JP4580142B2 - 数値制御旋盤、数値制御旋盤で使用する制御装置、数値制御旋盤の制御方法、及び数値制御旋盤における制御装置の加工プログラム記述方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、複数の系統における制御下で動作可能な少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する多機能型の数値制御旋盤、並びにこの数値制御旋盤に組み込まれる制御装置に関する。さらに本発明は、そのような数値制御旋盤の制御方法及びプログラム記述方法に関する。
背景技術
近年、数値制御旋盤（以下、ＮＣ旋盤と称する）に代表される自動旋盤（すなわち自動加工可能な旋盤）の分野では、棒状の被加工素材（以下、棒材と称する）から一層複雑な形状の工作物を加工できるようにするために、回転工具を含む多種類の工具を刃物台に装備して、旋削加工に加え、フライス加工等の多様な自動加工を実施可能とする複合機械化が進められている。さらに、加工時間の短縮を図るべく、１つの旋盤機台に、複数の系統における制御下で動作可能な少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を集約的に搭載し、同一棒材に対する異種（例えば外径削りと中ぐり）同時加工や、異なる棒材に対する同時加工を実施できるようにした多機能型のＮＣ旋盤が、種々提案されている。なお、「系統」という用語は、１つの加工プログラムで制御する制御軸群の組合せ（制御軸が１つしか無い場合も含む）を意味するものであり、１台のＮＣ工作機械上でそのような制御軸群の組合せを複数種類設定できる場合、このＮＣ工作機械における制御方式を一般に「多系統制御（ｍｕｌｔｉ−ｐａｔｈ ｃｏｎｔｒｏｌ）」と称する。
この種の多機能型ＮＣ旋盤として、例えば、旋盤外部から供給された棒材を把持して回転する主要な（又は正面側の）第１主軸と、第１主軸に軸線方向へ同軸状に対向して配置され、第１主軸から受け渡された一部加工済みの棒材を把持して回転する補助的な（又は背面側の）第２主軸と、複数の工具をそれぞれに装備して独立動作する第１及び第２刃物台とを備えたものが知られている（例えば特開平１０−３１５００５号公報（ＪＰ１０−３１５００５Ａ）参照）。この公知のＮＣ旋盤では、第１主軸、第２主軸、第１刃物台及び第２刃物台が、後述する２つの系統における制御下で動作し、それにより、同時加工を含む多様な自動加工が遂行される。
詳述すれば、第１主軸は、それ自体の回転軸線に平行な送り制御軸（ここではＺ１軸と称する）に沿って直線移動するように構成される。他方、第１刃物台は、第１主軸の軸線方向前方で側方に退避して配置され、第１主軸のＺ１軸に直交する送り制御軸（ここではＸ１軸と称する）に沿って直線移動するように構成される。第１刃物台は、複数の工具を並列配置で保持するいわゆるくし歯刃物台であり、複数個の旋削工具（バイト）を第１主軸の回転軸線に対し直交して位置決め可能な配置で装備できる。したがって第１刃物台は、割出選択した所望の工具の刃先を、第１の系統で制御される第１刃物台自体のＸ１軸移動と第１主軸のＺ１軸移動との協働により、ＮＣプログラムに従い補間動作させることができ、それによって、第１主軸に把持された棒材が所望形状に加工される。
第１刃物台は、Ｚ１軸及びＸ１軸の両者に直交する送り制御軸（ここではＹ１軸と称する）をさらに有する。第１刃物台のＹ１軸移動は、所望の工具を選択する動作であるだけでなく、例えば回転工具を選択した場合には棒材外周面の切削加工動作としても機能する。また第１刃物台には、Ｘ１軸移動で選択されかつＹ１軸移動で補間動作するような他の位置に、追加の工具をくし歯状に装着することもできる。
第２刃物台は、第１主軸の軸線方向前方に、第１刃物台から離隔して配置される。第２刃物台は、第１主軸のＺ１軸に平行な回転割出制御軸（ここではＩ軸と称する）を中心とする円弧状配置で複数の工具を保持する揺動式刃物台であり、ドリル等の穴あけ加工工具を、第１主軸の回転軸線に同軸状に位置決め可能な配置で、その正面側保持部に装備できる。したがって第２刃物台は、Ｉ軸回転により正面側保持部で選択した所望の工具の刃先を、例えば第１刃物台の制御系統と同じ第１の系統で制御される第１主軸のＺ１軸移動により、ＮＣプログラムに従い相対的に直線動作させることができ、それによって、第１主軸に把持された棒材に端面穴あけ加工が施される。
第２刃物台はさらに、正面側保持部の反対側の背面側保持部に、第１主軸に把持した棒材を加工する複数の工具と同じ位置でそれぞれ逆向きかつ同軸状に方向付けして、第２主軸に把持した棒材を加工できるように、同様の穴あけ加工工具を装備することができる。これに対し、第２主軸は、第１主軸の回転軸線に平行な回転軸線を有して、第１主軸の軸線方向前方に同軸状に対向配置され、第１主軸のＺ１軸に平行な送り制御軸（ここではＺ２軸と称する）に沿って直線移動するように構成される。したがって第２刃物台は、背面側保持部に装備した所望の工具の刃先を、第１の系統とは異なる第２の系統で制御される第２主軸のＺ２軸移動により、ＮＣプログラムに従い相対的に直線動作させることができ、それによって、第２主軸に把持された棒材に端面穴あけ加工が施される。
このように、上記した公知のＮＣ旋盤は、ＮＣプログラムに従って主軸及び刃物台の動作を４つの送り制御軸に沿って２系統制御することにより、２台の刃物台上で選択した最多で３個の工具を同時使用して、正面側及び背面側の両主軸に把持した棒材をそれぞれに自動加工することができる。
上記種類の多機能型ＮＣ旋盤では、各主軸及び各刃物台の動作は通常、それらが所属可能な系統毎に類別して制御装置（以下、ＮＣ装置と称する）に入力される加工プログラムに従って制御される。例として、上記した２個の主軸及び２個の刃物台を有するＮＣ旋盤では、第１主軸に把持した棒材を第１刃物台に装備した工具で加工するためのデータは、Ｘ１軸、Ｙ１軸及びＺ１軸を制御する系統１の加工プログラムとして入力され、第１主軸に把持した棒材を第２刃物台の正面側保持部に装備した工具で加工するためのデータは、Ｚ１軸のみを制御する系統１の加工プログラムとして入力され、第２主軸に把持した棒材を第２刃物台の背面側保持部に装備した工具で加工するためのデータは、Ｚ２軸のみを制御する系統２の加工プログラムとして入力される。これらのデータを、操作盤を介してＮＣ装置に手動入力（マニュアルデータインプット）する場合、操作盤の表示画面には一般に、系統毎の加工プログラムがそれぞれにまとまったブロック列として、系統毎に類別して画面上に直列又は並列に用意された複数のプログラム記述領域にそれぞれ表示される。
ところで従来、多機能型ＮＣ旋盤のメーカは一般に、操作盤の表示画面に用意される上記した複数のプログラム記述領域には、それぞれに対応して予め定められた制御軸を使用する加工プログラムしか記述できないように、ＮＣ装置のソフトウエアを作成していた。したがって、例えば前述した２系統ＮＣ旋盤においてユーザが加工プログラムを入力する場合には、第１刃物台に装備した各工具による加工プログラムは、系統１に対応するプログラム記述領域に記述され、第２刃物台の正面側保持部に装備した各工具による加工プログラムは、系統１に対応する同じプログラム記述領域に記述され、第２刃物台の背面側保持部に装備した各工具による加工プログラムは、系統２に対応する別のプログラム記述領域に記述されることが慣例であった。その結果、ユーザは、操作盤の表示画面を確認しながら加工プログラムを入力する際に、異なる系統間での各種制御動作の先後や同時といった時間的関係を正確に把握した上で、各系統に対応するプログラム記述領域に記述しなければならず、多機能加工プロセスの全体を通しての正確な理解と多系統記述方式に対する十分な知識とが要求されることになっていた。しかもこの場合、ＮＣ装置によっては、系統間の制御タイミングを合わせるための特定のコードを使用するので、そのコードを記述するブロックの分だけ、加工プログラムの実行時間（すなわち加工時間）が長くなり、入力作業が煩雑になり、記述漏れによる入力ミスが生じ易くなる傾向があった。
また、従来の多機能型ＮＣ旋盤で、ある１つの主軸に把持した棒材を加工するために、幾つかの異なる系統における制御下での加工が可能な機械構成を有する場合、旋盤メーカは一般に、そのような加工動作を制御する系統（制御軸の組合せ）をいずれか１つに予め限定するように、ＮＣ装置のソフトウエアを作成していた。したがってユーザには、このような場合に、加工動作を制御するための系統を選択する自由が与えられていなかった。さらに、従来の多機能型ＮＣ旋盤で重畳制御を行う場合には、一般的なＮＣ装置のソフトウエアは、重畳制御の開始及び終了を指令するための特定のコードを使用するように作成されるので、そのコードを記述するブロックの分だけ、加工プログラムの実行時間（すなわち加工時間）が長くなり、入力作業が煩雑になり、記述漏れによる入力ミスが生じ易くなる傾向があった。
特開２０００−１２２７０９号公報（ＪＰ２０００−１２２７０９Ａ）は、多機能型ＮＣ旋盤における多系統加工プログラムの記述方法を開示する。この公報に開示されている記述方法は、従来２つのプログラム記述領域に類別記載していた２系統の同時加工プログラムを、特定のコード（Ｇ１８５、Ｇ１８６）を使用することにより、１つのプログラム記述領域に直列に連続して記載できるようにするものである。しかしこの先行技術は、ユーザが多系統加工プログラムを作成する際に生じている前述した種々の課題を解決するものではない。
発明の開示
したがって本発明の目的は、複数の系統を有する多機能型のＮＣ旋盤において、ユーザが多系統加工プログラムを作成する際の記述手順の自由度を向上させたＮＣ旋盤を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数の系統を有する多機能型のＮＣ旋盤において、ユーザが多系統加工プログラムを作成する際に、入力作業を容易にして入力ミスを排除できるとともに、作成された加工プログラムの実行時間（すなわち加工時間）を短縮できるＮＣ旋盤を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、そのようなＮＣ旋盤に組み込まれ、多系統加工プログラムの作成を容易にするＮＣ装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、そのようなＮＣ装置を組み込んだＮＣ旋盤の制御方法及びプログラム記述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、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、複数の系統において複数の制御軸に沿って制御する制御装置とを具備し、前記制御装置は、前記少なくとも１つの刃物台に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に前記複数の制御軸をそれぞれ基準制御軸として割り当てるとともに、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該指定工具を指定する加工プログラムを記述すべく前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸を適用する処理部とを備える、数値制御旋盤を提供する。
好ましくは、前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令を読み取って、該指定工具に関連する加工動作を前記適用された基準制御軸で制御できるか否かを判断する。
この場合、前記制御装置の前記処理部は、前記適用された基準制御軸で前記指定工具に関連する加工動作を制御できないと判断したときに、前記実用制御軸に、前記任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸以外の前記複数の制御軸のうち、該指定工具に関連する加工動作を制御できる制御軸を適用することが好ましい。
また好ましくは、前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記実用制御軸を指定する軸指定指令に従って、前記適用された基準制御軸の代わりに、該指定された実用制御軸を使用する。
この場合、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記されることが有利である。
また好ましくは、前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って、前記実用制御軸を決定する。
また好ましくは、前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に直列に記述される複数の工具に関する複数の加工プログラムを、それらの記述順序に一致した順序で実施するように処理する。
本発明はさらに、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、複数の系統において複数の制御軸に沿って制御する制御装置とを具備し、前記制御装置は、前記少なくとも１つの刃物台に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおける、該実用制御軸を指定する軸指定指令に従って決定する処理部とを備える、数値制御旋盤を提供する。
この数値制御旋盤では、前記軸指定指令が、前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記されることが有利である。
本発明はさらに、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、複数の系統において複数の制御軸に沿って制御する制御装置とを具備し、前記制御装置は、前記少なくとも１つの刃物台に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおいて、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定する処理部とを備える、数値制御旋盤を提供する。
本発明はさらに、複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤で使用する制御装置であって、前記数値制御旋盤に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に前記複数の制御軸をそれぞれ基準制御軸として割り当てるとともに、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該指定工具を指定する加工プログラムを記述すべく前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸を適用する処理部と、を具備する制御装置を提供する。
好ましくは、前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令を読み取って、該指定工具に関連する加工動作を前記適用された基準制御軸で制御できるか否かを判断する。
この場合、前記処理部は、前記適用された基準制御軸で前記指定工具に関連する加工動作を制御できないと判断したときに、前記実用制御軸に、前記任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸以外の前記複数の制御軸のうち、該指定工具に関連する加工動作を制御できる制御軸を適用することが好ましい。
また好ましくは、前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記実用制御軸を指定する軸指定指令に従って、前記適用された基準制御軸の代わりに、該指定された実用制御軸を使用する。
この場合、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記されることが有利である。
また好ましくは、前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って、前記実用制御軸を決定する。
また好ましくは、前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に直列に記述される複数の工具に関する複数の加工プログラムを、それらの記述順序に一致した順序で実施するように処理する。
本発明はさらに、複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤で使用する制御装置であって、前記数値制御旋盤に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおける、該実用制御軸を指定する軸指定指令に従って決定する処理部とを備える、制御装置を提供する。
この制御装置では、前記軸指定指令が、前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記されることが有利である。
本発明はさらに、複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤で使用する制御装置であって、前記数値制御旋盤に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおいて、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定する処理部とを備える、制御装置を提供する。
本発明はさらに、複数の系統における複数の制御軸に沿った制御下で動作可能な少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する数値制御旋盤の制御方法であって、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有する記憶部を備える制御装置を用意し、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に、前記複数の制御軸をそれぞれ基準制御軸として割り当て、前記少なくとも１つの刃物台上にある複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に記述して記憶し、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該指定工具を指定する加工プログラムを記述すべく任意選択された前記プログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸を適用し、前記複数の加工プログラムの各々において前記実用制御軸に適用された前記基準制御軸に沿って、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の各々の動作を制御する、制御方法を提供する。
好ましくは、前記実用制御軸に前記基準制御軸を適用する段階は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令を読み取って、該指定工具に関連する加工動作を前記適用された基準制御軸で制御できるか否かを判断することを含む。
この場合、前記適用された基準制御軸で前記指定工具に関連する加工動作を制御できないと判断したときに、前記実用制御軸を、前記任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸以外の前記複数の制御軸のうち、該指定工具に関連する加工動作を制御できる制御軸を適用することを含むことが好ましい。
また好ましくは、前記実用制御軸に前記基準制御軸を適用する段階は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記実用制御軸を指定する軸指定指令に従って、前記適用された基準制御軸の代わりに、該指定された実用制御軸を使用することを含む。
この場合、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記されることが有利である。
また好ましくは、前記実用制御軸に前記基準制御軸を適用する段階は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って、前記実用制御軸を決定することを含む。
本発明はさらに、複数の系統における複数の制御軸に沿った制御下で動作可能な少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する数値制御旋盤の制御方法であって、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有する記憶部を備える制御装置を用意し、前記少なくとも１つの刃物台上にある複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に記述して記憶し、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおける、該実用制御軸を指定する軸指定指令に従って決定し、前記複数の加工プログラムの各々において決定した前記実用制御軸に沿って、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の各々の動作を制御する、制御方法を提供する。
この制御方法では、前記軸指定指令が、前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記されることが有利である。
本発明はさらに、複数の系統における複数の制御軸に沿った制御下で動作可能な少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する数値制御旋盤の制御方法であって、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有する記憶部を備える制御装置を用意し、前記少なくとも１つの刃物台上にある複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に記述して記憶し、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおいて、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定し、前記複数の加工プログラムの各々において決定した前記実用制御軸に沿って、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の各々の動作を制御する、制御方法を提供する。
本発明はさらに、複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤における制御装置の加工プログラム記述方法であって、前記制御装置の記憶部に、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域であって、前記複数の制御軸がそれぞれ基準制御軸として割り当てられる複数のプログラム記述領域を設定し、複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に対し、各加工プログラムで指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられる前記基準制御軸を適用するためのブロックフォーマットを用いて記述する、記述方法を提供する。
好ましくは、前記ブロックフォーマットは、前記指定工具を指定する工具機能指令を含む。
また好ましくは、前記ブロックフォーマットは、前記特定した基準制御軸の代わりに使用する前記実用制御軸を指定する軸指定指令を含む。
この場合、前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記されることが有利である。
また好ましくは、前記ブロックフォーマットは、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令を含む。
本発明はさらに、複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤における制御装置の加工プログラム記述方法であって、前記制御装置の記憶部に、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を設定し、複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に対し、各加工プログラムで指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該実用制御軸を指定する軸指定指令に従って決定するためのブロックフォーマットを用いて記述する、記述方法を提供する。
この加工プログラム記述方法では、前記軸指定指令が、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記されることが有利である。
本発明はさらに、複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤における制御装置の加工プログラム記述方法であって、前記制御装置の記憶部に、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を設定し、複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に対し、各加工プログラムで指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定するためのブロックフォーマットを用いて記述する、記述方法を提供する。
本発明はさらに、旋盤機台と、前記旋盤機台上に設置され、第１回転軸線を有するとともに、第１の系統における第１の制御軸に沿った制御下で動作可能な第１主軸と、前記旋盤機台上に設置され、前記第１の系統における第２の制御軸に沿った制御下で動作可能な第１刃物台と、前記旋盤機台上に設置され、第２の系統における第３及び第４の制御軸に沿った制御下で動作可能な第２刃物台と、前記旋盤機台上に設置され、前記第１回転軸線に平行な第２回転軸線を有するとともに、第３の系統における第５及び第６の制御軸に沿った制御下で動作可能な第２主軸と、前記第１〜第６の制御軸がそれぞれ基準制御軸として割り当てられる第１、第２及び第３のプログラム記述領域を有する記憶部を備える制御装置であって、前記第１及び第２刃物台上にある複数の工具に対する複数の加工プログラムの各々を、該第１〜第３のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に対し、各加工プログラムで指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられる前記基準制御軸を適用するためのブロックフォーマットを用いて記述できる制御装置と、を具備する数値制御旋盤を提供する。
この数値制御旋盤では、前記第２刃物台が、互いに異なる刃先方向性を示す第１列及び第２列のそれぞれに複数の工具を並列配置で保持できる。
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、本発明の一実施形態による数値制御（ＮＣ）旋盤１０の全体構成を示す。ＮＣ旋盤１０は、１つの旋盤機台１２に２個の主軸１４、１６及び２個の刃物台１８、２０を集約的に搭載し、バイト、ドリル等の旋削工具やフライス等の回転工具を含む種々の工具２２により、同一棒材に対する異種（例えば外径削りと中ぐり）同時加工や、異なる棒材に対する同時加工を実施できるようにした３系統多機能構造を有するものである。
すなわちＮＣ旋盤１０は、基本的に、旋盤機台１２と、旋盤機台１２上に設置され、回転軸線１４ａを有するとともに第１の系統（すなわち系統１）における制御下で動作可能な第１主軸１４と、旋盤機台１２上に設置され、第１主軸１４と共通の系統１における制御下で動作可能な第１刃物台１８と、旋盤機台１２上に設置され、第２の系統（すなわち系統２）における制御下で動作可能な第２刃物台２０と、旋盤機台１２上に設置され、第１主軸１４の回転軸線１４ａに平行な回転軸線１６ａを有するとともに、第３の系統（すなわち系統３）における制御下で動作可能な第２主軸１６とを備える。
旋盤機台１２は、機台前面に傾斜案内面１２ａを有するいわゆるスラントベッド構造を有し、第１主軸１４、第２主軸１６、第１刃物台１８及び第２刃物台２０をそれぞれに独立して、傾斜案内面１２ａを基準とする３つの直交座標系において摺動可能に担持する。旋盤機台１２にはさらに、後述する制御（ＮＣ）装置２４を操作するための操作盤２６や、図示しないカバー等が搭載される。
第１主軸１４は、旋盤外部から供給された棒材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１４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（図３）を強固に把持可能なチャック（図示せず）が設置される。
第１主軸台２８は、旋盤機台１２の長手方向一端領域に設定された第１主軸搭載部３０に摺動自在に搭載される。第１主軸搭載部３０には、第１主軸台２８を、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａを基準とする直交３軸座標系において、傾斜案内面１２ａ及び第１主軸１４の回転軸線１４ａ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３２（図２）が設置される。第１主軸駆動機構３２は、旋盤機台１２に組付けられるＺ１軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）３４と、傾斜案内面１２ａに組付けられるＺ１軸案内部材（例えばスライドガイド）３６と、図示しない送りねじ装置（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１４は、第１主軸駆動機構３２の作動により、それ自体の回転軸線１４ａ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１４を回転駆動する回転駆動源３８（図２）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１４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３８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１８、２０に装備した回転工具を用いて多様な加工を施すことが可能になる。
旋盤機台１２の長手方向略中央には、第１主軸搭載部３０に隣接してコラム４０が立設される。コラム４０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１４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４２が設置される。ガイドブッシュ４２は、第１主軸１４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心出し支持する。
第１刃物台１８は、旋盤機台１２上で第１刃物台搭載部として機能するコラム４０の前面に移動自在に搭載され、第１主軸１４の軸線方向前方に位置するガイドブッシュ４２の側方に退避して配置される。コラム４０には、第１刃物台１８を、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａを基準とする直交３軸座標系において、傾斜案内面１２ａ及び第１主軸１４の回転軸線１４ａ（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４４（図２）が設置される。
第１刃物台駆動機構４４は、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａに直交するコラム４０の前面に、第１送り制御軸（Ｚ１軸）に直交する現実水平送り制御軸（Ｙ軸と称する）方向へ摺動自在に搭載されるＹ軸移動台４６と、Ｙ軸移動台４６をコラム４０上でＹ軸方向へ移動させるＹ軸移動台駆動機構と、コラム４０の前面に平行なＹ軸移動台４６の前面に、第１送り制御軸（Ｚ１軸）及び現実水平送り制御軸（Ｙ軸）の双方に直交する現実垂直送り制御軸（Ｘ軸と称する）方向へ摺動自在に搭載されるＸ軸移動台４８と、Ｘ軸移動台４８をＹ軸移動台４６上でＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動台駆動機構とを備える。Ｙ軸移動台駆動機構は、コラム４０に組付けられるＹ軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）５０と、コラム前面に組付けられるＹ軸案内部材（例えばスライドガイド）５２と、図示しない送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。同様にＸ軸移動台駆動機構は、Ｙ軸移動台４６に組付けられるＸ軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）５４と、Ｙ軸移動台前面に組付けられるＸ軸案内部材（例えばスライドガイド）５６と、図示しない送りねじ装置（例えばボールねじ）から構成される。したがって第１刃物台１８は、第１刃物台駆動機構４４の作動下で、Ｙ軸移動台４６のＹ軸移動とＸ軸移動台４８のＸ軸移動とが直線補間動作することにより、第１送り制御軸（Ｚ１軸）に直交する第２送り制御軸（Ｘ１軸）に沿って直線往復動作できる。
第１刃物台駆動機構４４は、第１刃物台１８をさらに、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａを基準とする直交３軸座標系において、第１及び第２送り制御軸（Ｚ１軸及びＸ１軸）の両者に直交する送り制御軸（Ｙ１軸と称する）に沿って直線移動させる。この送り制御軸（Ｙ１軸）は、第２送り制御軸（Ｘ１軸）と同様に、第１刃物台駆動機構４４の作動下でＹ軸移動台４６のＹ軸移動とＸ軸移動台４８のＸ軸移動とが直線補間動作することによって実現されるものであり、それにより第１刃物台１８は、Ｙ１軸に沿って直線往復動作できる。
第１刃物台１８は、複数の工具２２を並列配置で保持するいわゆるくし歯刃物台であり、バイト、ドリル等の旋削工具やフライス等の回転工具を、コラム４０の前面に平行な仮想平面に沿って、かつ第１主軸１４の回転軸線１４ａに対し放射状に位置決め可能な配置で装備できる。図示実施形態では、第１刃物台１８は、複数の工具２２を第２送り制御軸（Ｘ１軸）に直交する方向すなわちＹ１軸方向に並列配置して保持できる第１保持部５８と、第１保持部５８の近傍で、複数の工具２２を第２送り制御軸（Ｘ１軸）方向に並列配置して保持できる第２保持部６０とを有して構成される。
したがって、第１刃物台１８は、そのＹ１軸移動によって第１保持部５８から割出選択された所望の工具２２の刃先を、ＮＣ装置２４に入力された系統１の加工プログラムに従う第１刃物台１８自体のＸ１軸移動と前述した第１主軸１４のＺ１軸移動との協働により、補間動作させることができる。同様に第１刃物台１８は、そのＸ１軸移動によって第２保持部６０から割出選択された所望の工具２２の刃先を、ＮＣ装置２４に入力された系統１の加工プログラムに従う第１刃物台１８自体のＹ１軸移動と第１主軸１４のＺ１軸移動との協働により、補間動作させることができる。さらに第１刃物台１８は、第２保持部６０に装備した回転工具２２Ｒの刃先を、ＮＣ装置２４に入力された系統１の加工プログラムに従う第１刃物台１８自体のＸ１軸移動とＹ１軸移動との協働により、補間動作させることができる。このようにして、系統１の制御下で、第１主軸１４に把持された棒材Ｗを、第１刃物台１８上の所望の工具２２により所望形状に加工することができる。
第２刃物台２０は、旋盤機台１２上でコラム４０を挟んで第１主軸搭載部３０の反対側に設定された第２刃物台搭載部６２に移動自在に搭載される。第２刃物台搭載部６２には、第２刃物台２０を、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａを基準とする直交２軸座標系において、傾斜案内面１２ａに平行でかつ第１主軸１４の回転軸線１４ａ（すなわち第１送り制御軸（Ｚ１軸））に直交する第３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４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６４（図２）が設置される。
第２刃物台駆動機構６４は、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａに、第４送り制御軸（Ｚ２軸）方向へ摺動自在に搭載されるＺ２軸移動台６６と、Ｚ２軸移動台６６を旋盤機台１２でＺ２軸方向へ移動させるＺ２軸移動台駆動機構と、傾斜案内面１２ａに平行なＺ２軸移動台６６の前面に、第３送り制御軸（Ｘ２軸）方向へ摺動自在に搭載されるＸ２軸移動台６８と、Ｘ２軸移動台６８をＺ２軸移動台６６上でＸ２軸方向へ移動させるＸ２軸移動台駆動機構とを備える。Ｚ２軸移動台駆動機構は、旋盤機台１２に組付けられるＺ２軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）７０と、傾斜案内面１２ａに組付けられるＺ２軸案内部材（例えばスライドガイド）７２と、図示しない送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。同様にＸ２軸移動台駆動機構は、Ｚ２軸移動台６６に組付けられるＸ２軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）７４と、Ｚ２軸移動台前面ａに組付けられる図示しないＸ２軸案内部材（例えばスライドガイド）と、図示しない送りねじ装置（例えばボールねじ）から構成される。したがって第２刃物台２０は、第２刃物台駆動機構６４の作動により、第３送り制御軸（Ｘ２軸）と第４送り制御軸（Ｚ２軸）とのそれぞれに沿って直線往復動作できる。
第２刃物台２０は、複数の工具２２を、互いに異なる刃先方向性を示す第１列及び第２列にくし歯状に保持できるものであり、バイト、ドリル等の旋削工具やフライス等の回転工具を、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａに平行な仮想平面に沿って、かつ第１主軸１４の回転軸線１４ａに対し平行又は同軸状に位置決め可能な配置で装備できる。図示実施形態では、第２刃物台２０は、複数の工具２２を、第１刃物台１６を搭載するコラム４０に対向するように方向付けして、かつ第３送り制御軸（Ｘ２軸）方向に並列配置して、第１列に保持できる第１保持部７６（図３）と、第１保持部７６の反対側で、複数の工具２２を、第１保持部７６に装着した複数の工具２２と同じ位置にそれぞれ逆向きかつ同軸状に方向付けして、第２列に保持できる第２保持部７８とを有して構成される。第２刃物台２０の第１保持部７６に装着される第１列の工具２２は、第１主軸１４に把持した棒材Ｗを加工するための刃先方向性を有する。また、第２刃物台２０の第２保持部７８に装着される第２列の工具２２は、第２主軸１６に把持した棒材Ｗ′（図３）を加工するための刃先方向性を有する。
したがって、第２刃物台２０は、それ自体のＸ２軸移動によって第１保持部７６から割出選択された所望の工具２２の刃先を、ＮＣ装置２４に入力された系統２の加工プログラムに従う第２刃物台２０自体のＸ２軸移動とＺ２軸移動との協働により、補間動作させることができ、また、ＮＣ装置２４に入力された系統２の加工プログラムに従い、第２刃物台２０自体のＺ２軸移動を第１主軸１４のＺ１軸移動に重畳させて動作させることができる。このようにして、第１主軸１４に把持された棒材Ｗを、第２刃物台２０上の第１列から選択された所望の工具２２により所望形状に加工することができる。
第２主軸１６は、旋盤機台１２上でコラム４０を挟んで第１主軸搭載部３０の反対側に、第２刃物台搭載部６２に隣接して設定された第２主軸搭載部８０に移動自在に搭載され、第１主軸１４の回転軸線１４ａに平行な回転軸線１６ａを有して、第１主軸１４すなわちガイドブッシュ４２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１６は、第１主軸１４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８２に回転自在に内蔵される。第２主軸１６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４２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。
第２主軸搭載部８０には、第２主軸１６を、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａを基準とする直交２軸座標系において、第２刃物台２０の第３送り制御軸（Ｘ２軸）に平行な第５送り制御軸（Ｘ３軸と称する）と、第１主軸１４の第１送り制御軸（Ｚ１軸）に平行な第６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８４（図２）が設置される。
第２主軸駆動機構８４は、旋盤機台１２の傾斜案内面１２ａに、第６送り制御軸（Ｚ３軸）方向へ摺動自在に搭載されるＺ３軸移動台８６と、Ｚ３軸移動台８６を旋盤機台１２でＺ３軸方向へ移動させるＺ３軸移動台駆動機構と、傾斜案内面１２ａに平行なＺ３軸移動台８６の前面に、第５送り制御軸（Ｘ３軸）方向へ摺動自在に搭載されるＸ３軸移動台８８と、Ｘ３軸移動台８８をＺ３軸移動台８６上でＸ３軸方向へ移動させるＸ３軸移動台駆動機構とを備える。Ｚ３軸移動台駆動機構は、旋盤機台１２に組付けられるＺ３軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）９０と、傾斜案内面１２ａに組付けられるＺ３軸案内部材（例えばスライドガイド）９２と、図示しない送りねじ装置（例えばボールねじ）とから構成される。同様にＸ３軸移動台駆動機構は、Ｚ３軸移動台８６に組付けられるＸ３軸駆動源（例えばＡＣサーボモータ）９４と、Ｚ３軸移動台前面に組付けられるＸ３軸案内部材（例えばスライドガイド）９６と、図示しない送りねじ装置（例えばボールねじ）から構成される。
第２主軸台８２は、第２主軸１６の回転軸線１６ａを第６送り制御軸（Ｚ３軸）に平行に配置した状態で、Ｘ３軸移動台８８の前面に固定される。したがって第２主軸１６は、第２主軸駆動機構８４の作動により、第５送り制御軸（Ｘ３軸）と第６送り制御軸（Ｚ３軸）とのそれぞれに沿って直線往復動作できる。
第２主軸台８２にはさらに、第２主軸１６を回転駆動する回転駆動源９８（図２）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１６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９８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２０に装備した回転工具を用いて多様な加工を施すことが可能になる。
このように第２主軸１６は、第２刃物台２０の第３送り制御軸（Ｘ２軸）に平行な第５送り制御軸（Ｘ３軸）に沿って直線移動できる。したがって、第２刃物台２０は、それ自体のＸ２軸移動と第２主軸１６のＸ３軸移動との少なくとも一方によって、第２保持部７８に装備した第２列の工具２２から所望の工具２２を割出選択できる。そして第２刃物台２０は、選択された所望の工具２２の刃先を、ＮＣ装置２４に入力された系統３の加工プログラムに従う第２主軸１６のＸ３軸移動とＺ３軸移動との協働により、相対的に補間動作させることができ、また、ＮＣ装置２４に入力された系統３の加工プログラムに従い、第２主軸１６のＺ３軸移動を第２刃物台２０自体のＺ２軸移動に重畳させて動作させることができる。このようにして、第２主軸１６に把持された棒材Ｗ′を、第２刃物台２０上の第２列から選択された所望の工具２２により所望形状に加工することができる。
ＮＣ旋盤１０は、ＮＣ装置２４の３系統制御下で、上記構成を有する２台の刃物台１８、２０上で選択した最多で３個の工具２２を同時使用して、正面側及び背面側の両主軸１４、１６に把持した棒材Ｗ、Ｗ′をそれぞれに自動加工でき、特に、それら３個の工具２２の各々に指令される固有の補間動作を同時に遂行できるように構成される。
図２は、そのような多様な自動加工を遂行するためのＮＣ装置２４の構成を示す。ＮＣ装置２４は、入力部１００、表示部１０２、演算制御部１０４及びサーボ制御部１０６を備える。入力部１００は、操作盤２６に設置される数値キー付きのキーボード１０８（図１）を有し、第１及び第２主軸１４、１６並びに第１及び第２刃物台１８、２０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）を含む、各工具２２に関する加工プログラム（すなわちブロック列）が、入力部１００から入力される。表示部１０２は、操作盤２６に設置されるＣＲＴ（ブラウン管）やＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示画面１１０（図１）を有し、入力部１００で入力された加工プログラムを表示画面１１０に表示したり、対話方式として表示画面１１０上でシミュレーションしながらの自動プログラミングを可能にしたりする。
演算制御部１０４は、記憶部を構成するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１２及びＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１１４と、処理部を構成するＣＰＵ（中央処理装置）１１６とを有する。入力部１００で入力された各種データを含む複数の工具２２に関する複数の加工プログラムは、ＣＰＵ１１６の指示によりＲＡＭ１１２又はＲＯＭ１１４に格納される。また、ＲＯＭ１１４には、第１及び第２主軸１４、１６並びに第１及び第２刃物台１８、２０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。ＣＰＵ１１６は、ＲＡＭ１１２又はＲＯＭ１１４に記憶した加工プログラム及びＲＯＭ１１４に格納された制御プログラムに基づいて、サーボ制御部１０６に制御指令を出力する。
サーボ制御部１０６は、第１主軸移動制御部１１８、第１主軸回転制御部１２０、第１刃物台移動制御部１２２、第２刃物台移動制御部１２４、第２主軸移動制御部１２６及び第２主軸回転制御部１２８を備える。第１主軸移動制御部１１８は、ＣＰＵ１１６の指令に基づき、第１主軸駆動機構３２のＺ１軸駆動源３４（図１）を作動して、第１主軸台２８と共に第１主軸１４をＺ１軸移動させる。第１主軸回転制御部１２０は、ＣＰＵ１１６の指令に基づき、回転駆動源３８を作動して、第１主軸１４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１４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１２２は、ＣＰＵ１１６の指令に基づき、第１刃物台駆動機構４４のＹ軸駆動源５０（図１）及びＸ軸駆動源５４（図１）を同期して作動して、第１刃物台１８をＸ１軸移動又はＹ１軸移動させる。第２刃物台移動制御部１２４は、ＣＰＵ１１６の指令に基づき、第２刃物台駆動機構６４のＺ２軸駆動源７０（図１）及びＸ２軸駆動源７４（図１）を選択的に作動して、第２刃物台２０をＺ２軸移動とＸ２軸移動とで補間動作させる。
第２主軸移動制御部１２６は、ＣＰＵ１１６の指令に基づき、第２主軸駆動機構８４のＺ３軸駆動源９０（図１）及びＸ３軸駆動源９４（図１）を選択的に作動して、第２主軸１６をＺ３軸移動とＸ３軸移動とで補間動作させる。第２主軸回転制御部１２８は、ＣＰＵ１１６の指令に基づき、回転駆動源９８を作動して、第２主軸１６を第２主軸台８２内でＣ２軸回転させる。なお、旋削加工に際しての第２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。
上記した制御系において、ＮＣ装置２４は、第１主軸駆動機構３２、第１刃物台駆動機構４４、第２刃物台駆動機構６４及び第２主軸駆動機構８４を、互いに関連付けて制御することにより、第１刃物台１８で選択される所望の工具２２による第１主軸１４に関連する（すなわち第１主軸１４に把持した棒材Ｗに対する）加工工程と、第２刃物台２０で第１列から選択される所望の工具２２による第１主軸１４に関連する加工工程と、第２刃物台２０で第２列から選択される所望の工具２２による第２主軸１６に関連する（すなわち第２主軸１６に把持した棒材Ｗ′に対する）加工工程とを、同時に実施できるように機能する。さらにＮＣ装置２４は、第１刃物台１８で選択される工具２２の、前述した系統１における補間動作と、第２刃物台２０で第１列から選択される工具２２の、前述した系統２における補間動作と、第２刃物台２０で第２列から選択される工具２２の、前述した系統３における補間動作とを同時に遂行できるように、第１主軸駆動機構３２、第１刃物台駆動機構４４、第２刃物台駆動機構６４及び第２主軸駆動機構８４を適宜に重畳制御することができる。
このような３工具同時補間による自動加工の一例を、図３を参照して説明する。この例では、第１刃物台１８に装着した工具２２−１が、系統１に属する（すなわち系統１で制御可能な）第１主軸１４のＺ１軸移動と第１刃物台１８のＸ１軸移動との補間動作により、第１主軸１４に把持した棒材Ｗに外径削り加工を施している。同時に、第２刃物台２０の第１保持部７６に装着した工具２２−２が、系統２に属する（すなわち系統２で制御可能な）第２刃物台２０のＺ軸方向重畳移動とＸ２軸移動との補間動作により、第１主軸１４に把持した棒材Ｗに中ぐり加工を施している。さらに同時に、第２刃物台２０の第２保持部７８に装着した工具２２−３が、系統３に属する（すなわち系統３で制御可能な）第２主軸１６のＺ軸方向重畳移動とＸ軸方向重畳移動との補間動作により、第２主軸１６に把持した棒材Ｗ′に外径削り加工を施している。
ここで、ＮＣ装置２４は、入力部１００で入力された工具２２−１に対する加工プログラムと工具２２−２に対する加工プログラムとから、第１主軸１４が属する（すなわち第１主軸１４の動作を制御する）Ｚ１軸に第２刃物台２０が属する（すなわち第２刃物台２０の動作を制御する）Ｚ２軸を重畳させて定義される合成Ｚ軸に従って第２刃物台駆動機構６４を制御し、それにより第２刃物台２０をＺ軸方向重畳移動させている。同様にＮＣ装置２４は、入力部１００で入力された工具２２−２に対する加工プログラムと工具２２−３に対する加工プログラムとから、第２刃物台２０が属するＺ２軸に第２主軸１６が属する（すなわち第２主軸１６の動作を制御する）Ｚ３軸を重畳させて定義される合成Ｚ軸、及び第２刃物台２０が属するＸ２軸に第２主軸１６が属するＸ３軸を重畳させて定義される合成Ｘ軸に従って、第２主軸駆動機構８４を制御し、それにより第２主軸１６をＺ軸方向重畳移動及びＸ軸方向重畳移動させている。
上記構成を有するＮＣ装置２４では、基本的には、第１主軸１４に把持した棒材Ｗを第１刃物台１８に装備した工具２２−１で加工するためのデータは、第１主軸１４及び第１刃物台１８の動作を制御する制御軸群（Ｚ１軸、Ｘ１軸、Ｙ１軸）を適宜組合せた系統１の加工プログラムとして入力部１００で入力され、第１主軸１４に把持した棒材Ｗを第２刃物台２０の第１保持部７６に装備した工具２２−２で加工するためのデータは、第１主軸１４及び第２刃物台２０の動作を制御する制御軸群（Ｚ１軸、Ｘ２軸、Ｚ２軸、合成Ｚ軸）を適宜組合せた系統２の加工プログラムとして入力部１００で入力され、第２主軸１６に把持した棒材Ｗ′を第２刃物台２０の第２保持部７８に装備した工具２２−３で加工するためのデータは、第２刃物台２０及び第２主軸１６の動作を制御する制御軸群（Ｚ２軸、Ｘ２軸、Ｚ３軸、Ｘ３軸、合成Ｚ軸、合成Ｘ軸）を適宜組合せた系統３の加工プログラムとして入力部１００で入力される。これらの加工プログラムは、操作盤２６に設置したキーボード１０８を介して、ＮＣ装置２４に手動入力（マニュアルデータインプット）され、その内容が、操作盤２６に設置した表示部１０２の表示画面１１０に表示される。
ＮＣ装置２４のＲＡＭ１１２には、系統１〜３のそれぞれに個別に対応可能な３つのプログラム記述領域が設けられる。図４に示すように、それらプログラム記述領域は、それぞれ＄１、＄２、＄３の標記の下に、表示部１０２の表示画面１１０に並列に区画して表示される。そして、第１及び第２刃物台１８、２０上の複数の工具２２に関する複数の加工プログラムは、それぞれにまとまったブロック列の形式で、３つのプログラム記述領域＄１、＄２、＄３から自由に選択した所望のプログラム記述領域に記述できるようになっている。
ここで、従来の多機能型ＮＣ旋盤では、ＮＣ装置のＲＡＭに設定される複数のプログラム記述領域に、それぞれに対応して予め定められた制御軸を使用する加工プログラムしか記述できない等の、ユーザが多系統加工プログラムを作成する際の記述手順に関する前述した幾つかの制約があった。これに対し、本発明に係るＮＣ旋盤１０のＮＣ装置２４は、ユーザが多系統加工プログラムを作成する際の記述手順の自由度を向上させるための下記の特徴的構成を有している。
すなわちＮＣ装置２４は、ＲＡＭ１１２に記憶される複数の加工プログラムに対し、ＣＰＵ１１６が、ＲＡＭ１１２に設定される３つのプログラム記述領域＄１、＄２及び＄３のそれぞれに、Ｘ１軸−Ｙ１軸−Ｚ１軸の直交３軸、Ｘ２軸−Ｚ２軸の直交２軸、及びＸ３軸−Ｚ３軸の直交２軸を基準制御軸として割り当てるとともに、各加工プログラムで指定される１つの指定工具２２に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、この指定工具２２を指定する加工プログラムを記述すべく複数のプログラム記述領域＄１、＄２、＄３から任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた基準制御軸を適用する処理を実施した上で、それら加工プログラムに従う制御信号をサーボ制御部１０６に出力するように構成される。
ここで、ＮＣ装置２４のＣＰＵ１１６は、任意選択されたプログラム記述領域に記述される加工プログラムにおける、指定工具２２を指定する工具機能指令を読み取って、この指定工具２２に関連する加工動作を、実用制御軸に適用された基準制御軸で制御できるか否かを判断することができる。そしてＣＰＵ１１６は、適用された基準制御軸でこの加工動作を制御できないと判断したときには、実用制御軸に、任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた基準制御軸以外の制御軸のうち、指定工具２２に関連する加工動作を制御できる制御軸を適用する。
この場合、ＮＣ装置２４のＣＰＵ１１６は、上記した実用制御軸決定段階において、任意選択されたプログラム記述領域に記述される加工プログラムにおける、実用制御軸を指定する軸指定指令に従って、適用された基準制御軸の代わりに、指定された実用制御軸を使用する処理を実施できる。なお、軸指定指令に従うこの実用制御軸決定処理は、任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた基準制御軸を実用制御軸に適用する上記処理とは、別個のものとして実施することもできる。
さらに、ＮＣ装置２４のＣＰＵ１１６は、ＲＡＭ１１２に記憶される複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具２２に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、指定工具２２を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの制御軸に他の所望の制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定する処理を実施した上で、それら加工プログラムに従う制御信号をサーボ制御部１０６に出力するように構成される。
ＮＣ装置２４におけるプログラム記述手順に関する上記したような種々の特徴的処理を、図４及び図５に示す加工プログラム例を参照して以下に説明する。
図４に例示される加工プログラムは、図５に模式図的に示すように、最初に、第２刃物台２０の第１保持部７６に装着した工具２２−２（工具コードＴ２１００）が、系統１の制御下における第２刃物台２０のＺ２軸移動により、第１主軸１４側の棒材Ｗに端面穴あけ加工を施し（プログラムＰ１）、次に、第１刃物台１８に装着した工具２２−１（工具コードＴ０２００）が、系統１の制御下における第１主軸１４のＺ１軸移動と第１刃物台１８のＸ１軸移動との補間動作により、棒材Ｗに外径削り加工を施す（プログラムＰ２）と同時に、第２刃物台２０の第２保持部７８に装着した工具２２−３（工具コードＴ３１００）が、系統３の制御下における第２刃物台２０のＺ２軸移動により、第２主軸１６側の棒材Ｗ′に端面穴あけ加工を施し（プログラムＰ３）、最後に、第１刃物台１８に装着した工具２２−４（工具コードＴ０１００）が、系統１の制御下における第１刃物台１８のＸ１軸移動により、棒材Ｗに突切加工を施す（プログラムＰ４）ものである。なお図５において、Ｘ０及びＺ０はそれぞれ、Ｘ軸移動及びＺ軸移動の基準位置を示す。
ユーザは、これら４つの加工プログラムＰ１〜Ｐ４を作成する際に、前述したＮＣ装置２４のＣＰＵ１１６が実施する処理の恩恵で、操作盤２６の表示画面１１０に並列に区画して表示された３つのプログラム記述領域＄１、＄２、＄３から任意選択したいずれか１つのプログラム記述領域に、各加工プログラムＰ１〜Ｐ４を自由に（すなわち、各プログラム記述領域＄１、＄２、＄３に対応する系統と各指定工具２２−１〜２２−４に関連する加工動作を制御する制御軸との関係を意識せずに）記述することができる。図示の例では、加工プログラムＰ１（Ｚ２軸制御）、Ｐ２（Ｚ１軸及びＸ１軸制御）、Ｐ４（Ｘ１軸制御）は、系統１に対応するプログラム記述領域＄１に記述され、加工プログラムＰ３（Ｚ２軸制御）は、系統３に対応するプログラム記述領域＄３に記述されている。
またユーザは、加工プログラム作成時に、各加工プログラムにおける指定工具２２に関連する加工動作を制御可能な所望の制御軸を、実用制御軸として指定することもできる。この指定は、加工プログラムＰ１〜Ｐ４を記述するプログラム記述領域＄１、＄２、＄３の選択とは無関係に行うこともできる。図示の例では、加工プログラムＰ３で、工具２２−３を指定する工具機能指令（すなわち工具コードＴ３１００）と同じブロックに、工具２２−３に関連する加工動作を制御するためのＺ２軸を指定する軸指定指令（このプログラム例では引き数Ｋ２）を併記して記述したブロックフォーマットが用いられている。なお、引き数の記述例として、Ｚｎ軸を指定する引き数Ｋｎの他に、Ｘｎ軸を指定する引き数Ｉｎを用いることができる。
さらにユーザは、加工プログラム作成時に、各加工プログラムにおける指定工具２２に関連する加工動作を制御可能な複数の制御軸の間で、所望の１つの制御軸に他の所望の制御軸を重畳させて実用制御軸を決定する指令を、工具２２の指定と同時に記述することができる。この重畳指令は、加工プログラムＰ１〜Ｐ４を記述するプログラム記述領域＄１、＄２、＄３の選択とは無関係に記述することもできる。図示の例では、加工プログラムＰ１で工具２２−２を指定する工具機能指令（すなわち工具コードＴ２１００）と同じブロックに、工具２２−２に関連する加工動作を制御するためのＺ１軸にＺ２軸を重畳させる軸重畳指令（このプログラム例では引き数Ｚ１）が併記して記述したブロックフォーマットが用いられている。なお、引き数の記述例として、重畳基準をＺｎ軸とする引き数Ｚｎの他に、重畳基準をＸｎ軸とする引き数Ｘｎを用いることができる。
ＣＰＵ１１６は、このようにして各プログラム記述領域＄１〜＄３に記述された各加工プログラムＰ１〜Ｐ４を、３つのプログラム記述領域＄１〜＄３のそれぞれに対し並行して演算処理する。ここで、プログラム記述領域＄１には、３種類の工具２２−２、２２−１、２２−４に関連する加工プログラムＰ１、Ｐ２、Ｐ４が直列に記述されているが、ＣＰＵ１１６は、これら加工プログラムＰ１、Ｐ２、Ｐ４を記述順序と同じ順序で演算処理し、その順序でサーボ制御部１０６に制御信号を出力する。
まずプログラム記述領域＄１において、ＣＰＵ１１６は、加工プログラムＰ１の最初のブロックに記述された工具コードＴ２１００を読み取って、指定工具２２−２に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、プログラム記述領域＄１に割り当てられた基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）を適用するとともに、この指定工具２２−２に関連する加工動作をこれら基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）で制御できるか否かを、制御軸毎に個別に判断する。それにより、Ｘ１軸及びＹ１軸が、指定工具２２−２に関連する加工動作を制御できない基準制御軸として判断される。そしてＣＰＵ１１６は、それら制御できない基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸）を実用制御軸から除外するとともに、それら基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸）以外の制御軸のうち、指定工具２２−２に関連する加工動作を制御できる制御軸（Ｘ２軸、Ｚ２軸）を、実用制御軸に適用する。その結果、加工プログラムＰ１において使用可能な複数の実用制御軸（Ｚ１軸、Ｘ２軸、Ｚ２軸）が選定される。
ここで仮に、このブロックに工具コードＴ２１００だけが記述されている場合は、ＣＰＵ１１６は、プログラム記述領域＄１に割り当てられた基準制御軸を優先適用して、加工プログラムＰ１で使用する実用制御軸をＺ１軸とＸ２軸とに決定する。この場合には、第２刃物台２０は駆動されないことになる。これに対し、図４のプログラム例では、ＣＰＵ１１６は、工具コードＴ２１００と同じブロックに併記された引き数Ｚ１を読み取って、この引き数で指定されたＺ１軸にもう１つの実用制御軸であるＺ２軸を重畳させ、それにより得られる合成Ｚ軸をＺ１軸の代わりに実用制御軸に適用する。その結果、加工プログラムＰ１で使用する実用制御軸は、合成Ｚ軸とＸ２軸とに決定される。そこでＣＰＵ１１６は、後段のブロック列に記述された工具移動データに基づき、棒材Ｗと指定工具２２−２の刃先との相対位置及び速度関係を規定し、棒材Ｗに端面穴あけ加工を施す。このとき、各ブロックで制御軸を指定するアドレスＺは、合成Ｚ軸を表すことになる。なお、図示の例では、加工プログラムＰ１の実行中に、Ｚ１軸を制御する他の同時加工プログラムが存在しないので、合成Ｚ軸はＺ２軸と同一になり、第１主軸１４は駆動されずに第２刃物台２０が駆動される。
プログラム記述領域＄１における次の加工プログラムＰ２では、ＣＰＵ１１６はその最初のブロックに記述された工具コードＴ０２００を読み取って、指定工具２２−１に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、プログラム記述領域＄１に割り当てられた基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）を適用するとともに、この指定工具２２−１に関連する加工動作をこれら基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）で制御できるか否かを、制御軸毎に個別に判断する。この場合、いずれの基準制御軸も指定工具２２−１に関連する加工動作を制御できるので、ＣＰＵ１１６はこれら基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）を、実用制御軸として決定する。そこでＣＰＵ１１６は、後段のブロック列に記述された工具移動データに基づき、棒材Ｗと指定工具２２−１の刃先との相対位置及び速度関係を規定し、棒材Ｗに外径削り加工を施す。このとき、各ブロックで制御軸を指定するアドレスＸ及びＺは、Ｘ１軸及びＺ１軸をそれぞれ表すことになる。
プログラム記述領域＄１における次の加工プログラムＰ４では、ＣＰＵ１１６はその最初のブロックに記述された工具コードＴ０１００を読み取って、指定工具２２−４に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、プログラム記述領域＄１に割り当てられた基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）を適用するとともに、この指定工具２２−４に関連する加工動作をこれら基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）で制御できるか否かを、制御軸毎に個別に判断する。この場合、いずれの基準制御軸も指定工具２２−４に関連する加工動作を制御できるので、ＣＰＵ１１６はこれら基準制御軸（Ｘ１軸、Ｙ１軸、Ｚ１軸）を、実用制御軸として決定する。そこでＣＰＵ１１６は、後段のブロック列に記述された工具移動データに基づき、棒材Ｗと指定工具２２−４の刃先との相対位置及び速度関係を規定し、棒材Ｗに突切加工を施す。このとき、各ブロックで制御軸を指定するアドレスＸ及びＺは、Ｘ１軸及びＺ１軸をそれぞれ表すことになる。
プログラム記述領域＄２には加工プログラムが記載されていないので、ＣＰＵ１１６はプログラム記述領域＄２に関して何の処理も行わない。
プログラム記述領域＄３において、ＣＰＵ１１６は、加工プログラムＰ３の最初のブロックに記述された工具コードＴ３１００を読み取って、指定工具２２−３に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、プログラム記述領域＄３に割り当てられた基準制御軸（Ｘ３軸、Ｚ３軸）を適用するとともに、この指定工具２２−３に関連する加工動作をこれら基準制御軸（Ｘ３軸、Ｚ３軸）で制御できるか否かを、制御軸毎に個別に判断する。この場合、いずれの基準制御軸も指定工具２２−３に関連する加工動作を制御できるので、ＣＰＵ１１６はこれら基準制御軸（Ｘ３軸、Ｚ３軸）を、実用制御軸として決定する。
ここで仮に、このブロックに工具コードＴ３１００だけが記述されている場合は、ＣＰＵ１１６は、上記のようにプログラム記述領域＄３に割り当てられた基準制御軸を適用して、加工プログラムＰ３で使用する実用制御軸をＺ３軸とＸ３軸とに決定する。この場合には、第２刃物台２０は駆動されずに第２主軸１６が駆動されることになる。これに対し、図４のプログラム例では、ＣＰＵ１１６は、工具コードＴ３１００と同じブロックに併記された引き数Ｋ２を読み取って、この引き数で指定されたＺ２軸を、Ｚ３軸の代わりに実用制御軸に適用する。その結果、加工プログラムＰ３で使用する実用制御軸は、Ｚ２軸とＸ３軸とに決定される。そこでＣＰＵ１１６は、後段のブロック列に記述された工具移動データに基づき、棒材Ｗ′と指定工具２２−３の刃先との相対位置及び速度関係を規定し、棒材Ｗ′に端面穴あけ加工を施す。このとき、各ブロックで制御軸を指定するアドレスＺは、Ｚ２軸を表すことになり、第２主軸１６は駆動されずに第２刃物台２０が駆動される。
なお、上記した加工プログラムＰ２及びＰ３は、図示の例では、系統間の制御タイミングを合わせるための特定のコード「！」を使用したブロックにより、加工開始時期を同期させている。したがって加工プログラムＰ２と加工プログラムＰ３とは、系統１と系統２との同時加工プログラムとなっている。しかし、これら加工プログラムＰ２及びＰ３は、上記したように互いに異なる刃物台１８、２０の動作により異なる棒材Ｗ、Ｗ′を加工するものであるから、加工開始時期を同期させなくても実施できる。ただし図示の例では、加工プログラムＰ１と加工プログラムＰ３とは、いずれもＺ２軸を制御するので同時加工不能であり、結果としてコード「！」を含むブロックを記述する必要が生じている。
上記したＣＰＵ１１６による種々の処理手順は、図６〜図８に示すフローチャートに従って説明することができる。まず図６に示すように、加工プログラムで使用する実用制御軸に、当該加工プログラムを記述したプログラム記述領域に割り当てられた基準制御軸を適用する処理においては、ＣＰＵ１１６は、工具コードを読み取ることにより、適用された基準制御軸で指定工具に関連する加工動作を制御できるか否かを、制御軸毎に個別に判断する（ステップＱ１）。ステップＱ１で、適用された基準制御軸での制御が不能と判断された場合は、その基準制御軸を実用制御軸から除外するとともに、他の制御軸から、指定工具に関連する加工動作を制御できる制御軸を取得して実用制御軸に適用する（ステップＱ２）。またステップＱ１で、適用された基準制御軸での制御が可能と判断された場合は、その基準制御軸をそのまま実用制御軸に適用する。そして、決定した実用制御軸で演算処理を行って、サーボ制御部１０６に移動指令を発する（ステップＱ３）。
この処理により、従来のＮＣ装置のソフトウエアでは異なるプログラム記述領域に記述することが慣例であった異系統の制御軸を使用する加工プログラムを、前述したように共通のプログラム記述領域に直列に記述することが可能になる。そしてＣＰＵ１１６は、共通のプログラム記述領域に直列に記述したそれら異系統の制御軸を使用する加工プログラムを、記述順序と同じ順序で演算処理し、その順序でサーボ制御部１０６に移動指令を発する。
例えば図４のプログラム例では、加工プログラムＰ１及びＰ２は、同じ棒材Ｗに対し異なる刃物台１８、２０を動作させて端面穴あけ加工と外径削り加工とを施すものである。この場合、端面穴あけ加工と外径削り加工とでは、要求される棒材Ｗすなわち第１主軸１４の回転速度が通常は互いに異なるので、これら加工プログラムＰ１及びＰ２は同時加工ではなく加工順序を特定した順次加工として実施される。このとき、従来のＮＣ装置のソフトウエアでは、ＲＡＭに設定される複数のプログラム記述領域に、それぞれに対応して予め定めた制御軸を使用する加工プログラムしか記述できないので、上記加工例においてＺ２軸を使用する加工プログラムＰ１はプログラム記述領域＄２に記述され、Ｚ１軸及びＸ１軸を使用する加工プログラムＰ２はプログラム記述領域＄１に記述されることになる。この場合、加工プログラムＰ１と加工プログラムＰ２とが同時期に重なって実施されないようにするために、系統間の制御タイミングを合わせるための特定のコード「！」を使用したブロックにより、加工開始時期の待ち合わせを指定しなければならない。
これに対し、本発明のＮＣ装置２４によれば、異系統の制御軸を使用する加工プログラムＰ１と加工プログラムＰ２とを、その加工順序に従って共通のプログラム記述領域＄１に直列に記述するだけで、記述順序通りの順次加工を実施できる。したがってユーザは、順次加工プログラムを作成する際に、異なる系統間で各種制御動作の先後関係を把握する必要がなく、またコード「！」を用いたブロックを記述する必要もないので、入力作業が容易になり、記述漏れによる入力ミスを排除できる。しかも、コード「！」を用いたブロックを排除した分、作成された加工プログラムの実行時間（すなわち加工時間）を短縮できる効果が奏される。
次に図７に示すように、軸指定指令に従う実用制御軸決定処理に関しては、ＣＰＵ１１６は、加工プログラムで指定された工具を選択（ステップＲ１）した後、その加工プログラムを遂行するための実用制御軸を指定するか否かを、引き数Ｉｎ又はＫｎを読み取ることにより判断する（ステップＲ２）。ここでＮＣ旋盤１０では、第１及び第２主軸１４、１６に把持した棒材Ｗ、Ｗ′に対し、それぞれ第１及び第２主軸１４、１６と第２刃物台２０とのいずれか一方を移動させることにより加工できるので、ステップＲ２では、指定工具に対し加工対象棒材を把持している主軸を移動させて加工を行うか否かを判断することになる。そして主軸を移動させる場合は、主軸動作を制御する制御軸を取得して実用制御軸に適用する（ステップＲ３）。この状態で、制御軸を指定するアドレスＸ、Ｚは、取得した制御軸を表すものとして読み取られるので、データを演算処理してサーボ制御部１０６に移動指令を発すると、主軸が移動することになる（ステップＲ４）。また、主軸を移動させる代わりに、指定工具を装備した刃物台を移動させる場合は、刃物台動作を制御する制御軸を取得して実用制御軸に適用する（ステップＲ５）。この状態で、工具移動データを演算処理してサーボ制御部１０６に移動指令を発すると、刃物台が移動することになる（ステップＲ６）。なお、ステップＲ３、Ｒ５において、加工プログラムを遂行可能な制御軸を取得できない場合、引き数Ｉｎ又はＫｎの記述ミスと判断して例えばアラームを起動させる。
この処理により、ユーザは、加工プログラム作成段階で、各工具に対し加工動作を制御するための実用制御軸を選択する自由を有することになる。ＮＣ旋盤１０では、例えば図９に示すように、第２主軸１６に把持した棒材Ｗ′に対し、第２刃物台２０の第２保持部７８に装備した工具２２によって端面穴あけ加工を施す際に、工具２２に関する加工動作を制御する実用制御軸を、Ｚ２軸とＺ３軸とのいずれか一方に、ユーザが自由に指定できる。したがって例えば、ユーザがプログラムを作成する段階で、第２主軸１６が第１主軸１４の同軸対向位置に配置されているときには棒材Ｗ′を第２刃物台２０のＺ２軸移動により加工し、第２主軸１６が他の位置に配置されているときには棒材Ｗ′を第２主軸１６のＺ３軸移動により加工する、といった工具選択に要する時間の短縮を目的とする指定が可能となる。
なお、ＮＣ旋盤１０の機械構成においては、第１主軸１４に把持した棒材Ｗに対し、第２刃物台２０の第１保持部７６に装備した工具２２によって端面穴あけ加工を施す際にも、系統１の制御下での第１主軸１４のＺ１軸移動と、系統２の制御下での第２刃物台２０のＺ２軸移動とのいずれか一方を指定することができる。また、第２主軸１６に把持した棒材Ｗ′に対し、第２刃物台２０の第２保持部７８に装備した工具２２によって外径加工や内径加工を施す際には、系統２の制御下での第２刃物台２０のＸ２軸移動と、系統３の制御下での第２主軸１６のＸ３軸移動とのいずれか一方を指定することができる。さらに、引き数Ｉｎ及びＫｎを、前述したように単独で工具コードに併記するだけでなく、両者を組合せて１つのブロック内で工具コードに併記することにより、ＣＰＵ１１６が、前述したフローチャートに従って、Ｘ軸及びＺ軸の両者の同時指定指令の下で実用制御軸決定処理を実施することもできる。
また図８に示すように、軸重畳指令に従う実用制御軸決定処理に関しては、ＣＰＵ１１６は、加工プログラムで指定された工具を選択（ステップＳ１）した後、その加工プログラムを遂行するための実用制御軸を重畳により決定するか否かを、引き数Ｘｎ又はＺｎを読み取ることにより判断する（ステップＳ２）。重畳制御する場合は、引き数Ｘｎ又はＺｎで指定された制御軸に、加工プログラムを遂行可能な他の制御軸を重畳させ、それにより得られる合成軸を実用制御軸に適用する（ステップＳ３）。この状態で、工具移動データを演算処理すると、重畳指定軸に沿った移動制御に伴い、重畳させた制御軸に沿った移動制御も行われることになる（ステップＳ４）。また、重畳制御しない場合は、合成されていない制御軸毎に個別に移動制御が行われることになる（ステップＳ５）。なお、ステップＳ３において、指定された制御軸に他の制御軸を重畳できない場合、引き数Ｘｎ又はＺｎの記述ミスと判断して例えばアラームを起動させる。
この処理により、従来のＮＣ装置のソフトウエアでは必要とされていた重畳の開始及び終了を指令するための特定のコードを記述する重畳専用のブロックが不要になる。例えば図４の例では、加工プログラムＰ１の最初のブロックで、工具コードＴ２１００に引き数Ｚ１を併記するだけで、Ｚ１軸とＺ２軸との重畳の開始が指定される。また、次の加工プログラムＰ２の最初のブロックで、工具コードＴ０２００に引き数Ｚｎが併記されていないことで、Ｚ１軸とＺ２軸との重畳の終了が指定される。したがってユーザは、重畳制御を指定する際に、重畳専用のブロックを記述する必要がないので、入力作業が容易になり、記述漏れによる入力ミスを排除できる。しかも、重畳専用のブロックを排除した分、作成された加工プログラムの実行時間（すなわち加工時間）を短縮できる効果が奏される。
なお、ＮＣ旋盤１０の機械構成においては、第１主軸１４に把持した棒材Ｗを第２主軸１６に掴み替えるときにも、Ｚ１軸にＺ３軸を重畳させた状態で第２主軸１６をＺ３軸方向へ移動させることができる。また、第２主軸１６に把持した棒材Ｗ′を第２刃物台２０の第２保持部７８に装備した工具２２で加工するときにも、Ｚ２軸にＺ３軸を重畳させた状態で第２主軸１６をＺ３軸方向へ移動させることができ、またＸ２軸にＸ３軸を重畳させた状態で第２主軸１６をＸ３軸方向へ移動させることができる。さらに、第１主軸１４のＺ１軸移動に第２刃物台２０のＺ２軸移動を重畳させた合成Ｚ軸に、第２主軸１６のＺ３軸移動を重畳させることもできる。ＮＣ旋盤１０では、これら種々の重畳制御の下で、多様な同時加工を実施できる。なお、これらの重畳制御を指定する加工プログラムは、３つのプログラム記述領域＄１、＄２、＄３から任意選択したプログラム記述領域に記述できる。また、引き数Ｘｎ及びＺｎを、前述したように単独で工具コードに併記するだけでなく、両者を組合せて１つのブロック内で工具コードに併記することにより、ＣＰＵ１１６が、前述したフローチャートに従って、Ｘ軸及びＺ軸の両者の同時重畳指令の下で実用制御軸決定処理を実施することもできる。さらに、引き数Ｘｎ及び／又はＺｎを、前述した制御軸指定用の引き数Ｉｎ及び／又はＫｎと組合せて、１つのブロック内で工具コードに併記することにより、ＣＰＵ１１６が、軸指定と軸重畳との同時指令の下で実用制御軸決定処理を実施することもできる。
本発明に係るＮＣ装置は、ＣＰＵが上記した種々の処理を連続的に行うことにより、加工プログラムの第１段階としての工具選択及び実用制御軸決定処理を完了する構成とすることもできる。図１０は、この工具選択フローチャートを示す。まず、前述したステップＱ１で、適用された基準制御軸で指定工具に関連する加工動作を制御できるか否かを判断し、制御できない場合はステップＱ２で、指定工具を装備した刃物台を移動可能な制御軸を取得する。次にステップＲ１で、その刃物台を移動して指定工具を選択した後、ステップＲ２で、加工プログラムを遂行するための実用制御軸を指定するか否かを判断し、指定する場合はステップＲ３で、指定された実用制御軸を取得する。次にステップＳ２で、加工プログラムを遂行するための実用制御軸を重畳により決定するか否かを判断し、重畳制御する場合はステップＳ３で、指定された制御軸に、指定工具を装備した刃物台を移動可能な他の制御軸を重畳させる。このようにして、工具選択及び実用制御軸決定処理が完了する。
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。例えば、本発明に係るＮＣ旋盤、ＮＣ装置、制御方法及びプログラム記述方法は、上記した３系統の制御構成に限らず、２系統や４系統等、他の様々な構成を有する多系統制御構成に適用できるものである。
【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、本発明の一実施形態によるＮＣ旋盤の全体構成を示す斜視図、
図２は、図１のＮＣ旋盤に組み込まれたＮＣ装置の構成を示すブロック図、
図３は、図１のＮＣ旋盤における第１及び第２刃物台による同時加工の一例を示す概略図、
図４は、図２のＮＣ装置に入力され、表示される加工プログラムの一例を示す図、
図５は、図４の加工プログラムによって遂行される加工工程を示す図、
図６は、図２のＮＣ装置におけるプログラム記述手順に関する１つの処理を示すフローチャート、
図７は、図２のＮＣ装置におけるプログラム記述手順に関する他の処理を示すフローチャート、
図８は、図２のＮＣ装置におけるプログラム記述手順に関するさらに他の処理を示すフローチャート、
図９は、図７の処理に従う加工動作の一例を示す図、及び
図１０は、図６〜図８の処理を用いた工具選択手順を示すフローチャートである。

Claims (25)

1. 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、複数の系統において複数の制御軸に沿って制御する制御装置とを具備し、
   前記制御装置は、
   前記少なくとも１つの刃物台に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、
   前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、
   前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に前記複数の制御軸をそれぞれ基準制御軸として割り当てるとともに、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該指定工具を指定する加工プログラムを記述すべく前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸を適用する処理部とを備え、
   前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記実用制御軸を指定する軸指定指令に従って、前記適用された基準制御軸の代わりに、該指定された実用制御軸を使用する、
   数値制御旋盤。
2. 前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令を読み取って、該指定工具に関連する加工動作を前記適用された基準制御軸で制御できるか否かを判断する請求項１に記載の数値制御旋盤。
3. 前記制御装置の前記処理部は、前記適用された基準制御軸で前記指定工具に関連する加工動作を制御できないと判断したときに、前記実用制御軸に、前記任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸以外の前記複数の制御軸のうち、該指定工具に関連する加工動作を制御できる制御軸を適用する請求項２に記載の数値制御旋盤。
4. 前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記される請求項１に記載の数値制御旋盤。
5. 前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って、前記実用制御軸を決定する請求項１に記載の数値制御旋盤。
6. 前記制御装置の前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に直列に記述される複数の工具に関する複数の加工プログラムを、それらの記述順序に一致した順序で実施するように処理する請求項１に記載の数値制御旋盤。
7. 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、複数の系統において複数の制御軸に沿って制御する制御装置とを具備し、
   前記制御装置は、
   前記少なくとも１つの刃物台に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、
   前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、
   前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおいて、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定する処理部とを備える、
   数値制御旋盤。
8. 複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤で使用する制御装置であって、
   前記数値制御旋盤に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、
   前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、
   前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に前記複数の制御軸をそれぞれ基準制御軸として割り当てるとともに、前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該指定工具を指定する加工プログラムを記述すべく前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸を適用する処理部と、
   を具備し、
   前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記実用制御軸を指定する軸指定指令に従って、前記適用された基準制御軸の代わりに、該指定された実用制御軸を使用する、
   制御装置。
9. 前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令を読み取って、該指定工具に関連する加工動作を前記適用された基準制御軸で制御できるか否かを判断する請求項８に記載の制御装置。
10. 前記処理部は、前記適用された基準制御軸で前記指定工具に関連する加工動作を制御できないと判断したときに、前記実用制御軸に、前記任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸以外の前記複数の制御軸のうち、該指定工具に関連する加工動作を制御できる制御軸を適用する請求項９に記載の制御装置。
11. 前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記される請求項８に記載の制御装置。
12. 前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って、前記実用制御軸を決定する請求項８に記載の制御装置。
13. 前記処理部は、前記任意選択されたプログラム記述領域に直列に記述される複数の工具に関する複数の加工プログラムを、それらの記述順序に一致した順序で実施するように処理する請求項８に記載の制御装置。
14. 複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤で使用する制御装置であって、
    前記数値制御旋盤に装備される複数の工具に関する複数の加工プログラムを入力するための入力部と、
    前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有し、前記入力部で入力される前記複数の加工プログラムを、該複数のプログラム記述領域に記述し、記憶する記憶部と、
    前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおいて、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定する処理部とを備える、
    制御装置。
15. 複数の系統における複数の制御軸に沿った制御下で動作可能な少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する数値制御旋盤の制御方法であって、
    前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有する記憶部を備える制御装置を用意し、
    前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に、前記複数の制御軸をそれぞれ基準制御軸として割り当て、
    前記少なくとも１つの刃物台上にある複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に記述して記憶し、
    前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該指定工具を指定する加工プログラムを記述すべく任意選択された前記プログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸を適用し、
    前記複数の加工プログラムの各々において前記実用制御軸に適用された前記基準制御軸に沿って、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の各々の動作を制御し、
    前記実用制御軸に前記基準制御軸を適用する段階は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記実用制御軸を指定する軸指定指令に従って、前記適用された基準制御軸の代わりに、該指定された実用制御軸を使用することを含む、
    制御方法。
16. 前記実用制御軸に前記基準制御軸を適用する段階は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令を読み取って、該指定工具に関連する加工動作を前記適用された基準制御軸で制御できるか否かを判断することを含む請求項１５に記載の制御方法。
17. 前記適用された基準制御軸で前記指定工具に関連する加工動作を制御できないと判断したときに、前記実用制御軸を、前記任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられた前記基準制御軸以外の前記複数の制御軸のうち、該指定工具に関連する加工動作を制御できる制御軸を適用することを含む請求項１６に記載の制御方法。
18. 前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおいて、前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記される請求項１５に記載の制御方法。
19. 前記実用制御軸に前記基準制御軸を適用する段階は、前記任意選択されたプログラム記述領域に記述される前記加工プログラムにおける、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って、前記実用制御軸を決定することを含む請求項１５に記載の制御方法。
20. 複数の系統における複数の制御軸に沿った制御下で動作可能な少なくとも１つの主軸及び少なくとも１つの刃物台を有する数値制御旋盤の制御方法であって、
    前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を有する記憶部を備える制御装置を用意し、
    前記少なくとも１つの刃物台上にある複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に記述して記憶し、
    前記複数の加工プログラムの各々で指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する加工プログラムにおいて、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定し、
    前記複数の加工プログラムの各々において決定した前記実用制御軸に沿って、前記少なくとも１つの主軸及び前記少なくとも１つの刃物台の各々の動作を制御する、
    制御方法。
21. 複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤における制御装置の加工プログラム記述方法であって、
    前記制御装置の記憶部に、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域であって、前記複数の制御軸がそれぞれ基準制御軸として割り当てられる複数のプログラム記述領域を設定し、
    複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域から任意選択されたプログラム記述領域に対し、各加工プログラムで指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸に、該任意選択されたプログラム記述領域に割り当てられる前記基準制御軸を適用するためのブロックフォーマットを用いて記述し、
    前記ブロックフォーマットは、前記特定した基準制御軸の代わりに使用する前記実用制御軸を指定する軸指定指令を含む、
    記述方法。
22. 前記ブロックフォーマットは、前記指定工具を指定する工具機能指令を含む請求項２１に記載の記述方法。
23. 前記指定工具を指定する工具機能指令と前記軸指定指令とが同一ブロックに併記される請求項２１に記載の記述方法。
24. 前記ブロックフォーマットは、前記指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令を含む請求項２１に記載の記述方法。
25. 複数の制御軸を含む複数の系統を有する数値制御旋盤における制御装置の加工プログラム記述方法であって、
    前記制御装置の記憶部に、前記複数の系統のそれぞれに個別に対応する複数のプログラム記述領域を設定し、
    複数の工具に関する複数の加工プログラムの各々を、前記制御装置の前記記憶部の前記複数のプログラム記述領域に対し、各加工プログラムで指定される１つの指定工具に関連する加工動作を制御する実用制御軸を、該指定工具を指定する工具機能指令と同一のブロックに併記される、所望の１つの前記制御軸に他の所望の前記制御軸を重畳させる軸重畳指令に従って決定するためのブロックフォーマットを用いて記述する、
    記述方法。

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