WO2005102570A1

WO2005102570A1 - 数値制御旋盤におけるワークの加工方法

Info

Publication number: WO2005102570A1
Application number: PCT/JP2005/007047
Authority: WO
Inventors: Yutaka Shibui; Hajime Matsumaru; Keita Kazuie
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2005-11-03
Also published as: DE112005000822T5; CN1942272A; JP4666675B2; CN100546741C; US7594457B2; DE112005000822B4; US20070186735A1; JP2005305572A

Abstract

　切り替えの際の無駄時間を短縮することで加工コストを削減することができ、刃物台の送り機構の負担を軽減することで寿命を向上させることのできる数値制御旋盤におけるワークの加工方法を提供する。　一方の刃物台１３の工具Ｔ１によるワークＷの加工終了後に、一方の刃物台１３を待機位置Ｂまで移動させると同時に、他方の刃物台１５を待機位置Ｄから移動させ、他方の刃物台１５の送り速度を制御して、一方及び他方の刃物台１３，１５の両方が、予めワークＷと待機位置Ｂ、Ｄとの間に設定された位置Ｃ，Ｆに同時に到達するようにした。

Description

明細書

数値制御旋盤におけるワークの加工方法

技術分野

[0001] 本発明は、回転自在な主軸のチャックに把持させたワークの加工を、複数の刃物台に装着した工具で行う数値制御旋盤におけるワークの加工方法に関する。

背景技術

[0002] 回転自在な主軸のチャックに把持させたワークの加工を、複数の刃物台に装着した工具を切り替ながら行う数値制御旋盤 (以下、 NC旋盤と記載する）が知られている。このような NC旋盤の中には、主軸軸線を横断する軸線方向に進退移動する第一の刃物台と、主軸に対向して設けられ主軸軸線上で進退移動する第二の刃物台とを有し、

主として前記ワークの外周面の加工を前記第一の刃物台に装着した工具で行い、主として前記ワークの端面の加工を、前記第二の刃物台に装着した工具で行うものがある。

[0003] 図 8は、上記した NC旋盤の一例を示すもので、 NC旋盤の主要部の構成を概略図で示している。

この NC旋盤 1は、主軸 12を回転自在に支持するとともに、主軸 12の軸線 Lと同方向である Z方向に進退移動自在な主軸台 11と、主軸 12の軸線 Lの一側に配置された櫛歯形の第一の刃物台 13と、軸線 L上で主軸 12に対畤して配置された櫛歯形の第二の刃物台 15とを有している。

[0004] 第一の刃物台 13は、図 8の紙面に直交する方向である Y方向と、 Z方向及び Y方向の双方に直交する X方向とに移動が可能である。また、第二の刃物台 15は、 Z方向に進退移動が可能である。

第一の刃物台 13の工具装着部には、バイト等の工具 T1が Y方向に複数並べて装着される。また、第二の刃物台 15には、 X方向に移動自在な工具装着部 16が設けられていて、ワーク Wの端面に孔明け力卩ェ等を施すドリルやエンドミル等の工具 T2が、 X方向に複数（図示の例では三つ）並べて装着される。そして、主として工具 T1がヮーク Wの外周面の加工を行い、主として工具 T2力ワーク Wの端面の加工を行う。

[0005] 主軸 12には軸線 L上に貫通孔が形成されていて、長尺棒状のワーク Wがこの貫通孔を揷通するようになっている。ワーク Wは、主軸 12の前端から所定長さ先端を突出させた状態で、主軸先端の図示しないチャックによって把持される。第一の刃物台 13 は、 Y方向の移動によって所定の工具 T1を加工位置に割り出す。そして、第一の刃物台 13の X方向の移動と主軸台 31の Z方向の移動との組み合わせによって、ワーク Wに対する工具 T1の位置決めと工具 T1によるワーク Wの切削加工とを行う。

第二の刃物台 15は、刃物装着部 16の X方向の移動によって所定の工具 T2をカロェ位置（主軸軸線 L上）に割り出し、第二の刃物台 15の Z方向の移動によって、ヮーク Wに対する工具 T2の位置決めと工具 T2によるワーク Wの端面の加工とを行う。

[0006] 上記構成の NC旋盤 1では、図 9 (a)に示すように、第一の刃物台 13に装着したェ具 T1によるワーク Wの加工中は、第二の刃物台 15はワーク Wの加工領域力も十分に離れた待機位置 Dで待機している。ワーク Wの外周面の加工終了後に、第二の刃物台 15に装着された工具 T2でワーク Wの端面加工を行うときは、図 9 (b)に示すように、第一の刃物台 13をワーク Wの加工領域力も十分に離れた待機位置 Bまで後退させ、しかる後に、図 9 (c)に示すように、第二の刃物台 15を待機位置 D力もワーク Wの加工を開始させる加工開始位置 Eまで移動させるようにして、る。

[0007] ところで、近年では、ワークカ卩ェのためのさらなるコスト削減の要求から、刃物台による工具の割り出し時間を短縮したり、主軸の回転速度を高速ィ匕したりして、加工時間の短縮を図るなどの手段が講じられている。しかしながら、割り出し時間の短縮や主軸の回転速度の高速ィ匕等による加工時間の短縮は、近年では実質的に限界に達して!、て、これまで以上の大幅なカ卩ェ時間の短縮はほとんど期待することができな!/、。そこで、本願出願人は、複数の刃物台の工具を交互に切り換えながらワークの加工を行う場合に、工具の切り換え時間を短縮することによって加工時間を短縮し、ヮークの加工コストのさらなる削減を図ることができるワークの加工方法を提案している（特許文献 1, 2参照）

[0008] 特許文献 1 :特開 2002— 341913号公報

特許文献 2：特開 2002— 341915号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 上記文献に記載の技術は、主軸軸線の両側に対向して配置した二つの刃物台の工具のうち、次回加工工具の刃先をワークに可能な限り近接させた位置で待機させ、両工具が干渉しない範囲で交互に迅速に切り替えを行いながら、連続的にワークの加工を行えるようにしたものである。

そのため、上記文献に記載の技術は、主軸軸線の両側に対向する二つの櫛歯形の刃物台を有する NC旋盤には有用な技術ではあるものの、上記した位置関係で配置された複数の刃物台を有し、一方の刃物台の工具で力卩ェを行っている間は他方の刃物台を待機位置で待機させる形態の NC旋盤にはそのまま適用することはできない。

また、この種の NC旋盤では、待機位置とワークとの間を早送り速度で往復移動させているが、早送り速度で刃物台を移動させると、刃物台の送り機構に多大な負担が繰り返し作用することになり、送り機構を構成するねじ軸等の寿命を短くするという問題がある。

[0010] 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、上記のような位置関係で二つの刃物台が配置されている NC旋盤において、第一の刃物台と第二の刃物台に装着された工具を交互に切り替えながらワークの加工を行う場合に、切り替えの際の無駄時間を短縮することでワークの加工時間を短縮して、ワークの加工コストのさらなる削減を図るとともに、早送りによる送り機構の負担を軽減させて、送り機構の寿命を延ばすことのできる数値制御旋盤におけるワークの加工方法の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 上記目的を達成するために、一方の刃物台の工具によるワークの加工終了後に、前記一方の刃物台を待機位置まで移動させると同時に、他方の刃物台を待機位置から移動させ、他方の刃物台の送り速度を制御して、一方及び他方の刃物台の両方力、予めワークと待機位置との間に設定された位置に同時に到達するようにすることで、切り替え時間の大幅短縮を図ることができることに想到した。

[0012] 具体的に、本発明は、回転自在な主軸と、この主軸に対して主軸軸線方向及び主軸軸線に交叉する方向に相対的に進退移動が可能な第一の刃物台と、前記主軸に対して前記主軸軸線方向に相対的に進退移動が可能な第二の刃物台とを有する数値制御旋盤におけるワークの加工方法において、今回の加工で使用した工具が、前記第一の刃物台及び前記第二の刃物台のうちのいずれの刃物台に装着されているものなのかを判断するステップと、次回の加工で使用する工具が、前記第一の刃物台に装着された工具なのか、前記第二の刃物台に装着された工具なのかを判断するステップと、前記第一の刃物台及び前記第二の刃物台のうち、今回の加工で使用した工具を装着している刃物台と次回の加工で使用する工具を装着している刃物台とが異なる場合に、移動の途中で前記第一の刃物台と前記第二の刃物台との間に干渉が生じるかどうかを判断するステップと、前記第一の刃物台と前記第二の刃物台との間に干渉が生じる場合に、それぞれの前記移動経路上で、前記第一の刃物台と前記第二の刃物台とが近接しつつ干渉しない干渉境界位置を、前記第一の刃物台と前記第二の刃物台のそれぞれについて求めるステップと、今回の加工で使用した工具を装着している刃物台と次回の加工で使用する工具を装着している刃物台とが異なる場合に、一方の刃物台を早送り速度で前記待機位置に向けて移動させるステップと、前記一方の刃物台が前記干渉境界位置に到達する時間と同一の時間に、次回の加ェで使用する工具を装着した他方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するように、前記他方の刃物台の送り速度を求め、得られた送り速度で前記他方の刃物台を前記干渉境界位置に向けて移動させるステップと、前記他方の刃物台について得られた前記送り速度が早送り速度よりも小さい場合に、前記他方の刃物台が前記干渉境界位置を通過する際に、前記他方の刃物台を早送り速度まで増速させて、次回の加工で使用する前記工具を加工開始位置まで移動させるステップとを有する加ェ方法としてある。

この方法によれば、第一の刃物台及び第二の刃物台のうち、今回の加工で使用した工具を装着する一方の刃物台を早送り速度で待機位置まで移動させる際に、第一の刃物台と第二の刃物台とは、前記第一の刃物台と前記第二の刃物台とが近接しつつ干渉しない干渉境界位置を同一時間に通過し、かつ、干渉境界位置の通過とともに他方の刃物台を早送り速度まで増速させるので、次回の加工に使用する工具を装着した他方の刃物台を最短距離，最短時間でワークまで到達させることが可能になる。

[0014] 本発明にお、ては、前記第二の刃物台に単一の工具が装着されて、る場合に限らず、第二の刃物台に複数の工具が装着されている場合にも適用が可能である。この場合は、前記複数の工具を前記主軸軸線と交叉する前記第一の刃物台の移動方向と同方向に配列し、前記第一の刃物台の移動方向と同方向に前記複数の工具を移動させることで所定の工具を加工位置に割り出すようにするとよ、。

[0015] 前記一方の刃物台が前記干渉境界位置に到達する時間と同一の時間に、次回の加工で使用する工具を装着した他方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するように、前記他方の刃物台の送り速度を求める具体的方法としては、前記一方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するまでの時間と、前記他方の刃物台を早送り速度で移動させた場合に前記他方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するまでの時間とを比較し、前記他方の刃物台が前記一方の刃物台よりも短い時間で前記干渉境界位置に到達する場合に、前記他方の刃物台の前記待機位置と前記干渉境界位置との距離と前記一方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するまでの時間とから、前記他方の刃物台の送り速度を求めるようにするとよ、。

[0016] 干渉が生じるかどうかの判断及び干渉境界位置を設定するにあたって規準となる干渉発生位置は、前記第二の刃物台と干渉が生じることのある前記第一の刃物台の所定部位と、前記第一の刃物台に装着され、加工位置に割り出された工具の刃先位置とから、第一の干渉チェック領域を前記第一の刃物台について形成し、この第一の干渉チェック領域と前記第二の刃物台との間で干渉が生じるかどうかで行うことができる。

前記第二の刃物台に装着されている工具の刃先が同一位置に揃えられている場合には、前記工具の刃先位置と前記工具の径とから第二の干渉チェック領域を前記第二の刃物台について形成するとよぐ前記第二の刃物台に装着されている工具が長さの異なる工具であって、かつ、刃先位置が不揃いである場合には、工具の各々につ、て刃先位置と工具径と第二の刃物台における装着位置とから第二の干渉チェック領域を形成し、各干渉チェック領域と前記第一の干渉チェック領域との位置関係から、干渉が生じるかどうかを判断するとよい。

発明の効果

[0017] 本発明は上記のように構成されているので、回転自在な主軸と、この主軸に対して主軸軸線方向及び主軸軸線に交叉する方向に相対的に進退移動が可能な第一の刃物台と、前記主軸に対して前記主軸軸線方向に相対的に進退移動が可能な第二の刃物台とを備えた数値制御旋盤において、第一の刃物台に装着された工具と第二の刃物台に装着された工具とを交互に切り替えながらワークの加工を行う場合に、一方の刃物台の工具から他方の刃物台の工具に切り替える切り替え時間を短縮することができ、ワークの加工時間を短縮してカ卩ェコストを削減することができる。

また、早送り速度で刃物台を移動させる時間を削減することで、送り機構に作用する負荷を軽減させて、送り機構の寿命を延長することができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の加工方法の第一の実施形態にかかり、工具切替の手順を説明するフローチャートである。

[図 2]この実施形態における二つの刃物台の位置関係を説明する図である。

[図 3]この実施形態における干渉判断の一手法を説明する図である。

[図 4]第一の刃物台の工具による加工が終了した時、両刃物台が干渉境界位置に到達したとき、第二の刃物台の工具が加工開始位置に到達したときの第一及び第二の刃物台の位置関係を説明する図である。

[図 5]第一の刃物台 13と第二の刃物台 15の送り速度と時間との関係を示すグラフである。

[図 6]本発明の加工方法の第二の実施形態にかかり、工具切替の手順を説明するフローチャートである。

[図 7]この実施形態における干渉判断の一手法を説明する図である。

[図 8]本発明の適用が可能な NC旋盤の一例を示すもので、 NC旋盤の主要部の構成を概略図で示したものである。

[図 9]本発明の従来例にかかり、図 8の NC旋盤における工具切り替えの手順を説明する図である。符号の説明

[0019] 1 旋盤

11 主軸台

12 主軸

13 第一の刃物台

15 第二の刃物台

T1 :T2 工具

Α 今回加工工具 T1の現在位置

B 第一の刃物台の待機位置

C 第一の刃物台の干渉境界位置

D 第二の刃物台の待機位置

E 次回加工工具 T2の加工開始位置

F 第二の刃物台の干渉境界位置

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

[第一の実施形態]

図 1は、本発明の第一の実施形態にカゝかる工具切り替えの手順を説明するフローチャート、図 2は、この実施形態における二つの刃物台の位置関係を説明する図、図 3は、この実施形態における干渉判断の一手法を説明する図、図 4は、第一の刃物台の工具による加工が終了したとき、両刃物台が干渉境界位置に到達したとき、第二の刃物台の工具が加工開始位置に到達したときの各段階における第一及び第二の刃物台の位置関係を示す図である。

なお、この実施形態における NC旋盤は、図 8及び図 9に示す NC旋盤と基本構成が同じであるものとし、図 8及び図 9と同一部位、同一部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。

[0021] ワーク Wの加工を開始するに先立って、図 2に示すように、第一の刃物台 13の待機位置 Bと第二の刃物台 15の待機位置 Dとを設定する。待機位置 B, Dは、一方の刃物台（例えば第一の刃物台 13)に装着された工具 (例えば工具 T1)でワーク Wの加ェを行っている間に、他方の刃物台（例えば第二の刃物台 15)が待機している位置で、ワーク Wの加工を行う加工領域力十分に後退した位置に予め設定される。以下に、本発明における工具切り替えの手順を説明するが、以下の説明では、第一の刃物台 13に装着した工具 T1でワーク Wの加工を行った後に、工具の切り替えを行ってワーク Wの加工を継続することを前提とする。また、この実施形態では、第二の刃物台に装着する工具 T2を全て同じ長さとし、かつ、工具 T2の刃先を同一の直線上に揃えて、ることを前提とする。

[0022] 図 2の実線及び図 4 (a)に示すように、第一の刃物台 13の工具 T1でワーク Wの加ェを行って、る間は、第二の刃物台 15は待機位置 Dで待機して、る。

今回の加工を行った工具 (今回加工工具と記載することがある) T1による加工の終了後に、 NC旋盤の図示しない制御装置は、ワーク Wの加工プログラムから、次回の加工で使用する工具 (次回加工工具と記載することがある）が第一の刃物台 13に装着されている工具 T1なのか、第二の刃物台 15に装着されている工具 T2なのかを判断する (ステップ Sl)。

[0023] 次回加工工具として、第一の刃物台 13に装着されている工具 T1を使用する場合には、第一の刃物台 13を工具 T1の割り出しが可能な位置、例えば待機位置 Bまで早送り速度で移動させ (ステップ S 14)、当該位置 Bで次回加工工具 T1の割り出しを行い (ステップ S 15)、割り出し終了後に、第一の刃物台 13をワーク Wに向けて早送り速度で移動させて、次回加工工具 T1をワーク Wの加工開始位置まで移動させる (ステツプ S16)。以後、次回加工工具 T1によってワーク Wを加工するための加工プログラムをスタートさせる（ステップ S 17)。

[0024] 次回加工工具として、第二の刃物台 15の工具 T2を使用する場合は、前記制御装置は、第一の刃物台 13と第二の刃物台 15との間で干渉が生じるかどうかを判断する (ステップ S 2)。

干渉するかどうかの判断は、例えば、図 3に示すように、第一の刃物台 13及び第二の刃物台 15の各々について、両刃物台 13, 15の間の干渉を検出するための領域（干渉チェック領域) CP1, CP2を設定し、両刃物台 13, 15の移動とともに両領域 CP 1, CP2を移動させて、両領域 CP1, CP2が干渉するかどうかで行うようにしてもよい [0025] 第一の刃物台 13の干渉チェック領域 CP1は、第二の刃物台 15に装着された工具 T2と干渉する可能性のある第一の刃物台 13の前面 13a (XY面）の Z方向位置データと、第一の刃物台 13に装着された今回加工工具 T1の工具長カゝら得られた刃先位置データとから形成することができる。

第二の刃物台 15の干渉チェック領域 CP2は、第二の刃物台 15に装着された複数の工具 T2の各々の刃先位置データと工具径データと力も形成することができる。そして、第一の刃物台 13が現在位置 Aから待機位置 Bまで早送り速度で移動する際の干渉チェック領域 CP1の軌跡を求め、第二の刃物台 15が待機位置 Dからカロェ開始位置 Eまで早送り速度で移動する際の干渉チェック領域 CP2の軌跡を求め、両領域 CP1, CP2が移動の途中で干渉する力否かを判断する。

[0026] その結果、第一の刃物台 13と第二の刃物台 15との間で干渉が生じない場合には、第一の刃物台 13を早送り速度で現在位置 Aから待機位置 Bまで移動させるとともに、第二の刃物台 15を待機位置 Dから加工開始位置 Eまで早送り速度で移動させる（ステップ S18)。以後、次回加工工具 T2によってワーク Wをカ卩ェするための加工プログラムをスタートさせる（ステップ S 19)。

[0027] ステップ S2で干渉が生じると判断した場合は、両刃物台 13, 15の待機位置 B, D の座標データ、第一の刃物台 13の現在位置 Aの座標データ、次回加工工具 T2の加工開始位置 Eの座標データを取得する（ステップ S3, S4)。

次いで、第一の刃物台 13と第二の刃物台 15のそれぞれの移動経路上に設定され、両刃物台 13, 15の間で干渉が生じるか生じないかの境界となる位置（干渉境界位置） C, Fを取得する（ステップ S 5)。

[0028] この干渉境界位置 C, Fの決定は、例えば以下の手順で行うことができる。

まず、両刃物台 13, 15の干渉チェック領域 CP1, CP2が移動の過程で最初に干渉する位置を求める。そして、この位置力も第一の刃物台 13の待機位置 B寄りのところ及び第二の刃物台 15の待機位置 D寄りのところに、干渉チェック領域 CP1, CP2 が干渉しない干渉境界位置 C, Fをそれぞれ設定する。最初に干渉する位置から干渉境界位置 C, Fまでの距離は任意に設定することができる力 0. 5mm〜数 mm程度とするとよい。

このようにして干渉境界位置 C、 Fを設定し、これらの座標データを得る (ステップ S 5

) o

次いで、取得した各座標データから、第一の刃物台 13及び第二の刃物台 15について、隣接する各位置 AC間、 CB間、 DF間及び FE間の距離 Dal, Da2, Dbl, Db 2を計算する（ステップ S6, S7)。

[0029] 第二の刃物台 15の次回加工工具 T2を最短時間で待機位置 D力加工開始位置 Eに到達させるには、第一の刃物台 13が現在位置 Aから干渉境界位置 Cに到達した時間と同一の時間に、第二の刃物台 15が待機位置 D力も干渉境界位置 Fに到達するようにし、干渉境界位置 Fから加工開始位置 Eまで早送り速度で移動するようにするとよ、。

この実施形態では、第一の刃物台 13が加工終了時の現在位置 Aから干渉境界位置 Cまで早送り速度で移動する時間 Iを計算し、第二の刃物台 15を待機位置 Dから干渉境界位置 Fまで早送り速度で移動させた場合に要する時間 IIを計算する (ステツプ S7)。そして、時間 Iと時間 IIとを比較する (ステップ S8)。

[0030] 図 5は、第一の刃物台 13と第二の刃物台 15の送り速度と時間との関係を示すダラフである。

図 5 (a)中、斜線で示す部分の面積が、第一の刃物台 13を早送り速度 Vmで移動させた場合における現在位置 Aと干渉境界位置 Cとの間の距離 Dalに相当する。同様に、図 5 (b)中、斜線で示す部分の面積が、第二の刃物台 15を早送り速度 Vnで移動させた場合における待機位置 Dと干渉境界位置 Fとの間の距離 Db 1に相当している。

[0031] 時間 Iが時間 IIより長い場合、つまり、図 5 (b)に示すような場合は、第一の刃物台 1 3が干渉境界位置 Cに到達する前に第二の刃物台 15が干渉境界位置 Fを通過してしまうから、第一の刃物台 13が干渉境界位置 Cを通過する時間と第二の刃物台 15 が干渉境界位置 Fを通過する時間とが同じになるように、第二の刃物台 15の送り速度 Vsを求める (ステップ S10)。つまり、図 5 (c)に示すように、時間軸を時間 11 =時間 I となる位置に固定したときに、斜線部分の面積が距離 Dblに等しくなるように、送り速度 Vsを求めるわけである。

そして、第一の刃物台 13を早送り速度 Vmで待機位置 Bに向けて移動させ、第二の刃物台 15をステップ S 10で求めた送り速度 Vsで干渉境界位置 Fに向けて移動させる（ステップ S 11)。

[0032] このようにすることで、図 4 (b)に示すように、第一の刃物台 13と第二の刃物台 15とは、同一の時間にそれぞれの干渉境界位置 C, Fに到達する。干渉境界位置 Fに達するまでの間は、第二の刃物台 13は早送り速度 Vnより小さい送り速度 Vsで移動するので、この間は、ねじ軸等の送り機構に作用する負担も小さくすることができる。第二の刃物台 15が干渉境界位置 Fに到達した後は、図 4 (c)及び図 5 (c)に示すように、第二の刃物台 15を早送り速度 Vnに増速して、加工開始位置 Eまで移動させる (ステップ S 12)。

第二の刃物台 15が加工開始位置 Eに到達したら、以後、ワーク Wをカ卩ェさせるための加工プログラムをスタートさせて、ワーク Wの加工を開始させる（ステップ S13)。

[0033] なお、時間 Iが時間 IIより短かい場合又は時間 Iと時間 IIとが同じである場合は、両刃物台 13, 15の間には干渉は生じないから、第一の刃物台 13及び第二の刃物台 15 をともに早送り速度 Vm, Vnで移動させ (ステップ S18)、第二の刃物台 15が加工開始位置 Eに到達した後に、次回加工工具 T2によるワーク Wの加工のための加工プログラムをスタートさせる（ステップ S 19)。

[0034] [第二の実施形態]

次に、第二の刃物台 15に装着されている複数本（図示の例では四本)の工具が、長さの異なる工具 T21〜T24である第二の実施形態を、図 6のフローチャート及び図 7を参照しながら説明する。

なお、この実施形態は、干渉境界位置 C, Fの設定手順が上記と異なるほかは第一の実施形態と同じである。そこで、干渉境界位置 C, F設定の手順について以下に詳細に説明し、第一の実施形態と同一の部分については説明を省略する。また、以下の説明では、説明の便宜のため、第一の刃物台 13の工具 T1でワーク Wの加工を終えた後に、第二の刃物台 15の工具 Τ21〜Τ24のうち、最下段に装着された工具 Τ2 4を次回加工工具として選択することを前提とする。 [0035] 図 6は、干渉境界位置 C, Fの設定手順を説明するフローチャート、図 7 (a)は、第二の刃物台 15の工具 T21〜T24と第一の刃物台 13との位置関係を示す図、図 7 (b )は、干渉境界位置 C, Fの設定するにあたり、第一の刃物台 13の移動経路と第二の刃物台 15の工具 T21〜T24との関係を説明する図である。

[0036] この実施形態では、工具 T21, Τ22, Τ23, Τ24のそれぞれについて、干渉チェック領域 CP21、 CP22、 CP23、 CP24を設定する（ステップ S51)。干渉チェック領域 CP21, CP22, CP23, CP24は、工具 T21, T22, T23, T24の工具径データ、刃先位置データ及び第二の刃物台 15における工具 T21, T22, T23, T24の装着位置データ力も形成することができる。

そして、各干渉チェック領域 CP21〜CP24と第一の刃物台 13の干渉チェック領域 CP1との距離 E21, E22, E23, E24を求める（ステップ S52)。次いで、第二の刃物台 15を早送り速度でワーク W側に移動させたときに、各干渉チェック領域 CP21〜C P24が干渉チヱック領域 CP1に到達するまでの時間 t21, t22, t23, t24を計算する (ステップ S53)。なお、図示の工具装着例では、上から二番目の工具 T22が第一の刃物台 15と干渉することは事実上起こりえないので、工具 T22に関する上記のデータ（E22, t22)は予め除外しておいてもよい。

[0037] 次に、第一の刃物台 13の干渉チェック領域 CP1が、現在位置 Aから次回加工工具 T24と干渉しなくなる位置 (i)まで移動する時間を tl4、同じぐ工具 T22と干渉しなくなる位置 (ii)まで移動する時間を tl 2、同じぐ工具 T21と干渉しなくなる位置 (iii)まで移動する時間を ti lとする（ステップ S53)。そして、時間 ti lと時間 t21、時間 tl2と時間 t22、時間 tl4と時間 t24について各々を比較する（ステップ S54)。

[0038] その結果、 tl4<t24、 tl3<t23及び tl l <t21の全ての条件を満足する場合 (ステツプ S55)には、第一の刃物台 13の干渉チェック領域 cpiが各位置 (i) GO(m)を通過したあとに、第二の刃物台 15の干渉チェック領域 CP21, 22, 24が各位置 (i) (iOGii)に到達することになるから、第一の刃物台 13と第二の刃物台 15とは干渉しない。そこで、前記制御装置は第一の刃物台 13と第二の刃物台 15との間で干渉が生じないと判断して、両刃物台 13, 15を早送り速度で待機位置 B及び加工開始位置 A まで送る (ステップ S 18、図 1参照)。 [0039] 上記以外の条件のとき、すなわち、 tl4≥t24、 tl3≥t23及び tl l≥t21のいずれかの条件を含むときには、第一の刃物台 13と第二の刃物台 15との間で干渉が生じると判断する。この場合は、干渉を回避しつつ最短の時間で第二の刃物台 15を加工開始位置まで送ることができるように、第二の刃物台 15の速度を調整する。

この場合は、 tl4≥t24、 tl3≥t23及び tl l≥t21のうちのいずれの条件であるの力他の一つ又は二つがどのような条件であるのかによつて、どこで干渉が生じるのかの判断する（ステップ S56)。

例えば、 tl3≥t23及び tl l≥t21であって tl4<t24であるときは、干渉チェック領域の領域 CP23と領域 CP1との干渉及び領域 CP21と領域 CP1との干渉が考えられる。そこで、前記制御装置は、両者の時間差 tl3— 23、 ti l— 21を比較して、どちらが先に干渉チェック領域 CPlと干渉するかを判断する。そして、 tl3— t23 >tl l —t21であるときには、領域 CP21と領域 CPlとが先に干渉すると判断し、逆の場合には領域 CP23と領域 CP 1との干渉が先に生じると判断する。

上記のようにしてどこで干渉が生じるかが決定されれば、この決定に基づ!/、て干渉境界位置 C, Fを設定する (ステップ S5)。

以後、図 1のフローチャートにおいてステップ S6以下の手順を実行する。

[0040] 本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。

例えば、本発明においては、第一の刃物台 13及び第二の刃物台 15に装着される工具 Tl, T2の本数は、一つでも複数でも適用が可能である。また、複数の工具 Tl、 Τ2の長さや第一の刃物台 13及び第二の刃物台 15に装着されたときの刃先位置は、同じであってもよいし異なるものであってもよい。

また、上記の説明では、第二の刃物台 15には X方向に複数の工具 Τ2が装着されるものとして説明したが、本発明は Υ方向に複数の工具 Τ2が装着される場合にも適用が可能である。

産業上の利用可能性

[0041] 本発明は、上記のような配置形態を含むものであれば、二つに限らず三つ以上の刃物台を有する数値制御旋盤、例えば、主軸軸線の周りに二つ又三つの刃物台を有する数値制御旋盤にも適用が可能である。また、刃物台の形態も、櫛歯形に限らずタレット形のものであってもよい。さらに、主軸台が移動する主軸台移動型の数値制御旋盤に限らず、主軸台がベッド上に固定された主軸台固定型の数値制御旋盤にも適用が可能である。また、主軸台の前方にガイドブッシュを有し、このガイドブッシュにワークの先端を支持させるものであってもよ、。

Claims

請求の範囲

回転自在な主軸と、この主軸に対して主軸軸線方向及び主軸軸線に交叉する方向に相対的に進退移動が可能な第一の刃物台と、前記主軸に対して前記主軸軸線方向に相対的に進退移動が可能な第二の刃物台とを有する数値制御旋盤におけるワークの加工方法にぉヽて、

今回の加工で使用した工具が、前記第一の刃物台及び前記第二の刃物台のうちの、ずれの刃物台に装着されて!、るものなのかを判断するステップと、

次回の加工で使用する工具が、前記第一の刃物台に装着された工具なのか、前記第二の刃物台に装着された工具なのかを判断するステップと、

前記第一の刃物台及び前記第二の刃物台のうち、今回の加工で使用した工具を装着している刃物台と次回の加工で使用する工具を装着している刃物台とが異なる場合に、移動の途中で前記第一の刃物台と前記第二の刃物台との間に干渉が生じるかどうかを判断するステップと、

前記第一の刃物台と前記第二の刃物台との間に干渉が生じる場合に、それぞれの前記移動経路上で、前記第一の刃物台と前記第二の刃物台とが近接しつつ干渉しない干渉境界位置を、前記第一の刃物台と前記第二の刃物台のそれぞれについて求めるステップと、

今回の加工で使用した工具を装着している刃物台と次回の加工で使用する工具を装着している刃物台とが異なる場合に、一方の刃物台を早送り速度で前記待機位置に向けて移動させるステップと、

前記一方の刃物台が前記干渉境界位置に到達する時間と同一の時間に、次回の加工で使用する工具を装着した他方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するように、前記他方の刃物台の送り速度を求め、得られた送り速度で前記他方の刃物台を前記干渉境界位置に向けて移動させるステップと、

前記他方の刃物台について得られた前記送り速度が早送り速度よりも小さい場合に、前記他方の刃物台が前記干渉境界位置を通過する際に、前記他方の刃物台を早送り速度まで増速させて、次回の加工で使用する前記工具を加工開始位置まで移動させるステップと、を有することを特徴とする数値制御旋盤におけるワークの加工方法。

[2] 前記第二の刃物台に複数の工具が装着される場合に、前記複数の工具が前記主軸軸線と交叉する前記第一の刃物台の移動方向と同方向に配列され、前記第一の刃物台の移動方向と同方向に前記複数の工具を移動させて所定の工具を加工位置に割り出すことを特徴とする請求項 1に記載の数値制御旋盤におけるワークの加工方法。

[3] 前記一方の刃物台を早送り速度で移動させた場合に前記一方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するまでの時間と、前記他方の刃物台を早送り速度で移動させた場合に前記他方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するまでの時間とを比較し、前記他方の刃物台が前記一方の刃物台よりも短時間で前記干渉境界位置に到達する場合に、前記他方の刃物台の前記待機位置と前記干渉境界位置との距離と前記一方の刃物台が前記干渉境界位置に到達するまでの時間とから、前記他方の刃物台の送り速度を求めることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の数値制御旋盤におけるワークの加工方法。

[4] 前記第二の刃物台と干渉が生じることのある前記第一の刃物台の所定部位と、前記第一の刃物台に装着され、加工位置に割り出された工具の刃先位置とから、第一の干渉チェック領域を前記第一の刃物台について形成し、

この第一の干渉チェック領域と前記第二の刃物台との間で干渉が生じるかどうか及び干渉が生じる位置を判断することを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載の数値制御旋盤におけるワークの加工方法。

[5] 前記第二の刃物台に装着されている工具の刃先が同一位置に揃えられている場合に、前記工具の刃先位置と前記工具の径とから第二の干渉チェック領域を前記第二の刃物台について形成することを特徴とする請求項 4に記載の数値制御旋盤におけるワークの加工方法。

[6] 前記第二の刃物台に装着されている工具が長さの異なる工具であって、かつ、刃先位置が不揃いである場合に、工具の各々について刃先位置と工具径と第二の刃物台における装着位置とから第二の干渉チェック領域を形成し、

各干渉チック領域と前記第一の干渉チック領域との位置関係から、干渉が生じるかどうか及び干渉が生じる位置を判断すること、

を特徴とする請求項 4に記載の数値制御旋盤におけるワークの加工方法。