JP6990134B2

JP6990134B2 - Cutting equipment and its control method

Info

Publication number: JP6990134B2
Application number: JP2018057256A
Authority: JP
Inventors: 絢子北風; 賢次野口
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: JP2019166604A

Description

本発明は、軸線周りに回転する被加工材に工具の刃先を押し当てて被加工材を切削加工する切削装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus for cutting a work material by pressing the cutting edge of a tool against a work material rotating around an axis and a control method thereof.

自動旋盤やマシニングセンタ等の工作機械を切削装置として使用し、主軸に固定保持した丸棒材などの被加工材（ワーク）をその軸線の周りに回転させ、送り方向に送り動作させた工具の刃先を被加工材に押し当てることで、被加工材を切削加工して種々の製品を製造することが、部品製造業などにおいて広く行われている。 A machine tool such as an automatic lathe or machining center is used as a cutting device, and the work material (work) such as a round bar that is fixed and held on the spindle is rotated around the axis and the cutting edge of the tool is fed in the feed direction. It is widely practiced in the parts manufacturing industry and the like to manufacture various products by cutting the work material by pressing the work material against the work material.

このような切削装置として、工具を送り方向に沿って所定の振動数で振動（往復動）させながら送り動作させるようにした、いわゆる振動切削を行うものが知られている（例えば特許文献１参照）。振動切削を行う切削装置によれば、切削加工時に工具により被加工材が切削されない空振り期間を生じさせることで、切屑を順次分断させて切屑の処理性を高めることができる。 As such a cutting device, a so-called vibration cutting device is known in which a tool is made to perform a feeding operation while vibrating (reciprocating) at a predetermined frequency along a feeding direction (see, for example, Patent Document 1). ). According to the cutting apparatus that performs vibration cutting, it is possible to sequentially divide the chips and improve the processability of the chips by causing a free swing period in which the work material is not cut by the tool during the cutting process.

特開２０１８－５４２３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-5423

振動切削を行う切削装置では、被加工材の材質や工具の送り速度等の加工条件に応じて、振動切削を行う際の工具の振幅を適宜変更可能に構成されるのが一般的である。この場合、所望の振幅値が操作パネル等の入力部に入力され、当該振幅値となるように工具の振幅が制御される。 In a cutting device that performs vibration cutting, it is generally configured so that the amplitude of the tool when performing vibration cutting can be appropriately changed according to the processing conditions such as the material of the material to be machined and the feed rate of the tool. In this case, a desired amplitude value is input to an input unit such as an operation panel, and the amplitude of the tool is controlled so as to be the amplitude value.

しかし、工具の振幅の制御は、工具を送り方向に駆動する工具駆動手段のサーボモータ等の駆動源の作動を制御することによって行われるので、工具を所望の振幅値で振動させるように駆動源の作動を制御しても、工具駆動手段が有する摺動部の摩擦や振動特性等の様々な要因によって振幅が減衰されてしまい、また、振動が高速であるために十分な精度でフィードバック制御を行うことも困難であることから、工具の刃先における振幅が所望の振幅値よりも小さくなってしまうという問題があった。 However, since the amplitude of the tool is controlled by controlling the operation of the drive source such as the servomotor of the tool drive means for driving the tool in the feed direction, the drive source is made to vibrate the tool with a desired amplitude value. Even if the operation of the tool is controlled, the amplitude is attenuated by various factors such as the friction of the sliding part of the tool driving means and the vibration characteristics, and the feedback control is performed with sufficient accuracy because the vibration is high speed. Since it is difficult to perform this, there is a problem that the amplitude at the cutting edge of the tool becomes smaller than the desired amplitude value.

そして、振幅の減衰幅は切削装置の個体差や設置場所等によっても相違するので、工具の刃先における振幅が所望の振幅値よりも小さくなってしまうと、場合によっては、工具の振幅が振動切削に必要な振幅を下回って切屑が分断されなくなるという問題が生じることになる。 Since the amplitude damping width differs depending on the individual difference of the cutting device, the installation location, etc., if the amplitude at the cutting edge of the tool becomes smaller than the desired amplitude value, the amplitude of the tool may be vibration-cut. The problem arises that the chips are not fragmented below the required amplitude.

本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、工具を所望の振幅で振動させることが可能な切削装置及びその制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a cutting device capable of vibrating a tool with a desired amplitude and a control method thereof.

本発明の切削装置は、被加工材を軸線の周りに回転させる主軸と、工具を送り方向に振動させながら送り動作させる工具駆動手段と、指令振幅値に基づいて前記工具の振動の振幅を制御する振幅制御手段と、を有し、軸線周りに回転する前記被加工材に前記工具の刃先を押し当てて該被加工材を切削加工する切削装置であって、前記工具駆動手段に駆動される前記工具の振動の実振幅値と指令振幅値との相関関係を示す相関データが記憶された記憶手段と、前記工具の目標振幅値が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記目標振幅値が前記記憶手段に記憶された前記相関データにおける前記実振幅値となるように前記切削加工における指令振幅値を設定する指令振幅値設定手段と、を有することを特徴とする。 The cutting device of the present invention controls the amplitude of the vibration of the tool based on the main shaft that rotates the work material around the axis, the tool driving means that feeds the tool while vibrating it in the feed direction, and the command amplitude value. It is a cutting device having an amplitude control means for cutting the work material by pressing the cutting edge of the tool against the work material rotating around the axis, and is driven by the tool drive means. A storage means in which correlation data showing the correlation between the actual amplitude value of the vibration of the tool and the command amplitude value is stored, an input unit in which the target amplitude value of the tool is input, and the input unit input to the input unit. It is characterized by having a command amplitude value setting means for setting a command amplitude value in the cutting process so that the target amplitude value becomes the actual amplitude value in the correlation data stored in the storage means.

本発明の切削装置は、上記構成おいて、前記相関データが、複数の前記指令振幅値と複数の前記実振幅値との相関関係を含み、前記指令振幅値設定手段が、複数の前記実振幅値の中から前記入力部に入力された前記目標振幅値に近い順に２つの前記実振幅値を選択し、これら２つの前記実振幅値を通る直線の方程式に基づき前記目標振幅値に対応する振幅値を取得し、該振幅値を前記切削加工における前記指令振幅値として設定するのが好ましい。 In the cutting apparatus of the present invention, in the above configuration, the correlation data includes a correlation between a plurality of the commanded amplitude values and the plurality of the actual amplitude values, and the commanded amplitude value setting means has a plurality of the said actual amplitudes. Two of the real amplitude values are selected from the values in order of proximity to the target amplitude value input to the input unit, and the amplitude corresponding to the target amplitude value is based on a linear equation passing through these two real amplitude values. It is preferable to acquire a value and set the amplitude value as the commanded amplitude value in the cutting process.

本発明の切削装置は、上記構成おいて、前記工具の刃先の振幅を変位計により直接測定して得た前記工具の振動の補正用実振幅値と前記工具駆動手段に設けられた位置検出手段により間接的に測定して得た前記工具の振動の補正用推定振幅値との相関関係を示す副相関データが前記記憶手段に記憶されており、前記工具に前記切削加工の空振り動作をさせたときに、前記指令振幅値設定手段が、前記記憶手段に記憶された前記副相関データにおける前記補正用実振幅値と前記補正用推定振幅値との相関関係に基づいて前記位置検出手段により間接的に測定される前記工具の振動の推定振幅値に対応する前記工具の推定実振幅値を算出し、該推定実振幅値を前記実振幅値とみなして前記指令振幅値の設定を行うのが好ましい。 The cutting device of the present invention has the above-mentioned configuration, the actual amplitude value for correction of the vibration of the tool obtained by directly measuring the amplitude of the cutting edge of the tool with a displacement meter, and the position detecting means provided in the tool driving means. Sub-correlation data showing the correlation with the estimated amplitude value for correction of the vibration of the tool obtained by indirectly measuring the tool is stored in the storage means, and the tool is made to perform the idle swing operation of the cutting process. Occasionally, the command amplitude value setting means indirectly by the position detecting means based on the correlation between the correction actual amplitude value and the correction estimated amplitude value in the sub-correlation data stored in the storage means. It is preferable to calculate the estimated actual amplitude value of the tool corresponding to the estimated amplitude value of the vibration of the tool measured in 1 and set the commanded amplitude value by regarding the estimated actual amplitude value as the actual amplitude value. ..

本発明の切削装置の制御方法は、被加工材を軸線の周りに回転させる主軸と、工具を送り方向に振動させながら送り動作させる工具駆動手段と、指令振幅値に基づいて前記工具の振動の振幅を制御する振幅制御手段と、を有し、軸線周りに回転する前記被加工材に前記工具の刃先を押し当てて該被加工材を切削加工する切削装置の制御方法であって、前記工具駆動手段に駆動される前記工具の振動の実振幅値と指令振幅値との相関関係を示す相関データを記憶手段に記憶させ、前記工具の目標振幅値が入力部に入力されたときに、指令振幅値設定手段が、前記入力部に入力された前記目標振幅値が前記記憶手段に記憶された前記相関データにおける前記実振幅値となるように前記切削加工における指令振幅値を設定することを特徴とする。 The control method of the cutting device of the present invention includes a spindle that rotates the work material around the axis, a tool driving means that feeds the tool while vibrating it in the feed direction, and vibration of the tool based on a command amplitude value. It is a control method of a cutting device which has an amplitude control means for controlling an amplitude and presses the cutting edge of the tool against the work material rotating around an axis to cut the work material. Correlation data showing the correlation between the actual amplitude value of the vibration of the tool driven by the driving means and the command amplitude value is stored in the storage means, and when the target amplitude value of the tool is input to the input unit, a command is given. The amplitude value setting means is characterized in that the command amplitude value in the cutting process is set so that the target amplitude value input to the input unit becomes the actual amplitude value in the correlation data stored in the storage means. And.

本発明の切削装置の制御方法は、上記構成おいて、前記相関データが、複数の前記指令振幅値と複数の前記実振幅値との相関関係を含み、前記指令振幅値設定手段が、複数の前記実振幅値の中から前記入力部に入力された前記目標振幅値に近い順に２つの前記実振幅値を選択し、これら２つの前記実振幅値を通る直線の方程式に基づき前記目標振幅値に対応する振幅値を取得し、該振幅値を前記切削加工における前記指令振幅値として設定するのが好ましい。 In the control method of the cutting device of the present invention, in the above configuration, the correlation data includes a correlation between a plurality of the commanded amplitude values and the plurality of the actual amplitude values, and the commanded amplitude value setting means has a plurality of means. Two of the real amplitude values are selected from the real amplitude values in order of proximity to the target amplitude value input to the input unit, and the target amplitude value is set to the target amplitude value based on the equation of a straight line passing through these two real amplitude values. It is preferable to acquire the corresponding amplitude value and set the amplitude value as the commanded amplitude value in the cutting process.

本発明の切削装置の制御方法は、上記構成おいて、前記工具の刃先の振幅を変位計により直接測定して得た前記工具の振動の補正用実振幅値と前記工具駆動手段に設けられた位置検出手段により間接的に測定して得た前記工具の振動の補正用推定振幅値との相関関係を示す副相関データを前記記憶手段に記憶させ、前記工具に前記切削加工の空振り動作をさせたときに、前記指令振幅値設定手段が、前記記憶手段に記憶された前記副相関データにおける前記補正用実振幅値と前記補正用推定振幅値との相関関係に基づいて前記位置検出手段により間接的に測定される前記工具の振動の推定振幅値に対応する前記工具の推定実振幅値を算出し、該推定実振幅値を前記実振幅値とみなして前記指令振幅値の設定を行うのが好ましい。 The control method of the cutting device of the present invention is provided in the tool driving means and the actual amplitude value for correcting the vibration of the tool obtained by directly measuring the amplitude of the cutting edge of the tool with a displacement meter in the above configuration. Sub-correlation data showing the correlation with the estimated amplitude value for correction of the vibration of the tool obtained by indirectly measuring by the position detecting means is stored in the storage means, and the tool is made to perform the idle swing operation of the cutting process. At that time, the command amplitude value setting means indirectly by the position detecting means based on the correlation between the correction actual amplitude value and the correction estimated amplitude value in the sub-correlation data stored in the storage means. The estimated actual amplitude value of the tool corresponding to the estimated amplitude value of the vibration of the tool to be measured is calculated, the estimated actual amplitude value is regarded as the actual amplitude value, and the commanded amplitude value is set. preferable.

本発明によれば、工具を所望の振幅で振動させることが可能な切削装置及びその制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cutting device capable of vibrating a tool with a desired amplitude and a control method thereof.

本発明の一実施の形態の切削装置の構成を概略で示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the cutting apparatus of one Embodiment of this invention. 工具の実振幅値を測定している様子を示す図である。It is a figure which shows the state of measuring the actual amplitude value of a tool. 指令振幅値と実振幅値との相関関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the correlation between the command amplitude value and the actual amplitude value. 目標振幅値が図３に示す相関関係おける実振幅値となるように指令振幅値を設定する手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the procedure of setting the command amplitude value so that the target amplitude value becomes the actual amplitude value in the correlation shown in FIG. 相関テーブル１を作成する手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart which shows the procedure which creates the correlation table 1. 相関テーブル２を作成する手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart which shows the procedure of creating a correlation table 2. 相関テーブル２を用いて目標振幅値から指令振幅値を設定し、振動切削を開始する手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart which shows the procedure which sets the command amplitude value from the target amplitude value using the correlation table 2, and starts the vibration cutting.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ例示説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustrated with reference to the drawings.

図１に示す本発明の一実施の形態の切削装置１は、自動旋盤として構成されたものであり、被加工材（ワーク）２を把持する主軸３を有している。 The cutting device 1 of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is configured as an automatic lathe and has a spindle 3 for gripping a work material (work) 2.

主軸３は図示しない主軸台により支持されて回転自在となっており、その先端に設けられたチャック３ａにより被加工材２を把持することができる。主軸３は、例えば電動モーター等の駆動源（不図示）により駆動されて回転し、チャック３ａで把持した被加工材２を軸線Ｏの周りに回転させることができる。 The spindle 3 is supported by a spindle (not shown) and is rotatable, and the workpiece 2 can be gripped by the chuck 3a provided at the tip thereof. The spindle 3 is driven and rotated by a drive source (not shown) such as an electric motor, and the workpiece 2 gripped by the chuck 3a can be rotated around the axis O.

主軸３に把持される被加工材２としては、例えば鋼材等の金属材料によって断面円形の棒状に形成された部材を用いることができる。 As the work material 2 gripped by the spindle 3, a member formed in a rod shape having a circular cross section by a metal material such as a steel material can be used.

切削装置１には刃物台１０が設けられている。刃物台１０はホルダ１１を備え、ホルダ１１に保持されて刃物台１０には工具１２が装着されている。工具１２は先端に被加工材２を切削加工するための刃先１２ａを備え、工具本体（シャンク）１２ｂにおいてホルダ１１に保持されている。 The cutting device 1 is provided with a tool post 10. The turret 10 includes a holder 11, which is held by the holder 11 and a tool 12 is mounted on the turret 10. The tool 12 is provided with a cutting edge 12a for cutting the material 2 to be machined at the tip thereof, and is held by the holder 11 in the tool body (shank) 12b.

本実施の形態では、工具１２として、刃先１２ａが工具本体１２ｂに着脱自在に固定される交換式のチップとして構成されたものを示すが、工具１２として工具本体１２ｂに刃先１２ａが一体に設けられた構成のものを用いることもできる。 In the present embodiment, the tool 12 is configured as a replaceable tip in which the cutting edge 12a is detachably fixed to the tool body 12b, but the tool body 12b is integrally provided with the cutting edge 12a as the tool 12. It is also possible to use the one having the same configuration.

切削装置１には工具駆動手段としてのボールネジ機構２０が設けられている。ボールネジ機構２０は、送りネジ機構とも呼ばれるものであり、駆動源であるサーボモータ２１と、サーボモータ２１により駆動されて回転するネジ軸２２と、ネジ軸２２にネジ結合するナット２３とを備えている。詳細は図示しないが、ネジ軸２２とナット２３との間には、これらの間で転がり運動する複数のボールが配置されている。 The cutting device 1 is provided with a ball screw mechanism 20 as a tool driving means. The ball screw mechanism 20 is also called a feed screw mechanism, and includes a servomotor 21 which is a drive source, a screw shaft 22 which is driven by the servomotor 21 and rotates, and a nut 23 which is screw-coupled to the screw shaft 22. There is. Although details are not shown, a plurality of balls rolling between the screw shaft 22 and the nut 23 are arranged.

ネジ軸２２は、その軸心が主軸３の軸線Ｏに対して平行となるように配置されている。ナット２３はネジ軸２２の回転方向に対して回り止めされており、サーボモータ２１が作動してネジ軸２２が回転すると主軸３の軸線Ｏに沿うＺ軸方向に移動する。サーボモータ２１の回転方向を反対向きに切り替えることで、ナット２３の移動方向を反対向きに切り替えることができる。 The screw shaft 22 is arranged so that its axis is parallel to the axis O of the spindle 3. The nut 23 is detented with respect to the rotation direction of the screw shaft 22, and when the servomotor 21 operates and the screw shaft 22 rotates, the nut 23 moves in the Z-axis direction along the axis O of the spindle 3. By switching the rotation direction of the servomotor 21 in the opposite direction, the moving direction of the nut 23 can be switched in the opposite direction.

刃物台１０はナット２３に固定されており、ナット２３とともにＺ軸方向に移動する。すなわち、ボールネジ機構２０により刃物台１０を駆動してＺ軸方向に移動させることで、工具１２を被加工材２に対してＺ軸方向に沿う送り方向に送り動作させることができる。このとき、サーボモータ２１の回転を制御することで、工具１２を所定の送り速度で送り動作させることができるとともに、工具１２を送り方向に振動させながら送り動作させることができる。 The tool post 10 is fixed to the nut 23 and moves in the Z-axis direction together with the nut 23. That is, by driving the tool post 10 by the ball screw mechanism 20 and moving it in the Z-axis direction, the tool 12 can be fed to the workpiece 2 in the feed direction along the Z-axis direction. At this time, by controlling the rotation of the servomotor 21, the tool 12 can be fed at a predetermined feed rate, and the tool 12 can be fed while vibrating in the feed direction.

詳細は図示しないが、刃物台１０には、工具１２を被加工材２に対する切込み方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸駆動機構が設けられており、Ｘ軸駆動機構により工具１２の被加工材２に対する切り込み位置を変更することができる。 Although details are not shown, the tool post 10 is provided with an X-axis drive mechanism for moving the tool 12 in the cutting direction (X-axis direction) with respect to the material 2 to be machined, and the tool 12 is machined by the X-axis drive mechanism. The cut position with respect to the material 2 can be changed.

切削装置１には、その作動を制御する制御部３０が設けられている。制御部３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等の演算部３０ａと、メモリ等の記憶手段としての記憶部３０ｂとを備えたマイクロコンピュータとして構成されている。 The cutting device 1 is provided with a control unit 30 that controls its operation. The control unit 30 is configured as a microcomputer including a calculation unit 30a such as a CPU (central processing unit) and a storage unit 30b as a storage means such as a memory.

制御部３０には、例えばタッチパネル式のディスプレイやキーボード等を備えた操作パネル等の入力部３１が接続されている。切削加工を行う前に、入力部３１から制御部３０には、主軸３の回転数、工具１２の被加工材２への切込み深さ、工具１２の送り方向への送り速度、工具１２に与える振動の振動数と目標振幅値などの加工条件を入力することができる。 An input unit 31 such as an operation panel provided with a touch panel type display, a keyboard, or the like is connected to the control unit 30. Before cutting, the input unit 31 gives the control unit 30 the number of rotations of the spindle 3, the depth of cut of the tool 12 into the workpiece 2, the feed speed of the tool 12 in the feed direction, and the tool 12. Machining conditions such as vibration frequency and target amplitude value can be input.

また、制御部３０には、サーボモータ２１に設けられた位置検出手段としてのロータリー式のエンコーダ３２が接続されている。エンコーダ３２は、サーボモータ２１（ネジ軸２２）の回転位置を検出し、その回転位置の情報を出力するものである。制御部３０は、エンコーダ３２から入力されるサーボモータ２１の回転位置の情報に基づいて、工具１２の刃先１２ａのＺ軸方向の位置を認識することができる。 Further, a rotary encoder 32 as a position detection means provided in the servomotor 21 is connected to the control unit 30. The encoder 32 detects the rotational position of the servomotor 21 (screw shaft 22) and outputs information on the rotational position. The control unit 30 can recognize the position of the cutting edge 12a of the tool 12 in the Z-axis direction based on the information on the rotation position of the servomotor 21 input from the encoder 32.

記憶部３０ｂには、切削加工の加工プログラムが記憶されており、制御部３０は、入力部３１に入力された加工条件、エンコーダ３２からの情報及び加工プログラムの加工指令等に基づいて、主軸３、サーボモータ２１及びＸ軸駆動機構の作動を統合的に制御して、工具１２による被加工材２の切削加工を実行する。 A machining program for cutting is stored in the storage unit 30b, and the control unit 30 stores the machining program for the spindle 3 based on the machining conditions input to the input section 31, the information from the encoder 32, the machining command of the machining program, and the like. , The operation of the servomotor 21 and the X-axis drive mechanism is controlled in an integrated manner, and the cutting of the workpiece 2 by the tool 12 is executed.

例えば、制御部３０は、被加工材２を把持する主軸３を所定の回転数で回転させ、Ｘ軸駆動機構により工具１２を所望の切込み位置にまで移動させるとともに、ボールネジ機構２０のサーボモータ２１の回転を制御して工具１２を送り方向に送り動作させることで、軸線Ｏの周りに回転する被加工材２に工具１２の刃先１２ａを押し当てて被加工材２の切削加工を実行する。 For example, the control unit 30 rotates the spindle 3 that grips the workpiece 2 at a predetermined rotation speed, moves the tool 12 to a desired cutting position by the X-axis drive mechanism, and the servomotor 21 of the ball screw mechanism 20. By controlling the rotation of the tool 12 to feed the tool 12 in the feed direction, the cutting edge 12a of the tool 12 is pressed against the workpiece 2 rotating around the axis O to execute the cutting of the workpiece 2.

また、制御部３０は、送り方向へ送り動作する工具１２に、当該送り方向に沿う方向への振動を重畳させるようにサーボモータ２１の回転を制御することができる。当該制御は、エンコーダ３２により得られる工具１２の刃先１２ａのＺ軸方向の位置をフィードバックしつつ行われる。これにより、工具１２を送り方向に振動させながら送り動作させて、被加工材２を振動切削することができる。被加工材２を振動切削することにより、切削加工時に工具１２により被加工材２が切削されない空振り期間を生じさせて切屑を順次分断させ、切屑の処理性を高めることができる。 Further, the control unit 30 can control the rotation of the servomotor 21 so that the tool 12 that feeds in the feed direction superimposes the vibration in the direction along the feed direction. The control is performed while feeding back the position of the cutting edge 12a of the tool 12 obtained by the encoder 32 in the Z-axis direction. As a result, the workpiece 2 can be vibrated and cut by causing the tool 12 to be fed while vibrating in the feed direction. By vibrating the work material 2 by vibration cutting, it is possible to cause an idle swing period in which the work material 2 is not cut by the tool 12 at the time of cutting, and to sequentially divide the chips, thereby improving the processability of the chips.

制御部３０は振幅制御手段としての機能を有しており、振動切削時に工具１２に加える送り方向の振動の振幅を制御する。より具体的には、制御部３０は、入力部３１から制御部３０に入力された工具１２の目標振幅値から設定される指令振幅値に基づいて工具１２に加える振動の振幅を制御する。 The control unit 30 has a function as an amplitude control means, and controls the amplitude of vibration in the feed direction applied to the tool 12 during vibration cutting. More specifically, the control unit 30 controls the amplitude of the vibration applied to the tool 12 based on the command amplitude value set from the target amplitude value of the tool 12 input from the input unit 31 to the control unit 30.

なお、工具１２の振動数は、予め設定された複数種類の振動数から任意の振動数を選択して設定することができる。 The frequency of the tool 12 can be set by selecting an arbitrary frequency from a plurality of preset types of frequencies.

入力部３１に入力された工具１２の目標振幅値に基づいて指令振幅値を設定するために、記憶部３０ｂには、ボールネジ機構２０により駆動される工具１２の振動の実振幅値と指令振幅値との相関関係を示す相関データが記憶されている。この相関データは、切削装置１が客先に向けて出荷される前に、予め実験等により取得されて記憶部３０ｂに記憶されている。 In order to set the commanded amplitude value based on the target amplitude value of the tool 12 input to the input unit 31, the storage unit 30b contains the actual amplitude value and the commanded amplitude value of the vibration of the tool 12 driven by the ball screw mechanism 20. Correlation data showing the correlation with is stored. This correlation data is acquired in advance by an experiment or the like and stored in the storage unit 30b before the cutting device 1 is shipped to the customer.

相関データにおける工具１２の刃先１２ａの実振幅値は、制御部３０が、ある指令振幅値でサーボモータ２１の作動制御を行って工具１２を振動させたときの工具１２の刃先１２ａの実際の振幅のことである。具体的には、工具１２の刃先１２ａの実振幅値は、図２に示すように、主軸３に被加工材２を装着することなく工具１２に切削加工における振動切削と同様の動作を空振り動作として行わせたときにおける工具１２の刃先１２ａの振幅を、指令振幅値と振動数とを変えながら変位計４０により直接測定して取得したものである。 The actual amplitude value of the cutting edge 12a of the tool 12 in the correlation data is the actual amplitude of the cutting edge 12a of the tool 12 when the control unit 30 controls the operation of the servomotor 21 with a certain command amplitude value to vibrate the tool 12. That is. Specifically, as shown in FIG. 2, the actual amplitude value of the cutting edge 12a of the tool 12 is a swinging operation similar to that of vibration cutting in cutting on the tool 12 without mounting the workpiece 2 on the spindle 3. The amplitude of the cutting edge 12a of the tool 12 was directly measured and acquired by the displacement meter 40 while changing the command amplitude value and the frequency.

工具１２の刃先１２ａの実振幅値を直接測定する変位計４０としては、例えばレーザー式のものなど、工具１２の刃先１２ａの位置を、エンコーダ３２よりも高精度に測定可能なものが用いられる。変位計４０は、工具１２の刃先１２ａの実振幅値を測定した後、切削装置１が出荷される前に切削装置１から取り外される。 As the displacement meter 40 that directly measures the actual amplitude value of the cutting edge 12a of the tool 12, for example, a laser type one that can measure the position of the cutting edge 12a of the tool 12 with higher accuracy than the encoder 32 is used. The displacement meter 40 is removed from the cutting device 1 before the cutting device 1 is shipped after measuring the actual amplitude value of the cutting edge 12a of the tool 12.

上記のように、工具１２の振動の振動数として制御部３０において選択可能な各振動数ｆａ～ｆｎについて、指令振幅値の値を変更しつつ、それぞれの指令振幅値に対応した工具１２の刃先１２ａの実振幅値を変位計４０により測定し、これらを特性線図として纏めることで、図３に示すように、複数の工具１２の振動の実振幅値と複数の指令振幅値との相関関係を含む相関データが得られる。なお、相関データは、図３に示す特性線図の形式に限らず、データテーブルの形式で記憶部３０ｂに記憶されてもよい。 As described above, for each frequency fa to fn that can be selected by the control unit 30 as the vibration frequency of the tool 12, the cutting edge of the tool 12 corresponding to each command amplitude value is changed while changing the value of the command amplitude value. By measuring the actual amplitude value of 12a with the displacement meter 40 and summarizing them as a characteristic diagram, as shown in FIG. 3, the correlation between the actual amplitude value of the vibration of the plurality of tools 12 and the plurality of commanded amplitude values. Correlation data including is obtained. The correlation data is not limited to the format of the characteristic diagram shown in FIG. 3, and may be stored in the storage unit 30b in the format of a data table.

図３において、工具１２の振動の実振幅値と指令振幅値とが一致する場合（減衰が生じない場合）の相関関係が破線で示されている。当該破線との比較から解るように、工具１２を所望の指令振幅値で振動させるようにサーボモータ２１の作動を制御しても、ボールネジ機構２０が有する摺動部の摩擦やバックラッシ、振動特性等の様々な要因によって振幅が減衰され、工具１２の刃先１２ａにおける実振幅値は指令振幅値よりも小さくなる。 In FIG. 3, the correlation when the actual amplitude value of the vibration of the tool 12 and the command amplitude value match (when no attenuation occurs) is shown by a broken line. As can be seen from the comparison with the broken line, even if the operation of the servomotor 21 is controlled so as to vibrate the tool 12 with a desired command amplitude value, the friction, backlash, vibration characteristics, etc. of the sliding portion of the ball screw mechanism 20 can be controlled. The amplitude is attenuated by various factors of the above, and the actual amplitude value at the cutting edge 12a of the tool 12 becomes smaller than the command amplitude value.

そこで、本実施の形態では、指令振幅値設定手段としての機能を有する制御部３０において、入力部３１に入力される工具１２の目標振幅値が、記憶部３０ｂに記憶された相関データにおける実振幅値となるように、切削加工における指令振幅値を設定する。 Therefore, in the present embodiment, in the control unit 30 having a function as a command amplitude value setting means, the target amplitude value of the tool 12 input to the input unit 31 is the actual amplitude in the correlation data stored in the storage unit 30b. Set the command amplitude value in the cutting process so that it becomes a value.

例えば、制御部３０は、図４に示すように、振動数ｆａとして振動切削を行う際、入力部３１に目標振幅値ＴＡが入力されたときに、図３の振動数ｆａの相関データにおいて、実振幅値が目標振幅値ＴＡと同一の値となる指令振幅値ＣＡを、切削加工時におけるサーボモータ２１の制御に用いられる工具１２の振幅の指令振幅値として設定する。 For example, as shown in FIG. 4, when the control unit 30 performs vibration cutting as the frequency fa, when the target amplitude value TA is input to the input unit 31, in the correlation data of the frequency fa in FIG. The command amplitude value CA whose actual amplitude value is the same as the target amplitude value TA is set as the command amplitude value of the amplitude of the tool 12 used for controlling the servo motor 21 at the time of cutting.

より具体的には、制御部３０は、図４において、複数の実振幅値のデータの中から、入力部３１に入力された目標振幅値ＴＡに値が近い順に２つの実振幅値ＲＡ１、ＲＡ２を選択し、これら２つの実振幅値ＲＡ１、ＲＡ２を通る直線の方程式に基づいて目標振幅値ＴＡに対応する指令振幅値ＣＡを算出し、当該指令振幅値ＣＡを指令振幅値として設定する。例えば、実振幅値ＲＡ１の座標が（ｘ１、ｙ１）、実振幅値ＲＡ２（ｘ２、ｙ２）であるとすると、２つの実振幅値ＲＡ１、ＲＡ２を通る直線の方程式は、ｙ＝（（ｙ２－ｙ１）／（ｘ２－ｘ１））ｘ＋（ｙ１－（ｙ２－ｙ１）ｘ１／（ｘ２－ｘ１））、すなわちｘ＝（ｙ－（ｙ１－（ｙ２－ｙ１）ｘ１／（ｘ２－ｘ１）））（ｘ２－ｘ１）／（ｙ２－ｙ１）となり、当該方程式のｙに目標振幅値ＴＡの値を代入したｘの値を指令振幅値ＣＡとして得ることができる。 More specifically, in FIG. 4, the control unit 30 has two real amplitude values RA1 and RA2 in the order of closeness to the target amplitude value TA input to the input unit 31 from the data of a plurality of real amplitude values. Is selected, the command amplitude value CA corresponding to the target amplitude value TA is calculated based on the equation of the straight line passing through these two real amplitude values RA1 and RA2, and the command amplitude value CA is set as the command amplitude value. For example, assuming that the coordinates of the real amplitude value RA1 are (x1, y1) and the real amplitude value RA2 (x2, y2), the equation of the straight line passing through the two real amplitude values RA1 and RA2 is y = ((y2-). y1) / (x2-x1)) x + (y1- (y2-y1) x1 / (x2-x1)), that is, x = (y- (y1- (y2-y1) x1 / (x2-x1))) (X2-x1) / (y2-y1), and the value of x obtained by substituting the value of the target amplitude value TA into y of the equation can be obtained as the command amplitude value CA.

このように、本実施の形態の切削装置１及びその制御方法では、工具１２の振動の実振幅値と指令振幅値との相関関係を示す相関データを予め記憶部３０ｂに記憶させておき、切削加工を行う際、入力部３１に目標振幅値が入力されたときに、当該目標振幅値が記憶部３０ｂに記憶された相関データにおける実振幅値となるように指令振幅値を設定するようにしている。これにより、サーボモータ２１と工具１２の刃先１２ａとの間で生じる振動の減衰を考慮した指令振幅値で工具１２の振幅の制御が行なわれるようにして、サーボモータ２１と工具１２の刃先１２ａとの間における振動の減衰の影響を最小限として、入力部３１に入力される所望の振幅値で工具１２の刃先１２ａを振動させることができる。したがって、理論上は振動切削により切屑が分断される値の指令振幅値を入力しても、実際の切削加工（振動切削）において工具１２の振幅が減衰により減少して切屑が分断されなくなるという問題を生じさせることなく、所望の振幅値で工具１２を確実に振動させて、切屑を分断させながら切削加工（振動切削）を行うことができる。 As described above, in the cutting device 1 and its control method of the present embodiment, the correlation data showing the correlation between the actual amplitude value of the vibration of the tool 12 and the commanded amplitude value is stored in the storage unit 30b in advance for cutting. When processing, when the target amplitude value is input to the input unit 31, the command amplitude value is set so that the target amplitude value becomes the actual amplitude value in the correlation data stored in the storage unit 30b. There is. As a result, the amplitude of the tool 12 is controlled by the command amplitude value considering the damping of the vibration generated between the servo motor 21 and the cutting edge 12a of the tool 12, and the servo motor 21 and the cutting edge 12a of the tool 12 are controlled. The cutting edge 12a of the tool 12 can be vibrated with a desired amplitude value input to the input unit 31 while minimizing the influence of vibration damping between the two. Therefore, in theory, even if a command amplitude value of a value at which chips are divided by vibration cutting is input, the amplitude of the tool 12 decreases due to damping in actual cutting (vibration cutting), and chips cannot be divided. The tool 12 can be reliably vibrated at a desired amplitude value, and cutting (vibration cutting) can be performed while dividing chips.

次に、本発明の他の実施の形態の切削装置１及びその制御方法について説明する。 Next, the cutting device 1 and the control method thereof according to another embodiment of the present invention will be described.

他の実施の形態においては、記憶部３０ｂには、ボールネジ機構２０により駆動される工具１２の振動の実振幅値と指令振幅値との相関関係を示す相関データに加えて、工具１２の刃先１２ａの振幅を変位計４０により直接測定して得た工具１２の振動の補正用実振幅値と、サーボモータ２１に設けられたエンコーダ３２により間接的に測定して得た工具１２の振動の補正用推定振幅値との相関関係を示す副相関データが相関テーブル１として記憶されている。この副相関データである相関テーブル１も、切削装置１が客先に向けて出荷される前に、予め実験等により取得されて記憶部３０ｂに記憶されている。 In another embodiment, the storage unit 30b has the cutting edge 12a of the tool 12 in addition to the correlation data showing the correlation between the actual amplitude value and the commanded amplitude value of the vibration of the tool 12 driven by the ball screw mechanism 20. The actual amplitude value for correcting the vibration of the tool 12 obtained by directly measuring the amplitude of the tool 12 with the displacement meter 40, and the vibration of the tool 12 obtained by indirectly measuring with the encoder 32 provided in the servo motor 21. Sub-correlation data showing the correlation with the estimated amplitude value is stored as the correlation table 1. The correlation table 1, which is the sub-correlation data, is also acquired in advance by an experiment or the like and stored in the storage unit 30b before the cutting device 1 is shipped to the customer.

より具体的には、相関テーブル１は、図５に示す手順で作成されて記憶部３０ｂに記憶される。すなわち、補正値測定用プログラムにより切削装置１に振動切削の空振り動作をさせ（ステップＳ１）、その状態で、指令振幅値と振動数を変えながら、変位計４０により工具１２の刃先１２ａの振幅を直接測定して複数の補正用実振幅値を得るとともに、エンコーダ３２により工具１２の刃先１２ａの振幅を間接的に測定して複数の補正用推定振幅値を得て、これらを記憶部３０ｂの相関テーブル１に書き込んで記憶させる（ステップＳ３）。完成した相関テーブル１を表１に示す。なお、表１に示す相関テーブル１においては、表の一部においてのみ具体的な数値を記載している。 More specifically, the correlation table 1 is created by the procedure shown in FIG. 5 and stored in the storage unit 30b. That is, the cutting device 1 is made to swing the vibration cutting by the correction value measurement program (step S1), and in that state, the amplitude of the cutting edge 12a of the tool 12 is measured by the displacement meter 40 while changing the command amplitude value and the frequency. A plurality of actual amplitude values for correction are obtained by direct measurement, and a plurality of estimated amplitude values for correction are obtained by indirectly measuring the amplitude of the cutting edge 12a of the tool 12 by the encoder 32, and these are correlated with the storage unit 30b. It is written in the table 1 and stored (step S3). The completed correlation table 1 is shown in Table 1. In the correlation table 1 shown in Table 1, specific numerical values are described only in a part of the table.

次に、切削装置１が客先に出荷された後、例えば切削装置１の据付け時や定期点検時に、以下の手順で相関テーブル２を作成する。 Next, after the cutting device 1 is shipped to the customer, the correlation table 2 is created by the following procedure, for example, at the time of installation or periodic inspection of the cutting device 1.

より具体的には、相関テーブル２は、図６に示す手順で作成されて記憶部３０ｂに記憶される。すなわち、補正値測定用プログラムにより切削装置１に振動切削の空振り動作をさせ（ステップＳ４）、その状態で、指令振幅値と振動数を変えながら、エンコーダ３２により工具１２の刃先１２ａの振幅を間接的に測定して複数の推定振幅値を得て（ステップＳ５）、これらを記憶部３０ｂの相関テーブル２に書き込んで記憶させる（ステップＳ６）。そして、相関テーブル１における工具１２の複数の補正用実振幅値と複数の補正用推定振幅値との相関関係から、相関テーブル２においてエンコーダ３２により測定された推定振幅値に対応する推定実振幅値を算出し、これを相関テーブル２の変位計の欄に書き込んで記憶させる（ステップＳ７）。推定実振幅値は、エンコーダ３２により測定された工具１２の推定振幅値に基づき、当該工具１２の振幅を変位計により測定した場合に得られるであろうと推定される工具１２の実振幅値である。 More specifically, the correlation table 2 is created by the procedure shown in FIG. 6 and stored in the storage unit 30b. That is, the cutting device 1 is made to swing the vibration cutting by the correction value measurement program (step S4), and in that state, the amplitude of the cutting edge 12a of the tool 12 is indirectly changed by the encoder 32 while changing the command amplitude value and the frequency. A plurality of estimated amplitude values are obtained (step S5), and these are written in the correlation table 2 of the storage unit 30b and stored (step S6). Then, from the correlation between the plurality of correction actual amplitude values of the tool 12 in the correlation table 1 and the plurality of correction estimation estimated amplitude values, the estimated actual amplitude values corresponding to the estimated amplitude values measured by the encoder 32 in the correlation table 2 are obtained. Is calculated, and this is written in the displacement meter column of the correlation table 2 and stored (step S7). The estimated actual amplitude value is an estimated actual amplitude value of the tool 12 that would be obtained when the amplitude of the tool 12 is measured by a displacement meter based on the estimated amplitude value of the tool 12 measured by the encoder 32. ..

例えば、相関テーブル１において、指令振幅値が１０（μｍ）、振動数がｆａの場合の変位計４０により測定された補正用実振幅値が６（μｍ）、エンコーダ３２により測定された補正用推定振幅値が８（μｍ）の場合には、補正用実振幅値は補正用推定振幅値の６／８倍であるので、相関テーブル２において、指令振幅値が１０（μｍ）、振動数がｆａの場合の推定振幅値５．３に対応する推定実振幅値は５．３×６／８＝４（μｍ）であると算出される。以下同様に、各指令振幅値、振動数に対応する推定実振幅値を算出し、算出結果を相関テーブル２の変位計の欄に書き込んで相関テーブル２を完成させる。このような方法によって相関テーブル２において変位計の欄に記載される推定実振幅値は、切削装置１を出荷の際に、当該切削装置１を移動等することで値に変動が生じた実振幅値を、エンコーダ３２による測定値に基づいて補正したものである。完成した相関テーブル２を表２に示す。なお、表２に示す相関テーブル２においては、表の一部においてのみ具体的な数値を記載している。 For example, in the correlation table 1, the actual amplitude value for correction measured by the displacement meter 40 when the command amplitude value is 10 (μm) and the frequency is fa is 6 (μm), and the estimation for correction measured by the encoder 32. When the amplitude value is 8 (μm), the actual amplitude value for correction is 6/8 times the estimated amplitude value for correction. Therefore, in the correlation table 2, the command amplitude value is 10 (μm) and the frequency is fa. The estimated actual amplitude value corresponding to the estimated amplitude value 5.3 in the case of is calculated to be 5.3 × 6/8 = 4 (μm). Similarly, the estimated actual amplitude value corresponding to each command amplitude value and frequency is calculated, and the calculation result is written in the displacement meter column of the correlation table 2 to complete the correlation table 2. The estimated actual amplitude value described in the column of the displacement meter in the correlation table 2 by such a method is the actual amplitude in which the value is changed by moving the cutting device 1 at the time of shipping the cutting device 1. The value is corrected based on the value measured by the encoder 32. The completed correlation table 2 is shown in Table 2. In the correlation table 2 shown in Table 2, specific numerical values are described only in a part of the table.

相関テーブル２が完成すると、切削装置１による切削加工を行う前に、入力部３１に所望の目標振幅値を入力することで、当該目標振幅値で工具１２を振動させるように切削装置１の作動が制御される。すなわち、入力部３１に所望の目標振幅値を入力すると、図７に示すように、入力部３１に入力された加工プログラムから工具１２の目標振幅値が読み取られ（ステップＳ８）、次いで、制御部３０は、相関テーブル２において変位計の欄に記載された推定実振幅値を図３に示す実振幅値とみなして、図４に示す場合と同様の方法で指令振幅値が設定される（ステップＳ９）。そして、指令振幅値が設定されると、当該指令振幅値で振動切削が開始される（ステップＳ１０）。 When the correlation table 2 is completed, the cutting device 1 is operated so as to vibrate the tool 12 at the target amplitude value by inputting a desired target amplitude value to the input unit 31 before cutting by the cutting device 1. Is controlled. That is, when a desired target amplitude value is input to the input unit 31, the target amplitude value of the tool 12 is read from the machining program input to the input unit 31 (step S8), and then the control unit. In the correlation table 2, the estimated actual amplitude value described in the column of the displacement meter is regarded as the actual amplitude value shown in FIG. 3, and the commanded amplitude value is set in the same manner as in the case shown in FIG. 4 (step). S9). Then, when the command amplitude value is set, vibration cutting is started at the command amplitude value (step S10).

このように、他の実施の形態の切削装置１及びその制御方法では、切削装置１を客先に出荷する前に、工具１２の刃先１２ａの振幅を変位計４０により直接測定して得た工具１２の振動の補正用実振幅値と、サーボモータ２１に設けられたエンコーダ３２により間接的に測定して得た工具１２の振動の補正用推定振幅値との相関関係を示す相関テーブル１（副相関データ）を記憶部３０ｂに記憶させるようにしたので、出荷前後において、切削装置１の移動、切削装置１の床との固定状態、床の振動特定、工具１２を保持するホルダ１１の重量や位置等の相違により、工具１２の振動の減衰量が相違する場合であってもサーボモータ２１のエンコーダ３２を用いて工具１２の推定振幅値を測定し、この推定振幅値と相関テーブル１の相関関係とに基づいて工具１２の実振幅値の推定値である推定実振幅値を得ることができる。したがって、変位計４０を所持していない客先においても、エンコーダ３２を用いて測定された推定振幅値から、工具１２の実振幅値の推定値である推定実振幅値を容易かつ高精度に得ることができるので、当該推定実振幅値を、図２に示す実振幅値の補正値とみなして指令振幅値を設定することで、工具１２を所望の振幅で高精度に振動させることができる。 As described above, in the cutting device 1 and its control method of the other embodiment, the amplitude of the cutting edge 12a of the tool 12 is directly measured by the displacement meter 40 before the cutting device 1 is shipped to the customer. Correlation table 1 (secondary) showing the correlation between the actual amplitude value for correction of vibration of 12 and the estimated amplitude value for correction of vibration of the tool 12 indirectly measured by the encoder 32 provided in the servo motor 21. Since the storage unit 30b stores the correlation data) before and after shipment, the movement of the cutting device 1, the fixed state of the cutting device 1 with the floor, the vibration identification of the floor, the weight of the holder 11 for holding the tool 12, and the like. Even if the damping amount of the vibration of the tool 12 is different due to the difference in position or the like, the estimated amplitude value of the tool 12 is measured by using the encoder 32 of the servomotor 21, and the estimated amplitude value and the correlation of the correlation table 1 are correlated. An estimated actual amplitude value, which is an estimated value of the actual amplitude value of the tool 12, can be obtained based on the relationship. Therefore, even at a customer who does not have the displacement meter 40, the estimated actual amplitude value, which is the estimated value of the actual amplitude value of the tool 12, can be easily and highly accurately obtained from the estimated amplitude value measured by using the encoder 32. Therefore, the tool 12 can be vibrated with a desired amplitude with high accuracy by regarding the estimated actual amplitude value as a correction value of the actual amplitude value shown in FIG. 2 and setting the commanded amplitude value.

また、サーボモータ２１が通常備えるエンコーダ３２を用いて工具１２の推定振幅値を測定することで、工具１２の実振幅値の推定値である推定実振幅値を得ることができるので、追加の部品等を用いることなく、変位計４０を用いて設定する場合と同様の高精度な値の指令振幅値を設定することができる。 Further, by measuring the estimated actual amplitude value of the tool 12 using the encoder 32 normally provided in the servomotor 21, it is possible to obtain the estimated actual amplitude value which is the estimated value of the actual amplitude value of the tool 12, so that it is an additional component. It is possible to set the command amplitude value of the same high-precision value as in the case of setting using the displacement meter 40 without using the above.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、工具１２を送り方向に送り動作させる工具駆動手段としては、上記したボールネジ機構２０に限らず、例えばリニアモータ駆動機構などの種々の構成のものを用いることができる。 For example, the tool driving means for feeding the tool 12 in the feeding direction is not limited to the ball screw mechanism 20 described above, and various configurations such as a linear motor driving mechanism can be used.

また、変位計４０は、レーザー式のものに限らず、工具１２の刃先１２ａの位置を、エンコーダ３２よりも高精度に測定可能なものであれば、他の構成のものを用いることができる。 Further, the displacement meter 40 is not limited to the laser type, and any other displacement meter 40 can be used as long as the position of the cutting edge 12a of the tool 12 can be measured with higher accuracy than the encoder 32.

さらに、位置検出手段は、ロータリー式のエンコーダ３２に限らず、工具駆動手段の駆動源の出力変位から工具１２の刃先１２ａの変位を検出することができるものであれば、例えばリニア式のエンコーダ（リニアスケール）等の種々の構成のものを用いることができる。 Further, the position detecting means is not limited to the rotary encoder 32, and any linear encoder (for example) can be used as long as it can detect the displacement of the cutting edge 12a of the tool 12 from the output displacement of the drive source of the tool driving means. Various configurations such as linear scale) can be used.

１切削装置
２被加工材
３主軸
３ａチャック
１０刃物台
１１ホルダ
１２工具
１２ａ刃先
１２ｂ工具本体
２０ボールネジ機構（工具駆動手段）
２１サーボモータ
２２ネジ軸
２３ナット
３０制御部（振幅制御手段、指令振幅値設定手段）
３０ａ演算部
３０ｂ記憶部（記憶手段）
３１入力部
３２エンコーダ（位置検出手段）
４０変位計
Ｏ軸線
ＴＡ目標振幅値
ＣＡ指令振幅値
ＲＡ１実振幅値
ＲＡ２実振幅値 1 Cutting device 2 Work material 3 Spindle 3a Chuck 10 Blade stand 11 Holder 12 Tool 12a Cutting edge 12b Tool body 20 Ball screw mechanism (tool driving means)
21 Servo motor 22 Screw shaft 23 Nut 30 Control unit (amplitude control means, command amplitude value setting means)
30a Calculation unit 30b Storage unit (storage means)
31 Input unit 32 Encoder (position detection means)
40 Displacement meter O Axis TA Target amplitude value CA Command amplitude value RA1 Real amplitude value RA2 Real amplitude value

Claims

被加工材を軸線の周りに回転させる主軸と、
工具を送り方向に振動させながら送り動作させる工具駆動手段と、
指令振幅値に基づいて前記工具の振動の振幅を制御する振幅制御手段と、を有し、
軸線周りに回転する前記被加工材に前記工具の刃先を押し当てて該被加工材を切削加工する切削装置であって、
前記工具駆動手段に駆動される前記工具の振動の実振幅値と指令振幅値との相関関係を示す相関データが記憶された記憶手段と、
前記工具の目標振幅値が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記目標振幅値が前記記憶手段に記憶された前記相関データにおける前記実振幅値となるように前記切削加工における指令振幅値を設定する指令振幅値設定手段と、を有することを特徴とする切削装置。 A spindle that rotates the work material around the axis, and
A tool driving means that feeds the tool while vibrating it in the feed direction,
It has an amplitude control means for controlling the vibration amplitude of the tool based on a command amplitude value.
A cutting device that cuts the work material by pressing the cutting edge of the tool against the work material that rotates around the axis.
A storage means in which correlation data showing the correlation between the actual amplitude value of the vibration of the tool driven by the tool driving means and the command amplitude value is stored, and
An input unit into which the target amplitude value of the tool is input, and
It has a command amplitude value setting means for setting a command amplitude value in the cutting process so that the target amplitude value input to the input unit becomes the actual amplitude value in the correlation data stored in the storage means. A cutting device characterized by that.

前記相関データが、複数の前記指令振幅値と複数の前記実振幅値との相関関係を含み、
前記指令振幅値設定手段が、複数の前記実振幅値の中から前記入力部に入力された前記目標振幅値に近い順に２つの前記実振幅値を選択し、これら２つの前記実振幅値を通る直線の方程式に基づき前記目標振幅値に対応する振幅値を取得し、該振幅値を前記切削加工における前記指令振幅値として設定する、請求項１に記載の切削装置。 The correlation data includes the correlation between the plurality of command amplitude values and the plurality of actual amplitude values.
The command amplitude value setting means selects two real amplitude values from a plurality of real amplitude values in order of proximity to the target amplitude value input to the input unit, and passes through these two real amplitude values. The cutting apparatus according to claim 1, wherein an amplitude value corresponding to the target amplitude value is acquired based on a linear equation, and the amplitude value is set as the commanded amplitude value in the cutting process.

前記工具の刃先の振幅を変位計により直接測定して得た前記工具の振動の補正用実振幅値と前記工具駆動手段に設けられた位置検出手段により間接的に測定して得た前記工具の振動の補正用推定振幅値との相関関係を示す副相関データが前記記憶手段に記憶されており、
前記工具に前記切削加工の空振り動作をさせたときに、前記指令振幅値設定手段が、前記記憶手段に記憶された前記副相関データにおける前記補正用実振幅値と前記補正用推定振幅値との相関関係に基づいて前記位置検出手段により間接的に測定される前記工具の振動の推定振幅値に対応する前記工具の推定実振幅値を算出し、該推定実振幅値を前記実振幅値とみなして前記指令振幅値の設定を行う、請求項１または２に記載の切削装置。 The actual amplitude value for compensating the vibration of the tool obtained by directly measuring the amplitude of the cutting edge of the tool with a displacement meter and the tool indirectly measured by the position detecting means provided in the tool driving means. Sub-correlation data showing the correlation with the estimated amplitude value for vibration correction is stored in the storage means.
When the tool is made to perform the idle swing operation of the cutting process, the command amplitude value setting means has the correction actual amplitude value and the correction estimated amplitude value in the sub-correlation data stored in the storage means. The estimated actual amplitude value of the tool corresponding to the estimated amplitude value of the vibration of the tool indirectly measured by the position detecting means is calculated based on the correlation, and the estimated actual amplitude value is regarded as the actual amplitude value. The cutting device according to claim 1 or 2, wherein the command amplitude value is set.

被加工材を軸線の周りに回転させる主軸と、
工具を送り方向に振動させながら送り動作させる工具駆動手段と、
指令振幅値に基づいて前記工具の振動の振幅を制御する振幅制御手段と、を有し、
軸線周りに回転する前記被加工材に前記工具の刃先を押し当てて該被加工材を切削加工する切削装置の制御方法であって、
前記工具駆動手段に駆動される前記工具の振動の実振幅値と指令振幅値との相関関係を示す相関データを記憶手段に記憶させ、
前記工具の目標振幅値が入力部に入力されたときに、指令振幅値設定手段が、前記入力部に入力された前記目標振幅値が前記記憶手段に記憶された前記相関データにおける前記実振幅値となるように前記切削加工における指令振幅値を設定することを特徴とする切削装置の制御方法。 A spindle that rotates the work material around the axis, and
A tool driving means that feeds the tool while vibrating it in the feed direction,
It has an amplitude control means for controlling the vibration amplitude of the tool based on a command amplitude value.
It is a control method of a cutting device that cuts the work material by pressing the cutting edge of the tool against the work material that rotates around the axis.
Correlation data showing the correlation between the actual amplitude value of the vibration of the tool driven by the tool driving means and the commanded amplitude value is stored in the storage means.
When the target amplitude value of the tool is input to the input unit, the command amplitude value setting means receives the target amplitude value input to the input unit to store the target amplitude value in the storage means, and the actual amplitude value in the correlation data. A method for controlling a cutting device, which comprises setting a command amplitude value in the cutting process so as to be.

前記相関データが、複数の前記指令振幅値と複数の前記実振幅値との相関関係を含み、
前記指令振幅値設定手段が、複数の前記実振幅値の中から前記入力部に入力された前記目標振幅値に近い順に２つの前記実振幅値を選択し、これら２つの前記実振幅値を通る直線の方程式に基づき前記目標振幅値に対応する振幅値を取得し、該振幅値を前記切削加工における前記指令振幅値として設定する、請求項４に記載の切削装置の制御方法。 The correlation data includes the correlation between the plurality of command amplitude values and the plurality of actual amplitude values.
The command amplitude value setting means selects two real amplitude values from a plurality of real amplitude values in order of proximity to the target amplitude value input to the input unit, and passes through these two real amplitude values. The control method for a cutting device according to claim 4, wherein an amplitude value corresponding to the target amplitude value is acquired based on a linear equation, and the amplitude value is set as the commanded amplitude value in the cutting process.

前記工具の刃先の振幅を変位計により直接測定して得た前記工具の振動の補正用実振幅値と前記工具駆動手段に設けられた位置検出手段により間接的に測定して得た前記工具の振動の補正用推定振幅値との相関関係を示す副相関データを前記記憶手段に記憶させ、
前記工具に前記切削加工の空振り動作をさせたときに、前記指令振幅値設定手段が、前記記憶手段に記憶された前記副相関データにおける前記補正用実振幅値と前記補正用推定振幅値との相関関係に基づいて前記位置検出手段により間接的に測定される前記工具の振動の推定振幅値に対応する前記工具の推定実振幅値を算出し、該推定実振幅値を前記実振幅値とみなして前記指令振幅値の設定を行う、請求項４または５に記載の切削装置の制御方法。 The actual amplitude value for compensating the vibration of the tool obtained by directly measuring the amplitude of the cutting edge of the tool with a displacement meter and the tool indirectly measured by the position detecting means provided in the tool driving means. Sub-correlation data showing the correlation with the estimated amplitude value for vibration correction is stored in the storage means.
When the tool is made to perform the idle swing operation of the cutting process, the command amplitude value setting means has the correction actual amplitude value and the correction estimated amplitude value in the sub-correlation data stored in the storage means. The estimated actual amplitude value of the tool corresponding to the estimated amplitude value of the vibration of the tool indirectly measured by the position detecting means is calculated based on the correlation, and the estimated actual amplitude value is regarded as the actual amplitude value. The control method for a cutting device according to claim 4 or 5, wherein the command amplitude value is set.