(57)【要約】    【課題】  加工精度を確保しつつ主軸コラムの位置を自動かつ最適に設定することができる機械加工用ＮＣデータの作成方法及びその装置、並びに該データを用いた機械加工方法を提供する。    【解決手段】  ワークに対して前後方向及び左右方向に相対移動可能とされた主軸コラムに上下方向に移動可能に主軸が支持され、該主軸に交換可能に取り付けられた工具がＮＣデータに従って上記３方向に移動してワークを加工する構成で、かつ、主軸コラムが工具長に応じて上下方向位置可変とされた機械加工機における機械加工用ＮＣデータ作成方法及びその装置、並びに該データを用いた機械加工方法であって、予めワーク形状に応じて作成されたＮＣデータを取得して、少なくともＮＣデータと工具長に関する情報とに基づいて主軸コラムを上下方向に位置制御する主軸コラム位置制御用データを作成して、主軸コラム位置制御用データに基づいて上記ＮＣデータを補正する。【選択図】    図７
2005186185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して前後方向及び左右方向に相対移動可能とされた主軸コラムに上下方向に移動可能に主軸が支持され、該主軸に交換可能に取り付けられた工具がＮＣデータに従って上記３方向に移動することによりワークを加工するように構成され、かつ、上記主軸コラムが工具長に応じて上下方向位置可変とされた機械加工機における機械加工用ＮＣデータ作成方法であって、予めワーク形状に応じて作成されたＮＣデータを取得するステップと、少なくとも、上記ＮＣデータと上記工具長に関する情報とに基づいて主軸コラムを上下方向に位置制御する主軸コラム位置制御用データを作成するステップと、該主軸コラム位置制御用データに基づいて上記ＮＣデータを補正するステップとを含むことを特徴とする機械加工用ＮＣデータの作成方法。
【請求項２】
機械加工は、切削加工であることを特徴とする請求項１に記載のＮＣデータの作成方法。
【請求項３】
ワークに対して前後方向及び左右方向に相対移動可能とされた主軸コラムに上下方向に移動可能に主軸が支持され、該主軸に交換可能に取り付けられた工具がＮＣデータに従って上記３方向に移動することによりワークを加工するように構成され、かつ、上記主軸コラムが工具長に応じて上下方向位置可変とされた機械加工機における機械加工用ＮＣデータ作成装置であって、予めワーク形状に応じて作成されたＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、少なくとも、上記ＮＣデータと上記工具長に関する情報とに基づいて主軸コラムを上下方向に位置制御する主軸コラム位置制御用データを作成する主軸コラム位置制御用データ作成手段と、該主軸コラム位置制御用データに基づいて上記ＮＣデータを補正するＮＣデータ補正手段とが備えられていることを特徴とする機械加工用ＮＣデータの作成装置。
【請求項４】
機械加工は、切削加工であることを特徴とする請求項３に記載のＮＣデータの作成装置。
【請求項５】
請求項１による方法または請求項３による装置で作成された機械加工用ＮＣデータを機械加工機に送るステップと、該加工機側で主軸コラム位置制御用データに基づいて主軸コラム位置を上下方向に移動制御するステップと、ＮＣデータに基づいて工具位置を制御して所定の機械加工を行うステップとを含むことを特徴とする機械加工用ＮＣデータを用いた機械加工方法。
【請求項６】
主軸コラム位置制御用データが、予め設定した所定の範囲内にあるときは、その範囲内での最大の主軸コラム位置制御用データに基づいて主軸コラム位置を移動制御することを特徴とする請求項５に記載の機械加工用ＮＣデータを用いた機械加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の工具を交換して加工を行うマシニングセンタなどの制御に用いられるＮＣデータ、特に加工の自動化及び省人化を図ることができるＮＣデータの作成方法及びその装置、並びに該データを用いた機械加工方法に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
プレス金型等のワークを加工するマシニングセンタなどに工具を持たせて運転する場合、一般的には、まずＣＡＤにより加工すべきワーク形状を定義し、このＣＡＤによる形状データをＣＡＭにより解析してワークの加工形状に対するＮＣデータを作成し、かつ持つべき工具の番号を決定する。そして、これらのＮＣデータ及び工具番号データをマシニングセンタ側に転送して、マシニングセンタは１つのワークに対して複数の工具を用いて連続的に加工を行うことができる。
【０００３】
一般的なマシニングセンタには、ワークが載置されて所定の水平方向Ｘに移動可能なテーブルと、該テーブルの移動方向Ｘと直行する水平方向Ｙに移動可能な主軸コラムと、主軸コラムに嵌挿されてワークに対して鉛直方向Ｚに移動可能な主軸とが備えられ、該主軸の先端に工具を装着することにより、工具とワークとの相対位置を３次元的に制御することができる。
【０００４】
このようなマシニングセンタの例として特許文献１に開示されているものがある。これによると、マシニングセンタは複数種類の工具が交換可能に取り付けられる主軸と工具の先端位置を光学的方法で測定する光学測定装置を有する。そして、光学測定装置によって工具先端形状や該先端の摩滅などに起因する工具先端の位置誤差を修正する補正値を予め算出しておき、加工の際に工具に応じた補正値を読み出してＮＣデータに組み込むことによって、より精度の高い加工が可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５９９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の一般的なマシニングセンタにおいては、主軸の移動幅（ストローク）が予め機械的に決められているので、ＮＣデータを受信しても例えばワークの下部近傍を加工する場合に工具が届かなかったり、ワークの上部近傍を加工する場合に工具が所定高さまで移動できなかったりすることがある。このような場合には、加工途中でＮＣデータによる指示位置に工具を移動することができないので、装置を一旦停止させて主軸コラムないしは該主軸コラムをＹ軸方向に移動可能に支持するクロスレール自体の上下位置を調整する必要がある。この調整は、作業者の経験や勘に基づいて行われる場合が多く、その結果、加工工程には必ず作業者による手作業が必要となるので、人がいない時間帯での加工や機械に人が付いていない状態での加工といった所謂無人加工を実施することができない。
【０００７】
さらに、工具はＡＴＣ（自動工具交換機）等で自動的に交換可能であるにもかかわらず、工具の交換に伴う工具長の変化においても、前述のような作業者の手作業によるクロスレールの位置調節によって対応しなければならない。
【０００８】
なお、クロスレールをワークから離し気味に設定して主軸のＺ方向の移動幅を大きくすることが考えられるが、主軸を伸ばしすぎると工具先端のブレが生じて仕上面が不均一になるなど加工精度が低下する。
【０００９】
そこで、本発明は、加工精度を確保しつつ主軸コラムの位置を自動かつ最適に設定することができる機械加工用ＮＣデータの作成方法及びその装置、並びに該データを用いた機械加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【００１１】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、ワークに対して前後方向及び左右方向に相対移動可能とされた主軸コラムに上下方向に移動可能に主軸が支持され、該主軸に交換可能に取り付けられた工具がＮＣデータに従って上記３方向に移動することによりワークを加工するように構成され、かつ、上記主軸コラムが工具長に応じて上下方向位置可変とされた機械加工機における機械加工用ＮＣデータ作成方法であって、予めワーク形状に応じて作成されたＮＣデータを取得するステップと、少なくとも、上記ＮＣデータと上記工具長に関する情報とに基づいて主軸コラムを上下方向に位置制御する主軸コラム位置制御用データを作成するステップと、該主軸コラム位置制御用データに基づいて上記ＮＣデータを補正するステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の機械加工用ＮＣデータの作成方法において、機械加工は、切削加工であることを特徴とする。
【００１３】
次に、請求項３に記載の発明は、ワークに対して前後方向及び左右方向に相対移動可能とされた主軸コラムに上下方向に移動可能に主軸が支持され、該主軸に交換可能に取り付けられた工具がＮＣデータに従って上記３方向に移動することによりワークを加工するように構成され、かつ、上記主軸コラムが工具長に応じて上下方向位置可変とされた機械加工機における機械加工用ＮＣデータ作成装置であって、予めワーク形状に応じて作成されたＮＣデータを取得するＮＣデータ取得手段と、少なくとも、上記ＮＣデータと上記工具長に関する情報とに基づいて主軸コラムを上下方向に位置制御する主軸コラム位置制御用データを作成する主軸コラム位置制御用データ作成手段と、該主軸コラム位置制御用データに基づいて上記ＮＣデータを補正するＮＣデータ補正手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１４】
次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の機械加工用ＮＣデータの作成装置において、機械加工は、切削加工であることを特徴とする。
【００１５】
次に、請求項５に記載の発明は、ＮＣデータを用いた機械加工方法であって、請求項１による方法または請求項３による装置で作成された機械加工用ＮＣデータを機械加工機に送るステップと、該加工機側で主軸コラム位置制御用データに基づいて主軸コラム位置を上下方向に移動制御するステップと、ＮＣデータに基づいて工具位置を制御して所定の機械加工を行うステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項６に記載の発明は、上記請求項５に記載のＮＣデータを用いた機械加工方法において、主軸コラム位置制御用データが、予め設定した所定の範囲内にあるときは、その範囲内での最大の主軸コラム位置制御用データに基づいて主軸コラム位置を移動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
まず、請求項１に記載の発明によれば、工具位置を制御するＮＣデータを作成する際に、少なくとも該ＮＣデータと工具長に関する情報とに基づいて、主軸コラムを上下方向に位置制御する主軸コラム位置制御用データを作成することができる。このように、主軸コラム位置制御用データは、少なくとも２つのパラメータによって簡単に作成することができる。
【００１８】
次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載のＮＣデータ作成方法を特に好ましい実施態様として、例えばマシニングセンタなどの切削加工機に適用したものである。
【００１９】
次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載のＮＣデータを作成するための装置についてのものである。すなわち、このような装置によって簡単に主軸コラム位置制御用データを作成することができる。
【００２０】
次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の装置を特に好ましい実施態様としての切削加工機に適用したものである。
【００２１】
次に、請求項５に記載の発明によれば、主軸コラム位置制御用データに基づいてＮＣデータを補正した上で加工を行うことによって、主軸の上下方向移動可能範囲を超えるＮＣデータであっても、つまり主軸の上下移動のみでは工具がワークの所定の位置に届かない場合でも、自動的かつ適正に主軸コラムの上下位置を制御することができるので、加工精度を確保しつつ加工工程の無人化を図ることができる。また、工具交換に伴う工具長の変化にも同様に対応することができる。
【００２２】
そして、請求項６に記載の発明によれば、予め範囲を設定して該範囲内においては、範囲の最大値で固定するようにしたことによって、不要な主軸コラムの移動を回避することができる。つまり、一般に主軸コラムを支持してＺ軸方向に移動させるクロスレールは大型で重量も大きく、移動させる際には大きな動力と時間が必要となるが、このように予め範囲を設けることによって、クロスレールの位置が主軸の移動幅に影響のないときには該クロスレールが移動しないようにして加工の迅速化を図ることができる。なお、範囲の最大となるように設定することによって、その範囲内においては下げる制御のみでよくなるので、制御の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、マシニングセンタ１は、ワークＷに対する工具Ｔの相対位置を３次元的に制御することによってプレス金型等を加工するものである。該マシニングセンタ１は、主たる構成要素として、ワークＷを載置して矢印Ｘ方向に移動可能とされたテーブル１０と、該テーブル１０の両側から立設されたコラム１１と、該コラム１１に架設されたクロスレール１２と、該クロスレール１２に支持されて矢印Ｙ方向に移動可能とされた主軸本体１３（特許請求の範囲における主軸コラムに相当する）とで構成されている。
【００２５】
テーブル１０には、ワークＷを載置して固定する受け皿としてのパレット１０ａが備えられている。そして、該パレット１０ａを矢印Ｘ方向に移動させるＸ軸サーボモータＭｘが備えられている（図４参照）。
【００２６】
コラム１１は、テーブル１０の両側に立設された支柱１１ａ，１１ａと、該支柱１１ａ，１１ａの頂面を連結する連結梁１１ｂとで構成されている。そして、支柱１１ａ，１１ａにはそれぞれ長手方向にレール１１ｃ，１１ｃが設けられ、クロスレール１２に備えられたフレーム１２ａを矢印Ｗ方向に移動可能に支持している。そして、該フレーム１２ａを矢印Ｗ方向に移動させるＷ軸サーボモータＭｗが備えられている（図４参照）。また、上記フレーム１２ａを固定するためのクランプ機構１１ｄが備えられている（図４参照）。
【００２７】
クロスレール１２は、上記レール１１ａ，１１ａに支持されたフレーム１２ａと、該フレーム１２ａを防塵等の目的でカバーする伸縮自在のジャバラ１２ｂとを有している。そして、該クロスレール１２には、主軸本体１３を矢印Ｙ方向に移動させるＹ軸サーボモータＭｙが備えられている（図４参照）。
【００２８】
主軸本体１３には、矢印Ｚ方向に移動可能とされる主軸２０が嵌挿され、該主軸２０の下端にはアタッチメント２１が装着され、該アタッチメント２１には工具ホルダ２２を介して工具Ｔが装着されている。そして、主軸本体１３には、主軸２０を矢印Ｚ方向に移動させるＺ軸サーボモータＭｚが備えられていると共に、該主軸２０を回転駆動させるためのスピンドルモータＭｓが備えられている（図４参照）。また、主軸２０の回転に伴う発熱を抑制するために、該主軸２０に液体を供給する図示しないクーラントが備えられている。そして、これらのモータＭｚ，Ｍｓ及びクーラントの配線を収納する無限環状のケーブルベア２４がクロスレール１２の上部に配設されている。
【００２９】
一方、上記マシニングセンタ１には、ＡＴＣ（自動工具交換機）３０が備えられることがあり、該ＡＴＣ３０の一例として図３に示すようなものがある。これによると、工具マガジン本体３１の下方に工具マガジン３２が回転自在に突設され、工具マガジン３２には円弧状に複数の工具Ｔ′…Ｔ′が保持されている。また、工具マガジン本体３１の下方には回転自在のアーム軸３３が突設されて、該アーム軸３３の下端にはＡＴＣアーム３４が嵌挿固定されている。ＡＴＣアーム３４は、回転方向Ａに上記工具ホルダ２２の径と略同様の大きさの一対の凹陥３４ａ，３４ａを有し、該凹陥３４ａ，３４ａを介して工具Ｔ′，Ｔを保持することができる。このような構成によって、ＡＴＣ３０は、工具交換信号を受信すると、工具マガジン３２を回転させ、信号により指定された工具Ｔ′を所定の位置に移動させると共に、クロスレール１２を所定の高さ（矢印Ｗ方向）、及び主軸本体１３を所定の位置（矢印Ｙ方向）にそれぞれ移動させる。そして、ＡＴＣアーム３４が該工具Ｔ′及び主軸２０に装着された工具Ｔを保持し、アーム軸３３が下方に移動して両工具Ｔ′，Ｔを引き抜く。次に、ＡＴＣアーム３４が１８０度回転して、アーム軸３３を上方に移動させ、工具マガジン３２から引き抜いた工具Ｔ′を主軸２０に、主軸２０から引き抜いた工具Ｔ′を工具マガジン３２にそれぞれ装着する。このようにＡＴＣ３０によって自動的に工具交換が可能となる。
【００３０】
一方、上記マシニングセンタ１において、ワークＷと工具Ｔの相対位置を制御するためには、まず既存のＣＡＤによってワークＷの形状データを生成し、次にＣＡＭによって、上記形状データにおける各領域で使用される工具Ｔ（工具番号データ）、及び各工具Ｔに対応した図１に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向のパラメータ、各工具Ｔに対しての加工順序、主軸２０の目標回転数などのデータを含むＮＣデータを作成する。
【００３１】
そして、ここで作成されたＮＣデータ及び工具番号データは、マシニングセンタ１側の制御装置４０（図２参照）に転送される。ここで、この制御装置４０による信号の流れを説明すると、図４に示すように、まず、上記データは制御装置４０の入力部４１に入力され、次にプログラム解析部４２においてプログラムの解析を行う。このとき、プログラム解析部４２は、ＮＣデータを工具Ｔごとに加工順に各種データを含むテープを作成してプログラム記憶部４３に記憶させる。そして、該プログラム記憶部４３に記憶したデータを加工順にプログラム演算部４４に入力する。
【００３２】
プログラム演算部４４は、装着アタッチメントＮｏ検出器４５、主軸回転数制御部４６、主軸位置制御部４７、工具先端タッチセンサー４８、Ｗ軸クランプ制御部４９、及びＷ軸位置制御部５０と信号の授受を行っている。装着アタッチメントＮｏ検出器４５では、主軸２０に装着されたアタッチメント２１を認識すると共に、認識したアタッチメント番号をプログラム演算部４４に入力して予め登録されたデータベースからアタッチメント２１の高さデータを読み出す。主軸回転数制御部４６では、スピンドルモータＭｓを制御して主軸２０の回転数を制御すると共に回転数検出器５１により回転数を検出してフィードバック制御を行うように構成されている。
【００３３】
一方、主軸位置制御部４７は、プログラム演算部４４と信号の授受を行っており、Ｘ軸位置制御部５２は、主軸位置制御部４７からテーブル１０の位置制御を行うためのＸ軸データを入力し、Ｘ軸加減速制御部５３によってテーブル１０移動の加減速が決定される。そして、この加減速を実現するようにＸ軸サーボモータＭｘを制御する一方、Ｘ軸位置検出部５４によって検出したＸ軸位置データを用いてフィードバック制御を行っている。また、Ｙ軸位置制御部５５は、同じくＹ軸データを入力し、Ｙ軸加減速制御部５６によって主軸本体１３のクロスレール１２に対する移動の加減速が決定される。そして、同様にＹ軸サーボモータＭｙを制御する一方、Ｙ軸位置検出部５７によって検出したＹ軸位置データを用いてフィードバック制御を行っている。そして、Ｚ軸位置制御部５８は、同じくＺ軸データを入力し、Ｚ軸加減速制御部５９によって主軸２０の主軸本体１３に対する移動の加減速が決定される。そして、同様にＺ軸サーボモータＭｚを制御する一方、Ｚ軸位置検出部６０によって検出したＺ軸位置データを用いてフィードバック制御を行っている。
【００３４】
また、プログラム演算部４４は、加工座標系（零点）を合せる際に使用される工具先端タッチセンサー４８と信号の授受を行っている一方、コラム１１に対してクロスレール１２の位置を固定するためのクランプ機構１１ｄを制御するＷ軸クランプ制御部４９と信号の授受を行っている。また、Ｗ軸位置制御部５０は、コラム１１に対するクロスレール１２の位置制御を行うためのＷ軸データを入力し、Ｗ軸加減速制御部６１によってクロスレール１２上下方向の移動の加減速が決定される。そして、この加減速を実現するようにＷ軸サーボモータＭｗを制御する一方、Ｗ軸位置検出部６２によって検出したＷ軸位置データを用いてフィードバック制御を行っている。
【００３５】
ここで、具体的なＮＣデータの作成方法について説明する。
【００３６】
図５に示すように、主軸２０が上限位置にあるときのパレット１０ａ頂面から工具Ｔ先端までの距離をＮＣｍａｘ、工具長（工具ホルダ２２を含む）をＬ、アタッチメント２１高さをＡｔ、パレット１０ａ頂面からアタッチメント２１下面までの距離をＷ１、パレット１０ａ頂面からアタッチメント２１頂面までの距離をＷ２、パレット１０ａ頂面からクロスレール１２下面までの距離をＷとして符号を付す。
【００３７】
図６に示すのは、ＮＣデータ作成回路であって各種信号の流れを示す。これによると、まず、ＣＡＭ７０から該ＣＡＭ７０でワークＷの形状に応じて作成されたＮＣデータ及び工具番号データが出力される。ＮＣデータは、ＮＣｍａｘ取得部７１でＮＣｍａｘデータを抽出されて、該データをＷ１算出部７２に入力すると共に、該ＮＣデータは制御マクロ挿入部７３にも直接入力される。一方、加工時工具番号データは工具長検索部７４において使用する工具Ｔの工具長Ｌを工具ＤＢ７５から読み出すと共に、読み出した工具長ＬデータをＷ１値算出部７２に入力する。また、加工時工具番号データはそのまま出力されてマシニングセンタ１の制御装置４０にも直接入力される。そして、Ｗ１値算出部７２において、入力したＮＣｍａｘ及び工具長Ｌを用いて（Ｗ１＝ＮＣｍａｘ＋Ｌを計算することにより）Ｗ１の値を算出して、このＷ１を制御マクロ挿入部７３に入力する。制御マクロ挿入部７３においては、ＣＡＭ７０で作成したＮＣデータはＷ１が組み込まれたデータに書き換えられ、制御マクロ挿入済みＮＣデータとして出力されてマシニングセンタ１の制御装置４０に入力される。
【００３８】
このプロセスを図７に示すフローチャートを用いて説明すると、ステップＳ１において、ＣＡＭ７０にて加工用ＮＣデータを作成すると共に、加工用工具Ｔ（番号）を決定する。そして、ステップＳ２で工具番号をキーとして工具ＤＢ７５から工具長Ｌを取得する。次に、ステップＳ３において、ＮＣデータからＮＣｍａｘを取得し、ステップＳ４において、Ｗ１＝ＮＣｍａｘ＋Ｌを計算することによってＷ１を算出し、ステップＳ５において、追加マクロ行（例えば、マクロ行＝“Ｇ９５Ｐ９５００Ｗ”＋Ｗ１）を生成する。そして、ステップＳ６において、上記ステップＳ５において生成した追加マクロ行をＮＣデータ内の所定位置に挿入する。
【００３９】
このように作成された制御マクロ挿入済みＮＣデータにおいて、クロスレール１２をＷ方向に移動させるデータを示す例として図８に示すようなテープ群として登録されたものがあり、これによると各テープすなわち各データＮｏに対して、ＮＣｍａｘ、工具長Ｌ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ、クロスレール移動の有無のデータがそれぞれ登録されて加工順に並べられている。このとき、Ｗの値は、Ｗ２の値を図９に示す設定値に当てはめることによって決定される。つまり、Ｗ２が図９に示すどの範囲内にあるかを検索して、その範囲における最大値にＷが設定される。ここで、連続したテープにおいて同じ範囲内にＷ２が存在する場合、クロスレール１２の移動は行われないことになる。
【００４０】
次に、図１０〜図１２に示すフローチャートを用いて、上記方法で作成されたＮＣデータがマシニングセンタ１側に送られて、クロスレール１２の移動及び加工座標系合せを経て加工開始までに行われる制御について説明する。図１０に示すように、まず、ステップＳ１１において、与えられたテープＮｏのＮＣデータを読み込む。そして、ステップＳ１２において、クロスレール移動マクロを呼び出す。このとき、パラメータＷ１は、ＮＣｍａｘ＋Ｌを計算することによって算出されている。次に、ステップＳ１３において、上記ステップＳ１２で呼び出したＷ１を用いたクロスレール移動用マクロを実行する。そして、ステップＳ１４において、ＡＴＣ３０による自動工具交換を行い、次にステップＳ１５において、加工座標（Ｚ軸）合せ用マクロを実行する。そして、ステップＳ１６において加工を開始する。
【００４１】
図１１に示すフローチャートは、上記ステップＳ１３のクロスレール移動用マクロを示し、これによると、ステップＳ２１において、現在主軸２０に装着されているアタッチメント２１の番号を装着アタッチメントＮｏ検出器４５より取得する。そして、ステップＳ２２において、上記ステップＳ２１で取得した番号のアタッチメント２１の高さをプログラム演算部４４から読み出す。このとき、プログラム演算部４４内にはアタッチメント番号毎に対応するアタッチメント２１の高さが事前に登録されており、番号を指定することによって自動的に読み出すことができる。また、アタッチメントＡｔは、マシニングセンタ１側において初めて取得できるパラメータであり、Ａｔ値は以下に示すＷ値算出の際に用いられることになる。そして、ステップＳ２３において、Ｗ１＋Ａｔを計算することによってパラメータＷ２を算出する。そして、ステップＳ２４において、図９に示すＷ２換算表によりクロスレール１２移動後のクロスレール１２の高さＷを決定する。次に、ステップＳ２５において、移動前のクロスレール１２の位置データを取得する。そして、ステップＳ２６において、現在のクロスレール１２の位置とＷとを比較して、これらが等くなければステップＳ２７に進む。ステップＳ２７においては、主軸２０の回転停止及びクーラントの停止の確認を行う。そして、ステップＳ２８において主軸本体１３のＹ方向の位置を定位置に移動させる。この定位置は、中央より、端寄り等加工機によって異なり、主軸本体１３が定位置にあるとき以外はクロスレール１２のＷ軸方向の移動はできないようになっている。次に、ステップＳ２９において、クランプ機構１１ｄを解除してクロスレール１２を移動可能とすると共に、ステップＳ３０において、クロスレール１２を上記ステップＳ２４で決定したＷ値になるまで移動させ、ステップＳ３１において、クランプ機構１１ｄを制御してクロスレール１２をコラム１１に対して固定してクロスレール移動用マクロが終了する。なお、上記ステップＳ２６において、現在のクロスレール１２の位置とＷとを比較して、これらが等しければ直ちにクロスレール移動用マクロが終了する。
【００４２】
一方、図１２に示すフローチャートは、上記ステップＳ１５の加工座標（Ｚ軸）合せ用マクロを示し、これによると、ステップＳ４１において、事前に設定したタッチセンサ４８の固定位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）においてＸ０，Ｙ０に一致するまでテーブル１０及び主軸本体１３を移動させる。そして、ステップＳ４２において主軸２０を−Ｚ方向に降下させて、ステップＳ４３においてタッチセンサ４８に工具Ｔの先端を接触させ、ステップＳ４４において接触したときのＺ値を取得する。次に、ステップＳ４５において、事前に設定しておいたＺ座標値と接触時のＺ値との差分を算出し、ステップＳ４６において上記差分だけＺ軸を移動して加工物座標系と一致させて加工座標（Ｚ軸）合せ用のマクロが終了する。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係るマシニングセンタ１によれば、Ｗ１値をＮＣデータに書き加えて加工を行うことによって、主軸２０の移動可能範囲を超えるＮＣデータであっても、つまり主軸２０の移動のみでは工具ＴがワークＷに届かない場合でも、自動的にクロスレール１２のＷ軸方向の位置を適正に制御することができるので、加工精度を確保しつつ加工工程の無人化を図ることができる。また、工具Ｔの交換に伴う工具長Ｌの変化にも同様に対応することができる。
【００４４】
このようなマシニングセンタ１において工具Ｔの位置を制御するＮＣデータを作成する際に、少なくともＮＣｍａｘと工具長Ｌとに基づいて、クロスレール１２の位置を制御するデータを作成することができる。このように、クロスレール１２を移動制御するデータは、少なくとも２つのパラメータによって簡単に作成することができる。また、この作成方法で得られたデータは、マシニングセンタ等の切削加工機に特に好適である。
【００４５】
一方、図９に示したように、予めＷ２値の範囲を設定して該範囲内においては、範囲の最大値をＷ値としたことによって、不要なクロスレール１２の移動を回避することができる。つまり、スピンドルモータＭｓなども支持するクロスレール１２は大型で重量も大きく、移動させる際には大きな動力と時間が必要となるが、このように予め範囲を設けることによって、クロスレール１２の位置が主軸２０の移動幅に影響のないときには該クロスレール１２が移動しないようにして加工の迅速化を図ることができる。なお、設定されるＷ値が範囲の最大となるようにすることによって、その範囲内においてはクロスレール１２を下げる制御のみでよくなるので、制御の簡素化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、加工精度を確保しつつ主軸コラムの位置を自動かつ最適に設定することができる機械加工用ＮＣデータの作成方法及びその装置、並びに該データを用いた機械加工方法を提供する。本発明は、複数の工具を交換して加工を行うマシニングセンタなどの制御に用いられるＮＣデータ、特に加工の自動化及び省人化を図ることができるＮＣデータの作成方法及びその装置、並びに該データを用いた機械加工方法に関する技術分野に広く好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係るマシニングセンタの斜視図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】ＡＴＣの構造の例を示す説明図である。
【図４】制御装置のブロック構成図である。
【図５】各寸法の説明図である。
【図６】ＮＣデータ作成回路図である。
【図７】ＮＣデータ作成フローチャートである。
【図８】ＮＣデータの一例を示すマップである。
【図９】Ｗ２に対するＷの設定値を示すマップである。
【図１０】テープの呼込みからクロスレール移動、加工座標系合せを経て加工開始までのフローチャートである。
【図１１】クロスレール移動用マクロを示すフローチャートである。
【図１２】加工座標（Ｚ値）合せ用マクロを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１    マシニングセンタ（機械加工機）
１３  主軸本体（主軸コラム）
２０  主軸
４０  制御装置（ＮＣデータ取得手段、主軸コラム位置制御用データ作成手段、ＮＣデータ補正手段）
Ｔ    工具
Ｗ    ワーク
【図１】
2005186185.tif 000003
【図２】
2005186185.tif 000004
【図３】
2005186185.tif 000005
【図４】
2005186185.tif 000006
【図５】
2005186185.tif 000007
【図６】
2005186185.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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