特許 7046919 工作機械の制御装置および工作機械

(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】

(24)【登録日】2022-03-25

(45)【発行日】2022-04-04

(54)【発明の名称】工作機械の制御装置および工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23B 1/00 20060101AFI20220328BHJP

   B23Q 15/013 20060101ALI20220328BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20220328BHJP

   B23B 3/30 20060101ALI20220328BHJP

【ＦＩ】

B23B1/00 D

B23Q15/013

G05B19/4093 M

B23B3/30

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019509957

(86)(22)【出願日】2018-03-28

(86)【国際出願番号】 JP2018012685

(87)【国際公開番号】W WO2018181447

(87)【国際公開日】2018-10-04

【審査請求日】2020-11-20

(31)【優先権主張番号】P 2017065302

(32)【優先日】2017-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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

(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】北風 絢子

(72)【発明者】

【氏名】村松 正博

(72)【発明者】

【氏名】野口 賢次

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５６－０７６３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８２６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３４５１８００（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】米国特許第０５２８７６０７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０６２４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１４６９４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１７７４９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ １／００

Ｂ２３Ｂ ３／３０

Ｂ２３Ｑ １５／０１３

Ｇ０５Ｂ １９／４０９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の切削工具とワークとの相対的な移動を各々独立して制御する制御部を備え、該制御部による前記移動の制御によって、所定の切削工具および該切削工具とは別の他の切削工具がそれぞれ振動を伴って前記ワークの切削加工を行う工作機械の制御装置であって、
前記制御部が、前記所定の切削工具の刃先経路が前周を加工した前記他の切削工具の刃先経路と交差して空振り動作が生じ、かつ、前記他の切削工具の刃先経路が前周を加工した前記所定の切削工具の刃先経路と交差して空振り動作が生じるように前記各切削工具の振動波形の位相をそれぞれ設定して前記ワークの切削加工を行う工作機械の制御装置。

【請求項2】

前記各切削工具は、前記ワークの径方向への切り込み量が同じ値に設定されている、請求項１に記載の工作機械の制御装置。

【請求項3】

前記制御部が、前記各切削工具の設置位置に基づいて、前記切削工具各々に対して、前記ワーク１回転あたりの振動回数、または前記振動の振幅あるいは位相を制御する、請求項１または２に記載の工作機械の制御装置。

【請求項4】

前記各切削工具が、前記ワークに対して対向した位置に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の工作機械の制御装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の工作機械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、工作機械の制御装置および工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工具でワークを旋削する場合、いわゆる流れ形の連続的な切屑が生成されて周囲に排出される。この連続的な切屑がワークや工具に巻きつくと、ワークや工具の損傷を招く。そのため、例えば特許文献１には、ワークを工具に対して往復移動させ、切屑を分断した切粉の状態で排出可能な振動切削加工の技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３４５１８００号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１には、１つの工具台（バイトホルダ）に２つの工具（チップ）を設置したものである。このため、切屑を分断するために設定される、例えばワークが１回転する間に工具が往復移動する回数（回転毎の振動回数ともいう）は、工具を２つ設置しても１つの同じ値にしか設定できない。これでは、回転毎の振動回数を容易に設定できない。

【0005】

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、回転毎の振動回数の設定が容易になる工作機械の制御装置および工作機械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】

本発明は、第１に、複数の切削工具とワークとの相対的な移動を各々独立して制御する制御部を備え、該制御部による前記移動の制御によって、所定の切削工具および該切削工具とは別の他の切削工具がそれぞれ振動を伴って前記ワークの切削加工を行う工作機械の制御装置であって、前記制御部が、前記所定の切削工具の刃先経路が前周を加工した前記他の切削工具の刃先経路と交差して空振り動作が生じ、かつ、前記他の切削工具の刃先経路が前周を加工した前記所定の切削工具の刃先経路と交差して空振り動作が生じるように前記各切削工具の振動波形の位相をそれぞれ設定して前記ワークの切削加工を行うことを特徴とする。
第２に、前記各切削工具は、前記ワークの径方向への切り込み量が同じ値に設定されていることを特徴とする。

【0008】

第３に、前記制御部が、前記各切削工具の設置位置に基づいて、前記切削工具各々に対して、前記ワーク１回転あたりの振動回数、または前記振動の振幅あるいは位相を制御することを特徴とする。

【0009】

第４に、前記各切削工具が、前記ワークに対して対向した位置に配置されていることを特徴とする。

【0010】

第５に、上記いずれかの工作機械の制御装置を備えた工作機械であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明は以下の効果を得ることができる。
（１）一方の工具の刃先経路が前周を加工したもう一方の工具の刃先経路と交差し、もう一方の工具の刃先経路が前周を加工した一方の工具の刃先経路と交差するように、各工具の振動波形の位相がそれぞれ設定されており、これら各工具が、互いに独立して往復移動可能に設けられている。これにより、振動切削加工する場合に、１つの振動回数に限定されずに済む。また、切屑が分断できない振動回数領域を気にせず主軸回転数を選択することが可能となる。よって、振動切削加工を実行するための条件設定が容易になり、作業を速やかに開始することができる。
また、切削加工時に生ずる負荷も２つの切削工具で分担するので、工具寿命が向上するとともに、加工力や加工反力による工具やワークの変動量も、１つの切削工具を設けた場合に比べて減るため、ワークの加工精度の向上も図ることができる。
（２）各工具の切り込み量が同じ値に設定されており、一方の工具の刃先経路と他方の工具の刃先経路が交差して切屑を分断可能となる。

【0013】

（３）制御部が、各切削工具各々に対して、ワーク１回転あたりの振動回数、または振動の振幅あるいは位相を制御することにより、振動切削加工を実行するための条件設定が容易になる。

【0014】

（４）各切削工具を対向位置に配置すれば、仮に一方の工具による加工力でワークが押し出されたとしても、もう一方の工具による反対方向の加工力でワークを押し出すことになるため、ワークの変動を抑制することが可能となる。

【0015】

（５）振動切削加工を実行するための条件設定が容易な工作機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施例による工作機械の概略を示す図である。

【図2】本発明の一実施例による切削工具とワークとの関係を示す概略図である。

【図3】切削工具の往復移動および位置を説明する図である。

【図4】１本の切削工具を用いた場合における主軸のｎ回転目、ｎ＋１回転目、ｎ＋２回転目の各回転時の刃先経路の関係を示す図である。

【図5】制御装置の構成図である。

【図6】（Ａ）は第１の切削工具の刃先経路を示す図、（Ｂ）は第２の切削工具の刃先経路を示す図である。

【図7】（Ａ）は第１，２の切削工具の刃先経路を示す図、（Ｂ）は、（Ａ）の１８０°対向した位置の第１，２の切削工具の刃先経路を示す図である。

【図8】（Ａ）は第１の切削工具の刃先経路を示す図、（Ｂ）は第２の切削工具の刃先経路を示す図である。

【図9】第１，２の切削工具の刃先経路を示す図である。

【図10】（Ａ）は１本の切削工具で振動切削した場合の刃先経路を示す図、（Ｂ）は実施例１による第１，２の切削工具の刃先経路を示す図である。

【図11】（Ａ）は１本の切削工具で振動切削した場合の刃先経路を示す図、（Ｂ）は実施例１による第１，２の切削工具の刃先経路を示す図である。

【図12】（Ａ）は１本の切削工具で振動切削した場合の刃先経路を示す図、（Ｂ）は実施例１による第１，２の切削工具の刃先経路を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しながら本発明の工作機械の制御装置および工作機械について説明する。図１に示すように、工作機械１００は、主軸１１０と、ワークＷを振動切削加工（以下、加工と称する）するバイト等の切削工具１３０，２３０と、制御装置１８０とを備えている。
主軸１１０の先端にはチャック１２０が設けられており、ワークＷはチャック１２０を介して主軸１１０に保持されている。主軸１１０は、主軸台１１０Ａに回転自在に支持され、例えば主軸台１１０Ａと主軸１１０との間に設けられた主軸モータ（例えばビルトインモータ）の動力によって回転する。

【0018】

切削工具１３０は第１の工具台１３０Ａに装着され、チップ１３１（図２参照）が切削工具１３０の先端に取り付けられている。なお、切削工具１３０が本発明の第１の切削工具に相当する。
工作機械１００のベッドには、Ｚ軸方向送り機構１６０、Ｘ軸方向送り機構１５０が設けられている。

【0019】

Ｚ軸方向送り機構１６０は、ベッドと一体のベース１６１と、Ｚ軸方向送りテーブルをスライド自在に支持するＺ軸方向ガイドレールとを備えている。Ｚ軸方向送りテーブルが、リニアサーボモータ（いずれも図示省略）の駆動によって図示のＺ軸方向（ワークＷの回転軸線方向に一致する）に沿って移動すると、第１の工具台１３０ＡがＺ軸方向に移動する。

【0020】

Ｘ軸方向送り機構１５０は、例えばＺ軸方向送り機構１６０を介して工作機械１００のベッドに搭載されており、Ｘ軸方向送りテーブルをスライド自在に支持するＸ軸方向ガイドレールを備えている。Ｘ軸方向送りテーブルが、リニアサーボモータ（いずれも図示省略）の駆動によって図示のＺ軸方向に対して直交するＸ軸方向に沿って移動すると、第１の工具台１３０ＡがＸ軸方向に移動する。

【0021】

また、図１や図２（Ｂ）に示すように、切削工具１３０と切削工具２３０が、ワークに対して１８０°対向した位置に配置されている。詳しくは、切削工具２３０は第２の工具台２３０Ａに装着され、チップ２３１が切削工具２３０の先端に取り付けられており、チップ２３１とチップ１３１が対向して配置されている。なお、切削工具２３０が本発明の第２の切削工具に相当する。

【0022】

工作機械１００のベッドには、Ｚ軸方向送り機構２６０、Ｘ軸方向送り機構２５０も設けられている。
Ｚ軸方向送り機構２６０は、Ｚ軸方向送り機構１６０と同様に構成され、ベッドと一体のベース２６１と、Ｚ軸方向送りテーブルをスライド自在に支持するＺ軸方向ガイドレールとを備えている。Ｚ軸方向送りテーブルが、リニアサーボモータ（いずれも図示省略）の駆動によって図示のＺ軸方向に沿って移動すると、第２の工具台２３０ＡがＺ軸方向に移動する。

【0023】

Ｘ軸方向送り機構２５０は、Ｘ軸方向送り機構１５０と同様に構成され、例えばＺ軸方向送り機構２６０を介して工作機械１００のベッドに搭載されており、Ｘ軸方向送りテーブルをスライド自在に支持するＸ軸方向ガイドレールを備えている。Ｘ軸方向送りテーブルが、リニアサーボモータ（いずれも図示省略）の駆動によって図示のＸ軸方向に沿って移動すると、第２の工具台２３０ＡがＸ軸方向に移動する。

【0024】

なお、Ｙ軸方向送り機構を工作機械１００に設けてもよい。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。Ｙ軸方向送り機構もリニアサーボモータによって駆動可能なＹ軸方向送りテーブルを有する。Ｙ軸方向送り機構を例えばＺ軸方向送り機構１６０、Ｘ軸方向送り機構１５０を介して工作機械１００のベッドに搭載し、Ｙ軸方向送りテーブルに例えば第１の工具台１３０Ａを搭載すると、切削工具１３０をＺ軸、Ｘ軸方向に加えてＹ軸方向にも移動させることができる。Ｚ軸方向送り機構１６０、Ｘ軸方向送り機構１５０をＹ軸方向送り機構を介して工作機械１００のベッドに搭載してもよい。
Ｚ軸方向送り機構１６０等にリニアサーボモータを用いた例を挙げて説明したが、公知のボールネジとサーボモータを用いてもよい。

【0025】

主軸１１０の回転、および、Ｚ軸方向送り機構１６０，２６０、Ｘ軸方向送り機構１５０，２５０やＹ軸方向送り機構（以下、Ｚ軸方向送り機構１６０等と称する）の移動は、制御装置１８０で制御される。制御装置１８０は、主軸モータを駆動してワークＷを切削工具１３０，２３０に対して図２（Ａ）の矢印方向に回転させ、Ｚ軸方向送り機構１６０，２６０をそれぞれ駆動して切削工具１３０，２３０をワークＷに対して図２（Ａ）のＺ軸方向に往復移動させる。

【0026】

図２（Ａ）では、例えば、ワークＷが切削工具１３０，２３０に対して回転し、切削工具１３０，２３０がワークＷに対してＺ軸方向に往復移動する例を示している。
１本の切削工具１３０だけを想定した場合、制御装置１８０は、切削工具１３０を所定の前進量で移動（往動）させた後、切削工具１３０を所定の後退量で移動（復動）させる。これにより、図３に示すように、切削工具１３０をワークＷに対して前進量と後退量との差（進行量）だけ送ることができる。

【0027】

ここで、切削工具１３０，２３０のうち、切削工具１３０だけを用いて、振動切削加工を実現する方法について説明する。ワークＷは、主軸モータにより、所定の方向に回転される。一方、切削工具１３０は、Ｚ軸方向送り機構１６０により主軸台１１０Ａに対してＺ軸方向への往動と復動とを繰り返しており、ワークＷの１回転分、すなわち、主軸位相０°から３６０°まで変化する間の上記進行量の合計が送り量になる。このとき、切削工具１３０が加工を開始する点を主軸位相０°とし、ワークＷの回転方向を主軸位相が進む方向を主軸位相方向とする。
これにより、ワークＷの周面は、切削工具１３０によって正弦曲線状に加工される。図４は、ワークＷが１回転する間に切削工具１３０が往復移動する回数（回転毎の振動回数Ｄ１ともいう）が３．５（回／ｒ）の例を示す。

【0028】

切削工具１３０で加工された、主軸１１０のｎ（ｎは１以上の整数）回転目におけるワークＷの周面形状（図４に実線で示す）と、主軸１１０のｎ＋１回転目におけるワークＷの周面形状（図４に破線で示す）とは、振動の位相が反転しており、主軸位相方向（図４のグラフの横軸方向）でずれている。各正弦曲線状の波形が逆になっているので、同じ主軸位相において、図４に破線で示したワークＷの周面形状の谷の最低点（切削工具１３０における山の最高点）の位置が、図４に実線で示したワークＷの周面形状の山の最高点（切削工具１３０における谷の最低点）の位置に対向している。

【0029】

この結果、１本の切削工具１３０の刃先軌跡は、今回の往復動時の加工部分と次回の復往動時の加工部分とが重複し、例えば主軸１１０のｎ＋１回転目におけるワークＷの周面形状に、主軸１１０のｎ回転目におけるワークＷの周面形状が含まれるので、切削工具１３０にはワークＷを加工しない空振り動作が生じる。この空振り動作時に、ワークＷから生じた切屑は分断されて切粉になる。このように、一つの切削工具で切屑が分断されるように振動切削加工を行うためには、振動回数Ｄ１を整数ではなく、３．５（回／ｒ）のように例えば０．５だけずれるように設定しなければならない。

【0030】

ところで、本実施例では、第２の工具台２３０Ａが、第１の工具台１３０Ａとは独立して、ワークＷに対してＺ軸方向に往復移動可能である。このため、制御装置１８０は、切削工具２３０についても、所定の前進量で移動（往動）させた後、所定の後退量で移動（復動）させることができる。
これにより、ワークＷが１回転する間に切削工具１３０が往復移動する回数（回転毎の振動回数Ｄ１）と、ワークＷが１回転する間に切削工具２３０が往復移動する回数（回転毎の振動回数Ｄ２）とを異なる値に設定できる。よって、ワークＷを加工する場合に、１つの振動回数に限定されずに済み、また、後述のように、振動回数を整数に設定しても切粉が発生し、加工を実行するための条件設定が容易になる。

【0031】

また、加工時に生ずる負荷も２つの切削工具１３０，２３０で分担するので、工具寿命が向上するとともに、ワークＷからの反力を受けた切削工具１３０，２３０の押し戻し量も減るため、ワークＷの加工精度の向上も図ることができる。
さらに、切削工具１３０，２３０を１８０°対向位置に配置すれば、仮に一方の切削工具による加工力でワークＷが押し出されたとしても、もう一方の切削工具による反対方向の加工力でワークＷを押し出すことになるため、ワークＷの変動を抑制することが可能となる。

【0032】

図５に示されるように、制御装置１８０は、制御部１８１、入力部１８２、記憶部１８３を有し、これらはバスを介して接続される。
制御部１８１は、ＣＰＵ等からなり、各モータの作動を制御するモータ制御部１９０と、Ｚ軸方向送り機構１６０，２６０の往復移動を設定する振動調整部１９１とを備える。
制御部１８１は、記憶部１８３の例えばＲＯＭに格納されている各種プログラムやデータをＲＡＭにロードし、各種プログラムを実行することにより、モータ制御部１９０、振動調整部１９１を介して、工作機械１００の動作を制御することができる。

【0033】

切削工具１３０，２３０の往復移動は、所定の指令周期Ｔに基づく振動周波数ｆで実行される。
制御部１８１が、例えば１秒間に２５０回の動作指令を送ることが可能であった場合、動作指令は１÷２５０＝４（ｍｓ）周期（基準周期ＩＴともいう）で出力可能である。一般的には、指令周期Ｔはこの基準周期ＩＴの整数倍である。

【0034】

指令周期Ｔが例えば基準周期４（ｍｓ）の４倍の１６（ｍｓ）である場合、モータ制御部１９０は、切削工具１３０，２３０が１６（ｍｓ）毎に往復移動を実行するように、Ｚ軸方向送り機構１６０，２６０に駆動信号を出力する。この場合、切削工具１３０，２３０は振動周波数ｆ＝１／Ｔ＝１÷（０．００４×４）＝６２．５（Ｈｚ）で往復移動を行える。切削工具１３０，２３０を往復移動させるための振動周波数は、使用可能な限られた値（指令周波数ｆｃともいう）の中から選択される。

【0035】

制御部１８１では、例えば入力部１８２の入力値あるいは加工プログラムに基づいて所定の振動波形を得ることができる。
振動調整部１９１が第１の工具台用データ１９２から、例えば、振動回数Ｄ１を１（回／ｒ）に設定する。なお、送り量に対する振動振幅の比である振幅送り比率Ｑは１．５とする。切削工具１３０は、図６（Ａ）に示すように、主軸１１０（ワークＷ）のｎ回転目の加工領域（図６（Ａ）に実線で示す）、ｎ＋１回転目の加工領域（図６（Ａ）に破線で示す）が得られる。この場合、振動回数Ｄ１が整数であり、切削工具１３０のｎ回転目の加工領域とｎ＋１回転目の加工領域は交差しないので、切削工具１３０のみでは切屑を分断できない。

【0036】

また、振動調整部１９１が第２の工具台用データ１９３から、例えば、切削工具１３０と同じ値、つまり、振動回数Ｄ２を１（回／ｒ）、振幅送り比率Ｑを１．５に設定する。切削工具２３０は、切削工具１３０の開始位置から１８０°対向した位置より開始し、振動回数Ｄ２で駆動する。このため、図６（Ｂ）に示すように、主軸１１０のｎ回転目の加工領域（図６（Ｂ）に実線で示す）、ｎ＋１回転目の加工領域（図６（Ｂ）に破線で示す）が得られる。この場合も、切削工具２３０のｎ回転目の加工領域とｎ＋１回転目の加工領域も交差しないので、切削工具２３０のみでも切屑を分断できない。

【0037】

しかしながら、切削工具１３０と切削工具２３０は、振動の位相が反転した状態でワークＷを交互に加工しているため、ワークＷへの刃先経路は、図６（Ａ），（Ｂ）を合わせた図７（Ａ）に示すように、切削工具２３０による細めの実線、切削工具１３０による太めの実線、切削工具２３０による細めの破線、切削工具１３０による太めの破線の順に形成される。

【0038】

このように、切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの破線）は、前周を加工した切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）と交差して空振り動作が生じ、切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）は、前周を加工した切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）と交差して空振り動作が生じるので、振動回数Ｄ１，Ｄ２が整数であっても切屑を分断でき、切粉が発生することが分かる（図７（Ａ）には１個の切粉の一例として加工量２００で示す）。
なお、図７（Ａ）では切粉の形状の理解を助けるために、切削工具１３０，２３０ともに加工途中での刃先経路の例を示した。しかし、図２で説明したように、切削工具２３０が切削工具１３０から１８０°対向した位置より加工を開始した場合には、図７（Ｂ）に示すように、切削工具２３０は、主軸１１０のｎ回転目の加工領域として主軸位相１８０°～３６０°に細めの実線で示され、ｎ＋１回転目の加工領域として主軸位相０°～３６０°に細めの破線で示され、ｎ＋２回転目の加工領域として主軸位相０°～１８０°に細めの１点鎖線で示される。このため、図７（Ａ）で説明した加工量２００は、主軸位相１８０°を跨いだ位置ではなく、０°（３６０°）を跨いだ位置で発生することになる。

【0039】

次に、振動調整部１９１が、整数に非常に近い振動回数、例えば、振動回数Ｄ１，Ｄ２をいずれも１．１（回／ｒ）に設定する場合を想定する。なお、振幅送り比率Ｑは１．５とする。図６と同様に、切削工具１３０，２３０ともに加工途中での刃先経路の例で示すと、切削工具１３０は、図８（Ａ）に示すように、主軸１１０のｎ回転目の加工領域（図８（Ａ）に実線で示す）、ｎ＋１回転目の加工領域（図８（Ａ）に破線で示す）が得られる。この場合、振動回数Ｄ１が整数に非常に近い値なので、切削工具１３０のｎ回転目の加工領域とｎ＋１回転目の加工領域は交差せず、切削工具１３０のみでは切屑を分断できない。

【0040】

切削工具２３０は、図８（Ｂ）に示すように、主軸１１０のｎ回転目の加工領域（図８（Ｂ）に実線で示す）、ｎ＋１回転目の加工領域（図８（Ｂ）に破線で示す）が得られる。この場合も、切削工具２３０のｎ回転目の加工領域とｎ＋１回転目の加工領域も交差せず、切削工具２３０のみでも切屑を分断できない。
しかしながら、切削工具１３０と切削工具２３０によるワークＷへの刃先経路は、図８（Ａ），（Ｂ）を合わせた図９に示すように、切削工具２３０による細めの実線、切削工具１３０による太めの実線、切削工具２３０による細めの破線、切削工具１３０による太めの破線の順に形成されて交差する。

【0041】

つまり、この場合にも、切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの破線）は前周を加工した切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）と交差して空振り動作が生じ、切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）は前周を加工した切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）と交差して空振り動作が生じるので、振動回数Ｄ１，Ｄ２が整数に非常に近い値であっても切屑を分断できることが分かる（図９に加工量３００で示す）。

【0042】

図１０（Ａ）は１本の切削工具で加工した場合の刃先経路であり、振動回数Ｄが１．５（回／ｒ）、振幅送り比率Ｑが１．５の例である。この場合、主軸１１０のｎ回転目の加工領域（図１０（Ａ）に実線で示す）と、ｎ＋１回転目の加工領域（図１０（Ａ）に破線で示す）は交差し、主軸１１０のｎ＋１回転目の加工領域（図１０（Ａ）に破線で示す）と、ｎ＋２回転目の加工領域（図１０（Ａ）に１点鎖線で示す）は交差して空振り動作が生じるので、切粉が発生する（図１０（Ａ）に加工量２００’で示す）。

【0043】

これに対し、図１０（Ｂ）は図７（Ａ）と同じ値、つまり、振動回数Ｄ１，Ｄ２が１（回／ｒ）、振幅送り比率Ｑが１．５の例である。図６と同様に、切削工具１３０，２３０ともに加工途中での刃先経路の例で示すと、図７（Ａ）で説明した加工量２００で示した切粉が発生するとともに、切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）は、前周を加工した切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）と交差して空振り動作が生じ、切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）は、前周を加工した切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの実線）と交差して空振り動作が生じるので、加工量２０１で示した切粉も発生する。

【0044】

加工量２００，２０１と図１０（Ａ）の加工量２００’とを比べると、加工量２００，２０１の厚みは加工量２００’の半分程度に薄くなることが分かる。つまり、２つの切削工具を往復移動させると、各切削工具への負荷を減らせるので、この点も工具寿命の向上、およびワークの加工精度の向上に貢献する。

【0045】

また、本発明によれば、振幅送り比率Ｑが小さな値でも切屑の分断が可能である。
詳しくは、図１１（Ａ）は１本の切削工具で加工した場合の刃先経路であり、振動回数Ｄが１．５（回／ｒ）、振幅送り比率Ｑが０．５の例である。この場合、主軸１１０のｎ回転目の加工領域（図１１（Ａ）に実線で示す）、ｎ＋１回転目の加工領域（図１１（Ａ）に破線で示す）は交差しないことから、切屑を分断できない。

【0046】

これに対し、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）と同じ値、つまり、振動回数Ｄ１，Ｄ２が１．５（回／ｒ）、振幅送り比率Ｑが０．５の例である。図７（Ｂ）と同様に、切削工具１３０と切削工具１３０から１８０°対向した位置より加工を開始する切削工具２３０の刃先経路の例で示すと、切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）は、前周を加工した切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）と交差して空振り動作が生じ、切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）は、前周を加工した切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの実線）と交差して空振り動作が生じるので、加工量４００で示した切粉が発生する。このように、振幅送り比率Ｑが小さな値であっても切屑を分断でき、この点も一つの工具に着目すれば使用可能な期間が延長されることになる。さらに、振幅送り比率Ｑを小さくできれば、工作機械自体の振動を小さくすることができ、工作機械の寿命向上に貢献できる。また、同じ送り量でも振幅が小さく工作機械への振動の影響が少なくなるため、Ｚ軸方向への送り量Ｆを大きな値に設定可能になる。

【0047】

また、本発明によれば、切粉の長さを短くすることが可能である。
詳しくは、図１２（Ａ）は１本の切削工具で加工した場合の刃先経路であり、図１０（Ａ）で説明した例と同様に、振動回数Ｄが１．５（回／ｒ）、振幅送り比率Ｑが１．５の例である。この場合、加工量２００’で示す切粉は、図示の左右に長い扇面を有した形状になっている。

【0048】

これに対し、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）と同じ値、つまり、振動回数Ｄ１，Ｄ２が１．５（回／ｒ）、振幅送り比率Ｑが１．５の例である。図６と同様に、切削工具１３０，２３０ともに加工途中での刃先経路の例で示すと、切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの破線）は、前周を加工した切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）と交差して空振り動作が生じ、切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの破線）は、前周を加工した切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）と交差して空振り動作が生じる。さらに、切削工具１３０の刃先経路（例えば太めの実線）は、前周を加工した切削工具２３０の刃先経路（例えば細めの実線）と交差して空振り動作が生じるので、加工量５０１で示した切粉が発生する。

【0049】

加工量５０１と図１２（Ａ）の加工量２００’とを比べると、加工量５０１の長さが加工量２００’の２／３程度に短くなることが分かる。つまり、振動回数が同じ大きさでも、切粉の長さを短くできれば、主軸１１０（ワークＷ）の回転数Ｒを大きな値に設定可能になる。

【0050】

ところで、上記実施例では、切削工具１３０，２３０の振動回数Ｄ１，Ｄ２を同じ値に設定した例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明は、切削工具１３０の振動回数Ｄ１を例えば１（回／ｒ）とし、切削工具２３０の振動回数Ｄ２を例えば３（回／ｒ）とするような、異なる振動回数に設定してもよい。

【0051】

上記実施例では、切削工具１３０，２３０の送り量に対する振動振幅の比である振幅送り比率Ｑを同じ値に設定した例を挙げて説明したが、切削工具１３０の振幅送り比率Ｑを例えば１とし、切削工具２３０の振幅送り比率Ｑを例えば１．５とするような、異なる振幅送り比率を設定してもよい。例えば、切削工具１３０と切削工具２３０の刃先経路を浅い振幅に設定し、それぞれの切削経路が交差しない場合に、切削工具２３０の刃先経路が深い振幅となるように振幅送り比率Ｑを設定すれば、切削工具１３０の刃先経路は前周を加工した切削工具２３０の刃先経路と交差して空振り動作が生じ、切削工具２３０の刃先経路は前周を加工した切削工具１３０の刃先経路と交差して空振り動作が生じるので、振動回数Ｄ１，Ｄ２および振動の位相が同じまたは近い値であっても切屑を分断しながら切削加工が行える。

【0052】

切削工具１３０，２３０の振動回数Ｄおよび振幅送り比率Ｑを同じ値に設定した場合でも、振動の位相を切削工具１３０と切削工具２３０とで異なるように設定してもよい。上記実施例では、図２を用いて切削工具１３０の刃先経路と切削工具２３０の刃先経路とが、反転した例を説明したが、振動の位相差としては、切削工具１３０の刃先経路が前周を加工した切削工具２３０の刃先経路と交差して空振り動作が生じ、切削工具２３０の刃先経路が前周を加工した切削工具１３０の刃先経路と交差して空振り動作が生じるような振動の位相差であればよく、切削工具１３０および切削工具２３０の設置位置に応じて各切削工具の振動の位相差（例えば、１／４周期や１／８周期ずらす）を設定し、振動の開始タイミングを切削工具１３０および切削工具２３０で個別に制御すればよい。
また、切削工具１３０と切削工具２３０との振動を開始する方向を異ならせることで、振動の位相を制御することができる。例えば切削工具１３０および切削工具２３０を近接した位置に設置した場合、振動を開始する方向を切削工具１３０では、往動方向に設定し、切削工具２３０では、復動方向に設定することで、切削工具１３０の刃先経路と切削工具２３０の刃先経路とをほぼ反転させた状態とすることができ、振動の位相を異ならせることができる。

【0053】

上記実施例では、切削工具１３０，２３０を１８０°対向した位置に配置した例で説明した。しかしながら、本発明はこの例に限定されるものではなく、１８０°以外の位置に設置した場合でも、第１の工具台および第２の工具台の設置位置に基づいて、第１の工具台と第２の工具台の設置位置それぞれの振動回数Ｄ、振幅送り比率Ｑおよび振動の位相の少なくとも一つを振動調整部で調整することにより、上記説明と同様の効果を得ることができる。
また、上記説明では、ワークＷが切削工具１３０，２３０に対して回転し、切削工具１３０，２３０がワークＷに対してＺ軸方向に往復移動する例を挙げて説明した。しかし、本発明は、ワークＷが切削工具１３０，２３０に対して回転し、ワークＷと例えば切削工具１３０が切削工具２３０に対してＺ軸方向に往復移動する場合にも当然に適用される。
また、上記説明では、ワークＷと切削工具との相対的な加工送り方向をワークＷの回転軸線方向（Ｚ軸方向）としてワークＷまたは切削工具を往復移動させた場合について説明したが、加工送り方向をワークＷの径方向（Ｘ軸方向）としてワークＷまたは切削工具を往復させても同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0054】

１００ ・・・ 工作機械
１１０ ・・・ 主軸
１１０Ａ・・・ 主軸台
１２０ ・・・ チャック
１３０ ・・・ 切削工具
１３０Ａ・・・ 第１の工具台
１３１ ・・・ チップ
１５０ ・・・ Ｘ軸方向送り機構
１５１ ・・・ ベース
１６０ ・・・ Ｚ軸方向送り機構
１６１ ・・・ ベース
１８０ ・・・ 制御装置
１８１ ・・・ 制御部
１８２ ・・・ 入力部
１８３ ・・・ 記憶部
１９０ ・・・ モータ制御部
１９１ ・・・ 振動調整部
１９２ ・・・ 第１工具台用データ
１９３ ・・・ 第２工具台用データ
２３０ ・・・ 切削工具
２３０Ａ・・・ 第２の工具台
２３１ ・・・ チップ
２５０ ・・・ Ｘ軸方向送り機構
２５１ ・・・ ベース
２６０ ・・・ Ｚ軸方向送り機構
２６１ ・・・ ベース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】