(57)【要約】  二つの主軸が対向して設置された数値制御装置工作機械において、速度指令に従った旋削加工と、ワークを所定の角度に位置決めして回転工具で穴あけを行う穴あけ加工等とを、両主軸１つのワークをつかんだ状態を保持したまま、連続して行えるようにするため、基準主軸３１４と同期主軸３２４が主軸同期制御され、同期主軸３２４が基準主軸３１４に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸３１４に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、基準主軸３１４を輪郭制御軸に切り換える切換手段１５２、２１５、２２５を設けた。
2009139046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸を輪郭制御軸として位置制御するＣ軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の２つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御方法において、
前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換えることを特徴とする数値制御方法。
【請求項２】
前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからＣ軸制御用位置制御モードに同時に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の数値制御方法。
【請求項３】
主軸同期制御中に、基準主軸と同期主軸との間の位相差を予め算出しておき、同期主軸に対しＣ軸制御への切換指令がなされた場合、同期主軸のＣ軸原点位置シフト量を、前記基準主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量、前記算出した位相差及び前記同期主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量から算出し、この算出した同期主軸のＣ軸原点位置シフト量に基づいて同期主軸のＣ軸原点位置を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の数値制御方法。
【請求項４】
前記基準主軸と同期主軸の位相差は、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とする請求項３に記載の数値制御方法。
【請求項５】
主軸を輪郭制御軸として位置制御するＣ軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の２つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御装置において、
速度制御する主軸制御部と、
輪郭制御軸として位置制御するＮＣ軸制御部と、
速度制御時には前記主軸制御部に切り換え、輪郭制御時には前記ＮＣ軸制御部に切り替える主軸Ｃ軸制御切換部と、
前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換える切換手段と、
を備えてなる数値制御装置。
【請求項６】
前記切換手段は、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからＣ軸制御用位置制御モードに同時に切り換える手段であることを特徴とする請求項５に記載の数値制御装置。
【請求項７】
前記切換手段は、
主軸同期用位置制御モードとＣ軸制御用位置制御モードとの切り換えを行う主軸位置制御モード切換部と、
前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、前記主軸位置制御モード切換部に対し、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持させ、且つ両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからＣ軸制御用位置制御モードに同時に切り換えさせる主軸同期中位置制御モード切換手段と、
を有することを特徴とする請求項６に記載の数値制御装置。
【請求項８】
１つのワークを同時に把持した基準主軸と同期主軸の位相差を算出する主軸位相差算出手段と、
この主軸位相差算出手段にて算出した位相差を記憶する主軸位相差メモリと、
前記同期主軸に対しＣ軸制御への切換指令がなされた場合、前記同期主軸のＣ軸原点位置シフト量を、基準主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量、前記記憶した位相差及び前記同期主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量から算出し、この算出した同期主軸のＣ軸原点位置シフト量に基づいて前記同期主軸のＣ軸原点位置を補正するＣ軸原点位置補正手段と、
を、更に備えてなる請求項５〜７の何れかに記載の数値制御装置。
【請求項９】
前記主軸位相差算出手段は、基準主軸と同期主軸の位相差を、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とする請求項８に記載の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主軸位置制御を行うことができる数値制御（Numerical Control；以下ＮＣという）方法及びその装置に係り、特に第１主軸と第２主軸が対向して設置されたＮＣ旋盤における、２つの主軸間で同一のワークをつかみ、加工を行うための主軸間の同期制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来のＮＣ装置の要部ブロック図を示している。ＮＣ装置１０１は、解析処理部１１１と、補間制御部１１２と、ラダー回路部１２１と、機械制御信号処理部１２２と、軸制御部２１１、２２１と、主軸同期制御部１５１とを有している。解析処理部１１１は、輪郭制御を行う軸（以下ＮＣ軸という）の位置決めや切削送り等の位置指令、主軸に対する速度指令、機械制御を行う補助指令等の加工プログラムの解析処理を行い、この解析結果を受けた補間制御部１１２により、補間位置パルス、あるいは主軸の速度指令が生成され、この生成された補間位置パルス、あるいは主軸の速度指令は対応する軸を制御する軸制御部２１１、２２１に送られる。また、指令された補助指令コードが、補間制御部１１２を介して機械制御信号処理部１２２に渡され、ラダー回路部１２１により対応する補助指令の制御が行われる。なお、ＮＣ装置１０１は、Ｘ軸、Ｚ軸などのＮＣ軸を制御する制御部も有するが、図８では、簡素化のため、第１主軸３１４を制御する軸制御部２１１と、第２主軸３２４を制御する軸制御部２２１のみを抜粋して示している。【０００３】
第１主軸３１４は、主軸位置制御部３１１で、主軸位置検出器３１３より検出される位置フィードバック信号により第１主軸３１４を駆動する主軸モータ３１２が速度制御並びに位置制御されることにより、速度制御並びに位置制御される。第２主軸３２４は、主軸位置制御部３２１で、主軸位置検出器３２３より検出される位置フィードバック信号により第２主軸３２４を駆動する主軸モータ３２２が速度制御並びに位置制御されることにより、速度制御並びに位置制御される。【０００４】
従来のＮＣ装置１０１における主軸は、加工プログラムのＳ指令により、補間制御部１１２で対応する主軸の速度指令が生成されるとともに、加工プログラムのＭ３，Ｍ４指令により、主軸に対する正転信号または逆転信号が、補間制御部１１２、ラダー回路部１２１、機械制御信号処理部１２２を介して出力されることにより、指令された速度で正回転または逆回転する制御がなされる。【０００５】
また、機械制御信号処理部１２２に、対応する主軸のＣ軸選択信号１２３（例えば、加工プログラムのＭ１８指令により生成される）を出力すると、対応する主軸を、位置決めや切削送り等の位置指令を行うＮＣ軸に切り換えて、刃物台等を駆動するＮＣ軸（Ｘ軸、Ｚ軸など）と協同して輪郭制御（Ｃ軸制御）を行うことができる。第１主軸３１４をＮＣ軸として位置制御する（以下Ｃ軸制御用位置制御モードという）場合、第１主軸３１４に対応するＣ軸選択信号１２３を出力することにより、第１主軸３１４の主軸Ｃ軸制御切換部２１２は、軸の制御を、速度指令により制御を行う主軸制御部２１３から、補間制御部１１２より出力される補間位置パルスにより位置制御を行うＮＣ軸制御部２１４に切り換えを行う。【０００６】
これに伴い、主軸位置制御部３１１は、速度制御を行う主軸制御モードから、Ｃ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードに切り換えられる。切り換え後、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、１つもしくは複数のＮＣ軸の指令位置が補間移動するように、各ＮＣ軸に対する補間位置パルスが生成され、第１主軸３１４に対応するＮＣ軸に出力された補間位置パルスは、ＮＣ軸制御部２１４で加減速処理等が行われ、主軸位置制御部３１１に対応する位置指令を出力し位置制御を行う。この制御により、ワーク側面（周面）に、回転工具で、穴あけやミル等のＣ軸加工を行うことができる。【０００７】
また、ＮＣ軸同期制御部１１３は、加工プログラムより指令される位置指令によるＮＣ軸に対する補間位置パルスを、他のＮＣ軸に同期して出力して他のＮＣ軸と同期制御を行う。例えば、第１主軸３１４と第２主軸３２４をＣ軸制御用位置制御モードに切り換え、それぞれ、Ｃ１軸、Ｃ２軸として位置制御を行っているとき、Ｃ１軸及びＣ２軸を所定の位置に位置決めを行い、Ｃ２軸をＣ１軸にＮＣ軸同期制御を行うと、Ｃ１軸の移動に伴い、Ｃ２軸も同一の移動量で同期して移動を行う。第１主軸３１４と第２主軸３２４が対向して設置されたＮＣ工作機械において、Ｃ１軸とＣ２軸を所定の角度に位置決めし、お互いにワークをつかんだ後、ＮＣ軸の同期極性を逆に指定してＣ２軸をＣ１軸にＮＣ軸同期制御することで、Ｃ１軸に対する位置指令に同期して、Ｃ２軸も同方向に回転するので、第１主軸３１４と第２主軸３２４で１つのワークをお互いにつかんだ状態で、ワークを所定の角度に位置決めしながら、ワーク側面(周面)の加工（穴あけやミル等のＣ軸加工）を行うことができる。【０００８】
また、主軸をＮＣ軸（位置決めや切削送り等の位置指令を行う軸）として位置制御せず、速度指令により回転させ速度制御を行う主軸制御モードが選択されている時、加工プログラム等により主軸同期制御指令がなされると、同期制御の基準となるマスター主軸（以下基準主軸という）と、基準主軸に同期して動作するスレーブ主軸（以下同期主軸という）として指定された主軸は、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り替わり、基準主軸は、与えられた速度指令を積分して生成した主軸同期位置指令に従い位置制御を行う。【０００９】
また、同期主軸は、主軸同期制御部１５１により、基準主軸の主軸同期位置指令が渡され、基準主軸の回転に同期して位置制御が行われ、同期した速度で回転する。これにより、第１主軸３１４と第２主軸３２４が対向して設置されたＮＣ工作機械において、一つのワークを両側からつかんだ状態で、旋削加工を行うことができる。
また、主軸同期制御指令において、位相合わせ指令がなされると、主軸間の位相差が所定の角度になるように同期主軸側で位相合わせが行われるので、第１主軸３１４と第２主軸３２４が対向して設置されたＮＣ工作機械においては、各主軸が回転しながら、第１主軸３１４から第２主軸３２４へワークの受渡しをすることができる。【００１０】
上記のような従来のＮＣ装置１０１では、主軸は、速度指令が与えられる主軸制御モード、または輪郭制御軸（以下ＮＣ軸という）として位置制御するＣ軸制御用位置制御モードのいずれか一方が選択されるので、第１主軸３１４と第２主軸３２４が対向して設置されたＮＣ工作機械において、２つの主軸で１つのワークをつかみ、加工を行う際、指令された速度で第１主軸３１４と第２主軸３２４が同期して回転し、旋削加工を行う場合は、予め主軸制御モードを選択しておき、その後主軸同期制御指令を与えることにより、第１主軸３１４及び第２主軸３２４を、主軸同期制御に切り換える必要があり、また、与えられた角度に第１主軸３１４と第２主軸３２４が同期して位置決めを行い、ワーク側面（周面）を、回転工具で、穴あけやミル等のＣ軸加工を行う場合は、予め、第１主軸３１４と第２主軸３２４をそれぞれＣ軸制御用位置制御モードに選択しておき、お互いの角度を位置決めした状態でワークをつかみ、その後ＮＣ軸同期制御指令を与えることにより、ＮＣ軸同期制御に切り換える必要があった。【００１１】
また、速度指令により同期制御を行う主軸同期制御と、位置指令により同期制御を行うＮＣ軸同期制御を切り換えるためには、関連する主軸を、それぞれ、主軸制御モード、もしくはＣ軸制御用位置制御モードに予め切り換えておく必要があるため、主軸同期制御からＣ軸同期制御に切り換える場合、もしくはＣ軸同期制御から主軸同期制御に切り換える場合、一旦、主軸同期制御をキャンセル、もしくはＮＣ軸同期制御をキャンセルしなければならない。
また、１つのワークを対向する２つの主軸で両側から把持し同期制御を行う場合、両主軸の位置制御ゲインが同一でないと、速度に応じて、各主軸の理論位置偏差量に差異が生じ、各主軸でお互いに位置制御の補償動作によるトルクが発生し、ワークをねじってしまう問題があるため、主軸同期制御中の基準主軸及び同期主軸に対しては、他の位置制御（例えば、基準主軸のみを、主軸制御モードの位置制御ゲインとは異なる位置制御ゲインで制御するＣ軸制御用位置制御モードに切り換える位置制御）に切り換えることができない。よって、速度指令により同期制御を行う主軸同期制御と、位置指令により同期制御を行うＮＣ軸同期制御を切り換えるため、一旦同期制御をキャンセルする必要があって２つの主軸間の同期が維持できず、ひいてはワーク両端をチャックで把持したまま、旋削加工と、回転工具による加工（穴あけやミル等のＣ軸加工）を、連続して行うことができなかった。【００１２】
また、１つのワークを対向する２つの主軸間で第１主軸３１４から第２主軸３２４に受け渡し、第１主軸３１４での加工したワークの加工面に対し、第２主軸３２４に受け渡した後、二次加工を行うためには、ワークをつかみかえる際に、予め、第１主軸３１４の原点位置と第２主軸３２４の原点位置を合わせるように、ともに位置決め、もしくは位相合わせを行ってからワークを受け渡さなければならず、主軸間の位相を合わせるための動作時間を要していた。【００１３】
このような問題点の一部を解決しようとするものとして、主軸をＣ軸制御し、Ｃ軸原点復帰を行う際、一方の主軸が連れ回るように自由回転状態にして、主軸の回転角度位置データをリセットして、Ｃ軸を原点復帰するものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、異形材ワークを２主軸間でつかみかえるため、異形材の形状に合ったチャック位置となるように、位相差算出により、主軸同期制御の位相合わせを行う角度を即時に決めることで、加工サイクル毎の主軸同期制御の位相あわせのための段取り時間を短縮するものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。【００１４】
【特許文献１】特開平３−２３９４０２号公報
【特許文献２】特開平３−２３９４０３号公報
【特許文献３】特開平１０−２３２７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記特許文献１、２に開示されているものであっても、１つのワークを２つの主軸で保持した状態で、当該ワークに対するＣ軸制御を伴う加工を行うことができるが、位置制御を一時キャンセルする必要があり、複数の主軸を同期制御するためのシーケンスが複雑になり、各Ｃ軸を制御する系統間で、待ち合わせを多用して、タイミングを合わせて加工を行わなければならず、サイクルタイムが長くなる場合があった。【００１６】
また、前記特許文献３に開示されているものにおいても、ワークをつかみかえた後、第２主軸でＣ軸制御に切り換えると、第２主軸の位置検出器Ｚ相基準で原点が確立されるので、第１主軸のＣ軸原点におけるワーク位置と、第２主軸のＣ軸原点におけるワーク位置が異なるため、第１主軸で加工した位置に対し、第２主軸で二次加工を行うことができなかった。【００１７】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、二つの主軸が対向して設置されたＮＣ工作機械において、１つのワークを、二つの主軸で両側からにつかんだ状態を保持したまま、速度指令に従った旋削加工と、ワークを所定の角度に位置決めして回転工具で穴あけを行う穴あけ加工、与えられた速度指令に関連付けて回転工具を取り付けたタレットもしくは刃物台を移動させるＮＣ軸とＣ軸とを補間して、軸方向及び周方向に延びる溝などを加工するミル加工等とを、連続して行うことができるＮＣ制御方法及びその装置を得ることを目的としている。【００１８】
また、この発明は、二つの主軸が対向して設置されたＮＣ工作機械において、ワークを、一方の主軸から他方の主軸につかみかえる際に、主軸間の位相合わせ動作を行うことなく、ワークをスムーズに受け渡し、かつ他方の主軸のＣ軸制御における原点位置を自動的に定め、一方の主軸で加工を行った位置に対する他方の主軸による２次加工を的確に行えるＮＣ制御方法及びその装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この発明の数値制御方法は、主軸を輪郭制御軸として位置制御するＣ軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の２つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御方法において、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換えるものである。【００２０】
また、この発明の数値制御方法は、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期制御用位置制御モードからＣ軸制御用位置制御モードに同時に切り換えることを特徴とするものである。【００２１】
また、この発明の数値制御方法は、主軸同期制御中に、基準主軸と同期主軸との間の位相差を予め算出しておき、同期主軸に対しＣ軸制御への切換指令がなされた場合、同期主軸のＣ軸原点位置シフト量を、基準主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量、前記算出した位相差及び同期主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量とから算出し、この算出した同期主軸のＣ軸原点位置シフト量に基づいて同期主軸のＣ軸原点位置を補正することを特徴とするものである。【００２２】
また、この発明の数値制御方法は、前記基準主軸と同期主軸の位相差は、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とするものである。【００２３】
また、この発明の数値制御装置は、主軸を輪郭制御軸として位置制御するＣ軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の２つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御装置において、速度制御する主軸制御部と、輪郭制御軸として位置制御するＮＣ軸制御部と、速度制御時には前記主軸制御部に切り換え、輪郭制御時には前記ＮＣ軸制御部に切り換える主軸Ｃ軸制御切換部と、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換える切換手段と、を備えてなるものである。【００２４】
また、この発明の数値制御装置は、前記切換手段が、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期制御用位置制御モードからＣ軸制御用位置制御モードに同時に切り換える手段であることを特徴とするものである。【００２５】
また、この発明の数値制御装置は、前記切換手段が、主軸同期制御用位置制御モードとＣ軸制御用位置制御モードとの切り換えを行う主軸位置制御モード切換部と、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うＣ軸制御切換指令がなされたとき、前記主軸位置制御モード切換部に対し、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持させ、且つ両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期制御用位置制御モードからＣ軸制御用位置制御モードに同時に切り換えさせる主軸同期中位置制御モード切換手段と、を有することを特徴とするものである。【００２６】
また、この発明の数値制御装置は、１つのワークを同時に把持した基準主軸と同期主軸の位相差を算出する主軸位相差算出手段と、この主軸位相差算出手段にて算出した位相差を記憶する主軸位相差メモリと、前記同期主軸に対しＣ軸制御への切換指令がなされた場合、前記同期主軸のＣ軸原点位置シフト量を、前記基準主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量、前記記憶した位相差及び前記同期主軸の位置検出器基準点からのＣ軸原点シフト量から算出し、この算出した前記同期主軸のＣ軸原点位置シフト量に基づいて前記同期主軸のＣ軸原点位置を補正するＣ軸原点位置補正手段と、を、更に備えてなるものである。【００２７】
また、この発明の数値制御装置は、前記主軸位相差算出手段が、基準主軸と同期主軸の位相差を、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、基準主軸と同期主軸が主軸同期制御中に、両主軸の位置制御モードが同一のモードのままＣ軸制御に切り替わるようにしたので、二つの主軸が対向して設置されたＮＣ工作機械において、１つのワークを、両主軸でともにつかんだ状態で、速度指令に従った旋削加工と、ワークを所定の角度に位置決めして回転工具で穴あけを行う穴あけ加工、与えられた速度指令に関連付けて回転工具を取り付けたタレットもしくは刃物台を移動させる他のＮＣ軸とＣ軸とを補間してミル加工等とを、連続して行うことができるため、加工工程を切り換えるための段取りの無駄時間を削減できる効果がある。【００２９】
またこの発明によれば、二つの主軸で１つのワークを把持しているときの両者の位相差を算出し、一方の主軸から他方の主軸にワークを受け渡し後、両主軸の位相差から、一方の主軸のＣ軸原点位置に対し、他方の主軸のＣ軸原点位置を補正するようにしたので、両主軸の位相合わせを行うことなく、ワークを受け渡せるので、ワークを両主軸でつかむ際の非切削時間を短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＮＣ装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る主軸の動作例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る主軸の動作例におけるプログラム例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るＮＣ装置の一構成例を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る、主軸のＣ軸制御選択時の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る、第１主軸から第２主軸へワークを受け渡す動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係る主軸位相差算出のフローチャートである。
【図８】従来のＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０１  ＮＣ装置
１１１  解析処理部
１１２  補間制御部
１１３  ＮＣ軸同期制御部
１２１  ラダー回路部
１２２  機械制御信号処理部
１２３  Ｃ軸選択信号
１２４  主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号
１２５  チャック閉判定手段
１５１  主軸同期制御部
１５２  主軸同期中位置制御モード切換手段
１５３  主軸位相差算出手段
１６０  Ｃ軸位相差メモリ
１６１  Ｃ軸原点座標補正手段
２１１、２２１  軸制御部
２１２、２２２  主軸Ｃ軸制御切換部
２１３、２２３  主軸制御部
２１４、２２４  ＮＣ軸制御部
２１５、２２５  主軸位置制御モード切換部
３１１、３２１  主軸位置制御部
３１２、３２２  主軸モータ
３１３、２２３  主軸位置検出器
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を、図１〜図３を用いて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ装置１０１の一構成例を示すブロック図であり、１１１は解析処理部、１１２は補間処理部、１１３はＮＣ軸同期制御部、１２１はラダー回路部、１２２は機械制御信号処理部、１２３はＣ軸選択信号、１２４は主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号、２１１は第１主軸３１４の軸制御部、２１２は第１主軸３１４の主軸Ｃ軸制御切換部、２１３は第１主軸３１４の主軸制御部、２１４は第１主軸３１４のＮＣ軸制御部、２１５は第１主軸３１４の主軸位置制御モード切換部、２２１は第２主軸３２４の軸制御部、２２２は第２主軸３２４の主軸Ｃ軸制御切換部、２２３は第２主軸３２４の主軸制御部、２２４は第２主軸３２４のＮＣ軸制御部、２２５は第２主軸３２４の主軸位置制御モード切換部、１５１は主軸同期制御部、１５２は主軸同期中位置制御モード切換手段、３１１は第１主軸３１４の主軸位置制御部、３１２は第１主軸３１４の主軸モータ、３１３は第１主軸３１４の位置検出器、３１４は第１主軸、３２１は第２主軸３２４の主軸位置制御部、３２２は第２主軸３２４の主軸モータ、３２３は第２主軸３２４の位置検出器、３２４は第２主軸を示す。なお、このＮＣ装置１０１のハードウエア構成は、一般のＮＣ装置のハードウエア構成と同様であり、またＮＣ装置１０１の前記構成要素の殆どは、ソフトウエアにより構成されている。【００３３】
解析処理部１１１は、ＮＣ軸の位置決めや切削送り等の位置指令、主軸に対する速度指令、機械制御を行う補助指令等の加工プログラムの解析処理を行い、この解析結果を受けた補間制御部１１２により、補間位置パルス、あるいは主軸の速度指令が生成され、この生成された補間位置パルス、あるいは主軸の速度指令は対応する軸を制御する軸制御部２１１、２２１に送られる。また、指令された補助指令コードが、補間制御部１１２を介して機械制御信号処理部１２２に渡され、ラダー回路部１２１により対応する補助指令の制御が行われる。なお、ＮＣ装置１０１は、Ｘ軸、Ｚ軸などのＮＣ軸を制御する制御部も有するが、図１では、簡素化のため、第１主軸３１４を制御する軸制御部２１１と、第２主軸３２４を制御する軸制御部２２１のみを抜粋して示している。第１主軸３１４は、主軸位置制御部３１１で、主軸位置検出器３１３より検出される位置フィードバック信号により第１主軸３１４を駆動する主軸モータ３１２が速度制御並びに位置制御されることにより、速度制御並びに位置制御される。第２主軸３２４は、主軸位置制御部３２１で、主軸位置検出器３２３より検出される位置フィードバック信号により第２主軸３２４を駆動する主軸モータ３２２が速度制御並びに位置制御されることにより、速度制御並びに位置制御される。【００３４】
ＮＣ装置１０１の主軸は、加工プログラムのＳ指令により、補間制御部１１２で対応する主軸の速度指令が生成されるとともに、加工プログラムのＭ３，Ｍ４指令により、主軸に対する正転信号または逆転信号が、補間制御部１１２、ラダー回路部１２１、機械制御信号処理部１２２を介して出力されることにより、指令された速度で正回転または逆回転する制御がなされる。【００３５】
また、機械制御信号処理部１２２に、対応する主軸のＣ軸選択信号１２３（例えば、加工プログラムのＭ１８指令により生成される）を出力すると、対応する主軸を、位置決めや切削送り等の位置指令を行うＮＣ軸に切り換えて、刃物台等を駆動するＮＣ軸（Ｘ軸、Ｚ軸など）と協同して輪郭制御（Ｃ軸制御）を行うことができる。例えば、速度指令により主軸を回転させて速度制御を行う主軸制御モードから、第１主軸３１４をＮＣ軸として位置制御するＣ軸制御用位置制御モードに切り換える場合、第１主軸３１４に対応するＣ軸選択信号１２３を出力することにより、第の主軸３１４の主軸Ｃ軸制御切換部２１２は、軸の制御を、速度指令により制御を行う主軸制御部２１３から、補間制御部１１２より出力される補間位置パルスにより位置制御を行うＮＣ軸制御部２１４に切り換えを行う。【００３６】
これに伴い、主軸位置制御モード切換部２１５は、主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、速度制御を行う主軸制御モードから、Ｃ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードに切り換える。切り換え後、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、１つもしくは複数のＮＣ軸の指令位置が補間移動するように、各ＮＣ軸に対する補間位置パルスが生成され、第１主軸３１４に対応するＮＣ軸に出力された補間位置パルスは、ＮＣ軸制御部２１４で加減速処理等が行われ、主軸位置制御部３１１に対応する位置指令を出力し位置制御を行う。この制御により、ワーク側面（周面）に、回転工具で、穴あけやミル等のＣ軸加工を行うことができる。【００３７】
主軸をＮＣ軸として位置制御せず、速度指令により回転させて速度制御を行う主軸制御モードが選択されている時、加工プログラム等により主軸同期制御指令がなされると、基準主軸及び同期主軸として指定された主軸は、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り替わり、基準主軸は、与えられた速度指令を積分して生成した主軸同期位置指令に従い位置制御を行う。例えば、第１主軸３１４を基準主軸、第２主軸３２４を同期主軸として主軸同期制御を行った場合、第１主軸３１４の軸制御部２１１は、主軸位置制御モード切換部２１５により、主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り換える。また、第２主軸３２４の軸制御部２２１は、主軸位置制御モード切換部２２５により、主軸位置制御部３２１の位置制御モードを、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り換える。第２主軸３２４の軸制御部２２１は、主軸同期制御部１５１により、基準主軸の主軸同期位置指令が渡され、基準主軸の回転に同期して位置制御が行われ、同期した速度で回転したところで、主軸同期制御中となる。【００３８】
次いで、機械制御信号処理部１２２において、主軸同期制御中の主軸に対応するＣ軸選択信号１２３を出力した場合の動作例について説明する。例えば、第１主軸３１４が主軸同期制御中の基準主軸、第２主軸３２４が主軸同期制御中の同期主軸である場合、主軸同期中の基準主軸である第１主軸３１４に対応するＣ軸選択信号１２３を出力することにより、第１主軸３１４の主軸Ｃ軸制御切換部２１２は、軸の制御を、速度指令により制御を行う主軸制御部２１３から、補間制御部１１２より出力される補間位置パルスにより位置制御を行うＮＣ軸制御部２１４に切り換えを行う。このとき、第１主軸３１４は主軸同期制御中の基準主軸であることから、主軸同期中位置制御モード切換手段１５２からの情報に基づき、主軸位置制御モード切換部２１５は、主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、現在選択されている主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードを切り換えずにそのモード状態を保持する。そしてこのモード状態のままで、Ｃ軸原点復帰を行い、しかる後、第１主軸３１４は所定の角度に位置決めを行う。この間、第２主軸３２４は、第１主軸３１４の位置指令に同期して動作する。【００３９】
第１主軸３１４及び第２主軸３２４が同期して停止した時、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４により、主軸同期制御中の基準主軸である第１主軸３１４においてＣ軸用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されていない場合、第１主軸３１４の主軸位置制御部３１１及び第１主軸３１４に同期している第２主軸３２４の主軸位置制御部３２１は、主軸同期制御専用位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードを維持する。
また、第１主軸３１４及び第２主軸３２４が同期して停止した時、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４により主軸同期制御中の基準主軸である第１主軸３１４においてＣ軸制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されている場合、この選択を受けた主軸同期中位置制御モード切換手段１５２の情報に基づき、主軸位置制御モード切換部２１５は、第１主軸３１４の主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、Ｃ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードに切り換えるとともに、主軸位置制御モード切換部２２５は、主軸同期制御の関連軸（本実施例の場合、同期主軸である第２主軸３２４）の位置制御モードを、Ｃ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードに切り換える。【００４０】
そして、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、１つもしくは複数のＮＣ軸の指令位置が補間移動するように、各ＮＣ軸に対する補間位置パルスが生成され、第１主軸３１４に対応するＮＣ軸に出力された補間位置パルスは、ＮＣ軸制御部２１４により加減速処理等が行われ、主軸位置制御部３１１に対応する位置指令を出力し位置制御を行う。これに同期して、主軸同期制御中の同期主軸である第２主軸３２４も動作する。
このとき、主軸同期制御に関連している主軸の位置制御モードは、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４により指定されたモードに合わせて一致しているので、主軸同期制御により第１主軸３１４と第２主軸３２４でワークを把持した状態で、主軸同期制御により同期位置制御が実行中に、基準主軸を、Ｃ軸制御と同様に、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、１つもしくは複数のＮＣ軸の指令位置が補間移動するように制御できる。【００４１】
次いで、機械制御信号処理部１２２に、Ｃ軸選択信号１２３を出力し、対応する主軸をＣ軸制御用位置制御モードに切り換え、位置決めや切削送り等の位置指令を行うＮＣ軸に切り換えて、刃物台等を駆動するＮＣ軸と輪郭制御を行っているとき、同主軸に対し、主軸同期制御指令を行った場合の動作例について説明する。
第１主軸３１４をＣ軸制御用位置制御モードに切り換える場合、第１主軸３１４に対応するＣ軸選択信号１２３を出力することにより、第１主軸３１４の主軸Ｃ軸制御切換部２１２は、軸の制御を、速度指令により制御を行う主軸制御部２１３から、補間制御部１１２より出力される補間位置パルスにより位置制御を行うＮＣ軸制御部２１４に切り換えを行う。これに伴い、主軸位置制御モード切換部２１５は、主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、速度制御を行う主軸制御モードから、Ｃ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードに切り換える。切り換え後、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、１つもしくは複数のＮＣ軸の指令位置が補間移動するように、各ＮＣ軸に対する補間位置パルスが生成され、第１主軸３１４に対応するＮＣ軸に出力された補間位置パルスは、ＮＣ軸制御部２１４により加減速処理等が行われ、主軸位置制御部３１１に対応する位置指令を出力し位置制御を行う。【００４２】
第１主軸３１４がＣ軸制御用位置制御モードに切り替わっている状態で、加工プログラム等により主軸同期制御指令がなされ、第１主軸３１４を基準主軸、第２主軸３２４を同期主軸として指定されたとき、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４により主軸同期制御中の基準主軸である第１主軸３１４に対しＣ軸制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されていない場合（換言すれば、主軸同期制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されている場合）、この選択の情報を受けた主軸同期中位置制御モード切換手段１５２の情報に基づき、第１主軸３１４の主軸位置制御モード切換部２１５は、第１主軸３１４の主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り換える。また、第１主軸３１４に対する同期主軸となる第２主軸３２４の軸制御部２２１は、主軸位置制御モード切換部２２５により、主軸位置制御部３２１の位置制御モードを、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り換える。【００４３】
第２主軸３２４の軸制御部２２１は、主軸同期制御部１５１により、基準主軸の主軸同期位置指令が渡され、基準主軸の回転に同期して位置制御が行われ、同期した速度で回転したところで、主軸同期制御中となる。このとき、加工プログラムで指令された位置指令及び送り速度指令に関連付けて、１つもしくは複数のＮＣ軸の指令位置が補間移動するように、各ＮＣ軸に対する補間位置パルスが生成され、第１主軸３１４に対応するＮＣ軸に出力された補間位置パルスは、ＮＣ軸制御部２１４により加減速処理等が行われ、主軸位置制御部３１１に対応する位置指令を出力し位置制御を行う。これに同期して、主軸同期制御中の同期主軸である第２主軸３２４も動作する。【００４４】
また、第１主軸３１４がＣ軸制御用位置制御モードに切り替わっている状態で、加工プログラム等により主軸同期制御指令がなされ、第１主軸３１４を基準主軸及び第２主軸３２４を同期主軸として指定されたとき、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４により主軸同期制御中の基準主軸である第１主軸３１４においてＣ軸制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されている場合（換言すれば、主軸同期制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されていない場合）、主軸同期中位置制御モード切換手段１５２により、第１主軸３１４の主軸位置制御モード切換部２１５は、第１主軸３１４の主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、Ｃ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードを保持する。
また、第１主軸３１４に対する同期主軸となる第２主軸３２４の軸制御部２２１は、主軸同期制御中の基準主軸である第１主軸３１４において、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４によりＣ軸制御用位置制御モードへの切り換えの選択を指定されているので、主軸位置制御モード切換部２２５により、主軸位置制御部３２１の位置制御モードを、Ｃ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードに切り換える。【００４５】
第２主軸３２４の軸制御部２２１は、主軸同期制御部１５１により、基準主軸の主軸同期位置指令が渡され、基準主軸のＣ軸移動指令に同期して位置制御が行われる。加工プログラムで指令された基準主軸のＣ軸位置指令及び送り速度指令に関連付けて、１つもしくは複数のＮＣ軸の指令位置が補間移動するように、各ＮＣ軸に対する補間位置パルスが生成され、第１主軸３１４に対応するＮＣ軸に出力された補間位置パルスは、ＮＣ軸制御部２１４により加減速処理等が行われ、主軸位置制御部３１１に対応する位置指令を出力し位置制御を行う。これに同期して、主軸同期制御中の同期主軸である第２主軸３２４も動作する。【００４６】
この主軸同期制御中の状態で、基準主軸である第１主軸３１４のＣ軸選択信号１２３をオフした場合、基準主軸である第１主軸３１４の主軸Ｃ軸制御切換部２１２は、軸の制御を、補間制御部１１２より出力される補間位置パルスにより位置制御を行うＮＣ軸制御部２１４から、速度指令により制御を行う主軸制御部２１３に切り換えを行う。このとき、主軸同期中位置制御モード切換手段１５２により、第１主軸３１４の主軸位置制御モード切換部２１５は、主軸位置制御部３１１の位置制御モードを、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り換え、同時に、第１主軸３１４に同期している第２主軸３２４の主軸位置制御モード切換部２２５は、主軸位置制御部３２１の位置制御モードを、主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り換える。基準主軸である第１主軸３１４に対する速度指令により、第１主軸３１４を回転させ、第１主軸３１４に対する同期主軸である第２主軸３２４は、第１主軸３１４の位置に同期して回転する。基準主軸及び同期主軸として指定された主軸は、同時に主軸同期制御専用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードに切り換り、主軸同期制御中となる。【００４７】
次に、図１の構成によるＮＣ装置１０１の具体的動作について、図２、図３を参照しながら説明する。図２は、図３のプログラムを実行したときの、第１主軸３１４及び第２主軸３２４の動作を示している。Ｎ１０ブロックの指令で、第１主軸３１４を４０００ｍｉｎ−１で回転しており、Ｎ２０ブロックの指令で、第１主軸３１４を基準主軸、第２主軸３２４を同期主軸として、主軸同期制御を行う。このとき、第１主軸３１４は、主軸同期用位置制御に切り替わり、第２主軸３２４は、第１主軸３１４の指令速度に回転し、主軸同期用位置制御に切り替わり、速度が一致したところで、主軸同期制御中となる。主軸同期の完了後、Ｎ３０ブロックの指令で、第２主軸３２４を前進させ、第２主軸３２４においても、回転しながらワークをチャックする。この後、第１主軸３１４と第２主軸３２４で１つのワークを両側からチャックで掴みながら、旋削加工を行う。但し、ここでは説明を簡略化するため、旋削加工するためのプログラムを省略してある。この旋削加工が終了した後、Ｎ４０ブロックの指令で、基準主軸である第１主軸３１４がＣ軸制御を選択され、第１主軸３１４のＣ軸原点位置に原点復帰を行う。このとき、第２主軸３２４は、第１主軸３１４の原点復帰動作のための位置指令に同期して、追従して動作を行う。【００４８】
次いで、Ｎ５０ブロックの指令で、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４により、Ｃ軸制御モードが選択されていない場合、継続して、第１主軸３１４及び第２主軸３２４ともに、主軸同期用位置制御を保持したまま、第１主軸３１４はＣ軸補間指令による移動（このプログラムの場合、Ｃ軸原点位置より９０°回転した位置に移動）がなされ、第１主軸３１４のＣ軸補間移動に同期して、第２主軸３２４も移動を行う。次いで、Ｎ５１ブロックの指令で、主軸同期中Ｃ軸用位置制御モード選択信号１２４により、Ｃ軸制御モードが選択された場合、第１主軸３１４及び第２主軸３２４ともに、停止した状態で、同時にＣ軸用位置制御に切り替わり、第１主軸３１４に対するＣ軸補間指令による移動に同期して、第２主軸３２４は移動を行う。この第１主軸３１４及び第２主軸３２４の移動時に、プログラムでは省略してあるが、ワークの側面に穴あけ加工、ミル加工などのＣ軸加工を行う。Ｎ６０ブロックの指令で、第１主軸３１４のＣ軸選択が解除されると、第１主軸３１４及び第２主軸３２４ともに、停止した状態で、同時に主軸同期用位置制御に切り替わり、第１主軸３１４は速度指令による回転に戻り、第２主軸３２４は、第１主軸３１４に同期した速度で主軸同期回転する。【００４９】
上記のようにして、第１主軸３１４と第２主軸３２４は主軸同期制御を維持し、１つのワークを両側から同時につかんだ状態で、速度指令による回転同期、または基準主軸のＣ軸に対する補間位置指令による補間移動に同期して同期主軸が動作する。【００５０】
この実施の形態１によれば、主軸同期制御中の基準主軸に対しＣ軸制御指令がなされたとき、基準主軸、同期主軸ともに、主軸同期用位置制御ゲインを維持したまま、Ｃ軸補間指令動作に切り換えることができ、第１主軸３１４と第２主軸３２４が同期回転して１つのワークを両側から把持した状態のまま、速度指令による主軸の制御から、Ｃ軸指令による位置の制御への切換をスムーズに行うことができる。【００５１】
実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２を図４〜図７を用いて説明する。
図４はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ装置１０１の一構成例を示すもので、実施の形態１で説明したＮＣ装置１０１に、チャック閉判定手段１２５と、主軸位相差算出手段１５３と、Ｃ軸位相差メモリ１６０と、Ｃ軸原点座標補正手段１６１とが追加されている。
なお、チャック閉判定手段１２５は、ラダー回路部１２１から出力されるチャック開閉信号をチェックすることにより、チャックが閉じていることを判定する。【００５２】
次にこのように構成されたＮＣ装置１０１の動作について、図５、図６、図７を参照しながら説明する。なおここでは、追加された、チャック閉判定手段１２５、主軸位相差算出手段１５３、Ｃ軸位相差メモリ１６０及びＣ軸原点座標補正手段１６１の動作について主に説明し、それ以外の構成要素の動作については、実施の形態１で説明した動作と同様であるので、その説明は省略する。【００５３】
図５は、実施の形態２の構成のＮＣ装置１０１において、主軸をＣ軸制御に選択する際のフローチャートである。
主軸をＣ軸制御に切り換えるＣ軸選択信号１２３が出力されたとき、主軸Ｃ軸制御切換部２１２、２２２は、ステップＳ１０１で、当該主軸が主軸同期制御中の同期主軸かどうか判定を行う。主軸同期制御中の同期主軸である場合は主軸同期制御を優先するため、ステップＳ１０９でアラーム処理を行う。次いで、ステップＳ１０２で、当該主軸が主軸同期制御中の基準主軸かどうか判定を行う。主軸同期制御中の基準主軸でもない場合は、主軸同期制御中の主軸でないと判断できるので、ステップＳ１０３で、Ｃ軸原点復帰を行う。ステップＳ１０４で、主軸位置制御モード切換部２１５，２２５が、主軸の位置制御モードをＣ軸制御専用の位置ループゲインで位置制御を行うＣ軸制御用位置制御モードに切り換える。これに伴い、ステップＳ１０５で、主軸制御モードからＣ軸制御用位置制御モードに切り替わる。【００５４】
次いで、ステップＳ１０６で、Ｃ軸原点座標補正手段１６１は、機械制御信号処理部１２２のＣ軸原点位置補正要求信号１２７をチェックしてＣ軸原点位置補正要求があるかどうか判定し、Ｃ軸原点位置補正要求がない場合は、ステップＳ１０７でＣ軸座標値を原点座標値にセットし、Ｃ軸原点位置補正要求がある場合は、ステップＳ１０８で、原点座標値より、Ｃ軸位相差メモリ１６０に予め記憶しておいた位相差をシフトした座標値をセットする。また、ステップＳ１０２で主軸同期制御中の基準主軸であると判定した場合、ステップＳ１１０で、主軸Ｃ軸制御切換部２１２、２２２は、主軸の位置指令をＮＣ軸制御部２１４，２２４に切り換え、Ｃ軸原点に位置決めを行う。このとき、ステップＳ１１１で、主軸位置制御モード切換部２１５、２２５により、主軸の位置制御モードを、主軸同期制御用の位置ループゲインで位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モードを維持する。ステップＳ１１２でＣ軸座標値を原点座標にセットする。【００５５】
図６は、実施の形態２の構成のＮＣ装置１０１で制御するＮＣ工作機械において、対向して設置された第１主軸３１４から第２主軸３２４へワークを受け渡す動作を行う場合の例を示したフローチャートである。ステップＳ２０１で第１主軸３１４のチャックを閉じワークを把持する。ステップＳ２０２で、第１主軸３１４でつかんだワークの加工を行う。次いで、ステップＳ２０３で第１主軸３１４を正回転している状態から、ワークを第１主軸３１４から第２主軸３２４に受け渡すために、ステップＳ２０４で対向する第２主軸３２４を逆回転させ、ステップＳ２０５で第１主軸３１４と第２主軸３２４間で主軸同期制御を行う。このとき、第２主軸３２４でつかむ位置を特定する必要があるワークでなければ、位相合わせを行う必要はない。ステップＳ２０６で第２主軸３２４台を前進させ、ワークをつかめる位置までアプローチしたところで、ステップＳ２０７で第２主軸３２４のチャックを閉じる。これにより、第１主軸３１４と第２主軸３２４でともに１つのワークをつかんで同期回転している状態となる。【００５６】
次に、ステップＳ２０８で、主軸位相差算出手段１５３が、位相差算出要求信号１２６をチェックし、位相差算出要求があった場合、ステップＳ２０９で第１主軸３１４（基準主軸）と第２主軸３２４（同期主軸）間の位相差を算出し、第１主軸３１４のＣ軸原点と第２主軸３２４のＣ軸原点との位相差を、Ｃ軸位相差メモリ１６０に記憶する。次に、ステップＳ２１０で第１主軸３１４のチャックを開き、第１主軸３１４はつかんでいたワークを離す。自動旋盤の場合は、第１主軸３１４のチャックを閉じたまま、ワークを突っ切りバイトで切断して第２主軸３２４に受け渡す場合もある。この後、ステップＳ２１１で第２主軸３２４台は後退し、ステップＳ２１２で主軸同期キャンセルを行い、第２主軸３２４での加工を開始する。ステップＳ２１３で第２主軸３２４をＣ軸選択したとき、ステップＳ２１４で、Ｃ軸原点座標補正手段１６１が、Ｃ軸原点位置補正信号１２７をチェックし、Ｃ軸原点位置補正要求があるかどうか判定を行う。ステップＳ２０５で予め位相合わせを行っている等の、Ｃ軸原点位置補正を行う必要がない場合は、ステップＳ２１５で、通常に第２主軸３２４のＣ軸原点復帰を行い、原点座標値にプリセットする。ステップＳ２０９で位相差を記憶してＣ軸原点位置補正を行う場合、ステップＳ２１６で、Ｃ軸原点座標補正手段１６１は、第２主軸３２４がＣ軸原点位置に復帰した後、Ｃ軸の座標値を、所定の原点座標値よりステップＳ２０９でＣ軸位相差メモリに記憶したＣ軸位相差をシフトした座標値にプリセットし、Ｃ軸原点座標値の補正を行う。この後、ステップＳ２１７で第２主軸３２４はプログラムで指令された補間指令に従い、第２主軸３２４のＣ軸制御を行い、加工を行う。【００５７】
図７は、図６のステップＳ２０９において、第１主軸３１４（基準主軸）と第２主軸３２４（同期主軸）間の位相差を算出する場合、主軸位相差算出手段１５３の位相差算出のためのフローチャートを示す。ステップＳ３０１で、第１主軸３１４と第２主軸３２４で主軸同期制御中であることを確認し、主軸同期制御中の場合、チャック閉判定手段１２５により、ステップＳ３０２で第１主軸３１４と第２主軸３２４がともにチャックを閉じた状態で、基準主軸と同期主軸で１つのワークをつかんで主軸同期制御を行っている状態にあることを確認する。確認ができた場合、ステップＳ３０３で基準主軸の主軸同期位置指令から、基準主軸に対する位置指令の１回転内指令角度Ａ１を読出し、同時に、ステップＳ３０４で同期主軸の主軸同期位置指令から、同期主軸に対する位置指令の１回転内指令角度Ａ２を読出し、ステップＳ３０５で基準主軸の１回転内指令角度Ａ１と同期主軸の１回転内指令角度Ａ２との差分の角度を算出して、第１主軸３１４と第２主軸３２４の主軸同期制御における、指令角度の位相差Ｐ１を算出する。【００５８】
更に、第１主軸３１４のチャック位置と、第２主軸３２４のチャック位置の相対角度を精度良く算出するため、ステップＳ３０６で基準主軸の主軸位置制御の追従遅れ量（以下ドループ量という）を読出し、同時に、ステップＳ３０７で同期主軸のドループ量を読み出す。ステップＳ３０８で、基準主軸のドループ量と同期主軸のドループ量の差分を算出することで、主軸同期制御により指令同期した状態からワークを第２主軸３２４でチャックしたときに生じるチャック位置のねじれ量Ｐ２を算出する。主軸位相差算出手段１５３は、ステップＳ３０９で、Ｐ１とＰ２を加算することで、第１主軸３１４のＺ相基準点から見たチャック位置と、第２主軸３２４のＺ相基準点から見たチャック位置の位相差を算出する。更に、ステップＳ３１０で、パラメータ等で設定されている、第１主軸３１４（基準主軸）をＣ軸制御する場合の、Ｚ相基準点からのＣ軸座標系の原点シフト量Ｅ１を読出し、ステップＳ３１１で、Ｅ１＋Ｐ１＋Ｐ２によって、基準主軸と同期主軸で１つのワークをつかんで同期制御している状態における、基準主軸のＣ軸原点座標に対応する、同期主軸のＣ軸座標の原点シフト量として算出し、Ｃ軸位相差メモリ１６０に記憶する。上記の位相差の算出の過程において、対向する主軸で１つのワークをつかむように同期して回転している場合は、各主軸の回転極性は逆方向になる場合があるので、同期極性を考慮して算出する必要があることは言うまでもない。【００５９】
この実施の形態２によれば、上記のようにして算出したＣ軸位相差を元に、図６のステップＳ２１６で第２主軸３２４のＣ軸原点シフト量を補正するようにしたので、基準主軸と同期主軸で主軸同期制御中の位相差より、基準主軸のＣ軸原点に対し、同期主軸のＣ軸原点が一致するように、同期主軸のＣ軸座標系を設定できるため、ステップＳ２０５の主軸同期制御において位相合わせ動作を行わなくても良い。主軸が加減速を行い、位相合わせを行う時間を削減できるので、ワークの受渡しの時間を短縮することができる。【００６０】
第１の発明によれば、主軸同期制御中の基準主軸に対するＣ軸制御切換指令がなされたとき、関連する主軸の位置制御モードをＣ軸制御用位置制御モードに切り換えずに主軸同期制御用位置制御モードを保持し、同期主軸に対する位置指令は、基準主軸に対する位置指令に同期するように構成したので、基準主軸と同期主軸で同一のワークを把持して、指令速度で同期回転している状態から、基準主軸をＣ軸制御に切り換えられ、１つのワークを対向する主軸で把持したまま、主軸同期制御による旋削と、Ｃ軸制御によるワーク側面の穴あけ加工やミル加工等の加工工程を即時に切り換え、無駄時間を排除できるという効果がある。【００６１】
第２の発明によれば、主軸同期制御中の基準主軸に対するＣ軸制御切換指令がなされたとき、関連する主軸の位置制御モードをＣ軸制御用位置制御モードに切り換えずに主軸同期制御用位置制御モードを保持し、同期主軸に対する位置指令は、基準主軸に対する位置指令に同期するように構成し、基準主軸を輪郭制御軸に切り換えて、基準主軸及び同期主軸が停止後に、両主軸の位置制御ゲインをＣ軸制御用位置制御ゲインに切り換えるように構成したので、基準主軸と同期主軸で同一のワークを把持して、指令速度で同期回転している状態から、基準主軸をＣ軸制御に切り換えられ、１つのワークを対向する主軸で把持したまま、主軸同期制御による旋削と、Ｃ軸制御によるワーク側面の穴あけ加工やミル加工等の加工工程を即時に切り換え、無駄時間を排除でき、更に、Ｃ軸制御中の切削負荷に対し、単独の主軸でのＣ軸制御と同等の応答性を得られる効果がある。【００６２】
第３の発明によれば、第１主軸３１４のワーク把持位置と、第２主軸３２４のワーク把持位置の差を算出し、第２主軸３２４のＣ軸原点位置が、第１主軸３１４のＣ軸原点位置に対し、第１主軸３１４と第２主軸３２４の位相差を加算した位置となるように補正されるので、第１主軸３１４と第２主軸３２４で１つのワークを把持する前に、お互いの主軸の位相を合わせなくても、ワークを第１主軸３１４から第２主軸３２４に持ち替えて、第２主軸３２４で継続して加工を行うことができ、主軸間の位相合わせを行う時間を排除でき、生産効率が向上するという効果がある。【００６３】
第４の発明によれば、第１主軸３１４と第２主軸３２４で１つのワークを把持した際の位相差を、主軸同期制御中の基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出するようにしたので、精度良く主軸間の位相差を算出でき、ワークを受け渡した後の原点位置をより正確に決定できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
この発明の数値制御方法及び数値制御装置は、第１主軸と第２主軸が対向して設置されたＮＣ旋盤の制御に用いられるのに適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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