特開 2024-62037 工作機械システムおよび工作機械システムの制御方法

(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】P2024062037

(43)【公開日】2024-05-09

(54)【発明の名称】工作機械システムおよび工作機械システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23B 13/08 20060101AFI20240430BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240430BHJP

   B23B 13/02 20060101ALI20240430BHJP

   B23Q 15/013 20060101ALI20240430BHJP

【ＦＩ】

B23B13/08

B23Q17/00 A

B23B13/02 B

B23Q15/013

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022169781

(22)【出願日】2022-10-24

(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】池ヶ谷 武史

(72)【発明者】

【氏名】賀来 則夫

【テーマコード（参考）】

3C001

3C029

3C045

【Ｆターム（参考）】

3C001KA07

3C001KB01

3C001TA01

3C001TB08

3C029EE02

3C045FC04

3C045FC38

(57)【要約】

【課題】加工品質の低下を防止した工作機械システムおよび工作機械システムの制御方法を提供する。
【解決手段】把持した棒材Ｗの軸心方向に沿って前進および後退が可能な主軸２５と主軸２５に把持された棒材Ｗを加工する第１工具Ｔ１が取り付けられた第１刃物台２７とを備え、棒材Ｗの加工と加工が行われた加工済み部分の切り離しと棒材Ｗの把持を解除して主軸２５が後退して棒材Ｗを所定把持位置で再把持する掴みかえとを繰り返すことで棒材Ｗから複数の同一形状の製品を製造する旋盤システム１において、旋盤システム１の状態が所定条件を満たす場合には再把持する位置として所定把持位置に代えて所定把持位置とは異なる特殊把持位置を選択する把持位置選択部２０ｂを備えた。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

把持した棒材の軸心方向に沿って前進および後退が可能な主軸と該主軸に把持された該棒材を加工する加工工具が取り付けられた刃物台とを備え、該棒材の加工と加工が行われた加工済み部分の切り離しと該棒材の把持を解除して該主軸が後退して該棒材を所定把持位置で再把持する掴みかえとを繰り返すことで該棒材から複数の同一形状の製品を製造する工作機械システムにおいて、
この工作機械システムの状態が所定条件を満たす場合には前記再把持する位置として前記所定把持位置に代えて該所定把持位置とは異なる特殊把持位置を選択する把持位置選択部を備えたことを特徴とする工作機械システム。

【請求項2】

前記特殊把持位置は、前記所定把持位置よりも前記主軸の後退側の位置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】

前記主軸よりも該主軸の後退側に配置され、前記棒材に接して振れ止めを行う振止位置と該棒材から離間した退避位置とに移動自在な振止部材を有する振止装置を備え、
前記所定条件は、前記掴みかえに際して前記振止部材を前記振止位置から前記退避位置に移動させる場合に満たされる条件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4】

前記棒材とともに前記軸心方向に移動する送り矢とを備え、
前記所定条件は、前記掴みかえに際して前記送り矢の位置が前記軸心方向における第１範囲に位置している場合に満たされる条件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5】

前記第１範囲は、加工プログラムで指定された範囲であることを特徴とする請求項４記載の工作機械システム。

【請求項6】

前記棒材の振れによって生じた振動を検出する振動検出器を備え、
前記所定条件は、前記振動検出器が検出した振動が閾値を超えている場合に満たされる条件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7】

主軸と該主軸に把持された棒材を加工する加工工具が取り付けられた刃物台とを備え、該棒材から複数の同一形状の製品を製造する工作機械システムの制御方法であって、
前記工作機械システムの状態が所定条件を満たさない場合には所定把持位置を選択し、前記所定条件を満たす場合には前記所定把持位置とは異なる特殊把持位置を選択する把持位置選択工程と、
前記棒材の把持を解除して前記把持位置選択工程において選択された把持位置に前記主軸が移動して該棒材を再把持する掴みかえ工程と、
前記掴みかえ工程によって前記再把持された棒材を加工する加工工程と、
前記加工工程において加工が行われた加工済み部分の切り離しを行う切り離し工程とを備えたことを特徴とする工作機械システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、把持した棒材の軸心方向に沿って前進および後退が可能な主軸と該主軸に把持された該棒材を加工する加工工具が取り付けられた刃物台とを備え、該棒材の加工と加工が行われた加工済み部分の切り離しと該棒材の把持を解除して該主軸が後退して該棒材を所定把持位置で再把持する掴みかえとを繰り返すことで該棒材から複数の同一形状の製品を製造する工作機械システムおよび工作機械システムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工作機械システムには、主軸や刃物台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。加工装置には第１制御装置が組み込まれている。第１制御装置は、工作機械システム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。第１制御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後退した後、主軸が棒材を再把持する。加工工具による加工と棒材の切り離しと棒材の掴みかえとを複数サイクル繰り返すことで、１本の棒材からサイクル数に応じた複数の製品が製造される。

【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、送り矢駆動機構の動作を制御する第２制御装置とを備えている。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。

【0004】

主軸よりも後端側には、振止装置が取り付けられていることがある。振止装置は、棒材の周面に接することで棒材が回転によって振れてしまうことを防止する振止部材を有している。送り矢のフィンガーチャックは棒材よりも外径が大きく、またフィンガーチャックには切り欠きが形成されていることもある。このため、振止部材がフィンガーチャックに接してしまうと振止部材が破損してしまう虞がある。そこで、振止部材がフィンガーチャックと接することがないように、送り矢が所定の範囲に位置する場合、振止部材は棒材から径方向に離間した退避位置に退避するように制御されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【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】

【0006】

振止部材が退避位置に退避している場合や振止装置が取り付けられていない場合、長尺状の棒材のうち主軸が把持している把持部分よりも後端側は片持ち状態になり、棒材の後端側の長さと主軸の回転数によっては大きく振れながら回転してしまうことがある。棒材の後端側が大きく振れながら回転すると棒材を把持している主軸が振動するため加工品質が低下して製造した製品が不良品になってしまうことがある。なお、この対策として主軸の回転数を低下させて加工することも考えられるが、その対策では加工速度が低下する上に加工品質も低下することもある。

【0007】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、加工品質の低下を防止した工作機械システムおよび工作機械システムの制御方法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】

【0008】

上記課題を解決する本発明の工作機械システムは、
把持した棒材の軸心方向に沿って前進および後退が可能な主軸と該主軸に把持された該棒材を加工する加工工具が取り付けられた刃物台とを備え、該棒材の加工と加工が行われた加工済み部分の切り離しと該棒材の把持を解除して該主軸が後退して該棒材を所定把持位置で再把持する掴みかえとを繰り返すことで該棒材から複数の同一形状の製品を製造する工作機械システムにおいて、
この工作機械システムの状態が所定条件を満たす場合には前記再把持する位置として前記所定把持位置に代えて該所定把持位置とは異なる特殊把持位置を選択する把持位置選択部を備えたことを特徴とする。

【0009】

この工作機械システムによれば、前記把持位置選択部が把持位置を選択することで前記棒材の振れを抑制して加工品質の低下を防止できる。

【0010】

ここで、前記把持位置選択部は、前記掴みかえに際して、前記再把持する位置を選択するものであってもよい。前記所定把持位置は、加工プログラムで指定された位置であってもよく、操作パネルから入力された位置であってもよい。前記特殊把持位置は、前記加工プログラムで指定された位置であってもよく、前記棒材の性状と前記主軸の回転数から演算された位置であってもよく、前記主軸の前記軸心方向への移動可能距離に基づいて演算された位置であってもよく、操作パネルから入力された位置であってもよい。

【0011】

この工作機械システムにおいて、
前記特殊把持位置は、前記所定把持位置よりも前記主軸の後退側の位置であってもよい。

【0012】

こうすることで、棒材Ｗが危険速度で回転することを抑制して加工品質の低下を防止できる。

【0013】

この工作機械システムにおいて、
前記主軸よりも該主軸の後退側に配置され、前記棒材に接して振れ止めを行う振止位置と該棒材から離間した退避位置とに移動自在な振止部材を有する振止装置を備え、
前記所定条件は、前記掴みかえに際して前記振止部材を前記振止位置から前記退避位置に移動させる場合に満たされる条件であってもよい。

【0014】

前記振止部材が前記退避位置に移動する場合に前記特殊把持位置が選択することで、前記振止部材が前記棒材から離間しても振れを抑制して加工品質の低下を防止できる。ここで、前記退避位置は、前記振止部材が前記棒材に対して該棒材の径方向に離間した位置であってもよい。

【0015】

また、この工作機械システムにおいて、
前記棒材とともに前記軸心方向に移動する送り矢を備え、
前記所定条件は、前記掴みかえに際して前記送り矢の位置が前記軸心方向における第１範囲に位置している場合に満たされる条件であってもよい。

【0016】

前記第１範囲を適切に設定することで、前記棒材の振れを抑制して加工品質の低下を防止できる。

【0017】

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における位置を把握する送り矢位置把握部を備えていてもよい。また、前記第１範囲は、オペレータによって変更可能であってもよい。

【0018】

さらに、この工作機械システムにおいて、
前記第１範囲は、加工プログラムで指定された範囲であってもよい。

【0019】

こうすることで、オペレータが前記第１範囲を簡単な作業で変更できる。

【0020】

加えて、この工作機械システムにおいて、
前記棒材の振れによって生じた振動を検出する振動検出器を備え、
前記所定条件は、前記振動検出器が検出した振動が閾値を超えている場合に満たされる条件であってもよい。

【0021】

前記振動検出器が検出した振動が前記閾値を超えている場合に前記特殊把持位置が選択されるので、前記棒材の振れを抑制して加工品質の低下を防止できる。

【0022】

ここで、前記振動検出器は、前記主軸に取り付けられたものであってもよい。また、前記所定条件は、前記振動検出器が検出した振動の振幅が閾値を超えている場合に満たされる条件であってもよく、該振動検出器が検出した振動の加速度が閾値を超えている場合に満たされる条件であってもよい。

【0023】

上記課題を解決する本発明の工作機械システムの制御方法は、
主軸と該主軸に把持された棒材を加工する加工工具が取り付けられた刃物台とを備え、該棒材から複数の同一形状の製品を製造する工作機械システムの制御方法であって、
前記工作機械システムの状態が所定条件を満たさない場合には所定把持位置を選択し、前記所定条件を満たす場合には前記所定把持位置とは異なる特殊把持位置を選択する把持位置選択工程と、
前記棒材の把持を解除して前記把持位置選択工程において選択された把持位置に前記主軸が移動して該棒材を再把持する掴みかえ工程と、
前記掴みかえ工程によって前記再把持された棒材を加工する加工工程と、
前記加工工程において加工が行われた加工済み部分の切り離しを行う切り離し工程とを備えたことを特徴とする。

【0024】

この工作機械システムの制御方法によれば、把持位置選択工程において適切な把持位置を選択することで該棒材の振れを抑制して加工品質の低下を防止できる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、加工品質の低下を防止した工作機械システムおよび工作機械システムの制御方法を提供するこができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【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】（ａ）は、振止部材が振止位置にある様子を示す振止装置の左側面図であり、（ｂ）は、振止部材が退避位置にある様子を示す振止装置の左側面図である。

【図4】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5】図１に示した旋盤システムの機能構成を示す機能ブロック図である。

【図6】図１に示した旋盤システムの動作を示すフローチャートである。

【図7】図１に示した旋盤システムの動作を示すフローチャートである。

【図8】図１に示した旋盤システムの動作を示すフローチャートである。

【図9】（ａ）は、振止部材を退避位置に移動させない場合の送り矢の位置を簡易的に示す平面図であり、（ｂ）は、振止部材を退避位置に移動させる場合の送り矢の位置を簡易的に示す平面図であり、（ｃ）は、特殊把持位置の決定動作に用いられる各距離を説明するための平面図である。

【図10】第１変形例における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11】第２変形例における旋盤システムの動作を示す図６と同様のフローチャートである。

【図12】他の実施形態における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13】図１２に示した旋盤システムの動作を示す図６と同様のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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４参照）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。

【0031】

給材機４は、長尺な棒材Ｗ（図２参照）をＮＣ旋盤２に供給する。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。

【0032】

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。

【0033】

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、加工動作が記述された加工プログラムや旋盤操作パネル２４（図１参照）からの入力操作に従って動作する。

【0034】

主軸２５は、Ｚ１軸方向に移動可能である。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の軸心方向の一例に相当する。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の先端側に移動することを前進と称し、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。図２においては、右方向が前進方向であり、左方向が後退方向である。

【0035】

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。

【0036】

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が、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、切削工具、突切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。なお、加工済み部分を切り離すための工具が突切工具である。

【0037】

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。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、突切工具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。

【0038】

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軸方向への移動によって、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。

【0039】

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、振止装置３１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。

【0040】

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。

【0041】

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４参照）に送信される。

【0042】

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。原点センサ４８は、送り矢４４の後端を検出するセンサである。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４参照）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、ＮＣ旋盤２に電源投入後最初に棒材Ｗを供給する際やあらたに棒材Ｗを供給する際の棒材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。

【0043】

振止装置３１は、不図示の主軸台に取り付けられている。なお、振止装置３１は、ＮＣ旋盤２内に配置されているものの給材機４に属する構成である。図２に示す振止装置３１は、主軸２５とともにＺ１軸方向に移動する。振止装置３１は、棒材Ｗの周面に接して棒材Ｗの振れ止めを行う振止部材３１１を有している。振止装置３１の構造については後に詳述する。

【0044】

図３（ａ）は、振止部材が振止位置にある様子を示す振止装置の左側面図であり、図３（ｂ）は、振止部材が退避位置にある様子を示す振止装置の左側面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）には棒材Ｗも示されている。

【0045】

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、振止装置３１は、中心部近傍に棒材Ｗを貫通させるための振止貫通孔３１０ａが形成された振止筐体３１０と、３つの振止部材３１１とを有している。なお、振止部材３１１の数は、２つでもよく、４つ以上であってもよい。振止部材３１１は、主軸中心線ＣＬを中心として１２０度づつ回転した位置に配置されている。振止部材３１１は、図３（ａ）に示す棒材Ｗに接して振れ止めを行う振止位置と、図３（ｂ）に示す棒材Ｗから離間した退避位置とに移動自在に構成されている。振止位置と退避位置との切換えは、振止アクチュエータ３１３（図４参照）によって行われる。振止アクチュエータ３１３は、第１制御装置２０（図４参照）によって制御されている。振止位置では、基本的には図３（ａ）に示すように３つの振止部材３１１が棒材Ｗの周面に接しているが、棒材Ｗの振れ状況などによって３つの振止部材３１１うちの１つまたは２つのみが棒材Ｗに接していることもある。退避位置では、３つの振止部材３１１は、それぞれ棒材Ｗの径方向に退避することで棒材Ｗから離間している。

【0046】

図４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４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。

【0047】

図４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。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からの入力操作に従って図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４には、各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。

【0048】

記憶部２０３には、ラダープログラムやマクロプログラムなどの各種プログラムがあらかじめ記憶されている。さらに、記憶部２０３には、加工プログラムの他に、工具に関するデータ、棒材Ｗの径データおよび製品長データなどの諸情報がオペレータによって記憶される。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。

【0049】

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軸方向における位置を常時把握している。

【0050】

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前進方向に移動することで、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退方向に移動することで、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。

【0051】

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と振止アクチュエータ３１３とを有している。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。振止アクチュエータ３１３は、振止部材３１１を図３（ａ）に示した振止位置と図３（ｂ）に示した退避位置とに移動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。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。さらに、第２制御装置４０は、振止アクチュエータ３１３を制御することでＮＣ旋盤２内に配置されている振止装置３１の動作も制御する。そして、第２制御装置４０は、振止部材３１１を振止位置や退避位置に移動させた際に、それぞれ第１制御装置２０にその旨を送信する。

【0052】

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、あらたに供給する棒材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。

【0053】

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軸方向に手動操作で移動させたり、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。

【0054】

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。

【0055】

図５は、図１に示した旋盤システムの機能構成を示す機能ブロック図である。なお、図５でも、本発明に特に関連性の高い機能構成のみを示し、旋盤システム１が有するその他の機能構成は図示省略し説明も省略する。

【0056】

図５に示すように、第１制御装置２０によって、機械制御部２０ａと把持位置選択部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、把持位置選択部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、給材制御部４０ａと送り矢位置把握部４０ｂが構成されている。

【0057】

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。把持位置選択部２０ｂは、掴みかえにおいて主軸２５が棒材Ｗを再把持する位置を選択するものである。具体的には、把持位置選択部２０ｂは、旋盤システム１の状態が所定条件を満たさない場合には通常の把持位置である所定把持位置を選択し、所定条件を満たす場合には特殊把持位置を選択する。

【0058】

給材制御部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からの入力操作および第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。

【0059】

図６、図７及び図８は、図１に示した旋盤システムの動作を示すフローチャートである。

【0060】

図６、図７及び図８に示すフローチャートは、電源投入後の初期動作が完了した後や新しい製品を加工するための段取り作業が完了した後、加工プログラムに従って実行される旋盤システム１のサイクル動作を示している。サイクル動作を一巡することで製品が１つ製造され、複数回巡回することで同一形状の製品が複数製造される。初期動作や段取り動作では、棒材Ｗの先端が突切工具で切断される。初期動作や段取り動作が完了した状態は、突切工具がストッパとして作用して棒材Ｗの先端が突切工具に当接している状態である。この状態では、棒材Ｗは送り矢４４によって先端側に向かって付勢されることで突切工具に押し付けられている。

【0061】

図６に示すように、まず把持位置選択部２０ｂは、自動制振機能が有効になっているか否かを判定する（ステップＳ１１）。自動制振機能の有効／無効は、加工プログラムによって指定され、記憶部２０３に記憶されている。ただし、旋盤操作パネル２４からの入力操作によって記憶部２０３に記憶するように構成してもよい。自動制振機能が有効である場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、把持位置選択部２０ｂは、掴みかえに際して振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させるか否かに基づいて、主軸２５が棒材Ｗを再把持する位置を所定把持位置にするか特殊把持位置にするかを選択する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２が、把持位置選択工程の一例に相当する。また、この掴みかえに際して振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させる場合が、所定条件を満たす場合の一例に相当する。把持位置選択部２０ｂは、通常は所定把持位置を選択し、所定条件を満たす場合には所定把持位置に代えて特殊把持位置を選択する。所定把持位置は、加工プログラム又は旋盤操作パネル２４からの入力操作で指定された通常の把持位置である。特殊把持位置は、振れを抑制するための位置であり、所定把持位置とは別に指定されるか後述する演算によって定まる把持位置である。特殊把持位置は、所定把持位置と異なる位置であり、通常は所定把持位置よりも後退側の位置である。

【0062】

図９（ａ）は、振止部材を退避位置に移動させない場合の送り矢の位置を簡易的に示す平面図であり、図９（ｂ）は、振止部材を退避位置に移動させる場合の送り矢の位置を簡易的に示す平面図である。

【0063】

給材制御部４０ａは、掴みかえにおいて送り矢４４が所定位置を超えた位置まで前進している場合に振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させる制御を行う。なお、この所定位置は、材欠位置とも称される位置である。図９（ａ）は、送り矢４４がこの所定位置を超えていない場合を示しており、図９（ｂ）は、送り矢４４がこの所定位置を超えている場合を示している。図９（ａ）および図９（ｂ）には、掴みかえ前のコレットチャック２５１が二点鎖線で示され、掴みかえにおいて後退した主軸２５およびコレットチャック２５１が実線で示されている。所定位置を超えているか否かは、送り矢位置把握部４０ｂが判定している。そして、送り矢位置把握部４０ｂが所定位置を超えていると判定した場合、給材制御部４０ａが振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させて機械制御部２０ａにその旨を送信している。なお、送り矢４４がこの所定位置を超えているか否かを機械制御部２０ａが判定してもよく、機械制御部２０ａが振止装置３１を制御して振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させてもよい。振止装置３１は、主軸２５とともに後退するため、振止位置にある振止部材３１１に送り矢４４の先端が到達してしまうと振止装置３１、送り矢４４又は送り矢駆動機構４５等が損傷してしまう虞がある。このため、主軸２５が移動可能範囲の最後端にあるときの振止部材３１１に送り矢４４の先端が到達する位置よりも少し後方となる位置が初期の所定位置として設定され第２制御装置４０に設けられた不図示のメモリーに記憶されている。ただし、この所定位置は、給材機操作パネル４２からの入力操作によって変更可能である。図９（ｂ）に示すように一度退避位置に移動した振止部材３１１は、残材がＮＣ旋盤２から引き抜かれるまでは退避位置に配置されたまま維持される。

【0064】

自動制振機能が無効である場合（ステップＳ１１でＮＯ）および掴みかえに際して振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、機械制御部２０ａは、主軸２５による棒材Ｗの把持を解除させる（ステップＳ１３）。ここで、掴みかえに際して振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させない場合には、振止部材３１１が既に退避位置にあり退避位置のまま維持する場合を含んでいる。その後、機械制御部２０ａは、所定把持位置に主軸２５を後退させ（ステップＳ１４）、主軸２５に棒材Ｗを再把持させる（ステップＳ１５）。これらステップＳ１３～１５が、掴みかえ工程の一例に相当する。

【0065】

次いで、機械制御部２０ａは、加工プログラムに従って主軸２５と第１刃物台２７を動作させることで主軸２５に再把持された棒材Ｗの先端部分を加工する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６が、加工工程の一例に相当する。主軸２５を用いた加工が完了したら、機械制御部２０ａは、第１刃物台２７を動作させて突切工具によって加工済み部分の切り離しを行う（ステップＳ１７）。このステップＳ１７が、切り離し工程の一例に相当する。切り離しが完了したら、機械制御部２０ａは、サイクル動作を開始してから、加工プログラムで指定されたサイクル数の加工が完了したか判定する（ステップＳ１８）。指定されたサイクル数の加工が完了していたら（ステップＳ１８でＹＥＳ）、加工動作を終了する。指定されれたサイクル数の加工が完了していない場合（ステップＳ１８でＮＯ）はＳ１１に戻る。

【0066】

掴みかえに際して振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させる場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、給材制御部４０ａは、振止部材３１１を退避位置に移動させる制御を行う（ステップＳ１９）。そして、機械制御部２０ａは、特殊把持位置の計算機能が有効であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。特殊把持位置の計算機能の有効／無効は、加工プログラムで指定され、記憶部２０３に記憶されている。ただし、旋盤操作パネル２４からの入力操作によって特殊把持位置の計算機能の有効／無効を記憶部２０３に記憶するように構成してもよい。特殊把持位置の計算機能が有効である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）又は後述するステップＳ３７において特殊把持位置の指定が無い場合（ステップＳ３７でＮＯ）、機械制御部２０ａは、特殊把持位置の決定動作を実行する。

【0067】

図９（ｃ）は、ステップＳ２２～Ｓ２９、ステップＳ３４～Ｓ３６、ステップＳ３９～Ｓ４４における特殊把持位置の決定動作に用いられる各距離を説明するための平面図である。

【0068】

第１距離Ｌ１は、掴みかえ前のコレットチャック２５１後端から送り矢４４先端までの距離である。第２距離Ｌ２は、掴みかえにおける主軸２５の計算上の後退距離である。第３距離Ｌ３は、コレットチャック２５１と送り矢４４が衝突しないための余裕代である。この第３距離Ｌ３は、記憶部２０３に記憶されており、加工プログラムにおける指定または旋盤操作パネル２４からの入力操作によって変更可能である。第４距離Ｌ４は、掴みかえ前の主軸２５の位置から主軸２５の移動可能範囲における最後端までの主軸２５の移動可能距離である。第５距離Ｌ５は、棒材Ｗの共振を防止できる位置でコレットチャック２５１が棒材Ｗを把持したときのコレットチャック２５１の後端から送り矢４４先端までの距離である。

【0069】

図６のステップＳ２１において特殊把持位置の計算機能が有効である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、第１距離Ｌ１及び第４距離Ｌ４を演算する（ステップＳ２２）。これらは、機械制御部２０ａが把握している主軸２５の位置情報および主軸２５の移動可能範囲の情報並びに送り矢位置把握部４０ｂから随時送信されてくる送り矢４４の位置情報を用いて演算される。

【0070】

次いで、機械制御部２０ａは、記憶部２０３に記憶されている棒材Ｗのヤング率Ｅ（Ｎ／ｍｍ^２）、棒材Ｗの直径ｄ（ｍｍ）、加工時における主軸２５の最大回転数Ｎ（ｒｐｍ）、支持定数λ＝１．８７５、棒材Ｗの密度γ（ｋｇ／ｍｍ^３）、第３距離Ｌ３（ｍｍ）を取得する（ステップＳ２３）。これらの情報は、加工プログラムにおける指定または旋盤操作パネル２４からの入力操作によって記憶部２０３に記憶されている。そして、機械制御部２０ａは、π×ｄ^４÷６４を演算することで棒材Ｗの断面二次モーメントＩ（ｍｍ^４）を算出し、π×ｄ^２÷４を演算することで棒材Ｗの断面積Ａ（ｍｍ^２）を算出する（ステップＳ２４）。

【0071】

そして、機械制御部２０ａは、以下に記載する式１を用いて距離Ｌ５０を演算し、その距離Ｌ５０に任意の安全率Ｓを乗算する式２を用いて第５距離Ｌ５を演算する（ステップＳ２５）。距離Ｌ５０は、片持ち梁の構成において梁がその長さ未満であれば共振をおこさない距離である。すなわち、棒材Ｗを把持したコレットチャック２５１の後端から送り矢４４先端までの距離が距離Ｌ５０よりも短ければ、棒材Ｗが大きく振れながら危険速度で回転してしまうことはない。逆にいえば、コレットチャック２５１の後端から送り矢４４先端までの距離が距離Ｌ５０よりも長く且つ振止装置３１が振れを抑制していない場合には、棒材Ｗが大きく振れながら回転してしまう虞がある。なお、距離Ｌ５０の計算は省略してもよい。

【数1】

【数2】

【0072】

ここで、直径ｄが１０（ｍｍ）の炭素鋼Ｓ５０Ｃを棒材Ｗとして用いた例で、式２による計算の一例を記載する。ステップＳ２４において算出される棒材Ｗの断面二次モーメントＩは４９０．８７４（ｍｍ^４）、棒材Ｗの断面積Ａは７８．５４０（ｍｍ^２）である。棒材Ｗのヤング率Ｅは２．０５８×１０^５（Ｎ／ｍｍ^２）、棒材Ｗの密度γは７．８７４×１０^－６（ｋｇ／ｍｍ^３）、主軸２５の最大回転数Ｎは６０００（ｒｐｍ）とし、安全率Ｓとして０．４を用いる。なお、支持定数λは上述した１．８７５である。この例において演算される第５距離Ｌ５は、１６９（ｍｍ）である。

【0073】

その後、機械制御部２０ａは、第１距離Ｌ１と演算した第５距離Ｌ５とを比較する（ステップＳ２５１）。第１距離Ｌ１が第５距離Ｌ５以下であれば（ステップＳ２５１でＮＯ）、ステップＳ１３に進んで、機械制御部２０ａは、所定把持位に主軸２５を後退させる掴みかえを実行させる。これは、第１距離Ｌ１が第５距離Ｌ５以下である場合は第１距離Ｌ１が短いので、主軸２５が所定把持位置で再把持しても棒材Ｗが振れにくいためである。

【0074】

第１距離Ｌ１が第５距離Ｌ５を超えていれば（ステップＳ２５１でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、第１距離Ｌ１から第５距離Ｌ５を減算することで、計算上の後退距離である第２距離Ｌ２を演算する（ステップＳ２６）。その後、第２距離Ｌ２と主軸２５の移動可能範囲の最後端までの距離である第４距離Ｌ４とを比較する（ステップＳ２７）。このステップＳ２７は、演算した第２距離Ｌ２が主軸２５の移動可能範囲内にあるか否かを判定するためのステップである。第２距離Ｌ２が第４距離Ｌ４以下であれば（ステップＳ２７でＹＥＳ）、移動可能範囲内であるため、コレットチャック２５１後端から送り矢４４先端までの距離である第１距離Ｌ１から余裕代である第３距離Ｌ３を減算した距離と第２距離Ｌ２とを比較する（ステップＳ２８）。このステップＳ２８は、演算した第２距離Ｌ２を主軸２５が移動しても主軸２５のコレットチャック２５１と送り矢４４が干渉しないかを判定するためのステップである。第２距離Ｌ２が第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３以下であれば（ステップＳ２８でＹＥＳ）、第２距離Ｌ２移動しても主軸２５のコレットチャック２５１と送り矢４４が干渉する虞がないので、機械制御部２０ａは、主軸２５が第２距離Ｌ２だけ後退した位置を特殊把持位置に決定する（ステップＳ２９）。

【0075】

特殊把持位置を決定したら、機械制御部２０ａは、主軸２５による棒材Ｗの把持を解除させる（ステップＳ３１）。その後、機械制御部２０ａは、特殊把持位置に主軸２５を後退させ（ステップＳ３２）、主軸２５に棒材Ｗを再把持させる（ステップＳ３３）。これらステップＳ３１～３３も、掴みかえ工程の一例に相当する。再把持が完了したら、ステップＳ１６に進んで加工を開始する。

【0076】

ステップＳ２７において第２距離Ｌ２が第４距離Ｌ４より長ければ（ステップＳ２７でＮＯ）、コレットチャック２５１後端から送り矢４４先端までの距離である第１距離Ｌ１から余裕代である第３距離Ｌ３を減算した距離と第４距離Ｌ４とを比較する（ステップＳ３５）。このステップＳ３５は、第４距離Ｌ４を主軸２５が移動しても主軸２５のコレットチャック２５１と送り矢４４が干渉しないかを判定するためのステップである。第４距離Ｌ４が第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３以下であれば（ステップＳ３５でＹＥＳ）、第４距離Ｌ４移動しても主軸２５のコレットチャック２５１と送り矢４４が干渉する虞がないので、機械制御部２０ａは、主軸２５が第４距離Ｌ４だけ後退した位置を特殊把持位置に決定する（ステップＳ３６）。そして、ステップＳ３１を実行しその後のステップＳ３２において、ステップＳ３６で決定した特殊把持位置に主軸を後退させる。

【0077】

ステップＳ２８において第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３よりも第２距離Ｌ２の方が長い場合（ステップＳ２８でＮＯ）またはステップＳ３５において第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３よりも第４距離Ｌ４の方が長い場合（ステップＳ３５でＮＯ）、機械制御部２０ａは、主軸２５が第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３だけ後退した位置を特殊把持位置に決定する（ステップＳ３４）。そして、ステップＳ３１を実行しその後のステップＳ３２において、ステップＳ３４で決定した特殊把持位置に主軸を後退させる。

【0078】

一方、ステップＳ２１において特殊把持位置の計算機能が無効である場合（ステップＳ２１でＮＯ）、機械制御部２０ａは、加工プログラムや旋盤操作パネル２４を用いてオペレータが特殊把持位置を指定しているか否かを判定する（ステップＳ３７）。指定している場合、特殊把持位置は、記憶部２０３に記憶されている。指定されている場合（ステップＳ３７でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、その指定されている位置を特殊把持位置に決定する（ステップＳ３８）。なお、オペレータが指定する場合の特殊把持位置は、所定把持位置よりも棒材Ｗの後端側、すなわち所定把持位置よりも主軸２５の後退側の位置に限定されている。そして、ステップＳ３１を実行しその後のステップＳ３２において、ステップＳ３８で決定した特殊把持位置に主軸を後退させる。

【0079】

ステップＳ３７において、特殊把持位置が指定されていない場合（ステップＳ３７でＮＯ）、機械制御部２０ａは、ステップＳ２２と同様に、第１距離Ｌ１と第４距離Ｌ４を演算し（ステップＳ３９）、第３距離Ｌ３を記憶部２０３から取得する（ステップＳ４１）。次いで機械制御部２０ａは、第１距離Ｌ１から第３距離Ｌ３を減算した距離と第４距離Ｌ４とを比較する（ステップＳ４２）。このステップＳ４２は、第４距離Ｌ４を主軸２５が移動しても主軸２５のコレットチャック２５１と送り矢４４が干渉しないかを判定するためのステップである。第４距離Ｌ４が第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３以下であれば（ステップＳ４２でＹＥＳ）、機械制御部２０ａは、主軸２５が第４距離Ｌ４だけ後退した位置を特殊把持位置に決定する（ステップＳ４３）。そして、ステップＳ３１を実行しその後のステップＳ３２において、ステップＳ４３で決定した特殊把持位置に主軸を後退させる。

【0080】

ステップＳ４２において第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３よりも第４距離Ｌ４の方が長い場合（ステップＳ４２でＮＯ）、機械制御部２０ａは、主軸２５が第１距離Ｌ１－第３距離Ｌ３だけ後退した位置を特殊把持位置に決定する（ステップＳ４４）。そして、ステップＳ３１を実行しその後のステップＳ３２において、ステップＳ４４で決定した特殊把持位置に主軸を後退させる。

【0081】

棒材Ｗの振れは、棒材Ｗが危険速度（共振が生じる回転数）で回転する場合に極めて大きくなる。危険速度は、棒材Ｗの材質や長さなどの性状から定まるが、主軸２５に通常設定される回転数では、コレットチャック２５１よりも後端側の棒材Ｗが短い場合には危険速度に達する可能性が低い。このため、コレットチャック２５１よりも後端側の棒材Ｗが短い場合、棒材Ｗの振れは発生しにくい。その一方で、コレットチャック２５１よりも後端側の棒材Ｗが長い場合でも振止部材３１１が振止位置にあるときは、振止部材３１１が振れを防止しているので棒材Ｗの振れは発生しにくい。以上説明した旋盤システム１および旋盤システム１の制御方法によれば、振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させる場合に把持位置選択部２０ｂが所定把持位置に代えて特殊把持位置を選択している。すなわち、片持ち状態の棒材Ｗの後端からコレットチャック２５１までの長さが比較的長く振止装置３１が機能していない棒材Ｗが最も振れやすいときに、把持位置選択部２０ｂは特殊把持位置を選択している。これにより、棒材Ｗの振れ及びその振れによる主軸２５の振動が抑制されるので、旋盤システムの加工品質の低下を防止することができる。

【0082】

なお、所定把持位置は主軸２５の移動可能範囲のうちできるかぎり前進側に設定されることが多い。これは、コレットチャック２５１とガイドブッシュ２６とを近づけることで、加工点において棒材Ｗを撓みにくくして加工品質をより高めるためである。これに対し、特殊把持位置は所定把持位置よりも主軸２５の後退側の位置になるため、特殊把持位置を用いた場合には加工点における棒材Ｗの撓みが所定把持位置を用いた場合よりも僅かながら大きくなる虞はある。しかし、棒材Ｗの振れによる加工品質の低下と比較すると上述の棒材Ｗの撓みによる加工品質の低下は極僅かである。このため、振れが増大することが予想される位置関係にある場合には、本実施形態のように特殊把持位置を選択して棒材Ｗの振れを防止することが好ましい。

【0083】

続いて、本実施形態の変形例について説明する。以下の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ構成要素、制御および動作には、これまで用いた符号と同じ符号を付して重複する説明は省略することがある。

【0084】

図１０は、第１変形例における旋盤システムの内部構成を簡易的に示す平面図である。

【0085】

図１０に示すように、第１変形例の旋盤システム１では、給材機４内にも振止装置３１が配置されている点が先の実施形態と異なる。図１０には、給材機４内に振止装置３１が２つ配置された様子が示されている。給材機４内に配置された振止装置３１は、先に説明した実施形態の振止装置３１と同様の構成をしているが、給材機４に固定されている点は異なる。つまり、ＮＣ旋盤１内に配置された振止装置３１と異なり、給材機４内に配置された振止装置３１は、主軸２５の移動にかかわらず移動することはない。また、給材機４に配置された振止装置３１は、給材制御部４０ａ（図５参照）によって制御される。給材機４に振止装置３１が配置されている場合、第２制御装置４０は、振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させる際に移動させる旨の情報を第１制御装置２０に送信する。

【0086】

そして、第１変形例の把持位置選択部２０ｂ（図５参照）は、図６に示したステップＳ１２において３つの振止装置３１のうち何れか１つが振止部材３１１を振止位置から退避位置に移動させる場合に特殊把持位置を選択する。すなわち、先の実施形態では１本の棒材Ｗから同一形状の複数の製品を製造する際に１回のみ特殊把持位置が選択されていたが、第１変形例の旋盤システム１では特殊把持位置が３回選択される。この変形例でも、先の実施形態と同様の効果を奏する。

【0087】

図１１は、第２変形例における旋盤システムの動作を示す図６と同様のフローチャートである。なお、図７及び図８のフローチャートを用いて説明した動作は、この第２変形例の旋盤システム１でも同一であるため説明は省略する。

【0088】

第２変形例の旋盤システム１の把持位置選択部２０ｂ（図５参照）は、振止部材３１１（図２参照）の退避位置への移動に基づいて選択したステップＳ１２の代わりに、掴みかえに際して送り矢４４が第１範囲に位置しているか否かに基づいて所定把持位置と特殊把持位置の何れかを選択する（ステップＳ１２１）。この掴みかえに際して送り矢４４が第１範囲に位置している場合が、所定条件を満たす場合の一例に相当する。この第２変形例の旋盤システム１では、振止部材３１１の退避位置への移動処理とは無関係に把持位置選択部２０ｂによる選択が実行される。このため、図１１に示すフローチャートにはステップＳ１９の動作は記載されてない。第１範囲は、加工プログラムで指定され、記憶部２０３に記憶されている。ただし、旋盤操作パネル２４からの入力操作によって第１範囲を指定して記憶部２０３に記憶するように構成してもよい。なお、第１範囲は、送り矢４４の原点センサ４８の検出位置からの移動距離で指定されてもよく、送り矢４４の先端位置で指定されてもよい。

【0089】

この変形例でも、先の実施形態と同様の効果を奏する。加えて、振止装置３１の動作位置とは別に棒材Ｗが振れやすい範囲をオペレータが自由に第１範囲として設定できるといった効果も奏する。

【0090】

続いて、他の実施形態の旋盤システム１について説明する。

【0091】

図１２は、他の実施形態における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。

【0092】

図１２に示すように、他の実施形態の旋盤システム１は、振動検出器３２を備えている点が先の実施形態と異なる。また、把持位置選択部２０ｂ（図５参照）が、振動検出器３２の検出結果に基づいて選択する点も先の実施形態と異なる。振動検出器３２は、主軸２５（図２参照）に取り付けられ、主に主軸２５の振動を検出する。ただし、振動検出器３２を、主軸台や脚などのＮＣ旋盤２に設けられた他の構造物に取り付けてもよい。振動検出器３２は、振動を検出するセンサであり検出された振動の波形は第１制御装置２０に常時送信される。

【0093】

図１３は、図１２に示した旋盤システムの動作を示す図６と同様のフローチャートである。なお、図７及び図８のフローチャートを用いて説明した動作は、他の実施形態の旋盤システム１でも同一であるため説明は省略する。

【0094】

他の実施形態の旋盤システム１の把持位置選択部２０ｂは、振止部材３１１の退避位置への移動に基づいて選択したステップＳ１２の代わりに、振動検出器３２が検出した振動が閾値を超えているか否かに基づいて所定把持位置と特殊把持位置の何れかを選択する（ステップＳ１２２）。この掴みかえに際して振動検出器３２が検出した振動が閾値を超えている場合が、所定条件を満たす場合の一例に相当する。他の実施形態の旋盤システム１では、振止部材３１１の退避位置への移動処理とは無関係に把持位置選択部２０ｂによる選択が実行される。このため、図１３に示すフローチャートにはステップＳ１９の動作は記載されてない。把持位置選択部２０ｂは、振動検出器３２が検出した振動が閾値を超えているか否かを、振幅の大きさによって判定している。ただし、把持位置選択部２０ｂは、振動検出器３２が検出した振動が閾値を超えているか否かを、振動の加速度によって判定してもよい。また、把持位置選択部２０ｂは、振動検出器３２が検出した振動が閾値を超えているか否かを、振幅の大きさと振動の加速度を総合的に判定してもよい。把持位置選択部２０ｂが用いる閾値は、加工プログラムで指定され、記憶部２０３に記憶されている。ただし、旋盤操作パネル２４からの入力操作によって閾値を指定して記憶部２０３に記憶するように構成してもよい。

【0095】

以上説明した他の実施形態においても、先の実施形態と同様の効果を奏する。加えて、振動検出器３２が検出した振動に基づいて把持位置選択部２０ｂが再把持する位置を選択するので、実際の振動に対応した選択をすることができる。

【0096】

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。また、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】

【0097】

１ 旋盤システム（工作機械システム）
２０ｂ 把持位置選択部
２５ 主軸
２７ 第１刃物台（刃物台）
Ｔ１ 第１工具Ｔ１（加工工具）
Ｗ 棒材

【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】