JP5008909B2 - 工作機械における移動制御装置及び移動制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数の工具が並設された刃物台を有する旋盤等の工作機械において、工具の切替のために工具とワークとの間に相対移動を行わせるようにした移動制御装置及び移動制御方法に関するものである。

従来、前記のような旋盤等の工作機械において、加工に使用される工具を切替える場合には、例えば図１４に示すような工具切替方法が採られていた。すなわち、このような工作機械では、複数のバイト等の工具６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃを並設した刃物台６１がワークＷ１に対応して、工具６２Ａ〜６２Ｃの進退方向であるＸ軸方向及び工具６２Ａ〜６２Ｃの並設方向であるＹ軸方向に沿って移動可能である。そして、例えば工具６２ＡによるワークＷ１の加工終了後に、刃先が突出している工具６２Ｂをスキップして工具６２Ｃに切替える場合には、まず、図１４（ａ）に示すように、刃物台６１は工具６２Ａの刃先がワークＷ１の外周面に対して所定の隙間Ｃ１を有する第１位置Ｐ１に位置決めされる。

その後、図１４（ｂ）に示すように、刃物台６１がＸ軸方向に移動されて、スキップされる工具６２Ｂの刃先がワークＷ１の外周面に対して所定の隙間Ｃ１を有する第２位置Ｐ２に位置決めされる。この第２位置Ｐ２は、刃物台６１をＹ軸方向に移動させた場合に、最も突出した工具６２ＢとワークＷ１との干渉を回避できる経由位置である。続いて、図１４（ｃ）に示すように、刃物台６１が工具６２ＢをスキップしながらＹ軸方向に移動されて、工具６２Ｃの刃先がワークＷ１の中心を通るＸ軸方向の延長線上となる第３位置Ｐ３に位置決めされる。さらに、図１４（ｄ）に示すように、刃物台６１がＸ軸方向に前進移動されて、工具６２Ｃの刃先がワークＷ１の外周面に対して所定の隙間Ｃ１を有する第４位置Ｐ４に位置決めされる。

このように、工具６２Ａから工具６２Ｃに工具切替を行う場合、刃物台６１の移動経路は、図１５に示すように、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２及び第３位置Ｐ３を経由して第４位置Ｐ４に至る四角形軌跡を辿る。

従って、この従来の移動制御方法では、刃物台６１の移動経路が遠回りになって、工具切替に要する移動時間が長くかかることになる。加えて、Ｘ軸方向とＹ軸方向との間である第２位置Ｐ２及び第３位置Ｐ３において、方向転換のために工具移動が停止されるため、移動時間がさらに長くなることになる。すなわち、工具とワークとの間の相対速度を表した図１６に示す実線の速度カーブから明らかなように、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の移動時間をｔ１、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間での間の移動時間をｔ２、第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４との間の移動時間をｔ３とすると、工具切替のための移動時間ｔ０は、最短であってもｔ１＋ｔ２＋ｔ３となり、それ以上短くすることはできない。

ところで、特許文献１には、工具を所定の時間帯において２軸方向にオーバーラップして移動させることにより、移動時間を短縮するようにした工具の移動制御方法が記載されている。また、特許文献２には、工具の交換に際して、工具を現在位置から工具切替位置に移動する間に、他の部材との干渉を回避して通過させるためのアプローチ位置を設定し、そのアプローチ位置において２方向の早送り移動を停止させることなくオーバーラップさせて、移動時間を短縮するようにした工具の移動制御方法が記載されている。さらに、特許文献３には、他の部材との干渉を回避するための方向転換点まで第１軸駆動装置により移動体を早送り速度で移動させ、方向転換点に達したときから移動体を第２軸駆動装置の移動時間内で、第１軸駆動装置の最大加減速度以下の加減速度で緩やかに移動させて、移動時間を短縮するようにした移動体の移動制御方法が記載されている。
特開平９−２６２７４２号公報 特開平１１−１０４９３４号公報 特開２００６−２４１７４号公報

ところが、これらの従来の移動制御方法においては、次のような問題があった。すなわち、特許文献１には、工具を２軸方向でオーバーラップして同時に移動させる方法は記載されているが、工具をワーク等の他の部材と干渉しないように特定の移動経路を通過して移動させる方法については開示されていない。言い換えれば、この特許文献１に記載の方法においては、工具とワークとの干渉防止に対する配慮がなされていないために、この特許文献１に記載の方法を工具とワークとが近接した状態における工具切替動作に応用した場合、工具とワークとが干渉するおそれがある。

また、特許文献２に記載の方法においては、実際に２方向の早送り移動をオーバーラップさせた場合、移動経路がアプローチ位置付近で曲線状に湾曲して、工具がアプローチ位置を正確に通過しなくなるおそれが多分にある。これに対し、工具が他の部材と干渉しないように、アプローチ位置を正確に通過されるためには、アプローチ位置において２方向の早送り移動を一旦停止させて方向転換させる必要があって、結果として移動時間を短縮させることができなくなる。さらに、特許文献３に記載の方法では、所定範囲における加減速制御を行うのみで、移動経路を設定して制御するものではないため、結果として方向転換後に移動経路が膨らんでしまい、狭いスペース内において工具の切替移動する場合には不向きである。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、工具の移動に要する時間を短縮することができるとともに、工具とワークとの干渉のおそれのない合理的な工具移動経路を設定することができ、しかも、工具移動に要するスペースを狭くすることが可能な工作機械における移動制御装置及び移動制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、工作機械の移動制御装置に係る請求項１の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出する距離設定手段と、前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出する距離設定手段と、前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出する距離設定手段と、前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出する距離設定手段と、前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記離間距離は、工具の切替動作においてワークに対する工具の相対移動方向後方側に存在する距離であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記離間距離は、工具の切替動作において工具に対するワークの相対移動方向前方側に存在する距離であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項２または４に記載の発明において、前記距離設定手段は、移動距離として、工具の刃先とワークとの干渉を回避するために刃物台が退避位置に後退するまでの距離を算出することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記距離設定手段は、前記移動距離として、工具が前記退避位置からワークに対する所定の接近位置に前進するまでの距離を算出することを特徴とする。

工作機械における移動制御方法に係る請求項９に記載の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出し、前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出し、前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出し、前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出し、前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする。

従って、この発明によれば、工具の刃先とその刃先と隣接する工具の外周面との間の離間距離あるいはワークとそれに隣接する工具の刃先との間の離間距離、またはそれらの離間距離と切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離との比較に基づいて、工具とワークとの干渉のおそれのない円弧状軌跡よりなる工具移動のための合理的な移動経路を作成することができる。よって、従来技術と比較して工具とワークとの干渉を避けつつ、工具切替に要する移動時間を短縮することができる。また、工具移動が設定された円弧軌跡に従って実行されるため、工具の移動経路が膨らんでしまうようなことはなく、工具移動のためのスペースを小さくすることができる。

以上のように、この発明によれば、工具とワークとの干渉を避けることができるとともに、工具切替の移動時間を短縮することができ、しかも、工具移動に要するスペースを小さくすることができる。

以下に、この発明の実施形態を、図１〜図１３に基づいて説明する。
（第１実施形態）
まず、図１〜図１０に基づいてこの発明の第１実施形態について説明する。

図１に示すように、この第１実施形態の工作機械では、フレーム２１に主軸台２２がＺ軸方向へ移動可能に設置され、その主軸台２２にはＺ軸方向に延びる主軸２３が回転可能に支持されている。主軸台２２に対向して位置するように、フレーム２１には背面主軸台２４がＺ軸方向へ移動可能に設置され、その背面主軸台２４にはＺ軸方向に延びる背面主軸２５が回転可能に支持されている。そして、主軸２３及び背面主軸２５にはワークＷ１を把持可能なコレット２３ａ（背面主軸２５側のコレットは表れていない）が取り付けられている。

図１に示すように、前記主軸台２２と背面主軸台２４との間において、機械フレーム２１には刃物台２６が主軸台２２の移動方向であるＺ軸方向と直交するＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能に設置されている。刃物台２６には、主軸２３上のワークＷ１に対してその外周側から切削加工を施すようにしたＸ軸方向に延びる複数のバイトよりなる工具２７がＹ軸方向に所定間隔をおいて並設されている。

前記工具２７に隣接して、前記刃物台２６には、主軸２３上のワークＷ１をその端面側から加工したり、背面主軸２５上のワークＷ１をその端面側から加工したりするようにしたＺ軸方向あるいはＹ軸方向に延びるドリルやリーマ等よりなる工具２９〜３１がＹ軸方向あるいはＸ軸方向に所定間隔をおいて並設されている。

なお、この第１実施形態をはじめ、後述の各実施形態において、主軸台２２及び背面主軸台２４の移動，すなわちワークＷ１の移動や、前記刃物台２６の移動は、それぞれ主軸台２２及び背面主軸台２４とワークＷ１との間に相対移動が生じればよく、ワークＷ１及び刃物台２６が単独で移動しても、双方が同時に移動してよい。各実施形態においては、ワークＷ１及び刃物台２６が単独で移動されるものとする。

次に、前記のような構成の工作機械の動作を制御するための制御装置３５等の構成について説明する。
図２に示すように、この制御装置３５は、ＣＰＵ３６、ＲＯＭ３７、ＲＡＭ３８、入力部３９、表示部４０、主軸回転制御回路４１、主軸送り制御回路４２、第１駆動部及び第２駆動部を構成する工具送り制御回路４３、背面主軸回転制御回路４４及び背面主軸送り制御回路４５を備えている。この実施形態においては、前記ＣＰＵ３６、ＲＯＭ３７、ＲＡＭ３８により距離設定手段，軌跡設定手段，制御手段が構成されている。

入力部３９は数値キー等を有するキーボードから構成され、ワークＷ１の種類や寸法のデータ等の加工に関する各種のデータ等を手動入力するものである。表示部４０は液晶ディスプレイ等の表示装置からなり、入力部３９から入力されたデータ等の各種のデータやステイタス等を表示する。

前記ＣＰＵ３６は、主軸回転制御回路４１、主軸送り制御回路４２、工具送り制御回路４３、背面主軸回転制御回路４４及び背面主軸送り制御回路４５に作動指令を出力することにより、駆動用モータ等よりなる主軸回転駆動装置４６、主軸送り駆動装置４７、第１駆動部及び第２駆動部を構成する工具送り駆動装置４８、背面主軸回転駆動装置４９及び背面主軸送り駆動装置５０を介して、前記主軸２３、主軸台２２、刃物台２６、背面主軸２５及び背面主軸台２４等を作動させる。

前記工具送り駆動装置４８は、ワークＷ１（図３〜図７に図示）に対する加工や後述する刃物台２６上の工具２７，３１の切替動作に際して、刃物台２６を駆動して、同刃物台２６をＸ軸方向またはＹ軸方向へ移動させることにより、刃物台２６をワークＷ１に対する工具２７，３１の進退方向と並設方向との２軸方向に沿って移動させるようになっている。

また、別の工具２９，３０の切替動作に際しては、工具送り駆動装置４８の駆動により、刃物台２６が工具２９，３０の並設方向に沿ってＹ軸方向へ移動され、主軸送り駆動装置４７または背面主軸送り駆動装置５０により、主軸台２２または背面主軸台２４がワークＷ１の軸線方向であるＺ軸方向に移動され、これにより工具２９，３０は進退方向に沿って相対的に移動される。

前記ＲＯＭ３７には、ワークＷ１に加工を施すための各種の制御プログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ３６は、ＲＯＭ３７に記憶されたプログラムの進行を制御する。従って、後述の図８及び図９のフローチャートに示すプログラムはＣＰＵ３６により実行される。

前記ＲＡＭ３８には、加工プログラムや、手動入力されたり、ＣＰＵ３６の演算により算出されたりした各種のデータ等が一時的に記憶される。例えば、ＲＡＭ３８には、各種工具２７，２９〜３１に関する工具ピッチ等のデータが記憶される。そして、工具が図４〜図７に示す工具２７Ａ〜２７Ｃの場合は、各工具２７Ａ〜２７Ｃ間の工具ピッチＰｔ１，Ｐｔ２、各工具２７Ａ〜２７Ｃのシャンク幅Ｌ１，Ｌ２、各工具２７Ａ〜２７Ｃ間の工具外周面間における離間距離Ｄ１，工具２７Ａ〜２７Ｃの刃先２７ａ〜２７ｃと隣接する工具２７Ａ〜２７Ｃの外周面との離間距離Ｄ３，各工具２７Ａ〜２７Ｃの刃先２７ａ〜２７ｃ間の高低差を示す距離（移動距離としての後述の退避距離及び接近距離）Ｄ２，Ｄ４、刃先２７ａ〜２７ｃの位置等の各種の加工に関するデータが手動入力されたり、演算されたりしてＲＡＭ３８に記憶される。

次に、前記のような構成の工作機械において、ワークＷ１の加工に用いられる図１に図示のバイト等の固定工具２７を切替える場合の動作について説明する。
はじめに、図３〜図５に基づいて、工具切替にともなう基本的な動作について説明する。すなわち、図３に示すように、工具２７が例えばＹ軸方向に沿って並設されていて、そのＹ軸方向に沿って切替移動される際には、工具２７はワークＷ１との干渉を回避するためにＸ軸方向に退避されるが、この場合、最も突出している工具２７の先端とワークＷ１との間に、工具２７の取付誤差等を考慮して隙間Ｃ１が確保される。このときの工具２７のＸ軸方向の位置を退避位置と呼び、この退避位置は工具２７の突出量やワークＷ１の外径の大小により変化する。これに対し、想定される工具２７の最大突出量とワークＷ１の最大径とより固定的な退避位置を設定することもできる。

図４（ａ）〜（ｄ）は、工具２７がＹ軸方向に沿って工具切替する際、工具が前述の退避位置に移動する動作を示す。
すなわち、図４（ａ），（ｂ）に示すように、刃物台２６の例えば左方移動により左側の工具２７Ａから右側の工具２７Ｂまたは２７Ｃに工具切替する場合であって、工具２７Ａの右端に位置する刃先２７ａに対して移動方向後方側に突出した工具２７Ｂが隣接する場合は、その刃先２７ａと突出している工具２７Ｂの外周面との間の離間距離Ｄ１と、退避移動開始位置から退避位置までの退避距離Ｄ２とが比較される。その結果、刃物台２６が短い方の距離Ｄ１またはＤ２を半径とした円弧状軌跡を描きながら移動する。ただし、図４（ｂ）に示すように、移動半径がＤ１の場合は、そのＤ１が退避距離Ｄ２より小さいため、まず刃物台２６が離間距離Ｄ１と退避距離Ｄ２の差分だけＸ軸方向へ直線的に退避した後に前記円弧状軌跡を描きながら退避する。

また、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、刃物台２６の例えば右方移動により右側の工具２７Ｃから左側の工具２７Ｂまたは２７Ａに工具切替する場合であって、工具２７Ｃの右端に位置する刃先２７ｃに対して移動方向後方側に突出した工具２７Ｂが隣接する場合は、その刃先２７ｃと突出している工具２７Ｂの外周面との間の離間距離Ｄ１と、退避移動開始位置から退避位置までの退避距離Ｄ２とが比較される。その結果、前記と同様に、刃物台２６が短い方のＤ１またはＤ２を半径とした円弧状軌跡を描きながら移動する。そして、移動半径がＤ１の場合は、そのＤ１が退避距離Ｄ２より小さいため、まず刃物台２６が退避距離Ｄ２と離間距離Ｄ１の差分だけＸ軸方向へ直線的に退避した後に前記円弧状軌跡を描きながら退避する。

次に、図５（ａ）〜（ｄ）は、工具２７がＹ軸方向に沿って工具切替する際、切替えられる工具２７が退避位置からワークＷ１に対して接近される動作を示す。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、刃物台２６の例えば左方移動により左側の工具２７Ａまたは２７Ｂから右側の工具２７Ｃに工具切替する場合であって、工具２７Ｃの右端に位置する刃先２７ｃの前方側に、突出した工具２７Ｂが隣接する場合は、刃物台２６はすでに退避位置に移動されている。そして、その刃先２７ｃと移動方向前方側の工具２７Ｂの外周面との離間距離Ｄ３と、前記退避位置から刃先２７ｃがワークＷ１との間に隙間Ｃ１が確保される位置までの接近距離Ｄ４が比較される。その結果、刃物台２６が短い方の距離
またはＤ４を半径とした円弧状軌跡を描きながら移動する。ただし、移動半径がＤ３の場合は、接近距離Ｄ４より移動半径が小さいため、まず刃物台２６が円弧状軌跡を描きながら接近した後に接近距離Ｄ４と離間距離Ｄ３との差分だけＸ軸方向へ直線的に接近する。

また、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、刃物台２６の例えば右方移動により工具２７Ｂまたは２７Ｃから左側の工具２７Ａに工具切替する場合であって、工具２７Ａの右端に位置する刃先２７ａの前方側に、突出した工具２７Ｂが隣接する場合は、その刃先２７ａと移動方向前方側に位置する工具２７Ｂの外周面との間の離間距離Ｄ３と、前記退避位置から刃先２７ｃがワークＷ１との間に隙間Ｃ１が確保される位置までの接近距離Ｄ４が比較される。そして、前記と同様に、刃物台２６が短い方の距離Ｄ３またはＤ４を半径とした円弧状軌跡を描きながら移動する。移動半径がＤ３の場合は、そのＤ３が接近距離Ｄ４より小さいため、まず刃物台２６が円弧状軌跡を描きながら接近した後に接近距離Ｄ４と離間距離Ｄ３との差分だけＸ軸方向へ直線的に接近する。

以上のように、工具切替する際、離間距離Ｄ１と退避距離Ｄ２、離間距離Ｄ３と接近距離Ｄ４をそれぞれ比較して退避動作と接近動作の移動半径を求め、ワークＷ１と干渉することなく円弧状軌跡を描きながら工具２７の退避動作と接近動作とを行わせることができる。ここで、前述のように、工具切替に際して、刃物台２６が退避移動する際における刃先２７ａまたは２７ｃと、突出している工具２７Ｂの外周面との間の離間距離Ｄ１は、刃先２７ａまたは２７ｃに対して移動方向後方側に位置し、刃物台２６がワークＷ１に対して接近移動する際における刃先２７ａまたは２７ｃと、突出している工具２７Ｂの外周面との間の離間距離Ｄ３は、刃先２７ａまたは２７ｃに対して移動方向前方側に位置する。

そこで、以下に、工具２７の切替動作の手順の例を図６〜図１０を参照して説明する。工具２７の切替動作は、図８及び図９のフローチャートに従って進行するものである。また、図１０（ａ）（ｂ）は、工具２７を切替えるための刃物台２６，すなわち工具２７の移動軌跡を示し、刃物台２６が図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）〜（ｄ）に示す手順に従って移動する場合は、同刃物台２６が図１０（ａ）に示す位置Ｐ１から位置Ｐ２まで円弧状軌跡で移動し、位置Ｐ２から位置Ｐ３までは直線状軌跡で移動し、さらに位置Ｐ３から位置Ｐ４までは円弧状軌跡で移動する。

さて、図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）〜（ｄ）は、刃物台２６上に前記工具２７を構成する複数の工具２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃが配列されるとともに、中間部の工具２７Ｂの刃先２７ｂが他の工具２７Ａ，２７ＣよりもワークＷ１の方向に突出している場合を示している。そして、矢印Ｑ方向に回転しているワークＷ１の外周面に対し左側の工具２７Ａにより切削加工が施された後に、その工具２７Ａが工具２７Ｂをスキップして右側の別の工具２７Ｃに切替えられて切削加工が継続される場合を示している。図７（ａ）〜（ｄ）は、左側の工具２７ＡによりワークＷ１に小径の加工部Ｗ１ａを形成した後に、右側の別の工具２７ＣによりワークＷ１の大径部の外周面を切削加工する場合を示している。ここで、工具２７Ａ〜２７Ｃの刃先２７ａ〜２７ｃは、それらの工具２７Ａ〜２７ＣのＹ軸方向の端部（図面の右側）に位置している。

さて、図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）〜（ｄ）において、工具２７ＡによるワークＷ１の加工が終了すると、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、刃物台２６がＸ軸方向に移動されて、第１位置Ｐ１に位置決めされる。この第１位置Ｐ１においては、工具２７Ａの刃先２７ａがワークＷ１の外周面に対して所定の隙間Ｃ１をおいて対応している。

この第１位置Ｐ１から、工具２７Ａを工具２７Ｃに切替えるという切替指令がＣＰＵ３６から出力されると、図８及び図９のフローチャートの各ステップＳ（以下単にＳという）に示す工具切替のための動作が順に実行される。

すなわち、図８のＳ１〜Ｓ９は刃物台２６を移動させるための所要のデータを得る演算処理手順を示し、図９のＳ１０〜Ｓ１８は演算結果に従って刃物台２６を移動させるための動作手順を示している。

さて、Ｓ１においては、図６（ａ）（ｂ）及び図７（ａ）（ｂ）に示すように、工具切替動作に際して、スキップされる工具２７Ｂの刃先２７ｂを含む同工具２７Ｂの先端とワークＷ１との干渉を避けるために、ＣＰＵ３６により刃物台２６をＸ軸方向へ退避移動させるための退避距離Ｄ２が算出される。この退避距離Ｄ２は、工具２７Ｂの刃先２７ｂをワークＷ１の外周面に対して所定の隙間Ｃ１をおいて対応させた場合における工具２７Ｂの刃先２７ｂのＸ軸座標値と、第１位置Ｐ１における工具２７Ｂの刃先２７ｂのＸ軸座標値との間の差に基づいて算出されて、ＲＡＭ３８に記憶される。次のＳ２においては、同じく図６（ａ）（ｂ）及び図７（ａ）（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３６により隣接する工具２７Ａ，２７Ｂ間のＹ軸方向における離間距離Ｄ１、すなわち工具２７Ａの刃先２７ａとその刃先２７ａの移動方向後方側に隣接する工具２７Ｂの外周面との間の離間距離Ｄ１が算出されて、ＲＡＭ３８に記憶される。この離間距離Ｄ１は、工具２７Ａ，２７Ｂ間の工具ピッチＰｔ１から工具２７Ｂのシャンク幅Ｌ２を減算することによって算出される。

続いて、Ｓ３においては、ＣＰＵ３６により前記退避距離Ｄ２の長さが離間距離Ｄ１の長さ以下であるか否かが比較判別され、退避距離Ｄ２の長さが離間距離Ｄ１の長さ以下である場合にはＳ４に進行し、退避距離Ｄ２の長さが離間距離Ｄ１の長さを越える場合にはＳ５に進行する。Ｓ４においては、図６（ｂ）に示すように、短いほうの距離である退避距離Ｄ２が半径Ｄ２として設定され、その半径Ｄ２に基づいてほぼ四半円弧状を表す曲率の工具移動軌跡のデータが作成されて、ＲＡＭ３８に記憶される。それとともに、円弧状移動軌跡の終了点ｐ２に対応した刃物台２６の位置が第２位置Ｐ２として算出されて記憶される。この終了点ｐ２は工具２７Ｂの先端がワークＷ１の外周面から隙間Ｃ１を隔てた距離である。これに対して、Ｓ５においては、図７（ｂ）に示すように、短いほうの離間である離間距離Ｄ１が半径Ｄ１として設定され、その半径Ｄ１に基づいてほぼ四半円弧状の工具移動軌跡が作成されてＲＡＭ３８に記憶される。この場合にも、前記の場合と同様に第２位置Ｐ２が算出されて記憶される。

次に、Ｓ６においては、図６（ｄ）及び図７（ｄ）に示すように、工具切替動作の最終段階において、工具２７Ｃの刃先２７ｃをワークＷ１と隙間Ｃ１を隔てて対応させるために、刃物台２６をＸ軸方向に接近移動させるための接近距離Ｄ４が算出されて記憶される。この接近距離Ｄ４は、第２位置Ｐ２における工具２７Ｃの刃先２７ｃのＸ軸座標値と、工具２７Ｃの刃先２７ｃをワークＷ１の外周面に対して所定の隙間Ｃ１をおいて対応させた場合の刃先２７ｃのＸ軸座標値との間の差によって算出される。

続いて、Ｓ７においては、前記刃物台２６のＸ軸方向の前記接近距離Ｄ４の長さが工具２７Ｂ，２７Ｃ間の工具ピッチＰｔ２に相当する離間距離Ｄ３、すなわち、工具２７Ｃの刃先２７ｃとその刃先２７ｃの移動方向前方側に隣接する工具２７Ｂの外周面との間の離間距離Ｄ３の長さ以下あるか否かが比較判別され、接近距離Ｄ４の長さが離間距離Ｄ３の長さよりも短い場合にはＳ８に進行し、長い場合にはＳ９に進行する。Ｓ８においては、図６（ｄ）に示すように、短いほうの距離である接近距離Ｄ４が半径Ｄ４として設定され、その半径Ｄ４に基づいて円弧状を表す曲率の工具移動軌跡のデータが作成されて記憶される。それとともに、円弧状移動軌跡の開始点に対応する刃物台２６の位置及び終了点に対応する刃物台２６の位置が第３位置Ｐ３及び第４位置Ｐ４として算出されて記憶される。これに対して、Ｓ９においては、図７（ｄ）に示すように、短いほうの距離である離間距離Ｄ３が半径Ｄ３として設定され、その半径Ｄ３に基づいて円弧状を表す曲率の工具移動軌跡が作成されて記憶される。この場合にも、前記の場合と同様に第３位置Ｐ３及び第４位置Ｐ４が算出されて記憶される。

その後、Ｓ１０においては、前記Ｓ４またはＳ５で作成された円弧状移動軌跡の半径がＤ２であるか否かが判別され、半径がＤ２である場合にはＳ１１に進行し、半径がＤ１である場合にはＳ１２に進行する。Ｓ１１においては、図６（ｂ）に示すように、工具送り駆動装置４８の駆動により、刃物台２６が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かって、半径Ｄ２でほぼ四半円弧分だけ移動される。

この刃物台２６の第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２への移動時には、図６（ｂ）に示すように、工具２７ＢのワークＷ１と対応する端部が、ｐ１点からｐ２点にワークＷ１の外周面に沿って小さい半径Ｄ２で円弧状に移動されるため、工具２７Ｂの端部とワークＷ１の外周面とが干渉することはない。

これに対して、Ｓ１２においては、図７（ａ）（ｂ）に示すように、離間距離Ｄ１が退避距離Ｄ２よりも短くて、円弧状移動軌跡の半径がＤ１に設定されているため、まず刃物台２６が第１位置Ｐ１から距離Ｄ２とＤ１の差分だけＸ軸方向へ直線的に退避移動される。そして、次のＳ１３においては、刃物台２６が第２位置Ｐ２に向かって、半径Ｄ１でほぼ四半円弧分だけ移動される。この場合、工具２７ＢのワークＷ１と対応する端部が、ｐ１点からｐ１ａ点に直線移動された後に、ｐ２点に四半円弧分だけ移動されるため、工具２７Ｂの端部とワークＷ１の外周面とが干渉することはない。

前記Ｓ１１及びＳ１３に続くＳ１４においては、図６（ｃ）及び図７（ｃ）に示すように、刃物台２６が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に向かって、Ｙ軸方向に移動される。この場合、工具２７Ｂの刃先２７ｂがワークＷ１の外周上方を通過するが、あらかじめ刃物台２６がＸ軸方向に退避移動されて、工具２７Ｂの刃先２７ｂとワークＷ１の外周面との間に所定の隙間Ｃ１が確保されているため、それらが干渉することはない。

さらに、Ｓ１５においては、前記Ｓ８またはＳ９で作成された円弧状移動軌跡の半径がＤ４であるか否かが判別され、半径がＤ４である場合にはＳ１６に進行し、半径がＤ４ではなくてＤ３である場合にはＳ１７に進行する。Ｓ１６においては、図６（ｄ）に示すように、工具送り駆動装置４８の第２駆動部と第１駆動部との同時駆動により、刃物台２６が第３位置Ｐ３から半径Ｄ４で四半円弧分だけ移動されて、第４位置Ｐ４に配置され、工具の切替動作が終了する。この場合、工具２７Ｂの刃先２７ｂがｐ３点からｐ４点に四半円弧分だけ移動されるとともに、工具２７Ｃの刃先２７ｃがｐ５点からｐ６点に四半円弧分だけ移動されて、ワークＷ１の外周面に対し所定の隙間Ｃ１をおいて対向配置されるため、それらの工具２７Ｂ，２７Ｃの刃先２７ｂ，２７ｃとワークＷ１の外周面とが干渉することはない。

これに対して、Ｓ１７においては、図７（ｃ）（ｄ）に示すように、離間距離Ｄ３が接近距離Ｄ４よりも短くて、円弧状移動軌跡の半径がＤ３に設定されているため、刃物台２６が第３位置Ｐ３から半径Ｄ３で四半円弧分だけ移動される。その後、Ｓ１８においては、刃物台２６が距離Ｄ４とＤ３との差分だけワークＷ１に向かってＸ軸方向に接近移動されて、第４位置Ｐ４に配置され、工具の切替動作が終了する。従って、この場合、図７（ｄ）に示すように、工具２７Ｂの刃先２７ｂがｐ６点からｐ３ａ点に四半円弧分だけ移動された後に、ｐ４点に向かって直線移動されるとともに、工具２７Ｃの刃先２７ｂがｐ５点からｐ５ａ点に四半円弧分だけ移動された後に、ｐ６点に向かって直線移動されて、ワークＷ１の外周面に対し所定の隙間Ｃ１をおいて対向配置されるため、それらの工具２７Ｂ，２７Ｃの刃先２７ｂ，２７ｃとワークＷ１の外周面とが干渉することはない。

このように、工具２７Ａから工具２７Ｃに工具切替を行う場合、両工具２７Ａ，２７Ｃ間に、その両工具２７Ａ，２７Ｃよりも突出している工具２７Ｂが存在しても、その工具２７ＢとワークＷ１との干渉を回避して工具切替を行うことができる。なお、工具２７Ｂの刃先２７ｂとその後続の工具２７Ｃの刃先２７ｃとが同じ高さの場合は、図１０（ｂ）に示すように、刃物台２６が一つの円弧軌跡と直線軌跡を描く移動経路を辿るようにすればよい。

この実施形態においては、以下の効果を有する。
（１） この実施形態では、工具２７Ａ〜２７Ｃの退避位置への移動時に、工具切替前に使用していた工具２７Ａの刃先２７ａに対して移動方向後方側で隣接する工具２７Ｂの外周面との距離Ｄ１以下の半径の円弧状軌跡が作成される。また、工具２７Ａ〜２７ＣのワークＷ１に対する接近位置への移動時には、工具切替後に使用する工具２７Ｃの刃先２７ｃに対して移動方向前方側で隣接する工具２７Ｂの外周面との距離Ｄ３以下の半径の円弧状軌跡が作成される。そして、これらの円弧状軌跡による移動が直線状の移動軌跡と繋げられる。以上のように、工具２７Ａ，２７Ｃの刃先２７ａ，２７ｃと隣接する工具２７Ｂの外周面との距離Ｄ１，Ｄ３以下の円弧半径で、工具２７Ａ〜２７Ｃを移動させることにより、工具切替時において工具２７ＢとワークＷ１との干渉を回避できる。これは、並列に配置された工具２７Ａ〜２７Ｃの刃先２７ａ〜２７ｃと、それらに隣接する工具２７Ａ〜２７Ｃの外周面とは、同時にワークＷ１に接触することがない距離を離して設置されていることに着目し、この位置関係を工具の移動軌跡に利用することで達成される。つまり、距離Ｄ１，Ｄ３と、距離Ｄ２，Ｄ４とが比較され、短い方の距離が円弧状軌跡の半径として設定され、言い換えれば、円弧状軌跡の半径は、最長であっても距離Ｄ１またはＤ３であるため、工具２７Ａ〜２７Ｃの刃先２７ａ〜２７ｃと、それに隣接する工具２７Ａ〜２７Ｃの外周面とは同時にワークＷ１に接触することがないという条件下においては、工具とワークとの干渉を適切に回避できるものとなる。

（２） 刃物台２６がＸ軸方向，Ｙ軸方向への同時移動によりあらかじめ定められた円弧状軌跡を移動するため、遠回りを避けることができるとともに、方向転換点のような移動停止ポイントが生じることもない。従って、従来構成における刃物台とワークとの間の相対速度の速度カーブを実線で表した前述の図１６において、この実施形態の速度カーブを２点鎖線で表した場合、それらの速度カーブから明らかなように、刃物台２６の移動に要する時間を短縮できる。

（３） 刃物台２６はあらかじめ定められた円弧状軌跡上を移動するものであるため、移動経路が膨らんだりすることがなく、従って、刃物台２６を狭いスペース内で移動させることができて、工作機械の小型化に寄与できる。

（第２実施形態）
次に、発明の第２実施形態を図１１に基づいて説明する。なお、この第２実施形態以降の各実施形態においては、主として第１実施形態と異なる部分について説明する。

さて、図１１（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す工作機械において、刃物台２６に並設されたドリルやリーマ等の工具３０Ａ〜３０Ｄよりなる工具３０の工具切替動作を示したものである。このドリルやリーマ等の工具３０Ａ〜３０Ｄは、その先端外周側あるいは先端面全体が刃先になっており、ワークＷ１の端面に加工を施すものである。そして、図１１（ａ）〜（ｄ）は、前記工具３０である工具３０Ａ〜３０Ｄの突出量がそれぞれ異なり、中央部の工具３０Ｂ，３０Ｃの少なくとも１つは、両端側の工具３０Ａ，３０Ｄより突出量している。そして、この第２実施形態においては、前記第１実施形態における工具間の離間距離Ｄ１，Ｄ３（Ｙ軸方向）が、ワークＷ１の外周面と、そのワークＷ１に隣接する工具３０Ａ〜３０Ｄの外周面との間の離間距離Ｄ１，Ｄ３に変更されることが相違するのみで、図８及び図９に示すプログラムに従って進行する。

この第２実施形態においては、ワークＷ１が工具切替のために左側の工具３０Ａの位置から右側の工具３０Ｄの位置に移動される。そして、ワークＷ１が最も突出した工具３０Ｂと干渉するのを避けるために退避移動される場合には、工具切替移動開始側の離間距離Ｄ１としてワークＷ１の移動方向前方側，つまり刃物台２６の移動方向後方側におけるワークＷ１の外周面と工具３０Ｂの外周面との間の離間距離が採用される。また、工具切替移動終了側の離間距離Ｄ３としてワークＷ１の移動方向後方側，つまり刃物台２６の移動方向前方側におけるワークＷ１の外周面と工具３０Ｃの外周面との間の離間距離が採用される。

この第２実施形態においても、図８のＳ１〜Ｓ８に基づいて、ワークＷ１と工具３０Ａ〜３０Ｄとの干渉を避けるための移動軌跡が設定される。
すなわち、図１１（ａ）に示す場合には、最も突出した工具３０ＢがＹ軸方向に移動しても、ワークＷ１と干渉しない位置まで工具３０Ａを退避させる場合の退避距離Ｄ２（Ｚ軸方向）が工具３０ＢとワークＷ１との間の離間距離Ｄ１よりも短くて（Ｄ１＞Ｄ２）、点ｐ１〜ｐ２の半径が距離Ｄ２で設定されるとともに、接近距離Ｄ４が工具３０ＣとワークＷ１との間の離間距離Ｄ３よりも短くて（Ｄ３＞Ｄ４）、点ｐ３〜点ｐ４の半径が接近距離Ｄ４で設定される。

従って、この工具切替動作時（Ｓ１０〜Ｓ１８）には、ワークＷ１は第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで半径Ｄ２の円弧状軌跡に沿って移動され、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３までは直線状軌跡に沿って移動され、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４までは半径Ｄ４の円弧状軌跡に沿って移動される。

また、図１１（ｂ）に示す場合には、点ｐ１〜ｐ２の半径が図１１（ａ）の場合と同様に退避距離Ｄ２で設定されるとともに、工具３０ＣとワークＷ１との間の離間距離Ｄ３が接近距離Ｄ４よりも小さくて（Ｄ３＜Ｄ４）、点ｐ３〜ｐ４の半径が離間距離Ｄ３側に設定される。従って、この工具切替時には、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までは半径Ｄ２の円弧状軌跡で、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３までは直線状軌跡で、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４までは半径Ｄ３の円弧状軌跡及び距離Ｄ４とＤ３との差分の直線状軌跡で移動される。

そして、図１１（ｃ）に示す場合には、離間距離Ｄ１が退避距離Ｄ２よりも小さくて（Ｄ１＜Ｄ２）、点ｐ１〜点ｐ２の半径が離間距離Ｄ１に設定されるとともに、点ｐ３〜点ｐ４の半径が図１１（ａ）の場合と同様に接近距離Ｄ４に設定されている。従って、この工具切替動作時には、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までは距離Ｄ２とＤ１との差分の直線状軌跡及び半径Ｄ１の円弧状軌跡で、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３までは直線状軌跡で、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４までは半径Ｄ４の円弧状軌跡で移動される。

さらに、図１１（ｄ）に示す場合には、点ｐ１〜ｐ２の半径が図１１（ｃ）の場合と同様に離間距離Ｄ１に設定されるとともに、点ｐ３〜ｐ４の半径が図１１（ｂ）の場合と同様に離間距離Ｄ３側に設定される。従って、この工具切替時には、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までは距離Ｄ２とＤ１との差分の直線状軌跡及び半径Ｄ１の円弧状軌跡で、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３までは直線状軌跡で、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４までは半径Ｄ３の円弧状軌跡及び距離Ｄ４とＤ３との差分の直線状軌跡で移動される。

よって、この第２実施形態における工具切替動作においても、工具とワークとの干渉のおそれのない工具切替のための合理的な移動経路を設定することができて、前記第１実施形態と同様な効果を得ることができる。ただし、この第２実施形態の場合は、ワークが平面視で四角形状等の多角形状であるため、離間距離Ｄ１，Ｄ３をワークと隣接する工具の外周面との間に設定している点において第１実施形態とは異なる。

（第３実施形態）
次に、前記図８及び図９のプログラムに従って実行されるこの発明の第３実施形態を図１２（ａ）〜（ｄ）に示す工具切替動作について説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す工作機械において、刃物台２６に並設されたドリルやリーマ等の回転工具よりなる工具３１である工具３１Ａ〜３１Ｃの工具切替動作を示したものである。そして、この第３実施形態では、ワークＷ１に対する工具３１Ａ〜３１Ｃの干渉部位が、工具３１Ａ〜３１Ｃの中央の刃先３１ａ〜３１ｃ及び工具３１Ａ〜３１Ｃの外周面となるため、離間距離Ｄ１及びＤ３（Ｘ軸方向）は、工具３１Ａ〜３１Ｃの刃先３１ａ〜３１ｃと隣接する工具３１Ａ〜３１Ｃの外周面との間に設定される。その他の動作は図８及び図９に示すプログラムに従って第１実施形態と同様に制御される。

さて、図１２（ａ）〜（ｄ）及び図１３（ａ），（ｂ）に示す工具切替動作において、前述した図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）〜（ｄ）に対応して動作が実行される。
すなわち、図１２（ａ）〜（ｄ）に示す場合には、退避方向への距離Ｄ２，すなわち最も突出した工具３１ＢがＸ軸方向に移動してもワークＷ１と干渉しない位置まで工具３１Ａを退避させる場合の退避距離Ｄ２（Ｙ軸方向）が工具３１Ａの刃先３１ａに対する刃物台２６の移動方向後方側の離間距離Ｄ１よりも小さくて、退避距離Ｄ２を半径とした切替移動開始側の円弧状軌跡が設定される。また、工具３１Ｂ，３１Ｃの接近距離Ｄ４（Ｙ軸方向）が工具３１Ｃの刃先３１ｃに対する刃物台２６の移動方向前方側の離間距離Ｄ３よりも小さくて、距離Ｄ４を半径とした切替移動終了側の円弧状軌跡が設定される。

これに対して、図１３（ａ）に示す場合には、離間距離Ｄ１が退避距離Ｄ２よりも小さくて、離間距離Ｄ１を半径とした切替移動開始側の円弧状軌跡が設定されている。従って、この工具切替時には、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの間で、距離Ｄ２とＤ１との差分の直線状軌跡に沿って移動された後に、半径Ｄ１の円弧状軌跡に沿って移動される。また、図１３（ｂ）に示す場合には、離間距離Ｄ３が接近距離Ｄ４よりも小さくて、離間距離Ｄ３を半径とした切替移動開始側の円弧状軌跡が設定されている。従って、この工具切替時には、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４までの間で、半径Ｄ３の円弧状軌跡に沿って移動された後に、距離Ｄ４とＤ３との差分の直線状軌跡に沿って移動される。

よって、この図１２（ａ）〜（ｄ）及び図１３（ａ），（ｂ）に示す工具切替動作においても、前記の各実施形態の工具切替動作と同様に、工具切替のための移動時間を短縮することができる。

（他の実施形態）
なお、この発明の実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記各実施形態においては、離間距離Ｄ１，Ｄ３と、退避または接近距離Ｄ２，Ｄ４とが比較され、短い方の距離が円弧状軌跡の半径として設定されるようにして、円弧状軌跡の半径は、最長であっても離間距離Ｄ１またはＤ３に設定されるようにしている。これに対し、円弧状軌跡の半径が離間距離Ｄ１またはＤ３を下まわるように設定すること。このためには、例えば、離間距離Ｄ１，Ｄ３と、退避または接近距離Ｄ２，Ｄ４とを比較して、短い方の距離を抽出し、その距離の値に１未満の係数を乗して、その値を円弧状軌跡の半径とすることが考えられる。

・ 前記実施形態の工具切替において、半径Ｄ２、Ｄ１及び半径Ｄ４、Ｄ３の円弧状軌跡を、２軸の早送り移動の加減速を組み合わせた近似円弧によって設定すること。この場合には、例えば、刃物台２６のＸ軸，Ｙ軸方向への移動開始タイミングを制御することにより、所要の曲率の円弧状軌跡を描くことができる。

・ 前記各実施形態においては、離間距離Ｄ１等を演算により算出するようにしたが、数値をあらかじめＲＡＭ等の記憶部に設定しておくこと。
・ 前記第１実施形態において、工具の刃先が同工具の中央部に位置する場合は、離間距離Ｄ１としてワークの外周面と工具の刃先との間の距離を設定すること。

一実施形態の移動制御装置を備えた工作機械を示す要部斜視図。 図１の工作機械における移動制御装置の回路構成を示すブロック図。 ワークに対して刃物台が切替方向に移動する状態を示す簡略図。 （ａ）〜（ｂ）は工具台の退避位置への移動における基本的な動作を示す説明図。 （ａ）〜（ｂ）は工具台の前進位置への移動における基本的な動作を示す説明図。 （ａ）〜（ｄ）は工具の切替移動動作を順に示す説明図。 （ａ）〜（ｂ）は図６とは異なる工具の切替移動動作を順に示す説明図。 工具の切替移動動作における円弧状軌跡の設定を示すフローチャート。 図８の設定に従った工具の切替移動動作を示すフローチャート。 （ａ）（ｂ）は工具の切替移動時の刃物台の移動経路を示す線図。 （ａ）〜（ｄ）は第２実施形態における工具の切替移動動作を順に示すそれぞれ部分拡大正面図。 （ａ）〜（ｄ）は第３実施形態における工具の切替移動動作を順に示すそれぞれ部分拡大正面図。 （ａ）（ｂ）は同じく第３実施形態における工具の切替移動動作を順に示すそれぞれ部分拡大正面図。 （ａ）〜（ｄ）は従来の工具の切替移動動作を順に示すそれぞれ部分拡大正面図。 従来の工具の切替移動時における刃物台の移動経路を示す線図。 従来の工具切替動作における移動速度の変化を示すグラフ。

符号の説明

２２…主軸台、２３…主軸、２４…背面主軸台、２５…背面主軸、２６…刃物台、２７，２７Ａ〜２７Ｃ…工具、２７ａ〜２７ｃ…刃先、２９…工具、３０，３０Ａ〜３０Ｄ…工具、３１，３１Ａ〜３１Ｃ…工具、３１ａ〜３１ｃ…刃先、３５…制御装置、３６…距離設定手段，軌跡設定手段，制御手段としてのＣＰＵ、３７…距離設定手段，軌跡設定手段，制御手段としてのＲＯＭ、３８…距離設定手段，軌跡設定手段，制御手段としてのＲＡＭ、４８…工具送り駆動装置、Ｗ１…ワーク、Ｄ１…離間距離、Ｄ３…離間距離、Ｄ２…移動距離としての退避距離、Ｄ４…移動距離としての接近距離。

Claims (12)

1. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
   工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出する距離設定手段と、
   前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、
   前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする工作機械における移動制御装置。
2. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
   工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出する距離設定手段と、
   前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、
   前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする工作機械における移動制御装置。
3. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
   ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出する距離設定手段と、
   前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、
   前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする工作機械における移動制御装置。
4. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
   ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出する距離設定手段と、
   前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定する軌跡設定手段と、
   前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させる制御手段とを備えたことを特徴とする工作機械における移動制御装置。
5. 前記離間距離は、工具の切替動作においてワークに対する工具の相対移動方向後方側に存在する距離であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の工作機械における移動制御装置。
6. 前記離間距離は、工具の切替動作において工具に対するワークの相対移動方向前方側に存在する距離であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の工作機械における移動制御装置。
7. 前記距離設定手段は、移動距離として、工具の刃先とワークとの干渉を回避するために刃物台が退避位置に後退するまでの距離を算出することを特徴とする請求項２または４に記載の工作機械における移動制御装置。
8. 前記距離設定手段は、前記移動距離として、工具が前記退避位置からワークに対する所定の接近位置に前進するまでの距離を算出することを特徴とする請求項７に記載の工作機械における移動制御装置。
9. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
   工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出し、
   前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、
   前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする工作機械における移動制御方法。
10. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
    工具の最も突出している刃先と、その工具と隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出し、
    前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、
    前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする工作機械における移動制御方法。
11. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
    ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離を算出し、
    前記離間距離を半径とする円弧状軌跡、又は、前記離間距離よりも小さい距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、
    前記工具の切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする工作機械における移動制御方法。
12. 複数の工具が並設された刃物台と、前記工具とワークとの間に工具進退方向に沿う第１相対移動を生じさせる第１駆動部と、ワークと刃物台との間に工具並設方向に沿う第２相対移動を生じさせる第２駆動部とを備え、前記工具の切替動作が前記第１，第２駆動部により実行されるようにした工作機械において、
    ワークとそれに隣接する工具の外周面との間における工具並設方向に沿った離間距離と、前記切替動作における前記工具進退方向への工具の移動距離とを算出し、
    前記離間距離と移動距離とを比較して、短い方の距離を半径とする円弧状軌跡を設定し、
    前記切替動作において、隣接する工具同士の工具進退方向における突出長が異なっている場合には、工具の先端とワークの外周面との間に前記円弧状軌跡に従う相対移動が行われるように、前記第１，第２駆動部を同時に動作させることを特徴とする工作機械における移動制御方法。

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