JP5562411B2 - 同期加工システム及び同期加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、コンピュータ数値制御工作機械及びこれに関連した方法に関する。

一般に、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械は、金属製及び木製の部品を作るためのものとして知られている。このような工作機械には、旋盤、フライス盤、研削盤や他のタイプの工作機械が含まれる。最近では、マシニングセンタが開発され、このマシニングセンタは、複数のタイプの工具を有し、且つ複数の異なる加工工程を実行可能な単一の機械を提供する。一般に、マシニングセンタは、１以上の工具を保持する主軸保持部及びタレット保持部などの１以上の工具保持部、並びに一組のチャックなどのワーク保持部を備える。工具がワークに接触した状態となり、これによってワークから材料が削り取られる間、ワーク保持装置は固定されているか又は移動（並進移動及び／又は回転）する。

工作機械は、ワークに対しある工具経路を通すことを実行するために、ミーリング動作の実行が求められる。ミーリング動作中、ミーリング工具は、工具軸回りに高速で相対的に回転され、固定された状態のワーク又は低速で相対的に移動するワークと接触した状態となる。ワークから材料が削り取られるとき、動的及び／又は静的な剛性を減少させ、ワークに過度のたわみ又はびびりを引き起こし、これにより、ミーリング工具は、予定された経路から逸脱することになる。

加えて、例え、従来のマシニングセンタが２つの工具を同時に使用することが可能であったとしても、これらは、非効率で過度に時間を消費するような方法によって典型的に制御される。更に、所定のミーリング加工では、荒ミーリング加工を行なうための第１ミーリング工具を用いた最初の工程と、仕上げミーリング加工を行なうための第２ミーリング工具を用いた第２工程といった複数の工程を要する。現在のマシニングセンターシステム及び方法は、連続的なこれらの工程を実行し、これによって、付加的な時間を浪費している。

ワークを加工するための装置は、加工領域内でワークを支持するように構成され、Ｃ軸回りに回転するように支持されたワーク保持部を備える。前記加工領域の第１の側には、第１工具保持部が配置される。第１工具保持部はＸ軸及びＺ軸に沿って移動するように支持され、この第１工具保持部内に第１切削工具が配設される。前記加工領域の第１の側とは実質的に反対側である、前記加工領域の第２の側には、第２工具保持部が配置される。第２工具保持部は前記Ｘ軸と実質的に平行なＸＡ軸、及び前記Ｚ軸と実質的に平行なＺＡ軸に沿って移動するように支持され、この第２工具保持部内に第２切削工具が配設される。コンピュータ制御システムは、コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を備え、操作可能に前記ワーク保持部，第１工具保持部及び第２工具保持部に連結されている。前記コードは、Ｃ軸に関するワーク保持部の移動、Ｘ軸及びＺ軸に関する第１工具保持部の移動、並びにＸＡ軸及びＺＡ軸に関する第２工具保持部の移動を同時に制御するための単一のコマンドラインを含む。

ワークを加工する方法は、加工領域を定義し、Ｃ軸回りに回転するように支持されるワーク保持部内にワークを確保することを含む。前記加工領域の第１の側に配設された第１工具保持部内に第１切削工具が確保され、第１工具保持部はＸ軸及びＺ軸に沿って移動するように支持される。前記加工領域の第１の側とは実質的に反対側である、前記加工領域の第２の側に配設された第２工具保持部内に第２切削工具が確保され、第２工具保持部は前記Ｘ軸と実質的に平行なＸＡ軸、及び前記Ｚ軸と実質的に平行なＺＡ軸に沿って移動するように支持される。ワーク保持部，第１工具保持部及び第２工具保持部の動作は、Ｃ軸に関するワーク保持部の移動、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸及びＢ軸に関する第１工具保持部の移動、並びにＸＡ軸及びＺＡ軸に関する第２工具保持部の移動を制御するための単一のコマンドラインを含むコントローラにより同時に制御される。

ワークを加工するための装置は、回転するように支持され、加工領域内でワークを支持するように構成されたワーク保持部と、前記加工領域の第１の側に、前記ワーク保持部に対して移動可能に配置された第１工具保持部と、第１工具保持部内に回転可能に配置された第１切削工具とを備える。前記加工領域の第１の側とは実質的に反対側である、前記加工領域の第２の側には、第２工具保持部が前記ワーク保持部に対して移動可能に配置され、この第２工具保持部内には第２切削工具が回転可能に配設される。コンピュータ制御システムは、コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を備え、前記ワーク保持部，第１工具保持部及び第２工具保持部に操作可能に連結されている。前記コードは、前記ワーク保持部の回転と、第１経路に沿って第１切削工具がワークに対し選択的に係合するための、前記加工領域に対する第１工具保持部の移動と、第２経路に沿って第２切削工具がワークに対し選択的に係合するための、前記加工領域に対する第２工具保持部の移動とを同時に制御するためのコードを含む。尚、第１及び第２経路は、ワーク上に形成されるべき共通表面の一部である。

ワークを加工する方法は、加工領域を定義するワーク保持部内にワークを確保することと、前記加工領域の第１の側に配設された第１工具保持部内に第１切削工具を確保することと、前記加工領域の第１の側とは実質的に反対側である、前記加工領域の第２の側に配設された第２工具保持部内に第２切削工具を確保することとを含む。ワーク保持部，第１工具保持部及び第２工具保持部の動作は、ワーク保持部の回転と、第１経路に沿って第１切削工具がワークに対し選択的に係合するための、前記加工領域に対する第１工具保持部の移動と、第２経路に沿って第２切削工具がワークに対し選択的に係合するための、前記加工領域に対する第２工具保持部の移動とを同時に制御するようにプログラムされたコントローラにより制御される。尚、第１及び第２経路は、ワーク上に形成されるべき共通表面の一部である。

ワークを加工するための装置は、加工領域内でワークを支持するように構成されたワーク保持部と、前記加工領域の第１の側に、前記ワーク保持部に対し相対移動可能に配置された第１工具保持部と、第１工具保持部内に回転可能に配設された第１切削工具と、前記加工領域の第１の側とは実質的に反対側である、前記加工領域の第２の側に、前記ワーク保持部に対して移動可能に配置された第２工具保持部と、第２工具保持部内に回転可能に配設された第２切削工具とを備える。この装置は、更に、コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を有し、前記ワーク保持部，第１工具保持部及び第２工具保持部に操作可能に連結されたコンピュータ制御システムを備える。前記コードは、ワーク上の第１ポイントに第１切削工具を選択的に係合させるために、第１工具保持部をワーク保持部に対して移動させ、同時に、ワーク上の第２ポイントに第２切削工具を選択的に係合させるために、第２工具保持部をワーク保持部に対して移動させるコードを含む。尚、ワーク上の第１ポイントへの第１切削工具の係合はワークに第１生成力を生成させ、ワーク上の第２ポイントへの第２切削工具の係合は、ワークに第２生成力を生成させる。また、ワーク上の第２ポイントは、前記第２生成力が第１生成力と実質的に釣り合うように、前記ワーク上の第１ポイントに対して相対的に選択される。

ワークを加工する方法は、加工領域を定義するワーク保持部内にワークを確保することと、前記加工領域の第１の側に配設された第１工具保持部を、第１切削工具がワーク上の第１ポイントに係合する第１位置に移動させ、同時に、前記加工領域の第１の側とは実質的に反対側である、前記加工領域の第２の側に配設された第２工具保持部を、第２切削工具がワーク上の第２ポイントに係合する第２位置に移動させることとを含む。尚、ワーク上の第１ポイントへの第１切削工具の係合はワークに第１生成力を生成させ、ワーク上の第２ポイントへの第２切削工具の係合は、ワークに第２生成力を生成させる。また、ワーク上の第２ポイントは、前記第２生成力が第１生成力と実質的に釣り合うように、前記ワーク上の第１ポイントに対して相対的に選択される。

ワークを加工するための装置は、ワークの第１軸端に係合するように構成された主支持部と、ワークの反対側の第２軸端に係合するように構成された副支持部とを有し、加工領域内でワークを支持するように構成されたワーク保持部を備え、主支持部及び副支持部はＣ軸回りに回転するように支持されている。第１工具保持部は、前記加工領域の第１の側に配置され、前記ワーク保持部に対して移動可能になっており、この第１工具保持部内に、第１切削工具が回転可能に配設される。コンピュータ制御システムは、コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を有し、前記ワーク保持部，第１工具保持部及び第２工具保持部に操作可能に連結される。前記コードは、ワークに予圧力を生成させるように、副支持部を主支持部に対して移動させ、第１切削工具がワーク上の第１ポイントに係合する第１位置に前記第１工具保持部を移動させるためのコードを含む。

ワークを加工する方法は、加工領域を定義するワーク保持部であって、ワークの第１軸端に係合するように構成された主支持部と、ワークの反対側の第２軸端に係合するように構成された副支持部とを有するワーク保持部内にワークを確保することと、ワークに予圧力を生成させるように、副支持部を主支持部に対して移動させることと、前記加工領域の第１の側に配設された第１切削工具を、該第１切削工具がワーク上の第１ポイントに係合する第１位置に移動させることとを含む。

本発明方法及び装置をより完全に理解するために、添付図面上でより詳細に説明された実施例が参照される。

図１は、本発明の一実施形態に係るコンピュータ数値制御工作機械の正面図であり、安全扉を閉じた状態を図示している。

図２は、図１に示したコンピュータ数値制御工作機械の正面図であり、安全扉を開いた状態を図示している。

図３は、図１及び図２に示したコンピュータ数値制御工作機械の幾つかの内部構成要素を示した斜視図であり、加工主軸，第１チャック，第２チャック及びタレットを描いている。

図４は、加工主軸、及びこの加工主軸を搬送するための水平及び垂直に配設されたレールを示す、図３を拡大した斜視図である。

図５は、図１に示したマシニングセンタの第１チャック，加工主軸及びタレットを示す側面図である。

図６は、加工主軸がＹ軸方向に並進移動した状態を示す図５と同様の側面図である。

図７は、図１に示したコンピュータ数値制御工作機械の主軸，第１チャック及び第２チャックを示した正面図であり、主軸回転動作の許容経路を描いた線を含んでいる。

図８は、図３に示した第２チャックを拡大して図示した斜視図である。

図９は、図２に示した第１チャック及びタレットの斜視図であり、図２におけるタレットの位置に対して、タレット及びタレット台がＺ軸方向に移動した状態を図示している。

図１０は、同期加工動作を実行するコンピュータ数値制御工作機械の部分側面図である。

図１１は、工具経路に沿ったポイントを示すワークの平面拡大図である。

図面は必ずしも正確な縮尺で描かれているわけではなく、開示された実施形態は、図式的及び不完全に描かれているものと理解されるべきである。幾つかの例において、本発明の方法及び装置を理解する上で必ずしも必要ではない細部、又は、理解が困難な他の詳細な描写は省略されている。当然、本発明は、ここに説明する特有の実施形態に限定されないと理解されるべきである。

好適な装置がここに開示する方法と共に用いられる。ある実施形態において、この方法は、図１−９に概略的に図示されたコンピュータ数値制御工作機械を用いて実行される。コンピュータ数値制御工作機械それ自体は、他の実施形態として提供される。図１−９に示した工作機械１００は、本願の譲受人であるＤＭＧ／森精機ＵＳＡから手に入れることができるＮＴシリーズの工作機械である。他の工作機械も本発明に用いることができる。

図１−３に示したＮＴシリーズの工作機械に関し、概して、一つの好適なコンピュータ数値制御工作機械１００は、少なくとも第１保持部及び第２保持部を有する。各保持部は、工具保持部（主軸１４４に結合する主軸保持部、又はタレット１０８に結合するタレット保持部など）又はワーク保持部（チャック１１０，１１２など）であることができる。図示した実施形態において、コンピュータ数値制御工作機械１００は、主軸１４４，タレット１０８，第１チャック１１０及び第２チャック１１２を備えている。また、このコンピュータ数値制御工作機械１００は、以下により詳細に説明するように、前記第１保持部及び第２保持部に操作可能に連結され、これらを制御するコンピュータ制御システムを有する。幾つかの実施形態において、コンピュータ数値制御工作機械１００は、上記構成要素の全てを含まないかもしれず、他の実施形態においては、コンピュータ数値制御工作機械１００は、ここに明示したものを超えて追加の構成要素を含むかもしれない。

図１及び２に示すように、コンピュータ数値制御工作機械１００は、様々な加工がワーク（図示せず）に対して行なわれる機械室１１６を有する。主軸１４４，タレット１０８，第１チャック１１０及び第２チャック１１２は、それぞれ、完全に又は部分的に機械室１１６内に配置される。図示した実施形態において、２つの移動可能な安全扉１１８は、コンピュータ数値制御工作機械１００の動作中に、使用者を傷つける、又は衝突するのを防止するために室１１６から使用者を分離する。図２に示すように、安全扉１１８は室１１６にアクセスできるように開くことができる。図４に示し、また以下に詳述するように、ここでは、３つの直交する直線軸（Ｘ，Ｙ及びＺ）について、コンピュータ数値制御工作機械１００を説明する。Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸回りの回転軸は、それぞれ「Ａ」，「Ｂ」及び「Ｃ」回転軸である。

コンピュータ数値制御工作機械１００は、コンピュータ数値制御工作機械の様々な手段を制御するコンピュータ制御システムを備えている。図示した実施形態では、工作機械は２つの連結されたコンピュータシステムを備えており、第１コンピュータシステムはユーザインターフェースシステム（図１において、全体的に１１４で示される）を備え、第２コンピュータシステム（図示せず）は、第１コンピュータシステムに操作可能に連結される。ユーザインターフェースシステム１１４がオペレータに第２コンピュータシステムの制御を許可している間、第２コンピュータシステムは、工作機械の主軸，タレットやこの他の手段の動作を直接制御する。集合的に、機械制御システム及びユーザインタフェースシステムは、機械の動作を制御するための様々な機構とともに、一つのコンピュータ制御システムとみなされる。幾つかの実施形態において、使用者は、機械にプログラムを作成させるためにユーザインタフェースシステムを操作し、他の実施形態では、プログラムが外部のソースを介して工作機械にロード又は移送される。例えば、ＰＣＭＣＩＡインターフェース，ＲＳ−２３２インターフェース，ユニバーサル・シリアル・バス・インターフェース（ＵＳＢ）、又はネットワーク・インターフェース、特にＴＣＰ／ＩＰネットワーク・インターフェースを介してプログラムをロードすることが考えられる。他の実施形態において、工作機械は、従来のＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）機構（図示せず）を介して制御される。

図１及び２において更に図示されるように、コンピュータ数値制御工作機械１００は、工具マガジン１４２及び工具交換装置１４３を有する。これらは、複数の切削工具（図２において、工具１０２’として図示している）を用いた動作を主軸１４４に行なわせるために、当該主軸１４４と協働する。一般的には、様々な切削工具が用いられ、ある実施形態では、同じタイプの複数の工具が用いられる。

主軸１４４は、Ｘ軸及びＺ軸に沿った並進移動をもたらすキャリッジ・アッセンブリ１２０、並びに主軸１４４にＹ軸方向への移動をもたらすラム１３２上に配設される。以下に詳細に説明されるように、ラム１３２は、主軸をＢ軸を中心に回転させるために、モータを備えている。図示するように、キャリッジ・アッセンブリは、第１キャリッジ１２４及び主軸１４４をＸ軸方向に並進移動させるべく、２本のねじ状の垂直なレール（１つのレールが符号１２６で示されている）に跨る第１キャリッジ１２４を有する。また、キャリッジ・アッセンブリは、第２キャリッジ１２８及び主軸１４４をＺ軸方向に並進移動させるべく、水平に配置された２本のねじ状のレール（図３において、その１つが符号１３０で示されている）に跨る第２キャリッジ１２８を有する。各キャリッジ１２４，１２８は、複数のボールねじ装置を介してレールに係合しており、レール１２６，１３０の回転によって、キャリッジはそれぞれＸ軸又はＺ軸方向に並進移動する。水平に配設されたレール、及び垂直に配設されたレールに対してそれぞれモータ１７０，１７２が備えられている。

主軸１４４は、主軸連結部及び工具ホルダ１０６によって切削工具１０２を保持する。主軸連結部１４５（図２に示される）は主軸１４４内に収容され、当該主軸１４４に連結されている。工具ホルダ１０６はスピンドル連結部に連結され、切削工具１０２を保持する。従来、様々なタイプの主軸連結部が知られており、コンピュータ数値制御工作機械１００に使用されている。典型的には、主軸連結部は主軸の寿命のために主軸１４４内に収納されている。図５及び６に、主軸１４４用のアクセスプレート１２２が図示されている。

第１チャック１１０は、爪１３６を備え、コンピュータ数値制御工作機械１００の基台１１１に対し固定されたストック１５０に配設されている。また、第２チャック１１２も爪１３７を備えているが、この第２チャック１１２は、コンピュータ数値制御工作機械１００の基台１１１に対し移動可能になっている。より具体的には、工作機械１００は、既述のようなボールねじ機構を介して第２ストック１５２をＺ方向に移動させるための、ねじ状のレール１３８及びモータ１３９を備えている。切屑の除去を助けるために、ストック１５２は、傾斜端面１７４、及びＺ方向の傾斜面１７７，１７８を有する側部フレーム１７６を備えている。図１及び２に示される圧力計１８２及び制御ノブ１８４といった油圧制御部及びこれに連携したインジケータがチャック１１０，１１２用に設けられている。各ストックは、前記チャックを回転させるためのモータ（それぞれ１６１，１６２）を備えている。

図５，６及び９に最もよく示される前記タレット１０８は、レール１３８に係合し、ボールねじ装置を介してＺ方向に並進移動されるタレット台１４６（図５）に配設されている。図９に図示されるように、タレット１０８は様々なタレットコネクタ１３４を備えている。各タレットコネクタ１３４は、工具ホルダ１３５に連結されるか、又は切削工具を連結するための他の連結部に連結される。タレット１０８は様々なタレットコネクタ１３４及び工具ホルダ１３５を備えているので、様々な異なる切削工具がタレット１０８によって保持され、動作される。タレット１０８は、工具ホルダの内の異なるもの（したがって、多くの実施形態においては、異なる工具）をワークに適用するために、Ｃ’軸を中心に回転する。

このように、広範囲で多様な動作が実行されることが分かる。工具ホルダ１０６に保持された工具１０２に関し、この工具１０２は、チャック１１０，１１２の一方又は双方によって保持されるワーク（図示せず）に対して押し付けられる。工具１０２を交換する必要があるとき、又は望ましいとき、工具交換装置１４３によって、工具マガジン１４２から交換用工具１０２が取り出される。図４及び５に関し、スピンドル１４４は、（図４に図示される）Ｘ及びＺ方向、並びに（図５及び６に図示される）Ｙ方向に並進移動される。図７に示したＢ軸中心の回転に関し、図示した実施形態では、垂直線の両側に１２０度の範囲内で回転が許容される。Ｙ方向の移動及びＢ軸を中心とした回転は、キャリッジ１２４の後方に設けられたモータ（図示せず）によって、その動力が供給される。

図２及び７に示すように、一般的に、工作機械は、室１１６の壁部を画定し、切屑がこのチャンバから出るのを防止するために、複数の垂直に配設された薄板１８０及び水平に配設された薄板１８１が設けられている。

工作機械１００の構成要素は、既述の構成要素に限定されない。例えば、ある例では、追加のタレットが設けられる。他の例では、追加のチャック及び／又は主軸が設けられる。一般的に、工作機械は、室１１６内に冷却液を導入するための一以上の機構を備えている。

図示した実施形態では、コンピュータ数値制御工作機械１００は、複数の保持部を備えている。爪１３６を一体的に備えるチャック１１０は、爪１３７を一体的に備えるチャック１１２と同様に、保持部を形成する。多くの例において、これらの保持部は、ワークを保持するために用いられる。例えば、チャック及びこれが連結されるストックは、旋盤と同じ態様において、ワークを回転させるための主軸台及び任意的な心押台として機能する。主軸１４４及び主軸連結部１４５は、他の保持部を形成する。同様に、タレット１０８は、複数のタレット連結部１３４を備えたとき、複数の保持部を提供する（図９に示される）。

コンピュータ数値制御工作機械１００には、従来公知の、又は他に適当と思われる多数の異なるタイプの切削工具を使用することができる。例えば、切削工具１０２は、ミーリング工具，ドリル，研削工具，ブレード工具，ブローチ工具，ターニング工具，又はコンピュータ数値制御工作機械１００に適用可能と思われる他のタイプの切削工具であっても良い。上述したように、コンピュータ数値制御機械１００は、一以上のタイプの切削工具を備え、主軸１４４は、工具交換装置１４３及びマガジン１４２の機構を介して、ある工具から他の工具に交換されるようになっていても良い。同様に、タレット１０８は一以上の切削工具１０２を備え、オペレータが、新しいタレット連結部１３４を充当位置に位置させるようにタレット１０８を回転させることによって、切削工具１０２を交換するようにしても良い。

コンピュータ数値制御工作機械の他の特徴は、例えば、切屑を除去するためのエアブロー，様々なカメラ，工具較正装置，プローブ，プローブレシーバ，照明装置などを含む。図１−９に示したコンピュータ数値制御工作機械は、本発明における唯一の工作機械ではなく、これとは別の他の形態のものも考えられる。

コンピュータ数値制御工作機械１００は、従来公知の工作機械よりもより迅速に且つ効率的に加工動作を実行するように構成され，制御される。典型的な実施形態では、工作機械１００は、同期させた態様で、ワーク保持部，第１工具保持部及び第２工具保持部を同時に制御するコードを含む。図１０に示すように、ワーク２００の相対する端部は、加工領域２０２を定義するチャック１１０，１１２という形態のワーク保持部によって支持される。チャック１１０，１１２はＣ軸回りに回転可能となっている。主軸１４４は、第１切削工具２０４を保持する第１工具保持部を備えている。上述したように、主軸１４４はＸ軸，Ｙ軸及びＺ軸に沿って移動可能であり、更に、Ｂ軸回りに回転する。タレット１０８は、第２切削工具２０６を保持する第２工具保持部を備えている。繰り返しになるが、上記においてより詳細に説明したように、タレット１０８はＸ軸と実質的に平行なＸＡ軸、及びＺ軸と実質的に平行なＺＡ軸に沿って移動可能となっている。主軸１４４及びタレット１０８について上述した移動軸は単なる典型例であって、これらは、上記した軸よりも少ない軸又は多い軸に関して移動可能であっても良い。

典型的なＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ａ軸，Ｂ軸及びＣ軸は図４に示されている。図示された実施形態において、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸は直交しており、一方、Ａ軸，Ｂ軸及びＣ軸は、それぞれ、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸回りの回転を定義する。これらの軸は、三次元空間内における移動を描くために提供される。したがって、本発明から逸脱しない範囲で他の座標系を用いることができる。加えて、移動を描くためのこれらの軸の使用は、相互に直交する現実の物理軸だけでなく、物理的には直角ではないが、それらがまるで物理的に直角になっているかのごとく動くように、コントローラによって工具経路が操作される仮想軸を含むことを意図している。

工作機械１００のコンピュータ制御システムは、チャック１１０，１１２、主軸１４４及びタレット１０８に操作可能に連結され、コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含んでいても良い。このコードは、Ｃ軸に関するチャック１１０，１１２の動作、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸及びＢ軸に関する主軸１４４の動作、ＸＡ軸及びＺＡ軸に関するタレット１０８の移動を同時に制御するための単一のコマンドラインを含んでいても良い。例えば、前記単一のコマンドラインは、以下のような構造となっている。
G01 X[#500+[123.000]] Y[#502+[123.000]] Z[#501+[123.000]] B[#503+123.000]]
C[#504+[123.000]] XA[#505+[123.000]] ZA[#506+[123.000]]
ここで、変数＃５５０−５０６はＣＡＭ出力に加算した状態での軸のオフセット制御を可能にする。この構造において、ＸＡ軸及びＺＡ軸は補間される。

典型的なコマンドラインは、上述の７軸同時制御を提供するが、この代わりに、より少ない又は追加の軸を制御するような構造とし得ることが理解される。例えば、第２工具保持部（例えば、タレット１０８）は、更に、Ｙ軸と実質的に平行なＹＡ軸に沿った移動、及びＢ軸と実質的に平行なＢＡ軸回りの回転のために支持される。これに応じ、単一のコマンドラインは、更に、第２工具保持部のＹＡ軸及びＢＡ軸に関する運動を制御するような構造とされ得る。

追加の典型的な実施形態において、ＣＮＣ工作機械１００のためのコンピュータ制御システムは、単一の加工ステップをより迅速に実行、又は２つの別の加工ステップを同時に実行すべく、２つの切削工具を操作するように構成され、制御される。例えば、コンピュータ制御システムは、コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含んでいても良い。このコンピュータ制御システムは、ワーク保持部、第１工具保持部及び第２工具保持部に操作可能に連結される。前記コードは、ワーク保持部の回転と、第１経路に沿って第１ミーリング工具がワークに対し選択的に係合するための、前記加工領域に対する第１工具保持部の移動と、第２経路に沿って第２ミーリング工具がワークに対し選択的に係合するための、前記加工領域に対する第２工具保持部の移動とを同時に制御するためのコードを含む。第１及び第２経路は、ワーク上に形成されるべき共通表面の一部を形成する。したがって、ミーリング動作は、従来公知のマシニングセンタよりもより迅速に成し遂げられるであろう。このような動作は、図１０に示したタービンのブレードのような不均整な部品を加工するときに、特に有利である。

上記用法のように、ワークの共通表面は、ワークに形成されるべき連続した表面である。動作中のある時間で、第１及び第２ミーリング工具は、ワークの一定の間隔を置いた別々の領域で、当該ワークに接触する。しかしながら、ミーリング工具がそれらの経路を完遂するとき、これらの工具によって形成される表面は、連続しているであろう。

更に、他の典型的な実施形態において、ＣＮＣ工作機械１００は、静的又は動的な剛性を減少させる部分を形成するため、釣り合った又は挟みつけるミーリング動作を実行するように操作される。従来方法で操作される従来のマシニングセンタは、ワークにたわみやびびりを引き起こすかもしれず、したがって、加工精度を低下させるかもしれない。しかしながら、ここで説明するＣＮＣ工作機械１００は、ワークのたわみやびびりを減少させる方法で制御される。

図１０に示すように、ワーク２００の相対する軸端は、加工領域２０２を定義するチャック１１０，１１２によってそれぞれ支持されている。この実施形態において、意図されるワーク２００の最終的な形態は、Ｚ軸に沿って比較的長く、断面が比較的薄いプロペラブレードである。このような最終形態は、加工中の振動やびびりの影響を受けやすい。

主軸連結部１４５は、第１ミーリング工具である第１工具２０４を保持する。図１０に示すように、第１工具２０４は、ワーク２００より上である、加工領域２０２の第１の側に配置されている。上述したように、主軸１４４は、チャック１１０，１１２に対して可動であり、第１工具２０４としてミーリング工具が提供された場合、当該第１工具２０４を回転させる。第１工具２０４がワーク２００と接触する状態になると、ワークから材料が削り取られる。図１０及び１１において最も良く図示するように、第１切削工具２０４はワーク２００上の第１ポイント２０８に接触する。第１切削工具２０４のワーク２００への係合は、ワーク２００中に、第１生成力（曲げ力、ねじり力、引張り力、圧縮力又はこれらの組み合わせなど）を生じさせる。

タレット連結部１３４は、第２ミーリング工具であることができる第２工具２０６を保持する。図１０に示すように、第２工具２０６は、ワーク２００より下である、加工領域２０２の反対側の第２の側に配置されている。上述したように、タレット１０８は、チャック１１０，１１２に対して可動であり、第２工具２０６としてミーリング工具が提供された場合、当該第２工具２０６を回転させる。第２工具２０６がワーク２００と接触する状態になると、ワークから材料が削り取られる。図１０及び１１において最も良く図示するように、第２工具２０６はワーク２００上の第２ポイント２１０に接触する。第２工具２０６のワーク２００への係合もまた、ワーク２００中に、第２生成力（曲げ力、ねじり力、引張り力、圧縮力又はこれらの組み合わせなど）を生じさせる。

コンピュータ数値制御工作機械１００は、ワーク２００に生じるびびり又は他のたわみを最小にし、これによって、工作機械１００の加工精度が改善されるような、第１ポイント２０８に対する第２ポイント２１０を選択するように制御される。図１０に最もよく示すように、第２ポイント２１０は、ワーク２００の反対側の表面であって、鉛直線又はＸ軸に沿って、第１ポイント２０８に近接して整列する位置が選択される。このようにして選択されると、第２切削工具２０６によってワーク２００中に生じる第２生成力は、第１切削工具２０４によってワーク中に生じる第１生成力と実質的に釣り合い、相殺される。これにより、加工中のワーク２００のたわみが減少される。

このために、ＣＮＣ工作機械のコンピュータ制御システムは、コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含んでいても良い。このコンピュータ制御システムはチャック１１０，１１２、第１工具２０４及び第２工具２０６に操作可能に連結され、第１ミーリング工具をワーク上の第１ポイントに選択的に係合させるために、第１工具保持部をワーク保持部に対して移動させるコードを含む。ワーク上の第１ポイントへの第１工具の係合は、ワーク中に第１生成力を生じさせる。更に、このコードは、第２ミーリング工具をワークの第２ポイントに選択的に係合させるために、同時に第２工具保持部をワーク保持部に対して移動させるコードを含む。ワーク上の第２ポイントへの第２工具の係合は、ワーク中に第２生成力を生じさせる。コードは、第２生成力が第１生成力と実質的に釣り合うように、ワーク上の第１のポイントに対する第２のポイントを選択する。

要求されるミーリング加工のタイプにより、ミーリング工具は、正確に一列に整列されるか、又は単に所定量オフセットした状態で接近して整列される。荒加工用のミーリング工具のように、両ミーリング工具が同じタイプである場合、それらは、ワークに生じるたわみ量を最小にするように、正確に一列に整列される。同じタイプの２つの工具の使用は、荒ミーリング加工工程などの加工工程を実行するのに要する総時間を減少させる。一方、異なるタイプの工具を同時に動作させる場合には、これらの工具は意図的にオフセットされる。図１０に示すように、第２ポイント２１０は、Ｚ軸に沿って距離「Ｄ」だけ第１ポイント２０８からオフセットしている。この結果、第１切削工具２０４を仕上ミーリング工具とする場合には、第２切削工具２０６を荒ミーリング工具とすることができる。この実施形態において、第１及び第２切削工具２０４，２０６は、ワーク２００の左軸端から加工を開始して、ワーク２００を縦走するように、（図１０に示すように）右に向けて移動する。第１及び第２ポイント２０８，２１０の間にオフセットがあるにもかかわらず、生じる力は実質的に釣り合っており、このため、ワーク２００のたわみは減少される。

各切削工具２０４，２０６は、複数の接触点を含むワーク２００に沿った経路を通るように動作される。図１１に図示するように、ワーク２００の一方の表面に沿って延びる経路２２０は一群のポイント２２２を含んでいる。ワーク２００の反対の面は、第２群のポイント（図示せず）を含む第２経路を含む。第１及び第２群のポイント、上述した第１及び第２ポイント２０８，２１０をそれぞれ含む。第２群のポイント中の各ポイントは、第１及び第２切削工具２０４，２０６が第１及び第２経路を通るときに、各対応する一対のポイントで生じる前記第１生成力及び第２生成力が実質的に釣り合うように、前記第１群のポイント中の連携するポイントとの関係で選択される。チャック１１０，１１２は、前記経路に沿った切削工具２０４，２０６の迅速且つ効率的な位置決めを容易にするように、実質的に同じ速度でＣ軸回りに同時に回転せしめられる。

付加的又は選択的に、チャック１１０，１１２は、加工時に、ワーク２００の剛性を高めるように操作される。チャック１１０が、ワーク２００を主として支持する一方、チャック１１２が、ワーク２００を補助的に支持するようにしても良い。図１０に示すように、チャック１１０，１１２は、Ｚ軸に沿って、相互に一定の間隔をあけて配設される。チャック１１２は、チャック１１０に対して、Ｚ軸に沿って軸方向に可動である。ワーク２００がチャック１１０，１１２によって支持されるとき、チャック１１２は、予圧縮力を生じるように、チャック１１０に向けて移動させられても良い。他方、チャック１１２は、プリテンションを生じるように、チャック１１０から離れるように移動させられても良い。更に、チャック１２は、ワーク２００中にプリトーションを生じるように、チャック１１０に対してＣ軸回りに回転可能であっても良い。

提供されるように、装置は工具又はワークを供給されても供給されなくても良い。工具又はワークを受け取るように構成された装置は、本願発明の範囲に含まれると考える。付加的に、工具及びワークの両方が供給される装置も本願発明の範囲に含まれると考える。特に限定がない限り、本発明においては、上述の如何なる工具にも限定されない。

上述の刊行物、特許出願、特許を含む全ての参考文献は、関連文献に組み入れられるものである。「好適な」実施形態としての確信的な実施形態についての記載、他の実施形態、特徴、好適な範囲についての記載事項は限定的なものではなく、本発明は、現在では好適性の低いとされる実施形態をも包含するのである。本願で述べた全ての方法は、本願において異なるような指摘がないか、又は文脈的に明らかに否定されるものでなければ、適切な状態で実施可能である。本願における全ての例示、又は典型的な用語（例えば、「等」）の使用は、本発明の主題を明らかにするめのものであり、発明の範囲を制限することを意図するものではない。本願における典型的な実施形態の本質又は利点についての記述は、限定する意図ではなく、また、本願発明は、これらの既述によって限定されるべきものではない。より一般的には、明細書中の文言は、本発明の構成要素ではないことを示すものと解釈されてはならず、本発明の主題を実行するために必須のものであると解釈されてはならない。適用される法によって認められるように、本発明の範囲は、その主題の全ての改良物及び均等物を含むものである。さらに、本願において異なるような指摘がないか、又は文脈的に明らかに否定されるものでなければ、可能な全ての変形態様において、上述した要素のいかなる組み合わせも本発明の範囲に含まれる。本願における参考文献又は特許についての記述は、例え「従来技術」と指摘されていても、現時点での開示に反して、参考文献又は特許が先行技術として利用可能であるとすることを容認する意図ではない。

Claims (4)

1. ワーク（２００）を加工するための装置であって、
   加工領域（２０２）内でワーク（２００）を支持するように構成され、回転可能に支持されたワーク保持部（１１０及び／又は１１２）と、
   前記加工領域（２０２）の第１の側に配置され、前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２）に対して移動可能な第１工具保持部（１４５）と、
   前記第１工具保持部（１４５）内に回転可能に配設された第１切削工具（２０４）と、
   前記加工領域（２０２）の第１の側と実質的に反対側である、前記加工領域（２０２）の第２の側に配置され、前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２）に対して移動可能な第２工具保持部（１３４）と、
   前記第２工具保持部（１３４）内に回転可能に配設された第２切削工具（２０６）と、
   コンピュータ上で実行可能なコードが格納されたコンピュータ読み取り可能な媒体を含み、前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２），第１工具保持部（１４５）及び第２工具保持部（１３４）に操作可能に連結されたコンピュータ制御システムとを備え、
   前記コードは、前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２）の回転と、第１経路に沿って第１切削工具（２０４）がワーク（２００）に対し選択的に係合するための、前記加工領域（２０２）に対する前記第１工具保持部（１４５）の移動と、第２経路に沿って第２切削工具（２０６）がワーク（２００）に対し選択的に係合するための、前記加工領域（２０２）に対する第２工具保持部（１３４）の移動とを同時に制御するためのコードを含み、
   前記第１及び第２経路は、ワーク（２００）上に形成されるべき共通表面の一部であり、且つ該共通表面は非対称であり、
   前記第１切削工具（２０４）が第１ミーリング工具を含み、前記第２切削工具（２０６）が第２ミーリング工具を含む装置。
2. 前記コードは、前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２）の回転、前記第１工具保持部（１４５）の移動、並びに第２工具保持部（１３４）の移動を制御するための単一のコマンドラインからなる請求項１記載の装置。
3. ワーク（２００）を加工する方法であって、
   加工領域（２０２）を定義するワーク保持部（１１０及び／又は１１２）内にワーク（２００）を確保することと、
   前記加工領域（２０２）の第１の側に配設された第１工具保持部（１４５）内に、回転可能に第１切削工具（２０４）を確保することと、
   前記加工領域（２０２）の第１の側とは実質的に反対側である、前記加工領域（２０２）の第２の側に配設された第２工具保持部（１３４）内に、回転可能に第２切削工具（２０６）を確保することと、
   前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２）の回転と、第１経路（２２０）に沿って第１切削工具（２０４）がワーク（２００）に対し選択的に係合するための、前記加工領域（２０２）に対する前記第１工具保持部（１４５）の移動と、第２経路（２２０）に沿って第２切削工具（２０６）がワーク（２００）に対し選択的に係合するための、前記加工領域（２０２）に対する第２工具保持部（１３４）の移動とを同時に制御するようにプログラムされたコントローラを用いて、前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２），第１工具保持部（１４５）及び第２工具保持部（１３４）の動作を制御することとを含み、
   前記第１及び第２経路は、ワーク（２００）上に形成されるべき共通表面の一部であり、且つ該共通表面は非対称であり、
   前記第１切削工具（２０４）が第１ミーリング工具からなり、前記第２切削工具（２０６）が第２ミーリング工具からなる方法。
4. 前記コントローラが、前記ワーク保持部（１１０及び／又は１１２）の回転、前記第１工具保持部（１４５）の移動、並びに第２工具保持部（１３４）の移動を制御するための単一のコマンドラインを備える請求項３記載の方法。

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