特開 2022-107524 ツインスピンドル加工のモーションコントロール方法、ツインスピンドル加工機及びコンピュータプログラム製品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022107524

(43)【公開日】2022-07-21

(54)【発明の名称】ツインスピンドル加工のモーションコントロール方法、ツインスピンドル加工機及びコンピュータプログラム製品

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/18 20060101AFI20220713BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20220713BHJP

   B23C 1/04 20060101ALI20220713BHJP

【ＦＩ】

G05B19/18 C

B23Q15/00 J

B23C1/04

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022000810

(22)【出願日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】110100899

(32)【優先日】2021-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】522008333

【氏名又は名称】仁一生醫股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｒｅｎｙｉ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】簡維志

(72)【発明者】

【氏名】▲ラァィ▼孟隆

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269AB05

3C269BB05

3C269CC02

3C269CC13

3C269CC15

3C269EF20

3C269MN08

3C269QB06

(57)【要約】

【課題】ツインスピンドル加工のモーションコントロール方法、ツインスピンドル加工機とコンピュータプログラム製品を提供することを課題とする。
【解決手段】本出願は、ツインスピンドル加工用のモーションコントロール方法及びツインスピンドル加工機を開示する。制御装置は、各々第１及び第２制御データに基づいてセグメンテーション及びチェックポイント設定のデータ再編成を行い、第１及び第２コマンドシーケンスを対応して形成することで、２つのモーションコントロールカードを同時に制御し、モーションコントロールカードのバックエンドに結合された２つの加工装置はワークの互いに反対側に加工プロセスを実施させることができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１制御データ及び第２制御データに基づきワークの互いに反対側にある第１加工装置及び第２加工装置に対して対応的な制御を行うために用いられ、前記第１加工装置及び前記第２加工装置は、送り軸上で相移動してワークに対して加工プロセスを実行する第１加工工具及び第２加工工具を有するツインスピンドル加工のモーションコントロール方法であって、前記モーションコントロール方法は、
前記第１制御データを複数の第１セグメント制御データに分割させ、前記第２制御データを複数の第２セグメント制御データに分割させる分割ステップと、
隣り合う前記第１セグメント制御データの間に第１チェックポイントを各々挿入して第１コマンドシーケンスを生成し、隣り合う前記第２セグメント制御データの間に第２チェックポイントを各々挿入して第２コマンドシーケンスを生成するチェックポイント設定ステップと、
前記第１コマンドシーケンスを第１モーションコントロールカードに順次出力させて、前記第１モーションコントロールカードに結合された第１加工装置を対応して制御することができ、前記第２コマンドシーケンスを第２モーションコントロールカードに順次出力させて前記第２モーションコントロールカードに結合された第２加工装置対応して制御する制御ステップとを含み、
ここで前記制御ステップは、出力された前記第１コマンドシーケンス又は前記第２コマンドシーケンスがいずれかのチェックポイントに到達した時、後続のコマンド出力を停止し、出力された別のコマンドシーケンスもいずれかのチェックポイントに到達した後で、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるようにさせる協働メカニズムを含むモーションコントロール方法。

【請求項2】

各前記制御データは、複数の工具番号データと、対応する加工経路データとを含み、前記分割ステップで分割された各セグメント制御データでは、各前記セグメント制御データ内にある工具番号データが同じである請求項１に記載のモーションコントロール方法。

【請求項3】

前記第１加工装置、前記第２加工装置及び１つの回転軸を有する架台を制御するために用いられ、前記架台は前記ワークを支持するために用いられ、前記モーションコントロール方法は、前記制御ステップにおいて前記第１モーションコントロールカードはマスターと見なされ、前記第２モーションコントロールカードがスレーブと見なされ、前記回転軸の回転制御データがこれら前記第１セグメント制御データの少なくとも１つであり、出力された前記第１コマンドシーケンスが前記回転制御データに到達した時、前記スレーブとしての前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるステップをさらに含む請求項１に記載のモーションコントロール方法。

【請求項4】

前記回転軸は、前記送り軸に垂直である請求項３に記載のモーションコントロール方法。

【請求項5】

前記第１加工装置、前記第２加工装置及び２つの回転軸を有する架台を制御するために用いられ、前記架台は前記ワークを支持するために用いられ、前記モーションコントロール方法は前記制御ステップにおいて前記第１モーションコントロールカードはマスターと見なされ、前記第２モーションコントロールカードがスレーブと見なされ、前記２つの回転軸の回転制御データがこれら前記第１セグメント制御データの少なくとも１つであり、出力された前記第１コマンドシーケンスが前記回転制御データに到達した時、前記スレーブとしての前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるステップをさらに含む請求項１に記載のモーションコントロール方法。

【請求項6】

前記２つの回転軸は、各々前記送り軸に垂直であり、かつ前記２つの回転軸が互いに垂直である請求項５に記載のモーションコントロール方法。

【請求項7】

ツインスピンドルを制御してワークの互いに反対側で同時に前記ワークに対して加工プロセスを行うコンピュータプログラムを格納するためのコンピュータプログラム製品であって、コンピュータに前記コンピュータプログラムがロードされ、第１制御データ及び第２制御データが入力され、前記コンピュータプログラムが実行されると、請求項１～６のいずれか一項に記載のモーションコントロール方法を完了させることができるコンピュータプログラム製品。

【請求項8】

第１制御データ及び第２制御データに基づいてワークに対し加工プロセスを実施するツインスピンドル加工機であって、前記ツインスピンドル加工機は、
前記ワークを固定するための架台と、
前記架台の一側に設けられ、送り軸上で移動される第１加工工具を備える第１加工装置と、
前記架台の他側に設けられ、前記送り軸上で移動される第２加工工具を備える第２加工装置と、
前記第１加工装置に結合された第１モーションコントロールカードと、
前記第２加工装置に結合された第２モーションコントロールカードと、
各々前記第１モーションコントロールカード及び前記第２モーションコントロールカードに結合され、前記第１制御データを複数の第１セグメント制御データに分割し、各セグメント間に第１チェックポイントを挿入して第１コマンドシーケンスを形成し、前記第２制御データを複数の第２セグメント制御データに分割し、各セグメント間に第２チェックポイントを挿入して第２コマンドシーケンスを形成し、前記第１コマンドシーケンスを前記第１モーションコントロールカードに順次出力させて前記第１加工装置を制御し、前記第２コマンドシーケンスを前記第２モーションコントロールカードに順次出力させて前記第２加工装置を制御する制御装置とを備え、
ここで、出力された前記第１コマンドシーケンス又は前記第２コマンドシーケンスがいずれかのチェックポイントに到達した時、前記制御装置は後続のコマンド出力を停止し、出力された別のコマンドシーケンスもいずれかのチェックポイントに到達した後で、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを出力し続けるようにさせるツインスピンドル加工機。

【請求項9】

各前記制御データは、複数の工具番号データと、対応する加工経路データとを含み、前記制御装置は分割された各セグメント制御データ内に同じ工具番号データを持たせる請求項８に記載のツインスピンドル加工機。

【請求項10】

前記第１加工装置及び前記第２加工装置は、各々３つの軸方向の駆動能力を提供し、前記第１加工工具及び前記第２加工装置に前記送り軸、第２軸及び第３軸上を移動する自由度を持たせる請求項８に記載のツインスピンドル加工機。

【請求項11】

前記送り軸、前記第２軸及び前記第３軸のうちの任意の２つは、互いに垂直である請求項１０に記載のツインスピンドル加工機。

【請求項12】

前記第１加工装置は、第４軸の駆動能力をさらに提供し、前記架台に前記第４軸上で回転する自由度を持たせる請求項１０に記載のツインスピンドル加工機。

【請求項13】

前記第４軸は、前記送り軸に垂直である請求項１２に記載のツインスピンドル加工機。

【請求項14】

前記制御装置は、前記第４軸の回転制御データをこれら第１セグメント制御データの少なくとも１つにさせ、前記制御装置から出力された前記第１コマンドシーケンスが前記第４軸の回転制御データに到達した時、前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御の実行が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、前記制御装置は２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを出力し続けるようにさせる請求項１２又は１３項に記載のツインスピンドル加工機。

【請求項15】

前記第１加工装置は、第５軸の駆動能力をさらに提供し、前記架台に前記第５軸上で回転する自由度を持たせ、前記第５軸は前記第４軸に垂直である請求項１２に記載のツインスピンドル加工機。

【請求項16】

前記制御装置は、前記第４軸及び前記第５軸の回転制御データをこれら第１セグメント制御データの少なくとも１つにさせ、前記制御装置から出力された前記第１コマンドシーケンスが前記第４軸又は第５軸の回転制御データに到達した時、前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御の実行が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、前記制御装置は２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを出力し続けるようにさせる請求項１５に記載のツインスピンドル加工機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工（ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）の制御方法及び設備に関し、特に、ツインスピンドル加工のモーションコントロール方法及びツインスピンドル加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークの加工は、通常、加工工具への制御を介して加工プロセスを実行して、ワークに対してミーリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）等の加工工程を実施する。

【0003】

加工効率を追求するため、ワークの互いに反対側にある両側を同時に加工できるツインスピンドル加工機が使用され、加工時間を短縮できる。ただし、ツインスピンドルを同時に制御する場合でも、多くの制限及び問題に直面している。例えば２つのスピンドルの同時動作時の相互干渉を避けるため、ワークの両側で同じプロセスの対称的な加工を行う場合のみに、ツインスピンドルの同時動作を有効化させることができる。これは、ツインスピンドル加工機の両側同時加工の性能が効果的に利用されることができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の一目的は、加工効率を向上させることである。

【0005】

本発明の別の目的は、ツインスピンドル加工の特性を効果的に利用することである。

【0006】

本発明の更なる目的は、ツインスピンドル加工の時、両側の協働の下で対称的及び非対称的な特性を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的及び他の目的を達成するため、本発明は、第１制御データ及び第２制御データに基づきワークの互いに反対側にある第１加工装置及び第２加工装置に対して対応的な制御をするために用いられ、前記第１加工装置及び前記第２加工装置は、送り軸上で相移動してワークに対して加工プロセスを実行する第１加工工具及び第２加工工具を有するツインスピンドル加工のモーションコントロール方法を提案する。前記モーションコントロール方法は、分割ステップと、チェックポイント設定ステップと、制御ステップとを含む。分割ステップは、前記第１制御データを複数の第１セグメント制御データに分割させ、前記第２制御データを複数の第２セグメント制御データに分割させることができる。チェックポイント設定ステップは、隣り合う前記第１セグメント制御データの間に第１チェックポイントを各々挿入して第１コマンドシーケンスを生成し、隣り合う前記第２セグメント制御データの間に第２チェックポイントを各々挿入して第２コマンドシーケンスを生成する。制御ステップは、前記第１コマンドシーケンスを第１モーションコントロールカードに順次出力させて、前記第１モーションコントロールカードに結合された第１加工装置を対応して制御することができ、前記第２コマンドシーケンスを第２モーションコントロールカードに順次出力させて前記第２モーションコントロールカードに結合された第２加工装置対応して制御することができ、ここで前記制御ステップは、協作機制，出力された前記第１コマンドシーケンス又は前記第２コマンドシーケンスがいずれかのチェックポイントに到達した時、後続のコマンド出力を停止し、出力された別のコマンドシーケンスもいずれかのチェックポイントに到達した後で、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるようにさせる協働メカニズムを含む。

【0008】

本発明の一実施例において、各前記制御データは、複数の工具番号データと、対応する加工経路データとを含み、前記分割ステップで分割された各セグメント制御データでは、各前記セグメント制御データ内にある工具番号データが同じである。

【0009】

本発明の一実施例において、モーションコントロール方法は、前記第１加工装置、前記第２加工装置及び１つの回転軸を有する架台を制御するために用いられ、前記架台は前記ワークを支持するために用いられる。前記モーションコントロール方法は、前記制御ステップにおいて前記第１モーションコントロールカードはマスターと見なされ、前記第２モーションコントロールカードがスレーブと見なされ、前記回転軸の回転制御データがこれら第１セグメント制御データの少なくとも１つであり、出力された前記第１コマンドシーケンスが前記回転制御データに到達した時、前記スレーブとしての前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるステップをさらに含む。前記回転軸は、前記送り軸に垂直であり得る。

【0010】

本発明の一実施例において、モーションコントロール方法は、前記第１加工装置、前記第２加工装置及び２つの回転軸を有する架台を制御するために用いられ、前記架台は前記ワークを支持するために用いられる。前記モーションコントロール方法は、前記制御ステップにおいて前記第１モーションコントロールカードはマスターと見なされ、前記第２モーションコントロールカードがスレーブと見なされ、前記２つの回転軸の回転制御データがこれら第１セグメント制御データの少なくとも１つであり、出力された前記第１コマンドシーケンスが前記回転制御データに到達した時、前記スレーブとしての前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるステップをさらに含む。前記２つの回転軸は、各々前記送り軸に垂直であり得、かつ前記２つの回転軸が互いに垂直である。

【0011】

上記目的及び他の目的を達成するため、本発明はまた、ツインスピンドルを制御してワークの互いに反対側で同時に前記ワークに対して加工プロセスを行うコンピュータプログラムを格納するためのコンピュータプログラム製品を提案する。コンピュータに前記コンピュータプログラムがロードされ、第１制御データ及び第２制御データが入力され、前記コンピュータプログラムが実行されると、前記モーションコントロール方法を完了させることができる。

【0012】

上記目的及び他の目的を達成するため、本発明はまた、第１制御データ及び第２制御データに基づいてワークに対し加工プロセスを実施するツインスピンドル加工機を提案する。前記ツインスピンドル加工機は、架台と、第１加工装置と、第２加工装置と、第１モーションコントロールカードと、第２モーションコントロールカードと、制御装置とを備える。架台は、前記ワークを固定するために用いられる。第１加工装置は、前記架台の一側に設けられ、送り軸上で移動される第１加工工具を備える。第２加工装置は、前記架台の他側に設けられ、前記送り軸上で移動される第２加工工具を備える。第１モーションコントロールカードは、前記第１加工装置に結合される。第２モーションコントロールカードは、前記第２加工装置に結合される。前記制御装置は、各々前記第１モーションコントロールカード及び前記第２モーションコントロールカードに結合され、前記第１制御データを複数の第１セグメント制御データに分割し、各セグメント間に第１チェックポイントを挿入して第１コマンドシーケンスを形成し、前記第２制御データを複数の第２セグメント制御データに分割し、各セグメント間に第２チェックポイントを挿入して第２コマンドシーケンスを形成し、前記制御装置は前記第１コマンドシーケンスを前記第１モーションコントロールカードに順次出力させて前記第１加工装置を制御し、前記第２コマンドシーケンスを第２モーションコントロールカードに順次出力させて前記第２加工装置を制御する。ここで、出力された前記第１コマンドシーケンス又は前記第２コマンドシーケンスがいずれかのチェックポイントに到達した時、前記制御装置は後続のコマンド出力を停止し、出力された別のコマンドシーケンスもいずれかのチェックポイントに到達した後で、２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを出力し続けるようにさせる。

【0013】

本発明の一実施例において、各前記制御データは、複数の工具番号データと、対応する加工経路データとを含み、前記制御装置は分割された各セグメント制御データ内に同じ工具番号データを持たせることができる。

【0014】

本発明の一実施例において、前記第１加工装置及び前記第２加工装置は、各々３つの軸方向の駆動能力を提供し、前記第１加工工具及び前記第２加工装置に前記送り軸、第２軸及び第３軸上を移動する自由度を持たせる。前記送り軸、前記第２軸及び前記第３軸のうちの任意の２つは、互いに垂直であり得る。

【0015】

本発明の一実施例において、前記第１加工装置は、第４軸の駆動能力をさらに提供し、前記架台に前記第４軸上で回転する自由度を持たせる。前記第４軸は、前記送り軸に垂直であり得る。前記制御装置は、前記第４軸の回転制御データをこれら第１セグメント制御データの少なくとも１つにさせることができ、前記制御装置から出力された前記第１コマンドシーケンスが前記第４軸の回転制御データに到達した時、前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御の実行が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、前記制御装置は２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを出力し続けるようにさせる。

【0016】

本発明の一実施例において、前記第１加工装置は、第５軸の駆動能力をさらに提供し、前記架台に前記第５軸上で回転する自由度を持たせる。前記第５軸は、前記第４軸に垂直であり得る。前記制御装置は、前記第４軸及び前記第５軸の回転制御データをこれら第１セグメント制御データの少なくとも１つにさせることができ、前記制御装置から出力された前記第１コマンドシーケンスが前記第４軸又は第５軸の回転制御データに到達した時、前記第２モーションコントロールカードを待機させ、前記回転制御の実行が完了した後で、前記第２モーションコントロールカードの待機を解除し、前記制御装置は２つのコマンドシーケンスが後続のコマンドを出力し続けるようにさせる。

【0017】

したがって、コマンドシーケンスで設定されたチェックポイント及び対応するモーションコントロールカードの使用により、各セグメント制御データが実行された後で待機できるため、加工装置間に協働メカニズムを持たせる。このような制御仕様において、両側の各自の加工範囲及び程度を把握でき、両側の各自加工する非対称的な加工プロセスが使用されることができ、ツインスピンドル同時駆動の高効率特性を効果的に発揮し、また架台の回転制御を加えて、ツインスピンドル加工機はさらに７軸又は８軸以上の同時動作制御を実行できるようにさせる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明一実施例に係るツインスピンドル加工機の機能ブロック図である。

【図2】図１のツインスピンドル加工機の一部装置を示す概略図である。

【図3】本発明の一実施例に係るツインスピンドル加工のモーションコントロール方法のフローチャートである。

【図4】本発明の一実施例に係る制御データのセグメント切断及び再編成を示す概略図である。

【図5】本発明の別の実施例に係るツインスピンドル加工機の一部装置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の目的、特徴、効果について充分に理解できるように、以下で具体的な実施例に添付の図面を組み合わせ、本発明について詳細に説明する。

【0020】

本明細書の説明の用語「１」または「１つ」は、ユニット、部品、構造、装置、モジュール、システム、部位または領域等を説明するために使用される。これは説明の利便性のためのみに用いられ、かつ本発明の範疇に対して一般的な意味を提供する。このため、別の意味が明らかに示されていない限り、これらの説明は１つまたは少なくとも１つを含み、単数は同時に複数を含むと理解されるべきである。

【0021】

本明細書において、「含む、備える、有する」という用語またはその他の類似の用語は、本明細書に記載されている要素にのみ限定されることはなく、明示的に列挙されていないか、または、このようなユニット、部品、構造、装置、モジュール、システム、部位または領域に固有である他の要素が包含されていてもよい。

【0022】

本明細書の説明の「第１」または「第２」等、類似の序数の用語は、同じまたは類似の構造、部位または領域を区別する、またはそれらの関連を示すために用いられ、これら構造、部位または領域の順序を暗に含むとは限らない。一部の状況または配置において、序数の用語は入れ替えて使用しても本発明の実施に影響しないことに理解が必要である。

【0023】

コンピュータ数値制御（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＣＮＣ）は、数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＮＣ）プログラムコマンドを制御装置（例：コンピュータ）に入力し、制御装置の処理を通じてバックエンド加工装置を操作するコマンドシーケンスを生成することから加工装置の加工工具によりワークを加工（例：切削）して、設計された部品を完成させる。

【0024】

コンピュータ支援設計と製造（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ、ＣＡＤ／ＣＡＭ）は、部品のモデルデータの設計を支援し、対応するパスプランニングデータと工具番号データを生成することで、ＣＮＣ加工用の数値制御プログラムコマンドを形成できる。

【0025】

図１及び図２を同時に参照すると、図１は、本発明の一実施例に係るツインスピンドル加工機の機能ブロック図、図２は図１のツインスピンドル加工機の一部装置を示す概略図である。ツインスピンドル加工機は、架台３１５と、第１加工装置３１０と、第２加工装置３２０と、第１モーションコントロールカード２１０と、第２モーションコントロールカード２２０と、制御装置１００とを備える。

【0026】

架台３１５は、ワーク４００を支持するために用いられ、また、１つの回転軸又は２つの回転軸（Ｃ１、Ｃ２）の機能を有し得、これは後記その他の実施例に説明される義歯、歯冠（ｃｒｏｗｎ）、インプラント（ｉｍｐｌａｎｔ）などの歯科アイテム（ｄｅｎｔａｌ ｉｔｅｍ）に関連する医療付属品であり得る。第１加工装置３１０及び第２加工装置３２０がそれぞれ備える第１加工工具３１１及び第２加工工具３２１は、ワーク４００に対して両側の加工プロセスを実施するために用いられ、両側で同時に実行できるプロセスの数が多いほど、加工効率が向上できる。

【0027】

加工プロセスの進行時、第１加工工具３１１及び第２加工工具３２１は、例えば回転するように駆動され、加工工具の表面輪郭を介してワーク４００に加工（例：切削）効果を生み出す。

【0028】

制御装置１００は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）１１０及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）１２０で生成された制御データに基づいており、さらに制御ユニット１３０の処理を経た後、第１加工装置３１０及び第２加工装置３２０の制御に対応する第１コマンドシーケンスＳ１及び第２コマンドシーケンスＳ２を生成する。ＣＮＣ制御例では、制御ユニット１３０は各々プログラマブルコントローラ１４１（ＰＬＣ１）及びプログラマブルコントローラ１４２（ＰＬＣ２）を介して第１モーションコントロールカード２１０及び第２モーションコントロールカード２２０に接続されることで、コマンドシーケンスをモーションコントロールカードに入力させる。次に、モーションコントロールカードは、受信したコマンドに従って加工装置を操作し、例えばモーションコントロールカードは加工装置内のドライバにパルス信号を送信し、ドライバが加工装置内のサーボモータにパルス信号を送信して加工工具の動きを制御する。

【0029】

制御ユニット１３０は、例えば特定のコンピュータプログラムを搭載したコンピュータであり、前記特定のコンピュータプログラムは前記の処理プロセスをさらに実行するために用いられ、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）１１０及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）１２０で生成された制御データを再編成して、１台のコンピュータで２枚のモーションコントロールカードを介してツインスピンドル構成下の各加工プロセスを同時に実行させることができる。よって、ワーク４００の両側の加工装置（３１０、３２０）は、非対称的な加工プロセスでさらに運転することができ、両側の加工プロセスを高い自由度で配置することができ、加工効率を大幅に向上する。その他の実施形態において、制御装置１００はまた、プログラマブルコントローラと統合されたコンピュータであり得る。コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）１１０及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）１２０で生成された制御データは、制御装置１００によって生成されるか、外部から入力され得る。

【0030】

例えば前記特定のコンピュータプログラムには複数のテンプレートがあり、各テンプレートは少なくとも１つの加工方法に対応し得、オペレータがコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）１１０及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）１２０で計算された制御データを前記特定のコンピュータプログラムに入力した後、前記特定のコンピュータプログラムはオペレータによって選択されたテンプレート及び本出願に開示されているモーションコントロール処理方法に基づいて、対応するコマンドシーケンスを生成できる。テンプレートに関しては、例えば歯の修復の場合、ベニアタイプ、インサートタイプ、クラウンタイプ、合釘タイプなどに分けられ、基本構成を制御データに適用することができる（例：テンプレートのタイプが異なれば、対応する機械的パラメータも異なる）。

【0031】

図２に示すように、各加工装置（３１０、３２０）は、対応する加工工具（３１１、３２１）に３つの軸方向の移動自由度、すなわち、送り軸Ｘ、第２軸Ｙ、第３軸Ｚをそれぞれ提供することができる。この３軸の場合、通常送り軸Ｘはワーク４００の送り方向に向けるように配置され、かつ送り軸Ｘ、第２軸Ｙ及び第３軸Ｚのいずれか２つが互いに垂直である。ツインスピンドルの構成下で、通常送り軸Ｘ上の２つの加工装置（３１０、３２０）の第１加工工具３１１及び第２加工工具３２１は、相対移動するので、ワーク４００の両側で各自の加工プロセスを実行できる。図２の加工装置（３１０、３２０）は、単純な例示に過ぎず、軸方向移動機構は一般的な機械制御構造であるため、ここでその説明を省略する。

【0032】

次に、図１～図３を同時に参照すると、図３は、本発明の一実施例に係るツインスピンドル加工的モーションコントロール方法のフローチャートである。本出願に開示されているモーションコントロール処理方法は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）１１０及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）１２０で計算された制御データに基づき、セグメンテーション及びチェックポイント設定のデータ再編成や処理を経て、２つの加工装置の実行のための第１コマンドシーケンスＳ１及び第２コマンドシーケンスＳ２を対応的に生成する。第１コマンドシーケンスＳ１及び第２コマンドシーケンスＳ２は、対応するプログラマブルコントローラ（１４１、１４２）から出力された後、対応するモーションコントロールカード（２１０、２２０）に送信され、次にモーションコントロールカード（２１０、２２０）が対応する加工装置（３１０、３２０）の加工工具（３１１、３２１）のモーション軌跡を操作する。架台３１５が回転機能を有する場合、回転の制御コマンドは、第１コマンドシーケンスＳ１に割り当てられる。

【0033】

本出願に開示されているモーションコントロール処理方法のモーションコントロール方法は、分割ステップＳ１００と、チェックポイント設定ステップＳ２００と、制御ステップＳ３００とを含む。

【0034】

分割ステップＳ１００は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）１１０及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）１２０で計算された第１制御データ及び第２制御データを処理するために用いられる。第１制御データ及び第２制御データは、ワークの互いに反対側に必要な加工情報に対応する。このステップにおいて、第１制御データは複数の第１セグメント制御データに分割され、第２制御データが複数の第２セグメント制御データに分割される。分割する方法は、加工の工法によって分割し、加工で使用する工具番号によって分割してもよい。

【0035】

チェックポイント設定ステップＳ２００は、各セグメント制御データの間にチェックポイントを挿入するために用いられる。分割されたこれら第１セグメント制御データを例にとると、隣り合う第１セグメント制御データの間に各々第１チェックポイントが挿入され、各第１チェックポイントを有する第１セグメント制御データは、第１コマンドシーケンスＳ１になる。分割されたこれら第２セグメント制御データを例にとると、隣り合う第２セグメント制御データの間に各々第２チェックポイントが挿入され、各第２チェックポイントを有する第２セグメント制御データは第２コマンドシーケンスＳ２になる。ステップＳ１００及びステップＳ２００は、後の図４でさらに説明する。

【0036】

制御ステップＳ３００は、コマンドシーケンス（Ｓ１、Ｓ２）がシーケンス内の各制御コマンドを対応するモーションコントロールカードに順次出力させて、加工装置を対応して制御する。第１コマンドシーケンスＳ１は、第１モーションコントロールカード２１０に順次出力されて、第１モーションコントロールカード２１０に結合された第１加工装置３１０を対応して制御する。前記第２コマンドシーケンスＳ２は、第２モーションコントロールカード２２０順次出力されて、第２モーションコントロールカード２２０に結合された第２加工装置３２０を対応して制御する。制御ステップＳ３００に２つの加工装置に協調効果を持たせる協働メカニズムがある。この協働メカニズムは、いずれかのコマンドシーケンス内のコマンドがチェックポイントに出力された時、制御装置１００がこのコマンドシーケンスの後続のコマンド出力（その結果は、対応する加工装置が停止する）を停止し、同時に制御装置１００は別のコマンドシーケンスのコマンド出力状況をチェックし、別のコマンドシーケンスのコマンドもチェックポイントに出力された時、制御装置１００は２つのコマンドシーケンスのコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるようにさせる。

【0037】

例えば制御装置１００が第１コマンドシーケンスＳ１のコマンドを出力する時に第１チェックポイントに遭遇すると、第１コマンドシーケンスＳ１の後続のコマンドの出力を一時停止することで、第１モーションコントロールカード２１０に後続の制御コマンドを受信させず、第１加工装置３１０は自然に作動を停止する。また、制御装置１００は、第２のコマンドシーケンスＳ２の出力コマンドをチェックし、第２コマンドシーケンスＳ２の出力コマンドがまだ第２チェックポイントでない場合、第１コマンドシーケンスＳ１が後続のコマンドの出力を継続的に中断することを可能にし、第２コマンドシーケンスＳ２の出力コマンドをチェックし続ける。第２コマンドシーケンスＳ２の出力コマンドが第２チェックポイントに遭遇すると、制御装置１００はコマンドリリースを制御し、第１コマンドシーケンスＳ１及び第２コマンドシーケンスＳ２が対応するモーションコントロールカードにコマンドを出力し続けるようにさせる。

【0038】

コマンドシーケンスは一連の制御コマンドであるため、前述のデータ再編成と協働メカニズムの構築により、各セグメントの制御を、この時両側の加工装置の各自の作動状態として明確に特定することができる。この仕様での作動方法は、ツインスピンドル同時動作時の相互干渉を排除できることで、本出願に開示されているモーションコントロール方法、この方法を実行するコンピュータプログラム製品、及びこの方法を実行するツインスピンドル加工機を非対称的な加工プロセスに適用させることができることから、ツインスピンドル加工機の同時加工性能を最大限に活用できる。コンピュータプログラム製品は、例えば、ソフトウェアセットであり、コンピュータによりロードして実行された後、上記方法に従って複数のモーションコントロールカードを制御することで、加工機はマルチスピンドル同時動作の加工モードで駆動されることができる。

【0039】

前記分割ステップＳ１００において、好ましくは、加工に使用する工具番号によって分割できる。コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）１１０及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）１２０で計算された制御データは、工具番号データと、対応する加工経路データとを含む。加工の工法とは、一定の範囲又はモードでの加工経路を意味し、加工に使用する工具番号で分割する場合、分割ステップＳ１００で分割された各セグメント制御データに同じ工具番号があり、例えば１つのセグメント制御データには異なる加工経路データがあるが、工具番号データはすべて同じである。

【0040】

次に、図４を参照すると、本発明の一実施例に係る制御データのセグメンテーション及び再編成を示す概略図である。図４は、工具番号によって分割された各コマンドを例にとり、横軸が時間である。ＯＡは、分割後、再編成前の第１コマンドシーケンス、Ａ_１は第１工具番号下で決められた加工経路、Ａ_２は第２工具番号下下で決められた加工経路であり、これをもって類推する。ＯＢは、分割後、再編成前の第２コマンドシーケンス、Ｂ_１は第１工具番号下で決められた加工経路、Ｂ_２は第２工具番号下で決められた加工経路であり、これをもって類推する。各工具番号下で実行する必要のある加工経路の長さが異なり、両側で必要な加工経路も異なるため、ＯＡとＯＢのコマンドシーケンスの長さが異なる。さらに重要なことは、一方のコマンドシーケンスで新しいプロセスを実行するために工具を切り替える必要がある場合、他方のコマンドシーケンスの現在のシーケンス位置を制御することは困難で、特に、コマンドシーケンスが長い場合、予測不可能性が高くなり、ツインスピンドルの同時動作時の相互干渉のリスクが大幅に高まり、ＯＡとＯＢのコマンドシーケンスは使用できなくなる。

【0041】

コマンドシーケンスの再編成は、各コマンドシーケンスの分割位置にチェックポイントＣを挿入してから前記協働メカニズムの運用により、図４のＮＡとＮＢのコマンドシーケンスを示すことができ、２つのコマンドシーケンスの各セグメントにおける始点の位置は同一になることを意味する。ＮＡは、分割後、再編成後の第１コマンドシーケンスで、ＮＢは分割後、再編成後の第２コマンドシーケンスである。各セグメント上で２つのコマンドシーケンスの始点を明確に特定できるため、このような仕様の運用下で相互干渉を効果的に回避できることから、ツインスピンドル加工機の両側で同時に非対称的な加工を実施でき、ツインスピンドル加工の効率的な性能を十分発揮させることができる。

【0042】

次に図５を参照すると、本発明の別の実施例に係るツインスピンドル加工機の一部装置を示す概略図である。図５の実施例は、第１加工装置３１０が追加の軸方向の駆動能力をさらに提供することを可能にし、この駆動能力は架台の１つ（Ｃ１又はＣ２）或いは２つの回転軸（Ｃ１、Ｃ２）を駆動して、ワークを第４軸Ｃ１及び／又は第５軸Ｃ２上で回転させて、さらに多くの加工角度を提供するために用いられる。その他の実施例において、架台３１５は、第４軸Ｃ１で自由に回転でき、第５軸Ｃ２で限られた範囲でのみ回転できる。この形態において、第５軸Ｃ２は揺動軸と呼ばれることもできる。ただし、回転中にいずれかの加工工具が加工プロセスを実行している場合、損傷の状況が発生する。

【0043】

よって、本出願に開示されているモーションコントロール方法、この方法を実行するコンピュータプログラム製品、及びこの方法を実行するツインスピンドル加工機は、さらに図３の制御ステップＳ３００において、第１モーションコントロールカード２１０をマスター、第２モーションコントロールカード２２０をスレーブとして見なすことができる。また、回転軸の回転制御データは、第１セグメント制御データに割り当てられ、各回転制御データが第１セグメント制御データ内の個別セグメントデータ（図４のＡ_ｘセグメントに類似）になり、出力された第１コマンドシーケンスが前記回転制御データに到達した時、スレーブとしての第２モーションコントロールカード２２０を待機させ、前記回転制御が完了してから第２モーションコントロールカード２２０の待機を解除し、制御装置１００が２つのコマンドシーケンスの後続のコマンドを対応するモーションコントロールカードに出力し続けるようにさせる。

【0044】

図５の回転制御は、いずれかの加工装置（第１加工装置３１０）に帰属し、対応するモーションコントロールカード（第１モーションコントロールカード２１０）で制御されるが、これに限定されるものではない。その他の実施形態において、いずれかの加工装置（第２加工装置３２０）に帰属することに類似することもできる。

【0045】

１つの回転軸の下での制御は、１回又は複数回があり得、２つの回転軸の下での制御は異なる軸回転が同時に又は非同時に発生する場合があり、回転制御をいずれかの加工装置に帰属し、かつ毎回回転動作を行う時に、制御装置１００は別の加工装置を待機させ、これにより本出願に開示されている協働メカニズムを１つの回転軸又は２つの回転軸に拡張適用し、ツインスピンドル加工機の同時加工性能及び効率をさらに向上させる。現在の各モーションコントロールカード（軸制御カードとも呼ばれる）は５軸の制御をサポートすることができ、将来、より多くの軸の制御能力を持つ時、上記の仕様に基づくモーション制御方法、この方法を実行するコンピュータ製品、及びこの方法を実行するツインスピンドル加工機により多くの加工方法を有し、効率をさらに向上させる。

【0046】

上記をまとめると、本出願に開示されているモーションコントロール方法で確立された仕様は、マルチスピンドル同時動作時の相互干渉による損傷のリスクを回避し、マルチスピンドルの加工機が対称的又は非対称的な同時動作制御モードで運転でき、回転軸の応用もさらに７軸（１つの回転軸）又は８軸（２つの回転軸）以上の加工機にやはりマルチスピンドル同時動作制御の特性を持たせ、ツインスピンドル又はさらにマルチスピンドルの加工機はあるべき効率的な性能を発揮できるようにさせる。

【0047】

本発明は上述で最良の実施例を開示したが、当業者であれば理解できるように、この実施例は単に本発明を説明するために用いたのみであり、本発明の範囲を限定すると理解されるべきではない。注意すべきは、この実施例と同等効果を有する変化および置換はすべて、本発明の範疇内に含まれることである。このため、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の定義に準じる。

【符号の説明】

【0048】

１００ 制御装置
１１０ コンピュータ支援設計
１２０ コンピュータ支援製造
１３０ 制御ユニット
１４１ プログラマブルコントローラ
１４２ プログラマブルコントローラ
２１０ 第１モーションコントロールカード
２２０ 第２モーションコントロールカード
３１０ 第１加工装置
３１１ 第１加工工具
３１５ 架台
３２０ 第２加工装置
３２１ 第２加工工具
４００ ワーク
Ｃ１ 第４軸（回転軸）
Ｃ２ 第５軸（回転軸）
Ａ_１ 第１工具番号下で決められた加工経路
Ａ_２ 第２工具番号下で決められた加工経路
Ａ_３ 第３工具番号下で決められた加工経路
Ａ_４ 第４工具番号下で決められた加工経路
Ｂ_１ 第１工具番号下で決められた加工経路
Ｂ_２ 第２工具番号下で決められた加工経路
Ｂ_３ 第３工具番号下で決められた加工経路
Ｂ_４ 第４工具番号下で決められた加工経路
ＮＡ 分割後、再編成後の第１コマンドシーケンス
ＮＢ 分割後、再編成後の第２コマンドシーケンス
ＯＡ 分割後、再編成前の第１コマンドシーケンス
ＯＢ 分割後、再編成前の第２コマンドシーケンス
Ｓ１ 第１コマンドシーケンス
Ｓ２ 第２コマンドシーケンス
Ｓ１００～Ｓ３００ ステップ
Ｘ 送り軸
Ｙ 第２軸
Ｚ 第３軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】