特許 7460763 ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置及び数値制御方法

(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】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置及び数値制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4093 20060101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4093 E

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022519625

(86)(22)【出願日】2021-05-06

(86)【国際出願番号】 JP2021017417

(87)【国際公開番号】W WO2021225148

(87)【国際公開日】2021-11-11

【審査請求日】2022-12-19

(31)【優先権主張番号】P 2020082749

(32)【優先日】2020-05-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 佳之

【審査官】尾形 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－３４２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０４０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１５７４５６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２－１９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置であって、
加工プログラムに基づいて加工装置に対する加工指令を行う主制御部と、
前記加工プログラムを先読みする加工プログラム読出部と、
前記内面加工の終了後の前記加工工具の移動経路を設定する工具移動経路設定部と、
を備え、
前記工具移動経路設定部は、
先読みした前記加工プログラムに基づいて、前記内面加工の終了後の前記加工工具の前記凹部に対する退避位置を設定する工具退避位置設定部と、
前記内面加工の終了時における前記加工工具に取り付けられた刃先の停止角度を、前記退避位置から前記加工工具が移動する移動方向に基づいて設定する刃先停止角度設定部と、
前記内面加工の終了時における前記加工工具の停止位置から前記退避位置までの退避経路を設定する工具退避経路設定部と、
を含み、
前記停止角度は、前記刃先の先端が向く方向が、前記移動方向と同一方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲内となるように設定されている
数値制御装置。

【請求項2】

前記停止角度は、前記刃先の先端が向く方向が、前記移動方向と同一直線上で反対方向となる角度に設定されている
請求項１に記載の数値制御装置。

【請求項3】

前記退避経路は、前記停止位置から前記加工工具の回転軸を平行移動させる方向への第１退避経路と、前記退避位置に向かう第２退避経路と、をさらに含む
請求項１又は２に記載の数値制御装置。

【請求項4】

前記平行移動の移動量は、加工された前記凹部の形状に対応して決定される
請求項３に記載の数値制御装置。

【請求項5】

前記ワークには、予め複数の凹部が形成されており、前記移動方向は、前記内面加工が終了した凹部における退避点と次に加工される凹部の加工開始点とを結ぶ方向として設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の数値制御装置。

【請求項6】

前記凹部は複数のワークに予め形成されており、前記移動方向は、前記内面加工が終了した凹部における退避点と次に加工される凹部の加工開始点とを結ぶ方向として設定される
請求項１～４のいずれか１項に記載の数値制御装置。

【請求項7】

ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法であって、
加工プログラムを先読みして、前記内面加工の終了後の前記加工工具の移動経路を設定する工具移動経路設定動作を含み、
前記工具移動経路設定動作は、
先読みした前記加工プログラムに基づいて、前記内面加工の終了後の前記加工工具の前記凹部に対する退避位置を設定するステップと、
前記内面加工の終了時における前記加工工具に取り付けられた刃先の停止角度を、前記退避位置から前記加工工具が移動する移動方向に基づいて設定するステップと、
前記内面加工の終了時における前記加工工具の停止位置から前記退避位置までの退避経路を設定するステップと、
をさらに含み、
前記停止角度は、前記刃先の先端が向く方向が、前記移動方向と同一方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲内となるように設定されている
数値制御方法。

【請求項8】

前記停止角度は、前記刃先の先端が向く方向が、前記移動方向と同一直線上で反対方向となる角度に設定されている
請求項７に記載の数値制御方法。

【請求項9】

前記退避経路は、前記停止位置から前記加工工具の回転軸を平行移動させる方向への第１退避経路と、前記退避位置に向かう第２退避経路と、をさらに含む
請求項７又は８に記載の数値制御方法。

【請求項10】

前記平行移動の移動量は、加工された前記凹部の形状に対応して決定される
請求項９に記載の数値制御方法。

【請求項11】

前記ワークには、予め複数の凹部が形成されており、前記移動方向は、前記内面加工が終了した凹部における退避点と次に加工される凹部の加工開始点とを結ぶ方向として設定される
請求項７～１０のいずれか１項に記載の数値制御方法。

【請求項12】

前記凹部は複数のワークに予め形成されており、前記移動方向は、前記内面加工が終了した凹部における退避点と次に加工される凹部の加工開始点とを結ぶ方向として設定される
請求項７～１０のいずれか１項に記載の数値制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置及び数値制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークの機械加工において、当該ワークに予め形成された凹部（例えば、穴加工や溝加工のための下穴）の内面を所定の形状に加工する内面加工が行われることがある。このような内面加工としては、ボーリング加工（中ぐり加工）等の手法が知られている。

【0003】

このような凹部への内面加工を終了した工具を次の指令点に向けて移動させる制御を行う場合、加工装置の制御装置は、内面加工が終了した凹部から加工工具をいったん退避させた後、上記した指令点に向けた経路に沿って加工工具とワークとの相対移動を制御している。このような加工として、ワークの複数個所に形成された凹部を結ぶ連続的な加工経路に沿って加工工具とワークとの相対移動を制御するような場合が例示できるが、このとき、加工終了後の凹部から次に加工される凹部への加工プログラム上の指令点は、２つの凹部の中心あるいは重心を結ぶ直線的に構成されるのが一般的である。

【0004】

こうした内面加工の一例として、特許文献１には、ワークを切削する回転工具を保持した工具ヘッドと、ワークを支持するテーブルと、工具ヘッドに切削方向への送りを付与する送り手段と、ワークの基準面からの目標切り込み量を設定する手段と、工具ヘッドを目標切り込み量に達する手前の位置まで送るための仮切削位置を設定する手段と、一対のセンサを有し、ワークの基準面と回転工具によって仮切削された切削面とにそれぞれ接触してそれらの位置を検出し、両位置の差をもってワークの基準面からの切り込み量を測定する測定手段と、この測定手段により測定された仮切削による切り込み量を目標切り込み量から差し引いて残りの切り込み量を算出する算出手段と、工具ヘッドを仮切削位置まで送る仮切削を行わせるとともに、その後、工具ヘッドをこの仮切削により切削された切削面の位置に算出された残りの切り込み量を加えた最終切削位置まで送る最終切削を行わせるように送り手段を制御する制御手段とを備えた一定深さ加工装置及び加工方法が開示されている。これにより、ワークを基準面からの切り込み量の誤差がほとんど生じることなく高精度に切削することができるとされている。

【0005】

また、特許文献２には、ワークに形成された穴に対して中ぐり加工を行うワーク加工方法であって、穴の内周面に対してバニッシュツールにより粗加工を行う第１のステップと、粗加工後の穴の内周面に対してバイトにより切削加工を行う第２のステップと、切削加工後の穴の内周面に対してバニッシュツールにより仕上加工を行う第３のステップと、を有することを特徴とするワーク加工方法及び当該加工を行う加工装置が開示されている。
これにより、ワークの穴の内周面に対して、第２のステップでの切削加工後、第３のステップでバニッシュ加工を行う際、切削抵抗による穴の変形を抑えつつ、該バニッシュ加工を行うことで、なだらかな表面を形成することが可能となるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平８－１７４３２０号公報

【文献】特開２０１８－５１７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、通常の数値制御装置によるワークに形成された凹部の内面加工においては、当該内面加工を行う加工装置にワークの保持及び加工工具の移動に対する加工原点及び基準軸（例えばＸＹＺの３軸）が設定されており、ワークと加工工具との相対移動は、これらの加工原点や基準軸に基づいて実行される。このとき、内面加工の加工プログラムにおいて、加工指令の記述を簡略化するために、１つの凹部（下穴）に対する内面加工が終了する際の加工工具の停止位置あるいは停止方向を、常に同一方向（例えば、常にＸ方向あるいは常に加工工具のプログラム原点に向く方向等）となるように設定する場合がある。

【0008】

しかしながら、内面加工の終了後に加工工具を凹部から退避して所定の移動方向に移動する際に、加工工具の停止位置あるいは停止方向を常に同一方向とすると、加工工具が加工後の凹部から退避する「逃げ動作」において次の指示点への移動経路と同一のベクトル成分を含まない方向に加工工具を動かさなければならない事象が生じる。このため、凹部への内面加工を制御する場合、加工後の加工工具の移動経路が増加することにより、結果として加工プログラム全体での加工工具の移動経路が増大してしまうという問題があった。

【0009】

このような経緯から、ワークに予め形成された凹部の内面加工を実行する際に、当該内面加工の終了後の加工工具の移動経路が増大するのを避けることができる数値制御装置及び数値制御方法が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置は、加工プログラムに基づいて加工装置に対する加工指令を行う主制御部と、加工プログラムを先読みする加工プログラム読出部と、内面加工の終了後の加工工具の移動経路を設定する工具移動経路設定部と、を備え、当該工具移動経路設定部は、先読みした加工プログラムに基づいて、内面加工の終了後の加工工具の凹部に対する退避位置を設定する工具退避位置設定部と、内面加工の終了時における加工工具に取り付けられた刃先の停止角度を、上記退避位置から加工工具が移動する移動方向に基づいて設定する刃先停止角度設定部と、内面加工の終了時における加工工具の停止位置から退避位置までの退避経路を設定する工具退避経路設定部と、を含み、上記停止角度は、刃先の先端が向く方向が、加工工具の移動方向と同一方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲内となるように設定されている。

【0011】

また、本発明の一態様による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法は、加工プログラムを先読みして、内面加工の終了後の加工工具の移動経路を設定する工具移動経路設定動作を含み、当該工具移動経路設定動作は、先読みした加工プログラムに基づいて、内面加工の終了後の加工工具の凹部に対する退避位置を設定するステップと、内面加工の終了時における加工工具に取り付けられた刃先の停止角度を、上記退避位置から加工工具が移動する移動方向に基づいて設定するステップと、内面加工の終了時における加工工具の停止位置から退避位置までの退避経路を設定するステップと、をさらに含み、上記停止角度は、刃先の先端が向く方向が、加工工具の移動方向と同一方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲内となるように設定されている。

【発明の効果】

【0012】

上記した本発明の一態様によれば、先読みした加工プログラムに基づいて、内面加工の終了後の加工工具の凹部に対する退避位置を設定する動作と、内面加工の終了時における加工工具に取り付けられた刃先の停止角度を、上記退避位置から加工工具が移動する移動方向に基づいて設定する動作と、内面加工の終了時における加工工具の停止位置から退避位置までの退避経路を設定する動作と、を実行し、その際の停止角度として、刃先の先端が向く方向が、加工工具の移動方向と同一方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲内となるように設定されていることにより、ワークに予め形成された凹部の内面加工を実行する際に、当該内面加工の終了後の加工工具の移動経路が増大するのを避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置とその周辺装置との関連を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。

【図3A】図２のＡ１－Ａ１断面による部分断面図である。

【図3B】図２のＡ１－Ａ１断面による部分断面図である。

【図4】第１の実施形態による、数値制御装置が実行する加工工具の凹部からの退避動作における工具停止角度と工具退避経路を特定するフローの一例を示すフローチャートである。

【図5A】第２の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。

【図5B】第２の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。

【図6A】第３の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。

【図6B】第３の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の代表的な一例による、複数の凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置及び数値制御方法の実施形態を図面と共に説明する。

【0015】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の代表的な一例である、第１の実施形態によるワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御装置とその周辺装置との関連を示すブロック図である。また、図２は、第１の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。さらに、図３Ａ及び図３Ｂは、図２のＡ１－Ａ１断面による部分断面図である。

【0016】

ここで、本願明細書における「内面加工」とは、ワークＷに予め加工された穴又は溝（これらを単に「下穴」と称する）の内面をさらに切削あるいは仕上げ加工する技術を含むものであり、ボーリング加工等の上面視で回転する加工工具から周方向に突出した刃先が凹部の内面に接触しかつ回転主軸の中心が動かない加工技術が例示できる。また、本願明細書において、凹部への内面加工を行うための加工プログラムには、加工工具がその一連の加工の前後で加工装置１０の加工原点あるいは所定の指定点（例えば、図２に示す開始点ＳＰ１と終了点ＳＰ２）に位置する（戻る）動作を含むものとする。

【0017】

図１に示すように、数値制御装置１００は、その一例として、外部記憶装置２０に蓄積されている加工プログラムに基づいて加工装置（制御対象物）１０に対する加工指令を行う主制御部１１０と、外部記憶装置２０から加工プログラムを先読みする加工プログラム読出部１２０と、ワークＷに形成された凹部Ｈ１に対する加工前後での加工工具１４の移動経路を設定する工具移動経路設定部１３０と、を備える。数値制御装置１００は、加工装置１０あるいは外部記憶装置２０と有線又は通信回線等を介して相互に通信可能に接続され、加工装置１０に各種の制御指令を発するとともに、当該加工装置１０に取り付けられた各種センサ（図示せず）からの検出信号を受信可能に構成されている。なお、数値制御装置１００は、図示しない各種の入力装置や表示装置等の付属機器と接続され、あるいはこれらを含む構成としても良い。

【0018】

ここで、加工装置１０は、上記した「内面加工」を行うことができるものであれば、その構成を問うものではないが、その一例として、ワークＷを保持する加工テーブルと、回転部材１２を保持して回転させるスピンドル等の回転機構を備えた構成が適用できる。そして、加工装置１０は、数値制御装置１００からの制御指令信号に基づいて、加工テーブルあるいは回転機構の位置を数値制御することにより、内面加工の加工動作及び加工工具の退避動作を含む工具移動動作を実行する。

【0019】

また、図２に示すように、加工工具１４は、略円柱状あるいは略円筒状の回転部材１２の下端部に刃先１４ａが放射状に突出する態様で取り付けられており、当該回転部材１２の回転に伴ってその外周を公転する。そして、回転部材１２は加工装置１０のスピンドル等の回転機構（図示せず）に取り付けられており、ワークＷに対して３次元の相対移動を行うことができるように構成されている。これにより、回転する加工工具１４の刃先１４ａがワークＷに形成された凹部Ｈの内面Ｈａに接触して内面加工を実施する。

【0020】

主制御部１１０は、制御対象物１０に対して動作指令信号を発する手段であって、その一例として、後述する加工プログラム読出部１２０で読み出された加工プログラムのブロックと工具移動経路設定部１３０で生成された加工工具１４の移動指令とを組み合わせて、加工装置１０に発信される制御指令信号を生成する機能や、加工装置１０に設けられた各種センサ（図示せず）からの検出信号を受信してその検出値に応じて制御指令信号を修正する機能等を含む。また、主制御部１１０は、必要に応じて外部記憶装置２０に保存された制御プログラムを追加あるいは修正する機能を含んでもよい。

【0021】

加工プログラム読出部１２０は、その一例として、外部記憶装置２０から加工プログラムのブロックを逐次先読みして解析することにより、当該先読みした加工プログラムのブロックにどのような制御指令が含まれているかを判別する機能と、先読みした加工プログラムのブロックを一時的に記憶・保存する機能と、を含む。そして、加工プログラム読出部１２０は、先読みした加工プログラムのブロックに加工終了指令が含まれない場合、そのブロックを主制御部１１０に送るとともに、加工終了指令が含まれる場合は、それ以降に読み出したブロックを主制御部１１０と並行して後述する工具移動経路設定部１３０に送る。

【0022】

工具移動経路設定部１３０は、加工プログラム読出部１２０から受け取った加工プログラムのブロックに基づいて、内面加工の終了後の加工工具１４の凹部Ｈに対する退避位置Ｐ２（図３Ｂ参照）を設定する工具退避位置設定部１３２と、内面加工の終了時における加工工具１４に取り付けられた刃先１４ａの停止角度を、上記退避位置Ｐ２から加工工具１４が次に移動する移動方向ＭＤ２に基づいて設定する刃先停止角度設定部１３４と、内面加工の終了時における加工工具１４の停止位置Ｐ１から退避位置Ｐ２までの退避経路ＥＲを設定する工具退避経路設定部１３６と、を含む。また、工具移動経路設定部１３０は、加工プログラム読出部１２０で先読みされた加工プログラムのブロックが加工終了指令であると判別された場合に、当該加工終了指令以降のブロック群を受け取り、当該ブロック群を一時的に蓄積する機能を備えている。ここで、図２に示すように、移動方向ＭＤ２は、その一例として、上述したとおり加工プログラムに含まれている、加工の前後で加工工具１４が加工装置１０における加工工具のプログラム原点あるいは所定の指定点（図２の符号ＳＰ２参照）に位置する（戻る）動作による加工工具１４の移動する方向を意味する。

【0023】

工具退避位置設定部１３２は、上記のとおり一時的に蓄積された加工プログラムのブロック群に含まれる制御指令を解析し、現在加工している凹部Ｈから加工後に加工工具１４が指定点ＳＰ２に移動する際の移動開始位置（退避位置Ｐ２）を特定してその代表点を設定する。このとき、図２に示すように、退避位置Ｐ２を示す代表点としては、その一例として、例えば、加工工具１４を取り付けた回転部材１２の下端部における回転中心ＣＰが位置する退避点ＥＰを用いることができる。

【0024】

刃先停止角度設定部１３４は、加工プログラムに含まれる加工終了指令に伴って、例えば加工中の凹部Ｈ１で回転部材１２の回転を停止して加工工具１４の「逃げ動作」を実行する際に、当該加工工具１４の先端に取り付けた刃先１４ａの停止時に向く角度（停止角度）を設定する機能を有する。ここで、刃先１４ａの「停止角度」は、その一例として、回転部材１２の回転軸（図２における回転中心ＣＰを通る軸）に直交する平面において、所定の軸方向（例えばワークＷを保持するテーブルのＸ方向等）を基準軸とし、当該基準軸に対して０°～３６０°の間での絶対角度として定義できる。

【0025】

本願発明において、上記のように定義した刃先１４ａの停止角度は、例えば図２において、刃先１４ａの先端が向く方向ＴＤが、凹部Ｈから上記した移動方向ＭＤ２と同一方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲ＳＲ内となるように設定されている。その一例として、図２に示す具体例において、停止範囲ＳＲは、移動方向ＭＤに対して回転部材１２の円周方向に直交する１８０°の範囲となるように設定される。これにより、図３Ｂに示すように、内面加工の終了後に回転部材１２に取り付けられた加工工具１４の刃先１４ａが凹部Ｈの内面Ｈａから離れる際に、移動方向ＭＤ２と同一のベクトル成分を有する方向（すなわち、移動方向ＭＤ２と逆行しない方向）に常に退避動作することとなるため、加工工具１４の移動経路が増大することがない。

【0026】

なお、図２に示すように、上記した停止角度は、刃先１４ａの先端が向く方向ＴＤが、移動方向ＭＤ２と同一直線上で反対方向となる角度に設定されるのが好ましい。これにより、刃先１４ａの停止角度を、移動方向ＭＤ２を基準として平易に設定できるため、追加的な演算を必要とせず、またプログラム作成者の負担を軽減することも可能となる。

【0027】

工具退避経路設定部１３６は、図３Ｂに示すように、例えば凹部Ｈで内面加工が終了したときの加工工具１４の停止位置Ｐ１から、工具退避位置設定部１３２で設定した退避位置Ｐ２に向けて回転部材１２及び加工工具１４を退避させる退避経路ＥＲを作成して設定する機能を有する。その一例として、図３Ｂに示す具体例では、退避経路ＥＲは、停止位置Ｐ１における回転中心ＣＰと退避位置Ｐ２における退避点ＥＰとを直線的に結ぶ線として設定される。

【0028】

これらの処理の後、工具移動経路設定部１３０は、工具退避経路設定部１３６で設定した退避経路ＥＲによる退避動作を含む凹部Ｈから指定点（終了点）ＳＰ２までの移動経路を工具移動経路設定動作として決定し、その動作情報を主制御部１１０に送る。そして、当該動作情報を受けた主制御部１１０は、当該移動経路に対応する加工工具１４の移動指令を生成し、加工装置１０に発信することにより、加工装置１０の制御を実行する。

【0029】

図４は、第１の実施形態による、数値制御装置が実行する加工工具の凹部からの退避動作における工具停止角度と工具退避経路を特定するフローの一例を示すフローチャートである。ここで、図４に示すフローチャートは、主制御部１１０における加工指令動作と並行して実施可能なものであって、その一例として、主制御部１１０が実行する加工装置１０への加工制御指令において加工プログラム読出部１２０が加工終了指令のブロックを判別した場合に、凹部への内面加工指令と並行して実行されるものであってもよい。

【0030】

図４に示すように、第１の実施形態による加工工具１４の工具退避経路を特定する動作では、工具移動経路設定部１３０は、加工プログラム読出部１２０で先読みされた加工プログラムのブロックを受け取り（ステップＳ１）、一時的に蓄積する（ステップＳ２）。
続いて、工具退避位置設定部１３２において、現時点で蓄積されている加工プログラムのブロック群から、現在内面加工している凹部から次に加工工具１４が移動する指示点ＳＰ２への移動方向ＭＤ２を特定する（ステップＳ３）。

【0031】

ここで、工具退避位置設定部１３２において、移動方向ＭＤ２を特定できたかどうかを判別する（ステップＳ４）。そして、ステップＳ４で移動方向ＭＤ２が特定できたと判別された場合、当該特定された移動方向ＭＤ２に基づいて現在加工している凹部に対する工具退避位置Ｐ２（あるいは退避点ＥＰ）を特定する（ステップＳ５）。

【0032】

このとき、退避点ＥＰは、その一例として、例えば、指定点への移動方向に対する同一直線上において、現在加工している凹部上（例えば凹部Ｈ）に加工工具１４の形状を投影した際の回転中心ＣＰが一致する位置から選択される。一方、ステップＳ４で移動方向ＭＤ２が特定できたと判別されなかった場合、ステップＳ１に戻って加工プログラムのブロックの先読みと蓄積を再実行する。

【0033】

次に、刃先停止角度設定部１３４が、現在内面加工している凹部の加工終了時点での、加工工具１４の刃先１４ａの刃先停止角度を設定する（ステップＳ６）。このとき、刃先停止角度は、従来と同様に予め加工プログラムで規定しておいても良いし、あるいは各種加工条件を用いた演算式を用いて算出しても良い。

【0034】

続いて、刃先停止角度設定部１３４は、ステップＳ６で設定した刃先停止角度が、上記した所定の停止範囲（図２の符号ＳＲ）内にあるかどうかを判別する（ステップＳ７）。
ステップＳ７において、設定した刃先停止角度が停止範囲ＳＲ内にあると判別された場合、刃先停止角度は適正であるとして、以後のステップに進む。

【0035】

一方、ステップＳ７において、設定した刃先停止角度が停止範囲ＳＲ外であると判別された場合、刃先停止角度が適正ではないとして、ステップＳ６に戻り、刃先停止角度の再設定を行う。この一連の動作により、本願発明の特徴の１つである内面加工終了時の刃先停止角度を所定の停止範囲内に設定することができる。

【0036】

次に、工具退避経路設定部１３６が、図３Ｂに示した加工工具１４の停止位置Ｐ１から退避位置Ｐ２に至る退避経路ＥＲを特定し（ステップＳ８）、工具移動経路設定部１３０が、ステップＳ８で特定した退避経路ＥＲによる退避動作を含む工具移動経路設定動作の動作情報を主制御部１１０に送り（ステップＳ９）、ルーチンを終了する。そして、主制御部１１０は、当該工具移動経路設定動作の動作情報に基づいて工具移動動作を実行する。

【0037】

上記した構成及び動作により、本願の第１の実施形態による数値制御装置及び数値制御方法は、先読みした加工プログラムに基づいて、内面加工の終了後の加工工具の凹部に対する退避位置を設定する動作と、内面加工の終了時における加工工具に取り付けられた刃先の停止角度を、上記退避位置から加工工具が移動する移動方向に基づいて設定する動作と、内面加工の終了時における加工工具の停止位置から退避位置までの退避経路を設定する動作と、を実行し、その際の停止角度として、刃先の先端が向く方向が、加工工具の移動方向と同一方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲内となるように設定されていることにより、ワークに予め形成された凹部の内面加工を実行する際に、当該内面加工終了後の加工工具の移動経路が増大するのを避けることができる。

【0038】

＜第２の実施形態＞
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の別の一例である、第２の実施形態によるワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。なお、第２の実施形態においては、図１で示したブロック図や図４で示したフローチャート等において、第１の実施形態と同一あるいは共通の構成を採用し得るものについては、同一の符号を付してこれらの繰り返しの説明は省略する。

【0039】

第２の実施形態においては、ワークに予め複数個形成された凹部について、これらを連続的に内面加工する場合の加工工具の移動を制御する場合を例示する。なお、「複数の凹部」としては、１つのワークＷに複数個の下穴が形成された場合、あるいは凹部Ｈ１が形成された複数のワークＷが加工装置に配置された場合のいずれをも含み得るものとする。

【0040】

第２の実施形態において、工具移動経路設定部１３０は、図５ＢのＡ２－Ａ２断面による部分断面図に示すように、１つの凹部Ｈ１に対する内面加工が終了した加工工具１４の停止位置Ｐ１から次に加工される凹部Ｈ２の加工開始位置Ｐ３に至るまでの移動経路を設定する。このとき、第１の実施形態で示した「加工工具が次に移動する移動方向」は、例えば、内面加工が終了した凹部における退避点と次に加工される凹部の加工開始点とを結ぶ線の方向（図５Ａ及び図５Ｂの符号ＭＤ）として与えられる。

【0041】

工具退避位置設定部１３２は、上記のとおり一時的に蓄積された加工プログラムのブロック群に含まれる制御指令を解析し、今まで加工していた凹部Ｈ１から次に加工される凹部Ｈ２に加工工具１４を移動させる際の移動開始位置（退避位置Ｐ２）を特定してその代表点を設定する。このとき、図５Ｂに示すように、退避位置Ｐ２を示す代表点としては、その一例として、加工工具１４を取り付けた回転部材１２の下端部における回転中心ＣＰが位置する退避点ＥＰが用いられる。

【0042】

刃先停止角度設定部１３４は、加工プログラムに含まれる加工終了指令に伴って、第１の実施形態の場合と同様に、加工工具１４の先端に取り付けた刃先１４ａの停止時に向く角度（停止角度）を設定する。ここで、第２の実施形態において、刃先１４ａの停止角度は、刃先１４ａの先端が向く方向ＴＤが、凹部Ｈ１から次に加工される凹部Ｈ２に向かう移動方向ＭＤと同軸方向への移動ベクトル成分を有しないように定義された停止範囲ＳＲ内となるように設定されている。

【0043】

これにより、図５Ｂに示すように、内面加工の終了後に回転部材１２に取り付けられた加工工具１４の刃先１４ａが凹部Ｈ１の内面Ｈ１ａから離れる際に、移動方向ＭＤと同一のベクトル成分を有する方向（すなわち、移動方向ＭＤと逆行しない方向）に常に退避動作することとなるため、加工工具１４の移動経路が増大することがない。なお、第１の実施形態の場合と同様に、上記した停止角度は、刃先１４ａの先端が向く方向ＴＤが、移動方向ＭＤと同一直線上で反対方向となる角度に設定されるのが好ましい。

【0044】

工具退避経路設定部１３６は、図５Ｂに示すように、例えば凹部Ｈ１で内面加工が終了したときの加工工具１４の停止位置Ｐ１から、工具退避位置設定部１３２で設定した退避位置Ｐ２に向けて回転部材１２及び加工工具１４を退避させる退避経路ＥＲを作成して設定する機能を有する。その一例として、図５Ｂに示す具体例では、退避経路ＥＲは、停止位置Ｐ１における回転中心ＣＰと退避位置Ｐ２における退避点ＥＰとを直線的に結ぶ線として設定される。

【0045】

これらの処理の後、工具移動経路設定部１３０は、第１の実施形態の場合と同様に、工具退避経路設定部１３６で設定した退避経路ＥＲによる退避動作を含む凹部Ｈ１から凹部Ｈ２までの移動経路を凹部間の工具移動経路設定動作として決定し、その動作情報を主制御部１１０に送る。そして、当該動作情報を受けた主制御部１１０は、当該工具移動経路設定動作に対応する加工工具１４の移動指令を生成し、加工装置１０に発信することにより、加工装置１０の制御を実行する。

【0046】

このような動作を実行することにより、第２の実施形態においては、第１の実施形態による数値制御装置及び数値制御方法で得られた効果に加えて、複数の凹部の間を連続的に内面加工していくような一連の加工工具の移動動作を制御することが可能となる。なお、１つの凹部（例えば凹部Ｈ１）の内面加工後の加工工具の移動方向ＭＤは、次に加工される凹部（例えばＨ２）に向かう方向としてその都度規定されることになるため、一連の加工プログラムによる加工制御を停止することなく、かつプログラム作成者の負荷を増加させることなく、加工工具の移動制御を実行することができる。

【0047】

＜第３の実施形態＞
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明のさらに別の一例である、第３の実施形態による、ワークに予め形成された凹部に内面加工する加工工具の移動を制御する数値制御方法におけるワークと加工工具との相対移動の概要を示す図である。なお、第３の実施形態においても、図１で示したブロック図や図４で示したフローチャート等において、第１の実施形態と同一あるいは共通の構成を採用し得るものについては、同一の符号を付してこれらの繰り返しの説明は省略する。

【0048】

第３の実施形態においては、工具退避経路設定部１３６が設定する退避経路ＥＲが、内面加工終了時の停止位置Ｐ１ａから加工工具１４を取り付けた回転部材１２の回転軸を所定距離Ｄだけ平行移動した離間位置Ｐ１ｂまでの第１退避経路ＥＲ１と、この離間位置Ｐ１ｂから退避位置Ｐ２に至る第２退避経路ＥＲ２と、からなるように構成される。このとき、所定距離Ｄは、現在実施している加工プログラムや過去の加工プログラムの引数を用いる場合、加工工具１４の回転半径に応じて決定する場合、あるいは制御装置ごとに設定する既定値として決定する場合等が考えられる。また、加工工具１４の平行移動は、刃先１４ａが回転中心ＣＰに向かう方向に行われる。

【0049】

このような動作を実行することにより、第３の実施形態においては、第１の実施形態による数値制御装置及び数値制御方法で得られた効果に加えて、内面加工の終了後にまず加工工具１４を第１退避経路ＥＲ１の経路で凹部Ｈの内面Ｈａから逃がすことができるため、逃げ動作において加工後の凹部Ｈの内面Ｈａに傷を付けてしまうのを確実に避けることが可能となる。なお、図６Ｂに示すように、第１退避経路ＥＲ１による平行移動は、加工工具が次に移動する移動方向ＭＤ２と同一のベクトル成分を含む方向となるように実行されるため、加工工具の移動経路の増大は避けられる。

【0050】

また、図６Ａに示した具体例では、第１退避経路ＥＲ１による平行移動の移動量Ｄとして、停止位置Ｐ１ａでの回転中心ＣＰが退避位置Ｐ２の退避点ＥＰの直下となる位置までの距離となるように例示されているが、第３の実施形態の変形例として、当該移動量Ｄを任意に選択できるように構成してもよい。これにより、例えば凹部Ｈの内面加工において、深さ方向に切込み量が変化することにより、内面Ｈａに凹凸が存在するような場合に、当該凹凸の突出量より大きな平行移動量Ｄを設定して、退避動作時に凹部Ｈの内面Ｈａと加工工具１４との接触を避けることが可能となる。

【0051】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0052】

１０ 加工装置
２０ 外部記憶装置
１００ 数値制御装置
１１０ 主制御部
１２０ 加工プログラム読出部
１３０ 工具移動経路設定部
１３２ 工具退避位置設定部
１３４ 刃先停止角度設定部
１３６ 工具退避経路設定部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】