JP6243430B2 - エアカット調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械において、刃具が空走するエアカット時間やエアカット距離を調整するエアカット調整装置に関する。

旋盤においては、回転するワークに刃具を当接させることにより、ワークの加工を行っている。ワーク加工前、刃具は、所定の待機位置で待機している。ワーク加工の際、刃具は、途中で移動速度を切り換えながら（減速しながら）、ワークに接近する。特許文献１には、超音波センサを用いて待機位置とワークとの間の距離を測定し、まず待機位置から所定の減速位置まで刃具を高速で移動させ、次に減速位置からワークまで刃具を低速で移動させる旋削加工方法が開示されている。同文献記載の旋削加工方法によると、減速位置からワークまでの刃具の空走時間、つまりエアカット時間を短縮することができる。

特開平８−８５０４５号公報

しかし、特許文献１の旋削加工方法によると、加工に先立って、待機位置とワークとの間の距離を測定しておく必要がある。このため、超音波センサが必須である。また、加工対象となるワークが交換されるごとに、逐一、待機位置とワークとの間の距離を測定する必要がある。このため、煩雑である。そこで、本発明は、簡単にエアカット値を調整可能なエアカット調整装置を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のエアカット調整装置は、刃具の移動速度を減速する減速位置と、減速した該刃具がワークに当接する当接位置と、を有するエアカット区間を経由して該刃具を移動させ、該ワークに加工を施す工作機械に用いられるエアカット調整装置であって、前記エアカット区間における前記刃具の移動時間をエアカット時間、該エアカット区間における該刃具の移動距離をエアカット距離、該エアカット時間および該エアカット距離のうち、少なくとも一方を、エアカット値として、前記ワークの加工時に取得される該エアカット値の測定値を、該エアカット値の目標値に、近づけるために必要な、該減速位置の補正量を演算する制御装置を備えることを特徴とする。

エアカット値の測定値は、実際のワークの加工時に取得される。このため、本発明のエアカット調整装置によると、ワークの加工に先立って、超音波センサなどを用いて、距離を測定する必要がない。したがって、簡単にエアカット値を調整することができる。また、本発明のエアカット調整装置によると、実際のワークの寸法を、減速位置の補正に反映させることができる。

また、制御装置は、エアカット値の測定値が目標値に近づく（例えば測定値が目標値に一致する）ように、補正量を演算することができる。このため、当該補正量を用いて減速位置（エアカット区間の始点）を補正することで、自動的に、かつ簡単に、エアカット値を調整することができる。

また、エアカット値の目標値を参照して減速位置を補正することができるため、過度に減速位置が当接位置に接近するおそれが小さい。また、過度に減速位置が当接位置から離間するおそれが小さい。

（１−１）上記（１）の構成において、前記刃具を駆動するモータを備え、前記制御装置は、該モータのトルクに関連する電気量の変化を基に、前記エアカット区間の終点を判断する構成とする方がよい。

本構成によると、エアカット区間の始点を、減速位置（例えば、プログラムにおけるワークの加工指令）を基に、判断することができる。また、エアカット区間の終点を、モータのトルクに関連する電気量（例えば、モータの電流値）の変化を基に、判断することができる。

（２）上記（１）の構成において、前記ワークの加工は、複数回実行され、前記測定値は、複数回測定される該エアカット値の代表値である構成とする方がよい。ここで、「代表値」とは、最小値、平均値などをいう。本構成によると、複数のワークの寸法誤差を考慮して、エアカット値の測定値を設定することができる。

（２−１）上記（２）の構成において、前記制御装置は、複数回実行される該ワークの該加工から、前記エアカット値を測定する加工を、選択可能である構成とする方がよい。本構成によると、複数回のワークの加工の中から、自在に、エアカット値を測定する加工を、選択することができる。

（３）上記（２）の構成において、前記代表値は、複数回測定される前記エアカット値の最小値である構成とする方がよい。エアカット値がエアカット時間の場合は、代表値は最短時間となる。また、エアカット値がエアカット距離の場合は、代表値は最短距離となる。本構成によると、エアカット値を測定した複数のワーク中、最大寸法のワークに準じて、エアカット値を設定することができる。

（４）上記（２）または（３）の構成において、前記エアカット値の前記目標値は、前記代表値に安全率を加味して設定される構成とする方がよい。補正後の減速位置は、補正前の減速位置に対して、ワークに接近している場合がある。この場合、ワークの寸法によっては、減速位置において、刃具がワークに当接するおそれがある。この点、本構成によると、エアカット値の目標値は、エアカット値の代表値に安全率を加味して、設定される。このため、減速位置補正後であっても、ワークの寸法によらず、減速位置において、刃具がワークに当接するおそれが小さい。

（５）上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記制御装置は、前記減速位置を含むプログラムが格納された記憶部と、該減速位置の前記補正量を演算し該プログラムの該減速位置を書き換え可能な演算部と、を有する構成とする方がよい。

本構成によると、プログラムの減速位置を、自動的に書き換えることができる。書き換えた後のプログラムは、旧プログラムに上書きしてもよい。また、書き換えた後のプログラムは、旧プログラムとは別のプログラムとして保存してもよい。

（６）上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記補正量により補正される前の前記減速位置を補正前減速位置、該補正量により補正された後の該減速位置を補正後減速位置として、前記エアカット値の前記測定値と、該エアカット値の前記目標値と、該補正前減速位置と、該補正後減速位置と、を表示する表示装置を備える構成とする方がよい。本構成によると、作業者が、エアカット値の測定値、エアカット値の目標値、補正前減速位置、補正後減速位置を視認しやすい。

（７）上記（６）の構成において、前記エアカット値の前記目標値を更新可能な入力装置を備え、該目標値が更新された場合、前記制御装置は、更新後の該エアカット値の該目標値に対応するように、前記補正量を再演算し、前記表示装置は、更新後の該エアカット値の該目標値と、再演算された該補正量に基づく前記補正後減速位置と、を表示する構成とする方がよい。

本構成によると、作業者が、入力装置を介して、エアカット値の目標値を設定することができる。また、本構成によると、表示装置において、エアカット値の目標値と、補正後減速位置と、が連動している。このため、作業者がエアカット値の目標値を設定し直すたびに、表示装置は、当該目標値に応じた補正後減速位置を、表示することができる。したがって、作業者は、補正後減速位置を参照しながら、目標値を設定することができる。

（８）上記（７）の構成において、前記エアカット値は、前記エアカット時間および前記エアカット距離であり、該エアカット時間に基づく前記補正量による前記補正後減速位置を時間基準補正後減速位置、該エアカット距離に基づく前記補正量による前記補正後減速位置を距離基準補正後減速位置として、前記入力装置は、前記制御装置が前記プログラムの前記減速位置を書き換える際に、該時間基準補正後減速位置および該距離基準補正後減速位置のうち、どちらを用いるかを選択可能であり、前記表示装置は、該時間基準補正後減速位置および該距離基準補正後減速位置の選択状態を表示する構成とする方がよい。

本構成によると、時間に基づく補正量を用いてプログラムを書き換えるか（つまり、プログラムの減速位置を時間基準補正後減速位置に書き換えるか）、距離に基づく補正量を用いてプログラムを書き換えるか（つまり、プログラムの減速位置を距離基準補正後減速位置に書き換えるか）を、入力装置を介して、作業者が選択することができる。

本発明によると、簡単にエアカット値を調整可能なエアカット調整装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態となるエアカット調整装置を備えるＣＮＣ旋盤の内部斜視図である。 図２は、同ＣＮＣ旋盤のブロック図である。 図３は、刃具の軌道の時系列変化に関する模式図である。 図４は、エアカット調整方法のフローチャートである。 図５は、プログラム編集画面の模式図である。 図６は、図５のプログラム編集画面の測定結果表示欄の拡大図である。 図７は、プログラム軌跡表示画面の模式図である。

以下、本発明のエアカット調整装置の実施の形態について説明する。

＜ＣＮＣ旋盤の構成＞
まず、本実施形態のエアカット調整装置を備えるＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）旋盤の構成について説明する。ＣＮＣ旋盤は、本発明の「工作機械」の概念に含まれる。図１に、本実施形態のエアカット調整装置を備えるＣＮＣ旋盤の内部斜視図を示す。図２に、同ＣＮＣ旋盤のブロック図を示す。図１、図２に示すように、ＣＮＣ旋盤１は、エアカット調整装置３と、工具台４と、主軸台６と、ベッド７と、を備えている。図１において、左右方向はＺ軸方向（主軸方向）に、前下−後上方向はＸ軸方向に、各々対応している。

図１に示すように、ベッド７は、工場の床面に配置されている。ベッド７の上面後方には、傾斜部７０が配置されている。主軸台６は、本体６０と、主軸６１と、チャック６２と、を備えている。本体６０は、ベッド７の上面前側に配置されている。主軸６１は、本体６０から右側に突設されている。主軸６１は、自身の軸周りに回転可能である。チャック６２は、主軸６１の右端に配置されている。チャック６２には、着脱可能にワークＷが固定されている。

工具台４は、刃物台４０と、タレット装置４１と、Ｘ軸下スライド４２と、Ｚ軸スライド４３と、Ｚ軸下スライド４４と、を備えている。Ｚ軸下スライド４４は、ベッド７の上面の傾斜部７０に配置されている。Ｚ軸スライド４３は、Ｚ軸下スライド４４に対して、左右方向に移動可能である。Ｘ軸下スライド４２は、Ｚ軸スライド４３の上面に配置されている。タレット装置４１は、Ｘ軸下スライド４２に対して、前下−後上方向に移動可能である。刃物台４０は、タレット装置４１の左面に配置されている。刃物台４０には、合計１０個のホルダ（図略）が配置されている。刃物台４０は、タレット装置４１により、ホルダ単位で、所定の角度ずつ回転可能である。刃物台４０の１０個のホルダには、１０個の刃具Ｔ１〜Ｔ１０が割り当てられている。

図２に示すように、エアカット調整装置３は、制御装置２と、ディスプレイ８と、を備えている。ディスプレイ８は、本発明の「表示装置」と「入力装置」とを兼ねている。制御装置２は、記憶部２０と、演算部２１と、入出力インターフェイス２２と、を備えている。制御装置２は、ディスプレイ８と、Ｘ軸モータ４５Ｘと、Ｚ軸モータ４５Ｚと、主軸モータ６３Ｃと、に電気的に接続されている。

Ｘ軸モータ４５Ｘは、タレット装置４１を、前下−後上方向に駆動可能である。Ｚ軸モータ４５Ｚは、Ｚ軸スライド４３を、左右方向に駆動可能である。主軸モータ６３Ｃは、主軸６１を、軸回りに回転駆動可能である。

ディスプレイ８は、画面８０と、複数のハードボタン８１と、を備えている。画面８０には、ＣＮＣ旋盤１のステータスなどを表示することができる。また、画面８０には、複数のソフトボタン（図略）を表示することができる。複数のハードボタン８１には、文字、数字、記号などが割り当てられている。作業者は、複数のソフトボタン、複数のハードボタン８１を介して、ＣＮＣ旋盤１に指示を入力することができる。

＜ＣＮＣ旋盤の動き＞
次に、ワーク加工時のＣＮＣ旋盤の動きについて説明する。まず、制御装置２は、主軸モータ６３Ｃを駆動する。すなわち、制御装置２は、主軸６１、つまりワークＷを、自身の軸周りに回転させる。次に、制御装置２は、Ｚ軸モータ４５Ｚ、Ｘ軸モータ４５Ｘを駆動する。すなわち、刃物台４０、つまり任意の刃具Ｔ１〜Ｔ１０（図１の場合は刃具Ｔ３）を、移動させる。任意の刃具Ｔ３は、予め記憶部２０に格納されているプログラムに従って、所定の軌道で移動する。

図３に、刃具の軌道の時系列変化に関する模式図を示す。なお、図３に示すのは、ワークＷの加工部位が三箇所の場合である。図３に示すように、ワークＷ加工時の刃具Ｔ３の軌道は、初期移動区間Ａと、第一加工区間Ｂ１と、第一中間移動区間Ｃ１と、第二加工区間Ｂ２と、第二中間移動区間Ｃ２と、第三加工区間Ｂ３と、終期移動区間Ｄと、を有している。

初期移動区間Ａは、接近区間ａと、エアカット区間ｂと、を有している。接近区間ａにおいては、刃具Ｔ３が、所定の待機位置αから所定の減速位置βまで、所定の移動速度で移動する。エアカット区間ｂにおいては、刃具Ｔ３が、所定の減速位置βから所定の当接位置γ（ワークＷに当接する位置）まで、所定の移動速度で移動する。

ここで、当接位置γにおいて刃具Ｔ３がワークＷに衝突すると、刃具Ｔ３やワークＷに不具合が発生するおそれがある。このため、刃具Ｔ３は、ゆっくりとワークＷに当接する方が好ましい。したがって、エアカット区間ｂの刃具Ｔ３の移動速度は、接近区間ａの刃具Ｔ３の移動速度よりも、遅くなるように設定されている。

第一〜第三加工区間Ｂ１〜Ｂ３においては、各々、刃具Ｔ３により、ワークＷに加工が施される。第一中間移動区間Ｃ１においては、ワークＷの第一加工部位Ｅ１から第二加工部位Ｅ２まで、刃具Ｔ３が移動する。第二中間移動区間Ｃ２においては、ワークＷの第二加工部位Ｅ２から第三加工部位Ｅ３まで、刃具Ｔ３が移動する。第一、第二中間移動区間Ｃ１、Ｃ２においては、刃具Ｔ３は、ワークＷから離間している。第一、第二中間移動区間Ｃ１、Ｃ２は、各々、離間区間ｃと、接近区間ａと、エアカット区間ｂと、を有している。終期移動区間Ｄにおいては、ワークＷの第三加工部位Ｅ３の加工を完了した刃具Ｔ３が、所定の待機位置αに復帰する。

＜エアカット調整方法＞
次に、本実施形態のエアカット調整装置が実行するエアカット調整方法について説明する。エアカット調整方法は、図３に示す減速位置β（接近区間ａとエアカット区間ｂとの切換位置）を調整するために実行される。

すなわち、エアカット区間ｂの刃具Ｔ３の移動速度は、接近区間ａの刃具Ｔ３の移動速度よりも、遅くなるように設定されている。このため、減速位置βがワークＷから過度に遠いと、エアカット区間ｂの刃具Ｔ３の移動時間が過度に長くなってしまう。したがって、単一のワークＷの加工に要するサイクルタイムが長くなってしまう。反対に、減速位置βがワークＷに過度に近いと、減速位置βにおいて、刃具Ｔ３がワークＷに衝突してしまうおそれがある。特に、複数のワークＷ間における寸法のばらつきが大きく、かつ大きなワークＷを加工する場合に、この傾向は顕著である。このように、減速位置βの調整は困難である。本実施形態のエアカット調整方法は、当該減速位置βを簡単に調整するために実行される。

以下、ＣＮＣ旋盤１により１００個の同種のワークＷを加工する場合における、エアカット調整方法ついて、説明する。なお、図３同様、ワークＷの加工部位は三箇所である。図４に、エアカット調整方法のフローチャートを示す。図５に、プログラム編集画面の模式図を示す。図６に、図５のプログラム編集画面の測定結果表示欄の拡大図を示す。図７に、プログラム軌跡表示画面の模式図を示す。

図４に示すように、エアカット調整方法は、測定指示入力工程（Ｓ１（ステップ１ 以下同様））と、測定条件設定工程（Ｓ２）と、測定工程（Ｓ３、Ｓ４）と、測定結果表示工程（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１０）と、補正工程（Ｓ７）と、保存工程（Ｓ８、Ｓ９）と、を有している。

［測定指示入力工程（図４のＳ１）］
図５に示すように、プログラム編集画面８０ａは、プログラム欄８００と、測定回数欄８０１と、安全率欄８０２と、一括時間指定欄８０３と、一括距離指定欄８０４と、測定結果欄８０５と、上書き指定ボタン８０６と、別保存指定ボタン８０７と、保存決定ボタン８０８と、次画面切替ボタン８０９と、終了ボタン８１０と、プログラムスクロールバー８１１と、を有している。なお、現時点において、測定回数欄８０１、安全率欄８０２、一括時間指定欄８０３、一括距離指定欄８０４、測定結果欄８０５は空欄である。

図２に示す演算部２１は、プログラム欄８００に、ワークＷの加工用のプログラムを表示する。なお、作業者は、プログラムスクロールバー８１１を介して、プログラムをスクロールさせることができる。

プログラム欄８００のプログラムには、Ｇ０、Ｇ１というＧコード（加工指令）が用いられている。図３を参照しながら、Ｇコードと、刃具Ｔ３の軌道と、の関係を簡単に説明する。Ｇ０は、ワークＷ非加工時の刃具Ｔ３の移動に関するＧコードである。Ｇ０は、離間区間ｃ、接近区間ａ、終期移動区間Ｄに対応している。Ｇ１は、ワークＷ加工時の刃具Ｔ３の移動に関するＧコードである。Ｇ１は、エアカット区間ｂ、第一〜第三加工区間Ｂ１〜Ｂ３に対応している。なお、Ｇ１は、刃具Ｔ３の直線移動に関するＧコードである。また、図示しないＧ２は、刃具Ｔ３の円弧移動に関するＧコードである。

本工程においては、作業者が、ワークＷの加工用のプログラムに、エアカット測定指示を入力する。まず、作業者は、図２に示す画面８０を、図５に示すプログラム編集画面８０ａに切り替える。次に、作業者は、プログラム欄８００のプログラム中、Ｇ１の前（エアカット区間ｂの前）に、Ｍコード（測定指令）を挿入する。

具体的には、作業者は、図５に一点鎖線枠で示すように、プログラム欄８００のプログラムの「Ｇ９９Ｇ９６Ｇ０Ｘ１５．０Ｚ１０．０Ｓ４００Ｍ３」行と、「Ｇ１Ｘ１０．０Ｆ０．０１」行と、の間にタッチする。そして、図２に示すハードボタンを介して、作業者は、当該部分にＭ５００を挿入する。なお、「Ｇ９９Ｇ９６Ｇ０Ｘ１５．０Ｚ１０．０Ｓ４００Ｍ３」中、「Ｇ０Ｘ１５．０Ｚ１０．０」は、本発明の「補正前減速位置」の概念に含まれる。

なお、プログラム中の「Ｇ○Ｘ△Ｚ□」は、座標を示している。すなわち、「Ｇ○」はＧコードを、「Ｘ△」はＸ軸方向位置を、「Ｚ□」はＺ軸方向位置を、各々示している。例えば、上記「Ｇ０Ｘ１５．０Ｚ１０．０」は、Ｇコード＝Ｇ０、Ｘ軸方向位置＝１５．０、Ｚ軸方向位置＝１０．０を示している。

同様に、作業者は、図５に一点鎖線枠で示すように、プログラム欄８００のプログラムの「Ｚ６．０」行と、「Ｇ１Ｘ１２．０Ｆ０．０２」行と、の間にタッチする。そして、図２に示すハードボタンを介して、作業者は、当該部分にＭ５０１を挿入する。なお、図５に点線枠で示すように、プログラム欄８００の「Ｇ０Ｘ２０．０Ｚ１２．０」は、本発明の「補正前減速位置」の概念に含まれる。

このように、作業者は、図３に示すように、合計三つのエアカット区間ｂのうち、二つのエアカット区間ｂの前に、Ｍコード（Ｍ５００、Ｍ５０１）を挿入する。Ｍコードの挿入により、これら二つのエアカット区間ｂは、エアカット値（エアカット時間、エアカット距離）の測定区間に指定される。

なお、エアカット時間とは、エアカット区間ｂにおける刃具Ｔ３の移動時間である。また、エアカット距離とは、エアカット区間ｂにおける刃具Ｔ３の移動距離である。図２に示す演算部２１は、エアカット区間ｂの始点を、プログラム中のＧ１の位置から判別する。また、演算部２１は、エアカット区間ｂの終点を、刃具Ｔ３の負荷の変化から判別する。すなわち、エアカット（空走）していた刃具Ｔ３がワークＷに当接すると（図３における当接位置γに対応）、その瞬間、刃具Ｔ３の負荷は大きく上昇する。当該負荷変化は、図２に示す主軸モータ６３Ｃのトルクに関連する電気量（電流値など）に反映される。主軸モータ６３Ｃの電流値の変化を基に、演算部２１はエアカット区間ｂの終点を判別する。

［測定条件設定工程（図４のＳ２）］
本工程においては、作業者が、エアカット時間、エアカット距離の測定条件を入力する。具体的には、作業者は、図５に示す測定回数欄８０１に、図２に示すハードボタン８１を介して、測定回数（１０回）を入力する。入力された測定回数は、記憶部２０に格納される。入力により、今後加工する１００個のワークＷのうち、最初の１０個のワークＷ加工時に、エアカット時間、エアカット距離の測定が実行されることになる。

また、作業者は、図５に示す安全率欄８０２に、図２に示すハードボタン８１を介して、安全率（１５０％）を入力する。入力された安全率は、記憶部２０に格納される。入力により、演算部２１は、今後測定される１０個のエアカット時間の最小値に、１５０％を掛けた値を、エアカット時間の目標値として算出する。同様に、演算部２１は、今後測定される１０個のエアカット距離の最小値に、１５０％を掛けた値を、エアカット距離の目標値として算出する。

［測定工程（図４のＳ３、Ｓ４）］
本工程においては、ＣＮＣ旋盤１が、１０個のワークＷを実際に加工する。この際、刃具Ｔ３は、図３に示す軌道を、１０回繰り返して周回する。図２に示す演算部２１は、任意の１個のワークＷの加工時に、合計二回（Ｍ５００、Ｍ５０１）、エアカット時間、エアカット距離の測定を行う。測定されたエアカット時間、エアカット距離は、記憶部２０に格納される。

［測定結果表示工程（図４のＳ５、Ｓ６、Ｓ１０）］
本工程においては、図２に示す演算部２１が、図５、図６に示すプログラム編集画面８０ａの測定結果欄８０５に、エアカット時間、エアカット距離の測定結果を表示する。図６に示すように、測定結果欄８０５は、上下二つの表示領域８２と、結果欄スクロールバー８３と、を備えている。作業者は、結果欄スクロールバー８３を介して、表示領域８２をスクロールさせることができる。

図６に示すように、二つの表示領域８２は、各々、Ｍコード欄８２０と、最短時間欄８２１と、最短距離欄８２２と、時間基準補正後減速位置欄８２３と、距離基準補正後減速位置欄８２４と、目標時間欄８２５と、目標距離欄８２６と、時間選択欄８２７と、距離選択欄８２８と、書込ボタン８２９と、を備えている。最短時間、最小距離は、各々、本発明の「エアカット値の最小値」の概念に含まれる。目標時間、目標距離は、各々、本発明の「エアカット値の目標値」の概念に含まれる。

二つの表示領域８２の内容は同様である。以下、二つの表示領域８２を代表して、上側（Ｍ５００用）の表示領域８２の表示内容について説明する。図２に示す演算部２１は、Ｍコード欄８２０に、プログラム欄８００のプログラム内のＭコード（Ｍ５００）を表示する。１０個のワークＷを加工すると、Ｍコードごとに、１０個のエアカット時間、１０個のエアカット距離が測定される。演算部２１は、最短時間欄８２１に、１０個のエアカット時間のうち、最短時間（０．６ｓｅｃ）を表示する。同様に、演算部２１は、最短距離欄８２２に、１０個のエアカット距離のうち、最短距離（０．０５ｍｍ）を表示する。

また、演算部２１は、最短時間（０．６ｓｅｃ）×安全率（１５０％）という計算式から、目標時間（０．９ｓｅｃ）を演算する。演算部２１は、目標時間欄８２５に、目標時間（０．９ｓｅｃ）を表示する。同様に、演算部２１は、最短距離（０．０５ｍｍ）×安全率（１５０％）という計算式から、目標距離（０．０７５ｍｍ）を演算する。演算部２１は、目標距離欄８２６に、目標時間（０．０７５ｍｍ）を表示する。

また、演算部２１は、目標時間（０．９ｓｅｃ）を達成するために必要な減速位置βの座標を演算する。すなわち、図３に示すＭ５００後のエアカット区間ｂの移動時間を０．９秒と仮定した場合の、減速位置β、つまり時間基準補正後減速位置の座標を演算する。演算部２１は、時間基準補正後減速位置欄８２３に、時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０）を表示する。図５に示すように、プログラム欄８００の補正前減速位置（Ｇ０Ｘ１５．０Ｚ１０．０）と、時間基準補正後減速位置欄８２３の時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５Ｚ１０．０）と、を比較すると、Ｘ軸方向位置が、１５．０から１４．９５に補正されている。

同様に、演算部２１は、目標距離（０．０７５ｍｍ）を達成するために必要な減速位置βの座標を演算する。すなわち、図３に示すＭ５００後のエアカット区間ｂの移動距離を０．０７５ｍｍと仮定した場合の、減速位置β、つまり距離基準補正後減速位置の座標を演算する。演算部２１は、距離基準補正後減速位置欄８２４に、距離基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９８，Ｚ１０．０）を表示する。図５に示すように、プログラム欄８００の補正前減速位置（Ｇ０Ｘ１５．０Ｚ１０．０）と、距離基準補正後減速位置欄８２４の距離基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９８Ｚ１０．０）と、を比較すると、Ｘ軸方向位置が、１５．０から１４．９８に補正されている。

このように、演算部２１は、１０個のワークＷの加工後に、自動的に、時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０）と、距離基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９８，Ｚ１０．０）と、を演算し、測定結果欄８０５に表示する。

作業者が図５に示す次画面切替ボタン８０９にタッチすると、図２に示す演算部２１は、図５に示すプログラム編集画面８０ａを、図７に示すプログラム軌跡表示画面８０ｂに、切り替える。プログラム軌跡表示画面８０ｂは、軌跡欄８５と、データ出力ボタン８６と、リターンボタン８７と、を備えている。

軌跡欄８５中、縦方向はＸ軸方向に、横方向はＺ軸方向に、各々対応している。軌跡欄８５には、減速位置β補正前のプログラムが実行された場合の、刃具Ｔ３の軌道が表示される。プログラム軌跡表示画面８０ｂにより、作業者は、刃具Ｔ３の軌道を視認することができる。また、作業者は、エアカット時間、エアカット距離の測定箇所（太線部分）を視認することができる。

作業者がデータ出力ボタン８６にタッチすると、図２に示す演算部２１は、刃具Ｔ３の軌跡データを、所定の形式（例えばＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｖａｌｕｅｓ）形式）で、ファイルに出力する。作業者がリターンボタン８７にタッチすると、図２に示す演算部２１は、図７に示すプログラム軌跡表示画面８０ｂを、図５に示すプログラム編集画面８０ａに、再び切り替える。なお、図４のＳ６、Ｓ１０に示すように、刃具Ｔ３の軌跡データの出力は、任意で実行可能である。

［補正工程（図４のＳ７）］
本工程は、任意で実行可能である。本工程は、手動更新ステップと、選択ステップと、書込ステップと、を有している。

（手動更新ステップ）
本ステップは、選択ステップ、書込ステップに対して、任意で実行可能である。本ステップにおいては、作業者が、目標時間欄８２５の目標時間、目標距離欄８２６の目標距離を、手動で更新することができる。すなわち、図２に示す演算部２１が演算した目標時間（０．９ｓｅｃ）、目標距離（０．０７５ｍｍ）を、作業者は手動で更新することができる。

具体的には、目標時間を更新したい場合は、作業者は、図２に示すハードボタンを介して、目標時間欄８２５に、所望の目標時間を入力する。ここで、記憶部２０には、ワークＷ１０個分のエアカット時間、エアカット距離の測定データが格納されている。演算部２１は、当該測定データを用いて、所望の目標時間を達成するために必要な減速位置βの座標（時間基準補正後減速位置）を演算する。同様に、目標距離を更新したい場合は、作業者は、図２に示すハードボタンを介して、目標距離欄８２６に、所望の目標距離を入力する。演算部２１は、記憶部２０の測定データを用いて、所望の目標距離を達成するために必要な減速位置βの座標（距離基準補正後減速位置）を演算する。

（選択ステップ）
本ステップにおいては、作業者が、図６に示す時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０）および距離基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９８，Ｚ１０．０）の中から、採用したい補正後減速位置を選択する。

なお、手動更新ステップが実行されている場合は、作業者所望の目標時間、目標距離に基づく時間基準補正後減速位置および距離基準補正後減速位置の中から、作業者が、採用したい補正後減速位置を選択する。

具体的には、時間基準補正後減速位置を選択したい場合は、作業者は、時間選択欄８２７にタッチする。図２に示す演算部２１は、時間選択欄８２７に「＠」（選択確認マーク）を表示する。同様に、距離基準補正後減速位置を選択したい場合は、作業者は、距離選択欄８２８にタッチする。図２に示す演算部２１は、距離選択欄８２８に「＠」を表示する。

なお、図３に示すＭコード後の二つのエアカット区間ｂ（エアカット時間、エアカット距離の測定対象となっている、全てのエアカット区間ｂ）について、時間基準補正後減速位置を選択したい場合は、作業者は、図５に示す一括時間指定欄８０３にタッチする。図２に示す演算部２１は、全ての時間選択欄８２７に「＠」を表示する。同様に、図３に示すＭコード後の二つのエアカット区間ｂについて、距離基準補正後減速位置を選択したい場合は、作業者は、図５に示す一括距離指定欄８０４にタッチする。図２に示す演算部２１は、全ての距離選択欄８２８に「＠」を表示する。

（書込ステップ）
本ステップにおいては、図２に示す演算部２１が、作業者の選択結果を、プログラムに反映させる。具体的には、作業者が書込ボタン８２９にタッチすると、図２に示す演算部２１は、作業者の選択結果（本例の場合は、時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０））を、プログラム欄８００のプログラムに反映させる。すなわち、補正前減速位置（Ｇ０Ｘ１５．０Ｚ１０．０）を、時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０）に、書き換える。

このようにして、図３に示すＭコード後の二つのエアカット区間ｂについて、各々、減速位置βの補正を行うことができる。減速位置βの補正後においては、図２に示す演算部２１は、図７に示すプログラム軌跡表示画面８０ｂに、減速位置β補正後のプログラムが実行された場合の刃具Ｔ３の軌道を、表示することができる（図４のＳ５）。また、演算部２１は、刃具Ｔ３の軌跡データを、出力することができる（図４のＳ１０）。

［保存工程（図４のＳ８、Ｓ９）］
本工程は、任意で実行可能である。本工程においては、作業者が、減速位置β補正後のプログラムを図２に示す記憶部２０に保存する。具体的には、既存のプログラムを更新したい場合、まず、作業者は、図５に示す上書き指定ボタン８０６にタッチする。次に、作業者は、保存決定ボタン８０８にタッチする。演算部２１は、記憶部２０の既存のプログラムを、減速位置β補正後のプログラムに、更新する。

また、既存のプログラムとは別のプログラムを作成したい場合、まず、作業者は、図５に示す別保存指定ボタン８０７にタッチする。次に、作業者は、保存決定ボタン８０８にタッチする。演算部２１は、記憶部２０に、新たに、減速位置β補正後のプログラムを格納する。

作業者が終了ボタン８１０にタッチすると、演算部２１は、エアカット調整方法を終了する。その後（１１個目以降のワークＷの加工）は、減速位置β補正後のプログラムに基づいて、ワークＷの加工が行われる。

＜作用効果＞
次に、本実施形態のエアカット調整装置の作用効果について説明する。本実施形態のエアカット調整装置３によると、エアカット時間、エアカット距離の測定は、実際のワークＷの加工時に実行される。このため、ワークＷの加工に先立って、超音波センサなどを用いて、距離を測定する必要がない。したがって、簡単にエアカット時間、エアカット距離を調整することができる。よって、簡単にワークＷのサイクルタイムを短縮することができる。また、本実施形態のエアカット調整装置３によると、実際のワークＷの寸法を、減速位置βの補正に反映させることができる。

また、本実施形態のエアカット調整装置３によると、ワークＷを１０個（所定数）加工するだけで、自動的に、図６に示す時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０）と、距離基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９８，Ｚ１０．０）と、を演算することができる。また、自動的に、時間基準補正後減速位置と、距離基準補正後減速位置と、を測定結果欄８０５に表示することができる。また、自動的に、プログラム軌跡表示画面８０ｂを表示することができる。

また、図５、図６に示すように、制御装置２は、エアカット時間、エアカット距離の測定値が目標値に一致するように、補正量を演算することができる。このため、当該補正量を用いて減速位置β（エアカット区間ｂの始点）を補正することで、自動的に、かつ簡単に、エアカット時間、エアカット距離を調整することができる。

また、作業者は、エアカット時間、エアカット距離の目標値を参照して減速位置βを補正することができる。このため、過度にエアカット区間ｂが短くなるおそれが小さい。また、過度にエアカット区間ｂが長くなるおそれが小さい。

また、本実施形態のエアカット調整装置３によると、エアカット区間ｂの始点を、プログラムにおけるワークＷの加工指令（Ｇ１）を基に、判断することができる。また、エアカット区間ｂの終点を、主軸モータ６３Ｃの電流値の変化を基に、判断することができる。このため、図２に示す演算部２１は、エアカット時間、エアカット距離を、簡単かつ正確に測定することができる。

また、本実施形態のエアカット調整装置３によると、図６に示すように、測定された１０個のエアカット時間のうち、最短時間（０．６ｓｅｃ）に対して、安全率（１５０％）が掛けられている。同様に、測定された１０個のエアカット距離のうち、最短距離（０．０５ｍｍ）に対して、安全率（１５０％）が掛けられている。このため、エアカット時間、エアカット距離を測定した１０個のワークＷ中、最大寸法のワークＷを基準に、減速位置βを補正することができる。

また、図６に示す時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０）、距離基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９８，Ｚ１０．０）は、目標時間（０．９ｓｅｃ）、目標距離（０．０７５ｍｍ）を基準に、設定される。このため、時間基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９５，Ｚ１０．０）、距離基準補正後減速位置（Ｇ０Ｘ１４．９８，Ｚ１０．０）には、安全率（１５０％）が加味されている。したがって、減速位置β補正後であっても、ワークＷの寸法によらず、減速位置βにおいて、刃具Ｔ３がワークＷに当接するおそれが小さい。

また、本実施形態のエアカット調整装置３によると、図５、図６に示すように、プログラム編集画面８０ａは、最短時間欄８２１、最短距離欄８２２、目標時間欄８２５、目標距離欄８２６、プログラム欄８００、時間基準補正後減速位置欄８２３、距離基準補正後減速位置欄８２４を備えている。このため、作業者は、最短時間、最短距離、目標時間、目標距離、補正前減速位置、時間基準補正後減速位置、距離基準補正後減速位置を一覧することができる。

また、本実施形態のエアカット調整装置３によると、作業者は、図２に示すハードボタン８１を介して、図５に示す目標時間、目標距離を更新可能である。また、目標時間、目標距離が更新された場合、演算部２１は、それに応じた時間基準補正後減速位置、距離基準補正後減速位置を再演算可能である。また、演算部２１は、再演算後の時間基準補正後減速位置、距離基準補正後減速位置を、プログラム編集画面８０ａに表示可能である。このため、作業者が目標時間、目標距離を設定し直すたびに、プログラム編集画面８０ａは、当該目標時間、目標距離に応じた時間基準補正後減速位置、距離基準補正後減速位置を、表示することができる。したがって、作業者は、時間基準補正後減速位置、距離基準補正後減速位置を参照しながら、目標時間、目標距離を設定することができる。

また、本実施形態のエアカット調整装置３によると、図５に示す一括時間指定欄８０３、一括距離指定欄８０４、図６に示す時間選択欄８２７、距離選択欄８２８を介して、作業者は、時間に基づく補正量を用いてプログラムを書き換えるか（つまり、プログラムの減速位置βを時間基準補正後減速位置に書き換えるか）、距離に基づく補正量を用いてプログラムを書き換えるか（つまり、プログラムの減速位置βを距離基準補正後減速位置に書き換えるか）を、選択することができる。

＜その他＞
以上、本発明のエアカット調整装置３の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、図６に示す時間基準補正後減速位置欄８２３、距離基準補正後減速位置欄８２４の代わりに、測定結果欄８０５に補正量欄を配置してもよい。そして、補正量欄に、補正量（ΔＸ＝−０．５、ΔＺ＝＋１．０など）を表示してもよい。

また、図６に示す最短時間欄８２１、最短距離欄８２２の代わりに、測定結果欄８０５に平均時間欄、平均距離欄を配置してもよい。そして、平均時間欄に、複数回測定されたエアカット時間の平均値を表示してもよい。また、平均距離欄に、複数回測定されたエアカット距離の平均値を表示してもよい。

また、ワークＷの総加工数は特に限定しない。また、エアカット時間、エアカット距離の測定対象となるワークＷの数も、特に限定しない。エアカット時間、エアカット距離を測定するワークＷの数を多くすると、演算される補正量の精度が高くなる。その反面、ワークＷの総加工数のうち、測定結果を反映可能な（補正後の減速位置βを採用可能な）加工数が少なくなる。このため、全てのワークＷの加工に要する時間が長くなる。例えば、複数のワークＷ間の寸法誤差が大きい場合（例えば、ワークＷが未加工品（素材）である場合）は、エアカット時間、エアカット距離を測定するワークＷの数を多くしてもよい。

反対に、エアカット時間、エアカット距離を測定するワークＷの数を少なくすると、演算される補正量の精度が低くなる。その反面、ワークＷの総加工数のうち、測定結果を反映可能な（補正後の減速位置βを採用可能な）加工数が多くなる。このため、全てのワークＷの加工に要する時間が短くなる。例えば、既に複数のワークＷの寸法誤差が小さい場合（例えば、ワークＷが既に何回か加工済みである場合）は、エアカット時間、エアカット距離を測定するワークＷの数を少なくしてもよい。

また、複数のワークＷのばらつき具合は、ロット単位で変動する場合が多い。このため、ロット変更ごとに、エアカット時間、エアカット距離を測定してもよい。また、エアカット時間、エアカット距離のうち、いずれか一方だけを測定してもよい。すなわち、いずれか一方だけを用いて、減速位置βを補正してもよい。また、図５に示すＭコード（Ｍ５００、Ｍ５０１）の入力は、図２に示す演算部２１が自動で行ってもよい。すなわち、演算部２１が、プログラムの中からＧ１を検索し、当該Ｇ１の前にＭコードを配置してもよい。また、演算部２１が、プログラムの中からＧ０、Ｇ１を検索し、当該Ｇ０と当該Ｇ１との間にＭコードを配置してもよい。また、Ｇ１の代わりに、刃具Ｔ３の円弧移動に関するＧ２を用いてもよい。また、安全率は特に限定しない。１００％超過であればよい。また、工作機械の種類は特に限定しない。横型旋盤、正面旋盤、立型旋盤、フライス盤、ボール盤、ミーリングセルなどに、本発明のエアカット調整装置を用いてもよい。

１：ＣＮＣ旋盤（工作機械）。
２：制御装置、２０：記憶部、２１：演算部、２２：入出力インターフェイス。
３：エアカット調整装置。
４：工具台、４０：刃物台、４１：タレット装置、４２：Ｘ軸下スライド、４３：Ｚ軸スライド、４４：Ｚ軸下スライド、４５Ｘ：Ｘ軸モータ、４５Ｚ：Ｚ軸モータ。
６：主軸台、６０：本体、６１：主軸、６２：チャック、６３Ｃ：主軸モータ。
７：ベッド、７０：傾斜部。
８：ディスプレイ（表示装置、入力装置）、８０：画面、８０ａ：プログラム編集画面、８０ｂ：プログラム軌跡表示画面、８１：ハードボタン、８２：表示領域、８３：結果欄スクロールバー、８５：軌跡欄、８６：データ出力ボタン、８７：リターンボタン、８００：プログラム欄、８０１：測定回数欄、８０２：安全率欄、８０３：一括時間指定欄、８０４：一括距離指定欄、８０５：測定結果欄、８０６：上書き指定ボタン、８０７：別保存指定ボタン、８０８：保存決定ボタン、８０９：次画面切替ボタン、８１０：終了ボタン、８１１：プログラムスクロールバー、８２０：Ｍコード欄、８２１：最短時間欄、８２２：最短距離欄、８２３：時間基準補正後減速位置欄、８２４：距離基準補正後減速位置欄、８２５：目標時間欄、８２６：目標距離欄、８２７：時間選択欄、８２８：距離選択欄、８２９：書込ボタン。
α：待機位置、β：減速位置、γ：当接位置、Ａ：初期移動区間、Ｂ１：第一加工区間、Ｂ２：第二加工区間、Ｂ３：第三加工区間、Ｃ１：第一中間移動区間、Ｃ２：第二中間移動区間、Ｄ：終期移動区間、Ｅ１：第一加工部位、Ｅ２：第二加工部位、Ｅ３：第三加工部位、Ｔ１〜Ｔ１０：刃具、Ｗ：ワーク、ａ：接近区間、ｂ：エアカット区間、ｃ：離間区間。

Claims (8)

1. 所定のプログラムにしたがって、刃具の移動速度を減速する減速位置と、減速した該刃具がワークに当接する当接位置と、を有するエアカット区間を経由して該刃具を移動させ、該ワークに加工を施す工作機械に用いられ、該減速位置を補正してエアカットを調整するエアカット調整装置であって、
   前記エアカット区間における前記刃具の移動時間をエアカット時間、
   該エアカット区間における該刃具の移動距離をエアカット距離、
   該エアカット時間および該エアカット距離のうち、少なくとも一方を、エアカット値として、
   前記ワークの加工時に取得される該エアカット値の測定値と、該エアカット値の目標値と、に基づいて、該減速位置の補正量を演算する制御装置を備えるエアカット調整装置。
2. 前記ワークの加工は、複数回実行され、
   前記測定値は、複数回測定される該エアカット値の代表値である請求項１に記載のエアカット調整装置。
3. 前記代表値は、複数回測定される前記エアカット値の最小値である請求項２に記載のエアカット調整装置。
4. 前記エアカット値の前記目標値は、前記代表値に安全率を加味して設定される請求項２または請求項３に記載のエアカット調整装置。
5. 前記制御装置は、前記減速位置を含むプログラムが格納された記憶部と、該減速位置の前記補正量を演算し該プログラムの該減速位置を書き換え可能な演算部と、を有する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のエアカット調整装置。
6. 前記補正量により補正される前の前記減速位置を補正前減速位置、
   該補正量により補正された後の該減速位置を補正後減速位置として、
   前記エアカット値の前記測定値と、該エアカット値の前記目標値と、該補正前減速位置と、該補正後減速位置と、を表示する表示装置を備える請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエアカット調整装置。
7. 前記エアカット値の前記目標値を更新可能な入力装置を備え、
   該目標値が更新された場合、
   前記制御装置は、更新後の該エアカット値の該目標値に対応するように、前記補正量を再演算し、
   前記表示装置は、更新後の該エアカット値の該目標値と、再演算された該補正量に基づく前記補正後減速位置と、を表示する請求項６に記載のエアカット調整装置。
8. 前記エアカット値は、前記エアカット時間および前記エアカット距離であり、
   該エアカット時間に基づく前記補正量による前記補正後減速位置を時間基準補正後減速位置、
   該エアカット距離に基づく前記補正量による前記補正後減速位置を距離基準補正後減速位置として、
   前記入力装置は、前記制御装置が前記プログラムの前記減速位置を書き換える際に、該時間基準補正後減速位置および該距離基準補正後減速位置のうち、どちらを用いるかを選択可能であり、
   前記表示装置は、該時間基準補正後減速位置および該距離基準補正後減速位置の選択状態を表示する請求項７に記載のエアカット調整装置。

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