JPH0785861B2 - 数値制御旋盤とその運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、数値制御旋盤とその運転方法に関する。更
に詳しくは、２台以上の刃物台を有する数値制御旋盤に
おいて、１台の刃物台またはこれらの刃物台を単独また
は複合させて移動させる数値制御旋盤とその運転方法に
関する。

［従来技術］ 数値制御旋盤の中には、主軸軸線上にチャックが対向す
るように２つの主軸台を配置し、これに各々対応した刃
物台を有したものは知られている。これらの数値制御旋
盤を駆動するためのNCプログラムは、プログラムミス、
工具・刃物台の干渉などをチェックするために工具経路
軌跡を描画してプログラムチェックをする方法など種々
の方法でチェックされる。しかし、最終的なプログラム
チェックは、NCプログラムで数値制御旋盤を実際に動作
させて、オペレータが動作を見ながらチェックするのが
一般的である。

前記のような対向スピンドルタイプの数値制御旋盤のプ
ログラムチェックは、各刃物台毎にそれぞれ単独運転で
チェックし、次に全刃物台を同時に動作させる全自動運
転でチェックするのが一般的である。しかし、対向する
２つの主軸台と、これらの各々対応する刃物台と、前記
両主軸台での加工を支援するための刃物台とを有するタ
イプの数値制御旋盤では、前記３つの刃物台の単独運転
と、全刃物台を同時に動作させる全自動運転だけでは不
十分であった。

すなわち、両主軸台の加工を支援する刃物台は、他の２
つの刃物台と移動する領域が重複するので刃物台同士の
干渉をチェックする必要があるが、単独運転では刃物台
同士の干渉をチェックすることができない。また、全自
動運転では、オペレータが３つの刃物台すべてについ
て、同時に干渉をチェックすることは極めて困難であっ
た。また、一方の主軸台側の加工だけを行いたい場合に
も、全自動運転で加工する方法しかなく、他方の主軸台
の加工動作も伴うため、各刃物台間の待ち合わせなどに
より待ち時間が生じ、加工効率が悪かった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、前記のような技術背景から発明されたもの
であり次のような目的を達成するものである。

この発明の目的は、複数刃物台を有する数値制御旋盤に
おいて、プログラムチェックおよび試し削りが容易な数
値制御旋盤とその運転方法を提供することにある。

この発明の更に他の目的は、操作性が良い数値制御旋盤
とその運転方法を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段および作用］ 前記課題を解決するためにこの発明は次のような手段を
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、この第２主軸台
（５）内に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（1
1）または前記第２刃物台（20）と同時に加工して前記
ベッド（１）上を駆動制御されて前記第１主軸（22）ま
たは前記第２主軸（23）の前記ワークの加工を支援する
ための第３刃物台（30）と、前記第１刃物台（11）、前
記第２刃物台（20）および前記第３刃物台（30）の移動
を制御するための数値制御装置からなる数値制御旋盤で
あって、 前記数値制御装置に指令して前記第１刃物台（11）、前
記第２刃物台（20）および前記第３刃物台（30）のなか
の何れか一つまたはこれらを二つ以上組み合わせて前記
各刃物台（11,20,30）の移動を選択して単独または複合
運転を行う数値制御旋盤の運転方法である。

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、この第２主軸台
（５）内に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（1
1）または前記第２刃物台（20）と同時に加工して前記
ベッド（１）上を駆動制御されて前記第１主軸（22）ま
たは前記第２主軸（23）の前記ワークの加工を支援する
ための第３刃物台（30）と、前記第１刃物台（11）、前
記第２刃物台（20）および前記第３刃物台（30）の移動
を制御するための数値制御装置からなる数値制御旋盤で
あって、 前記数値制御装置に前記第１刃物台（11）、前記第２刃
物台（20）および前記第３刃物台（30）のなかの何れか
一つまたはこれらを二つ以上組み合わせて前記各刃物台
（11,20,30）の移動を選択して単独または複合運転を選
択的に指令するためのスイッチとを備えた数値制御旋盤
である。

［実施例］ 機械構成 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１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チャック３が一体に設
けられている。第１チャック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と対向する位置には、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、送りねじ（図示せず）を介してZ2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Z2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
ャック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14上には６角形のタレ
ット本体15を有する第１刃物台11が設けられている。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22と平行な軸線（Z1）方向に（第２図参照）Z1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じ（図示せず）に
より移動自在に駆動される。

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チャック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、X1サーボ
モータ17により送りねじ（図示せず）を介して駆動され
る。タレット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12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、加工中に主軸軸線方向の移動はで
きない。第３刃物台30は、ベッド１の前面に設けてある
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33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22,23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36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37が設けら
れている。

円筒状の第３タレット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ッ
パー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の操作盤40が前面に
設けられている。

軸構成 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1
1では、X1,Z1、第２刃物台20ではX2、第３刃物台30では
X3,Z3と称する。

制御系列 以下で言う数値制御装置の第１系列、第２系列、第３系
列とは、次の意味で使用する。第１系列は、第１刃物台
11による第１主軸22の加工を指し、制御される軸は第１
刃物台11のX1,Z1の２軸が制御される。同様に、第２系
列は第２刃物台20による第２主軸23の加工を指し、X2,Z
2の２軸が制御される。第３系列は第３刃物台30の軸X3,
Z3の２軸が制御される。しかし、第３刃物台30は、第１
主軸22の加工支援または第２主軸23の加工支援を行うの
で、第２主軸23の加工を支援するときは第２主軸23の移
動軸Z2と補間制御される。すなわち３軸の同時補間制御
される。

数値制御装置 第３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。CPU50は、数値制御装置全体を統
括する中央処理装置である。CPU50には、バス51を介し
て入出力機器、各種塩算手段、各種メモリなどが接続さ
れ、これらを統括制御する。

CRT52は、NCプログラム、座標値、パラメータ、メッセ
ージなどを表示する表示機器である。キーボード53は、
NCプログラム、各種制御命令などを数値制御装置に入力
する入力手段である。NCプログラムメモリ54は、各系列
毎にNCプログラムを記憶するメモリである。

手動操作盤56は、プログラマブルコントローラ55に指令
を入力するためのスイッチ類であり、主に手動に数値制
御旋盤を操作するときに使用する。系列選択スイッチ80
は、プログラムチェックあるいは加工時に動作されたい
系列を選択するスイッチであり、プログラマブルコント
ローラ55に接続される。系列選択スイッチ80の系列選択
の状態は、プログラマブルコントローラ55を介してRAM5
8に記憶される。

プログラマブルコントローラ55は、油圧機器など各種制
御機器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。ROM57は、数値制御装置を動作させ
るためのデータ、各種プログラムなどを記憶するための
メモリである。RAM58は、各種パラメータ、工具オフセ
ット量あるいは一時的にデータを記憶するためのメモリ
である。

系列切換制御手段59は、系列選択スイッチ80の系列選択
状態に応じて、数値制御旋盤を制御するための手段であ
る。モータ62は、各種制御軸を駆動するためのサーボモ
ータである。このモータ62は、移動軸制御手段60、アン
プ61を介してバス12に接続されている。このモータ62
は、第１図に示したサーボモータ6,10,17,33,36を代表
して示したもので、各サーボモータ6,10,17,33,36も同
様の構成であるのでここでは省略する。

系列選択スイッチ 第４図は系列選択スイッチ80を示す。系列選択スイッチ
は、操作盤40に配置されている。この系列選択スイッチ
80が選択されると、数値制御装置は選択された系列のみ
を作動させる。ダイヤル81を回して、操作盤40のパネル
に表示されたマークの1,2,3,1＋2,1＋3,2＋３または１
＋２＋３のいずれかにダイヤルの矢印82を合わせて選択
する。マーク１は、第１系列の選択、マーク2,3は第2,3
系列の選択を意味する。また、マーク１＋２は、第１系
列と第２系列とを作動させる選択であり、以下同様に、
マーク１＋3,2＋3,1＋２＋３は、それぞれの系列を作動
させる選択である。

プログラムチェック プログラムチェック、試し削りなどのとき次のような運
転の必要が生じる。

（１）単独運転…前記各系列の第１系列、第２系列、第
３系列の単独運転を行う。

（２）複合運転…前記各系列を組み合わせた複合運転を
行う。この複合運転には、次のような種類があり系列選
択スイッチ80（第４図参照）で選択できる。

第１系列＋第２系列の同時運転 第１系列＋第３系列の同時運転（第１主軸側の４軸
加工） 第２系列＋第３系列の同時運転（第２主軸側の４軸
加工） （３）全自動運転…第1,2,3系列の同時全自動運転を行
う。

プログラムのチェック方法は、種々の方法があるが一般
的なチェックの順序は次の順序で作動させて行う。

1.第１系列 2.第１系列＋第３系列…の同時運転 3.第２系列 4.第２系列＋第３系列…の同時運転 5.全自動運転 以上の順に作動させ、刃物台の干渉、プログラムミスな
どをチェックする。

次に作用を説明する。はじめにオペレータは、各系列毎
にNCプログラムを作成し、数値制御装置のNCプログラム
メモリ54に各系列毎に記憶させる。各系列のNCログラム
は、待ち合わせ指令や加工指令から成っている。また、
第３系列すなわち第３刃物台30の場合は、第１系列また
は第２系列すなわち第１刃物台11、第２刃物台20のどち
らの加工を支援するのが識別するために次のＧコードを
プログラム中に使用する。GXXXは以降のブロックが第１
＋３系列の複合運転、GYYYは以降のブロックが第２＋３
系列の複合運転、GZZZは以降のブロックが複合運転キャ
ンセルすなわち第３系列の運転であることを識別するた
めのＧコードである。GXXX,GYYYGZZZは共にモーダルな
Ｇコードである。

次に、前記系列選択スイッチ80のダイヤル81の回転位置
を設定し、前記したプログラムチェックを行う。系列選
択スイッチ80で運転する系列を選択すると、プログラマ
ブルコントローラ55を介して、RAM58にどの系列が選択
されているかが記憶される。

系列選択切換制御手段59は、RAM58に記憶された系列の
選択状態を読み取って、加工あるいはプログラムチェッ
ク時に以下のように数値制御旋盤を動作させる。

（１）第１系列が選択されると、第１主軸台２側の第１
刃物台11のみを作動させる。

（２）第２系列が選択されると、第２主軸台５と第２主
軸台20とを動作させる。

（３）第３系列が選択されると、第３刃物台を動作させ
る。

（４）第１系列＋第２系列が選択されると、第１刃物台
11、第２刃物台20および第２主軸台５を動作させる。

（５）第１系列＋第３系列が選択されると、第１刃物台
11と第３刃物台30を動作させる。ただし、第３刃物台30
の第２系列（第２主軸台５）側の支援動作は行わない。

（６）第２系列＋第３系列が選択されると、第２刃物台
20、第２主軸台５および第３刃物台30を動作させる。た
だし、第３刃物台30の第１系列（第１主軸台２）側の支
援動作は行わない。

（７）第１系列＋第２系列＋第３系列が選択されると、
３つの系列すべてを動作させ、全自動運転を行う。

以上のように、第３系列のプログラムに付いては、系列
選択スイッチ80が選択されると、指定外の系列の複合運
転時のプログラムをスキップさせる。このスキップ動作
を第５図により説明する。第５図は、第３系列の動作状
況を示す図であり、前記した支援する系列を識別するた
めのＧコードと、系列選択スイッチ80との関係と、こと
きの第３系列（第３刃物台30）の動作状況を示してい
る。

第５図に示した第３系列のNCプログラムを説明する。GX
XX,GYYY,GZZZは、前記したように系列を識別するための
Ｇコードであり、モーダルなＧコードである。01234;か
らGXXX;の直前のブロックまでは、第３系列単独運転のN
Cプログラムである。GXXX;がGYYY;の直前のブロックま
では、第１系列と第３系列との複合運動のNCプログラム
である。GYYY;からGXXX;の直前のブロックまでは、第２
系列と第３系列との複合運転のNCプログラムである。GX
XX;からGZZZ;の直前のブロックまでは、第１系列と第３
系列との複合運転のNCプログラムである。GZZZ;からM3
0;までは、第３系列単独運転のNCプログラムである。

以上のようなNCプログラムを実行したときの系列選択ス
イッチ80の選択状態により第３系列は次のように動作す
る。

系列選択スイッチ80で第１系列、第２系列、第１系列＋
第２系列を選択したときは、前記NCプログラムを実行し
ない。系列選択スイッチ80で第３系列、第１＋第２系列
＋第３系列を選択したときは、前記NCプログラムをすべ
て実行する系列選択スイッチ80で第１系列＋第３系列を
選択したときは、GYYY;からGXXX;直前でのNCプログラ
ム、すなわち、第２系列＋第３系列の複合運転のNCプロ
グラムをスキップする。系列選択スイッチ80で第２系列
＋第３系列を選択したときは、GXXX;からGYYY;直前まで
とGXXX;からGZZZ;直前までのNCプログラム、すなわち、
第１系列＋第３系列の複合運転のNCプログラムをスキッ
プする。

［その他の実施例］ 前記実施例の第１主軸台２は、移動せずにベッドに固定
されている。また、第２主軸台５および第２刃物台20
は、一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。また、前記刃物台は３台の刃物台と、２つの主軸
であったが前記説明から明らかなように、１つの主軸と
２台の刃物台でもこの発明は成立する。また系列スイッ
チ80は、試し削りでも使える。

［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明は希望する運転状態によ
りプログラムの一部をスキップできるのでプログラムチ
ェック、試し削りなどが自由に行えて操作性が向上する
とともに加工効率が向上した。

【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
は数値制御装置の概要を示す機能ブロック図、第４図は
系列選択スイッチを示す図、第５図は第３系列用プログ
ラムと系列選択スイッチを選択したときの動作を示す図
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、59……系列切換制御手段、
80……系列選択スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、この
   第２主軸台（５）内に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）と同時に加
   工して前記ベッド（１）上を駆動制御されて前記第１主
   軸（22）または前記第２主軸（23）の前記ワークの加工
   を支援するための第３刃物台（30）と、前記第１刃物台
   （11）、前記第２刃物台（20）および前記第３刃物台
   （30）の移動を制御するための数値制御装置からなる数
   値制御旋盤であって、 前記数値制御装置に指令して前記第１刃物台（11）、前
   記第２刃物台（20）および前記第３刃物台（30）のなか
   の何れか一つまたはこれらを二つ以上組み合わせて前記
   各刃物台（11,20,30）の移動を選択して単独または複合
   運転を行う数値制御旋盤の運転方法。
2. 【請求項２】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、前記ベット（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、この
   第２主軸台（５）内に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）と同時に加
   工して前記ベッド（１）上を駆動制御されて前記第１主
   軸（22）または前記第２主軸（23）の前記ワークの加工
   を支援するための第３刃物台（30）と、前記第１刃物台
   （11）、前記第２刃物台（20）および前記第３刃物台
   （30）の移動を制御するための数値制御装置からなる数
   値制御旋盤であって、 前記数値制御装置に前記第１刃物台（11）、前記第２刃
   物台（20）および前記第３刃物台（30）のなかの何れか
   一つまたはこれらを二つ以上組み合わせて前記各刃物台
   （11,20,30）の移動を選択して単独または複合運転を選
   択的に指令するためのスイッチとを備えた数値制御旋
   盤。