TWI679079B - 工具機及其控制裝置 - Google Patents

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TWI679079B
TWI679079B TW106145122A TW106145122A TWI679079B TW I679079 B TWI679079 B TW I679079B TW 106145122 A TW106145122 A TW 106145122A TW 106145122 A TW106145122 A TW 106145122A TW I679079 B TWI679079 B TW I679079B
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村松正
Masahiro Muramatsu
坂下大介
Daisuke SAKASHITA
御園春彦
Haruhiko MISONO
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日商西鐵城時計股份有限公司
Citizen Watch Co., Ltd.
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Abstract

提供一種工具機及其控制裝置，係對應所輸入的旋轉數或振動數之值，讓使用者可選擇振動條件。該工具機的控制裝置具有一輸入手段，該輸入手段係輸入該切削工具與該工件的相對旋轉數或振動數；一選擇手段，該選擇手段係能夠選擇由該旋轉數以及該振動數所組成的各參數之編組，且該旋轉數以及該振動數係根據該振動手段中起因於動作指令可執行的周期之振動頻率，及通過該輸入手段輸入的旋轉數或振動數所求得；及一設定手段，該設定手段係於該控制部設定該旋轉數以及振動數的各參數，該旋轉數及振動數係根據從該選擇手段可選擇的編組中所選擇之規定的編組。

Description

工具機及其控制裝置
本發明係關於一種工具機及其控制裝置。
以往已知有一種工具機，該工具機具備切削加工工件的切削工具、使該切削工具與工件以規定的旋轉數相對旋轉的旋轉手段、及使該切削工具及工件相對來回振動的振動手段，伴隨著對應該振動手段之振動頻率的相對旋轉的每一旋轉振動數的振動，該切削工具與該工件一邊以規定的加工進給方向進給一邊進行該工件的振動切削加工。類似於該習用工具機的實施例請參照專利文獻1日本特開2001-150201號公報(特別參照請求項1及圖1)。又，該振動手段之振動頻率，係根據該工具機的控制裝置可作指令的週期來決定，相對於使用者輸入的振動條件，以該工具機之控制裝置可使用的振動條件來自動的進行修正。類似於該習用工具機的實施例請參照專利文獻PCT公開第2015/146946號(特別參照請求項1及圖6)。
因為，振動手段之振動頻率係根據工具機之控制裝置所產生的指令可執行的週期來決定，所以不易藉由工具機可選擇的振動條件來進行加工。
本發明係提供一種工具機及其控制裝置，係為了解決前述習知技術之問題，對應所輸入的旋轉數或振動數的值，使用者係能夠選擇振動條件。
為了解決上述問題，一種具有控制部的工具機之控制裝置，係設於一工具機，該工具機具備一切削工具，該切削工具切削加工一工件；一旋轉手段，該旋轉手段使該切削工具及該工件相對旋轉；一進給手段，該進給手段使該切削工具及該工件於規定的加工進給方向進給並作動；一振動手段，該振動手段使該切削工具與該工件相對振動前進復位，該控制部係藉由該切削工具與該工件的相對旋轉，以及隨著該切削工具對該工件的振動前進復位之進給動作，於該工具機中實行該工件的振動切削加工，其中，該工具機的控制裝置具有一輸入手段，該輸入手段係輸入該切削工具與該工件的相對旋轉數或振動數；一選擇手段，該選擇手段係能夠選擇由該旋轉數以及該振動數所組成的各參數之編組，且該旋轉數以及該振動數係根據該振動手段中起因於動作指令可執行的周期之振動頻率，及通過該輸入手段輸入的旋轉數或振動數所求得；及一設定手段，該設定手段係於該控制部設定該旋轉數以及振動數的各參數，該旋轉數及振動數係根據，該選擇手段可選擇的編組中所選擇之規定的編組。
該選擇手段係表示可選擇之求得的旋轉數以及振動數所組成的各參數之編組。又，係以圖像來表示顯示各參數的編組與對應該各參數的編組之振動動作之圖表。又，該控制部係具有根據該振動頻率的複數個編組所組成之編組目錄，該選擇手段，係通過該輸入手段可從該編組目錄中選擇與所輸入的值的差較小的編組。
該控制部係具有一追加手段，該追加手段係根據該選擇手段選出不同於可選擇編組的新編組，該選擇手段係能夠選擇根據該追加手段所選出之不同編組。
一工具機，係具有上述控制裝置。
基於如上構成之工具機的控制裝置，於該工具機係可選擇可設定之振動條件編組，因此，使用者可以容易的選擇所希望的振動條件， 來於工具機中進行振動切削加工。
將對應各參數之編組的振動動作以圖表反映圖解表示的話，使用者對於輸入手段之輸入，係可以簡單進行切削加工實行時的振動動作確認。例如，可以容易的確認切削工具在未切削工件之空揮動作範圍。
該控制部具有選出不同於根據該選擇手段可選擇編組的新編組之追加手段，該選擇手段係能夠選擇根據該追加手段所選出之不同編組，藉此，對應於切削加工之工件可以容易的變更各參數的編組。在可選擇的振動條件中，即使沒有希望的振動條件，也可以追加新的振動條件，據此，可以進一步的選擇所需的振動條件來作為選擇的振動條件。
據此，可以獲得具有上述效果的控制裝置的工具機。
100‧‧‧工具機
110‧‧‧主軸(旋轉手段)
110A‧‧‧主軸台
120‧‧‧夾頭(工件保持手段)
130‧‧‧切削工具
130A‧‧‧切削工具台
150‧‧‧X軸方向進給機構(進給手段、振動手段)
151‧‧‧車台
152‧‧‧X軸方向導引滑軌
153‧‧‧X軸方向進給台
154‧‧‧X軸方向導件
155‧‧‧線性伺服電動機
155a‧‧‧動子
155b‧‧‧定子
160‧‧‧Z軸方向進給機構(進給手段、振動手段)
161‧‧‧車台
162‧‧‧Z軸方向導引滑軌
163‧‧‧Z軸方向進給台
164‧‧‧Z軸方向導件
165‧‧‧線性伺服電動機
165a‧‧‧動子
165b‧‧‧定子
180‧‧‧控制裝置
181‧‧‧控制部(切削控制手段)
182‧‧‧輸入手段
183‧‧‧提示手段
183a‧‧‧算出部
183b‧‧‧選出部
183c‧‧‧選擇部
184‧‧‧設定手段
185‧‧‧記憶體
186‧‧‧表示部
187‧‧‧選擇按鈕
187a‧‧‧下一步按鈕
187b‧‧‧上一步按鈕
188‧‧‧決定按鈕
189‧‧‧取消按鈕
190‧‧‧追加按鈕
191‧‧‧輸入欄
192‧‧‧表示欄
193‧‧‧圖表欄
f‧‧‧振動頻率
N‧‧‧振動數
S‧‧‧旋轉數
W‧‧‧工件
第1圖：本發明第一實施例之工具機的概略圖。
第2圖：切削工具與工件之關係的概略圖。
第3圖：切削工具的振動前進復位及位置說明圖。
第4圖：主軸第n次旋轉、第n+1次旋轉、第n+2次旋轉時的刃端路徑的關係示意圖。
第5圖：本發明第一實施例之振動條件設定流程圖。
第6A圖：輸入所需旋轉數之值的畫面表示圖。
第6B圖：表示所選出編組的畫面表示圖。
第6C圖：從表示的編組中選擇所需編組的畫面表示圖。
第7圖：本發明第三實施例之振動條件設定流程圖。
第8圖：表示所選出編組的畫面表示圖。
第9圖：本發明第四實施例之輸入所需旋轉數之值的畫面表示圖。
第10圖：表示所選出編組的畫面表示圖。
第11圖：表示所選出編組的畫面表示圖。
第12圖：表示所選出編組的畫面表示圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
關於本發明第一實施例之工具機100的全體構成係如以下作說明。如圖1所示，本發明之工具機100具備一主軸110、一切削工具台130A及一控制裝置180。該主軸110之前端設有一夾頭120。該主軸110作為一工件保持手段，係通過該夾頭120來保持一工件W。該主軸110係可旋轉的被支撐於一主軸台110A以藉由主軸馬達之動力而旋轉驅動。該主軸馬達，可以為例如設於該主軸台110A與該主軸110之間的習知內裝電動機。
於該工具機100之床台設有一Z軸方向進給機構160。該Z軸方向進給機構160係具備一車台161及一Z軸方向導引滑軌162，該車台161與該床台為一體，該Z軸方向導引滑軌162係固定於該車台161。一Z軸方向進給台163係通過一Z軸方向導件164而可自由滑行地支撐於該Z軸方向導引滑軌162。該Z軸方向進給台163上搭載有該主軸台110A。該主軸台110A係配置成該主軸110的軸線方向係與該Z軸方向導引滑軌162的伸出方向一致。該主軸台110A藉由該Z軸方向進給機構160可移動的設於該主軸110的軸線方向(圖示之Z軸方向)，該主軸110可以通過該主軸台110A沿Z軸方向移動。
於該Z軸方向進給台163設置有線性伺服電動機165之動子165a，該車台161設置有該線性伺服電動機165之定子165b。該Z軸方向進給台163藉由該線性伺服電動機165的驅動於Z軸方向移動時，該主軸台110A於Z軸方向移動，且該主軸110沿Z軸方向移動。
於該工具機100的床台側，設有一X軸方向進給機構150，該X軸方向進給機構150係具備一車台151及一X軸方向導引滑軌152，該車台151與該床台側係為一體，該X軸方向導引滑軌152係於相對於Z軸方向在上下方向正交的X軸方向延伸。該X軸方向導引滑軌152固定於該車台151，一X軸方向進給台153係通過一X軸方向導件154而可自由滑行地支撐於該X軸方向導引滑軌152。
該X軸方向進給台153係搭載一切削工具台130A。該切削工具台130A藉由該X軸方向進給機構150，於X軸方向可移動的被設置。該切削工具台130A裝有將該工件W加工之車刀等之切削工具130。切削工具台130A構成保持切削工具130之車刀架。
一線性伺服電動機155的動子155a設於該X軸方向進給台153，該線性伺服電動機155的定子155b設於該車台151。該X軸方向進給台153藉由該線性伺服電動機155的驅動於X軸方向移動時，該切削工具台130A於X軸方向移動，且該切削工具130沿X軸方向移動。
又，雖然圖示上省略，亦可以設置一Y軸方向進給機構，該Y軸方向進給機構係相對於正交於圖所示之Z軸方向以及X軸方向的Y軸方向。該Y軸方向進給機構係可以與X軸方向進給機構150係相同構造。該X軸方向進給機構150通過該Y軸方向進給機構搭載於床台，藉此，使該Y軸方向進給台藉由線性伺服電動機的驅動於Y軸方向移動，並使該切削工具台130A於Y軸方向移動，可使該切削工具130於該X軸方向以及Y軸方向移動。又，亦可將該Y軸方向進給機構通過該X軸方向進給機構150設於床台，並將該切削工具台130A搭載於該Y軸方向進給台。
該主軸110的旋轉、該X軸方向進給機構150或Z軸方向進給機構160等等的移動，係由一控制裝置180控制。如圖2所示，藉由該X軸方向進給機構150與Z軸方向進給機構160，或者包含Y軸方向進 給機構以構成進給手段，並藉由該X軸方向進給機構150或Y軸方向進給機構與該Z軸方向進給機構160之協力作動，可以使該主軸台110A與該切削工具台130A移動至規定的位置。並藉由使該主軸台110A與該切削工具台130A移動至規定的位置，使該切削工具130對該主軸110相對移動，且驅動該主軸110作為使該工件W與該切削工具130相對旋轉的旋轉手段，藉由使該工件W對該切削工具130旋轉，而可以將該工件W加工成所需的形狀。
又，第一實施例中，係說明了該主軸台110A與該切削工具台130A兩者可移動之構成，惟，亦可以作為構成將該主軸台110A固定於床台，該切削工具台130A可於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向移動之構造。於該情況下，該進給手段係由使該切削工具台130A移動之進給機構所構成。或者，亦可以作為將該切削工具台130A固定於床台，該主軸台110A可於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向移動之構造。於該情況下，該進給手段係由設於該床台之進給機構所構成。
又，第一實施例中係舉了於X軸方向進給機構150或Z軸方向進給機構160使用線性伺服電動機之例子作說明，惟，亦可使用習知的滾珠螺桿與伺服電動機驅動。第一實施例中，係以使該工件W對於該切削工具130旋轉之例子作說明，惟，該切削工具130亦可以使用鑽頭等旋轉工具，使該切削工具130相對該工件W旋轉。此時，使該切削工具130旋轉的馬達係相當於本發明的旋轉手段。
如圖3所示，該控制裝置180的控制部181，使該主軸台110A以規定的前進量前進(振動前進)移動後，以規定的後退量後退(振動復位)移動，藉此，可以使該主軸台110A伴隨著該切削工具130相對於該工件W沿著進給方向之振動，以前進量與後退量之差(進行量)進給至進給方向。該X軸進給機構150與該Z軸進給機構160，或者包含該Y軸進 給機構的進給手段係構成振動手段，並藉由使該主軸台110A與該切削工具台130A振動前進以及振動復位，可以使該切削工具130相對該工件W振動。該切削工具130藉由兼作該振動手段之進給手段，相對於該工件W伴隨著沿著進給方向之振動進行進給，該主軸110旋轉一次，即，將主軸相位每次從0度變化到360度時的該進行量之合計作為進給量，切削加工該工件W。
以該切削工具130將該工件W外徑切削加工成規定的形狀的情況時，如圖4所示，該工件的外周面以該切削工具130加工成正弦曲線狀。圖4係表示以該主軸110每旋轉1次之主軸台110A的振動數N為3.5次(振動數N=3.5)之例子。通過波谷的假想線(單點虛線)係為進給直線，該進給直線之主軸相位360度的位置係相當於該工件W旋轉1次的進給量。為了容易了解並說明該工件外周面的狀態，於圖4中，圖表的縱軸係表示加工進給方向中切削工具130相對於該工件W的位置，圖表的橫軸係表示該工件W旋轉一次，即，主軸相位從0度到360度中，沿著圓周方向所展開的由該切削工具130將工件外周面進行振動切削加工的切削軌跡。
以該切削工具130所加工的該主軸110的第n次旋轉(n為1以上之整數)中，該工件外周面的切削軌跡(圖4所示之實線)，與該主軸110的第n+1次旋轉中，該工件外周面的切削軌跡(圖4所示之虛線)係於主軸相位方向(圖4圖表的橫軸方向)相錯開。具體而言，圖4之虛線所示的工件外周面形狀的相位波谷的最淺點(換言之，由該切削工具130來看則為波峰的頂點)的位置，相對於圖4之實線所示的工件外周面形狀的相位波谷的最淺點(換言之，由該切削工具130來看則為波峰的頂點)的位置，於主軸相位方向(圖4圖表的橫軸方向)上非一致而錯開。
振動切削加工係具有振動前進復位的前進時的切削軌跡，與 復位時的切削軌跡相交差的相位以及振幅，因此，該切削工具130之振動前進時的切削加工部份，與振動復位時的切削加工部份係一部份重複，該工件外周面的第n+1次旋轉的切削部分包含第n次旋轉已切削完的部分，當通過該已切削完之切削軌跡時，於振動切削中，加工進給方向上該切削工具130係產生未切削該工件W的空揮動作。切削加工時由工件W產生之切屑係藉由該空揮動作依次切斷。據此，該工具機100可以一邊藉由切削工具130沿著加工進給方向之來回振動以切斷切屑，一邊順暢地進行工件W之振動切削加工。
但是，維持一定的振幅大小並增加進給量的情況下，該工件外周面的第n+1次旋轉的切削部份包含第n次旋轉已切削完的部分之期間減少，第n+1次旋轉的切削部份未到達第n次旋轉已切削完的部分的情況下，不會產生空揮動作。第n+1次旋轉的切削部份包含第n次旋轉已切削完的部分之期間，係對應於進給量及振動波形的振幅而變化，因此，依進給量的比例設定振動波形的振幅，以產生空揮動作。具體來說，將相對於進給量的振幅比率作為振幅進給比率Q，將進給量乘上該振幅進給比率Q來設定振幅。圖4中係表示當次振動前進的切削加工部份，與下次振動復位的切削加工部份之相位波谷最淺點係一部份重複之例子。惟，例如當該主軸110的第n+1次旋轉的工件外周面的切削部份，包含該主軸110第n次旋轉的工件外周面的已切削完部份時，則產生該切削工具130的空揮動作。換言之，於工件外周面第n+1次旋轉(n為1以上之整數)時，該切削工具130振動復位的切削軌跡，到達工件外周面於第n次旋轉之切削工具130的切削軌跡位置即可。又，亦可以使該主軸110的第n+1次旋轉的工件外周面的切削部份，接近該主軸110第n次旋轉的工件外周面的已切削完部份，以使該接近部份的切削屑彎折斷開。
如圖4所示，第n+1次旋轉及第n次旋轉的該工件W中， 藉由切削工具130所切削之形狀的相位只要不為一致(同相位)即可，並非一定為180度反轉。例如，該主軸110旋轉一次的期間，使該工件W與該切削工具130振動前進及復位的次數作為振動數N，係可以例如為1.1、1.25、2.6、3.75(次/r)等。又，可以設定該振動數N為比1(次/r)還要少的值(0<振動數N<1.0)。當設定該振動數N為比1(次/r)還要少的值之情況下，到該切削工具台130A振動前進及復位一次為止，該主軸110係旋轉多於一次。
該工具機100中，該控制裝置180之控制部181係以規定的周期來進行動作指令。藉由該動作指令，該主軸台110A(主軸110)或該切削工具台130A(切削工具130)的來回振動係能夠根據該控制部181的指令周期所規定的振動頻率f來動作。例如，該工具機100藉由該控制部181，於1秒間可以傳送500次動作指令的情況，該控制部181的指令周期係為1(秒)÷500(次)=2(ms/次)之基準周期。
該指令周期係根據該基準周期來決定，一般來說係為該基準周期的整數倍。例如，該基準周期(2(ms))的5倍，即10(ms)作為指令周期的話，能夠以每10(ms)實行振動前進與振動復位，並可以1÷(0.002×5)=100.0(Hz)來使該主軸台110A(主軸110)或該切削工具台130A(切削工具130)進行振動前進復位。
另一方面，可以僅以該基準周期整數倍數值的倒數，所形成複數個規定限制的頻率，以使該主軸台110A(主軸110)或該切削工具台130A(切削工具130)進行振動前進復位。對應指令周期之振動頻率f的集合作為振動頻率f群，該主軸台110A或該切削工具台130A的振動頻率係由該振動頻率f群選擇之值來決定。又，藉由該控制裝置180(控制部181)亦能夠以該基準周期(2ms)整數倍以外的倍數來設定指令周期。
使該主軸台110A(主軸110)或該切削工具台130A(切削 工具130)來回振動的情況中，將該主軸110的旋轉數作為S的話，振動數N則以下式來決定。N=f×60/S。該振動數N係與振動頻率f為正比，相對於旋轉數S為反比。振動頻率f越高或者振動數N越小，該主軸110旋轉速度越高。
接著，以下就本第一實施例之工具機100的控制裝置180的具體構成作說明。本實施例的控制裝置180具有使用者可以輸入所要的旋轉數或振動數的一輸入手段182，對應所輸入的該旋轉數或振動數，以選出可選擇的振動條件，並提示給使用者的一提示手段183，及於該控制部181設定所選擇的振動條件的一設定手段184。
該輸入手段182係由聯結該提示手段183的一鍵盤或觸控面板等輸入裝置所構成，係能夠藉由使用者的輸入操作，對該提示手段183輸入該旋轉數或振動數。該提示手段183係具有一算出部183a，該算出部183a係根據該振動手段中，起因於動作指令可執行的周期之的振動頻率f，與所輸入的旋轉數或振動數，並對應振動頻率來算出接近所輸入的旋轉數或振動數的旋轉數與振動數；一選出部183b，該選出部183b係選出由該算出部183a所算出的旋轉數以及振動數所組成之各參數編組的候補；一選擇部183c，該選擇部183c係用以提示使用者可選擇的該選出部183b所選出的各參數編組的候補。該選擇部183c係相當於本發明的選擇手段。
例如，先於該控制裝置180設置一記憶體185，該記憶體185儲存了顯示相對於振動頻率f群之各振動頻率f與任意的振動數N(或旋轉數S)，旋轉數S(或振動數N)之對應關係的編組目錄，藉此，該提示手段183係可以藉由該選出部183b，將從該記憶體185儲存的編組目錄中所選出的各參數編組的候補，以接近所輸入的旋轉數或振動數之值的順序抽出。該編組目錄亦可以將該控制部181中設定的振動數N限定為複數個規定值，以限制由規定的各振動頻率f與從限定的複數個振動數N算出的 旋轉數S的組合數。又，各參數編組的候補係可以選出複數個，亦可以僅選出一個。
該提示手段183係構成聯結顯示器等所構成的表示部186，並且該提示手段183所選出的編組的候補係顯示於該表示部186。該設定手段184具有例如顯示器的觸控面板等，並藉由觸控操作該表示部186顯示的編組候補，使用者可選擇所需的編組，並於該控制部181設定所選的組合，以作為含有該振度頻率f的振動條件之參數。該控制部181係根據該設定手段184所設定的振動條件，來控制該主軸110或該振動手段、進給手段，以於該工具機100實行該工件W的振動切削加工。使用者可以容易的掌握該工具機100能夠選擇的振動條件，藉由使用者所掌握並選擇的振動條件而可以容易的於該工具機100中進行加工。又，使用者輸入所需的旋轉數或振動數係可以使用如本發明之鍵盤或觸控面板等輸入裝置以外，亦可以例如將該旋轉數S或振動數N的值記載於加工程式中，或者設定該振動數N作為規定程式區塊(程式中的一行)中的參數。
於加工程式中的程式區塊將該振動數N設定為參數的情況下，一般來說係將加工程式上所記載的該主軸110的旋轉數S，與由程式區塊的執行被叫出來的參數之振動數N輸入至該提示手段183。又，雖然係以該提示手段183(算出部183a)根據振動頻率f與所輸入的旋轉數或振動數來算出旋轉數與振動數為例子作說明，惟，本發明在此不作限制。例如，不使用如同由規定的目錄求出旋轉數或振動數一樣之計算的情況下亦可適用。又，該選擇部183c係可以於該表示部186表示編組候補，亦可以例如將編組候補以聲音傳達給使用者。
圖5係表示第一實施例之控制裝置180的振動條件設定流程圖之一例。又，第一實施例中，於該控制裝置180係預先設有儲存該編組目錄的記憶體185。該提示手段183係通過該輸入手段182判定使用者是 否輸入旋轉數或振動數(步驟101)。
當旋轉數或振動數被輸入時(步驟101：判定YES)，該提示手段183將所輸入的旋轉數或振動數設定為目標值，係用以選出編組(步驟102)。例如，當旋轉數被輸入時，將所輸入的旋轉數設定作為目標旋轉數Su，當振動數被輸入時，將所輸入的振動數設定作為目標振動數Nu，並將設定的目標旋轉數Su或目標振動數Nu儲存於該記憶體185。
該提示手段183係選出接近目標旋轉數Su或目標振動數Nu之振動條件的編組候補(步驟103)。例如，根據目標旋轉數Su選出編組候補的情況下，該提示手段183係將步驟101中記憶體185儲存的目標旋轉數Su與編組目錄中各編組的旋轉數作比較，並抽出接近目標旋轉數Su的編組作為選擇候補。具體來說，該提示手段183係算出目標旋轉數Su與各編組旋轉數的差，並以差值小者依序作為選擇候補抽出。
接著，該提示手段183將選出的編組作為該工具機100可實行的振動條件的選擇候補，通過該表示部186表示給使用者(步驟104)。
提示之編組候補係為複數的情況下，該表示部186表示各編組候補，以從複數個編組候補中可選一個作為振動條件，於該表示部186可以表示決定按鈕以及取消按鈕，讓使用者選擇後，係可以決定或取消選擇後的編組以作為振動條件。藉由實施決定按鈕，係可以構成於該控制部181中，設定將選擇後的編組以及振動頻率f以作為振動條件的參數。當表示複數個編組候補時，例如，亦能夠以接近目標旋轉數Su或目標振動數Nu的值為順序排序並表示，藉此，可以容易進行各編組之比較。當所提示之編組候補係為一個的情況下，該表示部186可以表示決定按鈕以及取消按鈕以作為兩個選擇，而可以決定或取消所提示的編組以作為振動條件。
接著，判定使用者之輸入係為編組的選擇還是取消(步驟105)。使用者之決定或取消的操作係能夠構成可以通過顯示器的觸控面板 等其他輸入手段182來進行輸入。提示之編組候補取消的情況下(圖5之步驟105中判定為NO)，該提示手段183消去該表示部186之編組表示，並切換為顯示輸入所需的旋轉數或振動數，讓使用者可以通過該輸入手段182輸入來進行控制。
以經提示之編組候補中選擇的編組來決定的情況(步驟105中判定為YES)，該設定手段184係將決定後的編組之旋轉數作為旋轉數N、將振動數作為振動數N，將振動頻率作為振動頻率f，以於該控制部181中設定振動條件之各參數(步驟106)。經設定的各參數係可以儲存於該記憶體185以作為振動條件的選擇歷程。
該控制部181經由該設定手段184以經設定的各參數作為振動條件，來使該主軸110以及該切削工具130動作，以進行該工件W振動切削加工。藉此，對應使用者所輸入的所需旋轉數或振動數，該工具機100係可以從可實行的振動條件之編組候補中進行選擇，因此，可以選擇接近使用者所需的振動條件之條件，且掌握振動條件來進行該工件W的振動切削加工。
例如，相對於振動頻率f群係為25.0、26.3、27.8、...、71.4、83.3、100.0(Hz)之工具機，可選擇的振動數N僅為1.5、2.5、3.5、4.5之情況下，如第1表所示，由振動頻率f群的各振動頻率f，與可選擇的振動數N所算出的旋轉數對應表，係儲存於該記憶體185以作為選出編組候補時所使用的編組目錄。如圖6A所示，於該表示部186顯示所需旋轉數的輸入窗口，藉由使用者的輸入操作對輸入手段182輸入旋轉數=1500(r/min)的情況下，該提示手段183設定目標旋轉數Su為1500。
接著，該提示手段183算出目標旋轉數Su=1500(r/min)，與編組目錄的各旋轉數之差，差為小之編組，即接近目標旋轉數Su=1500的編組作為使用者可選擇的振動條件編組候補而選出。將所提示的編組以接近目標旋轉數Su的順序選出3個的情況時，以接近所輸入的旋轉數之順序而選擇1500、1538、1429，且對應各旋轉數，S=1500、N=2.5、f=62.5，與S=1538、N=1.5、f=38.5，及S=1429、N=3.5、f=83.3之三個組合作為選 擇候補而被選出。
接著，如圖6B所示，於該表示部186各編組候補係隨著該選擇按鈕187、該決定按鈕188及該取消按鈕189顯示。例如，如圖6C所示，當使用者選擇旋轉數S=1500(r/min)之編組選擇按鈕187，並選擇該決定按鈕188時，該設定手段184對該控制部181係設定為旋轉數S=1500(r/min)、振動數N=2.5(次/r)、振動頻率f=62.5(Hz)。該控制部181係根據所設定的振動條件來控制該主軸110的旋轉及該切削工具130的振動前進後退，以進行該工件的振動切削加工。
據此，於實際上該工具機100可設定的振動條件中，使用者係可以選擇接近所輸入的期望旋轉數之振動條件，因此，可以掌握設定的振動條件以進行所需的振動切削加工。特別是，藉由使用限定振動數N為整數+0.5之值的編組目錄，工件外周面產生的切削軌跡相位，係該主軸110之每旋轉180°進行反轉，因此使用者可以選擇具有接近所需旋轉數的旋轉數之振動條件，且確實的切斷切削屑。
本發明第二實施例係為在第一實施例之控制裝置180使用別的振動條件編組目錄，其他構成係與第一實施例共通，因此省略共通事項之說明。於此，詳細說明本案第二實施例，前述之第一實施例中步驟102之選出編組候補時，該設定手段184係將通過該輸入手段182所輸入的所需旋轉數設定為確定值之目標旋轉數Su，並根據由目標旋轉數Su與各振動頻率f所算出的振動數之值，以選出選擇候補之編組。例如，相對於振動頻率f群係為25.0、26.3、27.8、...、71.4、83.3、100.0(Hz)之工具機100，藉由該輸入手段182輸入1500作為旋轉數的值的情況下，目標旋轉數Su係設定為1500(r/min)。
接著，如第2表所示對於各振動頻率f，係算出目標旋轉數Su=1500(r/min)的振動數。對該提示手段183所算出的振動數，抽出接近整數+0.5之值的情況下，係比較所算出的振動數的小數點以下的值，與整數+0.5的差，差值小的編組係作為使用者可選擇的振動條件候補而選出。
例如，算出所提示的編組侯補之振動數的小數點以下之值，與整數+0.5的差，係以差小的順序選出3個的情況時，該提示手段183係 以差小的順序選出0.00、0.04、0.07，並作為所選出的差小值之編組將S=1500、N=2.5、f=62.5，與S=1500、N=1.54、f=38.5，及S=1500、N=1.43、f=35.7作為候補。
藉此，將使用者輸入的所需旋轉數固定為目標旋轉數Su，並可以根據該目標旋轉數Su，從所選出的編組侯補中設定使用者所需的振動條件，以進行振動切削加工。又，亦可以將使用者藉由該輸入手段182輸入的值作為振動數而不作為旋轉數，將所輸入的所需振動數固定為目標振動數Nu，並與從目標振動數Nu與振動頻率f群之各振動頻率f所算出的旋轉數作為編組侯補。
提示編組侯補時，以大的旋轉數之值的順序選出侯補以外，亦可以將振動頻率f的最高值、中間值、最低值之三個值作為侯補而選出。又，亦可以從所算出的編組中將欲先決定的設定範圍內的旋轉數之值作為候補選出。
本發明第三實施例係使用第一實施例之控制裝置180，並使用其他振動條件之設定程式流程，其他構成係與第一實施例共通，因此省略共通事項之說明。於此，詳細說明本案第三實施例，前述控制部180具有一追加手段，該追加手段係由使用者的指示重新選出與該表示部186中所提示的編組侯補相異之編組候補，重新選出提示於該表示部186的編組侯補。例如，該追加手段係將藉由該提示手段183所選出的編組候補表示於該表示部186時，該表示部186係顯示追加相異編組的追加按鈕，於該輸入手段182控制判斷有無選擇該追加按鈕。
圖7係表示第三實施例中振動條件的設定流程圖之例子。圖7中，步驟301~306係與第一實施例的步驟101~106進行同樣處理，因此省略說明。由步驟304提示編組侯補時，如圖8所示，係顯示可追加相異編組後補的追加按鈕190，並確認該追加按鈕190是否被選擇(圖7的 步驟307)。
該追加按鈕190被選擇的情況下(判定為YES)，該提示手段183從編組目錄選出和已提示之編組候補相異的編組候補(步驟308)。被追加的編組候補係為，接近於藉由步驟303所抽出的編組目錄中的目標旋轉數Su或目標振動數Nu之編組之中，已提示之編組的次接近(誤差為小)編組所選出。
例如，構成以接近順序提示三個編組候補的情況下，對應選擇追加按鈕的次數，由接近的編組開始第4、第5、第6、...依順序追加並提示。於步驟308所選出的編組候補係於步驟304中於表示部186追加表示。
據此，藉由追加相異編組候補，可以讓使用者選擇的候補增加，提高振動條件的選擇自由度。再者，該提示手段183係可以為於該表示部186顯示之構成，藉由聲音輸入輸出之構成，或者上述之組合之構成亦可。
本發明第四實施例係使用第一實施例之控制裝置180，並使用其他表示內容，其他構成係與第一實施例共通，因此省略共通事項之說明。於此，詳細說明本案第四實施例，如圖9所示，於該表示部186係表示所需旋轉數S、振幅進給比率Q、振動數N、切削進給、材料徑的輸入欄191，使用者可以輸入旋轉數S、振幅進給比率Q、振動數N、切削進給、材料徑。圖9的情況中，係設定切削進給=0.03(mm/r)、材料徑=10(mm)。切削進給相當於該工件W每旋轉一次的進給量。振幅進給比率Q與振動數N並未於該輸入欄191設定的情況下，亦可以為預先決定的默認值。例如，振幅進給比率Q的默認值可以為1.5、而作為默認值可選擇的振動數N可以為1.5、2.5、3.5、4.5(次/r)。並藉由於該輸入欄191設定目標旋轉數Su=1500(r/min)，該提示手段183將該目標旋轉數Su設定為1500。
該提示手段183將提示之編組以接近目標旋轉數Su的順序選擇三個之構成的情況中，以接近所輸入的旋轉數而選擇1500、1538、1429。旋轉數S=1500、振動數N=2.5、頻率f=62.5之第一後補，如圖10所示，於該表示部186係顯示，表示欄192以及圖表欄193等、下一步按鈕187a、決定按鈕188。於該表示欄192係顯示旋轉數、振動數、頻率等各參數之編組。
該圖表欄193中，係將切削工具位置與主軸相位分別作為縱橫軸之二次元振動動作以圖表顯示。該主軸110之第一次旋轉中該切削工具130的切削軌跡以實線表示，該主軸110之第二次旋轉中該切削工具130的切削軌跡以虛線表示。單點虛線表示切削進給，兩點虛線表示最大實際進給。該最大實際進給係由已設定的切削進給、振幅進給比率Q、及振動數N所求出，且係為通過主軸相位0°與主軸110的第一次旋轉中的切削工具130之振動前進的終點(振動復位的起點)的直線，從該圖表可知，該切削工具130係以比設定之切削進給(單點虛線)還要大的以最大實際進給進行動作。又，從該圖表可知，於主軸相位72°、216°、360°附近產生空揮動作。
使用者選擇該下一步按鈕187a的情況下，於該表示部186表示作為第二候補的旋轉數S=1538、振動數N=1.5、頻率f=38.5。詳言之，如圖11所示，於該表示部186係顯示該表示欄192以及圖表欄193或下一步按鈕187a，上一步按鈕187b、決定按鈕188等。於該圖表欄193，係表示二次元振動動作圖表。與圖10相同，該主軸110的第一次旋轉中之切削工具130的切削軌跡示以實線表示，該主軸110的第二次旋轉中切削工具130的切削軌跡以虛線表示，且可知主軸相位120°、360°附近產生空揮動作。
當使用者選擇該上一步按鈕187b時，於圖10所說明之表示 部186所顯示。另一方面，使用者於圖11的表示部186選擇該下一步按鈕187a的情況下，該表示部186係表示作為第三候補的旋轉數S=1429、振動數N=3.5、頻率f=83.3。詳言之，如圖12所示，於該表示部186係顯示該表示欄192以及圖表欄193或上一步按鈕187b、決定按鈕188等。於該圖表欄193，係表示二次元振動動作圖表。與圖10、13相同，該主軸110的第一次旋轉中之切削工具130的切削軌跡示以實線表示，該主軸110的第二次旋轉中切削工具130的切削軌跡以虛線表示，且從該圖表可知主軸相位51.4°、154.2°、257°、360°附近產生空揮動作。
依圖10、13、14的順序進行參考後，使用者例如欲選擇第一候補(S=1500、N=2.5、f=62.5)的情況下，於圖12的表示部186選擇上一步按鈕187b後，則顯示圖11的表示部186。且，於圖11的表示部186選擇上一步按鈕187b的話，係顯為圖10的表示部186。然後，使用者於圖10的表示部186選擇決定按鈕的話，該設定手段184係對該控制部181設定旋轉數S=1500(r/min)、振動數N=2.5(次/r)、振動頻率f=62.5(Hz)。
又，於第四實施例亦可以適用於第三實施例所說明的追加手段，能夠重新選出與該表示部186所示之三個編組候補相異的編組候補。
雖然本發明已利用上述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (6)

  1. 一種工具機的控制裝置，係設於一工具機，該工具機具備一切削工具，該切削工具切削加工一工件；一旋轉手段，該旋轉手段使該切削工具及該工件相對旋轉；一進給手段，該進給手段使該切削工具及該工件於規定的加工進給方向進給並作動；及一振動手段，該振動手段使該切削工具與該工件相對振動前進復位，該工具機的控制裝置具有一控制部，該控制部係藉由該切削工具與該工件的相對旋轉，以及隨著該切削工具對該工件的振動前進復位之進給動作，於該工具機中實行該工件的振動切削加工，其中，該工具機的控制裝置具有一輸入手段，該輸入手段係輸入該切削工具與該工件的相對旋轉數或振動數；一選擇手段，該選擇手段係能夠選擇由該旋轉數以及該振動數所組成的各參數之編組，且該旋轉數以及該振動數係根據該振動手段中起因於動作指令可執行的周期之振動頻率，及通過該輸入手段輸入的旋轉數或振動數所求得；及一設定手段，該設定手段係於該控制部設定該旋轉數以及振動數的各參數，該旋轉數及振動數係根據從該選擇手段可選擇的編組中所選擇之規定的編組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之工具機的控制裝置，其中，該選擇手段係表示可選擇之求得的旋轉數以及振動數所組成的各參數之編組。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之工具機的控制裝置，其中，係以圖像來表示顯示各參數的編組與對應該各參數的編組之振動動作之圖表。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之工具機的控制裝置，其中，該控制部係具有根據該振動頻率的複數個編組所組成之編組目錄，該選擇手段，係通過該輸入手段可從該編組目錄中選擇與所輸入的值的差較小的編組。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之工具機的控制裝置，其中，該控制部係具有一追加手段，該追加手段係藉由該選擇手段重新選出與可選擇編組相異的編組，該選擇手段係能夠選擇藉由該追加手段所選出之相異編組。
  6. 一種工具機，係具有如申請專利範圍第1項所述之工具機的控制裝置。
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