JPH04131909A - 数値制御複合旋盤における加工座標系設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、数値制御複合旋盤における刃物台の加工座
標系設定方法に関する。更に詳しくは、ベッド上に対向
して２つの主軸へ・ソドが配置され、この第１．２主軸
ヘツドに対応して３台の刃物台を有する数値制御複合旋
盤において、第３刃物台の第２主軸の移動に追従する制
御方法に関する。

［背景技術］ 数値制御複合旋盤の中には、主軸軸線上にチャックが対
向するように２つの主軸ヘッドを２軸Ｉｌ（主軸軸線）
方向に移動可能に配置し、これに各々対応した２つの刃
物台を有したものは知られている。この数値制御複合旋
盤は、主軸のチャックにそれぞれ把持された被加工物を
加工するために、それぞれ対応する刃物台をＸ、Ｚ軸線
方向に数値制御装置により補間制御させている。

この種の数値制御複合旋盤は、旋削加工と共に他の二次
加工、例えばフライス加工、穴明は加工、ネジ立加工等
の複合加工を行うことも知られている。１台の機械内で
独立した２つ以上の加工部を有するこの種の数値制御複
合加工機では、例えば１台の機械内に２つの主軸台、３
つの刃物台を配置されているものが同一出願人によって
提案されている。

このタイプでは、第３の刃物台は第１または第２の主軸
台の加工支援に選択的に使用される。このため、どちら
の加工支援を行うかプログラム作成上混乱することもあ
り、主軸側が移動すると座標系の指定ミスなどにより衝
突することもある。

作業者はこれらのことに注意しなければならず操作性に
難点がある。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、以上のような技術的背景のもとに発明され
たものであり、次の目的を達成する。

この発明の目的は、２つの主軸を有し複数の刃物台を有
する数値制御複合旋盤において、刃物台が加工支援する
主軸の選択で自動的に数値制御内の座標系を切り換える
数値制御装置における加工座標系の設定方法を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

本体を構成するベッド（１）と、このベッド（１）に設
けられた第１主軸台（２）と、この第１主軸台（２）内
に回転自在に支持された第１主軸（２２）と、この第１
主軸（２２）を回転駆動するための第１主軸モータ（４
）と、前記ベッド（１）上に前記第１主軸台（２）に対
向して設けられた第２主軸台（５）と、前記第２主軸台
（５）内で回転自在に支持された第２主軸（２３）と、
この第２主軸（２３）を回転駆動するための第２主軸モ
ータ（９）と、前記ベッド（１）上を駆動制御され主に
前記第１主軸（２２）に取り付けられたワークを加工す
るための第１刃物台（１１）と、前記ベッド（１）上を
駆動制御され主に前記第２主軸（２３）に取付けたワー
クを加工するための前記第２刃物台（２０）と、前記第
１刃物台（１１）または前記第２刃物台（２０）と連携
され前記ベッド（１）上を駆動制御されて前記ワークの
加工を支援するための第３刃物台（３０）とからなる数
値制御複合旋盤において、前記第１主軸台（２）を有す
る第１加工座標系を設定し、前記第２主軸台（５）を有
する第２加工座標系を設定し、前記第３刃物台（３０）
が前記第１主軸台（２）または前記第２主軸台（５）側
へ移動する時に自動的に移動対象側の加工座標系に座標
系が切り換えられるように設定し、前記第３刃物台（３
０）の機械原点が切り換えられた加工座標系の機械原点
に追従制御されるように設定することを特徴とする数値
制御複合旋盤における加工座標系の設定方法である。

前記第３刃物台（３０〉の機械原点と切り換えられた加
工座標系の機械原点の間の距離を原点位置補正値として
パラメータ固有値として設定すると効果的である。

［作　用］ 第３刃物台３０の工具を選択するときは、二つのＴコー
ドを使い分けられて工具ファイル（５８）に記憶されて
いる。数値制御装置は、このＴコードを読み取り工具の
Ｔコードにより座標系列を第２主軸（２３）側に切り換
え座標系をシフトし、第２主軸（２３）の移動に追従し
て座標系をシフトする。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図（ａ＞は数値制御複合旋盤の平面図、第１図（ｂ）は
第１図（ａ）の正面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）の
側面図である。ベッドｌは、本体を構成する基台であり
、鋳物、鋼材などで形成されている。ベッド１上の一端
には第１主軸台２が設けられている。この第１主軸台２
は、ベッド１上では移動できない。第１主軸台２内には
、第１主軸２２が回転自在に支持されている。

この第１主軸２２の先端には、第１チヤツク３が一体に
設けられている。第１チヤツク３は、ワークを把持する
ためのものである。第１主軸２２は、第１主軸モータ４
により回転駆動される。

この第１主軸２２は、回転割出制御が可能である。この
割出制御は、第１主軸モータ４を制御して実現するか、
他の割出用のモータを設ける。

ベッド１上の第１主軸台２と対向する位１には、第２主
軸台５が設けられている。第２主軸台５は、ベッド１上
の傾斜案内面７上を移動自在に設けられている。

この駆動は、送りねしく図示せず）を介して２２サーボ
モータ６により行われる。この移動方向は、ここではＺ
２軸と称する。第２主軸台５内には、第２主軸２３が回
転自在に設けられている。

この第２主軸２３の先端には、第２チヤツク８が設けら
れている。第２主軸２３は、第２主軸モータ９により回
転駆動される。

ベッド１上には第１主軸２２の軸線方向に移動する第１
往復台１３が設けられている。この往復台１３上には第
１主軸２２の径方向に移動する第１クロススライド１４
が設けられている。この第１クロススライドスライド１
４上には６角形のタレット本体１５を有する第１刃物台
１１が設６プられている。第１往復台１３の側面は、ベ
ッド１上の水平案内面１２上を第１主軸と平行な軸線（
Ｚｌ）方向に（第２図参照）Ｚｌサーボモータ１０によ
り送り駆動される。この送り駆動は、Ｚ１サーボモータ
１０に連結された送りねしにより駆動される。

更に、クロススライド１４は、Ｚ１軸線と垂直にクロス
する方向のＸ１軸線方向、すなわち第１チヤツク３に把
持したワークの半径方向に駆動される。この駆動は、Ｘ
１サーボモータ１７により送りねじを介して駆動される
。タレット本体１５は、６角形の形状であり、この外周
に１２面の工具取付面が形成されている。したがって、
取り付けられる工具本数は、１２本である。ベッド１上
には、更に第１刃物台１１に対向して同じ水平案内面上
には第２刃物台２０が設けられている。

第２刃物台２０の構造は、第１刃物台１１と対称する構
造で実質的に同一であり、かつ機能も軸線の方向が相違
するのみで実質的に同一であるので説明は省略する。た
だし、第２刃物台２０は、主軸軸線方向の移動はしない
。第３刃物台３０は、ベッド１の前面に設けである刃物
台である。

ベッド１の前面は、垂直案内面３１が形成されている。

垂直案内面３１上には、第３往復台３２が移動自在に設
けられている。第３往復台３２は、Ｚ３サーボモータ３
３により駆動される。

Ｚ３サーボモータ３３の出力軸には、送りねじ３４が直
結され、この送りねじ３４により第１゜２主軸の軸線と
平行な方向に駆動される。第３往復台３２上には、第３
クロススライド３５がＸ３案内面上をＸ３軸線方向に移
動自在に設けられている。このＸ３方向の駆動は、ボー
ルスクリュー（図示せず）を介してＸ３サーボモータ３
６により駆動される。第３クロススライド３５上には。

タレット本体３７が設けられている。

円筒状の第３タレット本体３７の外周には、６本の工具
が取り付けられている。第３刃物台３０は、第１刃物台
１１、第２刃物台２０の加工支援を目的とするものであ
る。具体的には、内・外径の加工分担、外径加工の断層
切削（同時に２本の工具で外径加工する加工のこと）、
ねじ切り加工などの支援、計測支援、バー材送り装置付
のバーストツバ−などの加工支援を行う、第２主軸台５
の前面には、第１刃物台１１、第２刃物台２０、第３刃
物台３０、第２主軸台５を制御するための数値制御装置
４１（第４図参照）の操作盤４０が前面に設けられてい
る。

１１【 以下、第２図にしたがって本実施例で使用する前記各軸
の名称を定義する。前記説明で明らかなように、軸の持
つ機能、性質に沿ってワークの半径方向の移動をＸ軸、
軸線方向の移動をＺ軸とする。第１主軸台２に対向する
第２主軸台５が主軸軸線方向に移動する場合はＺ２軸と
称する。これらの原則によりＸ、Ｚ軸をそれぞれ第１刃
物台１１では、Ｘｉ、Ｚｌ、第２刃物台２０ではｘ２、
第３刃物台３０ではＸ３．Ｚ３と称する。

１１１直 前記のように軸の名称を定義すると、送り軸として、数
値制御装置の第１系列は第１刃物台１１と第１主軸２２
　（Ｘｉ、Ｚｌ）、第２系列は第２刃物台２０と第２主
軸２３　（Ｘ２．Ｚ２）、第３系列は第３刃物台（Ｘ３
．Ｚ３）であり、第１主軸２２の加工支援または第２主
軸２３の加工支援を行う。前記した（Ｘｌと２１）、（
Ｘ２と２２＞、（Ｘ３と２３）は、数値制御装置の機能
により互いに位置補間が可能である。

第２主軸台５が７２軸として駆動される場合には、Ｘ３
．Ｚ３およびＺ２軸すなわち３軸の同時補間ができる。

またＣ軸機能すなわち第１．２主軸２２．２３の割出機
能が付加され同時３軸補間制御できる。各刃物台のプロ
グラムでの工具の指定は次のように行う。通常工具の指
定はＴコードが使用されるが、本例では第１刃物台１１
はＴ。

１００〜、第２刃物台２０はＴ２１００〜である。第３
刃物台３０は、二つのＴコードを使い分ける。

第１主軸２２を支援するときにはＴ５１００〜を用い、
すなわち５０００番台のＴコードを使用し、上２桁で工
具に番号を付して識別し、同様に第２主軸２３を支援す
るときはＴ７１００〜すなわち７０００の番台のＴコー
ドを用いる。なお下２桁は工具補正の番号を表す、した
がって、プログラマ−は、このＴコードをミスしない限
り、工具の割出位置を考慮することなく第１主軸２２、
第２主軸２３の加工支援プログラムを作成できる。各工
具への補正データは次のような形で入力する。

ＺＲＣＨ ただし、Ｚはそれぞれの軸線方向の補正値、Ｒは工具の
ノーズ半径、Ｃはコントロールポイント（ノーズ半径Ｒ
の中心からみた仮想刃先点）、Ｈは溝切バイトなどのと
きの溝幅を示す、　−１１しｍ 第３図は各主軸および刃物台の座標位置関係を示す、後
述する数値制御装置４１は、各系列ごとに次式のような
関係の計算を行って各軸相互間のシフト量を計算する。

第１系列は、図から次の関係にある。ただし、０はプロ
グラム原点であり、ＷＯはワーク原点を示す。プログラ
ム原点からの各刃先位置は、 Ｘ１＋＝１シフト量（ＸＯＩ）ｌ−１機械座標（ＸＩＭ
）ｌ−１工具補正（ΔＸＩ）Ｚ１１＝Ｉシフト量（ＺＱ
Ｉ）Ｉ−１機械座標（ＺＩＭ＞１−１工具Ｍ正（ΔＺＩ
）ワーク長さ（Ｗｌ）Ｉで求められ、 同様に第２系列は、次の関係にある。

Ｘ２＋＝１シフト量（ＸＯ２）Ｉ−１機械座標（Ｘ２Ｍ
）ｌ　−１工具Ｍ正（ΔＸ２　＞Ｚ２＋＝１シフト量（
Ｚ０２＞１−１機械座標（２２Ｍ＞１−１工具補正（Δ
Ｚ２）ワーク長さ（Ｗ２） 第３系列は、第１主軸側支援時には次の関係にある。

Ｘ３１　＝　１シフト量（ＸＯ３）ｌ−１１１械座標（
Ｘ３Ｍ）Ｉ−１工具補正（ＡＸ３）Ｚ３Ａ　ｌ　＝　１
シフト量（２０３）ｌ−１機械座標（Ｚ３ＡＭ＞１−１
工具補正（ΔＺ３）ワーク長さ（Ｗｌ） 第２主軸側支援時には次の関係にある。

Ｘ３１＝ｌシフ）量（ＸＯ３）１−１機械座標（Ｘ３Ｍ
＞１−１工具補正（ΔＸ３）１＋パラメータ（ＸＯ４） ２３Ｂ　ｌ−１シフト量（Ｚ０２）ｌ−１ｔｌ！Ｉ械座
標（２２Ｍ）ｌ＋ｌＩｌ械座標（Ｚ３ＡＭ）工具補正（
ΔＺ３）１−１ワーク長さ（Ｗ２）＋１パラメータ（２
０４） すなわち、第３刃物台３０がＴ７１００〜で第２主軸２
３側に割り出されている時は、第２主軸２３が７２方向
に移動すると第２主軸２３の機械座標値２２Ｍの値が変
化するので、第３刃物台３０の座標系も前記２２Ｍの値
に追従する。パラメータ（ＸＯ４）は、第３刃物台３０
の第２主軸２３側支援時の機械原点の誤差の補正である
。また、第２刃物台２０と第３刃物台３０間のパラメー
タＺＯ４は、第２刃物台の刃先位置からのＺ軸線方向の
距離である。

１ｍ 第４図に示すものは、数値制御装置の機能を示すシステ
ムブロック図である。主制御部５０は、数値制御装置全
体を統括する中央処理装置である。主制御部５０には、
バス５１を介して入出力機器、各種演算部、データ作成
部、メモリ、各種センサーなどが接続され、これらを統
括制御する。表示装置５２は、ＣＲＴなどの表示機器、
キーボード５３などの入力機器が接続されている。入出
力機器５３は、紙テープ、フロッピィディスクなどの情
報媒体から入力または格納媒体、印刷媒体へ出力するた
めの公知の入出力機器である。

工具ファイル５８は、前記したＴコードごとに工具の種
類、工具の形状、本数など工具に関する諸データが記憶
保持されている。補正ファイル５９は、各工具ごとの寸
法の工具補正値が保持されている。また、前記したパラ
メータＺ０４．ＸＯ４も記憶保持されている。スイッチ
６２は、プログラマブルコントローラ６３に命令するた
めの各移動部分のスイッチ類である。

プログラマブルコントローラ６３は、工作機械の油圧機
器などを制御するためのプログラム可能なシーケンスコ
ントローラである。センサー６４は、機械各部に設けた
センサーであり、各部分の動作・位置の確認を行うもの
である。センサー６４の情報は、プログラマブルコント
ローラ６３を介して主制御部５０により検知される。刃
物台制御部６５は、第１刃物台１１、第２刃物台２０、
第３刃物台３０の割出し制御などを行う。ＲＯＭ７０は
、主制御部５０を動作させるためのデータ、プログラム
を記憶するためのものである。

ＲＡＭ７１は、入出力機器５４、主制御部５０などの動
作中に一時的にデータを記憶保持しておくメモリである
。第１刃物台１１、第２刃物台２０、第３刃物台３０お
よび第２主軸台５などは、軸制御部７３、サーボアンプ
７４を介して制御駆動される。軸制御部７３には、軸移
動演算部７２を通して主制御部５０から軸移動のための
データ、補間データ、移動速度、可動領域、補正データ
などが指令される。

主制御部５０は、第３刃物台３０が第２主軸２３の加工
を支援する時に第２主軸２３の２２方向の移動に第３刃
物台３０が追従するように前記座標値の計算により座標
系を切り換える。この座標系の切り換え時には、パラメ
ータＸＯ４、Ｚ０４を補正ファイル５９から取り入れて
軸移動演算部７２に指令する。

［その他の実施例］ 前記実施例の第１主軸台２は、移動せずにベッド１に固
定されている。また、第２主軸台５および第２刃物台２
０は、−軸のみの移動であったが、第２主軸台５を固定
しても良いし、第２刃物台２０を２軸線方向に移動させ
ても良い。これらの移動方向の変更は、この発明の精神
を逸脱しない範囲でできる。

［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明は第３刃物台が第１主軸
または第２主軸を加工支援しているときは、第２主軸が
移動しても第３刃物台の座標系は自動的に追従制御され
るので、作業者は第２主軸２３の移動部の補正を個別に
行うことは不要であり、作業者の操作性、安全性ともに
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ＞は数値制御複合旋盤の正面図、第１図（ｂ
）は第１図（ａ）の平面図、第１図（Ｃ）は第１図（ａ
＞の側面図、第２図は各軸の名称を表す図、第３図は各
主軸および刃物台の座標を示す図、第４図は数値制御装
置の概要を示す機能ブロック図である。 １・・・ベッド、２・・・第１主軸台、５・・・第２主
軸台、６・・・Ｚ２サーボモータ、１１・・・第１刃物
台、２０・・第２刃物台、３０・・・第３刃物台、５８
・・・補正ファイル、５９・・・補正ファイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、本体を構成するベッド（１）と、このベッド（１）
   に設けられた第１主軸台（２）と、この第１主軸台（２
   ）内に回転自在に支持された第１主軸（２２）と、この
   第１主軸（２２）を回転駆動するための第１主軸モータ
   （４）と、前記ベッド（１）上に前記第１主軸台（２）
   に対向して設けられた第２主軸台（５）と、前記第２主
   軸台（５）内で回転自在に支持された第２主軸（２３）
   と、この第２主軸（２３）を回転駆動するための第２主
   軸モータ（９）と、前記ベッド（１）上を駆動制御され
   主に前記第１主軸（２２）に取り付けられたワークを加
   工するための第１刃物台（１１）と、前記ベッド（１）
   上を駆動制御され主に前記第２主軸（２３）に取付けた
   ワークを加工するための前記第２刃物台（２０）と、前
   記第１刃物台（１１）または前記第２刃物台（２０）と
   連携され前記ベッド（１）上を駆動制御されて前記ワー
   クの加工を支援するための第３刃物台（３０）とからな
   る数値制御複合旋盤において、前記第１主軸台（２）を
   有する第１加工座標系を設定し、前記第２主軸台（５）
   を有する第２加工座標系を設定し、前記第３刃物台（３
   ０）が前記第１主軸台（２）または前記第２主軸台（５
   ）側へ移動する時に自動的に移動対象側の加工座標系に
   座標系が切り換えられるように設定し、前記第３刃物台
   （３０）の機械原点が切り換えられた加工座標系の機械
   原点に追従制御されるように設定することを特徴とする
   数値制御複合旋盤における加工座標系の設定方法。 ２、請求項１において、前記第３刃物台（３０）の機械
   原点と切り換えられた加工座標系の機械原点の間の距離
   を原点位置補正値としてパラメータ固有値として設定す
   る加工座標系の設定方法。