特許 7703940 加工経路生成装置、加工経路生成方法及びコンピュータプログラム

(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】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】加工経路生成装置、加工経路生成方法及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4097 20060101AFI20250701BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20250701BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20250701BHJP

   B25J 9/10 20060101ALI20250701BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4097 C

B23Q15/00 301J

G05B19/42 H

B25J9/10 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021126250

(22)【出願日】2021-07-30

(65)【公開番号】P2023020721

(43)【公開日】2023-02-09

【審査請求日】2024-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】前田 高志

(72)【発明者】

【氏名】桂川 俊太郎

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２４３９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３１２３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５７９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０１６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２９０２０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４０９３、４０９７、４２

Ｂ２３Ｑ １５／００

Ｂ２４Ｂ ２７／００

Ｂ２５Ｊ ９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを加工する工具を装着し、前記工具における所定軸に対する所定点の位置及び前記工具の前記ワークに対する姿勢を変更可能な加工機の加工経路を生成する加工経路生成装置において、
第一時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第一方向を取得する第一方向取得部と、
第一時点の後に前記工具が移動した時の第二時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第二方向を取得する第二方向取得部と、
前記第一方向及び第二方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの方向の角度変化量を演算する角度変化量演算部と、
前記第一時点における前記工具における所定軸に対する所定点の位置の方向と、前記角度変化量演算部にて演算した前記角度変化量とに基づいて、前記所定軸回りの目標方向を演算する目標方向演算部と、
該目標方向演算部が演算した目標方向と、前記第二時点における前記工具の前記所定軸回りの方向との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの補正角度を演算する第一補正角度演算部と
を備える加工経路生成装置。

【請求項2】

第二時点の後の第三時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第三方向を取得する第三方向取得部と、
前記第一方向及び第三方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの方向の第二角度変化量を演算する第二角度変化量演算部と、
前記第二角度変化量演算部にて演算した前記第二角度変化量に、前記第三時点の前回の時点である前記第二時点において演算した前記補正角度に基づく調整角度を加算する加算部と、
前記第一時点における前記工具における所定軸に対する所定点の位置の方向と、前記加算部の加算結果とに基づいて、前記所定軸回りの目標方向を演算する第二目標方向演算部と、
該第二目標方向演算部が演算した目標方向と、前記第三時点における前記工具の前記所定軸回りの方向との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの補正角度を演算する第二補正角度演算部と、
を備える請求項１に記載の加工経路生成装置。

【請求項3】

前記加算部は、前記補正角度に予め定めた係数を乗算することによって算出される調整角度を、前記第二角度変化量に加算する
請求項２に記載の加工経路生成装置。

【請求項4】

ワークを加工する工具を装着し、前記工具における所定軸に対する所定点の位置及び前記工具の前記ワークに対する姿勢を変更可能な加工機の加工経路を生成する加工経路生成方法において、
第一時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第一方向を取得し、
第一時点の後の第二時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第二方向を取得し、
前記第一方向及び第二方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの方向の角度変化量を演算し、
前記第一時点における前記工具における所定軸に対する所定点の位置の方向と、演算した前記角度変化量とに基づいて、前記所定軸回りの目標方向を演算し、
演算した目標方向と、前記第二時点における前記工具の前記所定軸回りの方向との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの補正角度を演算する
加工経路生成方法。

【請求項5】

ワークを加工する工具を装着し、前記工具における所定軸に対する所定点の位置及び前記工具の前記ワークに対する姿勢を変更可能な加工機の加工経路を生成する加工経路生成装置で実行可能なプログラムにおいて、
第一時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第一方向を取得し、
第一時点の後の第二時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第二方向を取得し、
前記第一方向及び第二方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの方向の角度変化量を演算し、
前記第一時点における前記工具における所定軸に対する所定点の位置の方向と、演算した前記角度変化量とに基づいて、前記所定軸回りの目標方向を演算し、
演算した目標方向と、前記第二時点における前記工具の前記所定軸回りの方向との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸回りの補正角度を演算する
処理を前記加工経路生成装置に実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、ワークを加工する工具の加工経路を生成する加工経路生成装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

工具を保持するロボットハンドと、該ロボットハンドに取り付けた力センサと、制御装置とを備えるロボット装置がある。ロボット装置はワークのバリ取り作業を行う。作業者は、バリ取り作業の前にロボット装置への教示作業を行う。教示作業において、制御装置はワーク上の複数の教示点、各教示点に作用する力の単位ベクトル及びロボットハンドの送り速度等を記憶する。

【0003】

制御装置は記憶した教示点、力の単位ベクトル及び送り速度等に基づき、ロボットハンドを動かす。制御装置は教示点間の補間点を演算し、補間点における力の単位ベクトルを演算し、ワークの形状誤差の有無に拘わらず、ワークに対して一様なバリ取り作業を実現することができる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０８－２４３９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ロボット装置への教示作業では工具の刃をワークに接触させる。しかし、工具をワークの表面に沿って移動させると、工具の姿勢によっては工具の刃以外の部分がワークに干渉し、生成するバリ取り作業を実現する加工経路の精度が低くなる。

【0006】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、精度の高いバリ取り作業を実現する加工経路生成装置、加工経路生成方法及びコンピュータプログラム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】

本開示の一実施形態に係る加工経路生成装置は、ワークを加工する工具を装着し、所定軸回りの前記工具の位置を変更可能な加工機の加工経路を生成する加工経路生成装置において、第一時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第一方向を取得する第一方向取得部と、第一時点の後の第二時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第二方向を取得する第二方向取得部と、前記第一方向及び第二方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの方向の角度変化量を演算する角度変化量演算部と、前記第一時点における前記工具の前記所定軸周りの位置と、前記角度変化量演算部にて演算した前記角度変化量とに基づいて、前記所定軸周りの目標方向を演算する目標方向演算部と、該目標方向演算部が演算した目標方向と、前記第二時点における前記工具の前記所定軸周りの方向との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの補正角度を演算する第一補正角度演算部とを備える。

【0008】

本開示においては、工具をワークの表面に沿って移動させるごとに工具の姿勢を自動で制御するので、工具の刃以外の部分がワークに干渉することを防ぎ、精度の高いバリ取り作業を実現する加工経路を生成できる。

【0009】

本開示の一実施形態に係る加工経路生成装置は、第二時点の後の第三時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第三方向を取得する第三方向取得部と、前記第一方向及び第三方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの方向の第二角度変化量を演算する第二角度変化量演算部と、前記第二角度変化量演算部にて演算した前記第二角度変化量に、前記第一補正角度演算部にて演算した補正角度に基づく調整角度を加算する加算部と、前記第一時点における前記工具の前記所定軸周りの位置と、前記加算部の加算結果とに基づいて、前記所定軸周りの目標方向を演算する第二目標方向演算部と、該第二目標方向演算部が演算した目標方向と、前記第三時点における前記工具の前記所定軸周りの方向との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの補正角度を演算する第二補正角度演算部とを備える。

【0010】

本開示においては、工具をワークの表面に沿って移動を連続的に行いながら工具の姿勢を自動で制御する際において、工具移動に対する工具回転の遅延による、工具がワークに付与する力の方向と工具の所定軸回りの方向とのずれを抑制する。

【0011】

本開示の一実施形態に係る加工経路生成方法は、前記調整角度は、前記補正角度に予め定めた係数を乗算することによって算出される

【0012】

本開示においては、工具がワークに付与する力の方向と工具の所定軸回りの方向とのずれを高い精度で抑制することが出来る。

【0013】

本開示の一実施形態に係る加工経路生成方法は、ワークを加工する工具を装着し、所定軸回りの前記工具の位置を変更可能な加工機の加工経路を生成する加工経路生成方法において、第一時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第一方向を取得し、第一時点の後に前記工具が移動した時の第二時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第二方向を取得し、前記第一方向及び第二方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの位置の角度変化量を演算し、前記第一時点における前記工具の前記所定軸周りの位置と、演算した前記角度変化量とに基づいて、前記所定軸周りの目標方向を演算し、演算した目標方向と、前記第二時点における前記工具の前記所定軸周りの位置との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの補正角度を演算する。

【0014】

本開示においては、工具をワークの表面に沿って移動させるごとに工具の姿勢を自動で制御するので、工具の刃以外の部分がワークに干渉することを防ぎ、精度の高いバリ取り作業を実現する加工経路を生成できる。

【0015】

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、ワークを加工する工具を装着し所定軸回りの、前記工具の位置を変更可能な加工機の加工経路を生成する加工経路生成装置で実行可能なプログラムにおいて、第一時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第一方向を取得し、第一時点の後の第二時点にて前記工具が前記ワークに付与する力の方向である第二方向を取得し、前記第一方向及び第二方向の差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの位置の角度変化量を演算し、前記第一時点における前記工具の前記所定軸周りの位置と、演算した前記角度変化量とに基づいて、前記所定軸周りの目標方向を演算し、演算した目標方向と、前記第二時点における前記工具の前記所定軸周りの位置との差分に基づいて、前記工具の前記所定軸周りの補正角度を演算する処理を前記加工経路生成装置に実行させる。

【0016】

本開示においては、工具をワークの表面に沿って移動させるごとに工具の姿勢を自動で制御するので、工具の刃以外の部分がワークに干渉することを防ぎ、精度の高いバリ取り作業を実現する加工経路を生成できる。

【発明の効果】

【0017】

本開示の一実施形態に係る加工経路生成装置、加工経路生成方法及びコンピュータプログラムにあっては、適切にバリ取り作業を実現する加工経路を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】工作機械の外観斜視図である。

【図2】カバー内の工作機械の略示斜視図である。

【図3】主軸ユニットの縦断面図である。

【図4】制御装置及び力覚センサ等を示すブロック図である。

【図5】マスターワークの略示平面図である。

【図6】工具が開始点に接触したマスターワークの略示部分拡大平面図である。

【図7】工具がマスターワークに非接触な状態の略示部分拡大平面図である。

【図8】工具移動制御処理を説明するフローチャートである。

【図9】状態０における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。

【図10】状態１における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。

【図11】状態２における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。

【図12】状態３における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。

【図13】状態４における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。

【図14】実施形態１に係る工具回転制御処理を説明するフローチャートである。

【図15】工具がマスターワークに接する際の略示断面図である。

【図16】実施形態２に係る、状態ｋ、状態ｋ＋１及び状態ｋ＋２における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。

【図17】実施形態２に係る工具回転制御処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（実施形態１）
以下本発明を実施形態１に係る工作機械及び加工経路生成装置を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図に示す上下前後左右を使用する。左右方向はＸ方向に対応し、前後方向はＹ方向に対応し、上下方向はＺ方向に対応する。図１は工作機械の外観斜視図、図２はカバー内の工作機械の略示斜視図である。

【0020】

工作機械は保持台１を備える。保持台１の上面はワークを保持する。保持台１の周囲にカバー２が設けてある。カバー２は上下に延びた直方体をなし、前面部２ａ、右面部２ｂ、左面部２ｃ、後面部２ｄ及び上面部２ｅを備える。開閉扉３は前面部２ａに設け、透明な窓４は右面部２ｂ及び左面部２ｃに設ける。

【0021】

カバー２の内側に、上下方向に延びた三つの立柱５が設けてある。三つの立柱５は、平面視にて約１２０度の位相間隔を空けて、保持台１の周囲に配置してある。各立柱５の保持台１側の側面に軌道６が設けてある。軌道６は上下方向に延びる。軌道６に移動部７と駆動機構（図示略）を設け、駆動機構はボールねじ機構等で構成する。駆動機構に動力を供給するモータ８は立柱５の上端部に設ける。モータ８の駆動によって、移動部７は軌道６に沿って上下方向に移動する。モータ８は上面部２ｅの上に設け、且つカバー２の外側に位置する。

【0022】

図２に示す如く、上面部２ｅは平面視三角形状の支持板２ｆを備える。支持板２ｆの上にモータ１０及び減速機１１が設けてある。三つの立柱５は支持板２ｆの三つの角部に夫々隣接する。三つの立柱５の上端部は上面部２ｅから上方に突出する。前記上端部と支持板２ｆの角部は連結板９を介して連結する。図１にて、上端部、支持板２ｆ及び連結板９の記載を省略する。

【0023】

保持台１の上側に主軸ユニット２０が配置してある。主軸ユニット２０は、上下に延びたボールスプライン１２を介して減速機１１に連結する。モータ１０の回転は減速機１１で減速後、ボールスプライン１２に伝達する。ボールスプライン１２は軸回りに回転する。

【0024】

主軸ユニット２０は各立柱５に対向する。主軸ユニット２０と移動部７とは、平行な二つのリンク１３で連結する。リンク１３は棒状をなす。二つのリンク１３の一端部は主軸ユニット２０の第一ハウジング２１に回転可能な継手１４を介して連結する。二つのリンク１３の他端部は移動部７に継手１４を介して連結する。継手１４は自在継手等である。三つの移動部７の上下位置を変更して、主軸ユニット２０は上下前後左右に移動する。

【0025】

図３は主軸ユニットの縦断面図である。主軸ユニット２０は円錐台形の第一ハウジング２１を備える。第一ハウジング２１は小径側を上方に向け、大径側を下方に向けて配置する。第一ハウジング２１の下面全体は開口する。第一ハウジング２１の下縁部にリンク１３(図２参照)が連結する。

【0026】

第一ハウジング２１の下面開口に第二ハウジング２２が設けてある。第二ハウジング２２は、内部が空洞の円柱状をなし、上下方向を軸方向にして配置してある。第二ハウジング２２の上縁部は第一ハウジング２１の下縁部内側に配置してある。第二ハウジング２２の上縁部と第一ハウジング２１の下縁部との間にクロスローラベアリング２３が設けてある。クロスローラベアリング２３は第二ハウジング２２を回転可能に支持する。第二ハウジング２２は上下軸回りに回転する。第一ハウジング２１及び第二ハウジング２２の上下方向に延びる中心軸は同じ位置にある。以下、第一ハウジング２１及び第二ハウジング２２の中心軸をＣ軸と称する。Ｃ軸は所定軸に対応する。

【0027】

第二ハウジング２２の周面部の一部が、径方向外側に且つ斜め下向きに突出している。以下、この突出した部分を突出部２２ａと称する。突出部２２ａの下端は開口している。突出部２２ａと第二ハウジング２２の周面部とのなす角は鋭角であり、例えば約３０度である。突出部２２ａの下端に第一アーム４０が設けてある。第一アーム４０は上下に延びる筒状のハウジング４０ａを備える。ハウジング４０ａの上端部は突出部２２ａに連結し、ハウジング４０ａは突出部２２aから斜め下向きに延びる。

【0028】

ハウジング４０ａの下端部側面に開口４１が形成してある。開口４１の周縁部に第二アーム４２が回転可能に連結する。第二アーム４２は、アーム部４３及び支持筒４４を備える。アーム部４３は棒の中央を曲げたような形状を有し、ハウジング４０ａに平行な方向に延びる第一部分４３ａと、第一部分４３ａに交差する方向に延びる第二部分４３ｂとを備える。第一部分４３ａの一端部と第二部分４３ｂの一端部は一体的に連結する。第一部分４３ａの他端部は開口４１の周縁部に、Ａ軸回りに回転可能に連結する。Ａ軸及びＣ軸の内角は９０°未満であり、例えば約６０°である。第二部分４３ｂの他端部に支持筒４４が設けてある。

【0029】

支持筒４４の軸線と、Ｃ軸とが一致するように、支持筒４４は配置してある。支持筒４４にモータ及び主軸（何れも図示略）が収納してある。主軸の下端部に円柱形の工具４５が装着してある。工具４５は支持筒４４から下方に突出し、工具４５の軸線とＣ軸とは一致する。工作機械は、移動部７の移動または第二ハウジング２２のＣ軸回りの回転又は第二アーム４２のＡ軸回りの回転によって作業対象のワークに対する工具４５の軸線の角度を変化させ、工具４５の姿勢を変更することが出来る。工具４５の先端はＣ軸及びＡ軸の交点に位置する。支持筒４４に収納したモータは主軸に動力を供給し、主軸及び工具４５はＣ軸回りに回転する。支持筒４４は力覚センサ４４ａを収納する。力覚センサ４４ａは、工具４５に作用した力の大きさ及び方向を検出する。力覚センサ４４ａの測定方法は限定されず、力覚センサ４４ａとしては、例えば、ひずみゲージ式力覚センサ、圧電式力覚センサ、光学式力覚センサ、又は静電容量式力覚センサ等が挙げられる。

【0030】

第一ハウジング２１は切替機構２８を収納する。第一ハウジング２１及び第二ハウジング２２は、第一伝達機構２６を収納する。第一ハウジング２１、第二ハウジング２２及びハウジング４０ａは第二伝達機構２７を収納する。エアシリンダ５０が第一ハウジング２１の外側に取り付けてある。エアシリンダ５０はロッド（図示略）を有する。

【0031】

ロッドの移動によって切替機構２８はボールスプライン１２の回転の伝達先を第一伝達機構２６又は第二伝達機構２７に切り替える。第一伝達機構２６は、ボールスプライン１２の回転を第二ハウジング２２に伝達する。第二伝達機構２７は第一部分４３ａの他端部に連結する。第二伝達機構２７は、ボールスプライン１２の回転を第二アーム４２に伝達する。なお切替機構２８は第一伝達機構２６及び第二伝達機構２７の何れにも回転を伝達しない中立状態に切り替えることもできる。

【0032】

切替機構２８がボールスプライン１２の回転の伝達先を第一伝達機構２６に切り替えた場合、第二ハウジング２２、第一アーム４０及び第二アーム４２は、Ｃ軸回りに回転する。このとき第二アーム４２はＡ軸回りに回転しない。切替機構２８がボールスプライン１２の回転の伝達先を第二伝達機構２７に切り替えた場合、第二アーム４２は、Ａ軸回りに回転する。このとき第二ハウジング２２、第一アーム４０及び第二アーム４２はＣ軸回りに回転しない。

【0033】

図４は、制御装置６０及び力覚センサ４４ａ等を示すブロック図である。工作機械はモータ８、モータ１０及びエアシリンダ５０等の駆動を制御する制御装置６０を備える。制御装置６０は加工経路生成装置を構成する。制御装置６０は、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、記憶部６３等を備える。記憶部６３は、例えばＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ハードディスク等の書き換え可能な記憶媒体を有する。記憶部６３は、加工経路を生成する加工経路生成プログラム、ワークを加工する加工プログラム、閾値、目標値等を記憶する。持ち運び可能な記憶媒体６３ａ、例えばＣＤ-ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等に記憶した加工経路生成プログラム及び加工プログラム（プログラム製品）を記憶部６３に格納してもよく、ネットワークを介してサーバから各プログラムを記憶部６３に格納してもよい。ＣＰＵ６１は、加工経路生成プログラム及び加工プログラムをＲＡＭ６２に読み込んで加工経路生成処理及び加工プログラムを実行する。

【0034】

力覚センサ４４ａは工具４５に作用した力の方向及び大きさを示す信号を制御装置６０に出力する。モータ８はエンコーダ８ａを有する。エンコーダ８ａはモータ８の回転位置を示す信号を制御装置６０に出力する。モータ１０はエンコーダ１０ａを有する。エンコーダ１０ａはモータ１０の回転位置を示す信号を制御装置６０に出力する。制御装置６０は力覚センサ４４ａ、エンコーダ８ａ及びエンコーダ１０ａからの入力に基づき、加工経路生成処理を実行する。

【0035】

図５は、マスターワーク７０の略示平面図である。なお、本実施例ではＸＹ平面での加工経路生成方法について記述するが、平面を指定することでＸＹ平面に限らず３次元空間上での任意の平面での加工経路生成を行うことができる。加工経路生成処理を行う場合、作業者はマスターワーク７０を保持台１に設置し、加工経路の開始点Ｓ及び終了点Ｅを設定する。作業者は手動で工具４５を操作し、マスターワーク７０の所望の位置に接触させる。ＣＰＵ６１は工具４５が接触した位置、即ち開始点Ｓ及び終了点Ｅの前後左右上下位置を記憶部６３に記憶する。本実施例では開始点Ｓよりも右側に終了点Ｅが設けてある。

【0036】

図６のＰ（ｔ_k ）は時点ｔ_ｋにおける工具４５のマスターワーク７０への接触位置である。Ｖ軸は、時点ｔ_k において、工具４５が接触位置にてマスターワーク７０に付与する力の方向を示す軸である。Ｖ軸はマスターワーク７０側を正側とする。Ｕ軸は、Ｖ軸に直交する軸であって、工具４５が移動する方向を示す軸である。本実施例では、Ｕ軸は略前後方向に延び、工具４５は後方に移動するので、Ｕ軸は後方を正とする。開始点Ｓ、接触位置Ｐ（ｔ_k ）は第一位置に対応する。

【0037】

開始点Ｓにおいて、ＣＰＵ６１は力覚センサ４４ａの検出値に基づき、工具４５がマスターワーク７０の接触位置Ｐ（ｔ_k ）に付与する力ｆ（ｔ_k ）の大きさ及び方向、即ちＶ軸に関する情報を取得する。ＣＰＵ６１は取得した力ｆ（ｔ_k ）の大きさと、目標値ｆ_ｄ（ｔ_k ）との差分を演算する。目標値ｆ_ｄ（ｔ_k ）は記憶部６３に予め記憶してある。目標値ｆ_ｄ（ｔ_k ）はＶ軸方向における力の目標値である。

【0038】

ＣＰＵ６１は、演算した差分に係数κを乗じて、Ｖ軸方向における位置偏差量ΔＰf_d（ｔ_k ）を求める。ＣＰＵ６１は、Ｕ軸方向と同一方向で記憶部６３に予め記憶してある送り量ｎとなるよう位置偏差量ΔＰ_d （ｔ_k ）を求める。例えば、Ｕ軸の単位ベクトルに送り量ｎを乗算して位置偏差量ΔＰ_d （ｔ_k ）を求める。ただし、送り量ｎはＵ軸方向と同一方向でなくてもよい。その場合、Ｖ軸方向における位置偏差量ΔＰf_d（ｔ_k ）にＵ軸方向の成分が含まれ、Ｕ軸方向における位置偏差量ΔＰ_d （ｔ_k ）にＶ軸方向の成分が含まれることになる。前述した他軸の成分を含む位置偏差量（ΔＰf_d（ｔ_k ）_、ΔＰ_d （ｔ_k ））に対して該他軸の成分を削除したものがＶ軸方向誤差Ｆ_err 、Ｕ軸方向誤差Ｐ_err である。なお、第一位置Ｐ（ｔ_k ）から位置偏差量ΔＰ_d （ｔ_k ）移動した位置が第二位置に対応する。Ｕ軸方向における位置偏差量ΔＰ_d （ｔ_k ）は、工具４５が開始点Ｓ、即ち現在位置から次の位置に向かう場合におけるＵ軸方向の移動距離である。Ｖ軸方向における位置偏差量ΔＰf_d（ｔ_k ）は、工具４５が開始点Ｓ、即ち現在位置から次の位置に向かう場合におけるＶ軸方向の移動距離である。

【0039】

ＣＰＵ６１は、下記式１を用いて、Ｖ軸方向誤差Ｆ_err を求める。

【0040】

【数1】

ここで、Ｒは、ＸＹ座標系からＵＶ座標系への変換行列であり、Ｒ＝（ｖ（ｔ_k ）,ｕ（ｔ_k ））である。Ｒ^-1は、ＵＶ座標系からＸＹ座標系への変換行列であり、Ｒ^-1＝（ｖ（ｔ_k ）,ｕ（ｔ_k ））^T である。なお、ｖ（ｔ_k ）はＶ軸方向における単位ベクトルを表し、ｕ（ｔ_k ）はＵ軸方向における単位ベクトルを表す。

【0041】

ＣＰＵ６１は、下記式２を用いて、Ｕ軸方向誤差Ｐ_err を求める。

【0042】

【数2】

【0043】

ＣＰＵ６１はＶ軸方向誤差Ｆ_errに対して、ＰＩＤ制御を用いて第一制御量を算出する。ＰＩＤ制御は一般的なフィードバック制御方法である。第一制御量は工具４５の押付量に対応する。またＣＰＵ６１はＵ軸方向誤差Ｐ_err に対して、ＰＩＤ制御を用いて第二制御量を算出する。第二制御量は工具４５の送り量に対応する。ＣＰＵ６１は第一制御量及び第二制御量を夫々独立して算出する。即ち、ハイブリッド制御に基づいて算出する。ハイブリッド制御とは、位置と力夫々の制御方向において、夫々の方向における制御量を互いに独立して算出及び制御することをいう。なお、必ずしもＰＩＤ制御で第一制御量及び第二制御量を算出する必要はなく、例えば、Ｖ軸方向誤差Ｆ_errを第一制御量、Ｕ軸方向誤差Ｐ_errを第二制御量としてもよい。ＣＰＵ６１は第一制御量及び第二制御量を加算し、ＸＹ座標系の合成制御量、即ち目標位置を求める。

【0044】

位置Ｐ（ｔ_k ）から次の位置Ｐ（ｔ_k+1 ）への移動においても同様に演算し、工具４５の目標位置を求める。この場合、位置Ｐ（ｔ_k ）は第一位置に対応し、位置Ｐ（ｔ_k+1 ）は目標位置に対応する。

【0045】

図７のＰ（ｔ_k ）は時点ｔ_ｋにおける工具４５の位置であって、マスターワーク７０に非接触な位置である。以下、Ｐ（ｔ_k ）を非接触位置と称する。Ｐ（ｔ_k-1 ）は時点ｔ_ｋ-1、即ち時点ｔ_ｋの一つ前の時点にて工具４５のマスターワーク７０への接触位置である。Ｖ′軸は、時点ｔ_k-1 において、工具４５が接触位置にてマスターワーク７０に付与する力の方向を示す軸である。Ｖ′軸はマスターワーク７０側を正側とする。Ｕ′軸は、Ｖ′軸に直交する軸であって、工具４５が移動する方向を示す軸である。本実施例では、工具４５は右側に移動するので、Ｕ′軸は右側を正とする。

【0046】

時点ｔ_ｋにおいて、工具４５はマスターワーク７０に非接触であり、即ち位置Ｐ（ｔ_k ）にある。この場合、力覚センサ４４ａの検出値が０となり、マスターワーク７０から工具４５に作用する力の方向、即ちＶ軸方向を求めることができない。

【0047】

この場合、ＣＰＵ６１は、時点ｔ_ｋ-1 での接触位置Ｐ（ｔ_k-1 ）におけるＶ′軸を角度θ回転させた軸を、時点ｔ_ｋ での非接触位置Ｐ（ｔ_k ）におけるＶ軸に決定する。このＶ軸に基づいてＵ軸を決定する。角度θは予め記憶部６３に記憶してある。また力覚センサ４４ａの検出値に関する閾値が予め記憶部６３に記憶してあり、検出値が示す力の大きさが前記閾値以下である場合、検出された力の大きさが０であり、Ｖ軸方向を求めることができないとＣＰＵ６１は判断する。尚、時点ｔ_ｋ-1 での接触位置Ｐ（ｔ_k-1 ）におけるＵ′軸を角度θ回転させた軸を、時点ｔ_ｋ での非接触位置Ｐ（ｔ_k ）におけるＵ軸に決定し、このＵ軸に基づいてＶ軸を決定してもよい。

【0048】

図８は、加工経路生成処理を説明するフローチャートである。ＣＰＵ６１は工具４５を開始点Ｓに移動する（Ｓ１）。ＣＰＵ６１は力覚センサ４４ａの検出値、即ち力ｆ（ｔ_k ）の大きさと方向を取得し（Ｓ２）、ＣＰＵ６１は力ｆ（ｔ_k ）の方向をＶ軸又はＶ′軸として記憶部６３に記憶する（Ｓ３）。ＣＰＵ６１は検出された力の大きさが閾値以下であるか否か判定する（Ｓ４）。

【0049】

検出された力の大きさが閾値以下でない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ＣＰＵ６１は、記憶したＶ軸に基づき、Ｕ軸を決定する（Ｓ５）。尚検出された力の大きさが閾値以下でない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ３における力ｆ（ｔ_k ）の方向はＶ軸である。Ｕ軸はＶ軸に直交する軸であり、ＣＰＵ６１は力ｆ（ｔ_k ）の方向に直交する方向をＵ軸に決定する。ＣＰＵ６１は第一制御量及び第二制御量、即ち押付量及び送り量を算出する（Ｓ６）。ＣＰＵ６１は第一制御量及び第二制御量を加算し、合成制御量、即ち目標位置を演算する（Ｓ７）。

【0050】

ＣＰＵ６１は目標位置まで工具４５を移動する（Ｓ８）。フィードバック制御によって、工具４５は目標位置まで移動する。工具４５の移動終了後、ＣＰＵ６１はエンコーダ８ａからモータ８の回転位置を取得し（Ｓ９）、該取得したモータ８の回転位置から工具４５が終了点Ｅにあるか否か判定する（Ｓ１０）。なお、ＣＰＵ６１は、エンコーダ８ａから取得した工具４５の位置と、終了点Ｅの位置との差分が所定値以下である場合、工具４５が終了点Ｅにあると判断する。所定値は記憶部６３に予め記憶してある。

【0051】

工具４５が終了点Ｅにない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ＣＰＵ６１はステップＳ２に処理を戻す。即ち、ＣＰＵ６１は目標位置における力ｆ（ｔ_k+1 ）の大きさ及び方向を取得し（Ｓ２）、処理を繰り返す。工具４５が終了点Ｅにある場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は処理を終了する。

【0052】

ステップＳ４において、検出された力の大きさが閾値以下である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２にて記憶部６３に記憶したＶ′軸の情報に基づき、Ｖ軸及びＵ軸を決定し（Ｓ１１）、ステップＳ６に処理を進める。尚検出された力の大きさが閾値以下である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ３における力ｆ（ｔ_k ）の方向はＶ′軸である。

【0053】

実施の形態に係る工作機械にあっては、第一位置、例えば開始点Ｓに付与する力の方向及び大きさを取得するだけで、開始点Ｓから第二位置、即ち次の位置Ｐ（ｔ_k ）への工具の送り方向及び送り量、位置Ｐ（ｔ_k ）にて工具４５がマスターワーク７０に接近する距離、即ち押付量を自動的に演算する。そのため、多数の教示点を予め記憶する必要が無く、工具の加工経路の生成に要する時間を短縮することができる。

【0054】

また第二位置にて工具４５をマスターワーク７０に押し付ける力が目標値に近づくように、押付量を演算することができる。

【0055】

またハイブリッド制御によって、工具４５の送り量に影響されることなく、工具４５の押付量を演算することができる。

【0056】

なお力覚センサ４４ａを使用して、力の大きさ及び方向を検出しているが、これに限定されず、各モータ８に作用する負荷、例えばトルクを検出し、検出したトルクに基づいて力の大きさ及び方向を算出してもよい。

【0057】

ＣＰＵ６１は、上述のように工具をマスターワーク７０の周方向に沿って移動するように制御する。また、ＣＰＵ６１は工具の移動の制御と同時に工具をＣ軸回りに回転させるように制御する。以下では、ＣＰＵ６１による、工具のＣ軸回りの回転の制御について説明する。

【0058】

図９は、状態０における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。図９Ａには押付方向、図９Ｂには工具回転方向を示している。工具４５は前述のとおり円柱状であり、側面においてマスターワーク７０と接触する。図９Ａに示す如く、作業者が工具４５をマスターワーク７０に接触させて、ＣＰＵ６１は、加工生成経路作成を開始する。加工経路生成開始時の工具４５の状態を状態０とする。Ｍ（０）は加工経路生成開始時の工具４５（状態０）におけるマスターワーク７０と接触する位置である。ＣＰＵ６１は、状態０において、力覚センサ４４ａの検出値に基づき、工具４５がＣ軸からＭ（０）に向けて押し付けられる方向Ｆ（０）（以下、初期押付方向とする）を記憶する。
図９Ｂに示す如く、ＣＰＵ６１はＭ（０）を基準点Ｂとして、工具回転方向Ｇ、即ちＣ軸から基準点Ｂに向けての方向を算出する。ただし、基準点ＢはＭ（０）である必要はなく、どの方向にとっても良い。ＣＰＵ６１はエンコーダ１０ａの検出値に基づき、状態０におけるＣ軸から基準点Ｂの方向Ｇ（０）（以下、初期工具回転方向とする）を記憶する。
ＣＰＵ６１は、初期押付方向Ｆ（０）及び初期工具回転方向Ｇ（０）を記憶した後、工具４５をＣ軸回りに回転させずに工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って移動させる。

【0059】

図１０は状態１における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。図１０Ａには押付方向、図１０Ｂには工具回転方向を示している。
図１０の白抜き矢印に示す如く、状態０から工具４５が所定距離移動すると、工具４５は状態１となる。以下、ある状態ｋ（ｋ＝１、２、・・・）において、工具４５におけるマスターワーク７０との接触位置をＭ（ｋ）とし、Ｃ軸からＭ（ｋ）に向けて工具４５がマスターワーク７０に押し付けられる方向を押付方向Ｆ（ｋ）とする。また、Ｃ軸から基準点Ｂに向けての方向を工具回転方向Ｇ（ｋ）とする。
状態１において、ＣＰＵ６１は力覚センサ４４ａの検出値に基づきＦ（１）を取得する。図１０Ａに示す如く、ＣＰＵ６１は予め記憶した初期押付方向Ｆ（０）と、取得したＦ（１）に基づき、工具４５のマスターワークに対する押付方向の、状態０から状態１までのＣ軸回りの角度変化量を演算する。以下、状態０からある状態ｋまでのＣ軸回りの角度変化量を押付角度変化量φｋとする。

【0060】

図１０Ｂに示す如く、ＣＰＵ６１は予め記憶した初期工具回転方向Ｇ（０）と押付角度変化量φ１に基づいて、状態１における目標工具回転方向Ｇｄ（１）を演算する。目標工具回転方向Ｇｄ（１）と現在押付方向Ｆ（１）は一致している。
ＣＰＵ６１はエンコーダ１０ａの検出値に基づき、工具回転方向Ｇ（１）を取得する。なお、工具４５は状態０から移動して状態１になるときにＣ軸回りに回転していないので、Ｇ（０）とＧ（１）は同方向である。ＣＰＵ６１は、工具回転方向Ｇ（１）と目標工具回転方向Ｇｄ（１）に基づいて、Ｃ軸回りの、工具補正回転角度を演算する。以下、ある状態ｋにおける、工具回転方向Ｇ（ｋ）と目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ）に基づいて算出された工具補正回転角度をψｋとする。

【0061】

図１１は、状態２における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。図１１Ａには押付方向、図１１Ｂには工具回転方向を示している。
図１１の矢印に示す如く、ＣＰＵ６１は工具補正回転角度ψ１と同角度、工具４５をＣ軸回りに回転させる。工具４５回転後の工具４５の状態を状態２とする。状態２における、Ｃ軸から基準点Ｂへの方向、即ち工具回転方向Ｇ（２）は工具押付方向Ｆ（２）と合致する。即ち、基準点ＢとＭ（２）は合致する。
ＣＰＵ６１は工具４５をＣ軸回りに回転させたのち、工具４５をＣ軸回りに回転させずにマスターワーク７０の周方向に沿って移動させる。

【0062】

図１２は状態３における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。図１２Ａには押付方向、図１２Ｂには工具回転方向を示している。
図１２の白抜き矢印に示す如く、状態２から工具４５が所定距離移動すると、工具４５は状態３となる。
状態３において、ＣＰＵ６１は力覚センサ４４ａの検出値に基づきＦ（３）を取得する。図１２Ａに示す如く、ＣＰＵ６１は予め記憶した初期押付方向Ｆ（０）と、取得したＦ（３）に基づき、押付角度変化量φ３を算出する。

【0063】

図１２Ｂに示す如く、ＣＰＵ６１は予め記憶した初期工具回転方向Ｇ（０）と押付角度変化量φ３に基づいて、状態３における目標工具回転方向Ｇｄ（３）を演算する。目標工具回転方向Ｇｄ（３）と現在押付方向Ｆ（３）は一致している。
ＣＰＵ６１はエンコーダ１０ａの検出値に基づき、工具回転方向Ｇ（３）を取得する。なお、工具４５は状態２から移動して状態３になるときにＣ軸回りに回転していないので、Ｇ（３）とＧ（２）は同方向である。ＣＰＵ６１は、工具回転方向Ｇ（３）と目標工具回転方向Ｇｄ（３）に基づいて、Ｃ軸回りの、工具補正回転角度ψ３を演算する。

【0064】

図１３は、状態４における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。図１３Ａには押付方向、図１３Ｂには工具方向を示している。
図１３の矢印に示す如く、ＣＰＵ６１は工具補正回転角度ψ３と同角度、工具４５をＣ軸回りに回転させる。工具４５回転後の工具４５の状態を状態４とする。状態４における、Ｃ軸から基準点Ｂへの方向、即ち工具回転方向Ｇ（４）は工具押付方向Ｆ（４）と合致する。即ち、基準点ＢとＭ（４）は合致する。
ＣＰＵ６１は工具４５をＣ軸回りに回転させたのち、工具４５をＣ軸回りに回転させずにマスターワーク７０の周方向に沿って移動させる。

【0065】

以降、ＣＰＵ６１は状態２から状態４にかけての処理及び制御と同様の処理及び制御を繰り返し、工具４５が終了点Ｅに到達した時、処理及び制御を終了する。

【0066】

図１４は、実施形態１に係る工具回転制御処理を説明するフローチャートである。なお、工具４５は第一時点において状態０になり、第二時点において状態ｋになる。ＣＰＵ６１は工具４５を開始点Ｓに移動させる（Ｓ１１）。ＣＰＵ６１は力覚センサ４４ａの検出値に基づいて、初期押付方向Ｆ（０）を取得し、記憶する（Ｓ１２）。初期押付方向Ｆ（０）は第一方向に対応する。ＣＰＵ６１はエンコーダ１０ａの検出値に基づき、初期工具回転方向Ｇ（０）の方向を取得し、記憶する（Ｓ１３）。

【0067】

ＣＰＵ６１は、工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って所定距離移動させる（Ｓ１４）。このとき、工具４５の状態を状態ｋ（ｋ＝１、２、・・・）とする。工具４５の移動完了後、ＣＰＵ６１は力覚センサ４４ａの検出値に基づいて、押付方向Ｆ（ｋ）を取得する（Ｓ１５）。押付方向Ｆ（ｋ）は第二方向に対応する。また、ＣＰＵ６１は工具回転方向Ｇ（ｋ）を取得する（Ｓ１６）。

【0068】

ＣＰＵ６１は押付方向Ｆ（ｋ）及び初期押付方向Ｆ（０）を基にして押付角度変化量を算出する（Ｓ１７）。ＣＰＵ６１は押付角度変化量及び初期工具回転方向Ｇ（０）を基にして目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ）を算出する（Ｓ１８）。ＣＰＵ６１は目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ）と工具回転方向Ｇ（ｋ）から工具補正回転角度を算出し（Ｓ１９）、工具補正回転角度と同角度、工具４５をＣ軸回りに回転させる（Ｓ２０）。

【0069】

ＣＰＵ６１は工具４５を回転させ、状態がｋ＋１になったのち、エンコーダ８ａから工具４５の位置を取得し、工具４５が終了点Ｅにあるか否か判定する（Ｓ２１）。なお、ＣＰＵ６１は、エンコーダ８ａから取得した工具４５の位置と、終了点Ｅの位置との差分が所定値以下である場合、工具４５が終了点Ｅにあると判断する。所定値は記憶部６３に予め記憶してある。

【0070】

工具４５が終了点Ｅにない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ６１はステップＳ１４に処理を戻す。即ち、工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って所定距離移動させ（Ｓ１４）、次の工具の状態ｋ＋２について処理を繰り返す。工具４５が終了点Ｅにある場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は処理を終了する。

【0071】

実施形態１に係る加工経路生成装置にあっては、工具４５が移動する毎に工具回転方向を補正して押付方向に合致させる。これにより、開始時点と任意の時点におけるマスターワーク７０に対する工具４５の角度は同じになる。また、同様の処理を繰り返すことによって、マスターワーク７０に対する工具４５の角度を一定にすることが出来る。

【0072】

図１５は工具がマスターワークに接する際の略示断面図である。図１５Ａでは、本実施形態に係る処理及び制御を行わずに工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って移動させた際の、状態０及び状態ｋにおける工具４５を表しており、図１５Ｂでは本実施形態に係る処理及び制御を行いながら工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って移動させた際の、状態０および状態ｋにおける工具４５を表している。
図１５Ａに示す如く、状態０において工具刃部４５ａをマスターワーク７０に接触させたのち、工具４５をＣ軸回りに回転させることなくマスターワーク７０の周方向に沿って移動させると、状態ｋにおいて、工具４５において意図しない箇所がマスターワーク７０に当たって干渉し、工具刃部４５ａがマスターワーク７０に接触せず正しい加工経路を生成できない。
これに対し、本実施形態に係る処理及び制御を行いながら工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って移動させた場合、図１５Ｂに示す如く、工具４５において意図しない箇所がマスターワーク７０に当たって干渉することを防ぐようにＣ軸の方向が変わり、状態ｋにおいても、状態０と同様に工具刃部４５ａがマスターワークに接触する。よって、工具４５において意図しない箇所がマスターワーク７０に当たって干渉することなく、正しい加工経路を生成することが出来る。

【0073】

（実施形態２）
以下では、実施形態２について、実施形態１と異なる点を説明する。実施形態１と共通する処理及び構成には実施形態１と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図１６は、実施形態２に係る、状態ｋ、状態ｋ＋１及び状態ｋ＋２における工具が接触したマスターワークの略示部分拡大図である。図１６Ａには押付方向、図１６Ｂには工具回転方向を示している。工具４５は移動開始後、移動終了まで常にマスターワーク７０の周方向に沿って移動するが、図１６では説明の都合上、三つの状態おける工具４５を重ねて表示する。図１６Ｂに示す如く、状態ｋにおいて、Ｇ（ｋ）はＦ（ｋ）よりもＣ軸回りの回転方向においてＧ（０）側にある。

【0074】

実施形態１に係る加工経路生成装置は、工具４５がマスターワーク７０の周方向に沿って移動する毎に、押付方向と工具回転方向の差異がなくなるように工具４５をＣ軸回りに回転させる。対して実施形態２では、図１６に示すように、加工経路生成時間の削減のために工具４５を白抜き矢印の方向に移動させながら工具４５をＣ軸回りに回転させる。このとき、工具４５のＣ軸回りの回転はマスターワーク７０の周方向の移動に対して遅延するので、押付方向と工具回転方向を合致させることが出来ない。
そこで、実施形態２に係る加工経路生成装置は、初期工具回転方向Ｇ（０）からφｋよりも大きい角度、Ｃ軸回りに回転させた方向を目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ）とすることで、工具４５をマスターワーク７０の周方向に移動させながら、工具４５の押付方向と工具回転方向の差異が大きくならないように制御する。即ち、ＣＰＵ６１は状態ｋにおいてＧｄ（ｋ）をＦ（ｋ）と同じ方向ではなく、Ｆ（ｋ）よりも図面上において時計回りに、Ｃ軸回りに回転させた方向に設定する。

【0075】

ＣＰＵ６１は状態ｋ＋１において、Ｇ（ｋ＋１）と、Ｆ（ｋ＋１）を取得する。その後、ＣＰＵ６１は工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って移動させながら、目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ＋１）を演算する。このとき、ＣＰＵ６１は、予め記憶したＧ（０）、Ｆ（０）、取得したＦ（ｋ＋１）に加え、状態ｋにおいて演算した、前回工具補正回転角度ψｋを基にして目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ＋１）を演算する。具体的には、状態ｋ＋１において算出した押付角度変化量φｋ＋１に、状態ｋにおける前回工具補正回転角度ψｋに予め定めた係数αを乗算した調整角度を加え調整後角度変化量φ’ｋ＋１（φ’ｋ＋１＝φｋ＋１＋α・ψｋ）とし、初期工具回転方向Ｇ（０）から調整後角度変化量φ’ｋ＋１と同角度、Ｃ軸回りに回転した工具の方向を、状態ｋ＋１における目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ＋１）とする。

【0076】

ＣＰＵ６１はＧｄ（ｋ＋１）を演算したのち、Ｇ（ｋ＋１）とＧｄ（ｋ＋１）との差分を基にして工具補正回転角度ψｋ＋１を演算する。ＣＰＵ６１は、工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って移動をすすめながら、工具補正回転角度ψｋ＋１と同角度、工具４５をＣ軸回りに回転させる。工具４５の回転後、工具４５は状態ｋ＋２になり、ＣＰＵ６１は状態ｋ＋１における処理及び制御と同様の処理及び制御を繰り返す。

【0077】

図１７は、実施形態２に係る工具回転制御処理を説明するフローチャートである。工具４５は第三時点において状態ｋ＋１となり、押付方向Ｆ（ｋ＋１）は第三方向に対応する。Ｓ３１～Ｓ３３では、Ｓ１１～Ｓ１３と同様の処理を行う。ＣＰＵ６１は初期工具回転方向Ｇ（０）を記憶した（Ｓ３３）のち、工具４５の連続移動を開始する（Ｓ３４）。ＣＰＵ６１は状態ｋ＋１において、押付方向Ｆ（ｋ＋１）を取得し（Ｓ３５）、工具回転方向Ｇ（ｋ＋１）を取得する（Ｓ３６）。ＣＰＵ６１は、状態ｋにおける前回工具補正回転角度ψｋに予め定めた係数αを乗算して調整角度α・ψｋを算出する（Ｓ３７）。ＣＰＵ６１は、押付方向Ｆ（ｋ＋１）と初期押付方向Ｆ（０）から押付角度変化量φｋ＋１を算出し（Ｓ３８）、押付角度変化量φｋ＋１に調整角度α・ψｋを加えて調整後角度変化量φ’ｋ＋１とし、初期工具回転方向Ｇ（０）と調整後角度変化量φ’ｋ＋１を基にして目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ＋１）を算出する（Ｓ３９）。ＣＰＵ６１は目標工具回転方向Ｇｄ（ｋ）と工具回転方向Ｇ（ｋ）から工具補正回転角度ψｋ＋１を算出し（Ｓ４０）、工具補正回転角度ψｋ＋１と同角度、工具４５をＣ軸回りに回転させる（Ｓ４１）。

【0078】

ＣＰＵ６１は工具４５が終了点Ｅにあるか否か判定する（Ｓ４２）工具４５が終了点Ｅにない場合（Ｓ４２：ＮＯ）、ＣＰＵ６１はステップＳ３５に処理を戻す。即ち、次の状態ｋ＋１において押付方向を取得し（Ｓ３５）、同様の処理を繰り返す。工具４５が終了点Ｅにある場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ６１は処理を終了する。

【0079】

実施形態２に係る加工経路生成装置においては、工具４５をマスターワーク７０の周方向に沿って移動させることで加工経路生成時間を短縮しつつ、押付方向と工具回転方向のずれを微小にすることが出来る。

【0080】

（変形例）
実施形態１及び２ではＣ軸と工具４５の軸線は一致し、所定軸はＣ軸に対応する。しかし、Ａ軸回りに第二アーム４４が回転した場合、Ｃ軸と工具４５の軸線は一致しない。このとき、所定軸は工具４５の軸線に対応するものとし、ＣＰＵ６１は実施形態１及び２と同様の制御を行ってもよい。

【0081】

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0082】

８ モータ
８ａ エンコーダ
１０ モータ
１０ａ エンコーダ
２０ 主軸ユニット
４５ 工具
６０ 制御装置
６１ ＣＰＵ
６２ ＲＡＭ
６３ 記憶部
６３ａ 記憶媒体
７０ マスターワーク

【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】