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(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】P2024053850
(43)【公開日】2024-04-16
(54)【発明の名称】工作機械システム
(51)【国際特許分類】
B23B 13/02 20060101AFI20240409BHJP
【ＦＩ】
B23B13/02 A
B23B13/02 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022160309
(22)【出願日】2022-10-04
(71)【出願人】
【識別番号】000107642
【氏名又は名称】スター精密株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107102
【弁理士】
【氏名又は名称】吉延 彰広
(74)【代理人】
【識別番号】100172498
【弁理士】
【氏名又は名称】八木 秀幸
(74)【代理人】
【識別番号】100164242
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 直人
(72)【発明者】
【氏名】内山 拓治
(72)【発明者】
【氏名】池ヶ谷 武史
【テーマコード（参考）】
3C045
【Ｆターム（参考）】
3C045FC36
(57)【要約】
【課題】異常の発生を早期に判定可能な工作機械システムを提供する。
【解決手段】本発明の工作機械システム１は、把持解除可能に棒材Ｗを把持して回転可能な主軸２５と、棒材Ｗの後端側から棒材Ｗの先端側に向かって棒材Ｗを付勢し、棒材ＷとともにＺ１軸方向に移動する送り矢４４と、送り矢４４のＺ１軸方向の移動を監視することで異常発生有無を判定する異常判定部２０ｂとを備え、主軸２５は、Ｚ１軸方向に移動可能なものであり、異常判定部２０ｂは、主軸２５が棒材Ｗを把持している状態で主軸２５の移動距離と送り矢４４の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものである。
【選択図】図５
【解決手段】本発明の工作機械システム１は、把持解除可能に棒材Ｗを把持して回転可能な主軸２５と、棒材Ｗの後端側から棒材Ｗの先端側に向かって棒材Ｗを付勢し、棒材ＷとともにＺ１軸方向に移動する送り矢４４と、送り矢４４のＺ１軸方向の移動を監視することで異常発生有無を判定する異常判定部２０ｂとを備え、主軸２５は、Ｚ１軸方向に移動可能なものであり、異常判定部２０ｂは、主軸２５が棒材Ｗを把持している状態で主軸２５の移動距離と送り矢４４の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものである。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
把持解除可能に棒材を把持して回転可能な主軸と、
前記棒材の後端側から該棒材の先端側に向かって該棒材を付勢し、該棒材とともに該棒材の軸心方向に移動する送り矢と、
前記送り矢の前記軸心方向の移動を監視することで異常発生有無を判定する異常判定部とを備えたことを特徴とする工作機械システム。
前記棒材の後端側から該棒材の先端側に向かって該棒材を付勢し、該棒材とともに該棒材の軸心方向に移動する送り矢と、
前記送り矢の前記軸心方向の移動を監視することで異常発生有無を判定する異常判定部とを備えたことを特徴とする工作機械システム。
【請求項2】
前記主軸は、前記軸心方向に移動可能なものであり、
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で該主軸の移動距離と前記送り矢の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で該主軸の移動距離と前記送り矢の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
【請求項3】
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第１リトライ処理を実行させるものであることを特徴とする請求項２記載の工作機械システム。
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第１リトライ処理を実行させるものであることを特徴とする請求項２記載の工作機械システム。
【請求項4】
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記加工工具によって加工されて前記棒材から切り離された切断済み部分を移送可能な移送部材と、
前記刃物台と前記主軸と前記移送部材の動作を制御する機械制御部と、
不良品を受け入れる不良品受入部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して前記不良品受入部に排出させるものであることを特徴とする請求項２記載の工作機械システム。
前記加工工具によって加工されて前記棒材から切り離された切断済み部分を移送可能な移送部材と、
前記刃物台と前記主軸と前記移送部材の動作を制御する機械制御部と、
不良品を受け入れる不良品受入部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して前記不良品受入部に排出させるものであることを特徴とする請求項２記載の工作機械システム。
【請求項5】
前記主軸の動作を制御する機械制御部を備え、
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、該主軸の前記軸心方向への移動に伴って前記送り矢が移動した場合に第２の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の工作機械システム。
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、該主軸の前記軸心方向への移動に伴って前記送り矢が移動した場合に第２の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の工作機械システム。
【請求項6】
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第２の異常が発生したと判定した場合、前記主軸の把持動作と把持解除動作を含む第２リトライ処理を実行させるものであることを特徴とする請求項５記載の工作機械システム。
【請求項7】
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台を備え、
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で前記送り矢が移動した場合に第３の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で前記送り矢が移動した場合に第３の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
【請求項8】
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部と、
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第３の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第３リトライ処理を実行させるものであることを特徴とする請求項７記載の工作機械システム。
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第３の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第３リトライ処理を実行させるものであることを特徴とする請求項７記載の工作機械システム。
【請求項9】
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部と
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、前記送り矢制御部が前記送り矢を前進させようとしても前記送り矢が移動しない場合に第４の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部と
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、前記送り矢制御部が前記送り矢を前進させようとしても前記送り矢が移動しない場合に第４の異常が発生したと判定するものであることを特徴とする請求項１記載の工作機械システム。
【請求項10】
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第４の異常が発生したと判定した場合、前記主軸の把持動作と把持解除動作を含む第４リトライ処理を実行させるものであることを特徴とする請求項９記載の工作機械システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、棒材を把持して回転可能な主軸を備えた工作機械システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、工作機械システムには、加工工具や主軸が設けられた加工装置と、加工装置に長尺状の棒材を供給する給材機とを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。加工装置の主軸は、把持解除可能に棒材を把持して回転する。主軸は、棒材を把持した状態および把持解除した状態の何れの状態においても棒材の軸心方向に移動可能に構成されている。また、主軸が土台である脚に固定された主軸固定型の加工装置もある。加工装置にはＮＣ装置が組み込まれている。ＮＣ装置は、加工装置のオペレータなどが作成した加工プログラム（ＮＣプログラム）や加工装置に設けられた操作パネルを用いた入力操作に従って、加工工具が取り付けられた刃物台や主軸などの動作を制御する。ＮＣ装置が加工プログラムに従って刃物台や主軸の動作を制御することで、棒材の先端部分が所望の形状に加工され、加工された加工済み部分が切り離される。多くの場合、加工工具による加工が開始されてから加工済み部分が切り離されるまで棒材は主軸によって把持されている。加工装置は、加工済み部分が切り離されたら棒材の掴みかえを行う。掴みかえでは、主軸による把持を解除して主軸が棒材の後端側に移動した後、主軸が棒材を再度把持する。加工工具による加工と棒材の掴みかえを複数サイクル繰り返すことで、サイクル数に応じた複数の製品が１本の棒材から製造される。なお、主軸の移動可能距離を超えた長さの製品を製造する場合、１サイクルの中に掴みかえ動作が含まれていることがある。
【0003】
給材機は、加工装置と並んで加工装置よりも棒材の後端側に設置される。給材機は、送り矢と、送り矢を棒材の軸心方向に移動させる送り矢駆動機構とを備えている。送り矢は、先端にフィンガーチャックを備えている。そのフィンガーチャックが棒材の後端部分を掴むことで、送り矢は棒材と連結される。そして、送り矢駆動機構によって送り矢が棒材の先端側に向かって送り出されることで給材機に投入された棒材が加工装置に供給される。送り矢は、加工装置が加工を行っているときには所定の荷重で棒材の後端側から棒材の先端側に向かって棒材を付勢している。この荷重は、主軸が棒材を把持しているときに棒材と主軸の間に滑りが生じない比較的弱い荷重に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００５－３１３２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来、加工装置と給材機を備えた工作機械システムでは、それぞれの装置が独立して各種の異常発生有無を判定していた。棒材の軸心方向の位置異常に関しては、給材機に１サイクルにおける加工長を記憶させておき、その加工長と１サイクルの加工前後における送り矢の移動距離とが一致しているか否かを１サイクルの加工完了時に比較することで加工中に異常が発生したか否かを判定するものがある。しかしながら、その判定方法では、１サイクルの加工が完了した後でないと異常の発生を判定できないという問題があった。
【0006】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、異常の発生を早期に判定可能な工作機械システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決する本発明の工作機械システムは、
把持解除可能に棒材を把持して回転可能な主軸と、
前記棒材の後端側から該棒材の先端側に向かって該棒材を付勢し、該棒材とともに該棒材の軸心方向に移動する送り矢と、
前記送り矢の前記軸心方向の移動を監視することで異常発生有無を判定する異常判定部とを備えたことを特徴とする。
把持解除可能に棒材を把持して回転可能な主軸と、
前記棒材の後端側から該棒材の先端側に向かって該棒材を付勢し、該棒材とともに該棒材の軸心方向に移動する送り矢と、
前記送り矢の前記軸心方向の移動を監視することで異常発生有無を判定する異常判定部とを備えたことを特徴とする。
【0008】
この工作機械システムによれば、前記異常判定部が、前記送り矢の該軸心方向の移動を監視することで、前記軸心方向の位置異常発生を早期に判定できる。
【0009】
ここで、この工作機械システムは、前記送り矢の前記軸心方向の位置を把握する送り矢位置把握部を備えていてもよい。前記送り矢は、前記棒材の後端部に着脱可能に連結するフィンガーチャックを有するものであってもよい。前記主軸は、前記棒材の前記軸心方向に移動可能なものであり、前記異常判定部は、該主軸の該軸心方向への移動に対する前記送り矢の該軸心方向の移動を監視することで異常発生有無を判定するものであってもよい。なお、前記主軸の前記軸心方向への移動に対する前記送り矢の該軸心方向の移動とは、該主軸と該送り矢の一方が移動していない場合を含む概念である。また、前記異常判定部は、前記異常発生有無を加工時に随時判定するものであってもよく、該異常発生有無を掴みかえ時に随時判定するものであってもよい。さらに、前記異常判定部は、加工プログラムに記述された判定開始コマンドに応じて異常発生有無の判定動作を開始し、該加工プログラムに記述された判定終了コマンドに応じて異常発生有無の判定動作を終了するものであってもよい。その場合、前記異常判定部は、判定動作の開始から終了までの間、繰り返し判定を実行するものであってもよい。
【0010】
この工作機械システムにおいて、
前記主軸は、前記軸心方向に移動可能なものであり、
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で該主軸の移動距離と前記送り矢の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものであってもよい。
前記主軸は、前記軸心方向に移動可能なものであり、
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で該主軸の移動距離と前記送り矢の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものであってもよい。
【0011】
第１の異常が発生した場合、前記棒材の先端部分は意図しない形状に加工されているため、加工を継続すると加工工具に過度な負担がかかったり工作機械システムが破損してしまう虞がある。これに対し、この工作機械システムでは、第１の異常の発生と同時に判定できるので、加工工具への過度な負荷や工作機械システムの破損を防止できる。
【0012】
ここで、この工作機械システムは、前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて移動可能な刃物台と、前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部とを備え、前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記刃物台と前記主軸を停止させるものであってもよい。停止させることで、加工を継続することによって生じ得る加工工具の過度な負担や工作機械システムの破損を確実に防止できる。なお、前記刃物台と前記主軸の停止には、該刃物台や該主軸が安全な状態になるまで、該刃物台や該主軸のうち少なくとも一方を移動させた後に停止させることも含む。前記異常判定部は、前記主軸が前記軸心方向へ移動した際に該主軸の移動距離と前記送り矢の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものであってもよい。また、前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持して該棒材を加工をしている際に該主軸の移動距離と前記送り矢の移動距離とが異なる場合に第１の異常が発生したと判定するものであってもよい。
【0013】
また、この工作機械システムにおいて、
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第１リトライ処理を実行させるものであってもよい。
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第１リトライ処理を実行させるものであってもよい。
【0014】
前記第１リトライ処理を実行することで、加工が停止してしまう虞を低減できる。加えて、前記第１の異常が発生したときに前記加工済み部分を切り離すことで、無駄な加工時間や無駄な加工に係るエネルギーの消費を防止にできる上に、棒材の無駄遣いを抑制できる。
【0015】
さらに、この工作機械システムにおいて、
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記加工工具によって加工されて前記棒材から切り離された切断済み部分を移送可能な移送部材と、
前記刃物台と前記主軸と前記移送部材の動作を制御する機械制御部と、
不良品を受け入れる不良品受入部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して前記不良品受入部に排出させるものであってもよい。
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記加工工具によって加工されて前記棒材から切り離された切断済み部分を移送可能な移送部材と、
前記刃物台と前記主軸と前記移送部材の動作を制御する機械制御部と、
不良品を受け入れる不良品受入部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第１の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して前記不良品受入部に排出させるものであってもよい。
【0016】
前記第１の異常が発生したときに前記加工済み部分を前記不良品受入部に排出することで不良品と良品とが混在してしまうことを防止できる。加えて、前記第１の異常が発生したときに前記加工済み部分を切り離すことで、無駄な加工時間や無駄な加工に係るエネルギーの消費を防止にできる上に、棒材の無駄遣いを抑制できる。
【0017】
ここで、前記移送部材は、前記第１の異常が発生しないで前記主軸を用いた加工が完了した前記切断済み部分を所定の位置まで移送するものであってもよい。
【0018】
加えて、この工作機械システムにおいて、
前記主軸の動作を制御する機械制御部を備え、
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、該主軸の前記軸心方向への移動に伴って前記送り矢が移動した場合に第２の異常が発生したと判定するものであってもよい。
前記主軸の動作を制御する機械制御部を備え、
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、該主軸の前記軸心方向への移動に伴って前記送り矢が移動した場合に第２の異常が発生したと判定するものであってもよい。
【0019】
こうすることで、前記主軸が前記棒材を掴みかえるときに異常が発生したことを早期に判定できる。ここで、前記異常判定部は、掴みかえ動作をしているときに前記主軸の前記軸心方向への移動に伴って前記送り矢が移動した場合に第２の異常が発生したと判定するものであってもよい。
【0020】
またさらに、この工作機械システムにおいて、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第２の異常が発生したと判定した場合、前記主軸の把持動作と把持解除動作を含む第２リトライ処理を実行させるものであってもよい。
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第２の異常が発生したと判定した場合、前記主軸の把持動作と把持解除動作を含む第２リトライ処理を実行させるものであってもよい。
【0021】
前記第２リトライ処理により、加工が停止してしまう虞を低減できる。
【0022】
また、この工作機械システムにおいて、
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台を備え、
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で前記送り矢が移動した場合に第３の異常が発生したと判定するものであってもよい。
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台を備え、
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記主軸が前記棒材を把持している状態で前記送り矢が移動した場合に第３の異常が発生したと判定するものであってもよい。
【0023】
第３の異常が発生した場合、前記棒材の先端部分は意図しない形状に加工されているため、加工を継続すると加工工具に過度な負担がかかったり工作機械システムが破損してしまう虞がある。これに対し、この工作機械システムでは、第３の異常の発生と同時に判定できるので、加工工具への過度な負荷や工作機械システムの破損を防止できる。
また、この工作機械システムにおいて、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部と、
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第３の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第３リトライ処理を実行させるものであってもよい。
また、この工作機械システムにおいて、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部と、
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第３の異常が発生したと判定した場合、前記棒材の加工済み部分を切り離して再度該棒材の先端部分の加工を開始する第３リトライ処理を実行させるものであってもよい。
【0024】
前記第３リトライ処理を実行することで、加工が停止してしまう虞を低減できる。加えて、前記第３の異常が発生したときに前記加工済み部分を切り離すことで、無駄な加工時間や無駄な加工に係るエネルギーの消費を防止にできる上に、棒材の無駄遣いを抑制できる。
【0025】
加えて、この工作機械システムにおいて、
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部と
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、前記送り矢制御部が前記送り矢を前進させようとしても前記送り矢が移動しない場合に第４の異常が発生したと判定するものであってもよい。
前記棒材の先端部分を加工する加工工具が取り付けられて前記軸心方向とは直交する方向に移動可能な刃物台と、
前記刃物台と前記主軸の動作を制御する機械制御部と
前記送り矢の動作を制御する送り矢制御部とを備え、
前記主軸は、前記軸心方向に移動不能に固定されたものであり、
前記異常判定部は、前記機械制御部が前記主軸に前記棒材の把持を解除させている状態において、前記送り矢制御部が前記送り矢を前進させようとしても前記送り矢が移動しない場合に第４の異常が発生したと判定するものであってもよい。
【0026】
こうすることで、前記棒材を掴みかえるときに異常が発生したことを早期に判定できる。
【0027】
またさらに、この工作機械システムにおいて、
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第４の異常が発生したと判定した場合、前記主軸の把持動作と把持解除動作を含む第４リトライ処理を実行させるものであってもよい。
前記機械制御部は、前記異常判定部が前記第４の異常が発生したと判定した場合、前記主軸の把持動作と把持解除動作を含む第４リトライ処理を実行させるものであってもよい。
【0028】
前記第４リトライ処理により、加工が停止してしまう虞を低減できる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、異常の発生を早期に判定可能な工作機械システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、本発明をＮＣ旋盤と給材機とを備えた旋盤システムに適用した例を用いて説明する。
【0032】
図１は、本実施形態にかかる旋盤システムの正面図である。
【0033】
図１に示すように、本実施形態の旋盤システム１は、加工装置であるＮＣ旋盤２と、材料供給装置である給材機４とを備えている。この旋盤システム１が、工作機械システムの一例に相当する。本実施形態のＮＣ旋盤２は、いわゆるスイス型旋盤である。ＮＣ旋盤２は、切削室２２と、主軸室２３と、旋盤操作パネル２４とを備えている。切削室２２は、棒材Ｗ（図２参照）の先端部分を加工する空間が形成された部屋であり、正面側から見てＮＣ旋盤２の右側に配置されている。主軸室２３は、主軸２５（図２参照）が配置された部屋であり、正面側から見てＮＣ旋盤２の左側に配置されている。
【0034】
旋盤操作パネル２４は、旋盤操作部２４１と旋盤表示画面２４２とを有している。旋盤操作部２４１は、旋盤システム１のオペレータによる入力操作を受け付ける複数のボタンやキー等からなる。なお、旋盤操作部２４１は、旋盤表示画面２４２と一体化されたタッチパネルであってもよい。旋盤システム１のオペレータは、旋盤操作部２４１や外部コンピューターを用いて作成した加工プログラムを後述する記憶部２０３（図３参照）に記憶させることができる。また、旋盤システム１のオペレータは、旋盤操作部２４１を用いて加工プログラムの修正を行い、修正した加工プログラムを記憶部２０３に記憶させることもできる。さらに、旋盤システム１のオペレータは、旋盤操作部２４１を用いて旋盤システム１の各構成要素を個別または連携して動作させることもできる。旋盤表示画面２４２は、記憶部２０３に記憶された加工プログラム、旋盤システム１の各種設定値およびエラー内容などの旋盤システム１に関する各種情報を表示するディスプレイである。
【0035】
給材機４は、ＮＣ旋盤２に長尺な棒材Ｗ（図２参照）を供給する。給材機４は、ＮＣ旋盤２と並んで設置される。給材機４には、複数の棒材Ｗが格納されている。給材機４は、格納された棒材Ｗのうちの１本をＮＣ旋盤２に向かって送り出す。また、給材機４は、加工によって短くなった棒材Ｗである残材をＮＣ旋盤２から引き抜いて排出する。残材を排出した後、給材機４は、格納された棒材Ｗからあらたに１本をＮＣ旋盤２に向かって送り出す。給材機４には、給材機４を操作するための入力装置である給材機操作パネル４２が設けられている。
【0036】
【0037】
図２に示すように、ＮＣ旋盤２は、主軸２５と、ガイドブッシュ２６と、第１刃物台２７と、背面主軸２８と、第２刃物台２９とを備えている。主軸２５、ガイドブッシュ２６、第１刃物台２７、背面主軸２８および第２刃物台２９は、土台である脚の上に配置されている。主軸２５、第１刃物台２７、背面主軸２８および第２刃物台２９は、加工プログラムや旋盤操作パネル２４（図１参照）からの入力に従って動作する。
【0038】
主軸２５は、Ｚ１軸方向に移動可能である。なお、主軸２５は、主軸台によって主軸台とともにＺ１軸方向に移動するが、主軸台は図示省略し説明も省略する。Ｚ１軸方向は、水平方向であり、図２においては左右方向である。このＺ１軸方向は、棒材Ｗの軸心方向に相当する。主軸２５は、その内部を貫通している棒材Ｗを把持解除可能に把持するためのコレットチャック２５１を先端部分に有している。このコレットチャック２５１は、把持部の一例に相当する。主軸２５は、棒材Ｗを把持して主軸中心線ＣＬを中心として回転可能である。主軸中心線ＣＬの方向はＺ１軸方向と一致している。以下、主軸２５が棒材Ｗの後端側に移動することを後退と称することがある。
【0039】
ガイドブッシュ２６は、土台である脚に固定されている。ガイドブッシュ２６の、主軸２５が配置された側とは反対側の端面は、切削室２２（図１参照）内に露出している。ガイドブッシュ２６は、主軸２５の内部を貫通した棒材Ｗの先端側部分をＺ１軸方向へ摺動自在に支持する。このガイドブッシュ２６の、棒材Ｗを支持している部分は、主軸２５と同期して主軸中心線ＣＬを中心にして回転可能である。ガイドブッシュ２６から切削室２２内に突出した棒材Ｗの先端部分が第１刃物台２７に取り付けられた第１工具Ｔ１によって加工される。この第１工具Ｔ１が加工工具の一例に相当する。ガイドブッシュ２６により、加工時の棒材Ｗの撓みが抑制されるので、特に細長い棒材ＷをＮＣ旋盤２によって高精度に加工できる。
【0040】
第１刃物台２７は、Ｚ１軸方向と直交しかつ水平方向を向いたＸ１軸方向と、垂直方向を向いたＹ１軸方向に移動可能である。この第１刃物台２７は、刃物台の一例に相当する。図２では、上下方向がＸ１軸方向であり、紙面に直交する方向がＹ１軸方向である。第１刃物台２７には、切削加工用工具、突切加工用工具などを含む複数種類の第１工具Ｔ１がＹ１軸方向に並んで櫛歯状に取り付けられている。また、第１工具Ｔ１として、エンドミルやドリルなどの回転工具を第１刃物台２７に取り付けることもできる。第１刃物台２７がＹ１軸方向に移動することで、これらの複数種類の第１工具Ｔ１から任意の第１工具Ｔ１が選択される。そして、第１刃物台２７がＸ１軸方向に移動することで、選択されている第１工具Ｔ１が主軸２５に把持されガイドブッシュ２６に支持された棒材Ｗの先端部分に切り込んで加工したり、棒材Ｗの加工済み部分を切り離したりする。
【0041】
背面主軸２８は、Ｘ２軸方向およびＺ２軸方向に移動可能である。この背面主軸２８は、移送部材の一例に相当する。なお、背面主軸２８は、背面主軸台によって背面主軸台とともにＸ２軸方向およびＺ２軸方向に移動するが、背面主軸台は図示省略し説明も省略する。Ｘ２軸方向は上述したＸ１軸方向と同一の方向であり、Ｚ２軸方向は上述したＺ１軸方向と同一の方向である。また、Ｚ２軸方向は、背面主軸２８の軸線方向に相当する。図２には、背面主軸２８が、ガイドブッシュ２６を挟んで主軸２５に対向した位置にある様子が示されている。この位置では背面主軸２８の回転中心である背面主軸中心線は、主軸中心線ＣＬと同一線上に配置されている。背面主軸中心線の方向はＺ２軸方向と一致している。背面主軸２８には、主軸２５を用いた加工が完了した棒材Ｗの加工済み部分が、突切加工用の第１工具Ｔ１によって切り離されて受け渡される。以下、切り離された加工済み部分を切断済み部分と称する。背面主軸２８は、主軸２５から受け渡された切断済み部分を把持解除可能に把持する。また、背面主軸２８は、Ｘ２軸方向およびＺ２軸方向に移動することで把持した切断済み部分を移送する。
【0042】
第２刃物台２９は、Ｙ２軸方向へ移動可能である。なお、第２刃物台２９は、Ｘ２軸方向に移動可能に構成されていてもよい。Ｙ２軸方向は上述したＹ１軸方向と同一の方向である。第２刃物台２９には、切断済み部分を加工するドリルやエンドミル等の第２工具Ｔ２が取り付けられている。なお、第２工具Ｔ２は、Ｙ２軸方向に並んで第２刃物台２９に複数取り付けられている。第２刃物台２９のＹ２軸方向の移動によって、これらの複数の第２工具Ｔ２から任意の第２工具Ｔ２が選択される。そして、背面主軸２８がＸ２軸方向やＺ２軸方向に移動することで、背面主軸２８に把持された切断済み部分の切断端側が加工される。この切断端側の加工が完了した切断済み部分が旋盤システム１によって製造された製品になる。なお、背面主軸２８を用いた加工を行わない場合もある。その場合、切断済み部分がそのまま製品になる。第２刃物台２９には、製品を受け入れる製品受入口２９１と不図示のシューターとが設けられている。シューターは、第２刃物台２９内に設けられている。背面主軸２８は、製品を製品受入口２９１に挿入した後、把持を解除して背面主軸２８に設けられたシリンダーによって押し出すことでシューターに製品を投下する。投下された製品は、不図示のコンベアによって所定位置まで移送されて旋盤システム１の外部に設けられた製品貯留部に排出される。
【0043】
切削室２２（図１参照）の下端には、主軸２５や背面主軸２８を用いた加工によって生じた切り屑や不良品を受け入れる切り屑受入部２２１が設けられている。この切り屑受入部２２１が不良品受入部の一例に相当する。主軸２５を用いた加工が完了した棒材Ｗの加工済み部分は、主軸２５に対向した位置で主軸２５と同期回転した背面主軸２８と主軸２５とがそれぞれ棒材Ｗを把持した状態で突切加工用の第１工具Ｔ１が加工済み部分を切り離すことで背面主軸２８に受け渡される。一方、背面主軸２８が加工済み部分を把持していない状態で加工済み部分を切り離した場合、その加工済み部分は、落下することで切り屑受入部２２１に排出される。
【0044】
給材機４は、上述した給材機操作パネル４２（図１参照）の他に、送り矢４４と、送り矢駆動機構４５と、送り矢モータ４６と、先端センサ４７と、原点センサ４８とを有している。送り矢４４は、不図示のガイドによってＺ１軸方向に移動自在に案内されている。送り矢４４の先端には、棒材Ｗの後端を把持するフィンガーチャック４４１が設けられている。このフィンガーチャック４４１は、送り矢４４の他の部分に対して回転自在に取り付けられることで、主軸中心線ＣＬを回転中心軸として回転自在になっている。フィンガーチャック４４１が棒材Ｗの後端を把持することで、送り矢４４は棒材Ｗに連結される。すなわち、フィンガーチャック４４１が棒材Ｗを把持している間、送り矢４４は棒材ととともにＺ１軸方向に移動する。
【0045】
送り矢駆動機構４５は、給材機４の先端側と後端側それぞれに設けられた不図示のプーリと、そのプーリに掛け渡された駆動ベルトによって構成されている。駆動ベルトには、連結部４５１が固定されている。この連結部４５１によって駆動ベルトと送り矢４４の後端部分とが連結されている。給材機４の後端側に設けられたプーリは、送り矢モータ４６の出力軸に固定されている。
【0046】
送り矢モータ４６の出力軸が一方向に回転すると、送り矢駆動機構４５と連結部４５１によって送り矢４４はＺ１軸に沿ってＮＣ旋盤２に向かって移動する。反対に、送り矢モータ４６の出力軸が他方向に回転すると、送り矢駆動機構４５と連結部４５１によって送り矢４４はＺ１軸に沿ってＮＣ旋盤２から離間する方向に移動する。給材機４内に格納された複数の棒材Ｗのうち軸心が主軸中心線ＣＬと一致した位置にある棒材Ｗがフィンガーチャック４４１によって把持される。そして、送り矢４４が移動することで、フィンガーチャック４４１に把持された棒材Ｗは、棒材Ｗの軸心方向に移動する。すなわち、送り矢モータ４６の出力軸が一方向に回転すると、棒材Ｗはその先端側に移動し、送り矢モータ４６の出力軸が他方向に回転すると、棒材Ｗはその後端側に移動する。送り矢モータ４６は、送り矢エンコーダ４６１を有している。なお、送り矢エンコーダ４６１は、送り矢モータ４６とは別に設置されていてもよい。送り矢エンコーダ４６１によって、送り矢モータ４６の回転数や回転量が検出される。送り矢エンコーダ４６１の検出結果は、第２制御装置４０（図３参照）に送信される。
【0047】
先端センサ４７は、棒材Ｗの先端を検出する。また、原点センサ４８は、送り矢４４が原点に位置しているか否かを検出する。送り矢４４の原点は、送り矢４４の移動範囲のうち最も後端側に位置している。これらの先端センサ４７と原点センサ４８の検出結果は、それぞれ第２制御装置４０（図３参照）に送信される。第２制御装置４０は、先端センサ４７の検出結果と送り矢エンコーダ４６１の検出結果によって、加工前における棒材Ｗの先端位置がどの位置にあるかを把握する。また、第２制御装置４０は、原点センサ４８の検出結果と送り矢エンコーダ４６１の検出結果によって、送り矢４４の位置を把握する。これら送り矢エンコーダ４６１及び原点センサ４８は、送り矢位置検出手段の一例に相当する。
【0048】
図３は、図１に示した旋盤システムのハードウェア構成を示すブロック図である。なお、この図３では、旋盤システム１のハードウェア構成のうち本発明との関連性の低いものは、これまで説明した構成要素を動作させるものであっても図示省略している。
【0049】
図３に示すように、ＮＣ旋盤２は、第１制御装置２０と、上述した旋盤操作パネル２４と、Ｚ１軸モータ２５２と、主軸モータ２５３と、主軸アクチュエータ２５４と、Ｘ２軸モータ２８１と、Ｚ２軸モータ２８２とを有している。第１制御装置２０は、いわゆるＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置であり、ＣＰＵ２０１と、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０２と記憶部２０３とを有している。この第１制御装置２０が、制御装置の一例に相当する。第１制御装置２０は、ＣＰＵ２０１による演算機能を有するコンピュータである。第１制御装置２０は、記憶部２０３に記憶されている加工プログラムや旋盤操作パネル２４からの入力に従って図２に示した主軸２５、第１刃物台２７、背面主軸２８および第２刃物台２９等の各構成要素の動作を制御する。図３には、それらの構成要素を駆動するモータやアクチュエータのうちの一部が示されている。第１制御装置２０は、主にＮＣ旋盤２に設けられたサーボモータに対して数値制御を行う。また、第１制御装置２０が有しているＰＬＣ２０２は、主にＮＣ旋盤２に設けられたシリンダーやバルブ等のサーボモータ以外の機器の動作をシーケンス制御する。記憶部２０３は、ＲＯＭ、ＨＤＤおよびＳＳＤ等の不揮発性メモリとＲＡＭ等の揮発性メモリとから構成されている。
【0050】
Ｚ１軸モータ２５２は、第１制御装置２０からの指令を受けて回転するサーボモータである。Ｚ１軸モータ２５２が回転することで主軸２５（図２参照）はＺ１軸方向に移動する。なお、第１制御装置２０とＺ１軸モータ２５２の間には不図示のアンプが設けられており、第１制御装置２０がアンプに指令を送信することでＺ１軸モータ２５２が制御されている。以下、アンプについては説明を省略する。Ｚ１軸モータ２５２は、Ｚ１軸エンコーダ２５２１を有している。Ｚ１軸エンコーダ２５２１の出力が第１制御装置２０にフィードバックされることで、第１制御装置２０は、主軸２５（図２参照）のＺ１軸における位置を常時把握している。このＺ１軸エンコーダ２５２１は、主軸位置検出手段の一例に相当する。
【0051】
主軸２５（図２参照）には、ビルトインモーター等の主軸モータ２５３が設けられている。主軸モータ２５３は、第１制御装置２０から指令を受けて回転する。主軸モータ２５３が回転することで、主軸２５および主軸２５に把持された棒材Ｗ（図２参照）は、主軸中心線ＣＬ（図２参照）を中心にして回転する。なお、主軸２５と同様に、背面主軸２８にも背面主軸モータが設けられているが説明は省略する。主軸アクチュエータ２５４は、コレットチャック２５１（図２参照）を動作させるための油圧シリンダー等のアクチュエータである。主軸アクチュエータ２５４によって不図示のチャックスリーブが先端側に移動することで、コレットチャック２５１が閉じて棒材Ｗが主軸２５によって把持される。また、チャックスリーブが後端方に移動することで、コレットチャック２５１が開いて主軸２５による棒材Ｗの把持が解除される。
【0052】
Ｘ２軸モータ２８１は、第１制御装置２０からの指令を受けて回転するサーボモータである。Ｘ２軸モータ２８１が回転することで背面主軸２８（図２参照）はＸ２軸方向に移動する。同様に、Ｚ２軸モータ２８２は、第１制御装置２０からの指令を受けて回転するサーボモータである。Ｚ２軸モータ２８２が回転することで背面主軸２８はＺ２軸方向に移動する。なお、Ｘ２軸モータ２８１およびＺ２軸モータ２８２にも不図示のエンコーダが設けられている。
【0053】
給材機４は、上述した給材機操作パネル４２、送り矢モータ４６、先端センサ４７および原点センサ４８の他に第２制御装置４０を有している。第２制御装置４０は、給材機４の各構成要素についてシーケンス制御を行う制御装置である。第２制御装置４０は、各センサや送り矢エンコーダ４６１等から受信した情報に基づいて送り矢モータ４６や給材機４に設けられた不図示のアクチュエータの動作を制御する。また、第２制御装置４０は、第１制御装置２０からの動作要求に応じて給材機４の動作を制御する。
【0054】
送り矢モータ４６は、第２制御装置４０からの指令を受けて回転するサーボモータである。送り矢モータ４６が回転することで送り矢４４（図２参照）はＺ１軸方向に移動する。上述したように、第２制御装置４０は、送り矢４４の原点からの移動距離を原点センサ４８の検出結果と送り矢エンコーダ４６１の検出結果によって把握することで、送り矢４４のＺ１軸方向における位置を常時把握し、給材機４に関する情報として第１制御装置２０に送信している。また、第２制御装置４０は、新しく供給する棒材Ｗの先端や電源投入後最初にＮＣ旋盤２に送り出した棒材Ｗの先端のＺ１軸方向における位置を第１制御装置２０に送信する。ＮＣ旋盤２が加工を開始した後、残材の引き抜き開始までは、第２制御装置４０によって送り矢モータ４６は基本的に一定のトルクで一方向に回転しようとするように制御される。これにより、棒材Ｗは、設定された荷重で棒材Ｗの先端側に向かって送り矢４４によって付勢される。この荷重は、主軸２５が棒材Ｗを把持しているときに棒材Ｗと主軸２５との間に滑りが生じる虞が無い比較的弱い荷重に設定される。
【0055】
給材機操作パネル４２は、操作部と表示画面とが一体になったタッチパネルである。なお、給材機４には、給材機操作パネル４２の他に非常停止ボタンや送り矢モータ４６のトルク設定スイッチ等が設けられている。旋盤システム１のオペレータは、給材機操作パネル４２を用いて送り矢４４（図２参照）をＺ１軸方向に手動で移動させたり、給材機４の各種設定値を入力することができる。また、給材機操作パネル４２には、給材機４の各種設定値およびエラー内容などの給材機４に関する各種情報並びに給材機４の操作ボタンが表示される。
【0056】
第１制御装置２０と第２制御装置４０とは信号ケーブルで接続されている。第１制御装置２０は、信号ケーブルを介して第２制御装置４０に動作要求などを送信する。また、第２制御装置４０は、信号ケーブルを介して第１制御装置２０に送り矢４４の位置情報を含む給材機４に関する各種情報を随時送信する。
【0057】
【0058】
図４に示すように、第１制御装置２０によって、機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂとが構成されている。機械制御部２０ａは、主に図３に示したＣＰＵ２０１とＰＬＣ２０２と記憶部２０３によって達成される機能構成である。また、異常判定部２０ｂは、主にＣＰＵ２０１と記憶部２０３によって達成される機能構成である。また、第２制御装置４０によって、送り矢制御部４０ａと送り矢位置把握部４０ｂが構成されている。
【0059】
機械制御部２０ａは、ＮＣ旋盤２の各構成要素の動作を制御するものである。また、機械制御部２０ａは、第２制御装置４０に動作要求や情報送信要求を送信することもある。異常判定部２０ｂは、送り矢４４のＺ１軸方向の移動を監視することで旋盤システム１の異常発生有無を判定するものである。
【0060】
送り矢制御部４０ａは、給材機４に設けられた各種センサからの出力、給材機操作パネル４２からの入力および第１制御装置２０からの動作要求に従って送り矢モータ４６などの動作を制御する機能構成である。送り矢位置把握部４０ｂは、原点センサ４８の検出結果と送り矢エンコーダ４６１の検出結果を用いて原点センサ４８からの送り矢４４のＺ１軸方向の位置を演算することで送り矢４４（図２参照）の後端位置を把握する。第２制御装置４０が有する不図示のメモリーには、送り矢４４（図２参照）の長さ情報が保存されている。送り矢位置把握部４０ｂは、送り矢４４の後端位置に送り矢４４の長さを加算することで先端位置も把握している。
【0061】
図５は、図１に示した旋盤システムの第１監視動作を示すフローチャートである。図５に示す第１監視動作は、主に図４に示した機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂが旋盤システム１の動作を制御することによって実行される動作である。詳細には、記憶部２０３に記憶されたプログラムに基づいて機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂがこの動作に関連する演算や判定を実行する。そして、その演算結果や判定結果に基づいて機械制御部２０ａが、ＮＣ旋盤２の各構成要素の動作を制御し、また第２制御装置４０に動作要求を送信する。
【0062】
第１監視動作は、加工プログラムに記述された第１監視動作を指示するコマンドが実行されることで開始される。この第１監視動作を指示するコマンドが判定開始コマンドの一例に相当する。第１監視動作は、主軸２５を用いた加工時に使用される監視動作である。第１監視動作では、まず、機械制御部２０ａは記憶部２０３に記憶されている第１カウンタＣ１を０にする（Ｓ１１）。その後、異常判定部２０ｂは、自身が把握している主軸２５の把持情報および主軸２５の位置情報と、送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置情報とから、主軸２５が棒材Ｗを把持している状態において、主軸２５の移動距離と送り矢４４の移動距離とが一致しているかを監視する（ステップＳ１２）。この監視について更に詳しく説明する。異常判定部２０ｂは、主軸２５の移動開始前など特定のタイミングにおける主軸２５の位置を主軸基準位置として記憶部２０３に記憶するとともに、そのタイミングにおける送り矢４４の位置を送り矢基準位置として記憶部２０３に記憶する。そして、異常判定部２０ｂは、主軸２５が棒材Ｗを把持しているときに、主軸基準位置からの主軸２５の移動距離に一致する距離を送り矢４４が送り矢基準位置から移動したときの送り矢４４の位置を演算する。さらに、異常判定部２０ｂは、その演算結果における送り矢４４の位置情報と送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置情報とを比較することで、主軸２５と送り矢４４の移動距離を比較して一致しているか否かを監視する。なお、ステップＳ１２の判定は、主軸２５が移動しているときのみ実施してもよい。ただし、主軸２５が移動していないときでも棒材Ｗに加わる加工負荷によって棒材ＷがＺ１軸方向に移動してしまうことも考えられるため、主軸２５の移動に関わらず主軸２５が棒材Ｗを把持しているときには随時実行することが好ましい。異常判定部２０ｂは、それらの移動距離が異なる場合（ステップＳ１２でＮＯ）に第１の異常が発生したと判定する。なお、移動距離の差に閾値を設け、移動距離が完全に一致していない場合でもその閾値内の差であれば移動距離が一致していると判断するように構成してもよい。またその構成において、旋盤操作パネル２４やＮＣプログラムによって閾値の指定や閾値の変更が可能にしてもよい。ここで、主軸２５の移動および送り矢４４の移動はともにＺ１軸方向の移動を指し、以下の説明でも同様である。また、主軸２５の移動距離および送り矢４４の移動距離とは、移動距離がゼロ、つまり移動していない場合を含む概念である。
【0063】
異常判定部２０ｂは、送り矢４４の移動距離と主軸２５の移動距離が一致している場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、次に実行するコマンドが第１監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定する（ステップＳ１３）。この第１監視動作の終了を指示するコマンドが、判定終了コマンドの一例に相当する。第１監視動作の終了を指示するコマンドである場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、第１監視動作を終了する。第１監視動作の終了を指示するコマンドでない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１２に戻って引き続き監視を継続する。ステップＳ１２とステップＳ１３を繰り返すことで、加工時にステップＳ１２の判定が随時実行される。なお、ステップＳ１３において、第１監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定することに代えて、１サイクルの加工のうち主軸２５を用いた加工が完了したか否かを判定してもよく、主軸２５による棒材Ｗの把持を解除するコマンドが実行されたか否かを判定してもよい。ここで１サイクルとは、主軸２５が棒材Ｗの把持を解除して棒材Ｗの掴みかえを開始してから、棒材Ｗの加工済み部分を切り離すまでを指す。また、主軸２５を用いた加工とは、主軸２５が棒材Ｗを把持した状態で棒材Ｗの先端部分に実施される一連の加工のことを指す。なお、この一連の加工には加工済み部分を切り離す突っ切り加工を含む。
【0064】
送り矢４４の移動距離と主軸２５の移動距離が一致していない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、機械制御部２０ａは、第１リトライ機能が有効になっているか否かを判定する（ステップＳ１４）。第１リトライ機能の有効／無効は、第１監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第１リトライ機能の有効／無効は、第１監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0065】
第１リトライ機能が有効である場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、記憶部２０３に記憶されている第１カウンタＣ１をＣ１＋１に書き換える（ステップＳ１５）。そして、書き換えた後の第１カウンタＣ１が第１リトライ設定数以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。第１リトライ設定数は、第１監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第１リトライ設定数は、第１監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0066】
第１カウンタＣ１が第１リトライ設定数以下である場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、ステップＳ１２の監視の結果得られた主軸２５の移動距離と送り矢の移動距離におけるズレ量と、その時点で既に加工を実施済みの加工済み部分の長さからその加工済み部分の全部を切り離すための主軸２５の位置を演算する。そして、機械制御部２０ａは、その位置に主軸２５を移動させて加工済み部分を突切加工用の第１工具Ｔ１を用いて切り離させる（ステップＳ１７）。送り矢４４の移動距離と主軸２５の移動距離が一致していない場合、加工中に棒材Ｗと主軸２５のコレットチャック２５１との間でＺ１軸方向の滑りが生じたことになる。その場合、その時点までに加工した加工済み部分は、意図しない形状の不良品になっている。このステップＳ１７においては、背面主軸２８が加工済み部分を把持しない状態で加工済み部分を切り離すため、切り離された加工済み部品は落下して切り屑受入部２２１に排出される。その後、機械制御部２０ａは、加工プログラムにおける１サイクルの先頭から再度処理を実行する（ステップＳ１８）。これらのステップＳ１７及びステップＳ１８が、第１リトライ処理の一例に相当する。
【0067】
一方、第１リトライ機能が無効である場合（ステップＳ１４でＮＯ）または第１カウンタＣ１が第１リトライ設定数を超えている場合（ステップＳ１６でＮＯ）、機械制御部２０ａは、第１工具Ｔ１が棒材Ｗから離間するように第１刃物台２７を移動させた後、主軸２５、第１刃物台２７、送り矢４４等の旋盤システム１における各駆動部の動作を停止させて、送り矢４４の移動距離と主軸２５の移動距離にズレが生じた旨を旋盤表示画面２４２に表示する（ステップＳ１９）。なお、ステップＳ１９において、第１制御装置２０は、第１刃物台２７を移動させずに各駆動部の動作を停止させてもよい。
【0068】
図６および図７は、図１に示した旋盤システムの第２監視動作を示すフローチャートである。図６および図７に示す第２監視動作も、第１監視動作と同様に主に図４に示した機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂによって実行される動作である。詳細には、記憶部２０３に記憶されたプログラムに基づいて機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂがこの動作に関連する演算や判定を実行する。そして、その演算結果や判定結果に基づいて機械制御部２０ａが、ＮＣ旋盤２の各構成要素の動作を制御し、また第２制御装置４０に動作要求を送信する。
【0069】
第２監視動作は、加工プログラムに記述された第２監視動作を指示するコマンドが実行されることで開始される。この第２監視動作を指示するコマンドが判定開始コマンドの一例に相当する。第２監視動作は、主軸２５による棒材Ｗの掴みかえ時に使用される監視動作である。第２監視動作では、まず、機械制御部２０ａが記憶部２０３に記憶されている第２カウンタＣ２を０にする（ステップＳ３１）。その後、異常判定部２０ｂは、自身が把握している主軸２５の把持情報および主軸２５の位置情報と、送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置情報とから、主軸２５に棒材Ｗの把持を解除させている状態において、主軸２５の移動に伴って送り矢４４が移動していないか否かを監視する（ステップＳ３２）。この監視について更に詳しく説明する。異常判定部２０ｂは、主軸２５移動開始前の所定のタイミングにおける送り矢４４の位置を記憶部２０３に記憶し、記憶した送り矢４４の位置情報と主軸２５移動中に送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置情報とを比較することで、送り矢４４が移動していないか否かを監視する。そして、異常判定部２０ｂは、送り矢４４が移動した場合（ステップＳ３２でＮＯ）に第２の異常が発生したと判定する。なお、送り矢４４の移動距離に閾値を設け、移動距離が完全にゼロでない場合でもその閾値内の移動距離であれば送り矢４４が移動していないと判断するように構成してもよい。またその構成において、旋盤操作パネル２４やＮＣプログラムによって閾値の指定や閾値の変更が可能にしてもよい。
【0070】
異常判定部２０ｂは、送り矢４４が移動していない場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、次に実行するコマンドが第２監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定する（ステップＳ３３）。この第２監視動作の終了を指示するコマンドが、判定終了コマンドの一例に相当する。第２監視動作の終了を指示するコマンドである場合（ステップＳ３３でＹＥＳ）、第２監視動作を終了する。第２監視動作の終了を指示するコマンドでない場合（ステップＳ３３でＮＯ）、ステップＳ３２に戻って引き続き監視を継続する。なお、ステップＳ３３において、第２監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定することに代えて、主軸２５が掴みかえ位置まで後退したか否かを判定してもよく、主軸２５に棒材Ｗを把持させるコマンドが実行されたか否かを判定してもよい。ステップＳ３２とステップＳ３３を繰り返すことで、掴みかえ時にステップＳ３２の判定が随時実行される。
【0071】
送り矢４４が移動している場合（ステップＳ３２でＮＯ）、機械制御部２０ａは、第２リトライ機能が有効になっているか否かを判定する（ステップＳ３４）。第２リトライ機能の有効／無効は、第２監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第２リトライ機能の有効／無効は、第２監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0072】
第２リトライ機能が有効である場合（ステップＳ３４でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、記憶部２０３に記憶されている第２カウンタＣ２をＣ２＋１に書き換える（ステップＳ３５）。そして、書き換えた後の第２カウンタＣ２が第２リトライ設定数以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。第２リトライ設定数は、第２監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第２リトライ設定数は、第２監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0073】
第２カウンタＣ２が第２リトライ設定数以下である場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、コレットチャック２５１の開閉機構および主軸アクチュエータ２５４などのコレットチャック２５１の開閉に関する構成要素および送り矢駆動機構４５や送り矢エンコーダ４６１などの送り矢４４に関する構成要素が故障していないかを確認するために以下に説明するステップＳ３７とステップＳ３８の動作を実行する。コレットチャック２５１の開閉に関する構成要素または送り矢４４に関する構成要素などが故障していなければ、主軸２５に棒材Ｗを把持をさせている状態で主軸２５をＺ１軸方向に移動させても意図した動作を行うため問題は生じない。しかし、故障している場合は、機械制御部２０ａが主軸２５に把持を指令した状態において、主軸２５を移動させると、主軸２５と棒材ＷとのＺ１軸方向の移動にズレが生じて棒材Ｗが予期しない動きをして棒材ＷとＮＣ旋盤の構成要素が衝突してしまう虞がある。このため、主軸２５に棒材Ｗを把持をさせている状態で主軸２５をＺ１軸方向に長い距離移動させる前に、その状態では主軸２５と棒材ＷがＺ１軸方向に同一距離移動する正常な動作をするか否かをステップＳ３７とステップＳ３８によって確認している。ただし、ステップＳ３７とステップＳ３８の動作は省略してもよい。
【0074】
機械制御部２０ａは、主軸２５に棒材Ｗを把持させて主軸２５を微動させる（ステップＳ３７）。なお、長尺製品の製造を行うなどで１サイクル内において掴みかえを実行する場合には背面主軸２８が棒材Ｗの先端を把持していることがある。背面主軸２８が棒材Ｗの先端を把持していた場合は、ステップＳ３７で主軸２５が棒材Ｗを把持した後、背面主軸２８の把持を解除させてから主軸２５を微動させる。そして、機械制御部２０ａは、主軸２５が微動した際の、主軸２５の移動距離と送り矢４４の移動距離とが一致しているかを確認する（ステップＳ３８）。主軸２５の移動距離と送り矢４４の移動距離とが一致している場合（ステップＳ３８でＹＥＳ）、機械制御部２０ａが主軸２５に棒材Ｗを把持をさせている状態においては正常な動作をしている。従って、主軸２５に棒材Ｗを把持をさせている状態で主軸２５を長い距離移動させても問題は生じない。一方、一致していない場合（ステップＳ３８でＮＯ）は、コレットチャック２５１の開閉に関する構成要素または送り矢４４に関する構成要素などが故障している可能性が高い。従って、主軸２５に棒材Ｗを把持をさせている状態で主軸２５を長い距離移動させると棒材ＷとＮＣ旋盤の構成要素が衝突してしまう虞がある。
【0075】
第２リトライ機能が無効である場合（ステップＳ３４でＮＯ）、第２カウンタＣ２が第２リトライ設定数を超えている場合（ステップＳ３６でＮＯ）または主軸２５が微動した際、主軸２５の移動距離と送り矢４４の移動距離とが一致していない場合（ステップＳ３８でＮＯ）、機械制御部２０ａは、主軸２５、第１刃物台２７、送り矢４４等の旋盤システム１における各駆動部の動作を停止させて、掴みかえが失敗した旨を旋盤表示画面２４２に表示する（ステップＳ３９）。なお、ステップＳ３９において旋盤表示画面２４２に表示する内容は、ステップＳ３４でＮＯの場合、ステップＳ３６でＮＯの場合、ステップＳ３８でＮＯの場合それぞれで表示内容を異ならせてもよい。例えば、ステップＳ３４でＮＯの場合は主軸２５の把持解除が失敗した旨を表示し、ステップＳ３６でＮＯの場合は第２リトライ数が所定数に達した旨を表示し、ステップＳ３８でＮＯの場合は旋盤システム１の掴みかえに関する機構が故障している旨を表示してもよい。
【0076】
主軸２５の移動距離と送り矢４４の移動距離とが一致している場合（ステップＳ３８でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、実行している第２監視動作が次の加工を実行するための掴みかえ動作か否かを判定する（ステップＳ４０）。この判定では、１サイクルの最初に実行されている掴みかえ動作であれば、次の加工を実行するための掴みかえ動作であると判定する。或いは、突切加工用の第１工具Ｔ１によって棒材Ｗが切り離された後の主軸２５の把持解除状態での移動に伴う送り矢４４の移動を監視する動作であれば次の加工を実行するための掴みかえ動作であると判定してもよい。なお、次の加工を実行するための掴みかえ動作である場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、通常は突切加工用の第１工具Ｔ１が棒材Ｗを先端側に移動させないためのストッパとして機能している。なお、突切加工用の第１工具Ｔ１とは別のストッパを第１刃物台２７に取り付けて加工済み部分を切り離した後に、その別のストッパを棒材Ｗの先端が当接する位置に配置させても構わない。
【0077】
実行している第２監視動作が次の加工を実行するための掴みかえ動作である場合（ステップＳ４０でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、記憶部２０３に記憶されている主軸２５移動開始前の送り矢４４の位置に対してほんの少しだけ後端側に送り矢４４が位置するまで主軸２５を移動させる（ステップＳ４１）。これにより、ストッパとして機能している突切加工用の第１工具Ｔ１との間にほんの少しだけ隙間をあけて棒材Ｗの先端が突切加工用の第１工具Ｔ１に対向した位置に配置される。
【0078】
その後、機械制御部２０ａは、主軸アクチュエータ２５４を制御して主軸２５に把持解除動作と把持動作を実行させる（ステップＳ４２）。ステップＳ３２において主軸２５の移動に伴って送り矢４４が移動してしまう原因の１つとして、コレットチャック２５１の棒材Ｗへのくい込みがある。このくい込みが原因の場合、主軸２５に把持解除動作と把持動作をさせることでコレットチャック２５１の棒材Ｗへのくい込みを解消できる可能性がある。なお、ステップＳ４２では、把持解除動作と把持動作を各１回実行させているが、これらの動作を多数回実行させてもよい。くい込みが解消された場合、棒材Ｗは、送り矢４４の付勢によってストッパとして機能している突切加工用の第１工具Ｔ１に先端が当接してその位置で停止する。
【0079】
次いで、機械制御部２０ａは、主軸２５の把持を解除させてから掴みかえ位置へ向かって主軸２５の移動を開始させる（ステップＳ４３）。その移動開始と同時に、ステップＳ３２に戻って監視を再開する。これらのステップＳ４２及びステップＳ４３が、第２リトライ処理の一例に相当する。
【0080】
実行している第２監視動作が次の加工を実行するための掴みかえ動作ではない場合（ステップＳ４０でＮＯ）は、１サイクル内において掴みかえ動作を実行している場合である。これは主軸２５の移動可能距離を超えた長尺製品を製造する際に用いられる動作であり、背面主軸２８内に棒材Ｗの先端部分を挿入して背面主軸２８が棒材Ｗの先端部分を把持した状態で実施される掴みかえ動作である。この場合、機械制御部２０ａは、ステップＳ３７で把持を解除させた背面主軸２８に再度棒材Ｗを把持させた後、主軸２５に把持解除動作と把持動作を実行させる（ステップＳ４４）。このステップＳ４４では、背面主軸２８によって棒材Ｗの移動を防止した上で、主軸２５に把持解除動作と把持動作を実行させることでコレットチャック２５１の棒材Ｗへのくい込みを解消できる可能性がある。
【0081】
続いて、機械制御部２０ａは、加工を最初から再実行するのか、加工を継続するのかを判定する（ステップＳ４５）。この選択は、第２監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、この選択は、第２監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0082】
ステップＳ４５で加工を最初から再実行すると判定した場合、機械制御部２０ａは、送り矢４４のズレ量からその時点で既に加工を実施済みの加工済み部分の全部を切り離すための主軸２５と背面主軸２８の位置を演算する。そして、その位置に主軸２５と背面主軸２８を同期移動させて加工済み部分を突切加工用の第１工具Ｔ１を用いて切り離させる（ステップＳ４６）。また、機械制御部２０ａは、背面主軸２８に把持を解除させ、背面主軸２８に設けられたシリンダーを用いて切り離された加工済み部品を背面主軸２８から押し出させる。これにより、その加工済み部品は落下し、切り屑受入部２２１に排出される。
【0083】
その後、機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂは、第２監視動作を終了する。そして、機械制御部２０ａは、加工プログラムにおける１サイクルの先頭から再度処理を実行する（ステップＳ４７）。
【0084】
ステップＳ４５で加工を継続すると判定した場合、機械制御部２０ａは、送り矢４４のズレ量を考慮して主軸２５と背面主軸２８の移動位置を演算する（ステップＳ４８）。例えば、主軸２５の移動位置は、記憶部２０３に記憶されている主軸２５移動開始前の送り矢４４の位置とステップＳ４８の開始時点の送り矢４４の位置との差分だけ掴みかえ位置をシフトさせた位置である。背面主軸２８の移動位置は、掴みかえ開始時の位置からその差分だけシフトさせた位置である。
【0085】
そして、機械制御部２０ａは、背面主軸２８の把持を解除させてから演算した移動位置まで背面主軸２８を移動させた後、背面主軸２８によって棒材Ｗを把持させる（ステップＳ４９）。次いで、主軸２５の把持を解除させてから演算した移動位置への主軸２５移動を開始させる（ステップＳ５０）。その移動開始と同時に、ステップＳ３２に戻って監視を再開する。これらのステップＳ４４～Ｓ５０も第２リトライ処理の一例に相当する。
【0086】
以上説明した旋盤システム１によれば、異常判定部２０ｂが、送り矢４４の移動を監視することで、Ｚ１軸方向の位置異常の発生を早期に判定できる。特に、異常判定部２０ｂは、加工動作中には主軸２５のＺ１軸方向への移動に対する送り矢４４のＺ１軸方向の移動を随時監視しているので、加工動作中に第１の異常が発生したことを判定できる。第１の異常が発生した場合、加工中に棒材Ｗと主軸２５との間で滑りが生じてその時点までに加工した加工済み部分は意図しない形状に加工されている。また、主軸２５が把持している棒材Ｗの位置がズレてしまっている。このため、そのまま加工を継続すると第１工具Ｔ１が想定外の位置で棒材Ｗと接触して第１工具Ｔ１に過度な負担がかかったり、第１工具Ｔ１の刃先以外の部位が棒材Ｗと接触して工作機械システムが破損してしまう虞がある。以上説明した旋盤システム１では、第１の異常の発生を加工動作中に随時判定しているので、第１工具Ｔ１への過度な負荷や工作機械システムの破損を防止できる。加えて、異常を早期に判定することで、加工時間や棒材Ｗの無駄を抑制できる。
【0087】
さらに、第１リトライ処理を実行することで、加工が停止してしまう虞を低減できる。これにより、特に夜間などオペレータが長時間この旋盤システム１の近くにいない場合に製品の製造数が大幅に低下してしまう可能性を低下させることができる。加えて、第１リトライ処理において、意図しない形状に加工された不良品である加工済み部分を切り離すので、不良品に対して無用な加工をすることが防止されて加工時間や加工に係るエネルギーの無駄な消費を防止でき、棒材Ｗの無駄遣いを抑制できる。また、第１の異常が発生したときに不良品である加工済み部分を切り屑受入部２２１に排出するので、不良品と良品とが混在してしまうことを防止できる。
【0088】
また、第２の異常の発生を判定することで、前記主軸の掴みかえにおいて異常が発生したことを判定できる。これにより、掴みかえに失敗した状態で次の加工を開始することを防止できる。特に、異常判定部２０ｂは、掴みかえ動作中には送り矢４４のＺ１軸方向の移動を随時監視しているので掴みかえにおいて第２の異常が発生したことを早期にすることができる。早期に判定することで、第２の異常の発生後に掴みかえ動作を継続するといった無駄な動作をすることがなく、加工時間や加工に係るエネルギーの無駄な消費を防止できる。そして、第２リトライ処理を実行することで、加工が停止してしまう虞を低減できる。これにより、特に夜間などオペレータが長時間この旋盤システム１の近くにいない場合に製品の製造数が大幅に低下してしまう可能性を低下させることができる。
【0089】
次に、第２実施形態の旋盤システム１について説明する。これより後の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。
【0090】
図８は、第２実施形態の旋盤システムにおける内部構成を簡易的に示す平面図である。
【0091】
図８に示す旋盤システム１は、先の実施形態に示した旋盤システム１とは主軸２５を支持している主軸台が固定され、第１刃物台２７がＺ１軸方向にも移動可能に構成されている点が先の実施形態と異なる。図８に示す主軸２５は、Ｘ１軸方向、Ｙ１軸方向およびＺ１軸方向の全てに移動不能に固定されている。なお、先の実施形態と同様に、主軸２５は、棒材Ｗを把持して主軸中心線ＣＬを中心として回転可能である。一方、第１刃物台２７は、Ｘ１軸方向、Ｙ１軸方向およびＺ１軸方向の全てに移動可能に構成されている。つまり、図３に示したＺ１軸モータ２５２は、第１刃物台２７を移動させるモータとして作用している。また、図８に示す旋盤システム１は、第１監視動作に代えて第３監視動作を行い、第２監視動作に代えて第４監視動作を行う点でも先の実施形態に示した旋盤システム１と異なる。
【0092】
図９は、図８に示した旋盤システムの第３監視動作を示すフローチャートである。図９に示す第３監視動作は、主に図４に示した機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂが旋盤システム１の動作を制御することによって実行される動作である。詳細には、記憶部２０３に記憶されたプログラムに基づいて機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂがこの動作に関連する演算や判定を実行する。そして、その演算結果や判定結果に基づいて機械制御部２０ａが、ＮＣ旋盤２の各構成要素の動作を制御し、また第２制御装置４０に動作要求を送信する。
【0093】
第３監視動作は、加工プログラムに記述された第３監視動作を指示するコマンドが実行されることで開始される。この第３監視動作を指示するコマンドが判定開始コマンドの一例に相当する。第３監視動作は、主軸２５を用いた加工時に使用される監視動作である。第３監視動作では、機械制御部２０ａは記憶部２０３に記憶されている第３カウンタＣ３を０にする（Ｓ６１）。その後、異常判定部２０ｂは、自身が把握している主軸２５の把持情報と、送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置情報とから、主軸２５が棒材Ｗを把持している状態において、送り矢４４が移動していないか否かを監視する（ステップＳ６２）。この監視について更に詳しく説明する。異常判定部２０ｂは、第３監視動作の開始時に主軸２５が棒材Ｗを把持していればそのときの送り矢４４の位置を送り矢基準位置として記憶部２０３に記憶する。また、異常判定部２０ｂは、第３監視動作の開始時に主軸２５が棒材Ｗの把持を解除していれば、次に主軸２５が棒材を把持した直後に送り矢４４の位置を送り矢基準位置として記憶部２０３に記憶する。その後、異常判定部２０ｂは、送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置情報から、主軸２５が棒材Ｗの把持を継続している状態において、送り矢４４が送り矢基準位置から移動していないか否かを監視する。そして、異常判定部２０ｂは、送り矢４４が移動した場合（ステップＳ６２でＮＯ）に第３の異常が発生したと判定する。なお、送り矢４４の移動距離に閾値を設け、移動距離が完全にゼロでない場合でもその閾値内の移動距離であれば送り矢４４が移動していないと判断するように構成してもよい。またその構成において、旋盤操作パネル２４やＮＣプログラムによって閾値の指定や閾値の変更が可能にしてもよい。
【0094】
異常判定部２０ｂは、送り矢４４が移動していない場合（ステップＳ６２でＹＥＳ）、次に実行するコマンドが第３監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定する（ステップＳ６３）。この第３監視動作の終了を指示するコマンドが、判定終了コマンドの一例に相当する。第３監視動作の終了を指示するコマンドである場合（ステップＳ６３でＹＥＳ）、第３監視動作を終了する。第３監視動作の終了を指示するコマンドでない場合（ステップＳ６３でＮＯ）、ステップＳ６２に戻って引き続き監視を継続する。ステップＳ６２とステップＳ６３を繰り返すことで、加工時にステップＳ６２の判定が随時実行される。なお、ステップＳ６３において、第３監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定することに代えて、１サイクルの加工のうち主軸２５を用いた加工が完了したか否かを判定してもよく、主軸２５による棒材Ｗの把持を解除するコマンドが実行されたか否かを判定してもよい。
【0095】
送り矢４４が移動した場合（ステップＳ６２でＮＯ）、機械制御部２０ａは、第３リトライ機能が有効になっているか否かを判定する（ステップＳ６４）。第３リトライ機能の有効／無効は、第３監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第３リトライ機能の有効／無効は、第３監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0096】
第３リトライ機能が有効である場合（ステップＳ６４でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、記憶部２０３に記憶されている第３カウンタＣ３をＣ３＋１に書き換える（ステップＳ６５）。そして、書き換えた後の第３カウンタＣ３が第３リトライ設定数以下であるか否かを判定する（ステップＳ６６）。第３リトライ設定数は、第３監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第３リトライ設定数は、第３監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0097】
第３カウンタＣ３が第３リトライ設定数以下である場合（ステップＳ６６でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、ステップＳ６２の監視の結果得られた送り矢基準位置からの送り矢４４の移動距離と、その時点で既に加工を実施済みの加工済み部分の長さからその加工済み部分の全部を切り離すことができる第１刃物台２７のＺ１軸方向の位置を演算する。そして、機械制御部２０ａは、その位置に第１刃物台２７を移動させて突切加工用の第１工具Ｔ１を用いて加工済み部分を切り離させる（ステップＳ６７）。なお、加工済み部分が主軸内部に入り込んでいる場合、機械制御部２０ａは、主軸２５に把持を解除させ、加工済み部分が主軸２５から先端側に突出する位置まで送り矢４４を前進させるように第２制御装置４０に動作要求を送信する。そして、送り矢４４の前進が完了したら、主軸２５に棒材Ｗを把持させて突切加工用の第１工具Ｔ１を用いて加工済み部分を切り離させる。
【0098】
主軸２５が棒材Ｗを把持している状態で送り矢４４が移動した場合、加工中に棒材Ｗと主軸２５のコレットチャック２５１との間でＺ１軸方向の滑りが生じたことになる。その場合、その時点までに加工した加工済み部分は、意図しない形状の不良品になっている。このステップＳ６７においては、背面主軸２８が加工済み部分を把持しない状態で加工済み部分を切り離すため、切り離された加工済み部品は落下して切り屑受入部２２１に排出される。その後、機械制御部２０ａは、加工プログラムにおける１サイクルの先頭から再度処理を実行する（ステップＳ６８）。これらのステップＳ６７及びステップＳ６８が、第３リトライ処理の一例に相当する。
【0099】
一方、第３リトライ機能が無効である場合（ステップＳ６４でＮＯ）または第３カウンタＣ３が第３リトライ設定数を超えている場合（ステップＳ６６でＮＯ）、機械制御部２０ａは、第１工具Ｔ１が棒材Ｗから離間するように第１刃物台２７を移動させた後、主軸２５、第１刃物台２７、送り矢４４等の旋盤システム１における各駆動部の動作を停止させて、送り矢４４が加工中に移動した旨を旋盤表示画面２４２に表示する（ステップＳ６９）。なお、ステップＳ６９において、第１制御装置２０は、第１刃物台２７を移動させずに各駆動部の動作を停止させてもよい。
【0100】
図１０は、図８に示した旋盤システムの第４監視動作を示すフローチャートである。図１０に示す第４監視動作も、第３監視動作と同様に主に図４に示した機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂによって実行される動作である。詳細には、記憶部２０３に記憶されたプログラムに基づいて機械制御部２０ａと異常判定部２０ｂがこの動作に関連する演算や判定を実行する。そして、その演算結果や判定結果に基づいて機械制御部２０ａが、ＮＣ旋盤２の各構成要素の動作を制御し、また第２制御装置４０に動作要求を送信する。
【0101】
第４監視動作は、加工プログラムに記述された第４監視動作を指示するコマンドが実行されることで開始される。この第４監視動作を指示するコマンドが判定開始コマンドの一例に相当する。第４監視動作は、主軸２５による棒材Ｗの掴みかえ時に使用される監視動作である。図８に示した旋盤システム１では、棒材Ｗの掴みかえは、主軸２５が棒材の把持を解除した状態で送り矢４４を前進させた後、主軸２５が棒材を再度把持することによって実行される。なお、掴みかえでは、事前に突切加工用の第１工具Ｔ１は退避して棒材Ｗは先端側に移動自在になっている。第４監視動作では、まず、機械制御部２０ａが記憶部２０３に記憶されている第４カウンタＣ４を０にする（ステップＳ８１）。そして、機械制御部２０ａが第２制御装置４０に送り矢４４を前進させる動作要求を送信するのと同時に、異常判定部２０ｂは、送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置情報を用いて、主軸２５に棒材Ｗの把持を解除させている状態において送り矢４４が動作要求どおりに移動したか否かを監視する（ステップＳ８２）。この監視について更に詳しく説明する。異常判定部２０ｂは、機械制御部２０ａからの動作要求に応じて送り矢制御部４０ａが送り矢４４を前進させようとして送り矢モータ４６を駆動したときの送り矢位置把握部４０ｂから受信した送り矢４４の位置を監視する。そして、異常判定部２０ｂは、送り矢４４が移動しない場合に（ステップＳ８２でＮＯ）に第４の異常が発生したと判定する。なお、異常判定部２０ｂは、機械制御部２０ａから第２制御装置４０に要求した位置まで送り矢４４が所定時間内に移動しない場合に送り矢４４が移動しないとして第４の異常が発生したと判定してもよい。
【0102】
異常判定部２０ｂは、送り矢４４が移動した場合（ステップＳ８２でＹＥＳ）、次に実行するコマンドが第４監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定する（ステップＳ８３）。この第４監視動作の終了を指示するコマンドが、判定終了コマンドの一例に相当する。第４監視動作の終了を指示するコマンドである場合（ステップＳ８３でＹＥＳ）、第４監視動作を終了する。第４監視動作の終了を指示するコマンドでない場合（ステップＳ８３でＮＯ）、ステップＳ８２に戻って引き続き監視を継続する。なお、ステップＳ８３において、第４監視動作の終了を指示するコマンドであるか否かを判定することに代えて、要求した位置まで送り矢４４が移動したか否かを判定してもよく、主軸２５に棒材Ｗを把持させるコマンドが実行されたか否かを判定してもよい。ステップＳ８２とステップＳ８３を繰り返すことで、掴みかえ時にステップＳ８２の判定が随時実行される。
【0103】
送り矢４４が移動しなかった場合（ステップＳ８２でＮＯ）、機械制御部２０ａは、第４リトライ機能が有効になっているか否かを判定する（ステップＳ８４）。第４リトライ機能の有効／無効は、第４監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第４リトライ機能の有効／無効は、第４監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。また、ステップＳ８４の判定と同時に、機械制御部２０ａは、送り矢４４の移動を停止させる動作要求を第２制御装置４０に送信する。
【0104】
第４リトライ機能が有効である場合（ステップＳ８４でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、記憶部２０３に記憶されている第４カウンタＣ４をＣ４＋１に書き換える（ステップＳ８５）。そして、書き換えた後の第４カウンタＣ４が第４リトライ設定数以下であるか否かを判定する（ステップＳ８６）。第４リトライ設定数は、第４監視動作を指示するコマンドの中で指定され、記憶部２０３に記憶されている。なお、第４リトライ設定数は、第４監視動作を指示するコマンドとは別に指定してもよい。
【0105】
第４リトライ機能が無効である場合（ステップＳ８４でＮＯ）または第４カウンタＣ４が第４リトライ設定数を超えている場合（ステップＳ８６でＮＯ）、機械制御部２０ａは、主軸２５、第１刃物台２７、送り矢４４等の旋盤システム１における各駆動部の動作を停止させて、掴みかえが失敗した旨を旋盤表示画面２４２に表示する（ステップＳ８７）。なお、ステップＳ８７において旋盤表示画面２４２に表示する内容は、ステップＳ８４でＮＯの場合とステップＳ８６でＮＯの場合とで表示内容を異ならせてもよい。例えば、ステップＳ８４でＮＯの場合は主軸２５の把持解除が失敗した旨を表示し、ステップＳ８６でＮＯの場合は第４リトライ数が所定数に達した旨を表示してもよい。
【0106】
第４カウンタＣ４が第４リトライ設定数以下の場合（ステップＳ８６でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、主軸アクチュエータ２５４を制御して主軸２５に把持解除動作と把持動作を実行させる（ステップＳ８８）。ステップＳ８２において送り矢４４が移動できない原因が、コレットチャック２５１の棒材Ｗへのくい込みである場合、主軸２５に把持解除動作と把持動作をさせることでそのくい込みを解消できる可能性がある。なお、ステップＳ８８では、把持解除動作と把持動作を各１回実行させているが、これらの動作を多数回実行させてもよい。
【0107】
次いで、機械制御部２０ａは、主軸２５の把持を解除させてから第２制御装置４０に送り矢４４の移動を開始させる動作要求を送信する（ステップＳ８９）。その動作要求の送信と同時に、ステップＳ８２に戻って監視を再開する。これらのステップＳ８８及びステップＳ８９が、第４リトライ処理の一例に相当する。
【0108】
この第２実施形態の旋盤システム１においても、異常判定部２０ｂが、送り矢４４の移動を監視することで、Ｚ１軸方向の位置異常の発生を早期に判定できる。特に、第３の異常の発生を加工動作中に随時判定することで、第１工具Ｔ１への過度な負荷や工作機械システムの破損を防止できる。加えて、異常を早期に判定することで、加工時間や棒材Ｗの無駄を抑制できる。
【0109】
さらに、第３リトライ処理を実行することで、加工が停止してしまう虞を低減できる。これにより、特に夜間などオペレータが長時間この旋盤システム１の近くにいない場合に製品の製造数が大幅に低下してしまう可能性を低下させることができる。加えて、第３リトライ処理において、意図しない形状に加工された不良品である加工済み部分を切り離すので、不良品に対して無用な加工をすることが防止されて加工時間や加工に係るエネルギーの無駄な消費を防止でき、棒材Ｗの無駄遣いを抑制できる。また、第３の異常が発生したときに不良品である加工済み部分を切り屑受入部２２１に排出するので、不良品と良品とが混在してしまうことを防止できる。
【0110】
また、第４の異常の発生を判定することで、前記主軸の掴みかえにおいて異常が発生したことを判定できる。これにより、掴みかえに失敗した状態で次の加工を開始することを防止できる。特に、異常判定部２０ｂは、掴みかえ動作中には送り矢４４のＺ１軸方向の移動を随時監視しているので掴みかえにおいて第４の異常が発生したことを早期にすることができる。早期に判定することで、第４の異常の発生後にも掴みかえ動作を継続するといった無駄な動作をすることがなく、加工時間や加工に係るエネルギーの無駄な消費を防止できる。そして、第４リトライ処理を実行することで、加工が停止してしまう虞を低減できる。これにより、特に夜間などオペレータが長時間この旋盤システム１の近くにいない場合に製品の製造数が大幅に低下してしまう可能性を低下させることができる。
【0111】
本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことができる。たとえば、本実施形態の説明では、第１監視動作を指示するコマンドと第２監視動作を指示するコマンドを設ける例を用いたが、これらを統合した監視コマンドを設けてもよい。そして、その監視コマンドの実行中は、主軸２５が棒材Ｗを把持している状態では第１監視動作を実行し、主軸２５が棒材Ｗを把持解除している状態で給材機４が送り矢４４を移動させているとき以外に第２監視動作を実行してもよい。またはその監視コマンドの実行中は、主軸２５を用いた加工中は第１監視動作を実行し、掴みかえ動作中は第２監視動作を実行してもよい。また、コマンド以外に、旋盤操作パネル２４からの入力によって第１監視動作と第２監視動作を実行するように構成してもよい。加えて、旋盤システム１の標準機能として第１監視動作と第２監視動作を自動的に実行するように構成してもよい。その場合、主軸２５が棒材Ｗを把持しているときは第１監視動作を自動的に実施するようにしてもよく、主軸２５が棒材Ｗの把持を解除して移動しているときは第２監視動作を自動的に実施するようにしてもよい。
【0112】
同様に、第３監視動作と第４監視動作の両方を同時に指示する監視コマンドを設けてもよい。そして、その監視コマンドの実行中は、主軸２５が棒材Ｗを把持している状態では第３監視動作を実行し、主軸２５が棒材Ｗを把持解除している状態で給材機４が送り矢４４を移動させているときは第４監視動作を実行してもよい。またはその監視コマンドの実行中は、主軸２５を用いた加工中は第３監視動作を実行し、掴みかえ動作中は第４監視動作を実行してもよい。また、コマンド以外に、旋盤操作パネル２４からの入力によって第３監視動作と第４監視動作を実行するように構成してもよい。加えて、旋盤システム１の標準機能として第３監視動作と第４監視動作を自動的に実行するように構成してもよい。その場合、主軸２５が棒材Ｗを把持しているときは第３監視動作を自動的に実施するようにしてもよく、主軸２５が棒材Ｗの把持を解除した状態で給材機４が送り矢４４を移動させているときは第４監視動作を自動的に実施するようにしてもよい。
【0113】
なお、以上説明した各実施形態や各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を他の実施形態や他の変形例に適用してもよい。
【符号の説明】
【0114】
１ 旋盤システム（工作機械システム）
２５ 主軸
４４ 送り矢
２０ａ 機械制御部
２０ｂ 異常判定部
Ｗ 棒材
２５ 主軸
４４ 送り矢
２０ａ 機械制御部
２０ｂ 異常判定部
Ｗ 棒材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】