JP2023183176A - 工作機械およびワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トップカット加工が適切になされていないワークの加工がなされる事態が生じることを抑制できるようにした工作機械を提供する。【解決手段】ＰＵ５２は、トップカット加工に先立って、突っ切りバイトの破損検出装置によって、所定領域ＡにワークＷが存在するか否かを判定する。ＰＵ５２は、所定領域ＡにワークＷが存在する場合、トップカット加工を実行する。ＰＵ５２は、所定領域ＡにワークＷが存在しない場合、ワークＷの配給異常であると判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械およびワークの加工方法に関する。

たとえば下記特許文献１には、ＮＣ旋盤の主軸に棒状のワークを供給する装置が記載されている。ここで、主軸に供給されたワークの先端面を高精度に加工するためには、その先端の位置決めを高精度に行う必要がある。

そこで従来、新たにワークが主軸に供給される都度、トップカット処理を実行することとしている。トップカット処理は、突っ切りバイトによってワークの先端を削除する処理である。これにより、削除されたワークの先端の位置を、高精度に把握できる。

特開２０２１－５３７１３号公報

ところで、上記ワークを供給する際に大きな誤差が生じると、トップカット処理において、ワークの先頭が突っ切りバイトによって削除されないおそれがある。そしてその場合、ワークの先端面の位置決め精度が低下する。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．主軸、切断ユニット、センサ、および制御装置を備え、前記主軸は、棒状のワークを前記ワークの軸を回転中心として回転させる装置であり、前記切断ユニットは、前記ワークを、前記軸に直交する平面を切断面として切断するものであり、前記センサは、前記切断ユニットが前記ワークを切断するときにおける切断箇所に位置する領域に存在する物体を感知するセンサであり、前記制御装置は、前記ワークのトップカット工程以前に異常検出処理を実行可能に構成されており、前記異常検出処理は、前記センサの検出値に基づき、前記位置する領域に前記物体が存在しないと判定する場合、前記トップカット工程を行う段取りが整っていない異常である旨判定する処理を含む工作機械である。

トップカット加工は、上記位置する領域にワークが存在するように配置した状態で実行される。そのため、トップカット工程以前に異常検出処理によって上記位置する領域に物体が存在するか否かをセンサに基づき検出することにより、トップカット加工を行う段取りが整っていない異常の有無を判定できる。そのため、トップカット加工が適切になされていないワークの加工がなされる事態が生じることを抑制できる。

なお、「トップカット工程以前」には、「トップカット工程中」も含まれる。
２．前記制御装置は、リトライ処理を実行可能に構成され、前記リトライ処理は、前記異常検出処理により前記異常である旨判定される場合、前記ワークを所定方向に所定量だけ変位させる処理であり、前記所定方向は、前記ワークが前記切断ユニットにより切断されるのに先立って前記位置する領域に近づくように変位する方向であり、前記異常検出処理は、前記リトライ処理の後、前記センサの検出値に基づき、前記物体が存在するか否かを再度判定する処理を含む上記１記載の工作機械である。

上記構成では、リトライ処理を実行することにより、ワークの位置がトップカット工程にとって不適切な場合、ワークの位置を改めることができる。
なお、制御装置が、異常が生じる場合に、切断ユニットおよび主軸を備える加工機を停止状態とする処理を実行する場合と比較して、リトライ処理を実行することで、次の効果を奏する。すなわち、夜間においても無人でワークの連続加工をしている場合、生産工程全体の停止につながることを抑制できる。

３．前記制御装置は、リトライ回数受付処理を実行するように構成され、前記リトライ回数受付処理は、インターフェースを介してユーザからリトライ回数を受け付ける処理であり、前記リトライ回数は、前記異常検出処理および前記リトライ処理の繰り返しの上限回数であり、前記制御装置は、前記リトライ処理を、前記リトライ回数を上限として、前記異常検出処理によって前記異常でない旨判定されるまで繰り返し可能に構成されている上記２記載の工作機械である。

上記構成では、リトライ回数受付処理によって、リトライ回数をユーザの希望に沿った値とすることができる。
４．前記制御装置は、変位量受付処理を実行可能に構成され、前記変位量受付処理は、インターフェースを介してユーザから前記リトライ処理によって前記ワークを変位させる前記所定量を受け付ける処理であり、前記リトライ処理は、前記変位量受付処理によって受け付けられた前記所定量だけ前記ワークを変位させる処理を含む上記２または３記載の工作機械である。

上記構成では、変位量受付処理によって、リトライ処理時にワークを変位させる所定量をユーザの希望に沿った値とすることができる。
５．前記制御装置は、異常時処理を実行可能に構成され、前記異常時処理は、前記リトライ処理の完了後に前記異常検出処理によって前記異常である旨判定される場合、警告を発して前記切断ユニットおよび前記主軸を備える加工機を停止状態とする処理を含む上記２～４のいずれか１つに記載の工作機械である。

上記構成では、リトライ処理の後にも異常がある旨判定される場合、警告を発することでユーザに状況を把握させることができる。また、加工機を停止状態とすることで不適切な加工処理が実行されることを抑制できる。

６．前記切断ユニットは、突っ切りバイトを備え、前記センサは、前記突っ切りバイトが前記ワークを切断するときに位置する領域に存在する物体を感知するセンサであり、前記制御装置は、突っ切りバイト破損検出処理を実行可能に構成され、前記突っ切りバイト破損検出処理は、前記ワークの突っ切り工程の完了後に、前記センサによって前記位置する領域に前記物体が存在することが検知される場合、前記突っ切りバイトが破損した旨判定する処理を含む上記１～５のいずれか１つに記載の工作機械である。

上記構成では、突っ切りバイト破損検出処理に用いるセンサを流用して異常検出処理を実行できることから、異常検出処理のために新たにセンサを設けることを回避できる。
７．前記制御装置は、インターフェースを介してユーザから加工プログラムが入力可能に構成されて且つ、実行装置および記憶装置を備え、前記記憶装置には、複数のコードデータが記憶されており、前記加工プログラムは、前記ワークを加工すべく前記切断ユニットおよび前記主軸を備える加工機を制御するために前記実行装置に実行させる指令であって且つ、前記複数のコードデータのいくつかを選択的に組み合わせることによって構成され、前記複数のコードデータには、前記実行装置に前記異常検出処理を実行させるためのコードが含まれる上記１～６のいずれか１つに記載の工作機械である。

上記構成では、コードデータに異常検出処理を実行させるためのコードを含めることにより、加工プログラムを異常検出処理の実行指令を含んだプログラムとすることができる。

なお、複数のコードデータに、実行装置にリトライ処理を実行させるためのコードを含めてもよい。また、複数のコードデータに、実行装置に突っ切りバイト破損検出処理を実行させるためのコードを含めてもよい。

８．前記センサは、検出体を備え、前記検出体の所定領域への変位に伴う前記所定領域における前記物体の有無に応じた信号を出力するセンサであり、前記所定領域は、前記位置する領域を含んだ領域である上記１～７のいずれか１つに記載の工作機械である。

上記センサによれば、所定領域に物体が存在するか否かを判定できる。そして、所定領域に物体が存在すると判定できる場合、切断ユニットがワークを切断するときに位置する領域に物体が存在すると判定できる。

また、上記構成では、所定領域に向けて検出体を変位させることによって所定領域内における物体の有無を感知するセンサを用いることにより、センサの出力信号に応じて物体の有無を簡易に判定できる。

なお、同センサを用いる場合の異常検出処理は、トップカット加工に先立って行われる。
ちなみに、切断ユニットが、突っ切りバイトを備える場合、前記センサは、検出体を備え、前記検出体の所定領域への変位に伴う前記所定領域における前記物体の有無に応じた信号を出力するセンサであり、前記所定領域は、第１座標軸の成分の値が前記突っ切りバイトが前記ワークを切断するときに位置する領域の値以上となる領域であって且つ第２座標軸の成分の値が前記ワークの前記第２座標軸の成分の値を含むとともに第３座標軸の成分の値が前記ワークの前記第３座標軸の成分の値を含む領域であり、前記第１座標軸は、前記ワークの軸を包含する軸であり、前記第１座標軸の成分は、前記ワークが前記突っ切りバイトにより加工されるのに先立って前記突っ切りバイトに近づくように変位する方向を正とする成分であり、前記第２座標軸および前記第３座標軸は、互いに直交するとともに前記第１座標軸に直交する座標軸であってよい。

９．前記センサは、所定領域に存在する物体を非接触で感知するセンサであり、前記所定領域は、前記位置する領域を含んだ領域である上記１～７のいずれか１つに記載の工作機械である。

１０．上記１～９のいずれか１つに記載の工作機械における前記各処理を実行する工程を有するワークの加工方法である。
なお、上記２または６に記載の事項を含まない場合、「前記各処理」を「前記異常検出処理」に読み替えるものとする。

一実施形態にかかる加工システムの構成を示す図である。 同実施形態にかかる刃物台の構成を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、突っ切りバイトの破損検出装置の動作を示す図である。 同実施形態にかかる突っ切りバイト破損検知コードの処理手順を示す流れ図である。 （ａ）～（ｃ）は、トップカット処理に先立つ処理を例示する側面図である。 （ａ），（ｂ）は、トップカット処理を例示する側面図である。 同実施形態にかかるワーク位置異常検出コードの処理手順を示す流れ図である。 同実施形態にかかるワーク位置異常検出コードのパラメータ設定処理の手順を示す流れ図である。 同実施形態にかかる加工プログラムを用いた処理手順の一例を示す流れ図である。 比較例における加工プログラムを用いた処理手順の一例を示す流れ図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の変形例にかかるセンサを示す図である。 上記実施形態の変形例にかかるセンサを示す図である。 上記実施形態の変形例にかかる加工機を示す図である。 上記実施形態の変形例にかかる加工機を示す図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
「加工システムの構成」
図１に、本実施形態にかかる加工システムの構成を示す。

図１に示す旋盤１は、加工機１０および加工制御装置５０を備える。加工機１０は、棒状のワークＷを切削加工する装置である。加工機１０は、ベッド１２の上に、主軸１４を備えている。主軸１４は、ワークＷを、その軸を回転軸として回転させる装置である。主軸１４には、ワークＷをつかむチャック１６が設けられている。主軸１４は、図１に示すＺ軸の正方向および負方向に変位可能となっている。Ｚ軸は、主軸１４に挿入されたワークＷの軸を包含する軸である。Ｚ軸は、水平に延びる。

加工機１０は、主軸１４よりもＺ軸の正方向側に、ワークＷを支持するガイドブッシュ１８を備えている。また、加工機１０は、刃物台２０を備えている。刃物台２０は、ガイドブッシュ１８から突出したワークＷを切削加工するバイトを備える。刃物台２０は、図中、Ｙ軸の方向およびＸ軸の方向に変位可能である。ここで、Ｙ軸の方向は、水平方向であって且つＺ軸の方向と直交する。Ｘ軸の方向は、Ｚ軸の方向およびＹ軸の方向と直交する。

給材機４０は、ワークＷを加工機１０に供給する装置である。詳しくは、給材機４０は、ワークＷをＺ軸の正方向に変位させることによって、ワークＷを主軸１４に挿入する装置である。給材機４０は、ワークＷをＺ軸の正方向に押すアクチュエータ４０ａとワークＷの変位量を検出するための先端検出センサ４０ｂとを備えている。

フィーダ制御装置４２は給材機４０を操作することによって、ワークＷを加工機１０に供給する制御を実行する制御装置である。この際、フィーダ制御装置４２は、先端検出センサ４０ｂによる変位量の検出結果を参照する。

加工制御装置５０は、加工機１０を制御対象とする。加工制御装置５０は、主軸１４のＺ軸座標の成分の値と、刃物台２０のＸ軸座標の成分の値およびＹ軸座標の成分の値とを制御する。加工制御装置５０は、ＰＵ５２、ＲＯＭ５４およびＲＡＭ５６を備えている。ＰＵ５２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、およびＴＰＵ等のソフトウェア処理装置である。ＲＯＭ５４は、電気的に書き換え不可能なメモリであってよい。またＲＯＭ５４は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ、およびディスク媒体等の記憶媒体であってもよい。

ＲＯＭ５４には、制御プログラム５４ａ、およびコードデータ群５４ｂが記憶されている。ＲＡＭ５６には、加工プログラム５６ａが記憶されている。
コードデータ群５４ｂは、複数のコードデータを含む。コードデータは、加工機１０を用いたワークＷの様々な加工工程を細分化したそれぞれの工程をＰＵ５２に実行させる指令を含むデータである。加工プログラム５６ａは、コードデータ群５４ｂに含まれる複数のコードデータの組み合わせによって表現されるプログラムである。加工プログラム５６ａは、ユーザがワークＷを希望通りに加工するうえでＰＵ５２によって実行されるべき処理を規定する。加工プログラム５６ａは、入力デバイス６０の操作によって、ユーザによって入力される。この際、ＰＵ５２は、表示装置６２に加工プログラム５６ａを表示する。制御プログラム５４ａは、加工プログラム５６ａをＰＵ５２に実行させるための指令、および表示装置６２を制御する指令等を含む。

「旋盤の詳細な機能」
図２に、刃物台２０の構成を示す。
刃物台２０には、複数のバイト２２（１）～２２（６）が取り付けられている。なお、以下では、バイト２２（１）～２２（６）を総括する場合、バイト２２と記載する。バイト２２（１）は、突っ切りバイトである。すなわち、バイト２２（１）は、ワークＷを２つに切断するためのバイトである。バイト２２（１）は、切断面がＺ軸に直交するように、ワークＷを切断するためのバイトである。

刃物台２０には、バイト２２（１）の破損検出装置３０が設けられている。破損検出装置３０は、検出棒３２と、被検出体３４と、接触センサ３６と、弾性体３８とを備えている。検出棒３２と被検出体３４とは連結されている。弾性体３８は、被検出体３４を接触センサ３６に押し付ける部材である。接触センサ３６は、被検出体３４が接触しているか否かに応じた信号を出力するセンサである。接触センサ３６は、たとえば、作動トランス式センサ、光学スケール式センサ、マグネットスケール式センサ等としてもよい。

「突っ切りバイトの破損検出」
図３（ａ）および図３（ｂ）は、バイト２２（１）の破損検出の原理を示す。
図３（ａ）は、突っ切り加工が完了した状態を示す。図３（ａ）に示すように、突っ切り工程が正常に行われる場合、ワークＷの先端は、バイト２２（１）よりもＺ軸座標の成分が小さい値となっている。この状態で、刃物台２０をＹ軸の正方向に変位させる場合、検出棒３２は、ワークＷに接触することはない。

これに対し、図３（ｂ）に、バイト２２（１）が破損しているために、突っ切り加工に異常が生じている状態で、刃物台２０をＹ軸の正方向に変位させる場合を示す。その場合、ワークＷが検出棒３２に接触することから、刃物台２０がＹ軸の正方向に変位するにつれて、検出棒３２は、Ｙ軸の負の方向に力を及ぼされる。これにより、被検出体３４は、弾性体３８の弾性力に打ち勝って、接触センサ３６から乖離する。

以上により、バイト２２（１）が破損しているか否かに応じて、接触センサ３６は、被検出体３４との非接触または接触を感知する。
図４に、コードデータのうちの「突っ切りバイト破損検出コード」によって規定される処理の手順を示す。「突っ切りバイト破損検出コード」は、突っ切り加工が実行された後に実行する処理を示すコードを示す。図４に示す処理は、ＰＵ５２が制御プログラム５４ａに従って加工プログラム５６ａに記載された「突っ切りバイト破損検出コード」を実行することによって実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各処理のステップ番号を表現する。

図４に示す一連の処理において、ＰＵ５２は、まず、刃物台２０をＹ軸の正方向に規定量ΔＹだけ変位させる（Ｓ１０）。この処理は、破損検出装置３０の検出棒３２を図１に示す所定領域Ａに侵入させるための処理である。所定領域ＡのＺ軸座標の成分は、所定値以上の値を有する。ここで、所定値は、バイト２２（１）のＺ軸座標の成分の最小値である。所定領域ＡのＺ軸座標の成分の幅は、たとえば、バイト２２（１）のＺ軸座標の成分の最小値と最大値との差の２～５倍以下としてもよい。またたとえば、バイト２２（１）のＺ軸座標の成分の最小値と最大値との差の２０倍以下としてもよい。所定領域ＡのＹ軸座標の成分は、ワークＷの軸のＹ軸座標の成分の値を含む。特に、図１には、所定領域ＡのＹ軸座標の成分が、ワークＷのＹ軸座標の成分の全ての値を包含する例を示した。また、所定領域ＡのＸ軸座標の成分は、ワークＷの軸のＸ軸座標の成分の値を含む。特に、図１には、所定領域ＡのＸ軸座標の成分が、ワークＷのＸ軸座標の成分の全ての値を包含する例を示した。

次にＰＵ５２は、接触センサ３６の検出値を入力として、所定領域Ａに物体があるか否かを判定する（Ｓ１２）。図３（ａ）に示す状態が物体が存在しない状態である。図３（ｂ）に示す状態が物体が存在する状態である。なお、厳密には、Ｓ１２の処理では、所定領域Ａのうち特に検出棒３２が侵入可能な領域に物体が存在するか否かを判定する処理である。検出棒３２のうちの所定領域Ａに侵入する部分のＺ軸座標の成分は、所定領域ＡのＺ軸の座標成分の一部の値のみを取り得るとしてもよい。ＰＵ５２は、所定領域Ａに物体が存在すると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、バイト２２（１）が破損している旨判定する（Ｓ１４）。そして、ＰＵ５２は、図１に示すスピーカ６４を操作することによって、警告音を発することにより、ユーザにバイト２２（１）が破損している旨通知する（Ｓ１６）。次に、ＰＵ５２は、加工機１０を停止させる（Ｓ１８）。これにより、主軸１４を回転駆動するモータへの電力供給、ならびに主軸１４および刃物台２０を変位させるアクチュエータへの電力供給などが遮断される。

なお、ＰＵ５２は、Ｓ１８の処理を完了する場合と、Ｓ１２の処理において否定判定する場合と、には、図４に示した一連の処理を一旦終了する。
「トップカット加工」
バイト２２（１）は、トップカット加工にも利用される。トップカット加工は、給材機４０から新たなワークＷが加工機１０に供給される場合に、その先端を切断する加工である。これは、ワークＷの位置決めをするための処理である。すなわち、ワークＷをチャック１６によってつかみ、主軸１４を変位させることによって、ワークＷの変位量は、主軸１４の変位量となる。そのため、ワークＷの変位量については、主軸１４の変位量によって高精度に把握できる。しかし、給材機４０によるワークＷの先端の検出精度が低いことなどに起因して、ワークＷの先端の位置を最初に高精度に把握することは困難である。そのため、トップカット加工を施すことにより、ワークＷの先端の位置を高精度に定める。すなわち、トップカット加工の完了時におけるワークＷの先端のＺ軸座標の成分の値は、バイト２２（１）による切断面のＺ軸座標の成分の値となる。

図５にトップカット加工のための給材機４０によるワークＷの配給制御を示す。
図５（ａ）は、給材機４０によるワークＷの配給制御に先立つ、主軸１４等の位置関係を示す。図５（ａ）に示すように、この状態では、主軸１４のＺ軸座標の成分は、小さい値となっている。そして、この状態におけるチャック１６からガイドブッシュ１８までの距離Ｌ２と、先端検出センサ４０ｂからガイドブッシュ１８までの距離Ｌ１とは、予め定められている。したがって、距離Ｌ１から距離Ｌ２を引いた値は、フィーダ制御装置４２によって把握されている。

図５（ｂ）に示すように、給材機４０は、先端検出センサ４０ｂに対して、ワークＷを規定量ＬＬだけＺ軸の正方向に変位させる。この状態は、ワークＷの先端を、チャック１６よりもＺ軸の正方向に突き出させた状態である。この状態でワークＷがチャック１６によってつかまれる。

図５（ｃ）は、ワークＷがチャック１６によってつかまれた後、主軸１４をＺ軸の正方向に変位させた状態である。この状態は、ワークＷの先端がガイドブッシュ１８に対してＺ軸の正方向に突き出た状態である。特に図５（ｃ）には、ワークＷの先端が、所定領域Ａに入っている状態を例示している。この状態において、トップカット加工がなされる。

図６に、トップカット加工を例示する。
図６（ａ）は、主軸１４の変位によって、ワークＷの先端がガイドブッシュ１８に対して突き出た状態を示す。図６（ａ）は、図５（ｃ）の一部の拡大図である。

図６（ｂ）は、突っ切り工程の完了時を示す。突っ切り工程では、刃物台２０がＸ軸の負の方向に変位することによって、バイト２２（１）がワークＷを切断する。図６（ｂ）には、切断された破片Ｗａを記載している。この時点において、ワークＷの先端の位置のＺ軸座標の成分の値は、バイト２２（１）のＺ軸座標の成分の最小値となる。

上記トップカット加工は、図６（ａ）に示す状態において、ワークＷの先端のＺ軸座標の成分の値が、バイト２２（１）のＺ軸座標の成分の値の最小値以下であると正常に実行できない。本実施形態では、トップカット加工のための突っ切り工程に先立って、トップカット加工を正常に実行できるか否かを判定するコードを有する。

「トップカット加工用の異常検出のコード」
図７に、コードデータ群５４ｂに含まれる「ワーク位置異常検出コード」によって規定される処理の手順を示す。ワーク位置異常検出コードは、トップカット工程に先立って、トップカット加工を正常に実行できるか否かを検出するコードである。図７に示す処理は、ＰＵ５２が制御プログラム５４ａに従って加工プログラム５６ａに記載された「ワーク位置異常検出コード」を実行することによって実現される。

図７に示す一連の処理において、ＰＵ５２は、まず、刃物台２０をＹ軸の正方向に規定量ΔＹだけ変位させる（Ｓ２０）。この処理は、トップカット加工を正常に実行できるようにワークＷが配置されているか否かを判定する処理である。次にＰＵ５２は、破損検出装置３０が備える接触センサ３６の出力信号を入力として、所定領域Ａに物体が存在するか否かを判定する（Ｓ２２）。ＰＵ５２は、所定領域Ａに物体が存在しないと判定する場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ワークＷの位置に異常がある旨判定する（Ｓ２４）。換言すれば、ＰＵ５２は、トップカット加工を正常に実行できないと判定する。

次にＰＵ５２は、リトライカウンタＣを「１」だけインクリメントする（Ｓ２６）。リトライカウンタＣの初期値は、ゼロである。そしてＰＵ５２は、リトライカウンタＣがリトライ回数Ｃｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ２８）。ＰＵ５２は、リトライ回数Ｃｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ２８：ＮＯ）、刃物台２０をＹ軸の負の方向に規定量ΔＹだけ変位させる（Ｓ３０）。この処理は、検出棒３２を所定領域Ａの外に出す処理である。

そして、ＰＵ５２は、ワークＷをＺ軸の正方向に所定量ΔＺだけ変位させる（Ｓ３２）。そして、ＰＵ５２は、Ｓ２０の処理に戻る。
一方、ＰＵ５２は、リトライカウンタＣがリトライ回数Ｃｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、スピーカ６４を操作して、警告音を発する（Ｓ３４）。この処理は、ユーザに、トップカット加工を正常に実行できない異常時である旨を通知する処理である。そしてＰＵ５２は、加工機１０を停止させる（Ｓ３６）。これにより、主軸１４を回転駆動するモータへの電力供給、ならびに主軸１４および刃物台２０を変位させるアクチュエータへの電力供給などが遮断される。

なお、ＰＵ５２は、Ｓ３６の処理を完了する場合と、Ｓ２２の処理において否定判定する場合と、には、図７に示す一連の処理を一旦終了する。
上記リトライ回数Ｃｔｈおよび所定量ΔＺは、ユーザが指示可能となっている。

図８に、リトライ回数Ｃｔｈおよび所定量ΔＺのユーザによる指示を可能とする処理の手順を示す。図８に示す処理は、制御プログラム５４ａを、ＰＵ５２がたとえば所定の条件が成立する都度実行することにより実現される。

図８に示す一連の処理において、ＰＵ５２は、まず、入力デバイス６０の操作によって、ユーザによってリトライ回数の値を指示する入力がなされたか否かを判定する（Ｓ４０）。ＰＵ５２は、入力されたと判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、リトライ回数Ｃｔｈに、指示された回数を入力する（Ｓ４２）。一方、ＰＵ５２は、指示する入力がないと判定する場合（Ｓ４０：ＮＯ）、リトライ回数Ｃｔｈに、デフォルト値Ｃｔｈ０を代入する（Ｓ４４）。

ＰＵ５２は、Ｓ４２，Ｓ４４の処理を完了する場合、リトライ処理においてワークＷを変位させる量についての指示入力があるか否かを判定する（Ｓ４６）。ＰＵ５２は、指示入力があると判定する場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、所定量ΔＺに指示された変位量を入力する（Ｓ４８）。一方、ＰＵ５２は、指示入力がないと判定する場合（Ｓ４６：ＮＯ）、所定量ΔＺにデフォルト値ΔＺ０を代入する（Ｓ５０）。

なお、ＰＵ５２は、Ｓ４８，Ｓ５０の処理を完了する場合、図８に示す一連の処理を一旦終了する。
「本実施形態にかかる加工プログラムに従った加工処理の一例」
図９に、上記コードを利用して記述された加工プログラム５６ａによるワークＷの加工処理の一例の手順を示す。図９に示す一連の処理は、ＰＵ５２が制御プログラム５４ａに従って加工プログラム５６ａによって規定された指令を実行することによって実現される。

図９に示す一連の処理において、ＰＵ５２は、まず、フィーダ制御装置４２に、給材機４０を操作することによって加工機１０にワークＷを供給する制御を実行するように指令する（Ｓ６０）。次にＰＵ５２は、ワークＷをチャック１６によってつかむ（Ｓ６２）。これにより、図５（ｂ）に示した状態となることが想定されている。次にＰＵ５２は、主軸１４をＺ軸の正方向に予め定められた量だけ変位させる（Ｓ６４）。これにより、図５（ｃ）に示した状態となることが想定されている。

そして、ＰＵ５２は、図７に示した処理を実行する。ＰＵ５２は、Ｓ２２の処理において否定判定する場合には、トップカット処理を実行する（Ｓ６６）。そして、ＰＵ５２は、トップカット加工が完了した１つのワークＷから複数の加工品を生成するために加工機１０を加工プログラム５６ａに従って連続的に運転する（Ｓ６８）。ここでは、たとえばワークＷの先端の加工が完了することにより、ワークＷを先端から所定の長さのところで切断する突っ切り加工を実行する。そして、突っ切り加工後に、ワークＷの先端となった箇所に加工を施した後、突っ切り加工をするという一連の工程を繰り返す。なお、突っ切り加工がなされた後には、図４に規定されたコードに従った突っ切りバイトの破損検出処理が実行されることが望ましい。

ＰＵ５２は、Ｓ６８の処理を完了する場合と、Ｓ３６の処理を完了する場合と、には、図９に示す一連の処理を一旦終了する。
「本実施形態にかかる加工プログラムに従った加工処理の一例」
図１０に、図７に示したコードを有しない場合の加工プログラムによるワークＷの加工処理の一例の手順を示す。図１０に示す一連の処理は、ＰＵ５２が制御プログラム５４ａに従って加工プログラム５６ａによって規定された指令を実行することによって実現される。なお、図１０において、図９に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与している。

図１０に示す一連の処理において、ＰＵ５２は、Ｓ６０～Ｓ６４の処理を完了すると、Ｓ６６，Ｓ６８の処理を実行して図１０に示す一連の処理を一旦終了する。
この場合、Ｓ６４の処理の完了時に、ワークＷの先端のＺ軸座標の成分の値がバイト２２（１）のＺ軸座標の成分の値よりも小さい場合、実際には、バイト２２（１）によってワークＷが切断されない。そのため、Ｓ６８の処理によって生成される加工品の１つ目については、その軸方向の長さが狙いとするものよりも短くなる。

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
加工制御装置５０のＲＯＭ５４に記憶されたコードデータ群５４ｂに、図７に示す手順を規定するコードを含めた。これにより、加工機１０および加工制御装置５０のユーザは、加工プログラム５６ａを、図９に例示したように記述できる。すなわち、トップカット加工に先立って、ワークＷの先端が所定領域Ａに入っているか否かを検知する処理を実行する指令を含んだ加工プログラム５６ａを記述できる。したがって、１つのワークＷから複数の加工品を生成する場合において、給材機４０によるワークＷの配給精度が低い場合であっても、１つ目の加工品の寸法が短くなることを抑制できる。

＜対応関係＞
上記実施形態等における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１，９］工作機械は、旋盤１に対応する。切断ユニットは、バイト２２に対応する。センサは、破損検出装置３０に対応する。異常検出処理は、Ｓ２０～Ｓ２４の処理に対応する。［２］リトライ処理は、Ｓ３０，Ｓ３２の処理に対応する。所定方向は、Ｚ軸の正方向に対応する。［３］リトライ回数受付処理は、Ｓ４０，Ｓ４２の処理に対応する。［４］変位量受付処理は、Ｓ４６，Ｓ４８の処理に対応する。［５］異常時処理は、Ｓ３４，Ｓ３６の処理に対応する。［６］突っ切りバイト破損検出処理は、Ｓ１０～Ｓ１４の処理に対応する。［７］実行装置は、ＰＵ５２に対応する。記憶装置は、ＲＯＭ５４に対応する。［８］検出体は、検出棒３２に対応する。［９］非接触センサ８０に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

「リトライ処理について」
・上記実施形態では、リトライ処理を実行する上限回数であるリトライ回数Ｃｔｈを、ユーザが設定可能としたが、これに限らない。換言すれば、リトライ回数受付処理を含むことは必須ではない。

・上記実施形態では、リトライ処理におけるワークＷの変位量「＋ΔＺ」をユーザが設定可能としたが、これに限らない。換言すれば、変位量受付処理を含むことは必須ではない。

・リトライ処理を実行すること自体、必須ではない。
「リトライ回数受付処理について」
・図８には、リトライ回数についてユーザが指示しない場合、ＰＵ５２がリトライ回数Ｃｔｈにデフォルト値Ｃｔｈ０を代入する例を示したが、これに限らない。たとえば、リトライ回数についてユーザが指示しない限り、リトライ処理を実行できない設定であってもよい。

「変位量受付処理について」
・図８には、リトライ処理によるワークＷの変位量についてユーザが指示しない場合、ＰＵ５２が所定量ΔＺに、デフォルト値ΔＺ０を代入する例を示したが、これに限らない。たとえば、変位量についてユーザが指示しない限り、リトライ処理を実行できない設定であってもよい。

「異常判定時の処理について」
・ワーク位置異常の判定がなされる場合に、Ｓ３４の処理とＳ３６の処理との双方が実行されることは必須ではない。たとえば、Ｓ３４の処理を実行するものの、Ｓ３６の処理を実行しなくてもよい。またたとえば、Ｓ３６の処理を実行するもののＳ３４の処理を実行しなくてもよい。

「ワーク位置異常検出コードについて」
・ワーク位置の異常検出コードとしては、Ｓ２０～Ｓ２４の処理と、Ｓ２６～Ｓ３２の処理と、Ｓ３４，Ｓ３６の処理と、をセットで実行する指令を示すコードに限らない。たとえば、Ｓ２０～Ｓ２４の処理を実行する指令を示すコードと、Ｓ２６～Ｓ３２の処理を実行する指令を示すコードと、Ｓ３４，Ｓ３６の処理を実行する指令を示すコードと、を各別のコードとしてもよい。すなわち、ワーク位置の異常検出処理を実行する指令を示すコードと、リトライ処理を実行する指令を示すコードと、異常時の処理を実行する指令を示すコードとをユーザが各別に選択可能なコードとしてもよい。なお、この際、異常時の処理を実行する指令を示すコードは、ワーク位置の異常が検出される場合に専用に設けられたコードでなくてもよい。すなわち、たとえば「突っ切りバイト破損検出コードについて」の欄に記載したように突っ切りバイトの破損が検出された場合の処理を実行する指令を示すコードを有する場合、そのコードと共有されていてもよい。

・たとえば、ワーク位置の異常検出処理を実行する指令を示すコードを、トップカット処理を実行する指令を示すコードに含めてもよい。
「突っ切りバイト破損検出コードについて」
・突っ切りバイト破損検出コードとしては、Ｓ１０～Ｓ１４の処理と、Ｓ１６～Ｓ１８の処理とをセットで実行する指令を示すコードに限らない。たとえば、Ｓ１０～Ｓ１４の処理を実行する指令を示すコードと、Ｓ１６～Ｓ１８の処理を実行する指令を示すコードと、を各別のコードとしてもよい。すなわち、突っ切りバイトの破損検出処理を実行するコードと、突っ切りバイトの破損が検出された場合の処理を実行する指令を示すコードとをユーザが各別に選択可能なコードとしてもよい。

・たとえば、突っ切りバイトの破損検出処理を実行するコードを、突っ切りバイトによる処理を実行するコードに含めてもよい。
「コードデータについて」
・コードデータが、突っ切りバイト破損検出コードまたは同コードを構成する複数のコードと、ワーク位置異常検出コードまたは同コードを構成する複数のコードと、の双方を含むことは必須ではない。たとえば、下記「センサについて」の欄に記載したように、ワーク位置異常に専用のセンサを用いる場合などには、突っ切りバイト破損検出コードを備えなくてもよい。

・制御装置がコードデータの組み合わせによって生成された加工プログラムを実行することは必須ではない。たとえば、予め定められた工程に従ってワークＷを加工する一連の処理を実行する専用の制御装置としてもよい。その場合であっても、トップカット処理に先立って、ワーク位置異常検出処理を実行することは有効である。

「検出体について」
・検出体としては、図２等に示した検出棒３２に限らない。たとえば、図１１に示すシリンダ７０であってもよい。図１１（ａ）は、ワークＷが所定領域Ａに存在する場合を示す。図１１（ｂ）は、ワークＷが所定領域Ａに存在しない場合を示す。なお、シリンダ７０を用いたセンサは、たとえばリードスイッチであってもよい。換言すれば、マグネット式シリンダ位置検出センサであってもよい。

「センサについて」
・所定領域Ａに存在する物体を感知するセンサとしては、破損検出装置３０に限らない。たとえば、図２に示した破損検出装置３０と同一構造の装置を、トップカット処理に先立つワークＷの位置異常検出にのみ用いる装置として設けてもよい。

・切断ユニットがワークＷを切断するときにおける切断箇所に位置する領域に存在する物体を感知するセンサとしては、所定領域Ａに向けて検出体を変位させることによって、検出体が物体に接触するか否かを感知するセンサに限らない。たとえば、図１２に示すように、所定領域Ａに物体が存在するか否かを非接触にて検出する非接触センサ８０であってもよい。非接触センサ８０は、所定領域Ａの外に配置すればよい。図１２に示すように、非接触センサ８０は、非接触センサ８０およびワークＷ間に間隔δの隔たりがある状態でワークＷの存在を感知する。

ワークＷが金属である場合、非接触センサ８０は、たとえば、センサコイルを備えてもよい。その場合、センサコイルに高周波磁束を発生させることによって、ワークＷに渦電流が生じる。渦電流の大きさは、センサコイルとワークＷとの距離に依存する。そして、渦電流の大きさに応じてセンサコイルのインピーダンスが変化することから、同インピーダンスを検出することによって、ワークＷとの位置を検出できる。したがって、ワークが所定領域Ａに存在するか否かを判定できる。なお、非接触センサ８０としては、これに限らない。たとえば、非接触センサ８０は、レーザ変位計であってもよい。またたとえば、非接触センサ８０は、近接センサであってもよい。

なお、上記実施形態およびその上記変更例では、いずれもセンサが刃物台２０に取り付けられる例を示したが、これに限らない。
・切断ユニットがワークＷを切断するときにおける切断箇所に位置する領域に存在する物体を感知するセンサとしては、上記実施形態および上記変更例に例示したセンサに限らない。たとえば、トップカット処理に伴ってバイト２２（１）に加わる負荷を検出するセンサであってもよい。このセンサは、たとえば、刃物台２０を変位させる際に刃物台２０に加わる負荷を検出することによって構成できる。ここで、刃物台２０の変位速度をモータによって所定速度に制御する場合には、モータの電流が負荷を示す。また、モータに所定の電圧を印加することによって刃物台２０を変位させる場合、変位速度または電流が負荷を示す。またたとえば、ワークＷの先端に接触する背面主軸を備え、主軸１４と背面主軸との間のトルク伝達の有無を検出するセンサであってもよい。この場合、トルク伝達がある場合にワークＷの位置が正常とする。

「切断ユニットについて」
・切断ユニットが、バイト２２であることは必須ではない。たとえば、図１３に示すように、レーザ加工機９０であってもよい。図１３において、レーザ加工機９０は、レーザノズル９２、集光系９４、および発振器９６を備える。発振器９６から出力される所定の周波数の電磁波が集光系９４を介してレーザノズル９２からレーザ光Ｌｅとして出力される。またたとえば、図１４に示すように、ウォータジェット加工機１００であってもよい。ウォータジェット加工機１００は、ウォータジェットノズル１０２、ウォータジェットヘッド１０４、および高圧ポンプ１０６を備える。高圧ポンプ１０６から出力される高圧の液体は、ウォータジェットヘッド１０４を介してウォータジェットノズル１０２からワークＷへと出力される。

「実行装置について」
実行装置としては、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態において実行される処理の少なくとも一部を実行するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成を備える処理回路を含んでいればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶する記憶装置等のプログラム格納装置とを備える処理回路。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える処理回路。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える処理回路。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置は、複数であってもよい。また、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

「制御装置について」
・フィーダ制御装置４２と加工制御装置５０とが別体であることは必須ではない。それらを一体化してもよい。

「そのほか」
・たとえば、制御プログラム５４ａを記憶する装置と、コードデータ群５４ｂを記憶する装置とが同一であることは必須ではない。またたとえば、制御プログラム５４ａおよびコードデータ群５４ｂを記憶する装置と、加工プログラム５６ａを記憶する装置とが別の装置であることは必須ではない。

１ …旋盤
１０…加工機
１２…ベッド
１４…主軸
１６…チャック
１８…ガイドブッシュ
２０…刃物台
２２…バイト
３０…破損検出装置
３２…検出棒
３４…被検出体
３６…接触センサ
３８…弾性体
４０…給材機
４０ａ…アクチュエータ
４０ｂ…先端検出センサ
４２…フィーダ制御装置
５０…加工制御装置

Claims (10)

1. 主軸、切断ユニット、センサ、および制御装置を備え、
   前記主軸は、棒状のワークを前記ワークの軸を回転中心として回転させる装置であり、
   前記切断ユニットは、前記ワークを、前記軸に直交する平面を切断面として切断するものであり、
   前記センサは、前記切断ユニットが前記ワークを切断するときにおける切断箇所に位置する領域に存在する物体を感知するセンサであり、
   前記制御装置は、前記ワークのトップカット工程以前に異常検出処理を実行可能に構成されており、
   前記異常検出処理は、前記センサの検出値に基づき、前記位置する領域に前記物体が存在しないと判定する場合、前記トップカット工程を行う段取りが整っていない異常である旨判定する処理を含む工作機械。
2. 前記制御装置は、リトライ処理を実行可能に構成され、
   前記リトライ処理は、前記異常検出処理により前記異常である旨判定される場合、前記ワークを所定方向に所定量だけ変位させる処理であり、
   前記所定方向は、前記ワークが前記切断ユニットにより切断されるのに先立って前記位置する領域に近づくように変位する方向であり、
   前記異常検出処理は、前記リトライ処理の後、前記センサの検出値に基づき、前記物体が存在するか否かを再度判定する処理を含む請求項１記載の工作機械。
3. 前記制御装置は、リトライ回数受付処理を実行するように構成され、
   前記リトライ回数受付処理は、インターフェースを介してユーザからリトライ回数を受け付ける処理であり、
   前記リトライ回数は、前記異常検出処理および前記リトライ処理の繰り返しの上限回数であり、
   前記制御装置は、前記リトライ処理を、前記リトライ回数を上限として、前記異常検出処理によって前記異常でない旨判定されるまで繰り返し可能に構成されている請求項２記載の工作機械。
4. 前記制御装置は、変位量受付処理を実行可能に構成され、
   前記変位量受付処理は、インターフェースを介してユーザから前記リトライ処理によって前記ワークを変位させる前記所定量を受け付ける処理であり、
   前記リトライ処理は、前記変位量受付処理によって受け付けられた前記所定量だけ前記ワークを変位させる処理を含む請求項２記載の工作機械。
5. 前記制御装置は、異常時処理を実行可能に構成され、
   前記異常時処理は、前記リトライ処理の完了後に前記異常検出処理によって前記異常である旨判定される場合、警告を発して前記切断ユニットおよび前記主軸を備える加工機を停止状態とする処理を含む請求項２記載の工作機械。
6. 前記切断ユニットは、突っ切りバイトを備え、
   前記センサは、前記突っ切りバイトが前記ワークを切断するときに位置する領域に存在する物体を感知するセンサであり、
   前記制御装置は、突っ切りバイト破損検出処理を実行可能に構成され、
   前記突っ切りバイト破損検出処理は、前記ワークの突っ切り工程の完了後に、前記センサによって前記位置する領域に前記物体が存在することが検知される場合、前記突っ切りバイトが破損した旨判定する処理を含む請求項１記載の工作機械。
7. 前記制御装置は、インターフェースを介してユーザから加工プログラムが入力可能に構成されて且つ、実行装置および記憶装置を備え、
   前記記憶装置には、複数のコードデータが記憶されており、
   前記加工プログラムは、前記ワークを加工すべく前記切断ユニットおよび前記主軸を備える加工機を制御するために前記実行装置に実行させる指令であって且つ、前記複数のコードデータのいくつかを選択的に組み合わせることによって構成され、
   前記複数のコードデータには、前記実行装置に前記異常検出処理を実行させるためのコードが含まれる請求項１記載の工作機械。
8. 前記センサは、検出体を備え、前記検出体の所定領域への変位に伴う前記所定領域における前記物体の有無に応じた信号を出力するセンサであり、
   前記所定領域は、前記位置する領域を含んだ領域である請求項１記載の工作機械。
9. 前記センサは、所定領域に存在する物体を非接触で感知するセンサであり、
   前記所定領域は、前記位置する領域を含んだ領域である請求項１記載の工作機械。
10. 請求項２記載の工作機械における前記各処理を実行する工程を有するワークの加工方法。

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