特開 2024-57788 工作機械システム

(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】P2024057788

(43)【公開日】2024-04-25

(54)【発明の名称】工作機械システム

(51)【国際特許分類】

   B23B 13/00 20060101AFI20240418BHJP

【ＦＩ】

B23B13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022164685

(22)【出願日】2022-10-13

(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】篠宮 克宏

(72)【発明者】

【氏名】五味 健一

【テーマコード（参考）】

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C045FC14

(57)【要約】

【課題】パラメータ設定に関わる作業負担を軽減する工作機械システムを提供する
【解決手段】棒材を加工する加工機２と、前記棒材の加工に合わせて前記加工機に前記棒材を送出する給材機４と、を備えた工作機械システム１であって、前記給材機は、設定されたパラメータに基づいて前記棒材の送出を行うものであり、前記給材機は、前記加工機から送信された情報に基づいて前記パラメータを更新可能なものである。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

棒材を加工する加工機と、
前記棒材の加工に合わせて前記加工機に前記棒材を送出する給材機と、
を備えた工作機械システムであって、
前記給材機は、設定されたパラメータに基づいて前記棒材の送出を行うものであり、
前記給材機は、前記加工機から送信された情報に基づいて前記パラメータを更新可能なものである、
ことを特徴とする工作機械システム。

【請求項2】

請求項１に記載の工作機械システムであって、
前記加工機は、該加工機を操作するための操作部を有するものであり、
前記操作部を操作して前記給材機における前記パラメータを設定することが可能なものである、
ことを特徴とする工作機械システム。

【請求項3】

請求項１または２に記載の工作機械システムであって、
前記加工機は、前記棒材の加工を行うための加工プログラムを実行可能なものであり、
前記加工プログラムの実行によって前記給材機における前記パラメータを設定することが可能なものである、
ことを特徴とする工作機械システム。

【請求項4】

請求項３に記載の工作機械システムであって、
前記加工プログラムは、前記給材機に対して前記パラメータを設定すること指示するパラメータ設定コマンドを含むものであり、
前記パラメータ設定コマンドは、設定されるパラメータに関する情報を引数で指定するコマンドである、
ことを特徴とする工作機械システム。

【請求項5】

請求項１または２に記載の工作機械システムであって、
前記加工機は、前記給材機の仕様毎に前記パラメータの情報を対応付けたテーブルと、を有するものであり、
前記加工機は、前記テーブルの情報を参照して前記パラメータを扱うことで、前記給材機の仕様に関わらず共通のインタフェースを提供するものである、
ことを特徴とする工作機械システム。

【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、加工機と給材機を備えた工作機械システムでは、それぞれの装置において加工時のパラメータを設定していたが、オペレータは複数の装置に対して別々に設定を行う必要があり、作業負担が大きかった。また、こうした作業設定作業を失念したり、適切でないパラメータが設定されることで、製品加工時に不具合が生じる問題があった。

【0006】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、パラメータ設定に関わる作業負担を軽減する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、
棒材を加工する加工機と、
前記棒材の加工に合わせて前記加工機に前記棒材を送出する給材機と、
を備えた工作機械システムであって、
前記給材機は、設定されたパラメータに基づいて前記棒材の送出を行うものであり、
前記給材機は、前記加工機から送信された情報に基づいて前記パラメータを更新可能なものである、
ことを特徴とする。

【0008】

この工作機械システムによれば、加工機側で給材機のパラメータが設定できるため、作業負担を軽減することができる。

【0009】

ここで、上記工作機械システムにおいて、
前記加工機は、該加工機を操作するための操作部を有するものであり、
前記操作部を操作して前記給材機における前記パラメータを設定することが可能なものであってもよい。

【0010】

この工作機械システムによれば、パラメータ設定の際の操作系統を一本化でき、作業負担を軽減することができる。

【0011】

また、上記工作機械システムにおいて、
前記加工機は、前記棒材の加工を行うための加工プログラムを実行可能なものであり、
前記加工プログラムの実行によって前記給材機における前記パラメータを設定することが可能なものであってもよい。

【0012】

この工作機械システムによれば、パラメータを設定する加工プログラムを実行することで、パラメータの設定し忘れや設定ミスを回避できるため、作業負担を軽減することができる。

【0013】

また、上記工作機械システムにおいて、
前記加工プログラムは、前記給材機に対して前記パラメータを設定すること指示するパラメータ設定コマンドを含むものであり、
前記パラメータ設定コマンドは、設定されるパラメータに関する情報を引数で指定するコマンドであってもよい。

【0014】

この工作機械システムによれば、パラメータを引数で指定できるため、作業負担を軽減することができる。

【0015】

また、上記工作機械システムにおいて、
前記加工機は、前記給材機の仕様毎に前記パラメータの情報を対応付けたテーブルと、を有するものであり、
前記加工機は、前記テーブルの情報を参照して前記パラメータを扱うことで、前記給材機の仕様に関わらず共通のインタフェースを提供するものであってもよい。

【0016】

この工作機械システムによれば、共通のインタフェースを用いることで作業負担を軽減することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、パラメータ設定に関わる作業負担を軽減する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】

【0018】

【図1】本実施形態にかかる旋盤システムの正面図である。

【図2】図１に示した旋盤システムの内部構成を簡易的に示す平面図である。

【図3】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。

【図4】パラメータ設定コマンドが挿入されている加工プログラムの一例を示す図である。

【図5】加工プログラムを実行した場合における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図6】旋盤表示画面２４２の操作画面の一例を示す図である。

【図7】ユーザインタフェース経由でパラメータ設定コマンドを実行した場合における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図8】旋盤表示画面２４２の操作画面の一例を示す図である。

【図9】旋盤表示画面２４２の操作画面の一例を示す図である。

【図10】旋盤表示画面２４２の操作画面の一例を示す図である。

【図11】機種に対応したテーブルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［工作機械システム概要］
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。

【0020】

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。

【0021】

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り、加工機の一例に相当する。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。

【0022】

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の各種パラメータ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。

【0023】

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。

【0024】

図２は、図１に示した旋盤システムの内部構成を簡易的に示す平面図である。

【0025】

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。

【0026】

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。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。

【0027】

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。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。

【0028】

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。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。

【0029】

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。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。

【0030】

第２刃物台２９は、Ｙ２軸方向へ移動可能である。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。

【0031】

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。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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

主軸２５（図２参照）には、ビルトインモータ等の主軸モータ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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。第２制御装置４０は、制御に必要な情報を保存しておくための記憶部２０３を有している。この記憶部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。

【0043】

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。

【0044】

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の各種パラメータ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の各種パラメータ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。

【0045】

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。なお、第１制御装置２０と第２制御装置４０の間で情報を送受信する構成については、本実施形態のように有線で接続された構成であってもよいし、無線で接続された構成であってもよく、その構成が限定されるものではない。また、例えばインターネットを経由する構成であってもよく、その際にサーバ等の他の装置を経由する構成であってもよい。

【0046】

［ＮＣ旋盤側からの給材機の制御］
ＮＣ旋盤２で加工プログラムを実行して製品を加工する場合、製品や材料、加工時のトルク等についてのパラメータを事前に給材機４に設定する必要がある。給材機４では、操作パネル４２を用いてこうした各種パラメータを設定することができる。

【0047】

給材機４にパラメータが設定されている場合に、加工にあたって最低限必要な情報の送受信によって製品の加工を行うことができる。このような情報の一例として、第１制御装置２０から第２制御装置４０に送信される情報としては、加工プログラムの終了、材料送りトルク停止命令、コレットチャック２５１の開閉、ＮＣ旋盤２の異常発生、といったものが挙げられる。また、第２制御装置４０から第１制御装置２０に送信される情報としては、材欠（使用中の材料を使い切った）、材料送出完了、全材料終了、準備完了、給材機４の異常発生、といったものが挙げられる。

【0048】

ここで例えば、製造対象の製品の変更や加工対象の棒材の種類の変更があった際に、給材機４に新たなパラメータを設定することを忘れてしまい、そのまま加工プログラムを実行してしまう、といった設定し忘れによる問題が生じる可能性がある。

【0049】

本実施形態では、外部から給材機４の操作や各種パラメータの設定を行うためのパラメータ設定コマンド（Ｇコード、Ｍコード）が用意されている。このパラメータ設定コマンドがＮＣ旋盤２（第１制御装置２０）において読み込まれると、このコマンドの引数として指定した値（設定するパラメータ値）およびパラメータを書き換える指示を出す信号が給材機４（第２制御装置４０）に送信される。これにより、給材機操作パネル４２を用いることなく、ＮＣ旋盤２側で給材機４のパラメータ設定や各種操作を行うことができる。

【0050】

このパラメータ設定コマンドを加工プログラム中に挿入しておくことで、加工プログラムの実行中に給材機４のパラメータを設定することができる。例えば、製品に対する適切なパラメータを先に設定する信号が送信されるようにした加工プログラムを提供することで、加工プログラムを実行する毎に給材機４のパラメータが設定されることになり、パラメータの設定し忘れが生じることがなく、またパラメータの再設定も不要になる。

【0051】

図４では、パラメータ設定コマンドが挿入されている加工プログラムの一例が示されている。このプログラム中の上から２行目にある「Ｇ＊＊＊」で始まる行が、パラメータ設定コマンドである。この行における引数でパラメータの種類や値を指定することで、給材機４にパラメータを設定することができる。なお、この例ではパラメータ設定コマンドをＧコードとして実装した例について説明したが、給材機４にパラメータを設定するためのコマンドの書式はこの内容に限定されるものではなく、例えばＭコードで実装してもよい。

【0052】

図５は、給材機４にパラメータを設定するためのコマンドが挿入された加工プログラムを実行した場合における処理の流れの一例を示すフローチャートである。まずステップＳ１１（ＮＣ旋盤２側の処理）では、加工プログラム内のパラメータ設定コマンドの引数に給材機４のパラメータを設定する。ここでの設定のタイミングや設定方法については特に限定されるものではない。例えば、加工プログラムのコーディング時に設定したものであってもよいし、加工プログラムの実行の前段階としてＮＣ旋盤２のインタフェース経由で設定したものであってもよいし、予めＮＣ旋盤２に入力されている各種の情報から最適なパラメータを導出して設定したものであってもよい。

【0053】

ステップＳ１２（ＮＣ旋盤２側の処理）では、加工プログラムが実行されて給材機４側にパラメータ設定コマンドによるパラメータ情報が送信される。

【0054】

ステップＳ１３（給材機４側の処理）では、ＮＣ旋盤２側から送信されたパラメータ情報を受信する。そして、ステップＳ１４（給材機４側の処理）では、給材機４がパラメータを書き込み可能か否かが判定される。書き込み可能な場合はステップＳ１５（給材機４側の処理）において受信したパラメータ情報に基づいてパラメータが書き込まれ、続くステップＳ１６（ＮＣ旋盤２側の処理）で、加工プログラムに基づいて各機構に対する加工指令が開始される。一方、書き込みが不可能な場合はステップＳ１７（給材機４側の処理）においてＮＣ旋盤２側に異常が発生したことを示す情報が送信され、続くステップＳ１８（ＮＣ旋盤２側の処理）で、受信した情報に基づいて異常を報知する処理（アラーム音の出力、異常内容の表示等）が実行される。

【0055】

上記説明した図４のプログラムや、図５のフローチャートに示すように、本実施形態ではＮＣ旋盤２側で給材機４のパラメータを設定することができる。給材機４の操作パネル４２を用いてパラメータを設定する場合、設定されるパラメータの値が適切でないと不具合の原因となる場合がある。また、経験があまりないオペレータの場合、パラメータが適切か否かを判断できず、安全を重視するあまり機能が十分に発揮できないようなパラメータを設定する可能性がある。上記のような加工プログラムを用いた場合、こうした問題の発生を防止することができる。

【0056】

なお、パラメータ設定コマンドを実行する際に、指定がないパラメータについては安全を考慮した初期値が送信されるようにしてもよい。また、加工プログラムによる作業内容（例えば、加工開始位置、材料径）を参照してパラメータの候補値を導出する処理を別途用意し、この処理によって得られた候補値をパラメータとして設定するようにしてもよい。

【0057】

また、ある共通の動作や機能を実行させるにあたり、給材機４の機種によって設定が必要なパラメータの種類、パラメータの形式、パラメータの数が異なる場合がある。このため、動作や機能に対応するパラメータの情報を定めたテーブルを作成してこれをＮＣ旋盤２の記憶部２０３に保存しておき、加工プログラムの実行の際に指定されたテーブルを参照して、これに従ってパラメータ設定コマンドを実行するようにしてもよい。この場合、機種毎に加工プログラムを用意しなくとも、テーブルを変更することで機種の異なる給材機４に対応することができる。

【0058】

［ＮＣ旋盤側ユーザインタフェースを用いた給材機の制御例（１）］
上記［ＮＣ旋盤側からの給材機の制御］では、第１制御装置２０においてパラメータ設定コマンドを実行することで、給材機操作パネル４２を用いることなく、ＮＣ旋盤２側で給材機４のパラメータ設定や各種操作を行うことができることについて説明した。

【0059】

以下では、ＮＣ旋盤２側のユーザインタフェースを用いた動作例について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、ユーザインタフェースでの各操作に対応するパラメータ設定コマンドが適宜実行されるものとする。

【0060】

図６は、旋盤表示画面２４２の操作画面の一例を示す図である。旋盤表示画面２４２には、画面内下部に各種操作のためのメニューボタンＭＢが配置されている。このメニューボタンには、左側に設けられた左メニューボタンＭＢＬと、右側に設けられた右メニューボタンＭＢＲがある。これらのメニューボタンＭＢは、旋盤操作部２４１のうち、旋盤表示画面２４２の画面外下に並べられたボタンに対応しており、対応するボタンを操作することでメニューボタンＭＢに表示された各種操作を実行することができる。このメニューボタンＭＢは、状況に応じた各種操作が表示され、実行頻度の高い操作を容易に実行できるように構成されている。以降の例では、給材機画面において表示されたメニューボタンＭＢを用いた動作について説明する。

【0061】

図６は、左メニューボタンＭＢＬから「給材機設定」に対応するボタンが操作された場合が示されている。この画面では、左列に切削工具の番号「Ｔ０１００」およびその座標等のパラメータが表示されており、右列には給材機４に関するパラメータの一部が表示されている。この給材機４に関するパラメータのうち一つを選択し、値を入力した後「設定」に対応するボタンを操作することで、該当するパラメータを更新することができる。

【0062】

図７は、ユーザインタフェース経由でパラメータを設定するためのコマンドを実行した場合における処理の流れの一例を示すフローチャートである。まずステップＳ２１（ＮＣ旋盤２側の処理）では、インタフェース上で給材機４のパラメータを入力する。続いてステップＳ２２（ＮＣ旋盤２側の処理）において、入力されたパラメータが一時記憶された後、給材機４側にパラメータ設定コマンドによるパラメータ情報が送信される。

【0063】

ステップＳ２３（給材機４側の処理）では、ＮＣ旋盤２側から送信されたパラメータ情報を受信する。そして、ステップＳ２４（給材機４側の処理）では、給材機４がパラメータを書き込み可能か否かが判定される。書き込み可能な場合はステップＳ２５（給材機４側の処理）において受信したパラメータ情報に基づいてパラメータが書き込まれる。一方、書き込みが不可能な場合はステップＳ２６（給材機４側の処理）においてＮＣ旋盤２側に異常が発生したことを示す情報が送信される。上記説明した図７のフローチャートに示すように、本実施形態ではＮＣ旋盤２側のユーザインタフェース経由で給材機４のパラメータを設定することができる。

【0064】

また、左メニューボタンＭＢＬから「給材機設定」に対応するボタンを操作した後、さらに右メニューボタンＭＢＲから「入出力」に対応するボタンを操作することで、記憶部２０３に現在のパラメータを出力したり、記憶部２０３に保存されているパラメータを入力して更新したりすることもできる。この構成により、給材機４の各種パラメータをデータベース化しておき、これを用いてパラメータを入力することで設定を容易かつ確実に行うことができる。

【0065】

［ＮＣ旋盤側ユーザインタフェースを用いた給材機の制御例（２）］
図８は、右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンが操作された場合が示されている。この画面では、図６と同様に左列に切削工具等のパラメータが表示されており、右列には給材機４の送り矢４４に関するパラメータの一部が表示されている。この送り矢４４に関するパラメータのうち一つを選択し、値を入力した後「設定」に対応するボタンを操作することで、該当するパラメータを更新することができる。

【0066】

また、右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンを操作した後のパラメータの値を入力可能な状態では、並行して給材機４の送り矢４４の位置を変更する操作を行い、この位置情報から値を更新することもできる。例えば、パラメータを選択した状態で、右メニューボタンＭＢＲから「給材機送り矢」に対応するボタンを操作することで、給材機４の送り矢４４の位置を変更することができる。この状態で送り矢４４を所望の位置に移動させた後、再び右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンを操作することで、該当するパラメータが現在の送り矢４４の位置に更新される。

【0067】

また、右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンを操作した後、さらに「入出力」に対応するボタンを操作することで、記憶部２０３に現在のパラメータを出力したり、記憶部２０３に保存されているパラメータを入力して更新したりすることもできる。この構成により、給材機４の各部の寸法に応じて各種パラメータをデータベース化しておき、これを用いてパラメータを入力することで設定を容易かつ確実に行うことができる。

【0068】

［オフセット量を用いた給材機４のパラメータ設定］
ここで、複数の旋盤システム１を用いて同じ製品を加工する場合を考える。このような場合、一つの旋盤システム１において給材機４にパラメータを設定するプログラムを、他の旋盤システム１にも流用することが考えられる。しかしながら、ＮＣ旋盤２と給材機４の位置関係については、全ての旋盤システム１で完全に一致させることは困難である。このような状況では、一つの旋盤システム１におけるプログラムを他の旋盤システム１に流用しても、設定されたパラメータが不適切になる可能性がある。

【0069】

上記のような問題に対して、例えば一つの旋盤システム１におけるＮＣ旋盤２に対する給材機４の位置を基準位置として定めるとともに、他の旋盤システム１では、ＮＣ旋盤２に対する給材機４の位置の情報を、この基準位置およびそこからの差（オフセット量）の情報として保持するようにしてもよい。そして、給材機４の位置関係のパラメータを設定する際には、これらの情報から導出された各旋盤システム１にとって適切な位置関係の値を設定する（例えば、パラメータ設定コマンドの引数を「基準位置」および「オフセット量」に基づいて決定する）ようにしてもよい。図８の例では、この「基準位置」および「オフセット量（基準位置との差に対応するパラメータ）」の項目が設けられていることが示されている。以下、「基準位置」と「オフセット量」の設定方法の一例について説明する。

【0070】

まず、「基準位置」の設定方法について説明する。最初に、左メニューボタンＭＢＬから「給材機制御」に対応するボタンを操作し、さらに右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンが操作する。そして、給材機４に関するパラメータから「基準位置」を選択し、続いて右メニューボタンＭＢＲから「給材機送り矢」に対応するボタンを操作する。この状態で送り矢４４を所望の位置に移動させた後、再び右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンを操作することで、「基準位置」の値が現在の送り矢４４の位置に応じた値に更新される。

【0071】

続いて、「オフセット量」の設定方法について説明する。この設定は、上記の流れで設定された「基準位置」のパラメータが既に入力済みの状態で行う。最初に、左メニューボタンＭＢＬから「給材機制御」に対応するボタンを操作し、さらに右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンが操作する。そして、給材機４に関するパラメータから「オフセット量」を選択し、続いて右メニューボタンＭＢＲから「給材機送り矢」に対応するボタンを操作する。この状態で送り矢４４を所望の位置に移動させた後、再び右メニューボタンＭＢＲから「Ｐ設定」に対応するボタンを操作することで、「オフセット量」の値が現在の送り矢４４の位置に応じた値に更新される。

【0072】

［ＮＣ旋盤側ユーザインタフェースを用いた給材機の制御例（３）］
図９は、左メニューボタンＭＢＬから「給材機制御」に対応するボタンが操作された場合が示されている。この画面では、図６と同様に左列に切削工具等のパラメータが表示されており、右列には給材機４の各機構の状態が表示されている。この状態では、右メニューボタンＭＢＲから「Ｚ１軸」に対応するボタンを操作することで、主軸２５を操作対象に設定することができる。また、右メニューボタンＭＢＲから「給材機送り矢」に対応するボタンを操作することで、送り矢４４を操作対象に設定することができる。操作対象に設定された機構に対しては、旋盤操作部２４１（ハンドルやジョグキー等）を操作することで移動させることができる。さらに、表示されている各機構のうち一つを選択して状態を変更することで、該当する機構の状態を手動で操作することができる。以上の各項目を組み合わせることで、ＮＣ旋盤２側から給材機４を手動で操作することができる。

【0073】

［ＮＣ旋盤側ユーザインタフェースを用いた給材機の制御例（４）］
図１０は、左メニューボタンＭＢＬから「給材機ステータス」に対応するボタンが操作された場合が示されている。この画面では、左列に給材機４のパラメータと、このパラメータから導出される情報が表示されており、右列には給材機４に設けられた各種センサからの信号の状態が表示されている。また、メニューボタンＭＢのすぐ上には、各種アラームの状態を表示するアラーム表示領域が設けられている。このアラーム表示領域には、発生しているアラームの番号およびその内容が表示される。

【0074】

上記画面の左列に表示されている「送り矢トルク」「送り矢位置」の表示は、給材機４から送信された情報に基づくものである。また、「残材長」「材欠までの製品個数」「必要材料数」は、給材機４から送信された情報だけでなく、別途入力されている他の情報を踏まえて導出された値である。例えば、「残材長」は、送り矢の現在位置から材欠位置までの長さであり、これらの位置情報から導出される。また、「材欠までの製品個数」は、「残材長」を、製品一つ当たりの加工に必要な長さで除算することで導出可能である。また、「必要材料数」は、製造予定数から製造済みの製品数を引いた数（残り製造予定数）を、材料一本について製造可能な個数（送り矢の初期位置から材欠位置までの長さを、製品一つ当たりの加工に必要な長さで除算）で除算することで導出可能である。なお、これらの各値については、ＮＣ旋盤２側で導出する構成であってもよいし、給材機４側で導出する構成であてもよい。

【0075】

［給材機の機種の違いに対応した共通インタフェース］
給材機は、センサの数や位置など、その仕様は機種によって様々であり、機種の異なる給材機の間で扱われる情報は同一ではない。例えば図６～図１０で説明したようなインタフェースを給材機の仕様に合わせて個別に作成する場合、その機種の数に応じて作業負担が増大してしまう。

【0076】

しかしながら、給材機の基本的な機能は同じであり、ある程度の情報は概ね共通している。そこで、給材機の基本的な機能に関するパラメータのような概ね共通して用いられるであろう情報を表示、制御する共通インタフェースを用意しておき、この共通インタフェース上で表示あるいは制御される情報について、機種に対応したテーブルを参照して該当する情報を割り当てるようにしてもよい。

【0077】

図１１は、機種に対応したテーブルの一例を示す図である。このテーブルでは、共通インタフェース上で扱う給材機４のパラメータが記憶されている記憶部４０３のアドレスと、そのパラメータを扱う上で参照される情報が対応付けられている。例えば、アドレスＲ２０００のパラメータを扱う場合、給材機４がＡ社給材機であればそのデータサイズを２バイトで扱い、パラメータ設定コマンドの引数ではＡを指定し、その表記は「材欠位置」が用いられる。一方給材機４がＢ社給材機であればそのデータサイズを４バイトで扱い、パラメータ設定コマンドの引数ではＡを指定し、その表記は「材欠位置」が用いられる。また、アドレスＲ２０１０のパラメータを扱う場合、給材機４がＡ社給材機であればそのデータサイズを２バイトで扱い、その表記は「ワーク長」が用いられる。一方給材機４がＢ社給材機であればそのデータサイズを４バイトで扱い、その表記は「材料長」が用いられる。

【0078】

このようなテーブルを参照することで、給材機４の仕様に合わせてパラメータを適切に扱うことができ、給材機の機種が異なっても共通インタフェースを用いて作業を行うことができる。また、機種が追加された場合には対応するテーブルを作成すればよく、作業負担を軽減することができる。

【0079】

［その他］
以上説明した実施形態は本発明の一例であって、この実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では主軸移動型旋盤について記載したが、主軸固定型旋盤であっても適用可能である。

【符号の説明】

【0080】

１ 旋盤システム
２ ＮＣ旋盤
４ 給材機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】