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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】P2025019776
(43)【公開日】2025-02-07
(54)【発明の名称】ワークの加工方法、プログラム、及び、工作機械
(51)【国際特許分類】
G05B 19/416 20060101AFI20250131BHJP
B23Q 15/12 20060101ALI20250131BHJP
【ＦＩ】
G05B19/416 F
G05B19/416 Q
B23Q15/12
【審査請求】有
【請求項の数】25
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023123584
(22)【出願日】2023-07-28
(71)【出願人】
【識別番号】000114787
【氏名又は名称】ヤマザキマザック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142871
【弁理士】
【氏名又は名称】和田 哲昌
(74)【代理人】
【識別番号】100094743
【弁理士】
【氏名又は名称】森 昌康
(74)【代理人】
【識別番号】100175628
【弁理士】
【氏名又は名称】仁野 裕一
(72)【発明者】
【氏名】新▲徳▼ 公輔
(72)【発明者】
【氏名】井関 晃
(72)【発明者】
【氏名】角田 康晴
【テーマコード（参考）】
3C001
3C269
【Ｆターム（参考）】
3C001KB01
3C001KB09
3C001SB02
3C001TA05
3C001TB05
3C001TC02
3C269AB02
3C269AB31
3C269BB05
3C269CC02
3C269EF02
3C269GG01
3C269MN07
3C269MN29
3C269QC01
3C269QC02
3C269QD02
(57)【要約】
【課題】回転工具の耐久性を維持しつつアプローチ時間を短縮する。
【解決手段】ワークの加工方法は、回転工具をモータによって回転させ、ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、アプローチ速度で第１方向に移動中に回転工具がワークに接触したことを、モータの負荷によって検出し、ワークに接触したことが検出されると、第１方向に回転工具を移動させる速度を送り速度に変更することを含む。アプローチ速度は、速度の変更が開始される時点での回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が加工プログラムで回転工具がワークを第１方向に送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように決定される。
【選択図】図１６
【解決手段】ワークの加工方法は、回転工具をモータによって回転させ、ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、アプローチ速度で第１方向に移動中に回転工具がワークに接触したことを、モータの負荷によって検出し、ワークに接触したことが検出されると、第１方向に回転工具を移動させる速度を送り速度に変更することを含む。アプローチ速度は、速度の変更が開始される時点での回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が加工プログラムで回転工具がワークを第１方向に送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように決定される。
【選択図】図１６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転工具をモータによって回転させ、
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように決定される、
ワークの加工方法。
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように決定される、
ワークの加工方法。
【請求項2】
前記みなし切削量は、前記回転工具が前記ワークを前記送り速度で切削するときの理論上の前記単位時間あたりの最大切削量とみなせる切削量である、請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項3】
前記みなし切削量は、前記第１方向に見える前記回転工具の表面の面積に前記送り速度を掛けた値に相当する体積である、請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項4】
前記回転工具の回転軸は前記第１方向に対して垂直であって、
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１に記載のワークの加工方法。
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項5】
前記アプローチ速度は、前記第１切削量を前記みなし切削量と等しくするときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように決定される、
請求項１に記載のワークの加工方法。
請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項6】
回転工具をモータによって回転させ、
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように決定される、
ワークの加工方法。
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように決定される、
ワークの加工方法。
【請求項7】
前記みなし切削量は、前記回転工具が前記ワークを前記送り速度で切削するときの理論上の前記単位時間あたりの最大切削量とみなせる切削量である、請求項６に記載のワークの加工方法。
【請求項8】
前記アプローチ速度は、複数の候補速度のうち、前記第１切削量と前記みなし切削量との差の絶対値が最小となる速度に決定される、
請求項６または７に記載のワークの加工方法。
請求項６または７に記載のワークの加工方法。
【請求項9】
前記アプローチ速度は、複数の候補速度のうち、前記みなし切削量から前記第１切削量を引いた差が正の最小となる速度に決定される、
請求項６または７に記載のワークの加工方法。
請求項６または７に記載のワークの加工方法。
【請求項10】
前記アプローチ速度は、前記第１切削量が前記みなし切削量と近似するときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように決定される、
請求項６または７に記載のワークの加工方法。
請求項６または７に記載のワークの加工方法。
【請求項11】
前記アプローチ速度は、前記回転工具が前記ワークに接触してから前記ワークに接触したことが検出されるまでの検知遅れ時間に基づいて決定される、
請求項１から７のいずれかに記載のワークの加工方法。
請求項１から７のいずれかに記載のワークの加工方法。
【請求項12】
前記アプローチ速度は、前記ワークに接触したことが検出されてから前記アプローチ速度から前記送り速度までの前記速度の変更が開始されるまでのラグ時間と前記検知遅れ時間との和である速度変更遅延時間に基づいて決定される、
請求項１１に記載のワークの加工方法。
請求項１１に記載のワークの加工方法。
【請求項13】
請求項１から７に係るワークの加工方法を工作機械のプロセッサに実行させるプログラム。
【請求項14】
回転工具を回転軸の周りに回転可能に支持するように構成された工具主軸と、
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
【請求項15】
前記みなし切削量は、前記回転工具が前記ワークを前記送り速度で切削するときの理論上の前記単位時間あたりの最大切削量とみなせる切削量である、請求項１４に記載の工作機械。
【請求項16】
前記みなし切削量は、前記第１方向に見える前記回転工具の表面の面積に前記送り速度を掛けた値に相当する体積である、請求項１４に記載の工作機械。
【請求項17】
前記回転工具の回転軸は前記第１方向に対して垂直であって、
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１４に記載の工作機械。
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１４に記載の工作機械。
【請求項18】
前記プロセッサは、前記第１切削量を前記みなし切削量と等しくするときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように前記アプローチ速度を決定する、
請求項１４から１７のいずれかに記載の工作機械。
請求項１４から１７のいずれかに記載の工作機械。
【請求項19】
回転工具を回転軸の周りに回転可能に支持するように構成された工具主軸と、
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
【請求項20】
前記みなし切削量は、前記回転工具と前記ワークとの接触面積が最大となるときの理論上の前記単位時間あたりの切削量である、請求項１９に記載の工作機械。
【請求項21】
前記プロセッサは、複数の候補速度のうち、前記第１切削量と前記みなし切削量との差の絶対値が最小となる速度に前記アプローチ速度を決定する、
請求項１９または２０に記載の工作機械。
請求項１９または２０に記載の工作機械。
【請求項22】
前記プロセッサは、複数の候補速度のうち、前記みなし切削量から前記第１切削量を引いた差が正の最小となる速度に前記アプローチ速度を決定する、
請求項１９または２０に記載の工作機械。
請求項１９または２０に記載の工作機械。
【請求項23】
前記プロセッサは、前記第１切削量が前記みなし切削量と近似するときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように前記アプローチ速度を決定する、
請求項１９または２０に記載の工作機械。
請求項１９または２０に記載の工作機械。
【請求項24】
前記プロセッサは、前記回転工具が前記ワークに接触してから前記ワークに接触したことが検出されるまでの検知遅れ時間に基づいて前記アプローチ速度を決定する、
請求項１９または２０に記載の工作機械。
請求項１９または２０に記載の工作機械。
【請求項25】
前記プロセッサは、前記ワークに接触したことが検出されてから前記アプローチ速度から前記送り速度までの前記速度の変更が開始されるまでのラグ時間と前記検知遅れ時間との和である速度変更遅延時間に基づいて前記アプローチ速度を決定する、
請求項２４に記載の工作機械。
請求項２４に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワークの加工方法、プログラム、及び、工作機械
に関する。
に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、ドリルなどの切削工具が早送り終了点からワークに喰込むまでのエアーカット区間の時間を合理的に可能の限り短縮する工作機械を記述している。特許文献１の方法は、切削工具がワークに接触してから、当該接触を検出器が検知してから送り速度までの減速を開始するまでに上昇する工具負荷の最大値が、工具が破損しない程度の送り速度の限界値を超えない程度に最大の速度を、エアーカット区間の工具の送り速度であるアプローチ速度とするように決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭５７－２０５０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、アプローチ速度をこの程度まで設定してしまうと、切削工具が減速を開始する直前における工具負荷が加工プログラムで送り速度として想定された工具負荷よりも大きくなるため、ユーザの想定する工具寿命よりも短くしてしまう問題があった。
【0005】
本願に開示される技術の目的は、ユーザの想定する工具寿命を維持しつつアプローチ時間を短縮するワークの加工方法、プログラム、及び、工作機械を実現することである。
を提供する。
を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第１態様に係るワークの加工方法は、回転工具をモータによって回転させ、ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、アプローチ速度で第１方向に移動中に回転工具がワークに接触したことを、モータの負荷によって検出し、ワークに接触したことが検出されると、第１方向に回転工具を移動させる速度を送り速度に変更することを含む。アプローチ速度は、速度の変更が開始される時点での回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が加工プログラムで回転工具がワークを第１方向に送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように決定される。
【0007】
本開示の第２態様に係るワークの加工方法は、回転工具をモータによって回転させ、ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、アプローチ速度で第１方向に移動中に回転工具がワークに接触したことを、モータの負荷によって検出し、ワークに接触したことが検出されると、第１方向に回転工具を移動させる速度を送り速度に変更することを含む。アプローチ速度は、速度の変更が開始される時点での回転工具がワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が加工プログラムで回転工具がワークを第１方向に送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように決定される。
【0008】
本開示の第３態様に係るプログラムは、第１態様または第２態様に係るワークの加工方法を工作機械のプロセッサに実行させるプログラムである。
【0009】
本開示の第４態様に係る工作機械は、工具主軸と、モータと、ドライバと、アクチュエータと、プロセッサと、を備える。工具主軸は、回転工具を回転軸の周りに回転可能に支持するように構成される。モータは、回転工具を回転軸の周りに回転させるように構成される。ドライバは、モータの負荷を検出するように構成される。アクチュエータは、ワークに向かう第１方向に工具主軸を移動させるように構成させる。プロセッサは、ドライバからの負荷に関する信号を取得し、モータとアクチュエータを制御するように構成される。プロセッサは、加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で第１方向に回転工具を移動させるようにアクチュエータを制御する。プロセッサは、第１方向にアプローチ速度で移動中に回転工具がワークに接触したことを、負荷によって検出する。プロセッサは、ワークに接触したことが検出されると、回転工具を第１方向に移動させる速度を送り速度に変更するようにアクチュエータを制御する。プロセッサは、速度の変更が開始される時点での回転工具がワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が加工プログラムで回転工具がワークを第１方向に送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないようにアプローチ速度を決定する。
【0010】
本開示の第５態様に工作機械は、工具主軸と、モータと、ドライバと、アクチュエータと、プロセッサと、を備える。工具主軸は、回転工具を回転軸の周りに回転可能に支持するように構成される。モータは、回転工具を回転軸の周りに回転させるように構成される。ドライバは、モータの負荷を検出するように構成される。アクチュエータは、ワークに向かう第１方向に工具主軸を移動させるように構成させる。プロセッサは、ドライバからの負荷に関する信号を取得し、モータとアクチュエータを制御するように構成される。プロセッサは、加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で第１方向に回転工具を移動させるようにアクチュエータを制御する。プロセッサは、第１方向にアプローチ速度で移動中に回転工具がワークに接触したことを、負荷によって検出する。プロセッサは、ワークに接触したことが検出されると、回転工具を第１方向に移動させる速度を送り速度に変更するようにアクチュエータを制御する。プロセッサは、速度の変更が開始される時点での回転工具がワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が加工プログラムで回転工具がワークを第１方向に送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するようにアプローチ速度を決定する。
【発明の効果】
【0011】
本願に開示される技術によれば、第１切削量がみなし切削量を超えない、あるいは、みなし切削量に近似するようにアプローチ速度を決定する。このため、工具の耐久性を維持しつつアプローチ時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、図中において同じ符号は、対応するまたは実質的に同一の構成を示している。
＜実施形態＞
＜工作機械１の構成＞
図１は、実施形態に係る切削加工を実行するための工作機械１の外観構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る工作機械１の電子回路の構成を示す図である。図１に示すように、工作機械１は、制御盤１０と、ワークＷ（図３、図４参照）を保持する加工テーブル１１と、ワークＷに対してＸＹＺ方向にそれぞれ移動可能な加工ヘッド１２と、工具マガジン１５と、工具交換装置１６とを備える。なお、図１には表示されていないが、工作機械１は、制御盤１０以外の上述の構成を覆うカバーをさらに備えてもよい。
＜実施形態＞
＜工作機械１の構成＞
図１は、実施形態に係る切削加工を実行するための工作機械１の外観構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る工作機械１の電子回路の構成を示す図である。図１に示すように、工作機械１は、制御盤１０と、ワークＷ（図３、図４参照）を保持する加工テーブル１１と、ワークＷに対してＸＹＺ方向にそれぞれ移動可能な加工ヘッド１２と、工具マガジン１５と、工具交換装置１６とを備える。なお、図１には表示されていないが、工作機械１は、制御盤１０以外の上述の構成を覆うカバーをさらに備えてもよい。
【0014】
図２を参照すると、制御盤１０は、工作機械１の動作を制御する数値制御装置２と、当該数値制御装置２が実行する加工制御における加工条件等をユーザが入力するためのキー、ボタン、ダイヤル、タッチパネルなどの入力インタフェース１０ａと、ユーザに加工条件や各種センサによる検出結果等を表示する表示装置１０ｂと、を備える。数値制御装置２は、ハードウェアプロセッサ３と、メモリ４と、バス５と、入出力インタフェース６とを有している。メモリ４は、接合プログラムや切削プログラム等の加工プログラム７と、回転工具Ｔ１等を制御するための制御プログラム８とを記憶する。メモリ４は、記憶手段と呼称してもよい。ハードウェアプロセッサ３は、各種プログラムを実行する。以降の実施形態において、ハードウェアプロセッサ３を単にプロセッサ３と呼称してもよい。
【0015】
図３は、図１に示した工作機械１の加工ヘッド１２の概要を示す断面図である。図３に示すように、加工ヘッド１２は、筐体をなす中空の主軸フレーム１２ａと、主軸フレーム１２ａに内包される工具主軸１２ｂと、を含む。加工ヘッド１２の主軸フレーム１２ａは、図２に示される少なくとも１つのアクチュエータ１３に取り付けられてＸＹＺの３軸方向に移動可能とされている。少なくとも１つのアクチュエータ１３は、ワークＷに向かう第１方向に工具主軸１２ｂを移動させるように構成させる。第１方向は、ＸＹＺのいずれか１つの軸に平行であっても、それらの軸に対して交差する方向であってもよい。例えば、少なくとも１つのアクチュエータ１３は、それぞれ、サーボモータと、ボールねじなどの運動変換機構と、サーボモータのフィードバック制御を行うためのエンコーダなどの回転センサとを含む。また、工具主軸１２ｂの一端は、図２に示されるモータ１４Ｍとドライバ１４Ｄを含む回転駆動装置１４に接続される。工具主軸１２ｂは、回転工具Ｔ１を回転軸ＡＸ１の周りに回転可能に支持するように構成される。モータ１４Ｍは、回転工具Ｔ１を回転軸ＡＸ１の周りに回転させるように構成される。モータ１４Ｍは、好ましくは、サーボモータであって、主軸フレーム１２ａに固定されたステータ１４ｓと、工具主軸１２ｂに固定されたロータ１４ｒとを含む。少なくとも１つのアクチュエータ１３や回転駆動装置１４は、入出力インタフェース６を介して数値制御装置２に接続される。
【0016】
【0017】
工具ホルダ１７はその上端にプルスタッド１８を有し、プルスタッド１８に接続される略円錐台形状のホルダフランジ１７Ｆを有している。ホルダフランジ１７Ｆは、工具主軸１２ｂの回転軸ＡＸ１に対する径方向に切り欠いた溝部１７Ｇを有している。一方、工具主軸１２ｂにはプルスタッド１８と嵌合可能なコレットチャック１９と、溝部１７Ｇと嵌合可能なキー部１２Ｋを有している。コレットチャック１９は、工具主軸１２ｂの回転軸ＡＸ１に沿う回転軸方向ＤＸに移動可能である。コレットチャック１９は、回転軸方向ＤＸのうち、プルスタッド１８から回転工具Ｔ１に向かう開方向ＤＲＲにシフトすると、回転軸ＡＸ１に対する径方向に開くように構成され、プルスタッド１８が着脱可能となる。コレットチャック１９は、回転軸方向ＤＸのうち、回転工具Ｔ１からプルスタッド１８に向かう閉方向ＤＲＣにシフトすると、回転軸ＡＸ１に対する径方向に閉じるように構成され、プルスタッド１８と嵌合される。プルスタッド１８がコレットチャック１９に嵌合することによって工具ホルダ１７が主軸１４ｂに固定される。このとき、工具主軸１２ｂのキー部１２Ｋが工具ホルダ１７の溝部１７Ｇに嵌合するため、工具ホルダ１７の工具主軸１２ｂに対する回転が規制される。したがって、工具主軸１２ｂは、切削加工用の回転工具Ｔ１を取付け可能である。以降の実施形態において、工具主軸１２ｂに取り付けられた工具を実行工具ＴＥと呼ぶ。
【0018】
工具マガジン１５は、回転工具Ｔ１を保持する工具ホルダ１７と、交換用の回転工具Ｔ２を保持する工具ホルダ１７との両方を収納可能である。図４は、工具マガジン１５と工具交換装置１６とを示す拡大斜視図である。工具マガジン１５は、複数の工具ホルダ１７を保持する複数の保持部１５ａと、複数の保持部１５ａを周囲軌道に沿って移動させる保持部移動装置１５ｂと、を有する。工具マガジン１５は、工具マガジン１５に保管されている工具ホルダ１７を、工具交換装置１６がアクセス可能な待機位置ＰＨに移動させるホルダ取出装置１５ｃを有していてもよい。
【0019】
工具交換装置１６は、工具マガジン１５と工具主軸１２ｂとの間で工具を交換するように構成される。工具交換装置１６は、工具交換アーム１６ａと、工具交換アーム１６ａを回転させるアーム回転装置１６ｂと、工具交換アーム１６ａを直線的に移動させるアーム移動装置１６ｃとを有する。アーム回転装置１６ｂは、工具交換アーム１６ａを、追加回転軸ＡＸ２周りに回転させる。また、アーム移動装置１６ｃは、工具交換アーム１６ａを追加回転軸ＡＸ２に平行な方向に移動させる。工具交換装置１６は、交換前後の工具ホルダ１７を把持可能なマジックハンドに類似した構成の把持部１６ｄ、１６ｅを有する。
【0020】
＜制御プログラムの動作＞
つぎに、図２の制御プログラム８の動作、すなわち、工作機械１の制御の詳細について説明する。ハードウェアプロセッサ３は、ドライバ１４Ｄからの負荷に関する信号を取得し、モータ１４Ｍと少なくとも１つのアクチュエータ１３を制御するように構成される。図５は、工作機械１の加工方法、すなわち、制御プログラム８の動作のフローチャートである。制御プログラム８は、工作機械１のハードウェアプロセッサ３による実行時に、図５及び図５に付随する図１５～図１６に記載の加工方法の処理をハードウェアプロセッサ３に実行させる指示を備える。図５を参照すると、ステップＳ１において、当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、回転工具Ｔ１をモータ１４Ｍによって回転させる。具体的には、ハードウェアプロセッサ３は、加工プログラム７から回転工具Ｔ１の回転速度を読み取り、その回転速度でモータ１４Ｍを回転させるための信号をドライバ１４Ｄに送る。
つぎに、図２の制御プログラム８の動作、すなわち、工作機械１の制御の詳細について説明する。ハードウェアプロセッサ３は、ドライバ１４Ｄからの負荷に関する信号を取得し、モータ１４Ｍと少なくとも１つのアクチュエータ１３を制御するように構成される。図５は、工作機械１の加工方法、すなわち、制御プログラム８の動作のフローチャートである。制御プログラム８は、工作機械１のハードウェアプロセッサ３による実行時に、図５及び図５に付随する図１５～図１６に記載の加工方法の処理をハードウェアプロセッサ３に実行させる指示を備える。図５を参照すると、ステップＳ１において、当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、回転工具Ｔ１をモータ１４Ｍによって回転させる。具体的には、ハードウェアプロセッサ３は、加工プログラム７から回転工具Ｔ１の回転速度を読み取り、その回転速度でモータ１４Ｍを回転させるための信号をドライバ１４Ｄに送る。
【0021】
ステップＳ２において、当該加工方法は、ワークＷに向かう第１方向ＤＲ１に加工プログラム７で設定された送り速度Ｆよりも大きいアプローチ速度Ｆ’で回転工具Ｔ１を移動させることを含む。制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、加工プログラム７で設定された送り速度Ｆよりも大きいアプローチ速度Ｆ’で第１方向ＤＲ１に回転工具Ｔ１を移動させるように少なくとも１つのアクチュエータ１３を制御する。第１方向ＤＲ１は、加工プログラム７で設定された送り方向である。図６～図９は、回転工具Ｔ１による切削の例を示したものである。図６～図９におけるワークＷ内の点線は最終加工形状を表す。
【0022】
図６は、回転工具Ｔ１がミル工具であって、回転軸ＡＸ１がＺ軸に沿い、第１方向ＤＲ１が回転軸ＡＸ１に対して垂直なＸ軸正方向である場合を例示したものである。図７は、第１方向ＤＲ１がワークＷの角に斜め（Ｘ軸正方向、且つ、Ｙ軸正方向）で、回転軸ＡＸ１がその角の位置を通るように回転工具Ｔ１を動かすことのみが図６の例と異なる場合を例示したものである。図８は、回転工具Ｔ１が座グリ工具であって、回転軸ＡＸ１がＺ軸に沿い、第１方向ＤＲ１が回転軸ＡＸ１に対して平行なＺ軸負方向である場合を例示したものである。図９は、回転工具Ｔ１がミル工具であって、回転軸ＡＸ１がＸ軸に垂直で、且つ、Ｙ軸及びＺ軸に対して垂直で、第１方向ＤＲ１が回転軸ＡＸ１に対して平行な方向である場合を例示したものである。アプローチ速度Ｆ’は、図６～図９それぞれにおいて異なる値が設定されるが、どのように決定するかについては後述する。
【0023】
図２に戻り、ステップＳ３において、当該加工方法は、アプローチ速度Ｆ’で第１方向ＤＲ１に移動中に回転工具Ｔ１がワークＷに接触したことを、モータ１４Ｍの負荷によって検出する。制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、第１方向ＤＲ１にアプローチ速度Ｆ’で移動中に回転工具Ｔ１がワークＷに接触したことを、負荷によって検出する。具体的には、ステップＳ１においてモータ１４Ｍの回転速度が一定となるようにフィードバック制御するようにドライバ１４Ｄが駆動電流をモータ１４Ｍに送る。このため、ワークＷとの接触のため、モータ１４Ｍの負荷が上昇すると、モータ１４Ｍの駆動トルクを上昇させるため、ドライバ１４Ｄから出力される駆動電流も上昇される。ハードウェアプロセッサ３は、駆動電流をモニタリングして、駆動電流の大きさが予め定められた閾値を超えたときに、回転工具Ｔ１がワークＷに接触したと判定する。回転工具Ｔ１がワークＷに接触されたと判定されていない場合（ステップＳ３でＮｏ）、ステップＳ３を繰り返す。
【0024】
ステップＳ４において、当該加工方法は、ワークＷに接触したことが検出されると（ステップＳ３でＹｅｓ）、回転工具Ｔ１を第１方向ＤＲ１に移動させる速度を送り速度Ｆに変更するように少なくとも１つのアクチュエータ１３を制御する。制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ワークＷに接触したことが検出されると（ステップＳ３でＹｅｓ）、回転工具Ｔ１を第１方向ＤＲ１に移動させる速度を送り速度Ｆに変更するように少なくとも１つのアクチュエータ１３を制御する。
【0025】
図６のステップＳ２では、アプローチ速度Ｆ’は、送り速度Ｆへの速度の変更が開始される時点での回転工具Ｔ１がワークＷを切削する単位時間あたりの第１切削量ＶＦが加工プログラム７で回転工具Ｔ１が回転工具Ｔ１を第１方向ＤＲ１に送り速度Ｆで切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量ＶＥＳＴを上回らないように決定される。つまり、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、送り速度Ｆへ速度の変更が開始される時点での回転工具Ｔ１がワークＷを切削する単位時間あたりの第１切削量ＶＦが加工プログラム７で回転工具Ｔ１がワークＷを第１方向ＤＲ１に送り速度Ｆで切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量ＶＥＳＴを上回らないようにアプローチ速度Ｆ’を決定する。
【0026】
みなし切削量ＶＥＳＴは、回転工具Ｔ１がワークＷを送り速度Ｆで切削するときの理論上の単位時間あたりの最大切削量とみなせる切削量である。具体的には、みなし切削量ＶＥＳＴは、加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐと、回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅとのいずれかである。加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐは、加工プログラム７において回転工具Ｔ１を送り速度ＦでワークＷに進入させたときの理論上の単位時間あたりの最大切削量である。回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅは、第１方向ＤＲ１に見てワークＷと重畳する回転工具Ｔ１のすべての表面がワークＷと接触していると仮定したときの切削量であって、第１方向ＤＲ１に見てワークＷと重畳する回転工具Ｔ１の表面の面積に送り速度Ｆを掛けた値に相当する体積が切削量に相当する。別の言い方をすれば、最大推定切削量Ｖｌｉｍｅは、第１方向ＤＲ１に見て回転工具Ｔ１とワークＷとの接触面積が最大となる第１方向ＤＲ１の深さに回転工具Ｔ１がワークＷに進入し、第１方向ＤＲ１に送り速度Ｆで切削するとみなしたときの理論上の単位時間あたりの切削量である。
【0027】
図１０は、図６の例において加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐを示した図である。図１１は、図６の例において回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅを示した図である。図１０及び図１１の例では、取代（ｃｕｔｔｉｎｇ ｓｔｏｃｋ）ＣＳは、回転工具Ｔ１の直径Ｔｄの半分よりも短い。取代ＣＳは、厳密には、ワークＷの大きさと加工プログラム７で規定される加工目標（図６～図１０におけるワークＷ内の点線）から定まる。ワークＷの大きさは誤差を含んでいるため、正確な値は不明であるが、誤差を想定して最大となる取代ＣＳが加工プログラム７もしくは加工プログラム７とは別に与えられることがあるため、以下の説明ではこのように与えられた取代ＣＳがあるものとして以下に説明する。このとき、加工プログラム７で規定される最大切削量は、図１０の水玉模様の両端距離Ｔｄ’に送り速度Ｆと回転軸方向ＤＸの切込量Ａｄ（回転工具Ｔ１のうち、ワークＷに接触する回転軸方向ＤＸの長さ）とを掛けた値である。図１０の水玉模様に示された位置は、回転工具Ｔ１が取代ＣＳまで切削した位置である。Ｔｄ’は、Ｔｄよりも短い。図１１では、第１方向ＤＲ１に見て回転工具Ｔ１とワークＷとの接触面積が最大となる第１方向ＤＲ１の深さに回転工具Ｔ１がワークＷに進入した位置を二点鎖線で示している。図１１では、回転工具Ｔ１を第１方向ＤＲ１に移動させる速度を送り速度Ｆに変更する場所を実線で示している。回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅは、第１方向ＤＲ１に見てワークＷと重畳する回転工具Ｔ１の表面の面積に送り速度Ｆを掛けた値に相当する体積であるため、回転工具Ｔ１の直径Ｔｄに送り速度Ｆと切込量Ａｄを掛けた値である。
【0028】
図１２は、図７の例において加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐを示した図である。図１３は、図７の例において回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅを示した図である。図１２及び図１３の例では、取代ＣＳは、回転工具Ｔ１の直径Ｔｄの半分よりも短い。このとき、加工プログラム７で規定される最大切削量は、図１２の水玉模様の両端距離Ｔｄ”に送り速度Ｆと回転軸方向ＤＸの切込量Ａｄ（回転工具Ｔ１のうち、ワークＷに接触する回転軸方向ＤＸの長さ）とを掛けた値である。図１２の水玉模様に示された位置は、回転工具Ｔ１が取代ＣＳまで切削した位置である。Ｔｄ”は、Ｔｄよりも短い。図１３に示すように、回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅは、第１方向ＤＲ１に見てワークＷと重畳する回転工具Ｔ１のすべての表面の面積に送り速度Ｆを掛けた値に相当する体積であるため、回転工具Ｔ１の直径Ｔｄに送り速度Ｆと切込量Ａｄを掛けた値である。
【0029】
図６及び図７の例においてみなし切削量ＶＥＳＴが回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅであるとし、回転工具Ｔ１の直径をＴｄ、回転工具Ｔ１がワークＷと接触し、アプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆへの速度の変更が開始されるまでの速度変更遅延時間をＴｅとし、回転軸方向ＤＸの切込量（回転工具Ｔ１のうち、ワークＷに接触する回転軸方向ＤＸの長さ）をＡｄすると、図６の場合、アプローチ速度Ｆ’は（式１）を満たすように決定される。図７の場合において、アプローチ速度Ｆ’は（式１）を満たすように決定されるとよい。実際には、図７の場合、図６に比べて接触面積が小さくなる分アプローチ速度Ｆ’を（式１）よりも高く設定することができるが、工具の負荷が小さくなるように定められるため、問題はない。この速度変更遅延時間Ｔｅは、回転工具Ｔ１がワークＷに接触してからワークＷに接触したことが検出されるまでの検知遅れ時間Ｔｅ１とワークＷに接触したことが検出されてからアプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆまでの送り速度Ｆへの速度の変更が開始されるまでのラグ時間Ｔｅ２との和である。つまり、アプローチ速度Ｆ’は、検知遅れ時間Ｔｅ１に基づいて決定される。制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、検知遅れ時間Ｔｅ１に基づいてアプローチ速度Ｆ’を決定する。アプローチ速度Ｆ’は、検知遅れ時間Ｔｅ１とラグ時間Ｔｅ２との和である速度変更遅延時間Ｔｅに基づいて決定される。制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、検知遅れ時間Ｔｅ１とラグ時間Ｔｅ２との和である速度変更遅延時間Ｔｅに基づいてアプローチ速度Ｆ’を決定する。なお、送り速度Ｆ、アプローチ速度Ｆ’、速度変更遅延時間Ｔｅの時間単位は同じである。つまり、送り速度Ｆ、アプローチ速度Ｆ’がmm/minの単位系で表される場合、速度変更遅延時間Ｔｅは分単位で表される。
【0030】
【数1】
【0031】
（式１）の左辺は、単位時間あたりの第１切削量ＶＦに相当する。（式１）の右辺は、回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅに相当する。
【0032】
みなし切削量ＶＥＳＴが加工プログラム７で規定される最大切削量であるとすると、図６の場合におけるアプローチ速度Ｆ’は（式２）を満たすように決定される。図７の場合におけるアプローチ速度Ｆ’は一例として（式３）を満たすように決定される。（式２）（式３）の左辺は、単位時間あたりの第１切削量ＶＦに相当する。（式２）（式３）の右辺は、加工プログラム７で規定される最大切削量に相当する。Ｔｄ”がＴｄ’より小さいため、（式３）の右辺は、（式２）の右辺よりも小さい。回転軸ＡＸ１がワークＷの角の位置を通らない場合、角からの位置ずれに応じて（式３）の左辺に１から２までの適当な係数を掛けた値を第１切削量ＶＦと定めてもよい。あるいは、角を通る場合であっても全て（式２）とみなして計算してもよい。
【0033】
【数2】
【0034】
【数3】
【0035】
図８の例において、回転工具Ｔ１の短径をＴｄ１、長径をＴｄ２とすると、アプローチ速度Ｆ’は（式４）を満たすように決定される。
【0036】
【数4】
【0037】
（式４）の左辺は、単位時間あたりの第１切削量ＶＦに相当する。（式４）の右辺は、加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐに相当する。この場合、加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐの計算が容易であるため、回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅを求めなくても、加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐをみなし切削量ＶＥＳＴとしてもよい。
【0038】
図９の例において、アプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆへの速度の変更が開始されるまでの時間遅れをＴｅとし、ワークＷの切削面の法線ベクトル（Ｚ軸正方向）と、第１方向ＤＲ１の反対向きのベクトルとの成す角をθとすると、図９の拡大図の水玉模様に示された部分（第１方向ＤＲ１に見たときの回転工具Ｔ１とワークＷとの接触部分）の面積にアプローチ速度Ｆ’をかけた体積が第１切削量ＶＦに該当する。第１切削量ＶＦは、（式５）により表される。（式５）に図９に示したφの値を代入すると、（式６）のようになる。なお、θを０とみなし、（式７）を満たすアプローチ速度Ｆ’としてもよい。この場合、アプローチ速度Ｆ’は、加工プログラム７で規定される送り速度Ｆと一致する。
【0039】
【数5】
【0040】
【数6】
【0041】
【数7】
【0042】
（式５）（式６）における角度はラジアン単位で表されたものである。
【0043】
このとき、第１切削量ＶＦは、（式８）に示された体積Ｖｌｉｍ以下となるように決定される。Ｖｌｉｍは、加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐに相当する。この場合、加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐの計算が容易であるため、回転工具Ｔ１の送り方向から推定される最大推定切削量Ｖｌｉｍｅを求めなくても、加工プログラム７で規定される最大計画切削量Ｖｌｉｍｐをみなし切削量ＶＥＳＴとしてもよい。
【0044】
【数8】
【0045】
第１切削量ＶＦは、上述する速度変更遅延時間Ｔｅに依存する。したがって、アプローチ速度Ｆ’は、検知遅れ時間Ｔｅ１に基づいて決定される。制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、検知遅れ時間Ｔｅ１に基づいてアプローチ速度Ｆ’を決定する。アプローチ速度Ｆ’は、検知遅れ時間Ｔｅ１とラグ時間Ｔｅ２との和である速度変更遅延時間Ｔｅに基づいて決定される。制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、検知遅れ時間Ｔｅ１とラグ時間Ｔｅ２との和である速度変更遅延時間Ｔｅに基づいてアプローチ速度Ｆ’を決定する。
【0046】
好ましくは、アプローチ速度Ｆ’は、送り速度Ｆへの速度の変更が開始される時点での回転工具Ｔ１がワークＷを切削する単位時間あたりの第１切削量ＶＦが加工プログラム７で回転工具Ｔ１がワークＷを第１方向ＤＲ１に送り速度Ｆで切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量ＶＥＳＴに近似するように決定される。当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、送り速度Ｆへの速度の変更が開始される時点での回転工具Ｔ１がワークＷを切削する単位時間あたりの第１切削量ＶＦが加工プログラム７で回転工具Ｔ１がワークＷを第１方向ＤＲ１に送り速度Ｆで切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量ＶＥＳＴに近似するようにアプローチ速度Ｆ’を決定する。なお、上記の「近似する」とは「等しい」場合も含む。
【0047】
これは、（式１）～（式４）の左辺と右辺とが概ね等しくなるように、また、（式６）のＶＦと（式８）のＶlimとが概ね等しくなるように、アプローチ速度Ｆ’を決定することを意味する。ただし、（式１）～（式４）の左辺と右辺を等しくしたときの方程式、（式６）のＶＦと（式８）のＶlimとを等しくしたときの方程式は、代数的に解くことが通常できないため、Ｆ’の近似解を出すことが好ましい。なお、（式４）（式７）の左辺と右辺とを等しくしたときの方程式は代数的に解くことができるが、その場合、これらの方程式の解をアプローチ速度Ｆ’とすることが望ましい。
【0048】
さらに言えば、みなし切削量ＶＥＳＴと第１切削量ＶＦの差が０に最も近い正の値となるような近似解を山登り法などの探索アルゴリズムを使用することによって求められる。このとき、アプローチ速度Ｆ’は、複数の候補速度のうち、みなし切削量ＶＥＳＴから第１切削量ＶＦを引いた差が正の最小となる速度になる速度に決定される。当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、複数の候補速度のうち、みなし切削量ＶＥＳＴから第１切削量ＶＦを引いた差が正の最小となる速度にアプローチ速度Ｆ’を決定する。
【0049】
つぎに、図６の場合において、（式１）の関係を利用してアプローチ速度Ｆ’を算出する場合のアルゴリズムを図１４と図１５とを用いて具体的に説明する。なお、他の場合の近似解についても図１４と図１５のように、あるいは、ニュートンラプソン法などの公知の近似解算出アルゴリズムを利用して算出するとよい。
【0050】
図１４を参照すると、ステップＳ２では、ステップＳ２１において、当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、まず、上述する回転工具Ｔ１の直径Ｔｄ、送り速度Ｆ、回転工具Ｔ１のうち、ワークＷに接触する回転軸方向ＤＸの長さＡｄ、速度変更遅延時間Ｔｅを読み込む。速度変更遅延時間Ｔｅは、経験値として予め求められ、メモリ４に記憶されている。ハードウェアプロセッサ３は、メモリ４から速度変更遅延時間Ｔｅを読み取るとよい。ハードウェアプロセッサ３は、メモリ４に記憶された工具情報から、回転工具Ｔ１の直径Ｔｄを読み取ることができる。ハードウェアプロセッサ３は、加工プログラム７から、送り速度Ｆ、切込量Ａｄを読み取ることができる。
【0051】
ステップＳ２２において、当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、Ｆ・ＴｅがＴｄ／２以上であるか否か判定する。Ｆ・ＴｅがＴｄ／２以上である場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ステップＳ２３において、当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、アプローチ速度Ｆ’を送り速度Ｆとする。Ｆ・ＴｅがＴｄ／２未満である場合（ステップＳ２２でＮｏ）、ステップＳ２４において、当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ｔｅｍｐＦを算出する。このｔｅｍｐＦは、例えば、上記不等式または大小関係を満たし、且つ、みなし切削量ＶＥＳＴから第１切削量ＶＦを引いた値が正の最も小さい値となるように定められたアプローチ速度Ｆ’である。
【0052】
図１６は、ステップＳ２４を詳細化したフローチャートである。なお、図１６の解法は１つの近似解の解法であって、他の近似解算出のアルゴリズムが利用されてもよい。図１６のステップＳ２４１において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、変数ＡＣＤに１を代入する。この変数ＡＣＤは、回転工具Ｔ１の半径Ｔｄ／２を１００分割してＡＣＤ倍した距離だけ回転工具Ｔ１がワークＷ内に進入した場所でアプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆに切り換えられたと仮に定めた変数である。
【0053】
ステップＳ２４２では、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、以下の（式９）～（式１２）に基づいて変数ＣａｌｃｕＲＤ，ＴｍＦ，ＪｕｄｇｅＲＤをそれぞれ算出する。
【0054】
【数9】
【0055】
【数10】
【0056】
【数11】
【0057】
ＣａｌｃｕＲＤは、回転工具Ｔ１の半径Ｔｄ／２を１００分割してＡＣＤ倍した距離だけ回転工具Ｔ１がワークＷ内に進入した場所において、第１方向ＤＲ１に回転工具Ｔ１とワークＷとの接触部分を見たときの回転軸方向ＤＸに対して垂直な向きの幅である。ＴｍＦは、その場所で最大推定切削量Ｖｌｉｍｅだけ切削すると仮定したときの送り速度である。ＪｕｄｇｅＲＤは、ＴｍＦがアプローチ速度Ｆ’であると仮定したときに、アプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆに切り換えられる場所の、第１方向ＤＲ１に回転工具Ｔ１とワークＷとの接触部分を見たときの回転軸方向ＤＸに対して垂直な向きの幅である。つまり、ＪｕｄｇｅＲＤがＣａｌｃｕＲＤよりも大きい場合、第１切削量ＶＦが最大推定切削量Ｖｌｉｍｅよりも大きいことを意味する。
【0058】
そこで、ステップＳ２４３において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ＪｕｄｇｅＲＤがＣａｌｃｕＲＤ以下であるか否か判定する。ＪｕｄｇｅＲＤがＣａｌｃｕＲＤよりも大きい（ステップＳ２４３でＮｏ）とき、ステップＳ２４４において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ＡＣＤを１０加え、ステップＳ２４２の処理を再度実行する。ＪｕｄｇｅＲＤがＣａｌｃｕＲＤ以下であるとき（ステップＳ２４３でＹｅｓ）、ステップＳ２４５において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ＡＣＤを１０減じ、ステップＳ２４６において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ＡＣＤに１を加える。
【0059】
ステップＳ２４７において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、変更されたＡＣＤに基づいて、（式９）～（式１１）を利用して変数ＣａｌｃｕＲＤ，ＴｍＦ，ＪｕｄｇｅＲＤをそれぞれ算出する。ステップＳ２４８において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ＪｕｄｇｅＲＤがＣａｌｃｕＲＤ以下であるか否か判定する。ＪｕｄｇｅＲＤがＣａｌｃｕＲＤよりも大きい（ステップＳ２４８でＮｏ）とき、ステップＳ２４９において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ＡＣＤを１加え、ステップＳ２４７の処理を再度実行する。ＪｕｄｇｅＲＤがＣａｌｃｕＲＤ以下であるとき（ステップＳ２４８でＹｅｓ）、ステップＳ２５０において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、このときの変数ＴｍＦの値をｔｅｍｐＦと決定する。このようにして求められたｔｅｍｐＦは、下記の（式１２）を満たすｔｍＦの最大値となるので、（式１）を満たすとともに、（式１）の左辺から右辺を引いた値が最も０に近い近似解となる。
【0060】
【数12】
【0061】
図１４に戻り、ステップＳ２５において、当該加工方法において制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ｔｅｍｐＦが送り速度Ｆの２倍より大きいか否か判定する。ｔｅｍｐＦが送り速度Ｆの２倍より大きいとき（ステップＳ２５でＹｅｓ）、ステップＳ２６において、当該加工方法において制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、アプローチ速度Ｆ’を送り速度Ｆの２倍以上か否か判定する。つまり、ハードウェアプロセッサ３は、第１切削量ＶＦをみなし切削量ＶＥＳＴと近似する（等しくする）ときのアプローチ速度Ｆ’が送り速度Ｆの２倍よりも大きくなるとき、送り速度Ｆの２倍となるようにアプローチ速度Ｆ’を決定する。つまり、当該加工方法では、アプローチ速度Ｆ’は、第１切削量ＶＦがみなし切削量ＶＥＳＴと近似する（等しくする）ときのアプローチ速度Ｆ’が送り速度Ｆの２倍よりも大きくなるとき、送り速度Ｆの２倍となるように決定される。急激な回転工具Ｔ１の負荷の上昇を抑えるため、工作機械の通常の送り速度の変更も２倍以内程度の変更に抑えており、このアプローチ速度Ｆ’の変更もそのようなポリシーに沿ってアプローチ速度Ｆ’を送り速度Ｆの２倍以下に制限している。
【0062】
図１４と図１５とは、図６の加工方法の具体的なアプローチ速度算出アルゴリズムを示しているが、図７～９の加工方法についても同様の近似計算等や既知の近似計算アルゴリズムで算出することができる。また、図１４と図１５との例では、最大推定切削量Ｖｌｉｍｅを利用した切削量を利用しているが、最大計画切削量Ｖｌｉｍｐを利用する場合、変数ＴｍＦの分子をＦ・Ａｄ・Ｔｄ’（図１０参照）とするとよい。なお、ステップＳ２５～Ｓ２７の処理は、図７～９の加工方法についても同様に適用される。
＜本実施形態における工作機械の加工方法の特徴及び効果＞
本実施形態にかかる工作機械１及びその加工方法、プログラムの効果について説明する。図１６は、実施形態に係る工作機械の効果を説明するための図である。図１６では、実線が本願発明に係る工作機械１の送り速度や単位時間あたりの切削量を表したものであり、一点鎖線が特開昭５７－２０５０１３号公報の回転工具に係る送り速度や単位時間あたりの切削量を比較例として表したものである。図１６中の時間ｔ０は、加工プログラム７にて設定される切削送り開始点であるアプローチ点に回転工具Ｔ１が配置される時間である。ｔ１は、回転工具Ｔ１がワークＷへの接触を開始した時間である。ｔ０からｔ１までの間の時間で回転工具Ｔ１は空転している。ｔ２は、ワークＷに接触したことがドライバ１４Ｄの信号から検出される時間である。ｔ１からｔ２までの間の時間は、検知遅れ時間Ｔｅ１に相当する。ｔ３は、アプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆまでの送り速度Ｆへの速度の変更が開始される時間である。ｔ２からｔ２までの間の時間は、ラグ時間Ｔｅ２に相当する。ｔ４は、送り速度が、加工プログラム７にて設定される送り速度Ｆに変化した時間である。
＜本実施形態における工作機械の加工方法の特徴及び効果＞
本実施形態にかかる工作機械１及びその加工方法、プログラムの効果について説明する。図１６は、実施形態に係る工作機械の効果を説明するための図である。図１６では、実線が本願発明に係る工作機械１の送り速度や単位時間あたりの切削量を表したものであり、一点鎖線が特開昭５７－２０５０１３号公報の回転工具に係る送り速度や単位時間あたりの切削量を比較例として表したものである。図１６中の時間ｔ０は、加工プログラム７にて設定される切削送り開始点であるアプローチ点に回転工具Ｔ１が配置される時間である。ｔ１は、回転工具Ｔ１がワークＷへの接触を開始した時間である。ｔ０からｔ１までの間の時間で回転工具Ｔ１は空転している。ｔ２は、ワークＷに接触したことがドライバ１４Ｄの信号から検出される時間である。ｔ１からｔ２までの間の時間は、検知遅れ時間Ｔｅ１に相当する。ｔ３は、アプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆまでの送り速度Ｆへの速度の変更が開始される時間である。ｔ２からｔ２までの間の時間は、ラグ時間Ｔｅ２に相当する。ｔ４は、送り速度が、加工プログラム７にて設定される送り速度Ｆに変化した時間である。
【0063】
本実施形態にかかる工作機械１及びその加工方法、プログラムでは、アプローチ速度Ｆ’は、アプローチ速度Ｆ’から送り速度Ｆへの速度の変更が開始される時点ｔ３での回転工具Ｔ１がワークＷを切削する単位時間あたりの第１切削量ＶＦが加工プログラム７で回転工具Ｔ１がワークＷを第１方向ＤＲ１に送り速度Ｆで切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量ＶＥＳＴを超えないように決定される。より好ましくは、第１切削量ＶＦがみなし切削量ＶＥＳＴと近似するように決定される。このため、図１６の実線のように送り速度や単位時間あたりの切削量が遷移する。したがって、ユーザが加工プログラム７を構築する際に想定した工具寿命を維持しつつアプローチ時間をできるかぎり短縮することができる。
【0064】
図１６では、本願発明との比較例として、特開昭５７－２０５０１３号公報に示されたアプローチ速度の制御方法を示している。特開昭５７－２０５０１３号公報に示された発明は、エアーカット区間の時間を合理的に可能の限り短縮することを目的とし、そのために工具破損の上限となる動力を決めて、速度変更遅延時間Ｔｅを考慮しても工具破損の上限となる動力を超えないようにアプローチ速度Ｆ”が決定されている。より具体的には、アプローチ速度Ｆ”から送り速度Ｆまでの送り速度Ｆへの速度の変更が開始される時点ｔ３での動力が工具破損の上限となる動力を超えない程度に高くするように、アプローチ速度Ｆ”が設定される。図１６のＶＣＰが工具破損の上限となる動力がかかるときの単位時間当たりの切削量を示したものである。この切削量ＶＣＰは、みなし切削量ＶＥＳＴよりもずっと大きい。また、時間ｔ３での動力が工具破損の上限となる動力を超えない程度に高くするように設定される送り速度Ｆ”は、本実施形態にかかる工作機械１及びその加工方法、プログラムにて求められるアプローチ速度Ｆ’よりも大きくなる。したがって、特開昭５７－２０５０１３号公報に示された発明では、工具の破損は抑止されるものの、ユーザが加工プログラム７を構築する際に想定した工具寿命を下回る恐れがある。
＜変形例＞
上述の実施形態では、アプローチ速度Ｆ’は第１切削量ＶＦがみなし切削量ＶＥＳＴを上回らないように決定されているが、アプローチ速度Ｆ’は第１切削量ＶＦがみなし切削量ＶＥＳＴと近似するレベルで上回っていてもよい。
＜変形例＞
上述の実施形態では、アプローチ速度Ｆ’は第１切削量ＶＦがみなし切削量ＶＥＳＴを上回らないように決定されているが、アプローチ速度Ｆ’は第１切削量ＶＦがみなし切削量ＶＥＳＴと近似するレベルで上回っていてもよい。
【0065】
例えば、アプローチ速度Ｆ’は、初期値から一定値だけ増減させ、みなし切削量ＶＥＳＴと第１切削量ＶＦの差を求め、この差が０に最も近くなるような近似解を山登り法などの探索アルゴリズムを使用することによって求められる。この場合、アプローチ速度Ｆ’は、複数の候補速度（初期値＋一定値の整数倍）のうち、みなし切削量ＶＥＳＴと第１切削量ＶＦとの差の絶対値が最小となる速度に決定される。当該加工方法において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、複数の候補速度のうち、第１切削量ＶＦとみなし切削量ＶＥＳＴとの差の絶対値が最小となる速度にアプローチ速度Ｆ’を決定する。
【0066】
図１７は、このような近似解を算出する際の図１６のステップＳ２４のアプローチ速度の計算の変形例を表すフローチャートを示す。このアルゴリズムでは、ＡＣＤが１～１００まで遷移するときに、｜ＣａｌｃｕＲＤ－ＪｕｄｇｅＲＤ｜の極小値が１つしかないことを前提とした山登り法を利用したアルゴリズムである。図１７のステップＳ２５１において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、変数ＡＣＤに１を代入し、変数ｔｅｍｐＲＤにＴｄを代入する。ステップＳ２４２では、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、上述の（式９）～（式１１）に基づいて変数ＣａｌｃｕＲＤ，ＴｍＦ，ＪｕｄｇｅＲＤをそれぞれ算出する。
【0067】
ステップＳ２５３において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、｜ＣａｌｃｕＲＤ－ＪｕｄｇｅＲＤ｜がｔｅｍｐＲＤ未満であるか否か判定する。｜ＣａｌｃｕＲＤ－ＪｕｄｇｅＲＤ｜がｔｅｍｐＲＤ未満である（ステップＳ２５３でＹｅｓ）とき、ステップＳ２５４において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、｜ＣａｌｃｕＲＤ－ＪｕｄｇｅＲＤ｜をｔｅｍｐＲＤに代入し、変数ｐｒｅＴｍＦにＴｍＦを代入する。ステップＳ２５４において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、ＡＣＤに１を加えて、ステップＳ２４２の処理を再度実行する。｜ＣａｌｃｕＲＤ－ＪｕｄｇｅＲＤ｜がｔｅｍｐＲＤ以上であるとき（ステップＳ２５３でＮｏ）、ステップＳ２５６において、制御プログラム８を実行するハードウェアプロセッサ３は、このときの変数ｐｒｅＴｍＦの値をｔｅｍｐＦと決定する。このようにｔｅｍｐＦを決定して、図１４のステップＳ２５～Ｓ２７の処理が追加で適用されてもよい。このようにアプローチ速度Ｆ’を決定してもユーザが加工プログラム７を構築する際に想定した工具寿命を維持しつつアプローチ時間をできるかぎり短縮することができる。
【0068】
上述の実施形態では、工作機械１が立形マシニングセンターである例を示しているが、工作機械１が横形マシニングセンター、旋盤、付加製造装置を含む工作機械においても、切削加工が可能であれば、本実施形態の内容は適用可能である。
【0069】
上述の数値制御装置２の制御プログラム８のロジックの一部または全ての機能が専用のプロセッサや集積回路によって実現されてもよい。上述の制御プログラム８は、数値制御装置２に内蔵されたメモリ４にとどまらず、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭおよび磁気ディスク等のディスク、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ、外付けハードディスクなど数値制御装置２から取り外し可能で、数値制御装置２に読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよい。
【0070】
本願においては、「備える」およびその派生語は、構成要素の存在を説明する非制限用語であり、記載されていない他の構成要素の存在を排除しない。これは、「有する」、「含む」およびそれらの派生語にも適用される。
【0071】
「～部材」、「～部」、「～要素」、「～体」、および「～構造」という文言は、単一の部分や複数の部分といった複数の意味を有し得る。
【0072】
「第１」や「第２」などの序数は、単に構成を識別するための用語であって、他の意味（例えば特定の順序など）は有していない。例えば、「第１要素」があるからといって「第２要素」が存在することを暗に意味するわけではなく、また「第２要素」があるからといって「第１要素」が存在することを暗に意味するわけではない。
【0073】
程度を表す「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言は、実施形態に特段の説明がない限りにおいて、最終結果が大きく変わらないような合理的なずれ量を意味し得る。本願に記載される全ての数値は、「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言を含むように解釈され得る。
【0074】
本願において「Ａ及びＢの少なくとも一方」という文言は、Ａだけ、Ｂだけ、及びＡとＢの両方を含むように解釈されるべきである。
【0075】
上記の開示内容から考えて、本発明の種々の変更や修正が可能であることは明らかである。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本願の具体的な開示内容とは別の方法で本発明が実施されてもよい。
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【手続補正書】
【提出日】2024-10-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転工具をモータによって回転させ、
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように決定される、
ワークの加工方法。
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように決定される、
ワークの加工方法。
【請求項2】
前記みなし切削量は、前記回転工具が前記ワークを前記送り速度で切削するときの理論上の前記単位時間あたりの最大切削量である、請求項１に記載の加工方法。
【請求項3】
前記みなし切削量は、前記第１方向に見える前記回転工具の表面の面積に前記送り速度を掛けた値に相当する体積である、請求項１に記載の加工方法。
【請求項4】
前記回転工具の回転軸は前記第１方向に対して垂直であって、
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１に記載の加工方法。
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１に記載の加工方法。
【請求項5】
前記アプローチ速度は、前記第１切削量を前記みなし切削量と等しくするときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように決定される、
請求項１に記載の加工方法。
請求項１に記載の加工方法。
【請求項6】
回転工具をモータによって回転させ、
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように決定される、
ワークの加工方法。
ワークに向かう第１方向に加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で回転工具を移動させ、
前記アプローチ速度で前記第１方向に移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記モータの負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記第１方向に前記回転工具を移動させる速度を前記送り速度に変更する、
ことを含み、
前記アプローチ速度は、前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように決定される、
ワークの加工方法。
【請求項7】
前記みなし切削量は、前記回転工具が前記ワークを前記送り速度で切削するときの理論上の前記単位時間あたりの最大切削量である、請求項６に記載の加工方法。
【請求項8】
前記アプローチ速度は、複数の候補速度のうち、前記第１切削量と前記みなし切削量との差の絶対値が最小となる速度に決定される、
請求項６または７に記載の加工方法。
請求項６または７に記載の加工方法。
【請求項9】
前記アプローチ速度は、複数の候補速度のうち、前記みなし切削量から前記第１切削量を引いた差が正の最小となる速度に決定される、
請求項６または７に記載の加工方法。
請求項６または７に記載の加工方法。
【請求項10】
前記アプローチ速度は、前記第１切削量が前記みなし切削量と近似するときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように決定される、
請求項６または７に記載の加工方法。
請求項６または７に記載の加工方法。
【請求項11】
前記第１切削量は、前記回転工具が前記ワークに接触してから前記ワークに接触したことが検出されるまでの検知遅れ時間に基づいて決定される、
請求項１から７のいずれかに記載の加工方法。
請求項１から７のいずれかに記載の加工方法。
【請求項12】
前記第１切削量は、前記ワークに接触したことが検出されてから前記アプローチ速度から前記送り速度までの前記速度の変更が開始されるまでのラグ時間と前記検知遅れ時間との和である速度変更遅延時間に基づいて決定される、
請求項１１に記載のワークの加工方法。
請求項１１に記載のワークの加工方法。
【請求項13】
請求項１から７に係る加工方法を工作機械のプロセッサに実行させるプログラム。
【請求項14】
回転工具を回転軸の周りに回転可能に支持するように構成された工具主軸と、
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量を上回らないように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
【請求項15】
前記みなし切削量は、前記回転工具が前記ワークを前記送り速度で切削するときの理論上の前記単位時間あたりの最大切削量である、請求項１４に記載の工作機械。
【請求項16】
前記みなし切削量は、前記第１方向に見える前記回転工具の表面の面積に前記送り速度を掛けた値に相当する体積である、請求項１４に記載の工作機械。
【請求項17】
前記回転工具の回転軸は前記第１方向に対して垂直であって、
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１４に記載の工作機械。
前記みなし切削量は、前記回転工具の前記回転軸に沿う軸方向の切込量と、前記回転工具の直径と、前記送り速度との積に相当する体積である、請求項１４に記載の工作機械。
【請求項18】
前記プロセッサは、前記第１切削量を前記みなし切削量と等しくするときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように前記アプローチ速度を決定する、
請求項１４から１７のいずれかに記載の工作機械。
請求項１４から１７のいずれかに記載の工作機械。
【請求項19】
回転工具を回転軸の周りに回転可能に支持するように構成された工具主軸と、
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
前記回転工具を前記回転軸の周りに回転させるように構成されたモータと、
前記モータの負荷を検出するように構成されたドライバと、
ワークに向かう第１方向に前記工具主軸を移動させるように構成させた少なくとも１つのアクチュエータと、
前記ドライバからの前記負荷に関する信号を取得し、前記モータと前記少なくとも１つのアクチュエータを制御するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
加工プログラムで設定された送り速度よりも大きいアプローチ速度で前記第１方向に前記回転工具を移動させるように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記第１方向に前記アプローチ速度で移動中に前記回転工具が前記ワークに接触したことを、前記負荷によって検出し、
前記ワークに接触したことが検出されると、前記回転工具を前記第１方向に移動させる速度を前記送り速度に変更するように前記少なくとも１つのアクチュエータを制御し、
前記速度の変更が開始される時点での前記回転工具が前記ワークを切削する単位時間あたりの第１切削量が前記加工プログラムで前記回転工具が前記ワークを前記第１方向に前記送り速度で切削するときの単位時間あたりの切削量とみなすみなし切削量に近似するように前記アプローチ速度を決定する、
工作機械。
【請求項20】
前記みなし切削量は、前記回転工具と前記ワークとの接触面積が最大となる前記第１方向の深さに前記回転工具が前記ワークに進入し、前記第１方向に前記送り速度で切削するとみなしたときの理論上の前記単位時間あたりの切削量である、請求項１９に記載の工作機械。
【請求項21】
前記プロセッサは、複数の候補速度のうち、前記第１切削量と前記みなし切削量との差の絶対値が最小となる速度に前記アプローチ速度を決定する、
請求項１９または２０に記載の工作機械。
請求項１９または２０に記載の工作機械。
【請求項22】
前記プロセッサは、複数の候補速度のうち、前記みなし切削量から前記第１切削量を引いた差が正の最小となる速度に前記アプローチ速度を決定する、
請求項１９または２０に記載の工作機械。
請求項１９または２０に記載の工作機械。
【請求項23】
前記プロセッサは、前記第１切削量が前記みなし切削量と近似するときの前記アプローチ速度が前記送り速度の２倍よりも大きくなるとき、前記送り速度の２倍となるように前記アプローチ速度を決定する、
請求項１９または２０記載の工作機械。
請求項１９または２０記載の工作機械。
【請求項24】
前記プロセッサは、前記回転工具が前記ワークに接触してから前記ワークに接触したことが検出されるまでの検知遅れ時間に基づいて前記第１切削量を決定する、
請求項１９または２０記載の加工方法。
請求項１９または２０記載の加工方法。
【請求項25】
前記プロセッサは、前記ワークに接触したことが検出されてから前記アプローチ速度から前記送り速度までの前記速度の変更が開始されるまでのラグ時間と前記検知遅れ時間との和である速度変更遅延時間に基づいて前記第１切削量を決定する、
請求項２４に記載の工作機械。
請求項２４に記載の工作機械。