JP3093935B2 - バイト工具による主軸回転角制御式切削加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バイト工具による切削
加工方法に関し、特に同時多軸制御機能を有するＮＣ工
作機械などによる切削加工に使用するバイト工具による
主軸回転角制御式の切削加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボーリング工具などのバイト工具
による切削加工は、バイト工具を主軸に装着し、主軸の
回転数を制御して主軸を軸線方向、即ちＺ軸方向へ移動
させることによりワークテーブル上の被加工物に対して
バイト半径の穴加工を行う。

【０００３】この切削加工は、ボーリング加工と云わ
れ、このボーリング加工においては、ワークテーブル上
の被加工物は、穴加工位置の位置決めのために主軸の回
転軸線に直交する平面に沿って、即ちＸ軸方向とＹ軸方
向とに主軸に対して相対変位するが、バイト工具による
穴加工時には位置決めされた位置にて静止している。従
ってボーリング加工はバイト工具のバイト半径により決
まる内径のストレート穴の加工に限定される。

【０００４】ヘール加工に属する切削加工方法として、
加工すべき横断面形状と同一形状をした総形ヘールバイ
トを使用し、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸の３軸の３次元方向の送
り制御を行い、総形ヘールバイトが工具移動軌跡に於け
る前進方向に対して常に正面を向くように、総形ヘール
バイトのＺ軸周りの回転角、即ちＣ軸の回転角を制御す
る切削加工方法が特公昭６３−５４４８５号公報に示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のバイト工具によ
る切削加工は、バイト工具を単に回転させるだけの単純
な主軸回転式切削加工であり、この切削加工において
は、ストレート穴の加工に限定され、しかもバイト工具
のバイト半径により加工穴径が一義的に決まるため、加
工穴径毎に所要のバイト半径を有するバイト工具を準備
し、また加工穴径の変更の度に主軸に装着するバイト工
具を加工穴径に適合するバイト工具に交換する必要があ
る。この場合、バイト工具のバイト半径の寸法精度が加
工精度に直接に影響し、所要の加工精度を得るために
は、バイト工具のバイト刃先位置を高精度に設定するな
ど、工具プリセットを正確を行う必要がある。

【０００６】またバイト工具を単に回転させるだけの単
純な主軸回転式切削加工では、加工方向は主軸の軸線方
向と一致した方向だけであり、主軸の中心軸線に対して
傾斜した穴加工などは行うことができず、またこのこと
により被加工物のワークテーブル上における主軸中心軸
線に対する位置決めなども正確に行う必要がある。

【０００７】また被加工物の加工前や加工途中の加工部
形状、例えば穴径を自動計測して切り込み量が設定され
ても、加工穴径がバイト工具のバイト半径により機械的
に決まるから、切り込み量に応じて加工穴径が変わる度
に、工具交換を行うか、あるいは手作業によってバイト
刃先の突き出し量を変更する必要がある。

【０００８】特公昭６３−５４４８５号公報に示されて
いる切削加工方法は、プレーナ削りの変形であり、切削
運動はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の動きにより生み出さ
れ、Ｃ軸はこれに追従して位相を変えるだけであり、切
削速度は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の送り速度により決
まり、その切削速度は、５〜４０ｍ／ｍｉｎ程度で、バ
イト工具を使用した回転切削における切削速度には達せ
ず、いわゆるプレーナ切削どまりであり、加工対象はＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元方向に任意に変化する形状の溝
堀加工のような総形ヘールバイト加工に限定される。

【０００９】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、バイト半径に関係なく一本のバイト
工具により任意の内径の穴加工、任意の外径の外周面加
工、その他、テーパ加工、球面加工、多角形加工、ねじ
切り加工、フランジ面加工、自由形状加工を効率よく、
しかもバイト半径に関係なく高精度な切削加工を行える
新規な切削加工方法を提供することを目的としている。

【００１０】更に本発明は、主軸の中心軸線に対して傾
斜した穴やフランジ面などの加工も行うことができ、こ
の傾斜加工の応用として被加工物の主軸中心軸線に対す
る位置決め誤差を補償でき、また加工部形状の自動計測
のもとに、工具交換などを要することなく所要の切り込
み量をもって一連の切削加工を行うことができる切削加
工方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るために、請求項１の主軸回転角制御式切削加工方法で
は、自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な
主軸にバイト工具を取り付け、前記主軸の主軸中心の被
加工物に対する相対的な移動軌跡を、主軸と被加工物と
をＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸の回転軸線
に直交するＸＹ平面で前記被加工物の加工面に沿って相
対変位させ、主軸の主軸中心から前記被加工物の加工す
べき加工面までの直線距離を常に一定に保つよう相互補
間運動を行わせ、前記主軸の回転角を前記軸制御に対し
て所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸
の回転角の全回転角位置にてバイト工具の刃先における
前面と前記被加工物の加工面との角度を常に一定の角度
となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間
軌跡により決まる曲面形状に切削加工することを特徴と
している。

【００１２】請求項２の主軸回転角制御式切削加工方法
では、請求項１に記載の主軸回転角制御式切削加工方法
において、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主
軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被
加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、
前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被
加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線
に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸
線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切
削することを詳細な特徴としている。

【００１３】請求項３の主軸回転角制御式切削加工方法
では、請求項１に記載の主軸回転角制御式切削加工方法
において、被加工物の位置決め誤差による被加工物の加
工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度を自動計
測し、この傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との
相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と
前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加
工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分を与え、正規状態
の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面を切削す
ることを詳細な特徴としている。

【００１４】請求項４の主軸回転角制御式切削加工方法
では、請求項１〜３の何れかに記載の主軸回転角制御式
切削加工方法において、被加工物の加工部形状の自動計
測によって加工開始寸法を決定し、この加工開始寸法に
よって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記
バイト工具による切削加工量を決定することを詳細な特
徴としている。

【００１５】請求項５の主軸回転角制御式切削加工方法
では、請求項１〜４の何れかに記載の主軸回転角制御式
切削加工方法において、加工途中で被加工物の加工部形
状を自動計測し、仕上げ加工に必要な加工寸法を自動決
定し、この加工寸法によって前記主軸と前記被加工物と
の相対変位量より前記バイト工具による切削加工量を決
定することを詳細な特徴としている。

【００１６】また本発明による主軸回転角制御式切削加
工方法は、前記バイト工具として被加工物に実質的に点
接触するシングルポイントバイト工具を使用することを
詳細な特徴としている。

【００１７】また本発明による主軸回転角制御式切削加
工方法においては、前記軸制御は少なくとも同一平面に
て互いに直交する２軸の同時制御により行われ、当該２
軸の各軸制御は相互に９０度の位相差を有する三角関数
を含む関数式により定義される軌跡を描くよう行うこと
を詳細な特徴としている。

【００１８】

【作用】請求項１の主軸回転角制御式切削加工方法で
は、主軸と被加工物との相対的な軸制御により主軸と被
加工物との間に相互補間運動が行われつつ軸制御に対す
る主軸の回転角の同期制御によって主軸の全回転角位置
にて被加工物の加工面に対するバイト工具の刃先方向が
所定値に保たれ、相互補間運動による補間軌跡により決
まる形状に切削が行われる。

【００１９】請求項２の主軸回転角制御式切削加工方法
では、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の
中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工
物との相対変位の軸制御量が修正され、前記主軸と前記
被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸
線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成
分が与えられることにより、主軸中心軸線に対して加工
軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面の
切削が行われる。

【００２０】請求項３の主軸回転角制御式切削加工方法
では、被加工物の位置決め誤差による被加工物の加工軸
線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度が自動計測さ
れ、この傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相
対変位の軸制御量がを修正され、前記主軸と前記被加工
物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線ある
いは加工面の傾斜補償成分が与えられることにより、正
規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面の
切削が行われる。

【００２１】請求項４の主軸回転角制御式切削加工方法
では、被加工物の加工部形状の自動計測によって加工開
始寸法が決定され、この加工開始寸法によって前記主軸
と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具によ
る切削加工量が決定される。

【００２２】請求項５の主軸回転角制御式切削加工方法
では、加工途中で被加工物の加工部形状が自動計測さ
れ、この自動計測に基づいて仕上げ加工に必要な加工寸
法が自動決定され、この加工寸法によって前記主軸と前
記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切
削加工量が決定される。

【００２３】バイト工具としてシングルポイントバイト
工具を使用することにより、総形バイト工具による場合
に比して切削抵抗が小さく、このことにより軸制御によ
る相互補間運動の速度を速めることが可能になる。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２５】図１（ａ）、（ｂ）は本発明による主軸回
転角制御式切削加工方法による切削加工の原理を示して
いる。図１（ａ）は内周面加工の例を示しており、その
図示より明らかなように、バイト工具５０は自身の中心
軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸５１に取り
付けられ、主軸中心Ｃｓの被加工物Ｗに対する相対的な
移動軌跡が切削すべき形状に適合したものとなるよう
に、すなわち、主軸５１の主軸中心（Ｃｓ）から前記被
加工物Ｗの加工すべき加工面までの直線距離を常に一定
に保つように、換言すればバイト工具５０のバイト半径
Ｔｒの距離に保つように主軸５１と被加工物Ｗとを軸制
御、この場合、Ｘ軸制御とＹ軸制御とにより主軸５１の
回転軸線に直交するＸＹ平面に沿って相対変位させて主
軸５１と被加工物Ｗとの間に真円の相互補間運動を行わ
せ、主軸５１の回転角をＸ軸制御とＹ軸制御とに対して
所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸５
１の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面である内周面
に対するバイト工具５０の刃先方向を所定の方向に保
ち、換言すれば図１（ａ）に示されているように、バイ
ト工具５０の刃先における前面と被加工物Ｗの加工面で
ある内周面との角度を一定の角度βとなるように保ち、
前記相互補間運動による補間軌跡（主軸中心軌跡）Ｌに
よる決まる形状、即ち真円の断面形状に切削する。

【００２６】なお、図１（ａ）において、符号ａ、ｂ、
ｃは各々主軸５１が符号Ａ、Ｂ、Ｃにより示されて各回
転角位置に位置している時の主軸中心Ｃｓの位置を示し
ており、これらは補間軌跡Ｌ上にある。

【００２７】バイト工具５０のバイト半径をＴｒ、被加
工物Ｗの加工半径Ｒとすると、Ｒ＞Ｔｒの前提条件の下
に、主軸中心Ｃｓと被加工物Ｗの中心ＣｗとはＲ−Ｔｒ
だけ偏心しており、補間軌跡ＬはＲ−Ｔｒを半径とし、
被加工物Ｗの中心Ｃｗと同心の真円となる。

【００２８】この場合、補間軌跡Ｌが真円を描くべく、
Ｘ軸制御とＹ軸制御の座標値は、被加工物中心Ｃｗ周り
の角度を媒体変数として、相互に９０度の位相差を有す
る三角関数式により与えられる。

【００２９】ここで使用されるバイト工具５０はシング
ルポイントバイト工具であってよい。ここで云うシング
ルポイントバイト工具は、被加工物に実質的に点接触す
る形式のバイト工具、換言すれば非総形のバイト工具の
総称であり、これには、穴ぐりバイト、中ぐりバイト、
突切りバイト、ねじ切りバイト、丸こまバイト、旋削バ
イトなどがある。

【００３０】一例として、加工半径Ｒが６０ｍｍの内径
加工を、バイト半径Ｔｒが５０ｍｍの通常の中ぐりバイ
トを使用して行う場合、主軸５１の回転数は２９２ＲＰ
Ｍ、切削速度は１１０ｍ／ｍｉｎ、補間軌跡Ｌを描く主
軸５１の中心移動速度は１８ｍ／ｍｉｎとすることがで
きる。

【００３１】図１（ｂ）は外周面加工の例を示してい
る。なお、図１（ｂ）において図１（ａ）に対応する部
分は図１（ａ）に付した符号と同一の符号を付けてその
説明を省略する。

【００３２】この場合も、Ｘ軸制御とＹ軸制御とにより
主軸５１の回転軸線に直交する平面に沿って相対変位さ
せて主軸５１と被加工物Ｗとの間に真円の相互補間運動
を行わせ、主軸５１の回転角をＸ軸制御とＹ軸制御とに
対して所定の相関関係をもって同期制御することにより
主軸５１の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面である
外周面に対するバイト工具５０の刃先方向を所定の方向
に保ち、換言すれば図１（ｂ）に示されているように、
バイト工具５０の刃先における前面と被加工物Ｗの加工
面である外周面との角度を一定の角度βとなるように保
ち、前記相互補間運動による補間軌跡（主軸中心軌跡）
Ｌによる決まる形状、即ち真円の断面形状に切削する。

【００３３】なお、外周面加工の場合、補間軌跡Ｌの半
径は被加工物Ｗの半径より大きくても、小さくてもよ
く、この両者に拘束関係はない。

【００３４】図２は本発明による主軸回転角制御式切削
加工方法の実施に使用するＮＣ工作機械の一例を示して
いる。ＮＣ工作機械は、ベッド１と、ベッド１上にＹ軸
方向に移動可能に設けられてＹ軸テーブル３と、Ｙ軸テ
ーブル３上にＸ軸方向に移動可能に設けられてＸ軸テー
ブル５とを有し、Ｘ軸テーブル５上に被加工物Ｗを固定
載置される。Ｙ軸テーブル３はＹ軸サーボモータ７によ
ってＹ軸方向に駆動され、Ｘ軸テーブル５はＸ軸サーボ
モータ９によってＸ軸方向に駆動され、Ｘ軸テーブル５
上の被加工物Ｗは、Ｙ軸サーボモータ７によるＹ軸テー
ブル３のＹ軸方向の移動とＸ軸サーボモータ９によるＸ
軸テーブル５のＸ軸方向の移動により、Ｘ軸とＹ軸によ
る水平面に沿ってＸ座標とＹ座標による任意に座標位置
に軸制御する。

【００３５】ＮＣ工作機械のコラム１１にはＺ軸スライ
ダ１３が上下方向、即ちＺ軸方向に移動可能に装着され
ており、Ｚ軸スライダ１３はＺ軸サーボモータ１５によ
ってＺ軸方向に駆動される。

【００３６】Ｚ軸スライダ１３には主軸頭１７が取り付
けられており、主軸頭１７には主軸１９がＺ軸と同一方
向の軸線周り、即ちＣ軸周りの回転可能に装着されてい
る。主軸１９は主軸モータであるＣ軸サーボモータ２１
により回転駆動されると共にＣ軸回転角を定量的に制御
され、主軸１９にはバイト工具２３が装着される。ここ
で、Ｘ軸とＹ軸による被加工物Ｗの移動平面は主軸１９
の回転軸線、即ちＣ軸（Ｚ軸）に直交する平面である。

【００３７】Ｘ軸サーボモータ９、Ｙ軸サーボモータ
７、Ｚ軸サーボモータ１５、Ｃ軸サーボモータ２１の各
々にはロータリエンコーダ２５、２７、２９、３１が装
着されており、このロータリエンコーダ２５、２７、２
９、３１は各軸のサーボモータ９、７、１５、２１の回
転角を検出し、回転角情報をＮＣ装置３３へ出力する。
このうちＣ軸サーボモータ２１のロータリエンコーダ３
１は、アブソリュート型のロータリエンコーダにより構
成され、主軸１９の回転角をＸ軸方向あるいはＹ軸方向
を絶対基準位置として計測する。

【００３８】ＮＣ装置３３は、図３に示されているよう
に、ＮＣ加工プログラムを実行して各軸指令を出力する
プログラム実行部３５、プログラム実行部３５より軸指
令を入力して補間演算を行う補間演算部３７とを有し、
補間演算部３７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｃの各軸の移動量を指
令値として各軸の位置制御・駆動部３９、４１、４３、
４５へ出力する。

【００３９】位置制御・駆動部３９、４１、４３、４５
は、各々同軸のロータリエンコーダ２５、２７、２９、
３１より回転角情報を入力し、位置フィードバック補償
制御により演算される各軸の操作量をもって各軸のサー
ボモータ９、７、１５、２１の駆動を制御する。

【００４０】本発明による主軸回転角制御式切削加工方
法においては、主軸中心の被加工物Ｗに対する相対的な
移動軌跡が切削すべき形状に適合したものになるように
Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸の指令量をＮＣ加工プログラムで設定
しておき、このＮＣ加工プログラムの実行によってバイ
ト工具２３と被加工物ＷとをＸ、Ｙ、Ｚの軸制御、少な
くともＸ、Ｙの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直
交する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被
加工物Ｗとの間に相対補間運動を行わせ、主軸１９の回
転角をＸ、Ｙ、Ｚの各軸の軸制御に対して所定の相関関
係をもって同期制御し、主軸１９の全回転角位置にて被
加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の刃先方向を
所定の方向、例えば法線方向に保って被加工物Ｗを相対
補間運動による補間軌跡により決まる形状に切削する。

【００４１】この場合、Ｘ、Ｙの２軸の各軸制御は相互
に９０度の位相差を有する三角関数を含む方程式により
定義される軌跡を描くよう行われる。

【００４２】この主軸回転角制御式切削加工方法におい
ては、主軸１９の回転角制御と、Ｘ、Ｙの同時２軸制
御、あるいはＸ、Ｙ、Ｚの同時３軸制御との組み合わせ
により、バイト工具２３のバイト半径に関係なく一本の
バイト工具によって任意の内径の穴加工、任意の外径の
外周面加工、テーパ加工、球面加工、多角形加工、ねじ
切り加工、フランジ面加工、自由形状加工を行うことが
でき、またシングルポイントバイト工具の使用のもと
に、切削加工速度が総形バイト工具を使用したヘール加
工に属する切削加工法による場合に比して３〜２０倍に
向上する。

【００４３】図４は、円筒内面加工（穴加工）を、図５
は円筒外周面加工を、図６はテーパ孔加工（円錐内面加
工）を、図７はテーパ軸加工（円錐外面加工）を、図８
は球状内面加工を、図９は球状外面加工を、図１０は多
角形内面加工を、図１１は多角形外面加工を、図１２は
めねじ切り加工を、図１３はおねじ切り加工を、図１４
はフランジ面加工の加工例を各々示している。

【００４４】なお、これらの図において、符号２４はバ
イト工具２３のバイト部を示しており、各バイト工具２
３のバイト半径（主軸中心からバイト部２４の刃先まで
の半径）は符号Ｔｒにより示されている。

【００４５】次に本発明により主軸回転角制御式切削加
工方法における移動制御と同期制御との詳細を各切削加
工について個別に説明する。

【００４６】（１）円筒内外面加工 図１５に示されているように、円筒面の半径をＲ、１回
転当たりのＺ軸方向送り量をｐ、Ｚ軸方向送り開始位置
のＺ軸座標をＺｏとすると、各回転角位置における刃先
の座標位置（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線とす
る角度θを媒体変数として下式の関数式により与えられ
る。 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝Ｚｏ−（ｐ／２π）θ 円筒内面加工では刃先軌跡のＸＹ平面における加工面外
向き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｘ，ｎｙ）は下式により示
される。 ｎｘ＝−ｃｏｓθ ｎｙ＝−ｓｉｎθ

【００４７】従って、主軸中心軌跡、即ち主軸中心座標
位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は下式により示される。

【数１】 Ｘｓ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｔｒ＝Ｒｃｏｓθ−Ｔｒｃｏｓθ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ Ｙｓ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｔｒ＝Ｒｓｉｎθ−Ｔｒｓｉｎθ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚ

【００４８】この場合、主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙ
ｓ）によるＸ軸とＹ軸との同時２軸制御により、バイト
工具２３と被加工物Ｗとの間に相互円弧補間運動が行わ
れ、その円弧補間軌跡として、主軸中心軌跡は真円をな
す。

【００４９】ただし、Ｔｒはバイト工具２３のバイト半
径、Ｔｚは工具長さ（主軸１９のＺ軸原点からバイト部
２４の刃先までのＺ軸方向の軸長）である。

【００５０】円筒内面加工ではＸ軸方向を原線とする主
軸回転角度αは下式により示される。

【数２】 α＝ｔａｎ^-1（ｎｙ／ｎｘ）＝ｔａｎ^-1（−ｓｉｎθ／−ｃｏｓθ）＝θ＋π

【００５１】上述の条件を満たしてＸ、Ｙ、Ｚの各軸の
軸制御が行われ、この軸制御に対して主軸回転角度αが
同期制御されることにより、バイト工具２３は主軸１９
の全回転角位置にて被加工面に対して常に法線を向くよ
うになり、バイト半径Ｔｒを最小半径とする任意の半径
Ｒの円筒内面加工が行われる。

【００５２】円筒外面加工では刃先軌跡のＸＹ平面にお
ける加工面外向き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｘ，ｎｙ）は
円筒内面加工とは逆方向となり、下式により示される。 ｎｘ＝ｃｏｓθ ｎｙ＝ｓｉｎθ

【００５３】従って、主軸中心軌跡、即ち主軸中心座標
位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は下式により示される。

【数３】 Ｘｓ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｔｒ＝Ｒｃｏｓθ＋Ｔｒｃｏｓθ＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｃｏｓθ Ｙｓ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｔｒ＝Ｒｓｉｎθ＋Ｔｒｓｉｎθ＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｓｉｎθ Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚ

【００５４】また円筒外面加工ではＸ軸方向を原線とす
る主軸回転角度αは下式により示される。

【数４】 α＝ｔａｎ^-1（ｎｙ／ｎｘ）＝ｔａｎ^-1（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）＝θ 従って、円筒内面加工時と同様に、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸の
軸制御が行われ、この軸制御に対して軸回転角度αが同
期制御されることにより、この場合もバイト工具２３は
主軸１９の全回転角位置にて加工面に対して常に法線を
向くようになり、任意の半径Ｒの円筒外面加工が行われ
る。

【００５５】なお、Ｘｓ＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ
＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｓｉｎθは、主軸中心Ｃｓが、図４に示
されているように、Ｚ軸方向で見て被加工物Ｗの外側に
ある場合に成立し、主軸中心ＣｓがＺ軸方向で見て被加
工物Ｗの内側にある場合には、Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏ
ｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθとなる。

【００５６】めねじ切り加工は円筒内面加工と同様の同
期制御で、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚがねじピッチに応じて適正
値に設定されればよく、またおねじ切り加工は円筒外面
加工と同様の同期制御で、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚがねじピッ
チに応じて適正値に設定されればよく、何れの場合もＲ
値の設定により任意のねじ径のめねじ或いはおねじのね
じ切り加工が行われる。

【００５７】（２）テーパ加工等、Ｚ軸方向において径
変化があるＺ軸回転体の切削加工 図１６に示されているように、この切削加工では、刃先
がアール形状したバイト工具２３を使用するとし、その
刃先アール半径Ｃｒ、その刃先アール中心から主軸中心
までの距離をＴｒ、主軸１９のＺ軸原点からバイト２４
の刃先までのＺ軸方向の軸長をＴｚ、加工面の切削半径
をＺの関数ｆｒ（ｚ）、１回転当たりのＺ軸方向送り量
をｐ、Ｚ軸方向送り開始位置のＺ軸座標をＺｏとする。

【００５８】刃先の軌跡、即ち各回転角位置における刃
先の座標位置（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線と
する角度θを媒体変数として下式の関数式により与えら
れる。 Ｘｔ＝ｆｒ（ｚ）ｃｏｓθ Ｙｔ＝ｆｒ（ｚ）ｓｉｎθ Ｚｔ＝Ｚｏ−（ｐ／２π）θ ここで、ｆｒ（ｚ）をｆｒ（Ｚｔ）に置き換えると、

【数５】 Ｘｔ＝ｆｒ（Ｚｔ）ｃｏｓθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｃｏｓθ Ｙｔ＝ｆｒ（Ｚｔ）ｓｉｎθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｓｉｎθ

【００５９】加工点とＺ軸を含む仮想の平面をＺ−ｒ平
面とし、Ｚ−ｒ平面にてＺ軸と直交するｒ軸を取ると、
加工点におけるｆｒ（ｚ）の接線ベクトル→ｔ＝（ｔ
ｒ，ｔｚ）は下式により示される。 ｔｒ＝ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ ｔｚ＝１この接線ベクトル→ｔの大きさが１になるよう
に正規化すると、

【数６】 ｔｒ＝｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ｔｚ＝１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 となる。

【００６０】従って外周面加工の場合には、加工面外向
き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｒ，ｎｚ）は下式により示さ
れる。

【数７】 ｎｒ＝ｔｚ＝１／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ｎｚ＝−ｔｒ ＝−｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 これをＸ、Ｙ、Ｚの座標軸で表すと次のようになる。

【数８】 ｎｘ＝ｎｒｃｏｓθ＝１／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ・ｃｏｓθ ｎｙ＝ｎｒｓｉｎθ＝１／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ・ｓｉｎθ ｎｚ＝−｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 刃先アール中心の軌跡（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）は下式によ
り与えられる。 Ｘｒ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｃｃ Ｙｒ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｃｃ Ｚｒ＝Ｚｔ＋ｎｚ・Ｃｃ

【００６１】従って主軸中心軌跡（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）
は下式により示される。

【数９】 Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔｒｃｏｓθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｃｏｓθ＋｛１／ {{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ・ｃｏｓθ ｝ −Ｔｒｃｏｓθ Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｓｉｎθ＋｛１／ {{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ・ｓｉｎθ ｝ −Ｔｒｓｉｎθ Ｚｓ＝Ｚｒ−Ｔｚ＝Ｚｏ−（ｐ／２π）θ−｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／ {{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ・Ｃｃ−Ｔｚ

【００６２】なお、この場合も主軸中心ＣｓがＺ軸方向
で見て被加工物Ｗの内側とある場合は、Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔ
ｒｃｏｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθであるが、主軸
中心ＣｓがＺ軸方向で見て被加工物Ｗの外側にある場合
には、Ｘｓ＝Ｘｒ＋Ｔｒｃｏｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ＋Ｔｒｓ
ｉｎθとなる。

【００６３】主軸回転角度αは下式により示される。

【数１０】 α＝ｔａｎ^-1（ｎｙ／ｎｘ） ＝ｔａｎ^-1［｛１／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ・ｓｉｎθ／ （１／{{ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝² ＋１｝^1/2 ・ｃｏｓθ］＝θ

【００６４】主軸回転角度αの制御によりバイト工具２
３は加工面に対して法線を向くようになり、主軸１９の
全回転角位置にて被加工物Ｗに対するバイト工具２３の
刃先角度が所定値に保たれる。

【００６５】内周面加工の場合には、上述の外周面加工
における外向き法線ベクトル→ｎの向きが反対になり、
主軸回転角度α＝θ＋πとすることによってバイト工具
２３は加工面に対して法線を向くようになる。

【００６６】このこと以外は、内周面加工と外周面加工
とは同様の要領で行われればよい。

【００６７】上述の切削加工が円錐面である場合には、
ｆｒ（ｚ）は下式により定義される。 ｆｒ（ｚ）＝Ｒｏ＋ａ・Ｚ ただし、Ｒｏは加工開始位置の半径、ａはＺ軸方向の半
径増加率である。

【００６８】また球面である場合にはｆｒ（ｚ）は下式
により定義される。 ｆｒ（ｚ）＝（Ｒ² ＋Ｚ² ）^1/2

【００６９】以上の説明より刃先がアール形状したバイ
ト工具２３を使用しての任意形状の切削加工を含む全て
の切削加工における要件は以下にのように要約すること
ができる。

【００７０】即ち、θを一つのパラメータとすると、加
工点軌跡（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）、加工面外向き法線ベク
トル（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）はθの関数として表される。

【００７１】（ａ）刃先アール中心の軌跡（Ｘｒ，Ｙ
ｒ，Ｚｒ） Ｘｒ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｃｃ Ｙｒ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｃｃ Ｚｒ＝Ｚｔ＋ｎｚ・Ｃｃ （ｂ）バイト工具２３が加工面に対して法線を向くよう
するための主軸回 転角度α α＝ｔａｎ^-1（ｎｙ／ｎｘ） （ｃ）主軸中心の座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ） Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔｒｃｏｓθ Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθ Ｚｓ＝Ｚｒ−Ｔｚ

【００７２】この場合も主軸中心ＣｓがＺ軸方向で見て
被加工物Ｗの内側とある場合は、Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔｒｃｏ
ｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθであるが、主軸中心Ｃ
ｓがＺ軸方向で見て被加工物Ｗの外側にある場合には、
Ｘｓ＝Ｘｒ＋Ｔｒｃｏｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ＋Ｔｒｓｉｎθ
となる。

【００７３】（３）フランジ面加工 図１７に示されているように、加工開始時の加工半径を
Ｒｏ、工具１回転での半径増加量をδＲとすると、刃先
の各回転角位置における刃先の座標位置（Ｘｔ，Ｙｔ，
Ｚｔ）、即ち軌跡は回転角度θを関数として下式により
与えられる。 Ｘｔ＝｛Ｒｏ＋（δＲ／２π）｝ｃｏｓθ Ｙｔ＝｛Ｒｏ＋（δＲ／２π）ｓｉｎθ なお、これより以降、δＲ／２πをｄＲと表す。

【００７４】刃先軌跡の接線ベクトルは→ｔ＝（ｔｘ，
ｔｙ）は下式により示される。

【数１１】 ｔｘ＝δＸｔ／δθ＝ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ ｔｙ＝δＹｔ／δθ＝ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ

【００７５】中心向き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｘ，ｎ
ｙ）は接線ベクトル→ｔを９０度回転させたものである
から、下式により示される。

【数１２】 ｎｘ＝−ｔｙ＝−｛ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ｝ ｎｙ＝ｔｘ＝ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ このベクトルの大きさが１になるように正規化すると、

【数１３】 ｎｘ´＝ｎｘ／（ｎｘ² ＋ｎｙ² ）^1/2 ＝−｛ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ}/（ｄＲ² ＋Ｒｏ² ＋ ２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ² ・θ² ）^1/2 ｎｙ´＝ｎｙ／（ｎｘ² ＋ｎｙ² ）^1/2 ＝｛ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ}/（ｄＲ² ＋Ｒｏ² ＋ ２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ² ・θ² ）^1/2

【００７６】主軸中心から刃先までの距離をＴｒとする
と、主軸中心の軌跡（Ｘｓ，Ｙｓ）は下式により示され
る。

【数１４】 Ｘｓ＝Ｘｔ＋ｎｘ´・Ｔｒ ＝（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ＋ ［−｛ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ｝／ （ｄＲ² ＋Ｒｏ² ＋２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ² ・θ² ）^1/2 ］Ｔｒ Ｙｓ＝Ｙｔ＋ｎｙ´・Ｔｒ ＝（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ＋ ［｛ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ｝／ （ｄＲ² ＋Ｒｏ² ＋２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ² ・θ² ）^1/2 ］Ｔｒ

【００７７】主軸回転角度αは下式により示される。 α＝ｔａｎ^-1（−ｎｙ／−ｎｘ） これによりバイト工具２３は主軸１９の全回転角位置に
て刃先軌跡の法線を向き、バイト目によるフランジ（レ
コード目）加工を行う。

【００７８】上述の切削加工において、主軸中心座標位
置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）により決まる一連の加工パスデ
ータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データは、素材
穴径寸法、仕上げ径寸法、加工ピッチ、穴深さ、最大取
り代の各データをパラメータとして、ＮＣプログラムの
自動作成装置に与えることにより、ＮＣプログラム自動
作成装置によって自動生成することが可能である。

【００７９】この場合、ＮＣプログラム自動作成装置
は、切削加工の種類等に応じて予め定義されている上述
のような演算式に従って主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙ
ｓ，Ｚｓ）を算出し、これにより一連の加工パスデー
タ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを生成すれ
ばよい。

【００８０】次に図１８を参照して、本発明による主軸
回転角制御式切削加工方法によって穴あけ加工、ねじ穴
加工を行う場合の一連の手順を説明する。先ず素材穴径
寸法、仕上げ径寸法、加工ピッチ、穴深さ、最大取り代
の各データをＮＣプログラムの自動作成装置に入力する
（ステップ１０）。

【００８１】このデータ入力によりプログラム自動作成
装置は、径方向の加工回数と一回の加工での取り代を算
出する（ステップ２０）。

【００８２】次に素材穴径と取り代より加工半径Ｒを決
定し（ステップ３０）、加工半径Ｒに基づいて主軸中心
座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔ
ｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚ
ｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一連の加工パスデー
タ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを自動生成
する（ステップ４０）。

【００８３】Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸指令データが生成されれ
れば、その各軸の指令データ加工パスデータに従ってＮ
Ｃ工作機械を運転し、バイト工具２３と被加工物Ｗとを
Ｘ、Ｙ、Ｚの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直交
する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被加
工物Ｗとの間に相対な円弧補間運動を行わせると共に、
主軸１９の回転角をその軸制御に対して所定の相関関係
をもって同期制御することによって主軸１９の全回転角
位置にて被加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の
刃先方向を所定の方向に保ち、指定された深さの穴あけ
加工、ねじ穴加工を実施する（ステップ５０）。

【００８４】この一回の穴あけ加工、ねじ穴加工により
加工終了寸法に達する場合には加工を完了するが（ステ
ップ６０肯定）、一回の穴あけ加工、ねじ穴加工により
加工終了寸法に達しない場合には（ステップ６０否
定）、現加工径と取り代より再度、加工半径Ｒを決定し
（ステップ７０）、ステップ４０に戻り、再度、加工半
径Ｒに基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）
を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔ
ｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算
し、一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各
軸指令データを自動生成し、またステップ５０の穴あけ
加工、ねじ穴加工を再実施する。

【００８５】また本発明による主軸回転角制御式切削加
工方法においては、図１９に示されているように、主軸
１９にバイト工具２３に代えてタッチプローブ４７によ
る自動計測器４９を取り付け、この自動計測器４９によ
って被加工物Ｗの加工部形状、例えば穴径を自動計測
し、この計測値（素材寸法）よって加工開始寸法を決定
し、この加工開始寸法に応じて主軸１９と被加工物Ｗと
の相対変位量、この場合、前述の補間軌跡Ｌの半径を決
定し、このことによりバイト工具２３による切削加工量
を可変設定することができる。

【００８６】更に、加工途中で、例えば荒加工完了時点
で、自動計測器４９によって被加工物Ｗの穴径を自動計
測し、この計測値より仕上げ加工に必要な加工寸法を自
動決定し、この加工寸法に応じて主軸１９と被加工物Ｗ
との相対変位量、即ち前述の補間軌跡Ｌの半径を決定
し、このことによりバイト工具２３による仕上げ加工量
を可変設定することができる。

【００８７】次に図２０を参照して自動計測によって穴
あけ加工、ねじ穴加工を行う場合の一連の手順を説明す
る。この場合には、仕上げ径寸法、加工ピッチ、穴深
さ、最大取り代の各データをＮＣプログラムの自動作成
装置に入力する（ステップ１０）。

【００８８】次に素材穴径寸法を自動計測して計測値を
プログラム自動作成装置に取り込む（ステップ１５）。

【００８９】これらのデータ入力によりプログラム自動
作成装置は、径方向の加工回数と一回の加工での取り代
を算出する（ステップ２０）。

【００９０】次に素材穴径と取り代より加工半径Ｒを決
定し（ステップ３０）、加工半径Ｒに基づいて主軸中心
座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔ
ｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚ
ｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一連の加工パスデー
タ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを自動生成
する（ステップ４０）。

【００９１】Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸指令データが生成されれ
ば、その各軸の指令データ加工パスデータに従ってＮＣ
工作機械を運転し、バイト工具２３と被加工物Ｗとを
Ｘ、Ｙ、Ｚの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直交
する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被加
工物Ｗとの間に相対な円弧補間運動を行わせると共に、
主軸１９の回転角をその軸制御に対して所定の相関関係
をもって同期制御することによって主軸１９の全回転角
位置にて被加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の
刃先方向を所定の方向に保ち、指定された深さの穴あ
け、ねじ穴の荒加工を実施する（ステップ５０）。

【００９２】この一回の穴あけ加工、ねじ穴加工により
荒加工終了寸法に達しない場合には（ステップ６０否
定）、現加工径と取り代より再度、加工半径Ｒを決定し
（ステップ７０）、ステップ４０に戻り、再度、加工半
径Ｒに基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）
を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔ
ｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算
し、一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各
軸指令データを自動生成し、またステップ５０の穴あ
け、ねじ穴の荒加工を再実施する。

【００９３】加工径が荒加工終了寸法に達すれば（ステ
ップ６０肯定）、次に現加工径を自動計測し（ステップ
８０）、この計測値よりバイト工具２３のバイト径誤差
を検出し、このバイト径誤差に拘らず仕上げ径寸法が得
られるべく、バイト径誤差を補償する補正値を含んた加
工半径Ｒを決定し（ステップ９０）、この加工半径Ｒに
基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各
々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓ
ｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一
連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令
データを自動生成する（ステップ１００）。

【００９４】Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸指令データが生成されれ
れば、その各軸の指令データ加工パスデータに従ってＮ
Ｃ工作機械を運転し、バイト工具２３と被加工物Ｗとを
Ｘ、Ｙ、Ｚの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直交
する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被加
工物Ｗとの間に相対な円弧補間運動を行わせると共に、
主軸１９の回転角をその軸制御に対して所定の相関関係
をもって同期制御することによって主軸１９の全回転角
位置にて被加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の
刃先方向を所定の方向に保ち、指定された深さの穴あ
け、ねじ穴の仕上げ加工を実施する（ステップ１１
０）。

【００９５】また、本発明による主軸回転角制御式切削
加工方法においては、図２１、図２２に例示されている
ように、被加工物Ｗの加工軸線Ａあるいは加工面ｆの主
軸１９の中心軸線に対する傾斜度に応じて主軸１９と被
加工物Ｗとの相対変位の軸制御量を修正することによ
り、主軸１９と被加工物Ｗとの間の上述の相互補間運動
に被加工物Ｗの加工軸線あるいは加工面の主軸１９の中
心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して
加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ
面を切削することもできる。

【００９６】この傾斜切削加工を真円の穴あけ加工に適
用する場合について詳細に説明する。傾斜切削加工は、
図２３に示されているように、加工穴の軸線に垂直な面
で刃先を回転させる場合と、図２４に示されているよう
に、主軸１９の中心軸線（Ｚ軸）に垂直な面で刃先を回
転させる場合と、図２５に示されているように、その両
者の中間位置に存在する面で刃先を回転させる場合の３
通りが考えられ、以下に各ケースについて、先ず被加工
物Ｗの加工軸線ＡがＸＺ平面のみで傾斜している場合を
説明する。なお、ここでは、被加工物Ｗの加工軸線Ａの
Ｚ軸に対するＸ軸方向の傾斜角をγと定義する。

【００９７】（１）加工穴の軸線Ａに垂直な面で刃先を
回転させる場合 この場合には、刃先の軌跡は、ＸＹ座標面で見て、Ｙ軸
方向に長軸を有する楕円となり、その刃先の座標値（Ｘ
ｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線とする角度θを媒体
変数として下式により示される。 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、
刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示され
る。なお、ｉ、ｊ、ｋは各々加工穴のＸ、Ｙ、Ｚの各軸
方向の軸ベクトル成分であり、被加工物Ｗの加工軸線Ａ
がＸＺ平面のみで傾斜している前提により、ここではｊ
＝０である。

【００９８】

【数１５】 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ＋ｉ（ｐ／２π）θ Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ＋ｊ（ｐ／２π）θ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ

【００９９】（２）Ｚ軸に垂直な面で刃先を回転させる
場合 この場合には、刃先の軌跡は、ＸＹ座標面で見て、Ｘ軸
方向に長軸を有する楕円となり、その刃先の座標値（Ｘ
ｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線とする角度θを媒体
変数として下式により示される。 Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝０ この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、
刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示され
る。

【数１６】 Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ＋ｉ（ｐ／２π）θ Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ＋ｊ（ｐ／２π）θ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝ｋ（ｐ／２π）θ

【０１００】（３）加工穴の軸線に垂直な面とＺ軸に垂
直な面とので中間位置に存在する面で刃先を回転させる
場合 この場合には、刃先の軌跡は、ＸＹ座標面で見て、真円
になり、その刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸
方向を原線とする角度θを媒体変数として下式により示
される。 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、
刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示され
る。

【数１７】 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ＋ｉ（ｐ／２π）θ Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ＋ｊ（ｐ／２π）θ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ なお、傾斜角γはｃｏｓ^-1ｋで表されるから、ｃｏｓγ
＝ｋと置換することが可能である。

【０１０１】つぎに被加工物Ｗの加工軸線ＡがＸＹＺ平
面で傾斜している場合、即ち加工軸線ＡがＺ軸に対して
Ｘ軸方向にも、Ｙ軸方向に傾斜している場合について考
察する。

【０１０２】図２６に示されているように、ＸＹ座標面
と加工穴の横断面との交線である楕円の長軸方向を
Ｘ’、短軸方向をＹ’とし、Ｘ’Ｙ’Ｚの座標系で考え
ば、ＸＹＺＸ座標系とＸ’Ｙ’Ｚ座標系との座標変換に
よって、上述の如く被加工物Ｗの加工軸線ＡがＸＺ平面
のみで傾斜している場合と同等に取り扱うことができ
る。

【０１０３】Ｘ’Ｙ’Ｚ座標系がＹＺＸ座標系に対して
Ｚ軸周りにδだけ回転変位しているとすれば、δ＝ｔａ
ｎ-1（Ｊ／ｉ）であり、次のように座標変換することが
できる。

【数１８】 従ってこの場合、刃先の描くべき軌跡は次のようにな
る。

【０１０４】（１）加工穴の軸線Ａに垂直な面で刃先を
回転させる場合 この場合には、その刃先のＸ’Ｙ’座標面における座標
値（Ｘ’ｔ，Ｙ’ｔ，Ｚｔ）はＸ’軸方向を原線とする
角度θを媒体変数として下式により示される。 Ｘ’ｔ＝Ｒｃｏｓδ・ｃｏｓθ Ｙ’ｔ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎδ・ｃｏｓθ

【０１０５】これをＹＺＸ座標系に座標変換すると、刃
先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示され
る。

【数１９】 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓδ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ Ｙｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ Ｚ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ

【０１０６】この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動
させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式
により示される。

【数２０】 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ ＋ｉ（ｐ／２π）θ Ｙｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ ＋ｊ（ｐ／２π）θ Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ

【０１０７】（２）Ｚ軸に垂直な面で刃先を回転させる
場合 この場合には、その刃先のＸ’Ｙ’座標面における座標
値（Ｘ’ｔ，Ｙ’ｔ，Ｚｔ）はＸ’軸方向を原線とする
角度θを媒体変数として下式により示される。 Ｘ’ｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ Ｙ’ｔ＝Ｒ・ｓｉｎθ Ｚ＝０

【０１０８】これをＹＺＸ座標系に座標変換すると、刃
先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示され
る。

【数２１】 Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒｓｉｎθ・ｓｉｎδ Ｙｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒｓｉｎθ・ｃｏｓδ Ｚｔ＝０

【０１０９】この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動
させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式
により示される。

【数２２】 Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ ＋ｉ（ｐ／２π）θ Ｙｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ ＋ｊ（ｐ／２π）θ Ｚｔ＝ｋ（ｐ／２π）θ

【０１１０】（３）加工穴の軸線に垂直な面とＺ軸に垂
直な面とので中間位置に存在する面で刃先を回転させる
場合 この場合には、その刃先のＸ’Ｙ’座標面における座標
値（Ｘ’ｔ，Ｙ’ｔ，Ｚｔ）はＸ’軸方向を原線とする
角度θを媒体変数として下式により示される。 Ｘ’ｔ＝Ｒｃｏｓγ Ｙ’ｔ＝Ｒｓｉｎθ Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ

【０１１１】これをＹＺＸ座標系に座標変換すると、刃
先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示され
る。

【数２３】 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ Ｙｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ

【０１１２】この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動
させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式
により示される。

【数２４】 Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ＋ｉ（ｐ／２π）θ ＝Ｒｃｏｓ（θ＋δ）＋ｉ（ｐ／２π）θ Ｙｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒｓｉｎθ・ｃｏｓδ＋ｊ（ｐ／２π）θ ＝Ｒｓｉｎ（θ＋δ）＋ｊ（ｐ／２π）θ Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ

【０１１３】次に刃先が楕円軌跡を描いて切削加工を行
う場合の主軸中心の軌跡について図２７を参照して説明
する。図２７では、Ｘ軸方向に長い楕円を想定してお
り、この楕円の長軸をａ、短軸をｂとする。

【０１１４】点（Ｘ＝ａｃｏｓθ，Ｙ＝ｂｓｉｎθ）に
おける接線ベクトル→ｔは次のようになる。 ｔX ＝ｄＸ ／ｄθ＝−ａｓｉｎθ ｔY ＝ｄＹ／ｄθ＝＋ｂｃｏｓθ ここで、→ｔの大きさが１になるように正規化すると、

【数２５】 ｔX ＝｛−ａ／（ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ｓｉｎθ ｔY ＝｛ｂ／（ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ｃｏｓθ となる。

【０１１５】したがって法線ベクトル→ｎは次のように
なる。

【数２６】 ｎX ＝ｔY ＝｛ｂ／（ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ｃｏｓθ ｎY ＝−ｙX ＝｛ａ／（ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ｓｉｎθ

【０１１６】主軸中心から刃先までの距離をＴｒとする
と、主軸中心軌跡（Ｘｓ，Ｙｓ）は次のようになる。

【数２７】 Ｘｓ＝ａｃｏｓθ−ｎX ・Ｔｒ ＝ａ・ｃｏｓθ−｛ｂ・Ｔｒ/(ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ ｃｏｓθ ＝｛ａ−（ｂ・Ｔｒ/(ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ｃｏｓθ Ｙｓ＝ｂｓｉｎθ−ｎY ・Ｔｒ ＝ｂ・ｓｉｎθ−｛ａ・Ｔｒ/(ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ ｓｉｎθ ＝｛ｂ−（ａ・Ｔｒ/(ａ² ｓｉｎ² θ＋ｂ² ｃｏｓ² θ）^1/2 ｝ｓｉｎθ なお、楕円がＸＹ軸に対して傾斜している場合には、そ
の傾斜角に応じて上述と同じ要領で座標系を変換すれば
よい。

【０１１７】また、本発明による主軸回転角制御式切削
加工方法においては、上述の傾斜加工の応用として、被
加工物Ｗの主軸中心軸線に対する位置決め誤差による被
加工物Ｗの加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾
斜度を自動計測し、この傾斜度に応じて主軸１９と被加
工物Ｗとの相対変位の軸制御量を修正することにより、
主軸１９と被加工物Ｗとの間の相互補間運動に被加工物
Ｗの加工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分を与え、正
規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面を
切削することができる。

【０１１８】この場合には、図２８に示されているよう
に、被加工物Ｗの加工基準面Ｗｓの３点Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ
3 の各々の座標値（Ｘｐ1 、Ｙｐ1 、Ｚｐ1 ）、（Ｘｐ
2 、Ｙｐ2 、Ｚｐ2 ）、（Ｘｐ3 、Ｙｐ3 、Ｚｐ3 ）を
自動計測器４９を使用して計測し、加工基準面ＷｓのＸ
軸方向の傾斜度ＸγとＹ軸方向の傾斜度Ｙγを下式によ
り算出する。

【数２８】 Ｘγ＝ｔａｎ｛（Ｚｐ2 −Ｚｐ1 ）／（Ｚｘ2 −Ｚｘ1 ） Ｙγ＝ｔａｎ｛（Ｚｐ3 −Ｚｐ1 ）／（Ｚｙ3 −Ｚｙ1 ） ただし、Ｘ軸方向の傾斜度Ｘγの計測中はＹ軸座標値を
一定とし、Ｙ軸方向の傾斜度Ｙγの計測中はＸ軸座標値
を一定とする。

【０１１９】これにより加工穴のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向
の軸ベクトル成分ｉｊｋは下式により示される。 ｉ＝−ｃｏｓＹγ・ｓｉｎＸγ ｊ＝−ｃｏｓＸγ・ｓｉｎＹγ ｋ＝ｃｏｓＸγ・ｃｏｓＹγ これにより傾斜角γとδは下式により示され、上述の傾
斜切削加工と同様に行わればよい。 γ＝ｔａｎ^-1｛ｋ／（ｉ² ＋ｊ² ）｝ δ＝ｔａｎ^-1（ｊ／ｉ） 上述の何れの軸制御および主軸回転角制御も、上述の関
数式の演算をＮＣ装置内部で行って座標位置データを得
る方法と、ＮＣ加工プログラム作成時点で予め座標位置
データを点群データとしてプログラムに記述しておく方
法の何れにより行われてもよい。

【０１２０】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これらに限定される
ものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能
であることは当業者にとって明らかであろう。

【０１２１】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
によるバイト工具による主軸回転角制御式切削加工方法
によれば、主軸にバイト工具を取り付け、バイト工具と
被加工物との相対的な軸制御により主軸の主軸中心から
前記被加工物の加工すべき加工面までの直線距離を常に
一定に保つよう相互補間運動を行わせ、軸制御に対する
主軸回転角の同期制御によって主軸の回転角の全回転角
位置にてバイト工具の刃先における前面と前記被加工物
の加工面との角度を一定の角度に、かつバイト工具の刃
先における後面が被加工物の加工面に対して常に離れた
状態となるように保たれ、相互補間運動による補間軌跡
により決まる形状に切削加工が行われるから、一本のバ
イト工具により任意の内径の円筒内外周面加工、その
他、テーパ加工、球面加工、多角形加工、ねじ切り加
工、フランジ面加工、自由形状加工が行われる。

【０１２２】この場合、加工寸法は、前記相互補間運動
による補間軌跡の形状寸法とバイト工具のバイト半径と
により決まり、補間軌跡の形状寸法の補正によってバイ
ト工具のバイト半径誤差を補償することができ、このこ
とにより、バイト工具のバイト刃先位置がさほど高精度
にされなくとも所要の加工精度が得られ、工具のプリセ
ット作業が容易になる。

【０１２３】バイト工具としてシングルポイントバイト
工具を使用することにより、総形バイト工具による場合
に比して切削抵抗が小さくなり、このことにより軸制御
による相互補間運動の速度を総形バイト工具を使用した
ヘール加工に属する切削加工法による場合に比して３〜
２０倍程度速くすることが可能になる。

【０１２４】円筒内外周面加工においては、従来のボー
リング加工と同一のバイト工具で、同一の切削能率を得
ながら、上述の相互補間運動の円弧補間径を変更するこ
とにより、一本のバイト工具で、任意の穴径あるいは外
径を切削することができ、さらには、加工途中で円弧補
間径を間欠的に、あるいは連続的に変更することで、テ
ーパ加工、球面加工など、任意形状の加工を行うことが
できる。

【０１２５】フランジ加工においては、バイトの繰り出
し機構を備えた回転面板を要することなく、バイト目に
よるフランジ面のバイト削りが行われ、エンドミル、正
面フライスによる切削目のフランジ面より気密性に優れ
たフランジ面が得られる。

【０１２６】また被加工物の加工軸線あるいは加工面の
前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて主軸と被加
工物との相対変位の軸制御量が修正され、主軸と被加工
物との間の相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは
加工面の主軸中心軸線に対する傾斜成分が与えられるこ
とにより、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜してい
る内外周面あるいは傾斜フランジ面の切削も行われる。

【０１２７】また被加工物の位置決め誤差による被加工
物の加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度が
自動計測され、この傾斜度に応じて主軸と被加工物との
相対変位の軸制御量が修正され、主軸と被加工物との間
の相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の
傾斜補償成分が与えられることにより、被加工物の位置
決めに誤差があっても正規状態の加工軸線による内外周
面あるいはフランジ面の切削が行われる。

【０１２８】また被加工物の加工部形状の自動計測によ
って加工開始寸法が決定され、この加工開始寸法によっ
て前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイ
ト工具による切削加工量が決定され、更に加工途中で被
加工物の加工部形状が自動計測され、この自動計測に基
づいて仕上げ加工に必要な加工寸法が自動決定され、こ
の加工寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変
位量より前記バイト工具による切削加工量が決定され、
これにより加工部形状の自動計測のもとに、工具交換な
どを要することなく所要の切り込み量をもって一連の切
削加工が行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明による主軸回転角制御
式切削加工方法による切削加工の原理を示す説明図であ
る。

【図２】本発明による主軸回転角制御式切削加工方法の
実施例に使用するＮＣ工作機械の一例を示す概略斜視図
である。

【図３】本発明による主軸回転角制御式切削加工方法の
実施例に使用するＮＣ工作機械の制御系を示すブロック
線図である。

【図４】円筒内面加工例を示す説明図である。

【図５】円筒外周面加工を示す説明図である。

【図６】円錐内面加工を示す説明図である。

【図７】円錐外面加工を示す説明図である。

【図８】球状内面加工を示す説明図である。

【図９】球状外面加工を示す説明図である。

【図１０】多角形内面加工を示す説明図である。

【図１１】多角形外面加工を示す説明図である。

【図１２】めねじ切り加工を示す説明図である。

【図１３】おねじ切り加工を示す説明図である。

【図１４】フランジ面加工を示す説明図である

【図１５】円筒内面加工例を詳細に示す説明図である。

【図１６】円錐加工例を詳細に示す説明図である。

【図１７】フランジ面加工を詳細に示す説明図である。

【図１８】本発明による主軸回転角制御式切削加工方法
によって穴あけ加工、ねじ穴加工を行う場合の一連の手
順を示すフローチャートである。

【図１９】被加工物の自動計測を示す斜視図である。

【図２０】自動計測によって穴あけ加工、ねじ穴加工を
行う場合の一連の手順を示すフローチャートである。

【図２１】被加工物の加工軸線が主軸の中心軸線に対し
て傾斜している状態を示す斜視図である。

【図２２】被加工物の加工面が主軸の中心軸線に対して
傾斜している状態を示す斜視図である。

【図２３】加工穴の軸線に垂直な面で刃先を回転させる
場合の説明図。

【図２４】主軸の中心軸線に垂直な面で刃先を回転させ
る場合場合の説明図。

【図２５】加工穴の軸線に垂直な面と主軸の中心軸線に
垂直な面との中間位置に存在する面で刃先を回転させる
場合の説明図。

【図２６】被加工物の加工軸線がＸＹＺ平面で傾斜して
いる場合の座標系を示す説明図である。

【図２７】刃先が楕円軌跡を描いて切削加工を行う場合
の主軸中心の軌跡を説明する説明図である。

【図２８】被加工物の主軸中心軸線に対する位置決め誤
差の計測要領を示す説明図である。

【符号の説明】

３ Ｙ軸テーブル ５ Ｘ軸テーブル ７ Ｙ軸サーボモータ ９ Ｘ軸サーボモータ １３ Ｚ軸スライダ １５ Ｚ軸サーボモータ １７ 主軸頭 １９ 主軸 ２１ Ｃ軸サーボモータ ２５、２７、２９、３１ ロータリエンコーダ ３３ ＮＣ装置 ３５ プログラム実行部 ３７ 補間演算部 ３９、４１、４３、４５ 位置制御・駆動部 ４７ タッチプルーブ ４９ 自動計測器 ５０ バイト工具 ５１ 主軸

フロントページの続き (72)発明者 河野 真 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社 沼津事業所内 (56)参考文献 特開 昭58−149102（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−42452（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−257514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−139854（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−126508（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 1/00 B23B 35/00 B23B 39/00 - 39/28 B23B 41/00 - 41/16 B23C 3/00 B23D 5/00 - 5/04 B23Q 15/00 - 15/28

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自身の中心軸線周りの回転角を定量的に
   制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付
   け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ ）の被加工物
   （Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被
   加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記
   主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加
   工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、主軸（５
   １）の主軸中心（Ｃｓ）から前記被加工物（Ｗ）の加工
   すべき加工面までの直線距離を常に一定に保つよう相互
   補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸
   制御に対して所定の相関関係をもって同期制御すること
   により主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイ
   ト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物
   （Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となる
   ように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡に
   より決まる曲面形状に切削加工することを特徴とする主
   軸回転角制御式切削加工方法。
2. 【請求項２】 被加工物（Ｗ）の加工軸線あるいは加工
   面の前記主軸（５１）の中心軸線に対する傾斜度に応じ
   て前記主軸（５１）と前記被加工物（Ｗ）との相対変位
   の軸制御量を修正することにより、前記主軸（５１）と
   前記被加工物（Ｗ）との間の前記相互補間運動に被加工
   物（Ｗ）の加工軸線あるいは加工面の前記主軸（５１）
   の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対
   して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フラ
   ンジ面を切削することを特徴とする請求項１に記載の主
   軸回転角制御式切削加工方法。
3. 【請求項３】 被加工物（Ｗ）の主軸中心軸線に対する
   位置決め誤差による被加工物（Ｗ）の加工軸線あるいは
   加工面の正規状態よりの傾斜度を自動計測し、この傾斜
   度に応じて前記主軸（５１）と前記被加工物（Ｗ）との
   相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸
   （５１）と前記被加工物（Ｗ）との間の前記相互補間運
   動に被加工物（Ｗ）の加工軸線あるいは加工面の傾斜補
   償成分を与え、正規状態の加工軸線による内外周面ある
   いはフランジ面を切削することを特徴とする請求項１に
   記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
4. 【請求項４】 被加工物（Ｗ）の加工部形状の自動計測
   によって加工開始寸法を決定し、この加工開始寸法によ
   って前記主軸（５１）と前記被加工物（Ｗ）との相対変
   位量より前記バイト工具（５０）による切削加工量を決
   定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
   主軸回転角制御式切削加工方法。
5. 【請求項５】 加工途中で被加工物（Ｗ）の加工部形状
   を自動計測し、仕上げ加工に必要な加工寸法を自動決定
   し、この加工寸法によって前記主軸（５１）と前記被加
   工物（Ｗ）との相対変位量より前記バイト工具（５０）
   による切削加工量を決定することを特徴とする請求項１
   〜４の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
6. 【請求項６】 前記バイト工具（５０）として被加工物
   （Ｗ）に実質的に点接触するシングルポイントバイト工
   具を使用することを特徴とする請求項１〜５の何れかに
   記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
7. 【請求項７】 前記軸制御は少なくとも同一平面にて互
   いに直交する２軸の同時制御により行われ、当該２軸の
   各軸制御は相互に９０度の位相差を有する三角関数を含
   む関数式により定義される軌跡を描くよう行うことを特
   徴とする請求項１〜６の何れかに記載の主軸回転角制御
   式切削加工方法。