WO2002091090A1

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Publication number: WO2002091090A1
Application number: PCT/JP2001/003749
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: KR100809108B1; US20040056626A1; EP1383018A4; CN100373275C; EP1383018A1; JPWO2002091090A1; EP1383018B1; DE60138925D1; CN1488088A; KR20030094240A; US6812664B2

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って制御する形式（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力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。これに対し、従来の一般的な N C旋盤では、 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。

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（通常は主軸駆動源の回転数）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きる。

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、主軸の回転数は一般に、旋削加工中の切削抵抗等によって主軸に及ぼされる加工負荷により変動し得る。特に、主軸駆動源からの駆動力をベルト Zプーリ等の伝達機構を介して主軸に伝達する構成においては、加工負荷に起因して駆動力伝達機構で滑りが生じたときに、主軸駆動源の回転数と実際の主軸の回転数とが異なるものとなつてしまう。このような場合に、主軸駆動源の回転数を基準とする電子カム式制御では、被加工素材の実際の加工進拔状況に関わらずに主軸駆動源の回転数に従って主軸と刃物台とを相対的送り動作させてしまうので、加工精度が低下することが懸念される。発明の開示

本発明の目的は、主軸と刃物台との相対的送り動作を電子カム方式で制御でき、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発揮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。

本発明の他の目的は、主軸と刃物台との相対的送り動作を電子力ム方式で制御でき、しかも主軸回転数の変動の影響を受けずに高精度の加工を実施できる自動旋盤及びその制御方法を提供することにめる。

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の形態で用意し、それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源を用意し、複数の移動位置データの各々に関して、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、複数のパルス列発生源から選択して指定し、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、指定したパルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理して、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、パルス列発生源を指定する段階は、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に関するパルス列発生源を指定することを含む制御方法が提供される。

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、カム基準データ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ことが有利であるこの構成では、パルス列発生源を指定する段階は、変位線図に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定することを含むことができる。

また、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つて処理することを含む制御方法を提供できる。

この場合、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、時系列的配置を指定する段階は、変位線図上で、複数の制御軸をそれぞれに動作制御する複数の移動位置データ同士の同期を指定することを含む構成とすることができる。

複数のパルス列発生源は、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主軸パルス発生源を含むことができる。

また、複数のパルス列発生源は、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス列発生源を含むことができる。

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、それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源とを具備し、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、力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の形態で入力できるとともに、複数の移動位置データの各々に関し、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、入力部でカム基準データ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パルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理し、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に関するパルス列発生源を指定できる自動旋盤が提供される。

好適な実施形態では、制御装置の入力部は、一連の加工プロダ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つて処理する自動旋盤が提供される。

また、制御装置は、入力部でカム基準データ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ことが有利である。

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に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できることが好ましい。

また、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構成とすることができる。この場合、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、表示部に表示される変位線図上で、複数の制御軸をそれぞれに動作制御する複数の移動位置データ同士の同期を指定できることが好ましい。

また、複数のパルス列発生源は、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス発生源を含むことができる。

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の形態で入力できるとともに、複数の移動位置データの各々に関し、力ム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、予め用意した複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、入力部でカム基準データ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パルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理し、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、入力部でカム基準データ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ことが有利である。

この場合、入力部は、表示部に表示される変位線図に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できることが好ましい。

また、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構成とすることができる。

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■ _ ヤ ' ~ 卜、図 2 Aは、図 1の制御方法で使用される力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他の力ム基準データの一例を表す変位線図、

図 3 Aは、図 2 A及び図 2 Bのカム基準データを合成した変位線図、

図 3 Bは、図 2 A及び図 2 Bのカム基準データを合成した他の変位線図、

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ブロック図、

図 5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他の規定方法を示すプロック図、

図 6 A及び図 6 Bは、図 1の制御方法におけるデータ割込み情報の指示手順を示す画面表示の図、

図 7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 8は、図 7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 9は、図 7の自動旋盤に搭載される第 1刃物台の拡大正面図、図 1 0は、図 7の自動旋盤に搭載される第 2刃物台の拡大正面図図 1 1 は、図 7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 2は、図 1 1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 3は、図 1 1の加工シーケンスで使用される他の 1つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、

図 1 4は、図 1 1 の加工シーケンスで使用される他の 2つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、

図 1 5は、図 1 1の加工シーケンスで使用される他の 1つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、

図 1 6は、図 1 2及び図 1 4の変位線図を組み合わせた複軸変位線図、

図 1 7は、図 1 6の複軸変位線図に図 1 3及び図 1 5の変位線図を割り込ませた後の状態を表す複軸変位線図、及び

図 1 8は、図 1 6の複軸変位線図の作成途中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 B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の形態で用意する（ステップ

S 1 ) 。また、それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源を用意する（ステップ S 2 ) 。

次に、ステップ S 1で用意した複数の移動位置データの各々に関し、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、ステップ S 2で用意した複数のパルス列発生源から選択して指定する（ステップ S 3 ) 。そして、ステップ S 1で用意した複数の移動位置データの各々を、ステップ S 3 で指定したパルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理して（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、パルス列発生源を指定する段階（ステップ S 3 ) 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に関するパルス列発生源を指定することを含む。

上記したステップ S 1で用意されるカム基準データは、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や、自動旋盤の外部の信号発生要素から得られた所定の信号量を、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や信号量に対応して連続的に指示するものである。したがって、ステップ

S 2で用意される複数のパルス列発生源は、このような自動旋盤の任意の機械的動作要素から得られる動作量や、自動旋盤の外部の信号発生要素から得られる信号量を、それぞれに任意のパルス列の形態に変換して出力できるものであればよい。このように、カム基準データの一成分であるカム回転量をパルス列で規定するようにすれば、ステップ S 4におけるデータ処理が容易になることは理解されよう。

ステップ S 3では、一連の加工プログラムによる種々の工程をいわゆる電子カム式の制御下で確実に実施できるように、それぞれの工程に対応する複数の移動位置データの各々に関し、カム基準データを処理するためのパルス列を発生するパルス列発生源を、上記した複数のパルス列発生源から適宜選択して指定する。そこで、ステップ S 4及び S 5では、それら種々の工程における主軸と刃物台との相対的送り動作が、それぞれに指定したパルス列発生源を有効に使用することにより、電子カム方式で確実に制御される。

このような構成によれば、一連の加工プログラムによる種々のェ程の全てで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、工具のァィ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加エサイタルに要する時間を効果的に短縮できる。また、各工程で、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。

特に本発明によれば、一連の加工プログラムによる種々の工程を、それぞれの工程に対応する複数の移動位置データの各々に関して指定したパルス列発生源を有効に使用することにより、電子カム式制御下で確実に実施できる。したがって、例えば主軸を停止させて実施する二次的工程（例えば回転工具による切削加工工程）についても、主軸以外の他の機械的動作要素から得られる動作量や、自動旋盤外部の信号発生要素から得られる信号量を任意のパルス列の形態に変換して出力する所望のパルス列発生源を指定することにより、カム基準データに基づき確実に実施することができる、という格別の効果が奏される。

本発明に係る上記した制御フローでは、パルス列発生源を指定するステップ S 3に関連して、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ステップを追加して設定することができる。このステップによれば、それぞれに所望のパルス列発生源を指定した複数の移動位置データに対応する種々の工程を、加工プログラムを効率良く実施するための最適な順序で並べることができる。そこで、ステップ S 4及び S 5で、カム基準データ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により、最適な順序で並べられた種々の工程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が制御される。

さらに、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に関連して、カム基準データ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（カム線図）に表示するステップを追加して設定することができる。この場合、パルス列発生源を指定するステップ S 3では、表示した変位線図に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できるようにすることが有利である。また、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前述したステップは、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及び図 2 Bは、カム基準データの形態で用意した 2つの異なる移動位置データの例をそれぞれに表示する変位線図（カム線図 ) である。ここで、図 2 Aに示す第 1 のカム基準データを処理するためのパルス列を発生する第 1のパルス列発生源が、図 2 Aの変位線図に関連して指定されている。同様に、図 2 Bに示す第 2のカム基準データを処理するためのパルス列を発生する第 2のパルス列発生源が、図 2 Bの変位線図に関連して指定されている。この例では、一連の加工プログラムの大部分（Q' 0〜Q E ) が、第 1の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（Q 1〜Q 2 ) 力第 2のカム基準データに基づいて実行される。

そこで、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 Aの変位線図上で、図 2 Bの変位線図に表示する第 2のカム基準データを割.り込ませる場所を指定する。図 3 Aは、そのようにしてパルス列発生源の異なるカム基準データの割込みを指定した後の、一連の加工プログラムにおける移動位置データの合成変位線図の一例を示す。

したがつてこの加工シーケンス例では、カム回転量が Q 0から Q 1 に至るまでは、第 1のパルス列発生源を使用して処理される第 1 のカム基準データに従って、主軸と刃物台との相対的送り動作が制御され、カム回転量が Q 1から Q 2に至るまでは、第 2のパルス列発生源を使用して処理される第 2のカム基準データに従って、主軸と刃物台との相対的送り動作が制御され、その後、カム回転量が Q 2から Q Eに至るまでは、再び第 1のカム基準データに従って、主軸と刃物台との相対的送り動作が制御される。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、第 1 のカム基準データに基づいて動作制御される制御軸と、第 2 のカム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 Aに示すように、第 2 のカム基準データを表示する変位線図は、第 1 の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、第 1のカム基準データへの第 2のカム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 Bに示すように、第 2 のカム基準データを表示する変位線図は、第 1の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。

上記した加工シーケンス例では、第 1 のパルス列発生源は例えば、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主軸パルス発生源によって構成できる。また、第 2 のパルス列発生源は例えば、自動旋盤の少なくとも 1つの刃物台に設置した回転工具の回転に対応したパルス列を発生する工具パルス発生源によつて構成できる。

主軸パルス発生源としては、例えば図 4に示すように、主軸モータ M 1に設けられるエンコーダ Eを用いることができる。この場合、自動旋盤に設置される制御装置が、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、上記した電子カ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。同様に工具パルス発生源として、図示しないが、工具回転用の駆動モータに設けられるエンコーダを用いることができる。

ところで、主軸モータ M lからの駆動力をベルトノプーリ等の伝達機構を介して主軸に伝達する構成では、例えば旋削加工中の加工負荷に起因して伝達機構で滑りが生じた場合に、エンコーダ Eによつて検出される主軸モータ M l の回転数と被加工素材を把持する主軸の実際の回転数とが異なるものとなってしまう。このような場合、主軸モータ M 1 の回転数を基準とする電子カム式制御では、被加ェ素材の実際の加工進埗状況に関わらずに主軸モータ M lの回転数に従って主軸と刃物台とを相対的送り動作させてしまうので、加工精度が低下することが懸念される。

このような懸念を排除するためには、図 5に示すように、電子力ム制御用にパルス列を取得しょうとする主軸 Sの実際の回転数を検出する回転検出器 Dを、主軸パルス発生源として使用することが有利である。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、回転検出器 D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。したがって、例えば旋削加工中の加工負荷により、ベルト /プーリ等の伝達機構 Tで滑りが生じた場合であっても、回転検出器 Dから取得するパルス列は被加工素材 Wの実際の回転数に対応するものとなる。その結果、主軸回転数基準の電子カム式制御を実施したときに、主軸と刃物台との相対的送り動作は被加工素材 Wの実際の加工進埗状況に正確に合致したものとなり、高い加工精度を維持することができる。

また、上記したような電子カム制御で必要とされる複数のパルス列発生源の少なくとも 1つを、自動旋盤自体の制御装置ゃ自動旋盤外部のパーソナルコンピュータ等に内蔵されるクロック発振器（図示せず）のような、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス発生源によつて構成することもできる。この場合、 .自動旋盤の機械的動作要素の動作状況に無関係に生成される一定の外部パルス列（例えばクロックパルス列）を用いて、カム基準データが処理される。

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カム基準データの時系列的配置や各カム基準データの処理で用いるパルス列発生源の指定を、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 6 Aに示すように、予めパルス列発生源を特定した第 1 のカム基準データの変位線図を表示する画面上で、割り込ませようとする第 2のカム基準データの処理で用いるパルス列発生源（パルス種類）を、画面上の所定空欄に記述して指定するとともに、第 2の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、カム回転角度、パルス数、ェ程番号（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。

その結果得られた合成変位線図は、図 6 Bに示すように、同様にして画面表示することができる。図 6 Bの合成変位線図において、カム回転量が（ I ) の領域では、カム基準データの処理に際し、第 1のパルス列発生源が発生するパルス列で計数されるパルス数によつて、カム回転量が規定される。また、カム回転量が（Π ) の領域では、カム基準データの処理に際し、第 2のパルス列発生源が発生するパルス列で計数されるパルス数によって、カム回転量が規定される。

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。

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 7参照）及び自動旋盤 1 0に組み込まれる制御装置 1 2 (図 8参照）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 7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軸と称する）に沿って直線移動させる第 1主軸駆動機構 3 0 (図 8 ) 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 8 ) 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 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 1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 8 ) が設置される。図 9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 9 ) 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（例えばボールねじ）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 8 ) 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サーポモータ） 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（例えばポールねじ）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 1 0に示すように、割出駆動源 5 0 (例えば A Cサーポモータ）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 W ' 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 W ' 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 8 ) 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サーポモータ） 5 6 と、図示しない X 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 8 ) 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 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、をそれぞれに自動加工できるように構成される。図 8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 (ブラゥン管）や L C D (液晶ディスプレイ）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 RAM 7 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、 R AM 7 0又は R O M 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、サーボ制御部 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、回転数等のデ一タに基づき、図示しない別の制御回路を介して制御される。

なお、図 8のプ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をいわゆる電子カム制御方式で確実に実施できるようにするための、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の形態で入力できる。さらに入力部 6 2は、それら移動位置データの各々に関し、力ム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、予め用意した複数のパルス列発生源から選択して指定できる。

特に制御装置 1 2 では、入力部 6 2は、自動旋盤 1 0 の複数の制御軸（X I 、 Υ 1 、 Ζ 1 、 Χ 2、 Ζ 2、 Χ 3、 Ζ 3 ) の各々に対し、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できるようになっている。入力部 6 2では、一連の加工プログラムによつて実施される複数の工程の各々に対し、各制御軸で要求される移動位置データを処理するためのパルス列を、当該工程中に間断なく確実に取得できることを前提に、パルス列発生源を適宜選択して指定する。

ここで、自動旋盤 1 0においては、第 1及び第 2主軸 1 6、 1 8 の回転駆動源 3 4、 6 0や、任意の回転工具 2 6の回転駆動源 8 8 (図 9 ) を、適宜選択可能な複数のパルス列発生源として機能させることができる。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及び第 2主軸 1 6、 1 8 の回転駆動源 3 4、 6 0であるビルトイン型 A Cサーポモータに設けたェンコーダ 9 0 (図 7 ) や、回転工具 2 6 の回転駆動源 8 8である A Cサーポモータに設けたエンコーダ 9 2 (図 7 ) から出力されるパルス列を、関連する主軸や工具の回転制御に使用する一方で、上記した電子カ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、所望のエンコーダ 9 0、 9 2から取得したパルス列を用いて演算処理し、それに基づきサーボ制御部 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。

さらに自動旋盤 1 0では、図 5に関連して説明した回転検出器 9 4 (図 7 ) を有する主軸パルス発生源や、制御装置 1 2に内蔵されるクロック発振器 9 6 (図 7 ) 、自動旋盤外部のパーソナルコンビユータ等に内蔵されるクロック発振器 9 8 (図 7 ) 等の外部パルス発生源から構成される複数のパルス列発生源を、予め用意することもできる。

演算制御部 6 6の。？ 117 4は、入力部 6 2でカム基準データ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 6 2で指定されたパルス列発生源 9 0、 9 2、 9 4、 9 6、 9 8が発生するパルス列を用いて処理する.。それにより 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して、サーボ制御部 6 8へ出力する。

また、入力部 6 2では、自動旋盤 1 0の複数の制御軸（X 1、 Y 1 、 Z 1、 X 2、 Z 2、 X 3、 Z 3 ) の各々に対し、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指定できるようになっている。それにより、異なるパルス列発生源を用いて処理されるカム基準データに従う複数の工程が、最適な順序で並べられる。そこで演算制御部 6 6の C P U 7 4は、それぞれにカム基準データ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 6 2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、サーポ制御部 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、最適な順序で実施される。

制御装置 1 2の表示部 6 4は、入力部 6 2でそれぞれにカム基準データ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 6 A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、異なるパルス列発生源を用いる複数のカム基準データの時系列的配置を指定することができる。

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、異なるパルス列発生源を用いて処理される複数のカム基準データに従って、最適な順序で実施できる。

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 1 を参照して説明する。図 1 1 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 1主軸 1 6 と第 2主軸 1 8 とを同期して高速回転させ、その状態で第 2主軸 1 8を 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 1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（ドリル ) 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 1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 2〜図 1 5に示す変位線図を参照して説明する。

図 1 2に示す 2つの変位線図は、第 1刃物台 2 0上の旋削工具（バイト） 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 3に至る間は、第 1主軸 1 6 と第 1刃物台 2 0 との相対的送り動作を制御する制御系統でのカム 1回転に相当し、第 1主軸 1 6は高速回転状態にある。したがって、これら変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、第 1主軸 1 6の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源（例えば回転駆動源 3 4に内蔵したエンコーダ 9 0 ) が指定されている。

図 1 2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 1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 1軸送り動作され、それにより旋削工具（バイト） 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 3 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 3に示す変位線図は、第 2刃物台 2 2上の回転工具 2 6が、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カム基準デ —タをカム線図で表したものである。この変位線図において、パルス数が Q 4から Q 5に至る間は、第 1主軸 1 6 と第 2刃物台 2 2 との相対的送り動作を制御する制御系統でのカム 1 回転に相当し、第 1主軸 1 6は回転停止状態にある。したがって、この変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、回転工具 2 6の回転に対応したパルス列を発生する工具パルス発生源（例えば回転駆動源 8 8に内蔵したエンコーダ 9 2 ) が指定されている。

図 1 3の変位線図によれば、パルス数が Q 4力、ら Q 5に至る間、カム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 1 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 4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カム基準データと、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、ノ、。ノレス数が Q 6から Q 1 0に至る間は、第 1主軸 1 6 と第 2主軸 1 8 との相対的送り動作を制御する制御系統でのカム 1 回転に相当し、第 1主軸 1 6は高速回転状態にある。したがって、これら変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、第 1主軸 1 6 の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源（例えば回転駆動源 3 4に内蔵したェンコ一ダ 9 0 ) が指定されている。

図 1 4の 2つの変位線図によれば、パルス数が Q 6から Q 7に至る間、カム基準データに従って、第 2主軸 1 8がー方の制御軸（X 3軸）に沿って送り動作され、第 1主軸 1 6に対し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、パルス数が Q 7から Q 8を経て Q 9に至る間、カム基準データに従つて、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。なお第 2主軸 1 8は、チャックに棒材 W 'を把持する前に、第 1主軸 1 6 と同一速度の高速回転状態に置かれる。そして、パルス数が Q 9から Q 1 0に至る間、力ム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（ドリノレ） 2 4に対向する位置に移動する。

図 1 5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カム基準データをカム線図で表したものである。この変位線図において、パルス数が Q 1 1から Q 1 2に至る間は、第 2主軸 1 8 と第 2刃物台 2 2 との相対的送り動作を制御する制御系統での力ム 1回転に相当し、第 1主軸 1 6は回転停止状態にある一方で、第 2主軸 1 8は高速回転状態にある。したがって、この変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、第 2主軸 1 8 の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源（例えば回転駆動源 6 0に内蔵したエンコーダ 9 0 ) が指定されている。

図 1 5の変位線図によれば、パルス数が Q 1 1から Q 1 2に至る間、カム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 1 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（すなわち単軸変位線図）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。このとき、カム基準データの処理に使用するパルス列発生源が共通する複数の変位線図は、 1つの画面上で合成して、複軸変位線図として表示できる。具体的には、図 1 2に示す第 1主軸 1 6 ( Z 1軸）及び第 1刃物台 2 0 ( X 1軸）の移動位置データを表す 2つの変位線図と、図 1 4に示す第 2主軸 1 8 ( Z 3軸、 X 3軸）の移動位置データを表す 2つの変位線図とは、パルス列発生源としていずれも第 1主軸パルス発生源を指定しているので、これら変位線図を合成して、図 1 6に示すように複軸変位線図として画面表示することができる。なお、図 1 6の複軸変位線図では、 Z 1軸 X 1軸変位線図におけるパルス数 Q 0、 Q l、 <3 2及び<3 3 と、 Z 3軸 X 3軸変位線図におけるパルス数 Q 6、 Q 8、 Q 9及び Q 1 0 とが、それぞれ一致しており、それら制御軸間の同期が容易に理解される。

さらに、図 1 6に示す複軸変位線図上で、図 1 3及び図 1 5に示す第 2刃物台 2 2 ( X 2軸、 Z 2軸）の移動位置データを表す 2つの変位線図の割込み情報を指示することができる。割込み情報の指示については、図 6 Aに関連して既述したように、割り込ませようとする複数の移動位置データの処理で用いるパルス列発生源を、画面上に記述したり既定グループ表示から選択したりして指定するとともに、それら移動位置データを割り込ませる場所を、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指定することができる。

上記加工シーケンス例では、図 1 6に示すように、予めパルス列発生源を「第 1主軸パルス発生源」に指定した Z 1軸、 X I軸、 Z 3軸及び X 3軸に関する複軸変位線図を表示する画面上で、まずパルス数が Q l (Q 8 ) の場所に、 X 2軸に関する変位線図の割込みを指定するとともに、この X 2軸変位線図の演算基準となるパルス列発生源として、「工具パルス発生源」を指定する。次に、同画面上で、パルス数が Q 3 (Q 1 0 ) の場所に、 Z 2軸に関する変位線図の割込みを指定するとともに、この Z 2軸変位線図の演算基準となるパルス列発生源として、「第 2主軸パルス発生源」を指定する図 1 7は、このようにして割込み情報を指示した後の、全制御軸に関する複軸変位線図を示す。この複軸変位線図に従えば、図 1 1 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、第 1刃物台 2 0上の旋削工具（バイト） 2 4による棒材 W の外径切削加工と、第 2主軸 1 8の棒材掴み替え準備動作とが、パルス数 R 0 (図 1 6の Q 0及び Q 6に対応）からパルス数 R 1 (図 1 6の Q 1及び Q 8に対応）に至る間に、第 1主軸パルス発生源（ I ) を用いて実施される。そして、パルス数 R 1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、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、パルス数 R 1 (図 1 3の Q 4に対応）力、らパルス数 R 2 (図 1 3の Q 5に対応）に至る間に、工具パルス発生源（Π) を用いて実施される。

続いて、第 1刃物台 2 0上の旋削工具（バイト） 2 4による棒材 Wの突切り作業と、第 1主軸 1 6から第 2主軸 1 8への棒材掴み替え作業と、第 2主軸 1 8の端面加工準備動作とが、パルス数 R 2 ( 図 1 6の Q 1及び Q 8に対応）からパルス数 R 3 (図 1 6の Q 3及び Q 1 0に対応）に至る間に、第 1主軸パルス発生源（ I ) を用いて実施される。最後に、第 2刃物台 2 2上の旋削工具（ドリル） 2 4による棒材 W の端面穴あけ加工が、パルス数 R 3 (図 1 5の Q 1 1 に対応）からパルス数 R E (図 1 5の Q 1 2に対応）に至る間に、第 2主軸パルス発生源（ΠΓ ) を用いて実施される。このようにして、 1加工サイクルが完了する。

ところで、上記加工シーケンス例において、棒材掴み替え作業を実施する際には、第 2主軸 1 8を第 1主軸 1 6に接近させるための Z 3軸送り動作の開始時期を、第 1主軸 1 6の動作との関係で最も効率の良い時期に設定することが、 1加工サイクルに要する作業時間を短縮する観点で有利である。従来の一般的な N C旋盤では、この種の時期設定が比較的困難であり、オペレータの経験や熟練に依存していた。これに対し、制御装置 1 2を搭載した自動旋盤 1 0では、この種の時期設定を変位線図上で極めて容易に行うことができる。

具体的には、図 1 6の複軸変位線図を作成する際に、図 1 8に示すように、第 1主軸 1 6の Z 1軸送り動作を表す変位線図と第 2主軸 1 8の Z 3軸送り動作を表す変位線図とを、それぞれのパルス数 Q 1 の座標とパルス数 Q 8 の座標とが同一パルス数に正確に配置されるように組み合わせればよい。その目的で、好ましくは制御装置 1 2の入力部 6 2は、表示部 6 4の表示画面上で、共通のパルス列発生源を指定する複数の変位線図を相対的に移動させて、相対位置を調整できるように構成される。なお、変位線図の位置調整は、前述した割込み場所の指定と同様に、矢印等の画面表示（いわゆるドラッグ操作）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。

このような構成によれば、第 1主軸 1 6 と第 2主軸 1 8 とが同時に棒材掴み替え位置に到達するように、第 2主軸 1 8を第 1主軸 1 6に接近させるための Z 3軸送り動作の開始時期が、最も効率の良い時期に自動的に設定されることになる。それにより、各主軸 1 6 、 1 8の送り動作のアイドル時間が排除され、 1加工サイクルに要する作業時間が短縮される。

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の形態で用意し、

それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源を用思し、

前記複数の移動位置データの各々に関し、前記カム基準データの一成分である前記カム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、前記複数のパルス列発生源から選択して指定し、

前記カム基準データの形態で用意した前記複数の移動位置データの各々を、指定した前記パルス列発生源が発生する前記パルス列を用いて処理して、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。

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、前記パルス列発生源を指定する段階は、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に関する前記パルス列発生源を指定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に記載の制御方法。

4 . 前記カム基準データ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 . 前記パルス列発生源を指定する段階は、前記変位線図に関連して、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定することを含む請求項 4に記載の制御方法。

6 . 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に記载の制御方法。

7 . 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、前記時系列的配置を指定する段階は、前記変位線図上で、該複数の制御軸をそれぞれに動作制御する前記複数の移動位置データ同士の同期を指定することを含む請求項 6に記載の制御方法。

8 . 前記複数のパルス列発生源が、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主軸パルス発生源を含む請求項 1 に記載の制御方法。

9 . 前記複数のパルス列発生源が、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス列発生源を含む請求項丄に記載の制御方法。

1 0 . 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、

それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源とを具備し、

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の形態で入力できるとともに、該複数の移動位置データの各々に関し、該カム基準データの一成分である該カム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、前記複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、

前記入力部で前記カム基準データ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、該入力部で指定された前記パルス列発生源が発生する前記パルス列を用いて処理し、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 1 . 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に関する前記パルス列発生源を指定できる請求項 1 0に記載の自動旋盤。

1 2 . 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 0に記載の自動旋盤。

1 3 . 前記制御装置は、前記入力部で前記カム基準データ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 1 0に記載め自動旋盤。

1 4 . 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に関連して、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定できる請求項 1 3に記載の自動旋盤。

1 5 . 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 3に記載の自動旋盤。

1 6 . 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、前記表示部に表示される前記変位線図上で、該複数の制御軸をそれぞれに動作制御する前記複数の移動位置データ同士の同期を指定できる請求項 1 5に記載の自動旋盤

1 7 . 前記複数のパルス列発生源が、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主軸パルス発生源を含む請求項 1 0に記載の自動旋盤。

1 8 . 前記複数のパルス列発生源が、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス発生源を含む請求項 1 0に記載の自動旋盤。

1 9 . 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、

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の形態で入力できるとともに、該複数の移動位置データの各々に関し、該カム基準データの一成分である該カム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、予め用意した複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、

前記入力部で前記カム基準データ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、該入力部で指定された前記パルス列発生源が発生する前記パルス列を用いて処理し、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。

2 0 . 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 9に記載の制御装置。

2 1 . 前記入力部で前記カム基準データ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 9に記載の制御装置。

2 2 . 前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図に関連して、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定できる請求項 2 1 に記載の制御装置。

2 3 . 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、前記処理部は、該入力部で前記カム基準データ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 2 1 に記載の制御装置。