WO2020105383A1

WO2020105383A1 - 旋盤

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Publication number: WO2020105383A1
Application number: PCT/JP2019/042458
Authority: WO
Inventors: 則夫賀来
Original assignee: スター精密株式会社
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-05-28
Also published as: KR102547810B1; US20210245257A1; CN112996617A; KR20210058972A; EP3862116A4; JP7323758B2; TW202019587A; EP3862116A1; JP2020082263A

Abstract

ワーク加工のサイクルタイムを短縮させることが可能な旋盤を提供する。旋盤１は、ワークＷ０を把持して主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能な第一主軸（１２）、第一主軸（１２）に対向してワークＷ０を把持して主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能な第二主軸（２２）、両主軸（１２，２２）に把持されているワークＷ０を突っ切るための突っ切り工具Ｔ１が設けられる刃物台３１、及び、両主軸（１２，２２）の回転、及び、両主軸（１２，２２）と刃物台３１とのワークＷ０を突っ切るための相対移動を制御する制御部Ｕ１を備える。制御部Ｕ１は、ワークＷ０を把持している両主軸（１２，２２）を同期させて回転させてから第一主軸（１２）の回転速度Ｖ１を変動させて第二主軸（２２）の回転速度Ｖ２を検出し、検出した回転速度Ｖ２の変動（ΔＶ２）が所定範囲内であるとワークＷ０の突っ切りが正常であると判別する。

Description

旋盤

　本発明は、互いに対向する二つの主軸に把持されているワークの突っ切りが正常に行われたことを判別する旋盤に関する。

　旋盤として、正面主軸に把持されているワークに正面加工を行って正面加工後のワークを背面主軸に渡して背面加工を行うＮＣ（数値制御）旋盤が知られている。このようなＮＣ旋盤は、正面加工後のワークを正面主軸から背面主軸に渡す時、互いに対向する正面主軸及び背面主軸に把持されているワークを回転させながら突っ切り工具で突っ切る処理を行う。ここで、突っ切り工具が破損すると、ワークの切断が完了しない可能性がある。ワークの切断が完了していないと背面加工等といった次の加工処理を正常に行うことができないため、ワークの突っ切りが正常に行われたことの判別処理の後に次の加工処理が行われている。

　上記判別処理は、突っ切り処理後に正面主軸と背面主軸との間にワーク検出ピンを進入させてワーク検出ピンがワークに接触しないことを確認することにより行われている。ワーク検出ピンには接触動作型のスイッチが取り付けられており、スイッチが作動しなければワークの突っ切りが正常に行われたと判別されて次の加工処理が行われ、スイッチが作動するとワークの突っ切りが異常であると判別されて機械の動作が停止する。ここで、突っ切り加工直後にはワークが高速で回転しているため、高速回転のワークとワーク検出ピンとが接触しないように、ワーク検出ピンを進入させる前に正面主軸と背面主軸の回転を減速する必要がある。次の加工処理では、正面主軸と背面主軸の回転を高速にする場合がある。

　また、特許文献１には、同軸上で対向する第１主軸と第２主軸との間の位相同期制御手段を備えている２主軸対向旋盤におけるワークの突っ切り加工方法が開示されている。位相同期制御手段は、回転中の第１主軸と第２主軸との位相差を検出する位相差検出手段、及び、検出された位相差に基づいてＮＣ装置から主軸モーターに与えられる速度指令を補正する補正指令手段を備えている。前記旋盤は、第１主軸と第２主軸とを同期運転させてワークの突っ切り加工を行った後、補正指令手段のフィードバック出力を遮断した状態で第１主軸モーターと第２主軸モーターとに異なる回転速度の指令値を与え、位相差検出手段から出力される位相差が設定値を越えると次の加工処理を行う。

特開平５－１３８４０４号公報

　ワーク検出ピンを用いる場合、突っ切り処理後に少なくとも正面主軸と背面主軸の回転を減速させてワーク検出ピンを進出させる必要があるため、その分、判別処理に時間がかかってワーク加工のサイクルタイムが長くなる。また、第１主軸と第２主軸との位相差を用いる場合でも、突っ切り加工後に第１主軸と第２主軸の回転速度を変える必要があるため、その分、判別処理に時間がかかってワーク加工のサイクルタイムが長くなる。
　尚、上述のような問題は、種々の旋盤に存在する。

　本発明は、ワーク加工のサイクルタイムを短縮させることが可能な旋盤を開示するものである。

　本発明の旋盤は、ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な第一主軸と、
　該第一主軸に対向して前記ワークを把持して前記主軸中心線を中心として回転可能な第二主軸と、
　前記第一主軸及び前記第二主軸に把持されている前記ワークを突っ切るための突っ切り工具が設けられる刃物台と、
　前記第一主軸及び前記第二主軸の回転、並びに、前記第一主軸及び前記第二主軸と前記刃物台との前記ワークを突っ切るための相対移動を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記ワークを把持している前記第一主軸及び前記第二主軸を同期させて回転させてから前記第一主軸の回転速度を変動させて前記第二主軸の回転速度を検出し、検出した回転速度の変動が所定範囲内であると前記ワークの突っ切りが正常であると判別する、態様を有する。

　本発明によれば、ワーク加工のサイクルタイムを短縮させる旋盤を提供することができる。

旋盤の構成例を模式的に示す図である。旋盤の電気回路の構成例を模式的に示すブロック図である。正常な突っ切り加工の例を模式的に示す図である。正常でない突っ切り加工の例を模式的に示す図である。突っ切り加工が正常である場合に主軸の回転速度の時間変化の例を模式的に示す図である。突っ切り加工が正常でない場合に主軸の回転速度の時間変化の例を模式的に示す図である。数値制御装置で行われる突っ切り処理の例を示すフローチャートである。数値制御装置で行われる突っ切り処理の別の例を示すフローチャートである。比較例において突っ切り加工の正否を検出する様子を模式的に示す図である。比較例において主軸の回転速度の時間変化を模式的に示す図である。

　以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。

（１）本発明に含まれる技術の概要：
　まず、図１～１０に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
　また、本願において、数値範囲「Min～Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。

［態様１］
　本技術の一態様に係る旋盤は、第一主軸（例えば正面主軸１２）、第二主軸（例えば背面主軸２２）、刃物台３１、及び、制御部Ｕ１を備えている。前記第一主軸（１２）は、ワークＷ０を把持して主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能である。前記第二主軸（２２）は、前記第一主軸（１２）に対向して前記ワークＷ０を把持して前記主軸中心線、例えば、主軸中心線ＡＸ１に合わせられた主軸中心線ＡＸ２を中心として回転可能である。前記刃物台３１は、前記第一主軸（１２）及び前記第二主軸（２２）に把持されている前記ワークＷ０を突っ切るための突っ切り工具Ｔ１が設けられる。前記制御部Ｕ１は、前記第一主軸（１２）及び前記第二主軸（２２）の回転、並びに、前記第一主軸（１２）及び前記第二主軸（２２）と前記刃物台３１との前記ワークＷ０を突っ切るための相対移動を制御する。当該制御部Ｕ１は、前記ワークＷ０を把持している前記第一主軸（１２）及び前記第二主軸（２２）を同期させて回転させてから前記第一主軸（１２）の回転速度Ｖ１を変動させて前記第二主軸（２２）の回転速度Ｖ２を検出し、検出した回転速度Ｖ２の変動（例えば変動幅ΔＶ２）が所定範囲内（例えば閾値ＴＨ未満）であると前記ワークＷ０の突っ切りが正常であると判別する。

　ワークＷ０を把持している第一主軸（１２）及び第二主軸（２２）を同期させて回転させてから第一主軸（１２）の回転速度Ｖ１を変動させた時に第一主軸（１２）と第二主軸（２２）との間でワークＷ０が繋がっていると、第二主軸（２２）の回転速度Ｖ２も変動する。ワークＷ０の切断が完了すると、第一主軸（１２）の回転速度Ｖ１の変動が第二主軸（２２）の回転速度Ｖ２に影響しなくなる。そこで、第二主軸（２２）の回転速度Ｖ２の変動が所定範囲内であると、ワークＷ０の突っ切りが正常であると判別することができる。上記態様１では、第二主軸（２２）の回転速度Ｖ２が検出されて該検出された回転速度Ｖ２の変動（ΔＶ２）が所定範囲内であるとワークＷ０の突っ切りが正常であると判別されるので、ワークＷ０の突っ切り直後に突っ切りの正常が判別される。従って、本態様は、ワーク加工のサイクルタイムを短縮させる旋盤を提供することができる。

　ここで、第一主軸が正面主軸であって第二主軸が背面主軸であってもよいし、第一主軸が背面主軸であって第二主軸が正面主軸であってもよい。
　第一主軸及び第二主軸と刃物台との相対移動には、第一主軸及び第二主軸が移動しないで刃物台が移動すること、刃物台が移動しないで第一主軸及び第二主軸が移動すること、及び、第一主軸及び第二主軸と刃物台の両方が移動することが含まれる。
　前記制御部は、第二主軸の回転速度の変動が所定範囲外であるタイミングからワーク突っ切りの正否を判別する場合、検出した回転速度の変動が所定範囲内になるとワークの突っ切りが正常であると判別してもよい。むろん、ワーク突っ切りの正否の判別時点で第二主軸の回転速度の変動が所定範囲内である場合、前記制御部は、即座にワークの突っ切りが正常であると判別してもよい。

［態様２］
　また、前記制御部Ｕ１は、前記ワークＷ０の突っ切りが完了する位置（例えばＸ＝＋Ｘｅの位置）へ前記刃物台３１を移動させながら前記第一主軸（１２）の回転速度Ｖ１を変動させて前記第二主軸（２２）の回転速度Ｖ２を検出してもよい。当該制御部Ｕ１は、検出した回転速度Ｖ２の変動（ΔＶ２）が前記所定範囲内であると前記ワークＷ０の突っ切りが正常であると判別してもよい。本態様は、突っ切り処理時に第一主軸（１２）と第二主軸（２２）を主軸中心線ＡＸ１と交差する方向（例えばＸ軸方向）へ移動させる必要が無いので、旋盤の構成を簡素化させることができる。

（２）旋盤の構成の具体例：
　図１は、旋盤の例として正面主軸１２が移動する主軸移動型のＮＣ（数値制御）旋盤１の構成を模式的に例示している。図１は、本技術を説明するために簡略化した一例を示しているに過ぎず、本技術を限定するものではない。尚、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右方向を上下方向又は前後方向に変更したり、上下方向を左右方向や前後方向に変更したり、前後方向を左右方向や上下方向に変更したり、回転方向を逆方向に変更したり等することも、本技術に含まれる。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。

　図１に示す旋盤１は、ＮＣ装置７０、固定されたベース１０に設置された正面主軸台１１、固定されたベース２０に設置された背面主軸台２１、固定されたベース３０に設置された刃物台３１、等を備えている。ＮＣ装置７０は、前述の各部１１，２１，３１等の動作を制御する。

　正面主軸台１１は、主軸中心線ＡＸ１に沿ったＺ軸方向へ移動可能とされている。ＮＣ装置７０は、図２に例示するＺ１軸モーターＭＺ１等の駆動部を介して正面主軸台１１のＺ軸方向における位置を制御する。正面主軸台１１に設けられた正面主軸１２は、コレット等の把持部１３を有し、Ｚ軸方向へ挿入された円柱状（棒状）のワークＷ１を把持部１３で解放可能に把持する。ＮＣ装置７０は、回転モーター１５等の駆動部を介して、ワークＷ１の長手方向に沿う主軸中心線ＡＸ１を中心として正面主軸１２を回転させる。これにより、正面主軸１２は、主軸中心線ＡＸ１を中心としてワークＷ１を回転させる。

　図１において二点鎖線で示すように、正面主軸１２の前方にガイドブッシュ１８が配置されてもよい。この場合のガイドブッシュ１８は、正面主軸１２の前方に配置され、正面主軸１２を貫通した長手状のワークＷ１をＺ軸方向へ摺動可能に支持し、正面主軸１２と同期して主軸中心線ＡＸ１を中心として回転駆動される。

　背面主軸台２１は、主軸中心線ＡＸ２に沿ったＺ軸方向、及び、このＺ軸方向と直交（交差）するＹ軸方向へ移動可能とされている。ＮＣ装置７０は、図２に例示するＺ２軸モーターＭＺ２やＹ２軸モーターＭＹ２等の駆動部を介して背面主軸台２１のＺ軸方向及びＹ軸方向における位置を制御する。背面主軸台２１に設けられた背面主軸２２は、コレット等の把持部２３を有し、主軸中心線ＡＸ１，ＡＸ２同士が合わせられた状態でＺ軸方向へ挿入された正面加工後のワークＷ２を把持部２３で解放可能に把持する。ＮＣ装置７０は、回転モーター２５等の駆動部を介して、主軸中心線ＡＸ２を中心として背面主軸２２を回転させる。これにより、背面主軸２２は、主軸中心線ＡＸ２を中心としてワークＷ２を回転させる。背面主軸２２は、正面主軸と対向する意味で対向主軸と呼ばれることがある。
　尚、正面加工前のワークＷ１と正面加工後のワークＷ２をワークＷ０と総称し、突っ切り処理のため主軸中心線ＡＸ１に沿って両主軸１２，２２の把持部１３，２３に把持されているワークをワークＷ０と呼ぶことにする。

　刃物台３１は、ワークＷ０を加工するための複数の工具Ｔ０が取り付けられ、Ｘ軸方向及びＺ軸方向へ移動可能とされている。ここで、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と直交（交差）する方向である。ＮＣ装置７０は、図２に例示するＸ３軸モーターＭＸ３やＺ３軸モーターＭＺ３等の駆動部を介して刃物台３１のＸ軸方向及びＺ軸方向における位置を制御する。複数の工具Ｔ０には、両主軸１２，２２の把持部１３，２３に把持されているワークＷ０を突っ切るための突っ切り工具Ｔ１が含まれている。刃物台には、タレット刃物台、櫛型刃物台、等を用いることができる。旋盤には、複数種類の刃物台が設置されてもよい。また、各部１１，２１，３１等の移動方向は、図１に示す方向に限定されない。

　図２は、ＮＣ旋盤１の電気回路の構成を模式的に例示している。図２に示す旋盤１において、ＮＣ装置７０には、操作パネル８０、Ｚ１軸モーターＭＺ１、Ｙ２軸モーターＭＹ２、Ｚ２軸モーターＭＺ２、Ｘ３軸モーターＭＸ３、Ｚ３軸モーターＭＺ３、正面主軸１２を回転駆動する回転モーター１５、背面主軸２２を回転駆動する回転モーター２５、正面主軸１２の把持部１３を開閉するアクチュエーター１４、背面主軸２２の把持部２３を開閉するアクチュエーター２４、等が接続されている。ＮＣ装置７０は、コンピューターであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）７２、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）７３、タイマー回路７４、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）７５、等を有している。図２では、操作パネル８０、サーボモーターＭＺ１，ＭＹ２，ＭＺ２，ＭＸ３，ＭＺ３、回転モーター１５，２５、及び、アクチュエーター１４，２４のＩ／ＦをまとめてＩ／Ｆ７５と示している。ＲＯＭ７２には、加工プログラムＰ２を解釈して実行するための解釈実行プログラムＰ１が書き込まれている。ＲＡＭ７３には、ユーザーにより作成された加工プログラムＰ２が書き換え可能に記憶される。加工プログラムは、ＮＣプログラムとも呼ばれる。ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３をワークエリアとして使用し、ＲＯＭ７２に記録されている解釈実行プログラムＰ１を実行することにより、コンピューターをＮＣ装置７０として機能させる。むろん、解釈実行プログラムＰ１により実現される機能の一部又は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）といった他の手段により実現させてもよい。

　操作パネル８０は、入力部８１及び表示部８２を備え、ＮＣ装置７０のユーザーインターフェイスとして機能する。入力部８１は、例えば、オペレーターから操作入力を受け付けるためのボタンやタッチパネルから構成される。表示部８２は、例えば、オペレーターから操作入力を受け付けた各種設定の内容やＮＣ旋盤１に関する各種情報を表示するディスプレイで構成される。オペレーターは、操作パネル８０や外部コンピューターを用いて加工プログラムＰ２をＲＡＭ７３に記憶させることが可能である。

　Ｚ１軸モーターＭＺ１は、ＮＣ装置７０からの指令に従って正面主軸台１１をＺ軸方向へ移動させる。Ｙ２軸モーターＭＹ２は、ＮＣ装置７０からの指令に従って背面主軸台２１をＹ軸方向へ移動させる。Ｚ２軸モーターＭＺ２は、ＮＣ装置７０からの指令に従って背面主軸台２１をＺ軸方向へ移動させる。Ｘ３軸モーターＭＸ３は、ＮＣ装置７０からの指令に従って刃物台３１をＸ軸方向へ移動させる。Ｚ３軸モーターＭＺ３は、ＮＣ装置７０からの指令に従って刃物台３１をＺ軸方向へ移動させる。

　回転モーター１５は、正面主軸１２の回転速度に応じた間隔の基準角パルスを発生するエンコーダー１６を有し、ＮＣ装置７０からの指令に従って正面主軸１２を回転駆動する。回転モーター２５は、背面主軸２２の回転速度に応じた間隔の基準角パルスを発生するエンコーダー２６を有し、ＮＣ装置７０からの指令に従って背面主軸２２を回転駆動する。尚、回転速度は、回転数とも呼ばれ、単位時間当たりの回転の回数を意味する。

　アクチュエーター１４は、ＮＣ装置７０の制御に従い、スリーブ部材等の動力伝達機構を介して正面主軸１２の把持部１３を開閉する。把持部１３を開くとワークがＺ軸方向へ移動可能となり、把持部１３が閉じるとワークが把持部１３に把持される。アクチュエーター２４は、ＮＣ装置７０の制御に従い、スリーブ部材等の動力伝達機構を介して背面主軸２２の把持部２３を開閉する。把持部２３を開くとワークがＺ軸方向へ移動可能となり、把持部２３が閉じるとワークが把持部２３に把持される。アクチュエーター１４，２４には、リニアモーターを含むサーボモーター、エアーシリンダー、油圧シリンダー、等を用いることができる。アクチュエーター１４，２４は、ボールねじ機構といった減速機構等を含んでもよい。

　本具体例において、正面主軸１２は第一主軸の例であり、背面主軸２２は第二主軸の例である。また、ＮＣ装置７０、回転モーター１５，２５、及び、Ｘ３軸モーターＭＸ３は、制御部Ｕ１の例である。

（３）突っ切り処理の具体例：
　まず、図３を参照して、正常に突っ切り加工が行われる場合の突っ切り処理の例を説明する。図３は、刃物台３１に設けられている突っ切り工具Ｔ１による正常な突っ切り加工を模式的に例示している。図３にはガイドブッシュを使用していない旋盤の突っ切り加工が示されているが、ガイドブッシュを使用する場合も両主軸１２，２２に把持されたワークＷ０の突っ切り加工が行われる。
　図３の左側は、正面主軸１２の把持部１３が直径ＤのワークＷ０を把持している状態で背面主軸２２が正面主軸１２に近付いて把持部２３がワークＷ０を把持し突っ切り工具Ｔ１の刃先がＸ＝－Ｄ／２の位置まで＋Ｘ方向へ移動した様子を示している。両主軸１２，２２が突っ切り加工時の回転速度で回転している状態で刃物台３１がさらに＋Ｘ方向へ移動すると、ワークＷ０が切削され、誤差が無ければワークＷ０の中心位置Ｘ＝０においてワークＷ０が切断される。実際には、図３の右側に示すように、中心位置Ｘ＝０を通り過ぎた突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅ（Ｘｅ＞０）まで刃物台３１が移動する処理が行われる。

　図４は、突っ切り加工時等に突っ切り工具Ｔ１が破損した場合の突っ切り加工を模式的に例示している。図４の左側には、突っ切り工具Ｔ１の破損した部分が二点鎖線で示されている。このような場合、突っ切り加工が正常に行われず、図４の右側に示すように、両主軸１２，２２間でワークＷ０が繋がった状態になってしまう。ワークＷ０の切断が完了していないと背面加工等といった次の加工処理を正常に行うことができないため、ワークＷ０の突っ切りが正常に行われたことの判別処理の後に次の加工処理が行われる。

　図９は、比較例においてワークＷ０の突っ切り加工の正否を検出する様子を模式的に示している。図９に示す旋盤は、突っ切り加工の正否の検出装置９００を備えている。検出装置９００は、Ｘ軸方向へ移動可能な刃物台（不図示）に設けられ、両主軸１２，２２の主軸中心線ＡＸ１と交差する方向に進退可能なワーク検出ピン９０１、及び、検出ピン９０１の末端に取り付けられた接触動作型のスイッチ９０２を有している。検出ピン９０１を進出させた時に検出ピン９０１がワークＷ０に接触せずスイッチ９０２が作動しなければ、ワークＷ０の突っ切りが正常に行われたと判別されて次の加工処理が行われる。検出ピン９０１を進出させた時に検出ピン９０１がワークＷ０に接触してスイッチ９０２が作動すると、ワークＷ０の突っ切りが異常であると判別されて機械の動作が停止する。
　ここで、突っ切り加工直後にはワークＷ０が高速で回転しているため、高速回転のワークＷ０と検出ピン９０１とが接触しないように、検出ピン９０１を進入させる前に両主軸１２，２２の回転を減速する必要がある。

　図１０は、比較例において両主軸１２，２２の回転速度の時間変化を模式的に示している。図１０において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は主軸１２，２２の回転速度を示している。尚、図１０の上側に正面主軸１２の回転速度Ｖ１（rpm；１分当たりの回転数）の時間変化を示し、図１０の下側に背面主軸２２の回転速度Ｖ２（rpm）の時間変化を示している。

　最初のタイミングｔ９１は、正面加工後のワークを背面主軸２２の把持部２３が把持して両主軸１２，２２の回転の同期運転を開始した時点を示している。同期運転は、背面主軸２２の回転速度Ｖ２の指令値を正面主軸１２の回転速度Ｖ１の指令値に合わせる運転を意味る。次のタイミングｔ９２は、突っ切り加工時の高速の回転速度（例えば1000～4000rpm）において同期運転が完了した時点を示している。次のタイミングｔ９３は、突っ切り工具を設けた刃物台が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅまで移動した時点を示している。この時点でワークＷ０が高速回転しているので、ＮＣ装置は、次のタイミングｔ９４にかけて主軸１２，２２の回転速度をワーク検出時の低速の回転速度（例えば300～700rpm）まで下降させる。次のタイミングｔ９５にかけてワーク検出ピン９０１が進出し、ワークＷ０の突っ切り加工の正否が検出される。検出ピン９０１がワークＷ０に接触しなかった場合、ＮＣ装置は、次の加工処理のためにタイミングｔ９６にかけて主軸１２，２２の回転を高速に戻す。
　以上より、刃物台が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅに到着してからタイミングｔ９３～ｔ９６の検出処理がワークの加工の都度、必要である。

　本具体例では、刃物台が突っ切り完了位置に到着する前に同期運転中の正面主軸１２の回転速度Ｖ１を変動させて背面主軸２２の回転速度Ｖ２の変動が所定範囲内であることを確認することにより、即座にワークＷ０の突っ切りの正常を判別することを可能にさせている。また、検出装置９００のためのスペースが不要となる。

　図５は、突っ切り加工が正常である場合に主軸の回転速度の時間変化を模式的に例示している。図５において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は主軸１２，２２の回転速度を示している。尚、図５の上側に正面主軸１２の回転速度Ｖ１（rpm）の時間変化を示し、図５の下側に背面主軸２２の回転速度Ｖ２（rpm）の時間変化を示している。

　最初のタイミングｔ１１は、正面加工後のワークを背面主軸２２の把持部２３が把持して両主軸１２，２２の回転の同期運転を開始した時点を示している。この場合の同期運転は、背面主軸２２の回転速度Ｖ２の指令値を正面主軸１２における変動無しの回転速度Ｖ１の指令値に合わせる運転を意味する。次のタイミングｔ１２は、突っ切り加工時の高速の回転速度（例えば1000～4000rpm）において同期運転が完了した時点を示している。同期運転が完了すると、ＮＣ装置７０は、突っ切り工具Ｔ１を設けた刃物台３１を＋Ｘ方向へ移動させる制御を開始する。タイミングｔ１３は、刃物台３１が回転変動開始位置Ｘ＝－Ｘｓ（Ｘｓ＞０）の位置まで移動した時点を示している。ＮＣ装置７０は、タイミングｔ１３において、正面主軸１２の回転速度Ｖ１に変動幅ΔＶ１の変動を加える制御を開始する。主軸１２，２２間でワークＷ０が繋がっているので、背面主軸２２の回転速度Ｖ２にも変動が加わる。

　変動幅ΔＶ１は、回転速度の最大値と最小値との差を意味し、中心値からの最大変位を表す振幅の２倍となる。従って、回転速度を±Ａ（rpm）変動させる場合、振幅はＡ（rpm）となり、変動幅ΔＶ１は２Ａ（rpm）となる。振幅Ａは、回転速度Ｖ１（rpm）に対して小さく（例えば１～３桁小さく）設定され、例えば、１～２０rpm程度とすることができる。回転速度Ｖ１の周波数ｆ１は、例えば、１～２０Ｈｚ程度とすることができる。

　次のタイミングｔ１４は、刃物台３１が突っ切り工具接触位置Ｘ＝－Ｄ／２まで移動した時点を示している。タイミングｔ１４において突っ切り工具Ｔ１の刃先がワークＷ０に接触するので、切削時の負荷により回転速度Ｖ１，Ｖ２が低下する。背面主軸２２の回転速度Ｖ２には、変動が加わり続ける。ワークＷ０の切断が進むと、ワークＷ０の突っ切り部の剛性が低くなるため、背面主軸２２の回転速度Ｖ２の変動幅ΔＶ２が小さくなる。また、切削時の負荷が減少するため、回転速度Ｖ１，Ｖ２が元に戻っていく。次のタイミングｔ１５は、刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅまで移動した時点を示している。

　図６は、突っ切り加工が正常でない場合に主軸の回転速度の時間変化を模式的に例示している。図６においても、横軸は時間ｔを示し、縦軸は主軸１２，２２の回転速度を示している。
　突っ切り加工が正常でない場合も、タイミングｔ１１～ｔ１４の回転速度Ｖ１，Ｖ２の時間変化は、突っ切り加工が正常である場合と変わらない。しかし、タイミングｔ１５において刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅに到着しても、両主軸１２，２２間でワークＷ０が繋がったままであるので、背面主軸２２の回転速度Ｖ２の変動幅ΔＶ２が残っている。

　図５で示したように、ワークＷ０の突っ切りが正常である場合、背面主軸２２の回転速度Ｖ２の変動幅ΔＶ２が小さくなる。そこで、変動幅ΔＶ２が所定範囲内であれば、ワークＷ０の突っ切りが正常であると判別することができる。これにより、ワークＷ０の突っ切り直後に突っ切りの正常が判別され、図１０で示したタイミングｔ９３～ｔ９６の検出処理が不要となる。従って、ワーク加工のサイクルタイムが短縮化される。
　尚、ワーク突っ切りの正否は突っ切り直後に判別されるため、回転変動開始位置Ｘ＝－Ｘｓは突っ切り工具接触位置Ｘ＝－Ｄ／２を通過した後の位置でもよい。すなわち、図５，６に示すタイミングｔ１３は、Ｘ＝－Ｄ／２のタイミングｔ１４の後でもよい。

（４）突っ切り処理の例：
　図７は、解釈実行プログラムＰ１を実行するＮＣ装置７０で行われる一回の突っ切り処理を例示している。この処理は、加工プログラムＰ２に記述された突っ切り指令をＮＣ装置７０が読み込んだ時に開始される。図５，６で示したような回転速度変動を実現させる加工プログラムをユーザーが作成するのは、容易ではない。そこで、解釈実行プログラムＰ１を実行するＮＣ装置７０が回転速度変動を実現させることにして、その例を図７に示している。以下、図２～６も参照して、図７に示す突っ切り処理を説明する。

　突っ切り処理が開始されると、ＮＣ装置７０は、図２で示したＺ２軸モーターＭＺ２を駆動させて背面主軸台２１を正面主軸台１１の方へ移動させ、アクチュエーター２４を駆動させて背面主軸２２の把持部２３にワークＷ０を把持させる（ステップＳ１０２）。
　次に、ＮＣ装置７０は、突っ切り加工のための回転速度Ｖ１の指令値を両回転モーター１５，２５に出力して回転モーター１５，２５の同期駆動を開始させ、ワークＷ０を把持している両主軸１２，２２の回転の同期運転を開始させる（ステップＳ１０４）。ここで、正面主軸１２がマスターで背面主軸２２がスレーブであり、背面主軸用の回転モーター２５に対する回転速度Ｖ２の指令値が正面主軸用の回転モーター１５に対する回転速度Ｖ１の指令値に合わせられる。ステップＳ１０４の処理の開始時点は、図５，６で示したタイミングｔ１１に相当する。ＮＣ装置７０は、両主軸１２，２２の回転速度Ｖ１，Ｖ２の検出値が突っ切り加工時の高速の回転速度になると（図５，６のタイミングｔ１２）、同期運転完了信号を発信する。

　また、ＮＣ装置７０は、加工プログラムＰ２からＸ軸方向における刃物台３１の位置に対する回転変動開始位置Ｘ＝－Ｘｓを取得する（ステップＳ１０６）。
　次に、ＮＣ装置７０は、Ｘ３軸モーターＭＸ３を駆動させて刃物台３１を突っ切り工具Ｔ１とともに突っ切る経路に沿って＋Ｘ方向へ移動させる（ステップＳ１０８）。

　次に、ＮＣ装置７０は、刃物台３１が回転変動開始位置Ｘ＝－Ｘｓになると、正面主軸用の回転モーター１５に対する回転速度Ｖ１の指令値に変動幅ΔＶ１、周波数ｆ１の変動成分を加え、正面主軸１２の回転速度Ｖ１の変動を開始させる（ステップＳ１１０）。回転速度Ｖ１を変動させる処理は、突っ切り加工時の回転速度Ｖ１に変動幅ΔＶ１、周波数ｆ１の変動成分を加えた回転速度となるように回転モーター１５に与える電流値、すなわち、トルクを制御する処理でもよい。背面主軸用の回転モーター２５に対する回転速度Ｖ２の指令値に変動成分は加えられない。ステップＳ１１０の処理の開始時点は、図５，６で示したタイミングｔ１３に相当する。刃物台３１はワークの突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅへ移動している最中であり、正面主軸１２の回転速度Ｖ１は変動し続ける。背面主軸用の回転モーター２５は、エンコーダー２６の発生パルスに基づいて背面主軸２２の回転速度Ｖ２を検出している。

　次に、ＮＣ装置７０は、背面主軸用の回転モーター２５から回転速度Ｖ２の検出値を繰り返し取得し、刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅとなるまでに回転速度Ｖ２の検出値の変動幅ΔＶ２が所定の閾値ＴＨよりも小さくなったか否かを判断する（ステップＳ１１２）。ただし、閾値ＴＨは、ステップＳ１１０で正面主軸１２の回転速度Ｖ１の変動を開始させた時の変動幅ΔＶ２よりも小さい正の値である。ΔＶ２＜ＴＨは回転速度Ｖ２の検出値の変動が所定範囲内であることを意味する。尚、閾値ＴＨの値は、ＲＯＭ７２もしくはＲＡＭ７３に記憶される。

　図３で示したようにワークＷ０の突っ切りが正常である場合、図５で示したように刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅとなるまでに変動幅ΔＶ２が小さくなり、ΔＶ２＜ＴＨとなる。この場合、ワークＷ０の突っ切りが正常であると判別されたことになり、ＮＣ装置７０は、Ｚ２軸モーターＭＺ２を駆動させて背面主軸台２１を退避させ、すなわち、背面主軸台２１を正面主軸台１１から遠ざけ、ワークの連続加工運転を続行する（ステップＳ１１４）。直後の加工には、背面主軸２２の把持部２３に把持されているワークＷ２に対する背面加工、及び、正面主軸１２の把持部１３に把持されているワークＷ１に対する正面加工が含まれる。

　一方、図４で示したようにワークＷ０の突っ切りが正常でない場合、図６で示したように刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅになっても背面主軸２２の回転速度Ｖ２の変動が残り、ΔＶ２≧ＴＨとなる。この場合、ワークＷ０の突っ切りが正常でないと判別されたことになり、ＮＣ装置７０は、ワークＷ０の突っ切りが正常でないことを示す警告を出力し、ワークの連続加工運転を停止する（ステップＳ１１６）。警告の出力には、図２で示した表示部８２に警告を表示すること、図示しない音声出力装置から警告音を出力すること、等が含まれる。

　以上説明したようにして、一回の突っ切り処理が終了する。

　本具体例によると、ワークＷ０の突っ切り前から正面主軸１２の回転速度Ｖ１に変動が加えられるので、ワークＷ０の突っ切りが正常であると突っ切り直後には背面主軸２２の回転速度Ｖ２に変動が加わらなくなる。そこで、回転速度Ｖ２の変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨ未満であることを確認することにより、ワークＷ０の突っ切り直後に突っ切りの正常が判別される。従って、本具体例は、ワークの突っ切りが正常であることを判別する時間を短縮させ、ワーク加工のサイクルタイムを短縮させることができる。
　また、突っ切り正否の判別のために特別な装置を必要としないため、旋盤の原価を低減させることができる。

　さらに、回転速度Ｖ２の変動幅ΔＶ２を突っ切り正否の判別に使用しているので、データ取得のサンプリング回数が増加し、判別の信頼性が高まる。
　さらに、ＮＣ装置７０が正面主軸１２の回転速度Ｖ１に起因した共振を抑えるために回転速度Ｖ１に変動を加える機能を有している場合、この機能を利用することにより容易に突っ切り正否を判別することができる。

（５）変形例：
　本発明は、種々の変形例が考えられる。
　例えば、本技術を適用可能な旋盤は、主軸移動型旋盤に限定されず、正面主軸が移動しない主軸固定型旋盤等でもよい。

　上述した旋盤１は突っ切り加工時に刃物台３１をＸ軸方向へ移動させたが、刃物台の代わりに正面主軸と背面主軸をＸ軸方向へ移動させることにより突っ切り加工を行うことや、両主軸と刃物台の両方をＸ軸方向へ移動させることにより突っ切り加工を行うことも可能である。上述した旋盤１は正面主軸１２がマスターで背面主軸２２がスレーブである同期運転を行ったが、背面主軸がマスターで正面主軸がスレーブの同期運転を行う場合にも本技術を適用可能である。この場合、旋盤は、同期運転中に背面主軸の回転速度に変動を加え、正面主軸の回転速度を検出して、検出した回転速度の変動が所定範囲内であるとワークの突っ切りが正常であると判別してもよい。

　上述した処理は、順番を入れ替える等、適宜、変更可能である。例えば、図７の突っ切り処理において、Ｓ１０６の回転変動開始位置Ｘ＝－Ｘｓを取得する処理は、ステップＳ１０２，Ｓ１０４のいずれの処理の前において行うことが可能である。また、第二主軸の回転速度の変動が所定範囲内であるか否かの判断を開始するタイミングは、加工プログラム上において加工が完了したと考えられるタイミング等、様々なタイミングにすることができる。さらに、第二主軸の回転速度の変動が所定範囲内になるか否かの判断を終了するタイミングも、様々なタイミングにすることができる。

　図８は、ＮＣ装置７０で行われる一回の突っ切り処理の別の例を示している。図８に示す突っ切り処理は、図７で示した突っ切り処理と比べて、ステップＳ１１２がステップＳ２０２，Ｓ２０４に置き換わっている。尚、図示の都合上、図８ではステップＳ１０２～Ｓ１０８の処理をまとめて示している。ＮＣ装置７０は、ステップＳ１０２～Ｓ１１０の処理を行って刃物台３１が回転変動開始位置Ｘ＝－Ｘｓになった時に正面主軸１２の回転速度Ｖ１の変動を開始させると、処理をステップＳ２０２に進める。ＮＣ装置７０は、ステップＳ２０２において、加工プログラムＰ２からワークの突っ切り完了タイミングを取得し、突っ切り完了タイミングになったか否かを判断する。突っ切り完了タイミングは、刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅに到着するタイミングでもよいし、他のタイミングでもよい。突っ切り完了タイミングになっていなければ、ＮＣ装置７０は、Ｓ２０２の判断処理を繰り返す。

　突っ切り完了タイミングになった場合、ＮＣ装置７０は、規定の判別時間内に、背面主軸用の回転モーター２５から回転速度Ｖ２の検出値を繰り返し取得し、得られる変動幅ΔＶ２が所定の閾値ＴＨ（０＜ＴＨ＜ΔＶ２）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２０４）。判別時間内に複数の変動幅が得られる場合、ＮＣ装置７０は、複数の変動幅の相加平均を変動幅ΔＶ２として該変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨよりも小さいか否かを判断してもよい。また、ＮＣ装置７０は、複数の変動幅から最大値と最小値を除いた相加平均を変動幅ΔＶ２として該変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨよりも小さいか否かを判断してもよい。変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨ未満である場合、ワークＷ０の突っ切りが正常であると判別されたことになり、ＮＣ装置７０は、ワークの連続加工運転を続行する（ステップＳ１１４）。変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨ以上である場合、ワークＷ０の突っ切りが正常でないと判別されたことになり、ＮＣ装置７０は、警告を出力し、ワークの連続加工運転を停止する（ステップＳ１１６）。

　図８に示す突っ切り処理が行われても、ワークＷ０の突っ切り前から正面主軸１２の回転速度Ｖ１に変動が加えられるので、ワーク突っ切り直後の判別時間において背面主軸２２の回転速度Ｖ２に変動が加わらなくなる。そこで、背面主軸２２の回転速度Ｖ２の変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨ未満であることを確認することにより、ワークＷ０の突っ切り直後に突っ切りの正常が判別される。従って、ワークの突っ切りが正常であることを判別する時間が短くなり、ワーク加工のサイクルタイムが短くなる。また、データ取得のサンプリング回数が増加するので、判別の信頼性が高まる。

　また、図７にて、刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅまで移動した時（ステップＳ１１２）、もしくは図８にて、突っ切り完了タイミングになった時（ステップＳ２０２）、変動幅ΔＶ２が所定の閾値ＴＨより小さくなったか否かを判断するが、この判断を終了するタイミングは、刃物台３１が突っ切り完了位置Ｘ＝＋Ｘｅまで移動してから所定時間経過した後、もしくは突っ切り完了タイミングになってから所定時間経過した後でもよい。変動幅ΔＶ２が所定の閾値ＴＨより小さくなった状態が所定時間継続されることを判断する処理を行うことにより、データ取得のサンプリング回数が更に増加するので、判別の信頼度が更に高まる。例として、判断を行う期間に得られる複数の変動幅の相加平均を変動幅ΔＶ２として該変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨよりも小さいか否かを判断してもよいし、複数の変動幅から最大値と最小値を除いた相加平均を変動幅ΔＶ２として該変動幅ΔＶ２が閾値ＴＨよりも小さいか否かを判断してもよい。

（６）結び：
　以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、ワーク加工のサイクルタイムを短縮させることが可能な旋盤等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
　また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。

１…旋盤、１１…正面主軸台、１２…正面主軸、１３…把持部、
１４…アクチュエーター、１５…回転モーター、１６…エンコーダー、
１８…ガイドブッシュ、２１…背面主軸台、２２…背面主軸、
２３…把持部、２４…アクチュエーター、２５…回転モーター、
２６…エンコーダー、３１…刃物台、７０…ＮＣ装置、
ＡＸ１，ＡＸ２…主軸中心線、ＭＸ３…Ｘ３軸モーター、Ｔ０…工具、
Ｔ１…突っ切り工具、Ｕ１…制御部、Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２…ワーク。

Claims

　ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な第一主軸と、
　該第一主軸に対向して前記ワークを把持して前記主軸中心線を中心として回転可能な第二主軸と、
　前記第一主軸及び前記第二主軸に把持されている前記ワークを突っ切るための突っ切り工具が設けられる刃物台と、
　前記第一主軸及び前記第二主軸の回転、並びに、前記第一主軸及び前記第二主軸と前記刃物台との前記ワークを突っ切るための相対移動を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記ワークを把持している前記第一主軸及び前記第二主軸を同期させて回転させてから前記第一主軸の回転速度を変動させて前記第二主軸の回転速度を検出し、検出した回転速度の変動が所定範囲内であると前記ワークの突っ切りが正常であると判別する、旋盤。
　前記制御部は、前記ワークの突っ切りが完了する位置へ前記刃物台を移動させながら前記第一主軸の回転速度を変動させて前記第二主軸の回転速度を検出し、検出した回転速度の変動が前記所定範囲内であると前記ワークの突っ切りが正常であると判別する、請求項１に記載の旋盤。