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JP7816038B2 - Numerical control device, control method, program, and storage medium - Google Patents
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JP7816038B2 - Numerical control device, control method, program, and storage medium - Google Patents

Numerical control device, control method, program, and storage medium

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JP7816038B2
JP7816038B2 JP2022119772A JP2022119772A JP7816038B2 JP 7816038 B2 JP7816038 B2 JP 7816038B2 JP 2022119772 A JP2022119772 A JP 2022119772A JP 2022119772 A JP2022119772 A JP 2022119772A JP 7816038 B2 JP7816038 B2 JP 7816038B2
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Description

本発明は、数値制御装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体に関する。 The present invention relates to a numerical control device, a control method, a program, and a storage medium.

特許文献1に記載の工作機械は横形であり、主軸の軸方向は水平方向である。工具交換を行う際、工具がワーク及び治具に衝突しないよう、主軸を開始位置から復帰位置に移動後、機械原点に移動してから準備位置に移動する。開始位置はワークの加工終了時の主軸の位置である。復帰位置は工具がワーク及び治具に衝突しない主軸の位置である。機械原点は、軸方向における主軸の機械座標が原点寸法の位置であり、且つ、軸方向と直交する方向における主軸の機械座標が0の位置である。軸方向の原点寸法の位置は、主軸が軸方向に最大逃避した位置であり、工作機械の構造に応じて決まる。準備位置は、工具を保持する工具ホルダをマガジンのグリップアームに把持する準備のため主軸を配置する位置である。 The machine tool described in Patent Document 1 is horizontal, with the axial direction of the spindle being horizontal. When changing tools, the spindle moves from the start position to the return position, then to the machine origin, and then to the preparation position to prevent the tool from colliding with the workpiece or jig. The start position is the position of the spindle when workpiece machining is completed. The preparation position is the position of the spindle where the tool will not collide with the workpiece or jig. The machine origin is the position where the machine coordinate of the spindle in the axial direction is the origin dimension, and the machine coordinate of the spindle in the direction perpendicular to the axial direction is 0. The position of the origin dimension in the axial direction is the position where the spindle has made the greatest axial escape, and is determined depending on the structure of the machine tool. The preparation position is the position where the spindle is positioned in preparation for gripping the tool holder holding the tool in the magazine grip arm.

特許第3044782号公報Patent No. 3044782

主軸は復帰位置から機械原点に一旦移動してから準備位置に移動するので、工具交換時間が長くなるという問題点があった。 The spindle would first move from the return position to the machine origin and then to the preparation position, which created the problem of long tool change times.

本発明の目的は、工具交換時間を短縮できる数値制御装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体を提供することである。 The object of the present invention is to provide a numerical control device, control method, program, and storage medium that can shorten tool change time.

本発明の第一態様によれば、工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御部を備え、前記工作機械は、少なくとも、前記軸方向における前記主軸の位置と、前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置とを検出する位置検出部を備えており、前記収納制御部は、前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示部と、前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示部と、前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示部と、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断部とを備え、前記第二指示部による指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始することを特徴とする数値制御装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, a numerical control device for controlling a machine tool having a spindle on which tools are mounted, a magazine having multiple storage compartments for storing tools, and a table on which a workpiece is fixed is provided with a storage control unit that moves the spindle from an end position, which is the position of the spindle when machining of the workpiece is completed, to a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle from the end position and where the attached tool attached to the spindle does not collide with the workpiece, a storage position where the attached tool is stored in the storage compartment of the magazine, and a preparation position that is between the first return position and the storage position and away from the storage position in a first orthogonal direction perpendicular to the axial direction, in the order of the first return position, the preparation position, and the storage position, and then to an extraction position that is positioned in a direction away from the magazine along the axial direction relative to the storage position and where the attached tool remains in the storage compartment and is extracted from the spindle. The machine tool is provided with at least a storage control unit that moves the spindle through the first return position, the preparation position, and the storage position in this order. a position detection unit that detects the position of the spindle in a direction perpendicular to the axial direction and a second orthogonal direction perpendicular to the first orthogonal direction, the storage control unit comprising a first instruction unit that instructs the spindle to move from the first return position to the standby position in the axial direction, a second instruction unit that instructs the spindle to move from the first return position to the standby position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction, a third instruction unit that instructs the spindle to move from the standby position to the storage position in the first orthogonal direction, and a first determination unit that determines whether the spindle has reached the standby position in the second orthogonal direction based on the detection result of the position detection unit, and the third instruction unit begins to output instructions as soon as the second instruction unit has completed outputting instructions and the first determination unit determines that the spindle has reached the standby position in the second orthogonal direction.

主軸の第一直交方向及び第二直交方向への移動において、第二指示部による指示が出力されると、主軸は、第一復帰位置から準備位置へ向けての移動速度を0から加速し始め、指示の出力が完了すると、通常は、準備位置にて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。一方、本発明では、第三指示部による指示の出力は、第二指示部による指示の出力が完了したとき、主軸が第二直交方向において準備位置に到達していれば、直ちに行われる。即ち、第二指示部による指示と、第三指示部による指示が、主軸が第二直交方向において準備位置に到達していさえすれば、連続して出力される。故に主軸は、準備位置へ向けての移動速度の減速を行わず、次の収納位置へ向けて移動を継続する。例えば、第二指示部による指示の出力が完了し、主軸が準備位置に到達したことをインポジションチェックによって確認してから第三指示部による指示が出力される場合と比べ、主軸は、第一直交方向及び第二直交方向において、第一復帰位置から収納位置へ、より早く移動することができる。故に数値制御装置は、工具交換時間を短縮することができる。 When the second indicator outputs an instruction for the spindle's movement in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction, the spindle begins to accelerate its movement speed from 0 toward the standby position from the first return position. Once the instruction output is complete, the spindle typically begins to decelerate its movement speed so as to stop moving at the standby position. In contrast, in the present invention, the third indicator outputs an instruction immediately if the spindle has reached the standby position in the second orthogonal direction when the second indicator completes its output. That is, the second indicator and the third indicator are output consecutively as long as the spindle has reached the standby position in the second orthogonal direction. Therefore, the spindle does not decelerate its movement speed toward the standby position and continues moving toward the next storage position. For example, the spindle can move from the first return position to the storage position more quickly in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction compared to when the third indicator outputs an instruction after the second indicator completes its output and an in-position check confirms that the spindle has reached the standby position. Therefore, numerical control devices can reduce tool change time.

第一態様の前記収納制御部は、前記軸方向における前記主軸の前記終了位置から前記第一復帰位置への移動を指示する第四指示部と、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記軸方向において前記第一復帰位置に到達したか否かを判断する第二判断部とを備え、前記第四指示部による指示の出力が完了し次第、前記第一指示部による指示の出力を開始し、前記主軸が前記軸方向において前記第一復帰位置に到達したと前記第二判断部が判断した場合に、前記第二指示部による指示の出力を開始してもよい。 The storage control unit of the first aspect includes a fourth instruction unit that instructs the spindle to move from the end position in the axial direction to the first return position, and a second determination unit that determines whether the spindle has reached the first return position in the axial direction based on the detection result of the position detection unit. The first instruction unit may start outputting instructions as soon as the fourth instruction unit completes outputting instructions, and the second instruction unit may start outputting instructions when the second determination unit determines that the spindle has reached the first return position in the axial direction.

主軸の軸方向への移動において、第四指示部による指示が出力されると、主軸は、終了位置から第一復帰位置へ向けての移動速度を0から加速し始め、指示の出力が完了すると、通常は、第一復帰位置にて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。一方、本発明では、第一指示部による指示の出力は、第四指示部による指示の出力が完了し次第、行われる。即ち、第四指示部による指示と、第一指示部による指示が連続して出力される。故に主軸は、第一復帰位置へ向けての移動速度の減速を行わず、次の準備位置へ向けて移動を継続する。例えば、第四指示部による指示の出力が完了し、主軸が第一復帰位置に到達したことをインポジションチェックによって確認してから第一指示部による指示が出力される場合と比べ、主軸は、軸方向において、終了位置から準備位置へ、より早く移動することができる。故に数値制御装置は、工具交換時間を短縮することができる。 When the fourth indicator outputs a command during axial movement of the spindle, the spindle begins accelerating its movement speed from 0 as it moves from the end position to the first return position. Once the command output is complete, the spindle typically begins decelerating its movement speed so as to stop moving at the first return position. In contrast, in the present invention, the first indicator outputs a command immediately after the fourth indicator completes output. That is, the fourth indicator and the first indicator are output consecutively. Therefore, the spindle does not decelerate its movement speed as it moves toward the first return position, but continues moving toward the next preparation position. For example, compared to when the fourth indicator completes output of a command and an in-position check confirms that the spindle has reached the first return position before outputting a command from the first indicator, the spindle can move axially from the end position to the preparation position more quickly. Therefore, the numerical control device can shorten tool change time.

第一態様の前記収納制御部は、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記軸方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第三判断部を備え、前記第二指示部による指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断部が判断し、更に、前記主軸が前記軸方向において前記準備位置に到達したと前記第三判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始してもよい。 The storage control unit of the first aspect may include a third determination unit that determines whether the spindle has reached the ready position in the axial direction based on the detection result of the position detection unit, and may start outputting instructions from the third indication unit as soon as the second indication unit has completed outputting instructions and the first determination unit determines that the spindle has reached the ready position in the second orthogonal direction, and the third determination unit further determines that the spindle has reached the ready position in the axial direction.

主軸の第一直交方向及び第二直交方向への移動において、第二指示部による指示の出力が完了しても、主軸が軸方向において準備位置に到達しないうちは、第三指示部による指示の出力がなされることがない。故に主軸は収納位置へ確実に移動することができる。 When the spindle moves in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction, even if the second indicator has completed outputting an instruction, the third indicator will not output an instruction until the spindle has reached the preparation position in the axial direction. This ensures that the spindle can be reliably moved to the storage position.

第一態様において、前記マガジンの複数の前記収納部のうち、次の加工に用いる工具である未装着工具を収納する前記収納部が前記収納位置に対応する位置に配置された状態で、前記抜き位置から、前記収納位置、前記準備位置の順に経由させ、前記未装着工具による前記ワークの加工開始時における前記主軸の位置である開始位置に対して前記軸方向に離れた位置であり、前記未装着工具が前記ワークに衝突しない第二復帰位置に前記主軸を移動させた後、前記開始位置へ移動する装着制御部を更に備え、前記工作機械の前記位置検出部は更に、前記第一直交方向における前記主軸の位置を検出し、前記装着制御部は、前記第一直交方向における前記主軸の前記収納位置から前記準備位置への移動を指示する第五指示部と、前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記第二復帰位置への移動を指示する第六指示部と、前記軸方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記第二復帰位置への移動を指示する第七指示部と、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第一直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第四判断部とを備え、前記第五指示部による指示の出力が完了し次第、前記第六指示部による指示の出力を開始し、前記主軸が前記第一直交方向において前記準備位置に到達したと前記第四判断部が判断し次第、前記第七指示部による指示の出力を開始してもよい。 In a first aspect, the machine tool further includes a mounting control unit that, when one of the storage units in the magazine that stores an unattached tool to be used in the next machining operation is located at a position corresponding to the storage position, moves the spindle from the extraction position, through the storage position, and then the preparation position, in that order, to a second return position that is axially spaced from a start position, which is the position of the spindle when machining of the workpiece begins with the unattached tool, and where the unattached tool will not collide with the workpiece, and then moves the spindle to the start position; the position detection unit of the machine tool further detects the position of the spindle in the first orthogonal direction, and the mounting control unit detects the storage position of the spindle in the first orthogonal direction. a fifth instruction unit that instructs the spindle to move from the ready position to the second return position in the first orthogonal direction; a sixth instruction unit that instructs the spindle to move from the ready position to the second return position in the first orthogonal direction; a seventh instruction unit that instructs the spindle to move from the ready position to the second return position in the axial direction and the second orthogonal direction; and a fourth determination unit that determines whether the spindle has reached the ready position in the first orthogonal direction based on the detection result of the position detection unit, and the sixth instruction unit may start outputting instructions as soon as output of instructions by the fifth instruction unit is completed, and the seventh instruction unit may start outputting instructions as soon as the fourth determination unit determines that the spindle has reached the ready position in the first orthogonal direction.

主軸の第一直交方向への移動において、第五指示部による指示が出力されると、主軸は、収納位置から準備位置へ向けての移動速度を0から加速し始め、指示の出力が完了すると、通常は、準備位置にて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。一方、本発明では、第六指示部による指示の出力は、第五指示部による指示の出力が完了し次第、行われる。即ち、第五指示部による指示と、第六指示部による指示が連続して出力される。故に主軸は、準備位置へ向けての移動速度の減速を行わず、次の第二復帰位置へ向けて移動を継続する。例えば、第五指示部による指示の出力が完了し、主軸が準備位置に到達したことをインポジションチェックによって確認してから第六指示部による指示が出力される場合と比べ、主軸は、第一直交方向において、収納位置から第二復帰位置へ、より早く移動することができる。故に数値制御装置は、工具交換時間を短縮することができる。 When the fifth indicator outputs an instruction for the spindle's movement in the first orthogonal direction, the spindle begins to accelerate its movement speed from 0 as it moves from the storage position toward the ready position. Once the instruction output is complete, the spindle typically begins to decelerate its movement speed so as to stop moving at the ready position. In contrast, in the present invention, the sixth indicator outputs an instruction immediately after the fifth indicator completes output. That is, the fifth indicator and the sixth indicator are output consecutively. Therefore, the spindle does not decelerate its movement speed toward the ready position, but continues moving toward the next, second return position. For example, compared to when the sixth indicator outputs an instruction after the fifth indicator completes output and an in-position check confirms that the spindle has reached the ready position, the spindle can move from the storage position to the second return position more quickly in the first orthogonal direction. Therefore, the numerical control device can shorten tool change time.

第一態様の前記装着制御部は、前記軸方向における前記主軸の前記第二復帰位置から前記開始位置への移動を指示する第八指示部と、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第一直交方向及び前記第二直交方向において前記第二復帰位置に到達したか否かを判断する第五判断部とを更に備え、前記第七指示部による指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第一直交方向及び前記第二直交方向において前記第二復帰位置に到達したと前記第五判断部が判断し次第、前記第八指示部による指示の出力を開始してもよい。 The mounting control unit of the first aspect may further include an eighth instruction unit that instructs the spindle to move from the second return position to the start position in the axial direction, and a fifth determination unit that determines whether the spindle has reached the second return position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction based on the detection results of the position detection unit. The eighth instruction unit may start outputting instructions as soon as the seventh instruction unit completes outputting instructions and the fifth determination unit determines that the spindle has reached the second return position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction.

主軸の及び前記第二直交方向軸方向への移動において、第七指示部による指示が出力されると、主軸は、準備位置から第二復帰位置へ向けての移動速度を0から加速し始め、指示の出力が完了すると、通常は、第二復帰位置にて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。一方、本発明では、第八指示部による指示の出力は、第七指示部による指示の出力が完了したとき、主軸が第一直交方向及び第二直交方向において第二復帰位置に到達していれば、直ちに行われる。即ち、第七指示部による指示と、第八指示部による指示が、主軸が第一直交方向及び第二直交方向において第二復帰位置に到達していさえすれば、連続して出力される。故に主軸は、第二復帰位置へ向けての移動速度の減速を行わず、次の開始位置へ向けて移動を継続する。例えば、第七指示部による指示の出力が完了し、主軸が第二復帰位置に到達したことをインポジションチェックによって確認してから第八指示部による指示が出力される場合と比べ、主軸は、軸方向において、準備位置から開始位置へ、より早く移動することができる。故に数値制御装置は、工具交換時間を短縮することができる。 When the seventh indicator outputs a command during the movement of the spindle in the second orthogonal direction, the spindle begins accelerating its movement speed from 0 from the preparation position toward the second return position. Once the command output is complete, the spindle typically begins decelerating its movement speed so as to stop movement at the second return position. In contrast, in the present invention, the eighth indicator outputs a command immediately if the spindle has reached the second return position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction upon completion of the command output by the seventh indicator. In other words, the seventh indicator and the eighth indicator are output consecutively as long as the spindle has reached the second return position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction. Therefore, the spindle continues moving toward the next start position without decelerating its movement speed toward the second return position. For example, compared to when the seventh instruction unit completes output of an instruction and an in-position check confirms that the spindle has reached the second return position before outputting an instruction from the eighth instruction unit, the spindle can move more quickly in the axial direction from the preparation position to the start position. This allows the numerical control device to shorten the tool change time.

第一態様において、前記工作機械は、前記マガジンの周囲を覆うカバーと、前記カバーに形成し、前記カバー内に位置する前記収納位置と、前記カバー外に位置する前記準備位置との間にあり、前記主軸が通過可能な開口部と、前記開口部を開閉するシャッターと、前記シャッターの開閉を行う開閉駆動部と、前記シャッターの開閉状態を検出する開閉検出部とを備えており、前記収納制御部は、前記開閉駆動部に前記シャッターの開放を指示する第九指示部と、前記開閉検出部の検出結果に基づいて、前記シャッターが開放状態にあるか否かを判断する第六判断部とを備え、前記第一指示部、前記第二指示部又は前記第四指示部のいずれかによる指示の出力が開始される場合に、前記第九指示部による前記シャッターの開放を指示し、更に、前記シャッターが前記開放状態にあると前記第六判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始してもよい。数値制御装置は、第三指示部による指示の出力前に、カバーのシャッターが開放状態にあることを確認することができる。故に主軸はシャッターに衝突することなく、収納位置へ確実に移動することができる。 In a first aspect, the machine tool includes a cover that covers the periphery of the magazine, an opening formed in the cover and located between the storage position located inside the cover and the preparation position located outside the cover, through which the spindle can pass, a shutter that opens and closes the opening, an opening/closing drive unit that opens and closes the shutter, and an opening/closing detection unit that detects the opening/closing state of the shutter. The storage control unit includes a ninth instruction unit that instructs the opening/closing drive unit to open the shutter, and a sixth determination unit that determines whether the shutter is in the open state based on the detection result of the opening/closing detection unit. The storage control unit may instruct the ninth instruction unit to open the shutter when output of an instruction by any of the first instruction unit, the second instruction unit, or the fourth instruction unit begins, and may further begin output of an instruction by the third instruction unit as soon as the sixth determination unit determines that the shutter is in the open state. The numerical control device can confirm that the cover shutter is in the open state before outputting an instruction by the third instruction unit. Therefore, the spindle can reliably move to the storage position without colliding with the shutter.

第一態様において、前記工作機械は、前記主軸の回転位置を検出する回転検出部を備えており、前記収納制御部は、前記装着工具を前記収納部の収納可能となる前記主軸の回転位置であるオリエント位置へ向けて前記主軸の回転を指示する第十指示部と、前記回転検出部の検出結果に基づいて、前記主軸の回転位置が前記オリエント位置にあるか否かを判断する第七判断部とを備え、前記第一指示部、前記第二指示部又は前記第四指示部のいずれかによる指示の出力が開始される場合に、前記第十指示部による前記オリエント位置へ向けた前記主軸の回転を指示し、更に、前記主軸の回転位置が前記オリエント位置にあると前記第七判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始してもよい。数値制御装置は、第三指示部による指示の出力前に、主軸の回転位置がオリエント位置にあることを確認することができる。故に主軸は収納位置へ移動し、装着工具を確実に把持腕に把持させることができる。 In a first aspect, the machine tool includes a rotation detection unit that detects the rotational position of the spindle, and the storage control unit includes a tenth instruction unit that instructs the rotation of the spindle toward an orienting position, which is a rotational position of the spindle at which the attached tool can be stored in the storage unit, and a seventh determination unit that determines whether the rotational position of the spindle is at the orienting position based on the detection result of the rotation detection unit. When output of an instruction by any of the first instruction unit, the second instruction unit, or the fourth instruction unit begins, the tenth instruction unit instructs the rotation of the spindle toward the orienting position, and further, as soon as the seventh determination unit determines that the rotational position of the spindle is at the orienting position, the third instruction unit may begin outputting an instruction. The numerical control device can confirm that the rotational position of the spindle is at the orienting position before outputting an instruction by the third instruction unit. Therefore, the spindle moves to the storage position, allowing the attached tool to be securely gripped by the gripping arm.

本発明の第二態様によれば、工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御するため、前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御ステップを備えた数値制御装置の制御方法において、前記収納制御ステップは、前記工作機械が備え、少なくとも、前記軸方向における前記主軸の位置と、前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置とを検出する位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断ステップと、前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示ステップと、前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示ステップと、前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示ステップとを備え、前記第二指示ステップによる指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断ステップが判断し次第、前記第三指示ステップによる指示の出力を開始することを特徴とする制御方法が提供される。故に第二態様は、第一態様と同様の効果を奏する。 According to a second aspect of the present invention, in order to control a machine tool having a spindle to which a tool is attached, a magazine having a plurality of storage compartments for storing tools, and a table for fixing a workpiece, a control method for a numerical control device includes a storage control step of moving the spindle from an end position, which is the position of the spindle when machining of the workpiece is completed, through a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle from the end position and where the attached tool attached to the spindle does not collide with the workpiece, a storage position where the attached tool is stored in the storage compartment of the magazine, and a preparation position that is between the first return position and the storage position and is away from the storage position in a first orthogonal direction perpendicular to the axial direction, in the order of the first return position, the preparation position, and the storage position, and then to an extraction position that is located in a direction away from the magazine along the axial direction relative to the storage position and where the attached tool remains in the storage compartment and is extracted from the spindle, the storage control step A control method is provided for a machine, the control method comprising at least a first determination step of determining whether the spindle has reached the ready position in the second orthogonal direction based on detection results from a position detection unit that detects the position of the spindle in the axial direction and the position of the spindle in a second orthogonal direction that is orthogonal to the axial direction and also orthogonal to the first orthogonal direction; a first instruction step of instructing the spindle to move from the first return position to the ready position in the axial direction; a second instruction step of instructing the spindle to move from the first return position to the ready position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction; and a third instruction step of instructing the spindle to move from the ready position to the retracted position in the first orthogonal direction, wherein output of the instruction in the third instruction step is initiated as soon as output of the instruction in the second instruction step is completed and the first determination step determines that the spindle has reached the ready position in the second orthogonal direction. Therefore, the second aspect achieves the same effects as the first aspect.

本発明の第三態様によれば、工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御するため、前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御ステップを備えた数値制御装置を機能させるプログラムにおいて、コンピュータに、前記収納制御ステップにおいて、前記工作機械が備え、少なくとも、前記軸方向における前記主軸の位置と、前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置とを検出する位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断ステップと、前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示ステップと、前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示ステップと、前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示ステップとを実行させ、前記第二指示ステップによる指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断ステップが判断し次第、前記第三指示ステップによる指示の出力を開始させることを特徴とするプログラムが提供される。故に第三態様は、第一態様と同様の効果を奏する。 According to a third aspect of the present invention, in order to control a machine tool having a spindle to which a tool is attached, a magazine having multiple storage compartments for storing tools, and a table to fix a workpiece, a program for causing a numerical control device to function includes a storage control step for moving the spindle from an end position, which is the position of the spindle when machining of the workpiece is completed, to a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle from the end position and where the attached tool attached to the spindle will not collide with the workpiece, a storage position where the attached tool is stored in the storage compartment of the magazine, and a preparation position that is between the first return position and the storage position and away from the storage position in a first orthogonal direction perpendicular to the axial direction, in the order of the first return position, the preparation position, and the storage position, and then to an extraction position that is located in a direction away from the magazine along the axial direction relative to the storage position and where the attached tool remains in the storage compartment and is extracted from the spindle. and a program for executing the following steps: a first determination step for determining whether the spindle has reached the ready position in the second orthogonal direction based on detection results from a position detection unit that detects the position of the spindle in the axial direction and the position of the spindle in a second orthogonal direction that is orthogonal to the axial direction and also orthogonal to the first orthogonal direction; a first instruction step for instructing the spindle to move from the first return position to the ready position in the axial direction; a second instruction step for instructing the spindle to move from the first return position to the ready position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction; and a third instruction step for instructing the spindle to move from the ready position to the retracted position in the first orthogonal direction; and the program for starting output of instructions in the third instruction step as soon as output of instructions in the second instruction step is completed and the first determination step determines that the spindle has reached the ready position in the second orthogonal direction. Therefore, the third aspect achieves the same effects as the first aspect.

本発明の第四態様によれば、工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御するため、前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御ステップをコンピュータに実行させる数値制御装置を制御するプログラムであって、コンピュータに、前記収納制御ステップにおいて、前記工作機械が備え、少なくとも、前記軸方向における前記主軸の位置と、前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置とを検出する位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断ステップと、前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示ステップと、前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示ステップと、前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示ステップとを実行させ、前記第二指示ステップによる指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断ステップが判断し次第、前記第三指示ステップによる指示の出力を開始させるプログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体が提供される。故に第四態様は、第一態様と同様の効果を奏する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a program for controlling a numerical control device that causes a computer to execute a storage control step of moving the spindle from an end position, which is the position of the spindle when machining of the workpiece is completed, to a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle from the end position and where the attached tool attached to the spindle will not collide with the workpiece, a storage position where the attached tool is stored in the storage section of the magazine, and a preparation position that is between the first return position and the storage position and is away from the storage position in a first orthogonal direction perpendicular to the axial direction, and then to an extraction position that is located in a direction away from the magazine along the axial direction relative to the storage position and where the attached tool remains in the storage section and is extracted from the spindle, the program causing the computer to execute a storage control step of moving the spindle from the end position, which is the position of the spindle when machining of the workpiece is completed, to a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle from the end position and where the attached tool attached to the spindle will not collide with the workpiece, a storage position where the attached tool is stored in the storage section of the magazine, and a preparation position that is a position between the first return position and the storage position and is away from the storage position in a first orthogonal direction perpendicular to the axial direction, and then to an extraction position that is located in a direction away from the magazine along the axial direction relative to the storage position and where the attached tool remains in the storage section and is extracted from the spindle, the program causing the computer to execute a storage control step of moving the spindle from the end position, which is and a storage medium storing a program for executing the following operations: a first determination step for determining whether the spindle has reached the ready position in the second orthogonal direction based on detection results from a position detection unit that detects the position of the spindle in the axial direction and the position of the spindle in a second orthogonal direction that is orthogonal to the axial direction and orthogonal to the first orthogonal direction; a first instruction step for instructing the spindle to move from the first return position to the ready position in the axial direction; a second instruction step for instructing the spindle to move from the first return position to the ready position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction; and a third instruction step for instructing the spindle to move from the ready position to the retracted position in the first orthogonal direction; and the program for starting output of an instruction in the third instruction step upon completion of output of an instruction in the second instruction step and determination in the first determination step that the spindle has reached the ready position in the second orthogonal direction. Therefore, the fourth aspect achieves the same effects as the first aspect.

前方右上方から見た工作機械1の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the machine tool 1 as seen from the front upper right. 前方右下方から見た工作機械1の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the machine tool 1 as seen from the lower front right. 後方右上方から見た工作機械1(マガジンカバー省略)の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the machine tool 1 (magazine cover omitted) as seen from the upper right rear. 工作機械1(マガジンカバー省略)の右側面図である。FIG. 2 is a right side view of the machine tool 1 (magazine cover omitted). ATC動作の往路を示す図。FIG. ATC動作の復路を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the return route of ATC operation. 工作機械1の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the machine tool 1. NC制御処理のフローチャートである。10 is a flowchart of an NC control process. 往路実行処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a forward path execution process. 往路実行処理のフローチャートの続きである。10 is a continuation of the flowchart of the forward path execution process. 復路実行処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a return path execution process. 復路実行処理のフローチャートの続きである。10 is a continuation of the flowchart of the return path execution process.

本発明の一実施形態を説明する。以下説明は図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械1の左右方向、上下方向、前後方向は夫々、工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。図1に示す工作機械1は、主軸7が前後方向(Z軸方向)に延びる横形であり、コラム5がX軸方向とZ軸方向に移動するコラムトラバース型の工作機械である。 One embodiment of the present invention will be described. In the following description, the left-right, front-back, and up-down directions indicated by arrows in the figures will be used. The left-right, up-down, and front-back directions of the machine tool 1 correspond to the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions of the machine tool 1, respectively. The machine tool 1 shown in Figure 1 is a horizontal type in which the main spindle 7 extends in the front-back direction (Z-axis direction), and is a column traverse type machine tool in which the column 5 moves in the X-axis and Z-axis directions.

図1~図4を参照し、工作機械1の構造を説明する。工作機械1は基台2、コラム5、X軸移動機構11、Z軸移動機構12、Y軸移動機構13、主軸ヘッド6、主軸7(図2参照)、制御箱8、回転テーブル9、ATC装置30(図3参照)、マガジンカバー10等を備える。 The structure of the machine tool 1 will be explained with reference to Figures 1 to 4. The machine tool 1 includes a base 2, a column 5, an X-axis movement mechanism 11, a Z-axis movement mechanism 12, a Y-axis movement mechanism 13, a spindle head 6, a spindle 7 (see Figure 2), a control box 8, a rotary table 9, an ATC device 30 (see Figure 3), a magazine cover 10, etc.

基台2はZ軸方向に長い略直方体状の鉄製土台である。X軸移動機構11は基台2上面後部に設け、移動体15をX軸方向に移動可能に支持する。Z軸移動機構12は移動体15上面に設ける。Z軸移動機構12はコラム5をZ軸方向に移動可能に支持する。コラム5は上下方向に延びる立柱である。コラム5は前面に縦長矩形状の貫通口5A(図3参照)を備える。貫通口5Aはコラム5を前後方向に貫通する。枠カバー20はコラム5前面に取り付ける。枠カバー20は正面視縦長矩形状の枠体であり、コラム5と主軸ヘッド6の間を覆う。Y軸移動機構13はコラム5前面に設け、主軸ヘッド6をY軸方向に移動可能に支持する。X軸移動機構11、Z軸移動機構12、Y軸移動機構13は例えばガイド、ボールネジ、モータ(X軸モータ11A、Z軸モータ12A、Y軸モータ13A)を備え、該モータの動力で夫々、移動体15、コラム5、主軸ヘッド6をガイドに沿って移動させる。 The base 2 is a roughly rectangular parallelepiped iron base that is long in the Z-axis direction. The X-axis movement mechanism 11 is provided at the rear of the top surface of the base 2, and supports the moving body 15 so that it can move in the X-axis direction. The Z-axis movement mechanism 12 is provided on the top surface of the moving body 15. The Z-axis movement mechanism 12 supports the column 5 so that it can move in the Z-axis direction. The column 5 is an upright pillar that extends in the vertical direction. The column 5 has a vertically elongated rectangular through-hole 5A (see Figure 3) on its front surface. The through-hole 5A passes through the column 5 in the front-to-rear direction. The frame cover 20 is attached to the front of the column 5. The frame cover 20 is a vertically elongated rectangular frame body when viewed from the front, and covers the space between the column 5 and the spindle head 6. The Y-axis movement mechanism 13 is provided on the front surface of the column 5, and supports the spindle head 6 so that it can move in the Y-axis direction. The X-axis movement mechanism 11, Z-axis movement mechanism 12, and Y-axis movement mechanism 13 are equipped with, for example, guides, ball screws, and motors (X-axis motor 11A, Z-axis motor 12A, Y-axis motor 13A), and the power of these motors is used to move the moving body 15, column 5, and spindle head 6, respectively, along the guides.

主軸ヘッド6はZ軸方向に延び、Y軸移動機構13によりコラム5前面に沿ってY軸方向に移動可能に設ける。主軸ヘッド6はY軸方向において加工領域とATC領域(図4,図5参照)の間を移動可能である。加工領域はY軸原点よりも基台2側(下側)の空間に設けられる。Y軸原点はY軸の機械座標が0の位置である。ATC領域は、Y軸原点に対して加工領域とは反対側(上側)の空間に設けられる。加工領域は回転テーブル9に固定されたワークW(図5参照)の加工を行う領域である。ATC領域はATC装置30による工具交換を行う領域である。ATC領域はY軸方向において加工領域の上側で、且つZ軸方向にて加工領域と重なる位置に設けられる。 The spindle head 6 extends in the Z-axis direction and is movable in the Y-axis direction along the front surface of the column 5 by the Y-axis movement mechanism 13. The spindle head 6 is movable in the Y-axis direction between the machining area and the ATC area (see Figures 4 and 5). The machining area is located in the space on the base 2 side (below) of the Y-axis origin. The Y-axis origin is the position where the Y-axis machine coordinate is 0. The ATC area is located in the space on the opposite side (above) of the Y-axis origin from the machining area. The machining area is an area where machining of a workpiece W (see Figure 5) fixed to the rotary table 9 is performed. The ATC area is an area where tool changes are performed by the ATC device 30. The ATC area is located above the machining area in the Y-axis direction and overlaps with the machining area in the Z-axis direction.

主軸ヘッド6は上部カバー28と鎧カバー85を備える。上部カバー28は主軸ヘッド6上面後端部に固定する。上部カバー28は正面視略矩形状の金属板であり、主軸ヘッド6上面後端部から上方に延出する。鎧カバー85は主軸ヘッド6下面後端部に吊り下げた状態で固定する。鎧カバー85は複数の金属板を上下方向に並べて備え、上下方向にテレスコピックに伸縮する。上部カバー28は主軸ヘッド6と一体して上下動することで、コラム5前面の主軸ヘッド6よりも上側の領域を常時覆う。鎧カバー85は主軸ヘッド6の上下動に応じて上下方向に伸縮することで、コラム5前面の主軸ヘッド6よりも下側の領域を常時覆う。 The spindle head 6 is equipped with an upper cover 28 and an armor cover 85. The upper cover 28 is fixed to the rear end of the upper surface of the spindle head 6. The upper cover 28 is a metal plate that is roughly rectangular in front view and extends upward from the rear end of the upper surface of the spindle head 6. The armor cover 85 is fixed in a suspended state to the rear end of the lower surface of the spindle head 6. The armor cover 85 comprises multiple metal plates arranged in the vertical direction and telescopically expands and contracts in the vertical direction. The upper cover 28 moves up and down together with the spindle head 6, thereby always covering the area above the spindle head 6 on the front surface of the column 5. The armor cover 85 expands and contracts in the vertical direction in response to the up and down movement of the spindle head 6, always covering the area below the spindle head 6 on the front surface of the column 5.

主軸7は主軸ヘッド6内にて主軸ヘッド6と同軸上に設ける。主軸ヘッド6は主軸7を回転可能に支持する。主軸ヘッド6後部にはモータ保持箱27(図3参照)を固定する。モータ保持箱27は主軸ヘッド6後部から後方に延び、主軸モータ26を内側に保持する。モータ保持箱27はコラム5の貫通口5Aから後方に突出する。主軸モータ26(図7参照)の出力軸は前方に延び、主軸7の後端部と同軸上に連結する。 The spindle 7 is mounted coaxially within the spindle head 6. The spindle head 6 rotatably supports the spindle 7. A motor holder box 27 (see Figure 3) is fixed to the rear of the spindle head 6. The motor holder box 27 extends rearward from the rear of the spindle head 6 and holds the spindle motor 26 inside. The motor holder box 27 protrudes rearward from the through-hole 5A of the column 5. The output shaft of the spindle motor 26 (see Figure 7) extends forward and is coaxially connected to the rear end of the spindle 7.

主軸7は工具装着穴40、ホルダ保持部材19(図5参照)を備える。工具装着穴40は主軸7先端部(前端部)に設ける。工具装着穴40は主軸7の先端部に向けて拡径する略円錐状の工具装着穴40である。ホルダ保持部材19は工具装着穴40の奥側に設ける。工具装着穴40には、工具ホルダ90(図5参照)が着脱自在に装着する。工具ホルダ90は一端側に工具91を保持し、他端側にテーパ部とプルスタッド93(図5参照)を備える。テーパ部は略円錐状であり、主軸7の工具装着穴40に密着する。プルスタッド93はテーパ部の頂上部から軸方向に突出する。工具装着穴40にテーパ部を装着すると、ホルダ保持部材19はプルスタッド93を保持し、主軸7に工具ホルダ90を固定する。 The spindle 7 has a tool mounting hole 40 and a holder retaining member 19 (see Figure 5). The tool mounting hole 40 is located at the tip (front end) of the spindle 7. The tool mounting hole 40 is a generally conical tool mounting hole 40 that widens toward the tip of the spindle 7. The holder retaining member 19 is located at the back of the tool mounting hole 40. A tool holder 90 (see Figure 5) is detachably attached to the tool mounting hole 40. The tool holder 90 holds a tool 91 at one end and has a tapered portion and a pull stud 93 (see Figure 5) at the other end. The tapered portion is generally conical and fits tightly into the tool mounting hole 40 of the spindle 7. The pull stud 93 protrudes axially from the top of the tapered portion. When the tapered portion is attached to the tool mounting hole 40, the holder retaining member 19 holds the pull stud 93, securing the tool holder 90 to the spindle 7.

基台2後部には一対の支持部材17,18を設ける。支持部材17,18は左右方向に互いに離間し且つ上方に延び、制御箱8を下方から支持する。制御箱8は内部に制御盤(図示略)を収納する。制御盤は工作機械1の動作を制御する。基台2上面前側には固定台16を設ける。回転テーブル9は固定台16に固定する。回転テーブル9は主軸ヘッド6の前方に位置する。回転テーブル9は上面にワークW(図5参照)を治具(図示略)で固定し、Y軸方向に平行な回転軸を中心に360°回転可能である。 A pair of support members 17, 18 are provided at the rear of the base 2. The support members 17, 18 are spaced apart from each other in the left-right direction and extend upward, supporting the control box 8 from below. The control box 8 houses a control panel (not shown) inside. The control panel controls the operation of the machine tool 1. A fixed base 16 is provided on the front top surface of the base 2. The rotary table 9 is fixed to the fixed base 16. The rotary table 9 is located in front of the spindle head 6. The workpiece W (see Figure 5) is fixed to the upper surface of the rotary table 9 with a jig (not shown), and the table can rotate 360° around a rotation axis parallel to the Y-axis direction.

基台2上面前側で且つ左右両側には一対の支持柱21,22を設ける。図3に示すように、支持柱21と22の互いに対向する夫々の上部の間には連結板23を固定する。ATC装置30は連結板23前面に固定する。故にATC装置30は支持柱21,22により、コラム5と回転テーブル9の間で且つ主軸ヘッド6上方に位置する。ATC装置30は工具マガジン31、減速機32、マガジンモータ33等を備える。工具マガジン31はマガジンベース37と複数のグリップアーム35を備える。マガジンベース37は略円盤状であり、Z軸方向に平行な一軸線を中心に連結板23前面にて回転可能に支持する。減速機32とマガジンモータ33は工具マガジン31に取り付ける。マガジンモータ33の出力軸(図示略)は減速機32を介してマガジンベース37の回転軸(図示略)と接続する。マガジンモータ33の動力は減速機32を介してマガジンベース37の回転軸に伝達する。複数のグリップアーム35はマガジンベース37外周部に沿って並んで設け、径方向外側に向けて放射状に延びる。グリップアーム35の先端部は、工具ホルダ90を水平に寝かせた姿勢で、工具ホルダ90に直交するY軸方向から工具ホルダ90を把持する。なお、グリップアーム35は、その形状について特に限定するものではなく、工具ホルダ90を把持可能な構成であればよい。主軸7と工具交換を行うグリップアーム35は工具マガジン31のATC位置C(図5参照)に移動する。ATC位置Cは工具マガジン31の最下部の位置である。 A pair of support columns 21, 22 are provided on the front and left and right sides of the upper surface of the base 2. As shown in Figure 3, a connecting plate 23 is fixed between the upper parts of the opposing support columns 21, 22. The ATC unit 30 is fixed to the front of the connecting plate 23. Therefore, the ATC unit 30 is located between the column 5 and the rotary table 9 and above the spindle head 6 by the support columns 21, 22. The ATC unit 30 includes a tool magazine 31, a reducer 32, a magazine motor 33, etc. The tool magazine 31 includes a magazine base 37 and multiple grip arms 35. The magazine base 37 is approximately disk-shaped and is supported on the front of the connecting plate 23 so that it can rotate around an axis parallel to the Z-axis direction. The reducer 32 and magazine motor 33 are attached to the tool magazine 31. The output shaft (not shown) of the magazine motor 33 is connected to the rotation shaft (not shown) of the magazine base 37 via the reducer 32. The power of the magazine motor 33 is transmitted to the rotation axis of the magazine base 37 via the reducer 32. Multiple grip arms 35 are arranged in a row along the outer periphery of the magazine base 37 and extend radially outward. The tips of the grip arms 35 grip the tool holder 90 in the Y-axis direction perpendicular to the tool holder 90 when the tool holder 90 is laid horizontally. The shape of the grip arms 35 is not particularly limited, and they may be configured to grip the tool holder 90. The grip arms 35, which exchange tools with the spindle 7, move to ATC position C (see Figure 5) of the tool magazine 31. ATC position C is the lowest position of the tool magazine 31.

図1,図2に示すように、支持柱21,22の夫々の上部の前面には、マガジンカバー10を固定する。マガジンカバー10は箱状であり工具マガジン31の周囲を覆う。マガジンカバー10は切粉と切削液の飛沫が工具マガジン31に付着するのを防止する。マガジンカバー10の底壁101には開口部102を設ける。開口部102は底面視矩形状であり、工具マガジン31の最下部であるATC位置Cの直下に位置する。開口部102にはシャッター103を設ける。シャッター103は制御盤の制御により開口部102を開閉する。シャッター103の開放時、主軸7は開口部102を通過し、ATC位置Cに移動することができる。 As shown in Figures 1 and 2, a magazine cover 10 is fixed to the front of the upper part of each of the support columns 21, 22. The magazine cover 10 is box-shaped and covers the periphery of the tool magazine 31. The magazine cover 10 prevents chips and cutting fluid splashes from adhering to the tool magazine 31. An opening 102 is provided in the bottom wall 101 of the magazine cover 10. The opening 102 is rectangular when viewed from the bottom, and is located directly below ATC position C, which is the lowest part of the tool magazine 31. A shutter 103 is provided in the opening 102. The shutter 103 opens and closes the opening 102 under the control of a control panel. When the shutter 103 is open, the spindle 7 passes through the opening 102 and can move to ATC position C.

図5,図6を参照し、工具交換動作の概要について説明する。工作機械1がワークWを切削する加工状態では、主軸7は加工領域に位置する。主軸7に装着した工具91による加工が終了した後、工作機械1は工具交換動作を実行する。工具交換動作は、使用した工具91を工具マガジン31に収納する工具収納動作と、次に使用する次工具92を主軸7に装着し、加工を開始する位置へ移動する工具装着動作を含む。主軸7が工具収納時に移動する経路を往路とし、工具装着時に移動する経路を復路とする。なお、本実施形態において「主軸7を移動する」とは、「主軸ヘッド6を移動する」と同義である。 An overview of the tool changing operation will be explained with reference to Figures 5 and 6. When the machine tool 1 is in a machining state cutting the workpiece W, the spindle 7 is located in the machining area. After machining using the tool 91 attached to the spindle 7 is completed, the machine tool 1 executes a tool changing operation. The tool changing operation includes a tool storing operation in which the used tool 91 is stored in the tool magazine 31, and a tool loading operation in which the next tool 92 to be used is loaded onto the spindle 7 and moved to a position where machining will begin. The path traveled by the spindle 7 when storing the tool is referred to as the outbound path, and the path traveled when loading the tool is referred to as the return path. Note that in this embodiment, "moving the spindle 7" is synonymous with "moving the spindle head 6."

往路は、主軸7を加工終了位置Q1からATC原点位置Dまで移動する経路(図5参照)である。復路は、主軸7をATC原点位置Dから加工開始位置Q2まで移動する経路(図6参照)である。加工終了位置Q1は、NCプログラムに従ってワークWの加工が終了した時の主軸7の位置である。ATC原点位置Dは、ATC領域に設けられる工具交換時の基準点であり、工具マガジン31が回転可能な位置である。加工開始位置Q2は、NCプログラムに従ってワークWの加工を開始する時の主軸7の位置であり、工具交換後に主軸7を移動させる目標位置である。 The outbound path is the path along which the spindle 7 moves from the machining end position Q1 to the ATC origin position D (see Figure 5). The return path is the path along which the spindle 7 moves from the ATC origin position D to the machining start position Q2 (see Figure 6). The machining end position Q1 is the position of the spindle 7 when machining of the workpiece W is completed according to the NC program. The ATC origin position D is a reference point set in the ATC area for tool changes, and is a position to which the tool magazine 31 can rotate. The machining start position Q2 is the position of the spindle 7 when machining of the workpiece W begins according to the NC program, and is the target position to which the spindle 7 is moved after the tool change.

往路について説明する。図5に示すように、工作機械1は、主軸7を加工終了位置Q1からZ軸+方向に移動し、第一復帰位置A1を経由して、ATC準備位置Bまで移動する。第一復帰位置A1は、加工終了位置Q1に対してZ軸+方向に離れ、主軸7に装着した工具91が回転テーブル9上に固定したワークW及び治具に接触しない位置に設定される。なお、第一復帰位置A1は、X軸方向及びY軸方向において、加工終了位置Q1と同一座標の位置である。ATC準備位置Bは、ATC位置CとX軸方向及びZ軸方向において同一座標の位置である。ATC位置Cは、工具マガジン31のグリップアーム35が工具91を保持する工具ホルダ90を把持する位置である。ATC準備位置Bは、ATC位置Cに対してY軸-方向に離れ、グリップアーム35による工具ホルダ90の把持及び解放をY軸方向に行うため主軸7を配置する位置である。 The forward path will now be explained. As shown in Figure 5, the machine tool 1 moves the spindle 7 from the machining end position Q1 in the +Z direction, passes through the first return position A1, and moves to the ATC preparation position B. The first return position A1 is set in the +Z direction away from the machining end position Q1, at a position where the tool 91 attached to the spindle 7 does not come into contact with the workpiece W or jig fixed on the rotary table 9. The first return position A1 is at the same coordinate as the machining end position Q1 in the X and Y directions. The ATC preparation position B is at the same coordinate as the ATC position C in the X and Z directions. The ATC position C is the position where the grip arm 35 of the tool magazine 31 grips the tool holder 90 holding the tool 91. The ATC preparation position B is at the -Y direction away from the ATC position C, at which the spindle 7 is positioned so that the grip arm 35 can grip and release the tool holder 90 in the Y direction.

次いで、工作機械1は、主軸7をATC準備位置BからATC位置Cまで上昇する。このとき、工具マガジン31直下にある空のグリップアーム35に対して、主軸7に装着した工具ホルダ90が下方から係合する。この状態で、工作機械1は、主軸7をATC位置CからZ軸+方向に後進し、ATC原点位置Dまで移動する。このとき、主軸7から工具ホルダ90が引き抜かれる。これにより工具収納時における主軸7の往路の移動が完了する。 Next, the machine tool 1 raises the spindle 7 from the ATC preparation position B to the ATC position C. At this time, the tool holder 90 attached to the spindle 7 engages from below with the empty grip arm 35 located directly below the tool magazine 31. In this state, the machine tool 1 moves the spindle 7 backward in the +Z direction from the ATC position C to the ATC origin position D. At this time, the tool holder 90 is withdrawn from the spindle 7. This completes the forward movement of the spindle 7 when storing tools.

復路について説明する。工作機械1は工具マガジン31を回転し、次に装着する次工具92を保持するグリップアーム35を工具マガジン31直下に位置決めする。このとき、次工具92が主軸7の前方に位置する。この状態で、図6に示すように、工作機械1は、ATC原点位置Dにある主軸7をZ軸-方向に前進し、ATC位置Cまで移動する。これにより、主軸7に次工具92が装着される。 The return path will now be explained. The machine tool 1 rotates the tool magazine 31 and positions the grip arm 35, which holds the next tool 92 to be loaded, directly below the tool magazine 31. At this time, the next tool 92 is positioned in front of the spindle 7. In this state, as shown in Figure 6, the machine tool 1 moves the spindle 7, which is at ATC origin position D, forward in the negative direction of the Z axis to ATC position C. This loads the next tool 92 onto the spindle 7.

主軸7に次工具92が装着されると、工作機械1は、主軸7をATC位置CからATC準備位置Bまで下降する。次いで、工作機械1は、主軸7をATC準備位置Bから第二復帰位置A2まで移動した後、加工開始位置Q2に移動する。第二復帰位置A2は、加工開始位置Q2に対してZ軸+方向に離れ、主軸7に装着した工具91が回転テーブル9上に固定したワークW及び治具に接触しない位置に設定される。なお、第二復帰位置A2は、X軸方向及びY軸方向において、加工開始位置Q2と同一座標の位置である。これにより工具装着時における主軸7の復路の移動が完了し、一連の工具交換動作が完了する。 Once the next tool 92 is attached to the spindle 7, the machine tool 1 lowers the spindle 7 from the ATC position C to the ATC preparation position B. Next, the machine tool 1 moves the spindle 7 from the ATC preparation position B to the second return position A2, and then moves it to the machining start position Q2. The second return position A2 is set in the positive Z-axis direction away from the machining start position Q2, so that the tool 91 attached to the spindle 7 does not come into contact with the workpiece W or jig fixed on the rotary table 9. The second return position A2 is at the same coordinate in the X-axis and Y-axis directions as the machining start position Q2. This completes the return movement of the spindle 7 when attaching the tool, and completes the tool change operation sequence.

図7を参照し、工作機械1の電気的構成について説明する。工作機械1は、数値制御装置50、主軸モータ26、X軸モータ11A、Y軸モータ13A、Z軸モータ12A、マガジンモータ33、シャッターモータ34、駆動回路61~66、エンコーダ26A,11B,12B,13B,33A,34A、操作パネル25等を備える。 The electrical configuration of the machine tool 1 will be described with reference to Figure 7. The machine tool 1 includes a numerical control device 50, a spindle motor 26, an X-axis motor 11A, a Y-axis motor 13A, a Z-axis motor 12A, a magazine motor 33, a shutter motor 34, drive circuits 61-66, encoders 26A, 11B, 12B, 13B, 33A, and 34A, an operation panel 25, and the like.

数値制御装置50はCPU51、ROM52、RAM53、記憶装置54、通信I/F55、入出力インターフェイス56等を備える。CPU51は数値制御装置50を統括制御する。ROM52は、NC制御プログラム等の各種プログラム等を記憶する。NC制御プログラムは、後述のNC制御処理(図8参照)を実行するものである。RAM53は各種処理実行中の各種データを記憶する。記憶装置54は不揮発性メモリであり、例えば加工するためのNCプログラムの他、各種データを記憶する。通信I/F55は、有線又は無線で端末(図示略)と接続可能である。入出力インターフェイス56は操作パネル25と駆動回路61~66と接続する。 The numerical control device 50 comprises a CPU 51, ROM 52, RAM 53, storage device 54, communication I/F 55, input/output interface 56, etc. The CPU 51 provides overall control of the numerical control device 50. The ROM 52 stores various programs, such as an NC control program. The NC control program executes the NC control process (see Figure 8), which will be described later. The RAM 53 stores various data during the execution of various processes. The storage device 54 is non-volatile memory, and stores, for example, NC programs for machining as well as various data. The communication I/F 55 can be connected to a terminal (not shown) via wired or wireless connection. The input/output interface 56 connects the operation panel 25 to the drive circuits 61-66.

主軸モータ26は工具を装着した主軸7を回転する。X軸モータ11A、Z軸モータ12A、Y軸モータ13Aは、ワークWと主軸7をX軸、Z軸、Y軸方向に相対的に移動する。マガジンモータ33は工具マガジン31を回転する。シャッターモータ34はシャッター103を開閉する。主軸モータ26、X軸モータ11A、Z軸モータ12A、Y軸モータ13A、マガジンモータ33、シャッターモータ34はサーボモータである。駆動回路61はCPU51からの制御信号に基づき主軸モータ26を制御する。駆動回路62はCPU51からの制御信号に基づきX軸モータ11Aを制御する。駆動回路63はCPU51からの制御信号に基づきZ軸モータ12Aを制御する。駆動回路64はCPU51からの制御信号に基づきY軸モータ13Aを制御する。駆動回路65はCPU51からの制御信号に基づきマガジンモータ33を制御する。駆動回路66はCPU51からの制御信号に基づきシャッターモータ34を制御する。 The spindle motor 26 rotates the spindle 7 to which a tool is attached. The X-axis motor 11A, Z-axis motor 12A, and Y-axis motor 13A move the workpiece W and spindle 7 relatively in the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions. The magazine motor 33 rotates the tool magazine 31. The shutter motor 34 opens and closes the shutter 103. The spindle motor 26, X-axis motor 11A, Z-axis motor 12A, Y-axis motor 13A, magazine motor 33, and shutter motor 34 are servo motors. The drive circuit 61 controls the spindle motor 26 based on a control signal from the CPU 51. The drive circuit 62 controls the X-axis motor 11A based on a control signal from the CPU 51. The drive circuit 63 controls the Z-axis motor 12A based on a control signal from the CPU 51. The drive circuit 64 controls the Y-axis motor 13A based on a control signal from the CPU 51. The drive circuit 65 controls the magazine motor 33 based on a control signal from the CPU 51. The drive circuit 66 controls the shutter motor 34 based on a control signal from the CPU 51.

エンコーダ26Aは主軸モータ26の回転位置を検出し、該検出信号を駆動回路61に送信する。駆動回路61は検出信号に基づき主軸モータ26のフィードバック制御を行い、回転位置に応じた主軸7の回転角度をCPU51に出力する。エンコーダ11BはX軸モータ11Aの回転位置を検出し、該検出信号を駆動回路62に送信する。駆動回路62は検出信号に基づきX軸モータ11Aのフィードバック制御を行い、回転位置に応じたX軸方向における主軸7の位置をCPU51に出力する。エンコーダ12BはZ軸モータ12Aの回転位置を検出し、該検出信号を駆動回路63に送信する。駆動回路63は検出信号に基づきZ軸モータ12Aのフィードバック制御を行い、回転位置に応じたZ軸方向における主軸7の位置をCPU51に出力する。エンコーダ13BはY軸モータ13Aの回転位置を検出し、該検出信号を駆動回路64に送信する。駆動回路64は検出信号に基づきY軸モータ13Aのフィードバック制御を行う。エンコーダ33Aはマガジンモータ33の回転位置を検出し、該検出信号を駆動回路65に送信する。駆動回路65は検出信号に基づきマガジンモータ33のフィードバック制御を行い、回転位置に応じたY軸方向における主軸7の位置をCPU51に出力する。エンコーダ34Aはシャッターモータ34の回転位置を検出し、該検出信号を駆動回路66に送信する。駆動回路66は検出信号に基づきシャッターモータ34のフィードバック制御を行い、回転位置に応じたシャッター103の開閉状態をCPU51に出力する。操作パネル25は各種情報の表示と入力が可能である。 Encoder 26A detects the rotational position of the spindle motor 26 and sends the detection signal to the drive circuit 61. The drive circuit 61 performs feedback control of the spindle motor 26 based on the detection signal and outputs the rotation angle of the spindle 7 corresponding to the rotational position to the CPU 51. Encoder 11B detects the rotational position of the X-axis motor 11A and sends the detection signal to the drive circuit 62. The drive circuit 62 performs feedback control of the X-axis motor 11A based on the detection signal and outputs the position of the spindle 7 in the X-axis direction corresponding to the rotational position to the CPU 51. Encoder 12B detects the rotational position of the Z-axis motor 12A and sends the detection signal to the drive circuit 63. The drive circuit 63 performs feedback control of the Z-axis motor 12A based on the detection signal and outputs the position of the spindle 7 in the Z-axis direction corresponding to the rotational position to the CPU 51. Encoder 13B detects the rotational position of the Y-axis motor 13A and sends the detection signal to the drive circuit 64. The drive circuit 64 performs feedback control of the Y-axis motor 13A based on the detection signal. Encoder 33A detects the rotational position of magazine motor 33 and sends this detection signal to drive circuit 65. Drive circuit 65 performs feedback control of magazine motor 33 based on the detection signal and outputs the position of main shaft 7 in the Y-axis direction corresponding to the rotational position to CPU 51. Encoder 34A detects the rotational position of shutter motor 34 and sends this detection signal to drive circuit 66. Drive circuit 66 performs feedback control of shutter motor 34 based on the detection signal and outputs the open/closed state of shutter 103 corresponding to the rotational position to CPU 51. Operation panel 25 is capable of displaying and inputting various information.

工具交換動作の指令形式について説明する。工具交換動作は、NCプログラムの制御指令で設定できる。指令形式は、例えば、G100やM06等のコマンドを使用できる。加工開始位置Q2の座標値、第一復帰位置A1及び第二復帰位置A2のZ軸の座標値は、工具交換指令に含めて指定される。G100とM06の具体例は以下の通りである。
・G100T_L_X_Y_Z_R_
・M06T_L_X_Y_Z_R_
T、L、X、Y、Z、Rはアドレスである。Tは工具番号、ポット番号、又はグループ番号である。LはG100後のTモーダル値を指定する。Tモーダル値は以降の工具交換指令において、交換する工具番号又はポット番号を示す。X、Y、Zは加工開始位置Q2のX、Y、Zの座標値である。Rは第一復帰位置A1、第二復帰位置A2のZ軸の座標値であって、工具がテーブル上のワーク及び治具に接触しない位置の座標値である。また、第一復帰位置A1、第二復帰位置A2への主軸7の位置決めについて、CPU51は工具長オフセットをかけて動作する。工具長オフセットとは、工具の先端が基準点になるように、Z軸の座標値を補正することである。工具長オフセット値は、例えば、工具を工具ホルダ90に保持し、工具ホルダ90を主軸7に装着した状態で、工具の先端の位置と主軸7の機械座標の位置との間のZ軸方向の長さを予め計測した値である。工具オフセット値は、上記のように、工具交換指令に含めて指定してもよいし、あるいは、予めユーザがパラメータとして設定し、工具番号と関連付けて記憶装置54に記憶させてもよい。
The command format for tool change operations will be explained below. Tool change operations can be set using control commands in the NC program. For example, commands such as G100 and M06 can be used as the command format. The coordinate value of the machining start position Q2 and the Z-axis coordinate values of the first return position A1 and second return position A2 are specified and included in the tool change command. Specific examples of G100 and M06 are as follows:
・G100T_L_X_Y_Z_R_
・M06T_L_X_Y_Z_R_
T, L, X, Y, Z, and R are addresses. T is a tool number, pot number, or group number. L specifies the T modal value after G100. The T modal value indicates the tool number or pot number to be replaced in subsequent tool change commands. X, Y, and Z are the X, Y, and Z coordinate values of the machining start position Q2. R is the Z-axis coordinate value of the first return position A1 and the second return position A2, which is the coordinate value of the position where the tool does not contact the workpiece or jig on the table. Furthermore, when positioning the spindle 7 to the first return position A1 and the second return position A2, the CPU 51 applies a tool length offset. The tool length offset is a correction of the Z-axis coordinate value so that the tip of the tool becomes the reference point. The tool length offset value is, for example, a value obtained by measuring in advance the length in the Z-axis direction between the tip of the tool and the machine coordinate position of the spindle 7 when the tool is held in the tool holder 90 and the tool holder 90 is attached to the spindle 7. The tool offset value may be specified as being included in the tool change command as described above, or may be set in advance by the user as a parameter and stored in the storage device 54 in association with the tool number.

図8~図12を参照し、NC制御処理について説明する。ユーザは操作パネル25でNCプログラムを選択する。CPU51は、操作パネル25で選択されたNCプログラムの実行の操作を受け付けると、ROM52からNC制御プログラムを読み出し、本処理を実行する。 The NC control process will be explained with reference to Figures 8 to 12. The user selects an NC program on the operation panel 25. When the CPU 51 receives an instruction to execute the NC program selected on the operation panel 25, it reads the NC control program from the ROM 52 and executes this process.

図8に示すように、CPU51は選択されたNCプログラムを記憶装置54から読み込む(S11)。CPU51は読み込んだNCプログラムの先頭行から1ブロック解釈する(S12)。CPU51は解釈したブロックの制御指令がM30(終了コマンド)か否か判断する(S13)。解釈した制御指令がM30でなかった場合(S13:NO)、CPU51は解釈した制御指令がG100若しくはM06であるか否か判断する(S14)。G100及びM06の何れでもない場合(S14:NO)、CPU51は解釈した制御指令を実行する(S15)。CPU51は次ブロックに移動し(S19)、S12に戻って上記処理を繰り返す。解釈したブロックの制御指令がG100若しくはM06であった場合(S14:YES)、CPU51は往路実行処理を実行する(S16)。 As shown in FIG. 8, the CPU 51 reads the selected NC program from the storage device 54 (S11). The CPU 51 interprets one block from the first line of the read NC program (S12). The CPU 51 determines whether the control command in the interpreted block is M30 (end command) (S13). If the interpreted control command is not M30 (S13: NO), the CPU 51 determines whether the interpreted control command is G100 or M06 (S14). If the interpreted control command is neither G100 nor M06 (S14: NO), the CPU 51 executes the interpreted control command (S15). The CPU 51 moves to the next block (S19) and returns to S12 to repeat the above process. If the control command in the interpreted block is G100 or M06 (S14: YES), the CPU 51 executes the forward path execution process (S16).

図9、図10を参照し、往路実行処理について説明する。往路実行処理が実施される時、主軸7は、ワークWに対する加工が終了した加工終了位置Q1に位置する。図9に示すように、CPU51は制御指令に含まれる第一復帰位置A1のZ軸の座標値と、加工終了位置Q1の座標値と、工具長オフセット値とに基づき、第一復帰位置A1の座標値を算出する(S21)。CPU51は、加工終了位置Q1の座標値と第一復帰位置A1の座標値とに基づいて、主軸7を加工終了位置Q1から第一復帰位置A1へ移動させるための移動指令を算出する(S22)。主軸7を移動する場合、CPU51は、サーボモータであるX軸モータ11A,Z軸モータ12A,Y軸モータ13Aに対し、移動指令として、サンプリング周期毎に駆動の指示を出力する。サーボモータは、移動指令を受けると加速を開始し、移動指令が継続する間、加速して、最大速度に達するとその速度を維持し、移動指令が終了すると移動平均フィルタによって減速を開始し、減速後に停止する。このため、主軸7の移動距離は、サーボモータの加減速を考慮して演算する必要がある。CPU51は、サーボモータが加速し、最大速度で駆動し、減速して停止するまでの間に主軸7が移動する距離が、加工終了位置Q1と第一復帰位置A1との間の距離と一致するように、移動指令の出力を継続するサンプリング周期の回数を算出する。CPU51は、算出した回数分に、加工終了位置Q1から第一復帰位置A1への移動指令を分配して生成する。 The forward path execution process will be described with reference to Figures 9 and 10. When the forward path execution process is performed, the spindle 7 is located at the machining end position Q1 where machining of the workpiece W is completed. As shown in Figure 9, the CPU 51 calculates the coordinate value of the first return position A1 based on the Z-axis coordinate value of the first return position A1, the coordinate value of the machining end position Q1, and the tool length offset value included in the control command (S21). The CPU 51 calculates a movement command for moving the spindle 7 from the machining end position Q1 to the first return position A1 based on the coordinate value of the machining end position Q1 and the coordinate value of the first return position A1 (S22). When moving the spindle 7, the CPU 51 outputs drive instructions as movement commands to the X-axis motor 11A, Z-axis motor 12A, and Y-axis motor 13A, which are servo motors, at each sampling period. When the servo motors receive a movement command, they begin accelerating, continue accelerating while the movement command continues, and maintain that speed when they reach maximum speed. When the movement command ends, they begin deceleration using a moving average filter and stop after deceleration. For this reason, the movement distance of the spindle 7 must be calculated taking into account the acceleration and deceleration of the servo motor. The CPU 51 calculates the number of sampling periods for which movement commands will continue to be output so that the distance the spindle 7 moves as the servo motor accelerates, drives at maximum speed, and decelerates and stops matches the distance between the machining end position Q1 and the first return position A1. The CPU 51 distributes and generates movement commands from the machining end position Q1 to the calculated number of sampling periods.

加工終了位置Q1に対して第一復帰位置A1はZ軸+方向にある。CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S23:NO)、S24~S27の処理を実行する。CPU51は、シャッター103の開放を指示する指令を出力する。なお、当該指令は初回実行時のみ出力される。シャッターモータ34は駆動し、シャッター103の開放を開始する(S24)。CPU51はオリエントを開始する指令を出力する。なお、当該指令は初回実行時のみ出力される。主軸モータ26は駆動し、主軸7の回転位置をオリエント位置へ向けて、主軸7を回転を開始する(S26)。オリエント位置は、主軸7の回転位置が0°又は180°の位置であり、主軸7の工具装着穴40に工具ホルダ90を装着した時の主軸7と工具91の向きとの位置決めがなされる位置である。オリエントは、主軸7を回転し、主軸7の回転位置(回転角度)をオリエント位置に合わせる動作をいう。CPU51は、サンプリング周期毎にZ軸方向において分配した移動指令を出力する(S27)。主軸7は加工開始位置Q2からZ軸+方向に移動し、第一復帰位置A1まで後進し始める。CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S23:YES)、処理をS28に進める。主軸7は第一復帰位置A1への移動中であり、移動指令の分配が完了したため、移動速度の減速が開始される直前の状態である。 The first return position A1 is in the positive direction of the Z axis relative to the machining end position Q1. The CPU 51 executes steps S24 to S27 until it has output all distributed movement commands (S23: NO). The CPU 51 outputs a command to open the shutter 103. This command is output only on the first execution. The shutter motor 34 is driven, and starts opening the shutter 103 (S24). The CPU 51 outputs a command to start orientation. This command is output only on the first execution. The spindle motor 26 is driven, and starts rotating the spindle 7, pointing the rotational position of the spindle 7 toward the orientation position (S26). The orientation position is the position where the rotational position of the spindle 7 is 0° or 180°, and where the orientation of the spindle 7 and the tool 91 are aligned when the tool holder 90 is attached to the tool mounting hole 40 of the spindle 7. Orientation refers to the operation of rotating the spindle 7 and aligning the rotational position (rotation angle) of the spindle 7 with the orientation position. The CPU 51 outputs movement commands distributed in the Z-axis direction for each sampling period (S27). The spindle 7 moves in the positive direction of the Z-axis from the machining start position Q2 and begins moving backward to the first return position A1. When the CPU 51 has completed outputting all distributed movement commands (S23: YES), it proceeds to S28. The spindle 7 is moving to the first return position A1, and because distribution of the movement commands has been completed, it is about to start slowing down its movement speed.

CPU51は、ATC準備位置Bの座標値を算出する(S28)。ATC準備位置Bの座標値は、予め規定されているデフォルトの座標値と機器固有のパラメータとから算出される。CPU51は、第一復帰位置A1の座標値とATC準備位置Bの座標値とに基づいて、主軸7を第一復帰位置A1からATC準備位置Bへ移動させるための移動指令を算出する(S29)。CPU51は、加減速を考慮した上での主軸7の移動距離が、第一復帰位置A1とATC準備位置Bとの間の距離と一致するように、X軸,Z軸,Y軸方向の各方向への移動指令を夫々分配して生成する。 The CPU 51 calculates the coordinate values of the ATC preparation position B (S28). The coordinate values of the ATC preparation position B are calculated from predefined default coordinate values and device-specific parameters. The CPU 51 calculates a movement command for moving the spindle 7 from the first return position A1 to the ATC preparation position B based on the coordinate values of the first return position A1 and the coordinate values of the ATC preparation position B (S29). The CPU 51 distributes and generates movement commands in each of the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions so that the movement distance of the spindle 7, taking acceleration and deceleration into account, matches the distance between the first return position A1 and the ATC preparation position B.

CPU51は、X軸,Z軸,Y軸の各方向において分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S31:NO)、S32~S34の処理を実行する。CPU51は、分配したZ軸方向に対する移動指令を、サンプリング周期毎に出力する(S32)。これにより、Z軸方向における第一復帰位置A1からATC準備位置Bへの移動指令は、分配が完了したばかりのZ軸方向における加工終了位置Q1から第一復帰位置A1への移動指令に続いて連続して出力される。主軸7は、第一復帰位置A1へ向けた移動速度の減速を開始することなく、最大速度を維持し、ATC準備位置Bへ向けた移動を継続する。すなわち主軸7は、Z軸方向において、第一復帰位置A1においてインポジションチェックを行うことなく、加工終了位置Q1からATC準備位置Bへの移動を継続して行う。 The CPU 51 executes steps S32 to S34 until it has completed outputting all distributed movement commands in the X-, Z-, and Y-axis directions (S31: NO). The CPU 51 outputs the distributed movement commands for the Z-axis direction at each sampling period (S32). As a result, the movement command in the Z-axis direction from first return position A1 to ATC preparation position B is output consecutively following the movement command in the Z-axis direction from machining end position Q1 to first return position A1, for which distribution has just been completed. The main spindle 7 maintains maximum speed and continues movement toward ATC preparation position B without beginning to decelerate the movement speed toward first return position A1. In other words, the main spindle 7 continues movement in the Z-axis direction from machining end position Q1 to ATC preparation position B without performing an in-position check at first return position A1.

Z軸方向に対する移動指令の出力は、主軸7がZ軸方向において第一復帰位置A1を通過する前に開始される(S33:NO)。主軸7のX軸,Z軸,Y軸の各方向における位置は、エンコーダ11B,12B,13Bによる駆動回路62~64のフィードバック制御に基づいて、常時モニタリングされている。主軸7がZ軸方向において第一復帰位置A1を通過した場合(S33:YES)、CPU51は、分配したX軸及びY軸方向に対する移動指令を、サンプリング周期毎に出力する(S34)。CPU51は、X軸,Z軸,Y軸の各方向において分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S31:YES)、処理をS41に進める。主軸7はATC準備位置Bへの移動中であり、特にY軸方向について、移動指令の分配が完了したため、移動速度の減速が開始される直前の状態である。 The output of movement commands in the Z-axis direction begins before the spindle 7 passes the first return position A1 in the Z-axis direction (S33: NO). The positions of the spindle 7 in the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions are constantly monitored based on feedback control of the drive circuits 62-64 by encoders 11B, 12B, and 13B. When the spindle 7 passes the first return position A1 in the Z-axis direction (S33: YES), the CPU 51 outputs the distributed movement commands in the X-axis and Y-axis directions at each sampling period (S34). When the CPU 51 has completed output of all distributed movement commands in the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions (S31: YES), it proceeds to S41. The spindle 7 is moving to the ATC preparation position B, and since distribution of movement commands has been completed, particularly in the Y-axis direction, the movement speed is about to begin slowing down.

図10に示すように、CPU51は、ATC位置Cの座標値を算出する(S41)。ATC位置Cの座標値は、予め規定されているデフォルトの座標値と機器固有のパラメータとから算出される。CPU51は、ATC準備位置Bの座標値とATC位置Cの座標値とに基づいて、主軸7をATC準備位置BからATC位置Cへ移動させるための移動指令を算出する(S42)。ATC準備位置Bに対してATC位置CはY軸+方向にある。CPU51は、加減速を考慮した上での主軸7の移動距離が、ATC準備位置BとATC位置Cとの間の距離と一致するように、Y軸方向への移動指令を分配して生成する。 As shown in FIG. 10, the CPU 51 calculates the coordinate values of ATC position C (S41). The coordinate values of ATC position C are calculated from predefined default coordinate values and device-specific parameters. Based on the coordinate values of ATC preparation position B and ATC position C, the CPU 51 calculates a movement command for moving the spindle 7 from ATC preparation position B to ATC position C (S42). Relative to ATC preparation position B, ATC position C is in the positive direction of the Y axis. The CPU 51 distributes and generates movement commands in the Y axis direction so that the movement distance of the spindle 7, taking acceleration and deceleration into account, matches the distance between ATC preparation position B and ATC position C.

CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S43:NO)、S44~S49の処理を実行する。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7がZ軸方向においてATC準備位置Bに到達していないと判断した場合には(S44:NO)、処理をS43に戻す。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7がX軸方向においてATC準備位置Bに到達していないと判断した場合には(S46:NO)、処理をS43に戻す。CPU51は、フィードバック制御に基づき、シャッター103の開放が済んでいないと判断した場合には(S47:NO)、処理をS43に戻す。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7の回転位置がオリエント位置にないと判断した場合には(S48:NO)、処理をS43に戻す。 The CPU 51 executes the processes of S44 to S49 until it has completed outputting all distributed movement commands (S43: NO). If the CPU 51 determines, based on feedback control, that the spindle 7 has not reached the ATC preparation position B in the Z-axis direction (S44: NO), it returns the process to S43. If the CPU 51 determines, based on feedback control, that the spindle 7 has not reached the ATC preparation position B in the X-axis direction (S46: NO), it returns the process to S43. If the CPU 51 determines, based on feedback control, that the shutter 103 has not yet been opened (S47: NO), it returns the process to S43. If the CPU 51 determines, based on feedback control, that the rotational position of the spindle 7 is not at the orient position (S48: NO), it returns the process to S43.

主軸7がZ軸及びX軸方向においてATC準備位置Bに到達しており(S44:YES、S46:YES)、シャッター103が開放済みであり(S47:YES)、主軸7がオリエント位置にある場合(S48:YES)、CPU51は、分配したY軸方向に対する移動指令を、サンプリング周期毎に出力する(S49)。ここで、主軸7がY軸方向においてATC準備位置Bに到達する前に、Z軸及びX軸方向においてATC準備位置Bに到達し、且つオリエント位置にあり、更にシャッター103が開放済みであれば、Y軸方向におけるATC準備位置BからATC位置Cへの移動指令は、Y軸方向における第一復帰位置A1からATC準備位置Bへの移動指令に続いて連続して出力される。主軸7は、Y軸方向においてATC準備位置Bへ向けた移動速度の減速を開始することなく、最大速度を維持し、ATC位置Cへ向けた移動を継続する。すなわち主軸7は、Y軸方向において、ATC準備位置Bにおいてインポジションチェックを行うことなく、第一復帰位置A1からATC位置Cへの移動を継続して行う。CPU51は、Y軸方向において分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S43:YES)、処理をS51に進める。 If the spindle 7 has reached the ATC preparation position B in both the Z and X axes (S44: YES, S46: YES), the shutter 103 has been opened (S47: YES), and the spindle 7 is in the orientation position (S48: YES), the CPU 51 outputs the distributed movement command in the Y axis direction for each sampling period (S49). Here, if the spindle 7 has reached the ATC preparation position B in both the Z and X axes before reaching the ATC preparation position B in the Y axis direction, is in the orientation position, and the shutter 103 has been opened, the movement command from the ATC preparation position B to the ATC position C in the Y axis direction is output consecutively following the movement command from the first return position A1 to the ATC preparation position B in the Y axis direction. The spindle 7 continues to move toward the ATC position C at maximum speed without starting to decelerate its movement speed toward the ATC preparation position B in the Y axis direction. That is, the spindle 7 continues to move in the Y-axis direction from the first return position A1 to the ATC position C without performing an in-position check at the ATC preparation position B. When the CPU 51 has completed outputting all movement commands distributed in the Y-axis direction (S43: YES), it proceeds to S51.

CPU51は主軸7をATC準備位置BからY軸+方向に移動し、ATC位置Cまで上昇する。ATC位置Cは、工具マガジン31直下のグリップアーム35のポット位置(収納位置)に対応する。よって、主軸7がATC位置Cまで上昇することで、空のポットに対して主軸7に装着した工具91を保持する工具ホルダ90が下から係合する。 The CPU 51 moves the spindle 7 from the ATC preparation position B in the positive direction of the Y axis, and raises it to the ATC position C. The ATC position C corresponds to the pot position (storage position) of the grip arm 35 directly below the tool magazine 31. Therefore, when the spindle 7 rises to the ATC position C, the tool holder 90 holding the tool 91 attached to the spindle 7 engages with the empty pot from below.

CPU51は、ATC原点位置Dの座標値を算出する(S51)。ATC原点位置Dの座標値は、予め規定されているデフォルトの座標値と機器固有のパラメータとから算出される。CPU51は、ATC位置Cの座標値とATC原点位置Dの座標値とに基づいて、主軸7をATC位置CからATC原点位置Dへ移動させるための移動指令を算出する(S52)。ATC位置Cに対してATC原点位置DはZ軸+方向にある。CPU51は、加減速を考慮した上での主軸7の移動距離が、ATC位置CとATC原点位置Dとの間の距離と一致するように、Z軸方向への移動指令を分配して生成する。 The CPU 51 calculates the coordinate values of the ATC origin position D (S51). The coordinate values of the ATC origin position D are calculated from predefined default coordinate values and device-specific parameters. Based on the coordinate values of the ATC position C and the coordinate values of the ATC origin position D, the CPU 51 calculates a movement command for moving the spindle 7 from the ATC position C to the ATC origin position D (S52). The ATC origin position D is in the positive direction of the Z axis relative to the ATC position C. The CPU 51 distributes and generates a movement command in the Z axis direction so that the movement distance of the spindle 7, taking acceleration and deceleration into account, matches the distance between the ATC position C and the ATC origin position D.

CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S53:NO)、S54~S56の処理を実行する。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7がY軸方向においてATC位置Cに到達していないと判断した場合には(S54:NO)、処理をS53に戻す。主軸7がY軸方向においてATC位置Cに到達していれば(S54:YES)、CPU51は、分配したZ軸方向に対する移動指令を、サンプリング周期毎に出力する(S56)。CPU51は、Z軸方向において分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S53:YES)、処理をS57に進める。工具91を保持する工具ホルダ90は、グリップアーム35に把持されているので、主軸7がZ+方向に移動することで主軸7から引き抜かれる。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7がZ軸方向においてATC原点位置Dに到達するのを待機し(S57:NO)、到達すれば(S57:YES)、往路実行処理を終了する。 The CPU 51 executes the processes of S54 to S56 until it has completed outputting all distributed movement commands (S53: NO). If the CPU 51 determines, based on feedback control, that the spindle 7 has not reached ATC position C in the Y-axis direction (S54: NO), it returns the process to S53. If the spindle 7 has reached ATC position C in the Y-axis direction (S54: YES), the CPU 51 outputs distributed movement commands in the Z-axis direction for each sampling period (S56). When the CPU 51 has completed outputting all distributed movement commands in the Z-axis direction (S53: YES), it proceeds to S57. The tool holder 90 holding the tool 91 is gripped by the grip arm 35, and is therefore withdrawn from the spindle 7 as the spindle 7 moves in the Z+ direction. Based on feedback control, the CPU 51 waits for the spindle 7 to reach the ATC origin position D in the Z-axis direction (S57: NO), and if it does reach it (S57: YES), ends the forward path execution process.

図8のフローに戻り、CPU51は、次に装着する次工具92を準備する処理を行う(S17)。工作機械1は工具マガジン31を回転し、次工具92を保持するグリップアーム35を工具マガジン31直下に位置決めする。次いで、CPU51は、復路実行処理を実行する(S18)。 Returning to the flow of Figure 8, the CPU 51 performs processing to prepare the next tool 92 to be loaded (S17). The machine tool 1 rotates the tool magazine 31 and positions the grip arm 35 holding the next tool 92 directly below the tool magazine 31. Next, the CPU 51 executes the return pass execution processing (S18).

図11、図12を参照し、復路実行処理について説明する。復路実行処理が実施される時、主軸7は、ATC原点位置Dに位置する。図11に示すように、CPU51は、ATC位置Cの座標値を算出する(S61)。CPU51は算出した座標値に基づいて、主軸7をATC原点位置DからATC位置Cへ移動させるための移動指令を算出する(S62)。ATC原点位置Dに対してATC位置CはZ軸-方向にあり、CPU51は、Z軸方向への移動指令を分配して生成する。CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S63:NO)、サンプリング周期毎にZ軸方向において分配した移動指令を出力する(S64)。CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S63:YES)、フィードバック制御に基づき、主軸7がZ軸方向においてATC位置Cに到達するのを待機する(S66:NO)。 The return path execution process will be described with reference to Figures 11 and 12. When the return path execution process is performed, the spindle 7 is located at ATC origin position D. As shown in Figure 11, the CPU 51 calculates the coordinate values of ATC position C (S61). Based on the calculated coordinate values, the CPU 51 calculates a movement command for moving the spindle 7 from ATC origin position D to ATC position C (S62). ATC position C is located in the negative direction of the Z axis relative to ATC origin position D, and the CPU 51 distributes and generates movement commands in the Z axis direction. The CPU 51 outputs distributed movement commands in the Z axis direction at each sampling period (S64) until it has completed output of all distributed movement commands (S63: YES). When the CPU 51 has completed output of all distributed movement commands (S63: YES), it waits for the spindle 7 to reach ATC position C in the Z axis direction based on feedback control (S66: NO).

主軸7がZ軸方向においてATC位置Cに到達すると(S66:YES)、CPU51は、ATC準備位置Bの座標値を算出する(S67)。CPU51は算出した座標値に基づいて、主軸7をATC位置CからATC準備位置Bへ移動させるための移動指令を算出する(S68)。ATC位置Cに対してATC準備位置BはY軸-方向にあり、CPU51は、Y軸方向への移動指令を分配して生成する。CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S69:NO)、サンプリング周期毎にY軸方向において分配した移動指令を出力する(S71)。CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S69:YES)、処理をS81に進める。主軸7はY軸-方向においてATC準備位置Bへの移動中であり、移動指令の分配が完了したため、移動速度の減速が開始される直前の状態である。 When the spindle 7 reaches ATC position C in the Z-axis direction (S66: YES), the CPU 51 calculates the coordinate value of ATC preparation position B (S67). Based on the calculated coordinate value, the CPU 51 calculates a movement command for moving the spindle 7 from ATC position C to ATC preparation position B (S68). ATC preparation position B is located in the negative Y-axis direction relative to ATC position C, and the CPU 51 distributes and generates movement commands in the Y-axis direction. The CPU 51 outputs the distributed movement commands in the Y-axis direction every sampling period (S71) until it has completed outputting all distributed movement commands (S69: NO). When the CPU 51 has completed outputting all distributed movement commands (S69: YES), the process proceeds to S81. The spindle 7 is moving in the negative Y-axis direction to ATC preparation position B, and because distribution of the movement commands has been completed, it is about to start decelerating its movement speed.

図12に示すように、CPU51は制御指令に含まれる第二復帰位置A2のZ軸の座標値と、加工開始位置Q2の座標値と、工具長オフセット値とに基づき、第二復帰位置A2の座標値を算出する(S81)。CPU51は算出した座標値に基づいて、主軸7をATC準備位置Bから第二復帰位置A2へ移動させるための移動指令を算出する(S82)。CPU51は、加減速を考慮した上での主軸7の移動距離が、ATC準備位置Bと第二復帰位置A2との間の距離と一致するように、X軸,Z軸,Y軸方向の各方向への移動指令を夫々分配して生成する。 As shown in FIG. 12, the CPU 51 calculates the coordinate value of the second return position A2 based on the Z-axis coordinate value of the second return position A2, the coordinate value of the machining start position Q2, and the tool length offset value included in the control command (S81). Based on the calculated coordinate values, the CPU 51 calculates a movement command for moving the spindle 7 from the ATC preparation position B to the second return position A2 (S82). The CPU 51 distributes and generates movement commands in the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions so that the movement distance of the spindle 7, taking acceleration and deceleration into account, matches the distance between the ATC preparation position B and the second return position A2.

CPU51は、X軸,Z軸,Y軸の各方向において分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S83:NO)、S84~S88の処理を実行する。CPU51は、分配したY軸方向に対する移動指令を、サンプリング周期毎に出力する(S84)。これにより、Y軸方向におけるATC準備位置Bから第二復帰位置A2への移動指令は、分配が完了したY軸方向におけるATC位置CからATC準備位置Bへの移動指令に続いて連続して出力される。主軸7は、Y軸方向においてATC準備位置Bへ向けた移動速度の減速を開始することなく、最大速度を維持し、第二復帰位置A2へ向けた移動を継続する。すなわち主軸7は、Z軸方向において、ATC準備位置Bにおいてインポジションチェックを行うことなく、ATC位置Cから第二復帰位置A2への移動を継続して行う。 The CPU 51 executes steps S84 through S88 until it has completed outputting all distributed movement commands in the X-, Z-, and Y-axis directions (S83: NO). The CPU 51 outputs the distributed movement commands for the Y-axis direction at each sampling period (S84). As a result, the movement command from ATC preparation position B to second return position A2 in the Y-axis direction is output consecutively following the movement command from ATC position C to ATC preparation position B in the Y-axis direction for which distribution has been completed. The spindle 7 maintains maximum speed and continues movement toward second return position A2 in the Y-axis direction without starting to decelerate the movement speed toward ATC preparation position B. In other words, the spindle 7 continues movement from ATC position C to second return position A2 in the Z-axis direction without performing an in-position check at ATC preparation position B.

Y軸方向に対する移動指令の出力は、主軸7がY軸方向においてATC準備位置Bを通過する前に開始される(S86:NO)。フィードバック制御に基づき、主軸7がY軸方向においてATC準備位置Bを通過した場合(S86:YES)、CPU51は、シャッター103の閉鎖を指示する指令を出力する。なお、当該指令は初回実行時のみ出力される。シャッターモータ34は駆動し、シャッター103の閉鎖を開始する(S87)。CPU51は、分配したX軸及びZ軸方向に対する移動指令を、サンプリング周期毎に出力する(S88)。CPU51は、X軸,Z軸,Y軸の各方向において分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S83:YES)、処理をS92に進める。主軸7は第二復帰位置A2への移動中であり、特にZ軸方向について、移動指令の分配が完了したため、移動速度の減速が開始される直前の状態である。 The output of the movement command in the Y-axis direction begins before the spindle 7 passes the ATC preparation position B in the Y-axis direction (S86: NO). Based on feedback control, when the spindle 7 passes the ATC preparation position B in the Y-axis direction (S86: YES), the CPU 51 outputs a command to close the shutter 103. Note that this command is output only the first time it is executed. The shutter motor 34 is driven, and the shutter 103 begins to close (S87). The CPU 51 outputs the distributed movement commands in the X-axis and Z-axis directions for each sampling period (S88). When the CPU 51 has completed output of all distributed movement commands in the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions (S83: YES), the process proceeds to S92. The spindle 7 is moving to the second return position A2, and since distribution of the movement command has been completed, particularly in the Z-axis direction, the movement speed is about to begin slowing down.

CPU51は、加工開始位置Q2の座標値を算出する(S92)。加工開始位置Q2の座標値は、制御指令に含まれる。CPU51は座標値に基づいて、主軸7を第二復帰位置A2から加工開始位置Q2へ移動させるための移動指令を算出する(S93)。第二復帰位置A2に対して加工開始位置Q2はZ軸-方向にある。CPU51は、加減速を考慮した上での主軸7の移動距離が、第二復帰位置A2と加工開始位置Q2との間の距離と一致するように、Z軸方向への移動指令を分配して生成する。 The CPU 51 calculates the coordinate values of the machining start position Q2 (S92). The coordinate values of the machining start position Q2 are included in the control command. Based on the coordinate values, the CPU 51 calculates a movement command to move the spindle 7 from the second return position A2 to the machining start position Q2 (S93). The machining start position Q2 is in the negative direction of the Z axis relative to the second return position A2. The CPU 51 distributes and generates movement commands in the Z axis direction so that the movement distance of the spindle 7, taking acceleration and deceleration into account, matches the distance between the second return position A2 and the machining start position Q2.

CPU51は、分配したすべての移動指令の出力を完了するまでは(S94:NO)、S96~S98の処理を実行する。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7がX軸方向において第二復帰位置A2に到達していないと判断した場合には(S96:NO)、処理をS94に戻す。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7がY軸方向において第二復帰位置A2に到達していないと判断した場合には(S97:NO)、処理をS94に戻す。 The CPU 51 executes the processes of S96 to S98 until it has completed outputting all distributed movement commands (S94: NO). If the CPU 51 determines, based on feedback control, that the spindle 7 has not reached the second return position A2 in the X-axis direction (S96: NO), it returns the process to S94. If the CPU 51 determines, based on feedback control, that the spindle 7 has not reached the second return position A2 in the Y-axis direction (S97: NO), it returns the process to S94.

主軸7がX軸及びY軸方向において第二復帰位置A2に到達している場合(S96:YES、S97:YES)、CPU51は、分配したZ軸方向に対する移動指令を、サンプリング周期毎に出力する(S98)。ここで、主軸7がZ軸方向において第二復帰位置A2に到達する前に、X軸及びY軸方向において第二復帰位置A2に到達していれば、Z軸方向における第二復帰位置A2から加工開始位置Q2への移動指令は、Z軸方向におけるATC準備位置Bから第二復帰位置A2への移動指令に続いて連続して出力される。主軸7は、Z軸方向において第二復帰位置A2へ向けた移動速度の減速を開始することなく、最大速度を維持し、加工開始位置Q2へ向けた移動を継続する。すなわち主軸7は、Z軸方向において、第二復帰位置A2においてインポジションチェックを行うことなく、ATC準備位置Bから加工開始位置Q2への移動を継続して行う。CPU51は、Z軸方向において分配したすべての移動指令の出力を完了すると(S94:YES)、処理をS99に進める。CPU51は、フィードバック制御に基づき、主軸7がZ軸方向において加工開始位置Q2に到達するのを待機し(S99:NO)、到達すれば(S99:YES)、復路実行処理を終了する。 If the spindle 7 has reached the second return position A2 in both the X and Y axes (S96: YES, S97: YES), the CPU 51 outputs the distributed movement command for the Z axis direction at each sampling period (S98). If the spindle 7 reaches the second return position A2 in both the X and Y axes before reaching the second return position A2 in the Z axis direction, the movement command from the second return position A2 in the Z axis direction to the machining start position Q2 is output consecutively following the movement command from the ATC preparation position B to the second return position A2 in the Z axis direction. The spindle 7 maintains maximum speed and continues moving toward the machining start position Q2 without starting to decelerate its movement speed toward the second return position A2 in the Z axis direction. That is, the spindle 7 continues moving from the ATC preparation position B to the machining start position Q2 in the Z axis direction without performing an in-position check at the second return position A2. When the CPU 51 has completed outputting all of the movement commands distributed in the Z-axis direction (S94: YES), it proceeds to S99. Based on feedback control, the CPU 51 waits for the spindle 7 to reach the machining start position Q2 in the Z-axis direction (S99: NO), and when it has reached the position (S99: YES), it ends the return path execution process.

図8のフローに戻り、CPU51はG100の一連の工具交換動作が終了したので、次ブロックに移動し(S19)、その次ブロックについて解釈する(S12)。解釈した次ブロックがM30であった場合(S13:YES)、CPU51は本処理を終了する。 Returning to the flow in Figure 8, the CPU 51 has completed the series of tool change operations for G100, so it moves on to the next block (S19) and interprets that next block (S12). If the interpreted next block is M30 (S13: YES), the CPU 51 terminates this processing.

以上説明したように、主軸7のY軸+方向への移動において、ATC準備位置Bに向けた移動指令が出力されると、主軸7は、第一復帰位置A1からATC準備位置Bへ向けての移動速度を0から加速し始め、移動指令の分配が完了すると、通常は、ATC準備位置Bにて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。ATC位置Cへ向けた移動指令は、ATC準備位置Bへ向けた移動指令の分配が完了したとき、主軸7がX軸方向においてATC準備位置Bに到達していれば、直ちに行われる。即ち、ATC準備位置Bに向けたY軸方向の移動指令と、ATC位置Cに向けたY軸方向の移動指令が、主軸7がX軸方向においてATC準備位置Bに到達していさえすれば、連続して出力される。故に主軸7は、Y軸方向においてATC準備位置Bへ向けての移動速度の減速を行わず、次のATC位置Cへ向けて移動を継続する。例えば、ATC準備位置Bへ向けた移動指令の分配が完了し、主軸7がATC準備位置Bに到達したことをインポジションチェックによって確認してからATC位置Cへ向けた移動指令が出力される場合と比べ、主軸7は、Y軸方向において、第一復帰位置A1からATC位置Cへ、より早く移動することができる。故に数値制御装置50は、工具交換時間を短縮することができる。 As explained above, when a movement command toward ATC preparation position B is output for movement of the spindle 7 in the + direction of the Y axis, the spindle 7 begins to accelerate its movement speed from 0 from the first return position A1 toward ATC preparation position B. Once distribution of the movement command is complete, the spindle 7 typically begins to decelerate its movement speed so as to stop movement at ATC preparation position B. A movement command toward ATC position C is immediately issued if the spindle 7 has reached ATC preparation position B in the X axis direction when distribution of the movement command toward ATC preparation position B is complete. In other words, a movement command in the Y axis direction toward ATC preparation position B and a movement command in the Y axis direction toward ATC position C are output consecutively as long as the spindle 7 has reached ATC preparation position B in the X axis direction. Therefore, the spindle 7 continues to move toward the next ATC position C without decelerating its movement speed in the Y axis direction toward ATC preparation position B. For example, compared to when distribution of a movement command toward ATC preparation position B is completed and an in-position check confirms that the spindle 7 has reached ATC preparation position B before outputting a movement command toward ATC position C, the spindle 7 can move more quickly in the Y-axis direction from first return position A1 to ATC position C. Therefore, the numerical control device 50 can shorten the tool change time.

主軸7のZ軸+方向への移動において、第一復帰位置A1へ向けた移動指令が出力されると、主軸7は、加工終了位置Q1から第一復帰位置A1へ向けての移動速度を0から加速し始め、移動指令の出力が完了すると、通常は、第一復帰位置A1にて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。Z軸方向におけるATC準備位置Bへ向けた移動指令の出力は、第一復帰位置A1へ向けた移動指令の出力が完了し次第、行われる。即ち、Z軸方向における第一復帰位置A1へ向けた移動指令と、ATC準備位置Bへ向けた移動指令が連続して出力される。故に主軸7は、第一復帰位置A1へ向けての移動速度の減速を行わず、次のATC準備位置Bへ向けて移動を継続する。例えば、第一復帰位置A1へ向けた移動指令の出力が完了し、主軸7が第一復帰位置A1に到達したことをインポジションチェックによって確認してからATC準備位置Bへ向けた移動指令が出力される場合と比べ、主軸7は、Z軸方向において、加工終了位置Q1からATC準備位置Bへ、より早く移動することができる。故に数値制御装置50は、工具交換時間を短縮することができる。 When a movement command toward first return position A1 is output for movement of the spindle 7 in the +Z direction, the spindle 7 begins accelerating its movement speed from 0 from the machining end position Q1 toward first return position A1. Once the output of the movement command is complete, the spindle 7 typically begins decelerating its movement speed so as to stop movement at first return position A1. The movement command toward ATC preparation position B in the Z direction is output immediately after the output of the movement command toward first return position A1 is completed. In other words, the movement command toward first return position A1 in the Z direction and the movement command toward ATC preparation position B are output consecutively. Therefore, the spindle 7 continues moving toward the next ATC preparation position B without decelerating its movement speed toward first return position A1. For example, compared to when outputting a movement command toward the first return position A1 is completed, and an in-position check is performed to confirm that the spindle 7 has reached first return position A1 before outputting a movement command toward the ATC preparation position B, the spindle 7 can move more quickly in the Z-axis direction from the machining end position Q1 to the ATC preparation position B. Therefore, the numerical control device 50 can shorten the tool change time.

主軸7のY軸+方向への移動において、ATC準備位置Bへ向けた移動指令の出力が完了しても、主軸7がZ軸方向においてATC準備位置Bに到達しないうちは、ATC位置Cへ向けた移動指令の出力がなされることがない。故に主軸7はATC位置Cへ確実に移動することができる。 When moving the spindle 7 in the + direction of the Y axis, even if the output of a movement command toward ATC preparation position B is completed, a movement command toward ATC position C will not be output until the spindle 7 reaches ATC preparation position B in the Z axis direction. Therefore, the spindle 7 can reliably move to ATC position C.

主軸7のY軸-方向への移動において、ATC準備位置Bへ向けた移動指令が出力されると、主軸7は、ATC位置CからATC準備位置Bへ向けての移動速度を0から加速し始め、指示の出力が完了すると、通常は、ATC準備位置Bにて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。第二復帰位置A2へ向けた移動指令の出力は、ATC準備位置Bへ向けた移動指令の出力が完了し次第、行われる。即ち、ATC準備位置Bへ向けた移動指令と、第二復帰位置A2へ向けた移動指令が連続して出力される。故に主軸7は、ATC準備位置Bへ向けての移動速度の減速を行わず、次の第二復帰位置A2へ向けて移動を継続する。例えば、ATC準備位置Bへ向けた移動指令の出力が完了し、主軸7がATC準備位置Bに到達したことをインポジションチェックによって確認してから第二復帰位置A2へ向けた移動指令が出力される場合と比べ、主軸7は、Y軸方向において、ATC位置Cから第二復帰位置A2へ、より早く移動することができる。故に数値制御装置50は、工具交換時間を短縮することができる。 When a movement command toward ATC preparation position B is output for movement of the spindle 7 in the negative Y-axis direction, the spindle 7 begins to accelerate its movement speed from 0 from ATC position C toward ATC preparation position B, and once the command output is complete, it typically begins to decelerate its movement speed so as to stop movement at ATC preparation position B. The movement command toward second return position A2 is output as soon as the output of the movement command toward ATC preparation position B is complete. In other words, the movement command toward ATC preparation position B and the movement command toward second return position A2 are output consecutively. Therefore, the spindle 7 does not decelerate its movement speed toward ATC preparation position B, and continues moving toward the next second return position A2. For example, compared to when outputting a movement command toward the ATC preparation position B is completed, and an in-position check is performed to confirm that the spindle 7 has reached the ATC preparation position B before outputting a movement command toward the second return position A2, the spindle 7 can move from the ATC position C to the second return position A2 in the Y-axis direction more quickly. Therefore, the numerical control device 50 can shorten the tool change time.

主軸7のZ軸-方向への移動において、第二復帰位置A2へ向けた移動指令が出力されると、主軸7は、ATC準備位置Bから第二復帰位置A2へ向けての移動速度を0から加速し始め、指示の出力が完了すると、通常は、第二復帰位置A2にて移動を停止するように、移動速度の減速をし始める。加工開始位置Q2へ向けた移動指令の出力は、第二復帰位置A2へ向けた移動指令の出力が完了したとき、主軸7がX軸,Y軸方向において第二復帰位置A2に到達していれば、直ちに行われる。即ち、第二復帰位置A2へ向けた移動指令と、加工開始位置Q2へ向けた移動指令が、主軸7がX軸,Y軸方向において第二復帰位置A2に到達していさえすれば、連続して出力される。故に主軸7は、第二復帰位置A2へ向けての移動速度の減速を行わず、次の加工開始位置Q2へ向けて移動を継続する。例えば、第二復帰位置A2へ向けた移動指令の出力が完了し、主軸7が第二復帰位置A2に到達したことをインポジションチェックによって確認してから加工開始位置Q2へ向けた移動指令が出力される場合と比べ、主軸7は、Z軸方向において、ATC準備位置Bから加工開始位置Q2へ、より早く移動することができる。故に数値制御装置50は、工具交換時間を短縮することができる。 When a movement command toward the second return position A2 is output for the spindle 7 moving in the negative Z-axis direction, the spindle 7 begins accelerating its movement speed from 0 as it moves from the ATC preparation position B toward the second return position A2. Once the command output is complete, the spindle 7 typically begins decelerating its movement speed so as to stop moving at the second return position A2. The movement command toward the machining start position Q2 is output immediately if the spindle 7 has reached the second return position A2 in the X- and Y-axis directions when the movement command toward the second return position A2 is complete. In other words, the movement command toward the second return position A2 and the movement command toward the machining start position Q2 are output consecutively as long as the spindle 7 has reached the second return position A2 in the X- and Y-axis directions. Therefore, the spindle 7 continues moving toward the next machining start position Q2 without decelerating its movement speed toward the second return position A2. For example, compared to when outputting a movement command toward the second return position A2 is completed, and an in-position check is performed to confirm that the spindle 7 has reached the second return position A2 before outputting a movement command toward the machining start position Q2, the spindle 7 can move from the ATC preparation position B to the machining start position Q2 in the Z-axis direction more quickly. Therefore, the numerical control device 50 can shorten the tool change time.

数値制御装置50は、Y軸+方向におけるATC位置Cへ向けた移動指令の出力前に、マガジンカバー10のシャッター103が開放状態にあることを確認することができる。故に主軸7はATC位置Cへ確実に移動することができる。 The numerical control device 50 can confirm that the shutter 103 of the magazine cover 10 is in the open state before outputting a movement command toward ATC position C in the +Y axis direction. Therefore, the spindle 7 can reliably move to ATC position C.

数値制御装置50は、Y軸+方向におけるATC位置Cへ向けた移動指令の出力前に、主軸7の回転位置がオリエント位置にあることを確認することができる。故に主軸7はATC位置Cへ移動し、装着工具を確実に把持腕に把持させることができる。 The numerical control device 50 can confirm that the rotational position of the spindle 7 is at the orient position before outputting a movement command toward ATC position C in the positive Y-axis direction. Therefore, the spindle 7 moves to ATC position C, ensuring that the attached tool can be securely gripped by the gripping arm.

上記説明において、工具マガジン31は、本発明の「マガジン」の一例である。工具91は、本発明の「装着工具」の一例である。加工終了位置Q1は、本発明の「終了位置」の一例である。Z軸方向は、本発明の「軸方向」の一例である。グリップアーム35は、本発明の「収納部」の一例である。ATC位置Cは、本発明の「収納位置」の一例である。ATC準備位置Bは、本発明の「準備位置」の一例である。ATC原点位置Dは、本発明の「抜き位置」の一例である。往路実行処理を実行するCPU51は、本発明の「収納制御部」の一例である。Y軸方向は、本発明の「第一直交方向」の一例である。X軸方向は、本発明の「第二直交方向」の一例である。エンコーダ11B,12B,13Bの夫々の検出信号に基づくフィードバック制御において、X軸モータ11A、Z軸モータ12A、Y軸モータ13Aの各々の駆動軸の回転位置に応じたX軸方向、Z軸方向、Y軸方向における主軸7の位置を数値制御装置50に出力する駆動回路62,63,64は、本発明の「位置検出部」の一例である。S32の処理を実行するCPU51は、本発明の「第一指示部」の一例である。S34の処理を実行するCPU51は、本発明の「第二指示部」の一例である。S49の処理を実行するCPU51は、本発明の「第三指示部」の一例である。S46の処理を実行するCPU51は、本発明の「第一判断部」の一例である。 In the above description, the tool magazine 31 is an example of a "magazine" in the present invention. The tool 91 is an example of an "attached tool" in the present invention. The machining end position Q1 is an example of an "end position" in the present invention. The Z-axis direction is an example of an "axial direction" in the present invention. The grip arm 35 is an example of a "storage section" in the present invention. The ATC position C is an example of a "storage position" in the present invention. The ATC preparation position B is an example of a "preparation position" in the present invention. The ATC origin position D is an example of a "punching position" in the present invention. The CPU 51 that executes the forward path execution process is an example of a "storage control section" in the present invention. The Y-axis direction is an example of a "first orthogonal direction" in the present invention. The X-axis direction is an example of a "second orthogonal direction" in the present invention. In feedback control based on the detection signals of encoders 11B, 12B, and 13B, drive circuits 62, 63, and 64 output to numerical control device 50 the position of spindle 7 in the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions corresponding to the rotational positions of the drive axes of X-axis motor 11A, Z-axis motor 12A, and Y-axis motor 13A. These drive circuits are an example of a "position detection unit" of the present invention. CPU 51 that executes the process of S32 is an example of a "first instruction unit" of the present invention. CPU 51 that executes the process of S34 is an example of a "second instruction unit" of the present invention. CPU 51 that executes the process of S49 is an example of a "third instruction unit" of the present invention. CPU 51 that executes the process of S46 is an example of a "first determination unit" of the present invention.

S27の処理を実行するCPU51は、本発明の「第四指示部」の一例である。S33の処理を実行するCPU51は、本発明の「第二判断部」の一例である。S44の処理を実行するCPU51は、本発明の「第三判断部」の一例である。次工具92は、本発明の「未装着工具」の一例である。加工開始位置Q2は、本発明の「開始位置」の一例である。復路実行処理を実行するCPU51は、本発明の「装着制御部」に相当する。S71の処理を実行するCPU51は、本発明の「第五指示部」の一例である。S84の処理を実行するCPU51は、本発明の「第六指示部」の一例である。S88の処理を実行するCPU51は、本発明の「第七指示部」の一例である。S86の処理を実行するCPU51は、本発明の「第四判断部」の一例である。S98の処理を実行するCPU51は、本発明の「第八指示部」の一例である。S96,S97の処理を実行するCPU51は、本発明の「第五判断部」の一例である。マガジンカバー10は、本発明の「カバー」の一例である。シャッターモータ34は、本発明の「開閉駆動部」の一例である。エンコーダ34Aの検出信号に基づくフィードバック制御において、シャッターモータ34の駆動軸の回転位置に応じたシャッター103の開閉状態を数値制御装置50に出力する駆動回路66は、本発明の「開閉検出部」の一例である。S24の処理を実行するCPU51は、「第九指示部」の一例である。S47の処理を実行するCPU51は、「第六判断部」の一例である。エンコーダ26Aの検出信号に基づくフィードバック制御において、主軸モータ26の駆動軸の回転位置に応じた主軸7の回転角度を数値制御装置50に出力する駆動回路61は、本発明の「回転検出部」の一例である。S26の処理を実行するCPU51は、「第十指示部」の一例である。S48の処理を実行するCPU51は、「第七判断部」の一例である。 The CPU 51 that executes the process of S27 is an example of the "fourth instruction unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the process of S33 is an example of the "second judgment unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the process of S44 is an example of the "third judgment unit" of the present invention. The next tool 92 is an example of the "unmounted tool" of the present invention. The machining start position Q2 is an example of the "start position" of the present invention. The CPU 51 that executes the return path execution process corresponds to the "mounting control unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the process of S71 is an example of the "fifth instruction unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the process of S84 is an example of the "sixth instruction unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the process of S88 is an example of the "seventh instruction unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the process of S86 is an example of the "fourth judgment unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the process of S98 is an example of the "eighth instruction unit" of the present invention. The CPU 51 that executes the processes of S96 and S97 is an example of the "fifth judgment unit" of the present invention. The magazine cover 10 is an example of a "cover" in the present invention. The shutter motor 34 is an example of an "open/close drive unit" in the present invention. In feedback control based on the detection signal of the encoder 34A, the drive circuit 66 outputs the open/close state of the shutter 103 corresponding to the rotational position of the drive shaft of the shutter motor 34 to the numerical control device 50. This is an example of an "open/close detection unit" in the present invention. The CPU 51 that executes the process of S24 is an example of a "ninth instruction unit." The CPU 51 that executes the process of S47 is an example of a "sixth determination unit." In feedback control based on the detection signal of the encoder 26A, the drive circuit 61 that outputs the rotation angle of the main shaft 7 corresponding to the rotational position of the drive shaft of the main shaft motor 26 to the numerical control device 50 is an example of a "rotation detection unit" in the present invention. The CPU 51 that executes the process of S26 is an example of a "tenth instruction unit." The CPU 51 that executes the process of S48 is an example of a "seventh determination unit."

本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更を加えることができる。工作機械1は横形の工作機械であるが、主軸の軸方向が上下方向である縦形の工作機械であってもよい。工作機械1は、コラム5をX軸方向、主軸7をZ軸方向、主軸7をY軸方向に移動することで、ワークWと工具91を相対的にX軸、Y軸、Z軸に移動するが、これ以外の構造であってもよく、例えば、コラム5をX軸方向とZ軸方向の2軸方向に移動し、主軸7をY軸方向に移動するようにしてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment and various modifications can be made. The machine tool 1 is a horizontal machine tool, but it may also be a vertical machine tool in which the axial direction of the spindle is vertical. The machine tool 1 moves the column 5 in the X-axis direction, the spindle 7 in the Z-axis direction, and the spindle 7 in the Y-axis direction, thereby moving the workpiece W and tool 91 relatively in the X-axis, Y-axis, and Z-axis, but other structures are also possible. For example, the column 5 may be moved in two axes, the X-axis and the Z-axis, and the spindle 7 may be moved in the Y-axis direction.

第一復帰位置A1及び第二復帰位置A2のZ軸の座標値は、工具交換指令に含めず、ユーザが設定可能なパラメータによって指定してもよい。第一復帰位置A1、第二復帰位置A2への主軸7の位置決めにおいて、CPU51は工具長オフセットをかけずに動作してもよい。工作機械1は、マガジンカバー10のシャッター103をシャッターモータ34の駆動によって開閉したが、図示しないエアシリンダの駆動によって開閉してもよい。この場合、数値制御装置50のCPU51は、S47において、シャッター103の開閉状態を開閉センサで検知した結果に基づき、判断処理を行えばよい。 The Z-axis coordinate values of the first return position A1 and the second return position A2 may not be included in the tool change command, but may be specified by user-settable parameters. When positioning the spindle 7 to the first return position A1 and the second return position A2, the CPU 51 may operate without applying a tool length offset. While the machine tool 1 opens and closes the shutter 103 of the magazine cover 10 by driving the shutter motor 34, it may also be opened and closed by driving an air cylinder (not shown). In this case, the CPU 51 of the numerical control device 50 may perform determination processing in S47 based on the results of detection of the open/closed state of the shutter 103 by an open/close sensor.

CPU51は、S27でZ軸方向における加工開始位置Q2から第一復帰位置A1への移動指令を出力する場合に、S24でシャッター103の開放を指示する指令を出力したが、このタイミングに限らない。例えば、S32でZ軸方向における第一復帰位置A1からATC準備位置Bへの移動指令を出力する場合に、CPU51は、シャッター103の開放を指示する指令を出力してもよい。あるいは、S34でX軸方向及びY軸方向における第一復帰位置A1からATC準備位置Bへの移動指令を出力する場合に、CPU51は、シャッター103の開放を指示する指令を出力してもよい。 When the CPU 51 outputs a command to move from the machining start position Q2 in the Z-axis direction to the first return position A1 in S27, it outputs a command to open the shutter 103 in S24, but this timing is not limited. For example, when the CPU 51 outputs a command to move from the first return position A1 in the Z-axis direction to the ATC preparation position B in S32, it may output a command to open the shutter 103. Alternatively, when the CPU 51 outputs a command to move from the first return position A1 in the X-axis and Y-axis directions to the ATC preparation position B in S34, it may output a command to open the shutter 103.

CPU51は、S27でZ軸方向における加工開始位置Q2から第一復帰位置A1への移動指令を出力する場合に、S26で主軸7のオリエントを開始する指令を出力したが、このタイミングに限らない。例えば、S32でZ軸方向における第一復帰位置A1からATC準備位置Bへの移動指令を出力する場合に、CPU51は、主軸7のオリエントを開始する指令を出力してもよい。あるいは、S34でX軸方向及びY軸方向における第一復帰位置A1からATC準備位置Bへの移動指令を出力する場合に、CPU51は、主軸7のオリエントを開始する指令を出力してもよい。 When the CPU 51 outputs a command to move from the machining start position Q2 in the Z-axis direction to the first return position A1 in S27, it outputs a command to start orienting the spindle 7 in S26, but this timing is not limited to this. For example, the CPU 51 may output a command to start orienting the spindle 7 when it outputs a command to move from the first return position A1 in the Z-axis direction to the ATC preparation position B in S32. Alternatively, the CPU 51 may output a command to start orienting the spindle 7 when it outputs a command to move from the first return position A1 in the X-axis and Y-axis directions to the ATC preparation position B in S34.

1 工作機械
7 主軸
10 マガジンカバー
11B,12B,13B,26A,34A エンコーダ
30 ATC装置
31 工具マガジン
34 シャッターモータ
35 グリップアーム
50 数値制御装置
51 CPU
91 工具
92 次工具
102 開口部
103 シャッター
A1 第一復帰位置
A2 第二復帰位置
B ATC準備位置
C ATC位置
D ATC原点位置
Q1 加工終了位置
Q2 加工開始位置
W ワーク
1 Machine tool 7 Spindle 10 Magazine cover 11B, 12B, 13B, 26A, 34A Encoder 30 ATC device 31 Tool magazine 34 Shutter motor 35 Grip arm 50 Numerical control device 51 CPU
91 Tool 92 Next tool 102 Opening 103 Shutter A1 First return position A2 Second return position B ATC preparation position C ATC position D ATC origin position Q1 Machining end position Q2 Machining start position W Workpiece

Claims (11)

工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御する数値制御装置において、
前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、
前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、
前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、
及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置
の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、
前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御部を備え、
前記工作機械は、少なくとも、
前記軸方向における前記主軸の位置と、
前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置と
を検出する位置検出部を備えており、
前記収納制御部は、
前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示部と、
前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示部と、
前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示部と、
前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断部と
を備え、
前記第二指示部による指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする数値制御装置。
A numerical control device for controlling a machine tool having a spindle on which a tool is attached, a magazine having a plurality of storage sections for storing the tools, and a table on which a workpiece is fixed,
From the end position which is the position of the spindle when the processing of the workpiece is completed,
a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle, and in which the tool attached to the spindle does not collide with the workpiece;
a storage position in which the attached tool is stored in the storage section of the magazine;
and a preparation position which is between the first return position and the storage position and is a position away from the storage position in a first orthogonal direction which is orthogonal to the axial direction, after the spindle passes through the first return position, the preparation position, and the storage position in this order,
a storage control unit that moves the spindle to a removal position that is located in a direction away from the magazine along the axial direction relative to the storage position and in which the attached tool remains in the storage section and is removed from the spindle;
The machine tool includes at least
a position of the main shaft in the axial direction;
a position detection unit that detects a position of the main shaft in a second orthogonal direction that is orthogonal to the axial direction and orthogonal to the first orthogonal direction,
The storage control unit
a first instruction unit that instructs movement of the spindle in the axial direction from the first return position to the preparation position;
a second instruction unit that instructs movement of the spindle from the first return position to the preparation position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction;
a third instruction unit that instructs movement of the spindle from the preparation position to the storage position in the first orthogonal direction;
a first determination unit that determines whether the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction based on a detection result of the position detection unit,
a third instruction unit that starts outputting instructions as soon as the first determination unit determines that the second instruction unit has completed outputting instructions and that the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction.
前記収納制御部は、
前記軸方向における前記主軸の前記終了位置から前記第一復帰位置への移動を指示する第四指示部と、
前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記軸方向において前記第一復帰位置に到達したか否かを判断する第二判断部と
を備え、
前記第四指示部による指示の出力が完了し次第、前記第一指示部による指示の出力を開始し、
前記主軸が前記軸方向において前記第一復帰位置に到達したと前記第二判断部が判断した場合に、前記第二指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
The storage control unit
a fourth instruction unit that instructs movement of the main shaft from the end position to the first return position in the axial direction;
a second determination unit that determines whether the spindle has reached the first return position in the axial direction based on a detection result of the position detection unit,
Upon completion of the output of the instruction by the fourth instruction unit, start output of the instruction by the first instruction unit;
2. The numerical control device according to claim 1, wherein the second determining unit starts outputting an instruction from the second indicating unit when the second determining unit determines that the spindle has reached the first return position in the axial direction.
前記収納制御部は、
前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記軸方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第三判断部
を備え、
前記第二指示部による指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断部が判断し、更に、前記主軸が前記軸方向において前記準備位置に到達したと前記第三判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
The storage control unit
a third determination unit that determines whether the spindle has reached the preparation position in the axial direction based on a detection result of the position detection unit,
2. The numerical control device according to claim 1, wherein the output of an instruction by the third instruction unit is started as soon as the second instruction unit has completed outputting an instruction and the first determination unit has determined that the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction, and the third determination unit has determined that the spindle has reached the preparation position in the axial direction.
前記収納制御部は、
前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記軸方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第三判断部
を備え、
前記第二指示部による指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断部が判断し、更に、前記主軸が前記軸方向において前記準備位置に到達したと前記第三判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。
The storage control unit
a third determination unit that determines whether the spindle has reached the preparation position in the axial direction based on a detection result of the position detection unit,
3. The numerical control device according to claim 2, wherein the output of an instruction by the third instruction unit is started as soon as the output of an instruction by the second instruction unit is completed and the first determination unit determines that the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction, and the third determination unit determines that the spindle has reached the preparation position in the axial direction.
前記マガジンの複数の前記収納部のうち、次の加工に用いる工具である未装着工具を収納する前記収納部が前記収納位置に対応する位置に配置された状態で、
前記抜き位置から、前記収納位置、前記準備位置の順に経由させ、前記未装着工具による前記ワークの加工開始時における前記主軸の位置である開始位置に対して前記軸方向に離れた位置であり、前記未装着工具が前記ワークに衝突しない第二復帰位置に前記主軸を移動させた後、前記開始位置へ移動する装着制御部を更に備え、
前記工作機械の前記位置検出部は更に、前記第一直交方向における前記主軸の位置を検出し、
前記装着制御部は、
前記第一直交方向における前記主軸の前記収納位置から前記準備位置への移動を指示する第五指示部と、
前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記第二復帰位置への移動を指示する第六指示部と、
前記軸方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記第二復帰位置への移動を指示する第七指示部と、
前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第一直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第四判断部と
を備え、
前記第五指示部による指示の出力が完了し次第、前記第六指示部による指示の出力を開始し、
前記主軸が前記第一直交方向において前記準備位置に到達したと前記第四判断部が判断し次第、前記第七指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする請求項3又は4に記載の数値制御装置。
In a state where the storage section for storing an unattached tool that is a tool to be used in the next processing among the plurality of storage sections of the magazine is arranged at a position corresponding to the storage position,
and a mounting control unit that moves the spindle from the extraction position to the storage position and then to the preparation position, and then moves the spindle to a second return position that is a position away from a start position, which is a position of the spindle at the start of machining of the workpiece with the unattached tool, in the axial direction and where the unattached tool does not collide with the workpiece, and then moves the spindle to the start position.
The position detection unit of the machine tool further detects the position of the spindle in the first orthogonal direction,
The mounting control unit
a fifth instruction unit that instructs movement of the spindle from the stored position to the preparation position in the first orthogonal direction;
a sixth instruction unit that instructs movement of the spindle from the preparation position to the second return position in the first orthogonal direction;
a seventh instruction unit that instructs movement of the spindle from the preparation position to the second return position in the axial direction and the second orthogonal direction;
a fourth determination unit that determines whether the spindle has reached the preparation position in the first orthogonal direction based on a detection result of the position detection unit,
immediately after the fifth instruction unit has completed outputting instructions, the sixth instruction unit starts outputting instructions;
5. The numerical control device according to claim 3, wherein the seventh instruction unit starts outputting an instruction as soon as the fourth determination unit determines that the spindle has reached the preparation position in the first orthogonal direction.
前記装着制御部は、
前記軸方向における前記主軸の前記第二復帰位置から前記開始位置への移動を指示する第八指示部と、
前記位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第一直交方向及び前記第二直交方向において前記第二復帰位置に到達したか否かを判断する第五判断部と
を更に備え、
前記第七指示部による指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第一直交方向及び前記第二直交方向において前記第二復帰位置に到達したと前記第五判断部が判断し次第、前記第八指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする請求項5に記載の数値制御装置。
The mounting control unit
an eighth instruction unit that instructs movement of the main spindle from the second return position to the start position in the axial direction;
a fifth determination unit that determines whether the spindle has reached the second return position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction based on a detection result of the position detection unit,
6. The numerical control device according to claim 5, wherein the output of an instruction by the eighth instruction unit is started as soon as the fifth determination unit determines that the output of an instruction by the seventh instruction unit is completed and the spindle has reached the second return position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction.
前記工作機械は、
前記マガジンの周囲を覆うカバーと、
前記カバーに形成し、前記カバー内に位置する前記収納位置と、前記カバー外に位置する前記準備位置との間にあり、前記主軸が通過可能な開口部と、
前記開口部を開閉するシャッターと、
前記シャッターの開閉を行う開閉駆動部と、
前記シャッターの開閉状態を検出する開閉検出部と
を備えており、
前記収納制御部は、
前記開閉駆動部に前記シャッターの開放を指示する第九指示部と、
前記開閉検出部の検出結果に基づいて、前記シャッターが開放状態にあるか否かを判断する第六判断部と
を備え、
前記第一指示部、前記第二指示部又は前記第四指示部のいずれかによる指示の出力が開始される場合に、前記第九指示部による前記シャッターの開放を指示し、
更に、前記シャッターが前記開放状態にあると前記第六判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする請求項4に記載の数値制御装置。
The machine tool comprises:
a cover that covers the periphery of the magazine;
an opening formed in the cover, the opening being between the storage position located inside the cover and the preparation position located outside the cover, through which the main shaft can pass;
a shutter that opens and closes the opening;
an opening/closing drive unit that opens and closes the shutter;
an open/close detection unit that detects the open/close state of the shutter,
The storage control unit
a ninth instruction unit that instructs the opening/closing drive unit to open the shutter;
a sixth determination unit that determines whether the shutter is in an open state based on a detection result of the open/close detection unit,
instructing the ninth instruction unit to open the shutter when output of an instruction by any one of the first instruction unit, the second instruction unit, or the fourth instruction unit is started;
5. The numerical control device according to claim 4, further comprising: a third instruction unit that starts outputting an instruction as soon as the sixth determination unit determines that the shutter is in the open state.
前記工作機械は、前記主軸の回転位置を検出する回転検出部を備えており、
前記収納制御部は、
前記装着工具を前記収納部の収納可能となる前記主軸の回転位置であるオリエント位置へ向けて前記主軸の回転を指示する第十指示部と、
前記回転検出部の検出結果に基づいて、前記主軸の回転位置が前記オリエント位置にあるか否かを判断する第七判断部と
を備え、
前記第一指示部、前記第二指示部又は前記第四指示部のいずれかによる指示の出力が開始される場合に、前記第十指示部による前記オリエント位置へ向けた前記主軸の回転を指示し、
更に、前記主軸の回転位置が前記オリエント位置にあると前記第七判断部が判断し次第、前記第三指示部による指示の出力を開始すること
を特徴とする請求項4に記載の数値制御装置。
the machine tool includes a rotation detection unit that detects a rotation position of the spindle,
The storage control unit
a tenth indicator that indicates rotation of the spindle toward an orient position that is a rotation position of the spindle at which the attached tool can be stored in the storage section; and
a seventh determination unit that determines whether the rotation position of the spindle is at the orient position based on the detection result of the rotation detection unit,
When output of an instruction by any one of the first instruction unit, the second instruction unit, or the fourth instruction unit is started, an instruction is given to rotate the spindle toward the orient position by the tenth instruction unit,
5. The numerical control device according to claim 4, further comprising: a third instruction unit that starts outputting an instruction as soon as the seventh determination unit determines that the rotational position of the spindle is at the orient position.
工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御するため、
前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、
前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、
前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、
及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置
の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、
前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御ステップ
を備えた数値制御装置の制御方法において、
前記収納制御ステップは、
前記工作機械が備え、少なくとも、前記軸方向における前記主軸の位置と、前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置とを検出する位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断ステップと、
前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示ステップと、
前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示ステップと、
前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示ステップと
を備え、
前記第二指示ステップによる指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断ステップが判断し次第、前記第三指示ステップによる指示の出力を開始すること
を特徴とする制御方法。
In order to control a machine tool having a spindle on which a tool is attached, a magazine having a plurality of storage sections for storing the tools, and a table on which a workpiece is fixed,
From the end position which is the position of the spindle when the processing of the workpiece is completed,
a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle, and in which the tool attached to the spindle does not collide with the workpiece;
a storage position in which the attached tool is stored in the storage section of the magazine;
and a preparation position which is between the first return position and the storage position and is a position away from the storage position in a first orthogonal direction which is orthogonal to the axial direction, after the spindle passes through the first return position, the preparation position, and the storage position in this order,
a control method for a numerical control device, comprising: a storage control step of moving the spindle to a removal position where the attached tool remains in the storage section and is removed from the spindle, the removal position being located in a direction away from the magazine along the axial direction with respect to the storage position,
The storage control step includes:
a first determination step of determining whether or not the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction based on detection results of a position detection unit that is provided in the machine tool and that detects at least a position of the spindle in the axial direction and a position of the spindle in a second orthogonal direction that is orthogonal to the axial direction and also orthogonal to the first orthogonal direction;
a first instruction step of instructing movement of the spindle in the axial direction from the first return position to the preparation position;
a second instruction step of instructing movement of the spindle from the first return position to the preparation position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction;
a third instruction step of instructing movement of the spindle from the preparation position to the storage position in the first orthogonal direction,
a control method characterized in that output of an instruction by the third instructing step is started as soon as output of an instruction by the second instructing step is completed and the first judging step judges that the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction.
工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御するため、
前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、
前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、
前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、
及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置
の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、
前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御ステップ
を備えた数値制御装置を機能させるプログラムにおいて、
コンピュータに、
前記収納制御ステップにおいて、
前記工作機械が備え、少なくとも、前記軸方向における前記主軸の位置と、前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置とを検出する位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断ステップと、
前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示ステップと、
前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示ステップと、
前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示ステップと
を実行させ、
前記第二指示ステップによる指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断ステップが判断し次第、前記第三指示ステップによる指示の出力を開始させること
を特徴とするプログラム。
In order to control a machine tool having a spindle on which a tool is attached, a magazine having a plurality of storage sections for storing the tools, and a table on which a workpiece is fixed,
From the end position which is the position of the spindle when the processing of the workpiece is completed,
a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle, and in which the tool attached to the spindle does not collide with the workpiece;
a storage position in which the attached tool is stored in the storage section of the magazine;
and a preparation position which is between the first return position and the storage position and is a position away from the storage position in a first orthogonal direction which is orthogonal to the axial direction, after the spindle passes through the first return position, the preparation position, and the storage position in this order,
a storage control step of moving the spindle to a removal position where the attached tool remains in the storage section and is removed from the spindle, the program causing a numerical control device to function, the program comprising:
On the computer,
In the storage control step,
a first determination step of determining whether or not the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction based on detection results of a position detection unit that is provided in the machine tool and that detects at least a position of the spindle in the axial direction and a position of the spindle in a second orthogonal direction that is orthogonal to the axial direction and also orthogonal to the first orthogonal direction;
a first instruction step of instructing movement of the spindle in the axial direction from the first return position to the preparation position;
a second instruction step of instructing movement of the spindle from the first return position to the preparation position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction;
a third instruction step of instructing movement of the spindle from the preparation position to the storage position in the first orthogonal direction,
a program for starting output of an instruction in the third instructing step as soon as output of an instruction in the second instructing step is completed and as soon as the first judging step judges that the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction.
工具を装着する主軸と、工具を収納する複数の収納部を有するマガジンと、ワークを固定する台とを備えた工作機械を制御するため、
前記ワークの加工終了時における前記主軸の位置である終了位置から、
前記終了位置に対して前記主軸の軸方向に離れた位置であり、前記主軸に装着した装着工具が前記ワークに衝突しない第一復帰位置、
前記装着工具を前記マガジンの前記収納部に収納する収納位置、
及び、前記第一復帰位置及び前記収納位置の間にあり、前記軸方向に直交する第一直交方向において前記収納位置から離れた位置である準備位置
の各位置を、前記第一復帰位置、前記準備位置、前記収納位置の順に前記主軸を経由させた後、
前記収納位置に対して前記軸方向に沿って前記マガジンから離れる方向に位置し、前記装着工具が前記収納部に残り前記主軸から抜ける抜き位置へ、前記主軸を移動する収納制御ステップ
をコンピュータに実行させる数値制御装置を制御するプログラムであって、
コンピュータに、
前記収納制御ステップにおいて、
前記工作機械が備え、少なくとも、前記軸方向における前記主軸の位置と、前記軸方向に対して直交し、且つ前記第一直交方向に対して直交する第二直交方向における前記主軸の位置とを検出する位置検出部の検出結果に基づき、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したか否かを判断する第一判断ステップと、
前記軸方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第一指示ステップと、
前記第一直交方向及び前記第二直交方向における前記主軸の前記第一復帰位置から前記準備位置への移動を指示する第二指示ステップと、
前記第一直交方向における前記主軸の前記準備位置から前記収納位置への移動を指示する第三指示ステップと
を実行させ、
前記第二指示ステップによる指示の出力が完了し、且つ、前記主軸が前記第二直交方向において前記準備位置に到達したと前記第一判断ステップが判断し次第、前記第三指示ステップによる指示の出力を開始させるプログラム
を記憶することを特徴とする記憶媒体。
In order to control a machine tool having a spindle on which a tool is attached, a magazine having a plurality of storage sections for storing the tools, and a table on which a workpiece is fixed,
From the end position which is the position of the spindle when the processing of the workpiece is completed,
a first return position that is a position away from the end position in the axial direction of the spindle, and in which the tool attached to the spindle does not collide with the workpiece;
a storage position in which the attached tool is stored in the storage section of the magazine;
and a preparation position which is between the first return position and the storage position and is a position away from the storage position in a first orthogonal direction which is orthogonal to the axial direction, after the spindle passes through the first return position, the preparation position, and the storage position in this order,
a program for controlling a numerical control device that causes a computer to execute a storage control step of moving the spindle to a removal position that is positioned in a direction away from the magazine along the axial direction with respect to the storage position, and in which the attached tool remains in the storage section and is removed from the spindle,
On the computer,
In the storage control step,
a first determination step of determining whether or not the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction based on detection results of a position detection unit that is provided in the machine tool and that detects at least a position of the spindle in the axial direction and a position of the spindle in a second orthogonal direction that is orthogonal to the axial direction and also orthogonal to the first orthogonal direction;
a first instruction step of instructing movement of the spindle in the axial direction from the first return position to the preparation position;
a second instruction step of instructing movement of the spindle from the first return position to the preparation position in the first orthogonal direction and the second orthogonal direction;
a third instruction step of instructing movement of the spindle from the preparation position to the storage position in the first orthogonal direction,
a storage medium storing a program for starting output of an instruction in the third instructing step as soon as output of an instruction in the second instructing step is completed and the first judging step judges that the spindle has reached the preparation position in the second orthogonal direction.
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