JP3440149B2 - Ｎｃ旋盤の制御方法 - 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、複数の主軸と複数の
刃物台を有し、任意の主軸と任意の刃物台を組み合せ
て、多系統の加工プログラムによってＮＣ加工を実行す
るＮＣ旋盤の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ（数値制御）旋盤は、加工プログラ
ムにしたがって主軸の回転及びその主軸中心線方向（Ｚ
方向）の移動と、刃物台のＸ，Ｙ方向（Ｚ方向に直交す
る面内で互いに直交する２方向）への移動を制御して、
刃物台に取り付けられた工具（刃物）によって、主軸に
保持された材料（ワーク）を加工する工作機械であり、
最近ではコンピュータを搭載したＣＮＣ旋盤が主流にな
りつつある。

【０００３】そして、このようなＮＣ旋盤の加工速度の
高速化，加工工程の高能率化，加工精度の高度化が進
み、且つ機能の拡大（汎用性），フレキシビリティ及び
安全性の向上等も計られ、広範な部品加工に使用されて
いる。このようなＮＣ旋盤の主軸配置には、正面加工の
ための主軸が１本だけの単軸，２本備えた２軸，多数備
えた多軸等があり、この正面加工のための主軸に対向し
て背面加工に使用する背面主軸を備えたものもある。

【０００４】さらに、複数の主軸と複数の刃物台を有
し、任意の主軸と任意の刃物台を組み合せて、多系統の
加工（制御）プログラムによってＮＣ加工を実行するＮ
Ｃ旋盤もある。このようなＮＣ旋盤の加工プログラム
は、従来ははじめから使用する特定の主軸や刃物台に対
する指令を使って作成していた。そして、多系統の加工
プログラムを作成する際に、ある系統用作成した加工プ
ログラムを他の系統でも使いたい場合には、その指令を
いちいちその系統毎に書き換えていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに使用する特定の主軸や刃物台に対する指令を使って
加工プログラムを作成するのは手間がかかり、しかもあ
る系統の加工プログラムを他の系統でも使いたい場合
に、その指令をいちいち書き換えると、書き換えミスや
書き換え残りが生じるという問題があった。

【０００６】この発明は、このような問題に鑑みてなさ
れたものであり、使用する主軸及び刃物台を意識せずに
ワークに対する加工動作だけ考えて加工（制御）プログ
ラムを作成することができ、後から複数の系統を考えた
複雑な加工プログラムに仕上げていくため、系統をまた
がってのプログラムのコピーや移動や交換を自由に行え
るようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、複数の主軸と複数の刃物台を有し、任意
の主軸と任意の刃物台を組み合せて、多系統の加工プロ
グラムによってＮＣ加工を実行するＮＣ旋盤の制御方法
として、次のような制御方法を提供する。

【０００８】上記各系統の加工プログラムを、主軸及び
刃物台に関する指令に、使用する主軸又は刃物台を特定
しない間接指令を用いて作成する。その作成した各系統
の加工プログラムを、加工に使用する主軸毎の系統別又
は加工に使用する刃物台毎の系統別に分けてＮＣ旋盤内
のメモリに記憶させる。その記憶させた各系統の加工プ
ログラムの上記間接指令を、記憶した主軸系統又は刃物
台系統に応じて特定の主軸や刃物台に対する直接指令に
変換させる。その直接指令によって加工サイクルスター
ト後の各系統の主軸及び刃物台を制御する。

【０００９】上記制御方法において、上記間接指令に間
接工具補正番号を含み、その間接指令を直接指令に変換
する際に、その間接工具補正番号を直接工具補正番号に
変換するようにするとよい。

【００１０】あるいは、上記制御方法と同様に各系統の
加工プログラムを、主軸及び刃物台に関する指令に、使
用する主軸又は刃物台を特定しない間接指令を用い、系
統間のコピーや入れ換えを行なって作成し、その作成し
た各系統の加工プログラムを、加工に使用する主軸毎の
系統別又は加工に使用する刃物台毎の系統別に分けてＮ
Ｃ旋盤内のメモリに記憶させ、加工サイクルスタート後
に、上記加工プログラムの工程毎に記憶した系統を判別
して、その判別した系統の主軸又は刃物台を上記間接指
令によって制御するようにしてもよい。

【００１１】

【作用】この発明によれば、使用する主軸及び刃物台を
意識せずに加工プログラムを作成することができる。そ
して、作成した加工プログラムを、どの主軸系統あるい
はどの刃物台系統でも使えるため、系統間の入れ換えを
伴うプログラムの最適化を簡単に行える。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を具体的に説明す
る。図３はこの発明による制御方法を実施するＮＣ旋盤
の一例を示す外観斜視図である。

【００１３】これは棒材加工用の主軸台摺動型のＮＣ旋
盤であり、２主軸と１背面主軸及び４つの刃物台を備え
ている。すなわち、図３に示すようにベッド１０の上面
後部に、第１主軸台１１Ａ及び第２主軸台（図示せず）
が、主軸中心線に平行なＺ軸方向（矢示Ｚ１，Ｚ２方
向）に図示しないガイドレールに沿って摺動可能に載置
されており、この第１主軸台１１Ａと第２主軸台は、そ
れぞれ図示しないＺ１軸用サーボモータ及びＺ２軸用サ
ーボモータによって、図示しない送りねじ機構を介して
相互に独立して矢示Ｚ１，Ｚ２方向へ移動される。

【００１４】この第１主軸台１１Ａ及び第２主軸台にそ
れぞれ回転自在に支承され、かつそれぞれ第１主軸用ス
ピンドルモータ１２Ａ及び図示しない第２主軸用スピン
ドルモータによって独立して回転される第１主軸（中心
線のみをＡで示す）及び第２主軸（中心線のみをＢで示
す）が所定の間隔だけ離れて相互に平行に設けられてい
る。

【００１５】この第１主軸及び第２主軸の前方には、刃
物台ベース１３がベッド１０に固定されてその全幅に亘
って立設されている。その刃物台ベース１３には、前述
の第１主軸及び第２主軸の各中心線と同心の位置に第１
ガイドブッシュ１４Ａ及び第２ガイドブッシュ１４Ｂが
配設されており、第１主軸及び第２主軸にそれぞれ把持
されたワーク１５Ａ，１５Ｂは、第１及び第２ガイドブ
ッシュ１４Ａ，１４ＢによってＺ軸方向に摺動可能にガ
イドされる。

【００１６】刃物台ベース１３にはさらに、第１主軸と
第２主軸の各中心線Ａ，Ｂの双方に直交するように交わ
る線（以下「基準直線」という）Ｌの両側（図３では上
側と下側）にそれぞれ第１刃物台１７Ａ及び第２刃物台
１７Ｂが配設されている。この第１，第２刃物台１７
Ａ，１７Ｂは、刃物台ベース１３の前面にその全幅に亘
って基準直線Ｌに平行に形成されたガイドレール１６
Ａ，１６Ｂに嵌合して、基準直線Ｌに平行なＹ軸方向
（矢示Ｙ１，Ｙ２方向）に摺動するＹ軸テーブル１８
Ａ，１８Ｂ上に設けられ、そのＹ軸及び前述したＺ軸の
双方に直交するＸ軸方向（矢示Ｘ１，Ｘ２方向）に摺動
するＸ軸テーブル１９Ａ，１９Ｂ上に装着されている。

【００１７】そして、Ｙ軸テーブル１８Ａは刃物台ベー
ス１３に取り付けられたＹ１軸用サーボモータ２０Ａに
よって矢示Ｙ１方向に、Ｙ軸テーブル１８Ｂは刃物台ベ
ース１３に取り付けられたＹ２軸用サーボモータ２０Ｂ
によって矢示Ｙ２方向に、それぞれ送りねじ機構によっ
てガイドレール１６Ａ，１６Ｂに沿って駆動され、略そ
の全長に亘って往復移動可能である。

【００１８】Ｘ軸テーブル１９ＡはＹ軸テーブル１８Ａ
に取り付けられたＸ１軸用サーボモータ２１Ａによって
Ｙ軸テーブル１８Ａに対してＸ１方向に、Ｘ軸テーブル
１９ＢはＹ軸テーブル１８Ｂに取り付けられたＸ２軸用
サーボモータ２１ＢによってＹ軸テーブル１８Ｂに対し
てＸ２方向に、それぞれ送りねじ機構によって駆動さ
れ、所定ストローク往復移動可能である。

【００１９】第１，第２刃物台１７Ａ，１７Ｂには、そ
れぞれ複数（図示の例では４本）ずつの工具２２Ａ，
…，２２Ｂ，…がＹ軸方向に所定の間隔で櫛歯状に取り
付けられている。なお、図示の例では、工具２２Ａ，
…，２２Ｂ，…がいずれもバイトなどの外径切削工具で
ある場合を示している。

【００２０】さらに、刃物台ベース１３の図３で右端部
の基準線Ｌの延長位置に背面刃物台２３を固設してお
り、この背面刃物台２３に、複数（図示の例では３本）
の工具２４，…をその各中心が基準線Ｌの延長線上に所
定の間隔で並ぶように配設している。この工具２４，…
は背面加工用の工具であり、例えばドリル，エンドミル
などの相対回転工具で、必ずしも工具２４，…が回転し
なくても、後述する背面主軸にチャックされたワークが
回転すれば加工可能である。

【００２１】ベッド１０の刃物台ベース１３の手前側に
は、上記Ｙ軸方向にその全幅に亘る溝１０ａが形成され
ており、その溝１０ａの手前側の段部上面に基準線Ｌに
平行な方向に延びるガイドレール２５を形成しており、
このガイドレール２５に背面主軸台ベース２６を摺動自
在に嵌合させ、その上に背面主軸台２７をその内部に設
けられている背面主軸の中心線に平行な矢示Ｚ３方向に
摺動可能に設けている。この矢示Ｚ３の方向は、前述し
た第１，第２主軸台の移動方向である矢示Ｚ１，Ｚ２の
方向と平行である。

【００２２】背面主軸台ベース２６は、ベッド１０に取
り付けられたＹ３軸用サーボモータ２８によって、図示
しない送りねじ機構を介して矢示Ｙ３方向（水平面内で
矢示Ｚ３方向に直交する方向）に駆動され、ベッド１０
の略全幅に亘って往復移動可能である。背面主軸台２７
は、背面主軸台ベース２６に取り付けられたＺ３軸用サ
ーボモータ２９によって図示しない送りねじ機構を介し
て駆動され、背面主軸台ベース２６に対して矢示Ｚ３方
向に所定ストローク往復移動可能である。

【００２３】背面主軸台２７の内部に設けられた背面主
軸は、その中心線が基準線Ｌの高さにあり、先端部には
ワークをつかむチャックを備えており、背面主軸用のス
ピンドルモータ３０によって回転される。その背面主軸
に保持されたワークは、主として前述した背面刃物台２
３に取り付けられた工具２４，…によって加工される
が、第１刃物台１７Ａ又は第２刃物台１７Ｂに背面加工
用の工具を取り付けた場合には、それらによって加工す
ることも可能である。

【００２４】さらに、この背面主軸台２７の図３で左側
の側面には、対向刃物台３１が固設されており、そこに
複数（図示の例では３本）の工具３２，…が背面主軸と
同じ高さで矢示Ｙ３方向に所定の間隔で並ぶように取り
付けられている。この工具３２，…も例えばドリル，エ
ンドミルなどの相対回転工具であり、第１又は第２主軸
に保持された回転するワークの前端面に対して、孔あけ
やねじ切り等の加工をすることが可能である。

【００２５】このＮＣ旋盤は、第１主軸及び第２主軸
（刃物台ベース１３の後ろ側に設けられ、その中心線
Ａ，Ｂ）と、それぞれこの第１主軸及び第２主軸と組み
合わせて加工可能な第１刃物台１７Ａ及び第２刃物台１
７Ｂと対向刃物台３１、第１主軸及び第２主軸に対向し
て配設され、その両主軸の軸心を結ぶ方向（矢示Ｙ３方
向）と両主軸に対して接近・離間する方向（矢示Ｚ３方
向）へ相対移動可能な背面主軸（背面主軸台２７内に設
けられている）と、その背面主軸と組み合わせて加工可
能な背面刃物台２３とを備えている。

【００２６】このＮＣ旋盤を使用して、丸棒の材料から
図４に示す形状のワーク（部品）を加工する際の工程を
説明する。この場合の、第１，第２刃物台１７Ａ，１７
Ｂ、背面刃物台２３、及び対向刃物台３１の工具レイア
ウトの一例を図５に示す。図４に示したワークＷ（図３
に示したワーク１５Ａ，１５Ｂに相当する）の加工に使
用する工具には斜線を施してあり、その各工具に１〜１
２（図中では丸付きの数字）を付している。

【００２７】各工具名は次のとおりである。 １：センタドリル，２：ドリル，３：前挽きバイト，
４：ネジ切りバイト，５：前挽きバイト，６：溝入れバ
イト，７：エンドミル，８：後挽きバイト，９：突っ切
りバイト，１０：背面センタドリル，１１：背面ドリ
ル，１２：背面タップ

【００２８】予め丸棒材料を、図３に示したＮＣ旋盤の
第１，第２主軸に通して第１ガイドブッシュ１４Ａ及び
第２ガイドブッシュ１４Ｂにガイドさせて若干突出させ
る。そして、第１ガイドブッシュ１４Ａのある第１主軸
側と、第２ガイドブッシュ１４Ｂとで、加工工程を半サ
イクルずらして同時加工を行なう。

【００２９】その加工工程を第１主軸側のワークについ
て説明すると、先ず第１主軸にチャックされて第１ガイ
ドブッシュ１４Ａから突出する丸棒（ワークＷ）の前端
面の中心に対向刃物台３１のセンタドリル１が対向する
ように背面主軸台２７を移動させ、第１主軸用スピンド
ルモータ１２Ａによって第１主軸を回転させてワークＷ
を回転させながら、第１主軸台１１Ａ又は背面主軸台２
７をＺ軸方向へ移動させて、ワークＷの前端面に中心孔
をあける。次いで、対向刃物台３１のドリル２を使用し
て上述と同様な動作を行なって、ワークＷの前端に所定
の内径及び深さの孔をあける。

【００３０】その後、第１刃物台１７Ａを前挽きバイト
３が第１主軸の中心線Ａ上に位置するように移動させ、
矢示Ｘ１方向に下降させてワークＷのねじ部の外周を所
定の径及び長さに加工する。そして、第１刃物台１７Ａ
のネジ切りバイト４を使用してその外周にネジをきる。

【００３１】次いで、第１刃物台１７Ａの前挽きバイト
５（３と同じ）を使用してワークＷの大径部を所定の径
に加工した後、第１刃物台１７Ａを第２主軸側へ、第２
刃物台１７Ｂを第１主軸側へ移動させて主軸と刃物台の
組み合わせを切り替える。そして、第２刃物台１７Ｂの
溝入れバイト６を使用してワークＷの大径部の後部に所
定深さの溝を切り、次いでワークＷを固定してエンドミ
ル７を使用し、第１刃物台を矢示Ｘ１方向へ往復移動さ
せてワークＷの溝より後方の大径部の外周の対向する位
置に平行な平面部を形成する。そしてワークＷを再び回
転させ、第２刃物台１７Ｂの後挽きバイト８を使用し
て、後方の小径部を所定の径に加工する。

【００３２】その後、背面主軸台２７を矢示Ｚ３方向に
移動させて背面主軸のチャックでワークＷの前端部を掴
んで保持し、突っ切りバイト９を使用して第２刃物台１
７Ｂを矢示Ｘ１方向に往復移動させて突っ切り加工を行
ない、ワークＷを丸棒から切り離す。このワークＷの受
渡しをピックオフという。

【００３３】そして、背面主軸台２７を背面刃物台２３
と対向する位置へ移動させると共に背面主軸を回転さ
せ、その背面センタドリル１０を使用して、ワークＷの
背面（後端面）に中心孔をあける。さらに、背面ドリル
１１を使用して所定の内径及び深さの孔をあけ、背面タ
ップ１２を使用してその内周にタツプを切って、ワーク
Ｗに対する全加工工程を終了する。

【００３４】この第１主軸側と同じワークの加工を第２
主軸側でも、半サイクル遅れて開始し、背面主軸側での
加工は第１主軸側の１個目の全工程が終わってから開始
する。それ以後は、第１主軸側と第２主軸側でワークの
加工が終わる度に、背面主軸側でそのワークを受け取っ
てその背面加工を主軸側の全工程の半サイクル以内で交
互に行なう。

【００３５】図７は、この実施例による２サイクル目以
降の各軸側での前述した各工具の使用順序とその各加工
工程に要する時間の関係を示す。この図において、＄１
は第１主軸側，＄２は第２主軸側，＄３は背面主軸側の
加工を示し、丸付きの数字は図４，図５と同じく使用す
る工具の符号であり、＄３における「ピックオフ」は第
１主軸側又は第２主軸側で突っ切り加工されるワークを
背面主軸側で把持して受け取る工程である。縦軸は時間
（秒）であり、斜線を施した各枠の縦方向の長さは各工
具（枠内の丸付き数字で示す）による加工時間に比例し
ている。

【００３６】このように、この実施例では背面主軸側の
加工工程（ピックオフ工程も含む）に要する時間が、第
１，第２主軸側の加工工程に要する時間の半分以下にな
っているが、半分に近い方が待ち時間が少なくなるので
効率がよい。半分を超えると主軸側で待ち時間が生じる
ことになるが、若干長い程度であれば実用上差し支えな
い。第１主軸側と第２主軸側の加工工程を半サイクルず
らすために、その全工程をこの実施例のように前半と後
半とが丁度１／２（１：１）になるように分けられれば
理想的であるが、略半分ずつに分けられれば、多少の違
いがあっても少し待ち時間が生じるだけで問題はない。

【００３７】図６は、図４に示したワークの加工を行な
うための他の工具レイアウトの例を示す。背面刃物台２
３には、図５の例と同じく背面加工用の工具１０〜１２
が取り付けられているが図示を省略している。この例で
は、対向刃物台３１は使用せず、第１刃物台１７Ａと第
２刃物台１７Ｂにそれぞれ第１，第２主軸側での加工に
必要な全ての工具１〜９を取り付けており、センタドリ
ル１とドリル２は工具ホルダ３３を介して紙面と直交す
る方向でワークＷの前端面に対向する向きに取り付けら
れている。したがって、この工具レイアウトによれば、
第１主軸側及び第２主軸側の加工工程の途中で第１刃物
台１７Ａと第２刃物台１７Ｂを交替させる必要はなくな
るので、その分だけ加工時間を短縮することが可能であ
る。

【００３８】次に、図３に示したＮＣ旋盤の制御ユニッ
トの構成を図８のブロック図によって説明する。この制
御ユニットは、ＣＰＵを含むシステム制御部４０，プロ
グラム入力部４１，キーボード４２ａ及びスイッチ４２
ｂとディスプレイ４３を備えた操作盤４４，その入出力
制御部４５，システム制御用プログラムメモリ（ＲＯ
Ｍ）４６，自動プログラミング部４７，加工プログラム
メモリ４８，表示データ記憶部４９，その他のデータを
記憶するＲＡＭ５０，加工プログラム処理部５１，通信
制御部５２，加工動作制御部５３とからなり、その加工
動作制御部５３を介して図３に示した機構部を直接駆動
制御する駆動部６０を制御する。例えば、各主軸の回転
／停止、回転数指示、チャック開／閉、刃物台の工具補
正等を行なう。

【００３９】駆動部６０は、図３に示した各軸用サーボ
モータ（２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，２８，２９
等）の各軸モータのサーボ機構６１を駆動制御する各軸
の制御駆動部６２、各主軸のスピンドルモータ（１２
Ａ，３０等）６３を駆動制御するスピンドルモータ制御
駆動部６４、及び各センサ（各スピンドルモータの回転
速度センサ，各テーブルの位置センサ等）６５の検出信
号を入力するセンサ入力部６６等からなる。

【００４０】システム制御部４０は、この制御ユニット
全体ひいてはＮＣ旋盤全体を統括制御する部分で、自動
プログラミング部４７と共に加工プログラムの作成処
理、加工プログラム処理部５１と共に作成された加工プ
ログラムの系統判別，変換,分割,編集等の処理、入出力
制御部４５を介して操作盤４４のキーボード４２ａ又は
スイッチ４２ｂからのデータや指令の入力及びディスプ
レイ４３への加工プログラムその他の表示に関する処
理、加工動作制御部５３と共に加工プログラムメモリ４
８に格納されている加工プログラムに基づいて駆動部６
０を動作させてＮＣ加工を行なうための処理などを行な
う。

【００４１】プログラム入力部４１は、外部のプログラ
ム作成装置（パソコン等）によって作成された加工プロ
グラムを、紙テープやフロッピディスクから入力する紙
テープリーダ，フロッピディスク装置（ＦＤＤ）などで
ある。操作盤４４は、ＮＣ加工を行なう際にキーボード
４２ａあるいはスイッチ４２ｂから動作指令を行ない、
ディスプレイ４３の表示によって動作を確認したりする
運転操作手段となる。また、自動プログラミング部４７
の機能を使用してこのＮＣ旋盤自体で必要な加工プログ
ラムを作成する際には、対話形自動プログラミングを行
なうための対話入力手段となる。

【００４２】入出力制御部４５は、この操作盤４４のキ
ーボード４２ａあるいはスイッチ４２ｂからの指令や入
力の判別、表示データ記憶部４９に記憶された表示デー
タをディスプレイ４３に表示するための制御等を行な
う。システム制御用プログラムメモリ４６は、この制御
ユニットの動作を制御するためにシステム制御部４０の
ＣＰＵが使用するプログラム及び固定データを格納した
ＲＯＭである。

【００４３】自動プログラミング部４７は、操作盤４４
と共に加工プログラムの作成を行なう機能部であり、実
際にはシステム制御部４０が持つ機能であるが、判り易
くするために別のブロックとして図示している。加工プ
ログラムメモリ４８は、後述するパートプログラム及び
工程サブプログラムを格納する加工プログラム格納部４
８ａ、自動プログラミング部４７で作成した工程編集プ
ログラムを系統別に格納する工程編集プログラム格納部
４８ｂ、及びトラブル発生時に使用するバックアッププ
ログラムを格納するバックアッププログラム格納部４８
ｃ等を有するＲＡＭである。

【００４４】表示データ記憶部４９は、操作盤４４のデ
ィスプレイ４３に表示させる各種のデータを格納するメ
モリ（ＲＡＭ）であり、各軸系統に対応する工程サブプ
ログラム表示データ及び工程編集プログラム表示データ
もここに記憶する。ＲＡＭ５０は、加工に使用する各工
具（ツール）のデータや各種の初期セットデータ等を記
憶するメモリである。加工プログラムメモリ４８と表示
データ記憶部４９も、このＲＡＭ５０の記憶容量が充分
あればこれを兼用することができる。

【００４５】加工プログラム処理部５１は、作成された
加工プログラムの系統判別，変換,分割,編集等の処理を
行なう機能部であり、これも実際にはシステム制御部４
０が持つ機能である。通信制御部５２は、ＤＮＣ装置等
の外部システムとの通信を制御する回路であり、作成し
た加工プログラムを外部システムに転送してその記憶媒
体に格納させたり、外部システムから加工プログラムを
取り込んだりする際に使用する。

【００４６】ここで、この実施例による加工プログラム
作成方法について説明する。加工プログラムの作成は、
前述のように図８に示した制御ユニットのシステム制御
部４０及び自動プログラミング部４７と操作盤４４によ
って、オペレータとの対話形式で作成される。その際の
作成手順を図９のフローチャートに示す。また、作成さ
れるパートプログラムとその工程サブプログラムの例を
図１０に、工程編集プログラムの例を図１１に示す。

【００４７】この図９のフローチャートにしたがって、
加工プログラム作成手順を説明すると、まず、ＮＣ加工
の通常のプログラムであるパートプログラムを作成し、
図８に示した加工プログラムメモリ４８の加工プログラ
ム格納部４８ａに格納する。このパートプログラムを外
部の装置で作成して、プログラム入力部４１あるいは通
信制御部５２から取り込んで、加工プログラム格納部４
８ａに格納することもできる。

【００４８】このパートプログラムは、例えば図１０
（Ａ）に示すように、目的とする部品１個を加工するた
めに必要な各工程のプログラムを、主軸及び刃物台に関
する指令に使用する主軸又は刃物台を特定しない間接指
令を用いて作業順に記述した一連のプログラムである。
ここで、Ｎ００１０，Ｎ００２０等のＮと４桁の数字に
よるコードは工程毎のプログラム番号である。Ｇ００，
Ｇ５０のようにＧの後に数字を付したコードは準備機能
（Ｇ機能）の指令内容を示し、Ｇ００は早送り、Ｇ５０
はオフセット位置を示す。

【００４９】Ｍ０３，Ｍ０６のようにＭの後に数字を付
したコードは補助機能（Ｇ機能）、すなわちサーボモー
タ以外のモータなどのＯＮ／ＯＦＦを行なうなど、実際
に何らかの動作を行なう機能の指令内容で、Ｍ０３は主
軸時計方向回転を、Ｍ０６は工具交換を指令する。Ｓ５
２００のようにＳと４桁の数字によるコードは、主軸の
回転数を選択するＳ機能のコードで、Ｓ５２００は主軸
の回転速度が５２００ｒｐｍにする指令である。

【００５０】Ｘ，Ｙ，Ｚの後の小数点付きの数値は、
Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向への移動距離を示し、その数値の正
負は移動方向の正を示す。Ｆの後の数値は送り速度を指
令する。Ｔとその後の数字によるコードは工具選択指令
を示す。このパートプログラムを、図１０の(Ｂ)に示す
ように各加工工程毎（Ｎ００１０，Ｎ００２０等のプロ
グラム番号毎）に工程サブプログラムとしてまとめる。

【００５１】そして、その各工程サブプログラム毎の加
工時間を算出する。その加工時間は工程サブプログラム
に記述されているワークあるいは工具の送り速度と送り
距離及び予め記憶した初期データ等によって算出するこ
とができるが、この各工程サブプログラム毎の加工時間
を算出する前に、第１刃物台１７Ａと第２刃物台１７Ｂ
に取り付ける工具の種類を決める工具レイアウトを行な
っておけば、実際の工具交換に要する時間も考慮した加
工時間を算出することができる。

【００５２】その算出した各工程サブプログラム毎の加
工時間、及びその累積加工時間を操作盤４４のディスプ
レイ４３に表示することもできる。その後、その全工程
サブプログラムを主軸側と背面主軸側の加工時間が約
２：１に分けられるかどうかを判断する。これはシステ
ム制御部４０が自動的に判断してもよいが、オペレータ
がディスプレイ４３に表示される累積加工時間を見て判
断した結果を入力することもできる。

【００５３】そして、分けられる場合には、全工程サブ
プログラムを主軸側と背面主軸側の加工時間が約２：１
になるように、主軸系統と背面主軸系統に分割して、工
程編集プログラムを作成する。さらに、その主軸系統の
工程編集プログラムをその合計加工時間の略半分の所で
工程サブプログラム単位で分けられるかどうかを判断す
る。この判断も前述の判断と同様に自動あるいは対話入
力によってなされる。

【００５４】そして、分けられる場合には、主軸系統の
工程編集プログラムを前半と後半にその加工時間が略
１：１になるように分け、その後半・前半の順にコピー
してもう一つの主軸系統の工程編集プログラムを作成
し、これらの３系統の工程編集プログラムを各軸側での
加工プログラムとして加工プログラムメモリ４８の工程
編集プログラム格納部４８ｂに格納する。

【００５５】その工程編集プログラムの作成結果の例を
図１１に示す。ここで、主軸系統１，２，３は、それぞ
れ第１主軸系統，第２主軸系統，及び背面主軸系統であ
る。各系統の破線で示すところが前半と後半の分割ライ
ンであり、主軸系統１と主軸系統２では、前半と後半の
工程サブプログラムが入れ換わっている。また、主軸系
統３（背面主軸系統）では前半と後半が同じ工程サブプ
ログラムによって構成されている。この工程編集プログ
ラムは、図８に示した加工プログラムメモリ４８の工程
編集プログラム格納部４８ａに系統別に格納される。

【００５６】この例では、工程編集プログラムを構成す
る各工程サブプログラムはプログラム番号（Ｎ００１
０，Ｎ００２０等）で配列し、そのプログラム番号とそ
の工程で使用する工具コード（Ｔ１２００，Ｔ１３００
等）とを対にして記憶している。なお、Ｍ０２は加工プ
ログラムの終わりを示す指令である。この工程編集プロ
グラムをディスプレイ４３に表示させて、確認すること
ができる。

【００５７】このようにして、第１主軸，第２主軸，背
面主軸のそれぞれにプログラム系統を設け、その第１主
軸のプログラム系統には上記主軸側工程の工程サブプロ
グラムを前半・後半の順に、第２主軸のプログラム系統
には主軸側工程の工程サブプログラムを後半・前半の順
に、背面主軸側のプログラム系統には上記背面主軸側工
程の工程サブプログラムを、各々工程順に配列して加工
プログラムとする。

【００５８】図９に示す実施例ではさらに、主軸側工程
の工程サブプログラムを主軸側と背面側の加工時間が
２：１になるように工程サブプログラム単位で分けられ
ない場合、及び主軸系統の工程編集プログラムを加工時
間の約半分で分けられない場合には、工程サブプログラ
ム再編集を行ない、その分けたい所の前後にまたがる工
程サブプログラムを２分割して別個の工程サブプログラ
ムとし、その後再び工程サブプログラム単位の加工時間
の算出以降の処理を実行して、工程編集プログラムの作
成を行なう。

【００５９】このようにすることによって、理想的に近
い工程サブプログラムの各系統への振り分けを行なうこ
とができ、加工効率を最大限に高めることが可能にな
る。図１１の工程編集プログラムを親プログラムとし、
図１０のパートプログラムあるいは工程サブプログラム
を子プログラムとして見ることができる。それによっ
て、工具のパスの詳細と工程の並べ方の全体との２つの
思考を分解して、操作を整理することができる。

【００６０】基本的に平面上のＸとＺで動作を決める単
系統のプログラムとして子プログラムを考え、工程の順
番や工程間の待ち合わせ関係などを多系統に展開したプ
ログラムとして親プログラムを考える。編集時や実行時
には親プログラムだけを見ても、全体の様子は理解でき
るが個別の動作は理解しにくい。そこで、親プログラム
が表示されている状態で、必要によりそのプログラム番
号（Ｎ００１０，Ｎ００２０等）を指示することによ
り、その子プログラム（工程サブプログラム）をウイン
ドウ表示させることもできる。

【００６１】図１２は、この実施例による各主軸系統別
の一層構造の加工プログラム表示例を示し、各主軸系統
別に表形式でパートプログラム（子プログラム）を表示
し、上下方向にスクロールすることによってその各子プ
ログラムの全体を表示することができる。これによっ
て、各主軸系統のパートプログラムの詳細を確認するこ
とが可能である。

【００６２】図１３は、図１２の各主軸系統の加工プロ
グラムを実行したときの累積加工時間を、各工程サブプ
ログラム（Ｎ＊＊＊＊）による加工時間の比率を示すグ
ラフで表示した例を示す図である。各工程サブプログラ
ムの番号が表示されている斜線を施した領域の縦方向の
長さがその工程の加工時間に比例している。

【００６３】主軸系統１では工程サブプログラムＮ００
１０〜Ｎ００３０が前半で、Ｎ００４０〜Ｎ００７０が
後半であり、主軸系統２ではその前半と後半が入れ替わ
っているだけである。主軸系統３（背面主軸系統）の全
工程サブプログラムの加工時間は、主軸系統１及び２の
全工程サブプログラムの加工時間の半分より若干短くな
っており、主軸系統１及び２でそれぞれ１回の加工を行
なう間に２回同じ加工を行なうことが判る。

【００６４】この加工プログラムでは、図１３から判る
ように同じ工程サブプログラム（例えばＮ００４０）を
主軸系統１でも主軸系統２でも使用する。また主軸系統
３（背面主軸系統）でも、同じ工程サブプログラム（例
えばＮ０１００）を第１主軸と関係を持たせて使用する
場合と、第２主軸と関係を持たせて使用する場合と２回
使用する。

【００６５】そのため、例えば工程サブプログラムＮ０
０４０が図１４に示すように構成されている場合、その
各指令は、これを主軸系統統１で使用する場合には、 Ｓ：第１主軸の回転指令 Ｚ：第１主軸台の送り指令 Ｔ０５：第１主軸台と第１刃物台との関係による補正の
補正番号 となり、主軸系統統２で使用する場合には次のようにな
る。 Ｓ：第２主軸の回転指令 Ｚ：第２主軸台の送り指令 Ｔ０５：第２主軸台と第１刃物台との関係による補正の
補正番号

【００６６】その他、チャックの開閉などの動作指令
も、第１主軸台のチャック開閉の場合と、第２主軸台の
チャック開閉の場合がある。このように、同じプログラ
ムを利用して各系統の加工プログラム作成の簡便さを計
るためには、同じ指令を系統別に判別しなければならな
い。

【００６７】図１はこの発明におけるプログラムの系統
判別実行の第１実施例のフローチャートである。まず、
前述のようにＳ，Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｔ補正，Ｍ指令などを実
行する系統を意識せずに加工プログラム（パートプログ
ラム）作成する。その作成した加工プログラムを、まず
主軸系統１の格納エリア（図８に示す加工プログラムメ
モリ４８内の例えば加工プログラム格納部４８ａ内のエ
リア）に記述する。

【００６８】そして、前述のプログラム作成方法によっ
て、主軸系統２，３の格納エリアに必要な工程サブプロ
グラムをコピー又は記述し、加工に使用する主軸毎の系
統別（加工に使用する刃物台毎の系統別にしてもよい）
のプログラムを作成する。そのプログラムを所定の形式
（工程編集プログラム）にして、加工プログラムメモリ
４８内の工程編集プログラム格納部４８ｂに、各系統別
及び全系統一連でも記憶する。

【００６９】その後、図８のシステム制御部４０が加工
プログラムメモリ４８から加工プログラムを工程サブプ
ログラム毎に読み込み、加工プログラム処理部５１によ
ってその記憶されていたエリアに基づいて系統の判断を
行なう。その結果、主軸系統１であれば系統１の判別記
号＄１を、主軸系統２であれば系統２の判別記号＄２、
主軸系統３であれば系統３の判別記号＄３をそれぞれ各
指令に挿入することによって、間接指令を直接指令に変
換する。

【００７０】そして、ＮＣ加工のサイクルがスタートす
ると、系統１の判別記号＄１が挿入された指令により系
統１のアクチュエータ（各モータ等）の動作を実行さ
せ、系統２の判別記号＄２が挿入された指令により系統
２のアクチュエータの動作を実行させ、系統３の判別記
号＄３が挿入された指令により系統３のアクチュエータ
の動作を実行させる。

【００７１】このように、作成した加工プログラムをど
の主軸系統でもどの刃物台系統でも使えるため、系統間
の入れ換えを伴うプログラムの最適化を容易に行える。
例えば、第１刃物台のＴ０１と第２の刃物台のＴ０１を
入れ換えることができる。そして、このＴ０１は実行プ
ログラムでは、第１刃物台系統に属していればＴ１１
と、第２刃物台系統に属していればＴ２１と書き換えら
れる。但し、これは第１刃物台と第２の刃物台の工具レ
イアウトが等しい時である。

【００７２】図２はこの発明におけるプログラムの系統
判別実行の第２実施例のフローチャートである。この実
施例においても、加工プログラムを作成してメモリ（加
工プログラムメモリ４８）に記憶させるまでは、前述の
実施例と同じである。この実施例では、その加工プログ
ラムを読み込むと、間接指令を直接指令に変換せずにＮ
Ｃ加工のサイクルをスタートし、読み込んだプログラム
が記憶されていたエリアに基づいて系統の判断を行な
う。その結果、系統１に書かれた指令は系統１のアクチ
ュエータで実行させ、系統２に書かれた指令は系統２の
アクチュエータで実行させ、系統３に書かれた指令は系
統３のアクチュエータで実行させる。

【００７３】例えば、チャック開の動作指令の場合につ
いて図１５のフローチャートによって説明する。動作指
令（Ｍ０７）の信号は系統１（＄１）か系統２（＄２）
かを判断し、系統１であれば、主軸系統１のチャック開
ロジックを実行して、第１主軸のチャックを開く。系統
２であれば、主軸系統２のチャック開ロジックを実行し
て、第２主軸のチャックを開く。このように、動作指令
（Ｍ０７）の処理ルーチンの中でシステムからの系統信
号を見て条件分岐する。

【００７４】図１６は、Ｔ補正をを受け取る補正値マト
リクス（補正画面）の例を示し、これは図８に示した操
作盤４４のディスプレイ４３に表示される。この例で
は、同一の補正番号（Ｔ１１，Ｔ１２，……）に対して
３系統のマトリクスを用意しており、該当する表示欄に
オペレータが補正値（図中に＊＊＊．＊＊で示してい
る）を入力することができる。工具の摩耗量等を自動計
測して補正値を自動設定することもできる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば使用する主軸及び刃物台を意識せずに加工プログラ
ムを作成することができる。そして、作成した加工プロ
グラムをどの主軸系統でもどの刃物台系統でも使えるた
め、系統間の入れ換えを伴うプログラムの最適化を容易
に行える。そして、複数の主軸がほぼ同等の性能を持
ち、複数の刃物台の工具レイアウトの１部または全部が
等しい場合に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明におけるプログラムの系統判別実行の
第１実施例のフロー図である。

【図２】この発明におけるプログラムの系統判別実行の
第２実施例のフロー図である。

【図３】この発明による制御方法を実施するＮＣ旋盤の
一例を示す外観斜視図である。

【図４】図３に示したＮＣ旋盤を使用して加工するワー
ク（部品）の一例とその加工工程の説明図である。

【図５】図４に示した加工を行なうための各刃物台に対
する工具レイアウトの一例を示す図である。

【図６】図４に示した加工を第１，第２刃物台のみを使
用して行なう場合の工具レイアウトの一例を示す図であ
る。

【図７】図４に示した加工をこの発明の加工方法によっ
て行なったときの各軸側での各工具による加工時間の関
係を示す図である。

【図８】図３に示したＮＣ旋盤の制御ユニットの構成を
示すブロック図である。

【図９】図８の制御ユニットによる加工プログラム作成
手順を示すフローチャートである。

【図１０】この実施例によって作成されるパートプログ
ラムとその工程サブプログラムの例を示す図である。

【図１１】この実施例によって作成される工程編集プロ
グラムの例を示す図である。

【図１２】この実施例による各主軸系統別の一層構造の
加工プログラム表示例を示す図である。

【図１３】図１２の各主軸系統の加工プログラムを実行
したときの累積加工時間を各工程サブプログラムによる
加工時間の比率を示すグラフで表示した例を示す図であ
る。

【図１４】この実施例により複数の主軸系統で共通に使
用する工程サブプログラムの一例を示す図である。

【図１５】チャック開の動作指令の場合の系統判別例を
示すフロー図である。

【図１６】Ｔ補正をを受け取る補正値マトリクス（補正
画面）の例を示す図である。

【符号の説明】

Ｗ：ワーク（加工される部品） １０：ベッド １
０ａ：溝 １１Ａ：第１主軸台 １２Ａ：第１主軸用スピンドル
モータ １３：刃物台ベース １４Ａ：第１ガイドブッシュ １４Ｂ：第２ガイドブッシュ １５Ａ，１５Ｂ：ワー
ク １６Ａ，１６Ｂ，２５：ガイドレール １７Ａ：第１
刃物台 １７Ｂ：第２刃物台 １８Ａ，１８Ｂ：Ｙ軸テーブル １９Ａ，１９Ｂ：Ｘ軸テーブル ２０Ａ：Ｙ１軸用サ
ーボモータ ２０Ｂ：Ｙ２軸用サーボモータ ２１Ａ：Ｘ１軸用サ
ーボモータ ２１Ｂ：Ｘ２軸用サーボモータ ２２Ａ，２２Ｂ，２
４，３２：工具 ２３：背面刃物台 ２６：背面主軸台ベース ２
７：背面主軸台 ２８：Ｙ３軸用サーボモータ ２９：Ｚ３軸用サーボ
モータ ３０：背面主軸用のスピンドルモータ ３１：対向刃
物台 ３３：工具ホルダ ４０：システム制御部 ４１：
プログラム入力部 ４２ａ：キーボード ４２ｂ：スイッチ ４３：デ
ィスプレイ ４４：操作盤 ４５：入出力制御部 ４６：システム制御用プログラムメモリ（ＲＯＭ） ４７：自動プログラミング部 ４８：加工プログラム
メモリ ４９：表示データ記憶部 ５０：ＲＡＭ ５１：加
工プログラム処理部 ５２：通信制御部 ５３：加工動作制御部 ６０：駆動部 ６１：各軸モータのサーボ機構 ６２：各軸の制御駆動部 ６３：各主軸のスピンドル
モータ ６４：スピンドルモータ制御駆動部 ６５：各センサ
６６：センサ入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷場 紀幸 埼玉県所沢市下富840 シチズン時計株 式会社 所沢事業所内 (72)発明者 和田 達明 埼玉県所沢市下富840 シチズン時計株 式会社 所沢事業所内 (56)参考文献 特開 平８−63221（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−229304（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の主軸と複数の刃物台を有し、任意
   の主軸と任意の刃物台を組み合せて、多系統の加工プロ
   グラムによってＮＣ加工を実行するＮＣ旋盤の制御方法
   であって、 前記各系統の加工プログラムを、前記主軸及び刃物台に
   関する指令に、使用する主軸又は刃物台を特定しない間
   接指令を用いて作成し、 その作成した各系統の加工プログラムを、加工に使用す
   る主軸毎の系統別又は加工に使用する刃物台毎の系統別
   に分けて前記ＮＣ旋盤内のメモリに記憶させ、 その記憶させた各系統の加工プログラムの前記間接指令
   を、前記記憶した主軸系統又は刃物台系統に応じて特定
   の主軸や刃物台に対する直接指令に変換させ、 その直接指令によって加工サイクルスタート後の各系統
   の主軸及び刃物台を制御することを特徴とするＮＣ旋盤
   の制御方法。
2. 【請求項２】 前記間接指令に間接工具補正番号を含
   み、前記間接指令を前記直接指令に変換する際に、その
   間接工具補正番号を直接工具補正番号に変換することを
   特徴とする請求項１記載のＮＣ旋盤の制御方法。
3. 【請求項３】 複数の主軸と複数の刃物台を有し、任意
   の主軸と任意の刃物台を組み合せて、多系統の加工プロ
   グラムによってＮＣ加工を実行するＮＣ旋盤の制御方法
   であって、 前記各系統の加工プログラムを、前記主軸及び刃物台に
   関する指令に、使用する主軸又は刃物台を特定しない間
   接指令を用い、系統間のコピーや入れ換えを行なって作
   成し、 その作成した各系統の加工プログラムを、加工に使用す
   る主軸毎の系統別又は加工に使用する刃物台毎の系統別
   に分けて前記ＮＣ旋盤内のメモリに記憶させ、 加工サイクルスタート後前記加工プログラムの工程毎に
   前記記憶した系統を判別して、その判別した系統の主軸
   又は刃物台を前記間接指令によって制御することを特徴
   とするＮＣ旋盤の制御方法。