JP3827922B2 - 自動旋盤の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工プログラムに基づいて、複数の工具の中から1つの工具を順次選択して被加工物を所望の形状に加工するための自動旋盤の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図13〜図14を参照して、従来の自動旋盤、たとえばスイス型自動旋盤の構成について説明する。図13は、一般的な自動旋盤の一部を示す概念図であり、図14は、図13に示された自動旋盤の一部を被加工物の回転中心軸方向から見たときの概念図である。
【0003】
自動旋盤Lにおいて、被加工物100は、回転中心軸Jを中心に矢印A方向に回転駆動され、矢印B方向に移動可能となっている。被加工物100の外径dに対して若干大きい領域を加工領域Dと定め、この加工領域D内で、工具は、所定の加工速度で移動して被加工物100を加工するように設定されている。複数の工具が、回転中心軸Jに対して垂直に配置されており、たとえば工具101,102は、図13中に実線で示された退避位置から、加工指令にしたがって、それぞれ矢印E,F方向に移動するように設定されている。
【0004】
工具101,102は、加工領域Dに達するまで(図13において、実線で示された位置から二点鎖線で示された位置に達するまで)は、被加工物100の加工に無関係であることから、早送りされる。この早送り速度は、工具101,102それぞれに対して、予め加工プログラムにて設定されている。加工プログラムには、早送りの開始タイミングも設定されている。また、図14に示されるように、工具103が、工具101に近接して配置されており、この工具103も、工具101,102と同様に、退避位置から、加工指令にしたがって移動するように設定されており、加工領域Dに達するまでは、早送りされる。
【0005】
工具101は、図14に示されるように、工具ホルダー104によって保持されている。同様に、工具102は工具ホルダー105によって保持され、工具103は工具ホルダー106によって保持されている。各工具ホルダー104,105,106は、各工具101,102,103と共に移動する。
【0006】
次に、図15に基づいて、従来の自動旋盤の制御装置について説明する。図15は、従来の自動旋盤の制御装置の構成を示すブロック図である。
【0007】
自動旋盤Lの制御装置110は、数値制御部NCを含んでおり、所定の言語で表現される加工プログラムを入力する入力装置111、入力装置111から加工プログラムを読み込んで数値化する読み込み部112、加工プログラムを数値化された状態、及び実行順にタイミングテーブル状に記憶しておくための加工プログラム記憶部114を有する。
【0008】
ここで、加工プログラム記憶部114におけるタイミングテーブル状の記憶形態の一例を図16に基づいて説明する。加工プログラム記憶部114においては、工具101に関して、時間で示されるタイミングt0の時点で退避位置P0にあり、タイミングt1の時点で加工動作開始位置P1にあり、タイミングT1の時点まで加工動作開始位置P1に維持され、タイミングT2の時点で加工領域D内の位置P2にあることが記憶されている。
【0009】
読み込み部112には、干渉判定部113が接続されており、この干渉判定部113は、入力された加工プログラムが適性か否かを判断し、更に、加工プログラムにしたがって加工を進めても自動旋盤の機構の各可動部に干渉が生じないか否を判定する。干渉判定部113における判定結果は、入力装置111にフィードバックされる。なお、加工プログラム記憶部114には、干渉判定部113による干渉判定がなされ、干渉が生じないと判断された加工プログラムに関するデータが記憶される。
【0010】
加工プログラム記憶部114からは、記憶されている加工プログラムに記載されていた工具101,102,103の位置データや、被加工物100の回転データ、移動データなどが、プログラムの進行順にしたがって指令発生部115に送出される。
【0011】
指令発生部115は、受け入れた工具101,102,103の位置データや、被加工物100の回転データ、移動データなどを、対象となるモータの制御信号に変換する。また、指令発生部115は、実際の駆動タイミングを指定する基準タイミング発生部116からの基準タイミング信号を受け、基準タイミング信号の進行に合わせて制御信号を制御回路117に送出する。制御信号は、たとえば、所定のモータの駆動パルス信号などである。
【0012】
制御回路117は、フィードバック信号を主軸回転モータ119から受け取ると共に、入力された駆動パルス信号などの制御信号に対するズレを補正するように働き、駆動回路118へ駆動信号を出力する。主軸回転モータ119は被加工物100の回転駆動を行う。なお、図示を省略しているが、被加工物100のB方向への移動を行う主軸移動モータ120、工具101の進退を制御する第1工具移動モータ121、工具102の進退を制御する第2工具移動モータ122、工具103の進退を制御する第3工具移動モータ123から各種のフィードバック信号を出力させ、制御回路117、あるいは、駆動回路118などへ入力させることは任意に行うことができる。
【0013】
駆動回路118は、主軸回転モータ119、主軸移動モータ120、第1工具移動モータ121、第2工具移動モータ122、第3工具移動モータ123への励磁電流を制御するなどして、実際に各モータ119,120,121,122,123の駆動を行う。
【0014】
次に、図17〜図24に基づいて、上述したような構成の自動旋盤による、加工の工程を説明する。
【0015】
まず、図17は、被加工物100から形成品107を工具102で切り離している「突っ切り加工工程」を示している。工具102は、2点鎖線に示す加工動作開始位置から所定の加工速度で矢印F11方向に進行する。工具101は、退避位置P0(図13又は図14参照)にある。そして、図18に示されるように、工具102が矢印F12方向に進行し、形成品107の切り離しが完成する。ここでも、工具101は、移動せず、退避位置P0にある。
【0016】
次に、図19は、次の加工工程を実施するための初期位置出しを行ったところを示している。工具102は、矢印F13方向に進行して、加工領域Dの終了端に位置する。次の加工工程に関わる工具101は、早送り速度で矢印E11方向に進行して加工領域Dの開始端P1(図13又は図14参照)に位置する。被加工物100は、矢印B11方向に進行して加工領域Dの開始端に位置する。このような初期位置出しの完了は、最も時間のかかるものに合わせられ、速く到達したものは、到達位置で待機することになる。
【0017】
次に、図20は、工具101による「荒加工工程」の開始直前状態を示している。工具101は、矢印E12方向に進行して、実際の加工動作の開始直前位置に達する。被加工物100は、矢印B12方向に進行して実際の加工動作の開始直前位置に達する。図21は、工具101による「荒加工工程」の終了状態を示している。被加工物100は、矢印B13方向に進行して実際の加工動作の終了位置に達する。工具101は、矢印E13方向に加工プログラムにしたがって時間経過と共に進行する。
【0018】
次に、図22は、次の工具103による「仕上げ加工工程」を実施するための初期位置出しを行ったところを示している。工具103は、早送り速度で矢印G11方向に進行して加工領域Dの開始端に達する。被加工物100は、矢印B14方向に進行して加工領域Dの開始端に位置する。工具101は、矢印E14方向に、加工領域D内では所定の切削速度で、加工領域Dを出たところでは早送り速度で戻る。
【0019】
次に、図23は、工具103による「仕上げ加工工程」の開始直前状態を示している。工具103は、矢印G12方向に進行して、実際の加工動作の開始直前位置に達する。被加工物100は、矢印B15方向に進行して実際の加工動作の開始直前位置に達する。
【0020】
最後に、図24は、工具103による「仕上げ加工工程」の終了状態を示している。被加工物100は、矢印B16方向に進行して実際の加工動作の終了位置に達する。工具103は、矢印G13方向に加工プログラムにしたがって時間経過と共に進行する。工具102は、加工領域Dの終了端に位置した状態(図19で示された状態)で、そのまま待機させられている。この後、工具103は、工具101との干渉を避けるため、最も退いた退避位置へ戻ると共に、図17で示された、工具102による「突っ切り加工工程」に戻ることが可能となる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の一般的な自動旋盤の制御装置では、加工プログラムにしたがって、選択指令された工具を加工動作開始位置に移動させ待機させて、加工の開始タイミングを待って加工動作をさせる。工具の加工動作開始位置への移動は、あらかじめ加工プログラムで指令される早送り速度で行われる。これは、実際の加工に関与しない工具移動の時間を短縮するために行われる。
【0022】
しかしながら、このような方法では、工具を移動させるボールスクリューなどの工具移動機構の早送り動作で使用する部分と加工動作で使用する部分とに、速度差に伴う摩耗量の違いが生じて、特に、早送り動作部分では、摩耗が激しくなる。このため、工具移動機構の稼働時間が長いほど、加工開始近傍では工具送りにガタつきが生じやすい。早送り速度が大きい程、停止時の残留振動も長く続きやすく、ガタつきがあると振動はいっそう助長され、工具による被加工物の加工精度が低下することになる。
【0023】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、被加工物の加工時間を増やすことなく、被加工物の加工精度の低下を抑制することが可能な自動旋盤の制御装置を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動旋盤の制御装置は、加工プログラムに基づいて、複数の工具を同時に移動させると共に当該複数の工具の中から1つの工具を順次加工動作させて被加工物を所望の形状に加工するための自動旋盤の制御装置であって、加工プログラムを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された加工プログラムに基づいて、工具の移動データを編集する編集手段と、編集手段によって編集された移動データに基づいて、工具の移動動作を制御する制御手段と、を備え、加工プログラムは、少なくとも第1工具による第1加工工程を指令するためのプログラムと、第1加工工程に連続して実施される第2工具による第2加工工程を指令するためのプログラムとを含んでおり、編集手段は、第1加工工程に連続して実施される第2加工工程に先立って被加工物と第2工具とを第2加工工程における夫々の加工動作開始位置に到達させるときに、少なくとも第2工具が、対応する加工動作開始位置に加工プログラムによって予め指令された加工動作タイミングにて到達すると共に、加工プログラムによって予め指令された速度よりも遅くされた所定の速度で到達するように、第2工具の移動開始タイミングを求めて、第2工具が被加工物及び第1工具と干渉しないように移動開始タイミングと所定の速度とを移動データとして確定することを特徴とする。
【0025】
本発明に係る自動旋盤の制御装置では、上述した編集手段により、第1加工工程と第2加工工程との間において、第2工具を加工動作開始位置に移動、到達させる際に、第2工具の移動速度が加工プログラムで予め指令された速度よりも遅くされた所定の速度に変更されることになる。これにより、従来の技術において第2工具の早送りにより生じていた、工具移動機構の早送り動作で使用する部分での摩耗が低減され、また、加工動作開始位置近傍での早送り動作から加工動作に切り換わる際の第2工具の残留振動が低減され、加工動作開始位置近傍での第2工具の動作が安定し、被加工物の加工精度の低下を抑制することができる。なお、編集手段では、少なくとも第2工具が、対応する加工動作開始位置に加工プログラムによって予め指令された加工動作タイミングにて到達すると共に、加工プログラムによって予め指令された速度よりも遅くされた所定の速度で到達するように、第2工具の移動開始タイミングを求めるので、被加工物を所望の形状に加工するのに必要とする加工時間の増加が抑制される。
【0026】
また、編集手段にて確定される所定の速度は、加工プログラムにより指令される第2加工工程における加工動作開始位置からの第2工具の加工用移動速度であることが好ましい。このように、編集手段にて確定される所定の速度が、加工プログラムにより指令される第2加工工程における加工動作開始位置からの第2工具の加工用移動速度であることにより、第2工具の加工動作開始位置までの移動速度を簡易且つ容易に求めることができる。また、第2工具は加工用移動速度にて加工動作開始位置に進入してそのまま第2加工工程を実施するので、第2工具の動作がより一層安定することになり、加工精度を更に向上することができる。
【0027】
また、編集手段は、第2工具を移動開始タイミングにて移動開始させてから対応する加工動作開始位置に到達させるまでの間に、第2工具が被加工物及び第1工具と干渉するか否かを判断し、干渉しないと判断した場合には移動開始タイミングと所定の速度とを移動データとして確定し、干渉すると判断した場合には、第2工具が被加工物及び第1工具と干渉しないように、第2工具が加工動作タイミングでは加工動作開始位置に到達しているように第2工具の移動開始タイミングを求めて、移動開始タイミングと加工プログラムによって予め指令された速度とを移動データとして確定することが好ましい。このように、編集手段が、第2工具を移動開始タイミングにて移動開始させてから対応する加工動作開始位置に到達させるまでの間に、第2工具が被加工物及び第1工具と干渉するか否かを判断し、干渉しないと判断した場合には移動開始タイミングと所定の速度とを移動データとして確定することにより、第2工具が被加工物及び第1工具と干渉するのを確実に防ぐことができる。また、干渉の発生を防止することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による自動旋盤の制御装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【0029】
図1は、本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態において用いる自動旋盤(たとえば、スイス型自動旋盤)は、図13及び図14に示される、一般的な自動旋盤と同様の構成であり、その説明については省略する。ここで、工具101と工具102との関係において、工具102が各請求項における第1工具を構成し、工具101が第2工具を構成している。また、工具101と工具103との関係において、工具101が各請求項における第1工具を構成し、工具103が第2工具を構成している。
【0030】
この自動旋盤の制御装置1は、数値制御部NC1を含んでおり、所定の言語で表現される加工プログラムを入力する入力装置11、入力装置11から加工プログラムを読み込んで数値化する読み込み部12、加工プログラムを数値化された状態、及び実行順にタイミングテーブル状に記憶しておくための記憶手段としての加工プログラム記憶部14を有する。上述した加工プログラムには、工具102による加工工程を指令するためのプログラムと、工具102による加工工程に連続して実施される工具101による加工工程を指令するためのプログラムと、工具101による加工工程に連続して実施される工具103による加工工程を指令するためのプログラムと、が含まれている。
【0031】
加工プログラム記憶部14におけるタイミングテーブル状の記憶形態は、図16に示された従来のものと同様である。すなわち、加工プログラム記憶部14においては、工具101に関して、時間で示されるタイミングt0の時点で退避位置P0にあり、タイミングt1の時点で加工動作開始位置P1にあり、タイミングT1の時点まで加工動作開始位置P1に維持され、タイミングT2の時点で加工領域D内の位置P2にあることが記憶されている。
【0032】
読み込み部12には、干渉判定部13が接続されており、この干渉判定部13は、入力された加工プログラムが適性か否かを判断し、更に、加工プログラムにしたがって加工を進めても自動旋盤の機構の各可動部に干渉が生じないか否を判定する。干渉判定部13における判定結果は、入力装置11にフィードバックされる。なお、加工プログラム記憶部14には、干渉判定部13による干渉判定がなされ、干渉が生じないと判断された加工プログラムに関するデータが確定され、記憶される。
【0033】
加工プログラム記憶部14からは、記憶されている加工プログラムに記載されていた工具101,102,103の位置データや、被加工物100の回転データ、移動データなどが、プログラムの進行順にしたがって指令発生部15に送出される。
【0034】
また、加工プログラム記憶部14から、記憶されている加工プログラムに記載されていた工具101,102,103の位置データや、被加工物100の回転データ、移動データなどの各種データが一旦、編集部21に送出される。編集部21では、これらの各種データを移動データ編集部22によって編集し直し、たとえば図2に示すようなタイミングテーブルに変換し、記憶する。ここで、編集部21は、各請求項における編集手段を構成している。
【0035】
移動データ編集部22においては、たとえば工具101に関して、時間で示されるタイミングT0の時点で退避位置P0にあり、タイミングT1の時点で加工動作開始位置P1にあり、タイミングT2の時点で加工領域D内の位置P2にあることが記憶される。編集部21は、移動データ編集部22において記憶されたこれらのデータを、加工に関わるタイミングT0,T1,T2,…の進行順にしたがって指令発生部15に送出できるように指令発生部15に接続されている。
【0036】
ところで、近接して配置されている工具101、工具103、工具ホルダー104、工具ホルダー106は、被加工物100方向に移動するときに、加工領域Dに達するまでに、あるいは、加工領域D内において干渉する場合がある。すなわち、工具101は、退避位置P0から加工動作開始位置P1に移動する工程で、あるいは、更に加工動作開始位置P1から加工領域D内に進んだ状態で、工具ホルダー106に干渉する場合が考えられる。また、工具ホルダー104は、退避位置P0から加工動作開始位置P1に移動する工程で、あるいは、更に加工動作開始位置P1から加工領域D内に進んだ状態で、工具ホルダー106に干渉する場合も考えられる。
【0037】
このため、編集部21は、干渉チェック部23を有している。この干渉チェック部23は、移動データ編集部22にて編集した図2に示すようなタイミングテーブルにしたがって加工を進めた場合に、自動旋盤の機構の各可動部に干渉が生じるか否かを判定する。干渉チェック部23における判定結果は、移動データ編集部22にフィードバックされる。なお、移動データ編集部22にて記憶されるデータは、干渉チェック部23による干渉判定がなされ、干渉が生じないと判断されたデータが記憶される。
【0038】
指令発生部15は、加工プログラム記憶部14及び編集部21から送られてきた、工具101,102,103の位置データや、被加工物100の回転データ、移動データなどを、対象となるモータの制御信号に変換する。また、指令発生部15は、実際の駆動タイミングを指定する基準タイミング発生部116からの基準タイミング信号を受け、基準タイミング信号の進行に合わせて制御信号を制御回路117に送出する。制御信号は、たとえば、所定のモータの駆動パルス信号などである。
【0039】
制御回路117は、フィードバック信号を主軸回転モータ119から受け取ると共に、入力された駆動パルス信号などの制御信号に対するズレを補正するように働き、駆動回路118へ駆動信号を出力する。主軸回転モータ119は被加工物100の回転駆動を行う。なお、図示を省略しているが、被加工物100のB方向への移動を行う主軸移動モータ120、工具101の進退を制御する第1工具移動モータ121、工具102の進退を制御する第2工具移動モータ122、工具103の進退を制御する第3工具移動モータ123から各種のフィードバック信号を出力させ、制御回路117、あるいは、駆動回路118などへ入力させることは任意に行うことができる。
【0040】
駆動回路118は、主軸回転モータ119、主軸移動モータ120、第1工具移動モータ121、第2工具移動モータ122、第3工具移動モータ123への励磁電流を制御するなどして、実際に各モータ119,120,121,122,123の駆動を行う。
【0041】
次に、移動データ編集部22にて実行される移動開始タイミングの算出処理動作について、図3に基づいて説明する。
【0042】
まず、S101にて、新しく選択された工具(たとえば、工具101)の現在位置P0と加工動作開始位置P1の入力を行う。続くS103では、工具の加工用移動速度の指定値Vの入力を行う。ここで、工具の加工用移動速度の指定値Vは、加工プログラムにて指令された加工動作開始位置からの工具の加工用移動速度である。
【0043】
新しく選択された工具の現在位置P0、加工動作開始位置P1、及び、工具の加工用移動速度の指定値Vの入力が終わると、S105に進み、下記の(1)式に基づいて、現在位置P0から加工動作開始位置P1までの工具の移動所要時間Tを求める。
T=(P0−P1)/V ……… (1)
【0044】
工具の移動所要時間Tが求まると、S107に進み、下記の(2)式に基づいて、移動開始タイミングとして、基準タイミング上における工具の移動開始時刻T0を算出する。
T0=T1−T ……… (2)
ここで、T1は、基準タイミング上における工具の加工開始時刻、すなわち、加工プログラムにて指令された、工具が加工動作開始位置P1から加工領域D内に移動開始する時刻である。このように算出された移動開始時刻T0は、移動データ編集部22にてタイミングテーブル(図2参照)に記憶されることになる。
【0045】
図4は、移動データ編集部22におけるタイミングテーブルに記憶されたデータの内容と、加工プログラム記憶部14におけるタイミングテーブルに記憶されたデータの内容とを、タイムチャートにして示した線図である。横軸は、時間軸であり、基準タイミング時刻を示し、縦軸は、工具101の位置を示している。また、移動データ編集部22におけるタイミングテーブルに記憶されたデータの内容は実線で表し、加工プログラム記憶部14におけるタイミングテーブルに記憶されたデータの内容は破線で表している。
【0046】
このタイムチャートから明らかなように、実線で示される工具101の軌跡は、タイミングT0、T1、T2に渡って、直線状である。すなわち、タイミングT0〜T1の早送り領域の移動速度とタイミングT1〜T2の加工領域Dの移動速度とは同じ値であり、このようになるように、上述した移動開始タイミングの算出処理動作にしたがってタイミングT0が決められる。一方、破線で示される工具101の軌跡では、タイミングT0より遅い時刻となるタイミングt0からスタートして、タイミングt1で一旦停止、すなわち、早送り速度で移動して停止した後、タイミングT1の到来まで待機し、その後は、加工のために実線と同じ軌跡を通る。
【0047】
次に、図5〜図12に基づいて、本実施形態の自動旋盤による、加工工程の一例を説明する。
【0048】
まず、図5は、被加工物100から形成品107を工具102で切り離している「突っ切り加工工程」を示している。工具102は、2点鎖線に示す加工動作開始位置から所定の加工速度で矢印F1方向に進行する。工具101は、退避位置P0(図13又は図14参照)にある。そして、図6に示されるように、工具102が矢印F2方向に進行し、形成品107の切り離しが完成する。工具102が矢印F2方向に進行する間に、工具101は、既に退避位置から矢印E1方向に進行している。移動開始タイミングT0は、上述した移動開始タイミングの算出処理動作によって算出される。進行(移動)速度は、工具101の加工用移動速度とされている。
【0049】
次に、図7は、次の加工工程を実施するための初期位置出しを行ったところを示している。次の加工工程に関わる工具101は、加工領域D内における工具101の加工用移動速度V1で矢印E2方向に進行して、加工領域Dの開始端P1(図13又は図14参照)に達する。これと同時に、被加工物100は矢印B1方向に進行して加工領域Dの開始端に位置する。なお、工具102は、矢印F3方向に進行継続している。
【0050】
次に、図8は、工具101による「荒加工工程」の開始直前状態を示している。工具101は、工具101の加工用移動速度V1で矢印E3方向に進行継続して、実際の加工動作の開始直前位置に達する。これと同時に、被加工物100は、矢印B2方向に進行して実際の加工動作の開始直前位置に達する。工具102は、加工領域Dの開始端に達している。図9は、工具101による「荒加工工程」の終了状態を示している。被加工物100は、矢印B3方向に進行して実際の加工動作の終了位置に達する。この間、工具101は、矢印E4方向に加工プログラムにしたがって時間経過と共に進行する。工具102は、加工領域Dの開始端に位置したままである。
【0051】
次に、図10は、次の工具103による「仕上げ加工工程」を実施するための初期位置出しを行ったところを示している。工具103は、加工領域D内における工具103の加工用移動速度V2で矢印G1方向に進行して、加工領域Dの開始端に達する。これと同時に、被加工物100は、矢印B4方向に進行して実際の加工動作の開始直前位置に達する。工具101は、工具101の加工用移動速度V1で矢印E5方向に戻る。
【0052】
次に、図11は、工具103による「仕上げ加工工程」の開始直前状態を示している。工具103は、工具103の加工用移動速度V2で矢印G2方向に進行継続して、実際の加工動作の開始直前位置に達する。これと同時に、被加工物100は、矢印B5方向に進行して実際の加工動作の開始直前位置に達する。
【0053】
最後に、図12は、工具103による「仕上げ加工工程」の終了状態を示している。被加工物100は、矢印B6方向に進行して実際の加工動作の終了位置に達する。この間、工具103は、矢印G3方向に加工プログラムにしたがって時間経過と共に進行する。工具102は、加工領域の終了端に位置した状態(図9で示された状態)で、そのまま待機させられている。この後、工具103は、工具101との干渉を避けるため、最も退いた退避位置へ戻ると共に、図5で示された、工具102による「突っ切り加工工程」に戻ることが可能となる。
【0054】
なお、図5においては、工具102が2点鎖線で示す加工開始位置にあるところから説明した。これは、図14に示されるように、工具102が他の工具101,103から離れている位置にあり、工具102が2点鎖線で示す加工開始位置にあっても干渉する恐れがないためである。このような配置がとれない場合には、工具102を最も退いた位置からスタートさせなければならない。この場合では、工具102の移動開始タイミングは、他の工具101,103と同様に、移動を開始してから工具102の突っ切り加工の完了時刻にあわせて突っ切り加工用の移動速度で移動が完了するように算出される。なお、工具102の移動開始タイミングは、図3に示す算出処理動作により求めることができ、工具102の移動速度は、加工プログラムで指令されている工具102による突っ切り加工用の移動速度となる。
【0055】
このようにして求められた工具102の移動開始タイミングを基にして工具102を移動させた際に、他の工具101,103と干渉する恐れがある場合には、このような移動開始タイミングの補正を行うことができない。したがって、この場合には、加工プログラムで指令されている移動開始タイミングで移動するか、求められた移動開始タイミングと加工プログラムで指令されている移動開始タイミングとの間にあって干渉しない適切なタイミングを再設定することが考えられる。
【0056】
また、本実施形態では、加工動作開始位置を一律に被加工物100の外径より大きい加工領域Dの位置としたが、これに限られることなく、各工具101,102,103それぞれに、工具や形成品107の大きさに合わせて設定してもよい。
【0057】
このように、本実施形態においては、編集部21(移動データ編集部22)により、連続する二つの加工工程の間において、後に実施される加工工程にて選択される工具101,103を加工動作開始位置に移動、到達させる際に、この工具101,103の移動速度が加工プログラムで予め指令された速度よりも遅くされた所定の速度に変更されることになる。これにより、従来の技術において工具101,103の早送りにより生じていた、工具移動機構の早送り動作で使用する部分での摩耗が低減され、また、加工動作開始位置近傍での早送り動作から加工動作に切り換わる際の工具101,103の残留振動が低減され、加工動作開始位置近傍での工具101,103の動作が安定し、被加工物100の加工精度の低下を抑制することができる。
【0058】
編集部21(移動データ編集部22)では、後に実施される加工工程にて選択される工具101,103が、対応する加工動作開始位置に加工プログラムによって予め指令された加工動作タイミングにて到達すると共に、加工プログラムによって予め指令された速度よりも遅くされた所定の速度で到達するように、工具101,103の移動開始タイミングを求めるので、被加工物100を所望の形状に加工するのに必要とする加工時間の増加が抑制される。
【0059】
特に、本実施形態においては、連続する二つの加工工程に関して、先の加工工程(たとえば、工具102による加工工程)が完了する前に、後の加工工程(たとえば、工具101による加工工程)を開始する、すなわち先の加工工程にて選択される工具(たとえば、工具102)が加工領域Dから後退したときに、後の加工工程にて選択される工具(たとえば、工具101)がその退避位置から移動を開始するので、被加工物100を所望の形状に加工するのに必要とする総加工時間を短縮することができる。
【0060】
また、編集部21(移動データ編集部22)にて確定される所定の速度は、加工プログラムにて指令された加工動作開始位置からの工具101,103の加工用移動速度であることにより、工具101,103の加工動作開始位置までの移動速度を簡易且つ容易に求めることができる。また、工具101,103は加工用移動速度にて加工動作開始位置に進入してそのまま加工工程を実施するので、工具101,103の動作がより一層安定することになり、加工精度を更に向上することができる。
【0061】
また、干渉チェック部23が、移動データ編集部22にて編集した図2に示すようなタイミングテーブルにしたがって加工を進めた場合に、自動旋盤の機構の各可動部に干渉が生じるか否かを判定し、干渉が生じないと判断されたデータが確定されて移動データ編集部22にて記憶されので、工具101,103が被加工物100及び工具102と干渉するのを確実に防ぐことができる。
【0062】
また、加工前に、工具101,103を加工用の移動速度で移動させて位置決めするとき、その位置決めタイミングと同時に被加工物100の位置決めが行われるように被加工物100の移動速度を補正可能ならば、高速で被加工物100を移動させて、工具101,103の到達まで被加工物100を待機させておくというような不必要な動作が解消され、被加工物100の移動用駆動源の負荷を削減させることも可能となる。
【0063】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、上述した「突っ切り加工工程」、「荒加工工程」、「仕上げ加工工程」以外の加工工程を実施する場合においても本発明は適用可能である。
【0064】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、被加工物の加工時間を増やすことなく、被加工物の加工精度の低下を抑制することが可能な自動旋盤の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に含まれる、移動データ編集部でのタイミングテーブルの構成を説明するための図表である。
【図3】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に含まれる、移動データ編集部ににて実行される移動開始タイミングの算出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】図2に示されたタイミングテーブルに記憶されたデータの内容を、タイムチャートにして示した線図である。
【図5】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図6】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図7】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図8】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図9】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図10】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図11】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図12】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図13】一般的な自動旋盤の一部を示す概念図である。
【図14】一般的な自動旋盤の一部を示す概念図である。
【図15】従来の自動旋盤の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図16】従来の自動旋盤の制御装置に含まれる、加工プログラム記憶部でのタイミングテーブルの構成を説明するための図表である。
【図17】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図18】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図19】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図20】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図21】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図22】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図23】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【図24】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程の一例を説明する図である。
【符号の説明】
1,110…制御装置、14,114…加工プログラム記憶部、21…編集部、22…移動データ編集部、23…干渉チェック部、100…被加工物、101,102,103…工具、107…形成品、L…自動旋盤、NC1,NC…数値制御部。
Claims (3)
- 加工プログラムに基づいて、複数の工具を同時に移動させると共に当該複数の工具の中から1つの工具を順次加工動作させて被加工物を所望の形状に加工するための自動旋盤の制御装置であって、
前記加工プログラムを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記加工プログラムに基づいて、前記工具の移動データを編集する編集手段と、
前記編集手段によって編集された前記移動データに基づいて、前記工具の移動動作を制御する制御手段と、を備え、
前記加工プログラムは、少なくとも第1工具による第1加工工程を指令するためのプログラムと、前記第1加工工程に連続して実施される第2工具による第2加工工程を指令するためのプログラムとを含んでおり、
前記編集手段は、前記第1加工工程に連続して実施される前記第2加工工程に先立って前記被加工物と前記第2工具とを前記第2加工工程における夫々の加工動作開始位置に到達させるときに、少なくとも前記第2工具が、対応する前記加工動作開始位置に前記加工プログラムによって予め指令された加工動作タイミングにて到達すると共に、前記加工プログラムによって予め指令された速度よりも遅くされた所定の速度で到達するように、前記第2工具の移動開始タイミングを求めて、前記第2工具が前記被加工物及び前記第1工具と干渉しないように前記移動開始タイミングと前記所定の速度とを前記移動データとして確定することを特徴とする自動旋盤の制御装置。 - 前記編集手段にて確定される前記所定の速度は、前記加工プログラムにより指令される前記第2加工工程における前記加工動作開始位置からの前記第2工具の加工用移動速度であることを特徴とする請求項1に記載の自動旋盤の制御装置。
- 前記編集手段は、
前記第2工具を前記移動開始タイミングにて移動開始させてから対応する前記加工動作開始位置に到達させるまでの間に、前記第2工具が前記被加工物及び前記第1工具と干渉するか否かを判断し、
干渉しないと判断した場合には、前記移動開始タイミングと前記所定の速度とを前記移動データとして確定し、
干渉すると判断した場合には、前記第2工具が前記被加工物及び前記第1工具と干渉しないように、前記加工プログラムによって指令された移動開始タイミングに基づいて新たな移動開始タイミングを求めて、当該移動開始タイミングと前記加工プログラムによって予め指令された前記速度とを前記移動データとして確定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の自動旋盤の制御装置。
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