JP2670955B2 - 旋盤の主軸台の軸力制御装置および運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋盤、特に２主軸対
向旋盤において主軸をその軸線方向に進出または退避さ
せる際にその主軸台の軸方向力を制御する装置および当
該装置を用いて主軸台の軸方向力を制御しながら行う運
転制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２主軸対向旋盤において主軸台の軸方向
力を制御する動作は、一方の主軸で把持されているワー
クの先端を他方の主軸で把持する際や、ワークの両端を
両方の主軸で把持してワークに軸方向力を与えながら加
工を行う際などに用いられる。

【０００３】従来の２主軸対向旋盤においては、このよ
うな場合における主軸台の軸方向力の制御は、軸方向移
動可能に設けた主軸の主軸台送りモータの電流値の検出
や、送りネジなどにかかる軸方向力や負荷トルクを検出
することによって行われていた。

【０００４】たとえば特開平２−８８１０１号公報に開
示された方法は、第１主軸で把持されたワークの先端を
軸方向移動可能な第２主軸で把持する際のワークの先端
と第２主軸との当接を確認する方法に関するもので、第
２主軸をワークの先端直近まで急速移動させた後、第２
主軸台に軽トルクでの低速接近指令を与え、同時に第２
主軸にかかる軸力またはその送りモータにかかる負荷ト
ルクを検出し、当該軸力や負荷トルクが設定値を越えた
ときにワークの先端と第２主軸とが当接したと判断する
方法が開示されている。

【０００５】また従来のびびり防止加工においては、ワ
ークに軸方向力を加えてワークの剛性を高める方法とし
て、軸方向移動可能な主軸台の送りモータの電流値を制
限（発生トルクを制限）した状態で当該主軸台に軸方向
移動指令を与えるという方法を採用している。

【０００６】またたとえば対向する２個の主軸でワーク
の両端を把持した状態で行う突切り加工の突切り確認に
おいて、特開平１−３１６１０２号公報に開示された方
法は、突っ切り加工が終了した後、一方の主軸と他方の
主軸の回転数の指令値に差を持たせ、両主軸の間に実際
に指令された回転差が生ずるかどうかを検出することに
より、ワークが実際に切り離されたかどうかを検出する
というものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】２主軸対向旋盤におい
て主軸を軸方向に移動駆動する主軸台送りモータとして
は、通常サーボモータが用いられており、このサーボモ
ータの回転量はパルスエンコーダなどによって検出され
てサーボ装置にフィードバックされている。従って軸方
向移動可能に設けた主軸の軸方向の移動量を検出するこ
とは容易であるが、主軸台送りモータにかかる負荷トル
クや主軸台にかかる軸力などは特別な検出手段を設けな
ければ検出することができない。そのため前述した従来
方法によるワーク先端の当接確認やびびり防止加工を実
現しようとすると、主軸台送りモータの出力軸や送りネ
ジにトルク検出器や軸力検出器などのＮＣ装置やサーボ
装置とは別個の装置を設けなければならない。

【０００８】また上記のワーク先端の当接確認やびびり
防止加工に際し、主軸台の軸力を主軸台送りモータに流
れる電流値によって検出する方法も提唱されている。し
かし主軸台送りモータの電流値は、定常送り中において
も３０〜２００％の間で変動している。そのため、ワー
ク先端の当接確認においては、当接と判断する電流の設
定値を相当高くしなければゲイン変化による電流変動に
よって検出誤りや誤動作を生ずるおそれがあり、ワーク
や機械に与える歪が大きくなり、特にワークが細い場合
や材料が変形し易くて把持力を大きくできない場合など
は、主軸の把持装置（チャック）との間でワークが滑っ
て、ワーク先端と主軸との当接確認が困難になることが
ある。

【０００９】またびびり防止加工においては、ワークに
所望の軸方向力を正確に設定することができず、充分な
びびり防止効果を得られない問題や、過大な軸方向力の
ためにワークに永久歪を生じさせる等の問題が生ずる。

【００１０】この発明は、対向する主軸の少なくとも一
方を軸方向に移動可能に設けた２主軸対向旋盤におい
て、ワークの先端を把持する際のワークと主軸との当接
確認やびびり防止のためにワークに軸力を与える際など
に、主軸に作用する軸方向力の検出をＮＣ装置のプログ
ラム処理のみによって行うことができ、かつ検出精度も
従来方法より正確にできる技術手段を提供することを課
題としている。さらにこの発明では、主軸台の軸方向力
制御によって突切り加工時のワークの切り離し確認やワ
ーク装填時の把持装置とワークとの着座確認を行う方法
を提供している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明では、ＮＣ装置
１２の位置指令ａとパルスエンコーダ１３などで検出さ
れる位置フィードバック信号ｂとに基いて主軸台送りモ
ータ５を制御するサーボ装置１１と、当該モータ５に与
える最大電流値を設定する最大電流設定手段１７とを備
えた軸力制御装置において、上記位置指令ａと位置フィ
ードバック信号ｂとの差信号である位置偏差ｃを検出し
て設定値ｄと比較し、検出値ｃが設定値ｄに達したとき
に生成される制御出力ｅに基づいて各種の制御動作を行
わせることにより、上記課題を解決している。

【００１２】例えばロボット３１で機内に挿入されたワ
ーク７を軸方向移動可能に設けた主軸３で把持する動作
において、この発明では、当該主軸の主軸台送りモータ
５に与える最大電流値を低い値に制限した状態で位置偏
差ｃを検出しながら主軸台４をワーク７に向けて低速接
近させ、位置偏差の検出値ｃが設定値ｄを越えたときに
主軸３とワーク７とが当接したと判断し、そのあと当該
主軸３でワーク７を把持するという制御方法が採用され
る。

【００１３】上記の制御方法は、２主軸対向旋盤の一方
の主軸１に把持されたワーク７の先端を他方の主軸３で
把持する動作にも採用される。この場合には、軸方向移
動可能に設けた主軸３の主軸台送りモータ５に与える最
大電流値を低い値に制限した状態で位置偏差ｃを検出し
ながら第１主軸台２と第２主軸台４とを低速接近させ、
位置偏差の検出値ｃが設定値ｄを越えたときに前記他方
の主軸３とワーク７の先端とが当接したと判断し、その
あと当該他方の主軸３でワーク７を把持するという制御
方法が採用される。

【００１４】また例えば２主軸対向旋盤の対向する主軸
１、３でワーク７の両端を把持しながらワーク７を突っ
切る動作において、この発明では、刃物台８を所定の突
っ切り完了位置まで進出させた後、主軸台送りモータ５
の最大電流値を低く制限した状態で主軸台２、４相互を
低速で離隔させる指令を与え、このとき位置偏差ｃがそ
の設定値ｄを越えることなく主軸台２、４相互が所定量
離隔することを確認することにより、突切り加工の正常
終了を検出する。

【００１５】また例えば２主軸対向旋盤の対向する主軸
１、３でワーク７に軸力を付与しながらワーク７を加工
するびびり防止加工において、この発明では、一方の主
軸３の主軸台送りモータ５に与える最大電流値を０に設
定した状態でワーク７に所望の軸応力を発生させた際に
生ずる歪みに相当する量の位置指令ａをサーボ装置１１
に与えて位置偏差ｃを発生させ、次いで主軸台送りモー
タ５に与える最大電流値を徐々に増加させて位置偏差ｃ
を減少させてゆき、位置偏差ｃが設定値ｄに達したとき
に前記最大電流値の逓増動作を停止することにより、ワ
ーク７に所望の軸力を付与するという制御方法が採用さ
れる。

【００１６】

【作用】軸方向移動可能に設けた主軸３の主軸台送りモ
ータ５は、サーボ装置１１によって制御されており、サ
ーボ装置１１は、ＮＣ装置１２から与えられる位置指令
とパルスエンコーダ１３等から与えられる位置フィード
バック信号ｂとの差信号（位置偏差）ｃが０になるよう
に主軸台送りモータ５を駆動している。従って何らかの
原因によって主軸台送りモータ５にかかる負荷トルクが
出力トルクを上回って主軸台送りモータ５が停止したと
きには、ＮＣ装置１２からの位置指令ａが変化し続ける
にもかかわらず位置フィードバック信号ｂがそれに追従
できなくなり、位置偏差（絶対値）ｃが急激に増加する
こととなる。

【００１７】また軸方向移動可能に設けた主軸３がＮＣ
装置１２から与えられた指令位置で停止している状態に
おいては、上記位置偏差ｃが０になっており、この状態
で当該主軸３の主軸台送りモータ５に設定されている保
持トルクより大きな外力が加わったときは、主軸台４が
強制的に微小移動し、この移動が位置フィードバック信
号ｂを変化させ、位置偏差（絶対値）ｃを増加させる。

【００１８】従って位置偏差ｃを検出することによっ
て、主軸３に非定常的な軸方向力が作用したことを直接
的に検出することが可能である。この発明におけるワー
ク装填時の着座確認は、この位置偏差ｃが停止保持状態
の０から急激に変化することを検出することによって行
われている。またこの発明におけるワーク先端の当接確
認および突切り加工時のワークの切り離し確認は、この
位置偏差ｃが定常的な値から急激に変化する時の状態を
検出することによって行われている。この発明では、主
軸台が停止状態から発進する際の位置偏差ｃの急変を検
出しない処置を講じてあることも特徴のひとつである。

【００１９】上記のワーク先端の当接確認およびワーク
の切り離し確認においては、主軸台送りモータ５に与え
る電流値を低く制限した状態で位置偏差ｃを監視する
と、位置偏差ｃが予め決められた設定値ｄに達したとき
に主軸台送りモータ５に最大電流設定手段１７に設定さ
れた最大電流が流れているとは必ずしも言えない。すな
わち位置指令ａの与え方によっては、ワーク７に設定さ
れた最大電流値に対応する軸方向力が作用する前に位置
偏差ｃが設定値ｄに達することもあり得る。このことは
軸方向力が作用したときには、当然ワークにこれに比例
する歪が生じることもあり、サーボ装置１１の応答遅れ
によってもおこり得る。

【００２０】従って、最大電流設定手段１７に与える電
流の設定値は、当接または切り離し確認時にワーク７に
作用する軸方向力を制限するものであると見ることもで
きるし、誤動作があった場合でもワーク７にこれ以上の
軸方向力が加わることがないという安全値を設定するも
のであると見ることもできる。位置指令ａの変化率（指
令速度）とワーク７の変形し易さおよびサーボ装置１１
の動特性によってこれが軸方向の最大の力を設定するか
安全値を設定するかが決まるのであって、この点におい
て、主軸台送りモータ５に与える電流値を検出すること
によってワーク７に作用する軸方向力を検出する従来方
法とは全く異なっている。

【００２１】この発明の装置において、主軸台送りモー
タ５に与える最大電流値を０に設定した状態でＮＣ装置
１２からある値の位置指令ａを与えると、その位置指令
値がそのまま位置偏差ｃとなる。この状態で主軸台送り
モータ５に与える最大電流の設定値を徐々に増加させて
いくと、軸方向移動可能に設けた主軸３が移動した分だ
け位置フィードバック信号ｂが入って位置偏差ｃが減少
してくる。そしてこの減少量は、当該主軸３の移動量に
比例する。

【００２２】従って軸方向力０でワーク７の両端を把持
した状態で軸方向移動可能に設けた主軸３に一定量の後
退指令を与え（このとき位置フイードバック信号は０で
あり、位置偏差ｃは前記後退指令値と同量となる）、そ
こで主軸台送りモータ５に与える電流値を徐々に増加さ
せてワーク７の所望の歪量に対応する量の位置フィード
バック信号（制御信号を出して）ｂがサーボ装置に入っ
たとき、すなわち最初に検出した位置偏差ｃが所定量減
少したときに、最大電流設定手段１７の設定値を固定し
てやれば、所望の軸方向歪を生じさせた状態でワーク７
を把持することができる。すなわちこの方法によれば歪
量を基準にしてワーク７に所望の軸方向力を加えること
ができ、これをびびり防止加工に利用することができ
る。

【００２３】そして本願発明者の行った試験によると、
軸方向移動可能に設けた主軸３が無負荷で移動している
ときの位置偏差ｃの変動量は、プラスマイナス２パルス
（主軸の移動量換算でプラスマイナス２ミクロン）程度
であったから、充分遅い速度の場合位置偏差ｃを検出す
るための設定手段２２の設定値ｄを６ないし１０パルス
とすれば充分安定に検出することができ、従来方法より
高い精度での制御が可能である。

【００２４】

【実施例】図１はこの発明の装置の一実施例を示すブロ
ック図である。以下の実施例では、軸方向移動不能に設
けた固定側の第１主軸１と軸方向移動可能に設けた移動
側の第２主軸３とを備えた２主軸対向旋盤を例としてい
る。固定側主軸１は、旋盤のフレームと実質上一体の固
定側主軸台２に軸着されて定位置に保持されている。移
動側主軸３は、主軸の軸線方向（Ｚ軸方向）に移動可能
な移動側主軸台４に軸着されて固定側主軸１と対向して
いる。移動側主軸台４には、主軸台送りモータ５で正逆
方向に回転駆動される送りネジ６が螺合しており、主軸
台送りモータ５の回転により移動側主軸３は固定側主軸
１に対して近接離隔する。

【００２５】固定側主軸１と移動側主軸３には、タレッ
ト９を備えた１個または２個の刃物台８が関連配置され
ている。刃物台８を２個設けたときの固定側主軸１と組
み合わされる刃物台は、旋盤の主軸方向および主軸直角
方向に移動駆動自在であり、移動側主軸３と組み合わさ
れる刃物台は、主軸直角方向にのみ移動駆動自在であれ
ば足りる。

【００２６】主軸台送りモータ５は、サーボ装置１１に
よって制御されており、サーボ装置１１にはＮＣ装置１
２から位置指令ａが与えられている。主軸台送りモータ
５にはパルスエンコーダ１３が接続されており、ＮＣ装
置１２から与えられた位置指令ａとパルスエンコーダ１
３で検出された位置フィードバック信号ｂの差信号（位
置偏差）ｃが差分検出器１４から補償回路１５に与えら
れている。そしてこの位置偏差ｃに基いて補償回路１５
から出力される速度指令と速度フィードバック信号との
差信号とがパワーアンプ１６に与えられ、パワーアンプ
１６は前記偏差値（負荷トルク）に応じた値の電流を主
軸台送りモータ５に供給している。パワーアンプ１６か
ら出力される電流の最大値は、最大電流設定器１７によ
って制限することが可能であり、その設定値はＮＣ装置
１２によって必要に応じて増減させられる。

【００２７】差分検出器１４から出力される位置偏差ｃ
は、位置偏差検出手段２１によって検出されている。一
方位置偏差ｃの立ち上がりや増減量を検出して信号を出
す基準となる設定値ｄを設定するための位置偏差設定手
段２２が設けられており、プラスとマイナスの個別に設
定された設定値＋ｄ、−ｄと検出された位置偏差ｃとが
比較手段２３で比較され、検出値ｃが設定値ｄに達した
ときに制御出力ｅが出力されるようになっている。

【００２８】位置偏差検出手段２１、位置偏差設定手段
２２および比較手段２３は、実際にはＮＣ装置１２のプ
ログラムによって構成される。サーボ装置１１から位置
偏差ｃを取り出すことができないときは、ＮＣ装置１２
の位置指令ａとパルスエンコーダ１３の位置フィードバ
ック信号ｂを位置偏差検出手段２１に入力し、その差分
として位置偏差ｃを検出することができる。

【００２９】図２はこの発明の方法による移動側主軸３
によるワーク７（図１）の先端の把持動作をフローチャ
ートで示したものである。ワーク先端の把持が指令され
ると、従来方法と同様にステップ１０１と１０２を含む
ループによって移動側主軸３の固定側主軸１に向けての
高速移動が行われる。ステップ１０２でワーク先端への
移動側主軸３の接近（指令値到達）が検出されると、ス
テップ１０３で図１の最大電流設定器１７の設定値を低
く（主軸台送りモータ５の出力トルクを低く）設定し、
ステップ１０４で移動側主軸３の移動を低速移動（サー
ボ装置１１に与える位置指令ａをゆっくりと変化させ
る）に切り換え、ステップ１０６で位置偏差ｃとその設
定値ｄとを比較しつつ上記低速移動を継続する。

【００３０】この低速移動中に位置偏差ｃが設定値ｄを
越えたときは、その時点で制御をステップ１０７にスキ
ップさせる。スキップしたステップ１０７ではこのとき
の移動側主軸３の位置を記憶し、次いでステップ１０８
で移動側主軸３の把持装置を閉じてワーク７の先端を把
持する。

【００３１】一方ステップ１０４ないし１０６の低速移
動時に位置偏差ｃが設定値ｄを越えることなく一定の送
り量だけ移動側主軸３が移動したときには、ステップ１
０５でこれを検出してワーク無しと判断し、ステップ１
０９で警報を発して制御を停止する。

【００３２】移動側主軸３の低速移動時においては、Ｎ
Ｃ装置１２に内蔵された位置カウンタ１８に目標位置が
次々と設定され、位置フィードバック信号ｂは検出され
て移動側主軸３の実際の位置を示す。前記目標位置と実
際の位置の差（位置偏差）ｃが自動計算されている。移
動側主軸３が定常移動しているときには、サーボ装置１
１の制御によって位置偏差ｃはほぼ一定の値を維持して
いる。

【００３３】この状態でワーク７の先端と移動側主軸３
とが当接すると、主軸台送りモータ５にかかる負荷トル
クの増大によって、主軸台送りモータ５は強制的に停止
させられる。すると位置カウンタ１８のカウント値が変
化し続けるのに対して位置フィードバック信号ｂがこれ
に追従できないかあるいは一定値に留まることとなり、
位置偏差ｃが急激に増加する。この位置偏差ｃの上昇を
設定値ｄとの比較によって検出することにより、ワーク
７と移動側主軸３との当接を検出し、制御はステップ１
０７以降に移行する。

【００３４】図３はこの発明の突切り加工におけるワー
ク切り離し確認方法を示すフローチャートである。ここ
でいう突切り加工は、ワーク７の両端を固定側主軸１と
移動側主軸３とで同時に把持して両主軸１、３を回転さ
せて行う突切り加工を意味している。突切り加工は突切
りバイトを装着した刃物台８を所定の位置、すなわちバ
イトの先端がワーク７の中心に達する位置まで前進させ
ることによって行われる。

【００３５】図３のフローチャートにおいては、ステッ
プ１２１および１２２を含むループで刃物台８が前進を
続け（この間において突切り加工が行われる）、ステッ
プ１２２で刃物台の所定位置までの前進が検出される
と、ステップ１２３で主軸台送りモータ５に与える電流
値（移動側主軸の軸方向駆動力）を制限した状態でステ
ップ１２４〜１２６のループで移動側主軸３に所定量の
離隔方向の移動指令が与えられる。もしワーク７が切り
離されていれば、移動側主軸３の離隔方向への移動は抵
抗なく行われるので、このときに位置偏差ｃが増大する
ことはない。従って位置偏差ｃが増大することなく所定
量の移動が行われたことがステップ１２６で検出された
ら、ステップ１２７で主軸台送りモータ５に与える電流
値の制限を解除し、ステップ１２８で移動側主軸３を所
定の位置まで高速移動させる。

【００３６】一方ステップ１２５で位置偏差ｃがその設
定値ｄを越えることが検出されたら、ワークが切り離さ
れていないと判断してステップ１２９で警報を発して装
置を停止させる。

【００３７】上記方法によるワークの切り離し確認は、
固定側主軸１と移動側主軸３の同期回転動作を継続させ
たまま行うことも可能であり、また停止している移動側
主軸３をゆっくりと後退させることによって行われるた
め、切り残し部分に慣性力が作用することもない。従っ
て前述した従来方法に比べてワークの切り残しをより繊
細に検知することが可能である。

【００３８】図４はこの発明のびびり防止加工方法を示
すフローチャートである。びびり防止加工は、バー材の
粗削り加工時に特に問題となる。図４のフローチャート
にはバー材を固定側主軸１の中心孔を通して加工領域に
引き出す工程からその手順が示されている。まずステッ
プ１４１において固定側主軸１で把持されたバー材の先
端を移動側主軸３で把持する。このときの把持動作は図
２に示す手順で行ってやれば良い。次にステップ１４２
で固定側主軸１のワークの把持を解放し、ステップ１４
３で所定の位置まで移動側主軸３を後退させて所望長さ
のバー材を加工領域に引き込む。この状態で固定側主軸
１でバー材を再度把持し（ステップ１４４）、固定側主
軸１と移動側主軸３とを同期回転させてバー材の旋削加
工を開始する（ステップ１４５、１４６）。

【００３９】この旋削加工と平行してステップ１４７で
主軸台送りモータ５に与える最大電流値を０に設定した
状態、すなわちＮＣ装置１２からどのような値の位置指
令が与えられても主軸台送りモータ５が回転しない状態
にして、ステップ１４８でＮＣ装置１２から所定量の後
退方向の位置指令を出力する。このときの位置指令の値
は、ワーク７にびびりを防止するために必要な引張応力
を与えたときのワーク７の全伸び量に相当するパルス数
に設定手段２２に設定したパルス数ｄを加えた値であ
る。この位置指令ａを与えることによって位置偏差検出
手段２１は与えられた位置指令ａと同じ値の位置偏差ｃ
を検出する。

【００４０】この状態でステップ１４９ないし１５１の
ループで示す手順により、位置偏差ｃの値を検出しなが
ら主軸台送りモータ５に与える電流の制限値を徐々に増
加させてゆく。サーボ装置１１の補償回路１５にはすで
に所定量の位置偏差ｃが入力されているので、主軸台送
りモータ５に与える最大電流の制限値を増加させていく
に従って主軸台送りモータ５の軸トルクが増加し、その
軸トルクに見合う力でワーク７を引っ張る。そしてこの
引張力に見合う歪量だけ移動側主軸３が徐々に後退し、
その後退量は位置フィードバック信号ｂとして差分検出
器１４に与えられ、位置偏差ｃを減少させてゆく。

【００４１】そして位置偏差ｃが設定値ｄに達したこと
をステップ１５１で検出したときに、ステップ１５２で
最大電流設定器１７の設定値をその時点における設定値
に固定してやれば、ワーク７に所望の引張応力を加えた
状態で旋削加工を継続させることができる。そしてステ
ップ１５３で旋削加工の終了が検知されたら、ステップ
１５４で移動側主軸３を元の位置に復帰させてワーク７
に与えられている軸方向引張力を解放する。

【００４２】上記の手順においては、ワーク７に所望の
軸方向応力を与えるために主軸台送りモータ５の電流の
設定値を増加させている途中において、旋削加工が終了
してしまうこともあり得る。そこでステップ１５０にお
いて旋削加工の終了を常時チェックし、もし加工が終了
すればステップ１０５からステップ１５３に制御をスキ
ップさせる。

【００４３】以上の実施例は、歪基準で引張力を与える
ようにしたものであるが、力基準でワークに引張力を与
えるのであれば、最大電流設定器１７に所望の軸力に対
応する設定値を設定して主軸台送りモータ５にトルク制
御をかけた状態で移動側主軸３に後退指令を与え、位置
偏差ｃが立ち上がった時点で移動側主軸３の位置を固定
してやればよい。

【００４４】図５および図６はロボット３１を用いてワ
ーク７を軸方向移動可能に設けた主軸３に装填する動作
の一例を示したものである。図５に示した旋盤およびそ
の制御ブロック図は図１のものと同様で、ロボット３１
で把持されたワーク７が移動側主軸３に対向していると
ころのみが図１と異なる。

【００４５】図６において、ロボットアーム３２が旋盤
の機内へ移動すると、移動側主軸３が挿入されたワーク
７に向けて高速移動し、移動側主軸３のワーク７先端へ
の接近が検出されると、移動側主軸の主軸台送りモータ
５の最大電流値を低く制限した状態で移動側主軸３をワ
ーク７に向けて低速移動させる。そしてこの低速移動が
所定距離行われてもなお位置偏差ｃの増大が検出されな
いときは、ステップ１６６からステップ１７４に分岐し
てワークなし警報を発する。

【００４６】移動側主軸３の低速移動中に位置偏差ｃの
増大が検出されたら、移動側主軸の位置を記憶した後移
動側主軸３の把持装置を閉じ、ロボットハンド３３を開
く。そして主軸台送りモータ５の最大電流値を通常値に
戻し、移動側主軸３を原位置に高速移動させた後、ロボ
ットアーム３２を機外に移動してワーク７の装填を終了
する。

【００４７】上記の動作によって装填されたワーク７
は、ワークの端面３４と主軸３の端面（チャックの底
面）とが密着した状態（着座状態）で主軸３に把持さ
れ、従ってワーク７の把持が安定して加工中におけるび
びり振動などの発生も防止される。またワーク７の形状
を予めＮＣ装置に与えておくことにより、ＮＣ装置によ
るワーク７の位置認識をより正確に行わせることができ
る。

【００４８】このようにして移動側主軸３に把持された
ワーク７に対して、図の左側部分の加工を行った後、図
２のフローチャートで示した動作と同様の動作によって
ワーク７を移動側主軸３から固定側主軸１に受け渡し、
ワーク７の図の右側部分の加工を行ってやれば、固定側
主軸１に対するワーク７の着座状態も保証され、ワーク
プッシャなどでワークを主軸に押しつける動作を行う必
要がなくなる。この場合のワーク７を移動側主軸３から
固定側主軸１に受け渡す動作は、図２のフローチャート
におけるステップ１０２の接近の判定がワーク７と固定
側主軸１との接近の判定となり、ステップ１０８の動作
が、固定側主軸の把持装置を閉じ、移動側主軸の把持装
置を開き、移動側主軸の原位置への高速復帰という動作
になる。

【００４９】なお以上の実施例においては、主軸の一方
を軸方向移動不能に設けた２主軸対向旋盤を例として説
明したが、対向する２個の主軸１、３をともに軸方向移
動可能とした旋盤においても、この発明の構造および方
法を実施することができる。この場合には、２個の移動
側主軸の一方を高い保持電流で定位置に保持してみかけ
上の固定側主軸とし、移動側主軸の他方に位置偏差の検
出手段を設けて上記実施例と同様な手順で制御を行うも
ののほか、移動側主軸の一方を定位置で保持してその位
置偏差を検出する構造とし、移動側主軸の他方を移動さ
せて前記一方の移動側主軸の位置偏差の増大により他方
の移動側主軸の移動を停止させるという制御も可能であ
る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したこの発明の装置を用いるこ
とにより、主軸にかかる軸方向の負荷変動や主軸の軸方
向の移動停止をＮＣ装置のプログラムのみによって容易
かつ正確に検出することが可能になり、また主軸台送り
モータに与える最大電流値の設定とともに位置偏差の検
出を行うことによって、ワークに与える軸方向力を歪基
準および力基準によって設定することも可能になる。そ
して主軸の定位置保持時ないし低速移動時に位置偏差の
立ち上がりを検出することによってワークと主軸の当接
を検出して着座状態でのワークの装填および受け渡しを
行うことができるほか、ワークの突切り確認やびびり防
止加工時におけるワークへの引張力の設定をより正確に
行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の一実施例を示すブロック図

【図２】ワーク先端の把持動作を示すフローチャート

【図３】突切り確認動作を示すフローチャート

【図４】びびり防止加工を示すフローチャート

【図５】ワーク装填時の状態を示すブロック図

【図６】ワークの装填動作を示すフローチャート

【符号の説明】

１ 固定側主軸 ３ 移動側主軸 ５ 主軸台送りモータ ７ ワーク ８ 刃物台 11 サーボ装置 12 ＮＣ装置 13 パルスエンコーダ 17 最大電流設定器 21 位置偏差検出手段 22 位置偏差設定手段 23 比較手段 31 ロボット ａ 位置指令 ｂ 位置フィードバック信号 ｃ 位置偏差 ｄ 設定値 ｅ 制御出力

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＣ装置(12)と、軸方向移動可能に設け
   た主軸(3) の主軸台送りモータ(5) をＮＣ装置(12)から
   の位置指令(a) に基いて制御するサーボ装置(11)と、Ｎ
   Ｃ装置(12)の指令に基いて上記主軸台送りモータ(5) に
   与える最大電流値を設定する最大電流設定手段(17)とを
   備えた、旋盤の主軸台の軸力制御装置において、上記位
   置指令(a) とパルスエンコーダ(13)などによって検出さ
   れる位置フィードバック信号(b) との差信号である位置
   偏差(c) を検出する位置偏差検出手段(21)と、予め所定
   の位置偏差値を設定するための設定手段(22)と、検出さ
   れた位置偏差(c) が設定手段(22)に設定された設定値
   (d) に達したときに制御出力(e) を生成する比較手段(2
   3)とを備えていることを特徴とする、旋盤の主軸台の軸
   力制御装置。
2. 【請求項２】 ２主軸対向旋盤の一方の主軸(1又は3)で
   把持されたワーク(7) の先端直近に他方の主軸(3又は1)
   が位置するまで主軸台(2),(4) 相互を急速接近させる第
   １動作と、軸方向移動可能に設けた主軸(3) の主軸台送
   りモータ(5)に与える最大電流値を低い値に制限した状
   態で主軸台(2),(4) 相互を低速接近させる第２動作と、
   前記他方の主軸(3又は1)とワーク(7) の先端との当接を
   検出する第３動作と、前記検出を条件として前記他方の
   主軸(3又は1)でワーク(7) を把持する第４動作とを含む
   ２主軸対向旋盤におけるワーク先端の把持方法におい
   て、上記主軸台送りモータ(5) を制御しているサーボ装
   置(11)に与えた位置指令(a)とパルスエンコーダ(13)等
   で検出された位置フィードバック信号(b) との差信号で
   ある位置偏差(c) を検出しながら上記第２動作を行い、
   検出された位置偏差(c) が予め設定した設定値(d) を越
   えたことを検出することによって上記第３動作が行われ
   ることを特徴とする、２主軸対向旋盤におけるワーク先
   端の把持方法。
3. 【請求項３】 ２主軸対向旋盤の軸方向移動可能に設け
   た一方の主軸(3) の制御系に請求項１記載の軸力制御装
   置を設け、ワークを上記一方の主軸(3) と他方の主軸
   (1) とで把持した状態で刃物台(8) を主軸直角方向に進
   出させて突切り加工を行い、刃物台(8) を所定の進出位
   置まで進出させた後、軸方向移動可能に設けた主軸の主
   軸台送りモータ(5) に与える最大電流値を低く制限した
   状態で主軸台(2),(4) 相互を低速離隔させる指令を与
   え、このとき検出される請求項１記載の位置偏差(c) が
   その設定値(d) を越えることなく主軸台(2),(4) 相互が
   所定量離隔したことを条件として、突切り加工の正常終
   了を検出することを特徴とする、２主軸対向旋盤におけ
   る突切り加工方法。
4. 【請求項４】 ２主軸対向旋盤の軸方向移動可能に設け
   た一方の主軸(3) の制御系に請求項１記載の軸力制御装
   置を設け、ワーク(7) の両端を上記一方の主軸(3) と他
   方の主軸(1) とで把持し、軸方向移動可能に設けた主軸
   の主軸台送りモータ(5) に与える最大電流値を０に設定
   した状態でワーク(7) に所望の軸応力を発生させた際に
   生ずる歪みに相当する量の位置指令(a) をサーボ装置(1
   1)に与えて位置偏差(c) を発生させ、次いで主軸台送り
   モータ(5) に与える最大電流値を徐々に増加して位置偏
   差(c) を減少させ、位置偏差(c) が設定手段(22)に設定
   された設定値(d) に達したときに前記最大電流値の逓増
   動作を停止し、この位置で主軸台(2),(4) 相互の間隔を
   固定してワーク(7) の加工を行うことを特徴とする、２
   主軸対向旋盤におけるびびり防止加工方法。
5. 【請求項５】 ロボット(31)で機内に挿入されたワーク
   (7) を軸方向移動可能に設けた主軸(3) で把持するワー
   クの把持方法において、ワーク(7) の直近に上記主軸
   (3) を急速接近させる第１動作と、上記主軸(3) の主軸
   台送りモータ(5) に与える最大電流値を低い値に制限し
   た状態で上記主軸台送りモータ(5) を制御しているサー
   ボ装置(11)に与える位置指令(a) とパルスエンコーダ(1
   3)等で検出される位置フィードバック信号(b) との差信
   号である位置偏差(c) を検出しながら上記主軸(3) をワ
   ーク(7) に低速接近させる第２動作と、検出された上記
   位置偏差(c) が予め設定した設定値(d) を越えたことを
   検出することによって上記主軸(3) とワーク(7) との当
   接を検出する第３動作と、この検出を条件として上記主
   軸(3) でワーク(7) を把持する第４動作とを含むことを
   特徴とする、２主軸対向旋盤におけるワークの把持方
   法。