特許 6783238 工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6783238

(24)【登録日】2020年10月23日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/013 20060101AFI20201102BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20201102BHJP

   B23B 1/00 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   B23Q15/013

   G05B19/4093 M

   B23B1/00 A

   B23B1/00 N

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-541505(P2017-541505)

(86)(22)【出願日】2016年9月7日

(86)【国際出願番号】JP2016076233

(87)【国際公開番号】WO2017051705

(87)【国際公開日】20170330

【審査請求日】2019年8月15日

(31)【優先権主張番号】特願2015-187072(P2015-187072)

(32)【優先日】2015年9月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000137856

【氏名又は名称】シチズンマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】特許業務法人 東和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中谷 尊一

(72)【発明者】

【氏名】三宮 一彦

(72)【発明者】

【氏名】篠原 浩

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３１２２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／０６９４５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６１−２８８９５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／１８−１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２−１９／４６

Ｂ２３Ｑ １５／００−１５／２８

Ｂ２３Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを切削加工する切削工具と、該切削工具とワークとを相対的に回転させる回転手段と、前記切削工具とワークとを所定の加工送り方向に送り動作させる送り手段と、互いに異なる第１速度と第２速度での相対的な移動を繰り返して前記切削工具とワークとを相対的に反復的移動させる反復的移動手段とを備えた工作機械に設けられ、
前記切削工具とワークとの相対的な回転と、前記ワークに対する前記切削工具の往復振動を伴う送り動作とによって、前記工作機械に前記ワークの加工を実行させる制御手段を有する工作機械の制御装置において、
前記制御手段が、動作指令が可能な周期に起因する反復的移動周波数に応じて、前記ワークの加工を実行する際の前記相対的な回転の回転数と、前記相対的な回転の１回転当たりの前記反復的移動の繰り返し回数とを定める工作機械の制御装置。

【請求項2】

前記反復的移動手段を、前記加工送り方向に沿って、前記切削工具とワークとを相対的に反復的移動させる構成とした請求項１に記載の工作機械の制御装置。

【請求項3】

前記第１速度が、前記第２速度に対して大きく設定された請求項１または請求項２に記載の工作機械の制御装置。

【請求項4】

前記反復的移動手段を、前記第１速度での相対移動時の切削加工部分と、前記第２速度での相対移動時の切削加工部分とが重複するように、前記切削工具とワークとを相対的に反復的移動させる構成とした請求項３に記載の工作機械の制御装置。

【請求項5】

前記ワークの加工を実行する際の前記相対的な回転の回転数と、前記相対的な回転の１回転当たりの前記反復的移動の繰り返し回数と、前記反復的移動周波数とをパラメータとし、少なくとも１つのパラメータの値を設定する設定手段と、
未設定のパラメータを所定の値に定め、該パラメータの値に基づいて、前記設定手段によって設定されたパラメータの値を補正する補正手段とを設けた請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の工作機械の制御装置。

【請求項6】

前記補正手段が、前記反復的移動周波数に基づいた定数で、前記回転数と前記繰り返し回数とが反比例するように、未設定のパラメータを所定の値に定めるとともに、設定されたパラメータの値を補正するように構成された請求項５に記載の工作機械の制御装置。

【請求項7】

前記設定手段により設定されるパラメータを前記回転数とし、
前記補正手段が、前記繰り返し回数を予め定められた複数の所定の値に定め、前記反復的移動周波数を、前記制御装置が固有に備える所定の値に定め、前記設定手段によって設定された前記回転数の値を、各繰り返し回数の値と定められた反復的移動周波数とに基づき補正するように構成された請求項５または請求項６に記載の工作機械の制御装置。

【請求項8】

前記設定手段により設定されるパラメータを、前記回転数と前記繰り返し回数とし、
前記補正手段が、設定された前記回転数と前記繰り返し回数を、前記反復的移動周波数に基づいて定まる前記回転数と前記繰り返し回数の値に補正するように構成された請求項５または請求項６に記載の工作機械の制御装置。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の制御装置を備えた工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切削加工時の切屑を順次分断しながらワークの加工を行う工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ワークを保持するワーク保持手段と、前記ワークを切削加工する切削工具を保持する刃物台と、前記ワーク保持手段と前記刃物台との相対移動によって、前記ワークに対して前記切削工具を所定の加工送り方向に送り動作させる送り手段と、互いに異なる第１速度と第２速度での前記加工送り方向に沿った前記相対移動を繰り返して前記ワーク保持手段と前記刃物台とを相対的に反復的移動させる反復的移動手段と、前記ワークと前記切削工具を相対的に回転させる回転手段とを備えた工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この工作機械の制御装置は、前記回転手段と、前記送り手段と、前記反復的移動手段とを駆動制御し、前記ワークと前記切削工具との相対的な回転と、前記ワークに対する前記切削工具の前記加工送り方向への前記反復的移動を伴う送り動作とによって前記工作機械に、前記ワークの加工を実行させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許５０３３９２９号公報（段落００４９参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の工作機械において、制御装置による動作指令は、所定の周期で行われる。
このため前記ワーク保持手段と前記刃物台とを相対的に反復的移動させる反復的移動周波数は、前記制御装置による動作指令が可能な周期に起因する限られた値となる。
しかしながら、従来の工作機械は、前記反復的移動周波数が考慮されないため、前記相対的な任意の回転の回転数に対して、ワーク１回転当たりのワークに対する切削工具の任意の反復的移動の繰り返し回数の条件で前記反復的移動させることができない場合があるという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、切削工具を反復的移動させながら加工送り方向に送り、切屑を分断しながら又は切屑を分断されやすくしながら、ワークの切削加工を円滑に行うことができる工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本請求項１に係る発明は、ワークを切削加工する切削工具と、該切削工具とワークとを相対的に回転させる回転手段と、前記切削工具とワークとを所定の加工送り方向に送り動作させる送り手段と、互いに異なる第１速度と第２速度での相対的な移動を繰り返して前記切削工具とワークとを相対的に反復的移動させる反復的移動手段とを備えた工作機械に設けられ、前記切削工具とワークとの相対的な回転と、前記ワークに対する前記切削工具の往復振動を伴う送り動作とによって、前記工作機械に前記ワークの加工を実行させる制御手段を有する工作機械の制御装置において、前記制御手段が、動作指令が可能な周期に起因する反復的移動周波数に応じて、前記ワークの加工を実行する際の前記相対的な回転の回転数と、前記相対的な回転の１回転当たりの前記反復的移動の繰り返し回数とを定めることにより、前述した課題を解決するものである。

【0007】

本請求項２に係る工作機械の制御装置は、請求項１に記載された工作機械の制御装置の構成に加えて、前記反復的移動手段を、前記加工送り方向に沿って、前記切削工具とワークとを相対的に反復的移動させる構成としたことにより、前述した課題を解決するものである。

【0008】

本請求項３に係る工作機械の制御装置は、請求項１または請求項２に記載された工作機械の制御装置の構成に加えて、前記第１速度が、前記第２速度に対して大きく設定されたことにより、前述した課題を解決するものである。

【0009】

本請求項４に係る工作機械の制御装置は、請求項３に記載された工作機械の制御装置の構成に加えて、前記反復的移動手段を、前記第１速度での相対移動時の切削加工部分と、前記第２速度での相対移動時の切削加工部分とが重複するように、前記切削工具とワークとを相対的に反復的移動させる構成としたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0010】

本請求項５に係る工作機械の制御装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載された工作機械の制御装置の構成に加えて、前記ワークの加工を実行する際の前記相対的な回転の回転数と、前記相対的な回転の１回転当たりの前記反復的移動の繰り返し回数と、前記反復的移動周波数とをパラメータとし、少なくとも１つのパラメータの値を設定する設定手段と、未設定のパラメータを所定の値に定め、該パラメータの値に基づいて、前記設定手段によって設定されたパラメータの値を補正する補正手段とを設けたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0011】

本請求項６に係る工作機械の制御装置は、請求項５に記載された工作機械の制御装置の構成に加えて、前記補正手段が、前記反復的移動周波数に基づいた定数で、前記回転数と前記繰り返し回数とが反比例するように、未設定のパラメータを所定の値に定めるとともに、設定されたパラメータの値を補正するように構成されたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0012】

本請求項７に係る工作機械の制御装置は、請求項５または請求項６に記載された工作機械の制御装置の構成に加えて、前記設定手段により設定されるパラメータを前記回転数とし、前記補正手段が、前記繰り返し回数を予め定められた複数の所定の値に定め、前記反復的移動周波数を、前記制御装置が固有に備える所定の値に定め、前記設定手段によって設定された前記回転数の値を、各繰り返し回数の値と定められた反復的移動周波数とに基づき補正するように構成されたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0013】

本請求項８に係る工作機械の制御装置は、請求項５または請求項６に記載された工作機械の制御装置の構成に加えて、前記設定手段により設定されるパラメータを、前記回転数と前記繰り返し回数とし、前記補正手段が、設定された前記回転数と前記繰り返し回数を、前記反復的移動周波数に基づいて定まる前記回転数と前記繰り返し回数の値に補正するように構成されたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

【0014】

本請求項９に係る工作機械は、請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の制御装置を備えたことによって、前述した課題を解決するものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明の工作機械の制御装置は、制御手段が定めた条件で、工作機械に、切削工具を反復的移動させながら加工送り方向に送り、切屑を分断しながら又は切屑を分断されやすくしながら、ワークの切削加工を円滑に行わせることができる。

【0016】

また、本発明の工作機械は、上記工作機械の制御装置によって、切屑を分断しながら又は切屑を分断されやすくしながら、ワークの切削加工を円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施例の工作機械の概略を示す図。

【図2】本発明の実施例の切削工具とワークとの関係を示す概略図。

【図3】本発明の実施例の切削工具の反復的移動および位置を示す図。

【図4】本発明の実施例の主軸ｎ回転目、ｎ＋１回転目、ｎ＋２回転目の関係を示す図。

【図5】図４に示す反復的移動波形の変形例を示す図。

【図6】本発明の実施例の指令周期と反復的移動周波数との関係を示す図。

【図7】本発明の実施例の主軸１回転当たりの反復的移動の繰り返し回数と回転数と反復的移動周波数との関係を示す図。

【図8】本発明の実施例の補正手段による補正の変形例として示す前記繰り返し回数と反復的移動周波数とに対応する回転数のテーブル。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明は、ワークを切削加工する切削工具と、この切削工具とワークとを相対的に回転させる回転手段と、切削工具とワークとを所定の加工送り方向に送り動作させる送り手段と、互いに異なる第１速度と第２速度での相対的な移動を繰り返して切削工具とワークとを相対的に反復的移動させる反復的移動手段とを備えた工作機械に設けられ、切削工具とワークとの相対的な回転と、ワークに対する切削工具の往復振動を伴う送り動作とによって、工作機械にワークの加工を実行させる制御手段を有する工作機械の制御装置において、制御手段が、動作指令が可能な周期に起因する反復的移動周波数に応じて、ワークの加工を実行する際の相対的な回転の回転数と、相対的な回転の１回転当たりの反復的移動の繰り返し回数とを定めることにより、制御手段が定めた条件で、工作機械に、切削工具を反復的移動させながら加工送り方向に送り、切屑を分断しながら又は切屑を分断されやすくしながら、ワークの切削加工を円滑に行わせるものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

【実施例1】

【0019】

図１は、本発明の実施例の制御装置Ｃを備えた工作機械１００の概略を示す図である。
工作機械１００は、主軸１１０と、切削工具台１３０Ａとを備えている。
主軸１１０は、ワーク保持手段としてチャック１２０を介してワークＷを保持する。
主軸１１０は、図示しない主軸モータの動力によって回転駆動されるように主軸台１１０Ａに支持されている。
前記主軸モータとして主軸台１１０Ａ内において、主軸台１１０Ａと主軸１１０との間に形成される従来公知のビルトインモータ等が考えられる。

【0020】

主軸台１１０Ａは、工作機械１００のベッド側に、Ｚ軸方向送り機構１６０によって主軸１１０の軸線方向となるＺ軸方向に移動自在に搭載されている。
主軸１１０は、主軸台１１０Ａを介してＺ軸方向送り機構１６０によって、前記Ｚ軸方向に移動する。
Ｚ軸方向送り機構１６０は、主軸１１０をＺ軸方向に移動させる主軸移動機構を構成している。

【0021】

Ｚ軸方向送り機構１６０は、前記ベッド等のＺ軸方向送り機構１６０の固定側と一体的なベース１６１と、ベース１６１に設けられたＺ軸方向に延びるＺ軸方向ガイドレール１６２とを備えている。
Ｚ軸方向ガイドレール１６２に、Ｚ軸方向ガイド１６４を介してＺ軸方向送りテーブル１６３がスライド自在に支持されている。
Ｚ軸方向送りテーブル１６３側にリニアサーボモータ１６５の可動子１６５ａが設けられ、ベース１６１側にリニアサーボモータ１６５の固定子１６５ｂが設けられている。

【0022】

Ｚ軸方向送りテーブル１６３に主軸台１１０Ａが搭載され、リニアサーボモータ１６５の駆動によってＺ軸方向送りテーブル１６３が、Ｚ軸方向に移動駆動される。
Ｚ軸方向送りテーブル１６３の移動によって主軸台１１０ＡがＺ軸方向に移動し、主軸１１０のＺ軸方向への移動が行われる。

【0023】

切削工具台１３０Ａは、ワークＷを加工するバイト等の切削工具１３０が装着され、切削工具１３０を保持する刃物台を構成している。
Ｘ軸方向送り機構１５０が、工作機械１００のベッド側に設けられている。

【0024】

Ｘ軸方向送り機構１５０は、前記ベッド側と一体的なベース１５１と、Ｚ軸方向に対して上下方向で直交するＸ軸方向に延びるＸ軸方向ガイドレール１５２とを備えている。
Ｘ軸方向ガイドレール１５２はベース１５１に固定され、Ｘ軸方向ガイドレール１５２には、Ｘ軸方向送りテーブル１５３がＸ軸方向ガイド１５４を介してスライド自在に支持されている。
Ｘ軸方向送りテーブル１５３には、切削工具台１３０Ａが搭載される。

【0025】

リニアサーボモータ１５５は可動子１５５ａおよび固定子１５５ｂを有し、可動子１５５ａはＸ軸方向送りテーブル１５３に設けられ、固定子１５５ｂはベース１５１に設けられている。
Ｘ軸方向送りテーブル１５３がリニアサーボモータ１５５の駆動によってＸ軸方向ガイドレール１５２に沿ってＸ軸方向に移動すると、切削工具台１３０ＡがＸ軸方向に移動し、切削工具１３０がＸ軸方向に移動する。
なお、Ｙ軸方向送り機構を設けてもよい。
Ｙ軸方向は、図示のＺ軸方向およびＸ軸方向に直交する方向である。
前記Ｙ軸方向送り機構は、Ｘ軸方向送り機構１５０と同様の構造とすることができる。

【0026】

Ｘ軸方向送り機構１５０をＹ軸方向送り機構を介してベッドに搭載することにより、Ｙ軸方向送りテーブルをリニアサーボモータの駆動によってＹ軸方向に移動させ、切削工具台１３０ＡをＸ軸方向に加えてＹ軸方向に移動させ、切削工具１３０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることができる。

【0027】

前記Ｙ軸方向送り機構を、Ｘ軸方向送り機構１５０を介してベッドに搭載し、前記Ｙ軸方向送りテーブルに切削工具台１３０Ａを搭載してもよい。

【0028】

刃物台移動機構（Ｘ軸方向送り機構１５０とＹ軸方向送り機構）と前記主軸移動機構（Ｚ軸方向送り機構１６０）とが協動し、Ｘ軸方向送り機構１５０とＹ軸方向送り機構によるＸ軸方向とＹ軸方向への切削工具台１３０Ａの移動と、Ｚ軸方向送り機構１６０による主軸台１１０Ａ（主軸１１０）のＺ軸方向への移動によって、切削工具台１３０Ａに装着されている切削工具１３０は、ワークＷに対して相対的に任意の加工送り方向に送られる。
主軸１１０の回転、Ｘ軸方向送り機構１５０やＺ軸方向送り機構１６０等の移動は、制御装置Ｃで制御される。

【0029】

前記主軸移動機構（Ｚ軸方向送り機構１６０）と前記刃物台移動機構（Ｘ軸方向送り機構１５０とＹ軸方向送り機構）とから構成される送り手段により、主軸１１０と切削工具台１３０Ａとを相対的に移動させ、切削工具１３０を、ワークＷに対して相対的に任意の加工送り方向に送ることによって、図２に示すように、ワークＷは、前記切削工具１３０により任意の形状に切削加工される。

【0030】

なお本実施形態においては、主軸台１１０Ａと切削工具台１３０Ａの両方を移動するように構成しているが、主軸台１１０Ａを工作機械１００のベッド側に移動しないように固定し、刃物台移動機構を、切削工具台１３０ＡをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させるように構成してもよい。
この場合、前記送り手段が、切削工具台１３０ＡをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させる刃物台移動機構から構成され、固定的に位置決めされて回転駆動される主軸１１０に対して、切削工具台１３０Ａを移動させることによって、前記切削工具１３０をワークＷに対して加工送り動作させることができる。

【0031】

また切削工具台１３０Ａを工作機械１００のベッド側に移動しないように固定し、主軸移動機構を、主軸台１１０ＡをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させるように構成してもよい。
この場合、前記送り手段が、主軸台１１０ＡをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させる主軸台移動機構から構成され、固定的に位置決めされる切削工具台１３０Ａに対して、主軸台１１０Ａを移動させることによって、前記切削工具１３０をワークＷに対して加工送り動作させることができる。

【0032】

なお本実施形態においては、Ｘ軸方向送り機構１５０、Ｙ軸方向送り機構、Ｚ軸方向送り機構１６０は、リニアサーボモータによって駆動されるように構成されているが、従来公知のボールネジとサーボモータとによる駆動等とすることもできる。

【0033】

本実施形態においては、ワークＷと切削工具１３０とを相対的に回転させる回転手段が、前記ビルトインモータ等の前記主軸モータによって構成され、ワークＷと切削工具１３０との相対的な回転は、主軸１１０の回転駆動によって行われる。
本実施例では、切削工具１３０に対してワークＷを回転させる構成としたが、ワークＷに対して切削工具１３０を回転させる構成としてもよい。
この場合切削工具１３０としてドリル等の回転工具が考えられる。
主軸１１０の回転、Ｚ軸方向送り機構１６０、Ｘ軸方向送り機構１５０、Ｙ軸方向送り機構は、制御装置Ｃが有する制御部Ｃ１を制御手段として、制御部Ｃ１によって駆動制御される。
制御部Ｃ１は、各送り機構を反復的移動手段として、各々対応する移動方向に沿って第１速度での相対移動およびこの第１速度での相対移動と異なり第１速度より遅い第２速度での相対移動を繰り返して主軸１１０と切削工具１３０とを相対的に反復的移動させながら、主軸台１１０Ａ又は切削工具台１３０Ａを各々の方向に移動させるように制御するように予め設定されている。

【0034】

各送り機構は、制御部Ｃ１の制御により、図３に示すように、主軸１１０又は切削工具台１３０Ａを、１回の反復的移動において、第１速度での相対移動として所定の前進量だけ各移動方向に前進移動してから第２速度での相対移動として各移動方向に停止し、その進行量だけ各移動方向に移動させ、協動してワークＷに対して前記切削工具１３０を前記加工送り方向に送る。

【0035】

工作機械１００は、図４に示すように、Ｚ軸方向送り機構１６０、Ｘ軸方向送り機構１５０、Ｙ軸方向送り機構により、切削工具１３０が前記加工送り方向に沿った反復的移動しながら、主軸１回転分当たりの量、すなわち、主軸位相０度から３６０度まで変化したとき当たりの量を送り量として、加工送り方向に送られることによって、ワークＷの加工を行う。

【0036】

ワークＷが回転した状態で、主軸台１１０Ａ（主軸１１０）又は切削工具台１３０Ａ（切削工具１３０）が、反復的移動しながら移動し、切削工具１３０によって、ワークＷを所定の形状に外形切削加工する場合、ワークＷの周面は、反復的移動の波形に沿った曲線状に切削される。
なお曲線状の波形の谷を通過する仮想線（１点鎖線）において、主軸位相０度から３６０度まで変化したときの位置の変化量が、前記送り量を示す。
図４に示されるように、ワークＷの１回転当たりの主軸台１１０Ａ（主軸１１０）又は切削工具台１３０Ａの反復的移動の繰り返し回数Ｎが、１．５回（１回転当たりの反復的移動の繰り返し回数Ｎ＝１．５）を例に説明する。

【0037】

この場合、主軸１１０のｎ回転目（ｎは１以上の整数）とｎ＋１回転目の切削工具１３０により旋削されるワークＷ周面形状の位相が、主軸位相方向（グラフの横軸方向）でずれる。
このためｎ＋１回転目の前記位相の谷（点線波形グラフの第１速度での相対移動から第２速度ゼロで停止に切り替わる図４上向きに凸の曲線部分）の位置が、ｎ回転目の前記位相の谷（実線波形グラフの図４上向きに凸の曲線部分）の位置に対して、主軸位相方向でずれる。

【0038】

これにより、ｎ回転目の切削工具１３０の移動軌跡（実線波形グラフ）と、ｎ＋１回転目の切削工具１３０の移動軌跡（点線波形グラフ）との間の距離が、短くなる箇所が生じる。
この箇所においては、ワークＷから生じる切屑の幅が狭くなるため、この箇所で切粉が折れるように分断されやすくなる。

【0039】

また、図５に示すように、図４の前進移動のような第１速度での相対移動と、第２速度での相対移動として図４の停止に代えて加工送り方向において第１速度での移動方向と同じ方向へ第１速度より遅い速度での移動とを繰り返してもよい。
これにより、図４に示す反復的移動と比べて、送り量を多くして切削効率を高めることができる。

【0040】

図５に示すように、図４と同様、ｎ回転目の切削工具１３０の移動軌跡（実線波形グラフ）と、ｎ＋１回転目の切削工具１３０の移動軌跡（点線波形グラフ）との間の距離が、短くなる箇所が生じる。
この箇所においては、ワークＷから生じる切屑の幅が狭くなるため、この箇所で切粉が折れるように分断されやすくなる。
このように、本発明の反復的移動手段による反復的移動について、加工送り方向への第２速度はゼロでもよいし、第２速度での相対移動は、第１速度での相対移動と同じ向きでもよいし、また、第２速度での相対移動の方向を第１速度での相対移動の方向と逆向きにして加工送り方向への往復振動としてもよい。

【0041】

この往復振動の場合、制御部Ｃ１の制御により、ワーク周面のｎ＋１回転目における復動時（第２速度での相対移動時）の切削工具１３０の軌跡を、ワーク周面のｎ回転目における切削工具１３０の軌跡まで到達させることにより、第１速度での相対移動時の切削加工部分と、第２速度での相対移動時の切削加工部分とが接する、すなわち、一部重複することが可能となる。
これによって、１反復的移動において切削工具１３０の第１速度での相対移動時の切削加工部分に、第２速度での相対移動時の切削加工部分が理論上「点」として含まれ、第２速度での相対移動中に切削工具１３０がワークＷから離れる空振り動作が「点」で生じることにより、切削加工時にワークＷから生じる切屑は、前記空振り動作（第１速度での相対移動時の切削加工部分と、第２速度での相対移動時の切削加工部分とが接する点）によって順次分断される。

【0042】

なお、ｎ回転目とｎ＋１回転目との関係について、ｎ回転目とｎ＋１回転目のワークＷにおける切削工具１３０により旋削される形状の位相が一致（同位相）とならなければよく、必ずしも１８０度反転させる必要はない。
例えば１回転当たりの反復的移動の繰り返し回数Ｎは、１．１や１．２５、２．６、３．７５等とすることができる。
ワークＷの１回転で１回より少ない反復的移動（０＜前記繰り返し回数Ｎ＜１．０）を行うように設定することもできる。
これにより、１反復的移動に対して１回転以上主軸１１０が回転する（多数回転に対して反復的移動の繰り返し回数が１回）。

【0043】

工作機械１００において、制御部Ｃ１による動作指令は、所定の指令周期で行われる。
主軸台１１０Ａ（主軸１１０）又は切削工具台１３０Ａ（切削工具１３０）の反復的移動は、前記指令周期に基づく所定の周波数で動作が可能となる。
例えば、制御部Ｃ１によって１秒間に２５０回の指令を送ることが可能な工作機械１００の場合、制御部Ｃ１による動作指令は、１÷２５０＝４（ｍｓ）周期（基準周期）で行われる。

【0044】

前記指令周期は前記基準周期に基づいて定まり、一般的には前記基準周期の整数倍となる。
前記指令周期の値に応じた周波数で反復的移動を実行させることが可能となる。
図６に示されるように、例えば前記基準周期（４（ｍｓ））の４倍の１６（ｍｓ）を指令周期とすると、１６（ｍｓ）毎に第１速度での相対移動と第２速度での相対移動とを実行させることになり、１÷（０．００４×４）＝６２．５（Ｈｚ）で主軸台１１０Ａ（主軸１１０）又は切削工具台１３０Ａ（切削工具１３０）を反復的移動させることができる。

【0045】

その他、１÷（０．００４×５）＝５０（Ｈｚ），１÷（０．００４×６）＝４１．６６６（Ｈｚ），１÷（０．００４×７）＝３５．７１４（Ｈｚ），１÷（０．００４×８）＝３１．２５（Ｈｚ）等の複数の所定の飛び飛びの周波数でのみ、主軸台１１０Ａ（主軸１１０）又は切削工具台１３０Ａ（切削工具１３０）を反復的移動させることができる。

【0046】

主軸台１１０Ａ（主軸１１０）又は切削工具台１３０Ａ（切削工具１３０）の反復的移動の周波数（反復的移動周波数）ｆ（Ｈｚ）は、上記周波数から選択される値に定まる。
なお制御装置Ｃ（制御部Ｃ１）によっては、前記基準周期（４ｍｓ）の整数倍以外の倍数で指令周期を設定することができる。
この場合、この指令周期に応じた周波数を反復的移動周波数ｆとすることができる。

【0047】

主軸台１１０Ａ（主軸１１０）又は切削工具台１３０Ａ（切削工具１３０）を反復的移動させる場合、主軸１１０の回転数をＳ（ｒ／ｍｉｎ）とすると、１回転当たりの反復的移動の繰り返し回数Ｎは、Ｎ＝ｆ×６０／Ｓと定まる。
図７に示すように、回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎとは、反復的移動周波数ｆを定数として反比例する。
主軸１１０は、反復的移動周波数ｆを高くとるほど、また前記繰り返し回数Ｎを小さくするほど高速回転することができる。

【0048】

本実施例の工作機械１００では、回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎと反復的移動周波数ｆとをパラメータとし、ユーザによって、３つのパラメータうちの回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎとの２つを、数値設定部Ｃ２等を介して制御部Ｃ１に設定することができるように構成されている。
回転数Ｓ又は前記繰り返し回数Ｎの制御部Ｃ１への設定は、回転数Ｓ又は前記繰り返し回数Ｎの値を、制御部Ｃ１にパラメータ値として入力することができる他、例えば回転数Ｓや前記繰り返し回数Ｎの値を加工プログラムに記載して設定したり、プログラムブロック（プログラムの１行）において前記繰り返し回数Ｎを引数として設定したりすることができる。

【0049】

特に前記繰り返し回数Ｎを加工プログラムのプログラムブロックにおいて引数として設定することができるように、設定手段を構成すると、一般的に加工プログラム上に記載される主軸１１０の回転数Ｓと、プログラムブロックでの引数として記載される前記繰り返し回数Ｎとによって、加工プログラムから容易に回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎとをユーザが設定することができる。
なお、前記設定手段による設定は、プログラムによるものでもよいし、ユーザが数値設定部Ｃ２を介して設定するものでもよい。

【0050】

また周速とワーク径を、加工プログラム等を介して設定入力することができるように構成し、前記周速とワーク径に基づき回転数Ｓを算出させて設定することもできる。
加工プログラム等を介して設定入力される周速とワーク径とに基づき回転数Ｓを算出するように、前記設定手段を構成することで、ワークＷの材質や切削工具１３０の種類や形状、材質等に応じて定められる周速に応じて、ユーザが意識することなく容易に回転数Ｓを設定することができる。

【0051】

制御部Ｃ１は、設定された回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎとに基づき、この回転数Ｓで主軸１１０を回転させ、この前記繰り返し回数Ｎで切削工具１３０が前記加工送り方向に沿って反復的移動しながら加工送り方向に送られるように、主軸台１１０Ａまたは切削工具台１３０Ａを反復的移動しながら移動させるように制御する。

【0052】

ただし回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎは前述のように反復的移動周波数ｆに起因して定まるため、制御部Ｃ１は、設定された回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎとを反復的移動周波数ｆに基づいて補正する補正手段を備える。
補正手段は、反復的移動周波数ｆを、Ｎ＝６０ｆ／Ｓに基づいて、設定された前記繰り返し回数Ｎと回転数Ｓから算出される値に近い値を持つものに設定し、設定された反復的移動周波数ｆによって、前記繰り返し回数Ｎと回転数Ｓとをそれぞれ設定された値に近い値に補正するように構成することができる。

【0053】

例えば、ユーザによって、Ｓ＝３０００（ｒ／ｍｉｎ）、Ｎ＝１．５と設定されたとする。
この場合、Ｓ＝３０００（ｒ／ｍｉｎ）、Ｎ＝１．５から反復的移動周波数の値が７５（Ｈｚ）となるため、補正手段は、例えば、反復的移動周波数ｆ＝６２．５（Ｈｚ）に設定する。
補正手段は、設定された反復的移動周波数（６２．５Ｈｚ）に基づき、例えば、回転数Ｓ（３０００（ｒ／ｍｉｎ））を維持して前記繰り返し回数Ｎ＝１．２５と補正したり、前記繰り返し回数Ｎ（１．５）を維持して回転数Ｓ＝２５００（ｒ／ｍｉｎ）と補正したりする。
また反復的移動周波数ｆ＝５０（Ｈｚ）に設定し、回転数Ｓ＝２４００（ｒ／ｍｉｎ）、前記繰り返し回数Ｎ＝１．２５と両方を補正することもできる。

【0054】

補正手段による回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎとの補正によって、設定手段により設定された前記繰り返し回数Ｎと回転数Ｓとに基づいた条件で、工作機械１００は、Ｚ軸方向送り機構１６０、Ｘ軸方向送り機構１５０、Ｙ軸方向送り機構により、切削工具１３０を前記加工送り方向に沿った反復的移動させながら加工送り方向に送り、切屑を分断しながら又は切屑を分断されやすくしながら、ワークＷの切削加工を円滑に行うことができ、場合によっては、例えば切削工具１３０の寿命を延長させることも可能となる。
これによりユーザが意図した回転数Ｓおよび前記繰り返し回数Ｎに比較的近い条件でワークＷの加工を行うことができる。

【0055】

この際、加工条件等に応じて、回転数Ｓや前記繰り返し回数Ｎのいずれかを優先して補正したり、両方を補正したりして、補正条件を変更することもできる。
なお前記設定手段によって使用する反復的移動周波数ｆを予めユーザ側において設定し、設定された反復的移動周波数ｆに応じて、前記繰り返し回数Ｎや回転数Ｓを補正するように構成することもできる。

【0056】

この場合、制御部Ｃ１を特に安定した制御状態として、切削工具１３０を前記加工送り方向に沿った反復的移動させながら加工送り方向に送り、切屑を分断しながら又は切屑を分断されやすくしながら、ワークＷの外形切削加工を円滑に且つ安定的に行わせることができる。

【0057】

一方加工のサイクルタイムを縮めるためには、主軸１１０の回転をできるだけ高速に設定することが望ましい。
このためには、反復的移動周波数ｆをできる限り高くする必要があるが、安定制御等の観点から必要以上に高く設定することは容易ではない。
このため前記繰り返し回数Ｎをできる限り小さくすることで、回転数Ｓを可能な限り大きくすることが可能となる。

【0058】

この際、１反復的移動当たりの主軸１１０の回転数Ｓで前記繰り返し回数Ｎを設定するように前記設定手段を構成することによって、容易に回転数Ｓを上昇させる設定を行うことができる。
１反復的移動当たりの主軸１１０の回転数Ｓが１回以上に設定され、前記繰り返し回数Ｎが０より大きい１未満の数に設定されることによって、主軸１１０を高速回転させることが可能となる。
ただし、分断される切屑の長さは比較的長くなるため、前記繰り返し回数Ｎは、前記加工に悪影響が出ない程度に設定する必要がある。

【0059】

なお、本実施例では、３つのパラメータうち前記繰り返し回数Ｎや回転数Ｓを、数値設定部Ｃ２等を介して制御部Ｃ１に設定するように構成したが、例えば、予め繰り返し回数Ｎを所定の値に固定して、入力不要にしておき、３つのパラメータうち１つとして回転数Ｓのみをユーザが設定して、この回転数Ｓと前記繰り返し回数Ｎとに応じて反復的移動周波数ｆを設定し、回転数Ｓ又は前記繰り返し回数Ｎを補正するようにしてもよい。

【0060】

さらに、３つのパラメータうち１つとして回転数Ｓのみをユーザが設定する場合、制御部Ｃ１を、設定された回転数Ｓに対して各反復的移動周波数に対応する振動数を各反復的移動周波数毎に算出し、設定された回転数Ｓを補正することなく、切削工具１３０の前記往復振動によって切屑が分断されるような繰り返し回数Ｎを設定するように構成することもできる。
この場合、制御部Ｃ１は、ユーザによって設定された回転数Ｓに対して、制御部Ｃ１が設定した繰り返し回数Ｎとなる反復的移動周波数ｆで、切削工具１３０の前記往復振動を実行する。ただし、ユーザによって設定された回転数Ｓや動作可能な反復的移動周波数によって、前記のように切屑が分断されるような繰り返し回数Ｎの設定が困難な場合は、制御部Ｃ１によって、前記往復振動の振幅を、切屑が分断されるような値に調節設定するように構成することもできる。

【0061】

また、制御部Ｃ１の補正手段を、設定された回転数Ｓを反復的移動周波数ｆに基づいて補正するように構成し、図８に示すように、制御部Ｃ１が、主軸１回転当たりの反復的移動の反復的移動数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３…と、動作指令が可能な周期に起因する反復的移動周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３…とに対応する主軸１１０の回転数Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３…、Ｓ２１…、Ｓ３１…のテーブルを有して、補正手段が、ユーザによって設定された回転数Ｓの値を、前記テーブル内の回転数Ｓの値に補正するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１００ ・・・ 工作機械
１１０ ・・・ 主軸
１１０Ａ・・・ 主軸台
１２０ ・・・ チャック
１３０ ・・・ 切削工具
１３０Ａ・・・ 切削工具台
１５０ ・・・ Ｘ軸方向送り機構
１５１ ・・・ ベース
１５２ ・・・ Ｘ軸方向ガイドレール
１５３ ・・・ Ｘ軸方向送りテーブル
１５４ ・・・ Ｘ軸方向ガイド
１５５ ・・・ リニアサーボモータ
１５５ａ・・・ 可動子
１５５ｂ・・・ 固定子
１６０ ・・・ Ｚ軸方向送り機構
１６１ ・・・ ベース
１６２ ・・・ Ｚ軸方向ガイドレール
１６３ ・・・ Ｚ軸方向送りテーブル
１６４ ・・・ Ｚ軸方向ガイド
１６５ ・・・ リニアサーボモータ
１６５ａ・・・ 可動子
１６５ｂ・・・ 固定子
Ｃ ・・・ 制御装置
Ｃ１ ・・・ 制御部
Ｃ２ ・・・ 数値設定部
Ｗ ・・・ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】