JPH11226801A - 主軸移動型工作機械におけるワーク授受制御方法及び主軸移動型工作機械の数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸台が移動してワークストッカとの間でワ
ークの授受を行う主軸移動型工作機械において、主軸台
を適正に移動動作させるための準備作業，プログラム作
成を容易に行うことができる数値制御装置が求められて
いた。 【解決手段】 主軸台が移動して、チャックとワークス
トッカとの間でワークを授受する主軸移動型工作機械の
数値制御装置であって、工作機械の機械本体とワークス
トッカとの間の位置関係を示すデータである機械固有デ
ータが記憶される機械固有データメモリ９４と、ワーク
に関するデータである可変データを記憶する可変データ
メモリ９５と、機械固有データ及び可変データを含むデ
ータを入力する入力手段９９と、ＮＣ加工プログラムの
所定の位置に挿入されたワーク授受動作制御プログラム
呼び出し指令によって呼び出されたワーク授受動作制御
プログラム９８を実行することにより、機械固有データ
と可変データに基づいて、主軸台にワークの授受動作を
させるワーク授受動作制御手段７５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸を回転自在に
支持する主軸台が前記主軸の軸線方向（Ｚ軸方向）及び
この主軸軸線と直交する方向（Ｘ軸方向）に移動して、
前記主軸の下端に設けられたチャックとワークストッカ
との間でワーク（工作物）を授受する主軸移動型工作機
械におけるワーク授受制御方法及び数値制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の工作機械では、工作機械とワーク
ストッカ，ワークフィーダとの間に搬送ローダを設け、
この搬送ローダでワークを搬送して順次加工することが
よく行われていた。このような工作機械では、工作機械
を制御しているＮＣ（数値制御）装置よりＰＬＣ（プロ
グラマブルロジックコントローラ）に指令を出力し、こ
のＰＬＣがワークストッカ及び搬送ローダを制御してい
た。

【０００３】本出願人の出願に係る特公平２−４６３２
１号公報に開示された工作機械は、主軸台が主軸軸線方
向及びこの主軸軸線と直交する方向に移動して、主軸の
先端のチャックがワークストッカ上のワークを直接把持
して、ワークの受け渡しを行うとともに加工を行うよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】即ち、前記公報に記載
の主軸移動型の工作機械は、搬送ローダなど搬送手段を
介さずに、ワークを主軸台の移動動作で直接搬送してい
るので、主軸台など可動体の動作とワークストッカの動
作のタイミングをとる制御をしないと、良好にワークの
授受を行うことができない。また、従来の搬送ローダを
使用する場合には、プログラムミス等によりワーク搬送
時に搬送ローダを衝突させても機械本体への影響は少な
い。

【０００５】しかしながら、前記した主軸移動型工作機
械では、主軸先端のチャック，チャックに把持されたワ
ーク等とワークストッカとを衝突させると、機械本体に
影響を与える恐れがある。例えば、工作機械の各部に変
形，破損等を生じさせたり、工作機械に静的精度不良を
生じさせたりする。そのために、作業者に負担が少なく
プログラムミス等をおこさないワーク授受動作のための
プログラム作成方法，操作方法等の確立が望まれてい
る。しかし、前記した公報には、主軸先端のチャックと
ワークストッカとの間でワークを授受するための制御方
法，プログラム作成方法等についての記載はされていな
い。

【０００６】また、ワークストッカ及び搬送ローダをＰ
ＬＣで制御すると、ワークストッカの種類に対応したシ
ーケンスプログラムがそれぞれ必要になるので、そのプ
ログラム作成作業も容易でなかった。更に、工作機械の
操作を行う作業者は、ＮＣ加工を行うためのＮＣ加工プ
ログラムの取扱いには慣れているが、ＰＬＣのシーケン
スプログラムやラダー図の取扱いには不慣れであること
が多いので、動作に異常を生じた場合のメンテナンス作
業が困難であった。

【０００７】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、主軸台が移動してワークストッカとの間
でワークの授受を行う主軸移動型工作機械において、主
軸台を適正に移動動作させるための準備作業，プログラ
ム作成を容易に行うことができる主軸移動型工作機械に
おけるワーク授受制御方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、主軸移動型工作機械の可動体の動
作とワークストッカの動作のタイミングを図って、良好
にワークの授受を行うことができる主軸移動型工作機械
の数値制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係る主軸移動型工作機械におけるワーク授
受制御方法は、主軸を回転自在に支持する主軸台が前記
主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直交する方向に移動
して、前記主軸の下端に設けられたチャックとワークス
トッカとの間でワークを授受する主軸移動型工作機械に
おけるワーク授受制御方法であって、前記主軸移動型工
作機械を構成する機械本体と前記ワークストッカとの間
の位置関係を示すデータである機械固有データを設定
し、前記ワークに関するデータである可変データを設定
し、ＮＣ加工プログラムの所定の位置に挿入されたワー
ク授受動作制御プログラム呼び出し指令によりワーク授
受動作制御プログラムを呼び出し、このワーク授受動作
制御プログラムを実行することにより、前記機械固有デ
ータ及び前記可変データに基づいて、少なくとも前記主
軸台にワーク授受動作をさせるようにしている。

【０００９】前記ワークストッカは、前記ワークを載置
するワーク載置部が移動可能に設けられたものであり、
前記ワーク授受動作制御プログラムは、前記ワークスト
ッカの移動制御を行う手順を含むのが好ましい。前記ワ
ーク授受動作制御プログラムは、前記主軸移動型工作機
械の前記主軸台及び前記チャックの動作と前記ワークス
トッカの動作との待ち合わせを行う手順を含むのが好ま
しい。前記ワーク授受動作制御プログラムは、前記ワー
クストッカに設けられたワーク載置部に前記ワークが載
置されているか否かを検出する手順を含むのが好まし
い。

【００１０】本発明に係る数値制御装置は、主軸を回転
自在に支持する主軸台が前記主軸の軸線方向及びこの主
軸軸線と直交する方向に移動して、前記主軸の下端に設
けられたチャックとワークストッカとの間でワークを授
受する主軸移動型工作機械の数値制御装置であって、前
記主軸移動型工作機械を構成する機械本体と前記ワーク
ストッカとの間の位置関係を示すデータである機械固有
データが記憶される機械固有データメモリと、前記ワー
クに関するデータである可変データを記憶する可変デー
タメモリと、前記機械固有データ及び前記可変データを
含むデータを入力する入力手段と、ＮＣ加工プログラム
の所定の位置に挿入されたワーク授受動作制御プログラ
ム呼び出し指令によって呼び出されたワーク授受動作制
御プログラムを実行することにより、前記機械固有デー
タと前記可変データに基づいて、少なくとも前記主軸台
に前記ワークの授受動作をさせるワーク授受動作制御手
段とを備えている。

【００１１】前記数値制御装置において、前記ワークス
トッカは、前記ワークを載置するワーク載置部が移動可
能なものであり、前記ワーク授受動作制御手段は、前記
ワークストッカの制御手順を含む制御を行うのが好まし
い。例えば、前記ワーク授受動作制御手段は、前記主軸
台及び前記チャックの動作と前記ワークストッカの動作
との待ち合わせ制御手順を含む制御を行うのが好まし
い。更に、前記ワーク授受動作制御手段は、前記ワーク
ストッカに設けられたワーク載置部に前記ワークが載置
されているか否かを検出する手順を含む制御を行うのが
好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
の一例を図１から図８を参照して説明する。下記の実施
形態では、ＮＣ装置により制御される主軸移動型の工作
機械として立て旋盤の場合を示しているが、主軸を回転
自在に支持する主軸台が少なくとも主軸軸線方向及びこ
の主軸軸線と直交する方向に移動して、主軸の下端（下
方端部）に設けられたチャックとワークストッカとの間
でワークを授受するとともに、主軸台がワーク授受領域
と加工領域との間を移動できるタイプの工作機械であれ
ば、ターニングセンタ，研削盤，マシニングセンタなど
他の種類の工作機械であってもよい。

【００１３】なお、工作機械の主軸の軸線は、床面に対
して垂直方向を向いている場合を示しているが、この垂
直方向に対して所定角度傾斜した方向を向いた場合でも
よい。また、ワークストッカは、ワーク載置部が移動す
る移動式ワークストッカ、及びワーク載置部が移動しな
い固定式ワークストッカのいずれであってもよい。前記
移動式ワークストッカには、チェーン旋回式，円板式等
のワークフィーダや、二つのパレットを交互に入れ替え
る構成のもの等があるが、下記の実施形態ではワークフ
ィーダを例にとって説明している。

【００１４】図１及び図２は、それぞれ主軸移動型の立
て旋盤にワークフィーダを付属させた全体平面図及び全
体正面図、図３はＮＣ装置を含むブロック図である。先
ず最初に、主軸移動型の立て旋盤（以下、旋盤と記載）
１について説明する。図１及び図２に示すように、旋盤
１は、機械本体２と、機械本体２の近傍に設けられ、所
定の位置にワーク（工作物）を割出す動作を行うワーク
フィーダ３とを備え、ＮＣ（数値制御）装置７０（図
３）により制御される。旋盤１においては、主軸台４及
び主軸５など可動体が、主軸軸線Ｃ方向と平行な方向で
あるＺ軸方向に移動するとともに、Ｚ軸方向と直交する
Ｘ軸と平行な移動軌跡Ｃ₀ 上を、加工領域１７内で加工
が行われる位置（以下、加工位置と記載）とワークフィ
ーダ３のワーク授受位置Ｄとの間で移動する。

【００１５】チャック６は、この旋盤１で加工が行われ
ていない未加工のワーク（例えば、素材ワーク）７を着
脱自在に直接把持してワークフィーダ３から受け取り、
旋盤１の加工位置で加工した後は、加工が終了した加工
済ワーク８の把持を解除してこの加工済ワーク８をワー
クフィーダ３に渡す。主軸台４（主軸５）がＸ軸方向及
びＺ軸方向に移動するこのタイプの旋盤１では、主軸台
４の移動がワーク搬送の機能も果している。

【００１６】旋盤１には、加工位置で加工が行われると
ともにスプラッシュガード９，９ａで遮蔽された加工領
域１７と、加工領域１７に隣接し、チャック６とワーク
フィーダ３との間でワークの授受が行われるワーク授受
領域１８とが設けられており、主軸台４は両方の領域１
７，１８間を移動する。スプラッシュガード９ａには、
主軸台４の移動のための開口部が設けられている。主軸
台４が少なくとも加工領域１７側で加工を行っている
時、前記開口部より加工領域１７側の切粉やクーラント
が外部に飛散しないようなカバー等が、サドル１２，主
軸台４等に、又は、サドル１２，主軸台４等とスプラッ
シュガードとの間に設けられている。ワークフィーダ３
はワーク授受領域１８側に設置されており、ワークフィ
ーダ３の一部（例えば、ワーク授受位置Ｄ側の部分）は
ワーク授受領域１８に位置し、他の一部は、作業者によ
る加工済ワーク８の取り外し作業，及び未加工ワーク７
の載置作業等が行われる領域に位置している。

【００１７】ワークフィーダ３にはワーク授受位置Ｄが
設定されており、このワーク授受位置Ｄには、未加工ワ
ーク受け取り位置３０と加工済ワーク渡し位置３１とが
あり、チャック６とワークフィーダ３との間で未加工ワ
ーク７及び加工済ワーク８の授受が行われる。未加工ワ
ーク受け取り位置３０では、旋盤１でこれから加工する
ために、チャック６と対向するようにパレット１９（ワ
ーク載置部）が割出されて位置決めされ、チャック６の
複数の爪で、パレット１９の上面に載置された未加工ワ
ーク７を把持して受け取る。

【００１８】パレット１９が未加工ワーク受け取り位置
３０に位置決めされた時、未加工ワーク受け取り位置３
０に併設された加工済ワーク渡し位置３１も、チャック
６と対向するようにパレット１９が位置決めされてい
る。この加工済ワーク渡し位置３１では、旋盤１での加
工が完了した加工済ワーク８をチャック６がパレット１
９の上面に載置して渡すようになっている。即ち、チャ
ック６は、加工済ワーク８の把持を加工済ワーク渡し位
置３１で解除して、この加工済ワーク８をパレット１９
上に載置する。このように、未加工ワーク受け取り位置
３０と加工済ワーク渡し位置３１とを設けるのが好適で
あるが、未加工ワーク７を受け取ったパレット１９上
に、加工後、加工済ワーク８を載置するようにしてもよ
い。

【００１９】旋盤１のベッド１０の上面には、Ｘ軸方向
に一対のガイドレール１１が平行に取付けられている。
二本のガイドレール１１上には、図示しないスライド本
体を介して、サドル１２がＸ軸方向に移動自在に配置さ
れている。ガイドレール１１とスライド本体は直動ころ
がり案内を構成している。ベッド１０のワークフィーダ
３側にはブラケット１０ａが固定されており、ガイドレ
ール１１，１１は、ベッド１０とブラケット１０ａとに
より支持されている。

【００２０】なお、ブラケット１０ａはベッド１０と一
体に形成してもよく、また、ガイドレール１１も、ベッ
ド１０側のレールとブラケット１０ａ側のレールに分割
しておいて、組立調整時に一つのガイドレールとなるよ
うにしてもよい。このように、ガイドレール１１とブラ
ケット１０ａを分割しておくと、後で、ワーク搬送機能
を有する立て旋盤に変更することが可能になる。

【００２１】二本のガイドレール１１の間には、Ｘ軸用
ボールねじのねじ軸１３がガイドレール１１と平行に配
置され、ねじ軸１３には、サドル１２に固定されたナッ
ト１４がねじ込まれている。ねじ軸１３の両端部は、軸
受を内蔵した軸受装置１５，１６により回転自在に軸支
されており、ねじ軸１３は、歯付プーリ１３ａ，１３ｂ
及び歯付ベルト１３ｃを介して、Ｘ軸用サーボモータ２
０により正逆方向に回転駆動される。なお、Ｘ軸用サー
ボモータ２０とＸ軸用ボールねじは連結部材で直結され
ていてもよい。Ｘ軸用サーボモータ２０に駆動されてね
じ軸１３が回転すると、サドル１２が、ナット１４を介
してガイドレール１１に案内されてＸ軸方向に往復移動
し、この移動動作が工具２２に対する主軸台４のＸ軸方
向の移動となる。この旋盤１は、Ｘ軸方向へのサドル１
２の移動可能距離がワークフィーダ３の方向に長くなっ
ている。

【００２２】ベッド１０には刃物台２３が取付けられ、
刃物台２３にはタレット２１が所定の方向例えばＸ軸と
平行な軸線を中心に旋回割出し可能に設けられ、タレッ
ト２１には複数の工具２２が放射状に取付けられてい
る。サドル１２の前面には、Ｚ軸方向に一対のＺ軸ガイ
ドレール２４が平行に設けられ、主軸台４が、スライド
本体２５，２５を介して一対のＺ軸ガイドレール２４，
２４にＺ軸方向に移動自在に係合している。Ｚ軸ガイド
レール２４及びスライド本体２５は直動ころがり案内を
構成している。

【００２３】サドル１２の上部にはＺ軸用サーボモータ
２６が取付けられており、Ｚ軸用サーボモータ２６に
は、Ｚ軸用ボールねじ（図示せず）のねじ軸が直結され
て回転駆動されるようになっている。Ｚ軸用ボールねじ
のねじ軸には、主軸台４に固定されたナット（図示せ
ず）がねじ込まれているので、Ｚ軸用サーボモータ２６
によりねじ軸が回転すれば、前記ナットを介して主軸台
４がＺ軸ガイドレール２４に案内されてＺ軸方向に昇降
移動する。Ｚ軸用サーボモータ２６とＺ軸ボールねじの
ねじ軸とは、歯車機構，歯付プーリ・歯付ベルトなど伝
達機構を介して駆動力を伝達するものであってもよい。
なお、各案内部の直動ころがり案内は、他のころがり案
内，すべり案内等の案内部であってもよい。

【００２４】主軸台４には主軸５が主軸受（図示せず）
等により回転自在に支持されており、主軸５は、その下
端に設けられたチャック６でワークを把持した状態で回
転する。主軸５は、主軸台４の内部に組み込まれたビル
トイン型の主軸モータ７１（図３）により回転駆動され
る。主軸モータ７１はビルトイン型が好ましいが、歯車
機構，ベルト・プーリ機構など伝達機構を介して駆動す
るものであってもよい。チャック６には、ワークを把持
するための複数（例えば、三個）の爪２７が設けられて
いる。主軸５の上部にはチャックシリンダ２８が設けら
れており、チャックシリンダ２８を駆動して爪２７を径
方向に開閉移動させることにより、ワークが把持又は把
持解除される。

【００２５】次に、旋盤１の動作について説明する。旋
盤１のＮＣ装置７０からの指令により未加工ワーク７を
受け取って切削加工する時には、Ｘ軸用サーボモータ２
０を駆動して、サドル１２をＸ軸方向のワークフィーダ
３側に移動させる。サドル１２の移動により、主軸５が
移動軌跡Ｃ₀上を移動し、ワークフィーダ３のワーク授
受位置Ｄにある未加工ワーク受け取り位置３０の上方に
位置する。次に、Ｚ軸用サーボモータ２６を駆動して主
軸台４を下方に移動させ、チャックシリンダ２８を駆動
してチャック６の爪２７を把持方向に移動させて未加工
ワーク７を直接把持する。チャック６のこの把持動作
後、主軸台４は所定位置まで上昇移動する。

【００２６】次いで、Ｘ軸用サーボモータ２０を回転駆
動して、サドル１２をＸ軸方向の加工位置側に移動さ
せ、Ｚ軸用サーボモータ２６を駆動することにより、主
軸台４がＺ軸方向に移動する。タレット２１を旋回割出
しさせて、タレット２１に取付けられた所望の工具２２
を割出す。そして、主軸モータ７１を制御して主軸５を
所定の回転数で回転させるとともに、Ｘ軸用サーボモー
タ２０及びＺ軸用サーボモータ２６を制御して、工具２
２に対して未加工ワーク７を移動させて切削加工を行
う。

【００２７】ワークの加工が完了した後、Ｘ軸用サーボ
モータ２０及びＺ軸用サーボモータ２６を駆動して、主
軸台４を加工位置からワーク授受位置Ｄにある加工済ワ
ーク渡し位置３１に移動させる。そして、チャック６の
爪２７を把持解除方向に移動させ、加工済ワーク８を、
チャック６から離脱させて加工済ワーク渡し位置３１に
あるパレット１９上に載置する。次のワークの加工があ
る場合には、主軸台４は、所定の高さ位置まで上昇した
のち加工済ワーク渡し位置３１から未加工ワーク受け取
り位置３０に移動して、上述と同様の動作を繰り返す。

【００２８】次に、ワークフィーダ３について説明す
る。ワークフィーダ３は、所定の位置（即ち、未加工ワ
ーク受け取り位置３０及び加工済ワーク渡し位置３１）
にそれぞれ未加工ワーク７及び加工済ワーク８を順次割
出すために間欠的な旋回動作を行う。ワークフィーダ３
の旋回面はほぼ水平になっている。ワークフィーダ３
は、旋盤１の機械本体２の近傍の所定の位置に設置され
たワークフィーダ基体（以下、基体と記載）３２を備え
ており、基体３２は、機械本体２から別体に立設されて
いる。基体３２は、機械本体２に対して所定位置に設け
られていればよいので、機械本体２と一体でも別体でも
よい。例えば、基体３２を、ベッド１０又はブラケット
１０ａ等に一体に設けてもよい。また、別体に設けられ
た基体３２をベッド１０等に直接又は連結部材を介して
固定してもよい。

【００２９】ワークフィーダ３は、基体３２に設けられ
駆動手段によって駆動されて旋回動作する旋回体と、こ
の旋回体に取付けられて基体３２の移送面上を移動可能
に設けられ、上面にワーク７，８が着脱自在に載置され
るワーク載置部としての複数のパレット１９とを備えて
いる。本実施形態では、旋回体として、基体３２に設け
られ駆動スプロケット４４を有するチェーン駆動手段４
０により駆動されて旋回動作するエンドレスチェーン
（以下、チェーンと記載）４１が使用されており、この
チェーン４１に複数のパレット１９が所定のピッチＰで
取付けられている。

【００３０】ワークフィーダ３は支持装置４２を備えて
おり、この支持装置４２は、基体３２に設けられて未加
工ワーク受け取り位置３０の下部に配設されている。支
持装置４２は、未加工ワーク受け取り位置３０に位置決
めされたパレット１９を上下方向に昇降移動自在に且つ
傾き動作可能に支持するとともに、チャック６がパレッ
ト１９の上方に位置している時に、主軸軸線Ｃのチャッ
ク６側にパレット１９を付勢部材により付勢する構成に
なっている。これにより、チャック６に未加工ワーク７
が所定の荷重で押圧された状態で未加工ワーク７の授受
が行えるようにしている。また、押しすぎ防止のセンサ
（図示せず）が付いているので、押しすぎた場合には、
アラームで主軸台４等の移動動作を停止し破損を防ぐこ
とができる。

【００３１】なお、支持装置４２を未加工ワーク受け取
り位置３０のみに配設した場合を示したが、支持装置４
２を加工済ワーク渡し位置３１にも設けてもよい。この
ようにすれば、加工済ワーク８を主軸側のチャック６か
ら加工済ワーク渡し位置３１のパレット１９に渡す時
に、加工済ワーク８をパレット１９上に衝突，落下など
なくスムーズに載置することができるので、加工済ワー
ク８に傷がつくことがない。

【００３２】チェーン駆動手段４０は、基体３２に取付
けられ減速機を有するパレット旋回用駆動モータ１３１
（図３）と、基体３２に回動自在に軸支され、パレット
旋回用駆動モータ１３１に駆動されて駆動側の一方の回
転中心Ｃ₁ まわりに正逆方向に自在に回転する駆動スプ
ロケット４４と、基体３２に軸支され、他方の回転中心
Ｃ₂ まわりに正逆方向に自在に回転する従動スプロケッ
ト４５（又は、回転リング）とを有している。駆動スプ
ロケット４４と従動スプロケット４５には、チェーン４
１が巻き掛けられている。基体３２側に設けられたこの
チェーン４１としては、複数のリンクが連結された金属
製のチェーンが使用されている。

【００３３】基体３２を構成するフレーム４９には上面
４８が形成されている。チェーン４１は上面４８と平行
に位置している。各パレット１９の下部には、上面４８
上を任意の方向に自在に転動する複数のキャスタ４６が
取付けられている。チェーン４１に連結された複数のパ
レット１９は、同一ピッチＰで上面４８上に配設されて
旋回動作を行う。パレット１９は、矢印Ｇに示すように
反時計回りに旋回運動をするとともに、パレット割出し
位置検出手段１３４（図３）によりその割出し位置が検
出され、一ピッチＰずつ間欠的に送られて所定位置に割
出される。なお、パレット１９は、必要に応じて時計回
りに旋回動作を行うこともできる。

【００３４】ワークフィーダ３には、このワークフィー
ダ３に設けられたワーク載置部（即ち、パレット１９）
が所定の位置（未加工ワーク受け取り位置３０，加工済
ワーク渡し位置３１）に位置決めされた時、このワーク
載置部にワークが載置されているか否かを検出するワー
ク有無検出手段５０（図３）が設けられている。このワ
ーク有無検出手段５０は、加工済ワーク有無検出手段５
１と未加工ワーク有無検出手段５２により構成されてい
る。

【００３５】加工済ワーク有無検出手段５１には透過形
の光電スイッチが使用されており、この加工済ワーク用
光電スイッチ（加工済ワーク有無検出手段）５１は、基
体３２に取付けられた投光器５３及び受光器５４を備え
ている。加工済ワーク用光電スイッチ５１は、加工済ワ
ーク渡し位置３１にパレット１９が位置決めされている
時に、このパレット１９の上面に加工済ワーク８が載置
されているか否かを検出している。

【００３６】未加工ワーク有無検出手段５２にも透過形
の光電スイッチが使用されており、この未加工ワーク用
光電スイッチ（未加工ワーク有無検出手段）５２は、基
体３２に取付けられた投光器５５及び受光器５６を備え
ている。未加工ワーク用光電スイッチ５２は、未加工ワ
ーク受け取り位置３０にパレット１９が位置決めされて
いる時に、このパレット１９の上面に未加工ワーク７が
載置されているか否かを検出している。

【００３７】投光器５３から受光器５４に光を照射する
ことにより加工済ワーク８の有無が検出され、投光器５
５から受光器５６に光を照射することにより未加工ワー
ク７の有無が検出される。なお、光電スイッチ５１，５
２は、透過形のほか回帰反射形や拡散反射形等であって
もよい。また、非接触式，接触式で物の有無が判別でき
るセンサであってもよく、例えば、レーザセンサなどの
光センサ，超音波センサ，磁気センサ，リミットスイッ
チ等であってもよい。

【００３８】加工済ワーク用光電スイッチ５１が、加工
済ワーク渡し位置３１のパレット１９上に加工済ワーク
８がある旨の信号を出力している時に、主軸台４が加工
領域１７からワーク授受領域１８に移動して、加工済ワ
ーク渡し位置３１のパレット１９上にワークを載置しよ
うとすると、チャック６が把持している加工済ワーク８
と、パレット１９上にある加工済ワーク８とが衝突する
恐れがある。したがって、加工済ワーク用光電スイッチ
５１で、加工済ワーク８がない旨の信号を出力している
ことが、主軸台４が加工済ワーク渡し位置３１に移動し
て加工済ワーク８を渡すことのできる条件の一つであ
る。一方、加工済ワーク用光電スイッチ５１で、加工済
ワーク８がある旨の信号を出力している間は、主軸台４
がワーク授受領域１８に移動して加工済ワーク８を加工
済ワーク渡し位置３１のパレット１９に渡さないような
インターロックを設けることにより、衝突を防止してい
る。

【００３９】未加工ワーク用光電スイッチ５２は、旋盤
１による空加工を防止するために設けられている。未加
工ワーク用光電スイッチ５２が、ワーク授受位置Ｄの未
加工ワーク受け取り位置３０のパレット１９上に未加工
ワーク７がある旨の信号を出力した場合に、主軸台４を
未加工ワーク受け取り位置３０に移動させて未加工ワー
ク７を把持するようにしている。したがって、チャック
６が、未加工ワーク７のない状態の未加工ワーク受け取
り位置３０で把持動作をすることはなく、空加工を防止
することができる。なお、未加工ワーク用光電スイッチ
５２は省略してもよい。

【００４０】次に、ＮＣ装置７０について説明する。図
１から図３に示すように、旋盤１を制御するＮＣ装置７
０は、チャック６とワークフィーダ３との間でワークを
授受するための制御を行う機能を有しており、ＣＰＵ
（中央処理装置）７２により統括制御されている。な
お、ＮＣ装置７０は、旋盤１を数値制御するＮＣ機能と
パーソナルコンピュータとしての機能とを備えたいわゆ
るパソコンＮＣ装置であっても、専用ＮＣ装置であって
もよい。

【００４１】ＣＰＵ７２にはバスライン７３が接続され
ており、バスライン７３には、ワークフィーダ３の制御
を行うための、ワークストッカ制御部としてのワークフ
ィーダ制御部７４が、ＤＩ／ＤＯ（ディジタルインプッ
ト／ディジタルアウトプット）部８０を介して接続され
ている。データを入力するための入力部としてのキーボ
ード７６と、文字，図形等を表示するための表示部とし
てのディスプレイ７７が、それぞれインターフェース７
８，７９を介してバスライン７３に接続されている。な
お、表示部としては、例えば、液晶ディスプレイ，ＥＬ
パネル，ブラウン管（ＣＲＴ）等の表示手段が使用され
る。また、前記入力部としては、例えばタッチパネル等
も含まれる。

【００４２】バスライン７３には、旋盤１を数値制御等
するためのシステムプログラム等を記憶しているＲＯＭ
８１と、パラメータなど各種データを一時的に記憶する
とともに、各種プログラム，データがロードされるＲＡ
Ｍ８２と、ＮＣプログラム８３を記憶しているＮＣ加工
プログラムメモリ８４とが接続されている。なお、バス
ラインに接続されるハードディスク（図示せず）に、各
種プログラムを記憶させておいてもよい。ＲＯＭ８１と
ＲＡＭ８２で主記憶装置が構成される。ＣＰＵ７２は、
ＲＡＭ８２にロードされたシステムプログラム，各種プ
ログラム及びデータに従って動作する。

【００４３】主軸モータ７１は、バスライン７３に接続
された主軸モータ制御部８５にサーボアンプ８６を介し
て接続されており、主軸回転数指令，主軸正転（逆転）
回転指令に従って主軸５を回転駆動する。主軸モータ７
１の回転数は、回転数制御用の検出器８７により常時検
出され、検出器８７の信号はサーボアンプ８６にフィー
ドバックされるので、主軸モータ７１は所定の回転数に
なるように制御される。

【００４４】Ｘ軸用サーボモータ２０は、バスライン７
３に接続されたＸ軸用の移動軸制御部８８にサーボアン
プ８９を介して接続されており、移動指令に従って主軸
台４をＸ軸方向に移動して位置決め制御する。Ｘ軸用サ
ーボモータ２０の速度データ，位置データ等は、Ｘ軸用
の検出器９０により検出され、その信号は移動軸制御部
８８とサーボアンプ８９にフィードバックされて、サド
ル１２，主軸台４のＸ軸方向位置及び移動速度が所定値
になるように制御される。

【００４５】Ｚ軸用サーボモータ２６も、Ｘ軸用サーボ
モータ２０と同様に接続され制御されている。即ち、Ｚ
軸用サーボモータ２６は、バスライン７３に接続された
Ｚ軸用の移動軸制御部９１にサーボアンプ９２を介して
接続されており、移動指令に従って主軸台４をＺ軸方向
に移動して位置決め制御する。Ｚ軸用サーボモータ２６
の移動速度等は、Ｚ軸用の検出器９３により検出され、
その信号は移動軸制御部９１とサーボアンプ９２にフィ
ードバックされて、主軸台４のＺ軸方向の位置及び移動
速度が所定値になるように制御される。

【００４６】チャック６とワークフィーダ３との間でワ
ークを授受するための動作を制御するワーク授受動作制
御プログラム９８は、ＮＣ加工プログラムメモリ８４に
記憶され、所定の操作（例えば、パラメータ変更）を行
わないと編集操作ができないようになっている。即ち、
ユーザ側で変更ができないようになっている。このワー
ク授受動作制御プログラム９８と、ワーク授受動作制御
プログラム９８を処理するＣＰＵ７２等とにより、ワー
ク授受動作制御手段７５が構成されている。

【００４７】ワーク授受動作制御手段７５は、チャック
６とワークフィーダ３との間でワーク授受動作を行うよ
うに旋盤１の可動体（主軸台４，主軸５，チャック６，
サドル１２等）とワークフィーダ３をそれぞれ動作させ
るための制御指令を出力する。ワーク授受動作制御手段
７５は、主軸台４の移動位置及びチャック６の開閉状態
と、ワークフィーダ制御部７４から出力されるワークフ
ィーダ３の状態とを判断して、前記制御指令を出力す
る。

【００４８】ワークフィーダ制御部７４は、ＤＩ／ＤＯ
８０を介してバスライン７３に接続されたＰＬＣ（プロ
グラマブルロジックコントローラ）１３０を備えてい
る。このＰＬＣ１３０を介して、ワークフィーダ制御部
７４とワーク授受動作制御手段７５との間で、各種デー
タ，検出信号及び制御信号等を入出力している。ワーク
フィーダ制御部７４において、ＰＬＣ１３０には、ワー
クフィーダ３のパレット旋回用駆動モータ１３１を制御
するパレット旋回用駆動モータ制御部１３２と、未加工
ワーク用光電スイッチ（未加工ワーク有無検出手段）５
２と、加工済ワーク用光電スイッチ（加工済ワーク有無
検出手段）５１と、パレット旋回原点位置検出手段１３
３と、パレット１９の割出し位置を検出するパレット割
出し位置検出手段１３４と、その他の検出手段（図示せ
ず）とが接続されている。

【００４９】次に、データの設定について説明する。Ｎ
Ｃ装置７２はデータ設定入力手段９９（入力手段）を備
えており、このデータ設定入力手段９９は、機械本体２
とワークフィーダ３との間の機械的配置で定まる相対位
置に関するデータである機械固有データを機械固有デー
タ設定用画面１００（図４）で予め設定し、ワークに関
するデータである可変データを可変データ設定用画面１
０６（図５）で設定するようにしている。機械固有デー
タ設定画面１００と可変データ設定用画面１０６とを制
御するデータ設定用画面プログラム９７は、ＲＯＭ８１
に記憶され、ユーザ側で変更できないようになってい
る。

【００５０】図４はディスプレイ７７に表示される設定
用画面の一例であり、機械固有データの設定用画面１０
０を示している。図４に示す機械固有データ設定用画面
１００は、旋盤１を構成する機械本体２とワークフィー
ダ３との間の位置関係を示すデータである機械固有デー
タを設定するための画面であり、機械固有データは、通
常は旋盤１のメーカ側が機械本体２及びワークフィーダ
３を据付けた時に設定する。

【００５１】機械固有データは、旋盤１の機械原点Ｏ₀
とワークフィーダ３との間の位置関係を示しており、加
工されるワークやチャック等に変更があっても変化しな
い値である。機械固有データ設定用画面１００で設定さ
れた機械固有データは、バスライン７３に接続された機
械固有データメモリ９４に記憶される。機械固有データ
としては、例えば、機械原点Ｏ₀ から加工済ワーク渡し
位置３１の中心Ｏ₁ までの距離Ｌ₁ のデータ１０１と、
機械原点Ｏ₀ から未加工ワーク受け取り位置３０の中心
Ｏ₂ までの距離Ｌ₂ のデータ１０２と、機械原点Ｏ₀ か
ら加工済ワーク渡し位置３１におけるパレット１９まで
の高さＨ₁ のデータ１０３と、機械原点Ｏ₀ から未加工
ワーク受け取り位置３０におけるパレット１９までの高
さＨ₂ のデータ１０４とがあり、各データ１０１から１
０４の入力領域が、機械固有データ設定用画面１００上
に表示される。

【００５２】なお、本実施形態では、機械原点Ｏ₀ から
の距離で説明を行っているがこれに限定されることはな
い。例えば、機械端部を基点とした距離，又は機械上に
設けられた基点からの距離等であってもよい。即ち、機
械に設けられる基点とワークフィーダの各位置との位置
関係が設定できるものであればよい。カーソル１０５
は、キーボード７６（例えば、カーソルキー（図示せ
ず））を操作することにより画面１００上の入力領域の
位置に順次移動するので、メーカ側作業者は、画面１０
０を見ながら前記データ１０１から１０４を順次入力す
る。なお、この時、データの入力順序は問われない。

【００５３】図５はディスプレイ７７に表示される設定
用画面の一例であり、可変データの設定用画面１０６を
示している。図５に示す可変データ設定用画面１０６
は、旋盤１でワークを加工する前に、ユーザ側の作業者
がワークに関する可変データを設定するための画面であ
り、可変データは、ワークやチャック毎にその都度設定
する必要がある。可変データ設定用画面１０６の右側位
置では、未加工ワーク７の可変データを設定し、左側位
置では加工済ワーク８の可変データの設定を行う。例え
ば、未加工ワーク７の寸法（ワーク軸線方向寸法）ｌ₁
のデータ１０７と、高さ調整のデータ１０８と、チャッ
ク６の爪２７の高さｅ₁ のデータ１０９と、爪２７で未
加工ワーク７を把持する時のつかみ代ｅ₂ のデータ１１
０とがあり、各データの入力領域が可変データ設定用画
面１０６上に表示される。

【００５４】高さ調整のデータ１０８は、チャック６で
未加工ワーク７を把持する時に、未加工ワーク７の寸法
誤差等により、未加工ワーク７の端面１３６と爪２７と
が必ずしも密着しない場合があるので、未加工ワーク７
の端面１３６と爪２７の当接面１３５とが密着するよう
に、未加工ワーク７を若干押し付けた状態で把持するた
めの微調整用の高さｆ₁ である。高さ調整のデータ１０
８が負の値であれば、チャック６の位置は若干下降し、
正の値であれば若干上昇することになる。つかみ代ｅ₂
のデータ１１０は、未加工ワーク７の爪２７側の端面１
３６から、爪２７で把持した時の爪２７の先端までの長
さである。

【００５５】一方、加工済ワーク８の可変データに関し
ては、加工済ワーク８の寸法（ワーク軸線方向寸法）ｌ
₂ のデータ１１１と、高さ調整のデータ１１２とがあ
り、各データの入力領域が可変データ設定用画面１０６
上に表示される。加工済ワーク８の寸法ｌ₂ のデータ１
１１は、未加工ワーク７を旋盤１で加工した後のワーク
寸法であり、高さ調整のデータ１１２は、前記高さ調整
のデータ１０８と同様のデータであり、押し付け量に応
じた所望の値ｆ₂ を設定する。

【００５６】可変データを設定する場合、まず最初に、
ユーザ側作業者は、図５に示す可変データの設定用画面
１０６を呼び出してディスプレイ７７に表示させる。キ
ーボード７６を操作して、カーソル１０５を各データ１
０７から１１２の各入力領域に順次移動させ、未加工ワ
ーク７の寸法ｌ₁ ，高さ調整の値ｆ₁ ，爪２７の高さｅ
₁ ，つかみ代ｅ₂ ，加工済ワーク８の寸法ｌ₂ ，高さ調
整の値ｆ₂ を、画面１０６を見ながら順次入力する。な
お、この時、データの入力順序は問われない。こうして
設定された可変データ１０７から１１２の値は、バスラ
イン７３に接続された可変データメモリ９５に記憶され
る。

【００５７】主軸台４が現在Ｘ軸方向，Ｚ軸方向のどこ
に位置しているかを示す現在位置データは、バスライン
７３に接続された現在位置データメモリ９６に記憶され
ており、主軸台４が移動すると、そのデータが常に書き
換えられてこのメモリ９６に保存されている。

【００５８】次に、ワーク授受制御の手順について説明
する。本実施形態では、ワークを加工するためのＮＣプ
ログラム８３の所定の位置（即ち、ワーク授受を行う動
作処理位置）に、ワーク授受動作制御プログラム９８を
呼び出す呼び出し指令（この例では、Ｍ機能命令「Ｍ２
０１；」）を挿入することにより、ワーク授受動作を行
わせるようにしている。図６はワーク授受制御の手順を
示すフローチャート、図７及び図８は図６を詳細に示す
図で、それぞれ旋盤１の可動体の動作及びワークフィー
ダ３の動作の手順を示すフローチャートである。

【００５９】図６から図８に示すように、ＮＣプログラ
ム８３は、メインプログラム１２０（この例では、プロ
グラム番号「Ｏ１２０１」のＮＣプログラム）と、メイ
ンプログラム１２０の所定の位置に挿入された前記ワー
ク授受動作制御プログラム呼び出し指令（この例では、
「Ｍ２０１；」）により呼び出される第１のサブプログ
ラム１２１（この例では、プログラム番号「Ｏ９００
１」のＮＣプログラム）と、第１のサブプログラム１２
１の所定の位置に挿入された呼び出し指令（この例で
は、Ｍ機能命令「Ｍ２０１；」）により呼び出される第
２のサブプログラム１２２（この例では、プログラム番
号「Ｏ９９０１」のＮＣプログラム）とを備えている。

【００６０】第１，第２のサブプログラム１２１，１２
２によりワーク授受動作制御プログラム９８が構成され
ている。ワーク授受動作制御プログラム９８はワークフ
ィーダ３の移動制御を行う手順を含んでいる。ワーク授
受動作制御手段７５は、ワークフィーダ３の制御手順を
含む制御を行うようになっている。ワークを授受するた
めの主軸台４の移動動作等は第１のサブプログラム１２
１に従って行われ、ワークフィーダ３の動作は第２のサ
ブプログラム１２２に従って行われる。

【００６１】第１のサブプログラム１２１は、主軸台４
の移動，位置決め等の動作を制御して、ワークを搬送す
るとともに、チャック６とワークフィーダ３との間でワ
ークを授受するためのプログラムであり、機械原点Ｏ₀
に対する主軸台４のＸ軸方向及びＺ軸方向の位置を制御
している。第２のサブプログラム１２２は、ワークフィ
ーダ３の旋回，位置決め等の動作を制御して、チャック
６とワークフィーダ３との間でワークの授受を行うため
のプログラムである。ワーク授受動作制御プログラム９
８は、ワークフィーダ３に設けられたパレット１９が所
定の位置（この例では、未加工ワーク受け取り位置３
０，加工済ワーク渡し位置３１）に位置決めされた時、
このパレット１９上にワークが載置されているか否か
を、未加工ワーク用光電スイッチ５２と加工済ワーク用
光電スイッチ５１により検出する手順を含んでいる。

【００６２】ワーク授受動作制御手段７５は、機械固有
データ設定用画面１００で予め設定された機械固有デー
タと、可変データ設定用画面１０６で設定された可変デ
ータとにより、ワーク授受動作制御プログラム９８に従
って旋盤１，ワークフィーダ３を制御する。こうして、
既に設定済みの機械固有データと、ユーザ側作業者によ
り設定された可変データとに基づいて、ワーク授受のた
めの主軸台４の移動位置（例えば、機械原点Ｏ₀ に対す
るチャック６の爪２７が移動すべき座標位置）を演算等
して、少なくとも主軸台４にチャック６とワークフィー
ダ３との間でワーク授受動作をさせるように制御してい
る。ワーク授受動作制御手段７５は、主軸台４の移動動
作及びチャック６の動作等と、ワークフィーダ３の旋回
動作等とのタイミングをとるために待ち合わせ制御手順
を含んでいる。

【００６３】次に、旋盤１とワークフィーダ３の全体の
動作について説明する。ワークフィーダ３に主軸台４側
からワークを渡す動作と、ワークフィーダ３から主軸台
４がワークを受け取る動作とを一連の動作として説明を
行う。そのため、ワークフィーダ３は、運転開始時に
は、少なくとも１つのパレット１９を空の状態にし、残
りのパレット１９の全部又は一部に未加工ワーク７を載
せておくことが好ましいが、加工数の管理を行えば全パ
レット１９にワークを載せておいてもよい。なお、ワー
クを渡す動作と受け取る動作を別々の動作として、別の
呼び出し指令で呼び出し、実行する方法であってもよ
い。その場合には、空のパレット１９を設ける必要はな
い。

【００６４】そして、ワークフィーダ３から順次供給さ
れる未加工ワーク７を旋盤１で加工し、加工済ワーク８
はワークフィーダ３に戻していく。メインプログラム１
２０の途中に挿入されたワーク授受動作制御プログラム
呼び出し指令「Ｍ２０１；」が実行されると、主軸台４
が移動し、チャック６とワークフィーダ３との間でワー
クを授受して次のワークに交換する動作が開始する。

【００６５】即ち、メインプログラム１２０からワーク
授受動作制御プログラム呼び出し指令「Ｍ２０１；」が
出力されると、第１のサブプログラム１２１が呼び出さ
れて起動し、直ちに、第１のサブプログラム１２１に挿
入された呼び出し指令「Ｍ２０１；」により第２のサブ
プログラム１２２も呼び出して起動する（ステップ２０
１）。このように、第１，第２のサブプログラム１２
１，１２２は、ほぼ同時に起動し並行して処理を行う。

【００６６】第１のサブプログラム１２１により、Ｘ軸
用サーボモータ２０及びＺ軸用サーボモータ２６を駆動
して、主軸台４をワーク授受位置Ｄの加工済ワーク渡し
位置３１の上部に移動させる（ステップ２０２）。即
ち、Ｘ軸方向のＬ₁ 位置（図４）に移動させる。主軸台
４は、加工済ワーク渡し位置３１の上方に到着するとこ
ろで停止して、ワークフィーダ３の手順が第１の待ち合
わせに移行するまでワークフィーダ３の動作を待つ第１
の待ち合わせを行う（ステップ２０３）。

【００６７】一方、ワークフィーダ３においては、起動
した第２のサブプログラム１２２により、所定の完了信
号（ＦＩＮ信号）を第１のサブプログラム１２１側に返
す（ステップ３０１）。これは、ステップ２０１の呼び
出し指令（Ｍ２０１；）を完了信号待ちの状態にしない
ための出力である。ワークフィーダ３が旋回動作を停止
してパレット１９が所定位置に位置決めされているか否
かを判別する（ステップ３０２）。停止していない時
は、ワーク授受動作ができないのでアラームを出力する
（ステップ３０３）。

【００６８】ワークフィーダ３が所定位置に位置決めさ
れて停止している場合には、チャック６がワークを把持
しているか否かを判別し（ステップ３０４）、ワークを
把持している場合（例えば、ワークの加工が２個目以上
の場合）には、加工済ワーク渡し位置３１に加工済ワー
ク８があるか否かを加工済ワーク用光電スイッチ５１で
検出する（ステップ３０５）。加工済ワーク用光電スイ
ッチ５１が、加工済ワーク８がない旨の信号を出力して
いる場合には、ステップ３０６に移行して、第１のサブ
プログラム１２１との第１の待ち合わせを行う。

【００６９】ステップ３０５で、加工済ワーク渡し位置
３１にワークがある旨の信号が加工済ワーク用光電スイ
ッチ５１から出力されている場合には、未加工ワーク受
け取り位置３０にワークがあるか否かを未加工ワーク用
光電スイッチ５２により検出する（ステップ３０７）。
ワークがない場合には、ワークフィーダ３を動作させ
て、パレット１９を一ピッチＰだけ図１の反時計回り方
向に旋回させた後（ステップ３０８）、ステップ３０５
に戻る。ステップ３０７で、未加工ワーク受け取り位置
３０のパレット１９にもワークがあると判断された場合
には、加工済ワーク８を戻すための空いたパレット１９
がないものとしてアラームが出力される（ステップ３０
９）。即ち、パレット１９上にワークがある場合には、
チャック６に把持しているワークとの衝突を避けるため
にアラームとしている。

【００７０】第１のサブプログラム１２１の第１の待ち
合わせ（ステップ２０３）と、第２のサブプログラム１
２２の第１の待ち合わせ（ステップ３０６）とが一致す
ると、第１，第２のサブプログラム１２１，１２２は次
の段階に移行する。以下同様に、第１，第２のサブプロ
グラム１２１，１２２の同一番号の待ち合わせが一致す
ると、次の段階に移行するようになっている。

【００７１】第１のサブプログラム１２１では、加工済
ワーク渡し位置３１で主軸台４が下降してパレット１９
上に加工済ワーク８を載置する。即ち、Ｚ軸方向に早送
りで加工済ワーク８の載置位置より所定量上方の位置ま
で移動後、所定の送り速度で載置位置まで下降させる。
例えば、載置位置を、機械固有データ及び可変データよ
り「−（Ｈ₁ −ｌ₂ ＋ｅ₂ −ｅ₁ ＋ｆ₂ ）」のように演
算し、演算された載置位置の所定量（例えば、５ｍｍ）
上方まで原点よりインクレメンタルで移動後、所定の送
り速度で５ｍｍ下降して加工済ワーク８を載置する（ス
テップ２０４）。チャック６の爪２７を把持解除方向に
移動させて、加工済ワーク８を開放する（ステップ２０
５）。次いで、主軸台４が、加工済ワーク渡し位置３１
でＸ軸方向の移動が可能な高さ位置（中間高さ）まで上
昇した後（ステップ２０６）、第２のサブプログラム１
２２によるワークフィーダ３の動作を待つ第２の待ち合
わせを行う（ステップ２０７）。

【００７２】一方、第２のサブプログラム１２２では、
第１の待ち合わせの後（ステップ３０６）、処理を所定
時間だけ停止させるドウェルの後（ステップ３１０）、
第１のサブプログラム１２１が第２の待ち合わせ（ステ
ップ２０７）に進むまで待つ第２の待ち合わせを行う
（ステップ３１１）。両方のステップ２０７，３１１の
第２の待ち合わせが一致した後、次の動作に移行する。

【００７３】第１のサブプログラム１２１では、中間高
さ位置にある主軸台４は、加工済ワーク渡し位置３１か
ら未加工ワーク受け取り位置３０にＸ軸方向に移動す
る。即ち、Ｘ軸方向のＬ₂ 位置（図４）に移動する。例
えば、主軸台４は（Ｌ₂ -Ｌ₁）の距離をインクレメンタ
ルで早送りで移動する（ステップ２０８）。チャック６
の爪２７が開いていることを確認した後（ステップ２０
９）、第２のサブプログラム１２２による動作を待つ第
３の待ち合わせを行う（ステップ２１０）。一方、第２
のサブプログラム１２２では、ステップ３１１の第２の
待ち合わせの後、加工を中断するために例えば操作盤
（図示せず）の払出しボタンが押されたか否かを判別す
る（ステップ３１２）。加工すべき未加工ワークは残っ
ているが旋盤１の運転を終了したい場合などに、この加
工の中断が行われる。

【００７４】加工を中断しない場合には、未加工ワーク
受け取り位置３０のパレット１９上に未加工ワーク７が
あるか否かを、未加工ワーク用光電スイッチ５２により
検出し（ステップ３１３）、未加工ワーク７がある場合
には、第１のサブプログラム１２１による動作を待つ第
３の待ち合わせを行う（ステップ３１４）。両方のステ
ップ２１０，３１４の第３の待ち合わせが一致すると、
次の動作に移行する。

【００７５】第１のサブプログラム１２１では、第３の
待ち合わせ（ステップ２１０）の後、ステップ３１５の
実行によってオプショナルブロックスキップｎ（／ｎ）
のスイッチがオンになっている場合には、「／ｎ₁ 原点
復帰；／ｎ₁ Ｍ３０；」で示されるステップ２１１を実
行する。ステップ２１１は加工動作を終了する場合に有
効になる。即ち、ステップ３１２で加工を中断するため
に払出しボタン（オプショナルブロックスキップｎのス
イッチ）が押された（即ち、オンになった）時と、ステ
ップ３１３で未加工ワーク受け取り位置３０に未加工ワ
ーク７がない場合に、ステップ３１５の「／ｎ₁ＯＮ」
の指令により、加工動作を終了するために、主軸台４を
Ｘ軸方向、Ｚ軸方向に原点復帰させるとともに、エンド
オブプログラムのＭ機能命令「Ｍ３０；」によりプログ
ラムの実行を停止する。このように、ステップ３１５の
「／ｎ₁ ＯＮ」の指令は、操作盤の払出しボタン（図示
せず）が押された時に、オプショナルスキップブロック
ｎ₁ をオン状態にする指令である。また、スイッチがオ
フになっている場合にはスキップしてステップ２１２に
移行する。

【００７６】主軸台４が、未加工ワーク受け取り位置３
０で中間高さ位置から未加工ワーク７を把持できる高さ
位置まで下降する。即ち主軸台４を、中間高さ位置よ
り、把持できる高さ位置の所定量上方の位置まで早送り
でＺ軸方向に移動後、所定の送り速度で高さ位置まで下
降させる。例えば、高さ位置を、機械固有データ及び可
変データより「−（Ｈ₂ −ｌ₁ ＋ｅ₂ −ｅ₁ ＋ｆ₁ ）」
のように演算し、演算した高さ位置の所定量（例えば、
５ｍｍ）上方の位置まで主軸台４をＺ軸方向に早送りで
移動後、所定の送り速度で高さ位置まで下降させる。

【００７７】この場合は、確実にワークがチャック６の
爪２７に密着するように、未加工ワーク受け取り位置３
０上のパレット１９を、付勢部材の付勢力に抗して所定
量下降させた状態にして、ワークを受け取るのが好まし
い（ステップ２１２）。パレット１９上に載置されてい
る未加工ワーク７をチャック６の爪２７で把持する（ス
テップ２１３）。主軸台４が加工位置から最初に到着す
る加工済ワーク渡し位置３１が、加工位置に近い方に配
置されているので、主軸台４の移動動作には無駄がな
い。

【００７８】未加工ワーク７を把持する際には、チャッ
ク６の爪２７の当接面１３５を未加工ワーク７の端面１
３６に押し当てた後、高さ調整のデータ１０８の値ｆ₁
に基づいて、未加工ワーク７を更に所定距離（例えば、
数ｍｍ）下方に押し込んでいる。未加工ワーク７が下方
に押されると、未加工ワーク７の端面１３６は、支持装
置４２の付勢力によりチャック６の爪２７の当接面１３
５に強く密着し、この状態で爪２７を閉じて未加工ワー
ク７をしっかりと把持する。

【００７９】ステップ２１３でチャック６が未加工ワー
ク７を把持し、所定時間のドウェルの後（ステップ２１
４）、主軸台４は、ワーク授受領域１８から加工領域１
７の機械原点Ｏ₀ に移動する（ステップ２１５）。次い
で、チャック６の爪２７が閉状態で未加工ワーク７をし
っかりと把持しているのを確認した後（ステップ２１
６）、第２のサブプログラム１２２の動作を待つ第４の
待ち合わせを行う（ステップ２１７）。

【００８０】一方、第２のサブプログラム１２２では、
ステップ３１４の第３の待ち合わせの後、所定の時間の
ドウェルの後（ステップ３１６）、第１のサブプログラ
ム１２１の動作を待つ第４の待ち合わせを行う（ステッ
プ３１７）。両方のステップ２１７，３１７で第４の待
ち合わせが一致すると、第１のサブプログラム１２１
は、エンドオブサブプログラムのＭ機能命令「Ｍ９
９；」が出力されて（ステップ２１８）、メインプログ
ラム１２０における呼び出し指令「Ｍ２０１；」の次の
ブロックに移行し、加工（CUTTING ）のためのＮＣプロ
グラムの指令によりワークを加工する動作が行われる。

【００８１】即ち、Ｘ軸用サーボモータ２０及びＺ軸用
サーボモータ２６を制御するとともに、主軸５を主軸モ
ータ７１により所望の回転数で回転させて、工具２２に
よりワークを切削加工する。このワークの加工が終了す
ると、メインプログラム１２０では、メインプログラム
呼び出し指令のＭ機能命令「Ｍ９９；」でこのメインプ
ログラム１２０の先頭に戻り、以下同様の手順を繰り返
して未加工ワーク７を順次加工していく。

【００８２】一方、第２のサブプログラム１２２では、
ステップ３１７の第４の待ち合わせの後、ワークフィー
ダ３は、パレット割出し指令により次の未加工ワーク７
を未加工ワーク受け取り位置３０に割出す。即ち、パレ
ット旋回用駆動モータ１３１を回転制御して、駆動スプ
ロケット４４を所定角度だけ反時計回りに回転させる。
駆動スプロケット４４の回転によりチェーン４１が旋回
運動すると、パレット１９とキャスタ４６が一体的に旋
回運動する。キャスタ４６は、上面４８上を転動しなが
ら移動する（ステップ３１８）。こうして、パレット１
９が一ピッチＰだけ移動すると、未加工ワーク受け取り
位置３０にあった空のパレット１９が、加工済ワーク渡
し位置３１に移動する。そして、次の未加工ワーク７を
載せたパレット１９が、未加工ワーク受け取り位置３０
に移動する。

【００８３】パレット１９の割出し動作がなされた後、
未加工ワーク受け取り位置３０に未加工ワーク７が位置
決めされ、加工済ワーク渡し位置３１は空になって、パ
レット割出し指令の実行が完了する。ステップ３１５で
「／ｎ₁ ＯＮ」の指令が出力された場合には、第１のサ
ブプログラム１２１の動作を待つ第３の待ち合わせに移
行し（ステップ３１９）、ステップ２１０の第３の待ち
合わせと一致したのち処理を終了する。

【００８４】ステップ３０４でチャック６にワークがな
い場合（例えば、１個目のワークを加工する場合等）に
は、ステップ４０１に移行する。加工済ワーク渡し位置
３１にワークがあるか否かを判別し（ステップ４０
１）、ワークがない場合には、未加工ワーク受け取り位
置３０に未加工ワーク７があるか否かを判別する（ステ
ップ４０２）。主軸台４は、加工領域１７から加工済ワ
ーク渡し位置３１にも移動するので、チャック６がワー
クを把持していなくても、移動するチャック６の爪２７
と、途中の加工済ワーク渡し位置３１にあるワークとが
干渉しないように爪２７を開いておく必要がある。そこ
で、加工済ワーク渡し位置３１にワークがある場合には
（ステップ４０１）、チャック６の爪２７が閉じている
か否かを判別する（ステップ４０３）。爪２７が開いて
いる場合にはステップ４０２に移行するが、爪２７が閉
じている場合には爪２７を開いた後（ステップ４０
４）、ステップ４０２に移行する。

【００８５】ステップ４０２で、未加工ワーク受け取り
位置３０に未加工ワーク７がない場合には、ワークフィ
ーダ３を旋回動作させた後（ステップ４０５）、未加工
ワーク受け取り位置３０に未加工ワーク７があるか否か
を判別する（ステップ４０６）。ステップ４０６で未加
工ワーク７がない場合には、旋回動作を一定時間停止さ
せるドウェルの後（ステップ４０７）、ステップ４０５
に戻って処理を繰り返す。所定回数繰り返しても未加工
ワークがない場合にはアラームを出力する。このことに
より、旋盤１が空加工を行ってしまうことを防止してい
る。ステップ４０２，４０６で未加工ワーク受け取り位
置３０に未加工ワーク７がある場合には、第１のサブプ
ログラム１２１の動作を待つ第１の待ち合わせを行う
（ステップ４０８）。

【００８６】両方のステップ２０３，４０８が一致した
後、所定時間のドウェルの後（ステップ４０９）、第１
のサブプログラム１２１の動作を待つ第２の待ち合わせ
を行う（ステップ４１０）。ステップ２０７，４１０の
第２の待ち合わせが一致した後、所定時間のドウェルを
行う（ステップ４１１）。その後、第１のサブプログラ
ム１２１の動作を待つ第３の待ち合わせを行う（ステッ
プ４１２）。

【００８７】両方のステップ２１０，４１２の第３の待
ち合わせが一致した後、所定時間のドウェルの後（ステ
ップ４１３）、第１のサブプログラム１２１の動作を待
つ第４の待ち合わせを行う（ステップ４１４）。両方の
ステップ２１７，４１４の第４の待ち合わせが一致した
後、ステップ３１８と同様にワークフィーダ３を旋回動
作させて次の未加工ワーク７を割出した後（ステップ４
１５）、処理を終了する。このようにして、メインプロ
グラム１２０と第１，第２のサブプログラム１２１，１
２２により、ワーク授受の動作を制御することができ
る。

【００８８】本発明では、ＮＣ装置７０が、機械本体２
に加えてワークフィーダ３もＮＣプログラム８３で制御
するので、待ち合わせ制御等を行うことにより、機械本
体２側の主軸台４など可動体の動作とワークフィーダ３
の動作のタイミングを図って良好にワークの授受を行う
ことができる。本発明では、ユーザ側作業者は、取扱い
に慣れているＮＣプログラム，ＮＣ装置操作画面（Ｉ／
Ｏ部メモリ画面）等でワークフィーダ３の状態を把握で
きることになり、ＰＬＣのシーケンスプログラムの複雑
なラダー図を監視する必要がない。その結果、操作が容
易になり、ワークフィーダ３に異常が生じた場合でもメ
ンテナンス作業が容易になる。

【００８９】ＮＣプログラム８３に第１，第２のサブプ
ログラム１２１，１２２を設けて、これらのサブプログ
ラム１２１，１２２で、主軸台４やワークフィーダ３等
を制御してワーク授受動作をさせている。また、ＮＣプ
ログラム型式で作成されたワーク授受動作制御プログラ
ムの一部を変更することにより、例えば、ワークフィー
ダ３の種類（例えば、平積み式，段積み式等）に対応可
能になる。即ち、第２のサブプログラム１２２を変更す
ることにより、多種多様の制御を容易に行うことができ
る。

【００９０】本発明によれば、機械固有データは、工作
機械のメーカ側が工作機械の据付け時に設定入力済みな
ので、ユーザ側作業者は、この機械固有データの入力作
業を行う必要はない。ユーザ側作業者は、ＮＣプログラ
ム８３のメインプログラム１２０にワーク授受動作制御
プログラム呼び出し指令「Ｍ２０１；」を挿入するとと
もに、可変データの設定用画面１０６を呼び出して、加
工するワークに対応した軸線方向寸法など可変データを
入力するのみでよい。したがって、ワーク授受動作に関
するＮＣプログラムを作成する必要がないので、プログ
ラムミスを生じることがなく、また、主軸台等を衝突さ
せて機械本体に影響を与えることがない。

【００９１】その結果、ＮＣ装置７０が主軸台４の移動
位置を自動的に演算するとともに、ワーク授受動作制御
手段７５とワークフィーダ制御部７４との間で信号の受
け渡しを行って、主軸台４が移動してワーク授受動作を
行わせることができる。したがって、段取り作業の際に
ワークの種類毎に予め主軸台を移動させてデータを設定
するという煩雑で時間のかかる従来の教示操作が不要に
なるので、操作性が向上する。

【００９２】本実施形態では、加工済ワーク用光電スイ
ッチ５１を設けて、安全な条件の時にのみ、主軸台４な
ど可動体がワークフィーダ３側に移動できるようなイン
ターロックを設けている。これにより、可動体とワーク
フィーダ３との干渉を防止して安全性を高めることがで
きる。

【００９３】なお、本実施形態では、ワークフィーダ３
はワークを平積みする構成の場合を示しているが、リフ
トを設けてこのリフトにワークを段積みする構成のワー
クフィーダであってもよい。この場合には、チャックと
ワークフィーダとの間でワークを授受する時にワークを
所定高さに位置決めするために、リフトを上昇させる動
作が加わることになる。また、ワーク受け取り位置とワ
ーク渡し位置を有するワークストッカ（ワークフィー
ダ）の場合を示しているが、一つのワーク授受位置で、
未加工ワークのワーク受け取りと加工済ワークのワーク
渡しとを兼ねるようにしてもよい。また、未加工ワーク
は、パレット上の所定の範囲内（即ち、チャックが把握
できる範囲内）に位置決めする必要がある。この位置決
めは、作業者が行ってもよいが、心出し装置をワーク受
け取り位置等に設けておくとさらに好適になる。

【００９４】本実施形態の工作機械は主軸移動型の旋盤
なので、ロボット，ローダなどワーク搬送装置を設けな
くとも、ワークストッカと主軸との間で直接ワークの交
換を行って旋盤でワークの連続加工ができる。なお、各
図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００９５】

【発明の効果】本発明に係るワーク授受制御方法は上述
のように構成したので、主軸台が移動してワークストッ
カとの間でワークの授受を行う主軸移動型工作機械にお
いて、主軸台を適正に移動動作させるための操作性及び
メンテナンス性等を向上させることができる。また、本
発明に係る数値制御装置は上述のように構成したので、
主軸移動型工作機械の可動体の動作とワークストッカの
動作のタイミングを図って、良好にワークの授受を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１から図８は本発明の実施形態の一例を示す
図で、図１は主軸移動型立て旋盤にワークフィーダを付
属させた全体平面図である。

【図２】図１の全体正面図である。

【図３】ＮＣ装置を含むブロック図である。

【図４】機械固有データの設定用画面を示す説明図であ
る。

【図５】可変データの設定用画面を示す説明図である。

【図６】ワーク授受制御の手順を示すフローチャートで
ある。

【図７】図６を詳細に示す図で、前記立て旋盤の可動体
の動作の手順を示すフローチャートである。

【図８】図６を詳細に示す図で、ワークフィーダの動作
の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 主軸移動型立て旋盤（主軸移動型工作機械） ２ 機械本体 ３ ワークフィーダ（ワークストッカ） ４ 主軸台（可動体） ５ 主軸（可動体） ６ チャック ７ 未加工ワーク（ワーク） ８ 加工済ワーク（ワーク） １９ パレット（ワーク載置部） ７０ 数値制御装置 ７５ ワーク授受動作制御手段 ８３ ＮＣ加工プログラム ９４ 機械固有データメモリ ９５ 可変データメモリ ９８ ワーク授受動作制御プログラム ９９ データ設定入力手段（入力手段） Ｃ 主軸軸線 Ｍ２０１ ワーク授受動作制御プログラム呼び出し指
令

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸を回転自在に支持する主軸台が前記
   主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直交する方向に移動
   して、前記主軸の下端に設けられたチャックとワークス
   トッカとの間でワークを授受する主軸移動型工作機械に
   おけるワーク授受制御方法であって、 前記主軸移動型工作機械を構成する機械本体と前記ワー
   クストッカとの間の位置関係を示すデータである機械固
   有データを設定し、 前記ワークに関するデータである可変データを設定し、 ＮＣ加工プログラムの所定の位置に挿入されたワーク授
   受動作制御プログラム呼び出し指令によりワーク授受動
   作制御プログラムを呼び出し、 このワーク授受動作制御プログラムを実行することによ
   り、前記機械固有データ及び前記可変データに基づい
   て、少なくとも前記主軸台にワーク授受動作をさせるよ
   うにしたことを特徴とする主軸移動型工作機械における
   ワーク授受制御方法。
2. 【請求項２】 前記ワークストッカは、前記ワークを載
   置するワーク載置部が移動可能に設けられたものであ
   り、 前記ワーク授受動作制御プログラムは、前記ワークスト
   ッカの移動制御を行う手順を含むものであることを特徴
   とする請求項１に記載の主軸移動型工作機械におけるワ
   ーク授受制御方法。
3. 【請求項３】 前記ワーク授受動作制御プログラムは、
   前記主軸移動型工作機械の前記主軸台及び前記チャック
   の動作と前記ワークストッカの動作との待ち合わせを行
   う手順を含むものであることを特徴とする請求項２に記
   載の主軸移動型工作機械におけるワーク授受制御方法。
4. 【請求項４】 前記ワーク授受動作制御プログラムは、
   前記ワークストッカに設けられたワーク載置部に前記ワ
   ークが載置されているか否かを検出する手順を含むもの
   であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の主
   軸移動型工作機械におけるワーク授受制御方法。
5. 【請求項５】 主軸を回転自在に支持する主軸台が前記
   主軸の軸線方向及びこの主軸軸線と直交する方向に移動
   して、前記主軸の下端に設けられたチャックとワークス
   トッカとの間でワークを授受する主軸移動型工作機械の
   数値制御装置であって、 前記主軸移動型工作機械を構成する機械本体と前記ワー
   クストッカとの間の位置関係を示すデータである機械固
   有データが記憶される機械固有データメモリと、 前記ワークに関するデータである可変データを記憶する
   可変データメモリと、 前記機械固有データ及び前記可変データを含むデータを
   入力する入力手段と、 ＮＣ加工プログラムの所定の位置に挿入されたワーク授
   受動作制御プログラム呼び出し指令によって呼び出され
   たワーク授受動作制御プログラムを実行することによ
   り、前記機械固有データと前記可変データに基づいて、
   少なくとも前記主軸台に前記ワークの授受動作をさせる
   ワーク授受動作制御手段とを備えたことを特徴とする主
   軸移動型工作機械の数値制御装置。
6. 【請求項６】 前記ワークストッカは、前記ワークを載
   置するワーク載置部が移動可能なものであり、 前記ワーク授受動作制御手段は、前記ワークストッカの
   制御手順を含む制御を行うものであることを特徴とする
   請求項５に記載の主軸移動型工作機械の数値制御装置。
7. 【請求項７】 前記ワーク授受動作制御手段は、前記主
   軸台及び前記チャックの動作と前記ワークストッカの動
   作との待ち合わせ制御手順を含む制御を行うものである
   ことを特徴とする請求項６に記載の主軸移動型工作機械
   の数値制御装置。
8. 【請求項８】 前記ワーク授受動作制御手段は、前記ワ
   ークストッカに設けられたワーク載置部に前記ワークが
   載置されているか否かを検出する手順を含む制御を行う
   ものであることを特徴とする請求項５，６又は７に記載
   の主軸移動型工作機械の数値制御装置。