JP4987214B2 - 自動旋盤及びその制御方法及びその制御装置 - Google Patents

Description

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。
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、例えば工具刃先の磨耗や工具の交換に伴い、指示すべき工具位置の補正すなわち工具オフセットを指令しようとする場合には、工具位置を所要オフセット量だけ変位させた形でカム線図を作成することになる。この場合、カム１回転に相当する主軸回転数は変更されないので、被加工素材に対する工具の切削送り速度が変動し、結果として加工面の表面粗さが変化してしまう懸念がある。
これに対し、従来のＮＣ旋盤では、主軸と刃物台との相対的送り動作の制御が、要求される制御軸における送り速度の指定の下で、工具をその指定位置まで経過時間に対応して連続的に移動させるものであるから、工具の切削送り速度を変動させずに工具オフセットを指令することができる。その反面、加工プログラムの組み方及び入力データの数値選定によって、１加工サイクルに要する時間が容易に変動するので、例えば多軸多系統のＮＣ旋盤において、複数の制御軸同士の同期指令や系統間の重畳指令を効率良くプログラムするには作業者の熟練が必要となる。
しかも、従来のＮＣ旋盤では、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、通常、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。この点で、前述したように電子カム式の自動旋盤は、工具のアイドル時間を容易に排除できるので、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のである。
発明の開示
本発明の目的は、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、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有す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、複数の制御軸同士の同期指令を容易にプログラムできるとともに、工具の切削送り速度を変動させずに工具オフセットを指令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と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で用意し、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を処理して、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、移動位置データを用意する段階は、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をカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意することを含む制御方法が提供される。
また、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、カム基準データと時間基準データとのいずれか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、好適な実施形態では、カム基準データと時間基準データとのいずれか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制御方法が提供される。
この構成では、変位線図上で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、移動位置データを処理する段階は、カム基準データと時間基準データとのいずれか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ことが有利である。
移動位置データを処理する段階は、カム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することを含むことができる。
この構成では、任意のパルス列を発生するパルス列発生源を用意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、パルス列発生源が発生したパルス列を用いてカム基準データを処理することを含むことが有利である。
この場合、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と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる入力部と、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を処理し、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をカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力できる自動旋盤が提供される。
また、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と時間基準データとのいずれか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、好適な実施形態では、制御装置は、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれか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自動旋盤が提供される。
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と時間基準データとのいずれか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ことが有利である。
制御装置の処理部は、入力部で入力されたカム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。
この構成では、任意のパルス列を発生するパルス列発生源をさらに具備し、制御装置の処理部は、パルス列発生源が発生したパルス列を用いてカム基準データを処理することが有利である。
この場合、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と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる入力部と、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力された複数の移動位置データの各々を処理し、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と時間基準データとのいずれか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、好適な実施形態では、入力部でカム基準データと時間基準データとのいずれか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制御装置が提供される。
この構成では、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と時間基準データとのいずれか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ことが有利である。
また、処理部は、入力部で入力されたカム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。
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３Ｃ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（ステップＳ１）と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データ（ステップＳ２）との、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で用意する。
次に、必要に応じて、ステップ１及び２でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの、一連の加工プログラムにおける時系列的配置を指定する（任意ステップＳ３）。そして、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意した複数の移動位置データの各々を（時系列配置を指定した場合はその時系列的配置に従って）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、移動位置データを用意する段階（ステップＳ１及びＳ２）は、それら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をカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で用意することを含む。
上記したステップＳ１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うち、カム回転量（例えばカム回転角度）を規定するための動作量を自動旋盤の任意の機械的動作要素から得ることができる工程や、工具刃先の磨耗や工具の交換に伴う工具オフセットを指令しない工程について、要求される移動位置データをカム基準データの形態で用意することが有利である。またステップＳ２では、そのような動作量を自動旋盤の機械的動作要素から得ることができない工程や、工具オフセットを指令する工程について、要求される移動位置データを時間基準データの形態で用意することが有利である。
この場合、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に対応して連続的に指示するものとなる。そして、複数の工程のうち、動作量を得るための機械的動作要素が停止している工程や、工具オフセットを指令している工程においては、カム基準データの代わりに時間基準データを用いて、主軸又は刃物台の移動位置を経過時間に対応して連続的に指示することになる。
ステップＳ３では、一連の加工プログラムによる複数の工程を最適な順序で実施できるように、それぞれの工程に対応する複数の移動位置データの時系列的配置を指定する。それにより、カム基準データに従って実施されるカム基準工程と、時間基準データに従って実施される時間基準工程とが、最適な順序で並べられる。したがって、ステップＳ４及びＳ５で、最適な順序で並べられたカム基準工程と時間基準工程と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を制御することができる。
このような構成によれば、カム基準データに従って実施される工程では、いわゆる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、という格別の効果が奏される。また、カム基準データに従って実施される工程では、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利点もある。しかも上記構成によれば、例えば工具オフセットを指令する加工工程等の、電子カム式制御に一般に適さない工程を、時間基準データを用いることによって確実に実施することができる。
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及びＳ２に関連して、カム基準データと時間基準データとのいずれか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、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Ｓ３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は、カム基準データの形態で用意した移動位置データの一例を表示する変位線図（カム線図）である。また図２Ｂは、時間基準データの形態で用意した移動位置データの一例を表示する変位線図である。この例では、一連の加工プログラムの大部分が、カム１回転（Ｑ０〜ＱＥ）に渡る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が所定時間（Ｔ０〜Ｔ１）に渡る時間基準データに基づいて実行される。
そこで、ステップＳ３では、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のカム基準データを表示する変位線図上で、図２Ｂの変位線図に表示する時間基準データを割り込ませる場所を指定する。図３Ａは、そのようにして時間基準データの割込みを指定した後のカム基準データの変位線図の一例を示す。この例では、カム回転量（例えばカム回転角度）がＱ１の場所に、時間基準データの割込みが指定されており、それにより変位線図が（Ｑ１、Ｐ１）の点で分離されている。
したがってこの加工シーケンス例では、最初にカム基準データに従って、カム回転量がＱ０からＱ１に至るまで、カム基準工程とし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に達した時点でカム基準工程が一端停止する。次に、時間基準データに従って、Ｔ０からＴ１までの時間に渡り、時間基準工程として主軸と刃物台との相対的送り動作が制御され、Ｔ１で時間基準工程が完了した後、再びカム回転量Ｑ１から、カム基準データに従ってカム基準工程が実施される。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、カム基準データに基づいて動作制御される制御軸と、時間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３Ｂに示すように、時間基準データを表示する変位線図は、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、カム基準データへの時間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３Ｃに示すように、時間基準データを表示する変位線図は、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。
上記したステップＳ４では、カム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。この場合、任意のパルス列を発生するパルス列発生源を予め用意して、このパルス列発生源が発生したパルス列を用いてカム基準データを処理することが有利である。この構成によれば、自動旋盤の任意の機械的動作要素をパルス列発生源として、カム回転量を規定するための動作量をパルス列の形態で取得できるので、処理が容易になる。
パルス列発生源は、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構成とすることができる。この場合、図４に示すように、自動旋盤に設置される制御装置Ｃが、主軸モータＭ１に設けたエンコーダ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。
このような構成によれば、自動旋盤の主要な動作要素である主軸の回転を効果的に利用して、電子カム制御により主軸と刃物台との相対的送り動作を制御することができる。しかも本発明では、一連の加工プログラムにおいて、前述したようにカム基準データに基づく工程と時間基準データに基づく工程とを適宜組合せて実施できるので、主軸停止中であっても、例えば回転工具による切削加工等の二次的工程を、時間基準データに基づき確実に実施することができる。
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移動位置データの時系列的配置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５Ａに示すように、カム基準データの変位曲線を表示する画面上で、時間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。また、図５Ｂに示すように、時間基準データの変位曲線を表示する画面上で、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、時間、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。
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。また、時間基準データとしては、一例として数値制御プログラムを記述する数値データを使用できるが、これに限定されない。
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６参照）及び自動旋盤１０に組み込まれる制御装置１２（図７参照）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６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７）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７）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７）が設置される。図８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８）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７）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９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７）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７）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７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７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の実施時間を効果的に短縮するための、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と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できる。さらに入力部６２は、カム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力した複数の移動位置データの、一連の加工プログラムにおける時系列的配置を指定できる。
また、演算制御部６６のＣＰＵ７４は、入力部６２でカム基準データと時間基準データとのいずれかの形態で入力した複数の移動位置データの各々を、入力部６２で時系列的配置を指定した場合はその時系列的配置に従って、処理することができる。そして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する。
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うち、カム回転量（例えばカム回転角度）を規定するための動作量を自動旋盤１０の任意の機械的動作要素から得ることができる工程や、工具２４、２６の刃先の磨耗や工具２４、２６の交換に伴う工具オフセットを指令しない工程について、要求される移動位置データをカム基準データの形態で入力することが有利である。また、そのような動作量を自動旋盤１０の機械的動作要素から得ることができない工程や、工具オフセットを指令する工程については、要求される移動位置データを時間基準データの形態で入力することが有利である。
この場合、カム基準データは、自動旋盤１０の任意の機械的動作要素から得られた所定の動作量を、カム１回転に相当するものと定義して、第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２のいずれかの移動位置を動作量に対応して連続的に指示するものとなる。そして、複数の工程のうち、動作量を得るための機械的動作要素が停止している工程や、工具オフセットを指令している工程においては、カム基準データの代わりに時間基準データを用いて、第１及び第２主軸１６、１８並びに第１及び第２刃物台２０、２２のいずれかの移動位置を経過時間に対応して連続的に指示することになる。
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、カム基準データに従うカム基準工程と、時間基準データに従う時間基準工程とが、最適な順序で並べられる。そこでＣＰＵ７４は、カム基準データと時間基準データとのいずれか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、カム基準工程と時間基準工程との最適な組合せで実施される。
制御装置１２の表示部６４は、入力部６２でカム基準データと時間基準データとのいずれか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５Ａ及び図５Ｂ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、カム基準データと時間基準データとの時系列的配置を指定することができる。
また、ＣＰＵ７４は、入力部６２で入力されたカム基準データで指示される移動位置を、カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することができる。この場合、任意のパルス列を発生するパルス列発生源をさらに備え、ＣＰＵ７４が、このパルス列発生源によって発生されたパルス列を用いてカム基準データを処理するように構成することが有利である。
パルス列発生源は、自動旋盤１０の第１主軸１６の回転に対応したパルス列を発生する構成とすることができる。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主軸１６の回転駆動源３４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（図示せず）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、ＣＰＵ７４は、カム基準データで指示される移動位置を、エンコーダ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。
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、カム基準工程と時間基準工程との最適な組合せで実施できる。
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１０を参照して説明する。図１０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２主軸１８を回転停止状態で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。その状態で、第１主軸１６と第２主軸１８とを同期回転させる。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１０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１１〜図１５Ｂに示す変位線図を参照して説明する。この加工シーケンス例では、カム基準データの形態で入力した移動位置データの演算処理に際し、第１主軸１６の回転に対応したパルス列で計数されるパルス数によってカム回転量を規定する。したがって基本的に、第１主軸１６が回転しない間は、時間基準データに基づく工程が実施される。
図１１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ＱＥに至る間は、カム１回転に相当し、第１主軸１６は高速回転状態にある。
図１１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１０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ＱＥ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１２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時間基準データを表したものである。図１２の変位線図によれば、Ｔ０からＴ１の時間に渡り、時間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１０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１３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時間基準データと、第２主軸１８のＸ３軸送り動作を制御するための時間基準データとを、別々の変位線図で表したものである。
図１３の２つの変位線図によれば、時間がＴ０からＴ１に至る間、時間基準データに従って、第２主軸１８が回転停止状態で一方の制御軸（Ｘ３軸）に沿って送り動作され、第１主軸１６に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、時間がＴ１からＴ２に至る間、時間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。そして、時間がＴ２からＴ３に至る間、時間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１４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時間基準データを表したものである。図１４の変位線図によれば、Ｔ３からＴ４の時間に渡り、時間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１０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。そこで例えば、図１１に示す第１主軸１６（Ｚ１軸）及び第１刃物台２０（Ｘ１軸）のカム基準データを表す２つの変位線図を合成した複軸変位線図上で、図１２〜図１４に示す第２主軸１８（Ｘ３軸、Ｚ３軸）及び第２刃物台２２（Ｘ２軸、Ｚ２軸）の複数の時間基準データを割り込ませる場所を指定することができる。割込み場所の指定は、図５Ａに関連して既述したように、表示部６４の表示画面上で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行うことができる。
まず、図１１の各軸変位線図（カム基準データ）を合成した複軸変位線図上で、パルス数がＱ１の場所に、図１２及び図１３の各軸変位線図（時間基準データ）の割込みを指定する。図１５Ａは、割込み場所指定後の複軸変位線図（カム基準データ）を示すものであり、各軸変位線図がそれぞれパルス数Ｑ１の場所で分離されている。そして、カム基準工程がパルス数Ｑ１で停止している間に、図１２の変位線図（Ｔ０〜Ｔ１）と図１３の各軸変位線図（Ｔ０〜Ｔ２）とが挿入される。
さらに、図１１の各軸変位線図（カム基準データ）を合成した複軸変位線図上で、パルス数がＱＥ（＝Ｑ０）の場所に、図１３及び図１４の各軸変位線図（時間基準データ）の割込みを指定する。そして、カム基準工程がパルス数ＱＥで停止している間に、図１３の各軸変位線図（Ｔ２〜Ｔ３）と図１４の変位線図（Ｔ０〜Ｔ４）とが挿入される。図１５Ｂは、割込み場所指定後の各軸変位線図（時間基準データ）を合成した複軸変位線図を示すものであり、各軸変位線図が時間Ｔ２の場所で分離されている。
このようにしてカム基準データと時間基準データとの時系列的配置を指定した複軸変位線図に従えば、図１０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、パルス数Ｑ０〜Ｑ１で、第１刃物台２０上の旋削工具（バイト）２４による棒材Ｗの外径切削加工が実施され、パルス数Ｑ１に達した時点で、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る。次いで、第１主軸１６の回転を停止している間に、時間Ｔ０〜Ｔ１で第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実施されるとともに、第２主軸１８の棒材掴み替え準備動作が遂行され、さらに時間Ｔ１〜Ｔ２で第２主軸１８が棒材Ｗの先端部分を把持する。
続いて、パルス数Ｑ１からパルス数ＱＥに至る間に、第１及び第２主軸１６、１８を高速回転させながら、第１刃物台２０上の旋削工具（バイト）２４が棒材Ｗを突切り、その後、第１主軸１６及び第１刃物台２０が初期位置へ復帰する。次に、時間Ｔ２〜Ｔ３で第２主軸１８を第２刃物台２２上の旋削工具（ドリル）２４に対向配置した後、時間Ｔ３〜Ｔ４で第２刃物台２２上の旋削工具（ドリル）２４が棒材Ｗ′に端面穴あけ加工を実施する。これにより、１加工サイクルが完了する。
なお、上記した加工シーケンス例で、第１主軸１６から第２主軸１８への棒材Ｗ′の掴み替えが不要な場合は、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す時系列的配置を有する各軸変位線図が得られる。
このように、本発明によれば、一連の加工プログラムにおいて、カム基準データに基づく工程と時間基準データに基づく工程とを適宜組合せて実施できる。上記加工シーケンス例で説明したように、一般的には、カム基準データに基づく制御は主軸回転を伴う旋削加工工程に適し、時間基準データに基づく制御は主軸回転を伴わない二次的工程に適する。また、主軸回転を伴う場合であっても、例えば第１又は第２主軸１６、１８のＣ軸回転や位相合せ作業は、時間基準データに基づく制御を行うことが有利である。
また、上記加工シーケンス例で説明したように、主軸回転を停止した状態で棒材掴み替え作業を実施することにより（但し突切り時には主軸は回転する）、以下の利点が得られる。すなわち、例えば第１主軸１６の所定のＣ軸角度位置で棒材に側面穴あけ加工を施した後、第１主軸１６から第２主軸１８への棒材掴み替え（突切りを含む）を経た場合にも、第２主軸１８をＣ軸制御して最初の側面穴に対する所定の角度位置に容易に側面穴あけ加工を施すことができる。
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時間基準データの一例を表す変位線図、
図３Ａは、図２Ａのカム基準データに時間基準データの割込みを指定した後の状態を表す変位線図、
図３Ｂ及び図３Ｃは、図２Ｂの時間基準データの割込み指定後の状態を表す変位線図、
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５Ａ及び図５Ｂは、図１の制御方法における時系列的配置の設定手順を示す画面表示の図、
図６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７は、図６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８は、図６の自動旋盤に搭載される第１刃物台の拡大正面図、
図９は、図６の自動旋盤に搭載される第２刃物台の拡大正面図、
図１０は、図６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１１は、図１０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１２は、図１０の加工シーケンスで使用される１つの制御軸の時間基準データを表す変位線図、
図１３は、図１０の加工シーケンスで使用される他の２つの制御軸の時間基準データを表す変位線図、
図１４は、図１０の加工シーケンスで使用される他の１つの制御軸の時間基準データを表す変位線図、
図１５Ａは、図１１のカム基準データに時間基準データの割込みを指定した後の状態を表す変位線図、
図１５Ｂは、図１２〜図１４の時間基準データの割込み指定後の状態を表す変位線図、
図１６Ａは、図１０の加工シーケンスの変形例において、図１１のカム基準データに時間基準データの割込みを指定した後の状態を表す変位線図、及び
図１６Ｂは、図１２の時間基準データの割込み指定後の状態を表す変位線図である。

Claims (18)

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と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で用意し、
   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配置を、加工工程に応じて、時系列的に適当な順序で指定し、
   前記カム基準データの形態で用意した前記移動位置データと前記時間基準データの形態で用意した前記移動位置データとを、指定した前記配置に従って処理して、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。
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、前記移動位置データを用意する段階は、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を前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で用意することを含む請求項１に記載の制御方法。
3. 前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれか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。
4. 前記配置を指定する段階は、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ことを含み、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と前記時間基準データとのいずれか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３に記載の制御方法。
5. 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で指示される前記移動位置を、前記カム回転量に相当するパルス数の関数として処理することを含む請求項１に記載の制御方法。
6. 任意のパルス列を発生するパルス列発生源を用意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、該パルス列発生源が発生したパルス列を用いて前記カム基準データを処理することを含む請求項５に記載の制御方法。
7. 前記パルス列発生源が、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請求項６に記載の制御方法。
8. 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と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できるとともに、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配置を、加工工程に応じて、時系列的に適当な順序で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移動位置データと前記時間基準データの形態で入力された前記移動位置データとを、前記入力部で指定された前記配置に従って処理し、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。
9. 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を前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれかの形態で入力できる請求項８に記載の自動旋盤。
10. 前記制御装置は、前記入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれか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８に記載の自動旋盤。
11. 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前記配置を指定でき、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と前記時間基準データとのいずれか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配置に従って処理する請求項１０に記載の自動旋盤。
12. 前記制御装置の前記処理部は、前記入力部で入力された前記カム基準データで指示される前記移動位置を、前記カム回転量に相当するパルス数の関数として処理する請求項８に記載の自動旋盤。
13. 任意のパルス列を発生するパルス列発生源をさらに具備し、前記制御装置の前記処理部は、該パルス列発生源が発生したパルス列を用いて前記カム基準データを処理する請求項１２に記載の自動旋盤。
14. 前記パルス列発生源が、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請求項１３に記載の自動旋盤。
15. 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と、経過時間の関数として移動位置を指示する時間基準データとの、２種類の移動位置データのうちいずれかの形態で入力できるとともに、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配置を、加工工程に応じて、時系列的に適当な順序で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移動位置データと前記時間基準データの形態で入力された前記移動位置データとを、前記入力部で指定された前記配置に従って処理し、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。
16. 前記入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれか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１５に記載の制御装置。
17. 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前記配置を指定でき、前記処理部は、該入力部で前記カム基準データと前記時間基準データとのいずれか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配置に従って処理する請求項１６に記載の制御装置。
18. 前記処理部は、前記入力部で入力された前記カム基準データで指示される前記移動位置を、前記カム回転量に相当するパルス数の関数として処理する請求項１５に記載の制御装置。

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