KR20240005053A - 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치 - Google Patents

Abstract

진동 절삭을 위한 공구의 선정이나 파라미터의 설정을 용이하게 하게 하는 진동 절삭 조건 설정 장치를 제공한다. 공작 기계(1)를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치(3)는 표시부(U3) 및 제어부(U4)를 구비한다. 제어부(U4)는, 진동을 수반하도록 구동 대상의 이송 이동을 제어하기 위한 설정으로서, 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 진동의 주기에 관한 제1 파라미터(A), 및 진동의 진폭에 관한 제2 파라미터(E)를 접수한다. 상기 제어부(U4)는, 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 제1 파라미터(A), 및 제2 파라미터(E)에 기초하여, 구동 대상의 최대 이송 속도(Fmax)를 구하고, 구한 최대 이송 속도(Fmax)를 나타내는 값을 표시부(U3)에 표시한다.

Description

공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치

본 발명은, 주축에 파지되어 있는 공작물을 공구로 절삭하는 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치에 관한 것이다.

공작 기계로서, 공작물을 파지하는 주축을 구비하는 NC(수치 제어) 자동 선반이 알려져 있다. 주축과 함께 회전하는 공작물로부터 생기는 부스러기가 길어지면, 부스러기가 절삭 공구에 휘감기는 것 등에 의해 공작물의 연속 가공에 영향을 줄 가능성이 있다. 그래서, 공구를 공작물을 향하여 전진시키는 전진 동작과 공작물로부터 멀리하는 후퇴 동작을 교호적으로 반복하면서 공구를 보냄으로써 부스러기를 분단하는 진동 절삭이 행해지고 있다. 부스러기는 칩이라고도 한다. 부스러기의 분단 상황은 주축의 위상, 진동의 진폭, 전진 동작 시의 이송 속도, 및 후퇴 동작 시의 이송 속도에 의해 변화한다. 오퍼레이터는 이들 파라미터를 NC 자동 선반에 설정하는 것에 의해 NC 자동 선반에 진동 절삭을 실행시키고 있다.

특허문헌 1에 개시된 가공 시스템은, 일정 시간 간격의 이송축의 시계열의 위치 정보로부터 상기 위치 정보의 시간에 의한 변화를 나타내는 제1 파형 데이터를 생성하고, 해당 제1 파형 데이터를 주축의 1회전당의 시간마다 부분 파형 데이터로 분할하고, 각각의 부분 파형 데이터를 제1 파형 데이터의 개시점에 맞추도록 시간축 방향으로 순차 시프트하는 것에 의해 복수의 제2 파형 데이터를 생성하여 표시한다.

일본공개특허 제2018-195002호 공보

절삭 공구에는, 결함이나 용착(溶着) 등을 방지하기 위하여, 추천되는 절삭 조건으로서 이송 속도 등의 상한이 설정되어 있다. 여기서, 진동 절삭 시의 이송 제어로서, 공구의 비진동 시의 이송 속도, 진동의 주기에 관한 주기 파라미터, 및 진동의 진폭에 관한 진폭 파라미터에 기초하여 진동을 수반하도록 공구의 이송 이동을 제어하는 것이 고려된다. 이 경우에, 오퍼레이터는 전진 동작 시의 최대 이송 속도를 알 수 없으므로, 공구를 적절하게 선정할 수 없어, 진동 절삭을 위한 파라미터를 적절하게 설정할 수 없다.

그리고, 전술한 바와 같은 과제는 선반에 한정되지 않고, 머시닝 센터 등, 각종 공작 기계에 존재한다.

본 발명은, 진동 절삭을 위한 공구의 선정이나 파라미터의 설정을 용이하게 하게 하는 진동 절삭 조건 설정 장치를 개시하는 것이다.

본 발명의 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치는, 공작물을 파지하는 주축을 회전시키는 회전 구동부와, 상기 공작물을 절삭하는 공구와 상기 주축 중 적어도 한쪽의 구동 대상을 이동시키는 이송 구동부를 구비하고, 상기 공작물의 절삭 시에 절삭 방향을 따라 상기 공구가 상기 공작물을 향하는 전진 동작과 해당 전진 동작과는 반대 방향의 후퇴 동작을 포함하는 진동을 수반하도록 상기 구동 대상의 이송 이동을 제어하는 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치로서,

표시부와,

상기 진동을 수반하도록 상기 구동 대상의 이송 이동을 제어하기 위한 설정으로서, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 상기 진동의 주기에 관한 제1 파라미터(A), 및 상기 진동의 진폭에 관한 제2 파라미터(E)를 접수하는 제어부를 구비하고,

상기 제어부는,

상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 상기 제1 파라미터(A), 및 상기 제2 파라미터(E)에 기초하여, 상기 구동 대상의 최대 이송 속도(Fmax)를 구하고,

구한 상기 최대 이송 속도(Fmax)를 나타내는 값을 상기 표시부에 표시하는, 태양(態樣)을 가진다.

본 발명에 의하면, 진동 절삭을 위한 공구의 선정이나 파라미터의 설정을 용이하게 하게 할 수 있다.

[도 1] 공작 기계의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 2] 공작 기계의 전기 회로의 구성예를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
[도 3] 부스러기 길이 계수(係數) A1이 2인 경우에 있어서 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 4] 부스러기 길이 계수 A1이 2인 경우에 있어서 주축 위상에 대한 공구 위치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 5] 부스러기 길이 계수 A1이 3인 경우에 있어서 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 6] 진동 이송 커맨드에 기초하여 공구의 이송 이동 시의 위치를 제어하는 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 7] 부스러기 길이 계수 A1이 2/3인 경우에 있어서 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 8] 부스러기 길이 계수 A1이 2/3인 경우에 있어서 주축 위상에 대한 공구 위치의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 9] 진동 이송 커맨드 CM1의 설정 화면의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 10] 정보 테이블의 구조의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 11] 최대 이송 속도 Fmax의 변경을 접수하는 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 12] 진동 이송 커맨드 CM2의 설정 화면의 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 13] 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 물론, 이하의 실시형태는 본 발명을 예시하는 것에 지나지 않고, 실시형태에 나타내는 특징 전부가 발명의 해결 수단에 필수로 된다고는 한정하지 않는다.

(1) 본 발명에 포함되는 기술의 개요:

먼저, 도 1∼13에 나타내어지는 예를 참조하여 본 발명에 포함되는 기술의 개요를 설명한다. 그리고, 본원의 도면은 모식적으로 예를 나타내는 도면이며, 이들 도면에 나타내어지는 각 방향의 확대율은 상이한 경우가 있고, 각도는 정합하고 있지 않은 경우가 있다. 물론, 본 기술의 각 요소는 부호로 나타내어지는 구체예에 한정되지 않는다.

[태양 1]

도 1, 2에 예시한 바와 같이, 본 기술의 일 태양에 관련된 공작 기계(1)는, 공작물(W1)을 파지하는 주축(11)을 회전시키는 회전 구동부(U1), 및 상기 공작물(W1)을 절삭하는 공구(TO1)와 상기 주축(11) 중 적어도 한쪽의 구동 대상(예를 들면, 공구(TO1))을 이동시키는 이송 구동부(U2)를 구비한다. 해당 공작 기계(1)는, 상기 공작물(W1)의 절삭 시에 절삭 방향(예를 들면, 이송축(F1))을 따라 상기 공구(TO1)가 상기 공작물(W1)을 향하는 전진 동작 M1과 해당 전진 동작 M1과는 반대 방향의 후퇴 동작 M2를 포함하는 진동을 수반하도록 상기 구동 대상의 이송 이동을 제어한다.

상기 공작 기계(1)를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치(3)는 표시부(U3) 및 제어부(U4)를 구비한다. 상기 제어부(U4)는, 상기 진동을 수반하도록 상기 구동 대상의 이송 이동을 제어하기 위한 설정으로서, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 상기 진동의 주기에 관한 제1 파라미터(A), 및 상기 진동의 진폭에 관한 제2 파라미터(E)를 접수한다. 해당 제어부(U4)는, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 상기 제1 파라미터(A), 및 상기 제2 파라미터(E)에 기초하여, 상기 구동 대상의 최대 이송 속도(Fmax)를 구하고, 구한 상기 최대 이송 속도(Fmax)를 나타내는 값을 상기 표시부(U3)에 표시한다.

이상으로부터, 접수되는 설정에서는 알 수 없는 최대 이송 속도(Fmax)를 나타내는 값이 표시되므로, 오퍼레이터는 최대 이송 속도(Fmax)를 나타내는 값을 보는 것에 의해, 진동 절삭을 위한 공구(TO1)를 용이하게 선정할 수 있고, 진동 절삭을 위한 파라미터를 용이하게 설정할 수 있다. 따라서, 상기 태양 1은, 진동 절삭을 위한 공구의 선정이나 파라미터의 설정을 용이하게 하게 하는 진동 절삭 조건 설정 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 공작 기계에는, 선반, 머시닝 센터 등이 포함된다.

이송 구동부는, 공작물을 이동시키지 않고 공구를 절삭 방향을 따라 이동시켜도 되고, 공구를 이동시키지 않고 공작물을 절삭 방향을 따라 이동시켜도 되고, 공구와 공작물의 양쪽을 절삭 방향을 따라 이동시켜도 된다.

진동의 주기에 관한 제1 파라미터(A)는, 주기에 관계된 파라미터이면 되고, 주기 그 자체에 한정되지 않는다. 제1 파라미터(A)에는, 부스러기 길이 계수 A1, 주기 A2 등이 포함된다.

진동의 진폭에 관한 제2 파라미터(E)는, 진폭에 관계된 파라미터이면 되고, 진폭 그 자체에 한정되지 않는다. 제2 파라미터(E)에는, 후퇴량 E1, 진폭 E2 등이 포함된다.

최대 이송 속도를 나타내는 값은, mm/rev 단위의 값에 한정되지 않고, 통상 절삭 이송 속도에 대한 최대 이송 속도의 비, 통상 절삭 이송 속도와 최대 이송 속도의 차 등의 환산값이라도 된다. 전술한 부언은 이하의 태양에 있어서도 적용된다.

[태양 2]

도 11에 예시한 바와 같이, 상기 제어부(U4)는, 상기 표시부(U3)에 표시되어 있는 상기 최대 이송 속도(Fmax)를 변경하는 조작을 접수해도 된다. 해당 제어부(U4)는, 변경된 상기 최대 이송 속도(Fmax), 상기 제1 파라미터(A), 및 상기 제2 파라미터(E)에 기초하여, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F)를 변경해도 되고, 변경한 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F)를 나타내는 값을 상기 표시부(U3)에 표시해도 된다. 본 태양은, 절삭 공구 등에 맞추어 최대 이송 속도(Fmax)를 변경할 수 있는 데에다, 구동 대상의 비진동 시의 변경된 이송 속도(F)를 확인할 수 있으므로, 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F)의 설정이 용이해진다.

여기서, 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도를 나타내는 값은, mm/rev 단위의 값에 한정되지 않고, 변경 전의 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도에 대한 변경 후의 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도의 비, 변경 전의 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도와 변경 후의 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도의 차 등의 환산값이라도 된다. 이 부언은 이하의 태양에 있어서도 적용된다.

[태양 3]

도 11에 예시한 바와 같이, 상기 제어부(U4)는, 변경된 상기 최대 이송 속도(Fmax), 상기 제1 파라미터(A), 및 상기 제2 파라미터(E)에 기초하여, 변경된 상기 최대 이송 속도(Fmax)에 있어서 상기 진동을 수반하는 상기 구동 대상의 이송 이동에 걸리는 절삭 시간(CT)을 구해도 되고, 구한 상기 절삭 시간(CT)을 나타내는 값을 상기 표시부(U3)에 표시해도 된다. 본 태양은, 절삭 공구 등에 맞추어 최대 이송 속도(Fmax)를 변경할 수 있는 데에다, 변경된 최대 이송 속도(Fmax)에서의 절삭 시간(CT)을 확인할 수 있다.

여기서, 절삭 시간을 나타내는 값은, min단위의 값에 한정되지 않고, 변경 전의 절삭 시간에 대한 변경 후의 절삭 시간의 비, 변경 전의 절삭 시간과 변경 후의 절삭 시간의 차 등의 환산값이라도 된다. 이 부언은 이하의 태양에 있어서도 적용된다.

[태양 4]

상기 제어부(U4)는, 상기 진동을 수반하는 상기 구동 대상의 이송 이동에 걸리는 절삭 시간(CT)을 변경하는 조작을 접수해도 된다. 해당 제어부(U4)는, 변경된 상기 절삭 시간(CT)에 기초하여, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F)와, 상기 최대 이송 속도(Fmax) 중 적어도 한쪽의 이송 속도 파라미터를 변경해도 되고, 변경한 상기 이송 속도 파라미터를 나타내는 값을 상기 표시부(U3)에 표시해도 된다. 본 태양은, 절삭 시간(CT)의 변경에 의해 변화되는 이송 속도 파라미터를 확인할 수 있으므로, 진동 절삭을 위한 파라미터의 설정이 용이해진다.

(2) 공작 기계의 구성의 구체예:

도 1은, 공작 기계(1)의 예로서 선반의 구성을 외부의 컴퓨터(100)의 구성과 함께 모식적으로 예시하고 있다. 도 1에 나타낸 공작 기계(1)는, 공작물(W1)의 가공의 수치 제어를 하는 NC(수치 제어) 장치(70)를 구비하는 NC 자동 선반이다. 공작 기계(1)에 있어서 컴퓨터(100)는 필수적인 요소가 아니므로, 공작 기계(1)에 컴퓨터(100)가 접속되지 않는 경우가 있다. 본 구체예에 있어서, 공작 기계(1)는 진동 절삭 조건 설정 장치(3)를 포함하고 있다.

공작 기계(1)는, 파지부(12)를 가지는 주축(11)이 편입되어 있는 주축대(10), 주축대 구동부(14), 공구대(20), 해당 공구대(20)의 이송 구동부(U2), NC 장치(70) 등을 공작 기계(1)에 구비하는 NC 공작 기계이다. 여기서, 주축대(10)는 정면 주축대(10A)와, 대향 주축대라고도 하는 배면 주축대(10B)를 총칭하고 있다. 정면 주축대(10A)에는, 콜릿 등이라는 파지부(12A)를 가지는 정면 주축(11A)이 편입되어 있다. 배면 주축대(10B)에는, 콜릿 등이라는 파지부(12B)를 가지는 배면 주축(11B)이 편입되어 있다. 주축(11)은 정면 주축(11A)과, 대향 주축이라고도 하는 배면 주축(11B)을 총칭하고 있다. 파지부(12)는 파지부(12A)와 파지부(12B)를 총칭하고 있다. 주축대 구동부(14)는, 정면 주축대(10A)를 이동시키는 정면 주축대 구동부(14A)와, 배면 주축대(10B)를 이동시키는 배면 주축대 구동부(14B)를 총칭하고 있다. 주축(11)의 회전 구동부(U1)는, 주축 중심선 AX1을 중심으로 하여 정면 주축(11A)를 회전시키는 모터(13A), 및 주축 중심선 AX1을 중심으로 하여 배면 주축(11B)을 회전시키는 모터(13B)를 포함하고 있다. 모터(13A, 13B)에는, 주축에 내장된 빌트인 모터를 사용할 수 있다. 물론, 모터(13A, 13B)는 주축(11) 밖에 배치되어도 된다.

도 1에 나타낸 공작 기계(1)의 제어축은, 「X」로 나타내어지는 X축, 「Y」로 나타내어지는 Y축, 및 「Z」로 나타내어지는 Z축을 포함하고 있다. Z축 방향은, 공작물(W1)의 회전 중심으로 되는 주축 중심선 AX1을 따른 수평 방향이다. X축 방향은 Z축과 직교하는 수평 방향이다. Y축 방향은, Z축과 직교하는 연직 방향이다. 그리고, Z축과 X축은 교차하고 있으면 직교하고 있지 않아도 되고, Z축과 Y축은 교차하고 있으면 직교하고 있지 않아도 되고, X축과 Y축은 교차하고 있으면 직교하고 있지 않아도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서 참조되는 도면은, 본 기술을 설명하기 위한 예를 제시하고 있는 것에 지나지 않고, 본 기술을 한정하는 것은 아니다. 또한, 각 부(部)의 위치 관계의 설명은 예시에 지나지 않는다. 따라서, 좌우를 반대로 하거나, 회전 방향을 반대로 하거나 하는 것 등도 본 기술에 포함된다. 또한, 방향이나 위치 등의 동일은 엄밀한 일치에 한정되지 않고, 오차에 의해 엄밀한 일치로부터 벗어나는 것을 포함한다.

도 1에 나타낸 공작 기계(1)는 주축 이동형 선반이고, 정면 주축대 구동부(14A)가 정면 주축대(10A)를 Z축 방향으로 이동시키고, 배면 주축대 구동부(14B)가 배면 주축대(10B)를 Z축 방향으로 이동시킨다. 물론, 공작 기계(1)는 정면 주축대(10A)가 이동하지 않는 주축 고정형 선반이라도 되고, 배면 주축대(10B)가 이동하지 않고 정면 주축대(10A)가 Z축 방향으로 이동해도 된다.

정면 주축(11A)은 파지부(12A)에 의해 공작물(W1)을 해방 가능하게 파지하고, 공작물(W1)과 함께 주축 중심선 AX1을 중심으로 하여 회전 가능하다. 가공 전의 공작물(W1)이 예를 들면 원기둥형(봉형)의 장척의 재료인 경우, 정면 주축(11A)의 후단(도 1에 있어서 좌측 단(端))으로부터 파지부(12A)에 공작물(W1)이 공급되어도 된다. 이 경우, 정면 주축(11A)의 전방측(도 1에 있어서 우측)에는, 공작물(W1)을 Z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지하는 가이드 부시가 배치되어도 된다. 가공 전의 공작물(W1)이 짧은 재료인 경우, 정면 주축(11A)의 전단으로부터 파지부(12A)에 공작물(W1)이 공급되어도 된다. 모터(13A)는 주축 중심선 AX1을 중심으로 하여 공작물(W1)과 함께 정면 주축(11A)를 회전시킨다. 정면 가공 후의 공작물(W1)은 정면 주축(11A)으로부터 배면 주축(11B)으로 넘겨진다. 배면 주축(11B)은 파지부(12B)에 의해 정면 가공 후의 공작물(W1)을 해방 가능하게 파지하고, 공작물(W1)과 함께 주축 중심선 AX1을 중심으로 하여 회전 가능하다. 모터(13B)는, 주축 중심선 AX1을 중심으로 하여 공작물(W1)과 함께 배면 주축(11B)을 회전시킨다. 정면 가공 후의 공작물(W1)은 배면 가공에 의해 제품으로 된다.

공구대(20)는, 공작물(W1)을 가공하기 위한 복수의 공구(TO1)가 장착되고, X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하다. X축 방향과 Y축 방향은 이송축(F1)의 예이다. 물론, 공구대(20)는 Z축 방향으로 이동해도 된다. 공구대(20)는 터릿 공구대라도 되고, 빗형 공구대 등이라도 된다. 복수의 공구(TO1)에는, 절단 바이트를 포함하는 바이트, 회전 드릴이나 엔드 밀이라는 회전 공구 등이 포함된다. 이송 구동부(U2)는, 복수의 공구(TO1)가 장착된 공구대(20)를 이송축(F1)을 따라 이동시킨다. 본 구체예에 있어서, 이송 구동부(U2)의 구동 대상은 공구(TO1)이며, 이송 구동부(U2)는 공구(TO1)를 이송축(F1)을 따라 이동시킨다.

그리고, 이송축(F1)은 X축과 Y축의 2축을 보간(補間)하는 가상축이라도 된다. 공구(TO1)가 장착된 공구대(20)가 Z축 방향으로도 이동 가능한 경우, 이송축(F1)은 Z축이라도 되고, X축과 Y축과 Z축의 3축을 보간하는 가상축이라도 된다. 공구대(20)가 Z축 방향으로 이동하지 않는 경우라도, 주축(11)이 편입되어 있는 주축대(10)가 Z축 방향으로 이동하는 것에 의해, 공구(TO1)와 주축(11)의 양쪽을 구동 대상으로 하여 3축을 보간하는 이송축(F1)을 설정 가능하다. 어느 쪽의 경우도, 이송축(F1)을 따른 방향이 절삭 방향으로 된다.

NC 장치(70)에 접속된 외부의 컴퓨터(100)는, 프로세서인 CPU(Central Processing Unit)(101), 반도체 메모리인 ROM(Read Only Memory)(102), 반도체 메모리인 RAM(Random Access Memory)(103), 기억 장치(104), 입력 장치(105), 표시 장치(106), 음성 출력 장치(107), I/F(인터페이스)(108), 시계 회로(109) 등을 구비하고 있다. 컴퓨터(100)의 제어 프로그램은 기억 장치(104)에 기억되고, CPU(101)에 의해 RAM(103)에 판독되고, CPU(101)에 의해 실행된다. 기억 장치(104)에는, 플래시 메모리라는 반도체 메모리, 하드 디스크라는 자기 기록 매체 등을 사용할 수 있다. 입력 장치(105)에는, 포인팅 디바이스, 키보드, 표시 장치(106)의 표면에 첩부된 터치패널 등을 사용할 수 있다. I/F(108)는 NC 장치(70)에 유선 또는 무선으로 접속되고, NC 장치(70)로부터 데이터를 수신하거나 NC 장치(70)에 데이터를 송신하거나 한다. 컴퓨터(100)와 공작 기계(1)의 접속은, 인터넷이나 인트라넷 등의 네트워크 접속이라도 된다. 컴퓨터(100)에는, 태블릿형 단말기를 포함하는 PC, 스마트폰이라는 휴대 전화기 등이 포함된다.

도 2는, 공작 기계(1)의 전기 회로의 구성을 모식적으로 예시하고 있다. 도 2에 나타낸 공작 기계(1)에 있어서, NC 장치(70)에는, 조작부(80), 주축(11)의 회전 구동부(U1), 주축대 구동부(14), 공구대(20)의 이송 구동부(U2) 등이 접속되어 있다. 회전 구동부(U1)는, 정면 주축(11A)를 회전시키기 위해 모터(13A)와 도시하지 않은 서보앰프를 구비하고, 배면 주축(11B)을 회전시키기 위해 모터(13B)와 도시하지 않은 서보앰프를 구비하고 있다. 주축대 구동부(14)는 정면 주축대 구동부(14A)와 배면 주축대 구동부(14B)를 포함하고 있다. 이송 구동부(U2)는 서보앰프(31, 32)와 서보모터(33, 34)를 구비하고 있다. NC 장치(70)는, 프로세서인 CPU(71), 반도체 메모리인 ROM(72), 반도체 메모리인 RAM(73), 시계 회로(74), I/F(75) 등을 구비하고 있다. 따라서, NC 장치(70)는 컴퓨터의 일종이다. 도 2에서는, 조작부(80), 회전 구동부(U1), 주축대 구동부(14), 이송 구동부(U2), 외부의 컴퓨터(100) 등의 I/F를 통합하여 I/F(75)로 나타내고 있다. ROM(72)에는, 가공 프로그램(PR2)을 해석하여 실행하기 위한 제어 프로그램(PR1), 가공 프로그램(PR2)의 작성을 지원하는 지원 프로그램(PR3) 등이 기입되어 있다. ROM(72)는, 데이터를 고쳐쓰기 가능한 반도체 메모리라도 된다. RAM(73)에는, 오퍼레이터에 의해 작성된 가공 프로그램(PR2)이 고쳐쓰기 가능하게 기억된다. 가공 프로그램은 NC 프로그램이라고도 한다. CPU(71)는 RAM(73)을 작업 영역으로서 사용하고, ROM(72)에 기록되어 있는 제어 프로그램(PR1)을 실행하는 것에 의해, NC 장치(70)의 기능을 실현시킨다. 물론, 제어 프로그램(PR1)에 의해 실현되는 기능의 일부 또는 전부를 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)라는 다른 수단에 의해 실현시켜도 된다.

조작부(80)는 입력부(81) 및 표시부(82)를 구비하고, NC 장치(70)의 사용자 인터페이스로서 기능한다. 본 구체예에 있어서, 표시부(82)는 표시부(U3)의 예이며, NC 장치(70)와 입력부(81)는 제어부(U4)의 예이다. 입력부(81)는 예를 들면 오퍼레이터로부터 조작 입력을 접수하기 위한 버튼이나 터치패널로 구성된다. 표시부(82)는 예를 들면, 오퍼레이터로부터 조작 입력을 접수한 각종 설정의 내용이나 공작 기계(1)에 관한 각종 정보를 표시하는 디스플레이로 구성된다. 오퍼레이터는, 조작부(80)나 컴퓨터(100)를 사용하여 가공 프로그램(PR2)을 RAM(73)에 기억시키는 것이 가능하다.

이송 구동부(U2)는 X축을 따라 공구대(20)를 이동시키기 위하여, NC 장치(70)에 접속된 서보앰프(31), 및 해당 서보앰프(31)에 접속된 서보모터(33)를 구비하고 있다. 또한, 이송 구동부(U2)는 Y축을 따라 공구대(20)를 이동시키기 위하여, NC 장치(70)에 접속된 서보앰프(32), 및 해당 서보앰프(32)에 접속된 서보모터(34)를 구비하고 있다.

서보앰프(31)는 NC 장치(70)로부터의 지령에 따라서, X축 방향에 있어서 공구대(20)의 위치 및 이동 속도를 제어한다. 서보앰프(32)는 NC 장치(70)로부터의 지령에 따라서, Y축 방향에 있어서 공구대(20)의 위치 및 이동 속도를 제어한다. 서보모터(33)는 인코더(35)를 구비하고, 서보앰프(31)로부터의 지령에 따라서 회전하고, X축 방향에 있어서 도시하지 않은 이송 기구 및 가이드를 통하여 공구대(20)를 이동시킨다. 서보모터(34)는 인코더(36)를 구비하고, 서보앰프(32)로부터의 지령에 따라서 회전하고, Y축 방향에 있어서 도시하지 않은 이송 기구 및 가이드를 통하여 공구대(20)를 이동시킨다. 이송 기구에는, 볼 나사에 의한 기구 등을 사용할 수 있다. 가이드에는, 도브테일과 도브테일 홈의 조합이라는 미끄짐 안내 등을 이용할 수 있다.

NC 장치(70)는, 공구(TO1)가 장착된 공구대(20)의 이송 이동 시의 위치 지령을 서보앰프(31, 32)에 내린다. 서보앰프(31)는 NC 장치(70)로부터 X축의 위치 지령을 입력하고, 서보모터(33)의 인코더(35)로부터의 출력에 기초하여 위치 피드백을 입력하고, 위치 지령을 위치 피드백에 기초하여 보정하여 서보모터(33)에 토크 지령을 출력한다. 이로써, NC 장치(70)는 X축을 따른 공구대(20)의 이송 이동 시의 위치를 제어한다. NC 장치(70)는, X축을 따른 공구(TO1)의 이송 이동 시의 위치를 제어한다고도 할 수 있다. 또한, 서보앰프(32)는 NC 장치(70)로부터 Y축의 위치 지령을 입력하고, 서보모터(34)의 인코더(36)로부터의 출력에 기초하여 위치 피드백을 입력하고, 위치 지령을 위치 피드백에 기초하여 보정하여 서보모터(34)에 토크 지령을 출력한다. 이로써, NC 장치(70)는 Y축을 따른 공구대(20)의 이송 이동 시의 위치를 제어한다. NC 장치(70)는 Y축을 따른 공구(TO1)의 이송 이동 시의 위치를 제어한다고도 할 수 있다.

도시하지 않지만, 주축대 구동부(14)도 서보앰프와 서보모터를 구비하고 있다. 정면 주축대 구동부(14A)는 Z축 방향에 있어서 도시하지 않은 이송 기구 및 가이드를 통하여 정면 주축대(10A)를 이동시키고, 배면 주축대 구동부(14B)는 Z축 방향에 있어서 도시하지 않은 이송 기구 및 가이드를 통하여 배면 주축대(10B)를 이동시킨다.

공구대(20)에 장착된 공구(TO1)가 공작물(W1)을 절삭하면, 칩이라고도 하는 부스러기가 생긴다. 주축 중심선 AX1을 중심으로 하여 회전하는 공작물(W1)에 대하여 이송 구동부(U2)가 공구(TO1)를 이송축(F1)을 따라 진동시키지 않고 절입시키면, 연속된 장척의 부스러기가 생긴다. 연속된 장척의 부스러기는, 공구(TO1)에 휘감기는 것 등에 의해 공작물(W1)의 가공에 영향을 줄 가능성이 있다. 그래서, 도 3에 예시한 바와 같이, 공작물(W1)의 절삭 시에 공구(TO1)를 이송축(F1)을 따라 전진과 후퇴를 반복하면서 이송하는 진동 절삭에 의해 부스러기를 분단하는 것으로 하고 있다. 부스러기의 분단 상황은 주축(11)의 위상, 진동의 진폭, 전진 동작 시의 이송 속도, 및 후퇴 동작 시의 이송 속도에 의해 변화된다.

도 3은, 진동의 주기에 관한 제1 파라미터의 예인 부스러기 길이 계수 A1이 2인 경우에 있어서 주축 회전 각도에 대한 공구 위치를 모식적으로 예시하고 있다. 부스러기 길이 계수 A1은, 진동의 1주기에 요하는 주축(11)(정면 주축(11A) 또는 배면 주축(11B))의 회전수를 의미하고, 1회의 공구 헛침에 요하는 주축 회전 횟수라고도 할 수 있다. 공구 헛침은 공구(TO1)의 진동에 의해 공작물(W1)의 절삭이 행해지지 않는 것을 의미한다. 이하, 공구 헛침을 단지 헛침이라고 기재한다. 주축 회전 각도는, 공구(TO1)가 현재 위치 P1에 있을 때의 회전 각도를 0°로 한 주축(11)의 회전 각도이다. 공구 위치는, 절삭 방향(이송축(F1))에 있어서 현재 위치 P1에 있을 때의 위치를 0으로 한 공구(TO1)의 제어 위치이다. 현재 위치 P1로부터 종점 P2를 향하는 2점 쇄선의 직선은, 진동 절삭이 아닌 통상 절삭 시의 공구 위치(201)를 나타내고 있다. 현재 위치 P1로부터 종점 P2를 향하는 실선의 꺾은선은, 진동 절삭 시의 공구 위치(202)를 나타내고 있다. 도 3의 하부에는, 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 진동 1주기분의 확대도가 나타내어져 있다.

도 3에 나타낸 공구 위치는 NC 장치(70)에 의한 제어 위치이므로, 실제의 공구 위치는 서보계의 응답의 지연 등에 의해 도시한 위치로부터 어긋남이 생긴다. 도 4∼8에 나타낸 공구 위치도 동일하다. 그리고, 도 3 등에 나타내는 구체적인 수치는 어디까지나 예이다.

도 3에 나타낸 진동은, 절삭 방향을 따라 공구(TO1)가 공작물(W1)을 향하는 전진 동작 M1과, 해당 전진 동작 M1과는 반대 방향의 후퇴 동작 M2가 교호적으로 반복되는 것을 의미한다. NC 장치(70)는, 공작물(W1)의 절삭 시에 전진 동작 M1과 후퇴 동작 M2를 포함하는 진동을 수반하도록 공구(TO1)의 이송 이동을 제어한다. 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 꺾은선은, 전진 동작 M1로부터 후퇴 동작 M2로 변화하는 제1 변화점 C1, 및 후퇴 동작 M2로부터 전진 동작 M1로 변화하는 제2 변화점 C2를 포함하고 있다. 도 3에 나타낸 예에서는, 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 파형으로서 통상 절삭 이송에 삼각파형의 진동을 겹친 파형이 나타내어져 있다.

도 3에 있어서, 통상 절삭 이송 속도 F는, 진동 절삭이 아닌 통상 절삭을 행할 때의 공구(TO1)의 이송 속도이며, 공구(TO1)의 비진동 시의 이송 속도이다. 통상 절삭 이송 속도 F의 단위는 예를 들면 주축 1회전당의 밀리미터를 나타내는 mm/rev다. 부스러기 길이 계수 A1은, 공구(TO1)의 진동의 1주기에 요하는 주축(11)의 회전수이고, 주축(11)의 회전수로 나타낸 진동 주기라고 할 수 있다. 부스러기 길이 계수 A1의 단위는 예를 들면 rev다. 부스러기 길이 계수 A1은 적어도 1rev를 제외한 양의 수치이다. 전진량 D는 진동의 1주기당 공구(TO1)의 위치가 변화하는 거리이며, 각 전진 동작 M1이 상대적인 종점 위치(제1 변화점 C1의 위치)를 나타내고 있다. 전진량 D의 단위는 예를 들면 mm이다. 후퇴량 E1은 공구(TO1)의 진동의 1주기에서의 후퇴 동작 M2의 거리이며, 각 후퇴 동작 M2가 상대적인 종점 위치(제2 변화점 C2의 위치)를 나타내고 있다. 후퇴량 E1의 단위는 예를 들면 mm이다. 공구(TO1)의 진동의 1주기에 있어서 전진 동작 시에 공구(TO1)가 이동하는 거리는 D+E1이다. 본 구체예에서는, A1>1인 경우, 진동의 1주기에 있어서, 공구(TO1)에는, 최초로 거리 (D+E1)/2의 전진 동작 M1의 제어가 행해지고, 다음으로 후퇴량 E1의 후퇴 동작 M2의 제어가 행해지고, 마지막으로 거리 (D+E1)/2의 전진 동작 M1의 제어가 행해진다.

진동 절삭 시에 공구(TO1)의 위치를 제어하기 위해서는, 공구(TO1)의 전진 동작 시의 속도(전진 동작의 이송 속도 Fd로 함), 및 공구(TO1)의 후퇴 동작 시의 속도(후퇴 동작의 이송 속도 B로 함)가 필요하다. 그래서, 가공 프로그램(PR2)의 커맨드로서 속도 Fd, B를 지정하는 진동 이송 커맨드, 예를 들면 도 12에 예시하는 진동 이송 커맨드 CM2가 고려된다. 여기서, 이 진동 이송 커맨드가 포맷 「G*** X(U)_Y(V)_Z(W)_D**_F**_E**_B**_J**」을 가진다고 가정한다. G 뒤의 「***」은 진동 이송 커맨드의 번호를 나타내고, 「X(U)_Y(V)_Z(W)」는 종점 P2의 위치를 나타내고, D 뒤의「**」은 전진량 D의 수치를 나타내고, F 뒤의「**」은 전진 동작의 이송 속도 Fd의 수치를 나타내고, E 뒤의「**」은 후퇴량 E1의 수치를 나타내고, B 뒤의「**」은 후퇴 동작의 이송 속도 B의 수치를 나타내고, J 뒤의「**」은 후퇴 위치에서의 대기 시간(도 12에서는 드웰)을 나타내고 있다.

이상의 진동 이송 커맨드에서는, 적어도 전진량 D, 전진 동작의 이송 속도 Fd, 후퇴량 E1, 및 후퇴 동작의 이송 속도 B라고 하는 다수의 파라미터를 시행 착오적으로 조정하는 것에 의해 진동 조건을 설정할 필요가 있다.

본 구체예에서는, 「통상 절삭 이송 속도 F」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」의 설정에 의해, 전진 동작의 이송 속도 Fd나 후퇴 동작의 이송 속도 B라는 파라미터의 시행 착오적인 조정을 불필요하게 하고 있다. 이하, 본 구체예의 진동 절삭의 제어를 상세하게 설명한다.

도 3은, A1>1, 구체적으로는 A1=2인 경우에 진동의 1주기에 있어서 제1 변화점 C1과 제2 변화점 C2를 설정하는 예를 제시하고 있다. 도 4는, A1=2인 경우에 있어서 주축 위상에 대한 공구 위치를 모식적으로 예시하고 있다. 이해하기 쉽게 나타내기 위해, 도 4에서는 짝수 주기째의 공구 위치가 파선으로 나타내어져 있다.

이송 기구나 가이드 등의 기구에 가해지는 부하를 작게 하기 위해서는, 속도 Fd, B나 전진량 D나 후퇴량 E1을 될 수 있는 한 작게 하는 것이 바람직하다. 헛침이 가장 효율적으로 행해지는 것은, 주축(11)의 위상에 있어서 공구(TO1)의 이동 경로의 산(제1 변화점 C1)과 골(제2 변화점 C2)이 일치하는 경우이다. 산과 골을 일치시키기 위해서는, 예를 들면 진동의 1주기에서의 중간 (A1/2)의 주축 회전 각도로부터, -180°의 주축 회전 각도에 산을 설정하고, +180°의 주축 회전 각도에 골을 설정하면 된다. A1=2인 경우, (2/2)×360-180=180°의 주축 회전 각도에 산을 설정하고, (2/2)×360+180=540°의 주축 회전 각도에 골을 설정하면, 도 4에 나타낸 바와 같이 산과 골의 주축 위상이 일치한다. 산과 골의 주축 회전 각도의 차가 360°이고, 후퇴량 E1이 0보다 크므로, 홀수 주기째의 산(제1 변화점 C1)보다 그 다음의 짝수 주기째의 골(제2 변화점 C2) 쪽이 약간 후퇴한 위치로 된다. 이로써, 부스러기가 분단된다. 또한, 전진 동작 시의 공구 위치의 변화가 일정하므로, 효율적으로 부스러기가 분단된다.

도 5는, A1=3인 경우에 있어서 주축 회전 각도에 대한 공구 위치를 모식적으로 예시하고 있다. A1=3인 경우, (3/2)×360-180=360°의 주축 회전 각도에 산(제1 변화점 C1)을 설정하고, (3/2)×360+180=720°의 주축 회전 각도에 골(제2 변화점 C2)을 설정하면, 산과 골의 주축 위상이 일치한다. 이로써, 효율적으로 부스러기가 분단된다.

「부스러기 길이 계수 A1」은 1보다 큰 경우, 정수에 한정되지 않는다. A1>3인 경우나, 2<A1<3인 경우나, 1<A1<2인 경우도, 마찬가지로 산과 골을 설정할 수 있다. 다만, 1<A1<2인 경우에는 전진 동작의 이송 속도 Fd가 과대로 되는 경우가 있으므로, A1은 2 이상인 것이 바람직하다.

도시하지 않지만, 진동의 1주기에서의 중간 (A1/2)의 주축 회전 각도로부터, -180°의 주축 회전 각도에 골(제2 변화점 C2)을 설정하고, +180°의 주축 회전 각도에 산(제1 변화점 C1)을 설정하는 것도 가능하다.

이상으로부터, NC 장치(70)는 A1>1인 경우, 진동의 1주기에 있어서 전진 동작 M1로부터 후퇴 동작 M2로 변화하는 제1 변화점 C1과, 진동의 1주기에 있어서 후퇴 동작 M2로부터 전진 동작 M1로 변화하는 제2 변화점 C2의 주축 회전 각도의 차를 360°로 제어한다.

그리고, A1>2이면, 진동의 1주기에서의 중간 (A1/2)의 주축 회전 각도로부터, -360°의 주축 회전 각도에 골 또는 산을 설정하고, +360°의 주축 회전 각도에 산 또는 골을 설정하는 것도 가능하다. A1>3이면, 진동의 1주기에서의 중간 (A1/2)의 주축 회전 각도로부터, -540°의 주축 회전 각도에 골 또는 산을 설정하고, +540°의 주축 회전 각도에 산 또는 골을 설정하는 것도 가능하다. 칩 분단에 요하는 주축 회전 횟수를 적게 하고, 칩을 보다 미세하게 분단하기 위해서는, 진동의 1주기에서의 중간 (A1/2)의 주축 회전 각도로부터, -180°의 주축 회전 각도에 산 또는 골을 설정하고, +180°의 주축 회전 각도에 골 또는 산을 설정하는 것이 가장 효율적이다.

NC 장치(70)가 절삭 방향(이송축(F1))에 있어서 통상 절삭의 지령 속도로부터 이송 이동의 속도를 바꾸지 않고 공구(TO1)를 이동시키기 위해서는, 전체로서 주축 1회전당의 공구(TO1)의 이동량을 통상 절삭 시의 이동량인 통상 절삭 이송 속도 F와 동일하게 되도록 제어하면 된다. 부스러기 길이 계수 A1은 공구(TO1)의 진동의 1주기에 요하는 주축(11)의 회전수이므로, 진동의 1주기당의 절삭 방향을 따른 공구(TO1)의 이동량은 A1×F로 된다. 도 3, 5에 나타낸 바와 같이, 공구(TO1)에는, 진동의 1주기에 있어서, 순서대로 거리 (D+E1)/2의 전진 동작 M1, 후퇴량 E1의 후퇴 동작 M2, 및 거리 (D+E1)/2의 전진 동작 M1의 제어가 행해진다. 따라서,

A1×F={(D+E1)/2}×2-E1

이 성립된다. 상기 식으로부터, 전진량 D는 이하의 식으로 표시된다.

D=A1×F …(1)

공구(TO1)의 전진 동작의 이송 속도 Fd는 이하의 식으로 표시된다.

Fd={(D+E1)/2}/{(A1-1)/2}

=(D+E1)/(A1-1)

=(A1×F+E1)/(A1-1) … (2)

그리고, 전진 동작의 이송 속도 Fd는, 공구(TO1)의 최대 이송 속도(Fmax로 함)이다.

공구(TO1)의 후퇴 동작의 이송 속도 B는 이하의 식으로 표시된다.

B=E1/1

=E1 … (3)

이상으로부터, NC 장치(70)는, A1>1인 경우에 절삭 방향(이송축(F1))에 대하여 「통상 절삭 이송 속도 F」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」의 입력을 접수하면, 상기 식(1), (2), (3)에 따라서 전진량 D 및 속도 Fd, B를 결정할 수 있다. 전진량 D 및 속도 Fd, B가 정해지면, NC 장치(70)는, 절삭 방향에 대하여 전진량 D 및 속도 Fd, B에 기초하여 공구(TO1)의 이송 이동 시의 위치를 제어할 수 있다. 그래서, 가공 프로그램(PR2)의 커맨드로서 「통상 절삭 이송 속도 F」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」을 지정하는 진동 이송 커맨드, 예를 들면 도 9에 예시하는 진동 이송 커맨드 CM1이 고려된다. 여기서, 이 진동 이송 커맨드가 포맷 「G*** X(U)_Y(V)_Z(W)_A**_F**_E**」을 가진다고 가정한다. G 뒤의「***」은 진동 이송 커맨드의 번호를 나타내고, 「X(U)_Y(V)_Z(W)」는 종점 P2의 위치를 나타내고, A 뒤의「**」은 부스러기 길이 계수 A1의 수치를 나타내고, F 뒤의「**」은 통상 절삭 이송 속도 F(도 9에서는 종점까지의 이송 속도)의 수치를 나타내고, E 뒤의「**」은 후퇴량 E1의 수치를 나타내고 있다.

도 6은, 진동 이송 커맨드 CM1로부터 구해진 전진량 D 및 속도 Fd, B에 기초하여 NC 장치(70)가 공구(TO1)의 이송 이동 시의 위치를 제어하는 모양을 모식적으로 예시하고 있다. NC 장치(70)는, 절삭 방향(이송축(F1))에 있어서 현재 위치 P1로부터 전진 동작 M1 및 후퇴 동작 M2를 반복하여 종점 P2에 이르기까지의 복수의 위치 P3을 전진량 D 및 속도 Fd, B에 기초하여 설정하고, 순차적으로, 공구(TO1)를 위치 P3에 이동시키는 위치 지령을 서보앰프(31) 또는 서보앰프(32)에 내린다. 도 6에는, 각 위치 P3가 흰 원으로 나타내어져 있다. 설정되는 위치 P3은, 변화점(제1 변화점 C1과 제2 변화점 C2)이나 종점 P2에 한정되지 않고, 전진 동작 M1이나 후퇴 동작 M2의 도중의 위치가 포함되어도 된다. 전술의 위치 지령이 반복되는 것에 의해, 공구(TO1)의 이송 이동 시의 위치가 전진량 D 및 속도 Fd, B에 기초한 위치에 제어된다.

이상으로부터, 오퍼레이터는, 가공 프로그램(PR2)에 있어서 「통상 절삭 이송 속도 F」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」만을 지정하는 것에 의해, 통상 절삭과 동일한 가공 시간으로 진동 절삭을 실시시킬 수 있다. 여기서, 「부스러기 길이 계수 A1」이 커지면, 부스러기가 길어지는 한편 진폭이 작아진다. 「부스러기 길이 계수 A1」과 「후퇴량 E1」의 바람직한 값은, 공구(TO1)를 이동시키는 서보계의 추종성에 의존하고, 단위시간당의 주축 회전수와 공구(TO1)의 이송 속도에 의해 결정된다. 그래서, 도 10에 예시한 바와 같이, 「부스러기 길이 계수 A1」과 「후퇴량 E1」의 조합에 대하여 「단위시간당의 주축 회전수 S」와 「통상 절삭 이송 속도 F」에 따른 기준의 값을 정보 테이블 TA1로서 준비해 두는 것에 의해, 오퍼레이터는 용이하게 「부스러기 길이 계수 A1」과 「후퇴량 E1」을 지정할 수 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 정보 테이블 TA1에는, S, F의 각 조합에 대하여 A1, E1의 복수의 조합이 대응되어 있다. A1, E1의 조합을 식별하는 식별 번호를 j로 하면, 도 10은 예를 들면, S=S1과 F=F1의 조합에 대하여 A1=a1j와 E1=e1j로 표시되는 복수의 조합이 대응되어 있는 것을 나타내고 있다. 도 10에 나타내는 정보 테이블 TA1은, 「단위시간당의 주축 회전수 S」와 「통상 절삭 이송 속도 F」의 입력에 대한 「부스러기 길이 계수 A1」과 「후퇴량 E1」의 추천되는 복수의 조합을 출력하기 위한 정보 테이블이라고도 할 수 있다. 물론, A1, E1의 조합의 수는 유한이다.

따라서, 「단위시간당의 주축 회전수 S」와 「통상 절삭 이송 속도 F」가 정해지면, 정보 테이블 TA1로부터 「부스러기 길이 계수 A1」과 「후퇴량 E1」의 조합을 선택하는 것이 가능하게 된다. 상세하게는 도 9를 참조하여 후술하지만, 정보 테이블 TA1을 NC 장치(70)의 RAM(73)에 미리 저장하여 두는 것에 의해, NC 장치(70)는, 「단위시간당의 주축 회전수 S」 및 「통상 절삭 이송 속도 F」로부터 「부스러기 길이 계수 A1」 및 「후퇴량 E1」의 추천값을 제시할 수 있다.

도 7은, 부스러기 길이 계수 A1, 즉 부스러기 길이 계수 A1이 2/3인 경우에 있어서 주축 회전 각도에 대한 공구 위치를 모식적으로 예시하고 있다. 본 구체예에서는, 0<A1<1인 경우, 진동의 1주기에 있어서, 공구(TO1)에는, 전반에 거리 (D+E1)의 전진 동작 M1의 제어가 행해지고, 후반에 후퇴량 E1의 후퇴 동작 M2의 제어가 행해진다. 도 8은, A1=2/3인 경우에 있어서 주축 위상에 대한 공구 위치를 모식적으로 예시하고 있다.

0<A1<1인 경우, 헛침을 효율적으로 실현시키기 위해, A1=2/3, 2/5, 2/7, …로, 분모가 3 이상의 홀수로서 분자가 2로 되도록 「부스러기 길이 계수 A1」을 제한하는 것으로 하고 있다. 주축(11)의 위상에 있어서 산(제1 변화점 C1)과 골(제2 변화점 C2)을 일치시키기 위해서는, 예를 들면 진동의 1주기에서의 중간 (A1/2)의 주축 회전 각도에 산을 설정하고, 진동의 1주기에서의 최후(A1)의 주축 회전 각도에 골을 설정하면 된다. A1=2/3인 경우, (2/3)/2×360=120°의 주축 회전 각도에 산을 설정하고, (2/3)×360=240°의 주축 회전 각도에 골을 설정하면, 도 8에 나타낸 바와 같이 산과 골의 주축 위상이 일치한다. 산과 골이 일치하는 주축 위상은 120°, 240°, 및 360°로 된다.

A1=2/5인 경우에는, (2/5)/2×360=72°의 주축 회전 각도에 산을 설정하고, 2/5×360=144°의 주축 회전 각도에 골을 설정하면, 산과 골의 주축 위상이 일치한다. 산과 골이 일치하는 주축 위상은 72°, 144°, 216°, 288°, 및 360°로 된다.

「부스러기 길이 계수 A1」은 2/7 이하라도 된다. 다만, A1<2/3인 경우에는 제어에 대한 서보계의 추종성의 면에서 공구(TO1)의 이송 속도나 단위시간당의 주축(11)의 회전수를 상당히 낮게 하지 않으면 안되는 경우가 있으므로, A1은 2/3가 바람직하다.

도시하지 않지만, 진동의 1주기에서의 중간 (A1/2)의 주축 회전 각도에 골을 설정하고, 진동의 1주기에서의 최후(A1)의 주축 회전 각도에 산을 설정하는 것도 가능하다.

이상으로부터, NC 장치(70)는, 「부스러기 길이 계수 A1」의 분모가 3 이상의 홀수로서 「부스러기 길이 계수 A1」의 분자가 2인 경우, 진동의 1주기에 있어서 전진 동작 M1로부터 후퇴 동작 M2로 변화하는 제1 변화점 C1과, 진동의 1주기에 있어서 후퇴 동작 M2로부터 전진 동작 M1로 변화하는 제2 변화점 C2의 주축 회전 각도의 차를 {(A1/2)×360}°로 제어한다.

NC 장치(70)가 절삭 방향(이송축(F1))에 있어서 통상 절삭의 지령 속도로부터 이송 이동의 속도를 바꾸지 않고 공구(TO1)를 이동시키기 위해서는, 전체로서 주축 1회전당의 공구(TO1)의 이동량을 통상 절삭 시의 이동량인 통상 절삭 이송 속도 F와 동일하게 되도록 제어하면 된다. 전술한 바와 같이, 진동의 1주기당의 절삭 방향을 따른 공구(TO1)의 이동량은 A1×F로 된다. 도 7, 8에 나타낸 바와 같이, 공구(TO1)에는, 진동의 1주기에 있어서, 순서대로 거리 (D+E1)의 전진 동작 M1, 및 후퇴량 E1의 후퇴 동작 M2의 제어가 행해진다. 따라서,

A1×F=(D+E1)-E1

이 성립된다. 상기 식으로부터, 전진량 D는 이하의 식으로 표시된다.

D=A1×F …(4)

공구(TO1)의 전진 동작의 이송 속도 Fd는 이하의 식으로 표시된다.

Fd=(D+E1)/(A1/2)

=2(D+E1)/A1

=2(A1×F+E1)/A1 … (5)

여기서도, 전진 동작의 이송 속도 Fd는, 공구(TO1)의 최대 이송 속도 Fmax다.

공구(TO1)의 후퇴 동작의 이송 속도 B는 이하의 식으로 표시된다.

B=E1/(A1/2)

=2E1/A1 … (6)

이상으로부터, NC 장치(70)는, A1<1인 경우에 절삭 방향(이송축(F1))에 대하여 「통상 절삭 이송 속도 F」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」의 입력을 접수하면, 상기 식(4), (5), (6)에 따라서 전진량 D 및 속도 Fd, B를 결정할 수 있다. 전진량 D 및 속도 Fd, B가 정해지면, NC 장치(70)는, 절삭 방향에 대하여 전진량 D 및 속도 Fd, B에 기초하여 공구(TO1)의 이송 이동 시의 위치를 제어할 수 있다. 도 6에서 나타낸 바와 같이, NC 장치(70)는, 절삭 방향에 있어서 현재 위치 P1로부터 전진 동작 M1 및 후퇴 동작 M2를 반복하여 종점 P2에 이르기까지의 복수의 위치 P3을 전진량 D 및 속도 Fd, B에 기초하여 설정하고, 순서대로, 공구(TO1)를 위치 P3에 이동시키는 위치 지령을 서보앰프(31) 또는 서보앰프(32)에 내린다. 전술한 위치 지령이 반복되는 것에 의해, 공구(TO1)의 이송 이동 시의 위치가 전진량 D 및 속도 Fd, B에 기초한 위치에 제어된다.

그런데, 공구(TO1)의 이송 속도는, 공구(TO1)의 결함이나 용착 등을 방지하는 점에서, 공구(TO1)를 선정할 때의 중요한 절삭 조건의 하나이다. 이송 속도는, 공구 메이커가 적절한 값의 기준을 제시하고 있고, 공작물의 재질, 공구의 재질, 종류 등에 의해 상이하다. 전술한 진동 이송 커맨드 CM1을 실행하는 NC 장치(70)는 진동 절삭 시의 가공 시간을 통상 절삭 시의 가공 시간과 동일하게 하여 F, A1, E1의 파라미터로부터 전진량 D 및 속도 Fd, B를 자동계산하므로, 계산된 전진 동작의 이송 속도 Fd는 통상 절삭 이송 속도 F보다 커진다. 오퍼레이터는, 최대 이송 속도 Fmax인 전진 동작의 이송 속도 Fd를 알 수 없기 때문에, 공구(TO1)를 적절하게 선정할 수 없고, 진동 절삭을 위한 파라미터를 적절하게 설정할 수 없다.

그래서, 본 구체예에서는, 진동 이송 커맨드 CM1의 작성을 지원하기 위하여, F, A1, E1의 파라미터에 따른 최대 이송 속도 Fmax를 나타내는 값을 표시부(82)(도 2 참조)에 표시하는 것에 의해, 공구 선정을 용이하게 하게 하고, F, A1, E1의 파라미터의 설정을 용이하게 하는 것으로 하고 있다.

도 9는, 진동 이송 커맨드 CM1의 설정 화면을 모식적으로 예시하고 있다. NC 장치(70)는, 도시하지 않은 메뉴 화면으로부터 진동 이송 커맨드 CM1의 작성을 지원하는 화면(501)을 표시시키는 지시를 입력부(81)에 있어서 접수하면, 도 9에 나타낸 화면(501)을 표시부(82)에 표시시키는 처리를 행한다.

도 9에 나타낸 화면(501)은, 주축 회전수 입력란(511), 이동 거리 입력란(512), 종점까지의 이송 속도 입력란(513), 부스러기 길이 계수 입력란(514), 후퇴량 입력란(515), 커맨드 입력란(516), 포맷 전환 버튼(521), Fmax값 예측 버튼(522), 분단 체크 버튼(523), 커맨드 카피 버튼(524), 추천값 설정 버튼(525), 진동 파형 표시란(530) 등을 가지고 있다.

주축 회전수 입력란(511)에는, 「단위시간당의 주축 회전수 S」를 입력 가능하다. 「단위시간당의 주축 회전수 S」의 단위는 예를 들면 rev/min이다. 이동 거리 입력란(512)에는, 진동 이송 커맨드 CM1의 실행 중에 공구(TO1)를 절삭 방향(이송축(F1))을 따라 이동 개시 위치로부터 이동 종점 위치까지 이동시키는 총거리인 「이동 거리 W」를 입력 가능하다. 「이동 거리 W」의 단위는 예를 들면 mm이다. 그리고, 「이동 거리 W」는, 진동 이송 커맨드 CM1에 포함되는 종점 「X(U)_Y(V)_Z(W」의 W와는 상이하다. 종점까지의 이송 속도 입력란(513)은 「통상 절삭 이송 속도 F」를 입력 가능하다. 「통상 절삭 이송 속도 F」의 단위는 예를 들면 mm/rev다. 부스러기 길이 계수 입력란(514)은 「부스러기 길이 계수 A1」을 입력 가능하다. 「부스러기 길이 계수 A1」의 단위는 예를 들면 rev다. 그리고, 도 9에는, 「부스러기 길이 계수 A」라고 나타내어져 있다. 도 11도 동일하다. 후퇴량 입력란(515)은 「후퇴량 E1」을 입력 가능하다. 「후퇴량 E1」의 단위는 예를 들면 mm이다. 그리고, 도 9에는, 「후퇴량 E」로 나타내어져 있다. 도 11, 12도 동일하다.

오퍼레이터는, 추천값 설정 버튼(525)을 조작하는 것에 의해, 부스러기 길이 계수 입력란(514)에 「부스러기 길이 계수 A1」의 추천값을 표시시키고, 후퇴량 입력란(515)에 「후퇴량 E1」의 추천값을 표시시키는 것이 가능하다. 이 추천값을 표시시키기 위해, 도 10에 나타내는 정보 테이블 TA1이 RAM(73)에 저장되고, NC 장치(70)는 이하에 나타내는 처리를 행한다.

NC 장치(70)는, 추천값 설정 버튼(525)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, 주축 회전수 입력란(511)에 입력된 「단위시간당의 주축 회전수 S」와 이송 속도 입력란(513)에 입력된 「통상 절삭 이송 속도 F」의 조합에 정보 테이블 TA1에 있어서 대응되어 있는 「부스러기 길이 계수 A1」과 「후퇴량 E1」의 조합의 하나를 부스러기 길이 계수 입력란(514)과 후퇴량 입력란(515)에 표시시킨다. S, F의 조합에 대응되어 있는 A1, E1의 조합이 정보 테이블 TA1에 복수 있는 경우, NC 장치(70)는, 추천값 설정 버튼(525)의 조작을 접수할 때마다 A1, E1의 조합을 전환하여 부스러기 길이 계수 입력란(514)과 후퇴량 입력란(515)에 표시시켜도 된다. 물론, NC 장치(70)는, 「부스러기 길이 계수 A1」의 추천값이 부스러기 길이 계수 입력란(514)에 표시되어 있는 상태에서 「부스러기 길이 계수 A1」의 변경을 접수하는 것이 가능하며, 「후퇴량 E1」의 추천값이 후퇴량 입력란(515)에 표시되어 있는 상태에서 「후퇴량 E1」의 변경을 접수할 수 있다.

전술한 입력란(511∼515)에 값이 입력되어 있는 상태에서, 오퍼레이터는 Fmax값 예측 버튼(522)을 조작하는 것에 의해, F, A1, E1의 파라미터에 따른 최대 이송 속도 Fmax 및 절삭 시간(CT로 함)을 나타내는 값을 표시시키는 것이 가능하다. 최대 이송 속도 Fmax의 단위는 예를 들면 mm/rev다. 절삭 시간 CT는, 진동 이송 커맨드 CM1에 따라서 현재 위치 P1부터 종점 P2(도 3 참조)까지의 진동을 수반하는 공구(TO1)의 이송 이동에 걸리는 시간이다. 단위시간당의 주축 회전수 S의 단위가 rev/min인 경우, 절삭 시간 CT의 단위는 min이다.

NC 장치(70)는, Fmax값 예측 버튼(522)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, 먼저, 절삭 방향(이송축(F1))에 대하여 「통상 절삭 이송 속도 F」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」에 기초하여 공구(TO1)의 「최대 이송 속도 Fmax」를 구한다.

A1>1인 경우, F, A1, E1의 파라미터로부터 전진 동작의 이송 속도 Fd를 구하는 상기 식(2)로부터, 최대 이송 속도 Fmax는 이하의 식으로 표시된다.

Fmax=(A1×F+E1)/(A1-1) … (7)

A1<1인 경우, F, A1, E1의 파라미터로부터 전진 동작의 이송 속도 Fd를 구하는 상기 식(5)로부터, 최대 이송 속도 Fmax는 이하의 식으로 표시된다.

Fmax=2(A1×F+E1)/A1 … (8)

또한, NC 장치(70)는, 절삭 방향에 대하여 「단위시간당의 주축 회전수 S」, 「이동 거리 W」, 및 「통상 절삭 이송 속도 F」에 기초하여 진동 이송 커맨드 CM1의 「절삭 시간 CT」를 구한다. 「절삭 시간 CT」는 이하의 식으로 표시된다.

CT=W/(F×S) … (9)

NC 장치(70)는, 상기 식(7) 또는 상기 식(8)에 따라서 최대 이송 속도 Fmax를 산출하고, 상기 식(9)에 따라서 절삭 시간 CT를 산출하면, 도 9에 나타낸 화면(501)에 예측 결과로서 표시시킨다. NC 장치(70)는 예를 들면 최대 이송 속도 Fmax를 나타내는 수치를 mm/rev 단위로 표시시키고, 절삭 시간 CT를 나타내는 수치를 분과 초로 표시시킨다.

이상으로부터, 입력란(511∼515)의 값으로는 알 수 없는 최대 이송 속도 Fmax 및 절삭 시간 CT를 나타내는 값이 표시부(82)에 표시된다. 오퍼레이터는, 절삭 시간 CT를 나타내는 값을 보는 것에 의해, 진동 이송 커맨드 CM1이 원하는 절삭 시간 CT인지의 여부를 용이하게 파악할 수 있다. 또한, 오퍼레이터는, 최대 이송 속도 Fmax를 나타내는 값을 보는 것에 의해, 진동 절삭을 위한 공구(TO1)를 용이하게 선정할 수 있고, 진동 절삭을 위한 파라미터를 용이하게 설정할 수 있다.

또한, NC 장치(70)는 F, A1, E1의 파라미터에 기초하여, 주축 위상에 대한 공구 위치의 진동 파형을 진동 파형 표시란(530)에 표시시킨다. 서로 다른 주축 회전 각도에 있어서 진동 파형이 중첩되어 있는 개소는 부스러기의 분단 영역이다.

오퍼레이터는, 커맨드 카피 버튼(524)을 조작하는 것에 의해, 커맨드 입력란(516)에 진동 이송 커맨드 CM1을 입력할 수 있다. NC 장치(70)는 커맨드 카피 버튼(524)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, F, A1, E1의 파라미터에 기초하여 진동 이송 커맨드 CM1을 작성하고, 커맨드 입력란(516)에 표시시킨다. 또한, NC 장치(70)는, 커맨드 입력란(516)에 입력된 진동 이송 커맨드 CM1을 가공 프로그램(PR2)에 편입하는 처리를 행한다.

오퍼레이터는, 표시된 최대 이송 속도 Fmax를 본 결과, 공구(TO1)의 절삭 조건에 맞추어 최대 이송 속도 Fmax를 변경하고 싶다고 고려하는 경우가 있다. 예를 들면, 최대 이송 속도 Fmax가 소지하고 있는 공구(TO1)의 이송 속도의 상한을 초과하고 있는 경우, 공구(TO1)의 이송 속도의 상한에 맞추어 최대 이송 속도 Fmax를 느리게 하는 것이 고려된다. 또한, 공구(TO1)의 날카로움을 양호하게 하고 싶은 경우나, 공작물(W1)의 면거칠기(표면거칠기)를 양호하게 하고 싶은 경우도, 최대 이송 속도 Fmax를 느리게 하는 것이 고려된다. 최대 이송 속도 Fmax가 느려지면, 절삭 시간 CT가 길어진다. 반대로, 최대 이송 속도 Fmax가 공구(TO1)의 이송 속도의 상한보다 느린 경우, 공구(TO1)의 이송 속도의 상한을 초과하지 않는 범위에서 최대 이송 속도 Fmax를 빠르게 하는 것에 의해 절삭 시간 CT를 짧게 하는 것도 고려된다.

또한, 오퍼레이터는, 최대 이송 속도 Fmax가 바뀌는 것에 의해 절삭 시간 CT가 어느 정도 변경되는지를 알고자 한다고 고려하는 경우가 있다.

그래서, 본 구체예에서는, 표시된 최대 이송 속도 Fmax를 나타내는 값을 변경하는 화면(502)(도 11 참조)을 표시부(82)에 표시하는 것에 의해, 최대 이송 속도 Fmax의 변경을 용이하게 하는 것으로 하고 있다.

도 11은, 최대 이송 속도 Fmax의 변경을 접수하는 화면(502)을 모식적으로 예시하고 있다. 예를 들면, NC 장치(70)는, 도 9에 나타낸 화면(501)에 「최대 이송 속도 Fmax를 변경합니까?」라고 문의하는 도시하지 않은 다이얼로그 박스를 예측 결과의 표시와 함께 표시시키고, 화면을 전환하는 조작을 입력부(81)에 있어서 접수한 경우에, 도 11에 나타낸 화면(502)을 표시부(82)에 표시시켜도 된다. 또한, NC 장치(70)는, 도 9에 나타낸 화면(501)에 설치된 도시하지 않은 화면 전환 버튼의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수한 경우에, 도 11에 나타낸 화면(502)을 표시부(82)에 표시시켜도 된다.

도 11에 나타낸 화면(502)은, 도 9에 나타낸 종점까지의 이송 속도 입력란(513) 대신 최대 이송 속도 입력란(517)을 가지고, Fmax값 예측 버튼(522) 대신 F값 예측 버튼(526)을 가지고 있다. NC 장치(70)는 주축 회전수 입력란(511), 이동 거리 입력란(512), 부스러기 길이 계수 입력란(514), 및 후퇴량 입력란(515)에 있어서, 도 9에 나타낸 화면(501)에 있어서 입력된 값을 표시시킨다. 부스러기 길이 계수 입력란(514)과 후퇴량 입력란(515)에 추천값을 표시시키는 처리는 행해지지 않으므로, 화면(502)에 추천값 설정 버튼(525)은 없다. NC 장치(70)는 최대 이송 속도 입력란(517)에 있어서, 도 9에 나타낸 최대 이송 속도 Fmax의 값을 표시시키고, 최대 이송 속도 Fmax를 변경하는 조작을 입력부(81)에 있어서 접수한다. 따라서, 오퍼레이터는 공구(TO1) 등에 맞추어 최대 이송 속도 Fmax를 변경할 수 있다.

전술한 입력란(511, 512, 517, 514, 515)에 값이 입력되어 있는 상태에서, 오퍼레이터는 F값 예측 버튼(526)을 조작하는 것에 의해, Fmax, A1, E1의 파라미터에 따른 통상 절삭 이송 속도 F 및 절삭 시간 CT를 나타내는 값을 표시시키는 것이 가능하다.

NC 장치(70)는, F값 예측 버튼(526)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, 먼저, 절삭 방향(이송축(F1))에 대하여 「최대 이송 속도 Fmax」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」에 기초하여 공구(TO1)의 「통상 절삭 이송 속도 F」를 구한다.

A1>1인 경우, 상기 식(7)로부터, 통상 절삭 이송 속도 F는 이하의 식으로 표시된다.

F={Fmax×(A1-1)-E1}/A1 … (10)

A1<1인 경우, 상기 식(8)로부터, 통상 절삭 이송 속도 F는 이하의 식으로 표시된다.

F=(Fmax/2)-(E1/A1) … (11)

또한, NC 장치(70)는, 절삭 방향에 대하여 「단위시간당의 주축 회전수 S」, 「이동 거리 W」, 및 변경된 「통상 절삭 이송 속도 F」에 기초하여 진동 이송 커맨드 CM1의 「절삭 시간 CT」를 구한다. 「절삭 시간 CT」는 이하의 식으로 표시된다.

CT=W/(F×S) … (12)

변경된 「통상 절삭 이송 속도 F」는, 변경된 「최대 이송 속도 Fmax」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」에 기초하여 산출된다. 따라서, 변경된 절삭 시간 CT는, 변경된 「최대 이송 속도 Fmax」, 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 「후퇴량 E1」에 기초하여 산출되게 된다.

NC 장치(70)는, 상기 식(10) 또는 상기 식(11)에 따라서 통상 절삭 이송 속도 F를 산출하고, 상기 식(12)에 따라서 절삭 시간 CT를 산출하면, 도 11에 나타낸 화면(502)에 예측 결과로서 표시시킨다. NC 장치(70)는 예를 들면, 변경된 통상 절삭 이송 속도 F를 「종점까지의 이송 속도 F」로서 해당 통상 절삭 이송 속도 F를 나타내는 수치를 mm/rev 단위로 표시시키고, 변경된 절삭 시간 CT를 나타내는 수치를 분과 초로 표시시킨다. 도 9, 11에 나타낸 예에서는, 최대 이송 속도 Fmax가 0.07mm/rev로부터 0.05mm/rev로 변경된 결과, 통상 절삭 이송 속도 F가 0.03mm/rev에서 0.02mm/rev로 변경된 것이 나타내어져 있다.

이상으로부터, 입력란(511, 512, 517, 514, 515)의 값에서는 알 수 없는 통상 절삭 이송 속도 F 및 절삭 시간 CT를 나타내는 값이 표시부(82)에 표시된다. 오퍼레이터는, 공구(TO1) 등에 맞추어 최대 이송 속도 Fmax를 변경할 수 있는 데에다, 통상 절삭 이송 속도 F를 확인할 수 있다. 또한, 오퍼레이터는, 변경된 절삭 시간 CT를 나타내는 값을 보는 것에 의해, 변경된 최대 이송 속도 Fmax에 있어서 진동을 수반하는 공구(TO1)의 이송 이동에 걸리는 절삭 시간 CT를 확인할 수 있다.

오퍼레이터는 커맨드 카피 버튼(524)을 조작하는 것에 의해, 커맨드 입력란(516)에 진동 이송 커맨드 CM1을 입력할 수 있다. NC 장치(70)는, 커맨드 카피 버튼(524)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, 변경된 「통상 절삭 이송 속도 F」, 부스러기 길이 계수 입력란(514)에 입력된 「부스러기 길이 계수 A1」, 및 후퇴량 입력란(515)에 입력된 「후퇴량 E1」에 기초하여 진동 이송 커맨드 CM1을 작성하고, 커맨드 입력란(516)에 표시시킨다. 또한, NC 장치(70)는, 커맨드 입력란(516)에 입력된 진동 이송 커맨드 CM1을 가공 프로그램(PR2)에 편입하는 처리를 행한다.

그리고, NC 장치(70)는, 도 11에 나타낸 화면(502)에 「통상 절삭 이송 속도 F를 변경합니까?」라고 문의하는 도시하지 않은 다이얼로그 박스를 예측 결과의 표시와 함께 표시시키고, 화면을 전환하는 조작을 입력부(81)에 있어서 접수한 경우에, 도 9에 나타낸 화면(501)을 표시부(82)에 표시시켜도 된다. 또한, NC 장치(70)는, 도 11에 나타낸 화면(502)에 설치된 도시하지 않은 화면 전환 버튼의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수한 경우에, 도 9에 나타낸 화면(501)을 표시부(82)에 표시시켜도 된다.

도 9, 11에 나타낸 화면(501, 502)에 있어서, 오퍼레이터는, 포맷 전환 버튼(521)을 조작하는 것에 의해, 도 12에 예시하는 진동 이송 커맨드 CM2를 작성하는 것이 가능하다. 도 12는, 진동 이송 커맨드 CM2의 설정 화면을 모식적으로 예시하고 있다. NC 장치(70)는, 도 9, 11에 나타낸 포맷 전환 버튼(521)의 조작을 입력부(81)에 있어서 받으면, 도 12에 나타낸 화면(503)을 표시부(82)에 표시시키는 처리를 행한다.

도 12에 나타낸 화면(503)은, 주축 회전수 입력란(511), 이동 거리 입력란(512), 전진량 입력란(541), 전진 동작의 이송 속도 입력란(542), 후퇴량 입력란(515), 후퇴 동작의 이송 속도 입력란(543), 후퇴 위치에서의 대기 시간 입력란(544), 커맨드 입력란(516), 포맷 전환 버튼(521), 절삭 시간 예측 버튼(527), 분단 체크 버튼(523), 커맨드 카피 버튼(524), 진동 파형 표시란(530) 등을 가지고 있다.

전진량 입력란(541)에는, 「전진량 D」를 입력 가능하다. 「전진량 D」의 단위는 예를 들면 mm이다. 전진 동작의 이송 속도 입력란(542)에는, 최대 이송 속도 Fmax인 「전진 동작의 이송 속도 Fd」를 입력 가능하다. 「전진 동작의 이송 속도 Fd」의 단위는 예를 들면 mm/rev다. 그리고, 도 12에 나타낸 「F」는, 도 9, 11에 나타낸 「종점까지의 이송 속도 F」가 아니고, 최대 이송 속도 Fmax인 「전진 동작의 이송 속도 Fd」를 나타내고 있다. 후퇴 동작의 이송 속도 입력란(543)에는, 「후퇴 동작의 이송 속도 B」를 입력 가능하다. 「후퇴 동작의 이송 속도 B」의 단위는 예를 들면 mm/rev다. 후퇴 위치에서의 대기 시간 입력란(544)에는, 「후퇴 위치에서의 대기 시간 J」(도 12에서는 후퇴 위치에서의 드웰 J)를 입력 가능하다. 「후퇴 위치에서의 대기 시간 J」의 단위는 예를 들면 min이다.

후술한 입력란(511, 512, 515, 541∼544)에 값이 입력되어 있는 상태에서, 오퍼레이터는 절삭 시간 예측 버튼(527)을 조작하는 것에 의해, 진동 이송 커맨드 CM2에 따라서 현재 위치로부터 종점까지의 진동을 수반하는 공구(TO1)의 이송 이동에 걸리는 절삭 시간 CT를 나타내는 값을 표시시키는 것이 가능하다.

NC 장치(70)는, 절삭 시간 예측 버튼(527)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, 절삭 방향(이송축(F1))에 대하여 「단위시간당의 주축 회전수 S」, 「이동 거리 W」, 「전진량 D」, 「전진 동작의 이송 속도 Fd」, 「후퇴량 E1」, 「후퇴 동작의 이송 속도 B」, 「후퇴 위치에서의 대기 시간 J」에 기초하여 진동 이송 커맨드 CM2의 「절삭 시간 CT」를 구한다. 「절삭 시간 CT」는 이하의 식으로 표시된다.

[수 1]

NC 장치(70)는, 상기 식(13)에 따라서 절삭 시간 CT를 산출하면, 도 12에 나타낸 화면(503)에 예측 결과로서 절삭 시간 CT를 나타내는 수치를 표시시킨다.

이상으로부터, 입력란(511, 512, 515, 541∼544)의 값에서는 알 수 없는 절삭 시간 CT를 나타내는 값이 표시부(82)에 표시된다. 오퍼레이터는, 절삭 시간 CT를 나타내는 값을 보는 것에 의해, 진동 이송 커맨드 CM2가 원하는 절삭 시간 CT인지의 여부를 용이하게 파악할 수 있다.

진동 이송 커맨드 CM2는 D, Fd, E1, B, J의 파라미터를 오퍼레이터가 설정할 필요가 있으므로, D, Fd, E1, B, J의 파라미터가 부스러기를 분단시키는 조건을 만족시키는지의 여부를 알 수 없다. 그래서, 오퍼레이터는 분단 체크 버튼(523)을 조작하는 것에 의해, D, Fd, E1, B, J의 파라미터가 부스러기를 분단시키는 조건을 만족시키는지의 여부를 확인할 수 있다.

예를 들면, NC 장치(70)는 분단 체크 버튼(523)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, D, Fd, E1, B, J의 파라미터에 기초하여 주축 위상에 대한 공구 위치의 진동 파형을 진동 파형 표시란(530)에 표시시켜도 된다. NC 장치(70)는, 서로 상이한 주축 회전 각도에 있어서 진동 파형이 중첩되어 있는 개소가 있는 경우에 부스러기의 분단 영역을 진동 파형 표시란(530)에 표시시켜도 된다. 오퍼레이터는 부스러기의 분단 영역을 보는 것에 의해, D, Fd, E1, B, J의 파라미터가 부스러기를 분단시키는 조건을 만족시키는 것을 확인할 수 있다. 부스러기의 분단 영역이 표시되지 않은 경우, 오퍼레이터는 D, Fd, E1, B, J의 파라미터가 부스러기를 분단시키는 조건을 만족시키지 않는 것을 확인할 수 있다.

그리고, NC 장치(70)는, 도 12에 나타낸 포맷 전환 버튼(521)의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수하면, 도 9에 나타낸 화면(501)을 표시부(82)에 표시시키는 처리를 행한다.

이상 설명한 바와 같이, F, A1, E1의 파라미터를 가지는 진동 이송 커맨드 CM1에는 없는 최대 이송 속도(Fmax)를 나타내는 값이 화면(501)(도 9 참조)에 표시되므로, 오퍼레이터는 진동 절삭을 위한 공구(TO1)를 용이하게 선정할 수 있고, 진동 절삭을 위한 파라미터를 용이하게 설정할 수 있다. 또한, 오퍼레이터는, 최대 이송 속도 Fmax를 변경하려는 경우에 최대 이송 속도 Fmax를 변경할 수 있고(도 11 참조), 변경된 통상 절삭 이송 속도 F 및 절삭 시간 CT를 확인할 수 있다. 또한, D, Fd, E1, B, J의 파라미터를 가지는 진동 이송 커맨드 CM2로부터는 알기 어려운 절삭 시간 CT를 나타내는 값이 화면(503)(도 12 참조)에 표시되므로, 오퍼레이터는 진동 이송 커맨드 CM2에 있어서도 절삭 시간 CT를 확인할 수 있다.

(3) 변형예:

본 발명은, 각종 변형예가 고려된다.

예를 들면, 절삭 방향을 따라 이동하는 구동 대상은 공구(TO1)에 한정되지 않고, 공작물(W1)을 파지하는 주축(11)이라도 되고, 공구(TO1)와 주축(11)의 양쪽이라도 된다. 구동 대상이 주축(11)인 경우, NC 장치(70)는, 공작물(W1)의 절삭 시에 절삭 방향을 따라 진동을 수반하도록 주축(11)의 이송 이동을 제어하면 된다. 구동 대상이 공구(TO1)와 주축(11)의 양쪽인 경우, NC 장치(70)는, 공작물(W1)의 절삭 시에 절삭 방향을 따라 진동을 수반하도록 공구(TO1)와 주축(11)의 양쪽의 이송 이동을 제어하면 된다.

진동 절삭 조건 설정 장치는 공작 기계가 아니라, 컴퓨터(100)(도 1 참조)에 설치되어도 된다. 이 경우에, 표시 장치(106)가 표시부(U3)의 예로 되고, CPU(101), ROM(102), RAM(103), 기억 장치(104), 및 입력 장치(105)가 제어부(U4)의 예로 된다. 진동 절삭 조건 설정 장치(3)를 포함하는 컴퓨터(100)는 공작 기계(1)에 접속되어 있어도 되지만, 공작 기계(1)에 접속되어 있지 않은 상태라도 된다.

도 9에 나타낸 화면(501)에 표시하는 변경 후의 「최대 이송 속도 Fmax」를 나타내는 값은, 「통상 절삭 이송 속도 F」에 대한 「최대 이송 속도 FmaxF」의 비(백분률을 포함함)나, 「통상 절삭 이송 속도 F」와 「최대 이송 속도 FmaxF」의 차라도 된다. 이 경우에, 오퍼레이터는, 「최대 이송 속도 Fmax」를 상대적으로 파악할 수 있다.

도 11에 나타낸 화면(502)에 표시하는 변경 후의 「통상 절삭 이송 속도 F」를 나타내는 값은, 변경 전의 「통상 절삭 이송 속도 F」에 대한 변경 후의 「통상 절삭 이송 속도 F」의 비(백분률을 포함함)나, 변경 전의 「통상 절삭 이송 속도 F」와 변경 후의 「통상 절삭 이송 속도 F」의 차라도 된다. 이 경우에, 오퍼레이터는, 「최대 이송 속도 Fmax」의 변경에 의한 「통상 절삭 이송 속도 F」의 변화를 상대적으로 파악할 수 있다.

도 11에 나타낸 화면(502)에 표시하는 변경 후의 「절삭 시간 CT」를 나타내는 값은, 변경 전의 「절삭 시간 CT」에 대한 변경 후의 「절삭 시간 CT」의 비(백분률을 포함함)나, 변경 전의 「절삭 시간 CT」라고 변경 후의 「절삭 시간 CT」의 차라도 된다. 이 경우에, 오퍼레이터는, 「최대 이송 속도 Fmax」의 변경에 의한 「절삭 시간 CT」의 변화를 상대적으로 파악할 수 있다.

도 9, 11에 나타낸 화면(501, 502)에 있어서, NC 장치(70)는 절삭 시간 CT를 변경하는 조작을 접수해도 된다. 이 경우에, NC 장치(70)는, 변경 전후의 절삭 시간 CT에 기초하여 통상 절삭 이송 속도 F 및 최대 이송 속도 Fmax를 구하고, 구한 통상 절삭 이송 속도 F 및 최대 이송 속도 Fmax를 화면(501, 502)에 표시시켜도 된다. 예를 들면, NC 장치(70)는, 화면(501, 502)에 설치된 도시하지 않은 절삭 시간변경 버튼의 조작을 입력부(81)에 있어서 접수한 경우에, 변경 후의 절삭 시간(CTa로 함)의 입력을 입력부(81)에 있어서 접수해도 된다.

여기서, 변경 전의 절삭 시간을 CTb로 하고, 변경 후의 통상 절삭 이송 속도를 Fa로 하고, 변경 전의 통상 절삭 이송 속도를 Fb로 한다. 변경 후의 통상 절삭 이송 속도 Fa는 이하의 식에 따라서 산출할 수 있다.

Fa=(CTb/CTa)×Fb …(14)

NC 장치(70)는, 구한 변경 후의 통상 절삭 이송 속도 Fa를 화면(501)의 종점까지의 이송 속도 입력란(513)이나 화면(502)의 예측 결과에 표시시켜도 된다.

변경 후의 최대 이송 속도(Famax로 함)는 전술한 식(7), (8)로부터, 이하의 식에 따라서 산출할 수 있다.

A1>1인 경우,

Famax=(A1×Fa+E1)/(A1-1) … (15)

A1<1인 경우,

Famax=2(A1×Fa+E1)/A1 … (16)

NC 장치(70)는, 구한 변경 후의 최대 이송 속도 Famax를 화면(501)의 예측 결과나 화면(502)의 최대 이송 속도 입력란(517)에 표시시켜도 된다.

오퍼레이터는, 절삭 시간 CT를 변경하는 것에 의해 변화하는 통상 절삭 이송 속도 F나 최대 이송 속도 Fmax를 확인할 수 있으므로, 진동 절삭을 위한 공구(TO1)를 용이하게 선정할 수 있고, 진동 절삭을 위한 파라미터를 용이하게 설정할 수 있다.

그리고, NC 장치(70)는, 변경 후의 최대 이송 속도 Famax를 화면(501, 502)에 표시시키지 않고 변경 후의 통상 절삭 이송 속도 Fa를 화면(501, 502)에 표시시켜도 되고, 변경 후의 통상 절삭 이송 속도 Fa를 화면(501, 502)에 표시시키지 않고 변경 후의 최대 이송 속도 Famax를 화면(501, 502)에 표시시켜도 된다.

도 13에 예시한 바와 같이, 본 기술은, 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 파형으로서 통상 절삭 이송에 정현파형(正弦波形)의 진동을 겹친 파형에도 적용 가능하다. 도 13은, 주축 회전 각도에 대한 공구 위치의 다른 예를 모식적으로 나타내고 있다. 도 13에 있어서, 통상 절삭 이송 속도 F의 성분이 파선으로 나타내어지고, 최대 이송 속도 Fmax가 미세한 도트형의 점선으로 나타내어져 있다.

도 13에 나타낸 파형으로부터 통상 절삭 이송 속도 F의 성분을 제외한 정현파는, 주기가 A2이고, 진폭이 E2다. 따라서, 주기 A2는 진동의 주기에 관한 제1 파라미터의 예이고, 진폭 E2는 진동의 진폭에 관한 제2 파라미터의 예이다. 도 13에 나타낸 정현파에서의 골(C4)로부터 산(C3)을 향하는 중간점(C5)의 경사는, 최대 이송 속도 Fmax를 나타내고 있다. 그래서, 주축 회전 각도로부터 공구 위치를 산출하는 식을 미분한 이송 속도식에 중간점(C5)의 주축 회전 각도를 대입하는 것에 의해, 최대 이송 속도 Fmax가 구해진다.

NC 장치(70)(또는 컴퓨터(100))는 도 9에 나타낸 화면(501)에 유사한 화면을 표시부(U3)에 표시시키고, 통상 절삭 이송 속도 F, 주기 A2, 및 진폭 E2를 접수하는 처리를 행하면 된다. NC 장치(70)는 통상 절삭 이송 속도 F, 주기 A2, 및 진폭 E2에 기초하여, 전술한 계산 방법에 의해 최대 이송 속도 Fmax를 산출하고, 산출한 최대 이송 속도 Fmax를 나타내는 값을 표시부(U3)에 표시하는 처리를 행하면 된다.

이상으로부터, 접수되는 설정에서는 알 수 없는 최대 이송 속도 Fmax를 나타내는 값이 표시되므로, 오퍼레이터는, 최대 이송 속도 Fmax를 나타내는 값을 보는 것에 의해, 진동 절삭을 위한 공구(TO1)를 용이하게 선정할 수 있고, 진동 절삭을 위한 파라미터를 용이하게 설정할 수 있다.

또한, NC 장치(70)는, 도 11에 나타낸 화면(502)에 유사한 화면을 표시부(U3)에 표시시키고, 변경된 최대 이송 속도 Fmax, 주기 A2, 및 진폭 E2에 기초하여, 전술한 계산의 역산을 행하는 것에 의해 통상 절삭 이송 속도 F를 변경해도 된다. NC 장치(70)는, 전술한 식(12)에 따라서 절삭 시간 CT를 구하고, 변경된 통상 절삭 이송 속도 F 및 절삭 시간 CT를 표시부(U3)에 표시시켜도 된다.

이상으로부터, 변경된 통상 절삭 이송 속도 F 및 절삭 시간 CT를 확인할 수 있으므로, 통상 절삭 이송 속도 F 등의 파라미터의 설정이 용이해진다.

(4) 결말:

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 각종 태양에 의해, 진동 절삭을 위한 공구의 선정이나 파라미터의 설정을 용이하게 하게 하는 기술 등을 제공할 수 있다. 물론, 독립 청구항에 관련된 구성 요건만으로 이루어지는 기술이라도, 전술한 기본적인 작용, 효과가 얻어진다.

또한, 전술한 예 중에서 개시한 각 구성을 서로 치환하거나 조합을 변경하거나 한 구성, 공지기술 및 전술한 예 중에서 개시한 각 구성을 서로 치환하거나 조합을 변경하거나 한 구성 등도 실시 가능하다. 본 발명은 이들 구성 등도 포함된다.

1: 공작 기계, 3: 진동 절삭 조건 설정 장치, 10: 주축대, 11: 주축,
12: 파지부, 13A, 13B: 모터, 14: 주축대 구동부,
20: 공구대, 31, 32: 서보앰프,
33, 34: 서보모터, 35, 36: 인코더,
70: NC 장치, 80: 조작부, 81: 입력부, 82: 표시부,
100: 컴퓨터, 201: 통상 절삭 시의 공구 위치,
202: 진동 절삭 시의 공구 위치, AX1: 주축 중심선,
C1: 제1 변화점, C2: 제2 변화점,
CM1, CM2: 진동 이송 커맨드, F1: 이송축, M1: 전진 동작,
M2: 후퇴 동작, P1: 현재 위치, P2: 종점, P3: 위치,
PR1: 제어 프로그램, PR2: 가공 프로그램,
PR3: 지원 프로그램, TO1: 공구, U1: 회전 구동부,
U2: 이송 구동부, U3: 표시부, U4: 제어부, W1: 공작물.

Claims (4)

1. 공작물을 파지하는 주축을 회전시키는 회전 구동부; 및 상기 공작물을 절삭하는 공구와 상기 주축 중 적어도 한쪽의 구동 대상을 이동시키는 이송 구동부;를 구비하고, 상기 공작물의 절삭 시에 절삭 방향을 따라 상기 공구가 상기 공작물을 향하는 전진 동작과 상기 전진 동작과는 반대 방향의 후퇴 동작을 포함하는 진동을 수반하도록 상기 구동 대상의 이송 이동을 제어하는 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치로서,
   표시부; 및
   상기 진동을 수반하도록 상기 구동 대상의 이송 이동을 제어하기 위한 설정으로서, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 상기 진동의 주기에 관한 제1 파라미터(A), 및 상기 진동의 진폭에 관한 제2 파라미터(E)를 접수하는 제어부;
   를 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F), 상기 제1 파라미터(A), 및 상기 제2 파라미터(E)에 기초하여, 상기 구동 대상의 최대 이송 속도(Fmax)를 구하고,
   구한 상기 최대 이송 속도(Fmax)를 나타내는 값을 상기 표시부에 표시하는,
   공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 표시부에 표시되어 있는 상기 최대 이송 속도(Fmax)를 변경하는 조작을 접수하고,
   변경된 상기 최대 이송 속도(Fmax), 상기 제1 파라미터(A), 및 상기 제2 파라미터(E)에 기초하여, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F)를 변경하고,
   변경한 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F)를 나타내는 값을 상기 표시부에 표시하는, 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 표시부에 표시되어 있는 상기 최대 이송 속도(Fmax)를 변경하는 조작을 접수하고,
   변경된 상기 최대 이송 속도(Fmax), 상기 제1 파라미터(A), 및 상기 제2 파라미터(E)에 기초하여, 변경된 상기 최대 이송 속도(Fmax)에 있어서 상기 진동을 수반하는 상기 구동 대상의 이송 이동에 걸리는 절삭 시간(CT)을 구하고,
   구한 상기 절삭 시간(CT)을 나타내는 값을 상기 표시부에 표시하는, 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 진동을 수반하는 상기 구동 대상의 이송 이동에 걸리는 절삭 시간(CT)을 변경하는 조작을 접수하고,
   변경된 상기 절삭 시간(CT)에 기초하여, 상기 구동 대상의 비진동 시의 이송 속도(F)와, 상기 최대 이송 속도(Fmax) 중 적어도 한쪽의 이송 속도 파라미터를 변경하고,
   변경한 상기 이송 속도 파라미터를 나타내는 값을 상기 표시부에 표시하는, 공작 기계를 위한 진동 절삭 조건 설정 장치.