特許 6022086 工作機械の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6022086

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】工作機械の制御装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/18 20060101AFI20161027BHJP

   G05B 19/409 20060101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/18 C

   G05B19/409 C

【請求項の数】10

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2015-550526(P2015-550526)

(86)(22)【出願日】2013年11月29日

(86)【国際出願番号】JP2013082269

(87)【国際公開番号】WO2015079583

(87)【国際公開日】20150604

【審査請求日】2016年3月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100130133

【弁理士】

【氏名又は名称】曽根 太樹

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】石井 一成

(72)【発明者】

【氏名】品田 毅仁

(72)【発明者】

【氏名】長屋 昌史

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開平８−２２９７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６９４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１５６７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／１８−１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２−１９／４６

Ｂ２３Ｑ １５／００−１５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに直交する機械座標の第１直動軸、第２直動軸および第３直動軸と、前記第１直動軸、前記第２直動軸および前記第３直動軸の全ての直動軸に対して傾斜する第１軸線の周りの第１回転送り軸とを有する工作機械の制御装置において、
テーブルのワーク取付け面を基準にした互いに直交する仮想第１直動軸、仮想第２直動軸および仮想第３直動軸と、前記仮想第１直動軸、前記仮想第２直動軸および前記仮想第３直動軸のいずれかの仮想直動軸と平行な仮想第１軸線の周りの仮想第１回転送り軸とを有するテーブル座標の座標値を前記機械座標の座標値から算出する演算部と、
前記演算部にて算出したテーブル座標の座標値を表示する表示部と、を備えることを特徴とした、工作機械の制御装置。

【請求項2】

前記テーブル座標の前記仮想第３直動軸は、工作機械の主軸の軸線の方向に延びる前記第３直動軸と平行であり、前記ワーク取付け面が移動した場合に向きが一定に維持されており、
前記仮想第１直動軸または前記仮想第２直動軸の一方の仮想直動軸は、前記ワーク取付け面の表面上に設定され、前記ワーク取付け面の移動と共に前記仮想第３直動軸に垂直な平面内にて移動し、
前記仮想第１軸線は、前記一方の仮想直動軸と平行に設定されており、
前記演算部は、前記機械座標の前記第１回転送り軸の座標値に対応する前記テーブル座標の前記仮想第１回転送り軸の座標値を演算し、
前記表示部は、前記テーブル座標の前記仮想第１回転送り軸の座標値を表示する、請求項１に記載の工作機械の制御装置。

【請求項3】

前記仮想第１回転送り軸の座標値は、前記仮想第３直動軸に垂直な平面に対する前記ワーク取付け面のなす角度に対応する、請求項２に記載の工作機械の制御装置。

【請求項4】

前記機械座標は、第２軸線の周りの第２回転送り軸を有し、
前記第２軸線は、前記テーブルの前記ワーク取付け面に垂直な方向に延びており、
前記テーブル座標は、仮想第２軸線の周りの仮想第２回転送り軸を有し、
前記仮想第２軸線は、前記テーブルの前記ワーク取付け面に垂直な方向に延びており、
前記仮想第２回転送り軸の座標値は、前記第１軸線の周りに前記テーブルが回転したときに前記第１軸線の周りの回転角度に対応して変化する角度であり、
前記演算部は、前記機械座標の前記第１回転送り軸の座標値に対応する前記テーブル座標の前記仮想第２回転送り軸の座標値を演算し、
前記表示部は、前記テーブル座標の前記仮想第２回転送り軸の座標値を表示する、請求項２に記載の工作機械の制御装置。

【請求項5】

前記仮想第２回転送り軸の座標値が０°であるときに前記一方の仮想直動軸と同一の方向に延びる基準線を前記ワーク取付け面に固定し、前記基準線を前記ワーク取付け面と共に移動させた場合に、
前記仮想第２回転送り軸の座標値は、前記第１軸線の周りに前記テーブルが回転したときに、前記一方の仮想直動軸と前記基準線とのなす角度に対応する、請求項４に記載の工作機械の制御装置。

【請求項6】

前記演算部は、前記第１軸線の周りに前記テーブルが回転移動する場合に、前記ワーク取付け面に取り付けられたワークの予め定められた部分が予め定められた方向に維持されるように、前記第１軸線の周りの回転角度に対応して前記第２軸線の周りの回転角度を設定し、
前記第１軸線の周りの前記テーブルの回転移動に伴って前記第２軸線の周りに前記テーブルを回転移動する制御を実施する、請求項４に記載の工作機械の制御装置。

【請求項7】

手動にて前記第１軸線の周りの回転移動を実施するための移動情報を入力可能な入力部を備え、
前記入力部に入力された移動情報に基づいて前記第１軸線の周りの前記テーブルの回転移動を実施する、請求項１に記載の工作機械の制御装置。

【請求項8】

前記入力部は、前記第１軸線の周りの回転移動に関する制御コードが入力可能であり、
前記制御コードに基づいて前記第１軸線の周りの回転移動を実施する、請求項７に記載の工作機械の制御装置。

【請求項9】

前記表示部は、前記仮想第１直動軸が前記ワーク取付け面の表面上に設定されるテーブル座標の表示、または前記仮想第２直動軸が前記ワーク取付け面の表面上に設定されるテーブル座標の表示を選択可能に形成されている、請求項２に記載の工作機械の制御装置。

【請求項10】

前記表示部は、前記第１直動軸または前記第２直動軸の一方の直動軸と平行な軸線の周りの回転送り軸を有する工作機械の模式図を表示し、
前記模式図は、前記仮想第１回転送り軸の回転角度が前記平行な軸線の周りの回転角度に設定されている、請求項２に記載の工作機械の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の技術では、ワークに対して工具を相対移動させて切削等の加工を行う工作機械が知られている。また、このような工作機械において工具の経路を所定の軸の座標等により指定し、ワークに対して工具を自動的に移動させながら加工を行う数値制御式の工作機械が知られている。ワークおよび工具のうち少なくとも一方を移動することにより、ワークに対する工具の相対位置を変更することができる。ワークに対する工具の相対位置を変更する方法としては、直動軸に沿ってワークまたは工具を移動させる制御の他に軸線の周りの回転送り軸に沿ってワークまたは工具を回転させる制御が知られている。

【0003】

ワークに対して工具を相対移動するための回転送り軸の軸線は、たとえば、直動軸に平行に設定することができる。すなわち、直動軸と平行な軸線の周りにワークまたは工具を回転移動させることができる。回転送り軸の軸線が直動軸と平行に設定された工作機械としては、Ｙ軸に平行な軸線の周りのＢ軸方向にテーブルを回転させる工作機械や、Ｘ軸に平行な軸線の周りのＡ軸方向にテーブルを回転させる工作機械を例示することができる。

【0004】

このような回転送り軸の軸線が直動軸と平行に設定された工作機械では、回転送り軸の軸線の一方の端部または両方の端部に支持部材を配置することによりテーブルを支持することができる。ところが、回転送り軸の軸線の一方の端部を支持した場合には、テーブルの支持剛性が低くなるという問題がある。また、回転送り軸の軸線の両側の端部を支持した場合には、２つの支持部材が必要になり、テーブルを支持する装置が大型になるという問題がある。そこで、回転送り軸の軸線が直動軸に対して傾斜する工作機械が提案されている。

【0005】

特開昭６１−７９５０８号公報においては、水平方向に対して４５度傾斜した回転中心軸の周りに回転するテーブルを備え、この回転中心軸と４５度傾斜して交わる他の回転中心軸の周りにテーブル自体が回転する数値制御式の工作機械が開示されている。この公報には、ワークに斜め加工を行うときに、傾斜回転テーブルの回転角度位置と工具の位置とを所定の式で求めて、その位置に工作機械を位置決めして加工を行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６１−７９５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

直動軸に対して回転送り軸の軸線が傾斜するように配置されることにより、回転送り軸の軸線が直動軸と平行に設定され、回転送り軸の軸線の一方の端部で支持する工作機械よりもテーブルの支持剛性を大きくすることができる。また、回転送り軸の軸線の両方の端部で支持する工作機械よりも、テーブルを支持する装置の小型化を図ることができる。

【0008】

数値制御式の工作機械は、ワークを加工する場合に、ＣＡＭ装置等で加工プログラムを生成し、加工プログラムに基づいて自動的に加工を行うことができる。一方で、数値制御式の工作機械においても、手動でワークに対する工具の相対位置を設定する場合がある。たとえば、操作者がワークおよび工具を見ながら直動軸または回転送り軸の送りボタンや手動パルス発生器を操作することによりワークに対する工具の相対位置を調整する場合がある。

【0009】

手動によりワークに対する工具の相対位置を決定する場合に、回転送り軸の軸線が直動軸に対して傾斜する工作機械は、回転送り軸の軸線が直動軸に平行な工作機械と比較してワークの動きが複雑になる。すなわち、回転送り軸の軸線が傾斜しているために、ワークも傾斜した状態で回転する。従来から回転送り軸の軸線が直動軸に平行な工作機械を使用してきた操作者には、テーブルを回転したときにワークが傾く向きを予測できない場合がある。更に、工作機械の操作者は、工具に対するワークの相対位置を正確に把握できない場合がある。特に、工具に対するワークの向きを正確に把握できない場合がある。このために、工具に対するワークの向きを容易に設定できない場合がある。

【0010】

たとえば、ワークに対する工具の相対位置を手動にて決定する場合には、操作者は、操作盤に表示される各軸の座標値により工具に対するワークの向きを把握することができる。ところが、回転送り軸の軸線が傾斜しているために、機械座標の回転送り軸の座標値が複雑な値になり、ワークが所望の向きであるか否かの判別が困難な場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の工作機械の制御装置は、互いに直交する機械座標の第１直動軸、第２直動軸および第３直動軸と、第１直動軸、第２直動軸および第３直動軸の全ての直動軸に対して傾斜する第１軸線の周りの第１回転送り軸とを有する工作機械の制御装置において、テーブルのワーク取付け面を基準にした互いに直交する仮想第１直動軸、仮想第２直動軸および仮想第３直動軸と、仮想第１直動軸、仮想第２直動軸および仮想第３直動軸のいずれかの仮想直動軸と平行な仮想第１軸線の周りの仮想第１回転送り軸とを有するテーブル座標の座標値を機械座標の座標値から算出する演算部と、演算部にて算出したテーブル座標の座標値を表示する表示部とを備える。

【0012】

上記発明においては、テーブル座標の仮想第３直動軸は、工作機械の主軸の軸線の方向に延びる第３直動軸と平行であり、ワーク取付け面が移動した場合に向きが一定に維持されており、仮想第１直動軸または仮想第２直動軸の一方の仮想直動軸は、ワーク取付け面の表面上に設定され、ワーク取付け面の移動と共に仮想第３直動軸に垂直な平面内にて移動し、仮想第１軸線は、一方の仮想直動軸と平行に設定されており、演算部は、機械座標の第１回転送り軸の座標値に対応するテーブル座標の仮想第１回転送り軸の座標値を演算し、表示部は、テーブル座標の仮想第１回転送り軸の座標値を表示することができる。

【0013】

上記発明においては、仮想第１回転送り軸の座標値は、仮想第３直動軸に垂直な平面に対するワーク取付け面のなす角度に対応することができる。

【0014】

上記発明においては、機械座標は、第２軸線の周りの第２回転送り軸を有し、第２軸線は、テーブルのワーク取付け面に垂直な方向に延びており、テーブル座標は、仮想第２軸線の周りの仮想第２回転送り軸を有し、仮想第２軸線は、テーブルのワーク取付け面に垂直な方向に延びており、仮想第２回転送り軸の座標値は、第１軸線の周りにテーブルが回転したときに第１軸線の周りの回転角度に対応して変化する角度であり、演算部は、機械座標の第１回転送り軸の座標値に対応するテーブル座標の仮想第２回転送り軸の座標値を演算し、表示部は、テーブル座標の仮想第２回転送り軸の座標値を表示することができる。

【0015】

上記発明においては、仮想第２回転送り軸の座標値が０°であるときに一方の仮想直動軸と同一の方向に延びる基準線をワーク取付け面に固定し、基準線をワーク取付け面と共に移動させた場合に、仮想第２回転送り軸の座標値は、第１軸線の周りにテーブルが回転したときに、一方の仮想直動軸と基準線とのなす角度に対応することができる。

【0016】

上記発明においては、演算部は、第１軸線の周りにテーブルが回転移動する場合に、ワーク取付け面に取り付けられたワークの予め定められた部分が予め定められた方向に維持されるように、第１軸線の周りの回転角度に対応して第２軸線の周りの回転角度を設定し、第１軸線の周りのテーブルの回転移動に伴って第２軸線の周りにテーブルを回転移動する制御を実施することができる。

【0017】

上記発明においては、手動にて第１軸線の周りの回転移動を実施するための移動情報を入力可能な入力部を備え、入力部に入力された移動情報に基づいて第１軸線の周りのテーブルの回転移動を実施することができる。

【0018】

上記発明においては、入力部は、第１軸線の周りの回転移動に関する制御コードが入力可能であり、制御コードに基づいて第１軸線の周りの回転移動を実施することができる。

【0019】

上記発明においては、表示部は、仮想第１直動軸がワーク取付け面の表面上に設定されるテーブル座標の表示、または仮想第２直動軸がワーク取付け面の表面上に設定されるテーブル座標の表示を選択可能に形成されていることができる。

【0020】

上記発明においては、表示部は、第１直動軸または第２直動軸の一方の直動軸と平行な軸線の周りの回転送り軸を有する工作機械の模式図を表示し、模式図は、仮想第１回転送り軸の回転角度が上記平行な軸線の周りの回転角度に設定されることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、手動で工具に対するワークの相対位置を変更する場合に、工具に対するワークの向きを容易に決定できる工作機械の制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施の形態における工作機械の概略斜視図である。

【図2】実施の形態における工作機械のベッド、移動体および主軸ヘッドの部分の概略側面図である。

【図3】実施の形態における工作機械のブロック図である。

【図4】参考例のＡタイプの工作機械の概略図である。

【図5】参考例のＢタイプの工作機械の概略図である。

【図6】実施の形態１のテーブル座標を説明するテーブルの第１の概略平面図である。

【図7】実施の形態１のテーブル座標を説明するテーブルの第２の概略平面図である。

【図8】実施の形態１のテーブル座標を説明するテーブルの第３の概略平面図である。

【図9】実施の形態１におけるテーブル座標を説明するテーブルの概略斜視図である。

【図10】実施の形態１における制御装置の表示部の概略図である。

【図11】実施の形態１の第１の制御の第１工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図12】実施の形態１の第１の制御の第１工程における座標表示部である。

【図13】実施の形態１の第１の制御の第２工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図14】実施の形態１の第１の制御の第２工程における座標表示部である。

【図15】実施の形態１の第１の制御におけるＸ’軸およびＹ’軸の移動を示す概略平面図である。

【図16】実施の形態１の第１の制御の第３工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図17】実施の形態１の第１の制御の第３工程における座標表示部である。

【図18】実施の形態１の第２の制御の第１工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図19】実施の形態１の第２の制御の第１工程における座標表示部である。

【図20】実施の形態１の第２の制御の第２工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図21】実施の形態１の第２の制御の第２工程における座標表示部である。

【図22】実施の形態１の模式図表示部に表示される第１の模式図である。

【図23】実施の形態１の模式図表示部に表示される第２の模式図である。

【図24】実施の形態１の模式図表示部に表示される第３の模式図である。

【図25】手動によりテーブルを移動するときの表示部の制御を説明するフローチャートである。

【図26】実施の形態２の第１の制御の第１工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図27】実施の形態２の第１の制御の第１工程における座標表示部である。

【図28】実施の形態２の第１の制御の第２工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図29】実施の形態２の第１の制御の第２工程における座標表示部である。

【図30】実施の形態２の第１の制御におけるＸ’軸およびＹ’軸の移動を示す概略平面図である。

【図31】実施の形態２の第１の制御の第３工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図32】実施の形態２の第１の制御の第３工程における座標表示部である。

【図33】実施の形態２の第２の制御の第１工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図34】実施の形態２の第２の制御の第１工程における座標表示部である。

【図35】実施の形態２の第２の制御の第２工程におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。

【図36】実施の形態２の第２の制御の第２工程における座標表示部である。

【図37】実施の形態２の工作機械において、参考例の工作機械の種類およびテーブルをＢ軸方向に回転移動するときの制御を選択するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（実施の形態１）
図１から図２５を参照して、実施の形態１における工作機械の制御装置について説明する。本実施の形態においては、立形の数値制御式の工作機械を例示して説明する。

【0024】

図１は、本実施の形態における工作機械の概略斜視図である。図２は、工作機械のベッド、移動体および主軸ヘッドの概略側面図である。図１および図２を参照して、工作機械１１は、基台となるベッド１３と、ベッド１３の上面に立設されたコラム１５とを備える。ベッド１３の上面には、移動体２７が配置されている。移動体２７は、傾斜旋回台２８を介してテーブル３５を支持している。テーブル３５のワーク取付け面３５ａには、ワーク１が固定される。ワーク取付け面３５ａは、平面状に形成されている。

【0025】

コラム１５の前面には、サドル１７が配置されている。さらに、サドル１７の前面には、主軸ヘッド２１が配置されている。主軸ヘッド２１には主軸２５が取り付けられている。主軸２５には、ワーク１を加工する工具４１が取り付けられる。工具４１は、主軸２５と共に回転しながらワーク１を加工する。

【0026】

本実施の形態における工作機械１１は、ワーク１に対する工具４１の相対位置を変更する移動装置を備える。工作機械１１における所定の位置を原点とした機械座標が予め設定されている。機械座標は、互いに直交する直動軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を含む。また、機械座標は、回転送り軸として、Ｂ軸およびＣ軸を含む。

【0027】

工作機械において、全ての直動軸の座標値が零であり、更に、全ての回転送り軸の座標値が０°である時の状態を基準状態と称する。基準状態において、主軸２５の軸線２５ａが延びる方向をＺ軸に設定する。本実施の形態の工作機械１１は立形であり、鉛直方向にＺ軸が延びる。また、Ｘ軸およびＹ軸は、Ｚ軸に垂直な平面上に設定する。本実施の形態の工作機械１１では、移動体２７が移動する水平方向に延びる軸をＹ軸に設定している。また、サドル１７が移動する水平方向、すなわちＺ軸およびＹ軸に垂直な方向に延びる軸をＸ軸に設定している。

【0028】

傾斜旋回台２８の回転中心線が軸線５２であり、軸線５２の周りの回転送り軸がＢ軸に設定されている。また、テーブル３５の回転中心線が軸線５３であり、軸線５３の周りの回転送り軸がＣ軸に設定されている。テーブル３５のワーク取付け面３５ａは、平面形状で円形に形成されている。Ｃ軸は、ワーク取付け面３５ａの中心３５ｂを通り、ワーク取付け面３５ａに垂直な方向に延びる。

【0029】

移動装置は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に、工具４１とワーク１とを相対的に移動させることができる。さらに、移動装置は、軸線５２の周りのＢ軸方向および軸線５３の周りのＣ軸方向に、工具４１に対してワーク１を相対的に回転移動させることができる。

【0030】

移動装置は、ワーク１に対して工具４１をＸ軸方向に相対移動させるＸ軸移動装置を含む。Ｘ軸移動装置は、コラム１５の前面に形成されている一対のＸ軸レール１９ａ，１９ｂを含む。サドル１７は、Ｘ軸レール１９ａ，１９ｂに沿って往復移動が可能に形成されている。Ｘ軸移動装置は、ボールねじ機構等によりサドル１７を移動させるＸ軸サーボモータ２０を含む。主軸ヘッド２１および工具４１は、サドル１７と共にＸ軸方向に移動する。

【0031】

移動装置は、ワーク１に対して工具４１をＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動装置を含む。Ｙ軸移動装置は、ベッド１３の上面に配置されている一対のＹ軸レール２９ａ，２９ｂを含む。移動体２７は、ガイドブロック３１を介してＹ軸レール２９ａ，２９ｂに支持されている。移動体２７は、Ｙ軸レール２９ａ，２９ｂに沿って往復移動が可能に形成されている。コラム１５には、移動体２７がＹ軸方向に移動可能なように空洞部１５ａが形成されている。Ｙ軸移動装置は、ボールねじ機構等により移動体２７を移動させるＹ軸サーボモータを含む。傾斜旋回台２８およびテーブル３５は、移動体２７と共にＹ軸方向に移動する。

【0032】

移動装置は、ワーク１に対して工具４１をＺ軸方向に相対移動させるＺ軸移動装置を含む。Ｚ軸移動装置は、サドル１７の前面に形成されている一対のＺ軸レール２３ａ，２３ｂを含む。主軸ヘッド２１は、Ｚ軸レール２３ａ，２３ｂに沿って往復移動が可能に形成されている。Ｚ軸移動装置は、ボールねじ機構等により主軸ヘッド２１を移動させるためのＺ軸サーボモータ２４を含む。工具４１は、主軸ヘッド２１と共にＺ軸方向に移動する。更に、主軸ヘッド２１の内部には、主軸２５を軸線２５ａの周りに回転する駆動モータが配置されている。

【0033】

移動装置は、ワーク１に対して工具４１をＢ軸方向に相対的に回転させるＢ軸回転移動装置を含む。本実施の形態におけるＢ軸の軸線５２は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の全ての軸に対して傾斜している傾斜回転中心線である。Ｂ軸回転移動装置は、傾斜旋回台２８を含む。移動体２７の内部には、傾斜旋回台２８を回転させるためのＢ軸サーボモータが配置されている。Ｂ軸サーボモータを駆動することにより、Ｂ軸の軸線５２の周りに傾斜旋回台２８が回転する。ワーク１は、傾斜旋回台２８およびテーブル３５と共にＢ軸方向に回転する。

【0034】

移動装置は、ワーク１に対して工具４１をＣ軸方向に相対的に回転させるＣ軸回転移動装置を含む。Ｃ軸の軸線５３は、工作機械が基準状態である時にＺ軸と平行になるように形成されている。Ｃ軸回転移動装置は、テーブル３５を含む。傾斜旋回台２８の内部にはＣ軸サーボモータが配置されている。Ｃ軸サーボモータを駆動することにより、Ｃ軸の軸線５３の周りにテーブル３５が回転する。ワーク１は、テーブル３５と共にＣ軸方向に回転する。

【0035】

このように、工作機械１１は、ワーク１に対して工具４１が相対的に移動する３つの直動軸を有する。本実施の形態では、第１直動軸をＸ軸、第２直動軸をＹ軸、および第３直動軸をＺ軸として説明する。また、工作機械１１は、ワーク１に対して主軸２５が相対的に回転移動する２つの回転送り軸を有する。工作機械１１は、Ｂ軸の軸線５２およびＣ軸の軸線５３を有する。Ｂ軸の軸線５２が第１軸線に相当し、Ｂ軸が第１軸線の周りの第１回転送り軸に相当する。また、Ｃ軸の軸線５３が第２軸線に相当し、Ｃ軸が第２軸線の周りの第２回転送り軸に相当する。

【0036】

本実施の形態における工作機械は、制御装置を備える。制御装置は、移動装置のサーボモータに接続されている。制御装置は、移動装置のサーボモータを制御することによりワーク１に対して工具４１を相対的に移動させることができる。

【0037】

本実施の形態の工作機械１１は、立形の工作機械であり、ＸＹ平面が水平方向と平行である。またＺ軸が鉛直方向と平行である。工作機械１１は、それぞれの回転送り軸に関する回転角度が０°の時に、テーブル３５のワーク取付け面３５ａが機械座標系のＸＹ平面と平行な平面３８に対して平行である。

【0038】

本実施の形態の工作機械１１では、Ｂ軸の軸線５２とＣ軸の軸線５３とが交差している。すなわち、Ｂ軸の軸線５２上にＣ軸の軸線５３が配置されている。テーブル３５がＢ軸方向に回転すると、Ｂ軸方向の回転と共にＣ軸の軸線５３も回転する。本実施の形態では、Ｂ軸の軸線５２がＸＹ平面となす傾斜角度αは、１３７°に設定されている。なお、機械仕様に応じて傾斜角度αを１３５°に設定しても、または、他の角度に設定しても構わない。本実施の形態の工作機械では、Ｂ軸の軸線５２の傾斜する角度αは、ワーク取付け面３５ａが平面３８に平行な状態から傾斜旋回台２８をＢ軸方向に１８０°回転させたときに、ワーク取付け面３５ａが機械座標のＺ軸に対して傾くように設定されている。また、基準状態において、Ｃ軸の軸線５３のＸＹ平面に対する角度βは、９０°に設定されている。

【0039】

図３に、本実施の形態における工作機械のブロック図を示す。工作機械１１を駆動するための加工プログラムは、ワークの目標形状に基づいてＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置７１にて生成することができる。ワークの目標形状は、たとえば、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置にて作成することができる。

【0040】

工作機械１１の制御装置７０は、読取解釈部７２、補間演算部７３、およびサーボモータ制御部７４を含む。読取解釈部７２は、ＣＡＭ装置７１から出力される加工プログラムを読取って、プログラムされた移動指令を補間演算部７３に送出する。補間演算部７３は、補間周期毎の位置指令を演算し、位置指令をサーボモータ制御部７４に送出する。たとえば、補間演算部７３は、移動指令に基づいて予め設定された時間間隔ごとの移動量を算出する。サーボモータ制御部７４は、位置指令値に基づいて各軸サーボモータ７５を駆動する。各軸サーボモータ７５には、直動軸に沿って相対移動させるためのＸ軸サーボモータ２０、Ｙ軸サーボモータ、Ｚ軸サーボモータ２４が含まれる。また、各軸サーボモータ７５には、回転送り軸の軸線の周りに相対移動させるためのＢ軸サーボモータおよびＣ軸サーボモータが含まれる。

【0041】

ＣＡＭ装置７１を備える加工システムでは、ＣＡＭ装置７１が自動的に工作機械１１の加工プログラムを生成することができるため、操作者が手動で工作機械１１を操作しなくても自動的にワークを加工することができる。

【0042】

一方で、操作者が手動でワーク１に対して工具４１を相対移動させて加工を行う場合がある。本実施の形態の制御装置７０は、手動にてワーク１に対する工具４１の相対移動を実施することができるように形成されている。

【0043】

制御装置７０は、手動にてワーク１に対する工具４１の相対位置を変更するための移動情報を入力する入力部７８を含む。操作者は、入力部７８に直動軸および回転送り軸の移動情報を入力する。入力部７８は、手動パルス発生器７９を含む。手動パルス発生器７９は、例えば、移動軸を選択するボタンおよび移動量を設定する円盤状の操作部を含む。移動軸を選択した後に、操作部を回転させることにより、操作部の回転角度に応じた移動量にて相対移動させることができる。

【0044】

入力部７８は、ジョグ送り装置８０を含む。ジョグ送り装置８０は、例えば、移動軸を選択するボタン、正側への移動または負側への移動を選択するボタン、および移動を指示するボタンを含む。移動軸および移動方向を選択した後に、移動を指示するボタンを押すことにより相対移動を実施することができる。このときの移動量は、ボタンを押している時間長さに対応する。

【0045】

操作者が手動にてワーク１に対して工具４１を相対移動させる場合には、例えば、ジョグ送り装置８０を用いることにより概略的な位置決めを行うことができる。さらに、手動パルス発生器７９を用いることにより、厳密な位置決めを行うことができる。

【0046】

更に、入力部７８は、ＭＤＩ（Manual Data Input）装置８１を含む。ＭＤＩ装置８１は、移動装置を制御する移動情報等の制御データを手動で入力する装置である。操作者は、各軸の移動情報やＭコード等の制御コードをＭＤＩ装置８１に入力する。制御装置７０は、入力された制御データに従ってワーク１に対する工具４１の相対移動を実施する。

【0047】

なお、制御装置の入力部としては、上記の形態に限られず、操作者が手動にてワークに対する工具の相対位置を変更するときに、各軸の移動情報を入力可能な任意の装置を採用することができる。

【0048】

入力部７８に入力された移動情報は、読取解釈部７２に送出される。読取解釈部７２にて読み取られた移動情報は、演算部８３に送出される。演算部８３は、移動情報に基づく移動指令を補間演算部７３に送出する。次に、補間演算部７３からサーボモータ制御部７４に位置指令が送出されて相対移動が実施される。制御装置７０は、表示部８４を含む。表示部８４には、演算部８３にて演算したワークに対する工具の相対位置の情報などが表示される。

【0049】

ここで、図４および図５を参照して、参考例の工作機械について説明する。参考例の工作機械は、基準状態において全ての回転送り軸の軸線が直動軸と平行になるように形成されている。図４は、回転送り軸としてＡ軸が設定されている工作機械の概略図である。図５は、回転送り軸としてＢ軸が設定されている工作機械の概略図である。

【0050】

図４は、操作者が操作盤４２を操作可能な位置から窓部４３を通してテーブル３５を見たときの状況を示している。工作機械の所定の位置には、工作機械を操作するための操作盤４２が配置される。操作盤４２の近傍には窓部４３が形成されている。操作者は、操作盤４２を操作しながら窓部４３を通して、工具４１およびワーク１の位置や加工状況を確認することができる。

【0051】

立形の工作機械においては、Ｘ軸は、操作者がテーブル３５を見たときに、右側が正側になるように設定されている。Ｘ軸に平行な軸線の周りに回転送り軸としてのＡ軸が設定されている。Ａ軸方向に回転する旋回台３７上にテーブル３５が設けられている。また、テーブル３５のワーク取付け面３５ａに垂直に延びる軸線の周りに回転送り軸としてのＣ軸が設定されている。Ａ軸方向にテーブル３５が回転するとＣ軸の軸線もＡ軸の軸線の周りに回転する。このようなＡ軸の軸線上にＣ軸の軸線が配置されている工作機械を本発明ではＡタイプの工作機械と称する。

【0052】

図５は、操作者が操作盤４２を操作可能な位置から窓部４３を通してテーブル３５を見たときの状況を示している。Ｙ軸に平行な軸線の周りに回転送り軸としてのＢ軸が設定されている。Ｂ軸方向に回転する旋回台３７上にテーブル３５が設けられている。また、テーブル３５のワーク取付け面３５ａに垂直に延びる軸線の周りに回転送り軸としてのＣ軸が設定されている。Ｂ軸方向にテーブル３５が回転するとＣ軸の軸線もＢ軸の軸線の周りに回転する。このようなＢ軸の軸線上にＣ軸の軸線が配置されている工作機械を本発明ではＢタイプの工作機械と称する。

【0053】

参考例の工作機械のような回転送り軸の軸線が直動軸と平行に設定されている工作機械は従来から使用されている。参考例の工作機械では、直動軸に平行な軸線の周りにワーク１が回転する。このために、例えばＡタイプの工作機械では、ワーク１の向きを機械座標のＡ軸の座標値およびＣ軸の座標値にて容易に確認することができる。また、ワーク１が回転移動する向きや目標となるＡ軸の座標値およびＣ軸の座標値を容易に予測することができる。

【0054】

本実施の形態の工作機械の制御装置は、参考例の工作機械に操作感が類似するように座標値の表示を行ったり制御したりする。本実施の形態では、参考例のＡタイプの工作機械とＢタイプの工作機械のうち、参考例のＢタイプの工作機械に対応した工作機械の制御装置を説明する。

【0055】

本実施の形態の工作機械の制御装置には、機械座標に加えて、テーブル３５のワーク取付け面３５ａを基準とした座標が設定されている。本発明では、この座標をテーブル座標と称する。

【0056】

図６から図９を参照して、テーブル座標について説明する。図６に、本実施の形態の工作機械のテーブルの第１の概略平面図を示す。図６は、基準状態を示している。テーブル３５のワーク取付け面３５ａは、機械座標におけるＸＹ平面と平行である。本実施の形態においては、テーブル座標の原点をワーク取付け面３５ａの中心３５ｂに設定している。

【0057】

テーブル座標は、互いに直交する仮想直動軸として、Ｘ’軸、Ｙ’軸およびＺ’軸を有する。Ｘ’軸は仮想第１直動軸に相当し、Ｙ’軸は仮想第２直動軸に相当し、Ｚ’軸は仮想第３直動軸に相当する。図１、図２および図６を参照して、基準状態において、テーブル座標のＸ’軸は、機械座標のＸ軸と平行になる。また、基準状態において、テーブル座標のＹ’軸は、機械座標のＹ軸と平行になる。更に、基準状態において、テーブル座標のＺ’軸は、機械座標のＺ軸と平行になる。

【0058】

テーブル座標は、仮想回転送り軸としてのＢ’軸およびＣ’軸を有する。テーブル座標のＢ’軸は、Ｙ’軸に平行な軸線の周りの回転送り軸である。本実施の形態のＢ’軸は、Ｙ’軸を軸線としてＹ’軸の周りに設定されている。Ｙ’軸が仮想第１軸線に相当し、Ｂ’軸が仮想第１回転送り軸に相当する。テーブル座標のＣ’軸は、回転中心である中心３５ｂを通るワーク取付け面３５ａの法線を軸線として、この法線の周りに設定されている。中心３５ｂを通るワーク取付け面３５ａの法線が仮想第２軸線に相当し、Ｃ’軸が仮想第２回転送り軸に相当する。

【0059】

次に、基準状態から、矢印１１１に示す方向に傾斜旋回台２８を回転させる。機械座標のＢ軸の負側の方向に傾斜旋回台２８を回転移動する。

【0060】

図７に、基準状態からＢ軸方向に傾斜旋回台を回転させたときのテーブルの第２の概略平面図を示す。図７は、Ｂ軸方向の移動期間中の状態を示している。ワーク取付け面３５ａが機械座標の全ての直動軸に対して傾いた状態になる。テーブル座標のＺ’軸は、ワーク取付け面３５ａが移動した場合も向きが一定に維持される。本実施の形態の工作機械は、参考例のＢタイプの工作機械に対応させているので、Ｚ’軸は、機械座標のＺ軸と平行な状態を維持しながらワーク取付け面３５ａと共に移動する。テーブル座標のＸ’軸およびＹ’軸は、Ｚ’軸に垂直な平面内にて移動する。すなわち、機械座標のＸＹ平面に平行な平面内にて移動する。Ｘ’軸およびＹ’軸は、ワーク取付け面３５ａの回転移動に伴って向きが変化する。

【0061】

テーブル座標のＹ’軸は、Ｂ軸方向にテーブル３５が回転しても、ワーク取付け面３５ａ上に設定されている。Ｙ’軸は、ワーク取付け面３５ａと平行な状態を維持しながら移動する。本実施の形態では、Ｙ’軸はワーク取付け面３５ａに接触して移動する。これに対して、Ｘ’軸は、Ｚ’軸に垂直な平面内にてＹ’軸に直交した状態を維持して移動する。基準状態では、Ｘ’軸はワーク取付け面３５ａ上に配置されていたが、Ｂ軸方向の回転移動に伴ってＸ’軸は、ワーク取付け面３５ａから離れる。

【0062】

図８に、Ｂ軸方向の移動期間中の状態から更にＢ軸方向に回転した時のテーブルの第３の概略平面図を示す。図８は、Ｂ軸方向の移動が終了してワーク取付け面３５ａが鉛直になった時の状態を示している。図９に、Ｂ軸方向の移動が終了した時の状態を示すテーブルの斜視図を示す。図８および図９を参照して、テーブル３５のワーク取付け面３５ａは、機械座標のＺ軸と平行、すなわち、鉛直方向と平行である。

【0063】

テーブル座標のＸ’軸およびＹ’軸は、機械座標のＸＹ平面に平行な平面３８上に配置されている。テーブル座標のＹ’軸は、ワーク取付け面３５ａ上に配置されている。これに対して、テーブル座標のＸ’軸は、ワーク取付け面３５ａに垂直な状態になる。

【0064】

次に、回転送り軸に関しては、図６を参照して、テーブル座標のＢ’軸の軸線はＹ’軸である。傾斜旋回台２８がＢ軸方向に回転するとＢ’軸の軸線も回転する。図９を参照して、Ｂ’軸方向の回転角度θＢ’は、Ｙ’軸の周りにワーク取付け面３５ａが回転した角度に相当する。Ｂ’軸方向の回転角度θＢ’は、矢印１２１と矢印１２２のなす角度で示されている。または、Ｂ’軸方向の回転角度θＢ’は、テーブル座標のＺ’軸に垂直な平面に対するワーク取付け面３５ａのなす角度に相当する。Ｂ’軸の座標値は、Ｂ’軸の回転角度θＢ’に対応する。図８および図９に示す例では、Ｂ’軸の座標値は、−９０°である。

【0065】

次に、テーブル座標のＣ’軸の軸線は、ワーク取付け面３５ａと共に移動する。図６を参照して、基準状態では、Ｃ’軸の軸線は、Ｚ’軸である。ここで、ワーク取付け面３５ａには基準点１００が固定されている。基準点１００は、テーブル座標のＹ’軸上に配置している。中心３５ｂから基準点１００に向かう方向を矢印１２３にて示している。矢印１２３は、基準線に相当する。基準線は、ワーク取付け面３５ａに固定されている。

【0066】

図７を参照して、傾斜旋回台２８が矢印１１１の向きに回転するに伴って、基準点１００が移動する。さらに、図８および図９に示すＢ軸方向の移動が終了した時の状態では、基準点１００は、ワーク取付け面３５ａの下方に位置している。Ｃ’軸の軸線は、Ｘ’軸になる。このように、傾斜旋回台２８の回転移動に伴って、見かけ上ワーク取付け面３５ａが回転する。Ｃ’軸の座標値は、Ｂ軸方向にテーブル３５が回転したときにＢ軸方向の回転角度に対応して変化する。Ｃ’軸の回転角度θＣ’は、Ｙ’軸に対して矢印１２３に示す基準線のなす角度に相当する。Ｃ’軸の座標値は、Ｃ’軸の回転角度θＣ’に相当する。ここで、参考例のＢタイプの工作機械においてＢ軸方向に回転したときには、基準点１００および矢印１２３はＸＹ平面に平行な平面内に存在する。Ｃ’軸の回転角度θＣ’は、この平面内に存在する方向からのずれの角度を示している。

【0067】

テーブル座標において、Ｂ’軸の座標値（Ｂ’軸方向の回転角度）を設定することにより、容易にワーク取付け面３５ａの傾きを決定することができる。例えば、Ｂ’軸の座標値が０°のときには、ワーク取付け面３５ａがＸＹ平面と平行である。さらに、Ｂ’軸の座標値が−９０°のときにはワーク取付け面３５ａが、ＸＹ平面に対して垂直である。また、Ｃ’軸の座標値（Ｃ’軸方向の回転角度）を設定することにより、容易にワーク取付け面３５ａ上のワーク１の傾きを設定することができる。特に、ワークの加工する部分を容易に工具に向けることができる。また、テーブル座標の座標値を見ながら操作することにより、参考例のＢタイプの工作機械と同様の操作により、ワークを所望の向きに向けることができる。

【0068】

次に、本実施の形態の工作機械において、より具体的な制御例を取り上げて説明する。以下においては、ワークの向きを手動にて調整する制御例を説明する。

【0069】

図１０は、本実施の形態の工作機械の操作盤における表示部の概略図である。表示部８４は、機械座標系の座標値およびテーブル座標系の座標値を表示する座標表示部６２を含む。座標表示部６２は、機械座標を表示する機械座標表示部６５を含む。機械座標表示部６５には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｃ軸、およびＢ軸の座標値が表示される。さらに、座標表示部６２は、テーブル座標を表示するテーブル座標表示部６３を含む。テーブル座標表示部６３には、Ｘ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸、Ｃ’軸、およびＢ’軸の座標値が表示される。

【0070】

テーブル座標のＸ’軸、Ｙ’軸、およびＺ’軸の３つの直動軸の座標値は、機械座標のＸ軸サーボモータ、Ｙ軸サーボモータ、およびＺ軸サーボモータのいずれかが駆動したときに、それぞれの直動軸の移動量により定まる。本実施の形態では、テーブルを直動軸の方向に相対移動しないために、テーブル座標の直動軸の座標値および機械座標の直動軸の座標値は、すべて零である。

【0071】

また、表示部８４は、模式図表示部６４を含む。模式図表示部６４には、参考例のＢタイプの工作機械の模式図が示されている。すなわち、Ｙ軸と平行な軸線の周りのＢ軸が設けられている工作機械の模式図が示されている。模式図表示部６４を表示する制御については、後に説明する。

【0072】

次に、図１１から図１７を参照して、本実施の形態における第１の制御について説明する。第１の制御では、Ｂ軸方向の回転移動とＣ軸方向の回転移動とを同時に行わずに独立して実施する。

【0073】

図１１は、基準状態におけるテーブルおよびワークの概略斜視図である。本実施の形態においては、立方体のワーク１を例に取り上げて説明する。ワーク１には、工具にて加工を行う加工対象面１ａが設定されている。基準状態から加工対象面１ａが機械座標のＺ軸の正側を向くようにワーク１を手動にて回転する。ワーク取付け面３５ａは、Ｚ’軸方向に垂直な状態である。

【0074】

前述したように、テーブル座標のＸ’軸、Ｙ’軸、およびＺ’軸は互いに直交し、Ｂ’軸の軸線は、Ｙ’軸に設定されている。さらに、基準状態においては、Ｃ’軸の軸線はＺ’軸に設定されている。

【0075】

図１２は、基準状態における表示部の座標表示部である。テーブル座標の全ての座標値および機械座標の全ての座標値は零である。操作者は、入力部７８の操作により傾斜旋回台２８を、矢印１１１に示すＢ軸方向の負側に移動する。操作盤に配置されている手動パルス発生器７９等の入力部７８を操作することにより傾斜旋回台２８を回転する。

【0076】

図１３に、基準状態から傾斜旋回台の回転移動が終了してワーク取付け面が鉛直になったときの中間状態のテーブルおよびワークの概略斜視図を示す。図１４に、中間状態における座標表示部を示す。中間状態では、ワーク取付け面３５ａがテーブル座標のＺ’軸方向と平行である。この時のテーブル座標のＹ’軸は、中心３５ｂを通るＸＹ面に平行な平面と、ワーク取付け面３５ａの交線上に存在する。Ｂ’軸は、Ｙ’軸の周りの回転送り軸である。テーブル３５自体が回転する回転送り軸のＣ’軸の軸線は、Ｘ’軸になる。すなわち、中間状態では、Ｃ’軸は、Ｘ’軸の周りの回転送り軸となる。

【0077】

図１５に、テーブル座標のＸ’軸とＹ’軸との回転移動を説明する概略平面図を示す。基準状態では、機械座標のＸ軸とテーブル座標のＸ’軸とが平行である。また、機械座標のＹ軸とテーブル座標のＹ’軸が平行である。傾斜旋回台２８を回転させることにより、テーブル座標のＸ’軸およびＹ’軸は、矢印１２４に示すように、テーブル３５のワーク取付け面３５ａと共に回転する。この時に、Ｙ’軸は、ワーク取付け面３５ａに接触した状態を維持しながら回転する。Ｘ’軸は、Ｙ’軸に対して９０°の角度を維持しながら回転する。

【0078】

図１４を参照して、基準状態から機械座標のＢ軸方向に回転移動すると、機械座標では、Ｂ軸の座標値以外は零である。ワーク取付け面３５ａがＺ軸と平行であるにも関わらず、機械座標のＢ軸の座標値は９０°や４５°等の判断が容易な角度とはならずに複雑な値になる。このように、ワーク取付け面３５ａを水平状態から鉛直状態に移動する時に、機械座標の座標値を参照するとワーク取付け面３５ａの向きの判断が困難である。ところが、テーブル座標のＢ’軸の座標値は、ＸＹ平面に対するワーク取付け面３５ａの角度を示しているために、容易にワーク取付け面３５ａの傾斜角度を所望の角度に設定することができる。この実施例では、操作者は、Ｂ’軸の座標値に注目して−９０°になるまで傾斜旋回台２８を回転することにより、ワーク取付け面３５ａを容易にＺ軸に平行な状態にすることができる。

【0079】

Ｂ軸方向の回転移動が終了した中間状態では、ワーク１の加工対象面１ａが、Ｚ軸の正側を向いていない状態である。そこで、矢印１２５に示すように、テーブル３５をＣ軸方向に回転する。操作盤４２に配置されている入力部７８を操作して、機械座標のＣ軸方向にテーブル３５を回転する。なお、矢印１２５は、本実施の形態のＣ軸方向の正側の回転方向を示している。

【0080】

図１６に、Ｃ軸方向のテーブルの回転移動が終了した時の最終状態のテーブルおよびワークの概略斜視図を示す。図１７に、最終状態における座標表示部を示す。最終状態においては、加工対象面１ａは、Ｚ軸の正側を向かっている。すなわち、加工対象面１ａは、工具４１に向かっており、主軸２５の軸線２５ａに垂直な状態である。

【0081】

図１４および図１７を参照して、テーブル３５をＣ軸方向に回転することにより、機械座標のＣ軸の座標値が増加している。さらに、テーブル座標のＣ’軸の座標値が増加している。ここで、加工対象面１ａがＺ軸の正側を向くようにワークの向きを調整すると、機械座標のＣ軸の座標値は、複雑な値になる。ところが、テーブル座標のＣ’軸の座標値は、１８０°になる。このため、機械座標のＣ軸方向にテーブルを回転する場合には、Ｃ’軸の座標値を確認しながら移動することにより、容易にワークの向きを調整することができる。ここでは、テーブル座標のＣ’軸の座標値が１８０°になるようにＣ軸方向に回転移動することにより、ワーク１の加工対象面１ａをＺ軸の正側の方向に向けることができる。

【0082】

本実施の形態のテーブル座標のＢ’軸は、参考例のＢタイプの工作機械（図５参照）のＢ軸に対応している。テーブル座標のＣ’軸は、Ｂタイプの工作機械のＣ軸に対応している。テーブル座標のＢ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値は、参考例のＢタイプの工作機械において、Ｂ軸方向およびＣ軸方向に回転移動した時のＢ軸の座標値およびＣ軸の座標値に対応する。このため、テーブル座標のＢ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値を確認しながら操作することにより、Ｂタイプの工作機械と同様の操作感覚にてワークの向きを調整することができる。特に、Ｂタイプの工作機械と同様の操作感覚にてワーク１の加工する部分を工具４１に向けることができる。

【0083】

たとえば、Ｂタイプの工作機械において、Ｂ軸方向に−９０°およびＣ軸方向に１８０°回転させたワークの状態と、図１６に示す最終状態とを比較すると、両方の移動後には加工対象面１ａがＺ軸の正側を向いていることが分かる。図１６に示す最終状態では、平面視したときに、機械座標のＸ軸およびＹ軸に対してワーク１がずれているものの、参考例のＢタイプの工作機械に類似する移動が実施されている。

【0084】

このように、テーブル座標のＢ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値を用いることにより、容易にワークの向きを予測したり設定したりすることができる。ワークを所望の向きにする場合に、参考例のＢタイプの工作機械を想像しながらＢ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値を設定すれば良いために、容易にワークの向きを予測したり設定したりすることができる。特に、加工対象面１ａ等のワーク１を加工する部分を工具４１に容易に向けることができる。

【0085】

次に、図１８から図２１を参照して、本実施の形態における第２の制御について説明する。第２の制御においては、手動にてＢ軸方向に回転移動するときに、制御装置は、ワークの動作が第１の制御よりも参考例のＢタイプの工作機械に近くなるようにＣ軸方向の回転移動を制御する。

【0086】

図１８に、基準状態における工作機械のテーブルおよびワークの概略斜視図を示す。図１９に、基準状態における表示部の座標表示部を示す。ワーク１には、加工対象面１ａと移動時の参考面１ｂが設定されている。図５を参照して、参考例のＢタイプの工作機械にて、Ｂ軸方向にテーブル３５を回転している期間中には、立方体のワーク１の所定の面が機械座標のＹ軸に垂直な状態が維持されている。ところが、図１３を参照して、第１の制御の中間状態においては、ワーク１のいずれの面もテーブル座標のＹ’軸と垂直にならずに傾いている。第２の制御では、Ｂ軸方向にテーブルを回転したときに、このようなワークの傾きを修正する制御を実施する。

【0087】

図１８を参照して、第２の制御においても、矢印１１１に示すように、手動にて傾斜旋回台２８をＢ軸の負側の方向に回転させる。この時に、制御装置は、Ｂ軸方向の回転角度に基づいてＣ軸方向の回転角度を算出する。そして、制御装置は、矢印１２６に示すように、Ｃ軸方向の負側に自動的に回転移動を行う。第２の制御では、参考面１ｂがテーブル座標における所定の方向に向いているようにＣ軸方向に回転移動する。

【0088】

本実施の形態では、ワーク１の参考面１ｂがＹ’軸方向の負側の方向を向いた状態が維持される。すなわち、参考面１ｂは、Ｙ’軸に垂直な状態を維持する。または、参考面１ｂは、ＸＹ平面に対して垂直な状態を維持する。Ｂ’軸方向の回転角度に対応して、矢印１２６に示すように、テーブル３５をＣ’軸の負側の方向に回転させることにより参考面１ｂの向きを維持することができる。第２の制御においてもテーブル座標のＢ’軸方向に−９０°回転する制御を例示している。

【0089】

図２０に、第２の制御の中間状態におけるワークおよびテーブルの概略斜視図を示す。図２１に、第２の制御の中間状態における座標表示部を示す。中間状態においては、テーブル３５のワーク取付け面３５ａは、機械座標のＺ軸と平行である。図１３に示す第１の制御の中間状態と比較すると、参考面１ｂがＹ’軸と垂直な状態を維持していることが分かる。または、ワーク１の加工対象面１ａがＸＹ平面と平行であることが分かる。

【0090】

このように、第２の制御では、機械座標のＢ軸方向にテーブル３５を回転するときに、ワーク１の予め定められた部分が予め定められた向きに維持するように、テーブル３５をＣ軸方向に回転させる。演算部は、Ｂ軸方向にテーブルが回転移動する場合に、Ｂ線の軸線の周りの回転角度に対応してＣ軸の軸線の周りの回転角度を演算する。そして、制御装置は、Ｂ軸方向のテーブルの回転移動に伴ってＣ軸方向にテーブルを回転移動する制御を実施する。本発明では、この制御を連れ回り制御と称する。

【0091】

操作盤の座標表示部６２においては、機械座標のＢ軸の座標値およびＣ軸の座標値が変化する。テーブル座標の座標値は、Ｂ’軸の座標値が変化する一方で、Ｃ’軸の座標値は、０°に維持されている。連れ回り制御では、テーブル座標のＣ’軸の座標値が所定の値に維持されるようにテーブル３５をＣ軸方向に回転させる。

【0092】

第２の制御を実施することにより、中間状態では、加工対象面１ａがＺ軸方向に垂直な状態になる。すなわち、加工対象面１ａの向き（加工対象面１ａの法線方向）は、参考例のＢタイプの工作機械において、Ｂ軸方向に−９０°回転した向きと同一になる。

【0093】

次に、矢印１２５に示す様に、Ｃ軸方向の正側にテーブル３５を回転することにより、図１６および図１７に示す第１の制御の最終状態と同一の状態にすることができる。加工対象面１ａを工具４１に向けることができる。

【0094】

第２の制御においては、傾斜旋回台２８の回転角度に応じて、テーブル３５がＣ軸方向に回転する。加工対象面１ａの向きが参考例のＢタイプの工作機械にてＢ軸方向にワークを回転したときの向きと同様になる。このため、手動にてワーク１の傾きを容易に制御することができる。または、ワーク１の加工対象面１ａを容易に工具４１に向けることができる。このように、第２の制御を実施することにより、操作者は、参考例のＢタイプの工作機械と類似した操作感覚によりワーク１の傾きを設定することができる。

【0095】

図３を参照して、工作機械の手動による操作においては、操作者は、操作盤に配置されている手動パルス発生器７９またはジョグ送り装置８０により、任意の回転送り軸の軸線の周りに任意の移動量にてテーブルの回転移動を指示することができる。

【0096】

本実施の形態の制御装置７０は、予め第１の制御または第２の制御を選択できるように形成されている。第１の制御を選択した場合に、演算部８３は、入力部７８にて入力された移動情報に基づいて、ワーク１に対する工具４１の相対位置の移動指令を生成する。演算部８３は、各軸の移動情報に基づいて機械座標の座標値およびテーブル座標の座標値を演算する。そして、演算部８３は、移動指令を補間演算部７３に送出する。また、演算部８３は、機械座標の座標値およびテーブル座標の座標値を表示部８４に送出する。表示部８４は、演算部８３にて演算されたこれらの座標値を表示する。

【0097】

第２の制御を選択した場合には、演算部８３は、入力部７８にて入力された軸線が傾斜する１つの回転送り軸の移動情報に基づいて他の回転送り軸の移動情報を設定する。例えば、Ｂ軸方向の移動量に基づいてＣ軸方向の移動量を算出する。演算部８３は、複数の回転送り軸に対して、ワーク１に対する工具４１の相対位置の移動指令を生成する。また、演算部８３は、機械座標の座標値およびテーブル座標の座標値を演算する。そして、第１の制御と同様に、演算部８３は、移動指令を補間演算部７３に送出する。また、演算部８３は、機械座標の座標値およびテーブル座標の座標値を表示部８４に送出する。

【0098】

工作機械の手動による制御では、操作者は、ＭＤＩ装置８１により予めＭコードを制御装置７０に入力することができる。本実施の形態の入力部７８のＭＤＩ装置８１は、テーブル座標に基づくＭコードが予め定められている。演算部８３は、工作機械に設定されているＭコードを用いて、工具４１に対してワーク１を相対移動させる移動指令を作成することができる。このようなＭコードは、例えば、次の式（１）に示されるように作成することができる。

【数1】

【0099】

本実施の形態では、仮想第１回転送り軸はテーブル座標のＢ’軸であり、仮想第２回転送り軸はテーブル座標のＣ’軸である。このようなＭコードとしては、例えば、「Ｍ１６００」がテーブル座標の各軸の移動を設定するコードであり、目標とするＢ’軸の座標値が−９０°の場合には、「Ｍ１６００ Ｓ２ Ｔ９０」と入力することができる。

【0100】

入力部７８のＭＤＩ装置８１にて移動情報が入力された場合には、入力されたＭコードの移動情報が演算部８３に送出される。第１の制御を選択した場合には、演算部８３は、入力されたテーブル座標のＭコードに基づいて、機械座標の１つの回転送り軸の移動指令を演算する。第２の制御を選択した場合には、演算部８３は傾斜した１つの回転送り軸の移動指令に加えて、他の回転送り軸の移動指令も演算する。演算部８３は、移動指令を補間演算部７３に送出する。また、演算部８３は、機械座標の座標値およびテーブル座標の座標値を演算し、表示部８４に送出する。表示部８４は、演算部８３にて演算された座標値を表示する。

【0101】

本実施の形態における制御装置７０の入力部７８は、テーブル座標の回転送り軸の制御コードが入力可能である。また、制御装置７０は、この制御コードに基づいて機械座標の回転送り軸の軸線の周りの回転移動を実施する。本実施の形態の制御コードは、テーブル座標の座標値にて工具に対するワークの向きを設定することができる。このために、操作者は、機械座標の座標値を入力しなくても良く、参考例のＢタイプの工作機械と類似の操作感覚にてワークの向きを設定することができる。

【0102】

ここで、演算部８３における計算例について説明する。本実施の形態におけるテーブル座標表示部６３は、機械座標の他にテーブル座標の座標値を表示する。演算部８３は、回転行列を用いることにより機械座標の座標値からテーブル座標の座標値を演算することができる。演算部８３は、機械座標のＢ軸方向に傾斜旋回台２８を回転させたときのテーブル座標のＢ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値を算出する。

【0103】

演算部８３には、テーブル座標の座標値の計算のために、計算用座標が設定されている。計算用座標は、互いに直交する直動軸としてＸ’’軸、Ｙ’’軸およびＺ’’軸を含む。計算用座標の３つの直動軸は、テーブル３５のワーク取付け面３５ａに固定され、テーブル３５のワーク取付け面３５ａと共に移動する。テーブル座標の座標値を算出するための各変数は、以下の通りである。

【数2】

【0104】

ここで、基準点Ｘｔ、基準点Ｙｔ、および基準点Ｚｔは、テーブル上に固定された計算用座標系のＸ’’軸、Ｙ’’軸およびＺ’’軸上の任意の点である。例えば、テーブル上に固定された計算用座標の原点から１離れた単位ベクトルに設定することができる。同様に、基準点Ｘｂは、テーブル座標におけるＸ’軸上の任意の点である。次に、機械座標のＢ軸方向にテーブルを回転したときにテーブル上に固定されたＺ’’軸の基準点Ｚｔの座標値は、次の式（２）から式（４）にて表すことができる。

【数3】

【0105】

テーブル座標のＢ’軸の回転角度θＢ’は、次の式（５）にて示すことができる。

【数4】

【0106】

また、Ｂ軸方向に回転した時の計算用座標のＸ’’軸の基準点Ｘｔ、およびＹ’’軸の基準点Ｙｔのそれぞれの座標値は、次の式（６）から式（９）にて表される。更に、テーブル座標におけるＸ’軸の基準点Ｘｂの座標値は、式（１０）および式（１１）にて表すことができる。

【数5】

【0107】

これらの変数に基づいて、テーブル座標におけるＣ’軸の回転角度θＣ’は次の式（１２）にて表すことができる。

【数6】

【0108】

このように、演算部８３では、機械座標の座標値をテーブル座標の座標値に変換することができる。演算部８３は、機械座標のＢ軸の座標値に対応するテーブル座標のＢ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値を演算することができる。また、演算部８３は、回転行列を用いて、テーブル座標の座標値を機械座標の座標値に変換することもできる。演算部８３は、入力部７８のジョグ送り装置８０等にて入力された移動情報に基づいて、機械座標の座標値およびテーブル座標の座標値を算出することができる。

【0109】

図１０を参照して、本実施の形態の表示部８４は、模式図表示部６４を含む。模式図表示部６４は、回転送り軸の軸線が直動軸に平行な工作機械の模式図を表示する。図１０に示す例では、模式図として機械座標のＢ軸の軸線がＹ軸と平行である工作機械を示している。すなわち、参考例のＢタイプの工作機械を示している（図５参照）。

【0110】

ワーク取付け面３５ａには、Ｃ軸方向の回転移動を確認するためにマーク３６が配置されている。本実施の形態の工作機械の模式図は、僅かに斜め上側からテーブル３５を見た時の図を記載している。Ｂ軸の座標が０°のときに、ワーク取付け面３５ａが僅かに見えるように斜視図を示している。この模式図では、Ｂ軸の座標が０°のときにテーブル３５の外周に配置されたマーク３６の位置を確認することができる。

【0111】

図２２から図２４は、第２の制御によりテーブル３５が回転移動したときの模式図を示している。図２２は、基準状態に対応する工作機械の模式図である。図２３は、中間状態に対応する工作機械の模式図である。実際の工作機械１１の傾斜旋回台２８の回転移動に伴って、模式図の工作機械ではＹ軸を軸線とするＢ軸方向にテーブル３５が回転する。図２３に示す中間状態では、テーブル３５のワーク取付け面３５ａが、鉛直方向に延びる状態になる。

【0112】

図２４には、第２の制御の最終状態に対応する工作機械の模式図を示している。実際の工作機械１１を中間状態からテーブル３５をＣ軸方向に回転させることにより、模式図の工作機械もＣ軸方向にテーブル３５が回転する。マーク３６は、例えば、上側の位置から下側の位置に移行する。

【0113】

工作機械１１のテーブル３５の回転移動に伴って模式図が変化することにより、本実施の形態の工作機械が参考例の工作機械であった場合の状況を参照することができる。この例では、参考例のＢタイプの工作機械と同様の操作感覚により、本実施の形態の工作機械を手動にて操作することができる。また、操作者は、模式図を参照することにより、テーブル３５の状態、すなわちワーク１の向きを確認することができる。このように、操作者は、ワーク座標の座標値と併せて模式図によりテーブル３５の向きおよびワークの向きを確認することができる。

【0114】

図２５に、本実施の形態における工作機械の表示部の制御について説明する。手動の操作を行う場合の制御として、第１の制御または第２の制御の一方が予め操作者により選択されている。また、テーブル座標の表示をするか否かが、予め操作者により選択されている。

【0115】

ステップ２１１においては、表示部８４にテーブル座標を表示するか否かを選択する。ステップ２１１においてテーブル座標を表示しない場合、すなわち、機械座標のみを表示する場合には、この制御を終了する。ステップ２１１においてテーブル座標を表示する場合にはステップ２１２に移行する。ステップ２１２において、演算部８３は、現在の機械座標の座標値を読み込む。このときの機械座標の座標値は計算値であっても実際の機械座標の座標値であっても構わない。

【0116】

次に、ステップ２１３において、演算部８３は、テーブル座標の座標値を算出する。そして、ステップ２１４においては、機械座標の座標値、テーブル座標の座標値、および参考例の工作機械の模式図を表示する。

【0117】

このような制御は、予め定められた時間間隔ごとに実施することができる。本実施の形態の制御装置７０の表示部８４は、ワーク１に対して工具４１が相対移動している期間中もテーブル座標の座標値および機械座標の座標値を更新する。このために、手動パルス発生器７９またはジョグ送り装置８０を使用する場合に、操作者は、表示部８４に表示されたテーブル座標の座標値を確認しながらワーク１に対する工具４１の相対移動を実施することができる。また、ＭＤＩ装置８１を使用する場合には、ワーク１に対する工具４１の相対移動の進行状況を確認することができる。

【0118】

（実施の形態２）
図２６から図３７を参照して、実施の形態２における工作機械の制御装置について説明する。本実施の形態の工作機械の制御装置は、参考例のＡタイプの工作機械に対応する。工作機械１１が３つの直動軸と、軸線が傾斜するＢ軸の回転送り軸と、Ｃ軸の回転送り軸とを有することは、実施の形態１と同様である（図１および図２参照）。

【0119】

図４を参照して、操作者は、回転送り軸の軸線が傾斜する工作機械を使用する前に、参考例のＡタイプの工作機械を使用していた場合がある。この場合には、参考例のＡタイプの工作機械に操作感が類似するように座標値の表示を行ったり制御したりすることが好ましい。本実施の形態の工作機械の制御装置は、Ａタイプの工作機械に対応したテーブル座標が設定されている。

【0120】

図２６から図３２を参照して、本実施の形態の第１の制御について説明する。第１の制御では、Ｂ軸方向の回転とＣ軸方向の回転とを独立して実施する。操作者は、加工対象面１ａを工具４１に向ける操作を行う。操作者は、制御装置７０の入力部７８の操作により手動にてワークに対する工具の相対位置を入力する。第１の制御では、Ｂ軸方向にテーブルを回転した後にＣ軸方向にテーブルを回転する。

【0121】

図２６に、基準状態におけるワークおよびテーブルの概略斜視図を示す。図２７に、基準状態における座標表示部を示している。本実施の形態のテーブル座標は、仮想第１直動軸としてのＸ’軸、仮想第２直動軸としてのＹ’軸および仮想第３直動軸としてのＺ’軸を含む。本実施の形態では、Ｘ’軸がワーク取付け面３５ａと接触した状態でテーブル３５が回転する。

【0122】

本実施の形態のテーブル座標は、仮想回転送り軸としてＣ’軸およびＡ’軸を含む。Ａ’軸は、テーブル座標のＸ’軸と平行な線を軸線とする回転送り軸である。本実施の形態では、テーブル座標のＸ’軸がＡ’軸の軸線になる。テーブル座標のＸ’軸が仮想第１軸線に相当し、Ａ’軸が仮想第１回転送り軸に相当する。テーブル座標のＣ’軸は、実施の形態１と同様である。中心３５ｂを通るワーク取付け面３５ａの法線が仮想第２軸線に相当し、Ｃ’軸が仮想第２回転送り軸に相当する。

【0123】

座標表示部６２のテーブル座標表示部６３には、Ｃ’軸の座標値およびＡ’軸の座標値が表示される。操作者は、入力部７８の操作により、矢印１１１に示すように、手動にて機械座標のＢ軸方向の負側に傾斜旋回台２８を回転させる。

【0124】

図２８に、本実施の形態の第１の制御における中間状態のワークおよびテーブルの概略斜視図を示す。図２９に、本実施の形態の第１の制御の中間状態における座標表示部を示す。中間状態では、Ｂ軸方向の回転移動が終了し、ワーク取付け面３５ａが機械座標のＸＹ平面に対して垂直である。

【0125】

テーブル座標のＺ’軸は、実施の形態１と同様に、テーブル３５が回転移動しても機械座標のＺ軸と平行な状態が維持される。テーブル座標のＸ’軸およびＹ’軸は、Ｚ’軸に垂直な平面内にて移動する。本実施の形態のテーブル座標のＸ’軸は、ワーク取付け面３５ａ上に設定されている。Ｘ’軸は、傾斜旋回台２８が回転した時に、ワーク取付け面３５ａと平行な状態を維持しながら移動する。Ｘ’軸は、ワーク取付け面３５ａに接触して移動する。Ａ’軸は、Ｘ’軸を軸線とした回転送り軸であるために、Ｂ軸方向の回転移動と共に移動する。テーブル座標のＹ’軸は、Ｚ’軸に垂直な平面内にてＸ’軸に直交した状態を維持して移動する。図２８に示す制御例では、テーブル座標のＹ’軸は、テーブル３５の裏側に向かって移動する。

【0126】

このように、ワーク取付け面３５ａの表面上に設定され、ワーク取付け面３５ａの移動と共に仮想第３直動軸に垂直な平面内にて移動する仮想直動軸としては、仮想第１直動軸または仮想第２直動軸の一方を設定することができる。

【0127】

図３０に、傾斜旋回台を回転したときのテーブル座標のＸ’軸およびＹ’軸の移動状況を説明する概略平面図を示す。本実施の形態では、Ｂ軸方向に傾斜旋回台２８を回転したときには、矢印１２７に示すように、Ｘ’軸は、ワーク取付け面３５ａと共に移動する。また、Ｙ’軸は、Ｘ’軸となす角度が９０°を維持しながら回転する。

【0128】

図２６および図２８を参照して、基準状態ではＣ’軸の軸線はＺ’軸になる。Ｃ’軸の軸線は、Ｂ軸方向のテーブル３５の回転移動と共に移動する。中間状態ではＣ’軸の軸線はＹ’軸になる。

【0129】

ここで、Ａ’軸の回転角度は、テーブル座標のＺ’軸に垂直な平面に対するワーク取付け面３５ａのなす角度に相当する。すなわち、Ａ’軸の座標値は、実施の形態１におけるＢ’軸の座標値と同様である。

【0130】

図２６を参照して、基準状態においてＸ’軸上に基準点１００および矢印１２３に示す基準線を設定する。基準線は、ワーク取付け面３５ａに固定され、ワーク取付け面３５ａと共に移動する。図２８を参照して、Ｃ’軸方向の回転角度θＣ’は、Ｘ’軸と矢印１２３とのなす角度に相当する。すなわち、Ｃ’軸の座標値は、回転角度θＣ’に対応した角度に相当する。

【0131】

図２９を参照して、機械座標のＢ軸方向の負側に傾斜旋回台２８を回転することにより、Ａ’軸の座標値は負側に小さくなる。そして、Ａ’軸の座標値が、−９０°になった時に、ワーク取付け面３５ａが機械座標のＸＹ平面に対して垂直になる。また、傾斜旋回台２８が回転するために、テーブル座標のＣ’軸の座標値は、所定の値になる。一方で、機械座標のＢ軸の座標値は、実施の形態１におけるＢタイプの工作機械に対応した制御の中間状態のＢ軸の座標値と同一である（図１４参照）。操作者は、Ａタイプの工作機械に対応した制御では、テーブル座標のＡ’軸の座標値を確認することにより、ワーク取付け面３５ａの傾きを確認することができる。

【0132】

図２８を参照して、次に、矢印１２５に示す様に、手動にてＣ軸方向の正側にテーブル３５を回転して最終状態に移行する。加工対象面１ａを機械座標のＺ軸の正側に向ける制御を実施する。

【0133】

図３１に、本実施の形態の第１の制御における最終状態のワークおよびテーブルの概略斜視図を示す。図３２に、本実施の形態の第１の制御の最終状態における座標表示部を示す。Ｃ軸方向にテーブル３５を回転することにより、ワーク１の加工対象面１ａを工具４１に向けることができる。本実施の形態の最終状態におけるワーク取付け面３５ａの状態およびワーク１の向きは、実施の形態１の第１の制御の最終状態と同様になる。そして、テーブル座標のＣ’軸の座標値が２７０°になった時に、加工対象面１ａが機械座標のＺ軸の正側に向いている。また、テーブル座標のＡ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値は、参考例のＡタイプの工作機械において、Ａ軸方向およびＣ軸方向に回転移動した時のＡ軸の座標値およびＣ軸の座標値に対応する。

【0134】

このように、テーブル座標のＡ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値を確認することにより、ワークの向きを確認したり調整したりすることができる。ワークの加工する部分を所望の向きに向けることができる。また、参考例のＡタイプの工作機械と同様の操作感覚により、ワークの向きを調整することができる。参考例のＡタイプの工作機械を使用してきた操作者は、従来と同様の操作感覚にて回転移動を行うことができる。

【0135】

次に、図３３から図３７を参照して、本実施の形態の第２の制御について説明する。第２の制御は、連れ回り制御を含む。第２の制御では、手動にて傾斜旋回台２８をＢ軸方向に回転しているときに、制御装置は、Ｃ軸方向にテーブル３５を回転させる。この時に、制御装置は、ワーク１の加工対象面１ａがＸ’軸の正側を向く状態を維持するように制御する。

【0136】

図３３は、本実施の形態の第２の制御の基準状態を示すテーブルおよびワークの概略斜視図である。図３４は、本実施の形態の第２の制御の基準状態における座標表示部である。ワーク１には、加工対象面１ａおよび参考面１ｂが設定されている。傾斜旋回台２８を、矢印１１１に示す様に、Ｂ軸方向の負側に回転させる。この時に、本実施の形態の第２の制御では、矢印１２６に示すように、テーブル３５をＣ軸方向の負側に回転させる。

【0137】

図３５は、本実施の形態の第２の制御の中間状態を示すテーブルおよびワークの概略斜視図である。図３６は、本実施の形態の第２の制御の中間状態における座標表示部である。傾斜旋回台２８が回転して、Ａ’軸の座標値が−９０°になったときに、ワーク取付け面３５ａが機械座標のＸＹ平面に対して垂直になる。すなわち、参考例のＡタイプの工作機械をＡ軸方向に−９０°回転させた状態に近い状態になる。このときに、制御装置は、Ｃ軸方向にテーブル３５を回転して、Ｃ’軸の座標値が零を維持するように制御する。加工対象面１ａが、テーブル座標のＸ’軸の正側を向くように、Ｃ軸方向の回転が制御される。加工対象面１ａがＸ’軸と垂直な状態を維持するように制御される。すなわち、加工対象面１ａが機械座標のＸＹ平面と垂直な状態を維持するように制御される。

【0138】

本実施の形態の第２の制御では、参考例のＡタイプの工作機械においてＡ軸方向にテーブルを回転させた動作に近い動作にすることができる。たとえば、中間状態において加工対象面１ａの向きが参考例のＡタイプの工作機械においてＡ軸方向に−９０°回転させた状態に近くなる。このために、操作者は、参考例のＡタイプの工作機械と同様の操作感覚にて加工対象面１ａの向きを調整することができる。

【0139】

この後に、矢印１２５に示すように、Ｃ軸方向にテーブル３５を回転することにより、加工対象面１ａを機械座標のＺ軸の正側に向けることができる。すなわち、図３１および図３２に示す最終状態にすることができる。

【0140】

本実施の形態の制御装置においても、実施の形態１と同様の演算方法により、機械座標のＢ軸の座標値に基づいて、テーブル座標のＡ’軸の座標値およびＣ’軸の座標値を演算することができる。テーブル座標のＡ’軸の回転角度θＡ’は、前述の式（５）と同様に、次の式（１３）にて示すことができる。

【数7】

【0141】

また、Ｃ’軸の回転角度θＣ’は、前述の式（１２）の代わりに、次の式（１４）にて表すことができる。

【数8】

【0142】

また、本実施の形態の第１の制御および第２の制御においても、入力部７８のＭＤＩ装置８１を用いて手動にてワークに対する工具の相対位置を調整することができる。ＭＤＩ装置のＭコードとしては、前述の式（１）と同様の制御コードを用いることができる。ここで、参考例のＡタイプの工作機械に対応する場合には、仮想第１回転送り軸がＡ’軸に相当する。また、仮想第２回転送り軸がＣ’軸に相当するとしてＭコードを生成することができる。

【0143】

図１０を参照して、本実施の形態のＡタイプの工作機械に対応した制御を選択した場合には、テーブル座標表示部６３におけるＢ’軸の座標値が、Ａ’軸の座標値に置き換わって表示される。また、表示部８４の模式図表示部６４には、参考例のＡタイプの工作機械の模式図が表示される。模式図表示部６４には、Ｘ軸と平行な軸線の周りのＡ軸を有する工作機械の模式図が表示される。テーブルの回転送り軸がＣ軸およびＡ軸として表示される。

【0144】

工作機械は、実施の形態１におけるＢタイプの工作機械に対応した制御または本実施の形態のＡタイプの工作機械に対応した制御のいずれか一方を実施できるように形成することができる。更に、工作機械は、Ｂタイプの工作機械に対応した制御およびＡタイプの工作機械に対応した制御の両方の制御を実施可能に形成することができる。いずれの制御を実施するかについては、操作者により選択可能に形成することができる。

【0145】

図３を参照して、制御装置７０は、テーブル形態選択部８２を含む。テーブル形態選択部８２は、操作者が参考例のＡタイプの工作機械または参考例のＢタイプの工作機械を選択できるように形成されている。テーブル形態選択部８２にて選択された工作機械の種類は、演算部８３に送出される。

【0146】

また、制御装置７０は、操作者が第１の制御または第２の制御を選択できるように形成されている。制御装置７０は、連れ回り制御選択部８５を含む。連れ回り制御選択部８５は、操作者により連れ回り制御を実施するか否かが選択できるように形成されている。連れ回り制御選択部８５にて選択された制御は、演算部８３に送出される。演算部８３は、これらの選択に基づいて移動指令を生成したり座標値を算出したりする。

【0147】

図３７に、テーブル座標の種類およびＢ軸方向に回転移動したときの連れ回り制御の実施を選択するフローチャートを示す。図３７に示す制御は、たとえば、工作機械の始動時に実施することができる。または、操作者の所望の時期に実施することができる。

【0148】

ステップ２２１においては、操作者が参考例のＡタイプの工作機械を選択するか否かが判別される。ステップ２２１において、操作者が参考例のＡタイプの工作機械を選択した場合には、ステップ２２２に移行する。ステップ２２２においては、テーブル座標を参考例のＡタイプの工作機械に対応した座標に設定する。

【0149】

次に、ステップ２２３においては、連れ回り制御を実施するか否かが判別される。連れ回り制御の実施が選択された場合には、ステップ２２４に移行する。ステップ２２４においては、表示部が参考例のＡタイプの工作機械に対応した表示をするように設定される。また、手動にてテーブルをＢ軸方向に回転するときに連れ回り制御を実施するように設定する。

【0150】

ステップ２２３において、連れ回り制御の実施を選択しない場合には、ステップ２２５に移行する。ステップ２２５においては、表示部が参考例のＡタイプの工作機械に対応した表示をするように設定される。また、手動にてテーブルをＢ軸方向に回転するときに連れ回り制御を実施しないように設定する。

【0151】

一方で、ステップ２２１において、参考例のＡタイプの工作機械が選択されない場合には、ステップ２２８に移行する。ステップ２２８においては、テーブル座標を参考例のＢタイプの工作機械に対応した座標に設定する。

【0152】

次に、ステップ２２９においては、連れ回り制御の実施を選択するか否かが判別される。ステップ２２９において、連れ回り制御の実施が選択された場合には、ステップ２３０に移行する。ステップ２３０においては、表示部が参考例のＢタイプの工作機械に対応した表示をするように設定される。また、テーブルをＢ軸方向に回転するときに連れ回り制御を実施するように設定される。

【0153】

ステップ２２９において、操作者が連れ回り制御の実施を選択しない場合には、ステップ２３１に移行する。ステップ２３１においては、表示部が参考例のＢタイプの工作機械に対応した表示するように設定される。また、テーブルをＢ軸方向に回転するときに連れ回り制御を実施しないように設定される。

【0154】

このように、工作機械は、操作者の希望に合わせて表示部に表示するテーブル座標を参考例のＡタイプの工作機械またはＢタイプの工作機械のいずれかを選択することができる。また、連れ回り制御を実施するか否かを選択することができる。

【0155】

その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。

【0156】

本発明の制御装置は、互いに直交する３つの直動軸の全てに対して傾斜する第１軸線周りの第１回転送り軸の座標値から、互いに直交する３つの仮想直動軸のいずれかの仮想直動軸と平行な仮想第１軸線の周りの仮想第１回転送り軸の座標値を算出して表示できる。つまり、現実の傾斜する回転送り軸の回転角度を仮想の傾斜していない回転送り軸の回転角度に変換して表示する。このために、手動で工具に対するワークの相対位置を変更する場合に、工具に対するワークの向きを容易に設定できる。傾斜する第１回転送り軸の上に第２回転送り軸が載っている機械構成の場合にも、互いに直交する仮想第１回転送り軸の上に仮想第２回転送り軸が載るトラニオン型のような通常の機械構成を想定して、２つの回転送り軸の回転角度値を変換して表示できる。また、テーブルの回転状態を模式図として分かり易く表示することもできる。

【0157】

また、このような制御装置の構成により、例えば互いに直交するＡ軸の上にＣ軸が載るＡタイプの工作機械、または、互いに直交するＢ軸の上にＣ軸が載るＢタイプの工作機械のいずれかの工作機械のテーブル装置を使い慣れた機械操作者でも、容易に傾斜するＢ軸の上にＣ軸が載る本発明の工作機械のテーブル装置を取り扱うことができる。このときに、Ａタイプの工作機械またはＢタイプの工作機械のうち想定するテーブル装置のタイプを、操作者の好みに応じて選択することができる。また、トラニオン型のような通常のテーブル装置と同様に、テーブルのワーク取付け面に取り付けられたワークの所定の面が常に所定の方向を向いた状態で、目標とする面を主軸に装着された工具に対面させるようにテーブルを動作させることもできる。このように、手動パルス発生器、ジョグ送りボタン、または手動プログラムの入力による手動送り操作を、表示部に表示された座標値や模式図を見ることによって容易に遂行することができる。

【0158】

前述の実施の形態１および実施の形態２においては、２つの回転送り軸を有する工作機械を例示して説明したが、この形態に限られず、３つの直動軸に対して傾斜する軸線の周りの回転送り軸を有する工作機械に、本発明を適用することができる。たとえば、軸線が傾斜した回転送り軸が１つである工作機械にも本発明を適用することができる。

【0159】

また、前述の実施の形態１および実施の形態２の工作機械では、Ｂ軸の軸線が、機械座標のＸＹ平面に対して傾斜する一方で、ＹＺ平面と平行になるように配置されているが、この形態に限られず、回転送り軸の軸線がＸＹ平面、ＹＺ平面およびＺＸ平面の全ての平面に対して傾斜していても構わない。

【0160】

また、前述の実施の形態１および実施の形態２においては、立形の工作機械を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、横形の工作機械にも本発明を適用することができる。すなわち、全ての直動軸の座標値が零であり、更に、全ての回転送り軸の回転角度が０°である基準状態において、Ｚ軸が水平方向に延びる工作機械にも本発明を適用することができる。

【0161】

なお、テーブル座標は、実施の形態１および実施の形態２の形態に限られず、テーブルのワーク取付け面を基準にした互いに直交する仮想第１直動軸、仮想第２直動軸および仮想第３直動軸が設定され、更に、仮想第１直動軸、仮想第２直動軸および仮想第３直動軸のいずれかの仮想直動軸と平行な仮想第１軸線が設定され、この仮想第１軸線の周りの仮想第１回転送り軸が設定されている座標を採用することができる。

【0162】

前述の実施の形態１および実施の形態２のそれぞれの形態は、適宜組み合わせることができる。制御装置による制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、請求の範囲に示される形態の変更が含まれている。

【符号の説明】

【0163】

１ ワーク
１ａ 加工対象面
２８ 傾斜旋回台
３５ テーブル
３５ａ ワーク取付け面
４１ 工具
５２，５３ 軸線
６２ 座標表示部
６３ テーブル座標表示部
６４ 模式図表示部
７０ 制御装置
７８ 入力部
７９ 手動パルス発生器
８０ ジョグ送り装置
８１ ＭＤＩ装置
８２ テーブル形態選択部
８３ 演算部
８４ 表示部
８５ 連れ回り制御選択部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】