(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の動作部を一定の相対距離を保って同時に動作させる同期制御を行なうＮＣ工作機械の制御方法において、
ＮＣ工作機械のプログラム運転中、プログラムの動作中同期命令により指定された動作中同期情報である動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを解読し、ＮＣ工作機械のＮＣ装置を前記第一の動作部が前記動作中同期命令で指定された前記動作中同期開始位置になると動作中同期を開始する動作中同期モードにする工程と、
前記第一の動作部の動作命令が実行されて動作が開始されると、ＮＣ工作機械のＮＣ装置はこの第一の動作部が前記動作中同期開始位置になったかどうかを常に判断し、前記動作中同期開始位置になったとき前記動作中同期命令で指定された同期方式に従って、前記第二の動作部を前記第一の動作部と同じ方向に同じ速度で移動させる動作中同期を開始する工程と、
プログラムの動作中同期解除命令により前記動作中同期を解除して動作中同期モードを終了する工程とを有することを特徴とするＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項２】
複数の動作部を一定の相対距離を保って同時に動作させる同期制御を行なうＮＣ工作機械の制御方法において、
ＮＣ工作機械のプログラム運転中、プログラムの動作中同期命令により指定された動作中同期情報である動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部と第二の動作部の相対位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを解読し、ＮＣ工作機械のＮＣ装置を前記第一の動作部が前記動作中同期命令で指定された前記相対位置になると動作中同期を開始する動作中同期モードにする工程と、
前記第一の動作部の動作命令が実行されて動作が開始されると、ＮＣ工作機械のＮＣ装置はこの第一の動作部と前記第二の動作部が前記相対位置になったかどうかを常に判断し、前記相対位置になったとき前記動作中同期命令で指定された同期方式に従って、前記第二の動作部を前記第一の動作部と同じ方向に同じ速度で移動させる動作中同期を開始する工程と、
プログラムの動作中同期解除命令により前記動作中同期を解除して動作中同期モードを終了する工程とを有することを特徴とするＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項３】
前記動作中同期情報を前記動作中同期命令の引数で指定することを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項４】
前記動作中同期命令に付けた番号または記号により、予めその各番号または記号ごとにＮＣ工作機械のＮＣ装置の動作中同期情報収納部に設定してある動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が前記動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置と、前記動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを、前記動作中同期情報収納部から読み込む工程を有することを特徴とする請求項１記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項５】
前記動作中同期の実行中、前記第二の動作部が該動作中同期を開始する前に待機していた位置に戻った時に、該動作中同期を解除することを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項６】
前記動作中同期の実行中、前記第二の動作部が動作限界を越えようとした時に該動作中同期を解除することを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項７】
前記第一の動作部と前記動作中同期して複数の第二の動作部を動作させることを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項８】
請求項１又は２記載のＮＣ工作機械の制御方法において、前記第二の動作部を第二の動作中同期を行なう基準として、その第二の動作部と同じ方向に同じ速度で第三の動作部を移動させる第二の動作中同期を実行する工程を有することを特徴とするＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項９】
動作中同期を開始する際、待機中の第二の動作部の動作の立ち上げ遅れを計算し、動作中同期の実行中に保たれる一定の相対距離を崩さないように第二の動作部を動作させることを特徴とする請求項１又は２記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項１０】
前記動作中同期を実行中の前記第一の動作部と前記第二の動作部の関係を示す同期方式を前記第一の動作部と前記第二の動作部の各軸の関係式により示すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項１１】
前記動作中同期を実行中の前記第一の動作部と前記第二の動作部の関係を示す同期方式を番号又は記号により示し、各番号または記号に対応した同期方式収納部に前記第一の動作部と第二の動作部の各軸の関係式を読み込むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＮＣ工作機械の制御方法。
【請求項１２】
複数の動作部を一定の相対距離を保って同時に動作させる同期制御を行なうＮＣ工作機械の制御方法において、
ＮＣ工作機械をマニュアル運転中、その操作盤から動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを指定又は入力する工程と、
ＮＣ工作機械のＮＣ装置を、前記第一の動作部が指定された前記動作中同期開始位置になると動作中同期を開始する動作中同期モードにする工程と、
前記動作中同期を行なう基準となる第一の動作部がマニュアル運転により動作開始されると、ＮＣ工作機械のＮＣ装置はこの第一の動作部が前記動作中同期開始位置になったかどうかを判定し、前記動作中同期開始位置になったとき指定された同期方式に従って、前記第二の動作部を前記第一の動作部と同じ方向に同じ速度で移動させる動作中同期を開始する工程と、
ＮＣ工作機械の操作盤からＮＣ装置に前記動作中同期を解除して前記動作中同期モードを終了させる工程とを有することを特徴とするＮＣ工作機械の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ＮＣ（数値制御）旋盤等のＮＣ工作機械における移動刃物台等の複数の動作部を一定の相対距離を保って同時に動作（移動）させる制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年ではＮＣ旋盤，マシニングセンタ（ＭＣ），ＮＣフライス盤等のＮＣ工作機械が各種部品加工に使用されている。これらのＮＣ工作機械は、動作中にＮＣ装置に読み込むか、予め読み込みあるいは作成して記憶した加工プログラムを実行することにより、主軸や刃物台等の各動作部の動作を制御して複雑な加工を自動的に行なうことができる。
【０００３】
例えばＮＣ旋盤は、ＮＣ装置が加工プログラムにしたがって主軸の回転及びその主軸の中心線方向（Ｚ方向）の移動と、刃物台のＸ，Ｙ方向（Ｚ方向に直交する面内で互いに直交する２方向）あるいはＺ方向への移動を制御して、刃物台に取り付けられた工具（刃物）によって、主軸に保持された材料（ワーク）に切削，孔明け等の加工を施す工作機械である。
【０００４】
そして、このようなＮＣ工作機械の加工速度の高速化，加工工程の複雑化，加工精度の高度化等が進み、且つ機能の拡大（汎用性）も要求されている。
そのため、１台の工作機械に多数の軸や移動刃物台等の動作部が設けられており、その動作部同士が動作中に干渉して工具（刃物）を破損したりワークを不良にしてしまう恐れがある。
【０００５】
そこで、このような複数の動作部を持つＮＣ工作機械において、複数の動作部を一定の位置関係を保って同時に動作（移動）させる同期動作により、干渉を回避することが行なわれている。
その場合、従来は同期させる複数の動作部が停止している状態から同期動作を開始するようにしていた。一連の動作の途中から同期動作を開始したい場合には、一連の動作を無理に二分して一度停止してから同期動作を開始していた。
動作の途中で同期を解除する場合も、同様に同期動作している複数の動作部を一端停止させてから同期を解除する必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように複数の動作部が停止している状態から同期動作を開始し、同期動作している複数の動作部を一端停止させてから同期を解除するように制御すると、動作部が停止するまでの制動時間と停止前の速度に戻るまでの加速時間が余分にかかるという問題があった。また、切削加工中に停止すると、製品（ワーク）の切削面に段差やスジが発生する恐れがあった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、無駄な制動時間と加速時間を削減し、且つ切削加工中でもワークの切削面に段差やスジを発生させることなく、複数の動作部を任意に同期動作させ、その解除を行なえるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、複数の動作部を一定の相対位置を保って同時に動作させる同期制御を行なうＮＣ工作機械の制御方法において、次の各工程を有することを特徴とする。
【０００９】
（１）ＮＣ工作機械のプログラム運転中、プログラムの動作中同期命令により指定された動作中同期情報である動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを解読し、ＮＣ工作機械のＮＣ装置を第一の動作部が動作中同期命令で指定された動作中同期開始位置になると動作中同期を開始する動作中同期モードにする工程、
【００１０】
（２）上記第一の動作部の動作命令が実行されて動作が開始されると、ＮＣ工作機械のＮＣ装置はこの第一の動作部が動作中同期開始位置になったかどうかを常に判断し、動作中同期開始位置になったとき動作中同期命令で指定された同期方式に従って、第二の動作部を第一の動作部と同じ方向に同じ速度で移動させる動作中同期を開始する工程、
（３）プログラムの動作中同期解除命令により上記動作中同期を解除して動作中同期モードを終了する工程、
【００１１】
上記（１)，(２）の各工程を次の各工程に代えてもよい。
(１′)ＮＣ工作機械のプログラム運転中、プログラムの動作中同期命令により指定された動作中同期情報である動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部と第二の動作部の相対位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とをを解読し、ＮＣ工作機械のＮＣ装置を第一の動作部が動作中同期命令で指定された上記相対位置になると動作中同期を開始する動作中同期モードにする工程、
(２′)上記第一の動作部の動作命令が実行されて動作が開始されると、ＮＣ工作機械のＮＣ装置はこの第一の動作部と前記第二の動作部が前記相対位置になったかどうかを常に判断し、上記相対位置になったとき動作中同期命令で指定された同期方式に従って、第二の動作部を第一の動作部と同じ方向に同じ速度で移動させる動作中同期を開始する工程、
【００１２】
動作中同期情報を上記動作中同期命令の引数で指定することができる。
また、動作中同期命令に付けた番号または記号により、予めその各番号または記号ごとにＮＣ工作機械のＮＣ装置の動作中同期情報収納部に設定してある動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを、動作中同期情報収納部から読み込む工程を有するようにしてもよい。
【００１３】
そして、動作中同期の実行中、第二の動作部が動作中同期を開始する前に待機していた位置に戻った時に動作中同期を解除する。
また、動作中同期の実行中、第二の動作部が動作限界を越えようとした時にも動作中同期を解除するようにするとよい。
第一の動作部と上記動作同期して複数の第二の動作部を動作させることもできる。
さらに、上記第二の動作部を第二の動作中同期を行なう基準として、その第二の動作部と同じ方向に同じ速度で第三の動作部を移動させる第二の動作中同期を実行する工程を有するようにしてもよい。
上記動作中同期を開始する際、待機中の第二の動作部の動作の立ち上げ遅れを計算し、該動作中同期の実行中に保たれる一定の相対距離を崩さないように第二の動作部を動作させるとよい。
【００１４】
上記動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式を第一の動作部と第二の動作部の各軸の関係式により示すことができる。
あるいは、上記動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式を番号又は記号により示し、各番号または記号に対応した同期方式収納部に第一の動作部と第二の動作部の各軸の関係式を読み込むようにしてもよい。
【００１５】
そしてまた、複数の動作部を一定の相対距離を保って同時に動作させる同期制御を行なうＮＣ工作機械の制御方法において、次の各工程を有するようにしてもよい。
（１）ＮＣ工作機械をマニュアル運転中、その操作盤から動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを指定又は入力する工程、
【００１６】
（２）ＮＣ工作機械のＮＣ装置を、前記第一の動作部が指定された前記動作中同期開始位置になると動作中同期を開始する動作中同期モードにする工程、
（３）上記動作中同期を行なう基準となる第一の動作部がマニュアル運転により動作開始されると、ＮＣ工作機械のＮＣ装置はこの第一の動作部が前記動作中同期開始位置になったかどうかを判定し、動作中同期開始位置になったとき指定された同期方式に従って、第二の動作部を第一の動作部と同じ方向に同じ速度で移動させる動作中同期を開始する工程、
（４）ＮＣ工作機械の操作盤からＮＣ装置に上記動作中同期を解除して動作中同期モードを終了させる工程、
【００１７】
【作用】
この発明により、複数の動作部を一定の相対距離を保って同時に動作させる同期制御を行なうＮＣ工作機械の制御方法によれば、ＮＣ工作機械のプログラム運転中、プログラムの動作中同期命令によりＮＣ装置を動作中同期モードにする。
このモードで第一の動作部の動作命令が実行されて動作が開始されると、ＮＣ装置はこの第一の動作部が動作中同期開始位置になったかどうか、あるいは第一の動作部と前記第二の動作部が指定された相対位置になったかどうかを常に判断し、動作中同期開始位置になったとき、あるいは指定された相対位置になったときに、動作中同期命令で指定された同期方式に従って、第二の動作部を第一の動作部と同じ方向に同じ速度で移動させる動作中同期を開始させる。それにより、第一の動作部の動作に追従して第二の動作部が動作し、両動作部が干渉するのを防ぐことができる。
【００１８】
そして、プログラムの動作中同期解除命令により、動作中同期を解除して動作中同期モードを終了する。
したがって、第一の動作部を一旦停止させることなく第二の動作部との同期動作を開始でき、またその同期を解除することもできるので、無駄な制動時間と加速時間を不要にし、且つ切削加工中に同期開始あるいは解除を行なっても、ワークの切削面に段差やスジを発生させることはない。
【００１９】
動作中同期情報、すなわち動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを、動作中同期命令の引数（命令の後に続く数値）で指定することができる。
【００２０】
予め番号または記号ごとにＮＣ工作機械のＮＣ装置の動作中同期情報収納部に上記動作中同期情報を設定しておき、動作中同期命令に付けた番号または記号により、その動作中同期情報を読み込むこともできる。
動作中同期の実行中に、第二の動作部が動作中同期を開始する前に待機していた位置に戻った時、あるいは動作限界を越えようとした時に、動作中同期を解除することもできる。
【００２１】
第一の動作部と同期して複数の第二の動作部を動作させたり、第二の動作部と同期して第三の動作部を動作させることもできる。
動作中同期を開始する際、待機中の第二の動作部の動作の立ち上げ遅れを計算し、動作中同期の実行中に保たれる一定の位置関係を崩さないように第二の動作部を動作させるようにすれば、一層正確な同期動作を実現することができる。
【００２２】
動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式を第一の動作部と第二の動作部の各軸の関係式により示すこともできる。
動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式を番号又は記号により示し、各番号または記号に対応した同期方式収納部に第一の動作部と第二の動作部の各軸の関係式を読み込むこともできる。
【００２３】
ＮＣ工作機械をマニュアル運転中においても、その操作盤から上記動作中同期情報を指定又は入力して、ＮＣ装置を動作中同期モードにすれば、第一の動作部がマニュアル運転により動作開始されると、ＮＣ装置はこの第一の動作部が動作中同期開始位置になったかどうかを判定し、動作中同期開始位置になったとき、指定された同期方式に従って第二の動作部との前記動作中同期動作を開始することができる。そして、操作盤からＮＣ装置に動作中同期を解除して動作中同期モードを終了させることもできる。
【００２４】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図２はこの発明による制御方法を実施するＮＣ旋盤の一例を示す要部外観斜視図である。
【００２５】
これは棒材加工用の主軸台摺動型のＮＣ旋盤の加工位置付近の斜視図であり、一対の主軸と背面主軸とを備えている。すなわち、図２に示すようにベッド１０の手前下がりに傾斜した上面後部に、主軸台（図示せず）が主軸中心線に平行なＺ１軸方向に図示しないガイドレールに沿って摺動可能に載置されており、この第１主軸台は図示しないＺ１軸用サーボモータによって、送りねじ機構を介して矢示Ｚ１方向へ往復移動される。
【００２６】
この主軸台に回転自在に支承され、かつ主軸用スピンドルモータによって回転される主軸の前方には、刃物台ベース１１がベッド１０に固定されてその幅方向に立設されている。その刃物台ベース１１には、前述の主軸の中心線と同心の位置にガイドブッシュ１２が配設されており、主軸に把持されたワークは、このガイドブッシュ１２から加工位置へ突出してＺ１軸方向に摺動可能に案内保持される。
【００２７】
刃物台ベース１１にはさらにＸＹテーブル１３を介して刃物台１４が、Ｚ１軸と直交し且つ互いに直交するＸ１軸及びＹ１軸方向（矢示Ｘ１及びＹ１方向）に摺動可能に配設されている。
そして、そのＸＹテーブル１３には、図示しないＸ１軸用サーボモータ及びＹ１軸用サーボモータ及び送りねじ機構が設けられており、それらによって刃物台１４を矢示Ｘ１方向及び矢示Ｙ１方向にそれぞれ所定ストローク往復移動させることができる。
【００２８】
その刃物台１４には、複数本（図示の例では５本）の切削工具であるバイト１５及び複数個（図示の例では３個）の回転工具１６が、Ｘ１軸方向に並行にＹ１軸方向に所定の間隔で櫛歯状に取り付けられている。
さらに、刃物台ベース１１の手前側に背面刃物台１７を固設しており、この背面刃物台１７に、複数本（図示の例では５本）の背面加工用の工具１８が、Ｚ１軸方向に並行にＸ１軸方向に所定の間隔で並ぶように配設されている。この工具１８は例えばドリル，エンドミルなどの相対回転工具で、工具１８は回転しないが後述する背面主軸にチャックされたワークの回転により加工可能である。
【００２９】
ベッド１０の刃物台ベース１１の手前側には、背面主軸台２０がＺ１軸と並行なＺ２軸方向及びそれに直交するＸ２軸（Ｘ１軸と並行）方向に摺動可能に設けられており、その背面主軸台２０に上述した主軸と対向する背面主軸とそれに隣接して対向刃物台２２が設けられている。その対向刃物台２２には、ドリル，エンドミルなどの相対回転工具２３が、Ｚ２軸方向に並行にＸ２軸方向に所定の間隔で並ぶように固設されている。
【００３０】
背面主軸台２０は、Ｚ２軸用サーボモータとＸ２軸用サーボモータとによって、送りねじ機構を介して矢示Ｚ２方向及び矢示Ｘ２方向に、それぞれ所定ストローク往復移動可能である。背面主軸は先端部にはワークをつかむチャック２１を備えており、背面主軸用のスピンドルモータによって回転される。
この背面主軸のチャック２１に保持されたワークは、主として前述した背面刃物台１７に取り付けられた工具１８によって加工されるが、刃物台１４に背面加工用の工具を取り付けた場合には、それらによって加工することも可能である。
【００３１】
このＮＣ旋盤を使用して、丸棒材料のワーク（部品）加工するには、予め丸棒材料を、主軸に通してガイドブッシュ１２にガイドさせて若干突出させてチャックし、ワークとする。そして主軸を回転させてそのワークを回転させ、刃物台１４をＸ１軸方向及びＹ１軸方向に移動させて、それに取り付けられたバイト１５によって周面の切削加工を、ワークを固定して回転工具１６を回転させて径方向の孔明け加工等を行なうことができる。また、背面主軸台２０をＸ２軸方向及びＺ２軸方向へ移動させて、主軸によって回転されるワークの前端面に、対向刃物台２２に取り付けられた相対回転工具２３によつて孔明けやタップ切り等の加工を行なうこともできる。
【００３２】
その後、背面主軸台２０を矢示Ｚ２方向に移動させて背面主軸のチャック２１でワークの前端部を掴んで保持し、刃物台１４に取り付けられた突っ切りバイトを使用して、刃物台１４を矢示Ｘ１方向に往復移動させて突っ切り加工を行ない、ワークを丸棒から切り離す。このワークの受渡しをピックオフという。
そして、背面主軸台２０を背面刃物台１７と対向する位置へ移動させると共に背面主軸を回転させ、そのチャック２１に保持されて回転するワークの背面に、センタドリルや背面タップ等の背面加工用の工具１８によって、孔明け加工やタップ切り加工等を行なうことができる。
【００３３】
このＮＣ旋盤において、刃物台１４及びそれに取り付けられて一体に移動するバイト１５及び回転工具１６，背面主軸台２０及びそれと一体に移動するチャック２１を有する背面主軸，及び対向刃物台２２とそれに取り付けられた相対回転工具２３等の移動可能な部分が動作部であり、動作中にこれらの動作部同士の干渉が発生しないように、複数の動作部を一定の位置関係を保って同時に動作させる同期制御を行なうのである。
【００３４】
なお、主軸側のガイドブッシュ１２に保持されるか、背面主軸のチャック２１に掴まれるワークは、工具（刃物）と干渉することによって加工されるので、加工中は同期制御の対象から除外する。しかし、加工時以外には干渉してはいけないので、同期制御の対象の動作部とすることがてきる。
また、加工済みのワークを受けるセパレータ（受け器）等の移動部材を設けた場合には、それも同期制御の対象とする動作部とすることができる。
【００３５】
次に、このＮＣ旋盤の制御ユニットであるＮＣ装置の構成を図３のブロック図によって説明する。
このＮＣ装置は、ＣＰＵを含むシステム制御部４０，プログラム入力部４１，キーボード４２ａ及びスイッチ４２ｂとディスプレイ４３を備えた操作盤４４，その入出力制御部４５，システム制御用プログラムメモリ（ＲＯＭ）４６，加工プログラム格納部４８，表示データ記憶部４９，その他のデータを記憶するＲＡＭ５０，加工プログラム処理部５１，加工動作制御部５２とからなり、その加工動作制御部５２を介して図２に示した機構部を直接駆動制御する駆動部３０を制御する。
【００３６】
駆動部３０は、Ｚ１，Ｚ２，Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１の各軸用サーボモータのサーボ機構３１を駆動制御する各軸の制御駆動部３２、各主軸（主軸及び背面主軸）のスピンドルモータ３３を駆動制御するスピンドルモータ制御駆動部３４、及び各センサ（各テーブルの位置センサ等）３５の検出信号を入力するセンサ入力部３６等からなる。
【００３７】
システム制御部４０は、このＮＣ装置全体ひいてはＮＣ旋盤全体を統括制御する部分で、加工プログラム処理部５１と共に加工プログラム格納部４８に格納された加工プログラムの判別，変換，編集等の処理、入出力制御部４５を介して操作盤４４のキーボード４２ａ又はスイッチ４２ｂからのデータや指令の入力及びディスプレイ４３への加工プログラムその他の表示に関する処理、加工動作制御部５２と共に加工プログラム格納部４８に格納されている加工プログラムに基づいて駆動部３０を動作させてＮＣ加工を行なうための処理などを行なう。また、この発明に係る同期制御に関する処理もここで行なう。
【００３８】
プログラム入力部４１は、外部のプログラム作成装置（パソコン等）によって作成された加工プログラムを、紙テープやフロッピーディスクから入力する紙テープリーダ，フロッピーディスク装置（ＦＤＤ）などである。
操作盤４４は、ＮＣ加工を行なう際にキーボード４２ａあるいはスイッチ４２ｂから動作指令を行ない、ディスプレイ４３の表示によって動作を確認したりする運転操作手段となる。
【００３９】
マニュアル運転時における動作中同期情報、すなわち動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置、あるいは第一の動作部と第二の動作部の相対位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを指定又は入力する工程、ＮＣ装置を動作中同期モードにする工程、および動作中同期モードを終了させる工程等も、この操作盤４４を用いて行なう。
【００４０】
入出力制御部４５は、この操作盤４４のキーボード４２ａあるいはスイッチ４２ｂからの指令や入力の判別、表示データ記憶部４９に記憶された表示データをディスプレイ４３に表示するための制御等を行なう。
システム制御用プログラムメモリ４６は、このＮＣ装置の動作を制御するためにシステム制御部４０のＣＰＵが使用するプログラム及び固定データを格納したＲＯＭである。
【００４１】
自動プログラミング部４７は、操作盤４４を用いた対話式プログラミングによって、このＮＣ装置自体で加工プログラムの作成を行なうための機能部である。加工プログラム格納部４８は、プログラム入力部４１から入力された加工プログラム、あるいは自動プログラミング部４７で作成した加工プログラムを格納するＲＡＭである。
表示データ記憶部４９は、操作盤４４のディスプレイ４３に表示させる各種のデータを格納するビットマップメモリ（ＶＲＡＭ）である。
【００４２】
ＲＡＭ５０は、加工に使用する各工具（ツール）のデータや各種の初期セットデータ等を記憶するメモリである。なお、加工プログラム格納部４８と表示データ記憶部４９も、このＲＡＭ５０の記憶容量が充分あればこれを兼用することができる。
【００４３】
また、動作中同期命令に付けた番号または記号により、予めその各番号または記号ごとに、操作盤４４から設定される動作中同期情報、すなわち動作中同期を行なう基準となる第一の動作部及びその第一の動作部と同期して動作する第二の動作部と、この第二の動作部が動作中同期を開始する第一の動作部の位置である動作中同期開始位置、あるいは第一の動作部と第二の動作部の相対位置と、動作中同期を実行中の第一の動作部と第二の動作部の関係を示す同期方式とを記憶する動作中同期情報収納部としてもこのＲＡＭ５０を使用することができる。
【００４４】
ここで、この発明による動作中同期制御の具体例を図４乃至図７によって説明する。この例は、２個の移動刃物台を有するＮＣ旋盤であり、バイト１ａを取り付けた刃物台１が第一の動作部であり、バイト２ａを取り付けた刃物台２が第二の動作部である。そして、刃物台１と刃物台２は９０°の角度関係で配設され、刃物台１は少なくとも図で左右方向であるＸ軸方向に移動可能であり、刃物台２は同じくＸ軸方向及び図で上下方向であるＹ軸方向にも移動可能である。５はワークで、図示しないガイドブッシュに案内保持され、主軸によって回転及び紙面に垂直なＺ軸方向に移動される。
【００４５】
図４に示すように、刃物台２がワーク５に接近した待機位置にある状態で、刃物台１を仮想線で示すホーム位置からＸ軸のマイナス方向（図で左方向）へ移動させて、バイト１ａによるワーク５の切削加工を行なおうとすると、その途中で図５に示すように刃物台１と刃物台２が干渉してしまい、加工不能になる。
【００４６】
そこで、ＮＣ装置を動作中同期モードにすると、刃物台１が図４に実線で示す動作中同期開始位置、すなわち刃物台２との相対距離が予め設定された値ｄになる位置（動作中同期命令により指定される）まで移動した時、刃物台１と２が動作中同期を開始し、刃物台１がこの位置からさらにＸ軸のマイナス方向へ移動すると、それに同期して刃物台２も同じ距離だけＸ軸のマイナス方向へ移動する。すなわち、図６に示すように刃物台１が（Ｘ１−ΔＸ，Ｙ１）の位置に移動すると、刃物台２は（Ｘ２−ΔＸ，Ｙ２）の位置に移動する。したがって、刃物台１と２は常に相対距離ｄを保って同期移動するので干渉することはなく、バイト１ａによってワーク５の切削加工を行なうことができる。
【００４７】
その切削加工が終わって、刃物台１がＸ軸のプラス方向（図で右方向）へ復帰移動する際も、刃物台２はそれに追従して同方向へ同じ速さで移動し、刃物台１が図４に実線で示した動作中同期開始位置へ戻ると、刃物台２も同図に示す待機位置に戻る。その時点で動作中同期を解除し、その後は刃物台１だけがさらにＸ軸のプラス方向へ移動して仮想線で示したホーム位置へ戻る。
【００４８】
もし、刃物台２がＸ軸方向へ移動できず、Ｙ軸方向へのみ移動できる場合には、刃物台１が図４に実線で示した動作中同期開始位置までＸ軸のマイナス方向へ移動して動作中同期を開始すると、その後の刃物台１のＸ軸のマイナス方向への移動に同期して、図７に示すように刃物台２がＹ軸のプラス方向へ移動し、刃物台１が（Ｘ１−ΔＸ，Ｙ１）の位置に移動すると、刃物台２が（Ｘ２，Ｙ２＋ΔＸ）の位置に移動するようにすることもできる。この場合は、Ｘ１＋Ｙ２＝一定になるが、刃物台１と２の相対距離ｄは一定にはならないので注意を要する。
【００４９】
ＮＣ旋盤におけるこのような動作中同期制御は、図３に示したＮＣ装置によってなされるが、上述した基本的実施例の動作を、図１のフローチャートにしたがって説明する
ＮＣ旋盤のプログラム運転中、プログラムの動作中同期命令により、動作中同期モードにする。そして、刃物台２を待機位置（図４に示した位置）に移動する。
【００５０】
その後、刃物台１による切削動作を開始する。そして、刃物台１が動作中同期開始位置（図４に実線で示した位置、すなわち刃物台２との相対距離が設定値ｄになる位置）になったかどうかを常に判断し、動作中同期開始位置になると刃物台２の動作中同期を開始する。それによって、刃物台２は刃物台１のＸ軸方向への移動に追従して同期移動する。
以後は、刃物台１が動作中同期開始位置に戻ったかどうかを判断し、戻ったら動作中同期を解除する。そして、動作中同期解除命令により、動作中同期モードを終了する。
【００５１】
この実施例で用いられる動作中同期命令は、例えば「Ｇ１２８」のように「Ｇ」と数値で表され、その命令以下の引数で次のように動作中同期情報を指定する。
Ｇ１２８  Ｘ１  Ｘ２  １４０．０  Ｘ＝Ｘ２−ＤＸ１
この動作中同期情報の「Ｘ１」は基準軸（第一の動作部），「Ｘ２」は同期軸（第二の動作部），「１４０．０」は同期開始位置（図４参照）が「Ｘ１＝１４０．０」であること，「Ｘ＝Ｘ２−ＤＸ１」は同期方式をそれぞれ示している。
【００５２】
また、この動作中同期情報は、「Ｇ１２８１，Ｇ１２８２，……」あるいは「Ｇ１２８Ａ，Ｇ１２８Ｂ，……」のように、動作中同期命令に付けた番号「１，２，…」または記号「Ａ，Ｂ，…」等により、予めその各番号または記号ごとに設定して、ＮＣ装置の動作中同期情報格納部（例えば図３のＲＡＭ５０）に表１に示すように格納しておき、それを動作中同期命令によってシステム制御部４０が読み込むようにすることもできる。
【００５３】
【表１】
0003572113.tif 000002
【００５４】
次に、この発明による動作中同期制御により、第一の動作部と同期して複数の第二の動作部を動作させる実施例について図８乃至図１０を参照して説明する。この例は、３個の移動刃物台を有するＮＣ旋盤であり、図８及び図９において、図４乃至図７と対応する部分には同一の符号を付している。
【００５５】
そして、バイト１ａを取り付けた刃物台１が第一の動作部であり、バイト２ａを取り付けた刃物台２及びバイト３ａを取り付けた刃物台３が第二の動作部である。そして、刃物台１に対して刃物台２，３はそれぞれ９０°の角度関係で配設され、刃物台２と３はワーク５の中心に対して対称に配置されている。
刃物台１は少なくともＸ軸方向に移動可能であり、刃物台２，３は同じくＸ軸方向とＹ軸方向にも移動可能である。
【００５６】
そこで、プログラム運転中に図１０のタイムチャートに示すように、動作中同期命令によりＮＣ装置を動作中同期モードにすると、刃物台２をＹ軸のマイナス方向（図で下方）へ、刃物台３をＹ軸のプラス方向（図で上方）へそれぞれワーク５に対して前進移動させて、図８に示す待機位置にする。
【００５７】
そして、刃物台１の動作命令が実行されると、刃物台１が図８に実線で示す位置からＸ軸のマイナス方向（図で左方）へ前進し、同図に仮想線で示す動作中同期開始位置（刃物台２との相対距離が予め設定された値ｄになる位置）に達すると動作中同期を開始し、刃物台１のＸ軸のマイナス方向への前進に同期して刃物台２と３が同方向へ同じ速度で移動する。したがって、刃物台１は刃物台２及び３と干渉することなく図９に示す位置になり、バイト１ａによりワーク５の切削加工を開始することができる。
【００５８】
その切削加工が終了して、刃物台１がＸ軸のプラス方向へ後退し始めると、それに同期して刃物台２，３もＸ軸のプラス方向へ同じ速度で復帰移動する。刃物台１が図８に仮想線で示した動作中同期開始位置まで後退すると、刃物台２，３も同図に示す待機位置に復帰し、そこで動作中同期を解除し、刃物台１だけがさらに後退して、図８に実線で示す位置まで戻る。
その後、動作中同期解除命令により動作中同期モードを終了する。
【００５９】
なお、刃物台１が動作中同期開始位置に達した時に刃物台２，３が同期動作を開始する際、図１０に示すようにその立上り（刃物台１と同じ速度になるまで）に時間ｔ１の遅れが生じる。刃物台１の後退時に同期動作を解除する際にも時間ｔ２の遅れが生じる。この遅れを計算して、特に立上り時に動作中同期の一定の位置関係を崩さないように、第２の動作部を同期制御するとよい。
【００６０】
例えば、第一の動作部（基準軸）である刃物台１の同期開始位置における速度を計算により求め、第二の動作部（同期軸）である刃物台２を、刃物台１が同期開始位置に到達する寸前に動作を開始させることにより、刃物台１と２の同期動作中の相対位置関係の誤差を小さくすることができる。
両者間の相対距離を同期動作中Ｐに保とうとする場合、刃物台１が同期開始位置に到達した時点（相対距離がＰになった時点）で刃物台２を刃物台１と同じ速度で移動させようとすると、その立上りの遅れにより両者の相対距離はＰより小さくなってしまうので、刃物台２の速度を一時刃物台１の速度より速くして、相刃物台１との相対対距離がＰになった時点で、刃物台１と同じ速度にして相対距離Ｐを保つ。したがって、この間の相対距離は目標値Ｐに対して、一時的にかなり誤差が生じる恐れがある。
【００６１】
これに対し、上述のように刃物台１が同期開始位置に到達する寸前に、刃物台２を刃物台１の同期開始位置における速度で移動開始させれば、その立上りの遅れがあっても、刃物台２の移動開始直後は両者の相対距離はＰより若干大きくなり、その後刃物台２の速度が刃物台１の速度と同じになるまでの間に相対距離が縮まってＰになり、その後は刃物台１と２が同じ速度で相対距離Ｐを保って移動する。したがって相対距離の誤差を極めて小さくすることができる。
【００６２】
次に、この発明による動作中同期制御により、第一の動作部を基準として第二の動作部を動作中同期させ、その第二の動作部を基準として第三の動作部を動作中同期させる実施例について図１１乃至図１４を参照して説明する。
この例も、３個の移動刃物台を有するＮＣ旋盤であり、図１１乃至図１３において、図８及び図９と対応する部分には同一の符号を付している。
【００６３】
この実施例では、バイト１ａを取り付けた刃物台１が第一の動作部、バイト２ａを取り付けた刃物台２が第二の動作部、バイト３ａを取り付けた刃物台３が第三の動作部である。そして、刃物台１に対して刃物台２は９０°の角度関係で、刃物台３は１８０°の角度関係で配設されている。
そして、刃物台１と３は少なくともＸ軸方向に移動可能であり、刃物台２は同じくＸ軸方向とＹ軸方向にも移動可能である。
【００６４】
そこで、プログラム運転中に、動作中同期命令によりＮＣ装置を動作中同期モードにした後、図１１に示す状態で刃物台１の動作命令が実行されると、刃物台１が図１１に実線で示す位置からＸ軸のマイナス方向へ前進し、同図に仮想線で示す第１の動作中同期開始位置（刃物台２との相対距離が予め設定された値ｄ１になる位置）に達すると動作中同期を開始し、刃物台１のＸ軸のマイナス方向への前進に同期して刃物台２が同方向へ同じ速度で移動する。したがって、刃物台１は刃物台２と干渉することなく図１２に示す位置になり、バイト１ａによりワーク５の切削加工を開始することができる。
【００６５】
この時、刃物台２が第２の動作中同期開始位置（刃物台３との相対距離が予め設定された値ｄ２になる位置）に達し、刃物台３が刃物台２に対して同期動作を開始する。そして、バイト１ａによる切削加工を進めながら刃物台１がさらにＸ軸のマイナス方向へ移動すると、それに同期して刃物台２が同方向へ同じ速度で移動し、その刃物台２の移動に同期して刃物台３が同方向へ同じ速度で移動する。したがって、図１３に示すように、刃物台１と刃物台２は相対距離ｄ１を保ち、刃物台２と刃物台３は相対距離ｄ２を保って図で左方へ移動し、互いに干渉することなく、バイト１ａによるワーク５の切削加工を完了することができる。
【００６６】
その後、刃物台１がＸ軸のプラス方向（図で右方）へ後退移動すると、それに同期して刃物台２が同動し、さらにそれに同期して刃物台３が同動する。そして、刃物台２が図１２に示した第２の動作中同期開始位置に戻ると、刃物台３は同期を解除して停止する。さらに、刃物台１が図１１に仮想線で示した第１の動作中同期開始位置まで後退すると、刃物台２も同期を解除して停止する。そして、刃物台１だけがさらに後退して、図１１に実線で示した位置に復帰する。
【００６７】
図１４はこの実施例の上述した動作を示すタイムチャートであり、Ｓ１は刃物台１が第１の動作中同期開始位置を通過する時点であり、Ｓ２は刃物台２が第２の動作中同期開始位置を通過する時点である。
【００６８】
次に、第二の動作部に動作限界（ストロークエンド）を設けて、それを越えようとした時に動作中同期を解除するようにした実施例を図１５及び図１６によって説明する。
図１５において、動作部Ａが第一の動作部であり、動作部Ｂが第二の動作部である。そして、Ｓポイントが動作部Ｂの動作限界、Ｐは動作部ＡとＢが動作中同期中に保つ所定の相対距離である。
【００６９】
動作中同期モードで、動作部ＡとＢの相対距離がＰより大の範囲では互いに自由に移動する。そして、動作部Ａが動作部Ｂに近づく方向へ移動し、その相対距離がＰになると動作中同期を開始して、動作部Ｂは動作部Ａの移動に同期して同方向へ同じ速度で移動する。その状態で、動作部Ａが図で右方へ移動しそれに追従する動作部ＢがＳポイントに達すると、動作中同期を解除してそこで停止し、動作部Ａは移動を継続する。
動作部Ａが再び図で左方へ移動して、Ｓポイントで停止している動作部Ｂとの相対距離がＰになると、再び動作中同期を開始する。この動作は動作中同期解除命令があるまで続く。
【００７０】
図１６は動作部Ａと動作部Ｂの移動軸が任意の角度（図示の例では９０°）で交差する場合の上記と同様な動作中同期の例を示す。この場合、動作部ＡとＢの交差する移動軸に沿う相対距離ａ＋ｂを前述の例におけるＰとして、動作中同期において一定に保つ。
【００７１】
そこで、動作中同期モードで、動作部Ａが図で下方へ移動して、動作部Ｂの相対距離がａ＋ｂ＝Ｐになると動作部Ｂが動作中同期を開始し、動作部Ａの下方への移動に同期して動作部Ｂが同じ速度で図で左方へ移動する。そして、動作部Ａが図で上方へ後退移動すると、動作部Ｂも同じ速度で図で右方へ移動するが、Ｓポイントに達すると動作中同期を解除してそこに停止する。動作部Ａは移動を継続する。その後、動作部Ａが再び下方へ移動して、Ｓポイントで停止している動作部Ｂとの相対距離がａ＋ｂ＝Ｐになると、再び動作中同期を開始する。
【００７２】
ここで、図２に示したＮＣ旋盤にこの発明による制御方法を実施する場合の具体例を説明する。
刃物台１４に取り付けられたバイト１５として、前挽きバイトと、溝入れバイトと、突切りバイトを用意する。一方、対向刃物台２２の相対回転工具２３のいずれかにドリルを用意する。
そして、図１７に示すように、主軸にチャックされてカイトブッシュ１２から突出して回転されるするワークＷに対して、▲１▼〜▲４▼の各工程で各工具を矢印で示すように移動させて次の各加工を行なうものとする。
【００７３】
▲１▼前挽きバイトで外形加工をする。
▲２▼溝入れバイトで外周に溝を切る。
▲３▼ドリルで端面に所定内径及び深さの穴をあける。
▲４▼突切りバイトでワークを切り離す。
【００７４】
▲１▼の加工後、安全な位置まで刃物台１４を下げ、溝入れバイトを選択している間に▲３▼の加工に備えて、対向刃物台２２（背面主軸台２０）をＺ２方向へ前進させて、相対回転工具２３のドリルを待機位置まで進める。
その状態で、▲２▼の加工を行なうために溝入れバイトを前進させる際、ドリルと干渉させないため、および溝切り加工後少ない待ち時間でドリルによる穴あけ加工を行なうために、刃物台１４と対向刃物台２２（背面主軸台２０）とを動作中同期させる。
【００７５】
この場合、刃物台１４が基準となる第一の動作部、対向刃物台２２が同期する第二の動作部となる。
そして、ドリルが対向刃物台２２の図２で左端の相対回転工具である場合は、図６に示した同期方式になり、中央あるいは右端の相対回転工具である場合は、図７に示した同期方式となる。
【００７６】
前述の各実施例はＮＣ旋盤のプログラム運転の場合について説明したが、この発明はマニュアル運転の場合にも実施できるので、その場合の例を説明する。
まず、図３に示した操作盤４４でマニュアル運転モードを選び、次いでキーボード４２を使って動作中同期情報入力画面を選ぶ。すると、ディスプレイ４３に図１８に示すような動作中同期情報入力画面が表示される。
そこで、キーボード４２ａを使って、前述した動作中同期情報、すなわち基準軸（第一の動作部），同期軸（第二の動作部），動作中同期開始位置，及び同期方式を、表示画面の各欄に例えば次のように入力する。
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ１＝１４０．０  ，Ｘ＝Ｘ２−ＤＸ１
【００７７】
そして、スイッチ４２ｂを使って同期軸（例えば図２の対向刃物台２２）を待機位置に移動した後、スイッチ４２ｂ中の動作中同期モードスイッチを押して動作中同期モードにする。その後、基準軸（例えば図２の刃物台１４）を動作させる。その基準軸が動作中同期開始位置に達すると、同期軸には指令を与えなくても基準軸と同期して動く。
基準軸が動作中同期開始位置からはずれると同期は解除される。その後、スイッチ４２ｂの動作中同期モードスイッチを再び押して、動作中同期モードを解除する。
【００７８】
以上この発明をＮＣ旋盤の制御に適用した実施例について説明してきたが、この発明はＮＣ旋盤に限らず、複数の動作部を有するマシニングセンター，ＮＣフライス盤，その他の各種ＮＣ工作機械に同様に適用できる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、複数の動作部を有するＮＣ工作機械の動作中、第一の動作部を一旦停止させることなく第二の動作部との同期動作を開始でき、またその同期を解除することもできるので、動作部同士の干渉を防止できると共に各刃物台をワークに対して近接した位置で待機させることもでき、無駄な制動時間と加速時間を不要にし、サイクルタイムを短縮して加工効率を高めることができる。しかも切削加工中に同期開始あるいは解除を行なっても、ワークの切削面に段差やスジを発生させるようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるＮＣ工作機械の制御方法の基本的実施例の動作フロー図である。
【図２】この発明による制御方法を実施するＮＣ旋盤の一例を示す要部外観斜視図である。
【図３】図１に示したＮＣ旋盤の制御ユニットであるＮＣ装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】この発明による動作中同期開始位置の一例を示す説明図である。
【図５】動作中同期制御を行なわない場合の動作部同士の干渉例を示す説明図である。
【図６】図４の状態から動作中同期制御中の状態を示す説明図である。
【図７】同じく動作中同期制御中の他の例を示す説明図である。
【図８】この発明の他の実施例の動作中同期開始前の状態を示す説明図である。
【図９】同じくその動作中同期制御中の状態を示す説明図である。
【図１０】同じくその各刃物台の動作を示すタイムチャートである。
【図１１】この発明のさらに他の実施例の動作中同期開始前の状態を示す説明図である。
【図１２】同じくその刃物台２が第２の動作中同期開始位置になった状態を示す説明図である。
【図１３】同じく刃物台１と２及び刃物台２と３が動作中同期している状態を示す説明図である。
【図１４】同じくその各刃物台の動作を示すタイムチャートである。
【図１５】第二の動作部が動作限界を越えようとした時に動作中同期を解除するようにした実施例の説明図である。
【図１６】同じくその第一の動作部と第二の動作部の移動軸が交差する場合の例の説明図である。
【図１７】図２に示したＮＣ旋盤によりこの発明による制御方法を実施してワークの加工を行なう場合の一例の説明図である。
【図１８】図３のＮＣ装置においてマニュアル運転モードでディスプレイ４３に表示させる動作中同期情報入力画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３：刃物台（動作部）
１ａ，２ａ，３ａ：バイト    ５：ワーク
１０：ベット    １１：刃物台ベース
１２：ガイドブッシュ    １３：ＸＹテーブル
１４：刃物台    １５：バイト    １６：回転工具
１７：背面刃物台    １８：背面加工用の工具
２０：背面主軸台    ２１：背面主軸のチャック
２２：対向刃物台    ２３：相対回転工具
３０：駆動部    ４０：システム制御部
４４：操作盤    ４５：入出力制御部
４６：システム制御用プログラムメモリ（ＲＯＭ）
４８：加工プログラム格納部    ５０：ＲＡＭ
５２：加工動作制御部    Ｗ：ワーク
【図１】
0003572113.tif 000003
【図２】
0003572113.tif 000004
【図３】
0003572113.tif 000005
【図４】
0003572113.tif 000006
【図５】
0003572113.tif 000007
【図６】
0003572113.tif 000008
【図７】
0003572113.tif 000009
【図８】
0003572113.tif 000010
【図９】
0003572113.tif 000011
【図１０】
0003572113.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
0003572113.tif 000014
【図１３】
0003572113.tif 000015
【図１４】
0003572113.tif 000016
【図１５】
0003572113.tif 000017
【図１６】
0003572113.tif 000018
【図１７】
0003572113.tif 000019
【図１８】
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