WO2002091089A1

WO2002091089A1 - Tour automatique, procede et dispositif de controle associes

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Publication number: WO2002091089A1
Application number: PCT/JP2001/003748
Authority: WO
Inventors: Tadashi Fujinawa
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-14
Also published as: CN1488087A; CN1287242C; EP1383017A4; EP1383017A1; KR20030094239A; DE60130374D1; KR100809106B1; JPWO2002091089A1; EP1383017B1; US6815917B2; JP4987214B2; DE60130374T2; US20040100218A1

Description

明細書

自動旋盤及びその制御方法及びその制御装置

技術分野

本発明は、自動旋盤及びその制御方法に関する。背景技術

自動旋削加工を実施可能な旋削機械（本明細書で自動旋盤と総称する）は、主軸に把持した棒状又は盤状の被加工素材に対し、刃物台に取り付けた種々の工具を相対的に送り動作させて、様々な種類の旋削加工を順次かつ必要に応じて同時に自動的に実施できる。近年、被加工素材すなわち主軸と工具すなわち刃物台との相対的送り動作を、カム回転角度の関数として工具位置を連続的に指示する力ム基準データを用いた加工指令によつて制御する形式（いわゆる電子カム式）の自動旋盤が提案されている。

電子カム式の自動旋盤では、伝統的なカム式自動盤における機械的なカムの動作の代わりに、予め定めたカム曲線に従う電気的な動作指令を用いることにより、主軸と刃物台との相対的送り動作が自動制御される。したがって電子カム式自動旋盤は、従来のカム式自動盤と同様に、複数の刃物台に取り付けた工具がそれぞれに固有の力ム曲線に従って動作することにより、比較的単純な加工シーケンスを短時間で実行できる利点を有する。特に、電子カム方式によれば、製品形状に対応した多種類の機械式カムを用意する必要がなく、段取りに要する時間や労力を著しく削減できるので、従来のカム式自動盤に比べて多種類の製品を極めて高い生産性で製造することができる。また、電子カム式の自動旋盤では、主軸と刃物台とを相対動作させる制御軸を複数有する機械構成の場合にも、それぞれの制御軸毎のカム線図を共通の基準（すなわちカム回転角度）上で作成できるので、それら制御軸同士の同期指令をプログラムすることが容易になる利点もある。さらに、複数の制御軸の動作を個別に自由に制御できるので、例えば複数の工具を用いて異なる加工工程を連続的に実施する場合に、それら工具を時間的にォーパラップさせて動作させることが容易になり、それにより、被加工素材の全加工工程（すなわち 1加工サイクル) に要する時間を著しく短縮することができる。

上記した電子カム式の自動旋盤では、カム線図の作成基準となるカム回転角度を、主軸の回転数によって規定することができる。つまり、主軸の予め定めた回転数をカムの 1回転（ 3 6 0度）に相当するものと定義して、工具位置を主軸回転数に対応して連続的に指示することにより、各制御軸の動作を制御するのである。このような構成によれば、自動旋盤の機械的動作要素である主軸の回転数を共通の基準として、複数の制御軸の動作を個別に制御することがでぎる。

しかしこの構成では、主軸が回転していない間は、制御軸の動作を制御することができない。したがって、主軸回転数基準の電子力ム式制御を行う自動旋盤では、例えば従来の多機能型の数値制御（ N C ) 旋盤で実施可能な主軸停止中の二次的工程（例えば回転工具による切削加工工程）を実施することは困難になる。また、例えば工具刃先の磨耗や工具の交換に伴い、指示すべき工具位置の捕正すなわち工具オフセットを指令しようとする場合には、工具位置を所要オフセット量だけ変位させた形でカム線図を作.成することになる。この場合、カム 1回転に相当する主軸回転数は変更されないので、被加工素材に対する工具の切削送り速度が変動し、結果として加工面の表面粗さが変化してしまう懸念がある。

これに対し、従来の N C旋盤では、主軸と刃物台との相対的送り動作の制御が、要求される制御軸における送り速度の指定の下で、工具をその指定位置まで経過時間に対応して連続的に移動させるものであるから、工具の切削送り速度を変動させずに工具オフセットを指令することができる。その反面、加工プログラムの組み方及び入力データの数値選定によって、 1加エサイクルに要する時間が容易に変動するので、例えば多軸多系統の N C旋盤において、複数の制御軸同士の同期指令や系統間の重畳指令を効率良くプログラムするには作業者の熟練が必要となる。

しかも、従来の N C旋盤では、複数の工具を用いて異なる加工ェ程を連続的に実施する場合に、通常、 1つの工具による加工工程が終了した後に、その工具が待機位置に到達するまでは、他の工具による加工工程を実施することが機械構成上及び制御上困難であるから、 1加工サイクルに要する時間が工具のアイドル時間を必然的に含むことになる。この点で、前述したように電子カム式の自動旋盤は、工具のアイドル時間を容易に排除できるので、一般的な N C旋盤に比べて 1加工サイクルに要する時間を効果的に短縮できるので ¾>る。発明の開示

本発明の目的は、一般的な N C旋盤に比べて 1加工サイクルに要する時間を効果的に短縮でき、しかも主軸停止中の二次的工程を実施可能な多機能性を有する自動旋盤及びその制御方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、複数の制御軸同士の同期指令を容易にプログラムできるとともに、工具の切削送り速度を変動させずに工具ォフセットを指令できる自動旋盤及びその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明はその 1つの態様において、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台を有する自動旋盤の制御方法であって、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示する力ム基準データと、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、 2種類の移動位置データのうちいずれかの形態で用意し、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を処理して、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する、制御方法を提供する。

好適な実施形態では、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台が、複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、移動位置データを用意する段階は、複数の制御軸の各々に対し、複数の移動位置データの各々をカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意することを含む制御方法が提供される。

また、好適な実施形態では、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、移動位置データを処理する段階は、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、指定した時系列的配置に従って処理することを含む制御方法が提供される。

また、好適な実施形態では、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を変位線図に表示する段階をさらに具備する制御方法が提供される。

この構成では、変位線図上で一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、移動位置データを処理する段階は、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、変位線図上で指定した時系列的配置に従って処理することを含むことが有利である。

移動位置データを処理する段階は、カム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することを含むことができる。

この構成では、任意のパルス列を発生するパルス列発生源を用意する段階をさらに具備し、移動位置データを処理する段階は、パルス列発生源が発生したパルス列を用いてカム基準データを処理することを含むことが有利である。

この場合、パルス列発生源は、少なくとも 1つの主軸の回転に対応したパルス列を発生することができる。

本発明は、他の態様において、旋盤機台と、旋盤機台上に設置される少なくとも 1つの主軸と、旋盤機台上に設置される少なくとも 1つの刃物台と、旋盤機台上での少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台の動作を制御する制御装置とを具備し、制御装置は、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データと、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、 2種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる入力部と、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を処理し、それにより、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部とを備える、自動旋盤を提供する。

好適な実施形態では、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台は、旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、制御装置の入力部は、複数の制御軸の各々に対し、複数の移動位置データの各々をカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力できる自動旋盤が提供される。

また、好適な実施形態では、制御装置の入力部は、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、制御装置の処理部は、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部で指定された時系列的配置に従って処理する自動旋盤が提供される。

また、好適な実施形態では、制御装置は、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに備える自動旋盤が提供される。

この構成では、制御装置の入力部は、表示部に表示される変位線図上で、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、制御装置の処理部は、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図上で指定された時系列的配置に従つて処理することが有利である。

制御装置の処理部は、入力部で入力されたカム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。この構成では、任意のパルス列を発生するパルス列発生源をさらに具備し、制御装置の処理部は、パルス列発生源が発生したパルス列を用いてカム基準データを処理することが有利である。

この場合、パルス列発生源は、少なくとも 1 つの主軸の回転に対応したパルス列を発生することができる。

本発明は、さらに他の態様において、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台を備える自動旋盤で使用する制御装置であつて、少なくとも 1 つの主軸及び少なくとも 1 つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データと、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、 2 種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる入力部と、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を処理し、それにより、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部と、を具備する制御装置を提供する。

好適な実施形態では、入力部は、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、処理部は、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部で指定された時系列的配置に従って処理する制御装置が提供される。

また、好適な実施形態では、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに具備する制御装置が提供される。

この構成では、入力部は、表示部に表示される変位線図上で、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、処理部は、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図上で指定された時系列的配置に従って処理することが有利である。

また、処理部は、入力部で入力されたカム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。図面の簡単な説明

本発明の上記並びに他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関連した以下の好適な実施形態の説明により一層明らかになろう。同添付図面において、

図 1 は、本発明の実施形態による自動旋盤制御方法の手順を示すフローチャート、

図 2 Aは、図 1の制御方法で使用されるカム基準データの一例を表す変位線図、

図 2 Bは、図 1 の制御方法で使用される時間基準データの一例を表す変位線図、

図 3 Aは、図 2 Aのカム基準データに時間基準データの割込みを指定した後の状態を表す変位線図、

図 3 B及び図 3 Cは、図 2 Bの時間基準データの割込み指定後の状態を表す変位線図、

図 4は、図 1 の制御方法で使用されるカム基準データのカム回転量の規定方法を示すプロック図、

図 5 A及び図 5 Bは、図 1の制御方法における時系列的配置の設定手順を示す画面表示の図、図 6は、図 1の制御方法を実施可能な本発明の一実施形態による自動旋盤の構成を示す概略図、

図 7は、図 6の自動旋盤に設置される制御装置の構成を示すプロック図、

図 8は、図 6の自動旋盤に搭載される第 1刃物台の拡大正面図、図 9は、図 6の自動旋盤に搭載される第 2刃物台の拡大正面図、図 1 0は、図 6の自動旋盤で実施される加工シーケンスの一例を示す概略図、

図 1 1 は、図 1 0の加工シーケンスで使用される 2つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、

図 1 2は、図 1 0の加工シーケンスで使用される 1つの制御軸の時間基準データを表す変位線図、

図 1 3は、図 1 0の加工シーケンスで使用される他の 2つの制御軸の時間基準データを表す変位線図、

図 1 4は、図 1 0の加工シーケンスで使用される他の 1つの制御軸の時間基準データを表す変位線図、

図 1 5 Aは、図 1 1のカム基準データに時間基準データの割込みを指定した後の状態を表す変位線図、

図 1 5 Bは、図 1 2〜図 1 4の時間基準データの割込み指定後の状態を表す変位線図、

図 1 6 Aは、図 1 0の加工シーケンスの変形例において、図 1 1 のカム基準データに時間基準データの割込みを指定した後の状態を表す変位線図、及び

図 1 6 Bは、図 1 2の時間基準データの割込み指定後の状態を表す変位線図である。発明を実施するための最良の形態図面を参照すると、図 1 は、本発明の実施形態による自動旋盤制御方法の処理手順を示すフローチャート、図 2 A〜図 3 Cは、この制御方法で用いられる複数の移動位置データの一例を示す変位線図である。

本発明に係る自動旋盤制御方法は、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台を有する自動旋盤において、被加工素材から 1つの製品を切削加工するための一連の加工プログラムで実行される主軸及び刃物台の相対的送り動作を制御するものである。図 1に示すように、まず、少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データ（すなわち移動軌跡データ）の各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データ（ステップ S 1 ) と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データ（ステップ S 2 ) との、 2種類の移動位置データのうちいずれかの形態で用意する次に、必要に応じて、ステップ 1及び 2でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの、一連の加工プログラムにおける時系列的配置を指定する（任意ステツプ S 3 ) 。そして、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を（時系列配置を指定した場合はその時系列的配置に従って）処理して（ステップ S 4 ) 、少なくとも 1つの主軸と少なくとも 1つの刃物台との、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する（ステップ S 5 ) 。

ここで、自動旋盤の少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台が、旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作できる構成を有する場合、移動位置データを用意する段階（ステップ S 1及び S 2 ) は、それら複数の制御軸の各々に対し、複数の移動位置データの各々をカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意することを含む。

上記したステップ S 1では、一連の加ェプログラムによって実施される複数の工程のうち、カム回転量（例えばカム回転角度）を規定するための動作量を自動旋盤の任意の機械的動作要素から得ることができる工程や、工具刃先の磨耗や工具の交換に伴う工具オフセットを指令しない工程について、要求される移動位置データをカム基準データの形態で用意することが有利である。またステップ S 2 では、そのような動作量を自動旋盤の機械的動作要素から得ることができない工程や、工具オフセットを指令する工程について、要求される移動位置データを時間基準データの形態で用意することが有利である。

この場合、カム基準データは、自動旋盤の任意の機械的動作要素から得られた所定の動作量を、カム 1回転に相当するものと定義して、主軸又は刃物台の移動位置を動作量に対応して連続的に指示するものとなる。そして、複数の工程のうち、動作量を得るための機械的動作要素が停止している工程や、工具オフセットを指令している工程においては、カム基準データの代わりに時間基準データを用いて、主軸又は刃物台の移動位置を経過時間に対応して連続的に指示することになる。

ステップ S 3では、一連の加工プログラムによる複数の工程を最適な順序で実施できるように、それぞれの工程に対応する複数の移動位置データの時系列的配置を指定する。それにより、カム基準データに従って実施されるカム基準工程と、時間基準データに従って実施される時間基準工程とが、最適な順序で並べられる。したがつて、ステップ S 4及び S 5で、最適な順序で並べられたカム基準ェ程と時間基準工程とのそれぞれにおいて、その順序に従って、主軸と刃物台との相対的送り動作を制御することができる。

このような構成によれば、カム基準データに従って実施されるェ程では、いわゆる電子カム式の制御が行われるので、自動旋盤における複数の制御軸の動作を個別に自由に制御でき、したがって、ェ具のアイドル時間を容易に排除して、一般的な N C旋盤に比べて 1 加エサイクルに要する時間を効果的に短縮できる、という格別の効果が奏される。また、カム基準データに従って実施される工程では、複数の制御軸毎の変位線図（カム線図）を共通の基準（すなわちカム回転量）上で作成できるので、それら制御軸同士の同期指令をプログラムすることが容易になる利点もある。しかも上記構成によれば、例えば工具オフセットを指令する加工工程等の、電子カム式制御に一般に適さない工程を、時間基準データを用いることによつて確実に実施することができる。

本発明に係る上記した制御フローでは、移動位置データを用意するステップ S 1及び S 2に関連して、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、移動位置の軌跡（例えば工具経路）を表す変位線図に表示するステツプを追加して設定することができる。この場合、一連の加工プ口グラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を痏定するステップ S 3は、表示した変位線図上で時系列的配置を指定できるようにすることが有利である。

図 2 Aは、カム基準データの形態で用意した移動位置データの一例を表示する変位線図（カム線図）である。また図 2 Bは、時間基準データの形態で用意した移動位置データの一例を表示する変位線図である。この例では、一連の加工プログラムの大部分が、カム 1 回転（Q 0〜Q E ) に渡るカム基準データに基づいて実行され、特定のプログラムのみが所定時間（T 0〜T 1 ) に渡る時間基準データに基づいて実行される。

そこで、ステップ S 3では、これら 2つの移動位置データの時系列的配置を、いずれか一方の変位線図上で指定することができる。図示の例では、図 2 Αのカム基準データを表示する変位線図上で、図 2 Bの変位線図に表示する時間基準データを割り込ませる場所を指定する。図 3 Aは、そのようにして時間基準データの割込みを指定した後のカム基準データの変位線図の一例を示す。この例では、カム回転量（例えばカム回転角度）が Q 1 の場所に、時間基準データの割込みが指定されており、それにより変位線図が（Q l、 P I ) の点で分離されている。

したがつてこの加工シーケンス例では、最初にカム基準データに従って、カム回転量が Q 0から Q 1に至るまで、カム基準工程として主軸と刃物台との相対的送り動作が制御され、力ム回転量が Q 1 に達した時点でカム基準工程が一端停止する。次に、時間基準データに従って、 T 0から T 1 までの時間に渡り、時間基準工程として主軸と刃物台との相対的送り動作が制御され、 T 1で時間基準工程が完了した後、再びカム回転量 Q 1から、カム基準データに従ってカム基準工程が実施される。このようにして、 1加工サイクルが完了する。

なお、上記加工シーケンス例で、カム基準データに基づいて動作制御される制御軸と、時間基準データに基づいて動作制御される制御軸とが、互いに異なるものである場合は、図 3 Bに示すように、時間基準データを表示する変位線図は、カム基準データの変位線図上での割込み場所における移動位置 P 1 とは無関係に配置できる。これに対し、カム基準データへの時間基準データの割込みが同一の制御軸に関して行われる場合は、図 3 Cに示すように、時間基準データを表示する変位線図は、カム基準データの変位線図上での割込み場所における移動位置 P 1 に連続するように配置される。

上記したステップ S 4では、カム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。この場合、任意のパルス列を発生するパルス列発生源を予め用意して、このパルス列発生源が発生したパルス列を用いてカム基準データを処理することが有利である。この構成によれば、自動旋盤の任意の機械的動作要素をパルス列発生源として、カム回転量を規定するための動作量をパルス列の形態で取得できるので、処理が容易になる。

パルス列発生源は、自動旋盤の少なくとも 1つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する構成とすることができる。この場合、図 4に示すように、自動旋盤に設置される制御装置 Cが、主軸モータ M 1 に設けたエンコーダ Eから出力されるパルス列を、フィードパックデータとして主軸回転制御に使用する一方で、上記した電子力ム制御におけるカム基準データの処理にも使用するように構成すればよい。この構成では、制御装置 Cは、カム基準データで指示される移動位置を、エンコーダ Eから取得したパルス列を用いて演算処理し、それに基づき移動指令を発して制御軸モータ M 2 の動作を制御する。

このような構成によれば、自動旋盤の主要な動作要素である生軸の回転を効果的に利用して、電子カム制御により主軸と刃物台との相対的送り動作を制御することができる。しかも本発明では、一連の加工プログラムにおいて、前述したようにカム基準データに基づく工程と時間基準データに基づく工程とを適宜組合せて実施できるので、主軸停止中であっても、例えば回転工具による切削加工等の二次的工程を、時間基準データに基づき確実に実施することができる。

上記した加工シーケンス例に沿って説明したように、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置の指定を変位線図上で行う際には、例えば自動旋盤の制御装置に関連して装備された表示画面に所要の変位線図を表示させることが有利である

。この場合、図 5 Aに示すように、カム基準データの変位曲線を表示する画面上で、時間基準データを割り込ませる場所を、矢印等の画面表示により指示することができる。或いは割込み場所を、カム回転角度、パルス数、工程番号（例えば工具番号）等の数値データの入力によって指示することもできる。また、図 5 Bに示すように、時間基準データの変位曲線を表示する画面上で、カム基準データを割り込ませる場所を、矢印等の画面表示により指示する'ことができる。或いは割込み場所を、時間、工程番号（例えば工具番号）等の数値データの入力によって指示することもできる。

なお、上記した変位線図の作成作業は、自動旋盤に予め設置される制御装置で行うこともできるし、或いは外部のコンピュータで行うこともできる。また、時間基準データとしては、一例として数値制御プログラムを記述する数値データを使用できるが、これに限定されない。

次に、本発明に係る自動旋盤制御方法を遂行可能な、本発明の一実施形態による自動旋盤 1 0 (図 6参照）及び自動旋盤 1 0に組み込まれる制御装置 1 2 (図 7参照）の構成を説明する。自動旋盤 1 0は、共通の旋盤機台 1 4上に 2個の主軸 1 6、 1 8及び 2個の刃物台 2 0、 2 2を集約的に搭載し、バイト、ドリル等の旋削工具 2 4やフライス等の回転工具 2 6を含む種々の工具により、同一被加ェ素材に対す.る異種（例えば外径削りと中ぐり）同時加工や、異なる被加工素材に対する同時加工を実施できるようにした多機能構造を有するものである。

図 6に示すように、自動旋盤 1 0は、旋盤機台 1 4 と、旋盤機台 1 4上に設置され、回転軸線 1 6 aを有する第 1主軸 1 6 と、旋盤機台 1 4上に設置され、複数の工具 2 4、 2 6を並列に保持できる第 1刃物台 2 0 と、旋盤機台 1 4上に設置され、複数の工具 2 4、 2 6を周方向に分配して保持できる第 2刃物台 2 2 と、旋盤機台 1 4上に設置され、第 1主軸 1 6の回転軸線 1 6 aに平行な回転軸線 1 8 aを有して第 1主軸 1 6に対向配置可能な第 2主軸 1 8 と、旋盤機台 1 4上での第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8並びに第 1及び第 2 刃物台 2 0、 2 2の動作を制御する制御装置 1 2 とを備える。

旋盤機台 1 4は、第 1主軸 1 6、第 2主軸 1 8、第 1刃物台 2 0 及び第 2刃物台 2 2をそれぞれに独立して、予め設定された直交座標系において移動可能に担持する。

第 1主軸 1 6は、旋盤外部から供給された棒状の被加工素材（以下、棒材と称する） Wを把持して回転する主要な（又は正面側の）主軸であり、図示しない軸受装置を介して第 1主軸台 2 8に回転自在に内蔵される。第 1主軸 1 6は、中空筒状の構造を有し、その前端領域に、後端側から送給された棒材 Wを強固に把持可能なチヤック（図示せず）が設置される。旋盤機台 1 4には、第 1主軸台 2 8 を、旋盤機台 1 4上の直交 3軸座標系において、第 1主軸 1 6の回転軸線 1 6 aに平行な第 1送り制御軸（ Z 1軸と称す δ ) に沿って直線移動させる第 1主軸駆動機構 3 0 (図 7 ) が設置される。

第 1主軸駆動機構 3 0は、 Z 1軸駆動源（例えば A Cサーボモータ） 3 2 と、図示しない Z 1軸案內部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。したがつて第 1主軸 1 6は、第 1主軸駆動機構 3 0の作動により、それ自体の回転軸線 1 6 aに平行な第 1送り制御軸（ Z 1軸）に沿って、第 1主軸台 2 8 と共に直線往復動作できる。

第 1主軸台 2 8にはさらに、第 1主軸 1 6を回転駆動する回転駆動源 3 4 (図 7 ) として、例えばビルトイン型 A Cサーポモータが内蔵される。また第 1主軸 1 6は、回転角度制御軸（C 1軸と称する）を有することができ、回転駆動源 3 4を制御して得られる C 1 軸の位置決め割出動作により、チャックに把持した棒材 Wの端面や外周面の所望位置に、所望の刃物台 2 0、 2 2に装備した回転工具 2 6を用いて多様な二次的加工を施すことが可能になる。

旋盤機台 1 4には、第 1主軸台 2 8から軸線方向前方に離隔した所定位置に、第 1主軸 1 6に把持された棒材 Wを、その先端の被加ェ部位の近傍で支持する補助支持装置としてのガイドブッシュ 3 6 が設置される。ガイドブッシュ 3 6は、第 1主軸 1 6に対し同軸状に配置され、旋削加工中に棒材 Wをその被加工部位に振れが生じないように芯出し支持する。

第 1刃物台 2 0は、旋盤機台 1 4上で、第 1主軸 1 6の軸線方向前方に位置するガイドブッシュ 3 6の側方に退避して配置される。旋盤機台 1 4には、第 1刃物台 2 0を、旋盤機台 1 4上の直交 3軸座標系において、第 1主軸 1 6の回転軸線 1 6 a (すなわち第 1送り制御軸（Z 1軸））に直交する第 2送り制御軸（X I軸と称する ) に沿って直線移動させる第 1刃物台駆動機構 3 8 (図 7 ) が設置される。図 8に示すように、第 1刃物台駆動機構 3 8はさらに、第 1刃物台 2 0を、第 1送り制御軸（ Z 1軸）及び第 2送り制御軸（ X I軸）の双方に直交する第 3送り制御軸（Y 1軸と称する）に沿つて直線移動させることができる。

第 1刃物台駆動機構 3 8は、 X I軸駆動源（例えば A Cサーポモータ） 4 0 と、図示しない X 1軸案内部材（例えばスライドガイド ) 及び送りねじ装置（例えばポールねじ）と、 Y 1軸駆動源（例えば A Cサーボモータ） 4 2 (図 8 ) と、図示しない Y 1軸案内部材 (例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばポールねじ）とから構成される。したがって第 1刃物台 2 0は、第 1刃物台駆動機構 3 8の作動により、第 2送り制御軸（X 1軸）及び第 3送り制御軸（Y 1軸）に沿って直線往復動作できる。

第 1刃物台 2 0は、複数の工具 2 4、 2 6を並列配置で保持できるいわゆるくし歯刃物台である。したがって、第 1刃物台 2 0は、その Y 1軸移動によって割出選択された所望の工具 2 4、 2 6の刃先を、後述する加工プログラムに従う第 1刃物台 2 0 自体の X I軸送り動作と前述した第 1主軸 1 6の Z 1軸送り動作との協働により、指定きれた工具経路に沿って移動させることができる。それにより、第 1主軸 1 6に把持された棒材 Wを、第 1刃物台 2 0上の所望の工具 2 4、 2 6を用いて所望形状に加工できる。

第 2刃物台 2 2は、図示実施形態では、旋盤機台 1 4上で、第 1 主軸 1 6の回転軸線 1 6 aに関して第 1刃物台 2 0の反対側に配置されている。旋盤機台 1 4には、第 2刃物台 2 2を、旋盤機台 1 4 上の直交 2軸座標系において、第 1主軸 1 6の回転軸線 1 6 a (すなわち第 1送り制御軸（Z 1軸） ) に直交する第 4送り制御軸（X 2軸と称する）と、第 1送り制御軸（ Z 1軸）に平行な第 5送り制御軸（ Z 2軸と称する）とのそれぞれに沿って直線移動させる第 2 刃物台駆動機構 4 4 (図 7 ) が設置される。

第 2刃物台駆動機構 4 4は、 X 2軸駆動源（例えば A Cサーボモータ） 4 6 と、図示しない X 2軸案内部材（例えばスライドガイド ) 及び送りねじ装置（例えばボールねじ）と、 Z 2軸駆動源（例えば A Cサーポモータ） 4 8 と、図示しない Z 2軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばポールねじ）とから構成される。したがって第 2刃物台 2 2は、第 2刃物台駆動機構 4 4 の作動により、第 4送り制御軸（X 2軸）及び第 5送り制御軸（Z 2軸）に沿って直線往復動作できる。

第 2刃物台 2 2は、複数の工具 2 4、 2 6を周方向に分配して保持できるいわゆるタレット刃物台であり、図 9に示すように、割出駆動源 5 0 (例えば A Cサーボモータ）の駆動により、 Z 2軸に平行な回転割出制御軸（T I軸と称する）を中心に割出回転する。したがって、第 2刃物台 2 2は、それ自体の T I軸回転で割出選択した所望の工具 2 4、 2 6の刃先を、後述する加工プログラムに従う第 2刃物台 2 2 自体の X 2軸送り動作と Z 2軸送り動作との協働により、指定された工具経路に沿って移動させることができる。それにより、第 1又は第 2主軸 1 6、 1 8に把持された棒材 Wを、第 2 刃物台 2 2上の所望の工具 2 4、 2 6を用いて所望形状に加工できる。

第 2主軸 1 8は、旋盤機台 1 4上で、第 1主軸 1 6の回転軸線 1 6 aに平行な回転軸線 1 8 aを有して、第 1主軸 1 6すなわちガイドブッシュ 3 6の軸線方向前方に同軸状に対向可能に配置される。第 2主軸 1 8は、第 1主軸 1 6から受け渡された一部加工済みの棒材を把持して回転する補助的な（又は背面側の）主軸であり、図示しない軸受装置を介して第 2主軸台 5 2に回転自在に内蔵される。第 2主軸 1 8は、中空筒状の構造を有し、その前端領域に、対向するガイドブッシュ 3 6から送出された棒材を強固に把持可能なチャック（図示せず）が設置される。

旋盤機台 1 4には、第 2主軸台 5 2を、旋盤機台 1 4上の直交 2 軸座標系において、第 1主軸 1 6の第 1送り制御軸（Z 1軸）に直交する第 6送り制御軸（X 3軸と称する）と、第 1送り制御軸（ Z 1軸）に平行な第 7送り制御軸（ Z 3軸と称する）とのそれぞれに沿って直線移動させる第 2主軸駆動機構 5 4 (図 7 ) が設置される第 2主軸駆動機構 5 4は、 X 3軸駆動源（例えば A Cサーボモータ） 5 6 と、図示しない X 3軸案內部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）と、 Z 3軸駆動源（例えば A Cサーポモータ） 5 8 と、図示しない Z 3軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばポールねじ）とから構成される。したがって第 2主軸 1 8は、第 2主軸駆動機構 5 4の作動により、第 6送り制御軸（X 3軸）と第 7送り制御軸（ Z 3軸）とのそれぞれに沿って、第 2主軸台 5 2 と共に直線往復動作できる。第 2主軸台 5 2にはさらに、第 2主軸 1 8を回転駆動する回転駆動源 6 0 (図 7 ) として、例えばビルトイン型 A Cサーボモータが内蔵される。また第 2主軸 1 8は、回転角度制御軸（C 2軸と称する）を有することができ、回転駆動源 6 0を制御して得られる C 2 軸の位置決め割出動作により、チャックに把持した棒材 W ' の端面や外周面の所望位置に、第 2刃物台 2 2に装備した回転工具 2 6を用いて多様な二次的加工を施すことが可能になる。

自動旋盤 1 0は、制御装置 1 2の制御下で、上記構成を有する 2 個の刃物台 2 0、 2 2上で選択した所望の工具 2 4、 2 6を使用して、正面側及び背面側の両主軸 1 6、 1 8に把持した棒材W、をそれぞれに自動加工できるように構成される。図 7は、そのような自動加工を遂行するための制御装置 1 2の構成を示す。

制御装置 1 2は、入力部 6 2、表示部 6 4、演算制御部 6 6及びサーポ制御部 6 8を備える。入力部 6 2は、図示しないキーボードやボインティングデパイスを有し、表示部 6 4に表示された様々な画面を参照しながら、オペレータが対話式の指示やデータ入力を行なえるようになつている。自動旋盤 1 0では、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8並びに第 1及び第 2刃物台 2 0、 2 2のそれぞれの動作を制御するために必要なデータ（工具の選択、製品の形状寸法、主軸回転数、工具の送り速度等）力入力部 6 2から入力される。表示部 6 4は、図示しない C R T (ブラウン管）や L C D (液晶デイスプレイ）等のディスプレイを有し、オペレータによる対話式入力を可能にすべく、後述するデータ入力画面や作成した加工プログラムを表示する。

演算制御部 6 6は、記憶部を構成する RAM (ランダムアクセスメモリ） 7 0及び R OM (リードオンリーメモリ） 7 2 と、処理部を構成する C P U (中央処理装置） 7 4 とを有する。入力部 6 2で入力された各種データは、 C P U 7 4の指示により RAM7 0又は R OM 7 2に格納される。また、 R OM 7 2には、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8並びに第 1及び第 2刃物台 2 0、 2 2を駆動するための制御プログラムが予め格納されている。 C P U 7 4は、 RAM 7 0又は: OM 7 2に記憶したデータに基づき、後述する手順によつて作成した加工プログラム及び; R OM 7 2に格納された制御プログラムに基づいて、サーポ制御部 6 8に制御指令を出力する。

サーポ制御部 6 8は、第 1主軸移動制御部 7 6、第 1主軸回転制御部 7 8、第 1刃物台移動制御部 8 0、第 2刃物台移動制御部 8 2 、第 2主軸移動制御部 8 4及び第 2主軸回転制御部 8 6を備える。第 1主軸移動制御部 7 6は、 C P U 7 4の指令に基づき、第 1主軸駆動機構 3 0の Z 1軸駆動源 3 2を作動して、第 1主軸台 2 8 と共に第 1主軸 1 6を Z 1軸移動させる。第 1主軸回転制御部 7 8は、 C P U 7 4の指令に基づき、回転駆動源 3 4を作動して、第 1主軸 1 6を第 1主軸台 2 8内で C 1軸回転させる。なお、旋削加工に際しての第 1主軸 1 6の高速回転は、回転数等のデータに基づき、図示しない別の制御回路を介して制御される。

第 1刃物台移動制御部 8 0は、 C P U-7 4の指令に基づき、第 1 刃物台駆動機構 3 8の X 1軸駆動源 4 0又は Y 1軸駆動源 4 2を作動して、第 1刃物台 2 0を X 1軸移動又は Y 1軸移動させる。第 2 刃物台移動制御部 8 2は、 C P U 7 4の指令に基づき、第 2刃物台駆動機構 4 4の X 2軸駆動源 4 6又は Z 2軸駆動源 4 8を作動して、第 2刃物台 2 2を X 2軸移動又は Z 2軸移動させる。

第 2主軸移動制御部 8 4は、 C P U 7 4の指令に基づき、第 2主軸駆動機構 5 4の X 3軸駆動源 5 6又は Z 3軸駆動源 5 8を作動して、第 2主軸 1 8を X 3軸移動又は Z 3軸移動させる。第 2主軸回転制御部 8 6は、 C P U 7 4の指令に基づき、回転駆動源 6 0を作動して、第 2主軸 1 8を第 2主軸台 5 2内で C 2軸回転させる。なお、旋削加工に際しての第 2主軸 1 8の高速回転は、回転数等のデータに基づき、図示しない別の制御回路を介して制御される。

なお、図 7のブロック図に示す制御装置 1 2の構成は、一般的な数値制御（N C ) 装置の構成に準ずるものである。しかし、本発明に係る制御装置は、このブロック図に限定されず、他の種々の構成を有することができる。

上記制御系を構成する制御装置 1 2は、本発明に係る自動旋盤制御方法を遂行して、自動旋盤 1 0に本来備わっている多機能性を遺憾無く発揮させるとともに、棒材、 W に対する一連の加工プログラムの実施時間を効果的に短縮するための、以下の特徴的構成を採用している。

すなわち、入力部 6 2は、自動旋盤 1 0の第 1及び第 2主軸 1 6 、 1 8並びに第 1及び第 2刃物台 2 0、 2 2に関して一連の加工プ口グラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データと、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、 2種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる。さらに入力部 6 2は、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力した複数の移動位置データの、一連の加工プログラムにおける時系列的配置を指定できる。

また、演算制御部 6 6の C P U 7 4は、入力部 6 2でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力した複数の移動位置データの各々を、入力部 6 2で時系列的配置を指定した場合はその時系列的配置に従って、処理することができる。そして C P U 7 4は、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8並びに第 1及び第 2刃物台 2 0 、 2 2の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する。

入力部 6 2では、一連の加工プログラムによって実施される複数の工程のうち、カム回転量（例えばカム回転角度）を規定するための動作量を自動旋盤 1 0の任意の機械的動作要素から得ることができる工程や、工具 2 4、 2 6の刃先の磨耗や工具 2 4、 2 6の交換に伴う工具オフセットを指令しない工程について、要求される移動位置データをカム基準データの形態で入力することが有利である。また、そのような動作量を自動旋盤 1 0の機械的動作要素から得ることができない工程や、工具オフセットを指令する工程については、要求される移動位置データを時間基準データの形態で入力することが有利である。

この場合、カム基準データは、自動旋盤 1 0の任意の機械的動作要素から得られた所定の動作量を、カム 1回転に相当するものと定義して、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8並びに第 1及び第 2刃物台 2 0、 2 2のいずれかの移動位置を動作量に対応して連続的に指示するものとなる。そして、複数の工程のうち、動作量を得るための機械的動作要素が停止している工程や、工具オフセットを指令している工程においては、カム基準データの代わりに時間基準データを用いて、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8並びに第 1及び第 2刃物台 2 0 、 2 2のいずれかの移動位置を経過時間に対応して連続的に指示することになる。

また、入力部 6 2では、自動旋盤 1 0の複数の制御軸（X I 、 Y 1、 Z l、 X 2、 Z 2、 X 3、 Z 3 ) の各々に対し、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定できるようになっている。それにより、カム基準データに従うカム基準工程と、時間基準データに従う時間基準工程とが、最適な順序で並ぺられる。そこで C P U 7 4は、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部で指定された時系列的配置に従って処理し、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8並びに第 1及び第 2刃物台 2 0、 2 2の相対的送り動作を制御する制御信号を生成して、サーボ制御部 6 8へ出力する。このようにして、一連の加工プログラムによる複数の工程が、カム基準工程と時間基準工程との最適な組合せで実施される。

制御装置 1 2の表示部 6 4は、入力部 6 2でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、移動位置の軌跡（例えば工具経路）を表す変位線図の形態で表示することができる。そして入力部 6 2は、図 5 A及び図 5 Bに関連して説明したように、表示部 6 4に表示されるいずれかの変位線図上で、カム基準データと時間基準データとの時系列的配置を指定することができる。，，

また、 C P U 7 4は、入力部 6 2で入力されたカム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。この場合、任意のパルス列を発生するパルス列発生源をさらに備え、 C P U 7 4が、このパルス列発生源によって発生されたパルス列を用いてカム基準データを処理するように構成することが有利である。

パルス列発生源は、自動旋盤 1 0の第 1主軸 1 6の回転に対応したパルス列を発生する構成とすることができる。この場合、図 4に関連して既述したように、制御装置 1 2の C P U 7 4が、第 1主軸 1 6の回転駆動源 3 4であるビルトィン型 A Cサーポモータに設けたエンコーダ (図示せず) から出力されるパルス列を、フィードパックデータとして主軸回転制御に使用する一方で、上記した電子力ム制御におけるカム基準データの処理にも使用するように構成すればよい。この構成では、 C P U 7 4は、カム基準データで指示される移動位置を、エンコーダから取得したパルス列を用いて演算処理し、それに基づきサーポ制御部 6 8に移動指令を発する。それにより、各制御軸駆動機構 3 0、 3 8、 4 4、 5 4の各軸駆動源 3 2、 4 0、 4 2、 4 6、 4 8、 5 6、 5 8の動作が、カム基準データに基づいて制御される。

以上の構成により、制御装置 1 2は、第 1主軸駆動機構 3 0、第 1刃物台駆動機構 3 8、第 2刃物台駆動機構 4 4及び第 2主軸駆動機構 5 4を互いに関連付けて制御して、棒材、に対する一連の加工プログラムを、カム基準工程と時間基準工程との最適な組合せで実施できる。

次に、上記した一連の加工プログラムで実現される加工シーケンスの一例を、図 1 0を参照して説明する。図 1 0の加工シーケンス例では、最初の加工工程として、第 1刃物台 2 0に装着した旋削ェ具（バイト） 2 4が、第 1主軸 1 6の Z 1軸送り動作と第 1刃物台 2 0の X 1軸送り動作との協働により、第 1主軸 1 6に把持した棒材 Wに外径削り加工を施している。また、外径削り加工の完了後、第 1主軸 1 6の回転を停止して、第 2刃物台 2 2に装着した回転ェ具 2 6が、第 2刃物台 2 2の X 2軸送り動作により、第 1主軸 1 6 に把持した棒材 Wに側面穴あけ加工を施している。

側面穴あけ加工の完了後、第 2主軸 1 8を回転停止状態で Z 3軸送り動作させて、そのチャックに棒材 Wの先端部分を把持させる。その状態で、第 1主軸 1 6 と第 2主軸 1 8 とを同期回転させる。そこで、第 1刃物台 2 0に装着した旋削工具（バイト） 2 4が、第 1 刃物台 2 0の X I軸送り動作により、両主軸 1 6、 1 8に把持した棒材 Wを突切って、半加工品としての棒材 W ' と未加工の棒材 Wとに分離する。このようにして、第 1主軸 1 6から第 2主軸 1 8への被加工素材の掴み替えが行われる。なお、側面穴あけ加工の完了後には、第 2刃物台 2 2を割出回転して、次の加工工程で使用される旋削工具（ドリル） 2 4を作業位置に位置決めしておく。また、突切り終了後には第 1刃物台 2 0を、かつ掴み替え終了後には第' 1主軸 1 6を、それぞれ初期位置へ復帰させる。

次に、第 2主軸 1 8を、それ自体の X 3軸送り動作と Z 3軸送り動作との協働により、第 2刃物台 2 2に装着した旋削工具（ドリノレ ) 2 4に対向する位置に移動させる。そこで、回転する第 2主軸 1 8に把持した棒材 W に対し、第 2刃物台 2 2に装着した旋削工具 ( ドリル） 2 4が、第 2刃物台 2 2の Z 2軸送り動作により、端面穴あけ加工を施している。

なお図 1 0では、第 1刃物台 2 0に装着した旋削工具（パイト） 2 4の工具経路が、矢印 T P 1で示されている。また、第 2刃物台 2 2に装着した回転工具 2 6の工具経路が、矢印 T P 2で示されている。また、第 2刃物台 2 2に装着した旋削工具（ドリル） 2 4の工具経路が、矢印 T P 3で示されている。

上記した加工シーケンス例で用いられる複数の移動位置データを、図 1 1〜図 1 5 Bに示す変位線図を参照して説明する。この加工シーケンス例では、カム基準データの形態で入力した移動位置データの演算処理に際し、第 1主軸 1 6の回転に対応したパルス列で計数されるパルス数によってカム回転量を規定する。したがって基本的に、第 1主軸 1 6が回転しない間は、時間基準データに基づくェ程が実施される。

図 1 1に示す 2つの変位線図は、第 1刃物台 2 0上の旋削工具（パイト） 2 4が、第 1主軸 1 6に把持した棒材 Wに外径削り加工を施してから、棒材 Wを突切って初期位置に復帰するまでの、第 1刃物台 2 0の X I軸送り動作を制御するためのカム基準データと、第 1主軸 1 6の Z 1軸送り動作を制御するためのカム基準データとを、別々のカム線図で表したものである。これらの変位線図において、パルス数が Q 0から Q Eに至る間は、カム 1回転に相当し、第 1 主軸 1 6は高速回転状態にある。

図 1 1 の 2つの変位線図によれば、パルス数が Q 0から Q 1に至る間、カム基準データに従って、第 1主軸 1 6 と第 1刃物台 2 0 とがそれぞれの制御軸（ Z 1軸及び X I軸）に沿って同期して送り動作される。それにより旋削工具（パイト） 2 4は、図 1 0に示すェ具経路 T P 1に沿って移動して、棒材 Wに外径削り加工を施す。また、パルス数が Q 1から Q 2に至る間、カム基準データに従って、第 1主軸 1 6を位置 P Zに保持したままで第 1刃物台 2 0が X I軸送り動作され、それにより旋削工具（パイト） 2 4が棒材 Wを突切り、次いで初期位置に復帰する。そして、パルス数が Q 2から Q E に至る間、カム基準データに従い、第 1主軸 1 6が Z 1軸送り動作されて初期位置に復帰する。

図 1 2に示す変位線図は、第 2刃物台 2 2上の回転工具 2 6力 S、停止中の第 1主軸 1 6に把持した棒材 Wに側面穴あけ加工を施す間の、第 2刃物台 2 2の X 2軸送り動作を制御するための時間基準データを表したものである。図 1 2の変位線図によれば、 T 0から T 1の時間に渡り、時間基準データに従って、第 2刃物台 2 2がその制御軸（X 2軸）に沿って送り動作される。それにより回転工具 2

6は、図 1 0に示す工具経路 T P 2に沿って移動して、棒材 Wに側面穴あけ加工を施す。

図 1 3に示す 2つの変位線図は、側面穴あけ加工の完了後に、第

2主軸 1 8が第 1主軸 1 6から棒材 W "を受け取り、次いで第 2刃物台 2 2上の旋削工具（ドリル） 2 4に対向する位置に移動するまでの、第 2主軸 1 8の Z 3軸送り動作を制御するための時間基準データと、第 2主軸 1 8の X 3軸送り動作を制御するための時間基準データとを、別々の変位線図で表したものである。

図 1 3の 2つの変位線図によれば、時間が T 0から T 1に至る間、時間基準データに従って、第 2主軸 1 8が回転停止状態で一方の制御軸（X 3軸）に沿って送り動作され、第 1主軸 1 6に軸線方向へ対向する位置に配置されるとともに、その位置に保持される。また、時間が T 1から T 2に至る間、時間基準データに従って、第 2 主軸 1 8が他方の制御軸（ Z 3軸）に沿って第 1主軸 1 6に接近する方向へ送り動作され、チャックに棒材 W 'を把持するとともに、その状態を維持する。そして、時間が T 2から T 3に至る間、時間基準データに従って、第 2主軸 1 8が X 3軸と Z 3軸とで同期して送り動作され、第 2刃物台 2 2上の旋削工具（ドリル） 2 4に対向する位置に移動する。

図 1 4に示す変位線図は、第 2刃物台 2 2上の旋削工具（ドリル ) 2 4が、高速回転する第 2主軸 1 8に把持した棒材 W 'に端面穴あけ加工を施す間の、第 2刃物台 2 2の Z 2軸送り動作を制御するための時間基準データを表したものである。図 1 4の変位線図によれば、 T 3から T 4の時間に渡り、時間基準データに従って、第 2 刃物台 2 2がその制御軸（ Z 2軸）に沿って送り動作される。それにより旋削工具（ドリル） 2 4は、図 1 0に示す工具経路 T P 3に沿って移動して、棒材 W に端面穴あけ加工を施す。

上記した加工シーケンス例で使用される各制御軸に関する変位線図は、制御装置 1 2の表示部 6 4で、表示画面に表示することができる。そこで例えば、図 1 1 に示す第 1主軸 1 6 ( Z 1軸）及び第 1刃物台 2 0 (X I軸）のカム基準データを表す 2つの変位線図を合成した複軸変位線図上で、図 1 2〜図 1 4に示す第 2主軸 1 8 ( X 3軸、 Z 3軸）及び第 2刃物台 2 2 (X 2軸、 Z 2軸）の複数の時間基準データを割り込ませる場所を指定することができる。割込み場所の指定は、図 5 Aに関連して既述したように、表示部 6 4の表示画面上で矢印等の画面表示やカム回転角度、パルス数、工程番号（例えば工具番号）等の数値データの入力によって行うことができる。

まず、図 1 1の各軸変位線図（カム基準データ）を合成した複軸変位線図上で、パルス数が Q 1の場所に、図 1 2及び図 1 3の各軸変位線図（時間基準データ）の割込みを指定する。図 1 5 Aは、割込み場所指定後の複軸変位線図（カム基準データ）を示すものであり、各軸変位線図がそれぞれパルス数 Q 1の場所で分離されている。そして、カム基準工程がパルス数 Q 1で停止している間に、図 1 2の変位線図（T 0〜T 1 ) と図 1 3の各軸変位線図（Τ 0〜Τ 2 ) とが挿入される。

さらに、図 1 1の各軸変位線図（カム基準データ）を合成した複軸変位線図上で、パルス数が Q E (= Q 0 ) の場所に、図 1 3及び図 1 4の各軸変位線図（時間基準データ）の割込みを指定する。そして、カム基準工程がパルス数 Q Εで停止している間に、図 1 3の各軸変位線図（Τ 2〜Τ 3 ) と図 1 4の変位線図（Τ 0〜Τ 4 ) とが挿入される。図 1 5 Bは、割込み場所指定後の各軸変位線図（時間基準データ）を合成した複軸変位線図を示すものであり、各軸変位線図が時間 T 2の場所で分離されている。

このようにしてカム基準データと時間基準データとの時系列的配置を指定した複軸変位線図に従えば、図 1 0に示す加工シーケンス例が、以下のように効率良く実施される。

まず、パルス数 Q 0〜Q 1 で、第 1刃物台 2 0上の旋削工具（パイト） 2 4による棒材 Wの外径切削加工が実施され、パルス数 Q 1 に達した時点で、第 1主軸 1 6及び第 1刃物台 2 0の送り動作が一時停止される。次いで、第 1主軸 1 6 の回転を停止している間に、時間 T O〜T 1で第 2刃物台 2 2上の回転工具 2 6による棒材 Wの側面穴あけ加工が実施されるとともに、第 2主軸 1 8の棒材掴み替え準備動作が遂行され、さらに時間 Τ 1〜Τ 2で第 2主軸 1 8が棒材 Wの先端部分を把持する。

続いて、パルス数 Q 1からパルス数 Q Εに至る間に、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8を高速回転させながら、第 1刃物台 2 0上の旋削工具（バイト） 2 4が棒材 Wを突切り、その後、第 1主軸 1 6及び第 1刃物台 2 0が初期位置へ復帰する。次に、時間 Τ 2〜Τ 3で第 2主軸 1 8を第 2刃物台 2 2上の旋削工具（ドリル） 2 4に対向配置した後、時間 Τ 3〜Τ 4で第 2刃物台 2 2上の旋削工具（ドリノレ ) 2 4が棒材 W 'に端面穴あけ加工を実施する。これにより、 1加ェサイクルが完了する。

なお、上記した加工シーケンス例で、第 1主軸 1 6から第 2主軸 1 8 への棒材 W の掴み替えが不要な場合は、図 1 6 Α及び図 1 6 Βに示す時系列的配置を有する各軸変位線図が得られる。

このように、本発明によれば、一連の加工プログラムにおいて、カム基準データに基づく工程と時間基準データに基づく工程とを適宜組合せて実施できる。上記加工シーケンス例で説明したように、一般的には、カム基準データに基づく制御は主軸回転を伴う旋削加ェ工程に適し、時間基準データに基づく制御は主軸回転を伴わない二次的工程に適する。また、主軸回転を伴う場合であっても、例えば第 1又は第 2主軸 1 6、 1 8の C軸回転や位相合せ作業は、時間基準データに基づく制御を行うことが有利である。

また、上記加工シーケンス例で説明したように、主軸回転を停止した状態で棒材掴み替え作業を実施することにより（但し突切り時には主軸は回転する）、以下の利点が得られる。すなわち、例えば第 1主軸 1 6の所定の C軸角度位置で棒材に側面穴あけ加工を施した後、第 1主軸 1 6から第 2主軸 1 8への棒材掴み替え（突切りを含む）を経た場合にも、第 2主軸 1 8を C軸制御して最初の側面穴に対する所定の角度位置に容易に側面穴あけ加工を施すことができる

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、請求の範囲の開示内で様々な変更及び修正を為し得るものである。

Claims

請求の範囲

1 . 少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台を有する自動旋盤の制御方法であって、

前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データと、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの

、 2種類の移動位置データのうちいずれかの形態で用意し、

前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で用意した前記複数の移動位置データの各々を処理して、前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台の、前記一連の加ェプログラムにおける相対的送り動作を制御する、

制御方法。

2 . 前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台が、複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、前記移動位置データを用意する段階は、該複数の制御軸の各々に対し、前記複数の移動位置データの各々を前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で用意することを含む請求項 1に記載の制御方法

3 . 前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、前記移動位置データを処理する段階は、前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で用意した該複数の移動位置データの各々を、指定した該時系列的配置に従って処理することを含む請求項 1に記载の制御方法。

4 . 前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で用意した前記複数の移動位置データの各々を変位線図に表示する段階をさらに具備する請求項 1 に記載の制御方法。

5 . 前記変位線図上で前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、前記移動位置データを処理する段階は、前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で用意した該複数の移動位置データの各々を、該変位線図上で指定した該時系列的配置に従って処理することを含む請求項 4に記載の制御方法。

6 . 前記移動位置データを処理する段階は、前記カム基準データで指示される前記移動位置を、前記カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することを含む請求項 1に記載の制御方法。

7 . 任意のパルス列を発生するパルス列発生源を用意する段階をさらに具備し、前記移動位置データを処理する段階は、該パルス列発生源が発生したパルス列を用いて前記カム基準データを処理することを含む請求項 6に記載の制御方法。

8 . 前記パルス列発生源が、前記少なくとも 1つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する請求項 7に記載の制御方法。

9 . 旋盤機台と、

前記旋盤機台上に設置される少なくとも 1つの主軸と、

前記旋盤機台上に設置される少なくとも 1つの刃物台と、前記旋盤機台上での前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台の動作を制御する制御装置とを具備し、

前記制御装置は、

前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データと、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、 2種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる入力部と、

前記入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を処理し、それにより、前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台の、前記一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部とを備える、

自動旋盤。

1 0 . 前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台は、前記旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、前記制御装置の前記入力部は、該複数の制御軸の各々に対し、前記複数の移動位置データの各々を前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力できる請求項 9'に記載の自動旋盤。

1 1 . 前記制御装置の前記入力部は、前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、該制御装置の前記処理部は、該入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該入力部で指定された該時系列的配置に従って処理する請求項 9に記載の自動旋盤。

1 2 . 前記制御装置は、前記入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに備える請求項 9に記載の自動旋盤。

1 3 . 前記制御装置の前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図上で、前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、該制御装置の前記処理部は、該入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該変位線図上で指定された該時系列的配置に従って処理する請求項 1 2に記載の自動旋盤。

1 4 . 前記制御装置の前記処理部は、前記入力部で入力された前記カム基準データで指示される前記移動位置を、前記カム回転量に相当するパルス数の関数として処理する請求項 9に記載の自動旋盤

1 5 . 任意のパルス列を発生するパルス列発生源をさらに具備し、前記制御装置の前記処理部は、該パルス列発生源が発生したパルス列を用いて前記カム基準データを処理する請求項 1 4に記載の自動旋盤。

1 6 . 前記パルス列発生源が、前記少なくとも 1つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する請求項 1 5に記載の自動旋盤。

1 7 . 少なくとも 1つの主軸及び少なくとも 1つの刃物台を備える自動旋盤で使用する制御装置であって、

、 2種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる入力部と、

前記入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を処理し、それにより、前記少なくとも 1つの主軸及び前記少なくとも 1つの刃物台の、前記一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部と、を具備する制御装置。

1 8 . 前記入力部は、前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、前記処理部は、該入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該入力部で指定された該時系列的配置に従って処理する請求項 1 7に記載の制御

1 9 . 前記入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに具備する請求項 1 7に記載の制御装置。

2 0 . 前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図上で、前記一違の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、前記処理部は、該入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該変位線図上で指定された該時系列的配啬に従って処理する請求項 1 9に記載の制御装置。

2 1 . 前記処理部は、前記入力部で入力された前記カム基準データで指示される前記移動位置を、前記カム回転量に相当するパルス数の関数として処理する請求項 1 7に記載の制御装置。