JPH11285950A

JPH11285950A - 工作機械

Info

Publication number: JPH11285950A
Application number: JP8970598A
Authority: JP
Inventors: Hidetsugu Kawai; 秀貢河合
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-19
Anticipated expiration: 2018-04-02
Also published as: JP3834997B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークの搬入，搬出不能状態になっても、加
工再開時における加工精度が維持できるようにする。【解決手段】主軸３等のワーク支持手段と、刃物台等
の加工手段２０と、これらを制御する制御装置２１と、
ローダ２とを備える工作機械において、空運転手段２６
および判断手段２５を設ける。判断手段２５は、素材ワ
ークＷの供給位置Ｐにおける素材無しや、製品ワークＷ
の排出位置Ｑにおける満載により、ワークの搬入，搬出
が行えず、加工できない状態になったことを判断する。
空運転手段２６は、この加工できない状態の場合に、主
軸３および加工手段２０に、本加工に近い動作を非切削
で行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ローダ等のワー
ク供給手段を備え、自動運転される工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】ローダを備えた工作機械において、素材
無し状態となったり、製品満載状態となって機械が待機
状態となることがある。すなわち、多数のワークを連続
して順次加工する場合に、ローダの受取位置への前工程
からの素材ワークの供給が遅れて、ローダによるワーク
の搬入ができなくなることがある。また、後工程がつか
えて、ローダのワーク搬出位置が加工済みの製品ワーク
で満載状態となって、搬出できなくなることがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような場合に、機
械が停止するため、熱変位が連続加工時の変位量と異な
るようになり、熱変位補正が適正に行えず、次のワーク
の加工精度に悪影響を与えることがある。

【０００４】この発明の目的は、ワークの搬入，搬出不
能状態になっても、加工再開時における加工精度が維持
できる工作機械を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の工作機械は、
ワーク（Ｗ）を支持するワーク支持手段（３）と、ワー
ク（Ｗ）に対して加工を行う加工手段（２０）と、ワー
ク支持手段（３）および加工手段（２０）を制御する制
御手段（２１）と、ワーク支持手段（２０）にワーク
（Ｗ）を供給するワーク供給手段（２）とを備える。前
記制御手段（２１）は、ワーク供給手段（２）によるワ
ーク支持手段（３）に対するワーク（Ｗ）の搬入または
搬出ができない状態になったときに、ワーク支持手段
（３）および加工手段（２０）に空運転をさせる機能を
有する。この構成によると、ワーク供給手段（２）によ
り素材となるワーク（Ｗ）をワーク支持手段（３）に搬
入し、この搬入されたワーク（Ｗ）の加工手段（２０）
による加工が完了すると、その加工済みワークである製
品ワーク（Ｗ）をワーク供給手段（２）で排出する。こ
の加工および搬入，搬出の繰り返し過程で、ワーク供給
手段（２）によるワーク支持手段（３）に対するワーク
（Ｗ）の搬入または搬出ができない状態になると、制御
手段（２１）の制御により、ワーク支持手段（３）およ
び加工手段（２０）は空運転を行う。このように空運転
が行われることにより、加工中に限りなく近い機械の熱
変位が維持される。そのため、搬入，搬出が可能となっ
て加工が再開されたときに、次のワーク（Ｗ）が精度良
く加工できる。

【０００６】この発明において、前記制御手段（２１）
は、前記空運転として、ワーク支持手段（３）および加
工手段（２０）に、実加工に近い動作をさせるものとし
ても良い。これにより、機械の熱変位の状態を、できる
だけ加工時と変わらない程度に保つことができ、加工再
開時の加工精度を一層高めることができる。

【０００７】また、この発明において、ワーク（Ｗ）の
搬入ができない状態および搬出ができない状態を判別す
る判別手段（２５）を設け、前記制御手段（２１）によ
る空運転は、この判別手段（２５）によりワーク搬入ま
たは搬出ができない状態が所定時間続いたことが判別さ
れたときに機能するものとしても良い。これにより、ワ
ーク搬入または搬出の不能状態が僅かに生じただけで空
運転が開始されることが避けられ、無駄な動きが防げ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。この実施形態は、タレット式の旋盤に適用
したものである。この工作機械は、工作機械本体１と、
ワーク供給手段であるローダ２と、工作機械本体１およ
びローダ２を各々制御する制御手段である本体制御手段
２１およびローダ制御装置２２を備える。工作機械本体
１は、ワーク支持手段である主軸３と、刃物台であるタ
レット５を備えた加工手段２０とで構成される。加工手
段２０は、タレット５の他に、刃物台の駆動系と、クー
ラント（切削油）の供給等を行う加工補助装置３１等を
備える。主軸３は、ワークＷを把持する主軸チャックを
有しており、主軸台４に設置されて主軸モータ（図示せ
ず）により駆動される。

【０００９】タレット５は、タレットキャリッジ６に、
タレットバー５ａ（図２）を介して割り出し回転および
前後（Ｚ軸方向）の移動が可能に搭載されており、外周
面の各部に取付けられた任意の工具１５を回転割り出し
可能である。タレットキャリッジ６は、ベッド１６に設
けられたレール１９に沿って左右（Ｘ軸方向）に移動可
能であり、サーボモータおよび送りねじからなる第１の
送り機構１７で進退可能とされている。タレット５の前
後の送りは、タレットキャリッジ６に搭載されたサーボ
モータおよび送りねじからなる第２の送り機構１８で進
退可能とされ、これら第１，第２の送り機構１７，１８
により、工具１５の切込みおよび送りが行われる。

【００１０】ローダ２は、工作機械本体１の上方に架設
したレール７に走行台８を設置し、走行台８に前後移動
台９を介して昇降ロッド１０を設置したものである。昇
降ロッド１０の下端にはローダヘッド１１が設けてあ
る。ローダヘッド１１は、２個のローダチャック１２
を、主軸３に対向する面と下面とに各々有し、両ローダ
チャック１２の位置は、旋回機構等（図示せず）で互い
に入れ替え可能である。ローダ２の走行台８の走行範囲
において、ワーク供給台１３とワーク排出台１４とが工
作機械本体１の両側に配置されている。ワーク供給台１
３およびワーク排出台１４は各々コンベヤ装置等からな
る。ワーク排出台１４は、次工程の工作機械（図示せ
ず）へのワーク供給台となる。

【００１１】制御系を説明する。本体制御装置２１は、
コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコ
ントローラ等からなる。ローダ制御装置２２は、所定の
プログラム（図示せず）に従ってローダ２を制御する手
段であり、これら本体制御装置２１とローダ制御装置２
２とは、互いに動作確認等の信号を授受して制御を行
う。本体制御装置２１は、加工プログラム２３を演算制
御部２４で解読し、各軸の送り機構１７，１８（図２）
や主軸モータの駆動制御を行うと共に、タレット５の回
転割出しや、加工補助装置３１のクーラント供給等の制
御を行う手段である。演算制御部２４の軸送り制御部に
は、所定の軸（例えば、切り込み方向の軸（Ｘ軸））に
ついての原点オフセット手段２７が設けてある。また、
演算制御部２４は、各軸の送りを熱変位に応じて適宜の
方法で補正する熱変位補正手段（図示せず）を有してい
る。このような本体制御装置２１において、判別手段２
５および空運転手段２６が設けてある。

【００１２】判別手段２５は、ローダ２によるワークＷ
の搬入ができない状態および搬出ができない状態を判別
する手段である。判別手段２６による判別は、ワーク供
給台１３上の供給位置ＰのワークＷの有無を検出する素
材無し検出手段２９と、ワーク排出台１４上の排出位置
Ｑ上のワークＷの有無を検出する製品有無検出手段３０
の検出信号に基づいて行うものとしてある。これら素材
無し検出手段２９および製品有無検出手段３０は、例え
ば光電スイッチ等のセンサ類からなる。空運転手段２６
は、仮加工プログラム２８に従って所定の条件で工作機
械本体１に空運転をさせる手段である。空運転手段２６
は、演算制御部２４に仮加工プログラム２８を実行させ
るものとしてある。仮加工プログラム２８は、空運転と
して、ワーク支持手段である主軸３および加工手段２０
に実加工に近い動作をさせるものである。仮加工プログ
ラム２８は、加工プログラム２３に代えて実行されるも
のであっても、また加工プログラム２３を、所定の処理
を加えて実行させるものであっても良い。空運転手段２
６は、空運転を行う前記所定の条件として、判別手段２
５によりワークＷの搬入または搬出ができない状態が所
定時間続いたことが判別されたときに行うものとしてあ
る。判別手段２５および空運転手段２６の処理は、後に
図４の流れ図と共に説明する。なお、本体制御装置２１
には、上記各手段の他に、所定時間、仮加工プログラム
２８の実行が続き、復旧しなかった時に、機械サイクル
を停止させる手段（図示せず）が設けてある。これによ
り、エネルギの無駄が省かれる。

【００１３】上記構成の動作を説明する。ワーク供給台
１３の供給位置Ｐの素材ワークＷは、ローダ２の下向き
のローダチャック１２で把持される。ローダ２は、把持
した素材ワークＷを持って、主軸３の前に移動し、主軸
３に把持されている加工済みの製品ワークＷを、主軸３
と対向するローダチャック１２で受け取る（図３）。こ
の受け取り後、２つのローダチャック１２，１２の位置
を入れ替え、素材ワークＷを主軸３に搬入する。この搬
入後、ローダ２は、前記の受け取った製品ワークＷをワ
ーク排出台１４の排出位置Ｑに排出する。この排出後、
ローダ２は、ワーク供給台１３の供給位置Ｐに送られた
次の素材ワークＷを把持し、前記の動作を繰り返す。な
お、ローダ２は、素材ワークＷを把持した状態で、所定
の位置で、主軸３のワークＷの加工の完了を待ち、主軸
３へ移動する。ワーク供給台１３は、供給位置Ｐの素材
ワークＷが無くなると、次の素材ワークＷを供給位置Ｐ
に移動させる。ワーク排出台１４は、排出位置Ｑに排出
された製品ワークＷを後工程へ搬出する。

【００１４】このようなワークＷの供給，加工，排出の
繰り返し過程で、次工程の遅れ等でワーク排出台１４の
排出位置Ｑに製品ワークＷが残っていて、ローダ２によ
る主軸３の製品ワークＷの搬出ができないことがある。
ローダ２は、前記の繰り返し動作を行うため、満載で製
品ワークＷを搬出できない場合は、下向きのローダチャ
ック１２に素材ワークＷを持った状態で待機することに
なる。主軸３は、製品ワークＷを保持した状態で待機す
る。また、前工程の遅れで、ワーク供給台１３の供給位
置Ｐに素材ワークＷがなく、ローダ２で素材ワークＷを
主軸３に供給できない場合がある。このような場合、ロ
ーダ２は、所定の位置で待機することになるが、工作機
械本体１は、図４に流れ図で示すように、所定の条件で
空運転が行われる。

【００１５】まず、製品が満載であるか否か（図４のス
テップＳ１）、つまりワーク排出台１４の排出位置Ｑに
製品ワークＷが残っているか否かが判断され、満載でな
ければ、素材無しであるか否か（Ｓ２）、つまりワーク
供給台１３の供給位置Ｐに素材ワークＷがあるか否かが
判断される。素材有りである場合は、本加工のプログラ
ムである加工プログラム２３が実行される（Ｓ６）。１
個のワークＷの加工が終了し、所定のリセット指令が行
われると、次のワークＷの加工のために、再度ステップ
Ｓ１の判断に戻る。リセット指令がない場合は、加工を
終了する。

【００１６】製品満載の判断ステップ（Ｓ１）および素
材無しの判断ステップ（Ｓ２）で、製品満載または素材
無しのいずれかに該当する場合は、最初（リセットされ
た場合は、リセット後の最初）に製品満載または素材無
しとなったときから所定時間が経過したか否かが判断さ
れ（Ｓ３）、所定時間が経過していないときは、製品満
載の判断ステップ（Ｓ１）の前に戻り、再度製品満載お
よび素材無しの判断ステップ（Ｓ１，Ｓ２）を繰り返
す。この繰り返し過程で、製品満載および素材無しのい
ずれにも該当しなくなったときは、前記と同様に本加工
プログラムが実行される（Ｓ６）。製品満載および素材
無しの状態が所定時間続くと、その時間経過の判断ステ
ップ（Ｓ３）の後、仮加工プログラムが実行され（Ｓ
４）、空運転される。

【００１７】仮加工プログラム２８（図１）は、工作機
械本体１の各軸を動かし、クーラント等も制御し、本加
工に近い動きをさせる非切削動作プログラムのことであ
る。本加工に近い動きとは、例えば、本加工で行う工作
機械本体１の略全ての動作を行い、かつその所定の軸移
動に対して、本加工よりも少ない所定の割合の動作を行
うか、または所定の軸移動に対して原点オフセットを行
うことにより、ワークＷに工具１５が干渉しない範囲の
移動に止める動きのことである。この原点オフセット
は、例えば、図２に示すように本加工で設定されている
原点位置Ｏが（Ｘ_O，Ｚ₀）である場合、この原点位置
ＯよりもワークＷから遠い位置となる仮原点位置Ｏ1
（Ｘ₁，Ｚ₁）にオフセットする。この原点オフセット
は、図１の原点オフセット手段２７で行われる。このよ
うに原点オフセットを利用することにより、本加工の加
工プログラム２３を利用して、本加工に近い非切削運転
の動きを簡単な処理で行わせることができる。

【００１８】この工作機械は、このようにローダ２によ
る主軸３に対するワークＷの搬入または搬出ができない
状態になったときに、空運転をさせるようにしたため、
ワークＷの搬入，搬出不能状態になっても、加工時の熱
変位を維持し、加工再開時における加工精度を維持する
ことができる。なお、前記実施形態は工作機械本体１が
旋盤である場合につき説明したが、この発明は、マシニ
ングセンタ等、工作機械一般に適用できる。また、ロー
ダ２も、前記実施形態のようなガントリ式のものに限ら
ず、各種形式のローダ２を用いたものに適用できる。

【００１９】

【発明の効果】この発明の工作機械は、ワーク供給手段
によるワーク支持手段に対するワークの搬入または搬出
ができない状態になったときに、空運転をさせるように
したため、ワークの搬入，搬出不能状態になっても、加
工再開時における加工精度を維持することができる。前
記空運転として、ワーク支持手段および加工手段に実加
工に近い動作をさせるようにした場合は、熱変位を加工
時と変わらない状態に保つことができて、加工再開時の
加工精度をより一層向上させることができる。空運転
を、ワークの搬入，搬出の不能状態が所定時間続いたこ
とが判別されたときに行うようにした場合は、無駄な空
運転が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械の概念
構成を示すブロック図である。

【図２】同工作機械の工作機械本体を示す平面図であ
る。

【図３】その主軸とローダとのワーク受渡し状態を示す
側面図である。

【図４】製品満載，素材無しの判断から仮加工プログラ
ムを実行する処理の流れ図である。

【符号の説明】

１…工作機械本体２６…空運転手段２…ローダ（ワーク供給手段）２８…仮加工プロ
グラム３…主軸（ワーク支持手段）２９…素材無し検
出手段１２…ローダチャック３０…製品有無
検出手段１３…ワーク供給台Ｏ…原点位置１４…ワーク排出台Ｏ１…オフセッ
ト後の原点位置１５…工具Ｐ…供給位置２０…加工手段Ｑ…排出位置２１…本体制御装置（制御手段）Ｗ…ワーク２５…判別手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを支持するワーク支持手段と、ワ
ークに対して加工を行う加工手段と、前記ワーク支持手
段および加工手段を制御する制御手段と、前記ワーク支
持手段にワークを供給するワーク供給手段とを備え、前
記ワーク供給手段によるワーク支持手段に対するワーク
の搬入または搬出ができない状態になったときに、前記
制御手段は、前記ワーク支持手段および加工手段に空運
転をさせる工作機械。
【請求項２】前記制御手段は、前記空運転として、ワ
ーク支持手段および加工手段に実加工に近い動作をさせ
るものとした請求項１記載の工作機械。
【請求項３】前記ワークの搬入ができない状態および
搬出ができない状態を判別する判別手段を設け、前記制
御手段による空運転は、この判別手段により前記のワー
クの搬入または搬出ができない状態が所定時間続いたこ
とが判別されたときに行う請求項１または請求項２記載
の工作機械。