JP7346350B2 - Cutting device and its cutting control method - Google Patents

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JP7346350B2 JP2020060193A JP2020060193A JP7346350B2 JP 7346350 B2 JP7346350 B2 JP 7346350B2 JP 2020060193 A JP2020060193 A JP 2020060193A JP 2020060193 A JP2020060193 A JP 2020060193A JP 7346350 B2 JP7346350 B2 JP 7346350B2
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Description

本発明は、切削装置及びその切削制御方法に関する。 The present invention relates to a cutting device and a cutting control method thereof.

切削工具の回転により被加工物に切削加工が施される場合、その精度を確保するためには切削条件を適正なものとすることが要求される。特許文献１には、剛性の低い被加工物の切削加工の精度を確保できるような切削条件を調整する切削装置が開示されている。 When cutting a workpiece by rotating a cutting tool, appropriate cutting conditions are required to ensure accuracy. Patent Document 1 discloses a cutting device that adjusts cutting conditions to ensure accuracy in cutting a workpiece with low rigidity.

この切削装置は、切削工具を用いた被加工物の送り加工中において切削工具の振動を検出して監視信号を出力するセンサと、出力された監視信号の時間波形データを周波数波形データに変換する制御回路とを備えている。制御回路は、変換した周波数波形データに基づいて、送り加工中における衝撃量を周波数毎に抽出し、抽出した衝撃量の所定周波数領域における総和を算出し、算出した総和に基づいて切削条件を調整する。ここで、所定周波数領域は、切削工具の回転速度と切削工具の切れ刃の数とに基づいて設定されている。 This cutting device includes a sensor that detects the vibration of the cutting tool during feeding of a workpiece using the cutting tool and outputs a monitoring signal, and a sensor that converts the time waveform data of the output monitoring signal into frequency waveform data. It is equipped with a control circuit. The control circuit extracts the amount of impact during feed machining for each frequency based on the converted frequency waveform data, calculates the sum of the extracted amount of impact in a predetermined frequency range, and adjusts the cutting conditions based on the calculated sum. do. Here, the predetermined frequency range is set based on the rotational speed of the cutting tool and the number of cutting edges of the cutting tool.

特開２０１９－７２８０６号公報JP2019-72806A

切削加工の精度は、被加工物及び切削工具のみならず、切削工具の回転及び送りを実施する駆動機構の剛性や、被加工物を固定する固定部の剛性にも依存し得る。このため、切削加工の精度を確保するためには、駆動機構及び固定部それぞれの剛性に応じた適正な切削条件を設定する必要がある。しかしながら、この場合、剛性に応じた適正な切削条件の設定を試行錯誤しなければならず、切削条件の設定に要する工数が増大するという問題があった。 The accuracy of cutting can depend not only on the workpiece and the cutting tool, but also on the rigidity of the drive mechanism that rotates and feeds the cutting tool, and the rigidity of the fixing part that fixes the workpiece. Therefore, in order to ensure the precision of the cutting process, it is necessary to set appropriate cutting conditions according to the respective rigidities of the drive mechanism and the fixing part. However, in this case, it is necessary to set appropriate cutting conditions according to the rigidity through trial and error, and there is a problem in that the number of man-hours required for setting the cutting conditions increases.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、切削工具の回転及び送りを実施する駆動機構及び被加工物を固定する固定部等の剛性に応じた適正な切削条件を試行錯誤することなく設定できる切削装置及びその切削制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and involves trial and error in determining appropriate cutting conditions according to the rigidity of the drive mechanism that rotates and feeds the cutting tool, the fixing part that fixes the workpiece, etc. It is an object of the present invention to provide a cutting device and a cutting control method thereof that can be set without any problems.

上記目的を達成すべく、第１の発明は、切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置であって、
第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工が前記被加工物に施され、
前記駆動機構又は前記固定部に取り付けられ、その取付位置において前記切削工具の送り方向と直交する方向の振動加速度、振動速度若しくは振動変位を検出する振動センサの検出値、又は前記駆動機構に取り付けられ、前記切削工具の送り方向と直交する方向における前記切削工具の切削力を検出する切削力センサの検出値のいずれかである切削パラメータ値を取得する取得部と、
前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出する減衰比算出部と、
前記減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整する調整部と、を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention provides a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its central axis, and a fixing device that fixes a workpiece to be cut by the rotation of the cutting tool. A cutting device comprising:
A cutting process is performed on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
A detection value of a vibration sensor that is attached to the drive mechanism or the fixed part and that detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool at the attachment position, or , an acquisition unit that acquires a cutting parameter value that is one of the detection values of a cutting force sensor that detects the cutting force of the cutting tool in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool;
It is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value obtained during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the cutting parameter value obtained in the period in which the first cutting process is performed. a damping ratio calculation unit that calculates a damping ratio;
The present invention is characterized by comprising an adjusting section that adjusts cutting conditions of the cutting process based on the damping ratio.

第２の発明は、第１の発明において、前記取得部は、前記切削パラメータ値として、前記振動センサの検出値を取得することを特徴とする。 A second invention is characterized in that in the first invention, the acquisition unit acquires a detection value of the vibration sensor as the cutting parameter value.

第３の発明は、第２の発明において、前記振動センサは、その取付位置において、前記切削工具の送り方向と直交する第１方向、並びに前記送り方向及び前記第１方向それぞれと直交する第２方向の振動加速度、振動速度又は振動変位を検出し、
前記減衰比算出部は、
前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記第１方向の検出値に対する、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記第１方向の検出値の比率である第１減衰比を算出し、
前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記第２方向の検出値に対する、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記第２方向の検出値の比率である第２減衰比を算出し、
前記調整部は、前記第１減衰比及び前記第２減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整することを特徴とする。 A third invention is based on the second invention, in which the vibration sensor is arranged in a first direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool and in a second direction perpendicular to each of the feeding direction and the first direction. Detect vibration acceleration, vibration velocity or vibration displacement in the direction,
The damping ratio calculation unit includes:
It is a ratio of the detected value in the first direction acquired during the period in which the second cutting process is performed to the detected value in the first direction acquired in the period in which the first cutting process is performed. Calculate the first damping ratio,
It is a ratio of the detected value in the second direction acquired during the period in which the second cutting process is performed to the detected value in the second direction acquired in the period in which the first cutting process is performed. Calculate the second damping ratio,
The adjustment unit is characterized in that it adjusts cutting conditions for the cutting process based on the first damping ratio and the second damping ratio.

第４の発明は、第３の発明において、前記調整部は、
前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等でないと判定した場合、次回の前記切削加工で用いる送り速度及び前記切削工具の回転速度の少なくとも一方を低下させる調整を行い、
前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等であると判定した場合、今回の前記切削加工で用いた送り速度及び前記切削工具の回転速度を、次回からの前記切削加工で用いる送り速度及び前記切削工具の回転速度に決定することを特徴とする。 A fourth invention is based on the third invention, wherein the adjustment section includes:
If it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio are not equal, adjusting to reduce at least one of the feed rate and the rotation speed of the cutting tool used in the next cutting process,
If it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio are equivalent, the feed rate and the rotation speed of the cutting tool used in the current cutting process are set as the feed rate and the rotation speed of the cutting tool used in the cutting process from the next time onwards. The rotational speed of the cutting tool is determined.

第５の発明は、第４の発明において、前記減衰比算出部は、前記第１減衰比に対する前記第２減衰比の比率である規格化減衰比を算出し、
前記調整部は、前記規格化減衰比が１近傍である場合に前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等であると判定し、前記規格化減衰比が１近傍でない場合に前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等でないと判定することを特徴とする。 In a fifth invention based on the fourth invention, the damping ratio calculation unit calculates a normalized damping ratio that is a ratio of the second damping ratio to the first damping ratio,
The adjustment unit determines that the first damping ratio and the second damping ratio are equal when the normalized damping ratio is near 1, and determines that the first damping ratio is equal when the normalized damping ratio is not near 1. The method is characterized in that it is determined that the damping ratio and the second damping ratio are not equal.

第６の発明は、第４又は第５の発明において、前記減衰比算出部は、次回からの前記切削加工で用いる切削条件が決定された後、前記被加工物の前記切削加工が行われるたびに前記第１減衰比及び前記第２減衰比を算出し、
前記切削加工が行われるたびに算出される前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等でないと判定した場合、前記切削加工の異常が発生したことを報知する報知部を備えていることを特徴とする。 A sixth invention is based on the fourth or fifth invention, wherein the damping ratio calculation unit is configured to calculate the damping ratio every time the cutting process of the workpiece is performed after the cutting conditions to be used in the cutting process from the next time are determined. calculating the first damping ratio and the second damping ratio,
If it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio, which are calculated each time the cutting process is performed, are not equal, the apparatus includes a notification unit that notifies that an abnormality in the cutting process has occurred. Features.

第７の発明は、第１～第６のいずれか１つの発明において、前記切削工具は、前記被加工物の座面加工を行うカッタであり、
前記第１の切削加工は、前記カッタを用いた送り加工であり、
前記第２の切削加工は、前記送り加工の終了後に送りを停止させた状態における前記カッタの回転による加工であることを特徴とする。 A seventh invention is the one according to any one of the first to sixth inventions, wherein the cutting tool is a cutter that processes the seat surface of the workpiece,
The first cutting process is a feeding process using the cutter,
The second cutting process is characterized in that the cutter is rotated while the feed is stopped after the feed process is completed.

第８の発明は、第１～第６のいずれか１つの発明において、前記切削工具は、前記被加工物の穴加工を行うドリルであり、
前記第１の切削加工は、第１の送り速度で前記ドリルを送る送り加工であり、
前記第２の切削加工は、前記第１の送り速度よりも高い第２の送り速度で前記ドリルを送る送り加工であることを特徴とする。 An eighth invention is the one according to any one of the first to sixth inventions, wherein the cutting tool is a drill for drilling a hole in the workpiece,
The first cutting process is a feeding process in which the drill is fed at a first feed rate,
The second cutting process is characterized in that the drill is fed at a second feed rate higher than the first feed rate.

第９の発明は、切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置の切削制御方法であって、
前記切削装置は、第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工を前記被加工物に施し、
前記駆動機構又は前記固定部に取り付けられ、その取付位置において前記切削工具の送り方向と直交する方向の振動加速度、振動速度若しくは振動変位を検出する振動センサの検出値、又は前記駆動機構に取り付けられ、前記切削工具の送り方向と直交する方向における前記切削工具の切削力を検出する切削力センサの検出値のいずれかを切削パラメータ値とする場合、前記第１の切削加工を実施する期間に取得した前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工を実施する期間に取得した前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出し、
前記減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整することを特徴とする。 A ninth invention includes a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its central axis, and a fixing part that fixes a workpiece to be cut by the rotation of the cutting tool. A cutting control method for a cutting device, the method comprising:
The cutting device performs a cutting process on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
A detection value of a vibration sensor that is attached to the drive mechanism or the fixed part and that detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool at the attachment position, or , when one of the detection values of a cutting force sensor that detects the cutting force of the cutting tool in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool is used as a cutting parameter value, acquired during the period in which the first cutting process is performed. Calculating a damping ratio, which is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value obtained during the period in which the second cutting process is performed, to the amount of variation in the cutting parameter value obtained during the second cutting process;
The method is characterized in that cutting conditions of the cutting process are adjusted based on the damping ratio.

第１の発明において、駆動機構に切削力センサが取り付けられる場合、切削工具の送り方向と直交する方向における切削工具の切削力がそのセンサにより検出される。ここで、切削加工の精度を確保できないような切削条件で切削加工が実施され得る。この場合、第１の切削加工（例えば、座面加工における荒加工）が実施される期間に検出された切削力の変動量に対する、第１の切削加工の後の第２の切削加工（例えば、座面加工におけるドウェル）が実施される期間に検出された切削力の変動量が減衰しなかったり、その減衰量が小さくなったりする。一方、切削加工の精度を確保できるような切削条件で切削加工が行われる場合、被加工物、切削工具、駆動機構及び固定部それぞれの剛性によらず、切削力の変動量の減衰量が大きくなる。 In the first invention, when a cutting force sensor is attached to the drive mechanism, the cutting force of the cutting tool in a direction orthogonal to the feeding direction of the cutting tool is detected by the sensor. Here, the cutting process may be performed under cutting conditions that do not ensure the accuracy of the cutting process. In this case, the second cutting process after the first cutting process (e.g., The amount of variation in cutting force detected during the period during which dwell (dwell in seat surface machining) is performed does not attenuate or the amount of attenuation becomes small. On the other hand, when cutting is performed under cutting conditions that ensure the accuracy of cutting, the amount of variation in cutting force is attenuated significantly, regardless of the rigidity of the workpiece, cutting tool, drive mechanism, and fixed part. Become.

以上から、検出された切削力の変動量の減衰量に基づいて、切削加工の精度を確保できているか否かを判定し、その判定結果に基づいて切削加工の切削条件を調整することも考えられる。しかしながら、駆動機構における切削力センサの取付位置によっては、同じ切削条件であったとしても、そのセンサにより検出される切削力の変動量が変化し得る。このため、検出された切削力の変動量の減衰量を用いる方法では、切削加工の精度を確保できているか否かの判定精度が低下し、ひいては精度を確保する上で適切な切削条件を設定できなくなり得る。 Based on the above, it is also possible to determine whether or not the accuracy of the cutting process is secured based on the amount of attenuation of the detected cutting force variation, and adjust the cutting conditions for the cutting process based on the determination result. It will be done. However, depending on the mounting position of the cutting force sensor in the drive mechanism, the amount of variation in the cutting force detected by the sensor may change even under the same cutting conditions. For this reason, with the method that uses the attenuation of the detected cutting force variation, the accuracy of determining whether or not the accuracy of the cutting process is ensured decreases, and in turn, it is necessary to set appropriate cutting conditions to ensure accuracy. You may not be able to do it.

ここで、第１の切削加工が実施される期間に検出された切削力の変動量に対する、第２の切削加工が実施される期間に検出された切削力の変動量の比率である減衰比に本願発明者は着目した。そして、本願発明者は、減衰比によれば、駆動機構における切削力センサの取付位置によらず、切削加工の精度を確保できているか否かの判定精度を確保できることを見出した。 Here, the damping ratio is the ratio of the amount of variation in cutting force detected during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in cutting force detected in the period in which the first cutting process is performed. The inventor of the present application paid attention to this. The inventor of the present invention has also discovered that, by using the damping ratio, it is possible to ensure accuracy in determining whether or not the accuracy of cutting is ensured, regardless of the mounting position of the cutting force sensor in the drive mechanism.

そこで、第１の発明では、切削力センサの検出値変動量に基づいて減衰比算出部により減衰比が算出され、算出された減衰比に基づいて切削加工の切削条件が調整される。これにより、被加工物、切削工具、駆動機構及び固定部の剛性に応じた適正な切削条件を試行錯誤することなく設定することができる。 Therefore, in the first invention, a damping ratio is calculated by the damping ratio calculating section based on the amount of variation in the detected value of the cutting force sensor, and cutting conditions for cutting are adjusted based on the calculated damping ratio. Thereby, it is possible to set appropriate cutting conditions according to the rigidity of the workpiece, the cutting tool, the drive mechanism, and the fixing portion without trial and error.

駆動機構に切削力センサが取り付けられる構成に代えて、駆動機構又は固定部に振動センサが取り付けられる構成が採用されることがある。振動センサは、切削工具の送り方向と直交する方向の振動加速度、振動速度若しくは振動変位を検出する。ここで、第１の切削加工が実施される期間における切削力センサの検出値変動量と振動センサの検出値変動量との間に相関があることを本願発明者は見出した。また、第２の切削加工が実施される期間における切削力センサの検出値変動量と振動センサの検出値変動量との間にも相関があることを本願発明者は見出した。 Instead of the configuration in which the cutting force sensor is attached to the drive mechanism, a configuration in which the vibration sensor is attached to the drive mechanism or the fixed part may be adopted. The vibration sensor detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool. Here, the inventor of the present application has found that there is a correlation between the amount of variation in the detection value of the cutting force sensor and the amount of variation in the detection value of the vibration sensor during the period in which the first cutting process is performed. Furthermore, the inventor of the present application has found that there is also a correlation between the amount of variation in the detection value of the cutting force sensor and the amount of variation in the detection value of the vibration sensor during the period in which the second cutting process is performed.

そこで、第１，第２の発明では、切削力センサの検出値に代えて、振動センサの検出値を用いて切削加工の精度を確保できる切削条件を設定することもできる。詳しくは、第１の切削加工が実施される期間に取得された振動センサの検出値変動量に対する、第２の切削加工が実施される期間に取得された振動センサの検出値変動量の比率が減衰比として算出される。そして、算出された減衰比に基づいて、切削加工の切削条件が調整される。これにより、振動センサの検出値を用いて、被加工物、切削工具、駆動機構及び固定部の剛性に応じた適正な切削条件を試行錯誤することなく設定することができる。 Therefore, in the first and second aspects of the invention, cutting conditions that can ensure the accuracy of cutting can be set using the detection value of the vibration sensor instead of the detection value of the cutting force sensor. Specifically, the ratio of the amount of variation in the detection value of the vibration sensor obtained during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the detection value of the vibration sensor obtained in the period in which the first cutting process is performed is Calculated as a damping ratio. Then, cutting conditions for cutting are adjusted based on the calculated damping ratio. Thereby, by using the detection value of the vibration sensor, it is possible to set appropriate cutting conditions according to the rigidity of the workpiece, cutting tool, drive mechanism, and fixing part without trial and error.

第３の発明では、切削工具の送り方向と直交する第１方向、並びに送り方向及び第１方向それぞれと直交する第２方向の振動加速度、振動速度又は振動変位が振動センサにより検出される。 In the third invention, a vibration sensor detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a first direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool, and in a second direction perpendicular to each of the feeding direction and the first direction.

第３の発明では、第１減衰比に加え、第２減衰比が算出される。第２減衰比は、第１の切削加工が実施される期間に取得された第２方向の検出値に対する、第２の切削加工が実施される期間に取得された第２方向の検出値の比率である。第１減衰比と第２減衰比とが同等であることは、切削加工の精度が確保できていることを示す。 In the third invention, a second damping ratio is calculated in addition to the first damping ratio. The second damping ratio is the ratio of the detected value in the second direction acquired during the period in which the second cutting process is performed to the detected value in the second direction acquired during the period in which the first cutting process is performed. It is. The fact that the first damping ratio and the second damping ratio are equivalent indicates that the accuracy of the cutting process is ensured.

そこで、第３の発明では、第１減衰比及び第２減衰比に基づいて切削条件が調整される。これにより、切削加工の精度をさらに高めることができる。 Therefore, in the third invention, the cutting conditions are adjusted based on the first damping ratio and the second damping ratio. Thereby, the precision of cutting can be further improved.

第４の発明では、第１減衰比及び第２減衰比が同等でないと判定された場合、次回の切削加工で用いる送り速度及び切削工具の回転速度の少なくとも一方を低下させる調整が行われる。この調整により、次回の切削加工の精度を今回の送り加工の精度よりも高める。一方、第１減衰比及び第２減衰比が同等であると判定された場合、今回の切削加工で用いた送り速度及び切削工具の回転速度が、次回からの切削加工で用いる送り速度及び回転速度に決定される。このように、第４の発明によれば、切削加工の精度を確保できる切削条件を自動的に決定することができる。 In the fourth invention, when it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio are not equivalent, an adjustment is made to reduce at least one of the feed rate and the rotation speed of the cutting tool used in the next cutting process. This adjustment makes the accuracy of the next cutting process higher than the accuracy of the current feed process. On the other hand, if it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio are equivalent, the feed rate and rotation speed of the cutting tool used in the current cutting process will be the same as the feed rate and rotation speed used in the next cutting process. determined. In this way, according to the fourth invention, cutting conditions that can ensure the accuracy of cutting can be automatically determined.

第５の発明では、第１減衰比に対する第２減衰比の比率である規格化減衰比が算出される。算出された規格化減衰比が１近傍である場合に第１減衰比及び第２減衰比が同等であると判定され、規格化減衰比が１近傍でない場合に第１減衰比及び第２減衰比が同等でないと判定される。規格化減衰比が用いられる第５の発明によれば、第１減衰比及び第２減衰比それぞれが閾値と比較される構成に比べて、閾値との比較対象が規格化減衰比のみであるため、調整部における判定処理の簡素化を図ることができる。 In the fifth invention, a normalized damping ratio that is a ratio of the second damping ratio to the first damping ratio is calculated. When the calculated normalized damping ratio is near 1, it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio are equal, and when the normalized damping ratio is not near 1, the first damping ratio and the second damping ratio are determined to be equal. are determined to be unequal. According to the fifth invention in which the normalized damping ratio is used, compared to a configuration in which the first damping ratio and the second damping ratio are each compared with the threshold value, the comparison target with the threshold value is only the normalized damping ratio. , it is possible to simplify the determination process in the adjustment section.

ここで、切削条件が決定された後、その条件を用いて複数の被加工物それぞれに対して切削加工が順次行われると、切削工具の劣化等が進行し、切削加工の異常が発生し得る。この場合、切削加工の精度が低下し、第１減衰比と第２減衰比とのずれが大きくなる。 After the cutting conditions are determined, if the cutting conditions are used to sequentially perform cutting on each of multiple workpieces, the deterioration of the cutting tool may progress and abnormalities may occur in the cutting process. . In this case, the accuracy of cutting decreases, and the deviation between the first damping ratio and the second damping ratio increases.

この点に鑑み、第６の発明では、次回からの切削加工で用いる切削条件が決定された後、被加工物の切削加工が行われるたびに第１減衰比及び第２減衰比が算出される。そして、切削加工が行われるたびに算出される前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等でないと判定された場合、切削加工の異常が発生したことを報知できる。 In view of this, in the sixth invention, after the cutting conditions to be used in the next cutting process are determined, the first damping ratio and the second damping ratio are calculated every time the workpiece is cut. . If it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio, which are calculated each time cutting is performed, are not equivalent, it is possible to notify that an abnormality in cutting has occurred.

第１実施形態に係る球面カッタを備える切削装置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a cutting device including a spherical cutter according to a first embodiment. 球面カッタの第１切削部を駆動軸側から見た図。FIG. 3 is a diagram of the first cutting portion of the spherical cutter viewed from the drive shaft side. 座面加工の加工工程を説明する図。The figure explaining the processing process of seat surface processing. 切削加工の精度が低い場合におけるＸ，Ｙ軸切削力を示す図。The figure which shows the X and Y-axis cutting force when the precision of cutting is low. 切削加工の精度が高い場合におけるＸ，Ｙ軸切削力を示す図。The figure which shows the X and Y-axis cutting force when the precision of cutting is high. 逃がし加工を含む座面加工の加工工程を説明する図。The figure explaining the processing process of seat surface processing including relief processing. 切削加工の精度が低い場合のＸ，Ｙ軸振動加速度を示すタイムチャート。A time chart showing X- and Y-axis vibration acceleration when cutting accuracy is low. 切削加工の精度が高い場合のＸ，Ｙ軸振動加速度を示すタイムチャート。A time chart showing the X and Y axis vibration acceleration when the precision of cutting is high. 切削条件の決定処理の手順を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating a procedure for determining cutting conditions. 切削条件決定後の工程管理態様を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a process management mode after cutting conditions are determined. 第２実施形態に係る切削条件の決定処理の手順を示すフローチャート。7 is a flowchart illustrating a procedure for determining cutting conditions according to the second embodiment. 切削条件決定後の工程監視態様を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a process monitoring mode after cutting conditions are determined. 第３実施形態に係る平面カッタを備える切削装置の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a cutting device including a flat cutter according to a third embodiment. 第４実施形態に係るドリルを備える切削装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the cutting device provided with the drill based on 4th Embodiment. 穴加工の加工工程を説明する図。The figure explaining the processing process of hole processing. 切削条件の決定処理の手順を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating a procedure for determining cutting conditions.

（第１実施形態）
以下、本発明の切削装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の切削装置は、ディファレンシャルケースに加工される鋳造品を被加工物（ワーク）とし、その内面（座面）を加工する。 (First embodiment)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a cutting device of the present invention will be described below with reference to the drawings. The cutting device of this embodiment uses a cast product to be processed into a differential case as a workpiece, and processes the inner surface (seat surface) of the casting.

＜切削装置の構成＞
図１に示すように、切削装置１０は、切削工具の回転及び送りを実施する工具側ユニット３０を備えている。工具側ユニット３０は、主軸３１、駆動軸３２、従動軸３３、切削工具としての球面カッタ３４及び駆動部３５を有している。主軸３１には、駆動軸３２の基端部が連結されている。駆動軸３２の先端部には、球面カッタ３４の第１切削部３４ａが連結されている。 <Configuration of cutting device>
As shown in FIG. 1, the cutting device 10 includes a tool-side unit 30 that rotates and feeds a cutting tool. The tool side unit 30 has a main shaft 31, a drive shaft 32, a driven shaft 33, a spherical cutter 34 as a cutting tool, and a drive section 35. A base end portion of a drive shaft 32 is connected to the main shaft 31 . A first cutting portion 34 a of a spherical cutter 34 is connected to the tip of the drive shaft 32 .

球面カッタ３４において、第１切削部３４ａには連結部３４ｃを介して第２切削部３４ｂが連結されている。第２切削部３４ｂには、従動軸３３の先端部が連結されている。主軸３１、駆動軸３２、従動軸３３及び球面カッタ３４のそれぞれは、その中心軸線が同軸となるように配置されている。 In the spherical cutter 34, a second cutting part 34b is connected to the first cutting part 34a via a connecting part 34c. The tip of the driven shaft 33 is connected to the second cutting portion 34b. The main shaft 31, the drive shaft 32, the driven shaft 33, and the spherical cutter 34 are arranged so that their central axes are coaxial.

駆動部３５は、主軸３１を回転させる主軸モータを備えている。主軸モータの回転により、主軸３１、駆動軸３２、従動軸３３及び球面カッタ３４は、主軸３１の中心軸線を中心として一体に回転する。 The drive unit 35 includes a main shaft motor that rotates the main shaft 31. Due to the rotation of the main shaft motor, the main shaft 31 , the drive shaft 32 , the driven shaft 33 , and the spherical cutter 34 rotate together around the central axis of the main shaft 31 .

駆動部３５は、主軸３１、駆動軸３２、従動軸３３及び球面カッタ３４をその送り方向（切削方向、Ｚ軸方向）に移動させる送り機構を備えている。送り機構は、例えば、主軸３１の送りを制御するモータと、従動軸３３の送りを制御する油圧機構とを有している。なお、以降、球面カッタ３４の送り方向をＺ軸方向と称し、図２に示すように、Ｚ軸方向と直交する方向をＹ軸方向と称し、Ｙ，Ｚ軸方向と直交する方向をＸ軸方向と称すこととする。図２は、球面カッタ３４を駆動軸３２側から見た図である。 The drive unit 35 includes a feeding mechanism that moves the main shaft 31, the driving shaft 32, the driven shaft 33, and the spherical cutter 34 in the feeding direction (cutting direction, Z-axis direction). The feed mechanism includes, for example, a motor that controls the feed of the main shaft 31 and a hydraulic mechanism that controls the feed of the driven shaft 33. Note that hereinafter, the feeding direction of the spherical cutter 34 will be referred to as the Z-axis direction, the direction orthogonal to the Z-axis direction will be referred to as the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the Y and Z-axis directions will be referred to as the X-axis, as shown in FIG. This will be referred to as the direction. FIG. 2 is a diagram of the spherical cutter 34 viewed from the drive shaft 32 side.

切削装置１０は、ワーク２０を固定する固定ユニット４０を備えている。ワーク２０は、その中心軸線方向に延びる本体部２１と、環状部２２とを有している。環状部２２は、本体部２１においてその中心軸線方向の中間部から外方へ円環状をなすように突出している。 The cutting device 10 includes a fixing unit 40 that fixes the workpiece 20. The workpiece 20 has a main body part 21 extending in the direction of its central axis and an annular part 22. The annular portion 22 protrudes outward from an intermediate portion of the main body portion 21 in the central axis direction so as to form an annular shape.

固定ユニット４０は、載置部４１及びクランプ部４２を備えている。載置部４１の平坦面には、ワーク２０の環状部２２の第１面が当接している。環状部２２の第２面は、クランプ部４２により載置部４１側に押し付けられる。これにより、ワーク２０は、固定ユニット４０に固定される。ワーク２０の本体部２１の一端には、芯出し治具４３が取り付けられている。 The fixing unit 40 includes a mounting section 41 and a clamp section 42. The first surface of the annular portion 22 of the workpiece 20 is in contact with the flat surface of the mounting portion 41 . The second surface of the annular portion 22 is pressed against the mounting portion 41 side by the clamp portion 42 . Thereby, the work 20 is fixed to the fixing unit 40. A centering jig 43 is attached to one end of the main body 21 of the work 20.

本体部２１には中空部が形成されている。本体部２１には、その中心軸線方向と直交するＺ軸方向において、外周面から中空部まで貫通する第１軸孔２３ａ及び第２軸孔２３ｂが形成されている。駆動軸３２が第１軸孔２３ａに挿通されるとともに従動軸３３が第２軸孔２３ｂに挿通された状態で、球面カッタ３４が駆動軸３２及び従動軸３３に連結されている。 A hollow portion is formed in the main body portion 21 . The main body portion 21 is formed with a first shaft hole 23a and a second shaft hole 23b that penetrate from the outer peripheral surface to the hollow portion in the Z-axis direction perpendicular to the central axis direction. The spherical cutter 34 is connected to the drive shaft 32 and the driven shaft 33, with the drive shaft 32 inserted into the first shaft hole 23a and the driven shaft 33 inserted into the second shaft hole 23b.

切削装置１０は、加速度センサ５０を備えている。本実施形態において、加速度センサ５０は、主軸３１に取り付けられており、その取付位置におけるＸ，Ｙ軸方向の振動加速度（ｍ／ｓｅｃ＾２）を検出する。以下、Ｘ軸方向の振動加速度をＸ軸振動加速度Ａｃｃｘと称し、Ｙ軸方向の振動加速度をＹ軸振動加速度Ａｃｃｙと称す。検出された振動加速度Ａｃｃｘ，Ａｃｃｙは、切削装置１０が備えるコントローラ６０に入力される。 The cutting device 10 includes an acceleration sensor 50. In this embodiment, the acceleration sensor 50 is attached to the main shaft 31, and detects the vibration acceleration (m/sec^2) in the X and Y axis directions at the attachment position. Hereinafter, the vibration acceleration in the X-axis direction will be referred to as X-axis vibration acceleration Accx, and the vibration acceleration in the Y-axis direction will be referred to as Y-axis vibration acceleration Accy. The detected vibration accelerations Accx and Accy are input to the controller 60 included in the cutting device 10.

コントローラ６０は、ＣＰＵ等を有する周知のマイクロコンピュータを主体に構成され、ワーク２０の切削加工制御を行う。詳しくは、コントローラ６０は、駆動部３５の主軸モータの駆動制御を行うことにより、球面カッタ３４（主軸３１）の回転速度を目標回転速度に制御する。また、コントローラ６０は、駆動部３５の送り機構の駆動制御を行うことにより、球面カッタ３４の送り速度を目標送り速度に制御する。 The controller 60 is mainly composed of a well-known microcomputer having a CPU, etc., and controls the cutting process of the workpiece 20. Specifically, the controller 60 controls the rotation speed of the spherical cutter 34 (main shaft 31) to the target rotation speed by controlling the drive of the main shaft motor of the drive unit 35. Further, the controller 60 controls the feed speed of the spherical cutter 34 to the target feed speed by controlling the feed mechanism of the drive unit 35 .

ワーク２０の中空部において第１軸孔２３ａ近傍の部分は第１切削部３４ａにより切削加工され、その後、中空部において第２軸孔２３ｂ近傍の部分は第２切削部３４ｂにより切削加工される。これらの切削加工面は、球面座とされ、ディファレンシャルギアを構成する一対のピニオンギアが当接する。 A portion of the hollow portion of the workpiece 20 near the first shaft hole 23a is cut by a first cutting portion 34a, and then a portion of the hollow portion near the second shaft hole 23b is cut by a second cutting portion 34b. These machined surfaces are spherical seats, and a pair of pinion gears forming a differential gear come into contact with these machined surfaces.

切削装置１０は、報知部６１を備えている。本実施形態において、報知部６１はアラーム音を出力できるようになっている。この出力制御は、コントローラ６０により行われる。 The cutting device 10 includes a notification section 61. In this embodiment, the notification section 61 is capable of outputting an alarm sound. This output control is performed by the controller 60.

コントローラ６０は、図３に示すように、エアカット、荒加工、仕上加工及びドウェルを順に実施することにより、ワーク２０の球座面の切削加工を行う。ここで、エアカットは、ワーク２０に対する球面カッタ３４の切削部の送りを開始してから、球面カッタ３４の切削部が切削対象面に当たって切削が開始されるまでの工程のことである。荒加工及びそれに続く仕上加工は、送り加工の工程であり、荒加工の送り速度は、仕上加工の送り速度よりも高い。ドウェルは、送り速度を０にした状態で球面カッタ３４を回転させる工程のことである。本実施形態では、エアカット、荒加工、仕上加工及びドウェルそれぞれにおいて、球面カッタ３４の目標回転速度が同じ回転速度に設定されている。 As shown in FIG. 3, the controller 60 cuts the spherical seating surface of the workpiece 20 by sequentially performing air cutting, rough machining, finishing machining, and dwell. Here, air cutting is a process from when the cutting part of the spherical cutter 34 starts feeding the workpiece 20 until the cutting part of the spherical cutter 34 hits the surface to be cut and cutting starts. The rough machining and the subsequent finishing machining are feed machining processes, and the feed rate for rough machining is higher than the feed rate for finishing machining. Dwell is a process in which the spherical cutter 34 is rotated with the feed rate set to zero. In this embodiment, the target rotational speed of the spherical cutter 34 is set to the same rotational speed in each of air cutting, rough machining, finishing machining, and dwell.

コントローラ６０は、ドウェル及び荒加工を行っている場合に加速度センサ５０により検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘと、ドウェル及び荒加工を行っている場合に加速度センサ５０により検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙとに基づいて、切削加工により形成される球座面の真球度の精度を確保できる切削条件を自動的に決定する処理を行う。以下、Ｘ軸振動加速度Ａｃｃｘ及びＹ軸振動加速度Ａｃｃｙに基づいて切削条件を決定できる理由について説明する。 The controller 60 controls the X-axis vibration acceleration Accx detected by the acceleration sensor 50 when performing dwell and rough machining, and the Y-axis vibration acceleration Accy detected by the acceleration sensor 50 when performing dwell and rough machining. Based on this, processing is performed to automatically determine cutting conditions that can ensure the accuracy of the sphericity of the spherical seating surface formed by cutting. The reason why the cutting conditions can be determined based on the X-axis vibration acceleration Accx and the Y-axis vibration acceleration Accy will be explained below.

＜振動加速度に基づいて切削条件を決定できる理由＞
本願発明者は、まず、精度を確保できる切削条件及び精度を確保できない切削条件それぞれにおいて球面カッタ３４に作用する切削力を検出するために、工具側ユニット３０に切削力センサを取り付けた。切削力センサは、球面カッタ３４のＸ軸方向の切削力（以下、Ｘ軸切削力Ｆｘ）及びＹ軸方向の切削力（以下、Ｙ軸切削力Ｆｙ）を検出する。 <Reason why cutting conditions can be determined based on vibration acceleration>
The inventor of the present application first attached a cutting force sensor to the tool side unit 30 in order to detect the cutting force acting on the spherical cutter 34 under cutting conditions that can ensure accuracy and cutting conditions that cannot ensure accuracy. The cutting force sensor detects the cutting force in the X-axis direction (hereinafter referred to as "X-axis cutting force Fx") and the cutting force in the Y-axis direction (hereinafter referred to as "Y-axis cutting force Fy") of the spherical cutter 34.

精度を確保できないような切削条件が用いられる場合、荒加工が行われているときに検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量に対する、ドウェルが行われているときに検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量が減衰しなかったり、その減衰量が小さくなったりする。 When cutting conditions that do not ensure accuracy are used, the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected during rough machining will be compared to the amount of variation detected during dwell. The amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy does not attenuate, or the amount of attenuation becomes small.

図４（ａ）～（ｃ）は、荒加工、仕上加工及びドウェルそれぞれにおいて、精度を確保できないような切削条件が用いられる場合に検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの時系列をプロットしたものである。図４の横軸はＸ軸切削力Ｆｘを示し、縦軸はＹ軸切削力Ｆｙを示す。図４（ａ）～（ｃ）それぞれにおいて、縦軸の１目盛りのスケールは互いに同じであり、横軸の１目盛りのスケールも互いに同じである。図４に示す例では、ワーク２０及び球面カッタ３４の剛性が低いことに起因して、切削加工中にびびり振動が発生する。その結果、切削加工によるワーク２０の仕上面性状が悪化し、球面座の真球度の精度を確保できていない。 Figures 4(a) to (c) show the time series of X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected when cutting conditions that cannot ensure accuracy are used in rough machining, finishing machining, and dwell, respectively. It is plotted. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the X-axis cutting force Fx, and the vertical axis indicates the Y-axis cutting force Fy. In each of FIGS. 4A to 4C, the scale of one division on the vertical axis is the same, and the scale of one division on the horizontal axis is also the same. In the example shown in FIG. 4, chatter vibration occurs during cutting due to the low rigidity of the workpiece 20 and the spherical cutter 34. As a result, the quality of the finished surface of the workpiece 20 due to the cutting process deteriorates, and the accuracy of the sphericity of the spherical seat cannot be ensured.

一方、精度を確保できるような切削条件が用いられる場合、ワーク２０、球面カッタ３４、工具側ユニット３０及び固定ユニット４０それぞれの剛性によらず、Ｘ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量の減衰量が大きくなる。 On the other hand, when cutting conditions that ensure accuracy are used, the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy is The amount of attenuation increases.

図５（ａ），（ｂ）は、仕上加工及びドウェルそれぞれにおいて、精度を確保できるような切削条件が用いられる場合に検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの時系列をプロットしたものである。図５（ａ），（ｂ）それぞれにおいて、縦軸の１目盛りのスケールは互いに同じであり、横軸の１目盛りのスケールも互いに同じである。また、図５の各軸の１目盛りのスケールは、図４の各軸の１目盛りのスケールと同じである。 Figures 5(a) and (b) are plots of the time series of the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected when cutting conditions that ensure accuracy are used in finishing and dwell, respectively. It is. In each of FIGS. 5A and 5B, the scale of one division on the vertical axis is the same, and the scale of one division on the horizontal axis is also the same. Further, the scale of one division on each axis in FIG. 5 is the same as the scale of one division on each axis in FIG.

図５に示す例では、図６に示すように、びびり振動を防止するために荒加工と仕上加工との間に逃がし加工が追加されている。図５と図４とを比較すると、仕上加工及びドウェルそれぞれにおいて、図５の方がＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量が小さくなっている。 In the example shown in FIG. 5, as shown in FIG. 6, relief machining is added between rough machining and finishing machining in order to prevent chatter vibration. Comparing FIG. 5 with FIG. 4, the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy is smaller in FIG. 5 in finishing and dwell, respectively.

以上から、荒加工が行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量の減衰量に基づいて、精度を確保できているか否かを判定し、その判定結果に基づいて座面加工の切削条件を調整することも考えられる。しかしながら、工具側ユニット３０における切削力センサの取付位置によっては、同じ切削条件であったとしても、そのセンサにより検出されるＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量が変化し得る。このため、検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量の減衰量を用いる方法では、精度を確保できているか否かの判定精度が低下する懸念がある。 From the above, it can be seen that the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected when rough machining is performed is compared to the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected when dwell is performed. It is also conceivable to determine whether or not accuracy is ensured based on the amount of attenuation of the amount of variation, and to adjust the cutting conditions for machining the seat surface based on the determination result. However, depending on the mounting position of the cutting force sensor in the tool-side unit 30, the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected by the sensor may change even under the same cutting conditions. For this reason, in the method of using the attenuation amount of the variation amount of the detected X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy, there is a concern that the accuracy of determining whether or not accuracy is ensured may be reduced.

ここで、第１力減衰比Ｒｆｘ及び第２力減衰比Ｒｆｙによれば、工具側ユニット３０における切削力センサの取付位置の影響を抑制できることを本願発明者は見出した。第１力減衰比Ｒｆｘは、荒加工が行われている場合に検出されたＸ軸切削力Ｆｘの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＸ軸切削力Ｆｘの変動量の比率である。また、第２力減衰比Ｒｆｙは、荒加工が行われている場合に検出されたＹ軸切削力Ｆｙの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＹ軸切削力Ｆｙの変動量の比率である。本願発明者は、これら第１力減衰比Ｒｆｘ及び第２力減衰比Ｒｆｙが同等であれば、精度を確保できていることを見出した。 Here, according to the first force damping ratio Rfx and the second force damping ratio Rfy, the inventor of the present invention has found that the influence of the mounting position of the cutting force sensor in the tool side unit 30 can be suppressed. The first force damping ratio Rfx is the amount of variation in the X-axis cutting force Fx detected when dwell is being performed relative to the variation in the X-axis cutting force Fx detected when rough machining is being performed. It is a ratio. In addition, the second force attenuation ratio Rfy is the variation in the Y-axis cutting force Fy detected when the dwell is performed relative to the variation in the Y-axis cutting force Fy detected when the rough machining is performed. It is a ratio of quantities. The inventor of the present invention has found that accuracy can be ensured if the first force damping ratio Rfx and the second force damping ratio Rfy are equivalent.

ただし、切削力センサは高価なセンサであるため、本願発明者は、切削力の代わりになる特性値を用いて、精度を確保できているか否かを判定する方法について検討した。その結果、その特性値として振動加速度を用いることができ、荒加工が行われている場合に検出されたＸ軸切削力Ｆｘの変動量と、荒加工が行われている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘとの間に相関があることを本願発明者は見出した。また、ドウェルが行われている場合に検出されたＹ軸切削力Ｆｙの変動量と、ドウェルが行われている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量との間にも相関があることを本願発明者は見出した。 However, since the cutting force sensor is an expensive sensor, the inventors of the present application studied a method of determining whether accuracy is ensured using a characteristic value in place of the cutting force. As a result, vibration acceleration can be used as the characteristic value, and the amount of variation in the X-axis cutting force Fx detected when rough machining is performed, and the amount of variation in X-axis cutting force Fx detected when rough machining is performed. The inventor of the present application has found that there is a correlation between the shaft vibration acceleration Accx and the shaft vibration acceleration Accx. Additionally, there is a correlation between the amount of variation in the Y-axis cutting force Fy detected when a dwell is being performed and the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy detected when a dwell is being performed. The inventor of the present application has discovered this.

図７（ａ），（ｂ）は、一連の切削加工工程において精度を確保できないような切削条件が用いられる場合に検出されたＸ，Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｘ，Ａｃｃｙの推移を示す。図８（ａ），（ｂ）は、一連の切削加工工程において精度を確保できるような切削条件が用いられる場合に検出されたＸ，Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｘ，Ａｃｃｙの推移を示す。精度を確保できない図７に示す例では、ドウェルが行われている場合の振動加速度の変動量が、荒加工が行われている場合の振動加速度の変動量に対して減衰していない、又はその減衰量が小さいものとなっている。これに対し、精度を確保できる図８に示す例では、ドウェルが行われている場合の振動加速度の変動量が、荒加工及び仕上加工が行われている場合の振動加速度の変動量に対して大きく減衰している。なお、図７及び図８では、縦軸における振動加速度のゼロ点がずれているが、エアカットが行われている場合の振動加速度が実際には０（ｍ／ｓｅｃ＾２）となる。 FIGS. 7A and 7B show changes in the X and Y axis vibration accelerations Accx and Accy detected when cutting conditions that cannot ensure accuracy are used in a series of cutting processes. FIGS. 8A and 8B show changes in the X and Y-axis vibration accelerations Accx and Accy detected when cutting conditions that ensure accuracy are used in a series of cutting processes. In the example shown in Fig. 7 where accuracy cannot be ensured, the amount of variation in vibration acceleration when dwell is being performed is not attenuated relative to the amount of variation in vibration acceleration when rough machining is being performed, or The amount of attenuation is small. On the other hand, in the example shown in Fig. 8 where accuracy can be ensured, the amount of variation in vibration acceleration when dwell is performed is greater than the amount of variation in vibration acceleration when rough machining and finishing machining are performed. It is greatly attenuated. Note that in FIGS. 7 and 8, the zero point of the vibration acceleration on the vertical axis is shifted, but the vibration acceleration when air cutting is performed is actually 0 (m/sec^2).

本実施形態では、荒加工が行われている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量の比率である第１加速度減衰比Ｒｘが用いられる。また、荒加工が行われている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量の比率である第２加速度減衰比Ｒｙが用いられる。各加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙによれば、各力減衰比Ｒｆｘ，Ｒｆｙと同様に、工具側ユニット３０における加速度センサ５０の取付位置の影響を抑制できる。取付位置の影響を抑制できることは、工具側ユニット３０における加速度センサ５０の取付位置に制約がある場合であっても、精度を確保できているか否かの判定精度の向上に寄与する。これら第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等である場合、精度を確保できるような切削条件で切削加工が行われたことを把握できる。 In this embodiment, this is the ratio of the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx detected when dwell is being performed to the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx detected when rough machining is being performed. A first acceleration damping ratio Rx is used. Further, a second acceleration is the ratio of the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy detected when dwell is being performed to the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy detected when rough machining is being performed. A damping ratio Ry is used. According to each of the acceleration damping ratios Rx and Ry, the influence of the mounting position of the acceleration sensor 50 on the tool side unit 30 can be suppressed, similarly to each of the force damping ratios Rfx and Rfy. Being able to suppress the influence of the mounting position contributes to improving the accuracy of determining whether accuracy is ensured even when there are restrictions on the mounting position of the acceleration sensor 50 in the tool side unit 30. When the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are equivalent, it can be understood that the cutting process was performed under cutting conditions that ensure accuracy.

＜切削条件の決定処理＞
図９を用いて、コントローラ６０により実行される切削条件の決定処理について説明する。 <Cutting conditions determination process>
The cutting condition determination process executed by the controller 60 will be described with reference to FIG. 9 .

ステップＳ１０では、今回加工対象とされるワーク２０の切削加工（座面加工）を開始するか否かを判定する。ステップＳ１０において開始すると判定した場合には、駆動部３５の駆動制御を行うことにより、エアカット、荒加工、仕上加工及びドウェルを順に行う。ステップＳ１１では、これら加工中に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘ及びＹ軸振動加速度Ａｃｃｙを取得する。 In step S10, it is determined whether or not to start cutting (seat surface machining) the workpiece 20 to be processed this time. If it is determined in step S10 to start, air cutting, rough machining, finishing machining, and dwell are performed in order by controlling the drive unit 35. In step S11, the X-axis vibration acceleration Accx and Y-axis vibration acceleration Accy detected during these processes are acquired.

続くステップＳ１２では、ドウェルが完了して今回の切削加工が終了したか否かを判定する。 In the following step S12, it is determined whether the dwell has been completed and the current cutting process has ended.

ステップＳ１２において切削加工が終了したと判定した場合には、ステップＳ１３に進み、ドウェルを行っている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量を、荒加工を行っている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量で除算することにより、第１加速度減衰比Ｒｘを算出する。ここで、荒加工及びドウェルそれぞれにおけるＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量は、所定の基準値（例えば、エアカットを行っている場合のＸ軸振動加速度Ａｃｃｘ）と、荒加工及びドウェルそれぞれを行っている場合のＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの極値との差として算出すればよい。また、Ｘ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量は、荒加工を行っている場合を例に説明すると、荒加工を行っている場合における複数のＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量のうち、大きい方から選択した一部の各変動量の平均値として算出すればよい。 If it is determined in step S12 that the cutting process has been completed, the process proceeds to step S13, and the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx detected during dwell is compared to the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx detected during rough machining. The first acceleration damping ratio Rx is calculated by dividing by the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx. Here, the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx during rough machining and dwell is determined by a predetermined reference value (for example, the X-axis vibration acceleration Accx when air cutting is performed) and when rough machining and dwell are performed, respectively. It may be calculated as the difference between the extreme value of the X-axis vibration acceleration Accx when the In addition, to explain the case where rough machining is being performed as an example, the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx is selected from the larger one among the multiple amounts of variation in the X-axis vibration acceleration Accx when rough machining is being performed. It may be calculated as the average value of each of the partial fluctuation amounts.

また、ステップＳ１３では、ドウェルを行っている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量を、荒加工を行っている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙで除算することにより、第２加速度減衰比Ｒｙを算出する。ここで、荒加工及びドウェルそれぞれにおけるＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量は、所定の基準値（例えば、エアカットを行っている場合のＹ軸振動加速度Ａｃｃｙ）と、荒加工及びドウェルそれぞれを行っている場合のＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの極値との差として算出すればよい。また、Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量は、荒加工を行っている場合を例に説明すると、荒加工を行っている場合における複数のＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量のうち、大きい方から選択した一部の各変動量の平均値として算出すればよい。 In addition, in step S13, the second Calculate the acceleration damping ratio Ry. Here, the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy during rough machining and dwell, respectively, is determined from a predetermined reference value (for example, the Y-axis vibration acceleration Accy when performing air cutting) and when rough machining and dwell are performed, respectively. It may be calculated as the difference between the extreme value of the Y-axis vibration acceleration Accy when the In addition, to explain the case where rough machining is being performed as an example, the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy is selected from the larger one among the multiple amounts of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy when rough machining is being performed. It may be calculated as the average value of each of the partial fluctuation amounts.

続くステップＳ１４では、算出した第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等であるか否かを判定する。詳しくは、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙのそれぞれが「Ｒｔｈ－ΔＲ」以上であってかつ「Ｒｔｈ＋ΔＲ」以下であるか否かを判定する。Ｒｔｈは目標減衰比であり、切削加工の精度（例えば、球面座の球面度）を目標精度にするために要求される値であり、予め実験等により定められている。ΔＲは管理幅であり、「Ｒｔｈ＋ΔＲ」は例えば１未満の値に設定されている。 In subsequent step S14, it is determined whether the calculated first acceleration damping ratio Rx and second acceleration damping ratio Ry are equivalent. Specifically, it is determined whether each of the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry is greater than or equal to "Rth-ΔR" and less than or equal to "Rth+ΔR." Rth is a target damping ratio, which is a value required to bring the accuracy of cutting (for example, the sphericity of a spherical seat) to the target accuracy, and is determined in advance through experiments or the like. ΔR is a management width, and “Rth+ΔR” is set to a value less than 1, for example.

ステップＳ１４において否定判定した場合には、第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等でないと判定し、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、次回のワーク２０の荒加工、仕上加工及びドウェルで用いる球面カッタ３４（主軸３１）の回転速度を、今回のワーク２０の荒加工、仕上加工及びドウェルで用いた回転速度よりも低減する第１処理を行う。ただし、第１処理を行ったとしても、荒加工の送り速度を仕上加工の送り速度よりも高くするとの関係は維持される。また、ステップＳ１５では、次回のワーク２０の荒加工及び仕上加工で用いる球面カッタ３４の送り速度を、今回のワーク２０の荒加工及び仕上加工で用いた送り速度よりも低減する第２処理を行う。さらに、ステップＳ１５では、次回のワーク２０の加工時に用いるドウェルの継続時間を、今回のワーク２０の加工時に用いた継続時間よりも長くする第３処理を行う。ステップＳ１５の処理は、次回のワーク２０の加工時における球面座の球面度の精度を高めることを目的とした処理である。ステップＳ１５の処理の完了後、ステップＳ１０に移行し、次回のワーク２０の切削加工を開始するか否かを判定する。 If a negative determination is made in step S14, it is determined that the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are not equivalent, and the process proceeds to step S15. In step S15, the rotational speed of the spherical cutter 34 (spindle 31) used in the next rough machining, finishing machining, and dwell of the workpiece 20 is reduced from the rotational speed used in the current rough machining, finishing machining, and dwell of the workpiece 20. The first process is performed. However, even if the first process is performed, the relationship that the feed rate for rough machining is higher than the feed rate for finishing machining is maintained. Furthermore, in step S15, a second process is performed in which the feed rate of the spherical cutter 34 used in the next rough machining and finishing machining of the workpiece 20 is made lower than the feed rate used in the current rough machining and finishing machining of the workpiece 20. . Furthermore, in step S15, a third process is performed in which the duration of the dwell used when machining the workpiece 20 next time is made longer than the duration time used when machining the workpiece 20 this time. The process in step S15 is a process aimed at increasing the accuracy of the sphericity of the spherical seat during the next machining of the workpiece 20. After completing the process in step S15, the process moves to step S10, and it is determined whether or not to start cutting the next workpiece 20.

一方、ステップＳ１４において肯定判定した場合には、第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等であると判定し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、今回のワーク２０の加工時に用いた球面カッタ３４の回転速度、送り速度及びドウェルの継続時間を、次回からのワーク２０の加工時に用いる回転速度、送り速度及び継続時間に決定する。これにより、次回からの切削加工の切削条件が決定されることとなる。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S14, it is determined that the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are equivalent, and the process proceeds to step S16. In step S16, the rotation speed, feed rate, and dwell duration time of the spherical cutter 34 used when machining the workpiece 20 this time are determined to be the rotation speed, feed rate, and duration time to be used when machining the workpiece 20 from next time onwards. As a result, the cutting conditions for the next cutting process will be determined.

図９に示す処理によって切削条件が決定されると、その切削条件を用いて量産工程における切削加工が実施される。本実施形態において、コントローラ６０は、第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等でないと複数回（例えば２回）連続して判定した場合、切削加工の異常が発生した旨を報知部６１に報知させる処理を行う。報知部６１は、アラーム音により異常が発生した旨を報知する。 Once the cutting conditions are determined by the process shown in FIG. 9, cutting in the mass production process is performed using the cutting conditions. In this embodiment, if the controller 60 determines that the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are not equal multiple times (for example, twice) in a row, the controller 60 notifies that an abnormality has occurred in the cutting process. A process for causing the unit 61 to notify is performed. The notification unit 61 notifies the user of the occurrence of an abnormality using an alarm sound.

図１０は、量産工程において各ワーク２０が切削加工されるたびに算出される第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙの推移を示す。球面カッタ３４の摩耗等の劣化が進行していない場合、第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙの双方が「Ｒｔｈ－ΔＲ」以上であってかつ「Ｒｔｈ＋ΔＲ」以下になると判定される。その後、球面カッタ３４の各切削部３４ａ，３４ｂの劣化が進行することにより、タイミングｔ１において第１加速度減衰比Ｒｘが「Ｒｔｈ＋ΔＲ」を上回ったと判定される。その後、タイミングｔ２において第２加速度減衰比Ｒｙが「Ｒｔｈ＋ΔＲ」を上回ったと判定される。このため、コントローラ６０は、報知部６１にアラーム音を出力させる。 FIG. 10 shows changes in the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry, which are calculated each time each workpiece 20 is cut in the mass production process. If deterioration such as wear of the spherical cutter 34 has not progressed, it is determined that both the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are equal to or greater than "Rth-ΔR" and equal to or less than "Rth+ΔR". . Thereafter, as the deterioration of each of the cutting parts 34a and 34b of the spherical cutter 34 progresses, it is determined that the first acceleration damping ratio Rx exceeds "Rth+ΔR" at timing t1. Thereafter, at timing t2, it is determined that the second acceleration damping ratio Ry exceeds "Rth+ΔR". Therefore, the controller 60 causes the notification section 61 to output an alarm sound.

以上説明した切削装置１０によれば、以下に示す作用効果が得られる。 According to the cutting device 10 described above, the following effects can be obtained.

荒加工が行われている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量の比率である第１加速度減衰比Ｒｘが算出される。また、荒加工が行われている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量の比率である第２加速度減衰比Ｒｙが算出される。各加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙによれば、工具側ユニット３０における加速度センサ５０の取付位置が、切削加工の精度を確保できているか否かの判定に及ぼす影響を抑制できる。そして、算出された第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙが同等であると判定された場合、今回の切削加工で用いた回転速度、送り速度及びドウェルの継続時間を、次回からの切削加工でも用いるようにする。これにより、ワーク２０、球面カッタ３４、工具側ユニット３０及び固定ユニット４０の剛性に応じた適正な切削条件を試行錯誤することなく設定することができる。 A first acceleration damping ratio that is the ratio of the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx detected when dwell is being performed to the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx detected when rough machining is being performed. Rx is calculated. Further, a second acceleration is the ratio of the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy detected when dwell is being performed to the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy detected when rough machining is being performed. A damping ratio Ry is calculated. According to each of the acceleration damping ratios Rx and Ry, it is possible to suppress the influence of the mounting position of the acceleration sensor 50 on the tool-side unit 30 on the determination of whether or not the precision of cutting can be ensured. If it is determined that the calculated first and second acceleration damping ratios Rx and Ry are equivalent, the rotation speed, feed rate, and dwell duration used in the current cutting process will be applied to the next cutting process. But I will try to use it. Thereby, it is possible to set appropriate cutting conditions according to the rigidity of the workpiece 20, the spherical cutter 34, the tool side unit 30, and the fixed unit 40 without trial and error.

第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙが同等でないと判定された場合、次回の切削加工で用いる送り速度及び球面カッタ３４の回転速度それぞれを低下させる調整が行われる。この調整により、次回のワーク２０の加工時における球座面の球面度の精度を今回のワーク２０の加工時における球面度の精度よりも高める。また、この調整は、第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等であると判定されるまで実施される。そして、第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等であると判定された場合、今回のワーク２０の加工時に用いた送り速度及び球面カッタ３４の回転速度が、次回からのワーク２０の加工時に用いる送り速度及び回転速度に決定される。これにより、切削加工の精度を確保できる切削条件を自動的に決定することができる。 If it is determined that the first and second acceleration attenuation ratios Rx and Ry are not equal, adjustments are made to reduce the feed rate and rotational speed of the spherical cutter 34 used in the next cutting process. By this adjustment, the accuracy of the sphericity of the spherical seating surface when machining the workpiece 20 next time is made higher than the accuracy of the sphericity when machining the workpiece 20 this time. Further, this adjustment is performed until it is determined that the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are equal. If it is determined that the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are equal, the feed rate and rotational speed of the spherical cutter 34 used when machining the current workpiece 20 will be the same for the next workpiece 20. It is determined by the feed rate and rotation speed used during machining. Thereby, it is possible to automatically determine cutting conditions that can ensure the precision of the cutting process.

量産工程の切削加工で用いる切削条件が決定された後、ワーク２０の切削加工が行われるたびに第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが算出される。そして、切削加工が行われるたびに算出される第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等でないと判定された場合、切削加工の異常が発生したことを報知部６１により報知する。これにより、各加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙを用いて工程の異常を監視することができる。その結果、例えば、球面カッタ３４の摩耗の進行を把握でき、球面カッタ３４の取り換えを工程の作業者に促すことができる。これにより、切削加工工程の予知保全を実施することができる。 After the cutting conditions used in the cutting process in the mass production process are determined, the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are calculated each time the workpiece 20 is cut. If it is determined that the first acceleration attenuation ratio Rx and the second acceleration attenuation ratio Ry, which are calculated each time cutting is performed, are not equal, the notification unit 61 notifies that an abnormality in the cutting has occurred. Thereby, abnormalities in the process can be monitored using each of the acceleration damping ratios Rx and Ry. As a result, for example, the progress of wear of the spherical cutter 34 can be ascertained, and the operator in the process can be prompted to replace the spherical cutter 34. Thereby, predictive maintenance of the cutting process can be performed.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙが同等であるか否かの判定方法を変更する。 (Second embodiment)
The second embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, the method of determining whether the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry are equivalent is changed.

図１１を用いて、コントローラ６０により実行される切削条件の決定処理について説明する。なお、ステップＳ２０～Ｓ２３の処理は、先の図９のステップＳ１０～Ｓ１３の処理と同様の処理である。 The cutting condition determination process executed by the controller 60 will be described with reference to FIG. 11. Note that the processing in steps S20 to S23 is similar to the processing in steps S10 to S13 in FIG. 9 above.

ステップＳ２４では、第１加速度減衰比Ｒｘを第２加速度減衰比Ｒｙで除算することにより、規格化減衰比βを算出する。なお、第２加速度減衰比Ｒｙを第１加速度減衰比Ｒｘで除算することにより、規格化減衰比βを算出してもよい。 In step S24, the normalized damping ratio β is calculated by dividing the first acceleration damping ratio Rx by the second acceleration damping ratio Ry. Note that the normalized damping ratio β may be calculated by dividing the second acceleration damping ratio Ry by the first acceleration damping ratio Rx.

続くステップＳ２５では、算出した規格化減衰比βが１近傍であるか否かを判定する。具体的には、規格化減衰比βが「１－ΔＣ」以上であってかつ「１＋ΔＣ」以下であるか否かを判定する。ここで、ΔＣは管理幅であり、切削加工の精度を目標精度にするために要求される値であり、予め実験等により定められている。管理幅ΔＣは、例えば０．２に設定されている。 In the following step S25, it is determined whether the calculated normalized damping ratio β is close to 1 or not. Specifically, it is determined whether the normalized damping ratio β is greater than or equal to "1-ΔC" and less than or equal to "1+ΔC." Here, ΔC is a control width, which is a value required to make the cutting accuracy the target accuracy, and is determined in advance through experiments or the like. The management width ΔC is set to 0.2, for example.

ステップＳ２５において否定判定した場合には、規格化減衰比βが１近傍でない、つまり第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等でないと判定し、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６の処理は、図９のステップＳ１５の処理と同様の処理である。 If a negative determination is made in step S25, it is determined that the normalized damping ratio β is not close to 1, that is, the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are not equal, and the process proceeds to step S26. The process in step S26 is similar to the process in step S15 in FIG.

一方、ステップＳ２５において肯定判定した場合には、規格化減衰比βが１近傍である、つまり第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙが同等であると判定し、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７の処理は、図９のステップＳ１６の処理と同様の処理である。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S25, it is determined that the normalized damping ratio β is close to 1, that is, the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry are equivalent, and the process proceeds to step S27. The process in step S27 is similar to the process in step S16 in FIG.

図１１に示す処理によって切削条件が決定されると、その切削条件を用いて量産工程における切削加工が実施される。本実施形態において、コントローラ６０は、規格化減衰比βが１近傍でないと複数回（例えば２回）連続して判定した場合、切削加工の異常が発生した旨を報知部６１に報知させる処理を行う。 Once the cutting conditions are determined by the process shown in FIG. 11, cutting in the mass production process is performed using the cutting conditions. In this embodiment, when the controller 60 determines that the normalized damping ratio β is not close to 1 multiple times (for example, twice) in a row, the controller 60 performs a process of causing the notification unit 61 to notify that an abnormality has occurred in the cutting process. conduct.

図１２は、量産工程において各ワーク２０が切削加工されるたびに算出される規格化減衰比βの推移を示す。球面カッタ３４の摩耗等の劣化が進行していない場合、規格化減衰比βが「１－ΔＣ」以上であってかつ「１＋ΔＣ」以下になると判定される。その後、球面カッタ３４の各切削部３４ａ，３４ｂの劣化が進行することにより、タイミングｔ１において規格化減衰比βが「１＋ΔＣ」を上回ったと判定される。その後、タイミングｔ２において規格化減衰比βが「１－ΔＣ」を下回ったと判定される。このため、コントローラ６０は、報知部６１にアラーム音を出力させる。 FIG. 12 shows the transition of the normalized damping ratio β calculated each time each workpiece 20 is cut in the mass production process. If the spherical cutter 34 has not deteriorated due to wear or the like, it is determined that the normalized damping ratio β is greater than or equal to "1-ΔC" and less than or equal to "1+ΔC." Thereafter, as the deterioration of each of the cutting parts 34a and 34b of the spherical cutter 34 progresses, it is determined that the normalized damping ratio β exceeds "1+ΔC" at timing t1. Thereafter, at timing t2, it is determined that the normalized damping ratio β has fallen below "1-ΔC". Therefore, the controller 60 causes the notification section 61 to output an alarm sound.

以上説明した本実施形態によれば、第１加速度減衰比Ｒｘ及び第２加速度減衰比Ｒｙそれぞれが閾値と比較される第１実施形態に比べて、閾値との比較対象が規格化減衰比βのみである。このため、切削加工の精度を確保できているか否かの判定処理の簡素化を図ることができる。 According to the present embodiment described above, compared to the first embodiment in which each of the first acceleration damping ratio Rx and the second acceleration damping ratio Ry is compared with the threshold value, only the normalized damping ratio β is compared with the threshold value. It is. Therefore, it is possible to simplify the process of determining whether or not the precision of cutting is ensured.

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１，第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、切削工具として、球面カッタに代えて平面カッタ３６が用いられる。 (Third embodiment)
The third embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the first and second embodiments. In this embodiment, a flat cutter 36 is used as the cutting tool instead of the spherical cutter.

図１３に、本実施形態に係る切削装置１０の構成を示す。なお、図１３において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。 FIG. 13 shows the configuration of the cutting device 10 according to this embodiment. Note that in FIG. 13, the same components as those shown in FIG. 1 above are given the same reference numerals for convenience.

駆動軸３２の先端部には、平面カッタ３６の第１切削部３６ａが連結されている。平面カッタ３６において、第１切削部３６ａには連結部３６ｃを介して第２切削部３６ｂが連結されている。第２切削部３６ｂには、従動軸３３の先端部が連結されている。主軸３１、駆動軸３２、従動軸３３及び平面カッタ３６のそれぞれは、その中心軸線が同軸となるように配置されている。 A first cutting portion 36a of a flat cutter 36 is connected to the tip of the drive shaft 32. In the plane cutter 36, a second cutting part 36b is connected to the first cutting part 36a via a connecting part 36c. The tip of the driven shaft 33 is connected to the second cutting portion 36b. The main shaft 31, the drive shaft 32, the driven shaft 33, and the flat cutter 36 are arranged so that their central axes are coaxial.

本実施形態において、ワーク２０は、その中心軸線方向がＺ軸方向となるように固定ユニット４０に固定されている。ワーク２０の本体部２１には、その中心軸線方向に貫通する貫通孔２４が形成されている。本体部２１において中心軸線方向の中間部は、貫通孔２４よりも孔径が大きい拡径部とされている。 In this embodiment, the workpiece 20 is fixed to the fixing unit 40 so that its central axis direction is in the Z-axis direction. A through hole 24 is formed in the main body 21 of the work 20 in the direction of its central axis. An intermediate portion of the main body portion 21 in the direction of the central axis is an enlarged diameter portion having a hole diameter larger than that of the through hole 24 .

本体部２１において第１端側から貫通孔２４に駆動軸３２が挿通されるとともに第２端側から貫通孔２４に従動軸３３が挿通された状態で、平面カッタ３６は駆動軸３２及び従動軸３３に連結されている。 With the drive shaft 32 inserted into the through hole 24 from the first end of the main body 21 and the driven shaft 33 inserted into the through hole 24 from the second end, the planar cutter 36 connects the drive shaft 32 and the driven shaft. It is connected to 33.

本体部２１の拡径部において駆動軸３２側の段差部分は第１切削部３６ａにより切削加工され、その後、拡径部において従動軸３３側の段差部分は第２切削部３６ｂにより切削加工される。これらの切削加工面は円環状の平面座とされ、ディファレンシャルギアを構成し、かつ、車輪軸に連結される一対のサイドギアが当接する。 In the enlarged diameter portion of the main body portion 21, the stepped portion on the driving shaft 32 side is cut by the first cutting portion 36a, and then, in the enlarged diameter portion, the stepped portion on the driven shaft 33 side is cut by the second cutting portion 36b. . These cut surfaces are annular planar seats, and a pair of side gears that constitute a differential gear and are connected to the wheel axle come into contact with each other.

コントローラ６０は、第１，第２実施形態と同様の切削条件の決定処理を行う。これにより、平面座の平面度の精度を確保できる切削条件を自動的に設定することができる。 The controller 60 performs the same cutting condition determination process as in the first and second embodiments. Thereby, cutting conditions that can ensure the accuracy of the flatness of the flat seat can be automatically set.

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、切削工具として、球面カッタに代えてドリルが用いられる。 (Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In this embodiment, a drill is used as the cutting tool instead of the spherical cutter.

図１４に、本実施形態に係る切削装置１０の構成を示す。なお、図１４において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。 FIG. 14 shows the configuration of the cutting device 10 according to this embodiment. Note that in FIG. 14, the same components as those shown in FIG. 1 above are given the same reference numerals for convenience.

駆動軸３２の先端部には、ドリル３７の基端部が連結されている。ドリル３７、主軸３１、駆動軸３２及び従動軸３３のそれぞれは、その中心軸線が同軸となるように配置されている。 A base end of a drill 37 is connected to a distal end of the drive shaft 32 . The drill 37, the main shaft 31, the drive shaft 32, and the driven shaft 33 are arranged such that their center axes are coaxial.

コントローラ６０は、ワーク２０の環状部２２に貫通孔を形成する切削加工制御を行う。コントローラ６０は、図１５に示すように、エアカット、進入時加工及び本加工を順に実施することにより、環状部２２に貫通孔を形成する。ここで、進入時加工及びそれに続く本加工は、送り加工の工程であり、進入時加工の送り速度（第１の送り速度）は、本加工の送り速度（第２の送り速度）よりも高い。 The controller 60 performs cutting control to form a through hole in the annular portion 22 of the workpiece 20 . As shown in FIG. 15, the controller 60 forms a through hole in the annular portion 22 by sequentially performing air cutting, entry processing, and main processing. Here, the machining at the time of approach and the main machining that follows are the steps of feed machining, and the feed rate for machining at the time of approach (first feed rate) is higher than the feed rate for main machining (second feed rate). .

ここで、進入時加工の送り速度は、ドリル３７による穴加工の真直度の精度に大きな影響を及ぼす。このため、コントローラ６０は、進入時加工の送り速度を最適化するために切削条件の決定処理を行う。 Here, the feed rate of machining at the time of approach has a large effect on the accuracy of straightness of hole machining by the drill 37. Therefore, the controller 60 performs cutting condition determination processing to optimize the feed rate for machining at the time of approach.

図１６を用いて、切削条件の決定処理について説明する。 The cutting condition determination process will be explained using FIG. 16.

ステップＳ３０では、今回加工対象とされるワーク２０の切削加工（穴加工）を開始するか否かを判定する。ステップＳ３０において開始すると判定した場合には、駆動部３５の駆動制御を行うことにより、エアカット、進入時加工及び本加工を順に行う。ステップＳ３１では、これら加工中に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘ及びＹ軸振動加速度Ａｃｃｙを取得する。 In step S30, it is determined whether or not to start cutting (hole drilling) the workpiece 20 to be processed this time. If it is determined to start in step S30, the drive unit 35 is controlled to sequentially perform air cutting, entry processing, and main processing. In step S31, the X-axis vibration acceleration Accx and Y-axis vibration acceleration Accy detected during these machining operations are acquired.

続くステップＳ３２では、本加工が完了して今回の切削加工が終了したか否かを判定する。 In the following step S32, it is determined whether the main machining is completed and the current cutting process is finished.

ステップＳ３２において切削加工が終了したと判定した場合には、ステップＳ３３に進み、本加工を行っている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量を、進入時加工を行っている場合に検出されたＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量で除算することにより、第１加速度減衰比Ｒｘを算出する。ここで、進入時加工及び本加工それぞれにおけるＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量は、所定の基準値（例えば、エアカットを行っている場合のＸ軸振動加速度Ａｃｃｘ）と、進入時加工及び本加工それぞれを行っている場合のＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの極値との差として算出すればよい。また、Ｘ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量は、進入時加工を行っている場合における複数のＸ軸振動加速度Ａｃｃｘの変動量のうち、大きい方から選択した一部の各変動量の平均値として算出すればよい。 If it is determined in step S32 that the cutting process has been completed, the process proceeds to step S33, and the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx detected when performing main machining is The first acceleration damping ratio Rx is calculated by dividing by the amount of variation in the detected X-axis vibration acceleration Accx. Here, the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx in each of the approach machining and main machining is determined by the predetermined reference value (for example, the X-axis vibration acceleration Accx when performing air cutting) and the approach machining and main machining. It may be calculated as the difference from the extreme value of the X-axis vibration acceleration Accx when each is performed. In addition, the amount of variation in the X-axis vibration acceleration Accx is calculated as the average value of a portion of the variation amount selected from the larger one among the variation amounts of multiple X-axis vibration acceleration Accx when machining is performed at the time of approach. do it.

また、ステップＳ３３では、本加工を行っている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量を、進入時加工を行っている場合に検出されたＹ軸振動加速度Ａｃｃｙで除算することにより、第２加速度減衰比Ｒｙを算出する。ここで、進入時加工及び本加工それぞれにおけるＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量は、所定の基準値（例えば、エアカットを行っている場合のＹ軸振動加速度Ａｃｃｙ）と、進入時加工及び本加工それぞれを行っている場合のＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの極値との差として算出すればよい。また、Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量は、進入時加工を行っている場合における複数のＹ軸振動加速度Ａｃｃｙの変動量のうち、大きい方から選択した一部の各変動量の平均値として算出すればよい。 In addition, in step S33, the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy detected when performing main machining is divided by the Y-axis vibration acceleration Accy detected when performing machining at the time of approach. A second acceleration damping ratio Ry is calculated. Here, the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy in each of the approach machining and main machining is determined by the predetermined reference value (for example, the Y-axis vibration acceleration Accy when performing air cutting) and the approach machining and main machining. It may be calculated as the difference from the extreme value of the Y-axis vibration acceleration Accy when each is performed. In addition, the amount of variation in the Y-axis vibration acceleration Accy is calculated as the average value of a portion of the variation amount selected from the larger one among the variation amounts of multiple Y-axis vibration acceleration Accy when machining is performed at the time of approach. do it.

続くステップＳ３４では、図９のステップＳ１４と同様に、算出した第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙが同等であるか否かを判定する。 In the following step S34, similarly to step S14 in FIG. 9, it is determined whether the calculated first and second acceleration damping ratios Rx and Ry are equivalent.

ステップＳ３４において否定判定した場合には、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙが同等でないと判定し、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、次回のワーク２０の進入時加工で用いるドリル３７の送り速度を、今回のワーク２０の進入時加工で用いた送り速度よりも低減する処理を行う。ただし、この処理を行ったとしても、進入時加工の送り速度が本加工の送り速度よりも高いとの関係は維持される。ステップＳ３５の処理により、次回のワーク２０の加工時における貫通孔の真直度の精度を高めることができる。ステップＳ３５の処理の完了後、ステップＳ３０に移行し、次回のワーク２０の切削加工を開始するか否かを判定する。 If a negative determination is made in step S34, it is determined that the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry are not equal, and the process proceeds to step S35. In step S35, processing is performed to reduce the feed rate of the drill 37 used in machining the next time the workpiece 20 is entered than the feed rate used in machining the workpiece 20 this time. However, even if this processing is performed, the relationship that the feed rate of the entry machining is higher than the feed rate of the main machining is maintained. Through the processing in step S35, it is possible to improve the accuracy of the straightness of the through hole during the next processing of the workpiece 20. After completing the process in step S35, the process moves to step S30, and it is determined whether or not to start cutting the next workpiece 20.

一方、ステップＳ３４において肯定判定した場合には、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙが同等であると判定し、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、今回のワーク２０の加工時に用いたドリル３７の回転速度及び送り速度を、次回からのワーク２０の加工時に用いる回転速度及び送り速度に決定する。 On the other hand, if an affirmative determination is made in step S34, it is determined that the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry are equal, and the process proceeds to step S36. In step S36, the rotation speed and feed rate of the drill 37 used when machining the workpiece 20 this time are determined to be the rotation speed and feed rate to be used when machining the workpiece 20 from next time onwards.

以上説明した本実施形態によれば、ドリル３７により形成される貫通孔の真直度の精度を確保できる切削条件を自動的に設定することができる。 According to the present embodiment described above, cutting conditions that can ensure accuracy of the straightness of the through hole formed by the drill 37 can be automatically set.

＜変形例＞
上記実施の形態の変形例を以下に説明する。 <Modified example>
Modifications of the above embodiment will be described below.

（１）第４実施形態において、第２実施形態で用いた規格化減衰比を用いて切削条件を自動的に決定してもよい。 (1) In the fourth embodiment, cutting conditions may be automatically determined using the normalized damping ratio used in the second embodiment.

（２）加速度センサ５０の取付位置としては、工具側ユニット３０に限らず、例えば固定ユニット４０（具体的には例えば載置部４１）であってもよい。 (2) The mounting position of the acceleration sensor 50 is not limited to the tool side unit 30, but may be, for example, the fixed unit 40 (specifically, for example, the mounting portion 41).

（３）第１実施形態の図９のステップＳ１５において、第３処理が実施されなくてもよい。また、ステップＳ１５において、第１処理又は第２処理のいずれか一方のみが実施されてもよい。 (3) In step S15 of FIG. 9 of the first embodiment, the third process may not be performed. Further, in step S15, only either the first process or the second process may be performed.

（４）第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙの算出に用いられるＸ，Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｘ，Ａｃｃｙの変動量は、荒加工に代えて、仕上加工が行われている場合の変動量が用いられてもよい。 (4) The amount of variation in the X- and Y-axis vibration accelerations Accx and Accy used to calculate the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry is the amount of variation when finishing machining is performed instead of rough machining. may be used.

また、例えば一連の切削加工工程でドウェルが実施されない場合、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙの算出に用いられるＸ，Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｘ，Ａｃｃｙの変動量は、ドウェルに代えて、仕上加工が行われている期間（例えば、この期間の後半）における変動量が用いられてもよい。 Furthermore, for example, if dwell is not performed in a series of cutting processes, the amount of variation in the X and Y-axis vibration accelerations Accx and Accy used to calculate the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry, instead of dwell, is The amount of variation during the period in which finishing is being performed (for example, in the second half of this period) may be used.

（５）第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙの算出に用いられるＸ，Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｘ，Ａｃｃｙの変動量は、例えば、荒加工を行っている場合を例に説明すると、荒加工を行っている場合における複数のＸ，Ｙ軸振動加速度Ａｃｃｘ，Ａｃｃｙの実効値と、所定の基準値との差として算出されてもよい。 (5) The amount of variation in the X- and Y-axis vibration accelerations Accx and Accy used to calculate the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry is, for example, when rough machining is performed. It may be calculated as the difference between the effective values of the plurality of X- and Y-axis vibration accelerations Accx and Accy in the case where the acceleration is performed, and a predetermined reference value.

（６）工具側ユニット３０に切削力センサが取り付けられている場合、図９のステップＳ１３，Ｓ１４及び図１１のステップＳ２３，Ｓ２４において、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙに代えて、第１，第２力減衰比Ｒｆｘ，Ｒｆｙが用いられてもよい。この場合、第１，第２力減衰比Ｒｆｘ，Ｒｆｙが、荒加工に代えて、仕上加工が行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸切削力Ｆｘ，Ｆｙの変動量の比率として算出されてもよい。 (6) When a cutting force sensor is attached to the tool side unit 30, in steps S13 and S14 in FIG. 9 and steps S23 and S24 in FIG. 11, instead of the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry, First and second force damping ratios Rfx and Rfy may be used. In this case, the first and second force attenuation ratios Rfx and Rfy correspond to the dwell with respect to the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected when finishing machining is performed instead of rough machining. It may be calculated as a ratio of the amount of variation in the X- and Y-axis cutting forces Fx and Fy detected when cutting is being performed.

（７）工具側ユニット３０又は固定ユニット４０に、加速度センサ５０に代えて、Ｘ，Ｙ軸方向の振動速度（以下、Ｘ，Ｙ軸振動速度Ｖｘ，Ｖｙ（ｍ／ｓｅｃ））を検出する速度センサが取り付けられていてもよい。この場合、図９のステップＳ１３，Ｓ１４及び図１１のステップＳ２３，Ｓ２４において、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙに代えて、第１，第２速度減衰比Ｒｖｘ，Ｒｖｙが用いられてもよい。第１，第２速度減衰比Ｒｖｘ，Ｒｖｙは、荒加工又は仕上加工が行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸振動速度Ｖｘ，Ｖｙの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸振動速度Ｖｘ，Ｖｙの変動量の比率である。 (7) The speed at which the tool side unit 30 or the fixed unit 40 detects the vibration speed in the X and Y axis directions (hereinafter referred to as X and Y axis vibration speeds Vx and Vy (m/sec)) in place of the acceleration sensor 50 A sensor may be attached. In this case, in steps S13 and S14 in FIG. 9 and steps S23 and S24 in FIG. 11, the first and second velocity damping ratios Rvx and Rvy are used instead of the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry. Good too. The first and second speed damping ratios Rvx and Rvy are determined when dwell is being performed, with respect to the amount of variation in the X and Y axis vibration velocities Vx and Vy detected when rough machining or finishing machining is being performed. This is the ratio of the amount of variation in the detected X- and Y-axis vibration velocities Vx and Vy.

また、工具側ユニット３０又は固定ユニット４０に、速度センサに代えて、Ｘ，Ｙ軸方向の基準位置からの振動変位（以下、Ｘ，Ｙ軸振動変位Ｄｘ，Ｄｙ（ｍ））を検出する変位センサが取り付けられていてもよい。この場合、図９のステップＳ１３，Ｓ１４及び図１１のステップＳ２３，Ｓ２４において、第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙに代えて、第１，第２変位減衰比Ｒｄｘ，Ｒｄｙが用いられてもよい。第１，第２変位減衰比Ｒｄｘ，Ｒｄｙは、荒加工又は仕上加工が行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸振動変位Ｄｘ，Ｄｙの変動量に対する、ドウェルが行われている場合に検出されたＸ，Ｙ軸振動変位Ｄｘ，Ｄｙの変動量の比率である。 In addition, instead of the speed sensor, the tool side unit 30 or the fixed unit 40 is provided with a displacement sensor that detects vibration displacement from a reference position in the X and Y axis directions (hereinafter referred to as X and Y axis vibration displacements Dx and Dy (m)). A sensor may be attached. In this case, in steps S13 and S14 in FIG. 9 and steps S23 and S24 in FIG. 11, the first and second displacement damping ratios Rdx and Rdy are used instead of the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry. Good too. The first and second displacement damping ratios Rdx and Rdy are determined by the amount of variation in the X- and Y-axis vibration displacements Dx and Dy detected when rough machining or finishing machining is performed when dwell is performed. This is the ratio of the amount of variation in the detected X- and Y-axis vibration displacements Dx and Dy.

（８）第１，第２加速度減衰比Ｒｘ，Ｒｙのうちいずれか一方のみを用いた切削条件の決定処理が行われてもよい。この場合、図９を例にして説明すると、ステップＳ１４の処理を、例えば第１加速度減衰比Ｒｘが「Ｒｔｈ－ΔＲ」以上であってかつ「Ｒｔｈ＋ΔＲ」以下であるか否かを判定する処理に置き換えればよい。 (8) The cutting condition determination process may be performed using only one of the first and second acceleration damping ratios Rx and Ry. In this case, to explain using FIG. 9 as an example, the process of step S14 is changed to, for example, a process of determining whether the first acceleration damping ratio Rx is greater than or equal to "Rth-ΔR" and less than or equal to "Rth+ΔR". Just replace it.

（９）切削装置の加工対象となるワークは、ディファレンシャルケースになるものに限らない。また、加工対象となるワークは、鋳造品に限らない。 (9) The workpiece to be processed by the cutting device is not limited to a differential case. Further, the workpiece to be processed is not limited to a cast product.

１０…切削装置、３０…工具側ユニット（駆動機構）、３５…駆動部（駆動機構）、４０…固定ユニット（固定部）、５０…加速度センサ（振動センサ）、６０…コントローラ（取得部、減衰比算出部、調整部）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Cutting device, 30... Tool side unit (drive mechanism), 35... Drive part (drive mechanism), 40... Fixed unit (fixed part), 50... Acceleration sensor (vibration sensor), 60... Controller (acquisition part, damping ratio calculation section, adjustment section).

Claims (13)

切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置であって、
第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工が前記被加工物に施され、
前記駆動機構に取り付けられ、前記切削工具の送り方向と直交する方向における前記切削工具の切削力を検出する切削力センサの検出値である切削パラメータ値を取得する取得部と、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出する減衰比算出部と、
前記切削工具の送り速度及び前記切削工具の回転速度のうち少なくとも一方を含む前記切削加工の切削条件を、前記減衰比に基づいて調整する調整部と、
を備え、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、所定の基準値との差に基づいて算出された値であり、
前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、前記所定の基準値との差に基づいて算出された値であることを特徴とする切削装置。 A cutting device comprising a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its central axis, and a fixing part that fixes a workpiece to be cut by rotation of the cutting tool,
A cutting process is performed on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
an acquisition unit that acquires a cutting parameter value that is a detection value of a cutting force sensor that is attached to the drive mechanism and detects the cutting force of the cutting tool in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool;
Calculate a damping ratio that is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the cutting parameter value in the period in which the first cutting process is performed. a damping ratio calculation unit,
an adjustment unit that adjusts cutting conditions of the cutting process, including at least one of a feed rate of the cutting tool and a rotation speed of the cutting tool, based on the damping ratio ;
Equipped with
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the first cutting process is performed is determined by the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the first cutting process is performed, and a predetermined reference value. It is a value calculated based on the difference between
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed is the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the second cutting process is performed, and the predetermined reference value. A cutting device characterized in that the value is calculated based on the difference between 切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置であって、
第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工が前記被加工物に施され、
前記駆動機構又は前記固定部に取り付けられ、その取付位置において前記切削工具の送り方向と直交する方向の振動加速度、振動速度若しくは振動変位を検出する振動センサの検出値である切削パラメータ値を取得する取得部と、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出する減衰比算出部と、
前記減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整する調整部と、
を備え、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、所定の基準値との差に基づいて算出された値であり、
前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、前記所定の基準値との差に基づいて算出された値であることを特徴とする切削装置。 A cutting device comprising a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its central axis, and a fixing part that fixes a workpiece to be cut by rotation of the cutting tool,
A cutting process is performed on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
Obtaining a cutting parameter value that is a detection value of a vibration sensor that is attached to the drive mechanism or the fixed part and detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool at the attachment position. an acquisition department;
Calculate a damping ratio that is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the cutting parameter value in the period in which the first cutting process is performed. a damping ratio calculation unit,
an adjustment unit that adjusts cutting conditions for the cutting process based on the damping ratio;
Equipped with
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the first cutting process is performed is determined by the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the first cutting process is performed, and a predetermined reference value. It is a value calculated based on the difference between
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed is the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the second cutting process is performed, and the predetermined reference value. A cutting device characterized in that the value is calculated based on the difference between 前記振動センサは、その取付位置において、前記切削工具の送り方向と直交する第１方向、並びに前記送り方向及び前記第１方向それぞれと直交する第２方向の振動加速度、振動速度又は振動変位を検出し、
前記減衰比算出部は、前記減衰比として、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記第１方向の前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工が実施される期間における前記第１方向の前記切削パラメータ値の変動量の比率である第１減衰比と、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記第２方向の前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工が実施される期間における前記第２方向の前記切削パラメータ値の変動量の比率である第２減衰比と、を算出し、
前記調整部は、前記第１減衰比及び前記第２減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整する、請求項２に記載の切削装置。 The vibration sensor detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a first direction perpendicular to a feeding direction of the cutting tool and a second direction perpendicular to each of the feeding direction and the first direction at its mounting position. death,
The damping ratio calculation unit includes, as the damping ratio,
The amount of variation in the cutting parameter value in the first direction during the period in which the second cutting process is performed relative to the amount of variation in the cutting parameter value in the first direction during the period in which the first cutting process is performed. a first damping ratio, which is a ratio of the amount of variation ;
The amount of variation in the cutting parameter value in the second direction during the period in which the second cutting process is performed relative to the amount of variation in the cutting parameter value in the second direction during the period in which the first cutting process is performed. Calculate the second damping ratio , which is the ratio of the amount of variation ,
The cutting device according to claim 2, wherein the adjustment section adjusts cutting conditions for the cutting process based on the first damping ratio and the second damping ratio. 前記調整部は、
前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等でないと判定した場合、次回の前記切削加工で用いる送り速度及び前記切削工具の回転速度の少なくとも一方を低下させる調整を行い、
前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等であると判定した場合、今回の前記切削加工で用いた送り速度及び前記切削工具の回転速度を、次回からの前記切削加工で用いる送り速度及び前記切削工具の回転速度に決定する、請求項３に記載の切削装置。 The adjustment section is
If it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio are not equal, adjusting to reduce at least one of the feed rate and the rotation speed of the cutting tool used in the next cutting process,
If it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio are equivalent, the feed rate and the rotation speed of the cutting tool used in the current cutting process are set as the feed rate and the rotation speed of the cutting tool used in the cutting process from the next time onwards. The cutting device according to claim 3, wherein the rotational speed of the cutting tool is determined. 前記減衰比算出部は、前記第１減衰比に対する前記第２減衰比の比率である規格化減衰比を算出し、
前記調整部は、前記規格化減衰比が１近傍である場合に前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等であると判定し、前記規格化減衰比が１近傍でない場合に前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等でないと判定する、請求項４に記載の切削装置。 The damping ratio calculation unit calculates a normalized damping ratio that is a ratio of the second damping ratio to the first damping ratio,
The adjustment unit determines that the first damping ratio and the second damping ratio are equal when the normalized damping ratio is near 1, and determines that the first damping ratio is equal when the normalized damping ratio is not near 1. The cutting device according to claim 4, wherein it is determined that the damping ratio and the second damping ratio are not equivalent. 前記減衰比算出部は、次回からの前記切削加工で用いる切削条件が決定された後、前記被加工物の前記切削加工が行われるたびに前記第１減衰比及び前記第２減衰比を算出し、
前記切削加工が行われるたびに算出される前記第１減衰比及び前記第２減衰比が同等でないと判定した場合、前記切削加工の異常が発生したことを報知する報知部を備えている、請求項４又は５に記載の切削装置。 The damping ratio calculation unit calculates the first damping ratio and the second damping ratio each time the cutting of the workpiece is performed after the cutting conditions to be used in the cutting from the next time are determined. ,
Claim comprising: a notification unit that notifies that an abnormality has occurred in the cutting process when it is determined that the first damping ratio and the second damping ratio calculated each time the cutting process is performed are not equivalent. The cutting device according to item 4 or 5. 切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置であって、
第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工が前記被加工物に施され、
前記駆動機構又は前記固定部に取り付けられ、その取付位置において前記切削工具の送り方向と直交する方向の振動加速度、振動速度若しくは振動変位を検出する振動センサの検出値、又は前記駆動機構に取り付けられ、前記切削工具の送り方向と直交する方向における前記切削工具の切削力を検出する切削力センサの検出値のいずれかである切削パラメータ値を取得する取得部と、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出する減衰比算出部と、
前記減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整する調整部と、
を備え、
前記切削工具は、前記被加工物の穴加工を行うドリルであり、
前記第１の切削加工は、第１の送り速度で前記ドリルを送る送り加工であり、
前記第２の切削加工は、前記第１の送り速度よりも高い第２の送り速度で前記ドリルを送る送り加工であり、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、所定の基準値との差に基づいて算出された値であり、
前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、前記所定の基準値との差に基づいて算出された値であることを特徴とする切削装置。 A cutting device comprising a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its central axis, and a fixing part that fixes a workpiece to be cut by rotation of the cutting tool,
A cutting process is performed on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
A detection value of a vibration sensor that is attached to the drive mechanism or the fixed part and that detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool at the attachment position, or , an acquisition unit that acquires a cutting parameter value that is one of the detection values of a cutting force sensor that detects the cutting force of the cutting tool in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool;
Calculate a damping ratio that is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the cutting parameter value in the period in which the first cutting process is performed. a damping ratio calculation unit,
an adjustment unit that adjusts cutting conditions for the cutting process based on the damping ratio;
Equipped with
The cutting tool is a drill for drilling holes in the workpiece,
The first cutting process is a feeding process in which the drill is fed at a first feed rate,
The second cutting process is a feeding process in which the drill is fed at a second feed rate higher than the first feed rate,
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the first cutting process is performed is determined by the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the first cutting process is performed, and a predetermined reference value. It is a value calculated based on the difference between
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed is the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the second cutting process is performed, and the predetermined reference value. A cutting device characterized in that the value is calculated based on the difference between 前記切削工具は、前記被加工物の座面加工を行うカッタであり、
前記第１の切削加工は、前記カッタを用いた送り加工であり、
前記第２の切削加工は、前記送り加工の終了後に送りを停止させた状態における前記カッタの回転による加工である、請求項１～６のいずれか１項に記載の切削装置。 The cutting tool is a cutter that processes the seating surface of the workpiece,
The first cutting process is a feeding process using the cutter,
The cutting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second cutting process is a process by rotating the cutter while the feed is stopped after the feed process is completed. 前記所定の基準値は、前記被加工物に対する前記切削工具の送りを開始してから、前記切削工具が前記被加工物に当たって切削が開始されるまでの工程であるエアカットが行われている場合における前記切削パラメータ値である、請求項１～８のいずれか１項に記載の切削装置。The predetermined reference value is set when air cutting is performed, which is a process from when the cutting tool starts feeding to the workpiece until the cutting tool hits the workpiece and cutting starts. The cutting device according to any one of claims 1 to 8, wherein the cutting parameter value is . 切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置の切削制御方法であって、
前記切削装置は、第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工を前記被加工物に施し、
前記駆動機構に取り付けられ、前記切削工具の送り方向と直交する方向における前記切削工具の切削力を検出する切削力センサの検出値を切削パラメータ値とする場合、前記第１の切削加工を実施する期間における前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工を実施する期間における前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出し、
前記切削工具の送り速度及び前記切削工具の回転速度のうち少なくとも一方を含む前記切削加工の切削条件を、前記減衰比に基づいて調整し、
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、所定の基準値との差に基づいて算出された値であり、
前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、前記所定の基準値との差に基づいて算出された値であることを特徴とする切削装置の切削制御方法。 A cutting control method for a cutting device, comprising: a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its center axis; and a fixing part that fixes a workpiece to be cut by rotating the cutting tool. And,
The cutting device performs a cutting process on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
When the detected value of a cutting force sensor that is attached to the drive mechanism and detects the cutting force of the cutting tool in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool is used as the cutting parameter value, the first cutting process is performed. Calculate a damping ratio that is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the cutting parameter value in the period in which the second cutting process is performed;
adjusting the cutting conditions of the cutting process, including at least one of the feed rate of the cutting tool and the rotation speed of the cutting tool , based on the damping ratio ;
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the first cutting process is performed is determined by the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the first cutting process is performed, and a predetermined reference value. It is a value calculated based on the difference between
The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed is the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the second cutting process is performed, and the predetermined reference value. A cutting control method for a cutting device, characterized in that the value is calculated based on a difference between 切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置の切削制御方法であって、A cutting control method for a cutting device, comprising: a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its center axis; and a fixing part that fixes a workpiece to be cut by rotating the cutting tool. And,
前記切削装置は、第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工を前記被加工物に施し、The cutting device performs a cutting process on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
前記駆動機構又は前記固定部に取り付けられ、その取付位置において前記切削工具の送り方向と直交する方向の振動加速度、振動速度若しくは振動変位を検出する振動センサの検出値を切削パラメータ値とする場合、前記第１の切削加工を実施する期間における前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工を実施する期間における前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出し、When the detection value of a vibration sensor that is attached to the drive mechanism or the fixed part and detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool at the mounting position is used as the cutting parameter value, Calculating a damping ratio that is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the cutting parameter value in the period in which the first cutting process is performed;
前記減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整し、adjusting the cutting conditions of the cutting process based on the damping ratio;
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、所定の基準値との差に基づいて算出された値であり、The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the first cutting process is performed is determined by the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the first cutting process is performed, and a predetermined reference value. It is a value calculated based on the difference between
前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、前記所定の基準値との差に基づいて算出された値であることを特徴とする切削装置の切削制御方法。The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed is the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the second cutting process is performed, and the predetermined reference value. A cutting control method for a cutting device, characterized in that the value is calculated based on a difference between 切削工具の回転及びその中心軸線方向の送りを実施する駆動機構と、前記切削工具の回転により切削加工が施される被加工物を固定する固定部と、を備えている切削装置の切削制御方法であって、A cutting control method for a cutting device, comprising: a drive mechanism that rotates a cutting tool and feeds it in the direction of its center axis; and a fixing part that fixes a workpiece to be cut by rotating the cutting tool. And,
前記切削装置は、第１の切削加工と、前記第１の切削加工がなされた部位に対して実施される第２の切削加工と、を含む切削加工を前記被加工物に施し、The cutting device performs a cutting process on the workpiece, including a first cutting process and a second cutting process performed on the part where the first cutting process was performed,
前記駆動機構又は前記固定部に取り付けられ、その取付位置において前記切削工具の送り方向と直交する方向の振動加速度、振動速度若しくは振動変位を検出する振動センサの検出値、又は前記駆動機構に取り付けられ、前記切削工具の送り方向と直交する方向における前記切削工具の切削力を検出する切削力センサの検出値のいずれかを切削パラメータ値とする場合、前記第１の切削加工を実施する期間における前記切削パラメータ値の変動量に対する、前記第２の切削加工を実施する期間における前記切削パラメータ値の変動量の比率である減衰比を算出し、A detection value of a vibration sensor that is attached to the drive mechanism or the fixed part and that detects vibration acceleration, vibration velocity, or vibration displacement in a direction perpendicular to the feeding direction of the cutting tool at the attachment position, or , when one of the detection values of a cutting force sensor that detects the cutting force of the cutting tool in a direction orthogonal to the feeding direction of the cutting tool is used as a cutting parameter value, the Calculating a damping ratio that is a ratio of the amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed to the amount of variation in the cutting parameter value;
前記減衰比に基づいて、前記切削加工の切削条件を調整し、adjusting the cutting conditions of the cutting process based on the damping ratio;
前記切削工具は、前記被加工物の穴加工を行うドリルであり、The cutting tool is a drill for drilling holes in the workpiece,
前記第１の切削加工は、第１の送り速度で前記ドリルを送る送り加工であり、The first cutting process is a feeding process in which the drill is fed at a first feed rate,
前記第２の切削加工は、前記第１の送り速度よりも高い第２の送り速度で前記ドリルを送る送り加工であり、The second cutting process is a feeding process in which the drill is fed at a second feed rate higher than the first feed rate,
前記第１の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第１の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、所定の基準値との差に基づいて算出された値であり、The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the first cutting process is performed is determined by the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the first cutting process is performed, and a predetermined reference value. It is a value calculated based on the difference between
前記第２の切削加工が実施される期間における前記切削パラメータ値の変動量は、前記第２の切削加工が実施される期間に取得された前記切削パラメータ値の極値と、前記所定の基準値との差に基づいて算出された値であることを特徴とする切削装置の切削制御方法。The amount of variation in the cutting parameter value during the period in which the second cutting process is performed is the extreme value of the cutting parameter value acquired during the period in which the second cutting process is performed, and the predetermined reference value. A cutting control method for a cutting device, characterized in that the value is calculated based on a difference between 前記所定の基準値は、前記被加工物に対する前記切削工具の送りを開始してから、前記切削工具が前記被加工物に当たって切削が開始されるまでの工程であるエアカットが行われている場合における前記切削パラメータ値である、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の切削制御方法。The predetermined reference value is set when air cutting is performed, which is a process from when the cutting tool starts feeding to the workpiece until the cutting tool hits the workpiece and cutting starts. The cutting control method according to any one of claims 10 to 12, wherein the cutting parameter value is the cutting parameter value.
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