近似円弧Ｅ１の軌跡を表す早送りのオーバーラップ移動開始タイミングＫが算出され、次のＳ２９において、そのオーバーラップ移動開始タイミングＫのデータがＲＡＭ５８の一時保存領域からワーキング領域に転送されて記憶される。

そして、その後は、工具切替の動作に際してワークＷが刃物台４６に対して、移動境界円弧Ｂ１の外側を近似円弧Ｅ１の軌跡を描きながら早送りで相対移動される。従って、工具４７Ａ〜４７ＥとワークＷの外周面とが干渉するおそれを防止することができるとともに、工具４７Ａ〜４７Ｅの切替を短時間で行うことができて、工作機械の稼働効率を向上させることができる。

なお、図１７（ｄ）に示すように、等角度間隔に設定される接線Ｌ１の本数が多くなるほど、交点座標Ｆが移動境界円弧Ｂ１に接近するため、近似円弧Ｅ１の軌跡を移動境界円弧Ｂ１により接近させることが可能になる。図１７（ａ）（ｂ）では説明を簡略化するため等間隔角度θの値を３０度にした例を示したが、実際には１〜１８度程度に設定されるため、交点座標Ｆは移動境界円弧Ｂ１にかなり近接した位置に存在することになる。従って、この場合には、近似円弧Ｅ１上の移動経路を短くすることが可能になって、工具切替時間をさらに短縮することができる。

なお、例えば、角部Ａ１，Ａ２間の距離が短いような場合、角部Ａ１側の近似円弧と角部Ａ２側の近似円弧とが交差する可能性を否定できない。これに対処するために、図１４のプログラムにおいて、近似円弧の交差の有無を判別する処理を設け、交差する場合には、その交差を避けるために、小さな径の移動境界円弧Ｂ１を設定するように構成してもよい。また、第１軸に対して第２軸が先に移動完了する動作が考えられる場合は、図１４のプログラムにおいて、第１軸と第２軸の移動完了タイミングを合わせるか、第１軸のほうが先に完了するように移動開始タイミングを調整する処理を追加してもよい。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、図１９〜図２９に基づいて前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第２実施形態は、図１に示す工作機械において、刃物台４６上に並設された複数のドリル等の工具４９により、ワークＷの端面を加工する場合において具体化されるものである。この第２実施形態における工具４９の切替動作は、前記ＣＰＵ５６の制御のもとで、図２０に示すルーチンに従って進行する。

なお、この第２実施形態においても、前記第１実施形態の場合と同様に、説明の便宜上、主軸台４２すなわちワークＷ側が刃物台４６に対して、２軸方向（この第２実施形態ではＹ軸，Ｚ軸方向）に移動されて、工具４９の切替動作が行われるものとする。また、図２０の各ステップに関連した図２１〜図２９の動作説明図では、工具４９の刃先を単純化のために、第１実施形態と同様に、矩形状に示している。

さて、図２に示す入力部５９において工具切替の操作がなされると、図２０のＳ１０１において、前記第１実施形態のＳ１の場合と同様に、図２１に示すように、ワーク先端中央を角部のある移動経路Ｔで移動した場合の始点と終点との間の工具４９Ｂ，４９Ｃ，４９Ｄが特定される。

その後、Ｓ１０２〜Ｓ１０４においては、前記第１実施形態のＳ２〜Ｓ４の場合と同様の動作が順に実行される。すなわち、Ｓ１０２においては、図２２に示すように、角部Ａ１，Ａ２が存在する移動経路Ｔが確定される。Ｓ１０３においては、図２３に２点鎖線で示すように、工具４９Ａ〜４９Ｅの領域Ｄが特定される。Ｓ１０４においては、図２４に示すように、移動経路Ｔの角部Ａ１，Ａ２を形成する互いに交差した第１軸Ａ１ａ，Ａ２ａ及び第２軸Ａ１ｂ，Ａ２ｂが特定される。

続いて、Ｓ１０５においては、移動経路Ｔの角部Ａ１，Ａ２について、工具４９Ａ〜４９Ｅの長手方向（進退方向）に動作する軸（Ｚ軸）と、工具４９Ａ〜４９Ｅの長手方向に垂直な方向（並設方向）に動作する軸（Ｙ軸）とが特定される。すなわち、角部Ａ１では、長手方向に動作する軸が第１軸Ａ１ａ、長手方向に垂直な方向に動作する軸が第２軸Ａ１ｂとして特定され、角部Ａ２では、長手方向に動作する軸が第２軸Ａ２ｂ、長手方向に垂直な方向に動作する軸が第１軸Ａ２ａとして特定される。

その後、Ｓ１０６においては、第１実施形態のＳ５の場合と同様に、移動経路Ｔの角部Ａ１，Ａ２において、第１軸Ａ１ａ，Ａ２ａ及び第２軸Ａ１ｂ，Ａ２ｂの移動経路に最も近い工具が特定される。すなわち、図２５に示すように、角部Ａ１では、第１軸Ａ１ａの移動経路に最も近い工具４９Ｂと、第２軸Ａ１ｂの移動経路に最も近い工具４９Ｄとが特定される。また、第２角部Ａ２では、第１軸Ａ２ａの移動経路に最も近い工具４９Ｄと、第２軸Ａ２ｂの移動経路に最も近い工具４９Ｄとが特定される。

さらに、Ｓ１０７においては、第１実施形態のＳ６の場合と同様に、角部Ａ１の第１軸Ａ１ａに最も近い工具４９Ｂの角部が、Ｓ１０８以降の動作の対象として特定される。
次のＳ１０８においては、第１実施形態のＳ７の場合と同様で、図２６に示すように、第１軸Ａ１ａの移動経路と工具４９Ｂの角部との間の距離ｘ、及び第２軸Ａ１ｂの移動経路と工具４９Ｂの角部との間の距離ｙが算出される。

さらに、Ｓ１０９においては、図２７に示すように、Ｓ１０８で算出された距離ｘからワークＷの半径ｗを引くことにより、工具４９Ｂの角部から第１軸Ａ１ａ上のワークＷの外周面までの離間距離ａが算出される。それとともに、Ｓ１０８で算出された距離ｙが、工具４９Ｂの角部から第２軸Ａ１ｂまでの離間距離ｂとして算出される。つまり、この第２実施形態においては、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、ワークＷ及び工具４９の軸線が平行で、工具４９の先端がワークＷの側面から端面に移行するように相対移動されるため、工具４９の側面にワークＷの半径ｗに相当分が設定される。

続いて、Ｓ１１０においては、図２８に示すように、工具４９Ｂの角部におけるワークＷと工具４９Ｂとの相対移動可能な移動境界円弧Ｂが設定される。すなわち、この移動境界円弧Ｂは、第１軸Ａ１ａ及び第２軸Ａ１ｂに内接するとともに、工具４９Ｂの角部から工具並設方向にワークＷの半径ｗに相当する間隔をおいた位置を通るように設定される。また、この移動境界円弧の半径ｒ１は、Ｓ１０９で算出された離間距離ａ，ｂに基づいて、以下の数２により算出される。そして、Ｓ１１１においては、Ｓ１１０で算出された工具４９Ｂを対象とする移動境界円弧の半径ｒ１がＲＡＭ５８の所定の領域に記憶される。

その後、Ｓ１１２〜Ｓ１１７においては、前記第１実施形態におけるＳ１１〜Ｓ１６の場合との動作が実行される。すなわち、Ｓ１１２においては、移動経路Ｔの角部Ａ１の第２軸Ａ１ｂに最も近い工具４９Ｄまで、移動境界円弧の設定が終了したか否かが判別される。移動境界円弧の設定が終了していない場合には、Ｓ１１３に進行して、次の工具４９Ｃの角部が動作実行の対象として特定される。その後、Ｓ１０８に戻って、前記工具４９Ｂの場合と同様に、工具４９Ｃの角部についても、Ｓ１０８における距離ｘ，ｙの算出、Ｓ１０９における離間距離ａ，ｂの算出、Ｓ１１０における移動境界円弧の半径ｒ２の算出、及びＳ１１１における移動境界円弧の半径ｒ２の記憶の各動作が順に行われる。

さらに、プログラムがＳ１１２に進行して、前記の場合と同様にＳ１１２における判別、及びＳ１１３における次の工具４９Ｄの特定が順に行われる。そして、この工具４９Ｄの角部についても、Ｓ１０８〜Ｓ１１１の各動作が繰り返し実行されて、その移動境界円弧の半径ｒ３が算出されるとともに、ＲＡＭ５８に記憶される。

そして、前記Ｓ１１２において、移動経路Ｔの角部Ａ１の第２軸Ａ１ｂに最も近い工具４９Ｄまで、移動境界円弧の設定が終了したと判別された場合には、Ｓ１１４に進行する。このＳ１１４においては、図２９に示すように、前記ＲＡＭ５８に記憶されている各工具４９Ｂ〜４９Ｄの移動境界円弧の半径ｒ１〜ｒ３が比較され、図１９に示すように、最小値の半径ｒ１が移動経路Ｔの角部Ａ１の移動境界円弧Ｂ２の半径Ｒ２として設定されて、ＲＡＭ５８の所定の領域に記憶される。

続いて、Ｓ１１５においては、移動経路Ｔのすべての角部について、移動境界円弧Ｂ２の設定が終了したか否かが判別される。移動境界円弧Ｂ２の設定が終了していない場合には、Ｓ１１６に進行して、移動経路Ｔの次の角部Ａ２が動作実行の対象として特定される。その後、Ｓ１０４に戻って、前記移動経路Ｔの角部Ａ１の場合と同様に、この角部Ａ２についても、Ｓ１０４〜Ｓ１１４の各動作が繰り返し実行されて、その角部Ａ２の移動境界円弧Ｂ２の半径Ｒ２が設定され、ＲＡＭ５８の所定の領域に記憶される。

そして、次のＳ１１７においては、工具４９Ａから工具４９Ｅへの実際の切替動作に際して、移動経路Ｔの各角部Ａ１，Ａ２における近似円弧の移動制御が実行される。すなわち、ワークＷが工具４９Ａ〜４９Ｅを支持する刃物台４６に対して、移動経路Ｔの各角部Ａ１，Ａ２において、第１軸Ａ１ａ，Ａ２ａ上から第２軸Ａ１ｂ，Ａ２ｂ上へ相対移動される際に、前記第１実施形態の場合と同様に、移動境界円弧Ｂ２の外側に近似円弧が設定されて、その近似円弧の移動軌跡を通るように移動制御される。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態の場合とほぼ同様に、ワークＷの端面を加工する工具４９Ａ〜４７Ｅの切替を、ワークＷの外周面と干渉するおそれがなく短時間で行うことができて、工作機械の稼働効率を向上させることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記第１実施形態における図４のＳ１６での近似円弧制御、または第２実施形態における図２０のＳ１１７での近似円弧制御に代えて、図３０及び図３１に示すように、相対移動軌跡が円弧を描くように補間制御を行うこと。

この場合には、半径Ｒ３の円弧補間の経路Ｅ２をあらかじめ設定して、角部Ａ１，Ａ２の移動境界円弧Ｂ１，Ｂ２の半径Ｒ１，Ｒ２と比較する。そして、移動境界円弧Ｂ１，Ｂ２の半径Ｒ１，Ｒ２が円弧補間経路Ｅ２の半径Ｒ３よりも大きい場合には、図３０に示すように、Ｒ３を円弧半径として移動経路開始点から円弧補間を実行する。それに対して、移動境界円弧Ｂ１，Ｂ２の半径Ｒ１，Ｒ２が円弧補間経路Ｅ２の半径Ｒ３よりも小さい場合には、図３１に示すように、Ｒ１またはＲ２を円弧半径として、移動経路開始点からＲ３−Ｒ１またはＲ３−Ｒ２の距離で直線移動させた後に、円弧補間を実行する。

・ 前記各実施形態において、近似円弧制御または円弧補間制御に代えて、ワークＷの相対移動を移動境界円弧Ｂ１，Ｂ２の外側で、第１軸及び第２軸に対して傾斜した直線上を移動されるように移動制御を行うこと。

・ 前記第１，第２実施形態では、ワークＷの相対移動における近似円弧の設定、つまりオーバーラップ移動開始タイミングの設定を図１４に示す演算により実行した。これに代えて、ワークＷの相対移動における第１軸方向における移動量と移動境界円弧の径との関連によりオーバーラップ移動開始タイミングを設定したテーブルを設定し、制御手段がそのテーブルのデータに従って駆動手段の動作を制御するように構成すること。すなわち、前記テーブルは、相対移動軌跡が移動境界円弧の外側に形成されるようした第２軸方向への移動開始タイミングが設定されたデータが羅列される。このように構成すれば、テーブルを参照するのみで、オーバーラップ移動開始タイミングを設定することができ、その設定動作を素早く実行することが可能になる。

・ ワークＷとして、六角柱状，八角柱状等、断面多角形をものを用いること。この場合、ワークＷはその外周のコーナの頂点を通る円周を備えた円柱形状にものとして扱われる。従って、例えば、八角形状のワークの半径は、その中心からコーナの頂点までの距離を示す。

・ 前記各実施形態においては、第１軸と第２軸とが直交する場合を具体例としたが、第１軸と第２軸とが９０度以外の角度で交差する場合においても、この発明を具体化すること。

第１実施形態の移動制御装置を備えた工作機械を示す要部斜視図。 図１の移動制御装置の回路構成を示すブロック図。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ第１実施形態の移動制御装置における工具の切替動作時の移動境界円弧を示す説明図。 同移動制御装置における工具の切替動作時の制御プログラムを示すフローチャート。 図４のフローチャートにおいてＳ１の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ２の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ３の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ４の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ５の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ７の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ８の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ９の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１３の動作を示す説明図。 図４のフローチャートにおける近似円弧制御のサブルーチンを示すフローチャート。 図１４の近似円弧制御においてオーバーラップ移動開始タイミングと近似円弧軌跡との関係を示す線図。 移動境界円弧と近似円弧軌跡との関係を示す線図。 （ａ）〜（ｄ）は、オーバーラップ移動開始タイミングの設定における移動境界円弧と近似円弧との関係を示す線図。 （ａ）（ｂ）は、オーバーラップ移動開始タイミングの設定における第１時間と第２時間との関係を示す線図。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ第２実施形態の移動制御装置における工具の切替動作時の移動境界円弧を示す説明図。 同移動制御装置における工具の切替動作時の制御プログラムを示すフローチャート。 図２０のフローチャートにおいてＳ１０１の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１０２の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１０３の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１０４の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１０６の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１０８の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１０９の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１１０の動作を示す説明図。 同フローチャートにおいてＳ１１４の動作を示す説明図。 図１４の近似円弧制御に代えて円弧補間制御を行う場合の変更例の説明図。 同じく円弧補間制御を行う場合の説明図。 （ａ）〜（ｄ）は従来の工作機械における工具の切替動作を順に示す部分正面図。 図３２の切替動作における工具の移動経路を示す線図。 図３３の工具の移動時における速度変化を示すグラフ。

符号の説明

４２…主軸台、４３…主軸、４６…刃物台、４７，４７Ａ〜４７Ｅ…外周加工用の工具、４９，４９Ａ〜４９Ｅ…端面加工用の工具、５５…制御装置、５６…境界円弧設定手段、距離算出手段及び制御手段を構成するＣＰＵ、５７…同手段を構成するＲＯＭ、５８…同手段を構成するＲＡＭ、６８…駆動手段を構成する工具送り駆動装置、Ｗ…ワーク、ｗ…ワークの半径、Ｂ…移動境界円弧、Ｂ１，Ｂ２…移動境界円弧、Ｒ１，Ｒ２…移動境界円弧の半径、ａ，ｂ…離間距離、Ｔ…移動経路、Ａ１，Ａ２…角部、Ａ１ａ，Ａ２ａ…第１軸、Ａ１ｂ，Ａ２ｂ…第２軸、Ｅ１…近似円弧、Ｋ…オーバーラップ移動開始タイミング、Ｌ…接線、ｔ１…第１時間、ｔ２…第２時間。

Claims (8)

1. ワークを加工する複数の工具が並設された刃物台と、
   その刃物台とワークとの間に第１軸の方向及びその第１軸に交差する第２軸の方向において相対移動を生じさせるとともに、その両軸方向への相対移動をオーバーラップさせることにより、ワークを刃物台の周囲に沿って相対的に移動させるようにした駆動手段とを備え、
   前記工具の切替が前記駆動手段の動作によって実行されるようにした工作機械の移動制御装置において、
   前記第１軸及び第２軸に内接するとともに、ワーク軸心またはワーク先端中央が前記工具の角部から前記ワークの半径分隔てた位置を通るように、移動境界円弧を設定する境界円弧設定手段と、
   前記工具の切替動作において、前記ワークを刃物台の周囲に沿って、前記第１軸上から前記移動境界円弧の外側の移動軌跡を通って第２軸上へ相対移動させるように、前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする工作機械の移動制御装置。
2. 前記境界円弧設定手段は、複数の工具の各角部に対応して移動境界円弧を設定するとともに、複数の移動境界円弧のなかから最も小径の移動境界円弧を選択して、その選択された移動境界円弧を設定することを特徴とする請求項１に記載の工作機械の移動制御装置。
3. 前記境界円弧設定手段は、前記第１軸及び第２軸に内接するとともに、前記工具の前記両軸に近接する側の角部を中心として前記ワークの半径で描かれる円弧に外接するように、移動境界円弧を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械の移動制御装置。
4. 前記ワークが第１軸上及び第２軸上で相対移動される場合において、工具と各軸上のワークの外周面との離間距離を算出する距離算出手段を設け、
   前記境界円弧設定手段は、ワークの半径をｗ、前記距離算出手段にて算出された工具と第１軸上のワークとの離間距離をａ、工具と第２軸上のワークとの離間距離をｂとしたとき、移動境界円弧の半径Ｒ１を数１の式によって算出し、
   

   

   前記制御手段は、工具の切替動作において、ワークの第１軸上から第２軸上への移動軌跡が前記半径Ｒ１の円弧の外側となるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の工作機械の移動制御装置。
5. 前記境界円弧設定手段は、前記第１軸及び第２軸に内接するとともに、前記工具の前記両軸に近接する側の角部から工具並設方向に前記ワークの半径に相当する間隔をおいた位置を通るように、移動境界円弧を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械の移動制御装置。
6. 前記ワークが第１軸上及び第２軸上で相対移動される場合において、工具と工具並設方向における一方の軸上のワークの外周面との離間距離、及び前記工具と工具進退方向における他方の軸との離間距離を算出する距離算出手段を設け、
   前記境界円弧設定手段は、ワークの半径をｗ、前記距離算出手段にて算出された工具と一方の軸上のワークとの離間距離をａ、工具と他方の軸との離間距離をｂとしたとき、移動境界円弧の半径Ｒ２を数２の式によって算出し、
   

   

   前記制御手段は、工具の切替動作において、ワークの第１軸上から第２軸上への移動軌跡が前記半径Ｒ２の円弧の外側となるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の工作機械の移動制御装置。
7. 前記駆動手段は、刃物台に対するワークの両軸方向へのオーバーラップ相対移動に際して、その両軸方向への相対移動を早送りによって行わせ、
   前記制御手段は、設定されたタイミングでオーバーラップ移動開始が実行されるように、前記駆動手段の動作を制御することを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の工作機械の移動制御装置。
8. 前記境界円弧に対する複数の接線と、各接線の交点とを算出する第１算出手段と、
   前記オーバーラップ移動開始から、前記相対移動の移動軌跡が前記交点を通る前記第１軸と平行な第１軸方向線及び第２軸と平行な第２軸方向線にそれぞれ達するまでの第１時間及び第２時間を算出する第２算出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第２時間が第１時間より短い場合は、少なくとも両時間が等しくなるように前記相対移動のオーバーラップ移動開始タイミングを遅延させることを特徴とする請求項７に記載の工作機械の移動制御装置。

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