JP5136853B2 - Numerically controlled machine tool and control program for numerically controlled machine tool - Google Patents
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Description
本発明は、数値制御式工作機械及びその制御プログラムに関し、特に工具交換をする場合に、切削加工指令による切削送りの終了後から主軸退避動作中に主軸ヘッドが加工開始高さ位置に達した時から主軸オリエント制御を開始するようにした技術に関する。 The present invention relates to a numerically controlled machine tool and a control program thereof, and particularly when a tool is changed, when a spindle head reaches a machining start height position during a spindle retraction operation after the end of cutting feed by a cutting command. It is related with the technology which started spindle orientation control from.
従来、数値制御式工作機械における主軸について、主として回転速度のみを制御し、回転角度（位相角）を制御していないため、主軸の回転を停止した時の主軸の回転角度位置はバラバラになる。しかし、自動工具交換を行う場合は、工具交換動作を行う前に主軸オリエント制御を実行し、工具交換が実行可能な回転角度位置に主軸を停止させる必要がある。 Conventionally, with respect to a main shaft in a numerically controlled machine tool, only the rotation speed is mainly controlled and the rotation angle (phase angle) is not controlled. Therefore, the rotation angle position of the main shaft when the rotation of the main shaft is stopped varies. However, when performing automatic tool change, it is necessary to execute spindle orientation control before performing the tool change operation and stop the spindle at a rotation angle position at which tool change can be performed.
工具交換する場合は、先ず、切削加工終了後に主軸をイニシャル点まで退避させる。次に、イニシャル点から工具交換位置（工具交換原点）へ退避させながら主軸オリエント制御を実行する。その後、退避動作が完了し、主軸オリエントが正しく設定されたら工具交換を開始する。このとき、イニシャル点から工具交換位置への退避距離が小さいような場合には、工具交換位置への早送り時間よりも主軸オリエント制御の所要時間が長くなるため、切削加工終了から工具交換までの所要時間が長くなってしまう。 When exchanging the tool, first, the spindle is retracted to the initial point after the end of cutting. Next, the spindle orientation control is executed while retracting from the initial point to the tool change position (tool change origin). After that, when the retracting operation is completed and the spindle orientation is set correctly, the tool change is started. At this time, if the retraction distance from the initial point to the tool change position is small, the time required for spindle orientation control is longer than the rapid feed time to the tool change position. The time will be longer.
特許文献１に示すように、数値制御における送り速度制御方法及び装置が提案されている。この送り速度制御技術では、加工時間短縮のため指令回転速度より低い所定の回転速度から加工を開始する。工具交換する際には、切削加工中に切削加工終了前から主軸回転速度を減速した状態で切削加工しながら主軸を上昇させ、工具交換位置へ退避するまでに主軸オリエント制御を完了させる。但し、この場合、主軸回転速度を減速させる分、主軸の送り速度も減速させる。
しかし、工作機械による縦向きのボルト穴やピン穴の切削加工においては、加工中のみならず主軸の退避動作中も所定の高さ位置（加工開始高さ位置）までは、主軸を指令回転速度で回転させる必要がある。これは、切削加工面の品質低下を防ぐ為である。そのため、特許文献１の技術では、加工中には主軸回転数に応じた送り速度で加工するが、工具交換前の退避動作に移行する際に加工完了前から主軸の主軸回転速度を減速させるため加工面の表面粗さが悪化し、品質が低下する虞がある。 However, when machining vertical bolt holes and pin holes with machine tools, the spindle is commanded to the specified rotational speed not only during machining but also during the retracting operation of the spindle until a predetermined height position (machining start height position). Need to be rotated. This is to prevent the quality of the cut surface from being deteriorated. Therefore, in the technique of Patent Document 1, during machining, machining is performed at a feed speed corresponding to the spindle rotational speed. However, when shifting to a retracting operation before tool replacement, the spindle rotational speed of the spindle is reduced before machining is completed. There is a possibility that the surface roughness of the processed surface is deteriorated and the quality is deteriorated.
本発明の目的は、切削加工指令による切削送りの終了後早期に工具交換であるか否かを判定し、工具交換の為の主軸オリエント制御の開始時期を早めて切削加工の終了から工具交換開始までの所要時間を短縮可能な数値制御式工作機械及びその制御プログラムを提供することである。 It is an object of the present invention to determine whether or not to change the tool early after the end of the cutting feed according to the cutting command, and to start the tool change from the end of the cutting process by accelerating the start time of the spindle orientation control for the tool change. It is to provide a numerically controlled machine tool and a control program thereof that can shorten the time required until.
請求項１の数値制御式工作機械は、工具を有した主軸を回転駆動する主軸駆動手段と、送り軸を駆動する送り軸駆動手段と、加工プログラムに基づいて前記主軸駆動手段と前記送り軸駆動手段とを制御する制御手段とを備えた数値制御式工作機械において、前記送り軸駆動手段は、前記主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドを移動駆動する主軸ヘッド移動駆動手段を含み、前記制御手段は、前記加工プログラムに基づいて、切削加工指令による切削送りの終了後、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に復帰するまでに、次の指令が工具交換であるか否かを判定する工具交換判定手段と、前記工具交換判定手段が次の指令が工具交換であると判定した場合に、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に達した時から、前記主軸駆動手段によって前記主軸を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる主軸オリエント制御を開始する主軸オリエント制御手段とを備えたことを特徴としている。 The numerically controlled machine tool according to claim 1 is a spindle driving means for rotationally driving a spindle having a tool, a feed axis driving means for driving a feed axis, and the spindle driving means and the feed axis driving based on a machining program. And a control means for controlling the control means, wherein the feed shaft drive means includes a spindle head movement drive means for moving and driving a spindle head that rotatably supports the spindle, the control means Whether the next command is tool change until the spindle head is returned to the machining start height position by the spindle head movement driving means after the end of the cutting feed by the cutting command based on the machining program. A tool change determining means for determining whether or not the spindle change by the spindle head moving drive means when the tool change determining means determines that the next command is a tool change. Spindle orientation control means for starting spindle orientation control that causes the spindle to stop at a predetermined rotation direction stop position for tool change by the spindle drive means from the time when the spindle reaches the machining start height position. It is a feature.
切削加工指令による切削送り終了後、工具交換判定手段により、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に復帰するまでに、次の指令が工具交換であるか否かを判定する。工具交換判定手段が工具交換であると判定した場合に、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸が加工開始高さ位置に達した時から、主軸オリエント制御手段により、前記主軸駆動手段によって前記主軸を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる主軸オリエント制御を開始する。 After completion of cutting feed by the cutting command, the tool change determining means determines whether or not the next command is a tool change until the spindle head is returned to the machining start height position by the spindle head movement driving means. To do. When the tool change determination means determines that the tool is changed, the spindle is moved by the spindle head control means by the spindle orientation control means from the time when the spindle reaches the machining start height position by the spindle head movement drive means. Spindle orientation control for stopping at a predetermined rotation direction stop position for tool change is started.
請求項２の数値制御式工作機械は、請求項１の発明において、前記加工開始高さ位置は、切削加工指令に基づいて前記送り軸駆動手段によって前記送り軸を切削送り開始する位置であることを特徴としている。 The numerically controlled machine tool according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the machining start height position is a position where the feed shaft driving means starts cutting and feeding the feed shaft based on a cutting command. It is characterized by.
請求項３の制御プログラムは、工具を有した主軸を回転駆動する主軸駆動手段と、送り軸を駆動する送り軸駆動手段と、加工プログラムに基づいて前記送り軸駆動手段と前記主軸駆動手段とを制御する制御手段とを備えた数値制御式工作機械における前記制御手段のコンピュータに、加工プログラムに基づいて、切削加工指令による切削送りの終了後、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に復帰するまでに、次の指令が工具交換であるか否かを判定する工具交換判定機能と、前記工具交換判定機能が次の指令が工具交換であると判定した場合に、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に達した時から、前記主軸駆動手段によって前記主軸を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる主軸オリエント制御を開始する主軸オリエント制御機能とを実現させることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a control program comprising: a main shaft driving unit that rotationally drives a main shaft having a tool; a feed shaft driving unit that drives a feed shaft; and the feed shaft driving unit and the main shaft driving unit based on a machining program. In the numerically controlled machine tool having a control means for controlling, the spindle head starts to be machined by the spindle head moving drive means after the completion of the cutting feed by the cutting command based on the machining program in the computer of the control means. When returning to the height position, the tool change determination function for determining whether or not the next command is a tool change, and when the tool change determination function determines that the next command is a tool change, When the spindle head reaches the machining start height position by the spindle head movement drive means, the spindle drive means stops the spindle in a predetermined rotation direction for tool change. It is characterized in that to realize a spindle orientation control function to start the spindle orientation control to stop at the position.
請求項１の発明によれば、切削加工指令による切削送り終了後、工具交換判定手段により、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に復帰するまでに、次の指令が工具交換であるか否かを判定する。工具交換判定手段が工具交換であると判定した場合に、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸が加工開始高さ位置に達した時から、主軸オリエント制御手段により、前記主軸駆動手段によって前記主軸を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる主軸オリエント制御を開始するので、切削加工後から工具交換前までの所要時間を短縮し、生産性を高めることができる。しかも、主軸が加工開始高さ位置に達した時から、主軸オリエント制御を開始するから、加工中及び加工開始高さ位置に達するまでは主軸の回転速度を指令速度に維持できるから、加工面の品質が低下することもない。 According to the first aspect of the present invention, the following command is issued until the spindle head is returned to the machining start height position by the spindle head movement drive unit by the tool change determination unit after the cutting feed by the cutting command is completed. It is determined whether or not it is a tool change. When the tool change determining means determines that the tool is changed, the spindle is moved by the spindle head control means by the spindle orientation control means from when the spindle reaches the machining start height position by the spindle head movement drive means. Since the spindle orientation control for stopping at a predetermined rotation direction stop position for tool change is started, the required time from cutting to before tool change can be shortened and productivity can be increased. Moreover, since the spindle orientation control starts when the spindle reaches the machining start height position, the rotation speed of the spindle can be maintained at the command speed during machining and until the machining start height position is reached. Quality does not deteriorate.
請求項２の発明によれば、加工開始高さ位置は、切削加工指令に基づいて前記送り軸駆動手段によって前記送り軸を切削送り開始する位置であるので、ワークの加工面の品質が低下することはない。
請求項３の発明によれば、基本的に請求項１と同様の効果を奏する。
According to the invention of claim 2, the machining start height position is a position at which the feed shaft driving means starts cutting and feeding the feed shaft based on a cutting command, so that the quality of the work surface of the workpiece is lowered. There is nothing.
According to the invention of claim 3, the same effects as those of claim 1 are basically obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on examples.
最初に、工作機械１の構成について説明する。
図１に示すように、工作機械１は、ワークと工具とをＸＹＺ直交座標系における各軸方向へ独立に相対移動させることによって、ワークに所望の機械加工（例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴空け」、「切削」等）を施すことができる。工作機械１は、鋳鉄製のベース２と、ベース２の上部に設けられ、ワークの切削加工を行う機械本体３と、ベース２の上部に固定され、機械本体３とベース２の上部を覆う箱状のスプラッシュカバー（図示略）とを主体にして構成されている。
First, the configuration of the machine tool 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the machine tool 1 performs desired machining (for example, “boring”, “milling”, etc.) on the workpiece by independently moving the workpiece and the tool relative to each other in the XYZ orthogonal coordinate system. Cutting, drilling, cutting, etc.). The machine tool 1 includes a cast iron base 2, a machine body 3 for cutting a workpiece, a box that is fixed to the upper part of the base 2 and covers the machine body 3 and the upper part of the base 2. It is comprised mainly by the shape-like splash cover (not shown).
図１に示すように、ベース２はＹ軸方向に長い略直方体状の鋳造品である。ベース２の下部の四隅には高さ調節が可能な脚部２ａが夫々設けられ、これらの脚部２ａを工場等の床面に設置することで工作機械１が設置されている。 As shown in FIG. 1, the base 2 is a substantially rectangular parallelepiped casting that is long in the Y-axis direction. Legs 2a whose height can be adjusted are provided at the four corners of the lower part of the base 2, and the machine tool 1 is installed by installing these legs 2a on the floor of a factory or the like.
工作機械１は、前記スプラッシュカバーに操作パネル２４（図２参照）が設けられている。操作パネル２４は、キーボード、表示器２５（液晶ディスプレイ）（図２参照）を備えている。オペレータは、表示器２５の表示情報を確認しながらキーボードを操作することにより、ワーク加工を実行するための加工プログラムや、使用される工具の種類、工具情報、各種パラメータ等を各々設定できる。 In the machine tool 1, an operation panel 24 (see FIG. 2) is provided on the splash cover. The operation panel 24 includes a keyboard and a display 25 (liquid crystal display) (see FIG. 2). The operator can set a machining program for executing workpiece machining, the type of tool used, tool information, various parameters, and the like by operating the keyboard while checking the display information on the display unit 25.
次に、機械本体３について説明する。
図１に示すように、機械本体３は、コラム５と、主軸ヘッド７と、主軸９と、工具交換装置（ＡＴＣ）２０と、テーブル１０とを備えている。コラム５は、ベース２の後部上のコラム座部４の上面に固定され且つ鉛直上方に延びている。主軸ヘッド７は、コラム５の前面に沿って昇降可能に設けられている。主軸ヘッド７は、その内部に主軸９を回転可能に支持している。工具交換装置２０は、主軸ヘッド７の右側に設けられ、主軸９の先端に工具付きの工具ホルダ（図示略）を取り付けて交換する。テーブル１０は、ベース２の上部に設けられ、ワークを着脱可能に固定する。コラム５の背面側には、箱状の制御ボックス６が設けられている。この制御ボックス６の内側には、工作機械１の動作を制御する数値制御装置３０（図２参照）が設けられている。
Next, the machine body 3 will be described.
As shown in FIG. 1, the machine body 3 includes a column 5, a spindle head 7, a spindle 9, a tool changer (ATC) 20, and a table 10. The column 5 is fixed to the upper surface of the column seat portion 4 on the rear portion of the base 2 and extends vertically upward. The spindle head 7 is provided so as to be movable up and down along the front surface of the column 5. The main shaft head 7 supports the main shaft 9 in a rotatable manner. The tool changer 20 is provided on the right side of the spindle head 7 and exchanges by attaching a tool holder (not shown) with a tool to the tip of the spindle 9. The table 10 is provided in the upper part of the base 2, and fixes a workpiece | work so that attachment or detachment is possible. A box-like control box 6 is provided on the back side of the column 5. Inside the control box 6, a numerical control device 30 (see FIG. 2) for controlling the operation of the machine tool 1 is provided.
次に、テーブル１０の移動機構について説明する。
図１、図２に示すように、テーブル１０は、サーボモータからなるＸ軸モータ５１及びＹ軸モータ５２により、Ｘ軸方向（機械本体３の左右方向）及びＹ軸方向（機械本体３の奥行き方向）に移動制御される。この移動機構は以下の構成からなる。テーブル１０の下側には直方体状の支持台１２が設けられている。その支持台１２の上面にはＸ軸方向に沿って延びる１対のＸ軸送りガイドが設けられ、１対のＸ軸送りガイド上にテーブル１０が移動可能に支持されている。
Next, the moving mechanism of the table 10 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the table 10 is driven by an X-axis motor 51 and a Y-axis motor 52, which are servo motors, in the X-axis direction (the left-right direction of the machine body 3) and the Y-axis direction (the depth of the machine body 3). Direction). This moving mechanism has the following configuration. A rectangular parallelepiped support base 12 is provided below the table 10. A pair of X-axis feed guides extending along the X-axis direction are provided on the upper surface of the support base 12, and the table 10 is movably supported on the pair of X-axis feed guides.
支持台１２は、ベース２の上部に設けられ、そのベース２の長手方向に沿って延びる１対のＹ軸送りガイド上に移動可能に支持されている。テーブル１０は、ベース２上に設けられたＹ軸モータ５２により前記Ｙ軸送りガイドに沿ってＹ軸方向に移動駆動される。テーブル１０は、支持台１２上に設けられたＸ軸モータ５１により前記Ｘ軸送りガイドに沿ってＸ軸方向に移動駆動される。 The support base 12 is provided on the upper portion of the base 2 and is movably supported on a pair of Y-axis feed guides extending along the longitudinal direction of the base 2. The table 10 is driven to move in the Y-axis direction along the Y-axis feed guide by a Y-axis motor 52 provided on the base 2. The table 10 is driven to move in the X-axis direction along the X-axis feed guide by an X-axis motor 51 provided on the support 12.
前記Ｘ軸送りガイドには、テレスコピック式に収縮するテレスコピックカバー１３，１４がテーブル１０の左右両側に設けられている。前記Ｙ軸送りガイドには、テレスコピックカバー１５とＹ軸後ろカバーとが、支持台１２の前後に夫々設けられている。前記Ｘ軸送りガイドと前記Ｙ軸送りガイドは、テレスコピックカバー１３，１４，１５とＹ軸後ろカバーによって常に覆われている。そのため、加工領域から飛散する切粉や、クーラント液の飛沫等が各軸送りガイド上に落下するのを防止できる。 The X-axis feed guide is provided with telescopic covers 13 and 14 that contract in a telescopic manner on both left and right sides of the table 10. In the Y-axis feed guide, a telescopic cover 15 and a Y-axis rear cover are provided before and after the support base 12, respectively. The X-axis feed guide and the Y-axis feed guide are always covered with telescopic covers 13, 14, 15 and a Y-axis rear cover. Therefore, it is possible to prevent the chips scattered from the processing region, the splash of coolant liquid, and the like from falling on each axis feed guide.
次に、主軸ヘッド７の昇降機構について説明する。
図１に示すように、主軸ヘッド７は、コラム５の前面側で上下方向に延びるガイドレールに対してリニアガイドを介して昇降自在に支持されている。主軸ヘッド７は、コラム５の前面側の上下方向に延びる送りネジに対してナットで連結されている。その送りネジをＺ軸モータ５３（図２参照）によって正逆方向に回転駆動することで、主軸ヘッド７が上下方向に昇降駆動される。
Next, the raising / lowering mechanism of the spindle head 7 will be described.
As shown in FIG. 1, the spindle head 7 is supported by a guide rail extending in the vertical direction on the front side of the column 5 so as to be movable up and down via a linear guide. The spindle head 7 is connected to a feed screw extending in the vertical direction on the front side of the column 5 by a nut. The spindle head 7 is driven up and down in the vertical direction by rotationally driving the feed screw in the forward and reverse directions by a Z-axis motor 53 (see FIG. 2).
次に、主軸９について説明する。
図１に示すように、主軸９は主軸ヘッド７の上部に設けられた主軸モータ５４により回転駆動される。主軸９の先端側部分には、先端に向かって拡径するホルダ取付穴（図示略）が設けられている。
Next, the main shaft 9 will be described.
As shown in FIG. 1, the main shaft 9 is rotationally driven by a main shaft motor 54 provided on the upper portion of the main shaft head 7. A holder mounting hole (not shown) whose diameter increases toward the tip is provided in the tip side portion of the main shaft 9.
図１に示すように、工具交換装置２０は、工具を支持する工具ホルダを複数格納する工具マガジン２１と、主軸９に取り付けられた工具ホルダと他の工具ホルダとを把持して搬送するための工具交換アーム２２等で構成されている。工具マガジン２１の内側には、工具ホルダを支持する複数の工具ポットと、それら工具ポットを工具マガジン２１内で搬送する搬送機構とが設けられている。 As shown in FIG. 1, the tool changer 20 grips and conveys a tool magazine 21 that stores a plurality of tool holders that support tools, a tool holder that is attached to the spindle 9, and other tool holders. It consists of a tool change arm 22 and the like. Inside the tool magazine 21, a plurality of tool pots that support the tool holder and a transport mechanism that transports the tool pots within the tool magazine 21 are provided.
次に、この工作機械１の制御系について説明する。
図２に示すように、数値制御装置３０は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、入出力インターフェース３４と、軸制御回路４１ａ〜４５ａと、サーボアンプ４１〜４４と、微分器５１ｂ〜５４ｂなどを備えている。サーボアンプ４１〜４４は、夫々Ｘ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、Ｚ軸モータ５３、主軸モータ５４に接続されている。軸制御回路４５ａはマガジンモータ５５に接続されている。前記ＲＡＭ３３には、ユーザーが入力して登録した種々の加工プログラムが記憶され、また、前記ＲＯＭ３２には、加工プログラムを解読する数値制御の制御プログラムが予め格納されている。
Next, a control system of the machine tool 1 will be described.
As shown in FIG. 2, the numerical controller 30 includes a microcomputer, and includes a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, an input / output interface 34, axis control circuits 41 a to 45 a, and servo amplifiers 41 to 41. 44, differentiators 51b to 54b, and the like. The servo amplifiers 41 to 44 are connected to an X-axis motor 51, a Y-axis motor 52, a Z-axis motor 53, and a main shaft motor 54, respectively. The axis control circuit 45 a is connected to the magazine motor 55. The RAM 33 stores various machining programs input and registered by the user, and the ROM 32 stores in advance a numerical control program for decoding the machining program.
Ｘ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２は、テーブル１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させる為のものである。Ｚ軸モータ５３は、前記主軸ヘッド７をＺ軸方向に移動させる為のものである。マガジンモータ５５は工具マガジン２１を回転移動させる為のものである。主軸モータ５４は、主軸９を回転させる為のものである。尚、前記Ｘ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、Ｚ軸モータ５３、主軸モータ５４は、夫々エンコーダ５１ａ〜５４ａを備えている。尚、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が送り軸に相当する。 The X-axis motor 51 and the Y-axis motor 52 are for moving the table 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The Z-axis motor 53 is for moving the spindle head 7 in the Z-axis direction. The magazine motor 55 is for rotating the tool magazine 21. The main shaft motor 54 is for rotating the main shaft 9. The X-axis motor 51, the Y-axis motor 52, the Z-axis motor 53, and the main shaft motor 54 include encoders 51a to 54a, respectively. The X axis, Y axis, and Z axis correspond to the feed axes.
軸制御回路４１ａ〜４４ａは、ＣＰＵ３１からの移動指令量を受けて、電流指令量（トルク指令値）をサーボアンプ４１〜４４に出力する。サーボアンプ４１〜４４は、この指令を受けてモータ５１〜５４に駆動電流を出力する。軸制御回路４１ａ〜４４ａは、エンコーダ５１ａ〜５４ａから位置フィードバック信号が入力されて、位置のフィードバック制御を行う。微分器５１ｂ〜５４ｂは、エンコーダ５１ａ〜５４ａから入力された位置フィードバック信号を微分して速度フィードバック信号に変換し、軸制御回路４１ａ〜４４ａに速度フィードバック信号を出力する。 The axis control circuits 41 a to 44 a receive a movement command amount from the CPU 31 and output a current command amount (torque command value) to the servo amplifiers 41 to 44. The servo amplifiers 41 to 44 receive this command and output a drive current to the motors 51 to 54. The axis control circuits 41a to 44a receive position feedback signals from the encoders 51a to 54a and perform position feedback control. The differentiators 51b to 54b differentiate the position feedback signals input from the encoders 51a to 54a to convert them into speed feedback signals, and output the speed feedback signals to the axis control circuits 41a to 44a.
軸制御回路４１ａ〜４４ａは、微分器５１ｂ〜５４ｂから速度フィードバック信号が入力されて、速度フィードバックの制御を行う。サーボアンプ４１〜４４からモータ５１〜５４に出力される駆動電流は、電流検出器４１ｂ〜４４ｂで検出される。電流検出器４１ｂ〜４４ｂで検出された駆動電流は、軸制御回路４１ａ〜４４ａにフィードバックされる。軸制御回路４１ａ〜４４ａは、フィードバックされた駆動電流によって、電流（トルク）制御を行う。 The axis control circuits 41a to 44a receive speed feedback signals from the differentiators 51b to 54b and control the speed feedback. The drive currents output from the servo amplifiers 41 to 44 to the motors 51 to 54 are detected by current detectors 41b to 44b. The drive currents detected by the current detectors 41b to 44b are fed back to the axis control circuits 41a to 44a. The axis control circuits 41a to 44a perform current (torque) control by the fed back drive current.
軸制御回路４５ａは、ＣＰＵ３１からの移動指令量を受けてマガジンモータ５５を駆動する。尚、数値制御装置３０には、操作キー等を備えた操作パネル２４と、表示器２５とが接続されている。尚、Ｘ軸モータ５１と、Ｙ軸モータ５２と、Ｚ軸モータ５３とが送り軸駆動手段に相当し、主軸モータ５４が主軸駆動手段に相当し、数値制御装置３０が制御手段に相当する。Ｚ軸モータ５３は、主軸ヘッド移動駆動手段にも相当する。 The axis control circuit 45a drives the magazine motor 55 in response to a movement command amount from the CPU 31. The numerical control device 30 is connected to an operation panel 24 having operation keys and the like, and a display 25. Note that the X-axis motor 51, the Y-axis motor 52, and the Z-axis motor 53 correspond to the feed shaft drive means, the spindle motor 54 corresponds to the spindle drive means, and the numerical control device 30 corresponds to the control means. The Z-axis motor 53 also corresponds to a spindle head movement drive unit.
次に、この工作機械１のＺ軸に平行な複数の縦向きの穴(以下、縦穴という)を所定間隔おきにワークに形成する加工プログラムに適用する本願特有の主軸オリエント制御について説明する。最初に、この主軸オリエント制御の概要について、図３，図４に基づいて説明する。 Next, spindle orientation control unique to the present application applied to a machining program for forming a plurality of vertical holes (hereinafter referred to as vertical holes) parallel to the Z-axis of the machine tool 1 at predetermined intervals will be described. First, the outline of the spindle orientation control will be described with reference to FIGS.
図３は、先の工具交換後から次の工具交換までに複数の縦穴をワークに形成する加工プログラムによる主軸ヘッド７の早送り動作（Ｚ軸の早送り）と切削動作（穴加工）を示している。従来の複数の縦穴を切削加工する際には、主軸ヘッド７のＸ，Ｙ方向への相対的な位置決め、Ｒ点(加工開始高さ位置)への早送り、縦穴の切削送り、Ｚ軸上昇早送り、Ｚ軸の復帰位置への復帰後におけるＸ軸及び／又はＹ軸早送り、Ｚ軸下降早送り、穴の切削送りの順序で実行される。ここでは、最後の縦穴を切削加工し、主軸ヘッド７（Ｚ軸）が工具交換位置へ移動する際の早送り動作と切削動作について説明する。
切削送りとは、加工プログラムの切削指令で設定された速度で送り軸を駆動することを示し、早送りとは、予め設定された切削送りよりも速い速度で送り軸を駆動することを言う。
FIG. 3 shows a rapid feed operation (Z-axis rapid feed) and a cutting operation (hole machining) of the spindle head 7 according to a machining program for forming a plurality of vertical holes in a workpiece from the previous tool change to the next tool change. . When cutting a plurality of conventional vertical holes, relative positioning of the spindle head 7 in the X and Y directions, rapid feed to point R (machining start height position), vertical hole cutting feed, Z-axis up rapid feed After the return to the return position of the Z axis, the X axis and / or Y axis rapid feed, the Z axis descending fast feed, and the hole cutting feed are executed in this order. Here, a rapid feed operation and a cutting operation when the last vertical hole is cut and the spindle head 7 (Z axis) moves to the tool change position will be described.
The cutting feed indicates that the feed shaft is driven at a speed set by a cutting command of the machining program, and the rapid feed means that the feed shaft is driven at a speed faster than a preset cutting feed.
複数の縦穴を形成後、制御指令に基づき主軸回転速度を一定に維持しながらＸ軸モータ５１，Ｙ軸モータ５２により最後の加工箇所の上方のイニシャル点へＸ軸及び／又はＹ軸早送りを実行する。Ｚ軸モータ５３により主軸ヘッド７をイニシャル点からＲ点（加工開始高さ位置）にＺ軸下降早送りＡを実行する。制御指令に基づき主軸９を所定の指令回転速度でＲ点から穴底へ切削送りＢを実行し、縦穴の切削加工を行う。ここで、Ｒ点（加工開始高さ位置）は、切削加工指令に基づいて、Ｘ軸モータ５１、Ｙ軸モータ５２、Ｚ軸モータ５３を切削送り速度で切削送りを開始する位置である。 After forming a plurality of vertical holes, the X-axis motor 51 and Y-axis motor 52 perform X-axis and / or Y-axis rapid feed to the initial point above the last machining location while maintaining the spindle rotation speed constant based on the control command. To do. The Z-axis motor 53 performs the Z-axis descending rapid feed A from the initial point to the R point (machining start height position) by the Z-axis motor 53. Based on the control command, the spindle 9 is subjected to cutting feed B from the point R to the bottom of the hole at a predetermined command rotational speed to cut the vertical hole. Here, the point R (machining start height position) is a position where the X-axis motor 51, the Y-axis motor 52, and the Z-axis motor 53 start cutting feed at a cutting feed speed based on a cutting command.
切削加工が終了したら、所定の主軸回転速度を維持したまま切削完了位置からイニシャル点へＺ軸上昇早送りＣを実行する。この早送りＣを実行中にＲ点（主軸オリエント開始点Ｅ）に達すると、主軸回転速度の減速を開始し、主軸９を工具交換用回転方向停止位置に停止させる為の主軸オリエント制御を開始する。その後、主軸ヘッド７がイニシャル点に復帰する。上記の主軸オリエント制御を継続しながらイニシャル点から工具交換位置へＺ軸上昇早送りＤが実行される。工具交換位置でZ軸方向位置決めを行うのと同時に、主軸オリエント制御が終了し主軸９の回転が停止し、主軸９が工具交換用回転方向停止位置に停止する。その状態で、工具交換位置で工具交換が行われる。 When the cutting process is completed, the Z-axis ascending rapid feed C is executed from the cutting completion position to the initial point while maintaining a predetermined spindle rotational speed. When the point R (spindle orientation start point E) is reached during execution of the rapid traverse C, the spindle rotation speed starts to be reduced, and spindle orientation control is started to stop the spindle 9 at the tool change rotation direction stop position. . Thereafter, the spindle head 7 returns to the initial point. While continuing the above-described spindle orientation control, the Z-axis ascending rapid feed D is executed from the initial point to the tool change position. Simultaneously with the Z-axis direction positioning at the tool change position, the spindle orientation control ends, the rotation of the spindle 9 stops, and the spindle 9 stops at the tool change rotation direction stop position. In this state, tool change is performed at the tool change position.
図４は、図３の送り動作Ａ〜Ｄに対応する主軸回転速度波形とＺ軸送り速度波形を示す線図である。尚、この線図において、主軸ヘッド７が下降する場合のＺ軸送り速度は負に、主軸ヘッド７が上昇する場合のＺ軸送り速度は正にしている。Ｚ軸下降早送りＡが実行されるタイミングはｔ０〜ｔ１間である。切削送りＢが実行されるタイミングｔ１〜ｔ２間は、主軸回転速度は一定に維持される。 FIG. 4 is a diagram showing a spindle rotation speed waveform and a Z-axis feed speed waveform corresponding to the feed operations A to D in FIG. In this diagram, the Z-axis feed speed when the spindle head 7 is lowered is negative, and the Z-axis feed speed when the spindle head 7 is raised is positive. The timing at which the Z-axis descending rapid feed A is executed is between t0 and t1. Between the timings t1 and t2 when the cutting feed B is executed, the spindle rotational speed is kept constant.
Ｚ軸上昇早送りＣが実行されるタイミングｔ２〜ｔ３間において、主軸オリエント開始点Ｅに主軸ヘッド７が達するタイミングｔｅから主軸回転速度の減速動作を開始し、主軸オリエントを開始する。工具交換位置へのＺ軸上昇早送りＤのタイミングｔ３〜ｔ４間で、主軸回転速度を速度零まで減速し、主軸オリエント制御が終了し主軸９が停止する。このように、工具交換位置へのＺ軸上昇早送りＤが終了すると直ぐに工具交換が開始可能な状態になるので、主軸オリエント制御の終了を待つ待機時間を短縮することができる。つまり、主軸オリエント制御を開始するタイミングを早めることで、工具交換指令前の切削加工終了から工具交換開始までの所要時間を短縮することができる。しかも、工具交換指令前の切削加工終了からＲ点（加工開始高さ位置）まで移動する間は、主軸９が指令速度で回転するため、穴加工に悪影響を及ぼすことがなく、切削加工の品質を確保できる。 Between the timings t2 and t3 when the Z-axis ascending rapid feed C is executed, the spindle rotation speed reduction operation is started from the timing te when the spindle head 7 reaches the spindle orientation start point E, and the spindle orientation is started. Between the timings t3 and t4 of the Z-axis ascending rapid feed D to the tool change position, the spindle rotational speed is reduced to zero speed, the spindle orientation control is finished, and the spindle 9 is stopped. Thus, since the tool change can be started as soon as the Z-axis ascending rapid feed D to the tool change position is completed, the waiting time for waiting for the end of the spindle orientation control can be shortened. That is, by shortening the timing at which the spindle orientation control is started, the time required from the end of cutting before the tool change command to the start of tool change can be shortened. In addition, since the spindle 9 rotates at the command speed from the end of cutting before the tool change command to the point R (machining start height position), the drilling quality is not adversely affected. Can be secured.
次に、数値制御装置３０のマイクロコンピュータに工具交換判定機能と主軸オリエント制御機能とを実現させる制御プログラムについて、図５、図６のフローチャートに基づいて説明する。尚、この制御プログラムはＲＯＭ３２に予め格納されており、ＲＡＭ３３にはこの制御を実行するのに必要な種々のワークメモリが設けられている。フローチャート中、符号Ｓｉ（ｉ＝１，２，・・・）は各ステップを示すものである。 Next, a control program for causing the microcomputer of the numerical control device 30 to realize the tool change determination function and the spindle orientation control function will be described with reference to the flowcharts of FIGS. This control program is stored in advance in the ROM 32, and the RAM 33 is provided with various work memories necessary for executing this control. In the flowchart, symbol Si (i = 1, 2,...) Indicates each step.
この制御プログラムは、本実施例では、複数の縦穴をワークに所定間隔で切削加工する加工プログラムに適用するものである。加工プログラムは、動作を所定のプログラム言語による制御指令として動作順に記述したものである。加工プログラムとして、図３に示すような、Ｘ軸及び／又はＹ軸早送り，Ｚ軸下降早送りＡ，切削送りＢ，Ｚ軸上昇早送りＣ，工具交換位置へのＺ軸上昇早送りＤ等の動作を制御指令として記述したものである。 In this embodiment, this control program is applied to a machining program for cutting a plurality of vertical holes in a workpiece at a predetermined interval. The machining program describes operations in the order of operations as control commands in a predetermined program language. As machining programs, operations such as X-axis and / or Y-axis rapid feed, Z-axis descend fast-forward A, cutting feed B, Z-axis fast-forward C, and Z-axis fast-forward D to the tool change position as shown in FIG. It is described as a control command.
先ず、加工プログラムが開始すると、Ｓ１では、Z軸（主軸ヘッド７）を工具交換位置からイニシャル点（加工復帰高さ位置）への位置決めを実行し、Ｘ，Ｙ方向位置決めを実行する。Ｓ１の次のＳ２では、Ｒ点（加工開始高さ位置）への位置決めの為にＺ軸下降早送りＡを実行する。次のＳ３では、切削送りＢを実行し、縦穴の切削加工を実行する。 First, when the machining program is started, in S1, the Z-axis (spindle head 7) is positioned from the tool change position to the initial point (machining return height position), and positioning in the X and Y directions is performed. In S2 following S1, Z-axis descending rapid feed A is executed for positioning to the R point (machining start height position). In next S3, the cutting feed B is executed, and the vertical hole is cut.
切削加工の終了後のＳ４では、主軸ヘッド７がイニシャル点に復帰するまでに、次の指令が工具交換指令であるか否かを判定する。Ｓ４の判定がＹｅｓのときには、Ｓ５に移行し、Ｎｏのときには、次の縦穴の切削加工の為にＳ１へリターンする。Ｓ５では、イニシャル点でＺ軸方向位置決めを実行する為にイニシャル点へのＺ軸上昇早送りＣを実行する。このＳ５のサブルーチンは図６のフローチャートに示されている。次のＳ６において、工具交換位置に位置決めする為にＺ軸上昇早送りＤを実行する。Ｓ７において、工具交換を実行する。 In S4 after the end of cutting, it is determined whether or not the next command is a tool change command before the spindle head 7 returns to the initial point. When the determination of S4 is Yes, the process proceeds to S5, and when No, the process returns to S1 for cutting the next vertical hole. In S5, in order to execute positioning in the Z-axis direction at the initial point, Z-axis ascending rapid feed C to the initial point is executed. The subroutine of S5 is shown in the flowchart of FIG. In the next S6, Z-axis ascending rapid feed D is executed in order to position the tool change position. In S7, tool change is executed.
次に、Ｓ５のサブルーチンについて、図６に基づいて説明する。
Ｓ４の工具交換判定後、Ｚ軸上昇早送りＣを継続しながら（Ｓ１１）、エンコーダ５３ａと軸制御回路４３ａからの信号によりＣＰＵ３１が主軸ヘッド７のＺ軸方向の位置を検出する（Ｓ１２）。主軸ヘッド７がＲ点（加工開始高さ位置）以上の場合は、Ｓ１２の判定がＹｅｓとなりＳ１３に移行し、ＮｏのときはＳ１５に移行する。
Next, the subroutine of S5 will be described with reference to FIG.
After the tool change determination in S4, the CPU 31 detects the position of the spindle head 7 in the Z-axis direction based on signals from the encoder 53a and the axis control circuit 43a while continuing the Z-axis ascending / descending C (S11) (S12). If the spindle head 7 is at the R point (machining start height position) or more, the determination in S12 is Yes and the process proceeds to S13.
Ｓ１３では、主軸９を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる為の主軸オリエント制御の要否を判定する。主軸オリエント制御がまだ実行されていない場合は、Ｓ１３の判定がＹｅｓとなりＳ１４に移行し、既に主軸オリエントが開始している場合は、Ｓ１５に移行する。Ｓ１４では、制御指令に基づき主軸９の減速動作と共に、主軸オリエント制御が開始する。次のＳ１５では、前記と同様に主軸ヘッド７のＺ軸方向の位置を検出し、イニシャル点に到達している場合はＳ１５の判定はＹｅｓとなり、サブルーチンが終了しＳ６に移行する。Ｓ１５の判定がＮｏの場合は、イニシャル点への位置決めが完了するまで繰り返す為にＳ１１にリターンする。 In S13, it is determined whether or not the spindle orientation control is required for stopping the spindle 9 at a predetermined tool change rotation direction stop position. If the spindle orientation control has not been executed yet, the determination in S13 is Yes, and the process proceeds to S14. If the spindle orientation has already started, the process proceeds to S15. In S14, the spindle orientation control is started together with the deceleration operation of the spindle 9 based on the control command. In the next S15, the position of the spindle head 7 in the Z-axis direction is detected in the same manner as described above. If the initial point has been reached, the determination in S15 is Yes, the subroutine ends, and the process proceeds to S6. If the determination in S15 is No, the process returns to S11 to repeat until the positioning to the initial point is completed.
前記図５，図６のフローチャートが本願の「制御プログラム」に相当し、図５のフローチャート中のＳ４を実行する数値制御装置３０が「工具交換判定手段」に相当し、図６のフローチャート中のＳ１１〜Ｓ１５を実行する数値制御装置３０が、「主軸オリエント制御手段」に相当する。 5 and 6 corresponds to the “control program” of the present application, and the numerical control device 30 that executes S4 in the flowchart of FIG. 5 corresponds to “tool change determination means”. The numerical controller 30 that executes S11 to S15 corresponds to “spindle orientation control means”.
次に、図７に示す加工プログラムの１例について説明するが、図７で示す加工プログラムは全体を構成する一部である。１行目の「Ｇ０ Ｚ１００．０」は、Ｘ，Ｙ，Ｚの座標値を（０，０，１００．０）の座標値（Ｒ点）に位置決め移動せよとの指令である（ただし、１行目の直前までの指令でＸ，Ｙは（０，０）の座標値に位置しているものとする）。尚、Ｘ，Ｙは、テーブル１０の位置を示している。Ｚは、主軸ヘッド７の位置を示している。２行目の「Ｇ１ Ｚ８０．０ Ｆ１０００」は、Ｘ，Ｙ，Ｚの座標値を（０，０，８０）の座標値（穴底）に送り速度１０００ｍｍ／ｍｉｎで移動せよとの指令である。３行目の「Ｇ０ Ｚ１２０．０」は、Ｘ，Ｙ，Ｚの座標値を（０，０，１２０．０）の座標値（イニシャル点）に位置決め移動せよとの指令である。４行目の「Ｍ６ Ｔ１」は工具番号１に工具交換せよとの指令である。 Next, an example of the machining program shown in FIG. 7 will be described. The machining program shown in FIG. 7 is a part constituting the whole. “G0 Z100.0” on the first line is a command to position and move the coordinate values of X, Y, and Z to the coordinate values (point R) of (0, 0, 100.0) (however, 1 (X and Y are assumed to be located at the coordinate value of (0, 0) in the command up to immediately before the line). X and Y indicate the position of the table 10. Z indicates the position of the spindle head 7. “G1 Z80.0 F1000” on the second line is a command to move the coordinate values of X, Y, and Z to the coordinate values (hole bottom) of (0, 0, 80) at a feed rate of 1000 mm / min. . “G0 Z120.0” on the third line is a command to move the X, Y, Z coordinate values to the coordinate values (initial points) of (0, 0, 120.0). “M6 T1” on the fourth line is a command to change the tool to tool number 1.
次に、この数値制御式工作機械及びこの制御プログラムの作用及び効果について説明する。
各切削加工指令の切削送りの終了後、主軸ヘッド７がＲ点（加工開始高さ位置）に復帰するまでに、次の指令が工具交換指令であるか否かを工具交換判定手段によって判定する。そして、次の指令が工具交換であると判定した場合に、主軸ヘッド７がＲ点に達した時から、主軸オリエント制御手段により主軸９を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる主軸オリエント制御を開始する。そのため、主軸オリエント制御の開始タイミングを早めることにより、切削加工完了から工具交換開始までの所要時間を短縮することができる。しかも、主軸ヘッド７がＲ点（加工開始高さ位置）に達するまでは、主軸９を指令された回転速度で回転させるから、穴加工の品質を確保することができる。
Next, the operation and effect of this numerically controlled machine tool and this control program will be described.
After the cutting feed of each cutting processing command is completed, it is determined by the tool replacement determination means whether or not the next command is a tool replacement command before the spindle head 7 returns to the R point (machining start height position). . When it is determined that the next command is a tool change, the spindle orientation control unit stops the spindle 9 at a predetermined tool change rotation direction stop position when the spindle head 7 reaches the point R. Start control. Therefore, the required time from the completion of cutting to the start of tool change can be shortened by advancing the start timing of the spindle orientation control. In addition, since the spindle 9 is rotated at the commanded rotational speed until the spindle head 7 reaches the point R (machining start height position), the quality of drilling can be ensured.
図５，図６のフローチャートは、加工プログラムではなく数値制御の制御プログラムに組み込んで、種々の加工プログラムに共通に適用可能であるため、汎用性と実用性に優れる。即ち、前記実施例は、複数の縦穴を加工後に工具交換を行う場合を例にして説明したが、穴加工に限らず、種々の切削加工後に工具交換を行うような切削加工にも本発明を同様に適用可能である。 The flowcharts of FIGS. 5 and 6 are incorporated in a numerical control program instead of a machining program, and can be commonly applied to various machining programs, so that they are excellent in versatility and practicality. That is, although the said Example demonstrated as an example the case where a tool exchange is performed after processing a some vertical hole, not only a hole processing but the cutting process which changes a tool after various cutting processes is used for this invention. The same applies.
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］前記実施例は、縦型の数値制御式工作機械を例にして説明したが、本発明は横型の数値制御式工作機械にも同様に適用可能である。この場合、主軸ヘッド７をＸ軸方向又はＹ軸方向へ復帰移動させつつ主軸オリエント制御を行う場合もある。
２］本発明は、主軸を搭載したコラムが移動する形式の工作機械にも適用可能である。
Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1] Although the above embodiment has been described by taking a vertical numerically controlled machine tool as an example, the present invention can be similarly applied to a horizontal numerically controlled machine tool. In this case, the spindle orientation control may be performed while the spindle head 7 is moved back in the X-axis direction or the Y-axis direction.
2] The present invention can also be applied to a machine tool of a type in which a column on which a spindle is mounted moves.
１ 工作機械
７ 主軸ヘッド
９ 主軸
３０ 数値制御装置
５１ Ｘ軸モータ
５２ Ｙ軸モータ
５３ Ｚ軸モータ
５４ 主軸モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Machine tool 7 Spindle head 9 Spindle 30 Numerical control device 51 X-axis motor 52 Y-axis motor 53 Z-axis motor 54 Spindle motor
Claims (3)
前記送り軸駆動手段は、前記主軸を回転可能に支持する主軸ヘッドを移動駆動する主軸ヘッド移動駆動手段を含み、
前記制御手段は、
前記加工プログラムに基づいて、切削加工指令による切削送りの終了後、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に復帰するまでに、次の指令が工具交換であるか否かを判定する工具交換判定手段と、
前記工具交換判定手段が次の指令が工具交換であると判定した場合に、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に達した時から、前記主軸駆動手段によって前記主軸を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる主軸オリエント制御を開始する主軸オリエント制御手段とを備えた、
ことを特徴とする数値制御式工作機械。 A spindle driving unit that rotationally drives a spindle having a tool, a feed axis driving unit that drives a feed axis, and a control unit that controls the spindle driving unit and the feed axis driving unit based on a machining program. In numerically controlled machine tools,
The feed shaft drive means includes spindle head movement drive means for moving and driving a spindle head that rotatably supports the spindle,
The control means includes
Based on the machining program, whether or not the next command is tool change until the spindle head is returned to the machining start height position by the spindle head movement driving means after completion of the cutting feed by the cutting command. Tool change determination means for determining
When the tool change determination means determines that the next command is tool change, the spindle drive means drives the spindle from the time when the spindle head reaches the machining start height position by the spindle head movement drive means. Spindle orientation control means for starting spindle orientation control to stop at a predetermined rotational direction stop position for tool change,
A numerically controlled machine tool characterized by this.
加工プログラムに基づいて、切削加工指令による切削送りの終了後、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に復帰するまでに、次の指令が工具交換であるか否かを判定する工具交換判定機能と、前記工具交換判定機能が次の指令が工具交換であると判定した場合に、前記主軸ヘッド移動駆動手段によって前記主軸ヘッドが加工開始高さ位置に達した時から、前記主軸駆動手段によって前記主軸を所定の工具交換用回転方向停止位置に停止させる主軸オリエント制御を開始する主軸オリエント制御機能とを実現させる制御プログラム。
A spindle driving unit that rotationally drives a spindle having a tool, a feed axis driving unit that drives a feed axis, and a control unit that controls the feed axis driving unit and the spindle driving unit based on a machining program. In the computer of the control means in the numerically controlled machine tool,
Based on the machining program, it is determined whether or not the next command is a tool change until the spindle head is returned to the machining start height position by the spindle head movement driving means after the cutting feed by the cutting command is completed. When the tool change determination function and the tool change determination function determine that the next command is tool change, when the spindle head reaches the machining start height position by the spindle head movement drive means, A control program for realizing a spindle orientation control function for starting spindle orientation control for stopping the spindle at a predetermined tool change rotation direction stop position by the spindle driving means.
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