(57)【要約】少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する自動旋盤の制御方法は、以下のステップを有する。まず、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で用意する。また、それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源を用意する。次に、複数の移動位置データの各々に関して、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、複数のパルス列発生源から選択して指定する。そして、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、指定したパルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理して、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する。
2002091090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する自動旋盤の制御方法であって、
前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で用意し、
それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源を用意し、
前記複数の移動位置データの各々に関し、前記カム基準データの一成分である前記カム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、前記複数のパルス列発生源から選択して指定し、
前記カム基準データの形態で用意した前記複数の移動位置データの各々を、指定した前記パルス列発生源が発生する前記パルス列を用いて処理して、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の、前記一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する、
制御方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台が、複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、前記パルス列発生源を指定する段階は、該複数の制御軸の各々に対し、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定することを含む請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、前記移動位置データを処理する段階は、前記カム基準データの形態で用意した該複数の移動位置データの各々を、指定した該時系列的配置に従って処理することを含む請求項１に記載の制御方法。
【請求項４】
前記カム基準データの形態で用意した前記複数の移動位置データの各々を変位線図に表示する段階をさらに具備する請求項１に記載の制御方法。
【請求項５】
前記パルス列発生源を指定する段階は、前記変位線図に関連して、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定することを含む請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
前記変位線図上で前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、前記移動位置データを処理する段階は、前記カム基準データの形態で用意した該複数の移動位置データの各々を、該変位線図上で指定した該時系列的配置に従って処理することを含む請求項４に記載の制御方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台が、複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、前記時系列的配置を指定する段階は、前記変位線図上で、該複数の制御軸をそれぞれに動作制御する前記複数の移動位置データ同士の同期を指定することを含む請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
前記複数のパルス列発生源が、前記少なくとも１つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源を含む請求項１に記載の制御方法。
【請求項９】
前記複数のパルス列発生源が、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス列発生源を含む請求項１に記載の制御方法。
【請求項１０】
旋盤機台と、
前記旋盤機台上に設置される少なくとも１つの主軸と、
前記旋盤機台上に設置される少なくとも１つの刃物台と、
前記旋盤機台上での前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の動作を制御する制御装置と、
それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源とを具備し、
前記制御装置は、
前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で入力できるとともに、該複数の移動位置データの各々に関し、該カム基準データの一成分である該カム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、前記複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、
前記入力部で前記カム基準データの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を、該入力部で指定された前記パルス列発生源が発生する前記パルス列を用いて処理し、それにより、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の、前記一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部とを備える、
自動旋盤。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台は、前記旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、前記制御装置の前記入力部は、該複数の制御軸の各々に対し、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定できる請求項１０に記載の自動旋盤。
【請求項１２】
前記制御装置の前記入力部は、前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、該制御装置の前記処理部は、該入力部で前記カム基準データの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該入力部で指定された該時系列的配置に従って処理する請求項１０に記載の自動旋盤。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記入力部で前記カム基準データの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに備える請求項１０に記載の自動旋盤。
【請求項１４】
前記制御装置の前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図に関連して、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定できる請求項１３に記載の自動旋盤。
【請求項１５】
前記制御装置の前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図上で、前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、該制御装置の前記処理部は、該入力部で前記カム基準データの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該変位線図上で指定された該時系列的配置に従って処理する請求項１３に記載の自動旋盤。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台は、前記旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、前記制御装置の前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図上で、該複数の制御軸をそれぞれに動作制御する前記複数の移動位置データ同士の同期を指定できる請求項１５に記載の自動旋盤。
【請求項１７】
前記複数のパルス列発生源が、前記少なくとも１つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源を含む請求項１０に記載の自動旋盤。
【請求項１８】
前記複数のパルス列発生源が、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス発生源を含む請求項１０に記載の自動旋盤。
【請求項１９】
少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を備える自動旋盤で使用する制御装置であって、
前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で入力できるとともに、該複数の移動位置データの各々に関し、該カム基準データの一成分である該カム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、予め用意した複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、
前記入力部で前記カム基準データの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を、該入力部で指定された前記パルス列発生源が発生する前記パルス列を用いて処理し、それにより、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の、前記一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部と、
を具備する制御装置。
【請求項２０】
前記入力部は、前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、前記処理部は、該入力部で前記カム基準データの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該入力部で指定された該時系列的配置に従って処理する請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２１】
前記入力部で前記カム基準データの形態で入力された前記複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに具備する請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２２】
前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図に関連して、前記複数の移動位置データの各々に関する前記パルス列発生源を指定できる請求項２１に記載の制御装置。
【請求項２３】
前記入力部は、前記表示部に表示される前記変位線図上で、前記一連の加工プログラムにおける前記複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、前記処理部は、該入力部で前記カム基準データの形態で入力された該複数の移動位置データの各々を、該変位線図上で指定された該時系列的配置に従って処理する請求項２１に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、自動旋盤及びその制御方法に関する。
背景技術
自動旋削加工を実施可能な旋削機械（本明細書で自動旋盤と総称する）は、主軸に把持した棒状又は盤状の被加工素材に対し、刃物台に取り付けた種々の工具を相対的に送り動作させて、様々な種類の旋削加工を順次かつ必要に応じて同時に自動的に実施できる。近年、被加工素材すなわち主軸と工具すなわち刃物台との相対的送り動作を、カム回転角度の関数として工具位置を連続的に指示するカム基準データを用いた加工指令によって制御する形式（いわゆる電子カム式）の自動旋盤が提案されている。
電子カム式の自動旋盤では、伝統的なカム式自動盤における機械的なカムの動作の代わりに、予め定めたカム曲線に従う電気的な動作指令を用いることにより、主軸と刃物台との相対的送り動作が自動制御される。したがって電子カム式自動旋盤は、従来のカム式自動盤と同様に、複数の刃物台に取り付けた工具がそれぞれに固有のカム曲線に従って動作することにより、比較的単純な加工シーケンスを短時間で実行できる利点を有する。特に、電子カム方式によれば、製品形状に対応した多種類の機械式カムを用意する必要がなく、段取りに要する時間や労力を著しく削減できるので、従来のカム式自動盤に比べて多種類の製品を極めて高い生産性で製造することができる。
また、電子カム式の自動旋盤では、主軸と刃物台とを相対動作させる制御軸を複数有する機械構成の場合にも、それぞれの制御軸毎のカム線図を共通の基準（すなわちカム回転角度）上で作成できるので、それら制御軸同士の同期指令をプログラムすることが容易になる利点もある。さらに、複数の制御軸の動作を個別に自由に制御できるので、例えば複数の工具を用いて異なる加工工程を連続的に実施する場合に、それら工具を時間的にオーバラップさせて動作させることが容易になり、それにより、被加工素材の全加工工程（すなわち１加工サイクル）に要する時間を著しく短縮することができる。これに対し、従来の一般的なＮＣ旋盤では、１つの工具による加工工程が終了した後に、その工具が待機位置に到達するまでは、他の工具による加工工程を実施することが機械構成上及び制御上困難であるから、１加工サイクルに要する時間が工具のアイドル時間を必然的に含むことになる。
上記した電子カム式の自動旋盤では、カム線図の作成基準となるカム回転角度を、主軸の回転数によって規定することができる。つまり、主軸の予め定めた回転数をカムの１回転（３６０度）に相当するものと定義して、工具位置を主軸回転数に対応して連続的に指示することにより、各制御軸の動作を制御するのである。このような構成によれば、自動旋盤の機械的動作要素である主軸の回転数（通常は主軸駆動源の回転数）を共通の基準として、複数の制御軸の動作を個別に制御することができる。
しかしこの構成では、主軸が回転していない間は、制御軸の動作を制御することができない。したがって、主軸回転数基準の電子カム式制御を行う自動旋盤では、例えば従来の多機能型の数値制御（ＮＣ）旋盤で実施可能な主軸停止中の二次的工程（例えば回転工具による切削加工工程）を実施することは困難になる。
また、主軸の回転数は一般に、旋削加工中の切削抵抗等によって主軸に及ぼされる加工負荷により変動し得る。特に、主軸駆動源からの駆動力をベルト／プーリ等の伝達機構を介して主軸に伝達する構成においては、加工負荷に起因して駆動力伝達機構で滑りが生じたときに、主軸駆動源の回転数と実際の主軸の回転数とが異なるものとなってしまう。このような場合に、主軸駆動源の回転数を基準とする電子カム式制御では、被加工素材の実際の加工進捗状況に関わらずに主軸駆動源の回転数に従って主軸と刃物台とを相対的送り動作させてしまうので、加工精度が低下することが懸念される。
発明の開示
本発明の目的は、主軸と刃物台との相対的送り動作を電子カム方式で制御でき、しかも主軸停止中の二次的工程を実施可能な多機能性を発揮できる自動旋盤及びその制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、主軸と刃物台との相対的送り動作を電子カム方式で制御でき、しかも主軸回転数の変動の影響を受けずに高精度の加工を実施できる自動旋盤及びその制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明はその１つの態様において、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する自動旋盤の制御方法であって、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で用意し、それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源を用意し、複数の移動位置データの各々に関して、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、複数のパルス列発生源から選択して指定し、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、指定したパルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理して、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する、制御方法を提供する。
好適な実施形態では、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台が、複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、パルス列発生源を指定する段階は、複数の制御軸の各々に対し、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定することを含む制御方法が提供される。
好適な実施形態では、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、移動位置データを処理する段階は、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、指定した時系列的配置に従って処理することを含む制御方法が提供される。
また、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を変位線図に表示する段階をさらに具備することが有利である。
この構成では、パルス列発生源を指定する段階は、変位線図に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定することを含むことができる。
また、変位線図上で一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定する段階をさらに具備し、移動位置データを処理する段階は、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、変位線図上で指定した時系列的配置に従って処理することを含む制御方法を提供できる。
この場合、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台が、複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、時系列的配置を指定する段階は、変位線図上で、複数の制御軸をそれぞれに動作制御する複数の移動位置データ同士の同期を指定することを含む構成とすることができる。
複数のパルス列発生源は、少なくとも１つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源を含むことができる。
また、複数のパルス列発生源は、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス列発生源を含むことができる。
本発明は、他の態様において、旋盤機台と、旋盤機台上に設置される少なくとも１つの主軸と、旋盤機台上に設置される少なくとも１つの刃物台と、旋盤機台上での少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台の動作を制御する制御装置と、それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源とを具備し、制御装置は、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で入力できるとともに、複数の移動位置データの各々に関し、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部で指定されたパルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理し、それにより、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部とを備える、自動旋盤を提供する。
好適な実施形態では、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台は、旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、制御装置の入力部は、複数の制御軸の各々に対し、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できる自動旋盤が提供される。
好適な実施形態では、制御装置の入力部は、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、制御装置の処理部は、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部で指定された時系列的配置に従って処理する自動旋盤が提供される。
また、制御装置は、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに備えることが有利である。
この構成では、制御装置の入力部は、表示部に表示される変位線図に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できることが好ましい。
また、制御装置の入力部は、表示部に表示される変位線図上で、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、制御装置の処理部は、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図上で指定された時系列的配置に従って処理する構成とすることができる。
この場合、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台は、旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作でき、制御装置の入力部は、表示部に表示される変位線図上で、複数の制御軸をそれぞれに動作制御する複数の移動位置データ同士の同期を指定できることが好ましい。
複数のパルス列発生源は、少なくとも１つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源を含むことができる。
また、複数のパルス列発生源は、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス発生源を含むことができる。
本発明は、さらに他の態様において、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を備える自動旋盤で使用する制御装置であって、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で入力できるとともに、複数の移動位置データの各々に関し、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、予め用意した複数のパルス列発生源から選択して指定できる入力部と、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部で指定されたパルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理し、それにより、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成する処理部と、を具備する制御装置を提供する。
好適な実施形態では、入力部は、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、処理部は、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部で指定された時系列的配置に従って処理する制御装置が提供される。
また、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図の形態で表示する表示部をさらに具備することが有利である。
この場合、入力部は、表示部に表示される変位線図に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できることが好ましい。
また、入力部は、表示部に表示される変位線図上で、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定でき、処理部は、入力部でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、変位線図上で指定された時系列的配置に従って処理する構成とすることができる。
発明を実施するための最良の形態
図面を参照すると、図１は、本発明の実施形態による自動旋盤制御方法の処理手順を示すフローチャート、図２Ａ〜図３Ｂは、この制御方法で用いられる複数の移動位置データの一例を示す変位線図である。
本発明に係る自動旋盤制御方法は、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する自動旋盤において、被加工素材から１つの製品を切削加工するための一連の加工プログラムで実行される主軸及び刃物台の相対的送り動作を制御するものである。図１に示すように、まず、少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データ（すなわち移動軌跡データ）の各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で用意する（ステップＳ１）。また、それぞれに任意のパルス列を発生する複数のパルス列発生源を用意する（ステップＳ２）。
次に、ステップＳ１で用意した複数の移動位置データの各々に関し、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、ステップＳ２で用意した複数のパルス列発生源から選択して指定する（ステップＳ３）。そして、ステップＳ１で用意した複数の移動位置データの各々を、ステップＳ３で指定したパルス列発生源が発生するパルス列を用いて処理して（ステップＳ４）、少なくとも１つの主軸と少なくとも１つの刃物台との、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する（ステップＳ５）。
ここで、自動旋盤の少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台が、旋盤機台上で複数の制御軸に沿って相対的送り動作できる構成を有する場合、パルス列発生源を指定する段階（ステップＳ３）は、複数の制御軸の各々に対し、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定することを含む。
上記したステップＳ１で用意されるカム基準データは、自動旋盤の任意の機械的動作要素から得られた所定の動作量や、自動旋盤の外部の信号発生要素から得られた所定の信号量を、カム１回転に相当するものと定義して、主軸又は刃物台の移動位置を動作量や信号量に対応して連続的に指示するものである。したがって、ステップＳ２で用意される複数のパルス列発生源は、このような自動旋盤の任意の機械的動作要素から得られる動作量や、自動旋盤の外部の信号発生要素から得られる信号量を、それぞれに任意のパルス列の形態に変換して出力できるものであればよい。このように、カム基準データの一成分であるカム回転量をパルス列で規定するようにすれば、ステップＳ４におけるデータ処理が容易になることは理解されよう。
ステップＳ３では、一連の加工プログラムによる種々の工程をいわゆる電子カム式の制御下で確実に実施できるように、それぞれの工程に対応する複数の移動位置データの各々に関し、カム基準データを処理するためのパルス列を発生するパルス列発生源を、上記した複数のパルス列発生源から適宜選択して指定する。そこで、ステップＳ４及びＳ５では、それら種々の工程における主軸と刃物台との相対的送り動作が、それぞれに指定したパルス列発生源を有効に使用することにより、電子カム方式で確実に制御される。
このような構成によれば、一連の加工プログラムによる種々の工程の全てで電子カム式の制御が行われるので、自動旋盤における複数の制御軸の動作を個別に自由に制御でき、したがって、工具のアイドル時間を容易に排除して、一般的なＮＣ旋盤に比べて１加工サイクルに要する時間を効果的に短縮できる。また、各工程で、複数の制御軸毎の変位線図（カム線図）を共通の基準（すなわちカム回転量）上で作成できるので、それら制御軸同士の同期指令をプログラムすることが容易になる。
特に本発明によれば、一連の加工プログラムによる種々の工程を、それぞれの工程に対応する複数の移動位置データの各々に関して指定したパルス列発生源を有効に使用することにより、電子カム式制御下で確実に実施できる。したがって、例えば主軸を停止させて実施する二次的工程（例えば回転工具による切削加工工程）についても、主軸以外の他の機械的動作要素から得られる動作量や、自動旋盤外部の信号発生要素から得られる信号量を任意のパルス列の形態に変換して出力する所望のパルス列発生源を指定することにより、カム基準データに基づき確実に実施することができる、という格別の効果が奏される。
本発明に係る上記した制御フローでは、パルス列発生源を指定するステップＳ３に関連して、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定するステップを追加して設定することができる。このステップによれば、それぞれに所望のパルス列発生源を指定した複数の移動位置データに対応する種々の工程を、加工プログラムを効率良く実施するための最適な順序で並べることができる。そこで、ステップＳ４及びＳ５で、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、指定した時系列的配置に従って処理することにより、最適な順序で並べられた種々の工程のそれぞれにおいて、その順序に従って、主軸と刃物台との相対的送り動作が制御される。
さらに、本発明に係る上記した制御フローでは、移動位置データを用意するステップＳ１に関連して、カム基準データの形態で用意した複数の移動位置データの各々を、移動位置の軌跡（例えば工具経路）を表す変位線図（カム線図）に表示するステップを追加して設定することができる。この場合、パルス列発生源を指定するステップＳ３では、表示した変位線図に関連して、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できるようにすることが有利である。また、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定する前述したステップは、表示した変位線図上で時系列的配置を指定できるようにすることが有利である。
図２Ａ及び図２Ｂは、カム基準データの形態で用意した２つの異なる移動位置データの例をそれぞれに表示する変位線図（カム線図）である。ここで、図２Ａに示す第１のカム基準データを処理するためのパルス列を発生する第１のパルス列発生源が、図２Ａの変位線図に関連して指定されている。同様に、図２Ｂに示す第２のカム基準データを処理するためのパルス列を発生する第２のパルス列発生源が、図２Ｂの変位線図に関連して指定されている。この例では、一連の加工プログラムの大部分（Ｑ０〜ＱＥ）が、第１のカム基準データに基づいて実行され、特定のプログラムのみ（Ｑ１〜Ｑ２）が、第２のカム基準データに基づいて実行される。
そこで、これら２つの移動位置データの時系列的配置を、いずれか一方の変位線図上で指定することができる。図示の例では、図２Ａの変位線図上で、図２Ｂの変位線図に表示する第２のカム基準データを割り込ませる場所を指定する。図３Ａは、そのようにしてパルス列発生源の異なるカム基準データの割込みを指定した後の、一連の加工プログラムにおける移動位置データの合成変位線図の一例を示す。
したがってこの加工シーケンス例では、カム回転量がＱ０からＱ１に至るまでは、第１のパルス列発生源を使用して処理される第１のカム基準データに従って、主軸と刃物台との相対的送り動作が制御され、カム回転量がＱ１からＱ２に至るまでは、第２のパルス列発生源を使用して処理される第２のカム基準データに従って、主軸と刃物台との相対的送り動作が制御され、その後、カム回転量がＱ２からＱＥに至るまでは、再び第１のカム基準データに従って、主軸と刃物台との相対的送り動作が制御される。このようにして、１加工サイクルが完了する。
なお、上記加工シーケンス例で、第１のカム基準データに基づいて動作制御される制御軸と、第２のカム基準データに基づいて動作制御される制御軸とが、互いに異なるものである場合は、図３Ａに示すように、第２のカム基準データを表示する変位線図は、第１のカム基準データの変位線図上での割込み場所における移動位置Ｐ１とは無関係に配置できる。これに対し、第１のカム基準データへの第２のカム基準データの割込みが同一の制御軸に関して行われる場合は、図３Ｂに示すように、第２のカム基準データを表示する変位線図は、第１のカム基準データの変位線図上での割込み場所における移動位置Ｐ１に連続するように配置される。
上記した加工シーケンス例では、第１のパルス列発生源は例えば、自動旋盤の少なくとも１つの主軸の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源によって構成できる。また、第２のパルス列発生源は例えば、自動旋盤の少なくとも１つの刃物台に設置した回転工具の回転に対応したパルス列を発生する工具パルス発生源によって構成できる。
主軸パルス発生源としては、例えば図４に示すように、主軸モータＭ１に設けられるエンコーダＥを用いることができる。この場合、自動旋盤に設置される制御装置Ｃが、エンコーダＥから出力されるパルス列を、フィードバックデータとして主軸回転制御に使用する一方で、上記した電子カム制御におけるカム基準データの処理にも使用するように構成すればよい。この構成では、制御装置Ｃは、カム基準データで指示される移動位置を、エンコーダＥから取得したパルス列を用いて演算処理し、それに基づき移動指令を発して制御軸モータＭ２の動作を制御する。同様に工具パルス発生源として、図示しないが、工具回転用の駆動モータに設けられるエンコーダを用いることができる。
ところで、主軸モータＭ１からの駆動力をベルト／プーリ等の伝達機構を介して主軸に伝達する構成では、例えば旋削加工中の加工負荷に起因して伝達機構で滑りが生じた場合に、エンコーダＥによって検出される主軸モータＭ１の回転数と被加工素材を把持する主軸の実際の回転数とが異なるものとなってしまう。このような場合、主軸モータＭ１の回転数を基準とする電子カム式制御では、被加工素材の実際の加工進捗状況に関わらずに主軸モータＭ１の回転数に従って主軸と刃物台とを相対的送り動作させてしまうので、加工精度が低下することが懸念される。
このような懸念を排除するためには、図５に示すように、電子カム制御用にパルス列を取得しようとする主軸Ｓの実際の回転数を検出する回転検出器Ｄを、主軸パルス発生源として使用することが有利である。この構成では、制御装置Ｃは、カム基準データで指示される移動位置を、回転検出器Ｄから取得したパルス列を用いて演算処理し、それに基づき移動指令を発して制御軸モータＭ２の動作を制御する。したがって、例えば旋削加工中の加工負荷により、ベルト／プーリ等の伝達機構Ｔで滑りが生じた場合であっても、回転検出器Ｄから取得するパルス列は被加工素材Ｗの実際の回転数に対応するものとなる。その結果、主軸回転数基準の電子カム式制御を実施したときに、主軸と刃物台との相対的送り動作は被加工素材Ｗの実際の加工進捗状況に正確に合致したものとなり、高い加工精度を維持することができる。
また、上記したような電子カム制御で必要とされる複数のパルス列発生源の少なくとも１つを、自動旋盤自体の制御装置や自動旋盤外部のパーソナルコンピュータ等に内蔵されるクロック発振器（図示せず）のような、自動旋盤の動作に無関係なパルス列を発生する外部パルス発生源によって構成することもできる。この場合、自動旋盤の機械的動作要素の動作状況に無関係に生成される一定の外部パルス列（例えばクロックパルス列）を用いて、カム基準データが処理される。
上記した加工シーケンス例に沿って説明したように、一連の加工プログラムにおける複数のカム基準データの時系列的配置や各カム基準データの処理で用いるパルス列発生源の指定を、変位線図上で行う際には、例えば自動旋盤の制御装置に関連して装備された表示画面に所要の変位線図を表示させることが有利である。この場合、図６Ａに示すように、予めパルス列発生源を特定した第１のカム基準データの変位線図を表示する画面上で、割り込ませようとする第２のカム基準データの処理で用いるパルス列発生源（パルス種類）を、画面上の所定空欄に記述して指定するとともに、第２のカム基準データを割り込ませる場所を、矢印等の画面表示により指示することができる。或いは割込み場所を、カム回転角度、パルス数、工程番号（例えば工具番号）等の数値データの入力によって指示することもできる。
その結果得られた合成変位線図は、図６Ｂに示すように、同様にして画面表示することができる。図６Ｂの合成変位線図において、カム回転量が（Ｉ）の領域では、カム基準データの処理に際し、第１のパルス列発生源が発生するパルス列で計数されるパルス数によって、カム回転量が規定される。また、カム回転量が（ＩＩ）の領域では、カム基準データの処理に際し、第２のパルス列発生源が発生するパルス列で計数されるパルス数によって、カム回転量が規定される。
なお、上記した変位線図の作成作業は、自動旋盤に予め設置される制御装置で行うこともできるし、或いは外部のコンピュータで行うこともできる。
次に、本発明に係る自動旋盤制御方法を遂行可能な、本発明の一実施形態による自動旋盤１０（図７参照）及び自動旋盤１０に組み込まれる制御装置１２（図８参照）の構成を説明する。自動旋盤１０は、共通の旋盤機台１４上に２個の主軸１６、１８及び２個の刃物台２０、２２を集約的に搭載し、バイト、ドリル等の旋削工具２４やフライス等の回転工具２６を含む種々の工具により、同一被加工素材に対する異種（例えば外径削りと中ぐり）同時加工や、異なる被加工素材に対する同時加工を実施できるようにした多機能構造を有するものである。
図７に示すように、自動旋盤１０は、旋盤機台１４と、旋盤機台１４上に設置され、回転軸線１６ａを有する第１主軸１６と、旋盤機台１４上に設置され、複数の工具２４、２６を並列に保持できる第１刃物台２０と、旋盤機台１４上に設置され、複数の工具２４、２６を周方向に分配して保持できる第２刃物台２２と、旋盤機台１４上に設置され、第１主軸１６の回転軸線１６ａに平行な回転軸線１８ａを有して第１主軸１６に対向配置可能な第２主軸１８と、旋盤機台１４上での第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２の動作を制御する制御装置１２とを備える。
旋盤機台１４は、第１主軸１６、第２主軸１８、第１刃物台２０及び第２刃物台２２をそれぞれに独立して、予め設定された直交座標系において移動可能に担持する。
第１主軸１６は、旋盤外部から供給された棒状の被加工素材（以下、棒材と称する）Ｗを把持して回転する主要な（又は正面側の）主軸であり、図示しない軸受装置を介して第１主軸台２８に回転自在に内蔵される。第１主軸１６は、中空筒状の構造を有し、その前端領域に、後端側から送給された棒材Ｗを強固に把持可能なチャック（図示せず）が設置される。旋盤機台１４には、第１主軸台２８を、旋盤機台１４上の直交３軸座標系において、第１主軸１６の回転軸線１６ａに平行な第１送り制御軸（Ｚ１軸と称する）に沿って直線移動させる第１主軸駆動機構３０（図８）が設置される。
第１主軸駆動機構３０は、Ｚ１軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）３２と、図示しないＺ１軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。したがって第１主軸１６は、第１主軸駆動機構３０の作動により、それ自体の回転軸線１６ａに平行な第１送り制御軸（Ｚ１軸）に沿って、第１主軸台２８と共に直線往復動作できる。
第１主軸台２８にはさらに、第１主軸１６を回転駆動する回転駆動源３４（図８）として、例えばビルトイン型ＡＣサーボモータが内蔵される。また第１主軸１６は、回転角度制御軸（Ｃ１軸と称する）を有することができ、回転駆動源３４を制御して得られるＣ１軸の位置決め割出動作により、チャックに把持した棒材Ｗの端面や外周面の所望位置に、所望の刃物台２０、２２に装備した回転工具２６を用いて多様な二次的加工を施すことが可能になる。
旋盤機台１４には、第１主軸台２８から軸線方向前方に離隔した所定位置に、第１主軸１６に把持された棒材Ｗを、その先端の被加工部位の近傍で支持する補助支持装置としてのガイドブッシュ３６が設置される。ガイドブッシュ３６は、第１主軸１６に対し同軸状に配置され、旋削加工中に棒材Ｗをその被加工部位に振れが生じないように芯出し支持する。
第１刃物台２０は、旋盤機台１４上で、第１主軸１６の軸線方向前方に位置するガイドブッシュ３６の側方に退避して配置される。旋盤機台１４には、第１刃物台２０を、旋盤機台１４上の直交３軸座標系において、第１主軸１６の回転軸線１６ａ（すなわち第１送り制御軸（Ｚ１軸））に直交する第２送り制御軸（Ｘ１軸と称する）に沿って直線移動させる第１刃物台駆動機構３８（図８）が設置される。図９に示すように、第１刃物台駆動機構３８はさらに、第１刃物台２０を、第１送り制御軸（Ｚ１軸）及び第２送り制御軸（Ｘ１軸）の双方に直交する第３送り制御軸（Ｙ１軸と称する）に沿って直線移動させることができる。
第１刃物台駆動機構３８は、Ｘ１軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）４０と、図示しないＸ１軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）と、Ｙ１軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）４２（図９）と、図示しないＹ１軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。したがって第１刃物台２０は、第１刃物台駆動機構３８の作動により、第２送り制御軸（Ｘ１軸）及び第３送り制御軸（Ｙ１軸）に沿って直線往復動作できる。
第１刃物台２０は、複数の工具２４、２６を並列配置で保持できるいわゆるくし歯刃物台である。したがって、第１刃物台２０は、そのＹ１軸移動によって割出選択された所望の工具２４、２６の刃先を、後述する加工プログラムに従う第１刃物台２０自体のＸ１軸送り動作と前述した第１主軸１６のＺ１軸送り動作との協働により、指定された工具経路に沿って移動させることができる。それにより、第１主軸１６に把持された棒材Ｗを、第１刃物台２０上の所望の工具２４、２６を用いて所望形状に加工できる。
第２刃物台２２は、図示実施形態では、旋盤機台１４上で、第１主軸１６の回転軸線１６ａに関して第１刃物台２０の反対側に配置されている。旋盤機台１４には、第２刃物台２２を、旋盤機台１４上の直交２軸座標系において、第１主軸１６の回転軸線１６ａ（すなわち第１送り制御軸（Ｚ１軸））に直交する第４送り制御軸（Ｘ２軸と称する）と、第１送り制御軸（Ｚ１軸）に平行な第５送り制御軸（Ｚ２軸と称する）とのそれぞれに沿って直線移動させる第２刃物台駆動機構４４（図８）が設置される。
第２刃物台駆動機構４４は、Ｘ２軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）４６と、図示しないＸ２軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）と、Ｚ２軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）４８と、図示しないＺ２軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。したがって第２刃物台２２は、第２刃物台駆動機構４４の作動により、第４送り制御軸（Ｘ２軸）及び第５送り制御軸（Ｚ２軸）に沿って直線往復動作できる。
第２刃物台２２は、複数の工具２４、２６を周方向に分配して保持できるいわゆるタレット刃物台であり、図１０に示すように、割出駆動源５０（例えばＡＣサーボモータ）の駆動により、Ｚ２軸に平行な回転割出制御軸（ＴＩ軸と称する）を中心に割出回転する。したがって、第２刃物台２２は、それ自体のＴＩ軸回転で割出選択した所望の工具２４、２６の刃先を、後述する加工プログラムに従う第２刃物台２２自体のＸ２軸送り動作とＺ２軸送り動作との協働により、指定された工具経路に沿って移動させることができる。それにより、第１又は第２主軸１６、１８に把持された棒材Ｗを、第２刃物台２２上の所望の工具２４、２６を用いて所望形状に加工できる。
第２主軸１８は、旋盤機台１４上で、第１主軸１６の回転軸線１６ａに平行な回転軸線１８ａを有して、第１主軸１６すなわちガイドブッシュ３６の軸線方向前方に同軸状に対向可能に配置される。第２主軸１８は、第１主軸１６から受け渡された一部加工済みの棒材Ｗ′を把持して回転する補助的な（又は背面側の）主軸であり、図示しない軸受装置を介して第２主軸台５２に回転自在に内蔵される。第２主軸１８は、中空筒状の構造を有し、その前端領域に、対向するガイドブッシュ３６から送出された棒材Ｗ′を強固に把持可能なチャック（図示せず）が設置される。
旋盤機台１４には、第２主軸台５２を、旋盤機台１４上の直交２軸座標系において、第１主軸１６の第１送り制御軸（Ｚ１軸）に直交する第６送り制御軸（Ｘ３軸と称する）と、第１送り制御軸（Ｚ１軸）に平行な第７送り制御軸（Ｚ３軸と称する）とのそれぞれに沿って直線移動させる第２主軸駆動機構５４（図８）が設置される。
第２主軸駆動機構５４は、Ｘ３軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）５６と、図示しないＸ３軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）と、Ｚ３軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）５８と、図示しないＺ３軸案内部材（例えばスライドガイド）及び送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。したがって第２主軸１８は、第２主軸駆動機構５４の作動により、第６送り制御軸（Ｘ３軸）と第７送り制御軸（Ｚ３軸）とのそれぞれに沿って、第２主軸台５２と共に直線往復動作できる。
第２主軸台５２にはさらに、第２主軸１８を回転駆動する回転駆動源６０（図８）として、例えばビルトイン型ＡＣサーボモータが内蔵される。また第２主軸１８は、回転角度制御軸（Ｃ２軸と称する）を有することができ、回転駆動源６０を制御して得られるＣ２軸の位置決め割出動作により、チャックに把持した棒材Ｗ′の端面や外周面の所望位置に、第２刃物台２２に装備した回転工具２６を用いて多様な二次的加工を施すことが可能になる。
自動旋盤１０は、制御装置１２の制御下で、上記構成を有する２個の刃物台２０、２２上で選択した所望の工具２４、２６を使用して、正面側及び背面側の両主軸１６、１８に把持した棒材Ｗ、Ｗ′をそれぞれに自動加工できるように構成される。図８は、そのような自動加工を遂行するための制御装置１２の構成を示す。
制御装置１２は、入力部６２、表示部６４、演算制御部６６及びサーボ制御部６８を備える。入力部６２は、図示しないキーボードやポインティングデバイスを有し、表示部６４に表示された様々な画面を参照しながら、オペレータが対話式の指示やデータ入力を行なえるようになっている。自動旋盤１０では、第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２のそれぞれの動作を制御するために必要なデータ（工具の選択、製品の形状寸法、主軸回転数、工具の送り速度等）が、入力部６２から入力される。表示部６４は、図示しないＣＲＴ（ブラウン管）やＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等のディスプレイを有し、オペレータによる対話式入力を可能にすべく、後述するデータ入力画面や作成した加工プログラムを表示する。
演算制御部６６は、記憶部を構成するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７０及びＲＯＭ（リードオンリーメモリ）７２と、処理部を構成するＣＰＵ（中央処理装置）７４とを有する。入力部６２で入力された各種データは、ＣＰＵ７４の指示によりＲＡＭ７０又はＲＯＭ７２に格納される。また、ＲＯＭ７２には、第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２を駆動するための制御プログラムが予め格納されている。ＣＰＵ７４は、ＲＡＭ７０又はＲＯＭ７２に記憶したデータに基づき、後述する手順によって作成した加工プログラム及びＲＯＭ７２に格納された制御プログラムに基づいて、サーボ制御部６８に制御指令を出力する。
サーボ制御部６８は、第１主軸移動制御部７６、第１主軸回転制御部７８、第１刃物台移動制御部８０、第２刃物台移動制御部８２、第２主軸移動制御部８４及び第２主軸回転制御部８６を備える。第１主軸移動制御部７６は、ＣＰＵ７４の指令に基づき、第１主軸駆動機構３０のＺ１軸駆動源３２を作動して、第１主軸台２８と共に第１主軸１６をＺ１軸移動させる。第１主軸回転制御部７８は、ＣＰＵ７４の指令に基づき、回転駆動源３４を作動して、第１主軸１６を第１主軸台２８内でＣ１軸回転させる。なお、旋削加工に際しての第１主軸１６の高速回転は、回転数等のデータに基づき、図示しない別の制御回路を介して制御される。
第１刃物台移動制御部８０は、ＣＰＵ７４の指令に基づき、第１刃物台駆動機構３８のＸ１軸駆動源４０又はＹ１軸駆動源４２を作動して、第１刃物台２０をＸ１軸移動又はＹ１軸移動させる。第２刃物台移動制御部８２は、ＣＰＵ７４の指令に基づき、第２刃物台駆動機構４４のＸ２軸駆動源４６又はＺ２軸駆動源４８を作動して、第２刃物台２２をＸ２軸移動又はＺ２軸移動させる。
第２主軸移動制御部８４は、ＣＰＵ７４の指令に基づき、第２主軸駆動機構５４のＸ３軸駆動源５６又はＺ３軸駆動源５８を作動して、第２主軸１８をＸ３軸移動又はＺ３軸移動させる。第２主軸回転制御部８６は、ＣＰＵ７４の指令に基づき、回転駆動源６０を作動して、第２主軸１８を第２主軸台５２内でＣ２軸回転させる。なお、旋削加工に際しての第２主軸１８の高速回転は、回転数等のデータに基づき、図示しない別の制御回路を介して制御される。
なお、図８のブロック図に示す制御装置１２の構成は、一般的な数値制御（ＮＣ）装置の構成に準ずるものである。しかし、本発明に係る制御装置は、このブロック図に限定されず、他の種々の構成を有することができる。
上記制御系を構成する制御装置１２は、本発明に係る自動旋盤制御方法を遂行して、自動旋盤１０に本来備わっている多機能性を遺憾無く発揮させるとともに、棒材Ｗ、Ｗ′に対する一連の加工プログラムをいわゆる電子カム制御方式で確実に実施できるようにするための、以下の特徴的構成を採用している。
すなわち、入力部６２は、自動旋盤１０の第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２に関して一連の加工プログラムで要求される複数の移動位置データの各々を、カム回転量の関数として移動位置を指示するカム基準データの形態で入力できる。さらに入力部６２は、それら移動位置データの各々に関し、カム基準データの一成分であるカム回転量を規定するパルス列を発生するパルス列発生源を、予め用意した複数のパルス列発生源から選択して指定できる。
特に制御装置１２では、入力部６２は、自動旋盤１０の複数の制御軸（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、Ｘ２、Ｚ２、Ｘ３、Ｚ３）の各々に対し、複数の移動位置データの各々に関するパルス列発生源を指定できるようになっている。入力部６２では、一連の加工プログラムによって実施される複数の工程の各々に対し、各制御軸で要求される移動位置データを処理するためのパルス列を、当該工程中に間断なく確実に取得できることを前提に、パルス列発生源を適宜選択して指定する。
ここで、自動旋盤１０においては、第１及び第２主軸１６、１８の回転駆動源３４、６０や、任意の回転工具２６の回転駆動源８８（図９）を、適宜選択可能な複数のパルス列発生源として機能させることができる。この場合、図４に関連して既述したように、制御装置１２のＣＰＵ７４が、第１及び第２主軸１６、１８の回転駆動源３４、６０であるビルトイン型ＡＣサーボモータに設けたエンコーダ９０（図７）や、回転工具２６の回転駆動源８８であるＡＣサーボモータに設けたエンコーダ９２（図７）から出力されるパルス列を、関連する主軸や工具の回転制御に使用する一方で、上記した電子カム制御におけるカム基準データの処理にも使用するように構成すればよい。この構成では、ＣＰＵ７４は、カム基準データで指示される移動位置を、所望のエンコーダ９０、９２から取得したパルス列を用いて演算処理し、それに基づきサーボ制御部６８に移動指令を発する。それにより、各制御軸駆動機構３０、３８、４４、５４の各軸駆動源３２、４０、４２、４６、４８、５６、５８の動作が、カム基準データに基づいて制御される。
さらに自動旋盤１０では、図５に関連して説明した回転検出器９４（図７）を有する主軸パルス発生源や、制御装置１２に内蔵されるクロック発振器９６（図７）、自動旋盤外部のパーソナルコンピュータ等に内蔵されるクロック発振器９８（図７）等の外部パルス発生源から構成される複数のパルス列発生源を、予め用意することもできる。
演算制御部６６のＣＰＵ７４は、入力部６２でカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部６２で指定されたパルス列発生源９０、９２、９４、９６、９８が発生するパルス列を用いて処理する。それによりＣＰＵ７４は、第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２の、一連の加工プログラムにおける相対的送り動作を制御する制御信号を生成して、サーボ制御部６８へ出力する。
また、入力部６２では、自動旋盤１０の複数の制御軸（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１、Ｘ２、Ｚ２、Ｘ３、Ｚ３）の各々に対し、一連の加工プログラムにおける複数の移動位置データの時系列的配置を指定できるようになっている。それにより、異なるパルス列発生源を用いて処理されるカム基準データに従う複数の工程が、最適な順序で並べられる。そこで演算制御部６６のＣＰＵ７４は、それぞれにカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、入力部６２で指定された時系列的配置に従って処理し、第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２の相対的送り動作を制御する制御信号を生成して、サーボ制御部６８へ出力する。このようにして、一連の加工プログラムによる複数の工程が、最適な順序で実施される。
制御装置１２の表示部６４は、入力部６２でそれぞれにカム基準データの形態で入力された複数の移動位置データの各々を、移動位置の軌跡（例えば工具経路）を表す変位線図の形態で表示することができる。そして入力部６２は、図６Ａに関連して説明したように、表示部６４に表示されるいずれかの変位線図上で、異なるパルス列発生源を用いる複数のカム基準データの時系列的配置を指定することができる。
以上の構成により、制御装置１２は、第１主軸駆動機構３０、第１刃物台駆動機構３８、第２刃物台駆動機構４４及び第２主軸駆動機構５４を互いに関連付けて制御して、棒材Ｗ、Ｗ′に対する一連の加工プログラムを、異なるパルス列発生源を用いて処理される複数のカム基準データに従って、最適な順序で実施できる。
次に、上記した一連の加工プログラムで実現される加工シーケンスの一例を、図１１を参照して説明する。図１１の加工シーケンス例では、最初の加工工程として、第１刃物台２０に装着した旋削工具（バイト）２４が、第１主軸１６のＺ１軸送り動作と第１刃物台２０のＸ１軸送り動作との協働により、第１主軸１６に把持した棒材Ｗに外径削り加工を施している。また、外径削り加工の完了後、第１主軸１６の回転を停止して、第２刃物台２２に装着した回転工具２６が、第２刃物台２２のＸ２軸送り動作により、第１主軸１６に把持した棒材Ｗに側面穴あけ加工を施している。
側面穴あけ加工の完了後、第１主軸１６と第２主軸１８とを同期して高速回転させ、その状態で第２主軸１８をＺ３軸送り動作させて、そのチャックに棒材Ｗの先端部分を把持させる。そこで、第１刃物台２０に装着した旋削工具（バイト）２４が、第１刃物台２０のＸ１軸送り動作により、両主軸１６、１８に把持した棒材Ｗを突切って、半加工品としての棒材Ｗ′と未加工の棒材Ｗとに分離する。このようにして、第１主軸１６から第２主軸１８への被加工素材の掴み替えが行われる。なお、側面穴あけ加工の完了後には、第２刃物台２２を割出回転して、次の加工工程で使用される旋削工具（ドリル）２４を作業位置に位置決めしておく。また、突切り終了後には第１刃物台２０を、かつ掴み替え終了後には第１主軸１６を、それぞれ初期位置へ復帰させる。
次に、第２主軸１８を、それ自体のＸ３軸送り動作とＺ３軸送り動作との協働により、第２刃物台２２に装着した旋削工具（ドリル）２４に対向する位置に移動させる。そこで、回転する第２主軸１８に把持した棒材Ｗ′に対し、第２刃物台２２に装着した旋削工具（ドリル）２４が、第２刃物台２２のＺ２軸送り動作により、端面穴あけ加工を施している。
なお図１１では、第１刃物台２０に装着した旋削工具（バイト）２４の工具経路が、矢印ＴＰ１で示されている。また、第２刃物台２２に装着した回転工具２６の工具経路が、矢印ＴＰ２で示されている。また、第２刃物台２２に装着した旋削工具（ドリル）２４の工具経路が、矢印ＴＰ３で示されている。
上記した加工シーケンス例で用いられる複数の移動位置データを、図１２〜図１５に示す変位線図を参照して説明する。
図１２に示す２つの変位線図は、第１刃物台２０上の旋削工具（バイト）２４が、第１主軸１６に把持した棒材Ｗに外径削り加工を施してから、棒材Ｗを突切って初期位置に復帰するまでの、第１刃物台２０のＸ１軸送り動作を制御するためのカム基準データと、第１主軸１６のＺ１軸送り動作を制御するためのカム基準データとを、別々のカム線図で表したものである。これらの変位線図において、パルス数がＱ０からＱ３に至る間は、第１主軸１６と第１刃物台２０との相対的送り動作を制御する制御系統でのカム１回転に相当し、第１主軸１６は高速回転状態にある。したがって、これら変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、第１主軸１６の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源（例えば回転駆動源３４に内蔵したエンコーダ９０）が指定されている。
図１２の２つの変位線図によれば、パルス数がＱ０からＱ１に至る間、カム基準データに従って、第１主軸１６と第１刃物台２０とがそれぞれの制御軸（Ｚ１軸及びＸ１軸）に沿って同期して送り動作される。それにより旋削工具（バイト）２４は、図１１に示す工具経路ＴＰ１に沿って移動して、棒材Ｗに外径削り加工を施す。また、パルス数がＱ１からＱ２に至る間、カム基準データに従って、第１主軸１６を位置ＰＺに保持したままで第１刃物台２０がＸ１軸送り動作され、それにより旋削工具（バイト）２４が棒材Ｗを突切り、次いで初期位置に復帰する。そして、パルス数がＱ２からＱ３に至る間、カム基準データに従い、第１主軸１６がＺ１軸送り動作されて初期位置に復帰する。
図１３に示す変位線図は、第２刃物台２２上の回転工具２６が、停止中の第１主軸１６に把持した棒材Ｗに側面穴あけ加工を施す間の、第２刃物台２２のＸ２軸送り動作を制御するためのカム基準データをカム線図で表したものである。この変位線図において、パルス数がＱ４からＱ５に至る間は、第１主軸１６と第２刃物台２２との相対的送り動作を制御する制御系統でのカム１回転に相当し、第１主軸１６は回転停止状態にある。したがって、この変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、回転工具２６の回転に対応したパルス列を発生する工具パルス発生源（例えば回転駆動源８８に内蔵したエンコーダ９２）が指定されている。
図１３の変位線図によれば、パルス数がＱ４からＱ５に至る間、カム基準データに従って、第２刃物台２２がその制御軸（Ｘ２軸）に沿って送り動作される。それにより回転工具２６は、図１１に示す工具経路ＴＰ２に沿って移動して、棒材Ｗに側面穴あけ加工を施す。
図１４に示す２つの変位線図は、側面穴あけ加工の完了後に、第２主軸１８が第１主軸１６から棒材Ｗ′を受け取り、次いで第２刃物台２２上の旋削工具（ドリル）２４に対向する位置に移動するまでの、第２主軸１８のＺ３軸送り動作を制御するためのカム基準データと、第２主軸１８のＸ３軸送り動作を制御するためのカム基準データとを、別々のカム線図で表したものである。これらの変位線図において、パルス数がＱ６からＱ１０に至る間は、第１主軸１６と第２主軸１８との相対的送り動作を制御する制御系統でのカム１回転に相当し、第１主軸１６は高速回転状態にある。したがって、これら変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、第１主軸１６の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源（例えば回転駆動源３４に内蔵したエンコーダ９０）が指定されている。
図１４の２つの変位線図によれば、パルス数がＱ６からＱ７に至る間、カム基準データに従って、第２主軸１８が一方の制御軸（Ｘ３軸）に沿って送り動作され、第１主軸１６に対し軸線方向へ対向する位置に配置されるとともに、その位置に保持される。また、パルス数がＱ７からＱ８を経てＱ９に至る間、カム基準データに従って、第２主軸１８が他方の制御軸（Ｚ３軸）に沿って第１主軸１６に接近する方向へ送り動作され、チャックに棒材Ｗ′を把持するとともに、その状態を維持する。なお第２主軸１８は、チャックに棒材Ｗ′を把持する前に、第１主軸１６と同一速度の高速回転状態に置かれる。そして、パルス数がＱ９からＱ１０に至る間、カム基準データに従って、第２主軸１８がＸ３軸とＺ３軸とで同期して送り動作され、第２刃物台２２上の旋削工具（ドリル）２４に対向する位置に移動する。
図１５に示す変位線図は、第２刃物台２２上の旋削工具（ドリル）２４が、高速回転する第２主軸１８に把持した棒材Ｗ′に端面穴あけ加工を施す間の、第２刃物台２２のＺ２軸送り動作を制御するためのカム基準データをカム線図で表したものである。この変位線図において、パルス数がＱ１１からＱ１２に至る間は、第２主軸１８と第２刃物台２２との相対的送り動作を制御する制御系統でのカム１回転に相当し、第１主軸１６は回転停止状態にある一方で、第２主軸１８は高速回転状態にある。したがって、この変位線図では、カム基準データを処理するために使用されるパルス列発生源は、第２主軸１８の回転に対応したパルス列を発生する主軸パルス発生源（例えば回転駆動源６０に内蔵したエンコーダ９０）が指定されている。
図１５の変位線図によれば、パルス数がＱ１１からＱ１２に至る間、カム基準データに従って、第２刃物台２２がその制御軸（Ｚ２軸）に沿って送り動作される。それにより旋削工具（ドリル）２４は、図１１に示す工具経路ＴＰ３に沿って移動して、棒材Ｗ′に端面穴あけ加工を施す。
上記した加工シーケンス例で使用される各制御軸に関する変位線図（すなわち単軸変位線図）は、制御装置１２の表示部６４で、表示画面に表示することができる。このとき、カム基準データの処理に使用するパルス列発生源が共通する複数の変位線図は、１つの画面上で合成して、複軸変位線図として表示できる。具体的には、図１２に示す第１主軸１６（Ｚ１軸）及び第１刃物台２０（Ｘ１軸）の移動位置データを表す２つの変位線図と、図１４に示す第２主軸１８（Ｚ３軸、Ｘ３軸）の移動位置データを表す２つの変位線図とは、パルス列発生源としていずれも第１主軸パルス発生源を指定しているので、これら変位線図を合成して、図１６に示すように複軸変位線図として画面表示することができる。なお、図１６の複軸変位線図では、Ｚ１軸Ｘ１軸変位線図におけるパルス数Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２及びＱ３と、Ｚ３軸Ｘ３軸変位線図におけるパルス数Ｑ６、Ｑ８、Ｑ９及びＱ１０とが、それぞれ一致しており、それら制御軸間の同期が容易に理解される。
さらに、図１６に示す複軸変位線図上で、図１３及び図１５に示す第２刃物台２２（Ｘ２軸、Ｚ２軸）の移動位置データを表す２つの変位線図の割込み情報を指示することができる。割込み情報の指示については、図６Ａに関連して既述したように、割り込ませようとする複数の移動位置データの処理で用いるパルス列発生源を、画面上に記述したり既定グループ表示から選択したりして指定するとともに、それら移動位置データを割り込ませる場所を、矢印等の画面表示やカム回転角度、パルス数、工程番号（例えば工具番号）等の数値データの入力によって指定することができる。
上記加工シーケンス例では、図１６に示すように、予めパルス列発生源を「第１主軸パルス発生源」に指定したＺ１軸、Ｘ１軸、Ｚ３軸及びＸ３軸に関する複軸変位線図を表示する画面上で、まずパルス数がＱ１（Ｑ８）の場所に、Ｘ２軸に関する変位線図の割込みを指定するとともに、このＸ２軸変位線図の演算基準となるパルス列発生源として、「工具パルス発生源」を指定する。次に、同画面上で、パルス数がＱ３（Ｑ１０）の場所に、Ｚ２軸に関する変位線図の割込みを指定するとともに、このＺ２軸変位線図の演算基準となるパルス列発生源として、「第２主軸パルス発生源」を指定する。
図１７は、このようにして割込み情報を指示した後の、全制御軸に関する複軸変位線図を示す。この複軸変位線図に従えば、図１１に示す加工シーケンス例が、以下のように効率良く実施される。
まず、第１刃物台２０上の旋削工具（バイト）２４による棒材Ｗの外径切削加工と、第２主軸１８の棒材掴み替え準備動作とが、パルス数Ｒ０（図１６のＱ０及びＱ６に対応）からパルス数Ｒ１（図１６のＱ１及びＱ８に対応）に至る間に、第１主軸パルス発生源（Ｉ）を用いて実施される。そして、パルス数Ｒ１で第１主軸１６及び第１刃物台２０の送り動作が一時停止され、第２刃物台２２上の回転工具２６による棒材Ｗの側面穴あけ加工が、パルス数Ｒ１（図１３のＱ４に対応）からパルス数Ｒ２（図１３のＱ５に対応）に至る間に、工具パルス発生源（ＩＩ）を用いて実施される。
続いて、第１刃物台２０上の旋削工具（バイト）２４による棒材Ｗの突切り作業と、第１主軸１６から第２主軸１８への棒材掴み替え作業と、第２主軸１８の端面加工準備動作とが、パルス数Ｒ２（図１６のＱ１及びＱ８に対応）からパルス数Ｒ３（図１６のＱ３及びＱ１０に対応）に至る間に、第１主軸パルス発生源（Ｉ）を用いて実施される。最後に、第２刃物台２２上の旋削工具（ドリル）２４による棒材Ｗ′の端面穴あけ加工が、パルス数Ｒ３（図１５のＱ１１に対応）からパルス数ＲＥ（図１５のＱ１２に対応）に至る間に、第２主軸パルス発生源（ＩＩＩ）を用いて実施される。このようにして、１加工サイクルが完了する。
ところで、上記加工シーケンス例において、棒材掴み替え作業を実施する際には、第２主軸１８を第１主軸１６に接近させるためのＺ３軸送り動作の開始時期を、第１主軸１６の動作との関係で最も効率の良い時期に設定することが、１加工サイクルに要する作業時間を短縮する観点で有利である。従来の一般的なＮＣ旋盤では、この種の時期設定が比較的困難であり、オペレータの経験や熟練に依存していた。これに対し、制御装置１２を搭載した自動旋盤１０では、この種の時期設定を変位線図上で極めて容易に行うことができる。
具体的には、図１６の複軸変位線図を作成する際に、図１８に示すように、第１主軸１６のＺ１軸送り動作を表す変位線図と第２主軸１８のＺ３軸送り動作を表す変位線図とを、それぞれのパルス数Ｑ１の座標とパルス数Ｑ８の座標とが同一パルス数に正確に配置されるように組み合わせればよい。その目的で、好ましくは制御装置１２の入力部６２は、表示部６４の表示画面上で、共通のパルス列発生源を指定する複数の変位線図を相対的に移動させて、相対位置を調整できるように構成される。なお、変位線図の位置調整は、前述した割込み場所の指定と同様に、矢印等の画面表示（いわゆるドラッグ操作）やカム回転角度、パルス数、工程番号（例えば工具番号）等の数値データの入力によって行うことができる。
このような構成によれば、第１主軸１６と第２主軸１８とが同時に棒材掴み替え位置に到達するように、第２主軸１８を第１主軸１６に接近させるためのＺ３軸送り動作の開始時期が、最も効率の良い時期に自動的に設定されることになる。それにより、各主軸１６、１８の送り動作のアイドル時間が排除され、１加工サイクルに要する作業時間が短縮される。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、請求の範囲の開示内で様々な変更及び修正を為し得るものである。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記並びに他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関連した以下の好適な実施形態の説明により一層明らかになろう。同添付図面において、
図１は、本発明の実施形態による自動旋盤制御方法の手順を示すフローチャート、
図２Ａは、図１の制御方法で使用されるカム基準データの一例を表す変位線図、
図２Ｂは、図１の制御方法で使用される他のカム基準データの一例を表す変位線図、
図３Ａは、図２Ａ及び図２Ｂのカム基準データを合成した変位線図、
図３Ｂは、図２Ａ及び図２Ｂのカム基準データを合成した他の変位線図、
図４は、図１の制御方法で使用されるカム基準データのカム回転量の規定方法を示すブロック図、
図５は、図１の制御方法で使用されるカム基準データのカム回転量の他の規定方法を示すブロック図、
図６Ａ及び図６Ｂは、図１の制御方法におけるデータ割込み情報の指示手順を示す画面表示の図、
図７は、図１の制御方法を実施可能な本発明の一実施形態による自動旋盤の構成を示す概略図、
図８は、図７の自動旋盤に設置される制御装置の構成を示すブロック図、
図９は、図７の自動旋盤に搭載される第１刃物台の拡大正面図、
図１０は、図７の自動旋盤に搭載される第２刃物台の拡大正面図、
図１１は、図７の自動旋盤で実施される加工シーケンスの一例を示す概略図、
図１２は、図１１の加工シーケンスで使用される２つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、
図１３は、図１１の加工シーケンスで使用される他の１つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、
図１４は、図１１の加工シーケンスで使用される他の２つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、
図１５は、図１１の加工シーケンスで使用される他の１つの制御軸のカム基準データを表す変位線図、
図１６は、図１２及び図１４の変位線図を組み合わせた複軸変位線図、
図１７は、図１６の複軸変位線図に図１３及び図１５の変位線図を割り込ませた後の状態を表す複軸変位線図、及び
図１８は、図１６の複軸変位線図の作成途中の状態を表す変位線図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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