JP2018173680A - Numerical control apparatus and control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a numerical control apparatus and a control method capable of reducing a load applied to a machine tool during a tool change operation.SOLUTION: A CPU of a numerical control apparatus sets a low speed section to a position where a roller provided on the column contacts a Z-axis cam fixed to a lever member while an upward stroke in a tool change operation. Therefore, the numerical control apparatus can reduce sound and mechanical load generated when the roller contacts the Z axis cam during the upward stroke. Further, the CPU sets to changeable acceleration/deceleration speed Au decelerating before the low speed section set in the upward stroke and acceleration/deceleration speed Bu accelerating after the low speed section. By making the acceleration/deceleration speed Au and the acceleration/deceleration speed Bu smaller than acceleration/deceleration speed X at the start of movement, the CPU can reduce the mechanical load generated when the members slide before and after the low speed section. The CPU sets also the low speed section and the acceleration/deceleration speed in a descending stroke in the same way as in the upward stroke.SELECTED DRAWING: Figure 22

Description

本発明は、数値制御装置と制御方法に関する。   The present invention relates to a numerical control device and a control method.

特許文献1に記載の数値制御装置は、工具交換時に主軸ヘッドを昇降する間に、部材と部材が接触する時に発生する音と機械負荷を低減する。数値制御装置は、主軸ヘッドの上昇時に最高速で移動を開始した後、第一位置で減速を開始し、主軸ヘッド内部に設けたレバーの一端部に固定するカムのカム面が、コラム前面に設けたローラに接触する第二位置で、主軸ヘッドの移動速度を低速にする。カム面に対してローラが相対的に摺動すると、レバーは揺動し、主軸内部に設けた把持機構を操作して主軸に装着する工具のクランプを解除する。主軸ヘッドが第二位置を過ぎると、数値制御装置は主軸ヘッドの移動速度を最高速に切り替える。主軸ヘッドがATC原点に到達して停止すると、工具マガジンは回転して次工具を工具交換位置に割り出す。数値制御装置は、主軸ヘッドの下降時に最高速で移動を開始した後、第三位置で減速を開始し、主軸に次工具が装着する第四位置で、主軸ヘッドの移動速度を低速にする。第四位置を過ぎると、数値制御装置は主軸ヘッドの移動速度を最高速に切り替える。   The numerical control device described in Patent Document 1 reduces the noise and mechanical load generated when a member comes into contact with the spindle head while the spindle head is raised and lowered during tool replacement. The numerical controller starts moving at the highest speed when the spindle head is raised, then starts deceleration at the first position, and the cam surface of the cam fixed to one end of the lever provided inside the spindle head is located on the front of the column. The moving speed of the spindle head is reduced at the second position where it contacts the provided roller. When the roller slides relative to the cam surface, the lever swings and operates a gripping mechanism provided inside the main shaft to release the clamp of the tool mounted on the main shaft. When the spindle head passes the second position, the numerical controller switches the moving speed of the spindle head to the highest speed. When the spindle head reaches the ATC origin and stops, the tool magazine rotates to index the next tool at the tool change position. The numerical control device starts moving at the highest speed when the spindle head descends, then starts deceleration at the third position, and lowers the moving speed of the spindle head at the fourth position where the next tool is mounted on the spindle. After the fourth position, the numerical controller switches the moving speed of the spindle head to the highest speed.

特許第6051937号公報Japanese Patent No. 6051937

特許文献1に記載の数値制御装置は、工具交換における主軸ヘッドの上昇と下降時にて、部材と部材が接触する第二位置と第四位置で主軸ヘッドの移動速度を低速にすることで、工具交換時に発生する音と機械負荷を低減するが、主軸ヘッド移動時の加減速度は一定で変更できない。例えばローラがカム面の曲線部に接触する区間は、ローラの接触方向に加速度を生じるので、カムには、接触方向の加速度にカムの質量を乗じた力がかかる。故にローラがカム面の曲線部に接触する区間で、主軸ヘッド移動時の加減速度が大きいと、カムにかかる負荷が大きくなるという問題点があった。   The numerical control device described in Patent Literature 1 reduces the moving speed of the spindle head at the second position and the fourth position where the member comes into contact with each other when the spindle head is raised and lowered during tool change. The noise and mechanical load generated during replacement are reduced, but the acceleration / deceleration during movement of the spindle head is constant and cannot be changed. For example, in a section where the roller is in contact with the curved portion of the cam surface, acceleration occurs in the contact direction of the roller. Therefore, a force obtained by multiplying the acceleration in the contact direction by the mass of the cam is applied to the cam. Therefore, when the acceleration / deceleration during the movement of the spindle head is large in the section where the roller contacts the curved portion of the cam surface, there is a problem that the load applied to the cam increases.

本発明の目的は、工具交換動作時に工作機械にかかる負荷を低減できる数値制御装置と制御方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the numerical control apparatus and control method which can reduce the load concerning a machine tool at the time of a tool exchange operation.

請求項1の数値制御装置は、被削材の加工を行う加工領域と工具交換を行うATC領域との間で往復移動可能に設けた主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを往復移動可能に支持する移動機構と、前記主軸ヘッドが回転可能に支持し、工具を保持する主軸と、前記主軸ヘッドを前記ATC領域内で往復移動することにより前記主軸に装着する現工具を次工具に交換する工具交換が可能な工作機械を制御するものであって、前記移動機構の動作を制御する制御部を備えた数値制御装置において、前記制御部は、前記ATC領域内において、前記主軸ヘッドが移動するときの加減速度を変更可能に設定する設定部を備えたことを特徴とする。本発明は、ATC領域内で工具交換を行う際、主軸ヘッドが移動するときの加減速度を自由に設定できるので、主軸ヘッドの速度パターンを適切に変更することで、工作機械にかかる負荷を軽減しつつ工具交換時間を短縮できる。「加減速度」とは、加速するときの加速度と、減速するときの加速度の両方を含む概念である。   The numerical control device according to claim 1 is a spindle head provided so as to be capable of reciprocating between a machining area for machining a workpiece and an ATC area for exchanging a tool, and a movement for supporting the spindle head so as to be reciprocally movable. A tool changer for exchanging a current tool attached to the spindle by a reciprocating movement of the spindle head in the ATC region and a next tool by a mechanism, a spindle that the spindle head rotatably supports and holding the tool; In a numerical control device that controls a possible machine tool and includes a control unit that controls the operation of the moving mechanism, the control unit adjusts when the spindle head moves in the ATC region. A setting unit for setting the speed to be changeable is provided. In the present invention, when changing the tool in the ATC region, the acceleration / deceleration when the spindle head moves can be freely set, so the load on the machine tool is reduced by appropriately changing the spindle head speed pattern. However, the tool change time can be shortened. “Acceleration / deceleration” is a concept that includes both acceleration when accelerating and acceleration when decelerating.

請求項2の数値制御装置の前記制御部は、第一速度で移動を開始した前記主軸ヘッドの移動速度を、前記ATC領域内において、前記第一速度よりも低速の第二速度に切替える区間である低速区間を設定する低速区間設定部を備え、前記設定部は、前記低速区間の前で前記第一速度から前記第二速度に減速するときの第一加減速度を設定する第一設定部と、前記低速区間の後で前記第二速度から前記第二速度よりも高速である第三速度に加速するときの第二加減速度を設定する第二設定部とを備えるとよい。工作機械はATC領域内で主軸ヘッドを往復移動することで工具の脱着を行うので、本発明はATC領域内に低速区間を設けることで、工具交換の為に部材間が衝突することで生じる衝撃を軽減できる。本発明は低速区間の前後における加減速度を自由に設定できるので、工具交換の為に部材間が摺動することで工作機械にかかる負荷を軽減しつつ工具交換時間を短縮できる。低速区間は少なくともATC領域が入っていればよく、例えばATC領域からはみ出て設定しても良い。   The control unit of the numerical control device according to claim 2 is a section in which the moving speed of the spindle head that has started moving at the first speed is switched to a second speed that is lower than the first speed in the ATC region. A first speed setting unit for setting a first acceleration / deceleration when decelerating from the first speed to the second speed before the low speed section; And a second setting unit that sets a second acceleration / deceleration when accelerating from the second speed to a third speed that is faster than the second speed after the low speed section. Since the machine tool removably moves the spindle head in the ATC region, the tool is attached and detached. Therefore, the present invention provides a low-speed section in the ATC region, so that the impact caused by collision between members for tool replacement. Can be reduced. In the present invention, the acceleration / deceleration before and after the low speed section can be set freely, so that the tool change time can be shortened while reducing the load applied to the machine tool by sliding between the members for tool change. The low speed section only needs to include at least the ATC area. For example, the low speed section may be set so as to protrude from the ATC area.

請求項3の数値制御装置は、前記工作機械は、基台に設け、前記移動機構で前記主軸ヘッドを昇降可能に支持するコラムと、複数の工具を保持可能で且つ前記コラムに対して旋回可能に設けた工具マガジンと、前記主軸に装着した前記工具を保持する工具保持機構と、前記主軸に設け、前記工具保持機構を押圧することにより前記主軸に装着した前記工具を開放する押圧部材と、前記主軸ヘッドに設け、前記主軸ヘッドを前記工具マガジンが旋回する位置であるATC原点に向けて上昇する上昇行程と、前記主軸ヘッドを前記ATC原点から下降する下降行程において、前記押圧部材を操作する操作部材とを備えるものであって、前記低速区間設定部は、前記上昇行程において、少なくとも前記操作部材を作動させる為のカムと、前記カムのカム面に摺動する摺動部とが互いに離間した状態から接触する位置に前記低速区間を設定する上昇時低速区間設定部と、前記下降行程において、少なくとも前記工具が前記主軸に装着する位置に前記低速区間を設定する下降時低速区間設定部とを備え、前記第一設定部は、前記上昇行程における前記第一加減速度を設定する上昇時第一設定部と、前記下降行程における前記第一加減速度を設定する下降時第一設定部とを備え、前記第二設定部は、前記上昇行程における前記第二加減速度を設定する上昇時第二設定部と、前記下降行程における前記第二加減速度を設定する下降時第二設定部と
を備えるとよい。本発明は上昇行程と下降行程の夫々において、低速区間を設定できる。上昇行程時、少なくともカムと摺動部とが互いに離間した状態から接触する位置に低速区間を設定するので、本発明は、カムと摺動部とが接触するときに発生する音と機械負荷を軽減できる。下降行程時、少なくとも工具が主軸に装着する位置に低速区間を設定するので、本発明は、工具が主軸に接触するときに発生する音と機械負荷を軽減できる。更に本発明は、上昇行程及び下降行程の夫々において、低速区間前後の第一加減速度と第二加減速度を自由に設定できるので、上昇行程と下降行程における速度パターンを個別に設定できる。故に本発明は上昇行程及び下降行程の夫々における部材間同士の接触、摺動等のタイミングを考慮して加減速度を設定することで、上昇行程及び下降行程に発生する機械負荷を低減できる。
The numerical control apparatus according to claim 3, wherein the machine tool is provided on a base, and a column that supports the spindle head so as to be movable up and down by the moving mechanism, and can hold a plurality of tools and can pivot with respect to the column. A tool magazine provided on the spindle, a tool holding mechanism for holding the tool mounted on the spindle, a pressing member provided on the spindle and releasing the tool mounted on the spindle by pressing the tool holding mechanism; Provided in the spindle head, and operating the pressing member in an ascending stroke in which the spindle head is raised toward the ATC origin where the tool magazine is rotated, and in a descending stroke in which the spindle head is lowered from the ATC origin. An operation member, wherein the low-speed section setting unit includes at least a cam for operating the operation member in the ascending stroke; A rising low speed section setting section that sets the low speed section at a position where the sliding sections that slide on the sliding surface come into contact with each other from a state of being separated from each other, and at least a position where the tool is mounted on the spindle in the lowering stroke A low-speed section setting unit for lowering that sets the low-speed section, and the first setting section includes a first setting section for rising that sets the first acceleration / deceleration in the upward stroke, and the first in the downward stroke. A first setting unit for lowering for setting acceleration / deceleration, and the second setting unit includes a second setting unit for rising for setting the second acceleration / deceleration in the upward stroke, and the second acceleration / deceleration in the downward stroke. It is good to provide the 2nd setting part at the time of descent which sets speed. In the present invention, the low speed section can be set in each of the up stroke and the down stroke. Since the low speed section is set at a position where at least the cam and the sliding portion come into contact with each other during the ascent stroke, the present invention reduces the sound and mechanical load generated when the cam and the sliding portion come into contact. Can be reduced. Since the low speed section is set at least at a position where the tool is mounted on the spindle during the down stroke, the present invention can reduce the noise and mechanical load generated when the tool contacts the spindle. Further, according to the present invention, the first acceleration / deceleration and the second acceleration / deceleration before and after the low speed zone can be freely set in each of the ascending stroke and the descending stroke, so that the speed patterns in the ascending stroke and the descending stroke can be individually set. Therefore, according to the present invention, the mechanical load generated in the ascending stroke and the descending stroke can be reduced by setting the acceleration / deceleration in consideration of the timing of contact and sliding between members in each of the ascending stroke and the descending stroke.

請求項4の数値制御装置の、少なくとも、前記上昇時第一設定部が設定する前記第一加減速度、前記上昇時第二設定部が設定する前記第二加減速度、及び前記下降時第二設定部が設定する前記第二加減速度は、前記主軸ヘッドの移動開始時に前記第一速度に加速するときの移動開始時加減速度、及び前記主軸ヘッドが前記第三速度から減速して停止するときの移動停止時加減速度よりも小さい値であるとよい。少なくとも上昇行程における第一加減速度及び第二加減速度、及び下降行程における第二加減速度は、移動開始時加減速度、及び移動停止時加減速度よりも小さい値であるので、工具交換において、工作機械にかかる負荷を軽減できる。「加減速度が小さい」とは、加速するときの加速度、減速するときの加速度が小さいことを意味する。   5. The numerical control device according to claim 4, wherein at least the first acceleration / deceleration set by the first setting unit at the time of rising, the second acceleration / deceleration set by the second setting unit at the time of rising, and the second setting at the time of lowering. The second acceleration / deceleration set by the unit is the acceleration / deceleration at the start of movement when accelerating to the first speed at the start of movement of the spindle head, and when the spindle head is decelerated from the third speed and stopped. It is preferable that the value is smaller than the acceleration / deceleration during movement stop. At least the first acceleration / deceleration and the second acceleration / deceleration in the upward stroke and the second acceleration / deceleration in the downward stroke are smaller than the acceleration / deceleration at the start of movement and the acceleration / deceleration at the time of movement stop. Can reduce the load. “Small acceleration / deceleration” means that the acceleration when accelerating and the acceleration when decelerating are small.

請求項5の制御方法は、被削材の加工を行う加工領域と工具交換を行うATC領域との間で往復移動可能に設けた主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを往復移動可能に支持する移動機構と、前記主軸ヘッドが回転可能に支持し、工具を保持する主軸と、前記主軸ヘッドを前記ATC領域内で往復移動することにより前記主軸に装着する現工具を次工具に交換する工具交換が可能な工作機械を制御する数値制御装置であって、前記移動機構の動作を制御する制御工程を備える数値制御装置の制御方法において、前記制御工程は、前記ATC領域内において、前記主軸ヘッドが移動するときの加減速度を変更可能に設定する設定工程を備えたことを特徴とする。数値制御装置は上記制御工程の設定工程を行うので、請求項1に記載の効果を得ることができる。   A control method according to claim 5 includes: a spindle head provided so as to be reciprocally movable between a machining area for machining a work material and an ATC area for exchanging a tool; and a moving mechanism for supporting the spindle head so as to be reciprocally movable. The main spindle head is rotatably supported and the main spindle that holds the tool, and the tool change that replaces the current tool attached to the main spindle with the next tool by reciprocating the main spindle head in the ATC region is possible. A numerical control apparatus for controlling a simple machine tool, comprising: a control process for controlling an operation of the moving mechanism, wherein the spindle head moves in the ATC region. And a setting step for setting the acceleration / deceleration at the time to be changeable. Since the numerical controller performs the setting process of the control process, the effect described in claim 1 can be obtained.

上述した請求項1−4の発明は、任意に組み合わせることができる。例えば請求項1の全部又は一部を備えずに他の請求項2−4の少なくとも何れか1つの構成を備えたものとしても良い。但し特に、請求項1の構成を備えて、請求項2−4の少なくとも何れか1つの構成と組み合わせを備えると良い。請求項1−4の任意の構成要素を抽出し、組み合わせても良い。本出願人はこれらのような構成についても特許権を取得する意思を有する。   The above inventions of claims 1-4 can be arbitrarily combined. For example, not all or part of claim 1 but also at least one of the other claims 2-4 may be provided. However, in particular, the configuration of claim 1 may be provided, and at least one of the configurations and combinations of claims 2-4 may be provided. Any constituent elements of claims 1 to 4 may be extracted and combined. The present applicant intends to obtain a patent right for such a configuration.

工作機械1の斜視図。1 is a perspective view of a machine tool 1. 工作機械1の上半分の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the upper half of the machine tool 1. 数値制御装置30と工作機械1の電気的構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the numerical control device 30 and the machine tool 1. Z430に位置する主軸ヘッド7周囲の右側面図。The right side view around the spindle head 7 located at Z430. Z490に位置する主軸ヘッド7周囲の右側面図。The right side view around the spindle head 7 located at Z490. Z493に位置する主軸ヘッド7周囲の右側面図。The right side view around the spindle head 7 located at Z493. Z520に位置する主軸ヘッド7周囲の右側面図。The right side view around the spindle head 7 located at Z520. Z530に位置する主軸ヘッド7周囲の右側面図。The right side view around the spindle head 7 located at Z530. Z536に位置する主軸ヘッド7周囲の右側面図。The right side view around the spindle head 7 located at Z536. 上昇行程における各Z軸座標を示す図。The figure which shows each Z-axis coordinate in an ascending stroke. 下降行程における各Z軸座標を示す図。The figure which shows each Z-axis coordinate in a downward stroke. ATC領域内における上昇行程の速度パターンを示す図表。The chart which shows the speed pattern of the up stroke in the ATC field. ATC領域内における下降行程の速度パターンを示す図表。The chart which shows the speed pattern of the downward stroke in an ATC area. Z100からATC原点までの上昇行程の速度パターンを示す図表。The chart which shows the speed pattern of the up stroke from Z100 to the ATC origin. Z100からATC原点までの上昇行程の加減速度パターンを示す図表。The table | surface which shows the acceleration / deceleration pattern of the raising process from Z100 to ATC origin. ATC原点からZ100までの下降行程の速度パターンを示す図表。The chart which shows the speed pattern of the downward stroke from ATC origin to Z100. ATC原点からZ100までの下降行程の加減速度パターンを示す図表。The chart which shows the acceleration / deceleration pattern of the downward stroke from ATC origin to Z100. ATC原点からZ100までの下降行程の速度パターンの変形例を示す図表。The table | surface which shows the modification of the speed pattern of the downward stroke from ATC origin to Z100. ATC原点からZ100までの下降行程の加減速度パターンの変形例を示す図表。The table | surface which shows the modification of the acceleration / deceleration pattern of the downward stroke from ATC origin to Z100. パラメータ設定処理の流れ図。The flowchart of a parameter setting process. 上昇行程制御処理の流れ図。The flowchart of an up stroke control process. Z100からATC原点までの上昇行程の速度パターンを示す図表。The chart which shows the speed pattern of the up stroke from Z100 to the ATC origin. 下降行程制御処理の流れ図。The flowchart of a downward stroke control process. ATC原点からZ100までの下降行程の速度パターンを示す図表。The chart which shows the speed pattern of the downward stroke from ATC origin to Z100.

本発明の実施形態を説明する。以下説明は図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。工具交換装置20の向きもこれに倣う。Z軸原点とはZ軸の機械原点をいう。機械原点とは、X軸、Y軸の機械座標が零である位置、Z軸の機械座標が被削材を加工可能な上限位置となる位置である。以下説明で、「主軸9に工具4を装着する」とは、「主軸9に工具ホルダ17を装着する」と同じ意味である。   An embodiment of the present invention will be described. In the following description, left, right, front, back, and top and bottom indicated by arrows in the figure are used. The left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction of the machine tool 1 are the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction of the machine tool 1, respectively. The direction of the tool changer 20 follows this. The Z-axis origin refers to the Z-axis mechanical origin. The machine origin is a position where the machine coordinates of the X axis and the Y axis are zero, and the machine coordinate of the Z axis is a position at which the work material can be machined. In the following description, “attaching the tool 4 to the spindle 9” has the same meaning as “attaching the tool holder 17 to the spindle 9”.

図1,図2を参照し、工作機械1の構造を説明する。工作機械1は、ベース2、コラム5、主軸ヘッド7、主軸9、制御箱6、テーブル10、工具交換装置20、操作パネル24等を備える。ベース2は略直方体状の鉄製土台である。コラム5はベース2上部後方に立設する。主軸ヘッド7はコラム5前面に設けた後述するZ軸移動機構22(図2参照)で上下方向に移動可能に設ける。主軸ヘッド7は内部に主軸9を回転可能に支持する。主軸9は工具ホルダ17(図2参照)を装着し、主軸モータ52の駆動で回転する。主軸モータ52は主軸ヘッド7上部に固定する。工具ホルダ17は工具4を保持する。制御箱6は数値制御装置30(図3参照)を格納する。数値制御装置30は工作機械1の動作を制御する。テーブル10はベース2上部中央に設け、X軸モータ53、Y軸モータ54(図3参照)、X軸−Y軸ガイド機構(図示略)で、X軸方向とY軸方向に移動可能である。   The structure of the machine tool 1 will be described with reference to FIGS. The machine tool 1 includes a base 2, a column 5, a spindle head 7, a spindle 9, a control box 6, a table 10, a tool changer 20, an operation panel 24, and the like. The base 2 is a substantially rectangular parallelepiped iron base. The column 5 is erected on the upper rear side of the base 2. The spindle head 7 is provided so as to be movable in the vertical direction by a Z-axis moving mechanism 22 (see FIG. 2) described later provided on the front surface of the column 5. The spindle head 7 supports the spindle 9 rotatably inside. The spindle 9 is mounted with a tool holder 17 (see FIG. 2) and is rotated by driving of the spindle motor 52. The spindle motor 52 is fixed to the upper part of the spindle head 7. The tool holder 17 holds the tool 4. The control box 6 stores a numerical control device 30 (see FIG. 3). The numerical control device 30 controls the operation of the machine tool 1. The table 10 is provided at the upper center of the base 2 and is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by an X-axis motor 53, a Y-axis motor 54 (see FIG. 3), and an X-axis-Y-axis guide mechanism (not shown). .

工具交換装置20は円盤状の工具マガジン21を備える。工具マガジン21は左右一対のフレーム8でコラム5前面側に支持する。工具マガジン21は外周に複数のグリップアーム90を放射状に支持する。グリップアーム90は工具ホルダ17を着脱自在に保持する。工具交換装置20は工具マガジン21を旋回して工具交換指令が指示する工具を工具交換位置に割出して位置決めする。工具交換指令はNCプログラムで指令する。工具交換位置は工具マガジン21の最下部位置である。工具交換装置20は主軸9に装着する工具4と工具交換位置にある次工具とを交換する。操作パネル24は入力部25と表示部28を備える(図3参照)。作業者は入力部25で、NCプログラム、工具の種類、工具情報、各種パラメータ等を入力する。作業者が入力部25を操作すると、表示部28は各種入力画面と操作画面等を表示する。   The tool changer 20 includes a disk-shaped tool magazine 21. The tool magazine 21 is supported on the front side of the column 5 by a pair of left and right frames 8. The tool magazine 21 supports a plurality of grip arms 90 radially on the outer periphery. The grip arm 90 detachably holds the tool holder 17. The tool changer 20 turns the tool magazine 21 to index and position the tool indicated by the tool change command at the tool change position. The tool change command is commanded by the NC program. The tool change position is the lowest position of the tool magazine 21. The tool changer 20 exchanges the tool 4 attached to the spindle 9 and the next tool at the tool change position. The operation panel 24 includes an input unit 25 and a display unit 28 (see FIG. 3). An operator inputs an NC program, a tool type, tool information, various parameters, and the like through the input unit 25. When the operator operates the input unit 25, the display unit 28 displays various input screens and operation screens.

図2に示す如く、Z軸移動機構22は一対のZ軸リニアガイド(図示略)、Z軸ボール螺子26、Z軸モータ51(図3参照)を備える。Z軸リニアガイドはZ軸方向に延び且つ主軸ヘッド7をZ軸方向に案内する。Z軸ボール螺子26は一対のZ軸リニアガイドの間に配置し、上側軸受部27と下側軸受部(図示略)により回転可能に設ける。主軸ヘッド7は背面にナット29を備える。ナット29はZ軸ボール螺子26に螺合する。Z軸モータ51はZ軸ボール螺子26を正逆方向に回転する。故に主軸ヘッド7はナット29と共にZ軸方向に移動する。   As shown in FIG. 2, the Z-axis moving mechanism 22 includes a pair of Z-axis linear guides (not shown), a Z-axis ball screw 26, and a Z-axis motor 51 (see FIG. 3). The Z-axis linear guide extends in the Z-axis direction and guides the spindle head 7 in the Z-axis direction. The Z-axis ball screw 26 is disposed between a pair of Z-axis linear guides and is rotatably provided by an upper bearing portion 27 and a lower bearing portion (not shown). The spindle head 7 includes a nut 29 on the back surface. The nut 29 is screwed into the Z-axis ball screw 26. The Z-axis motor 51 rotates the Z-axis ball screw 26 in the forward and reverse directions. Therefore, the spindle head 7 moves in the Z-axis direction together with the nut 29.

図2を参照し、主軸ヘッド7の内部構造を説明する。主軸ヘッド7は内部に主軸9を回転可能に支持する。主軸9は上下方向に延びる。主軸9は主軸モータ52の下方に延びる駆動軸にカップリング23で連結する。主軸9は、テーパ装着穴18、ホルダ挟持部19、ドローバ69を備える。テーパ装着穴18は主軸9下端部に設ける。テーパ装着穴18は主軸ヘッド7下部に位置する。ホルダ挟持部19はテーパ装着穴18上方に設ける。ドローバ69は主軸9の中心を通る軸孔内に同軸上に挿入する。図示外のバネはドローバ69を上方に常時付勢する。   The internal structure of the spindle head 7 will be described with reference to FIG. The spindle head 7 supports the spindle 9 rotatably inside. The main shaft 9 extends in the vertical direction. The main shaft 9 is connected to a drive shaft extending below the main shaft motor 52 by a coupling 23. The main shaft 9 includes a taper mounting hole 18, a holder clamping portion 19, and a draw bar 69. The taper mounting hole 18 is provided at the lower end of the main shaft 9. The taper mounting hole 18 is located below the spindle head 7. The holder clamping part 19 is provided above the taper mounting hole 18. The draw bar 69 is coaxially inserted into an axial hole passing through the center of the main shaft 9. A spring (not shown) constantly urges the draw bar 69 upward.

工具ホルダ17は一端側に工具4を保持し、他端側にテーパ装着部17Aとプルスタッド17Bを備える。テーパ装着部17Aは略円錐状である。プルスタッド17Bはテーパ装着部17Aの頂上部から軸方向に突出する。テーパ装着部17Aは主軸9のテーパ装着穴18に装着する。テーパ装着穴18にテーパ装着部17Aを装着すると、ホルダ挟持部19はプルスタッド17Bを挟持する。ドローバ69がホルダ挟持部19を下方に押圧すると、ホルダ挟持部19はプルスタッド17Bの挟持を解除する。   The tool holder 17 holds the tool 4 on one end side, and includes a taper mounting portion 17A and a pull stud 17B on the other end side. The taper mounting portion 17A is substantially conical. The pull stud 17B protrudes in the axial direction from the top of the taper mounting portion 17A. The taper mounting portion 17A is mounted in the taper mounting hole 18 of the main shaft 9. When the taper mounting portion 17A is mounted in the taper mounting hole 18, the holder clamping portion 19 clamps the pull stud 17B. When the draw bar 69 presses the holder holding part 19 downward, the holder holding part 19 releases the holding of the pull stud 17B.

主軸ヘッド7は後方上部内側にレバー部材60を備える。レバー部材60は略L字型で支軸61を中心に揺動自在である。支軸61は主軸ヘッド7内部に固定する。レバー部材60は縦方向レバー63と横方向レバー62を備える。縦方向レバー63は支軸61からコラム5側に対して斜め上方に延びて中間部65で上方に折曲して更に上方に延びる。横方向レバー62は支軸61からコラム5前方に略水平に延びる。横方向レバー62の先端部はドローバ69に直交して突設するピン58に上方から係合可能である。   The spindle head 7 is provided with a lever member 60 inside the rear upper part. The lever member 60 is substantially L-shaped and can swing around a support shaft 61. The support shaft 61 is fixed inside the spindle head 7. The lever member 60 includes a vertical lever 63 and a horizontal lever 62. The longitudinal lever 63 extends obliquely upward from the support shaft 61 to the column 5 side, bends upward at the intermediate portion 65, and further extends upward. The lateral lever 62 extends substantially horizontally from the support shaft 61 to the front of the column 5. The front end of the lateral lever 62 can be engaged from above with a pin 58 projecting perpendicularly to the draw bar 69.

縦方向レバー63は上端部背面にZ軸カム66を備える。Z軸カム66は右側面視台形状に形成する。Z軸カム66はコラム5側にカム面を備える。カム面は傾斜部66Aと直線部66Bを備える。傾斜部66Aは、カム面上部から後方に対して斜め下方に傾斜する部分である。傾斜部66Aは途中に急傾斜部66Cを備える。急傾斜部66Cは、傾斜部66Aのうち傾斜角が一番きつい部分である。直線部66Bは傾斜部66Aの下部から下方に直線状に延びる部分である。Z軸カム66のカム面は、上側軸受部27に固定したローラ67と接離可能である。主軸ヘッド7の昇降により、ローラ67はZ軸カム66のカム面を相対的に摺動する。引張バネ68は縦方向レバー63と主軸ヘッド7との間に弾力的に設ける。レバー部材60を右側面から見た場合、引張バネ68はレバー部材60を時計回りに常時付勢する。故にレバー部材60は横方向レバー62によるピン58の下方向への押圧を常時解除する方向に付勢される。   The vertical lever 63 includes a Z-axis cam 66 on the back of the upper end. The Z-axis cam 66 is formed in a trapezoidal shape when viewed from the right side. The Z-axis cam 66 has a cam surface on the column 5 side. The cam surface includes an inclined portion 66A and a straight portion 66B. The inclined portion 66A is a portion inclined obliquely downward with respect to the rear from the upper portion of the cam surface. The inclined portion 66A includes a steeply inclined portion 66C on the way. The steeply inclined portion 66C is the portion where the inclination angle is the tightest among the inclined portions 66A. The straight portion 66B is a portion that linearly extends downward from the lower portion of the inclined portion 66A. The cam surface of the Z-axis cam 66 can be brought into contact with and separated from the roller 67 fixed to the upper bearing portion 27. As the spindle head 7 moves up and down, the roller 67 slides relatively on the cam surface of the Z-axis cam 66. The tension spring 68 is elastically provided between the longitudinal lever 63 and the spindle head 7. When the lever member 60 is viewed from the right side, the tension spring 68 constantly urges the lever member 60 clockwise. Therefore, the lever member 60 is urged in a direction that always releases the downward pressing of the pin 58 by the lateral lever 62.

主軸9への工具ホルダ17の脱着動作を説明する。図2に示す如く、主軸9のテーパ装着穴18に、工具ホルダ17のテーパ装着部17Aが装着した状態で、主軸ヘッド7は上昇する。レバー部材60に設けたZ軸カム66はローラ67に接触して摺動する。ローラ67はZ軸カム66のカム面を下方に摺動する。レバー部材60は引張バネ68の付勢力に抗して支軸61を中心に反時計回りに回転する。横方向レバー62はピン58に上方から係合し、主軸9内部に設けたバネの付勢力に抗してドローバ69を下方に押圧する。ドローバ69はホルダ挟持部19を下方に付勢する。ホルダ挟持部19はプルスタッド17Bの挟持を解除する。工具ホルダ17は主軸9のテーパ装着穴18から取り外し可能となる。   The operation of attaching / detaching the tool holder 17 to / from the main shaft 9 will be described. As shown in FIG. 2, the spindle head 7 ascends with the taper mounting portion 17 </ b> A of the tool holder 17 mounted in the taper mounting hole 18 of the spindle 9. The Z-axis cam 66 provided on the lever member 60 slides in contact with the roller 67. The roller 67 slides downward on the cam surface of the Z-axis cam 66. The lever member 60 rotates counterclockwise about the support shaft 61 against the urging force of the tension spring 68. The lateral lever 62 engages with the pin 58 from above and presses the draw bar 69 downward against the urging force of the spring provided inside the main shaft 9. The draw bar 69 urges the holder holding portion 19 downward. The holder clamping part 19 releases the clamping of the pull stud 17B. The tool holder 17 can be removed from the taper mounting hole 18 of the main shaft 9.

主軸9のテーパ装着穴18に、工具ホルダ17のテーパ装着部17Aが挿入した状態で、主軸ヘッド7は下降する。レバー部材60に設けたZ軸カム66はローラ67に摺動する。ローラ67はZ軸カム66のカム面を上方に摺動する。レバー部材60は支軸61を中心に時計回りに回転する。横方向レバー62はピン58から上方に離れ、ドローバ69の下方への押圧を解除する。ドローバ69はバネで上方に移動し、ホルダ挟持部19の下方への付勢を解除する。ホルダ挟持部19はプルスタッド17Bを挟持する。主軸9への工具ホルダ17の装着は完了する。   With the taper mounting portion 17A of the tool holder 17 inserted into the taper mounting hole 18 of the main shaft 9, the main shaft head 7 is lowered. The Z-axis cam 66 provided on the lever member 60 slides on the roller 67. The roller 67 slides upward on the cam surface of the Z-axis cam 66. The lever member 60 rotates clockwise around the support shaft 61. The lateral lever 62 moves away from the pin 58 and releases the downward pressing of the draw bar 69. The draw bar 69 is moved upward by a spring to release the downward bias of the holder holding portion 19. The holder clamping part 19 clamps the pull stud 17B. The mounting of the tool holder 17 on the spindle 9 is completed.

図2を参照し、工具交換装置20の構造を説明する。工具交換装置20は複数の支点台70を工具マガジン21裏面外周に等間隔で固定する。支点台70はグリップアーム90を前後方向に揺動可能に軸支する。グリップアーム90はコラム5側に延びる一端部に把持部91を備える。把持部91は工具ホルダ17を着脱自在に把持する。グリップアーム90は支点台70近傍に主軸ヘッド7側に向けてローラ96と97を回転自在に軸支する。ローラ96は主軸ヘッド7の昇降により、主軸ヘッド7前面の右端部に沿って固定したDPカム11のカム面を摺動する。DPカム11のカム面は、直線部11Aと傾斜部11Bを備える。直線部11Aはカム面上部から下方に直線状に延びる部分である。傾斜部11Bは直線部11A下部から後方に対して斜め後方に緩やかに湾曲しながら傾斜する部分である。   The structure of the tool changer 20 will be described with reference to FIG. The tool changer 20 fixes a plurality of fulcrum stands 70 to the outer periphery of the back surface of the tool magazine 21 at equal intervals. The fulcrum stand 70 pivotally supports the grip arm 90 so as to be swingable in the front-rear direction. The grip arm 90 includes a grip 91 at one end extending toward the column 5 side. The grip part 91 grips the tool holder 17 in a detachable manner. The grip arm 90 rotatably supports the rollers 96 and 97 near the fulcrum base 70 toward the spindle head 7 side. The roller 96 slides on the cam surface of the DP cam 11 fixed along the right end portion of the front surface of the spindle head 7 as the spindle head 7 moves up and down. The cam surface of the DP cam 11 includes a straight portion 11A and an inclined portion 11B. The straight portion 11A is a portion extending linearly downward from the upper portion of the cam surface. The inclined part 11B is a part that inclines while gently curving obliquely rearward from the lower part of the straight part 11A.

ローラ97は主軸ヘッド7の昇降により、主軸ヘッド7前面の左右方向中央部に固定した浮動カム12のカム面を摺動する。浮動カム12のカム面は、カム面上部から中央部にかけて前方に緩やかに傾斜し該中央部で前方に山なりに膨出する。ローラ96がDPカム11のカム面を摺動する際、浮動カム12はローラ96とDPカム11が離れないように、グリップアーム90の動きを規制する。工具交換位置のグリップアーム90は支点台70を中心に揺動することで、把持部91を近接位置と退避位置の間を移動できる。近接位置は主軸9に近接して対向する位置、退避位置は主軸9から前方に離間する位置である。   The roller 97 slides on the cam surface of the floating cam 12 fixed at the center in the left-right direction on the front surface of the spindle head 7 as the spindle head 7 moves up and down. The cam surface of the floating cam 12 is gently inclined forward from the upper portion of the cam surface to the central portion, and bulges forward in a mountain shape at the central portion. When the roller 96 slides on the cam surface of the DP cam 11, the floating cam 12 restricts the movement of the grip arm 90 so that the roller 96 and the DP cam 11 are not separated. The grip arm 90 at the tool change position swings around the fulcrum stand 70, so that the grip 91 can be moved between the close position and the retracted position. The proximity position is a position that faces and opposes the main shaft 9, and the retreat position is a position that is separated forward from the main shaft 9.

グリップアーム90は把持部91とは反対側の他端部に、鋼球92を圧縮コイルバネ(図示略)で外側に付勢した状態で出退可能に保持する。工具マガジン21は断面円弧状の案内面81が周設された円筒状のグリップ支持カラー80を外挿する。鋼球92はグリップ支持カラー80の案内面81に弾力的に当接する。案内面81はグリップアーム90の他端部を案内する。故にグリップアーム90は支点台70を中心に安定して揺動できる。   The grip arm 90 holds the steel ball 92 at the other end opposite to the grip 91 so that the steel ball 92 is urged outward by a compression coil spring (not shown). The tool magazine 21 extrapolates a cylindrical grip support collar 80 around which a guide surface 81 having an arcuate cross section is provided. The steel ball 92 elastically contacts the guide surface 81 of the grip support collar 80. The guide surface 81 guides the other end of the grip arm 90. Therefore, the grip arm 90 can swing stably around the fulcrum stand 70.

図3を参照し、数値制御装置30の電気的構成を説明する。数値制御装置30は、CPU31、ROM32、RAM33、記憶装置34、入出力部35、駆動回路51A〜55A等を備える。CPU31は数値制御装置30を制御する。ROM32は、パラメータ設定プログラム、上昇行程制御プログラム、下降行程制御プログラム等を記憶する。パラメータ設定プログラムは、後述するパラメータ設定処理(図20参照)を実行するものである。上昇移動制御プログラムは、後述する上昇移動制御処理(図21参照)を実行するものである。下降移動制御プログラムは、後述する下降移動制御処理(図23参照)を実行するものである。RAM33は各種処理実行中の各種データを一時的に記憶する。記憶装置34は不揮発性であり作業者が入力部25で入力して登録したNCプログラム等を記憶する。NCプログラムは各種制御指令を含む複数のブロックで構成し、工作機械1の軸移動、工具交換等を含む各種動作をブロック単位で制御する。   The electrical configuration of the numerical control device 30 will be described with reference to FIG. The numerical control device 30 includes a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, a storage device 34, an input / output unit 35, drive circuits 51A to 55A, and the like. The CPU 31 controls the numerical control device 30. The ROM 32 stores a parameter setting program, an up stroke control program, a down stroke control program, and the like. The parameter setting program executes a parameter setting process (see FIG. 20) described later. The ascending movement control program executes ascending movement control processing (see FIG. 21) described later. The downward movement control program executes a downward movement control process (see FIG. 23) described later. The RAM 33 temporarily stores various data during execution of various processes. The storage device 34 is non-volatile and stores an NC program or the like that is registered by the operator through the input unit 25. The NC program is composed of a plurality of blocks including various control commands, and controls various operations including axis movement of the machine tool 1, tool change, and the like in units of blocks.

駆動回路51AはZ軸モータ51とエンコーダ51Bに接続する。駆動回路52Aは主軸モータ52とエンコーダ52Bに接続する。駆動回路53AはX軸モータ53とエンコーダ53Bに接続する。駆動回路54AはY軸モータ54とエンコーダ54Bに接続する。駆動回路55Aはマガジンモータ55とエンコーダ55Bに接続する。駆動回路51A〜55AはCPU31から指令を受け、対応する各モータ51〜55に駆動電流を夫々出力する。駆動回路51A〜55Aはエンコーダ51B〜55Bからフィードバック信号を受け、位置と速度のフィードバック制御を行う。フィードバック信号はパルス信号である。入出力部35は入力部25と表示部28に夫々接続する。   The drive circuit 51A is connected to the Z-axis motor 51 and the encoder 51B. The drive circuit 52A is connected to the spindle motor 52 and the encoder 52B. The drive circuit 53A is connected to the X-axis motor 53 and the encoder 53B. The drive circuit 54A is connected to the Y-axis motor 54 and the encoder 54B. The drive circuit 55A is connected to the magazine motor 55 and the encoder 55B. The drive circuits 51A to 55A receive commands from the CPU 31 and output drive currents to the corresponding motors 51 to 55, respectively. The drive circuits 51A to 55A receive feedback signals from the encoders 51B to 55B and perform position and speed feedback control. The feedback signal is a pulse signal. The input / output unit 35 is connected to the input unit 25 and the display unit 28, respectively.

図4〜図11を参照し、工具交換動作の流れを説明する。NCプログラムを1ブロック解釈して生成した制御指令が工具交換指令の場合、CPU31は工具交換動作を実行する。工具交換動作は上昇行程、工具マガジン旋回、下降行程を備える。CPU31は上昇行程、工具マガジン旋回、下降行程の順に実行する。図10,図11に示す上昇行程と下降行程中の主軸ヘッド7の各Z位置は一例である。   The flow of the tool changing operation will be described with reference to FIGS. When the control command generated by interpreting one block of the NC program is a tool change command, the CPU 31 executes a tool change operation. The tool change operation includes an ascending stroke, a tool magazine turning, and a descending stroke. The CPU 31 executes the ascending stroke, the tool magazine turning, and the descending stroke in this order. Each Z position of the spindle head 7 during the up stroke and the down stroke shown in FIGS. 10 and 11 is an example.

本実施形態は、Z軸の機械原点をZ軸原点と呼ぶ。機械原点とは、例えばX軸、Y軸の機械座標が零である位置、Z軸の機械座標が被削材を加工可能な上限位置となる位置である。例えばZ軸原点よりもテーブル10(図1参照)側の領域は加工領域、Z軸原点に対して加工領域とは反対側の領域はATC領域である。加工領域は被削材の加工を行う為の領域である。ATC領域は工具交換装置20を用いた工具交換を行う為の領域である。   In this embodiment, the machine origin of the Z axis is referred to as the Z axis origin. The machine origin is, for example, a position where the machine coordinates of the X axis and the Y axis are zero, and a position where the machine coordinates of the Z axis are upper limit positions where the workpiece can be machined. For example, the area on the table 10 (see FIG. 1) side from the Z-axis origin is the machining area, and the area opposite to the machining area with respect to the Z-axis origin is the ATC area. The machining area is an area for machining the work material. The ATC area is an area for performing tool change using the tool changer 20.

[上昇行程]
主軸ヘッド7は例えば被削材の加工位置(例えばZ100)から上昇を開始する。主軸ヘッド7は加工領域からATC領域内に入る。工具交換位置に在るグリップアーム90のローラ96は、DPカム11の直線部11Aを下方に摺動する。図4に示す如く、主軸ヘッド7がZ430に到達すると、ローラ96はDPカム11の傾斜部11Bに入る。主軸ヘッド7の上昇により、ローラ96はDPカム11の傾斜部11Bを下方に摺動する。ローラ96はコラム5側に移動するので、グリップアーム90は、支点台70(図2参照)を中心に右側面視反時計回りに揺動する。把持部91は主軸9の近接位置に移動する。主軸ヘッド7がZ490に到達すると、ローラ67はZ軸カム66の傾斜部66Aに接触する(図5参照)。主軸ヘッド7の上昇により、ローラ67はZ軸カム66の傾斜部66Aを下方に摺動する。
[Rising process]
For example, the spindle head 7 starts to rise from the machining position of the work material (for example, Z100). The spindle head 7 enters the ATC area from the machining area. The roller 96 of the grip arm 90 located at the tool change position slides down the linear portion 11A of the DP cam 11. As shown in FIG. 4, when the spindle head 7 reaches Z430, the roller 96 enters the inclined portion 11B of the DP cam 11. The roller 96 slides downward on the inclined portion 11B of the DP cam 11 as the spindle head 7 moves up. Since the roller 96 moves to the column 5 side, the grip arm 90 swings counterclockwise as viewed from the right side around the fulcrum stand 70 (see FIG. 2). The grip 91 moves to a position close to the main shaft 9. When the spindle head 7 reaches Z490, the roller 67 contacts the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66 (see FIG. 5). As the spindle head 7 is raised, the roller 67 slides down the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66.

主軸ヘッド7がZ493に到達すると、ローラ96はDPカム11の傾斜部11Bのうち傾斜区間のうち傾斜角が一番きつい区間を下方に摺動する(図6参照)。主軸ヘッド7がZ520に到達すると、ローラ67はZ軸カム66の傾斜部66Aのうち傾斜角が一番きつい急傾斜部66Cを摺動する(図7参照)。グリップアーム90はコラム5側に更に揺動し、把持部91は主軸9に装着した工具ホルダ17を把持する。レバー部材60は支軸61を中心に反時計回りに揺動し、ピン58を介してドローバ69を押し下げる。ホルダ挟持部19は工具ホルダ17の挟持を解除する。工具ホルダ17は主軸9のテーパ装着穴18から取り外し可能となる。   When the spindle head 7 reaches Z493, the roller 96 slides downward in a section of the inclined portion 11B of the DP cam 11 where the inclination angle is the tightest (see FIG. 6). When the spindle head 7 reaches Z520, the roller 67 slides on the steeply inclined portion 66C having the tightest inclination angle among the inclined portions 66A of the Z-axis cam 66 (see FIG. 7). The grip arm 90 further swings toward the column 5 side, and the gripping portion 91 grips the tool holder 17 attached to the main shaft 9. The lever member 60 swings counterclockwise about the support shaft 61 and pushes down the draw bar 69 via the pin 58. The holder clamping unit 19 releases the clamping of the tool holder 17. The tool holder 17 can be removed from the taper mounting hole 18 of the main shaft 9.

主軸ヘッド7がZ530に到達すると、ローラ96はDPカム11の傾斜部11Bから下方に離れる(図8参照)。ローラ67はZ軸カム66の傾斜部66Aを下方に摺動し、主軸ヘッド7がZ536に到達すると、Z軸カム66の直線部66Bに入る(図9参照)。主軸ヘッド7は更に上昇し、工具ホルダ17は主軸9から抜ける。ローラ67はZ軸カム66の直線部66Bを下方に摺動する。主軸ヘッド7はATC原点(Z650)に到達して停止する。   When the spindle head 7 reaches Z530, the roller 96 moves downward from the inclined portion 11B of the DP cam 11 (see FIG. 8). The roller 67 slides downward on the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66, and when the spindle head 7 reaches Z536, the roller 67 enters the linear portion 66B of the Z-axis cam 66 (see FIG. 9). The spindle head 7 is further raised, and the tool holder 17 is removed from the spindle 9. The roller 67 slides down the linear portion 66B of the Z-axis cam 66. The spindle head 7 reaches the ATC origin (Z650) and stops.

[工具マガジン旋回]
工具マガジン21は旋回し、次工具を工具交換位置に割り出す。次工具は工具交換指令が指定する工具である。工具交換位置に在るグリップアーム90の把持部91は次工具の工具ホルダ17を把持する。工具ホルダ17のプルスタッド17Bは、主軸9のテーパ装着穴18の下方に位置する。
[Tool magazine swivel]
The tool magazine 21 turns to determine the next tool at the tool change position. The next tool is a tool specified by the tool change command. The grip portion 91 of the grip arm 90 at the tool change position grips the tool holder 17 of the next tool. The pull stud 17 </ b> B of the tool holder 17 is located below the tapered mounting hole 18 of the main shaft 9.

[下降行程]
図9に示す如く、主軸ヘッド7はATC原点(Z650)から下降を開始する。ローラ67はZ軸カム66の直線部66Bを上方に摺動する。工具ホルダ17のプルスタッド17Bは、主軸9のテーパ装着穴18に下方から進入する。主軸ヘッド7がZ536に到達すると、ローラ67はZ軸カム66の傾斜部66Aに入る。主軸ヘッド7がZ530に到達すると、ローラ96はDPカム11の傾斜部11Bの下端に接触する(図8参照)。主軸ヘッド7がZ520に到達すると、ローラ67はZ軸カム66の傾斜部66Aのうち傾斜角が一番きつい急傾斜部66Cを上方に摺動する(図7参照)。レバー部材60は時計回りに揺動するので、ドローバ69はバネで上方に移動する。主軸ヘッド7がZ510に到達すると、主軸9のテーパ装着穴18の端面に、工具ホルダ17は当接する。工具ホルダ17のテーパ装着部17Aはテーパ装着穴18に装着する。ドローバ69が更に上方に移動すると、ドローバ69によるホルダ挟持部19の押圧は解除する。ホルダ挟持部19は工具ホルダ17を挟持する。工具ホルダ17は主軸9のテーパ装着穴18から取り外し不能となる。
[Descent process]
As shown in FIG. 9, the spindle head 7 starts to descend from the ATC origin (Z650). The roller 67 slides upward on the linear portion 66B of the Z-axis cam 66. The pull stud 17B of the tool holder 17 enters the tapered mounting hole 18 of the main shaft 9 from below. When the spindle head 7 reaches Z536, the roller 67 enters the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66. When the spindle head 7 reaches Z530, the roller 96 contacts the lower end of the inclined portion 11B of the DP cam 11 (see FIG. 8). When the spindle head 7 reaches Z520, the roller 67 slides upward on the steeply inclined portion 66C having the tightest inclination angle among the inclined portions 66A of the Z-axis cam 66 (see FIG. 7). Since the lever member 60 swings clockwise, the draw bar 69 moves upward by a spring. When the spindle head 7 reaches Z510, the tool holder 17 comes into contact with the end face of the taper mounting hole 18 of the spindle 9. The taper mounting portion 17A of the tool holder 17 is mounted in the taper mounting hole 18. When the draw bar 69 moves further upward, the pressing of the holder holding portion 19 by the draw bar 69 is released. The holder clamping part 19 clamps the tool holder 17. The tool holder 17 cannot be removed from the taper mounting hole 18 of the main shaft 9.

主軸ヘッド7がZ493に到達すると、ローラ96はDPカム11の傾斜部11Bのうち傾斜角が一番きつい区間を上方に摺動する(図6参照)。グリップアーム90は支点台70を中心に時計回りに揺動する。把持部91は、退避位置に向けて工具ホルダ17から前方に離間する。主軸ヘッド7がZ490に到達すると、ローラ67はZ軸カム66の傾斜部66Aの上端部から離れる(図5参照)。グリップアーム90の把持部91は退避位置に移動する。主軸ヘッド7がZ430に到達すると、ローラ96はDPカム11の直線部11Aに入る(図4参照)。主軸ヘッド7の下降により、ローラ96はDPカム11の直線部11Aを上方に摺動する。主軸ヘッド7は更に下降し、ATC領域から加工領域内に入り、目標位置である加工位置(Z100)で停止する。工具交換動作は終了する。   When the spindle head 7 reaches Z493, the roller 96 slides upward in a section where the inclination angle is the tightest in the inclined portion 11B of the DP cam 11 (see FIG. 6). The grip arm 90 swings clockwise around the fulcrum stand 70. The grip 91 is moved forward from the tool holder 17 toward the retracted position. When the spindle head 7 reaches Z490, the roller 67 moves away from the upper end portion of the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66 (see FIG. 5). The grip portion 91 of the grip arm 90 moves to the retracted position. When the spindle head 7 reaches Z430, the roller 96 enters the linear portion 11A of the DP cam 11 (see FIG. 4). As the spindle head 7 descends, the roller 96 slides upward on the straight portion 11 </ b> A of the DP cam 11. The spindle head 7 further descends, enters the machining area from the ATC area, and stops at the machining position (Z100) which is the target position. The tool change operation ends.

図10〜図13を参照し、工具交換動作中に発生する機械負荷を説明する。機械負荷とは、工作機械1を構成する部材にかかる負荷を意味する。図10に示す上昇行程では、Z490でローラ67にZ軸カム66が接触する瞬間に音が発生し、少なくともZ軸カム66とローラ67に機械負荷が発生する。図11に示す下降行程では、Z510で主軸9のテーパ装着穴18の端面に、工具ホルダ17が接触する瞬間に音が発生し、少なくとも主軸9に機械負荷が発生する。Z490とZ510で発生する音と機械負荷を低減する為、本実施形態はZ490とZ510で主軸ヘッド7の移動速度を低速にする。   With reference to FIGS. 10-13, the mechanical load which generate | occur | produces during a tool change operation | movement is demonstrated. The machine load means a load applied to members constituting the machine tool 1. In the ascending stroke shown in FIG. 10, a sound is generated at the moment when the Z-axis cam 66 contacts the roller 67 at Z490, and a mechanical load is generated at least on the Z-axis cam 66 and the roller 67. In the downward stroke shown in FIG. 11, a sound is generated at the moment when the tool holder 17 comes into contact with the end face of the taper mounting hole 18 of the main shaft 9 at Z510, and at least a mechanical load is generated on the main shaft 9. In the present embodiment, the moving speed of the spindle head 7 is lowered at Z490 and Z510 in order to reduce the sound and mechanical load generated at Z490 and Z510.

上記の通り、工具交換動作では、コラム5に設けたローラ67はZ軸カム66のカム面を摺動する。Z軸カム66のカム面は、傾斜部66Aを備える。グリップアーム90のローラ96はDPカム11のカム面を摺動する。DPカム11のカム面は、傾斜部11Bを備える。ローラ67,96がカム面の傾斜部66A,11Bに接触するとき、Z軸カム66とDPカム11には、機械負荷が発生する。   As described above, in the tool changing operation, the roller 67 provided on the column 5 slides on the cam surface of the Z-axis cam 66. The cam surface of the Z-axis cam 66 includes an inclined portion 66A. The roller 96 of the grip arm 90 slides on the cam surface of the DP cam 11. The cam surface of the DP cam 11 includes an inclined portion 11B. When the rollers 67 and 96 come into contact with the inclined portions 66A and 11B of the cam surface, a mechanical load is generated on the Z-axis cam 66 and the DP cam 11.

ローラ67がZ軸カム66の傾斜部66Aに接触するとき、及びローラ96がDPカム11の傾斜部11Bに接触するとき、Z軸カム66とDPカム11には、ローラ67,96の接触方向に加速度aが生じ、Z軸カム66とDPカム11には機械負荷(F=Ma:Mはカムの質量)が発生する。故に本実施形態は、工具交換動作にて、ローラ67がZ軸カム66の傾斜部66Aに接触する時、及びローラ96がDPカム11の傾斜部11Bに接触する時、主軸ヘッド7の加減速度が小さくなるように制御する。 When the roller 67 is in contact with the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66 and when the roller 96 is in contact with the inclined portion 11B of the DP cam 11, the Z-axis cam 66 and the DP cam 11 are in contact with the rollers 67, 96. Acceleration a occurs in the Z-axis cam 66 and DP cam 11, and a mechanical load (F = Ma: M is the mass of the cam) is generated. Therefore, in the present embodiment, when the roller 67 comes into contact with the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66 and when the roller 96 comes into contact with the inclined portion 11B of the DP cam 11 in the tool changing operation, the acceleration / deceleration of the spindle head 7 occurs. Is controlled to be small.

図10に示す如く、上昇行程にて、ローラ96がDPカム11の傾斜部11Bに接触する区間Aは、Z430〜Z530区間である。ローラ67がZ軸カム66の傾斜部66Aに接触する区間Bは、Z490〜Z536区間である。図11に示す如く、下降行程にて、ローラ96がDPカム11の傾斜部11Bに接触する区間Aは、Z530〜Z430区間である。ローラ67がZ軸カム66の傾斜部66Aに接触する区間Bは、Z536〜Z490区間である。故に本実施形態の上昇行程は、主軸ヘッド7の移動速度を少なくともZ490で低速にすると共に、区間AとBにおける主軸ヘッド7の加減速度を小さくする制御を行う。下降行程は、主軸ヘッド7の移動速度を少なくともZ510で低速にすると共に、区間AとBにおける主軸ヘッド7の加減速度を小さくする制御を行う。上昇行程と下降行程における主軸ヘッド7の速度と加減速度の具体的制御は後述する。   As shown in FIG. 10, the section A in which the roller 96 contacts the inclined portion 11B of the DP cam 11 in the ascending stroke is the Z430 to Z530 section. A section B where the roller 67 contacts the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66 is a Z490-Z536 section. As shown in FIG. 11, the section A in which the roller 96 contacts the inclined portion 11 </ b> B of the DP cam 11 in the downward stroke is the Z530 to Z430 section. A section B where the roller 67 contacts the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66 is a Z536 to Z490 section. Therefore, in the ascending process of the present embodiment, the moving speed of the spindle head 7 is controlled at least by Z490 and the acceleration / deceleration speed of the spindle head 7 in the sections A and B is reduced. In the downward stroke, the moving speed of the spindle head 7 is controlled to decrease at least at Z510 and the acceleration / deceleration speed of the spindle head 7 in the sections A and B is reduced. Specific control of the speed and acceleration / deceleration of the spindle head 7 in the up stroke and the down stroke will be described later.

図12,図13を参照し、ATC領域内に設定する低速区間と加減速度を説明する。本実施形態は、ATC領域内に低速区間を設定する。低速区間とは、主軸ヘッド7の移動速度を早送り速度VmaxとATC速度VHよりも低速にする区間である。本実施形態は更にATC領域内における低速区間の前後の加減速度を、加工領域内における加減速度の設定とは別に設定可能である。ATC領域内の上昇行程時に設定可能なパラメータは、以下の通りである。
・早送り速度Vmax:早送り最高速度
・ATC速度VH:ATC領域内の最高速度
・低速速度VL:低速区間の速度
・上昇時低速開始座標Zu1:低速区間のZ座標下限値
・上昇時低速終了座標Zu2:低速区間のZ座標上限値
・加減速度Au:早送り速度から低速速度に減速するときの減速度
・加減速度Bu:低速速度から早送り速度に加速するときの加速度
・加減速度Cu:早送り速度から速度0に減速するときの減速度
The low speed section and acceleration / deceleration set in the ATC area will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a low speed section is set in the ATC area. The low speed section is a section in which the moving speed of the spindle head 7 is set lower than the fast feed speed Vmax and the ATC speed VH. In this embodiment, the acceleration / deceleration before and after the low speed section in the ATC region can be set separately from the setting of the acceleration / deceleration in the machining region. The parameters that can be set during the ascending stroke in the ATC region are as follows.
-Fast feed speed Vmax: Fast feed maximum speed-ATC speed VH: Maximum speed in the ATC region-Low speed VL: Low speed section speed-Low speed start coordinate Zu1: Low speed section Z coordinate lower limit-High speed slow end coordinate Zu2 : Z-coordinate upper limit value in low-speed section / Acceleration / deceleration Au: Deceleration / acceleration / deceleration when decelerating from fast-forward speed to low-speed speed Bu: Acceleration / acceleration / deceleration when accelerating from low-speed speed to rapid-feed speed Cu: Speed from rapid-feed speed Deceleration when decelerating to zero

図12に示す如く、主軸ヘッド7は加工位置から上昇を開始し、ATC領域内にてt1で早送り速度Vmaxで上昇する。主軸ヘッド7はt2で減速を開始し、t3で低速速度VLになる。主軸ヘッド7はt3からt4まで低速速度VLで上昇する。t3〜t4は低速区間である。本実施形態は例えばローラ67にZ軸カム66が接触する瞬間(Z490)で低速となるように低速区間を設ける。低速区間は、上昇時低速開始座標Zu1と上昇時低速終了座標Zu2で設定する。低速区間内でローラ67にZ軸カム66が接触するので、本実施形態は該接触時に発生する音と機械負荷を低減できる。   As shown in FIG. 12, the spindle head 7 starts to rise from the machining position, and rises at the fast feed speed Vmax at t1 in the ATC region. The spindle head 7 starts decelerating at t2, and reaches the low speed VL at t3. The spindle head 7 rises at a low speed VL from t3 to t4. t3 to t4 are low speed sections. In the present embodiment, for example, a low speed section is provided so that the speed becomes low at the moment when the Z-axis cam 66 contacts the roller 67 (Z490). The low speed section is set by the ascending low speed start coordinate Zu1 and the ascending low speed end coordinate Zu2. Since the Z-axis cam 66 contacts the roller 67 in the low speed section, this embodiment can reduce the sound and mechanical load generated at the time of the contact.

主軸ヘッド7はt4で加速を開始し、t5でATC速度VHになる。主軸ヘッドt5からt6までATC速度VHで上昇する。主軸ヘッド7はt6で減速を開始し、t7で停止しATC原点に到達する。本実施形態はt2〜t3区間の加減速度Au、t4〜t5区間の加減速度Bu、t6〜t7区間の加減速度Cuを自由に設定できる。故に本実施形態は加減速度AuとBuを、例えば加工領域内で設定する加減速度よりも小さくすることで、工具交換動作時に発生する機械負荷を低減できる。   The spindle head 7 starts to accelerate at t4, and reaches the ATC speed VH at t5. The spindle head rises from t5 to t6 at the ATC speed VH. The spindle head 7 starts decelerating at t6, stops at t7, and reaches the ATC origin. In the present embodiment, the acceleration / deceleration speed Au in the t2 to t3 section, the acceleration / deceleration Bu in the t4 to t5 section, and the acceleration / deceleration Cu in the t6 to t7 section can be set freely. Therefore, in this embodiment, the mechanical load generated during the tool change operation can be reduced by making the acceleration / decelerations Au and Bu smaller than the acceleration / deceleration set in the machining region, for example.

ATC領域内の下降行程時に設定可能なパラメータは、以下の通りである。
・早送り速度Vmax:早送り最高速度
・ATC速度VH:ATC領域内の最高速度
・低速速度VL:低速区間の速度
・下降時低速開始座標Zd1:低速区間のZ座標上限値
・下降時低速終了座標Zd2:低速区間のZ座標下限値
・加減速度Cd:速度0からATC速度に加速するときの加速度
・加減速度Bd:ATC速度から低速速度に減速するときの減速度
・加減速度Ad:低速速度から早送り速度Vmaxに加速するときの加速度
The parameters that can be set during the downward stroke in the ATC area are as follows.
-Fast feed speed Vmax: Fast feed maximum speed-ATC speed VH: Maximum speed in the ATC area-Low speed VL: Low speed section speed-Low speed start coordinate Zd1: Low speed section Z coordinate upper limit value-Low speed end coordinate Zd2 : Z-coordinate lower limit value in low speed section ・ Acceleration / deceleration Cd: Acceleration / acceleration / deceleration when accelerating from speed 0 to ATC speed Bd: Deceleration / acceleration / deceleration when decelerating from ATC speed to low speed Ad: Fast feed from low speed Acceleration when accelerating to speed Vmax

図13に示す如く、主軸ヘッド7はt11でATC原点から下降を開始し、t12でATC速度VHになる。主軸ヘッド7はt12からt13までATC速度VHで下降する。主軸ヘッド7はt13で減速を開始し、t14で低速速度VLになる。主軸ヘッド7はt14からt15まで低速速度VLで下降する。t14〜t15は低速区間である。本実施形態は例えば主軸9のテーパ装着穴18の端面に、工具ホルダ17が接触する瞬間(Z510)で低速となるように低速区間を設ける。低速区間は、下降時低速開始座標Zd1と下降時低速終了座標Zd2で設定する。低速区間内で主軸9のテーパ装着穴18の端面に工具ホルダ17が接触するので、本実施形態は該接触時に発生する音と機械負荷を低減できる。   As shown in FIG. 13, the spindle head 7 starts to descend from the ATC origin at t11, and reaches the ATC speed VH at t12. The spindle head 7 is lowered at the ATC speed VH from t12 to t13. The spindle head 7 starts decelerating at t13 and reaches the low speed VL at t14. The spindle head 7 descends at a low speed VL from t14 to t15. t14 to t15 are low speed sections. In the present embodiment, for example, a low speed section is provided on the end face of the taper mounting hole 18 of the main shaft 9 so that the speed becomes low at the moment (Z510) when the tool holder 17 contacts. The low speed section is set by a low speed start coordinate Zd1 when descending and a low speed end coordinate Zd2 when descending. Since the tool holder 17 contacts the end face of the taper mounting hole 18 of the main shaft 9 in the low speed section, this embodiment can reduce the sound and mechanical load generated during the contact.

主軸ヘッド7はt15で加速を開始し、t16で早送り速度Vmaxになる。主軸ヘッド7は加工位置に向けて、ATC領域を早送り速度Vmaxで下降する。本実施形態はt11〜t12区間の加減速度Cd、t13〜t14区間の加減速度Bd、t15〜t16区間の加減速度Adを自由に設定できる。故に本実施形態は加減速度BdとAdを、例えば加工領域内で設定する加減速度よりも小さくすることで、工具交換動作時に発生する機械負荷を低減できる。   The spindle head 7 starts to accelerate at t15, and reaches the fast feed speed Vmax at t16. The spindle head 7 moves down the ATC region at the rapid feed speed Vmax toward the machining position. In the present embodiment, the acceleration / deceleration Cd in the t11 to t12 interval, the acceleration / deceleration Bd in the t13 to t14 interval, and the acceleration / deceleration Ad in the t15 to t16 interval can be freely set. Therefore, in the present embodiment, the mechanical load generated during the tool change operation can be reduced by making the acceleration / deceleration speeds Bd and Ad smaller than, for example, the acceleration / deceleration set in the machining area.

図14,図15を参照し、加工位置(Z100)からATC原点(Z650)までの上昇行程時における主軸ヘッド7の速度と加減速度の具体例を説明する。加工領域内からの上昇行程時に設定可能なパラメータと設定値の一例は、以下の通りである。加減速度Xは、加工領域内の移動開始時における加減速度である。
・早送り速度Vmax:50000(mm/min)
・ATC速度VH:50000(mm/min)
・低速速度VL:30000(mm/min)
・上昇時低速開始座標Zu1:490(mm)
・上昇時低速終了座標Zu2:490(mm)
・加減速度Au:3.704(m/sec
・加減速度Bu:3.704(m/sec
・加減速度Cu:8.000(m/sec
・加減速度X:10.000(m/sec
本実施例は、上昇時低速開始座標Zu1と上昇時低速終了座標Zu2を同一Z座標に設定するので、低速区間はZ490となる。
A specific example of the speed and acceleration / deceleration of the spindle head 7 during the ascending stroke from the machining position (Z100) to the ATC origin (Z650) will be described with reference to FIGS. An example of parameters and setting values that can be set during the ascending stroke from the machining area is as follows. The acceleration / deceleration X is an acceleration / deceleration at the start of movement in the processing area.
・ Rapid feed speed Vmax: 50000 (mm / min)
ATC speed VH: 50000 (mm / min)
・ Low speed VL: 30000 (mm / min)
・ Low speed start coordinate Zu1: 490 (mm)
-Ascending low speed end coordinate Zu2: 490 (mm)
Acceleration / deceleration Au: 3.704 (m / sec 2 )
Acceleration / deceleration Bu: 3.704 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration Cu: 8.000 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration X: 10.000 (m / sec 2 )
In this embodiment, the ascending low-speed start coordinate Zu1 and the ascending low-speed end coordinate Zu2 are set to the same Z coordinate, so the low-speed section is Z490.

主軸ヘッド7はt21で加工位置Z100から上昇を開始する。t21〜t22区間の加減速度Xは10.000(m/sec)である。故にt22で主軸ヘッド7の移動速度は、早送り速度Vmax=50000(mm/min)になる。t22〜t23区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は50000(mm/min)で上昇し、加工領域からATC領域内に入る。主軸ヘッド7はt23でZ430に到達し減速を開始する。Z430は、ローラ96がDPカム11の傾斜部11Bに入る位置である。t23〜t24区間の加減速度Auは3.704(m/sec)である。故にt24で主軸ヘッド7の速度は、低速速度VL=30000(mm/min)になる。主軸ヘッド7はt24でZ490に到達し、ローラ67にZ軸カム66が接触する。主軸ヘッド7の速度が低速速度のときにローラ67にZ軸カム66が接触するので、該接触時に発生する音と機械負荷を低減できる。 The spindle head 7 starts to rise from the machining position Z100 at t21. The acceleration / deceleration speed X in the period from t21 to t22 is 10.000 (m / sec 2 ). Therefore, at t22, the moving speed of the spindle head 7 becomes the rapid feed speed Vmax = 50000 (mm / min). The acceleration / deceleration in the period from t22 to t23 is zero. Therefore, the spindle head 7 rises at 50000 (mm / min) and enters the ATC region from the machining region. The spindle head 7 reaches Z430 at t23 and starts decelerating. Z430 is a position where the roller 96 enters the inclined portion 11B of the DP cam 11. The acceleration / deceleration Au in the period from t23 to t24 is 3.704 (m / sec 2 ). Therefore, at t24, the speed of the spindle head 7 becomes the low speed VL = 30000 (mm / min). The spindle head 7 reaches Z490 at t24, and the Z-axis cam 66 contacts the roller 67. Since the Z-axis cam 66 contacts the roller 67 when the speed of the spindle head 7 is a low speed, it is possible to reduce the sound and mechanical load generated at the time of the contact.

主軸ヘッド7はt24で加速を開始する。t24〜t25区間の加減速度Buは3.704(m/sec)である。故にt25で主軸ヘッド7の速度は、ATC速度VH=5000(mm/min)になる。t25〜t26区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は50000(mm/min)で上昇する。主軸ヘッド7はt26で減速を開始する。t26〜t27区間の加減速度Cuは8.000(m/sec)である。故にt27で主軸ヘッド7の速度は0になりATC原点で停止する。 The spindle head 7 starts to accelerate at t24. The acceleration / deceleration speed Bu in the period from t24 to t25 is 3.704 (m / sec 2 ). Therefore, at t25, the speed of the spindle head 7 becomes ATC speed VH = 5000 (mm / min). The acceleration / deceleration in the period from t25 to t26 is zero. Therefore, the spindle head 7 moves up at 50000 (mm / min). The spindle head 7 starts decelerating at t26. The acceleration / deceleration speed Cu in the interval t26 to t27 is 8.000 (m / sec 2 ). Therefore, at t27, the speed of the spindle head 7 becomes zero and stops at the ATC origin.

t23〜t25区間は、区間Aを含む。t24〜t25区間は、区間Bを含む。本実施形態は、早送り速度から低速速度に減速するt23〜t25区間に加減速度Auを設定し、低速速度から早送り速度に加速するt24〜t25区間に加減速度Buを設定する。加減速度Au、Buは、加減速度X、Cuよりも小さい値であるので、少なくとも区間A、Bにおいて加減速度を小さくできる。故に本実施形態は、上昇行程時に区間A,Bで発生する機械負荷を低減できるので、機械寿命の低下を抑制できる。   The section t23 to t25 includes the section A. The t24 to t25 section includes the section B. In the present embodiment, the acceleration / deceleration Au is set in the period t23 to t25 where the speed is reduced from the fast feed speed to the low speed, and the acceleration / deceleration Bu is set in the period t24 to t25 where the speed is accelerated from the low speed. Since the acceleration / deceleration speeds Au and Bu are smaller than the acceleration / deceleration speeds X and Cu, the acceleration / deceleration speed can be reduced at least in the sections A and B. Therefore, since this embodiment can reduce the mechanical load which generate | occur | produces in the area A and B at the time of an ascending stroke, it can suppress the fall of a machine life.

図16,図17を参照し、ATC原点(Z650)から加工位置(Z100)までの下降行程時における主軸ヘッド7の速度と加減速度の具体例を説明する。ATC領域内のATC原点から加工領域内への下降行程時に設定可能なパラメータと設定値の一例は、以下の通りである。加減速度Xは、加工領域内の移動終了時における加減速度である。
・早送り速度Vmax:50000(mm/min)
・ATC速度VH:50000(mm/min)
・低速速度VL:30000(mm/min)
・下降時低速開始座標Zd1:510(mm)
・下降時低速終了座標Zd2:510(mm)
・加減速度Cd:8.000(m/sec
・加減速度Bd:3.704(m/sec
・加減速度Ad:3.704(m/sec
・加減速度X:10.000(m/sec
本実施例は、下降時低速開始座標Zd1と下降時低速終了座標Zd2を同一Z座標に設定するので、低速区間はZ510となる。
A specific example of the speed and acceleration / deceleration of the spindle head 7 during the downward stroke from the ATC origin (Z650) to the machining position (Z100) will be described with reference to FIGS. Examples of parameters and set values that can be set during the downward stroke from the ATC origin in the ATC region to the machining region are as follows. The acceleration / deceleration speed X is an acceleration / deceleration speed at the end of movement in the machining area.
・ Rapid feed speed Vmax: 50000 (mm / min)
ATC speed VH: 50000 (mm / min)
・ Low speed VL: 30000 (mm / min)
・ Low-speed start coordinates when descending Zd1: 510 (mm)
・ Low speed end coordinates when descending Zd2: 510 (mm)
Acceleration / deceleration Cd: 8.000 (m / sec 2 )
Acceleration / deceleration Bd: 3.704 (m / sec 2 )
Acceleration / deceleration Ad: 3.704 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration X: 10.000 (m / sec 2 )
In this embodiment, the low speed start coordinate Zd1 when descending and the low speed end coordinate Zd2 when descending are set to the same Z coordinate, so the low speed section is Z510.

主軸ヘッド7はt31でATC原点(Z650)から下降を開始する。t31〜t32区間の加減速度Cdは8.000(m/sec)である。故にt32で主軸ヘッド7の速度は、ATC速度VH=50000(mm/min)になる。t32〜t33区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は50000(mm/min)で下降する。主軸ヘッド7はt33でZ570に到達し減速を開始する。t33〜t34区間の加減速度Bdは3.704(m/sec)である。故にt34で主軸ヘッド7の速度は、低速速度VL=30000(mm/min)になる。主軸ヘッド7はt34でZ510に到達し、主軸9のテーパ装着穴18の端面に、工具ホルダ17が衝突するので、該衝突時に発生する音と機械負荷を低減できる。 The spindle head 7 starts to descend from the ATC origin (Z650) at t31. The acceleration / deceleration Cd in the section from t31 to t32 is 8.000 (m / sec 2 ). Therefore, at t32, the speed of the spindle head 7 becomes ATC speed VH = 50000 (mm / min). The acceleration / deceleration in the period from t32 to t33 is zero. Therefore, the spindle head 7 descends at 50000 (mm / min). The spindle head 7 reaches Z570 at t33 and starts decelerating. The acceleration / deceleration speed Bd in the period from t33 to t34 is 3.704 (m / sec 2 ). Therefore, at t34, the speed of the spindle head 7 becomes the low speed VL = 30000 (mm / min). The spindle head 7 reaches Z510 at t34, and the tool holder 17 collides with the end face of the taper mounting hole 18 of the spindle 9, so that it is possible to reduce the sound and mechanical load generated at the time of the collision.

主軸ヘッド7はt34で加速を開始する。t34〜t35区間の加減速度Adは3.704(m/sec)である。故にt35で主軸ヘッド7の速度は、ATC速度VH=5000(mm/min)になる。t35〜t36区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は50000(mm/min)でATC領域内から加工領域内を下降する。主軸ヘッド7はt36で減速を開始する。t36〜t37区間の加減速度Xは10.000(m/sec)である。故にt37で主軸ヘッド7の速度は0になり加工位置(Z100)で停止する。 The spindle head 7 starts to accelerate at t34. The acceleration / deceleration Ad in the period from t34 to t35 is 3.704 (m / sec 2 ). Therefore, at t35, the speed of the spindle head 7 becomes ATC speed VH = 5000 (mm / min). The acceleration / deceleration in the period from t35 to t36 is zero. Therefore, the spindle head 7 descends from the ATC area to the machining area at 50000 (mm / min). The spindle head 7 starts decelerating at t36. The acceleration / deceleration speed X in the period from t36 to t37 is 10.000 (m / sec 2 ). Therefore, at t37, the speed of the spindle head 7 becomes zero and stops at the machining position (Z100).

t33〜t34区間は、区間Aの一部と区間Bの一部を含む。t34〜t35区間も、区間Aの一部と区間Bの一部を含む。本実施形態は、ATC速度から低速速度に減速するt33〜t34区間に加減速度Bdを設定し、低速速度から早送り速度に加速するt34〜t35区間に加減速度Adを設定する。加減速度Bd、Adは、加減速度Cd、Xよりも小さい値であるので、区間A、Bにおいて加減速度を小さくできる。区間AのうちZ450〜Z430区間はt35〜t36区間内であるが、t35〜t36区間の加減速度は0である。故に本実施形態は、下降行程時においても区間A,Bで発生する機械負荷を低減できるので、機械寿命の低下を抑制できる。   The t33 to t34 section includes a part of the section A and a part of the section B. The t34 to t35 section also includes a part of the section A and a part of the section B. In the present embodiment, the acceleration / deceleration Bd is set in the period from t33 to t34 where the ATC speed is decelerated from the low speed to the low speed, and the acceleration / deceleration Ad is set in the period from t34 to t35 where the acceleration is accelerated from the low speed to the fast feed speed. Since the acceleration / deceleration speeds Bd and Ad are smaller than the acceleration / deceleration speeds Cd and X, the acceleration / deceleration speeds can be reduced in the sections A and B. Among the sections A, the Z450 to Z430 sections are in the t35 to t36 section, but the acceleration / deceleration of the t35 to t36 sections is zero. Therefore, since this embodiment can reduce the mechanical load which generate | occur | produces in the area A and B also at the time of a downward stroke, it can suppress the fall of a machine life.

図18,図19を参照し、下降行程時における主軸ヘッド7の速度と加減速度の変形例を説明する。図15,図16に示す上記の具体例は、下降時低速開始座標Zd1と下降時低速終了座標Zd2を同一Z座標に設定し、低速区間をZ510に到達する瞬間とする。変形例は、下降時低速開始座標Zd1と下降時低速終了座標Zd2を、例えば以下の様に異なるZ座標に設定してもよい。下降時低速開始座標Zd1、下降時低速終了座標Zd2、加減速度Bd以外のパラメータは上記具体例と同じである。
・下降時低速開始座標Zd1:510(mm)
・下降時低速終了座標Zd2:536(mm)
・加減速度Bd:8.000(m/sec
本変形例は、下降時低速開始座標Zd1と下降時低速終了座標Zd2が異なるので、低速区間はZ536〜Z510となる。
A modification of the speed and acceleration / deceleration of the spindle head 7 during the downward stroke will be described with reference to FIGS. In the specific examples shown in FIGS. 15 and 16, the low speed start coordinate Zd1 during descent and the low speed end coordinate Zd2 during descent are set to the same Z coordinate, and the low speed section is the moment of reaching Z510. In the modification, the descent low-speed start coordinate Zd1 and the descent low-speed end coordinate Zd2 may be set to different Z coordinates as follows, for example. The parameters other than the low speed start coordinate Zd1 when descending, the low speed end coordinate Zd2 when descending, and the acceleration / deceleration Bd are the same as in the above specific example.
・ Low-speed start coordinates when descending Zd1: 510 (mm)
・ Low speed end coordinates when descending Zd2: 536 (mm)
・ Acceleration / deceleration Bd: 8.000 (m / sec 2 )
In this modification, the low speed start coordinate Zd1 when descending and the low speed end coordinate Zd2 when descending are different, so the low speed section is Z536 to Z510.

主軸ヘッド7はt41でATC原点(Z650)から下降を開始する。t41〜t42区間の加減速度Cdは8.000(m/sec)である。故にt42で主軸ヘッド7の速度は、ATC速度VH=50000(mm/min)になる。t42〜t43区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は50000(mm/min)で下降する。主軸ヘッド7はt43で減速を開始する。 The spindle head 7 starts to descend from the ATC origin (Z650) at t41. The acceleration / deceleration Cd in the section from t41 to t42 is 8.000 (m / sec 2 ). Therefore, at t42, the speed of the spindle head 7 becomes ATC speed VH = 50000 (mm / min). The acceleration / deceleration in the period from t42 to t43 is zero. Therefore, the spindle head 7 descends at 50000 (mm / min). The spindle head 7 starts decelerating at t43.

t43〜t44区間の加減速度Bdは8.0000(m/sec)である。本変形例では、低速区間をZ536〜Z510に設定するので、ATC速度から低速速度に減速するときの加減速度Bdは、ローラ67がZ軸カム66の傾斜部66Aに接触していない区間となる。故に本変形例は加減速度Bdを上記具体例の加減速度Bdよりも大きい値に設定してもよい。加減速度Bdを大きい値に設定することで、主軸ヘッド7の速度が低速速度に到達する時間を短くできるので、下降行程の時間を短縮でき、工具交換動作にかかる時間を短縮できる。t44で主軸ヘッド7の速度は、低速速度VL=30000(mm/min)になる。主軸ヘッド7はt44でZ536に到達し、主軸9のテーパ装着穴18の端面に、工具ホルダ17が衝突するので、該衝突時に発生する音と機械負荷を低減できる。 The acceleration / deceleration speed Bd in the period from t43 to t44 is 8.00 (m / sec 2 ). In this modification, since the low speed section is set to Z536 to Z510, the acceleration / deceleration speed Bd when decelerating from the ATC speed to the low speed is a section where the roller 67 is not in contact with the inclined portion 66A of the Z-axis cam 66. . Therefore, in this modification, the acceleration / deceleration speed Bd may be set to a value larger than the acceleration / deceleration speed Bd of the above specific example. By setting the acceleration / deceleration speed Bd to a large value, the time for the spindle head 7 to reach the low speed can be shortened, so that the descent stroke time can be shortened and the time required for the tool change operation can be shortened. At t44, the speed of the spindle head 7 becomes the low speed VL = 30000 (mm / min). The spindle head 7 reaches Z536 at t44, and the tool holder 17 collides with the end face of the taper mounting hole 18 of the spindle 9, so that it is possible to reduce the sound and mechanical load generated during the collision.

t44〜t45区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は30000(mm/min)で下降する。主軸ヘッド7はt45で加速を開始する。t45〜t46区間の加減速度Adは3.704(m/sec)である。故にt46で主軸ヘッド7の速度は、早送り速度Vmax=50000(mm/min)になる。t46〜t47区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は50000(mm/min)でATC領域内から加工領域内を下降する。主軸ヘッド7はt47で減速を開始する。t47〜t48区間の加減速度Xは10.000(m/sec)である。故にt48で主軸ヘッド7の速度は0になり、目標位置である加工位置(Z100)で停止する。 The acceleration / deceleration in the period from t44 to t45 is zero. Therefore, the spindle head 7 descends at 30000 (mm / min). The spindle head 7 starts to accelerate at t45. The acceleration / deceleration Ad in the period from t45 to t46 is 3.704 (m / sec 2 ). Therefore, at t46, the speed of the spindle head 7 becomes the rapid feed speed Vmax = 50000 (mm / min). The acceleration / deceleration in the period from t46 to t47 is zero. Therefore, the spindle head 7 descends from the ATC area to the machining area at 50000 (mm / min). The spindle head 7 starts decelerating at t47. The acceleration / deceleration speed X in the period from t47 to t48 is 10.000 (m / sec 2 ). Therefore, at t48, the speed of the spindle head 7 becomes zero and stops at the machining position (Z100) which is the target position.

t44〜t45区間は、区間Aの一部と区間Bの一部を含む。t45〜t46区間も、区間Aの一部と区間Bの一部を含む。t46〜t47区間は、区間Aの一部を含む。本変形例は、低速速度となるt44〜t45区間に加減速度0を設定し、低速速度から早送り速度に加速するt45〜t46区間に加減速度Adを設定する。早送り速度となるt46〜t47区間に加減速度0を設定する。加減速度Adは、加減速度Cd、Xよりも小さい値であるので、区間A、Bにおいて加減速度を小さくできる。故に本変形例でも、下降行程時において区間A,Bで発生する機械負荷を低減できるので、機械寿命の低下を抑制できる。   The t44 to t45 section includes a part of the section A and a part of the section B. The t45 to t46 sections also include a part of the section A and a part of the section B. The t46 to t47 section includes a part of the section A. In this modified example, acceleration / deceleration 0 is set in the t44 to t45 interval where the speed is low, and acceleration / deceleration Ad is set in the t45 to t46 interval in which the low speed speed is accelerated to the fast feed speed. Acceleration / deceleration speed 0 is set in the t46 to t47 interval that is the fast-forward speed. Since the acceleration / deceleration Ad is a value smaller than the acceleration / decelerations Cd and X, the acceleration / deceleration can be reduced in the sections A and B. Therefore, also in this modification, since the mechanical load generated in the sections A and B during the downward stroke can be reduced, it is possible to suppress a decrease in the mechanical life.

図20を参照し、パラメータ設定処理を説明する。作業者が操作パネル24の入力部25で所定操作を実行すると、CPU31はROM32からパラメータ設定プログラムを読出し本処理を実行する。本処理は、後述する上昇行程制御処理と下降行程制御処理で使用する各種パラメータを予め設定する処理である。CPU31はパラメータの設定画面(図示略)を表示する(S100)。作業者は設定画面を見ながら入力部25で各種パラメータを入力する。CPU31は各種パラメータの入力を受け付け、早送り速度Vmaxと加減速度Xを設定する(S101)。CPU31はATC速度VHと低速速度VLを設定する(S102)。CPU31は上昇時低速開始座標Zu1、上昇時低速終了座標Zu2、加減速度Au、Bu、Cuを設定する(S103)。CPU31は、下降時低速開始座標Zd1、下降時低速終了座標Zd2、加減速度Ad、Bd、Cdを設定する(S104)。設定したパラメータは例えばRAM33に記憶するとよい。   The parameter setting process will be described with reference to FIG. When the operator performs a predetermined operation with the input unit 25 of the operation panel 24, the CPU 31 reads the parameter setting program from the ROM 32 and executes this processing. This process is a process for presetting various parameters used in an ascending stroke control process and a descending stroke control process described later. The CPU 31 displays a parameter setting screen (not shown) (S100). The operator inputs various parameters with the input unit 25 while viewing the setting screen. The CPU 31 accepts input of various parameters, and sets the fast feed speed Vmax and the acceleration / deceleration speed X (S101). The CPU 31 sets the ATC speed VH and the low speed VL (S102). The CPU 31 sets the ascending low speed start coordinate Zu1, the ascending low speed end coordinate Zu2, and the acceleration / deceleration speeds Au, Bu, Cu (S103). The CPU 31 sets the low speed start coordinate Zd1 when descending, the low speed end coordinate Zd2 when descending, and the acceleration / deceleration speeds Ad, Bd, and Cd (S104). The set parameters may be stored in the RAM 33, for example.

図21,図22を参照し、CPU31が実行する上昇行程制御処理を説明する。工具交換動作の上昇移動行程を実行する時、CPU31はROM32から上昇行程制御プログラムを読出し、本処理を実行する。上記パラメータ設定処理(図20参照)で予め設定した上昇行程に関係するパラメータと設定値の一例は以下の通りである。
・早送り速度Vmax:50000(mm/min)
・ATC速度VH:45000(mm/min)
・低速速度VL:30000(mm/min)
・上昇時低速開始座標Zu1:510(mm)
・上昇時低速終了座標Zu2:520(mm)
・加減速度Au:5.000(m/sec
・加減速度Bu:5.000(m/sec
・加減速度Cu:8.000(m/sec
・加減速度X:10.000(m/sec
低速区間はZ510〜Z520である(図22参照)。
With reference to FIGS. 21 and 22, the ascending stroke control process executed by the CPU 31 will be described. When executing the upward movement process of the tool change operation, the CPU 31 reads the upward process control program from the ROM 32 and executes this process. An example of parameters and set values relating to the upward stroke set in advance in the parameter setting process (see FIG. 20) is as follows.
・ Rapid feed speed Vmax: 50000 (mm / min)
ATC speed VH: 45000 (mm / min)
・ Low speed VL: 30000 (mm / min)
・ Low-speed start coordinate Zu1: 510 (mm)
-Ascending low speed end coordinate Zu2: 520 (mm)
・ Acceleration / deceleration Au: 5.000 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration Bu: 5.000 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration Cu: 8.000 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration X: 10.000 (m / sec 2 )
The low speed section is Z510 to Z520 (see FIG. 22).

CPU31は減速開始座標ZuaとZucを計算する(S1)。減速開始座標Zuaは、t53で早送り速度Vmaxから低速速度VLに減速を開始する座標である。減速開始座標Zucは、t57でATC速度VHから速度0に減速を開始する座標である。減速開始座標Zuaは以下の数1、減速開始座標Zucは以下の数2で計算するとよい。計算した減速開始座標ZuaとZucは例えばRAM33に記憶するとよい。
ZatcはATC原点のZ座標(Z650)である。Laは、減速開始座標Zuaから上昇時低速開始座標Zu1までの距離であり、図22に示すグレー領域Laの面積に相当する。Lcは、減速開始座標ZucからATC原点までの距離であり、グレー領域Lcの面積に相当する。本実施例の計算による減速開始座標Zuaは465.556(mm)、減速開始座標Zucは614.843(mm)である。
The CPU 31 calculates deceleration start coordinates Zua and Zuc (S1). The deceleration start coordinate Zua is a coordinate at which deceleration is started from the fast feed speed Vmax to the low speed VL at t53. The deceleration start coordinate Zuc is a coordinate at which deceleration starts from the ATC speed VH to the speed 0 at t57. The deceleration start coordinate Zua may be calculated using the following equation 1, and the deceleration start coordinate Zuc may be calculated using the following equation 2. The calculated deceleration start coordinates Zua and Zuc may be stored in the RAM 33, for example.
Zatc is the Z coordinate (Z650) of the ATC origin. La is the distance from the deceleration start coordinate Zua to the ascending low speed start coordinate Zu1, and corresponds to the area of the gray region La shown in FIG. Lc is the distance from the deceleration start coordinate Zuc to the ATC origin, and corresponds to the area of the gray region Lc. The deceleration start coordinate Zua calculated by the present embodiment is 465.5556 (mm), and the deceleration start coordinate Zuc is 614.843 (mm).

CPU31はt51で加工位置(Z100)から主軸ヘッド7の上昇を開始し、速度0から早送り速度Vmaxまで加減速度Xで加速する(S2)。加速後、t52で移動速度は早送り速度Vmaxに到達する。t52〜t53区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は早送り速度Vmaxで上昇し、加工領域からATC領域内に入る。   The CPU 31 starts raising the spindle head 7 from the machining position (Z100) at t51, and accelerates at the acceleration / deceleration speed X from the speed 0 to the rapid feed speed Vmax (S2). After acceleration, the moving speed reaches the fast-forward speed Vmax at t52. The acceleration / deceleration in the period from t52 to t53 is zero. Therefore, the spindle head 7 rises at the rapid feed speed Vmax and enters the ATC area from the machining area.

CPU31は主軸ヘッド7が減速開始座標Zuaに到達したか否か判断する(S7)。主軸ヘッド7が減速開始座標Zuaに到達するまでは(S7:NO)、CPU31はS7に戻り、早送り速度Vmaxで上昇し続ける。t53で主軸ヘッド7が減速開始座標Zuaに到達した場合(S7:YES)、CPU31は早送り速度Vmaxから低速速度VLまで加減速度Auで減速する(S8)。主軸ヘッド7が減速開始座標Zuaに到達したか否かはエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する。CPU31は主軸ヘッド7が上昇時低速開始座標Zu1に到達したか否かエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する(S9)。主軸ヘッド7が上昇時低速開始座標Zu1に到達するまでは(S9:NO)、CPU31はS9に戻り減速し続ける。t54で主軸ヘッド7が上昇時低速開始座標Zu1に到達すると(S9:YES)、移動速度は低速速度VLに到達する。故にCPU31は主軸ヘッド7を低速速度VLで上昇する(S10)。低速区間であるZ510〜Z520では、ローラ67がZ軸カム66のカム面に衝突するので、該衝突時に発生する音と機械負荷を低減できる。   The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the deceleration start coordinate Zua (S7). Until the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zua (S7: NO), the CPU 31 returns to S7 and continues to increase at the fast feed speed Vmax. When the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zua at t53 (S7: YES), the CPU 31 decelerates from the rapid feed speed Vmax to the low speed VL at the acceleration / deceleration speed Au (S8). Whether or not the spindle head 7 has reached the deceleration start coordinate Zua is determined based on the detection value of the encoder 51B. The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the low-speed start coordinate Zu1 when rising, based on the detection value of the encoder 51B (S9). Until the spindle head 7 reaches the low-speed start coordinate Zu1 when rising (S9: NO), the CPU 31 returns to S9 and continues to decelerate. When the spindle head 7 reaches the low speed start coordinate Zu1 when rising at t54 (S9: YES), the moving speed reaches the low speed VL. Therefore, the CPU 31 raises the spindle head 7 at the low speed VL (S10). In Z510 to Z520, which is a low speed section, the roller 67 collides with the cam surface of the Z-axis cam 66, so that the sound and mechanical load generated at the time of the collision can be reduced.

CPU31は主軸ヘッド7が上昇時低速終了座標Zu2に到達したか否かエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する(S11)。主軸ヘッド7が上昇時低速終了座標Zu2に到達するまでは(S11:NO)、CPU31はS10に戻り、低速速度VLで主軸ヘッド7を上昇し続ける。t55で主軸ヘッド7が上昇時低速終了座標Zu2に到達した場合(S11:YES)、CPU31は低速速度VLからATC速度VHまで加減速度Buで加速する(S12)。加速後、t56で移動速度はATC速度VHに到達する。t56〜t57区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7はATC速度VHで上昇する。   The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the low-speed end coordinate Zu2 when ascending based on the detection value of the encoder 51B (S11). Until the spindle head 7 reaches the low-speed end coordinate Zu2 when rising (S11: NO), the CPU 31 returns to S10 and continues to raise the spindle head 7 at the low speed VL. When the spindle head 7 reaches the low-speed end coordinate Zu2 when rising at t55 (S11: YES), the CPU 31 accelerates from the low speed VL to the ATC speed VH at the acceleration / deceleration speed Bu (S12). After acceleration, at t56, the moving speed reaches the ATC speed VH. The acceleration / deceleration in the period from t56 to t57 is zero. Therefore, the spindle head 7 rises at the ATC speed VH.

CPU31は主軸ヘッド7が減速開始座標Zucに到達したか否かエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する(S13)。主軸ヘッド7が減速開始座標Zucに到達するまでは(S13:NO)、S13に戻り、ATC速度VHで上昇し続ける。t57で主軸ヘッド7が減速開始座標Zucに到達した場合(S13:YES)、CPU31はATC速度VHから速度0まで加減速度Cuで減速する(S14)。t58で、主軸ヘッド7はATC原点(Z650)に到達し、移動速度は0になる。工具交換動作の上昇行程は完了する。CPU31は本処理を終了する。   The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the deceleration start coordinate Zuc based on the detection value of the encoder 51B (S13). Until the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zuc (S13: NO), the process returns to S13 and continues to increase at the ATC speed VH. When the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zuc at t57 (S13: YES), the CPU 31 decelerates from the ATC speed VH to the speed 0 at the acceleration / deceleration Cu (S14). At t58, the spindle head 7 reaches the ATC origin (Z650), and the moving speed becomes zero. The ascent process of the tool change operation is completed. The CPU 31 ends this process.

図23,図24を参照し、CPU31が実行する下降行程制御処理を説明する。工具交換動作の下降移動行程を実行する時、CPU31はROM32から下降行程制御プログラムを読出し、本処理を実行する。上記パラメータ設定処理(図20参照)で予め設定した下降行程に関係するパラメータと設定値の一例は以下の通りである。
・早送り速度Vmax:50000(mm/min)
・ATC速度VH:45000(mm/min)
・低速速度VL:30000(mm/min)
・下降時低速開始座標Zd1:520(mm)
・下降時低速終了座標Zd2:510(mm)
・加減速度Cd:5.000(m/sec
・加減速度Bd:5.000(m/sec
・加減速度Ad:8.000(m/sec
・加減速度X:10.000(m/sec
低速区間はZ520〜Z510である(図24参照)。
With reference to FIGS. 23 and 24, the downward stroke control process executed by the CPU 31 will be described. When executing the downward movement process of the tool change operation, the CPU 31 reads the downward process control program from the ROM 32 and executes this process. An example of parameters and set values relating to the downward stroke set in advance in the parameter setting process (see FIG. 20) is as follows.
・ Rapid feed speed Vmax: 50000 (mm / min)
ATC speed VH: 45000 (mm / min)
・ Low speed VL: 30000 (mm / min)
・ Low-speed start coordinate Zd1: 520 (mm) when descending
・ Low speed end coordinates when descending Zd2: 510 (mm)
・ Acceleration / deceleration Cd: 5.000 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration Bd: 5.000 (m / sec 2 )
Acceleration / deceleration Ad: 8.000 (m / sec 2 )
・ Acceleration / deceleration X: 10.000 (m / sec 2 )
The low speed section is Z520 to Z510 (see FIG. 24).

CPU31は減速開始座標ZdbとZdxを計算する(S21)。減速開始座標Zdbは、t63でATC速度VHから低速速度VLに減速を開始する座標である。減速開始座標Zdxは、t67で早送り速度Vmaxから速度0に減速を開始する座標である。減速開始座標Zdbは以下の数3、減速開始座標Zdxは以下の数4で計算するとよい。計算した減速開始座標ZdbとZdxは例えばRAM33に記憶するとよい。
The CPU 31 calculates deceleration start coordinates Zdb and Zdx (S21). The deceleration start coordinate Zdb is a coordinate at which deceleration starts from the ATC speed VH to the low speed VL at t63. The deceleration start coordinate Zdx is a coordinate at which deceleration starts from the fast-forward speed Vmax to the speed 0 at t67. The deceleration start coordinate Zdb may be calculated by the following formula 3, and the deceleration start coordinate Zdx may be calculated by the following formula 4. The calculated deceleration start coordinates Zdb and Zdx may be stored in the RAM 33, for example.

Zpは目標位置である加工位置のZ座標(Z100)である。Lbは、減速開始座標Zdbから下降時低速開始座標Zd1までの距離であり、図24に示すグレー領域Lbの面積に相当する。Lxは、減速開始座標Zdxから加工位置(Z100)までの距離であり、グレー領域Lxの面積に相当する。本実施例の計算による減速開始座標Zdbは465.556(mm)、減速開始座標Zdxは614.843(mm)である。   Zp is the Z coordinate (Z100) of the machining position which is the target position. Lb is the distance from the deceleration start coordinate Zdb to the descending low speed start coordinate Zd1, and corresponds to the area of the gray region Lb shown in FIG. Lx is the distance from the deceleration start coordinate Zdx to the processing position (Z100), and corresponds to the area of the gray region Lx. The deceleration start coordinate Zdb calculated by the present embodiment is 465.556 (mm), and the deceleration start coordinate Zdx is 614.843 (mm).

CPU31はt61でATC原点(Z650)から主軸ヘッド7の下降を開始し、速度0からATC速度VHまで加減速度Cdで加速する(S22)。加速後、t62で移動速度はATC速度VHに到達する。t62〜t63区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7はATC速度VHで下降する。   The CPU 31 starts to descend the spindle head 7 from the ATC origin (Z650) at t61, and accelerates from the speed 0 to the ATC speed VH at the acceleration / deceleration speed Cd (S22). After acceleration, the movement speed reaches the ATC speed VH at t62. The acceleration / deceleration in the period from t62 to t63 is zero. Therefore, the spindle head 7 descends at the ATC speed VH.

CPU31は主軸ヘッド7が減速開始座標Zdbに到達したか否かエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する(S27)。主軸ヘッド7が減速開始座標Zdbに到達するまでは(S27:NO)、CPU31はS27に戻り、ATC速度VHで下降し続ける。t63で主軸ヘッド7が減速開始座標Zdbに到達した場合(S27:YES)、CPU31はATC速度VHから低速速度VLまで加減速度Bdで減速する(S28)。CPU31は主軸ヘッド7が下降時低速開始座標Zd1に到達したか否かエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する(S29)。主軸ヘッド7が下降時低速開始座標Zd1に到達するまでは(S29:NO)、CPU31はS29に戻り減速し続ける。t64で主軸ヘッド7が下降時低速開始座標Zd1に到達すると(S29:YES)、移動速度は低速速度VLになる。CPU31は主軸ヘッド7を低速速度VLで下降する(S30)。低速区間であるZ520〜Z510では、主軸9のテーパ装着穴18の端面に工具ホルダ17が接触するので、該接触時に発生する音と機械負荷を低減できる。   The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the deceleration start coordinate Zdb based on the detection value of the encoder 51B (S27). Until the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zdb (S27: NO), the CPU 31 returns to S27 and continues to descend at the ATC speed VH. When the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zdb at t63 (S27: YES), the CPU 31 decelerates from the ATC speed VH to the low speed VL at the acceleration / deceleration speed Bd (S28). The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the low speed start coordinate Zd1 when descending based on the detection value of the encoder 51B (S29). Until the spindle head 7 reaches the low speed start coordinate Zd1 when descending (S29: NO), the CPU 31 returns to S29 and continues to decelerate. When the spindle head 7 reaches the low speed start coordinate Zd1 when descending at t64 (S29: YES), the moving speed becomes the low speed VL. The CPU 31 lowers the spindle head 7 at the low speed VL (S30). In Z520 to Z510, which is a low speed section, the tool holder 17 comes into contact with the end face of the taper mounting hole 18 of the main shaft 9, so that the sound and mechanical load generated at the time of the contact can be reduced.

CPU31は主軸ヘッド7が下降時低速終了座標Zd2に到達したか否かエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する(S31)。主軸ヘッド7が下降時低速終了座標Zd2に到達するまでは(S31:NO)、CPU31はS30に戻り、低速速度VLで主軸ヘッド7を下降し続ける。t65で主軸ヘッド7が下降時低速終了座標Zd2に到達した場合(S31:YES)、CPU31は低速速度VLから早送り速度Vmaxまで加減速度Adで加速する(S32)。加速後、t66で移動速度は早送り速度Vmaxに到達する。t66〜t67区間の加減速度は0である。故に主軸ヘッド7は早送り速度Vmaxで下降する。   The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the low-speed end coordinate Zd2 when lowered based on the detection value of the encoder 51B (S31). Until the spindle head 7 reaches the low speed end coordinate Zd2 at the time of lowering (S31: NO), the CPU 31 returns to S30 and continues to lower the main spindle head 7 at the low speed VL. When the spindle head 7 reaches the low speed end coordinate Zd2 when descending at t65 (S31: YES), the CPU 31 accelerates at the acceleration / deceleration speed Ad from the low speed VL to the fast feed speed Vmax (S32). After acceleration, the moving speed reaches the rapid traverse speed Vmax at t66. The acceleration / deceleration in the period from t66 to t67 is zero. Therefore, the spindle head 7 descends at the rapid feed speed Vmax.

CPU31は主軸ヘッド7が減速開始座標Zdxに到達したか否かエンコーダ51Bの検出値に基づいて判断する(S33)。主軸ヘッド7が減速開始座標Zdxに到達するまでは(S33:NO)、S33に戻り、早送り速度Vmaxで下降し続ける。t67で主軸ヘッド7が減速開始座標Zdxに到達した場合(S33:YES)、CPU31は早送り速度Vmaxから速度0まで加減速度Xで減速する(S34)。t68で、主軸ヘッド7は目標位置である加工位置(Z100)に到達し、移動速度は0になる。工具交換動作の下降行程は完了する。CPU31は本処理を終了する。   The CPU 31 determines whether or not the spindle head 7 has reached the deceleration start coordinate Zdx based on the detection value of the encoder 51B (S33). Until the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zdx (S33: NO), the process returns to S33 and continues to descend at the rapid feed speed Vmax. When the spindle head 7 reaches the deceleration start coordinate Zdx at t67 (S33: YES), the CPU 31 decelerates from the rapid feed speed Vmax to the speed 0 at the acceleration / deceleration speed X (S34). At t68, the spindle head 7 reaches the machining position (Z100), which is the target position, and the moving speed becomes zero. The downward stroke of the tool change operation is completed. The CPU 31 ends this process.

以上説明にて、ホルダ挟持部19は本発明の工具保持機構の一例である。ドローバ69は本発明の押圧部材の一例である。レバー部材60は本発明の操作部材の一例である。Z軸カム66は本発明のカムの一例である。ローラ67は本発明の摺動部の一例である。CPU31は本発明の制御部の一例である。図20のパラメータ設定処理を実行するCPU31は本発明の設定部の一例である。   In the above description, the holder holding part 19 is an example of the tool holding mechanism of the present invention. The draw bar 69 is an example of the pressing member of the present invention. The lever member 60 is an example of the operation member of the present invention. The Z-axis cam 66 is an example of the cam of the present invention. The roller 67 is an example of the sliding portion of the present invention. The CPU 31 is an example of a control unit of the present invention. The CPU 31 that executes the parameter setting process of FIG. 20 is an example of the setting unit of the present invention.

図20のS103、S104の処理を実行するCPU31は低速区間設定部の一例である。S103の処理で上昇時低速開始座標Zu1と上昇時低速終了座標Zu2を設定するCPU31は、本発明の上昇時低速区間設定部の一例である。S103の処理で加減速度Auを設定するCPU31は、上昇時第一設定部の一例である。S103の処理で加減速度Buを設定するCPU31は、本発明の上昇時第二設定部の一例である。S104の処理で下降時低速開始座標Zd1と下降時低速終了座標Zd2を設定するCPU31は、本発明の下降時低速区間設定部の一例である。S104の処理で加減速度Bdを設定するCPU31は、本発明の下降時第一設定部の一例である。S104の処理で加減速度Adを設定するCPU31は、本発明の下降時第二設定部の一例である。   The CPU 31 that executes the processes of S103 and S104 in FIG. 20 is an example of a low speed section setting unit. The CPU 31 which sets the rising low speed start coordinate Zu1 and the rising low speed end coordinate Zu2 in the process of S103 is an example of the rising low speed section setting unit of the present invention. The CPU 31 that sets the acceleration / deceleration Au in the process of S103 is an example of a first setting unit during ascent. The CPU 31 that sets the acceleration / deceleration Bu in the process of S103 is an example of a second setting unit at the time of ascent of the present invention. The CPU 31 that sets the low speed start coordinate Zd1 during descent and the low speed end coordinate Zd2 during descent in the process of S104 is an example of a low speed section setting unit during descent of the present invention. The CPU 31 that sets the acceleration / deceleration speed Bd in the process of S104 is an example of the first setting unit at the time of descent of the present invention. The CPU 31 that sets the acceleration / deceleration Ad in the process of S104 is an example of a second setting unit at the time of lowering of the present invention.

早送り速度VmaxとATC速度VHは、本発明の第一速度と第三速度の一例である。低速速度VLは、本発明の第二速度の一例である。加減速度AuとBdは、本発明の第一加減速度の一例である。加減速度BuとAdは、本発明の第二加減速度の一例である。上昇行程時の加減速度X、下降行程時の加減速度Cdは、本発明の移動開始時加減速度の一例である。上昇行程時の加減速度Cu、下降行程時の加減速度Xは、本発明の移動停止時加減速度の一例である。   The rapid feed speed Vmax and the ATC speed VH are examples of the first speed and the third speed of the present invention. The low speed VL is an example of the second speed of the present invention. Acceleration / deceleration Au and Bd are examples of the first acceleration / deceleration of the present invention. The acceleration / deceleration Bu and Ad are examples of the second acceleration / deceleration of the present invention. The acceleration / deceleration speed X during the upward stroke and the acceleration / deceleration speed Cd during the downward stroke are examples of the acceleration / deceleration at the start of movement according to the present invention. The acceleration / deceleration speed Cu during the upward stroke and the acceleration / deceleration speed X during the downward stroke are examples of the acceleration / deceleration during movement stop according to the present invention.

以上説明の如く、本実施形態の数値制御装置30は工作機械1の動作を制御する。工作機械1は、主軸ヘッド7、Z軸移動機構22、主軸9等を備える。主軸ヘッド7は加工領域とATC領域の間で往復移動可能に設ける。主軸ヘッド7は主軸9を回転可能に支持する。Z軸移動機構22は主軸ヘッド7を往復移動可能に支持する。主軸9は工具4(工具ホルダ17)を保持する。工作機械1は、主軸ヘッド7をATC領域内で往復移動することで、主軸9に装着する現工具を次工具に交換する工具交換を行う。数値制御装置30のCPU31はZ軸移動機構22の動作を制御可能であり、ATC領域内にて主軸ヘッド7が移動するときの加減速度(Au、Bu、Cu、Cd、Bd、Ad)を変更可能に設定できる。故に数値制御装置30はATC領域内の主軸ヘッド7の移動で工作機械1にかかる負荷を軽減しつつ工具交換時間の短縮を図ることができる。   As described above, the numerical control device 30 of the present embodiment controls the operation of the machine tool 1. The machine tool 1 includes a spindle head 7, a Z-axis moving mechanism 22, a spindle 9 and the like. The spindle head 7 is provided so as to be reciprocally movable between the machining area and the ATC area. The spindle head 7 rotatably supports the spindle 9. The Z-axis moving mechanism 22 supports the spindle head 7 so as to be able to reciprocate. The main shaft 9 holds the tool 4 (tool holder 17). The machine tool 1 reciprocates the spindle head 7 in the ATC region, thereby exchanging the tool for replacing the current tool mounted on the spindle 9 with the next tool. The CPU 31 of the numerical controller 30 can control the operation of the Z-axis moving mechanism 22 and changes the acceleration / deceleration (Au, Bu, Cu, Cd, Bd, Ad) when the spindle head 7 moves within the ATC region. It can be set as possible. Therefore, the numerical controller 30 can shorten the tool change time while reducing the load applied to the machine tool 1 by the movement of the spindle head 7 in the ATC region.

本実施形態のCPU31は、ATC領域内に低速区間を設定できる。低速区間とは、早送り速度Vmaxで移動を開始した主軸ヘッド7の移動速度を、ATC領域内にて、早送り速度Vmaxよりも低速の低速速度VLに切替える区間である。故に主軸ヘッド7が低速区間を移動する間にて、工具交換の為に部材同士が接触することで生じる衝撃を軽減できる。CPU31は低速区間の前で減速するときの加減速度Auと、低速区間の後で加速するときの加減速度Buを設定可能である。数値制御装置30は低速区間前後における加減速度を設定できるので、低速区間前後においても工具交換の為に部材間が接触することで生じる衝撃を軽減できる。   The CPU 31 of this embodiment can set a low speed section in the ATC area. The low speed section is a section in which the moving speed of the spindle head 7 that starts moving at the fast feed speed Vmax is switched to a low speed VL that is lower than the fast feed speed Vmax in the ATC region. Therefore, while the spindle head 7 moves in the low speed section, it is possible to reduce an impact caused by contact of members for tool change. The CPU 31 can set the acceleration / deceleration speed Au when decelerating before the low speed section and the acceleration / deceleration speed Bu when accelerating after the low speed section. Since the numerical control device 30 can set the acceleration / deceleration before and after the low speed section, the impact caused by contact between members for tool change can be reduced even before and after the low speed section.

本実施形態の工作機械1は、コラム5、工具マガジン21、ホルダ挟持部19、ドローバ69、レバー部材60等を備える。コラム5はベース2の上部後方に設け、Z軸移動機構22で主軸ヘッド7をZ軸方向に移動可能に支持する。工具マガジン21は複数の工具を保持可能で且つコラム5に対して旋回可能に設ける。ホルダ挟持部19は主軸9内部に設け、テーパ装着穴18に装着した工具ホルダ17を保持する。ドローバ69は、主軸ヘッド7に設け、ホルダ挟持部19を押圧することで主軸9に装着した工具ホルダ17を開放する。レバー部材60は主軸ヘッド7に設け、工具交換動作の上昇行程と下降行程にて、ドローバ69を操作する。CPU31は上昇行程にて、少なくともコラム5に設けたローラ67が、レバー部材60に固定したZ軸カム66に接触する位置に低速区間を設定する。故に数値制御装置30は、上昇行程時にローラ67がZ軸カム66に接触する時に発生する音と機械負荷を低減できる。CPU31は下降行程において、少なくとも工具ホルダ17が主軸9のテーパ装着穴18に装着する位置に低速区間を設定する。故に数値制御装置30は、下降行程時に工具ホルダ17が主軸9のテーパ装着穴18に装着する時に発生する音と機械負荷を低減できる。   The machine tool 1 of the present embodiment includes a column 5, a tool magazine 21, a holder clamping unit 19, a draw bar 69, a lever member 60, and the like. The column 5 is provided at the upper rear of the base 2 and supports the spindle head 7 so as to be movable in the Z-axis direction by the Z-axis moving mechanism 22. The tool magazine 21 is provided so as to be able to hold a plurality of tools and to rotate with respect to the column 5. The holder clamping portion 19 is provided inside the main shaft 9 and holds the tool holder 17 mounted in the taper mounting hole 18. The draw bar 69 is provided in the spindle head 7 and presses the holder clamping portion 19 to release the tool holder 17 attached to the spindle 9. The lever member 60 is provided in the spindle head 7 and operates the draw bar 69 in the ascending process and the descending process of the tool changing operation. In the ascending stroke, the CPU 31 sets the low speed section at a position where at least the roller 67 provided in the column 5 comes into contact with the Z-axis cam 66 fixed to the lever member 60. Therefore, the numerical control device 30 can reduce the sound and mechanical load generated when the roller 67 contacts the Z-axis cam 66 during the upward stroke. In the downward stroke, the CPU 31 sets a low speed section at least at a position where the tool holder 17 is mounted in the tapered mounting hole 18 of the main shaft 9. Therefore, the numerical control device 30 can reduce the sound and mechanical load generated when the tool holder 17 is mounted in the taper mounting hole 18 of the main shaft 9 during the downward stroke.

更にCPU31は、上昇行程に設定した低速区間の前で減速するときの加減速度Au、低速区間の後で加速するときの加減速度Buを設定可能である。CPU31は、下降行程に設定した低速区間の前で減速するときの加減速度Bd、低速区間の後で加速するときの加減速度Adを設定可能である。数値制御装置30は上昇行程と下降行程の夫々において、低速区間前後における加減速度を設定できるので、上昇行程と下降行程の夫々の速度パターンをより詳細に設定できる。   Further, the CPU 31 can set the acceleration / deceleration speed Au when decelerating before the low speed section set in the ascending stroke and the acceleration / deceleration speed Bu when accelerating after the low speed section. The CPU 31 can set the acceleration / deceleration speed Bd when decelerating before the low speed section set in the descending stroke and the acceleration / deceleration speed Ad when accelerating after the low speed section. Since the numerical controller 30 can set the acceleration / deceleration before and after the low speed zone in each of the ascending stroke and the descending stroke, the speed patterns of the ascending stroke and the descending stroke can be set in more detail.

上記実施形態では、少なくとも、工具交換動作の上昇行程時に設定する加減速度Au、Buと、下降行程時に設定する加減速度Bd、Adは、上昇行程における主軸ヘッド7の移動開始時に早送り速度Vmaxに加速するときの加減速度X、下降行程における主軸ヘッド7が減速して停止するときの加減速度Xよりも小さい値である。故に数値制御装置30は工具交換動作において、工作機械1にかかる負荷を軽減できる。   In the above-described embodiment, at least the acceleration / deceleration speeds Au and Bu set during the up stroke of the tool change operation and the acceleration / deceleration speeds Bd and Ad set during the down stroke are accelerated to the rapid feed speed Vmax when the spindle head 7 starts to move during the up stroke. The acceleration / deceleration speed X is smaller than the acceleration / deceleration speed X when the spindle head 7 decelerates and stops in the downward stroke. Therefore, the numerical control device 30 can reduce the load on the machine tool 1 in the tool change operation.

本発明は上記実施形態に限らず各種変形が可能なことはいうまでもない。上記実施形態は、例えば上昇行程と下降行程の夫々に設定する低速区間について、ATC領域内に全て含まれるように設定したが、ATC領域の少なくとも一部を含むように設定すればよく、例えばATC領域からはみ出して設定してもよい。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. In the above embodiment, for example, the low speed section set for each of the ascending stroke and the descending stroke is set so as to be included in the ATC area, but may be set so as to include at least a part of the ATC area. You may set out of the area.

上記実施形態のZ軸カム66はレバー部材60に固定し、Z軸カム66のカム面を摺動するローラ67をコラム5側に支持するが、ローラ67をレバー部材60に支持し、Z軸カム66をコラム5側に固定してもよい。   The Z-axis cam 66 of the above embodiment is fixed to the lever member 60, and the roller 67 sliding on the cam surface of the Z-axis cam 66 is supported on the column 5 side. The cam 66 may be fixed to the column 5 side.

上記実施形態の工具交換動作の上昇行程時に設定する加減速度Au、Buと、下降行程時に設定する加減速度Bd、Adは、上昇行程における主軸ヘッド7の移動開始時に早送り速度Vmaxに加速するときの加減速度X、下降行程における主軸ヘッド7が減速して停止するときの加減速度Xよりも小さい値になるように設定したが、これに限らず自由に設定変更が可能である。   The acceleration / deceleration speeds Au and Bu set during the up stroke of the tool change operation of the above embodiment and the acceleration / deceleration speeds Bd and Ad set during the down stroke are those when accelerating to the rapid feed speed Vmax at the start of movement of the spindle head 7 during the up stroke. Although the acceleration / deceleration X is set to a value smaller than the acceleration / deceleration X when the spindle head 7 decelerates and stops in the descending stroke, the setting is not limited to this and can be freely changed.

上記実施形態の駆動回路51A〜55Aは数値制御装置30に設けているが、工作機械1に設けてもよい。   The drive circuits 51 </ b> A to 55 </ b> A of the above embodiment are provided in the numerical control device 30, but may be provided in the machine tool 1.

上記実施形態の工作機械1は、主軸9がZ軸方向に延びる立型工作機械であるが、本発明は主軸が水平方向に延びる横型工作機械にも適用できる。   The machine tool 1 of the above embodiment is a vertical machine tool in which the main shaft 9 extends in the Z-axis direction, but the present invention can also be applied to a horizontal machine tool in which the main shaft extends in the horizontal direction.

本実施形態はCPU31の代わりに、マイクロコンピュータ、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等を、プロセッサとして用いてもよい。移動制御処理は、複数のプロセッサによって分散処理してもよい。プログラムを記憶するROM32と記憶装置34は、例えばHDD及び又は記憶装置等の他の非一時的な記憶媒体で構成してもよい。非一時的な記憶媒体は、情報を記憶する期間に関わらず、情報を留めておくことが可能な記憶媒体であればよい。非一時的な記憶媒体は、一時的な記憶媒体(例えば伝送される信号)を含まなくてもよい。上昇行程制御プログラム、下降行程制御プログラム、NCプログラム等の各種プログラムは、例えば、図示外のネットワークに接続されたサーバからダウンロードして(即ち、伝送信号として送信され)、フラッシュメモリ等の記憶装置等に記憶してもよい。この場合、プログラムは、サーバに備えられたHDDなどの非一時的な記憶媒体に保存していればよい。   In this embodiment, instead of the CPU 31, a microcomputer, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or the like may be used as a processor. The movement control process may be distributed by a plurality of processors. The ROM 32 and the storage device 34 for storing the program may be constituted by other non-transitory storage media such as an HDD and / or a storage device, for example. The non-transitory storage medium may be any storage medium that can retain information regardless of the period in which the information is stored. The non-temporary storage medium may not include a temporary storage medium (for example, a signal to be transmitted). Various programs such as an ascending stroke control program, a descending stroke control program, and an NC program are downloaded from a server connected to a network (not shown) (that is, transmitted as a transmission signal) and stored in a storage device such as a flash memory. May be stored. In this case, the program may be stored in a non-temporary storage medium such as an HDD provided in the server.

1 工作機械
2 ベース
4 工具
5 コラム
7 主軸ヘッド
9 主軸
19 ホルダ挟持部
21 工具マガジン
22 Z軸移動機構
30 数値制御装置
31 CPU
60 レバー部材
66 Z軸カム
67 ローラ
69 ドローバ
Ad 加減速度
Au 加減速度
Bd 加減速度
Bu 加減速度
Cd 加減速度
VH ATC速度
VL 低速速度
Vmax 早送り速度
X 加減速度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 2 Base 4 Tool 5 Column 7 Spindle head 9 Spindle 19 Holder clamping part 21 Tool magazine 22 Z-axis moving mechanism 30 Numerical control apparatus 31 CPU
60 Lever member 66 Z-axis cam 67 Roller 69 Drawbar Ad Acceleration / deceleration Au Acceleration / deceleration Bd Acceleration / deceleration Bu Acceleration / deceleration Cd Acceleration / deceleration VH ATC speed VL Low speed Vmax Rapid feed speed X Acceleration / deceleration

Claims (5)

被削材の加工を行う加工領域と工具交換を行うATC領域との間で往復移動可能に設けた主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを往復移動可能に支持する移動機構と、前記主軸ヘッドが回転可能に支持し、工具を保持する主軸と、前記主軸ヘッドを前記ATC領域内で往復移動することにより前記主軸に装着する現工具を次工具に交換する工具交換が可能な工作機械を制御するものであって、前記移動機構の動作を制御する制御部を備えた数値制御装置において、
前記制御部は、
前記ATC領域内において、前記主軸ヘッドが移動するときの加減速度を変更可能に設定する設定部を備えたこと
を特徴とする数値制御装置。
A spindle head provided so as to be able to reciprocate between a machining area where the workpiece is machined and an ATC area where the tool is changed, a moving mechanism which supports the spindle head so as to be able to reciprocate, and the spindle head is rotatable. To control a machine tool capable of exchanging the current tool mounted on the spindle to the next tool by reciprocating the spindle head in the ATC region. In a numerical control device provided with a control unit for controlling the operation of the moving mechanism,
The controller is
A numerical control apparatus comprising: a setting unit configured to change the acceleration / deceleration when the spindle head moves within the ATC region.
前記制御部は、
第一速度で移動を開始した前記主軸ヘッドの移動速度を、前記ATC領域内において、前記第一速度よりも低速の第二速度に切替える区間である低速区間を設定する低速区間設定部を備え、
前記設定部は、
前記低速区間の前で前記第一速度から前記第二速度に減速するときの第一加減速度を設定する第一設定部と、
前記低速区間の後で前記第二速度から前記第二速度よりも高速である第三速度に加速するときの第二加減速度を設定する第二設定部と
を備えたこと
を特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
The controller is
A low-speed section setting unit that sets a low-speed section in which the moving speed of the spindle head that started moving at the first speed is switched to a second speed lower than the first speed in the ATC region;
The setting unit
A first setting unit for setting a first acceleration / deceleration when decelerating from the first speed to the second speed before the low speed section;
The second setting unit for setting a second acceleration / deceleration when accelerating from the second speed to a third speed higher than the second speed after the low speed section. The numerical control apparatus according to 1.
前記工作機械は、
基台に設け、前記移動機構で前記主軸ヘッドを昇降可能に支持するコラムと、
複数の工具を保持可能で且つ前記コラムに対して旋回可能に設けた工具マガジンと、
前記主軸に装着した前記工具を保持する工具保持機構と、
前記主軸に設け、前記工具保持機構を押圧することにより前記主軸に装着した前記工具を開放する押圧部材と、
前記主軸ヘッドに設け、前記主軸ヘッドを前記工具マガジンが旋回する位置であるATC原点に向けて上昇する上昇行程と、前記主軸ヘッドを前記ATC原点から下降する下降行程において、前記押圧部材を操作する操作部材と
を備えるものであって、
前記低速区間設定部は、
前記上昇行程において、少なくとも前記操作部材を作動させる為のカムと、前記カムのカム面に摺動する摺動部とが互いに離間した状態から接触する位置に前記低速区間を設定する上昇時低速区間設定部と、
前記下降行程において、少なくとも前記工具が前記主軸に装着する位置に前記低速区間を設定する下降時低速区間設定部と
を備え、
前記第一設定部は、
前記上昇行程における前記第一加減速度を設定する上昇時第一設定部と、
前記下降行程における前記第一加減速度を設定する下降時第一設定部と
を備え、
前記第二設定部は、
前記上昇行程における前記第二加減速度を設定する上昇時第二設定部と、
前記下降行程における前記第二加減速度を設定する下降時第二設定部と
を備えたこと
を特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。
The machine tool is
A column that is provided on a base and supports the spindle head so as to be movable up and down by the moving mechanism;
A tool magazine capable of holding a plurality of tools and pivotable with respect to the column;
A tool holding mechanism for holding the tool mounted on the spindle;
A pressing member that is provided on the main shaft and releases the tool mounted on the main shaft by pressing the tool holding mechanism;
Provided in the spindle head, and operating the pressing member in an ascending stroke in which the spindle head is raised toward the ATC origin where the tool magazine is rotated, and in a descending stroke in which the spindle head is lowered from the ATC origin. An operation member,
The low speed section setting unit
In the ascending stroke, the ascending low speed section sets the low speed section at a position where at least a cam for operating the operation member and a sliding portion sliding on the cam surface of the cam come into contact with each other from a separated state A setting section;
A descent low speed section setting unit that sets the low speed section at a position where at least the tool is mounted on the spindle in the down stroke;
The first setting unit includes:
An ascending first setting unit for setting the first acceleration / deceleration in the ascending stroke;
A first setting unit for lowering that sets the first acceleration / deceleration in the lowering stroke,
The second setting unit includes
An ascending second setting unit for setting the second acceleration / deceleration in the ascending stroke;
The numerical controller according to claim 2, further comprising a second setting unit at the time of lowering that sets the second acceleration / deceleration in the lowering stroke.
少なくとも、前記上昇時第一設定部が設定する前記第一加減速度、前記上昇時第二設定部が設定する前記第二加減速度、及び前記下降時第二設定部が設定する前記第二加減速度は、前記主軸ヘッドの移動開始時に前記第一速度に加速するときの移動開始時加減速度、及び前記主軸ヘッドが前記第三速度から減速して停止するときの移動停止時加減速度よりも小さい値であること
を特徴とする請求項3に記載の数値制御装置。
At least the first acceleration / deceleration set by the first setting unit at the time of rising, the second acceleration / deceleration set by the second setting unit at the time of rising, and the second acceleration / deceleration set by the second setting unit at the time of lowering Is a value smaller than the acceleration / deceleration at the start of movement when accelerating to the first speed at the start of the movement of the spindle head, and the acceleration / deceleration at the stop of movement when the spindle head is decelerated from the third speed and stopped. The numerical control apparatus according to claim 3, wherein:
被削材の加工を行う加工領域と工具交換を行うATC領域との間で往復移動可能に設けた主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを往復移動可能に支持する移動機構と、前記主軸ヘッドが回転可能に支持し、工具を保持する主軸と、前記主軸ヘッドを前記ATC領域内で往復移動することにより前記主軸に装着する現工具を次工具に交換する工具交換が可能な工作機械を制御する数値制御装置であって、前記移動機構の動作を制御する制御工程を備える数値制御装置の制御方法において、
前記制御工程は、
前記ATC領域内において、前記主軸ヘッドが移動するときの加減速度を変更可能に設定する設定工程を備えたこと
を特徴とする制御方法。
A spindle head provided so as to be able to reciprocate between a machining area where the workpiece is machined and an ATC area where the tool is changed, a moving mechanism which supports the spindle head so as to be able to reciprocate, and the spindle head is rotatable. Numerical control for controlling a machine tool capable of exchanging the current tool mounted on the spindle with the next tool by reciprocating the spindle head in the ATC region. In a control method of a numerical control device comprising a control step of controlling an operation of the moving mechanism,
The control step includes
A control method comprising: a setting step of setting an acceleration / deceleration when the spindle head moves within the ATC region to be changeable.
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