JP4047986B2

JP4047986B2 - 数値制御方法および装置

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Publication number: JP4047986B2
Application number: JP31369898A
Authority: JP
Inventors: 直己菅原; 英紀武富
Original assignee: 森精機興産株式会社
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: JP2000141164A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刃物台の旋回割り出し可能なタレットに回転工具装着部と固定工具装着部とを配置したターニングセンタ等の工作機械を制御するための数値制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターニングセンタ等の工作機械において、刃物台に旋回割り出し可能なタレットを備え、タレットの周辺部に取り付けられた複数の工具を適宜割り出して加工を行うことは普通に行われている。このときの所望の工具を加工位置に割り出すための工具選択指令は、通常、タレットの所望の工具装着面を指定するための面割り出し番号と、工具を指定する工具番号とを含むものである。指定した工具装着面に指定した工具が装着されていない場合は、自動工具交換装置により工具交換が行われて指定の工具装着面に指定の工具が装着され、その工具が加工位置に割り出される。
【０００３】
ただし、加工位置の工具の角度は、通常は決められた固定の角度である。加工位置の工具の角度を変更可能なものとしては、特開平１０−６１７８号公報に記載されたような技術がある。これは、工具の装着面の番号と傾斜角度を合わせて指定することにより、指定した装着面の工具を基本位置からさらに指定した角度だけ傾斜させることができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような角度指定による工具の角度を変更するものは、工具を任意の角度位置に傾斜させることができるという利点はあるが、工具を垂直、水平の２方向あるいは３方向にのみ変更するという場合には、かえって角度指定が煩わしく、ＮＣ加工プログラムのＮＣ指令のパラメータも複雑となり、プログラム上のミスも生じやすくなる。また、工具の方向を変更すると、工具の刃先の基準位置からのオフセット量の各座標成分が変化するため、工具の刃先位置を再計測したりする必要も生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、工具を垂直、水平位置に簡単に割り出して加工を行うことが可能であり、また、工具の割り出し方向に応じて刃先のオフセット量の各座標成分を自動的に計算して求めることが可能な数値制御方法および装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の数値制御方法は、回転している工作物に対して加工を行う固定工具を着脱可能に装着する固定工具装着部と、回転することによって工作物に加工を行う回転工具を着脱可能に装着する回転工具装着部とを有するタレットが割り出し可能に設けられた刃物台を備えた工作機械を制御する数値制御方法であって、前記タレットを割り出して工具を選択する工具選択指令を、面割り出し番号と工具番号とを含むものとし、同一の工具装着部の複数の異なる角度状態に対して異なる面割り出し番号を割り当てておき、前記面割り出し番号により、前記固定工具装着部と前記回転工具装着部のいずれかを選択するとともに、選択した工具装着部の角度を選択し、前記工具番号により、前記選択した工具装着部に装着する工具を選択するものである。
【０００７】
また、上記の数値制御方法において、前記固定工具装着部または前記回転工具装着部に装着した前記固定工具または前記回転工具の刃先位置の所定の基準位置からのオフセット量を工具補正値として工具ごとに記憶しておき、前記工具番号によって選択された工具の前記工具補正値を、前記面割り出し番号によって選択された工具装着部の角度に応じて変換して新たな工具補正値とすることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の数値制御装置は、回転している工作物に対して加工を行う固定工具を着脱可能に装着する固定工具装着部と、回転することによって工作物に加工を行う回転工具を着脱可能に装着する回転工具装着部とを有するタレットが割り出し可能に設けられた刃物台を備えた工作機械を制御する数値制御装置であって、前記タレットを割り出し動作させるための割り出し駆動モータと、前記固定工具装着部または前記回転工具装着部に装着される工具の刃先位置の所定の基準位置からのオフセット量を工具補正値として工具ごとに記憶している工具補正メモリと、工具を選択するための工具選択指令によって、前記割り出し駆動モータを駆動して、前記タレットの前記固定工具装着部または前記回転工具装着部を、前記工作機械の主軸の軸線と平行な方向またはこの主軸の軸線と直交する方向に割り出すとともに、前記固定工具装着部または前記回転工具装着部に装着した工具に対する前記工具補正値を前記割り出し方向に応じて変換する制御を行う工具制御手段とを有する。そして、前記工具選択指令は、面割り出し番号と工具番号とを含むとともに、同一の工具装着部の複数の異なる角度状態に対して異なる面割り出し番号が割り当てられたものであり、工具制御手段は、前記面割り出し番号により、前記固定工具装着部と前記回転工具装着部のいずれかを選択するとともに、選択した工具装着部の角度を選択し、前記工具番号により、前記選択した工具装着部に装着する工具を選択するものである。
【０００９】
また、上記の数値制御装置において、前記工具選択指令は、前記回転工具装着部の割り出しと、前記固定工具装着部の割り出しとを判別可能な指令であることが好ましい。
【００１０】
また、上記の数値制御装置において、前記工作機械が正面主軸と背面主軸の二つの主軸を有するものであり、前記工具選択指令は、前記正面主軸側への割り出しと前記背面主軸側への割り出しとを判別可能な指令であることが好ましい。
【００１１】
また、上記の数値制御装置において、前記タレットは、前記固定工具装着部と前記回転工具装着部とが１８０度異なる方向に設けられたものであり、前記回転工具装着部は、その中心軸線と前記タレットの旋回割出し中心線がほぼ交差するように配置されたものであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用する工作機械としてのターニングセンタの加工領域を示す概略図である。このターニングセンタには、正面主軸（メイン主軸）３８ｂと背面主軸（サブ主軸）３９ｂの二つの主軸が設けられている。正面主軸３８ｂは正面主軸台（図示せず）に回転可能に支持されている。また、背面主軸３９ｂ背面主軸台（図示せず）に回転可能に支持されている。
【００１３】
正面主軸３８ｂの先端には正面側チャック３８ａが設けられており、背面主軸３９ｂの先端には背面側チャック３９ａが設けられている。正面主軸３８ｂ、背面主軸３９ｂは、各々、主軸駆動モータによって回転制御される。正面主軸３８ｂの軸線と、背面主軸３９ｂの軸線は平行であり、これらの主軸の軸線と平行な方向の制御軸をＺ軸とする。また、Ｚ軸方向と直交する方向の制御軸をＸ軸とする。
【００１４】
ターニングセンタの刃物台は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動可能であり、旋回割り出し可能なタレット４１を備えている。図１では、タレット４１の旋回軸４２はＸ軸、Ｚ軸の両者に直交する方向（Ｙ軸方向）に軸線が向くように設けられている。タレット４１は、回転工具装着部４３と固定工具装着部４４とを備えている。回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣと固定工具装着部４４の中心軸線ＦＣとは、互いに平行に設けられている。また、回転工具装着部４３と固定工具装着部４４とは１８０度反対方向に向けて設けられている。
【００１５】
また、回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣとタレット４１の旋回軸４２の中心軸線は交差している。そのため、工具の背面側の工作物に対する接近性が向上する。タレット４１をその旋回軸４２を中心にして旋回させることにより、回転工具装着部４３および固定工具装着部４４を任意の角度位置に位置決めすることができる。ただし、よく使われるのはそれらの装着部の軸線をＺ軸に平行にする場合とＸ軸に平行にする場合である。
【００１６】
このターニングセンタでは、正面側チャック３８ａに工作物Ｗ１を把持し、背面側チャック３９ａに工作物Ｗ２を把持して、正面側と背面側の加工を連続して行うことができる。固定工具装着部４４は、固定工具ＢＴ（例えば、バイト等をツールシャンクに取り付けた工具）を着脱自在に装着することができる。固定工具装着部４４は、回転している工作物に対して加工を行う固定工具専用である。
【００１７】
回転工具装着部４３は、工具自体が回転して工作物に加工を行う回転工具ＲＴ（例えば、ミーリング工具等をツールシャンクに取り付けた工具）を着脱自在に装着することができ、また、装着した回転工具ＲＴを回転駆動することができる。さらに回転工具装着部４３の近傍には固定工具ＢＴ用の回り止めが設けられており、固定工具ＢＴも回転工具装着部４３に装着して加工を行うことができる。なお、ドリル、タップ等をツールシャンクに取り付けた工具は、回転工具ＲＴとしても固定工具ＢＴとしても使用されることがある。
【００１８】
回転工具装着部４３、固定工具装着部４４への工具の着脱は、図示しない自動工具交換装置（ＡＴＣ）によって行う。図１は、回転工具装着部４３に固定工具ＢＴを装着して、背面側チャック３９ａに把持した工作物Ｗ２の背面加工を行う様子を示している。
【００１９】
図２は、ターニングセンタを制御する数値制御装置（ＮＣ装置）１の構成を示すブロック図である。ＮＣ装置１としては、ＮＣ専用機や、個人用小型コンピュータ（以下、パソコンという）の拡張スロットにサーボモータの制御、シーケンス制御等を行うＮＣボード等を装備して数値制御機能とパソコン機能とを有するいわゆるパソコンＮＣ装置が使用できる。ＮＣ装置１には、種々のデータ処理を行う情報処理手段としてのＣＰＵ１１が設けられており、ＣＰＵ１１にはバス１２を介してＲＯＭ１３およびＲＡＭ１４が主記憶装置として接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に記憶されているシステムプログラムおよびデータと、ＲＡＭ１４にロード（メモリ中に読み込むこと）されたプログラムおよびデータに従って動作する。このようにＲＡＭ１４にロードされるプログラムとしては、基本プログラムであるＯＳ（オペレーティング・システム）や数多くの種類があるＮＣ指令の各ＮＣ指令に応じた処理を行うＮＣ指令処理プログラム１４１、ＮＣ指令の中でも特に工具選択、工具交換の制御に関連するＮＣ指令の処理を行うＴコード処理プログラム１４２、表示手段１８に対して文字や図形の表示を行う表示制御プログラム等がある。
【００２１】
さらに、ＣＰＵ１１にはバス１２を介してＮＣ加工プログラムメモリ１５、工具補正メモリ１６、パラメータメモリ１７が接続されている。ＮＣ加工プログラムメモリ１５には、タレット４１を所望の角度位置に位置決めしたり、刃物台をＸ軸、Ｚ軸方向に移動制御して加工を行うためのＮＣ加工プログラムが記憶されている。工具補正メモリ１６には、各工具の刃先の基準位置からのオフセット量を表す工具補正値が記憶されている。パラメータメモリ１７には、加工に必要な各種パラメータが記憶されている。ＮＣ加工プログラムメモリ１５、工具補正メモリ１６、パラメータメモリ１７は、不揮発メモリを使用することによりＮＣ装置１の電源をオフにしても記憶内容を保持しておくことができる。
【００２２】
ＣＰＵ１１にはバス１２を介して入出力機器が接続されている。入出力機器としては、文字および図形を表示する表示手段１８、作業者がデータを入力するための入力手段１９がインターフェース回路を介してバス１２に接続されている。表示手段１８としてはＣＲＴ、ＥＬ表示パネルや液晶ディスプレイ等が使用でき、入力手段１９としてはキーボード、表示手段１８と一体に組み合わせたタッチパネル等が使用できる。
【００２３】
また、ＣＰＵ１１にはバス１２を介して補助記憶装置としての固定ディスク装置を接続するようにしてもよい。その場合、固定ディスク装置にはＣＰＵ１１によって実行されるべき種々のプログラム等を記憶しておき、適宜、これらのプログラム等を固定ディスク装置からＲＡＭ１４やＮＣ加工プログラムメモリ１５にロードすればよい。
【００２４】
ＮＣ装置１は、Ｘ軸制御部２１、アンプ２２を介してＸ軸モータ２に接続されており、刃物台のＸ軸方向の移動を制御する。Ｘ軸モータ２の回転数と回転角度は検出器２３を介してアンプ２２とＸ軸制御部２１にフィードバックされ、刃物台のＸ軸方向の速度と位置の制御に用いられる。同様にＮＣ装置１は、Ｚ軸制御部３１、アンプ３２を介してＺ軸モータ３に接続されている。Ｚ軸モータ３、Ｚ軸制御部３１、アンプ３２、検出器３３の機能もＸ軸に対するものと同様であり、刃物台のＺ軸方向の移動を制御する。さらに、ＮＣ装置１は、Ｂ軸制御部５１、アンプ５２を介してＢ軸モータ５に接続されている。Ｂ軸モータ５、Ｂ軸制御部５１、アンプ５２、検出器５３の機能もＸ軸に対するものと同様である。このＢ軸制御により、タレット４１を旋回し所望の角度位置に割り出す制御を行う。
【００２５】
また、ＮＣ装置１には、インターフェース回路を介して工具刃先計測装置６が接続されている。この工具刃先計測装置６は、工具刃先計測装置６の＋Ｘ，−Ｘ，＋Ｚ，−Ｚ軸の各方向を向いた接触部に工具の刃先を所定の方向より接触させ、この接触したときのタレット４１のＸ，Ｚ軸方向の座標値から工具の刃先位置をタレット４１の基準位置からの寸法として求めるものである。すなわち、工具刃先計測装置６は、工具の刃先位置のＸ軸、Ｚ軸方向の工具補正値を求めるための装置である。
【００２６】
工具刃先計測装置６は、正面側の主軸台に設けられている。このように、工具刃先計測装置６を正面側の主軸台にのみ設け、背面側の主軸台には設けずに済むため、コストの低減が図れる。なお、工具刃先計測装置６を正面側でなく背面側の主軸台に設けるようにしてもよい。また、主軸台以外の他の箇所に設けるようにしてもよい。
【００２７】
次に、図４から図９により、このターニングセンタにおける種々の加工形態を説明する。図４は、固定工具装着部４４に装着した固定工具ＢＴにより正面側の工作物Ｗ１を加工する場合の概略図である。自動工具交換装置によって、固定工具装着部４４に固定工具ＢＴを装着し、固定工具装着部４４の中心軸線ＦＣをＺ軸と平行にして、固定工具ＢＴを正面側チャック３８ａに把持された工作物Ｗ１側に向ける。そして、工作物Ｗ１を回転させるとともに、工作物Ｗ１に対して固定工具ＢＴを相対的にＸ軸方向、Ｚ軸方向の少なくとも一方に移動させることにより工作物Ｗ１の加工を行う。タレット４１は旋回軸４２を中心として旋回する。
【００２８】
タレット４１をこのような角度位置に割り出すためのＮＣ指令は、工具指定のためのＴコードを使い、「Ｔ０１ｎｎｍｍ」のように指定する。ここで、「ｎｎ」は工具番号であり、固定工具ＢＴの工具番号が１０であれば「１０」と指定する。「ｍｍ」は補正番号であり、工具の刃先の基準位置からのオフセット量を表す工具補正値を指定するためのものである。補正番号として「００」を指定するとその工具の工具番号に対応した工具補正値が使用されるので、通常は、補正番号として「００」を指定する。
【００２９】
Ｔコードの一般形式は、「Ｔｓｓｎｎｍｍ」である。前述のように「ｎｎ」は工具番号であり、「ｍｍ」は補正番号である。「ｓｓ」は面割り出し番号を表し、タレット４１の所望の工具装着部を所望の方向に割り出すための番号である。従来の工作機械においては、面割り出し番号によって所望の工具装着部をあらかじめ定められた方向に割り出すだけである。本発明においては、面割り出し番号によって、工具装着部を指定するだけでなく、その工具装着部の方向も指定するものであり、工具の指定が簡単になる。
【００３０】
図５は、回転工具装着部４３に装着した回転工具ＲＴにより正面側の工作物Ｗ１の端部を加工する場合の概略図である。タレット４１を旋回軸４２を中心に旋回させ、自動工具交換装置によって回転工具装着部４３に回転工具ＲＴを装着する。回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣをＺ軸と平行にして、回転工具ＲＴを正面側チャック３８ａに把持された工作物Ｗ１の端面に向ける。そして、回転工具ＲＴを回転させるとともに、工作物Ｗ１に対して回転工具ＲＴを相対的にＸ軸方向、Ｚ軸方向、Ｃ軸方向（Ｚ軸軸線の回り方向）の少なくとも一つの軸方向に移動させることにより工作物Ｗ１の加工を行う。
【００３１】
タレット４１をこのような角度位置に割り出すためのＮＣ指令は、Ｔコードにより「Ｔ０２ｎｎｍｍ」のように指定する。ここで、「ｎｎ」は工具番号であり、回転工具ＲＴの工具番号が１５であれば「１５」と指定する。「ｍｍ」は補正番号であり、前述のように、通常は「００」を指定する。
【００３２】
図６は、回転工具装着部４３に装着した回転工具ＲＴにより正面側の工作物Ｗ１の外周部を加工する場合の概略図である。タレット４１を旋回軸４２を中心に旋回させ、回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣをＸ軸と平行にして、回転工具ＲＴを正面側チャック３８ａに把持された工作物Ｗ１の外周部に向ける。そして、回転工具ＲＴを回転させ、工作物Ｗ１に対して回転工具ＲＴをＸ軸方向、Ｚ軸方向、Ｃ軸方向の少なくとも一つの軸方向に相対移動させることにより工作物Ｗ１の加工を行う。タレット４１をこのような角度位置に割り出すためのＮＣ指令は、Ｔコードにより「Ｔ０４ｎｎｍｍ」のように指定する。ここで、「ｎｎ」、「ｍｍ」は前述の通りである。
【００３３】
図７は、ツールポスト４５の固定工具により正面側の工作物Ｗ１を加工する場合の概略図である。タレット４１の旋回軸４２に対して固定工具装着部４４とは反対側の側面４１ａには、ツールポスト４５を取り付けることが可能である。ツールポスト４５にはバイト等の工具が取り付けられており、このツールポスト４５の固定工具は自動工具交換装置によって交換することはできない。ツールポスト４５の固定工具は取り付け剛性が高く、また工具交換誤差が発生しないので、高精度の旋削加工を行うことが可能である。
【００３４】
タレット４１を旋回軸４２を中心に旋回させ、ツールポスト４５の固定工具を正面側チャック３８ａに把持された工作物Ｗ１側に向ける。このとき、回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣはＺ軸と平行になる。そして、ツールポスト４５の固定工具を工作物Ｗ１に対して相対的にＸ軸方向、Ｚ軸方向の少なくとも一つの軸方向に移動制御して、回転している工作物Ｗ１に加工を行う。タレット４１をこのような角度位置に割り出すためのＮＣ指令は、Ｔコードにより「Ｔ０７ｎｎｍｍ」のように指定する。ここで、「ｎｎ」、「ｍｍ」は前述の通りであるが、工具番号を指定しても自動工具交換装置による工具交換を行うことはできない。また、バイト等の工具をツールポスト４５の背面主軸３９ｂ側に取り付け、背面側チャック３９ａに把持された工作物Ｗ２を加工するようにしてもよい。
【００３５】
図８は、回転工具装着部４３に装着した回転工具ＲＴにより背面側の工作物Ｗ２の外周部を加工する場合の概略図である。タレット４１を旋回軸４２を中心に旋回させ、自動工具交換装置によって回転工具装着部４３に回転工具ＲＴを装着する。さらにタレット４１を旋回させ、回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣをＸ軸と平行にして、回転工具ＲＴを背面側チャック３９ａに把持された工作物Ｗ２の外周部に向ける。そして、回転している回転工具ＲＴを工作物Ｗ２に対して相対的にＸ軸方向、Ｚ軸方向、Ｃ軸方向に移動制御することにより工作物Ｗ２の加工を行う。タレット４１をこのような角度位置に割り出すためのＮＣ指令は、Ｔコードにより「Ｔ０４ｎｎｍｍ」のように指定する。ここで、「ｎｎ」、「ｍｍ」は前述の通りである。指定する工具装着部と方向が同じであるので、図６におけるＴコードの指定と同じになる。
【００３６】
図９は、回転工具装着部４３に装着した固定工具ＢＴにより背面側の工作物Ｗ２を加工する場合の概略図である。タレット４１を旋回軸４２を中心に旋回させ、自動工具交換装置によって回転工具装着部４３に固定工具ＢＴを装着する。回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣをＺ軸と平行にして、固定工具ＢＴを背面側チャック３９ａに把持された工作物Ｗ２側に向ける。そして、工作物Ｗ２を回転させるとともに、工作物Ｗ２に対して固定工具ＢＴを相対的にＸ軸方向、Ｚ軸方向の少なくとも一つの方向に移動させることにより工作物Ｗ２の加工を行う。タレット４１をこのような角度位置に割り出すためのＮＣ指令は、Ｔコードにより「Ｔ０６ｎｎｍｍ」のように指定する。ここで、「ｎｎ」、「ｍｍ」は前述の通りである。
【００３７】
このように、同一の回転工具装着部４３を指定するＴコードでも、正面側水平方向は「Ｔ０２ｎｎｍｍ」、垂直方向は「Ｔ０４ｎｎｍｍ」、背面側水平方向は「Ｔ０６ｎｎｍｍ」というように３種類の面割り出し番号を割り当てている。このため、面割り出し番号により回転工具装着部４３の方向を指定することができ、他に方向を指定するパラメータを追加する必要もないため、ＮＣ加工プログラムが簡単になる。
【００３８】
次に、図１０から図１２により、回転工具ＲＴおよび固定工具ＢＴの工具補正値について説明する。図１０は、回転工具装着部４３に装着した回転工具ＲＴの工具補正値を示す図である。Ｘ軸方向の工具補正値Ｏｘは刃先と回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣとのＸ軸方向の距離である。ただし、工具補正値Ｏｘの値は直径表示ため、実際の距離の２倍の値となる。回転工具ＲＴの場合、Ｏｘは通常０である。Ｚ軸方向の工具補正値Ｏｚは刃先と回転工具装着部４３の先端面（ゲージライン）とのＺ軸方向の距離である。旋回軸４２の中心線からゲージラインまでのＺ軸方向の距離Ａは、タレット４１の固有の寸法であり、ＮＣ装置１内のパラメータメモリ１７に記憶されている。
【００３９】
図１１は、回転工具装着部４３に装着した固定工具ＢＴの工具補正値を示す図である。Ｘ軸方向の工具補正値Ｏｘは刃先と回転工具装着部４３の中心軸線ＲＣとのＸ軸方向の距離である。ただし、工具補正値Ｏｘの値は直径表示ため、実際の距離の２倍の値となる。Ｚ軸方向の工具補正値Ｏｚは刃先と回転工具装着部４３の先端面（ゲージライン）とのＺ軸方向の距離である。距離Ａについては前述の通りである。
【００４０】
図１２は、固定工具装着部４４に装着した固定工具ＢＴの工具補正値を示す図である。Ｘ軸方向の工具補正値Ｏｘは刃先と固定工具装着部４４の中心軸線ＦＣとのＸ軸方向の距離である。ただし、工具補正値Ｏｘの値は直径表示ため、実際の距離の２倍の値となる。Ｚ軸方向の工具補正値Ｏｚは刃先と固定工具装着部４４の先端面（ゲージライン）とのＺ軸方向の距離である。旋回軸４２の中心線から固定工具装着部４４の先端面までのＺ軸方向の距離Ｂ、および、中心軸線ＦＣと中心軸線ＲＣとのＸ軸方向の距離Ｃは、タレット４１の固有の寸法であり、ＮＣ装置１内のパラメータメモリ１７に記憶されている。
【００４１】
このような、工具補正値Ｏｘ，Ｏｚは、正面側の主軸台に設けられた工具刃先計測装置６により計測する。工具補正値の計測は、図１０から図１２のように工具中心軸線をＺ軸と平行にし、刃先を正面側に向けて行う。
【００４２】
図１３は、タレット４１の旋回による工具補正値Ｏｘ，Ｏｚの変換を示す図である。図１３の上部に示すように、工具中心軸線をＺ軸と平行にし、刃先を正面側に向けた状態（以下、正面側水平状態という）での工具補正値Ｏｘ，Ｏｚは、工具刃先計測装置６により計測した工具補正値と一致する。この状態での工具補正値Ｏｘ，Ｏｚの値をそれぞれ、Ｏｘ＝Ｐ，Ｏｚ＝Ｑとする。タレット４１を９０度旋回して、図１３の下部に示すように、工具中心軸線をＸ軸と平行にした状態（以下、垂直状態という）にすると、旋回後の工具補正値Ｏｘ，Ｏｚは、Ｏｘ＝２Ｑ，Ｏｚ＝−Ｐ／２となる。Ｘ軸方向の工具補正値が直径表示であるため、変換式において係数（２）と係数（１／２）が必要となる。
【００４３】
同様にして、タレットが垂直状態から正面側水平状態に旋回した場合の変換式も求めることができる。また、工具中心軸線をＺ軸と平行にして刃先を背面側に向けた状態を背面側水平状態ということにすると、正面側水平状態、垂直状態、背面側水平状態の任意の状態から他の状態に旋回した場合の変換式も同様に求めることができる。
【００４４】
例えば、正面側水平状態から背面側水平状態に旋回した場合の変換について、図１４により説明する。図１４の上部の正面側水平状態での工具補正値Ｏｘ，Ｏｚの値をそれぞれ、Ｏｘ＝Ｐ，Ｏｚ＝Ｑとする。タレット４１を１８０度旋回して、図１４の下部に示すように背面側水平状態にすると、旋回後の工具補正値Ｏｘ，Ｏｚは、Ｏｘ＝−Ｐ，Ｏｚ＝−Ｑとなる。
【００４５】
図１５が、各旋回状態による工具補正値Ｏｘ，Ｏｚの変換式を示す図である。タレット４１がある状態から他の状態に旋回した場合、図１５の各変換式に従って、変換後の工具補正値Ｏｘ，Ｏｚを求め、工具補正メモリ１６に記憶する。
【００４６】
この変換処理は、Ｔコード処理プログラム１４２によって自動的に行われる。このため、ＮＣ加工プログラムを作成する際に工具補正値の変換を考慮する必要がなく、プログラム作成が簡単になる。また、手動でタレット４１を旋回させる際にも工具補正値の変換が自動的に行われ、手動操作による工具補正値の不整合も生じない。
【００４７】
図３は、Ｔコード処理プログラム１４２の処理を示すフローチャートである。ＮＣ加工プログラム中にＴコードが出現すると、ＮＣ指令処理プログラム１４１は、このＴコード処理プログラム１４２の処理を呼び出す。Ｔコード処理プログラム１４２では、まず判断１０１でＴコードの面割り出し番号が「０７」であるか否かを判断する。「０７」であれば処理１０９に進み、タレット４１を旋回して図７のようなツールポスト４５の割り出し位置とする。そして処理１１０でツールポスト４５の固定工具の工具補正値を工具補正メモリ１６にセットしてから呼び出し元であるＮＣ指令処理プログラム１４１に戻る。
【００４８】
判断１０１において、Ｔコードの面割り出し番号が「０７」でなければ、判断１０２に進み、指定した工具装着部に現在装着されている工具の工具番号とＴコードの工具番号が一致するか否かを判断する。一致していればそのまま次の判断１０３に進み、一致していなければ処理１０８によってＡＴＣ（自動工具交換）動作を行い、Ｔコードで指定された工具に自動交換する。その後、判断１０３に進む。なお、ＡＴＣ動作は、Ｔコードの面割り出し番号が「０１」（固定工具装着部の場合）、「０２」（回転工具装着部の場合）の状態にして行われるので、工具マガジン側に戻される工具の工具補正値も図１５の変換式に従って変換される。すなわち、工具マガジンに戻された工具の工具補正値は、工具刃先計測装置６で計測して求めた工具補正値の数値に戻されている。
【００４９】
判断１０３では、Ｔコードの面割り出し番号が「０１」であるか否かを判断する。「０１」であれば処理１１１に進み、タレット４１を旋回して、図４のように固定工具装着部４４を正面側水平状態に割り出す。そして処理１１２で固定工具装着部４４に装着された工具の工具補正値を工具補正メモリ１６にセットしてから呼び出し元に戻る。その際、旋回前と旋回後の状態に対応した図１５の変換式に従って工具補正値を変換してから工具補正メモリ１６にセットする。また、処理１０８によってＡＴＣ動作した後の面割り出し番号が「０１」の場合には、工具補正値がそのままセットされる。
【００５０】
判断１０３において、Ｔコードの面割り出し番号が「０１」でなければ、判断１０４に進み、Ｔコードの面割り出し番号が「０２」であるか否かを判断する。「０２」であれば処理１１３に進み、タレット４１を旋回して、図５のように回転工具装着部４３を正面側水平状態に割り出す。そして処理１１４で回転工具装着部４３に装着された工具の工具補正値を工具補正メモリ１６にセットする。その際、旋回前と旋回後の状態に対応した図１５の変換式に従って工具補正値を変換してから工具補正メモリ１６にセットする。その後、呼び出し元に戻る。また、処理１０８によってＡＴＣ動作した後の面割り出し番号が「０２」の場合には、工具補正値がそのままセットされる。
【００５１】
判断１０４において、Ｔコードの面割り出し番号が「０２」でなければ、判断１０５に進み、Ｔコードの面割り出し番号が「０４」であるか否かを判断する。「０４」であれば処理１１５に進み、タレット４１を旋回して、図６のように回転工具装着部４３を垂直状態に割り出す。そして処理１１６で回転工具装着部４３に装着された工具の工具補正値を工具補正メモリ１６にセットする。その際、旋回前と旋回後の状態に対応した図１５の変換式に従って工具補正値を変換してから工具補正メモリ１６にセットする。その後、呼び出し元に戻る。
【００５２】
判断１０５において、Ｔコードの面割り出し番号が「０４」でなければ、判断１０６に進み、Ｔコードの面割り出し番号が「０６」であるか否かを判断する。「０６」であれば処理１１７に進み、タレット４１を旋回して、図９のように回転工具装着部４３を背面側水平状態に割り出す。そして処理１１８で回転工具装着部４３に装着された工具の工具補正値を工具補正メモリ１６にセットする。その際、旋回前と旋回後の状態に対応した図１５の変換式に従って工具補正値を変換してから工具補正メモリ１６にセットする。その後、呼び出し元に戻る。
【００５３】
判断１０６において、Ｔコードの面割り出し番号が「０６」でなければ、処理１０７で面割り出し番号が不適正であるというアラーム信号を出力し、その後、呼び出し元に戻る。
【００５４】
このように、Ｔコードの面割り出し番号を「０２」、「０４」、「０６」と指定することによって、回転工具装着部４３を正面側水平状態、垂直状態、背面側水平状態の３種類の状態に割り出すことができ、ＮＣ加工プログラムが簡単になる。また、それぞれの割り出し位置に応じて、工具補正値を自動的に変換して記憶するようにしたので、ＮＣ加工プログラムが簡単になる。また、工具刃先計測装置も一つだけ設ければよく、工作機械のコスト低減が図れる。
【００５５】
なお、この実施の形態では、Ｘ軸方向を直径表示で制御する装置として説明を行ったが、これに限定されることはなく半径表示で制御するものであってもよい。その場合、変換式において「２」，「１／２」の係数がなくなり、符号の変換のみとなる。さらに、刃物台がＸ軸、Ｚ軸方向に移動するターニングセンタで説明を行っているが、正面主軸台と刃物台、背面主軸台と刃物台が相対的にＸ軸方向、Ｚ軸方向に各々移動可能な構成の工作機械であればよい。
【００５６】
また、背面主軸台がない工作機械であってもよい。さらに、刃物台は、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向と直交するＹ軸方向に主軸台に対して相対的に移動可能な工作機械であってもよい。また、タレットの旋回軸の軸線がＹ軸方向を向くように設けられていると説明を行っているが、Ｘ−Ｙ軸平面と平行な方向に旋回軸の軸線を有するタレットであればよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００５８】
面割り出し番号により工具装着部とその角度を選択するようにしたので、同一の工具装着部を複数の角度に割り出すことができ、ＮＣ加工プログラムが簡単になり、プログラム作成時のミスも少なくなる。
【００５９】
工具装着部の角度に応じて工具補正値を自動的に変換するようにしたので、ＮＣ加工プログラムが簡単になり、プログラム作成時のミスも少なくなる。また、手動でタレットを旋回させる際にも工具補正値の変換が自動的に行われ、手動操作による工具補正値の不整合も生じない。さらに、工具刃先計測装置も一つだけ設ければよく、工作機械のコスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用する工作機械としてのターニングセンタの加工領域を示す概略図である。
【図２】図２は、ターニングセンタを制御するＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、Ｔコード処理プログラムの処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、固定工具装着部に装着した固定工具により正面側の工作物を加工する場合の概略図である。
【図５】図５は、回転工具装着部に装着した回転工具により正面側の工作物の端部を加工する場合の概略図である。
【図６】図６は、回転工具装着部に装着した回転工具により正面側の工作物の外周部を加工する場合の概略図である。
【図７】図７は、ツールポストの固定工具により正面側の工作物を加工する場合の概略図である。
【図８】図８は、回転工具装着部に装着した回転工具により背面側の工作物の外周部を加工する場合の概略図である。
【図９】図９は、回転工具装着部に装着した固定工具により背面側の工作物を加工する場合の概略図である。
【図１０】図１０は、回転工具装着部に装着した回転工具の工具補正値を示す図である。
【図１１】図１１は、回転工具装着部に装着した固定工具の工具補正値を示す図である。
【図１２】図１２は、固定工具装着部に装着した固定工具の工具補正値を示す図である。
【図１３】図１３は、タレットの旋回による工具補正値の変換を示す図である。
【図１４】図１４は、工具補正値の変換の他の例を示す図である。
【図１５】図１５は、各旋回状態による工具補正値の変換式を示す図である。
【符号の説明】
１…ＮＣ装置
２…Ｘ軸モータ
３…Ｚ軸モータ
５…Ｂ軸モータ
６…工具刃先計測装置
１１…ＣＰＵ
１２…バス
１３…ＲＯＭ
１４…ＲＡＭ
１５…ＮＣ加工プログラムメモリ
１６…工具補正メモリ
１７…パラメータメモリ
１８…表示手段
１９…入力手段
４１…タレット
４２…旋回軸
４３…回転工具装着部
４４…固定工具装着部
４５…ツールポスト
ＲＴ…回転工具
ＢＴ…固定工具
ＲＣ…中心軸線
ＦＣ…中心軸線
Ｏｘ…工具補正値
Ｏｚ…工具補正値
Ｗ１…工作物
Ｗ２…工作物
３８ａ…正面側チャック
３８ｂ…正面主軸
３９ａ…背面側チャック
３９ｂ…正面主軸

Claims

回転している工作物に対して加工を行う固定工具（ＢＴ）を着脱可能に装着する固定工具装着部（４４）と、回転することによって工作物に加工を行う回転工具（ＲＴ）を着脱可能に装着する回転工具装着部（４３）とを有するタレット（４１）が割り出し可能に設けられた刃物台を備えた工作機械を制御する数値制御方法であって、
前記タレット（４１）を割り出して工具を選択する工具選択指令を、面割り出し番号と工具番号とを含むものとし、
同一の工具装着部（４３）の複数の異なる角度状態に対して異なる面割り出し番号を割り当てておき、
前記面割り出し番号により、前記固定工具装着部（４４）と前記回転工具装着部（４３）のいずれかを選択するとともに、選択した工具装着部の角度を選択し、
前記工具番号により、前記選択した工具装着部に装着する工具を選択する数値制御方法。
請求項１に記載の数値制御方法であって、
前記固定工具装着部（４４）または前記回転工具装着部（４３）に装着した前記固定工具（ＢＴ）または前記回転工具（ＲＴ）の刃先位置の所定の基準位置からのオフセット量を工具補正値として工具ごとに記憶しておき、
前記工具番号によって選択された工具の前記工具補正値を、前記面割り出し番号によって選択された工具装着部の角度に応じて変換して新たな工具補正値とする数値制御方法。
回転している工作物に対して加工を行う固定工具（ＢＴ）を着脱可能に装着する固定工具装着部（４４）と、回転することによって工作物に加工を行う回転工具（ＲＴ）を着脱可能に装着する回転工具装着部（４３）とを有するタレット（４１）が割り出し可能に設けられた刃物台を備えた工作機械を制御する数値制御装置であって、
前記タレット（４１）を割り出し動作させるための割り出し駆動モータ（５）と、
前記固定工具装着部（４４）または前記回転工具装着部（４３）に装着される工具の刃先位置の所定の基準位置からのオフセット量を工具補正値として工具ごとに記憶している工具補正メモリ（１６）と、
工具を選択するための工具選択指令によって、前記割り出し駆動モータ（５）を駆動して、前記タレット（４１）の前記固定工具装着部（４４）または前記回転工具装着部（４３）を、前記工作機械の主軸の軸線と平行な方向またはこの主軸の軸線と直交する方向に割り出すとともに、前記固定工具装着部（４４）または前記回転工具装着部（４３）に装着した工具に対する前記工具補正値を前記割り出し方向に応じて変換する制御を行う工具制御手段（１４２）とを有し、
前記工具選択指令は、面割り出し番号と工具番号とを含むとともに、同一の工具装着部（４３）の複数の異なる角度状態に対して異なる面割り出し番号が割り当てられたものであり、
工具制御手段（１４２）は、前記面割り出し番号により、前記固定工具装着部（４４）と前記回転工具装着部（４３）のいずれかを選択するとともに、選択した工具装着部の角度を選択し、前記工具番号により、前記選択した工具装着部に装着する工具を選択するものである数値制御装置。
請求項３に記載の数値制御装置であって、
前記工具選択指令は、前記回転工具装着部（４３）の割り出しと、前記固定工具装着部（４４）の割り出しとを判別可能な指令である数値制御装置。
請求項３，４のいずれか１項に記載の数値制御装置であって、
前記工作機械が正面主軸（３８ｂ）と背面主軸（３９ｂ）の二つの主軸を有するものであり、
前記工具選択指令は、前記正面主軸（３８ｂ）側への割り出しと前記背面主軸（３９ｂ）側への割り出しとを判別可能な指令である数値制御装置。
請求項３〜５のいずれか１項に記載の数値制御装置であって、
前記タレット（４１）は、前記固定工具装着部（４４）と前記回転工具装着部（４３）とが１８０度異なる方向に設けられたものであり、
前記回転工具装着部（４３）は、その中心軸線と前記タレット（４１）の旋回割出し中心線がほぼ交差するように配置されたものである数値制御装置。