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Title:
METHOD FOR NUMERICAL CONTROL AND NUMERICAL CONTROL MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/139046
Kind Code:
A1
Abstract:
A numerical control machine tool has two main shafts mounted in opposition to each other. In order to enable consecutive operation of lathe turning machining work in accordance with a velocity command, drill machining work for drilling with rotating tools with a work positioned at a given angle, and other machining works while keeping a state where a single work is grasped by both of the main shafts, switching means (152, 215, 225) are provided which switch a reference main shaft (314) to a profile control shaft in a state where both of the main shafts are held in the position control mode selected during main shaft synchronization control, in case a C-shaft control switching command is issued to treat the reference main shaft (314) as the profile control shaft while main shaft synchronization control is performed for the reference main shaft (314) and a synchronized main shaft (324) and the synchronized main shaft (324) is revolving at a command velocity given to the reference main shaft (314).

Inventors:
YAMADA YOSHINORI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/058760
Publication Date:
November 19, 2009
Filing Date:
May 13, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
YAMADA YOSHINORI (JP)
International Classes:
G05B19/18; B23Q15/00; G05B19/404
Domestic Patent References:
WO2000039646A12000-07-06
Foreign References:
JPH03239402A1991-10-25
JPH03239403A1991-10-25
JPH10232705A1998-09-02
JPH10201279A1998-07-31
JPH08202420A1996-08-09
Attorney, Agent or Firm:
TAKAHASHI, Shogo et al. (JP)
Shogo Takahashi (JP)
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Claims:
 主軸を輪郭制御軸として位置制御するC軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の2つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御方法において、
 前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換えることを特徴とする数値制御方法。
 前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからC軸制御用位置制御モードに同時に切り換えることを特徴とする請求項1に記載の数値制御方法。
 主軸同期制御中に、基準主軸と同期主軸との間の位相差を予め算出しておき、同期主軸に対しC軸制御への切換指令がなされた場合、同期主軸のC軸原点位置シフト量を、前記基準主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量、前記算出した位相差及び前記同期主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量から算出し、この算出した同期主軸のC軸原点位置シフト量に基づいて同期主軸のC軸原点位置を補正することを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御方法。
 前記基準主軸と同期主軸の位相差は、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とする請求項3に記載の数値制御方法。
 主軸を輪郭制御軸として位置制御するC軸制御用位置制御モードと、基準主軸と同期主軸の2つの主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制御モードとを有し、各位置制御モードではそれぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値制御装置において、
 速度制御する主軸制御部と、
 輪郭制御軸として位置制御するNC軸制御部と、
 速度制御時には前記主軸制御部に切り換え、輪郭制御時には前記NC軸制御部に切り替える主軸C軸制御切換部と、
 前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制御軸に切り換える切換手段と、
を備えてなる数値制御装置。
 前記切換手段は、前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからC軸制御用位置制御モードに同時に切り換える手段であることを特徴とする請求項5に記載の数値制御装置。
 前記切換手段は、
 主軸同期用位置制御モードとC軸制御用位置制御モードとの切り換えを行う主軸位置制御モード切換部と、
 前記基準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされたとき、前記主軸位置制御モード切換部に対し、両主軸を主軸同期制御中に選択されている位置制御モードを保持させ、且つ両主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、主軸同期用位置制御モードからC軸制御用位置制御モードに同時に切り換えさせる主軸同期中位置制御モード切換手段と、
を有することを特徴とする請求項6に記載の数値制御装置。
 1つのワークを同時に把持した基準主軸と同期主軸の位相差を算出する主軸位相差算出手段と、
 この主軸位相差算出手段にて算出した位相差を記憶する主軸位相差メモリと、
 前記同期主軸に対しC軸制御への切換指令がなされた場合、前記同期主軸のC軸原点位置シフト量を、基準主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量、前記記憶した位相差及び前記同期主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シフト量から算出し、この算出した同期主軸のC軸原点位置シフト量に基づいて前記同期主軸のC軸原点位置を補正するC軸原点位置補正手段と、
を、更に備えてなる請求項5~7の何れかに記載の数値制御装置。
 前記主軸位相差算出手段は、基準主軸と同期主軸の位相差を、基準主軸と同期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差分より算出することを特徴とする請求項8に記載の数値制御装置。
Description:
数値制御方法及びその装置

 この発明は、主軸位置制御を行うことが きる数値制御(Numerical Control;以下NCという) 法及びその装置に係り、特に第1主軸と第2主 軸が対向して設置されたNC旋盤における、2つ の主軸間で同一のワークをつかみ、加工を行 うための主軸間の同期制御に関するものであ る。

 図8は、従来のNC装置の要部ブロック図を している。NC装置101は、解析処理部111と、 間制御部112と、ラダー回路部121と、機械制 信号処理部122と、軸制御部211、221と、主軸 期制御部151とを有している。解析処理部111 、輪郭制御を行う軸(以下NC軸という)の位置 めや切削送り等の位置指令、主軸に対する 度指令、機械制御を行う補助指令等の加工 ログラムの解析処理を行い、この解析結果 受けた補間制御部112により、補間位置パル 、あるいは主軸の速度指令が生成され、こ 生成された補間位置パルス、あるいは主軸 速度指令は対応する軸を制御する軸制御部2 11、221に送られる。また、指令された補助指 コードが、補間制御部112を介して機械制御 号処理部122に渡され、ラダー回路部121によ 対応する補助指令の制御が行われる。なお NC装置101は、X軸、Z軸などのNC軸を制御する 御部も有するが、図8では、簡素化のため、 第1主軸314を制御する軸制御部211と、第2主軸3 24を制御する軸制御部221のみを抜粋して示し いる。

 第1主軸314は、主軸位置制御部311で、主軸 位置検出器313より検出される位置フィードバ ック信号により第1主軸314を駆動する主軸モ タ312が速度制御並びに位置制御されること より、速度制御並びに位置制御される。第2 軸324は、主軸位置制御部321で、主軸位置検 器323より検出される位置フィードバック信 により第2主軸324を駆動する主軸モータ322が 速度制御並びに位置制御されることにより、 速度制御並びに位置制御される。

 従来のNC装置101における主軸は、加工プ グラムのS指令により、補間制御部112で対応 る主軸の速度指令が生成されるとともに、 工プログラムのM3,M4指令により、主軸に対 る正転信号または逆転信号が、補間制御部11 2、ラダー回路部121、機械制御信号処理部122 介して出力されることにより、指令された 度で正回転または逆回転する制御がなされ 。

 また、機械制御信号処理部122に、対応す 主軸のC軸選択信号123(例えば、加工プログ ムのM18指令により生成される)を出力すると 対応する主軸を、位置決めや切削送り等の 置指令を行うNC軸に切り換えて、刃物台等 駆動するNC軸(X軸、Z軸など)と協同して輪郭 御(C軸制御)を行うことができる。第1主軸314 NC軸として位置制御する(以下C軸制御用位置 制御モードという)場合、第1主軸314に対応す C軸選択信号123を出力することにより、第1 軸314の主軸C軸制御切換部212は、軸の制御を 速度指令により制御を行う主軸制御部213か 、補間制御部112より出力される補間位置パ スにより位置制御を行うNC軸制御部214に切 換えを行う。

 これに伴い、主軸位置制御部311は、速度 御を行う主軸制御モードから、C軸制御専用 の位置ループゲインで位置制御を行うC軸制 用位置制御モードに切り換えられる。切り え後、加工プログラムで指令された位置指 及び送り速度指令に関連付けて、1つもしく 複数のNC軸の指令位置が補間移動するよう 、各NC軸に対する補間位置パルスが生成され 、第1主軸314に対応するNC軸に出力された補間 位置パルスは、NC軸制御部214で加減速処理等 行われ、主軸位置制御部311に対応する位置 令を出力し位置制御を行う。この制御によ 、ワーク側面(周面)に、回転工具で、穴あ やミル等のC軸加工を行うことができる。

 また、NC軸同期制御部113は、加工プログ ムより指令される位置指令によるNC軸に対す る補間位置パルスを、他のNC軸に同期して出 して他のNC軸と同期制御を行う。例えば、 1主軸314と第2主軸324をC軸制御用位置制御モ ドに切り換え、それぞれ、C1軸、C2軸として 置制御を行っているとき、C1軸及びC2軸を所 定の位置に位置決めを行い、C2軸をC1軸にNC軸 同期制御を行うと、C1軸の移動に伴い、C2軸 同一の移動量で同期して移動を行う。第1主 314と第2主軸324が対向して設置されたNC工作 械において、C1軸とC2軸を所定の角度に位置 決めし、お互いにワークをつかんだ後、NC軸 同期極性を逆に指定してC2軸をC1軸にNC軸同 制御することで、C1軸に対する位置指令に 期して、C2軸も同方向に回転するので、第1 軸314と第2主軸324で1つのワークをお互いにつ かんだ状態で、ワークを所定の角度に位置決 めしながら、ワーク側面(周面)の加工(穴あけ やミル等のC軸加工)を行うことができる。

 また、主軸をNC軸(位置決めや切削送り等 位置指令を行う軸)として位置制御せず、速 度指令により回転させ速度制御を行う主軸制 御モードが選択されている時、加工プログラ ム等により主軸同期制御指令がなされると、 同期制御の基準となるマスター主軸(以下基 主軸という)と、基準主軸に同期して動作す スレーブ主軸(以下同期主軸という)として 定された主軸は、主軸同期制御専用の位置 ープゲインで位置制御を行う主軸同期制御 位置制御モードに切り替わり、基準主軸は 与えられた速度指令を積分して生成した主 同期位置指令に従い位置制御を行う。

 また、同期主軸は、主軸同期制御部151によ 、基準主軸の主軸同期位置指令が渡され、 準主軸の回転に同期して位置制御が行われ 同期した速度で回転する。これにより、第1 主軸314と第2主軸324が対向して設置されたNC工 作機械において、一つのワークを両側からつ かんだ状態で、旋削加工を行うことができる 。
 また、主軸同期制御指令において、位相合 せ指令がなされると、主軸間の位相差が所 の角度になるように同期主軸側で位相合わ が行われるので、第1主軸314と第2主軸324が 向して設置されたNC工作機械においては、各 主軸が回転しながら、第1主軸314から第2主軸3 24へワークの受渡しをすることができる。

 上記のような従来のNC装置101では、主軸 、速度指令が与えられる主軸制御モード、 たは輪郭制御軸(以下NC軸という)として位置 御するC軸制御用位置制御モードのいずれか 一方が選択されるので、第1主軸314と第2主軸3 24が対向して設置されたNC工作機械において 2つの主軸で1つのワークをつかみ、加工を行 う際、指令された速度で第1主軸314と第2主軸3 24が同期して回転し、旋削加工を行う場合は 予め主軸制御モードを選択しておき、その 主軸同期制御指令を与えることにより、第1 主軸314及び第2主軸324を、主軸同期制御に切 換える必要があり、また、与えられた角度 第1主軸314と第2主軸324が同期して位置決めを 行い、ワーク側面(周面)を、回転工具で、穴 けやミル等のC軸加工を行う場合は、予め、 第1主軸314と第2主軸324をそれぞれC軸制御用位 置制御モードに選択しておき、お互いの角度 を位置決めした状態でワークをつかみ、その 後NC軸同期制御指令を与えることにより、NC 同期制御に切り換える必要があった。

 また、速度指令により同期制御を行う主軸 期制御と、位置指令により同期制御を行うN C軸同期制御を切り換えるためには、関連す 主軸を、それぞれ、主軸制御モード、もし はC軸制御用位置制御モードに予め切り換え おく必要があるため、主軸同期制御からC軸 同期制御に切り換える場合、もしくはC軸同 制御から主軸同期制御に切り換える場合、 旦、主軸同期制御をキャンセル、もしくはNC 軸同期制御をキャンセルしなければならない 。
 また、1つのワークを対向する2つの主軸で 側から把持し同期制御を行う場合、両主軸 位置制御ゲインが同一でないと、速度に応 て、各主軸の理論位置偏差量に差異が生じ 各主軸でお互いに位置制御の補償動作によ トルクが発生し、ワークをねじってしまう 題があるため、主軸同期制御中の基準主軸 び同期主軸に対しては、他の位置制御(例え 、基準主軸のみを、主軸制御モードの位置 御ゲインとは異なる位置制御ゲインで制御 るC軸制御用位置制御モードに切り換える位 置制御)に切り換えることができない。よっ 、速度指令により同期制御を行う主軸同期 御と、位置指令により同期制御を行うNC軸同 期制御を切り換えるため、一旦同期制御をキ ャンセルする必要があって2つの主軸間の同 が維持できず、ひいてはワーク両端をチャ クで把持したまま、旋削加工と、回転工具 よる加工(穴あけやミル等のC軸加工)を、連 して行うことができなかった。

 また、1つのワークを対向する2つの主軸 で第1主軸314から第2主軸324に受け渡し、第1 軸314での加工したワークの加工面に対し、 2主軸324に受け渡した後、二次加工を行うた には、ワークをつかみかえる際に、予め、 1主軸314の原点位置と第2主軸324の原点位置 合わせるように、ともに位置決め、もしく 位相合わせを行ってからワークを受け渡さ ければならず、主軸間の位相を合わせるた の動作時間を要していた。

 このような問題点の一部を解決しようとす ものとして、主軸をC軸制御し、C軸原点復 を行う際、一方の主軸が連れ回るように自 回転状態にして、主軸の回転角度位置デー をリセットして、C軸を原点復帰するものが 案されている(例えば、特許文献1、特許文 2参照)。
 また、異形材ワークを2主軸間でつかみかえ るため、異形材の形状に合ったチャック位置 となるように、位相差算出により、主軸同期 制御の位相合わせを行う角度を即時に決める ことで、加工サイクル毎の主軸同期制御の位 相あわせのための段取り時間を短縮するもの が提案されている(例えば、特許文献3参照)。

特開平3-239402号公報

特開平3-239403号公報

特開平10-232705号公報

 しかしながら、前記特許文献1、2に開示 れているものであっても、1つのワークを2つ の主軸で保持した状態で、当該ワークに対す るC軸制御を伴う加工を行うことができるが 位置制御を一時キャンセルする必要があり 複数の主軸を同期制御するためのシーケン が複雑になり、各C軸を制御する系統間で、 ち合わせを多用して、タイミングを合わせ 加工を行わなければならず、サイクルタイ が長くなる場合があった。

 また、前記特許文献3に開示されているも のにおいても、ワークをつかみかえた後、第 2主軸でC軸制御に切り換えると、第2主軸の位 置検出器Z相基準で原点が確立されるので、 1主軸のC軸原点におけるワーク位置と、第2 軸のC軸原点におけるワーク位置が異なるた 、第1主軸で加工した位置に対し、第2主軸 二次加工を行うことができなかった。

 この発明は、かかる問題点を解決するた になされたもので、二つの主軸が対向して 置されたNC工作機械において、1つのワーク 、二つの主軸で両側からにつかんだ状態を 持したまま、速度指令に従った旋削加工と ワークを所定の角度に位置決めして回転工 で穴あけを行う穴あけ加工、与えられた速 指令に関連付けて回転工具を取り付けたタ ットもしくは刃物台を移動させるNC軸とC軸 を補間して、軸方向及び周方向に延びる溝 どを加工するミル加工等とを、連続して行 ことができるNC制御方法及びその装置を得 ことを目的としている。

 また、この発明は、二つの主軸が対向し 設置されたNC工作機械において、ワークを 一方の主軸から他方の主軸につかみかえる に、主軸間の位相合わせ動作を行うことな 、ワークをスムーズに受け渡し、かつ他方 主軸のC軸制御における原点位置を自動的に め、一方の主軸で加工を行った位置に対す 他方の主軸による2次加工を的確に行えるNC 御方法及びその装置を得ることを目的とし いる。

 この発明の数値制御方法は、主軸を輪郭 御軸として位置制御するC軸制御用位置制御 モードと、基準主軸と同期主軸の2つの主軸 同期制御する主軸同期制御用位置制御モー とを有し、各位置制御モードではそれぞれ なる位置制御ゲインで主軸を制御する数値 御方法において、前記基準主軸と同期主軸 主軸同期制御され、基準主軸に与えられた 令速度で回転中に、前記基準主軸に対し輪 制御軸として扱うC軸制御切換指令がなされ とき、両主軸が主軸同期制御中に選択され いる位置制御モードを保持したまま、前記 準主軸を輪郭制御軸に切り換えるものであ 。

 また、この発明の数値制御方法は、前記 準主軸と同期主軸が主軸同期制御され、基 主軸に与えられた指令速度で回転中に、前 基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸制 御切換指令がなされたとき、両主軸を主軸同 期制御中に選択されている位置制御モードを 保持したまま減速停止させ、両主軸が停止後 、両主軸の位置制御モードを、主軸同期制御 用位置制御モードからC軸制御用位置制御モ ドに同時に切り換えることを特徴とするも である。

 また、この発明の数値制御方法は、主軸 期制御中に、基準主軸と同期主軸との間の 相差を予め算出しておき、同期主軸に対しC 軸制御への切換指令がなされた場合、同期主 軸のC軸原点位置シフト量を、基準主軸の位 検出器基準点からのC軸原点シフト量、前記 出した位相差及び同期主軸の位置検出器基 点からのC軸原点シフト量とから算出し、こ の算出した同期主軸のC軸原点位置シフト量 基づいて同期主軸のC軸原点位置を補正する とを特徴とするものである。

 また、この発明の数値制御方法は、前記 準主軸と同期主軸の位相差は、基準主軸と 期主軸の指令位相差と、基準主軸の位置制 偏差量と同期主軸の位置制御偏差量との差 より算出することを特徴とするものである

 また、この発明の数値制御装置は、主軸 輪郭制御軸として位置制御するC軸制御用位 置制御モードと、基準主軸と同期主軸の2つ 主軸を同期制御する主軸同期制御用位置制 モードとを有し、各位置制御モードではそ ぞれ異なる位置制御ゲインで主軸を制御す 数値制御装置において、速度制御する主軸 御部と、輪郭制御軸として位置制御するNC軸 制御部と、速度制御時には前記主軸制御部に 切り換え、輪郭制御時には前記NC軸制御部に り換える主軸C軸制御切換部と、前記基準主 軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸 が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に 、前記基準主軸に対し輪郭制御軸として扱う C軸制御切換指令がなされたとき、両主軸が 軸同期制御中に選択されている位置制御モ ドを保持したまま、前記基準主軸を輪郭制 軸に切り換える切換手段と、を備えてなる のである。

 また、この発明の数値制御装置は、前記 換手段が、前記基準主軸と同期主軸が主軸 期制御され、基準主軸に与えられた指令速 で回転中に、基準主軸に対し輪郭制御軸と て扱うC軸制御切換指令がなされたとき、両 主軸を主軸同期制御中に選択されている位置 制御モードを保持したまま減速停止させ、両 主軸が停止後、両主軸の位置制御モードを、 主軸同期制御用位置制御モードからC軸制御 位置制御モードに同時に切り換える手段で ることを特徴とするものである。

 また、この発明の数値制御装置は、前記 換手段が、主軸同期制御用位置制御モード C軸制御用位置制御モードとの切り換えを行 う主軸位置制御モード切換部と、前記基準主 軸と同期主軸が主軸同期制御され、同期主軸 が基準主軸に与えられた指令速度で回転中に 、基準主軸に対し輪郭制御軸として扱うC軸 御切換指令がなされたとき、前記主軸位置 御モード切換部に対し、両主軸を主軸同期 御中に選択されている位置制御モードを保 させ、且つ両主軸が停止後、両主軸の位置 御モードを、主軸同期制御用位置制御モー からC軸制御用位置制御モードに同時に切り えさせる主軸同期中位置制御モード切換手 と、を有することを特徴とするものである

 また、この発明の数値制御装置は、1つの ワークを同時に把持した基準主軸と同期主軸 の位相差を算出する主軸位相差算出手段と、 この主軸位相差算出手段にて算出した位相差 を記憶する主軸位相差メモリと、前記同期主 軸に対しC軸制御への切換指令がなされた場 、前記同期主軸のC軸原点位置シフト量を、 記基準主軸の位置検出器基準点からのC軸原 点シフト量、前記記憶した位相差及び前記同 期主軸の位置検出器基準点からのC軸原点シ ト量から算出し、この算出した前記同期主 のC軸原点位置シフト量に基づいて前記同期 軸のC軸原点位置を補正するC軸原点位置補 手段と、を、更に備えてなるものである。

 また、この発明の数値制御装置は、前記 軸位相差算出手段が、基準主軸と同期主軸 位相差を、基準主軸と同期主軸の指令位相 と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主軸 位置制御偏差量との差分より算出すること 特徴とするものである。

 この発明によれば、基準主軸と同期主軸 主軸同期制御中に、両主軸の位置制御モー が同一のモードのままC軸制御に切り替わる ようにしたので、二つの主軸が対向して設置 されたNC工作機械において、1つのワークを、 両主軸でともにつかんだ状態で、速度指令に 従った旋削加工と、ワークを所定の角度に位 置決めして回転工具で穴あけを行う穴あけ加 工、与えられた速度指令に関連付けて回転工 具を取り付けたタレットもしくは刃物台を移 動させる他のNC軸とC軸とを補間してミル加工 等とを、連続して行うことができるため、加 工工程を切り換えるための段取りの無駄時間 を削減できる効果がある。

 またこの発明によれば、二つの主軸で1つ のワークを把持しているときの両者の位相差 を算出し、一方の主軸から他方の主軸にワー クを受け渡し後、両主軸の位相差から、一方 の主軸のC軸原点位置に対し、他方の主軸のC 原点位置を補正するようにしたので、両主 の位相合わせを行うことなく、ワークを受 渡せるので、ワークを両主軸でつかむ際の 切削時間を短縮できる効果がある。

この発明の実施の形態1に係るNC装置の 構成例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1に係る主軸の動 作例を示す図である。 この発明の実施の形態1に係る主軸の動 作例におけるプログラム例を示す図である。 この発明の実施の形態2に係るNC装置の 構成例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態2に係る、主軸の C軸制御選択時の動作を示すフローチャート ある。 この発明の実施の形態2に係る、第1主 から第2主軸へワークを受け渡す動作を示す ローチャートである。 この発明の実施の形態2に係る主軸位相 差算出のフローチャートである。 従来のNC装置の構成を示すブロック図 ある。

符号の説明

101 NC装置
111 解析処理部
112 補間制御部
113 NC軸同期制御部
121 ラダー回路部
122 機械制御信号処理部
123 C軸選択信号
124 主軸同期中C軸用位置制御モード選択信号
125 チャック閉判定手段
151 主軸同期制御部
152 主軸同期中位置制御モード切換手段
153 主軸位相差算出手段
160 C軸位相差メモリ
161 C軸原点座標補正手段
211、221 軸制御部
212、222 主軸C軸制御切換部
213、223 主軸制御部
214、224 NC軸制御部
215、225 主軸位置制御モード切換部
311、321 主軸位置制御部
312、322 主軸モータ
313、223 主軸位置検出器

実施の形態1.
 以下、この発明の実施の形態1を、図1~図3を 用いて説明する。
 図1はこの発明の実施の形態1に係るNC装置101 の一構成例を示すブロック図であり、111は解 析処理部、112は補間処理部、113はNC軸同期制 部、121はラダー回路部、122は機械制御信号 理部、123はC軸選択信号、124は主軸同期中C 用位置制御モード選択信号、211は第1主軸314 軸制御部、212は第1主軸314の主軸C軸制御切 部、213は第1主軸314の主軸制御部、214は第1主 軸314のNC軸制御部、215は第1主軸314の主軸位置 制御モード切換部、221は第2主軸324の軸制御 、222は第2主軸324の主軸C軸制御切換部、223は 第2主軸324の主軸制御部、224は第2主軸324のNC 制御部、225は第2主軸324の主軸位置制御モー 切換部、151は主軸同期制御部、152は主軸同 中位置制御モード切換手段、311は第1主軸314 の主軸位置制御部、312は第1主軸314の主軸モ タ、313は第1主軸314の位置検出器、314は第1主 軸、321は第2主軸324の主軸位置制御部、322は 2主軸324の主軸モータ、323は第2主軸324の位置 検出器、324は第2主軸を示す。なお、このNC装 置101のハードウエア構成は、一般のNC装置の ードウエア構成と同様であり、またNC装置10 1の前記構成要素の殆どは、ソフトウエアに り構成されている。

 解析処理部111は、NC軸の位置決めや切削 り等の位置指令、主軸に対する速度指令、 械制御を行う補助指令等の加工プログラム 解析処理を行い、この解析結果を受けた補 制御部112により、補間位置パルス、あるい 主軸の速度指令が生成され、この生成され 補間位置パルス、あるいは主軸の速度指令 対応する軸を制御する軸制御部211、221に送 れる。また、指令された補助指令コードが 補間制御部112を介して機械制御信号処理部12 2に渡され、ラダー回路部121により対応する 助指令の制御が行われる。なお、NC装置101は 、X軸、Z軸などのNC軸を制御する制御部も有 るが、図1では、簡素化のため、第1主軸314を 制御する軸制御部211と、第2主軸324を制御す 軸制御部221のみを抜粋して示している。第1 軸314は、主軸位置制御部311で、主軸位置検 器313より検出される位置フィードバック信 により第1主軸314を駆動する主軸モータ312が 速度制御並びに位置制御されることにより、 速度制御並びに位置制御される。第2主軸324 、主軸位置制御部321で、主軸位置検出器323 り検出される位置フィードバック信号によ 第2主軸324を駆動する主軸モータ322が速度制 並びに位置制御されることにより、速度制 並びに位置制御される。

 NC装置101の主軸は、加工プログラムのS指 により、補間制御部112で対応する主軸の速 指令が生成されるとともに、加工プログラ のM3,M4指令により、主軸に対する正転信号 たは逆転信号が、補間制御部112、ラダー回 部121、機械制御信号処理部122を介して出力 れることにより、指令された速度で正回転 たは逆回転する制御がなされる。

 また、機械制御信号処理部122に、対応す 主軸のC軸選択信号123(例えば、加工プログ ムのM18指令により生成される)を出力すると 対応する主軸を、位置決めや切削送り等の 置指令を行うNC軸に切り換えて、刃物台等 駆動するNC軸(X軸、Z軸など)と協同して輪郭 御(C軸制御)を行うことができる。例えば、 度指令により主軸を回転させて速度制御を う主軸制御モードから、第1主軸314をNC軸と て位置制御するC軸制御用位置制御モードに り換える場合、第1主軸314に対応するC軸選 信号123を出力することにより、第の主軸314 主軸C軸制御切換部212は、軸の制御を、速度 令により制御を行う主軸制御部213から、補 制御部112より出力される補間位置パルスに り位置制御を行うNC軸制御部214に切り換え 行う。

 これに伴い、主軸位置制御モード切換部2 15は、主軸位置制御部311の位置制御モードを 速度制御を行う主軸制御モードから、C軸制 御専用の位置ループゲインで位置制御を行う C軸制御用位置制御モードに切り換える。切 換え後、加工プログラムで指令された位置 令及び送り速度指令に関連付けて、1つもし は複数のNC軸の指令位置が補間移動するよ に、各NC軸に対する補間位置パルスが生成さ れ、第1主軸314に対応するNC軸に出力された補 間位置パルスは、NC軸制御部214で加減速処理 が行われ、主軸位置制御部311に対応する位 指令を出力し位置制御を行う。この制御に り、ワーク側面(周面)に、回転工具で、穴 けやミル等のC軸加工を行うことができる。

 主軸をNC軸として位置制御せず、速度指 により回転させて速度制御を行う主軸制御 ードが選択されている時、加工プログラム により主軸同期制御指令がなされると、基 主軸及び同期主軸として指定された主軸は 主軸同期制御専用の位置ループゲインで位 制御を行う主軸同期制御用位置制御モード 切り替わり、基準主軸は、与えられた速度 令を積分して生成した主軸同期位置指令に い位置制御を行う。例えば、第1主軸314を基 主軸、第2主軸324を同期主軸として主軸同期 制御を行った場合、第1主軸314の軸制御部211 、主軸位置制御モード切換部215により、主 位置制御部311の位置制御モードを、主軸同 制御専用の位置ループゲインで位置制御を う主軸同期制御用位置制御モードに切り換 る。また、第2主軸324の軸制御部221は、主軸 置制御モード切換部225により、主軸位置制 部321の位置制御モードを、主軸同期制御専 の位置ループゲインで位置制御を行う主軸 期制御用位置制御モードに切り換える。第2 主軸324の軸制御部221は、主軸同期制御部151に より、基準主軸の主軸同期位置指令が渡され 、基準主軸の回転に同期して位置制御が行わ れ、同期した速度で回転したところで、主軸 同期制御中となる。

 次いで、機械制御信号処理部122において 主軸同期制御中の主軸に対応するC軸選択信 号123を出力した場合の動作例について説明す る。例えば、第1主軸314が主軸同期制御中の 準主軸、第2主軸324が主軸同期制御中の同期 軸である場合、主軸同期中の基準主軸であ 第1主軸314に対応するC軸選択信号123を出力 ることにより、第1主軸314の主軸C軸制御切換 部212は、軸の制御を、速度指令により制御を 行う主軸制御部213から、補間制御部112より出 力される補間位置パルスにより位置制御を行 うNC軸制御部214に切り換えを行う。このとき 第1主軸314は主軸同期制御中の基準主軸であ ることから、主軸同期中位置制御モード切換 手段152からの情報に基づき、主軸位置制御モ ード切換部215は、主軸位置制御部311の位置制 御モードを、現在選択されている主軸同期制 御専用の位置ループゲインで位置制御を行う 主軸同期制御用位置制御モードを切り換えず にそのモード状態を保持する。そしてこのモ ード状態のままで、C軸原点復帰を行い、し る後、第1主軸314は所定の角度に位置決めを う。この間、第2主軸324は、第1主軸314の位 指令に同期して動作する。

 第1主軸314及び第2主軸324が同期して停止し 時、主軸同期中C軸用位置制御モード選択信 124により、主軸同期制御中の基準主軸であ 第1主軸314においてC軸用位置制御モードへ 切り換えの選択を指定されていない場合、 1主軸314の主軸位置制御部311及び第1主軸314に 同期している第2主軸324の主軸位置制御部321 、主軸同期制御専用位置ループゲインで位 制御を行う主軸同期制御用位置制御モード 維持する。
 また、第1主軸314及び第2主軸324が同期して 止した時、主軸同期中C軸用位置制御モード 択信号124により主軸同期制御中の基準主軸 ある第1主軸314においてC軸制御用位置制御 ードへの切り換えの選択を指定されている 合、この選択を受けた主軸同期中位置制御 ード切換手段152の情報に基づき、主軸位置 御モード切換部215は、第1主軸314の主軸位置 御部311の位置制御モードを、C軸制御専用の 位置ループゲインで位置制御を行うC軸制御 位置制御モードに切り換えるとともに、主 位置制御モード切換部225は、主軸同期制御 関連軸(本実施例の場合、同期主軸である第2 主軸324)の位置制御モードを、C軸制御専用の 置ループゲインで位置制御を行うC軸制御用 位置制御モードに切り換える。

 そして、加工プログラムで指令された位置 令及び送り速度指令に関連付けて、1つもし くは複数のNC軸の指令位置が補間移動するよ に、各NC軸に対する補間位置パルスが生成 れ、第1主軸314に対応するNC軸に出力された 間位置パルスは、NC軸制御部214により加減速 処理等が行われ、主軸位置制御部311に対応す る位置指令を出力し位置制御を行う。これに 同期して、主軸同期制御中の同期主軸である 第2主軸324も動作する。
 このとき、主軸同期制御に関連している主 の位置制御モードは、主軸同期中C軸用位置 制御モード選択信号124により指定されたモー ドに合わせて一致しているので、主軸同期制 御により第1主軸314と第2主軸324でワークを把 した状態で、主軸同期制御により同期位置 御が実行中に、基準主軸を、C軸制御と同様 に、加工プログラムで指令された位置指令及 び送り速度指令に関連付けて、1つもしくは 数のNC軸の指令位置が補間移動するように制 御できる。

 次いで、機械制御信号処理部122に、C軸選択 信号123を出力し、対応する主軸をC軸制御用 置制御モードに切り換え、位置決めや切削 り等の位置指令を行うNC軸に切り換えて、刃 物台等を駆動するNC軸と輪郭制御を行ってい とき、同主軸に対し、主軸同期制御指令を った場合の動作例について説明する。
 第1主軸314をC軸制御用位置制御モードに切 換える場合、第1主軸314に対応するC軸選択信 号123を出力することにより、第1主軸314の主 C軸制御切換部212は、軸の制御を、速度指令 より制御を行う主軸制御部213から、補間制 部112より出力される補間位置パルスにより 置制御を行うNC軸制御部214に切り換えを行 。これに伴い、主軸位置制御モード切換部21 5は、主軸位置制御部311の位置制御モードを 速度制御を行う主軸制御モードから、C軸制 専用の位置ループゲインで位置制御を行うC 軸制御用位置制御モードに切り換える。切り 換え後、加工プログラムで指令された位置指 令及び送り速度指令に関連付けて、1つもし は複数のNC軸の指令位置が補間移動するよう に、各NC軸に対する補間位置パルスが生成さ 、第1主軸314に対応するNC軸に出力された補 位置パルスは、NC軸制御部214により加減速 理等が行われ、主軸位置制御部311に対応す 位置指令を出力し位置制御を行う。

 第1主軸314がC軸制御用位置制御モードに り替わっている状態で、加工プログラム等 より主軸同期制御指令がなされ、第1主軸314 基準主軸、第2主軸324を同期主軸として指定 されたとき、主軸同期中C軸用位置制御モー 選択信号124により主軸同期制御中の基準主 である第1主軸314に対しC軸制御用位置制御モ ードへの切り換えの選択を指定されていない 場合(換言すれば、主軸同期制御用位置制御 ードへの切り換えの選択を指定されている 合)、この選択の情報を受けた主軸同期中位 制御モード切換手段152の情報に基づき、第1 主軸314の主軸位置制御モード切換部215は、第 1主軸314の主軸位置制御部311の位置制御モー を、主軸同期制御専用の位置ループゲイン 位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モ ドに切り換える。また、第1主軸314に対する 期主軸となる第2主軸324の軸制御部221は、主 軸位置制御モード切換部225により、主軸位置 制御部321の位置制御モードを、主軸同期制御 専用の位置ループゲインで位置制御を行う主 軸同期制御用位置制御モードに切り換える。

 第2主軸324の軸制御部221は、主軸同期制御 部151により、基準主軸の主軸同期位置指令が 渡され、基準主軸の回転に同期して位置制御 が行われ、同期した速度で回転したところで 、主軸同期制御中となる。このとき、加工プ ログラムで指令された位置指令及び送り速度 指令に関連付けて、1つもしくは複数のNC軸の 指令位置が補間移動するように、各NC軸に対 る補間位置パルスが生成され、第1主軸314に 対応するNC軸に出力された補間位置パルスは NC軸制御部214により加減速処理等が行われ 主軸位置制御部311に対応する位置指令を出 し位置制御を行う。これに同期して、主軸 期制御中の同期主軸である第2主軸324も動作 る。

 また、第1主軸314がC軸制御用位置制御モー に切り替わっている状態で、加工プログラ 等により主軸同期制御指令がなされ、第1主 314を基準主軸及び第2主軸324を同期主軸とし て指定されたとき、主軸同期中C軸用位置制 モード選択信号124により主軸同期制御中の 準主軸である第1主軸314においてC軸制御用位 置制御モードへの切り換えの選択を指定され ている場合(換言すれば、主軸同期制御用位 制御モードへの切り換えの選択を指定され いない場合)、主軸同期中位置制御モード切 手段152により、第1主軸314の主軸位置制御モ ード切換部215は、第1主軸314の主軸位置制御 311の位置制御モードを、C軸制御専用の位置 ープゲインで位置制御を行うC軸制御用位置 制御モードを保持する。
 また、第1主軸314に対する同期主軸となる第 2主軸324の軸制御部221は、主軸同期制御中の 準主軸である第1主軸314において、主軸同期 C軸用位置制御モード選択信号124によりC軸 御用位置制御モードへの切り換えの選択を 定されているので、主軸位置制御モード切 部225により、主軸位置制御部321の位置制御 ードを、C軸制御専用の位置ループゲインで 置制御を行うC軸制御用位置制御モードに切 り換える。

 第2主軸324の軸制御部221は、主軸同期制御 部151により、基準主軸の主軸同期位置指令が 渡され、基準主軸のC軸移動指令に同期して 置制御が行われる。加工プログラムで指令 れた基準主軸のC軸位置指令及び送り速度指 に関連付けて、1つもしくは複数のNC軸の指 位置が補間移動するように、各NC軸に対す 補間位置パルスが生成され、第1主軸314に対 するNC軸に出力された補間位置パルスは、NC 軸制御部214により加減速処理等が行われ、主 軸位置制御部311に対応する位置指令を出力し 位置制御を行う。これに同期して、主軸同期 制御中の同期主軸である第2主軸324も動作す 。

 この主軸同期制御中の状態で、基準主軸 ある第1主軸314のC軸選択信号123をオフした 合、基準主軸である第1主軸314の主軸C軸制御 切換部212は、軸の制御を、補間制御部112より 出力される補間位置パルスにより位置制御を 行うNC軸制御部214から、速度指令により制御 行う主軸制御部213に切り換えを行う。この き、主軸同期中位置制御モード切換手段152 より、第1主軸314の主軸位置制御モード切換 部215は、主軸位置制御部311の位置制御モード を、主軸同期制御専用の位置ループゲインで 位置制御を行う主軸同期制御用位置制御モー ドに切り換え、同時に、第1主軸314に同期し いる第2主軸324の主軸位置制御モード切換部2 25は、主軸位置制御部321の位置制御モードを 主軸同期制御専用の位置ループゲインで位 制御を行う主軸同期制御用位置制御モード 切り換える。基準主軸である第1主軸314に対 する速度指令により、第1主軸314を回転させ 第1主軸314に対する同期主軸である第2主軸324 は、第1主軸314の位置に同期して回転する。 準主軸及び同期主軸として指定された主軸 、同時に主軸同期制御専用の位置ループゲ ンで位置制御を行う主軸同期制御用位置制 モードに切り換り、主軸同期制御中となる

 次に、図1の構成によるNC装置101の具体的動 について、図2、図3を参照しながら説明す 。図2は、図3のプログラムを実行したときの 、第1主軸314及び第2主軸324の動作を示してい 。N10ブロックの指令で、第1主軸314を4000min -1 で回転しており、N20ブロックの指令で、第1 軸314を基準主軸、第2主軸324を同期主軸とし 、主軸同期制御を行う。このとき、第1主軸 314は、主軸同期用位置制御に切り替わり、第 2主軸324は、第1主軸314の指令速度に回転し、 軸同期用位置制御に切り替わり、速度が一 したところで、主軸同期制御中となる。主 同期の完了後、N30ブロックの指令で、第2主 軸324を前進させ、第2主軸324においても、回 しながらワークをチャックする。この後、 1主軸314と第2主軸324で1つのワークを両側か チャックで掴みながら、旋削加工を行う。 し、ここでは説明を簡略化するため、旋削 工するためのプログラムを省略してある。 の旋削加工が終了した後、N40ブロックの指 で、基準主軸である第1主軸314がC軸制御を選 択され、第1主軸314のC軸原点位置に原点復帰 行う。このとき、第2主軸324は、第1主軸314 原点復帰動作のための位置指令に同期して 追従して動作を行う。

 次いで、N50ブロックの指令で、主軸同期 C軸用位置制御モード選択信号124により、C 制御モードが選択されていない場合、継続 て、第1主軸314及び第2主軸324ともに、主軸同 期用位置制御を保持したまま、第1主軸314はC 補間指令による移動(このプログラムの場合 、C軸原点位置より90°回転した位置に移動)が なされ、第1主軸314のC軸補間移動に同期して 第2主軸324も移動を行う。次いで、N51ブロッ クの指令で、主軸同期中C軸用位置制御モー 選択信号124により、C軸制御モードが選択さ た場合、第1主軸314及び第2主軸324ともに、 止した状態で、同時にC軸用位置制御に切り わり、第1主軸314に対するC軸補間指令によ 移動に同期して、第2主軸324は移動を行う。 の第1主軸314及び第2主軸324の移動時に、プ グラムでは省略してあるが、ワークの側面 穴あけ加工、ミル加工などのC軸加工を行う N60ブロックの指令で、第1主軸314のC軸選択 解除されると、第1主軸314及び第2主軸324とも に、停止した状態で、同時に主軸同期用位置 制御に切り替わり、第1主軸314は速度指令に る回転に戻り、第2主軸324は、第1主軸314に同 期した速度で主軸同期回転する。

 上記のようにして、第1主軸314と第2主軸32 4は主軸同期制御を維持し、1つのワークを両 から同時につかんだ状態で、速度指令によ 回転同期、または基準主軸のC軸に対する補 間位置指令による補間移動に同期して同期主 軸が動作する。

 この実施の形態1によれば、主軸同期制御 中の基準主軸に対しC軸制御指令がなされた き、基準主軸、同期主軸ともに、主軸同期 位置制御ゲインを維持したまま、C軸補間指 動作に切り換えることができ、第1主軸314と 第2主軸324が同期回転して1つのワークを両側 ら把持した状態のまま、速度指令による主 の制御から、C軸指令による位置の制御への 切換をスムーズに行うことができる。

実施の形態2.
 次にこの発明の実施の形態2を図4~図7を用い て説明する。
 図4はこの発明の実施の形態2に係るNC装置101 の一構成例を示すもので、実施の形態1で説 したNC装置101に、チャック閉判定手段125と、 主軸位相差算出手段153と、C軸位相差メモリ16 0と、C軸原点座標補正手段161とが追加されて る。
 なお、チャック閉判定手段125は、ラダー回 部121から出力されるチャック開閉信号をチ ックすることにより、チャックが閉じてい ことを判定する。

 次にこのように構成されたNC装置101の動 について、図5、図6、図7を参照しながら説 する。なおここでは、追加された、チャッ 閉判定手段125、主軸位相差算出手段153、C軸 相差メモリ160及びC軸原点座標補正手段161の 動作について主に説明し、それ以外の構成要 素の動作については、実施の形態1で説明し 動作と同様であるので、その説明は省略す 。

 図5は、実施の形態2の構成のNC装置101におい て、主軸をC軸制御に選択する際のフローチ ートである。
 主軸をC軸制御に切り換えるC軸選択信号123 出力されたとき、主軸C軸制御切換部212、222 、ステップS101で、当該主軸が主軸同期制御 中の同期主軸かどうか判定を行う。主軸同期 制御中の同期主軸である場合は主軸同期制御 を優先するため、ステップS109でアラーム処 を行う。次いで、ステップS102で、当該主軸 主軸同期制御中の基準主軸かどうか判定を う。主軸同期制御中の基準主軸でもない場 は、主軸同期制御中の主軸でないと判断で るので、ステップS103で、C軸原点復帰を行 。ステップS104で、主軸位置制御モード切換 215,225が、主軸の位置制御モードをC軸制御 用の位置ループゲインで位置制御を行うC軸 御用位置制御モードに切り換える。これに い、ステップS105で、主軸制御モードからC 制御用位置制御モードに切り替わる。

 次いで、ステップS106で、C軸原点座標補 手段161は、機械制御信号処理部122のC軸原点 置補正要求信号127をチェックしてC軸原点位 置補正要求があるかどうか判定し、C軸原点 置補正要求がない場合は、ステップS107でC軸 座標値を原点座標値にセットし、C軸原点位 補正要求がある場合は、ステップS108で、原 座標値より、C軸位相差メモリ160に予め記憶 しておいた位相差をシフトした座標値をセッ トする。また、ステップS102で主軸同期制御 の基準主軸であると判定した場合、ステッ S110で、主軸C軸制御切換部212、222は、主軸の 位置指令をNC軸制御部214,224に切り換え、C軸 点に位置決めを行う。このとき、ステップS1 11で、主軸位置制御モード切換部215、225によ 、主軸の位置制御モードを、主軸同期制御 の位置ループゲインで位置制御を行う主軸 期制御用位置制御モードを維持する。ステ プS112でC軸座標値を原点座標にセットする

 図6は、実施の形態2の構成のNC装置101で制 御するNC工作機械において、対向して設置さ た第1主軸314から第2主軸324へワークを受け す動作を行う場合の例を示したフローチャ トである。ステップS201で第1主軸314のチャッ クを閉じワークを把持する。ステップS202で 第1主軸314でつかんだワークの加工を行う。 いで、ステップS203で第1主軸314を正回転し いる状態から、ワークを第1主軸314から第2主 軸324に受け渡すために、ステップS204で対向 る第2主軸324を逆回転させ、ステップS205で第 1主軸314と第2主軸324間で主軸同期制御を行う このとき、第2主軸324でつかむ位置を特定す る必要があるワークでなければ、位相合わせ を行う必要はない。ステップS206で第2主軸324 を前進させ、ワークをつかめる位置までア ローチしたところで、ステップS207で第2主 324のチャックを閉じる。これにより、第1主 314と第2主軸324でともに1つのワークをつか で同期回転している状態となる。

 次に、ステップS208で、主軸位相差算出手 段153が、位相差算出要求信号126をチェックし 、位相差算出要求があった場合、ステップS20 9で第1主軸314(基準主軸)と第2主軸324(同期主軸 )間の位相差を算出し、第1主軸314のC軸原点と 第2主軸324のC軸原点との位相差を、C軸位相差 メモリ160に記憶する。次に、ステップS210で 1主軸314のチャックを開き、第1主軸314はつか んでいたワークを離す。自動旋盤の場合は、 第1主軸314のチャックを閉じたまま、ワーク 突っ切りバイトで切断して第2主軸324に受け す場合もある。この後、ステップS211で第2 軸324台は後退し、ステップS212で主軸同期キ ンセルを行い、第2主軸324での加工を開始す る。ステップS213で第2主軸324をC軸選択したと き、ステップS214で、C軸原点座標補正手段161 、C軸原点位置補正信号127をチェックし、C 原点位置補正要求があるかどうか判定を行 。ステップS205で予め位相合わせを行ってい 等の、C軸原点位置補正を行う必要がない場 合は、ステップS215で、通常に第2主軸324のC軸 原点復帰を行い、原点座標値にプリセットす る。ステップS209で位相差を記憶してC軸原点 置補正を行う場合、ステップS216で、C軸原 座標補正手段161は、第2主軸324がC軸原点位置 に復帰した後、C軸の座標値を、所定の原点 標値よりステップS209でC軸位相差メモリに記 憶したC軸位相差をシフトした座標値にプリ ットし、C軸原点座標値の補正を行う。この 、ステップS217で第2主軸324はプログラムで 令された補間指令に従い、第2主軸324のC軸制 御を行い、加工を行う。

 図7は、図6のステップS209において、第1主 軸314(基準主軸)と第2主軸324(同期主軸)間の位 差を算出する場合、主軸位相差算出手段153 位相差算出のためのフローチャートを示す ステップS301で、第1主軸314と第2主軸324で主 同期制御中であることを確認し、主軸同期 御中の場合、チャック閉判定手段125により ステップS302で第1主軸314と第2主軸324がとも チャックを閉じた状態で、基準主軸と同期 軸で1つのワークをつかんで主軸同期制御を 行っている状態にあることを確認する。確認 ができた場合、ステップS303で基準主軸の主 同期位置指令から、基準主軸に対する位置 令の1回転内指令角度A1を読出し、同時に、 テップS304で同期主軸の主軸同期位置指令か 、同期主軸に対する位置指令の1回転内指令 角度A2を読出し、ステップS305で基準主軸の1 転内指令角度A1と同期主軸の1回転内指令角 A2との差分の角度を算出して、第1主軸314と 2主軸324の主軸同期制御における、指令角度 位相差P1を算出する。

 更に、第1主軸314のチャック位置と、第2 軸324のチャック位置の相対角度を精度良く 出するため、ステップS306で基準主軸の主軸 置制御の追従遅れ量(以下ドループ量という )を読出し、同時に、ステップS307で同期主軸 ドループ量を読み出す。ステップS308で、基 準主軸のドループ量と同期主軸のドループ量 の差分を算出することで、主軸同期制御によ り指令同期した状態からワークを第2主軸324 チャックしたときに生じるチャック位置の じれ量P2を算出する。主軸位相差算出手段153 は、ステップS309で、P1とP2を加算することで 第1主軸314のZ相基準点から見たチャック位 と、第2主軸324のZ相基準点から見たチャック 位置の位相差を算出する。更に、ステップS31 0で、パラメータ等で設定されている、第1主 314(基準主軸)をC軸制御する場合の、Z相基準 点からのC軸座標系の原点シフト量E1を読出し 、ステップS311で、E1+P1+P2によって、基準主軸 と同期主軸で1つのワークをつかんで同期制 している状態における、基準主軸のC軸原点 標に対応する、同期主軸のC軸座標の原点シ フト量として算出し、C軸位相差メモリ160に 憶する。上記の位相差の算出の過程におい 、対向する主軸で1つのワークをつかむよう 同期して回転している場合は、各主軸の回 極性は逆方向になる場合があるので、同期 性を考慮して算出する必要があることは言 までもない。

 この実施の形態2によれば、上記のように して算出したC軸位相差を元に、図6のステッ S216で第2主軸324のC軸原点シフト量を補正す ようにしたので、基準主軸と同期主軸で主 同期制御中の位相差より、基準主軸のC軸原 点に対し、同期主軸のC軸原点が一致するよ に、同期主軸のC軸座標系を設定できるため ステップS205の主軸同期制御において位相合 わせ動作を行わなくても良い。主軸が加減速 を行い、位相合わせを行う時間を削減できる ので、ワークの受渡しの時間を短縮すること ができる。

 第1の発明によれば、主軸同期制御中の基 準主軸に対するC軸制御切換指令がなされた き、関連する主軸の位置制御モードをC軸制 用位置制御モードに切り換えずに主軸同期 御用位置制御モードを保持し、同期主軸に する位置指令は、基準主軸に対する位置指 に同期するように構成したので、基準主軸 同期主軸で同一のワークを把持して、指令 度で同期回転している状態から、基準主軸 C軸制御に切り換えられ、1つのワークを対 する主軸で把持したまま、主軸同期制御に る旋削と、C軸制御によるワーク側面の穴あ 加工やミル加工等の加工工程を即時に切り え、無駄時間を排除できるという効果があ 。

 第2の発明によれば、主軸同期制御中の基 準主軸に対するC軸制御切換指令がなされた き、関連する主軸の位置制御モードをC軸制 用位置制御モードに切り換えずに主軸同期 御用位置制御モードを保持し、同期主軸に する位置指令は、基準主軸に対する位置指 に同期するように構成し、基準主軸を輪郭 御軸に切り換えて、基準主軸及び同期主軸 停止後に、両主軸の位置制御ゲインをC軸制 御用位置制御ゲインに切り換えるように構成 したので、基準主軸と同期主軸で同一のワー クを把持して、指令速度で同期回転している 状態から、基準主軸をC軸制御に切り換えら 、1つのワークを対向する主軸で把持したま 、主軸同期制御による旋削と、C軸制御によ るワーク側面の穴あけ加工やミル加工等の加 工工程を即時に切り換え、無駄時間を排除で き、更に、C軸制御中の切削負荷に対し、単 の主軸でのC軸制御と同等の応答性を得られ 効果がある。

 第3の発明によれば、第1主軸314のワーク 持位置と、第2主軸324のワーク把持位置の差 算出し、第2主軸324のC軸原点位置が、第1主 314のC軸原点位置に対し、第1主軸314と第2主 324の位相差を加算した位置となるように補 されるので、第1主軸314と第2主軸324で1つの ークを把持する前に、お互いの主軸の位相 合わせなくても、ワークを第1主軸314から第 2主軸324に持ち替えて、第2主軸324で継続して 工を行うことができ、主軸間の位相合わせ 行う時間を排除でき、生産効率が向上する いう効果がある。

 第4の発明によれば、第1主軸314と第2主軸3 24で1つのワークを把持した際の位相差を、主 軸同期制御中の基準主軸と同期主軸の指令位 相差と、基準主軸の位置制御偏差量と同期主 軸の位置制御偏差量との差分より算出するよ うにしたので、精度良く主軸間の位相差を算 出でき、ワークを受け渡した後の原点位置を より正確に決定できる効果がある。

 この発明の数値制御方法及び数値制御装 は、第1主軸と第2主軸が対向して設置され NC旋盤の制御に用いられるのに適している。




 
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