JP6990134B2

JP6990134B2 - 切削装置及びその制御方法

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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。

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。

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。

特開２０１８－５４２３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。工具の実振幅値を測定している様子を示す図である。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。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。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。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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。
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。
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。
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。
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。
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。