WO2022239721A1 - 工作機械 - Google Patents

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WO2022239721A1
WO2022239721A1 PCT/JP2022/019623 JP2022019623W WO2022239721A1 WO 2022239721 A1 WO2022239721 A1 WO 2022239721A1 JP 2022019623 W JP2022019623 W JP 2022019623W WO 2022239721 A1 WO2022239721 A1 WO 2022239721A1
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WO
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movement
feed
vibration
cutting
main shaft
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PCT/JP2022/019623
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克宏 篠宮
武史 池ケ谷
正太郎 加茂
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スター精密株式会社
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    • G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43132—Rotation speed as function of minimum wave energy, toolwear, first learn for different speeds

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool that cuts a workpiece held by a spindle.
  • an NC (numerical control) lathe that has a spindle that grips a workpiece. Longer chips from a workpiece that rotates with the spindle can affect machining of the workpiece. Therefore, vibration cutting is performed in which chips are separated by feeding the tool while alternately repeating a cutting movement for cutting the tool into the work along the feed axis and a return movement for moving the tool away from the work. Chips are also called chips. The state of chip breakage changes depending on the phase of the spindle, the amplitude of vibration, the feed speed during cutting movement, and the feed speed during return movement. The operator causes the NC lathe to perform vibration cutting while adjusting these parameters on the machining program.
  • the machine tool disclosed in Patent Document 1 calculates the position on the real feed line where the tool is positioned at the time of completion of one vibration as the return position based on the number of tool vibrations and the tool feed amount determined for one rotation of the spindle. Then, a direction change point at which forward movement (incision movement) is switched to return movement (return movement) is set on an amplitude line offset from the actual feed line by an amplitude obtained by multiplying the feed amount by a predetermined amplitude feed ratio, and the direction change point is set. The tool is made to reach the point, and when one vibration is completed, the tool is returned from the direction change point to the return position on the actual feed line. Since the amplitude feed ratio is predetermined, the amplitude cannot be adjusted.
  • the operator must adjust at least a portion of the phase of the spindle, the amplitude of vibration, the feed rate during the infeed movement, and the feed rate during the return movement by trial and error in order to effectively break up the chips.
  • the machine tool disclosed in Patent Document 1 cannot adjust the amplitude of vibration. Therefore, it is desired to simplify the setting of vibration cutting conditions while also considering the amplitude.
  • the above-described problems are not limited to lathes, but exist in various machine tools such as machining centers.
  • the present invention discloses a machine tool capable of facilitating vibration cutting settings.
  • the machine tool of the present invention is a rotary drive unit that rotates a spindle that grips a workpiece; a feed drive unit for moving at least one of the tool for cutting the workpiece and the main shaft to be driven along the feed shaft;
  • the feed movement of the driven object is controlled so as to accompany vibration including a cutting movement along the feed shaft in a direction in which the tool cuts into the work and a return movement in a direction opposite to the cutting movement during cutting of the work.
  • a control unit The feed rate (Fa) of the driven object when not vibrating, the rotation speed (K) of the main shaft required for one cycle of the vibration, and the return amount (R), which is the distance of the return movement in one cycle of the vibration.
  • the position of the driven object changes per cycle of the vibration based on the feed rate (Fa) of the driven object when not vibrating, the rotation speed (K) of the main shaft, and the return amount (R). Determining at least one parameter from a depth of cut (D) which is a distance, a speed (F) of the driven object during the cutting movement, and a speed (B) of the driven object during the return movement, A mode is provided in which the position of the driven object during the feed movement is controlled using at least the determined parameter.
  • the machine tool of the present invention is a rotary drive unit that rotates a spindle that grips a workpiece; a feed drive unit for moving at least one of the tool for cutting the workpiece and the main shaft to be driven along the feed shaft;
  • the feed movement of the driven object is controlled so as to accompany vibration including a cutting movement along the feed shaft in a direction in which the tool cuts into the work and a return movement in a direction opposite to the cutting movement during cutting of the work.
  • a control unit The number of rotations per unit time (S) of the main shaft, the feed speed (Fa) of the driven object when not vibrating, the number of rotations (K) of the main shaft required for one cycle of the vibration, the above in one cycle of the vibration, The return amount (R), which is the distance of the return movement, and the position of the driven object at the first change point from the cutting movement to the return movement and the drive at the second change point from the return movement to the cutting movement.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration example of an electrical circuit of a machine body
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a tool position with respect to a spindle rotation angle when the number of spindle rotations K required for one oscillation cycle is 2
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a tool position with respect to a spindle phase when the number of spindle revolutions K required for one vibration cycle is 2
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a tool position with respect to a spindle rotation angle when the number of spindle rotations K required for one vibration cycle is 3
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration example of an electrical circuit of a machine body
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a tool position with respect to a spindle rotation angle when the number of spindle rotations K required for one oscillation cycle is 2
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a tool position
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a tool position with respect to a spindle rotation angle when the spindle rotation number K required for one vibration cycle is 2 ⁇ 3.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of tool positions with respect to the spindle phase when the number of spindle revolutions K required for one vibration period is 2 ⁇ 3.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of a tool position with respect to the spindle phase when the spindle rotation speed K required for one vibration period is 2/5;
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of controlling the position of a tool during feed movement based on a vibration feed command; It is a figure which shows typically the example of a machine tool provided with a machine-learning part.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically showing an example of learning processing; 4 is a flowchart schematically showing an example of vibration control processing; It is a figure which shows typically the example of a machine main body provided with a machine-learning part.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the structure of an information table;
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing an example of controlling the position of a tool during feed movement based on a vibration feed command with no return amount R;
  • a machine tool 1 As illustrated in FIGS. 1, 2, etc., a machine tool 1 according to one aspect of the present technology includes a rotation drive section U1, a feed drive section U2, and a control section U3.
  • the rotary drive unit U1 rotates the main shaft 11 that grips the work W1.
  • the feed drive unit U2 moves the tool TO1 for cutting the workpiece W1 and at least one of the main shaft 11 to be driven (for example, the tool TO1) along the feed axis F1.
  • the control unit U3 controls vibration including a cutting movement M1 in the direction in which the tool TO1 cuts into the work W1 along the feed axis F1 and a return movement M2 in the direction opposite to the cutting movement M1 during cutting of the work W1. to control the feed movement of the driven object.
  • the control unit U3 controls the feed speed (Fa) of the driven object when not vibrating, the rotation speed (K) of the main shaft 11 required for one cycle of the vibration, and the return movement M2 in one cycle of the vibration.
  • a return amount (R), which is a distance, is acquired.
  • the control unit U3 controls the feed rate (Fa) of the driven object when not vibrating, the rotation speed (K) of the main shaft 11, and the return amount (R) based on at least a depth of cut (D) that is a distance by which the position of the driven object changes, a speed (F) of the driven object during the inward movement, and a speed (B) of the driven object during the return movement Determine one parameter. Further, the control unit U3 controls the position of the driven object during the feed movement using at least the determined parameters.
  • the operator can set the return amount (R) in addition to the feed rate (Fa) of the driven object when not vibrating and the rotation speed (K) of the main shaft 11, so the amplitude of the vibration is taken into consideration. Parameters can be set.
  • the operator In order to control the position of the driven object during feed movement, the operator must set at least some of the cutting depth (D), cutting speed (F), and return speed (B). may Therefore, Aspect 1 above can provide a machine tool that facilitates the setting of vibration cutting.
  • machine tools include lathes, machining centers, and the like.
  • the feed drive may move the tool along the feed axis without moving the work, may move the work along the feed axis without moving the tool, or may move both the tool and the work. may be moved along the feed axis.
  • the control unit may receive an input for a parameter that has not been determined among the depth of cut (D), the speed (F) during the cutting movement, and the speed (B) during the return movement.
  • the control unit determines at least one of a speed (F) during the cutting movement and a speed (B) during the return movement based on parameters Fa, K, and R, and determines at least the cutting amount ( The input of D) may be accepted.
  • the control unit controls the depth of cut (D) based on the feed rate (Fa) of the driven object in a non-vibrating state, the rotation speed (K) of the main shaft, and the return amount (R). , the speed (F) during the inward movement and the speed (B) during the return movement.
  • the control unit controls the position of the driven object during the feed movement based on the depth of cut (D), the speed (F) during the cut movement, and the speed (B) during the return movement.
  • Aspect 2 above can provide a machine tool that further facilitates the setting of vibration cutting.
  • the control unit U3 sets the denominator of the rotation speed (K) of the main shaft 11 to an odd number OD of 3 or more and the numerator of the rotation speed (K) of the main shaft 11 to 2.
  • the difference in rotation angle of the main shaft 11 may be controlled to be ⁇ (K/2) ⁇ 360 ⁇ °.
  • this aspect can provide a suitable example of breaking chips when the number of rotations K of the main shaft required for one period of vibration is smaller than 1.
  • the machine tool 1 includes a rotation drive section U1, a feed drive section U2, a control section U3, and a machine learning section U4.
  • the rotary drive unit U1 rotates the main shaft 11 that grips the work W1.
  • the feed drive unit U2 moves at least one of the tool TO1 for cutting the work W1 and the main shaft 11 along the feed axis F1.
  • the control unit U3 controls vibration including a cutting movement M1 in the direction in which the tool TO1 cuts into the work W1 along the feed axis F1 and a return movement M2 in the direction opposite to the cutting movement M1 during cutting of the work W1. to control the feed movement of the driven object.
  • the machine learning unit U4 determines the number of revolutions per unit time (S) of the main shaft 11, the feed rate (Fa) of the driven object when not vibrating, the number of revolutions of the main shaft 11 required for one cycle of the vibration (K ), the return amount (R), which is the distance of the return movement M2 in one cycle of the vibration, and the position of the driven object and the return movement at the first change point C1 from the cutting movement M1 to the return movement M2.
  • Machine learning based on the determination result (E) of whether or not there is overlap with the position of the driven object at the second change point C2 from M2 to the cutting movement M1, the number of revolutions per unit time of the main shaft 11 Rotation of the main shaft 11 that causes the positions of the driven object to overlap at the first change point C1 and the second change point C2 based on (S) and the feed speed (Fa) of the driven object when not vibrating.
  • Generate a trained model LM that causes a computer to determine the number (K) and the return quantity (R).
  • this aspect can provide a machine tool that generates a learned model that facilitates setting up vibration cutting.
  • the machine tool may be a combination of a machine body and a computer connected to the machine body.
  • S spindle rotation per unit time
  • Fa feed rate
  • R return amount
  • the control unit U3 inputs the number of revolutions (S) of the spindle 11 per unit time and the feed speed (Fa) of the driven object in a non-vibrating state to generate the learned model LM.
  • the number of revolutions (K) and the return amount (R) of the main shaft 11 determined by the execution may be obtained.
  • the control unit U3 adjusts the vibration by 1 based on the feed speed (Fa) of the driven object in the non-vibrating state, the obtained rotational speed (K) of the main shaft 11, and the obtained return amount (R).
  • the control unit U3 may use at least the determined parameter to control the position of the driven object during the feed movement.
  • FIG. 1 schematically illustrates the configuration of a lathe as an example of a machine tool 1 including a machine body 2 and a computer 100.
  • the machine tool 1 shown in FIG. 1 is an NC lathe equipped with an NC (numerical control) device 70 for numerically controlling machining of a workpiece W1. Since the computer 100 is not an essential element in the machine tool 1, the machine body 2 itself to which the computer 100 is not connected can also be the machine tool of the present technology.
  • the machine tool 1 includes a headstock 10 incorporating a spindle 11 having a gripping portion 12, a headstock drive unit 14, a tool post 20, a feed drive unit U2 of the tool post 20, and an NC device that is an example of a control unit U3. 70, etc. in the machine body 2.
  • the headstock 10 collectively refers to a front headstock 10A and a back headstock 10B, which is also called an opposing headstock.
  • a front spindle 11A having a gripping portion 12A such as a collet is incorporated in the front headstock 10A.
  • the back headstock 10B incorporates a back spindle 11B having a gripping portion 12B such as a collet.
  • the main shaft 11 collectively refers to a front main shaft 11A and a back main shaft 11B, which is also called an opposing main shaft.
  • the gripping portion 12 is a general term for gripping portion 12A and gripping portion 12B.
  • the headstock driving section 14 collectively refers to a front headstock driving section 14A that moves the front headstock 10A and a back headstock driving section 14B that moves the back headstock 10B.
  • the rotary drive unit U1 of the main shaft 11 includes a motor 13A that rotates the front main shaft 11A about the main shaft centerline AX1, and a motor 13B that rotates the back main shaft 11B about the main shaft centerline AX1.
  • the motors 13A and 13B can be built-in motors built into the main shaft. Of course, the motors 13A, 13B may be arranged outside the main shaft 11.
  • the control axes of the machine body 2 shown in FIG. 1 include the X-axis indicated by "X”, the Y-axis indicated by “Y”, and the Z-axis indicated by "Z".
  • the Z-axis direction is a horizontal direction along the spindle center line AX1, which is the center of rotation of the workpiece W1.
  • the X-axis direction is a horizontal direction orthogonal to the Z-axis.
  • the Y-axis direction is a vertical direction perpendicular to the Z-axis.
  • the Z-axis and the X-axis may not be orthogonal as long as they intersect, the Z-axis and the Y-axis may not be orthogonal as long as they intersect, and the X-axis and the Y-axis may intersect. It does not have to be orthogonal if it is.
  • the drawings referred to in this specification merely show examples for explaining the present technology, and do not limit the present technology. Also, the description of the positional relationship of each part is merely an example. Therefore, reversing left and right, reversing the direction of rotation, etc. are also included in the present technology. Also, the sameness in terms of direction, position, etc. is not limited to strict matching, and includes deviation from strict matching due to an error.
  • the machine tool 1 shown in FIG. 1 is a movable spindle lathe.
  • the front headstock drive section 14A moves the front headstock 10A in the Z-axis direction
  • the back headstock drive section 14B moves the back headstock 10B in the Z-axis direction. move.
  • the machine tool 1 may be a fixed spindle type lathe in which the front headstock 10A does not move, or the front headstock 10A may move in the Z-axis direction without moving the back headstock 10B.
  • the front spindle 11A releasably grips the workpiece W1 with the gripping portion 12A, and is rotatable together with the workpiece W1 around the spindle center line AX1.
  • the workpiece W1 before processing is, for example, a cylindrical (rod-shaped) elongated material
  • the workpiece W1 may be supplied from the rear end (the left end in FIG. 1) of the front main shaft 11A to the gripping portion 12A.
  • a guide bush may be arranged on the front side (right side in FIG. 1) of the front main spindle 11A to support the workpiece W1 so as to be slidable in the Z-axis direction.
  • the workpiece W1 may be supplied from the front end of the front spindle 11A to the gripper 12A.
  • the motor 13A rotates the front spindle 11A together with the workpiece W1 about the spindle centerline AX1.
  • the work W1 after front machining is transferred from the front main spindle 11A to the back main spindle 11B.
  • the back spindle 11B releasably grips the workpiece W1 after front machining by the gripping portion 12B, and is rotatable together with the workpiece W1 about the spindle centerline AX1.
  • the motor 13B rotates the back spindle 11B together with the work W1 about the spindle centerline AX1.
  • the work W1 after the front surface processing becomes a product by rear surface processing.
  • a plurality of tools TO1 for machining the workpiece W1 are attached to the tool post 20, and it is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are examples of the feed axis F1.
  • the tool rest 20 may move in the Z-axis direction.
  • the tool post 20 may be a turret tool post, a comb-shaped tool post, or the like.
  • the plurality of tools TO1 include cutting tools including cut-off cutting tools, rotary tools such as rotary drills and end mills, and the like.
  • the feed driving unit U2 moves the tool post 20 to which the plurality of tools TO1 are attached along the feed axis F1.
  • the object to be driven by the feed drive unit U2 is the tool TO1, and the feed drive unit U2 moves the tool TO1 along the feed axis F1.
  • the computer 100 connected to the NC device 70 includes a CPU (Central Processing Unit) 101 that is a processor, a ROM (Read Only Memory) 102 that is a semiconductor memory, a RAM (Random Access Memory) 103 that is a semiconductor memory, a storage device 104, It has an input device 105, a display device 106, an audio output device 107, an I/F (interface) 108, a clock circuit 109, and the like.
  • a control program for the computer 100 is stored in the storage device 104 , read out to the RAM 103 by the CPU 101 , and executed by the CPU 101 .
  • a semiconductor memory such as a flash memory, a magnetic recording medium such as a hard disk, or the like can be used for the storage device 104 .
  • a pointing device, a keyboard, a touch panel attached to the surface of the display device 106, or the like can be used as the input device 105.
  • FIG. The I/F 108 is wired or wirelessly connected to the NC device 70 and receives data from the NC device 70 and transmits data to the NC device 70 .
  • the connection between the computer 100 and the machine body 2 may be network connection such as the Internet or an intranet.
  • the computer 100 includes a personal computer including a tablet terminal, a mobile phone such as a smart phone, and the like.
  • FIG. 2 schematically illustrates the configuration of the electric circuit of the machine body 2.
  • the NC device 70 which is an example of the control unit U3, includes an operation unit 80, a rotation drive unit U1 for the spindle 11, a headstock drive unit 14, a feed drive unit U2 for the tool post 20, and the like. is connected.
  • the rotary drive unit U1 includes a motor 13A and a servo amplifier (not shown) for rotating the front main shaft 11A, and a motor 13B and a servo amplifier (not shown) for rotating the back main shaft 11B.
  • the headstock drive 14 includes a front headstock drive 14A and a back headstock drive 14B.
  • the feed drive unit U2 includes servo amplifiers 31 and 32 and servo motors 33 and .
  • the NC device 70 includes a CPU 71 as a processor, a ROM 72 as a semiconductor memory, a RAM 73 as a semiconductor memory, a clock circuit 74, an I/F 75, and the like. Therefore, the NC device 70 is a kind of computer.
  • the I/Fs of the operation section 80, the rotation drive section U1, the headstock drive section 14, the feed drive section U2, the computer 100, etc. are collectively indicated as I/F 75.
  • the ROM 72 is written with a control program PR1 for interpreting and executing the machining program PR2.
  • the ROM 72 may be a rewritable semiconductor memory.
  • the RAM 73 rewritably stores a machining program PR2 created by the operator.
  • a machining program is also called an NC program.
  • the CPU 71 implements the functions of the NC device 70 by executing the control program PR1 recorded in the ROM 72 using the RAM 73 as a work area.
  • part or all of the functions realized by the control program PR1 may be realized by other means such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the operation unit 80 includes an input unit 81 and a display unit 82 and functions as a user interface for the NC device 70.
  • the input unit 81 is composed of, for example, buttons and a touch panel for receiving operation input from an operator.
  • the display unit 82 is composed of, for example, a display that displays the contents of various settings received by the operator and various information regarding the machine body 2 .
  • the operator can use the operation unit 80 or the computer 100 to store the machining program PR2 in the RAM73.
  • the feed drive unit U2 drives a servo amplifier 31 connected to the NC device 70 and a servo motor 33 connected to the servo amplifier 31 in order to move the tool post 20 along the X-axis, which is an example of the feed axis F1. I have. Further, the feed drive unit U2 includes a servo amplifier 32 connected to the NC device 70 and a servo motor connected to the servo amplifier 32 in order to move the tool post 20 along Y, which is an example of the feed axis F1. 34.
  • the servo amplifier 31 controls the position and movement speed of the tool post 2 in the X-axis direction according to commands from the NC device 70 .
  • the servo amplifier 32 controls the position and movement speed of the tool post 20 in the Y-axis direction according to commands from the NC device 70 .
  • the servo motor 33 has an encoder 35, rotates according to a command from the servo amplifier 31, and moves the tool post 20 in the X-axis direction via a feed mechanism and guides (not shown). Equipped with a servo motor 34 and an encoder 36, it rotates according to a command from the servo amplifier 32, and moves the tool post 20 in the Y-axis direction via a feed mechanism and guides (not shown).
  • a mechanism using a bolt screw or the like can be used as the feed mechanism.
  • a sliding guide such as a combination of a dovetail and a dovetail groove can be used as the guide.
  • the NC device 70 issues a position command to the turbo amplifiers 31 and 32 when the tool post 20 to which the tool TO1 is attached is moved.
  • the servo amplifier 31 receives an X-axis position command input from the NC device 70, inputs position feedback based on the output from the encoder 35 of the servo motor 33, corrects the position command based on the position feedback, and operates the servo motor 33. output a luc command to Thereby, the NC device 70 controls the position of the table 20 during feed movement along the X-axis as the feed axis F1. It can also be said that the NC device 70 controls the position of the tool TO1 during glue movement along the X-axis.
  • the servo amplifier 32 receives an axis position command from the NC device 70, inputs a position feedback based on the output from the encoder 36 of the servo motor 34, corrects the position command based on the position feedback, and Output torque command to .
  • the NC device 70 controls the position of the tool post 20 during the feed movement along the Y-axis as the feed axis F1. It can also be said that the NC device 70 controls the position of the tool TO1 during feed movement along the Y-axis.
  • the headstock drive unit 14 also includes a servo amplifier and a servo motor.
  • the front headstock drive section 14A moves the front headstock 10A in the Z-axis direction via a feed mechanism and guides (not shown), and the back headstock drive section 14B moves in the Z-axis direction via a feed mechanism and guides (not shown).
  • the back headstock 10B is moved.
  • chips also called chips
  • the feed drive unit U2 causes the tool TO1 to cut into the work W1 rotating about the spindle center line AX1 along the feed axis F1 without vibrating, continuous long chips are generated.
  • a continuous long chip may affect the machining of the work W1. Therefore, as exemplified in FIG. 3, when cutting the workpiece W1, the chips are divided by vibration cutting, in which the tool TO1 is repeatedly moved forward and backward along the feed axis F1 (X-axis or Y-axis). .
  • the state of cutting chips changes depending on the phase of the spindle 11, the amplitude of vibration, the feed speed during cutting movement, and the feed speed during return movement.
  • FIG. 3 schematically illustrates the tool position with respect to the spindle rotation angle when the spindle rotation number K required for one tool miss, that is, the spindle rotation number K required for one oscillation period is 2.
  • Tool miss means that the workpiece W1 is not cut due to vibration of the tool TO1.
  • tool miss is simply referred to as miss.
  • the spindle rotation angle is the rotation angle of the spindle 11 (front spindle 11A or back spindle 11B) with the rotation angle of 0° when the tool TO1 is at the current position P1.
  • the tool position is the control position of the tool TO1 with the position being 0 when it is at the current position P1 on the feed axis F1 (X-axis or Y-axis).
  • a straight two-dot chain line extending from the current position P1 to the end point P2 indicates the tool position 201 during normal cutting that is not vibration cutting.
  • a solid polygonal line extending from the current position P1 to the end point P2 indicates the tool position 202 during vibration cutting.
  • the lower part of FIG. 3 shows an enlarged view of one period of vibration of the tool position with respect to the spindle rotation angle. Since the tool position shown in FIG. 3 is the position controlled by the NC unit 70, the actual tool position deviates from the illustrated position due to delay in response of the servo system or the like. The tool positions shown in FIGS. 4-8 are similar. It should be noted that specific numerical values shown in FIG. 3 and the like are merely examples.
  • the vibration shown in FIG. 3 means that the cutting movement M1 in which the tool TO1 cuts into the workpiece W1 along the feed axis F1 and the return movement M2 in the direction opposite to the cutting movement M1 are alternately repeated.
  • the NC unit 70 controls the feed movement of the tool TO1 so as to accompany vibration including the cutting movement M1 and the return movement M2 when cutting the workpiece W1.
  • the polygonal line of the tool position with respect to the spindle rotation angle includes a first change point C1 at which the cutting movement M1 changes to the return movement M2, and a second change point C2 at which the return movement M2 changes to the cutting movement M1.
  • the normal cutting feedrate Fa is the feedrate of the tool TO1 when performing normal cutting, not vibration cutting, and is the feedrate of the tool TO1 when not vibrating.
  • the unit of the normal cutting feed rate Fa is, for example, mm/rev indicating millimeters per revolution of the spindle.
  • the number of spindle revolutions K required for one missed swing is the number of revolutions of the spindle 11 required for one period of vibration of the tool TO1.
  • the unit of the number of rotations K of the spindle required for one whiff is, for example, rev/time.
  • the number of revolutions K of the main shaft required for one whiff is a positive numerical value excluding at least 1 rev/time.
  • the depth of cut D is the distance by which the position of the tool TO1 changes per cycle of vibration, and indicates the relative end point position (the position of the first change point C1) of each cutting movement M1.
  • the unit of the depth of cut D is, for example, mm.
  • the return amount R is the distance of the return movement M2 in one period of vibration of the tool TO1, and indicates the relative end point position (the position of the second change point C2) of each return movement M2.
  • the unit of the return amount R is, for example, mm.
  • the distance that the tool TO1 moves during the cutting movement in one cycle of vibration of the tool TO1 is D+R.
  • the tool TO1 when K>1, in one cycle of vibration, the tool TO1 is first controlled by the cutting movement M1 of the distance (D+R)/2, and then by the return movement M2 of the return amount R. and finally the cutting movement M1 of distance (D+R)/2 is controlled.
  • the speeds F and B, the depth of cut D, and the amount of return R it is preferable to reduce the speeds F and B, the depth of cut D, and the amount of return R as much as possible. Missing is most efficiently performed when the crest (first change point C1) and the trough (second change point C2) of the movement path of the tool TO1 coincide with the phase of the spindle 11.
  • the even-numbered trough (second The point of change C2) is at a slightly retreated position. Thereby, chips are divided. In addition, since the change in the tool position during the cutting movement is constant, chips are efficiently divided.
  • the valley (second change point C2) is set at , the principal axis phases of the peak and the valley match. Thereby, chips are efficiently divided.
  • the "spindle rotation speed K required for one missed swing" is greater than 1, it is not limited to an integer.
  • K>3, 2 ⁇ K ⁇ 3, or 1 ⁇ K ⁇ 2 peaks and valleys can be similarly set. However, if 1 ⁇ K ⁇ 2, the speed F during the cutting movement may become excessive, so K is preferably 2 or more.
  • the trough (second change point C2) is set at a main shaft rotation angle of ⁇ 180° from the middle (K/2) main shaft rotation angle in one cycle of vibration, and the main shaft rotation angle is +180°. It is also possible to set a peak (first change point C1). From the above, when K>1, the NC unit 70 has the first change point C1 at which the cutting movement M1 changes to the return movement M2 in one vibration period, and the return movement M2 to the cutting movement M1 in one vibration period. The difference in the rotation angle of the main shaft from the changing second change point C2 is controlled to 360°.
  • the trough or peak is set at -360° from the middle (K/2) main shaft rotation angle in one cycle of vibration, and the peak or peak is set at +360° main shaft rotation angle. It is also possible to set valleys. If K>3, from the middle (K/2) main shaft rotation angle in one cycle of vibration, set the trough or peak at the main shaft rotation angle of -540°, and set the peak or trough at the main shaft rotation angle of +540°. It is also possible to set In order to reduce the number of rotations of the spindle required for breaking up the chips and to break up the chips more finely, it is necessary to change the spindle rotation angle from the middle (K/2) spindle rotation angle in one cycle of vibration to -180°. It is most efficient to set the troughs and set the troughs or peaks at a +180° spindle rotation angle.
  • the total movement amount of the tool TO1 per one rotation of the main spindle is equal to the movement amount during normal cutting. is controlled to be the same as the normal cutting feed rate Fa. Since the number of revolutions K of the spindle required for one missed swing is the number of revolutions of the spindle 11 required for one cycle of vibration of the tool TO1, the amount of movement of the tool TO1 along the feed axis F1 per cycle of vibration is given by K ⁇ Fa. As shown in FIGS.
  • the tool TO1 in one cycle of vibration, has a cutting movement M1 with a distance (D+R)/2, a return movement M2 with a return amount R, and a distance (D+R)/2.
  • D K ⁇ Fa (1)
  • the NC unit 70 inputs the "normal cutting feed rate Fa", the “spindle rotation speed K required for one missed swing", and the “return amount R” for the feed axis F1.
  • the depth of cut D and velocities F and R can be determined according to equations (1), (2) and (3) above.
  • the NC device 70 controls the position of the tool TO1 during feed movement based on the depth of cut D and the speeds F and R of the feed axis F1. The operator designates only the "normal cutting feed rate Fa", “spindle rotation speed K required for one missed swing", and “return amount R" in the processing program PR2, so that vibration can be achieved in the same processing time as normal cutting.
  • a plurality of combinations of K and R are associated with each combination of S and Fa.
  • FIG. 14 indicates that the identification number for identifying the combination of K and R is j, FIG. It indicates that The information table TA1 shown in FIG. 14 recommends the "spindle rotation number K required for one missed swing" and the "return amount R" for the input of the "spindle rotation number S per unit time" and the "normal cutting feed rate Fa". It can also be said to be an information table for outputting a plurality of combinations to be made. Of course, the number of combinations of K and R is finite.
  • the "return amount R" is calculated from the information table TA1. It is possible to decide. Although details will be described later with reference to FIG. 15, by pre-storing the information table TA1 in the RAM 73 of the NC unit 70, the NC unit 70 can obtain "spindle rotation speed per unit time S", "normal cutting feed A standard 'return amount R' can be determined from the 'speed Fa' and the 'spindle rotation speed K required for one missed swing.' In this case, the operator can omit specifying the "return amount R".
  • FIG. 6 schematically illustrates the tool position with respect to the spindle rotation angle when the spindle rotation number K required for one whiff, that is, the spindle rotation number K required for one vibration period is 2/3.
  • the tool TO1 is controlled by the cutting movement M1 of the distance (D+R) in the first half, and the return movement M2 of the return amount R in the second half. is controlled.
  • the crest is set at an intermediate (K/2) main shaft rotation angle in one cycle of vibration.
  • the trough is set at the last (K) spindle rotation angle in one cycle of vibration.
  • K 2/3
  • the principal axis phases of peaks and valleys match.
  • the principal axis phases at which peaks and valleys coincide are 120°, 240°, and 360°.
  • K 2/5
  • the principal axis phases of peaks and valleys match as shown in FIG.
  • the principal axis phases at which peaks and valleys coincide are 72°, 144°, 216°, 288°, and 360°.
  • the "spindle rotation speed K required for one whiff" may be 2/7 or less.
  • K ⁇ 2/3 the feed rate of the tool TO1 and the number of rotations of the spindle 11 per unit time may have to be considerably reduced from the point of view of the followability of the servo system to the control. 2/3 is preferred.
  • the total movement amount of the tool TO1 per one rotation of the main spindle is equal to the movement amount during normal cutting. is controlled to be the same as the normal cutting feed rate Fa.
  • the amount of movement of the tool TO1 along the feed axis F1 per cycle of vibration is K ⁇ Fa.
  • the speed F when the tool TO1 moves for cutting is expressed by the following equation.
  • the speed B during the return movement of the tool TO1 is represented by the following equation.
  • the NC unit 70 inputs the "normal cutting feed rate Fa", the "spindle rotation speed K required for one missed swing", and the "return amount R" for the feed axis F1 when K ⁇ 1.
  • the depth of cut D and speeds F and R can be determined according to equations (4), (5) and (6) above.
  • the NC device 70 controls the position of the tool TO1 during feed movement based on the depth of cut D and the speeds F and R of the feed shaft F1.
  • FIG. 9 shows an example of a vibration feed command for receiving inputs of "normal cutting feed rate Fa", "spindle rotation speed K required for one missed swing", and "return amount R".
  • the vibration feed command CM1 shown in FIG. 9 has the format "G**X**_F**_K**_R**”.
  • F here means the normal cutting feed rate Fa, not the speed during the cutting movement.
  • "**” after G indicates the vibration feed command number
  • "**” after X indicates the position of the end point P2 on the feed axis X
  • "**” after F indicates “normal cutting feed”.
  • "**” after K indicates the numerical value of "spindle rotation number K required for one missed swing”
  • "**” after R indicates the numerical value of the return amount R.
  • the feed axis F1 is the Y axis
  • the aforementioned format changes X to Y.
  • FIG. 9 schematically illustrates vibration control processing for controlling the position of the tool TO1 during feed movement based on the vibration feed command CM1.
  • Vibration control processing is performed by the NC device 70 .
  • the NC unit 70 receives an input of the vibration feed command CM1 from the operation unit 80 or the computer 100, and stores the machining program PR2 including the vibration feed command CM1 in the RAM73 (first step ST1).
  • the NC unit 70 accepts the input of the vibration feed command CM1 so as to satisfy the above restrictions.
  • An information table TA1 (Fig. 14) is prepared, the operator can input the K and R parameters to the vibration feed command CM1 according to the information table TA1. If the "spindle rotation number K required for one idling" is increased, the chips become longer. Both of the feed speeds Fa' may be reduced.
  • the NC device 70 When the machining program PR2 is executed, the NC device 70 reads the vibration feed command CM1 from the machining program PR2, and executes the processing of the second step ST2. Since the parameters Fa, K, and R are included in the vibration feed command CM1, in the first step ST1, the NC unit 70 sets the "normal cutting feed rate Fa" and the "spindle rotation speed K required for one miss". , and the input of the "return amount R".
  • the NC unit 70 After reading the vibration feed command CM1, the NC unit 70 sets the feed axis F1 to the depth of cut based on the "normal cutting feed rate Fa", the "spindle rotation speed K required for one missed swing", and the "return amount R".
  • the amount D, the speed F during the cutting movement of the tool TO1, and the speed B during the return movement of the tool TO1 are determined (second step ST2).
  • the speed B during the return movement is determined as the return amount R according to the above equation (3).
  • the NC device 70 controls the position of the tool TO1 during feed movement based on the depth of cut D and the speeds F and R of the feed axis F1 (third step ST3).
  • the NC unit 70 repeats the cutting movement M1 and the returning movement M2 from the current position P1 on the feed axis F1 to set a plurality of positions P3 until reaching the end point P2 based on the cutting amount D and the speeds F and R, and sequentially , to the servo amplifier 31 or the servo amplifier 32 to move the tool TO1 to the position P3.
  • each position P3 is indicated by a white circle.
  • the set position P3 is not limited to the change points (the first change point C1 and the second change point C2) or the end point P2, and may include positions in the middle of the cutting movement M1 and the return movement M2.
  • the position of the tool TO1 during feed movement is controlled to a position based on the depth of cut D and the speeds F and R.
  • the operator can perform the same machining as normal cutting by inputting only the "normal cutting feed rate Fa", "spindle rotation speed K required for one missed swing", and "return amount R" to the machine tool 1. Oscillation cutting can be performed in time. Because of the position control during the feed movement of the tool TO1, the operator does not need to input parameters such as the speed F during the cutting movement and the speed B during the return movement to the machine tool 1. Since the setting of vibration cutting conditions is simplified in this manner, this specific example can facilitate the setting of vibration cutting.
  • the NC unit 70 can control the position of the tool during feed movement based on the vibration feed command CM2 without the return amount R.
  • the vibrating feed command CM2 is obtained by omitting "R**", which means the return amount R, from the vibrating feed command CM1 shown in FIG.
  • the first step ST1 shown in FIG. 15 is divided into two steps ST11 and ST12. It is assumed that the information table TA1 shown in FIG. 14 is stored in the RAM 73 as a premise for performing the vibration control process shown in FIG.
  • the NC device 70 receives an input of the vibration feed command CM2 from the operation unit 80 or the computer 100, and stores the machining program PR2 including the vibration feed command CM2 in the RAM 73 (step ST11).
  • the machining program PR2 it is assumed that there is a command specifying "spindle rotation speed S per unit time" before the vibration feed command CM2.
  • the NC unit 70 When the machining program PR2 is executed, the NC unit 70 reads the vibration feed command CM2 from the machining program PR2, and executes the process of step ST12. Since the parameters of Fa and K are included in the vibration feed command CM2, in step ST11, the NC unit 70 inputs the "normal cutting feed rate Fa" and the "spindle rotation speed K required for one missed swing". will be accepted. After reading the vibration feed command CM2, the NC unit 70 sets the "spindle rotation speed per unit time S", the "normal cutting feed rate Fa" and the "spindle rotation number K required for one missed swing" for the feed axis F1. is acquired from the information table TA1 (step ST12). In this way, the "return amount R" can be automatically determined from the S, Fa, and K parameters.
  • the NC unit 70 calculates the depth of cut D, the speed F when the tool TO1 is moved to cut, Then, the speed B for the return movement of the tool TO1 is determined (second step ST2). Further, the NC device 70 controls the position of the tool TO1 during feed movement based on the depth of cut D and the speeds F and R for the feed axis F1 (third step ST3). As described above, even if the operator does not input the "return amount R" to the machine tool 1, the vibration cutting can be performed in the same machining time as the normal cutting. As the "spindle rotation speed K required for one idling" increases, the chips become longer.
  • the operator fixes the "spindle rotation speed per unit time S" and the "normal cutting feed rate Fa” and confirms the length of the chips in actual machining, and then determines the "spindle rotation number K required for one missed swing". is determined, an appropriate "return amount R" is automatically determined. Therefore, the example shown in FIG. 15 can further facilitate the setting of vibration cutting.
  • the NC device 70 of the above-described specific example cuts depth D and speeds F, R based on "normal cutting feed rate Fa", "spindle rotation speed K required for one missed swing", and "return amount R". are all calculated, but some of the D, F, and R parameters may be input.
  • the NC unit 70 may calculate the speeds F and R and receive an input of the cutting depth D, or calculate the speed F during the cutting movement and calculate the speed B and the cutting depth D during the return movement. An input may be received, or an input of the speed F and the amount of cut D during the cutting movement may be received while calculating the speed B during the return movement.
  • FIG. 10 schematically shows an example of a machine tool 1 having a computer 100 with a machine learning unit U4.
  • FIG. 10 descriptions and explanations of elements that partially overlap with those in FIGS. 1 and 2 are omitted.
  • the lower part of FIG. 10 shows an example of the structure of the database DB.
  • the storage device 104 of the computer 100 shown in FIG. 10 stores a machine learning program PR3 corresponding to the machine learning unit U4.
  • Machine learning program PR3 is executed by being read into RAM 103 by CPU 101 .
  • the RAM 103 of the computer 100 stores a database DB and a trained model LM generated based on the database DB.
  • the learned model LM overlaps the position of the tool TO1 at the first change point C1 from the cutting movement M1 to the return movement M2 and the position of the tool TO1 at the second change point C2 from the return movement M2 to the cutting movement M1.
  • This is a program for causing the computer 100 to function so as to determine "main shaft rotation speed K required for one missed swing" and "return amount R".
  • the generated learned model LM may be transmitted from the computer 100 to the NC device 70 and stored in the RAM 73 of the NC device 70.
  • the NC unit 70 can determine the "main shaft rotation speed K required for one miss swing” and the "return amount R" according to the learned model LM.
  • the database DB stores the spindle rotation speed S per unit time, the normal cutting feed rate Fa, the spindle rotation speed K required for one missed swing, the return amount R, and the position of the tool TO1 at the first change point C1 and the second change point C1.
  • the determination result E of whether or not there is overlap with the position of the tool TO1 at the change point C2 is stored.
  • the spindle rotation speed S per unit time means the rotation speed of the spindle 11 per unit time.
  • Judgment result E is the result of actual measurement when the tool TO1 is moved along the feed axis F1 in accordance with the test program PR4 corresponding to the machining program PR2 shown in FIG. Based on TO1 position.
  • the judgment result E is the result of judging whether or not there is overlap between peaks and troughs in the measured vibration with reference to the phase of the main shaft 11, and is information indicating "overlap" or "no overlap".
  • the identification number i which is the identification information for identifying the record
  • the spindle rotation speed Si per unit time the normal cutting feed rate Fai
  • the spindle rotation speed Ki required for one missed swing the return amount Ri
  • the determination result Ei is stored in a linked state.
  • FIG. 11 shows an example of learning processing for generating a trained model LM.
  • This processing is performed by the computer 100 executing the machine learning program PR3.
  • the computer 100 sets parameters for vibration feed of the tool TO1 (step S102).
  • the vibration feed parameters include "spindle rotation speed per unit time S", "normal cutting feed rate Fa", "spindle rotation number K required for one missed swing", and "return amount R".
  • the computer 100 may set the vibration feed parameters by accepting input of S, Fa, K, and R parameters from the operator. Further, the computer 100 may sequentially set the parameters S, Fa, K, and R according to a predetermined rule on the premise that the processes of steps S102 to S108 are repeated.
  • the computer 100 NC executes a test program PR4 including a command for instructing the "spindle rotation speed S per unit time" and a vibration feed command CM1 for instructing the Fa, K, and R parameters. It is loaded into the device 70 (step S104).
  • the computer 100 After loading the test program PR4, the computer 100 causes the NC unit 70 to execute the test program PR4, and acquires from the NC unit 70 the actual measurement result of the tool position relative to the spindle rotation angle on the feed axis F1 (step S106).
  • the NC unit 70 which has received the execution instruction of the test program PR4 from the computer 100, controls the movement of the tool TO1 along the feed axis F1 according to the test program PR4, and measures the position of the tool TO1 with respect to the spindle rotation angle on the feed axis F1. is output to the computer 100 .
  • the computer 100 determines whether there is an overlap between the position of the tool TO1 at the first change point C1 and the position of the tool TO1 at the second change point C2 based on the actual measurement result of the position of the tool TO1 with respect to the rotation angle of the spindle. is determined, and a determination result E indicating "with overlap” or "without overlap” is acquired (step S108).
  • the computer 100 sets information indicating "overlapping" to the determination result E when there is an overlap between peaks and valleys with the phase of the spindle 11 as a reference in the actual measurement result of the tool position, and with the phase of the spindle 11 as a reference. When there is no overlap between peaks and valleys, information indicating "no overlap” is set as the judgment result E.
  • the computer 100 may display the actual measurement result of the tool position with respect to the spindle phase on the display device 106, for example, and may acquire the determination result E by receiving input of the determination result E from the operator.
  • the computer 100 stores the S, Fa, K, and R parameters set in S102 and the determination result E obtained in S108 in the database DB (step S110). Since the number of records in the database DB is better, the processes of S102 to S108 are repeated.
  • the computer 100 After the information is accumulated in the database DB, the computer 100 generates a trained model LM in the RAM 103 by supervised machine learning based on the information stored in the database DB (step S112).
  • a trained model LM For the trained model LM, a neural network, a Bayesian network, a trained model combining at least one of these as a main part with a conversion formula, or the like can be used. If a neural network is included in the trained model LM, learning may proceed by a deep learning technique. The details of the neural network, Bayesian network, deep learning, etc. are well known and will not be described.
  • the obtained learned model LM determines the "spindle rotation speed K required for one missed swing" and the "return amount R" that cause overlap between the positions of the tool TO1 at the first change point C1 and the second change point C2.
  • the computer 100 functions as follows.
  • the computer 100 After generating the trained model LM, the computer 100 stores the trained model LM (step S114) and terminates the learning process.
  • the computer 100 may send the learned model LM to the NC device 70 .
  • the NC unit 70 Upon receiving the learned model LM, the NC unit 70 stores the learned model LM in the RAM 73, thereby calculating " It is possible to determine the spindle rotation speed K and the return amount R required for one missed swing, and control the position of the tool TO1 during feed movement.
  • FIG. 12 shows an example of vibration control processing for controlling the position of the tool TO1 during feed movement by determining the "spindle rotation speed K required for one missed swing" and the "return amount R" for the feed axis F1. .
  • This processing is performed, for example, by the NC device 70 as the control unit U3.
  • the NC unit 70 acquires the "spindle rotation speed per unit time S" and the "normal cutting feed rate Fa" during vibration feed of the tool TO1 along the feed axis F1 (step S202).
  • the NC device 70 may acquire the parameters of S and Fa during vibration feed from the machining program PR2. Further, the NC device 70 may acquire the parameters of S and Fa by receiving the parameters of S and Fa at the time of vibration feeding from the operator.
  • the NC unit 70 inputs the acquired "spindle rotation speed S per unit time” and "normal cutting feed rate Fa" to the learned model LM, thereby giving the learned model LM "1 miss Spindle rotation speed K” and "return amount R” required for the operation are output (step S204).
  • the NC unit 70 can determine the K and R parameters by executing the learned model LM by itself.
  • the NC unit 70 outputs the parameters S and Fa to the computer 100 and requests the output of the parameters K and R from the computer 100 to obtain K, The parameters of R can be obtained.
  • the computer 100 having received the K and R parameter output request, inputs the K and R parameters to the learned model LM to output the K and R parameters to the learned model LM. It is only necessary to output the parameters of R to the NC device 70 .
  • the NC unit 70 executes the learned model LM with the "spindle rotation speed S per unit time” and the "normal cutting feed rate Fa" as inputs, and determines the "spindle rotation required for one missed swing. number K" and "return amount R".
  • the NC unit 70 After acquiring the K and R parameters, the NC unit 70 adjusts the feed axis F1 based on the "normal cutting feed rate Fa", the "spindle rotation speed K required for one missed swing", and the "return amount R". , depth of cut D, speed F during cutting movement of the tool TO1, and speed B during return movement of the tool TO1 are determined (step S206). The depth of cut D and speeds F and B can be determined according to equations (1) to (6) above. After determining the depth of cut D and the speeds F and B, the NC unit 70 controls the position of the tool TO1 during feed movement based on the depth of cut D and the speeds F and B for the feed axis F1 (step S208). Terminate the control process. Note that the computer 100 may cooperate with the NC device 70 to perform vibration control processing.
  • the machine body 2 may generate the learned model LM by executing the machine learning program PR3.
  • FIG. 13 schematically shows an example of the machine body 2 including the machine learning unit U4.
  • the lower part of FIG. 13 shows an example of the structure of the database DB. Since the database DB shown in FIG. 13 is the same as the database DB shown in FIG. 10, the description thereof is omitted.
  • a control program PR1 corresponding to the control unit U3 and a machine learning program PR3 corresponding to the machine learning unit U4 are written in the ROM 72 of the NC unit 70 shown in FIG.
  • a RAM 73 of the NC unit 70 stores a machining program PR2, a test program PR4, a database DB, and a learned model LM.
  • the learned model LM determines the "spindle rotation speed K required for one missed swing” and the "return amount R" that overlap the positions of the tool TO1 at the first change point C1 and the second change point C2. Activate the computer 100 .
  • the NC device 70 can perform learning processing according to steps S102 and S106 to S114 shown in FIG.
  • the NC unit 70 sets parameters S, Fa, K, and R in the test program PR4 (step S102).
  • the NC unit 70 executes the test program PR4 and obtains from the NC unit 70 the actual measurement result of the tool position with respect to the spindle rotation angle on the feed axis F1 (step S106).
  • the NC unit 70 determines whether or not there is an overlap between the position of the tool TO1 at the first change point C1 and the position of the tool TO1 at the second change point C2 based on the actual measurement result of the tool position with respect to the spindle rotation angle.
  • a determination result E indicating "with overlap” or "without overlap” is acquired (step S108).
  • the NC unit 70 stores the parameters S, Fa, K, and R set in S102 and the determination result E obtained in S108 in the database DB (step S110).
  • the processing of S102 to S108 is repeated.
  • the NC unit 70 After the information is stored in the database DB, the NC unit 70 generates a learned model LM in the RAM 103 by supervised machine learning based on the information stored in the database DB (step S112). After generating the learned model LM, the NC unit 70 stores the learned model LM as necessary (step S114), and terminates the learning process.
  • the learned model LM may be stored in any of the ROM 72, a storage device (not shown) within the machine body 2, the storage device 104 of the computer 100, and the like.
  • the NC unit 70 performs the vibration control process shown in FIG. 12, the vibration control process is performed while the learned model LM is stored in the RAM73.
  • the machine learning unit U4 described above may be realized by cooperation between the NC device 70 and the computer 100, and the control unit U3 described above may also be realized by cooperation between the NC device 70 and the computer 100.
  • the feed axis along which the driven object moves is not limited to the X-axis or Y-axis, and may be the Z-axis or the like.
  • the driven object that moves along the feed axis F1 is not limited to the tool TO1, and may be the spindle 11 that grips the workpiece W1, or both the tool TO1 and the spindle 11.
  • the NC device 70 may control the feed movement of the main shaft 11 so as to cause vibration along the feed shaft F1 when cutting the work W1.
  • the NC unit 70 may control the feed movements of both the tool TO1 and the spindle 11 so that the workpiece W1 is cut along the feed axis F1. .
  • the processing described above can be changed as appropriate, such as by changing the order.
  • SYMBOLS 1 Machine tool, 2... Machine main body, 10... Headstock, 11... Spindle, 12... Gripper, 13A, 13B... Motor, 14... Headstock drive part, 20... Tool post, 31, 32... Servo amplifier, 33, 34... Servo motors, 35, 36... Encoders, 70... NC device, 100... computer, 201... Tool position during normal cutting, 202... Tool position during vibration cutting, AX1... spindle center line, C1... first change point, C2...
  • CM1 vibration feed command
  • DB database
  • F1 feed shaft
  • LM...Learning model M1...Incision movement, M2...Return movement, P1...current position, P2...end point, P3...position, PR1...control program, PR2... machining program, PR3... machine learning program, PR4... test program, TO1... tool, U1... Rotation drive unit, U2... Feed drive unit, U3... Control unit, U4... Machine learning unit, W1... Work.

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Abstract

振動切削の設定を容易にさせることが可能な工作機械を提供する。工作機械１の制御部Ｕ３は、駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、振動の１周期に要する主軸１１の回転数（Ｋ）、及び、振動の１周期における戻り移動Ｍ２の距離である戻り量（Ｒ）を取得し、駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、主軸１１の回転数（Ｋ）、及び、戻り量（Ｒ）に基づいて、振動の１周期当たりに駆動対象の位置が変化する距離である切込み量（Ｄ）、駆動対象の切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、駆動対象の戻り移動時の速度（Ｂ）のうち少なくとも一つのパラメーターを決定し、決定したパラメーターを少なくとも用いて駆動対象の送り移動時の位置を制御する。

Description

工作機械
　本発明は、主軸に把持されているワークを工具で切削する工作機械に関する。
　工作機械として、ワークを把持する主軸を備えるＮＣ（数値制御）旋盤が知られている。主軸とともに回転するワークから生じる切り屑が長くなると、ワークの加工に影響する可能性がある。そこで、工具を送り軸に沿ってワークに切り込ませる切込み移動とワークから遠ざける戻り移動とを交互に繰り返しながら工具を送ることにより切り屑を分断する振動切削が行われている。切り屑は、切粉とも呼ばれる。切り屑の分断状況は、主軸の位相、振動の振幅、切込み移動時の送り速度、及び、戻り移動時の送り速度によって変化する。オペレーターは、これらのパラメーターを加工プログラム上で調整しながら、ＮＣ旋盤に振動切削を実行させている。
　特許文献１に開示された工作機械は、主軸の１回転に対して定められる工具振動回数及び工具送り量に基づいて１振動完了時における工具が位置する実質送りライン上の位置を戻り位置として算出し、送り量に所定の振幅送り比率を乗じた振幅だけ実質送りラインからオフセットした振幅ライン上に往動（切込み移動）から復動（戻り移動）に切り替わる方向変化点を設定し、該方向変化点に工具を到達させ、１振動完了時に方向変化点から実質送りライン上の戻り位置に工具を戻す。振幅送り比率は予め決められているため、振幅を調整することはできない。
特開２０１９－２８８３１号公報
　オペレーターは、切り屑を効果的に分断させるため、主軸の位相、振動の振幅、切込み移動時の送り速度、及び、戻り移動の送り速度の少なくとも一部を試行錯誤的に調整する必要がある。特許文献１に開示された工作機械では、振動の振幅を調整することはできない。そこで、振幅も考慮しながら振動切削の条件設定を簡略化することが望まれる。
　尚、上述のような課題は、旋盤に限らず、マシニングセンター等、種々の工作機械に存在する。
　本発明は、振動切削の設定を容易にさせることが可能な工作機械を開示するものである。
　本発明の工作機械は、
　ワークを把持する主軸を回転させる回転駆動部と、
　前記ワークを切削する工具と前記主軸の少なくとも一方の駆動対象を送り軸に沿って移動させる送り駆動部と、
　前記ワークの切削時に前記送り軸に沿って前記工具が前記ワークに切り込む向きの切込み移動と該切込み移動とは反対方向の戻り移動とを含む振動を伴うように前記駆動対象の送り移動を制御する制御部と、を備え、
　前記制御部は、
　　前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記振動の１周期に要する前記主軸の回転数（Ｋ）、及び、前記振動の１周期における前記戻り移動の距離である戻り量（Ｒ）を取得し、
　　前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記主軸の回転数（Ｋ）、及び、前記戻り量（Ｒ）に基づいて、前記振動の１周期当たりに前記駆動対象の位置が変化する距離である切込み量（Ｄ）、前記駆動対象の前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記駆動対象の前記戻り移動時の速度（Ｂ）のうち少なくとも一つのパラメーターを決定し、
　　決定した前記パラメーターを少なくとも用いて前記駆動対象の前記送り移動時の位置を制御する、態様を有する。
　また、本発明の工作機械は、
　ワークを把持する主軸を回転させる回転駆動部と、
　前記ワークを切削する工具と前記主軸の少なくとも一方の駆動対象を送り軸に沿って移動させる送り駆動部と、
　前記ワークの切削時に前記送り軸に沿って前記工具が前記ワークに切り込む向きの切込み移動と該切込み移動とは反対方向の戻り移動とを含む振動を伴うように前記駆動対象の送り移動を制御する制御部と、
　前記主軸の単位時間当たりの回転数（Ｓ）、前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記振動の１周期に要する前記主軸の回転数（Ｋ）、前記振動の１周期における前記戻り移動の距離である戻り量（Ｒ）、及び、前記切込み移動から前記戻り移動への第一変化点における前記駆動対象の位置と前記戻り移動から前記切込み移動への第二変化点における前記駆動対象の位置とに重なりが有るか否かの判断結果（Ｅ）に基づいた機械学習により、前記主軸の単位時間当たりの回転数（Ｓ）及び前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）に基づいて、前記第一変化点及び前記第二変化点における前記駆動対象の位置に重なりを生じさせる前記主軸の回転数（Ｋ）及び前記戻り量（Ｒ）を決定するようにコンピューターを機能させる学習済モデルを生成する機械学習部と、態様を有する。
　本発明によれば、振動切削の設定を容易にさせる工作機械を提供することができる。
工作機械の構成例を模式的に示す図である。 機械本体の電気回路の構成例を模式的に示すブロック図である。 振動１周期に要する主軸回転数Ｋが２である場合において主軸回転角度に対する工具位置の例を模式的に示す図である。 振動１周期に要する主軸回転数Ｋが２である場合において主軸位相に対する工具位置の例を模式的に示す図である。 振動１周期に要する主軸回転数Ｋが３である場合において主軸回転角度に対する工具位置の例を模式的に示す図である。 振動１周期に要する主軸回転数Ｋが２／３である場合において主軸回転角度に対する工具位置の例を模式的に示す図である。 振動１周期に要する主軸回転数Ｋが２／３である場合において主軸位相に対する工具位置の例を模式的に示す図である。 振動１周期に要する主軸回転数Ｋが２／５である場合において主軸位相に対する工具位置の例を模式的に示す図である。 振動送りコマンドに基づいて工具の送り移動時の位置を制御する例を模式的に示す図である。 機械学習部を備える工作機械の例を模式的に示す図である。 学習処理の例を模式的に示すフローチャートである。 振動制御処理の例を模式的に示すフローチャートである。 機械学習部を備える機械本体の例を模式的に示す図である。 情報テーブルの構造の例を模式的に示す図である。 戻り量Ｒの無い振動送りコマンドに基づいて工具の送り移動時の位置を制御する例を模式的に示す図である。
　以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。
（１）本発明に含まれる技術の概要：
　まず、図１～１５に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
［態様１］
　図１，２等に例示するように、本技術の一態様に係る工作機械１は、回転駆動部Ｕ１、送り駆動部Ｕ２、及び、制御部Ｕ３を備える。前記回転駆動部Ｕ１は、ワークＷ１を把持する主軸１１を回転させる。前記送り駆動部Ｕ２は、前記ワークＷ１を切削する工具ＴＯ１と前記主軸１１の少なくとも一方の駆動対象（例えば工具ＴＯ１）を送り軸Ｆ１に沿って移動させる。前記制御部Ｕ３は、前記ワークＷ１の切削時に前記送り軸Ｆ１に沿って前記工具ＴＯ１が前記ワークＷ１に切り込む向きの切込み移動Ｍ１と該切込み移動Ｍ１とは反対方向の戻り移動Ｍ２とを含む振動を伴うように前記駆動対象の送り移動を制御する。当該制御部Ｕ３は、前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記振動の１周期に要する前記主軸１１の回転数（Ｋ）、及び、前記振動の１周期における前記戻り移動Ｍ２の距離である戻り量（Ｒ）を取得する。また、当該制御部Ｕ３は、前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記主軸１１の回転数（Ｋ）、及び、前記戻り量（Ｒ）に基づいて、前記振動の１周期当たりに前記駆動対象の位置が変化する距離である切込み量（Ｄ）、前記駆動対象の前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記駆動対象の前記戻り移動時の速度（Ｂ）のうち少なくとも一つのパラメーターを決定する。さらに、当該制御部Ｕ３は、決定した前記パラメーターを少なくとも用いて前記駆動対象の前記送り移動時の位置を制御する。
　上記態様１において、オペレーターは、駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）及び主軸１１の回転数（Ｋ）に加えて戻り量（Ｒ）を設定可能であるので、振動の振幅を考慮したパラメーターを設定することができる。また、駆動対象の送り移動時の位置制御のため、オペレーターは、切込み量（Ｄ）、切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、戻り移動時の速度（Ｂ）の少なくとも一部を設定しなくてもよい。従って、上記態様１は、振動切削の設定を容易にさせる工作機械を提供することができる。
　ここで、工作機械には、旋盤、マシニングセンター、等が含まれる。
　送り駆動部は、ワークを移動させずに工具を送り軸に沿って移動させてもよいし、工具を移動させずにワークを送り軸に沿って移動させてもよいし、工具とワークの両方を送り軸に沿って移動させてもよい。
　前記制御部は、前記切込み量（Ｄ）、前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記戻り移動時の速度（Ｂ）のうち決定しなかったパラメーターについては、入力を受け付けてもよい。好ましい態様として、前記制御部は、Ｆａ，Ｋ，Ｒのパラメーターに基づいて前記切込み移動時の速度（Ｆ）と前記戻り移動時の速度（Ｂ）の少なくとも一方を決定し、少なくとも前記切込み量（Ｄ）の入力を受け付けてもよい。
　上述した付言は、以下の態様においても適用される。
［態様２］
　好ましい態様として、前記制御部は、前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記主軸の回転数（Ｋ）、及び、前記戻り量（Ｒ）に基づいて、前記切込み量（Ｄ）、前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記戻り移動時の速度（Ｂ）を決定してもよい。当該制御部は、前記切込み量（Ｄ）、前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記戻り移動時の速度（Ｂ）に基づいて、前記駆動対象の前記送り移動時の位置を制御してもよい。
　以上より、駆動対象の送り移動時の位置制御のため、オペレーターは、駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、主軸１１の回転数（Ｋ）、及び、戻り量（Ｒ）を設定すれば、他にパラメーターを設定しなくてもよい。従って、上記態様２は、振動切削の設定をさらに容易にさせる工作機械を提供することができる。
［態様３］
　図３，５等に例示するように、前記制御部Ｕ３は、前記主軸１１の回転数（Ｋ）が１回転よりも大きい場合、前記振動の１周期において前記切込み移動Ｍ１から前記戻り移動Ｍ２に変化する第一変化点Ｃ１と、前記振動の１周期において前記戻り移動Ｍ２から前記切込み移動Ｍ１に変化する第二変化点Ｃ２と、の前記主軸１１の回転角度の差を３６０°に制御してもよい。これにより、第一変化点Ｃ１と第二変化点Ｃ２とにおける主軸１１の位相が一致し、切り屑が効率的に分断される。従って、本態様は、振動の１周期に要する主軸の回転数Ｋが１よりも大きい場合に切り屑を分断させる好適な例を提供することができる。
［態様４］
　図６等に例示するように、前記制御部Ｕ３は、前記主軸１１の回転数（Ｋ）の分母が３以上の奇数ＯＤであって前記主軸１１の回転数（Ｋ）の分子が２である場合、前記振動の１周期において前記切込み移動Ｍ１から前記戻り移動Ｍ２に変化する第一変化点Ｃ１と、前記振動の１周期において前記戻り移動Ｍ２から前記切込み移動Ｍ１に変化する第二変化点Ｃ２と、の前記主軸１１の回転角度の差を｛（Ｋ／２）×３６０｝°に制御してもよい。これにより、第一変化点Ｃ１と第二変化点Ｃ２とにおける主軸１１の位相が一致し、切り屑が効率的に分断される。従って、本態様は、振動の１周期に要する主軸の回転数Ｋが１よりも小さい場合に切り屑を分断させる好適な例を提供することができる。
［態様５］
　また、図１０，１３に例示するように、本技術の別の態様に係る工作機械１は、回転駆動部Ｕ１、送り駆動部Ｕ２、制御部Ｕ３、及び、機械学習部Ｕ４を備える。前記回転駆動部Ｕ１は、ワークＷ１を把持する主軸１１を回転させる。前記送り駆動部Ｕ２は、前記ワークＷ１を切削する工具ＴＯ１と前記主軸１１の少なくとも一方の駆動対象を送り軸Ｆ１に沿って移動させる。前記制御部Ｕ３は、前記ワークＷ１の切削時に前記送り軸Ｆ１に沿って前記工具ＴＯ１が前記ワークＷ１に切り込む向きの切込み移動Ｍ１と該切込み移動Ｍ１とは反対方向の戻り移動Ｍ２とを含む振動を伴うように前記駆動対象の送り移動を制御する。前記機械学習部Ｕ４は、前記主軸１１の単位時間当たりの回転数（Ｓ）、前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記振動の１周期に要する前記主軸１１の回転数（Ｋ）、前記振動の１周期における前記戻り移動Ｍ２の距離である戻り量（Ｒ）、及び、前
記切込み移動Ｍ１から前記戻り移動Ｍ２への第一変化点Ｃ１における前記駆動対象の位置と前記戻り移動Ｍ２から前記切込み移動Ｍ１への第二変化点Ｃ２における前記駆動対象の位置とに重なりが有るか否かの判断結果（Ｅ）に基づいた機械学習により、前記主軸１１の単位時間当たりの回転数（Ｓ）及び前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）に基づいて、前記第一変化点Ｃ１及び前記第二変化点Ｃ２における前記駆動対象の位置に重なりを生じさせる前記主軸１１の回転数（Ｋ）及び前記戻り量（Ｒ）を決定するようにコンピューターを機能させる学習済モデルＬＭを生成する。
　「主軸１１の単位時間当たりの回転数（Ｓ）」及び「駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）」が変わると、切り屑を効率的に分断させる「振動の１周期に要する主軸１１の回転数（Ｋ）」及び「戻り量（Ｒ）」が変動する。これらのパラメーター（Ｓ，Ｆａ，Ｋ，Ｒ）と「第一変化点Ｃ１及び第二変化点Ｃ２における駆動対象の位置に重なりが有るか否かの判断結果（Ｅ）」とに基づいた機械学習により生成された学習済モデルＬＭを用いることにより、「主軸１１の単位時間当たりの回転数（Ｓ）」及び「駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）」に基づいて第一変化点Ｃ１及び第二変化点Ｃ２における駆動対象の位置に重なりを生じさせる「振動の１周期に要する主軸１１の回転数（Ｋ）」及び「戻り量（Ｒ）」を決定することができる。従って、本態様は、振動切削の設定を容易にさせる学習済モデルを生成する工作機械を提供することができる。
　ここで、工作機械は、機械本体と該機械本体に接続されたコンピューターとの組合せでもよい。
　「主軸の単位時間当たりの回転数（Ｓ）」から求められる値を機械学習に用いることや、「駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）」から求められる値を機械学習に用いることや、「振動の１周期に要する主軸の回転数（Ｋ）」から求められる値を機械学習に用いることや、「戻り量（Ｒ）」から求められる値を機械学習に用いることも、上記態様の機械学習に含まれる。
　上述した付言は、以下の態様においても適用される。
［態様６］
　図１２に例示するように、前記制御部Ｕ３は、前記主軸１１の単位時間当たりの回転数（Ｓ）及び前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）を入力として前記学習済モデルＬＭを実行させることにより決定された前記主軸１１の回転数（Ｋ）及び前記戻り量（Ｒ）を取得してもよい。当該制御部Ｕ３は、前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記取得した主軸１１の回転数（Ｋ）、及び、前記取得した戻り量（Ｒ）に基づいて、前記振動の１周期当たりに前記駆動対象の位置が変化する距離である切込み量（Ｄ）、前記駆動対象の前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記駆動対象の前記戻り移動時の速度（Ｂ）のうち少なくとも一つのパラメーターを決定してもよい。当該制御部Ｕ３は、決定した前記パラメーターを少なくとも用いて前記駆動対象の前記送り移動時の位置を制御してもよい。本態様は、振動切削の設定を容易にさせる工作機械を提供することができる。
（２）工作機械の構成の具体例：
　図１は、機械本体２とコンピューター１００を含む工作機械１の例として旋盤の構成を模式的に例示している。図１に示す工作機械１は、ワークＷ１の加工の数値制御を行うＮＣ（数値制御）装置７０を備えるＮＣ旋盤である。工作機械１においてコンピューター１００は必須の要素ではないため、コンピューター１００が接続されていない機械本体２自体も本技術の工作機械となり得る。
　工作機械１は、把持部１２を有する主軸１１が組み込まれている主軸台１０、主軸台駆動部１４、刃物台２０、該刃物台２０の送り駆動部Ｕ２、制御部Ｕ３の例であるＮＣ装置７０、等を機械本体２に備えるＮＣ工作機械である。ここで、主軸台１０は、正面主軸台１０Ａと、対向主軸台とも呼ばれる背面主軸台１０Ｂとを総称している。正面主軸台１０Ａには、コレット等といった把持部１２Ａを有する正面主軸１１Ａが組み込まれている。背面主軸台１０Ｂには、コレット等といった把持部１２Ｂを有する背面主軸１１Ｂが組み込まれている。主軸１１は、正面主軸１１Ａと、対向主軸とも呼ばれる背面主軸１１Ｂとを総称している。把持部１２は、把持部１２Ａと把持部１２Ｂを総称している。主軸台駆動部１４は、正面主軸台１０Ａを移動させる正面主軸台駆動部１４Ａと、背面主軸台１０Ｂを移動させる背面主軸台駆動部１４Ｂとを総称している。主軸１１の回転駆動部Ｕ１は、主軸中心線ＡＸ１を中心として正面主軸１１Ａを回転させるモーター１３Ａ、及び、主軸中心線ＡＸ１を中心として背面主軸１１Ｂを回転させるモーター１３Ｂを含んでいる。モーター１３Ａ，１３Ｂには、主軸に内蔵されたビルトインモーターを使用することができる。むろん、モーター１３Ａ，１３Ｂは、主軸１１の外に配置されてもよい。
　図１に示す機械本体２の制御軸は、「Ｘ」で示されるＸ軸、「Ｙ」で示されるＹ軸、及び、「Ｚ」で示されるＺ軸を含んでいる。Ｚ軸方向は、ワークＷ１の回転中心となる主軸中心線ＡＸ１に沿った水平方向である。Ｘ軸方向は、Ｚ軸と直交する水平方向である。Ｙ軸方向は、Ｚ軸と直交する鉛直方向である。尚、Ｚ軸とＸ軸とは交差していれば直交していなくてもよく、Ｚ軸とＹ軸とは交差していれば直交していなくてもよく、Ｘ軸とＹ軸とは交差していれば直交していなくてもよい。また、本明細書において参照される図面は、本技術を説明するための例を示しているに過ぎず、本技術を限定するものではない。また、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右を逆にしたり、回転方向を逆にしたり等することも、本技術に含まれる。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。
　図１に示す工作機械１は主軸移動型旋盤であり、正面主軸台駆動部１４Ａが正面主軸台１０ＡをＺ軸方向へ移動させ、背面主軸台駆動部１４Ｂが背面主軸台１０ＢをＺ軸方向へ移動させる。むろん、工作機械１は正面主軸台１０Ａが移動しない主軸固定型旋盤でもよいし、背面主軸台１０Ｂが移動せずに正面主軸台１０ＡがＺ軸方向へ移動してもよい。
　正面主軸１１Ａは、把持部１２ＡによりワークＷ１を解放可能に把持し、ワークＷ１とともに主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能である。加工前のワークＷ１が例えば円柱状（棒状）の長尺な材料である場合、正面主軸１１Ａの後端（図１において左端）から把持部１２ＡにワークＷ１が供給されてもよい。この場合、正面主軸１１Ａの前側（図１において右側）には、ワークＷ１をＺ軸方向へ摺動可能に支持するガイドブッシュが配置されてもよい。加工前のワークＷ１が短い材料である場合、正面主軸１１Ａの前端から把持部１２ＡにワークＷ１が供給されてもよい。モーター１３Ａは、主軸中心線ＡＸ１を中心としてワークＷ１とともに正面主軸１１Ａを回転させる。正面加工後のワークＷ１は、正面主軸１１Ａから背面主軸１１Ｂに引き渡される。背面主軸１１Ｂは、把持部１２Ｂにより正面加工後のワークＷ１を解放可能に把持し、ワークＷ１とともに主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能である。モーター１３Ｂは、主軸中心線ＡＸ１を中心としてワークＷ１とともに背面主軸１１Ｂを回転させる。正面加工後のワークＷ１は、背面加工により製品となる。
　刃物台２０は、ワークＷ１を加工するための複数の工具ＴＯ１が取り付けられ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能である。Ｘ軸方向とＹ軸方向は、送り軸Ｆ１の例である。むろん、刃物台２０は、Ｚ軸方向へ移動してもよい。刃物台２０は、タレット刃物台でもよいし、くし形刃物台等でもよい。複数の工具ＴＯ１には、突っ切りバイトを含むバイト、回転ドリルやエンドミルといった回転工具、等が含まれる。送り駆動部Ｕ２は、複数の工具ＴＯ１が取り付けられた刃物台２０を送り軸Ｆ１に沿って移動させる。本具体例において、送り駆動部Ｕ２の駆動対象は工具ＴＯ１であり、送り駆動部Ｕ２は工具ＴＯ１を送り軸Ｆ１に沿って移動させる。
　ＮＣ装置７０に接続されたコンピューター１００は、プロセッサーであるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、記憶装置１０４、入力装置１０５、表示装置１０６、音声出力装置１０７、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１０８、時計回路１０９、等を備えている。コンピューター１００の制御プログラムは、記憶装置１０４に記憶され、ＣＰＵ１０１によりＲＡＭ１０３に読み出され、ＣＰＵ１０１により実行される。記憶装置１０４には、フラッシュメモリーといった半導体メモリー、ハードディスクといった磁気記録媒体、等を用いることができる。入力装置１０５には、ポインティングデバイス、キーボード、表示装置１０６の表面に貼り付けられたタッチパネル、等を用いることができる。Ｉ／Ｆ１０８は、ＮＣ装置７０に有線又は無線で接続され、ＮＣ装置７０からデータを受信したりＮＣ装置７０にデータを送信したりする。コンピューター１００と機械本体２との接続は、インターネットやイントラネット等のネットワーク接続でもよい。コンピューター１００には、タブレット型端末を含むパーソナルコンピューター、スマートフォンといった携帯電話、等が含まれる。
　図２は、機械本体２の電気回路の構成を模式的に例示している。図２に示す機械本体２において、制御部Ｕ３の例であるＮＣ装置７０には、操作部８０、主軸１１の回転駆動部Ｕ１、主軸台駆動部１４、刃物台２０の送り駆動部Ｕ２、等が接続されている。回転駆動部Ｕ１は、正面主軸１１Ａを回転させるためにモーター１３Ａと不図示のサーボアンプを備え、背面主軸１１Ｂを回転させるためにモーター１３Ｂと不図示のサーボアンプを備えている。主軸台駆動部１４は、正面主軸台駆動部１４Ａと背面主軸台駆動部１４Ｂを含んでいる。送り駆動部Ｕ２は、サーボアンプ３１，３２とサーボモーター３３，３４を備えている。ＮＣ装置７０は、プロセッサーであるＣＰＵ７１、半導体メモリーであるＲＯＭ７２、半導体メモリーであるＲＡＭ７３、時計回路７４、Ｉ／Ｆ７５、等を備えている。従って、ＮＣ装置７０は、コンピューターの一種である。図２では、操作部８０、回転駆動部Ｕ１、主軸台駆動部１４、送り駆動部Ｕ２、コンピューター１００、等のＩ／ＦをまとめてＩ／Ｆ７５と示している。ＲＯＭ７２には、加工プログラムＰＲ２を解釈して実行するための制御プログラムＰＲ１が書き込まれている。ＲＯＭ７２は、データを書き換え可能な半導体メモリーでもよい。ＲＡＭ７３には、オペレーターにより作成された加工プログラムＰＲ２が書き換え可能に記憶される。加工プログラムは、ＮＣプログラムとも呼ばれる。ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３をワークエリアとして使用し、ＲＯＭ７２に記録されている制御プログラムＰＲ１を実行することにより、ＮＣ装置７０の機能を実現させる。むろん、制御プログラムＰＲ１により実現される機能の一部又は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）といった他の手段により実現させてもよい。
　操作部８０は、入力部８１及び表示部８２を備え、ＮＣ装置７０のユーザーインターェイスとして機能する。入力部８１は、例えば、オペレーターから操作入力を受け付けためのボタンやタッチパネルから構成される。表示部８２は、例えば、オペレーターか操作入力を受け付けた各種設定の内容や機械本体２に関する各種情報を表示するディスレイで構成される。オペレーターは、操作部８０やコンピューター１００を用いて加工ログラムＰＲ２をＲＡＭ７３に記憶させることが可能である。
　送り駆動部Ｕ２は、送り軸Ｆ１の例であるＸ軸に沿って刃物台２０を移動させるため、ＮＣ装置７０に接続されたサーボアンプ３１、及び、該サーボアンプ３１に接続されサーボモーター３３を備えている。また、送り駆動部Ｕ２は、送り軸Ｆ１の例であるＹに沿って刃物台２０を移動させるために、ＮＣ装置７０に接続されたサーボアンプ３２及び、該サーボアンプ３２に接続されたサーボモーター３４を備えている。
　サーボアンプ３１は、ＮＣ装置７０からの指令に従って、Ｘ軸方向において刃物台２の位置及び移動速度を制御する。サーボアンプ３２は、ＮＣ装置７０からの指令に従っ、Ｙ軸方向において刃物台２０の位置及び移動速度を制御する。サーボモーター３３はエンコーダー３５を備え、サーボアンプ３１からの指令に従って回転し、Ｘ軸方向におて不図示の送り機構及びガイドを介して刃物台２０を移動させる。サーボモーター３４、エンコーダー３６を備え、サーボアンプ３２からの指令に従って回転し、Ｙ軸方向に
いて不図示の送り機構及びガイドを介して刃物台２０を移動させる。送り機構には、ボルねじによる機構等を用いることができる。ガイドには、アリとアリ溝との組合せといた滑り案内等を用いることができる。
　ＮＣ装置７０は、工具ＴＯ１が取り付けられた刃物台２０の送り移動時の位置指令をーボアンプ３１，３２に出す。サーボアンプ３１は、ＮＣ装置７０からＸ軸の位置指令入力し、サーボモーター３３のエンコーダー３５からの出力に基づいて位置フィードバクを入力し、位置指令を位置フィードバックに基づいて補正してサーボモーター３３にルク指令を出力する。これにより、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１としてのＸ軸に沿った物台２０の送り移動時の位置を制御する。ＮＣ装置７０は、Ｘ軸に沿った工具ＴＯ１のり移動時の位置を制御するともいえる。また、サーボアンプ３２は、ＮＣ装置７０から軸の位置指令を入力し、サーボモーター３４のエンコーダー３６からの出力に基づいて置フィードバックを入力し、位置指令を位置フィードバックに基づいて補正してサーボーター３４にトルク指令を出力する。これにより、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１としてＹ軸に沿った刃物台２０の送り移動時の位置を制御する。ＮＣ装置７０は、Ｙ軸に沿っ工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御するともいえる。
　図示していないが、主軸台駆動部１４も、サーボアンプとサーボモーターを備えている。正面主軸台駆動部１４ＡはＺ軸方向において不図示の送り機構及びガイドを介して正面主軸台１０Ａを移動させ、背面主軸台駆動部１４ＢはＺ軸方向において不図示の送り機構及びガイドを介して背面主軸台１０Ｂを移動させる。
　刃物台２０に取り付けられた工具ＴＯ１がワークＷ１を切削すると、切粉とも呼ばれる切り屑が生じる。主軸中心線ＡＸ１を中心として回転するワークＷ１に対して送り駆動部Ｕ２が工具ＴＯ１を送り軸Ｆ１に沿って振動させずに切り込ませると、連続した長尺な切り屑が生じる。連続した長尺な切り屑は、ワークＷ１の加工に影響を与える可能性がある。そこで、図３に例示するように、ワークＷ１の切削時に工具ＴＯ１を送り軸Ｆ１（Ｘ軸又はＹ軸）に沿って前進と後退を繰り返しながら送る振動切削により切り屑を分断することにしている。切り屑の分断状況は、主軸１１の位相、振動の振幅、切込み移動時の送り速度、及び、戻り移動時の送り速度によって変化する。
　図３は、１回の工具空振りに要する主軸回転数Ｋ、すなわち、振動１周期に要する主軸回転数Ｋが２である場合において主軸回転角度に対する工具位置を模式的に例示している。工具空振りは、工具ＴＯ１の振動によりワークＷ１の切削が行われないことを意味する。以下、工具空振りを単に空振りと記載する。主軸回転角度は、工具ＴＯ１が現在位置Ｐ１にある時の回転角度を０°とした主軸１１（正面主軸１１Ａ又は背面主軸１１Ｂ）の回転角度である。工具位置は、送り軸Ｆ１（Ｘ軸又はＹ軸）において現在位置Ｐ１にある時の位置を０とした工具ＴＯ１の制御位置である。現在位置Ｐ１から終点Ｐ２に向かう二点鎖線の直線は、振動切削でない通常切削時の工具位置２０１を示している。現在位置Ｐ１から終点Ｐ２に向かう実線の折れ線は、振動切削時の工具位置２０２を示している。図３の下部には、主軸回転角度に対する工具位置の振動１周期分の拡大図が示されている。
　図３に示す工具位置はＮＣ装置７０による制御位置であるため、実際の工具位置はサーボ系の応答の遅れ等により図示の位置からずれが生じる。図４～８に示す工具位置も、同様である。尚、図３等に示す具体的な数値は、あくまでも例である。
　図３に示す振動は、送り軸Ｆ１に沿って工具ＴＯ１がワークＷ１に切り込む向きの切込み移動Ｍ１と、該切込み移動Ｍ１とは反対方向の戻り移動Ｍ２と、が交互に繰り返されることを意味する。ＮＣ装置７０は、ワークＷ１の切削時に切込み移動Ｍ１と戻り移動Ｍ２とを含む振動を伴うように工具ＴＯ１の送り移動を制御する。主軸回転角度に対する工具位置の折れ線は、切込み移動Ｍ１から戻り移動Ｍ２に変化する第一変化点Ｃ１、及び、戻り移動Ｍ２から切込み移動Ｍ１に変化する第二変化点Ｃ２を含んでいる。
　図３において、通常切削送り速度Ｆａは、振動切削でない通常切削を行う時の工具ＴＯ１の送り速度であり、工具ＴＯ１の非振動時の送り速度である。通常切削送り速度Ｆａの単位は、例えば、主軸１回転当たりのミリメートルを示すｍｍ／ｒｅｖである。１回の空振りに要する主軸回転数Ｋは、工具ＴＯ１の振動の１周期に要する主軸１１の回転数である。１回の空振りに要する主軸回転数Ｋの単位は、例えば、ｒｅｖ／回である。１回の空振りに要する主軸回転数Ｋは、少なくとも１ｒｅｖ／回を除く正の数値である。切込み量Ｄは、振動の１周期当たりに工具ＴＯ１の位置が変化する距離であり、各切込み移動Ｍ１の相対的な終点位置（第一変化点Ｃ１の位置）を示している。切込み量Ｄの単位は、例えば、ｍｍである。戻り量Ｒは、工具ＴＯ１の振動の１周期における戻り移動Ｍ２の距離であり、各戻り移動Ｍ２の相対的な終点位置（第二変化点Ｃ２の位置）を示している。戻り量Ｒの単位は、例えば、ｍｍである。工具ＴＯ１の振動の１周期において切込み移動時に工具ＴＯ１が移動する距離は、Ｄ＋Ｒである。本具体例では、Ｋ＞１である場合、振動の１周期において、工具ＴＯ１には、最初に距離（Ｄ＋Ｒ）／２の切込み移動Ｍ１の制御が行われ、次に戻り量Ｒの戻り移動Ｍ２の制御が行われ、最後に距離（Ｄ＋Ｒ）／２の切込み移動Ｍ１の制御が行われる。
　振動切削時に工具ＴＯ１の位置を制御するためには、工具ＴＯ１の切込み移動時の速度（Ｆとする。）、及び、工具ＴＯ１の戻り移動時の速度（Ｂとする。）が必要である。そこで、加工プログラムＰＲ２のコマンドとして速度Ｆ，Ｂを指定する振動送りコマンドが考えられる。ここで、この振動送りコマンドがフォーマット「Ｇ＊＊　Ｘ＊＊＿Ｄ＊＊＿Ｆ＊＊＿Ｒ＊＊＿Ｂ＊＊」を少なくとも有すると仮定する。Ｇの後の「＊＊」は振動送りコマンドの番号を示し、Ｘの後の「＊＊」は送り軸Ｘにおける終点Ｐ２の位置を示し、Ｄの後の「＊＊」は切込み量Ｄの数値を示し、Ｆの後の「＊＊」は切込み移動時の速度Ｆの数値を示し、Ｒの後の「＊＊」は戻り量Ｒの数値を示し、Ｂの後の「＊＊」は戻り移動時の速度Ｂの数値を示している。尚、送り軸Ｆ１がＹ軸である場合、前述のフォーマットはＸがＹに変わる。
　以上の振動送りコマンドでは、少なくとも、切込み量Ｄ、切込み移動時の速度Ｆ、戻り量Ｒ、及び、戻り移動時の速度Ｂという多数のパラメーターを試行錯誤的に調整することにより振動条件を設定する必要がある。
　本具体例では、「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」の設定により、切込み移動時の速度Ｆや戻り移動時の速度Ｂといったパラメーターの試行錯誤的な調整を不要にしている。以下、本具体例の振動切削の制御を詳細に説明する。
　図３は、Ｋ＞１、具体的にはＫ＝２である場合に振動の１周期において第一変化点Ｃ１と第二変化点Ｃ２を設定する例を示している。図４は、Ｋ＝２である場合において主軸位相に対する工具位置を模式的に例示している。分かり易く示すため、図４では偶数周期目の工具位置が破線で示されている。
　送り機構やガイド等の機構に加わる負荷を小さくするためには、速度Ｆ，Ｂや切込み量Ｄや戻り量Ｒをできるだけ小さくすることが好ましい。空振りが最も効率的に行われるのは、主軸１１の位相において工具ＴＯ１の移動経路の山（第一変化点Ｃ１）と谷（第二変化点Ｃ２）が一致する場合である。山と谷を一致させるためには、例えば、振動の１周期における中間（Ｋ／２）の主軸回転角度から、－１８０°の主軸回転角度に山を設定し、＋１８０°の主軸回転角度に谷を設定すればよい。Ｋ＝２である場合、（２／２）×３６０－１８０＝１８０°の主軸回転角度に山を設定し、（２／２）×３６０＋１８０＝５４０°の主軸回転角度に谷を設定すれば、図４に示すように山と谷の主軸位相が一致する。山と谷の主軸回転角度の差が３６０°であり、戻り量Ｒが０よりも大きいので、奇数周期目の山（第一変化点Ｃ１）よりもその次の偶数周期目の谷（第二変化点Ｃ２）の方が若干後退した位置となる。これにより、切り屑が分断される。また、切込み移動時の工具位置の変化が一定であるので、効率的に切り屑が分断される。
　図５は、Ｋ＝３である場合において主軸回転角度に対する工具位置を模式的に例示している。Ｋ＝３である場合、（３／２）×３６０－１８０＝３６０°の主軸回転角度に山（第一変化点Ｃ１）を設定し、（３／２）×３６０＋１８０＝７２０°の主軸回転角度に谷（第二変化点Ｃ２）を設定すれば、山と谷の主軸位相が一致する。これにより、効率的に切り屑が分断される。
　「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」は、１よりも大きい場合、整数に限定されない。Ｋ＞３である場合や、２＜Ｋ＜３である場合や、１＜Ｋ＜２である場合も、同様に山と谷を設定することができる。ただし、１＜Ｋ＜２である場合は切込み移動時の速度Ｆが過大となることがあるので、Ｋは２以上であることが好ましい。
　図示していないが、振動の１周期における中間（Ｋ／２）の主軸回転角度から、－１８０°の主軸回転角度に谷（第二変化点Ｃ２）を設定し、＋１８０°の主軸回転角度に山（第一変化点Ｃ１）を設定することも可能である。
　以上より、ＮＣ装置７０は、Ｋ＞１である場合、振動の１周期において切込み移動Ｍ１から戻り移動Ｍ２に変化する第一変化点Ｃ１と、振動の１周期において戻り移動Ｍ２から切込み移動Ｍ１に変化する第二変化点Ｃ２と、の主軸回転角度の差を３６０°に制御する。
　尚、Ｋ＞２であれば、振動の１周期における中間（Ｋ／２）の主軸回転角度から、－３６０°の主軸回転角度に谷又は山を設定し、＋３６０°の主軸回転角度に山又は谷を設定することも可能である。Ｋ＞３であれば、振動の１周期における中間（Ｋ／２）の主軸回転角度から、－５４０°の主軸回転角度に谷又は山を設定し、＋５４０°の主軸回転角度に山又は谷を設定することも可能である。切粉分断に要する主軸回転数を少なくし、切粉をより細かく分断するためには、振動の１周期における中間（Ｋ／２）の主軸回転角度から、－１８０°の主軸回転角度に山又は谷を設定し、＋１８０°の主軸回転角度に谷又は山を設定することが、最も効率的である。
　ＮＣ装置７０が送り軸Ｆ１において通常切削の指令速度から送り移動の速度を変えずに工具ＴＯ１を移動させるためには、全体として主軸１回転当たりの工具ＴＯ１の移動量を通常切削時の移動量である通常切削送り速度Ｆａと同じになるように制御すればよい。１回の空振りに要する主軸回転数Ｋは工具ＴＯ１の振動の１周期に要する主軸１１の回転数であるので、振動の１周期当たりの送り軸Ｆ１に沿った工具ＴＯ１の移動量は、Ｋ×Ｆａとなる。図３，５に示すように、工具ＴＯ１には、振動の１周期において、順に、距離（Ｄ＋Ｒ）／２の切込み移動Ｍ１、戻り量Ｒの戻り移動Ｍ２、及び、距離（Ｄ＋Ｒ）／２の切込み移動Ｍ１の制御が行われる。従って、
　　Ｋ×Ｆａ＝｛（Ｄ＋Ｒ）／２｝×２－Ｒ
が成り立つ。上記式から、切込み量Ｄは、以下の式で表される。
　　Ｄ＝Ｋ×Ｆａ　…（１）
　工具ＴＯ１の切込み移動時の速度Ｆは、以下の式で表される。
　　Ｆ＝｛（Ｄ＋Ｒ）／２｝／｛（Ｋ－１）／２｝
　　　＝（Ｄ＋Ｒ）／（Ｋ－１）
　　　＝（Ｋ×Ｆａ＋Ｒ）／（Ｋ－１）　　　　　　…（２）
　工具ＴＯ１の戻り移動時の速度Ｂは、以下の式で表される。
　　Ｂ＝Ｒ／１
　　　＝Ｒ　　　…（３）
　以上より、ＮＣ装置７０は、Ｋ＞１である場合に送り軸Ｆ１について「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」の入力を受け付けると、上記式（１），（２），（３）に従って切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒを決定することができる。切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒが決まると、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１について切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒに基づいて工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御する。
　オペレーターは、加工プログラムＰＲ２において「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」だけを指定することにより、通常切削と同じ加工時間で振動切削を実施させることができる。ここで、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」が大きくなると、切り屑が長くなる一方で振幅が小さくなる。「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」と「戻り量Ｒ」の好適な値は、工具ＴＯ１を移動させるサーボ系の追従性に依存し、単位時間当たりの主軸回転数と工具ＴＯ１の送り速度によって決まる。そこで、図１４に例示するように、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」と「戻り量Ｒ」の組合せについて「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」と「通常切削送り速度Ｆａ」に応じた目安の値を情報テーブルＴＡ１として用意しておくことにより、オペレーターは容易に「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」と「戻り量Ｒ」を指定することができる。図１４に示すように、情報テーブルＴＡ１には、Ｓ，Ｆａの各組合せに対してＫ，Ｒの複数の組合せが対応付けられている。Ｋ，Ｒの組合せを識別する識別番号をｊとすると、図１４は、例えば、Ｓ＝Ｓ１とＦａ＝Ｆａ１の組合せに対してＫ＝Ｋ１ｊとＲ＝Ｒ１ｊで表される複数の組合せが対応付けられていることを示している。図１４に示す情報テーブルＴＡ１は、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」と「通常切削送り速度Ｆａ」の入力に対する「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」と「戻り量Ｒ」の推奨される複数の組合せを出力するための情報テーブルともいえる。むろん、Ｋ，Ｒの組合せの数は、有限である。
　以上より、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」、「通常切削送り速度Ｆａ」、及び、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」が決まると、情報テーブルＴＡ１から「戻り量Ｒ」を決めることが可能となる。詳しくは図１５を参照して後述するが、情報テーブルＴＡ１をＮＣ装置７０のＲＡＭ７３に予め格納しておくことにより、ＮＣ装置７０は、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」、「通常切削送り速度Ｆａ」、及び、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」から「目安の「戻り量Ｒ」を決定することができる。この場合、オペレーターは、「戻り量Ｒ」の指定を省略することができる。
　図６は、１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ、すなわち、振動１周期に要する主軸回転数Ｋが２／３である場合において主軸回転角度に対する工具位置を模式的に例示している。本具体例では、０＜Ｋ＜１である場合、振動の１周期において、工具ＴＯ１には、前半に距離（Ｄ＋Ｒ）の切込み移動Ｍ１の制御が行われ、後半に戻り量Ｒの戻り移動Ｍ２の制御が行われる。図７は、Ｋ＝２／３である場合において主軸位相に対する工具位置を模式的に例示している。
　０＜Ｋ＜１である場合、空振りを効率的に実現させるため、Ｋ＝２／３、２／５、２／７、…と、分母が３以上の奇数であって分子が２となるように「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」を制限することにしている。主軸１１の位相において山（第一変化点Ｃ１）と谷（第二変化点Ｃ２）を一致させるためには、例えば、振動の１周期における中間（Ｋ／２）の主軸回転角度に山を設定し、振動の１周期における最後（Ｋ）の主軸回転角度に谷を設定すればよい。Ｋ＝２／３である場合、（２／３）／２×３６０＝１２０°の主軸回転角度に山を設定し、（２／３）×３６０＝２４０°の主軸回転角度に谷を設定すれば、図７に示すように山と谷の主軸位相が一致する。山と谷が一致する主軸位相は、１２０°、２４０°、及び、３６０°となる。
　図８は、Ｋ＝２／５である場合において主軸位相に対する工具位置を模式的に例示している。Ｋ＝２／５である場合（２／５）／２×３６０＝７２°の主軸回転角度に山を設定し、（２／５）×３６０＝１４４°の主軸回転角度に谷を設定すれば、図８に示すように山と谷の主軸位相が一致する。山と谷が一致する主軸位相は、７２°、１４４°、２１６°、２８８°、及び、３６０°となる。
　「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」は、２／７以下でもよい。ただし、Ｋ＜２／３である場合は制御に対するサーボ系の追従性の点から工具ＴＯ１の送り速度や単位時間当たりの主軸１１の回転数をかなり低くしなければならないことがあるので、Ｋは２／３が好ましい。
　図示していないが、振動の１周期における中間（Ｋ／２）の主軸回転角度に谷を設定し、振動の１周期における最後（Ｋ）の主軸回転角度に山を設定することも可能である。
　以上より、ＮＣ装置７０は、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」の分母が３以上の奇数であって「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」の分子が２である場合、振動の１周期において切込み移動Ｍ１から戻り移動Ｍ２に変化する第一変化点Ｃ１と、振動の１周期において戻り移動Ｍ２から切込み移動Ｍ１に変化する第二変化点Ｃ２と、の主軸回転角度の差を｛（Ｋ／２）×３６０｝°に制御する。
　ＮＣ装置７０が送り軸Ｆ１において通常切削の指令速度から送り移動の速度を変えずに工具ＴＯ１を移動させるためには、全体として主軸１回転当たりの工具ＴＯ１の移動量を通常切削時の移動量である通常切削送り速度Ｆａと同じになるように制御すればよい。上述したように、振動の１周期当たりの送り軸Ｆ１に沿った工具ＴＯ１の移動量は、Ｋ×Ｆａとなる。図６～８に示すように、工具ＴＯ１には、振動の１周期において、順に、距離（Ｄ＋Ｒ）の切込み移動Ｍ１、及び、戻り量Ｒの戻り移動Ｍ２の制御が行われる。従って、
　　Ｋ×Ｆａ＝（Ｄ＋Ｒ）－Ｒ
が成り立つ。上記式から、切込み量Ｄは、以下の式で表される。
　　Ｄ＝Ｋ×Ｆａ　…（４）
　工具ＴＯ１の切込み移動時の速度Ｆは、以下の式で表される。
　　Ｆ＝（Ｄ＋Ｒ）／（Ｋ／２）
　　　＝２（Ｄ＋Ｒ）／Ｋ
　　　＝２（Ｋ×Ｆａ＋Ｒ）／Ｋ　…（５）
　工具ＴＯ１の戻り移動時の速度Ｂは、以下の式で表される。
　　Ｂ＝Ｒ／（Ｋ／２）
　　　＝２Ｒ／Ｋ　　　　…（６）
　以上より、ＮＣ装置７０は、Ｋ＜１である場合に送り軸Ｆ１について「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」の入力を受け付けると、上記式（４），（５），（６）に従って切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒを決定することができる。切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒが決まると、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１について切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒに基づいて工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御する。
　図９には、「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」の入力を受け付けるための振動送りコマンドの例が示されている。図９に示す振動送りコマンドＣＭ１は、フォーマット「Ｇ＊＊　Ｘ＊＊＿Ｆ＊＊＿Ｋ＊＊＿Ｒ＊＊」を有する。ここでの「Ｆ」は、切込み移動時の速度ではなく、通常切削送り速度Ｆａを意味する。Ｇの後の「＊＊」は振動送りコマンドの番号を示し、Ｘの後の「＊＊」は送り軸Ｘにおける終点Ｐ２の位置を示し、Ｆの後の「＊＊」は「通常切削送り速度Ｆａ」の数値を示し、Ｋの後の「＊＊」は「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」の数値を示し、Ｒの後の「＊＊」は戻り量Ｒの数値を示している。尚、送り軸Ｆ１がＹ軸である場合、前述のフォーマットはＸがＹに変わる。
　図９は、振動送りコマンドＣＭ１に基づいて工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御する振動制御処理を模式的に例示している。振動制御処理は、ＮＣ装置７０により行われる。　まず、ＮＣ装置７０は、操作部８０又はコンピューター１００から振動送りコマンドＣＭ１の入力を受け付け、該振動送りコマンドＣＭ１を含む加工プログラムＰＲ２をＲＡＭ７３に記憶する（第一工程ＳＴ１）。振動送りコマンドＣＭ１の内、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」は、少なくとも１を除く正の数値であり、３以上の奇数をＯＤとしてＫ＜１である場合にＫ＝２／ＯＤに制限される。ＮＣ装置７０は、前述の制限が満たされるように振動送りコマンドＣＭ１の入力を受け付ける。「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」と「戻り量Ｒ」について「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」と「通常切削送り速度Ｆａ」に応じた目安の値を示す情報テーブルＴＡ１（図１４参照）が用意されている場合、オペレーターは、情報テーブルＴＡ１に従ってＫ，Ｒのパラメーターを振動送りコマンドＣＭ１に入力することができる。尚、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」を大きくすると切り屑が長くなるので、オペレーターは、切り屑を短くするために「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」と「通常切削送り速度Ｆａ」の両方を小さくしてもよい。
　加工プログラムＰＲ２の実行時、ＮＣ装置７０は、加工プログラムＰＲ２から振動送りコマンドＣＭ１を読み出すと、第二工程ＳＴ２の処理を実施する。振動送りコマンドＣＭ１にＦａ，Ｋ，Ｒのパラメーターが含まれているので、第一工程ＳＴ１において、ＮＣ装置７０は、「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」の入力を受け付けることになる。
　振動送りコマンドＣＭ１の読み出し後、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１について「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」に基づいて、切込み量Ｄ、工具ＴＯ１の切込み移動時の速度Ｆ、及び、工具ＴＯ１の戻り移動時の速度Ｂを決定する（第二工程ＳＴ２）。Ｋ＞１である場合、切込み量Ｄは、上記式（１）すなわちＦ＝Ｋ×Ｆａに従って算出され、切込み移動時の速度Ｆは上記式（２）すなわちＦ＝（Ｋ×Ｆａ＋Ｒ）／（Ｋ－１）に従って算出され、戻り移動時の速度Ｂは上記式（３）に従って戻り量Ｒに決定される。Ｋ＜１である場合、切込み量Ｄは、上記式（４）すなわちＦ＝Ｋ×Ｆａに従って算出され、切込み移動時の速度Ｆは上記式（５）すなわちＦ＝２（Ｋ×Ｆａ＋Ｒ）／Ｋに従って算出され、戻り移動時の速度Ｂは上記式（６）すなわちＢ＝２Ｒ／Ｋに従って算出される。
　切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒの算出後、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１について切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒに基づいて工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御する（第三工程ＳＴ３）。ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１において現在位置Ｐ１から切込み移動Ｍ１及び戻り移動Ｍ２を繰り返して終点Ｐ２に到るまでの複数の位置Ｐ３を切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒに基づいて設定し、順次、工具ＴＯ１を位置Ｐ３に移動させる位置指令をサーボアンプ３１又はサーボアンプ３２に出す。図９には、各位置Ｐ３が白丸で示されている。設定される位置Ｐ３は、変化点（第一変化点Ｃ１と第二変化点Ｃ２）や終点Ｐ２に限定されず、切込み移動Ｍ１や戻り移動Ｍ２の途中の位置が含まれてもよい。前述の位置指令が繰り返されることにより、工具ＴＯ１の送り移動時の位置が切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒに基づいた位置に制御される。
　以上より、オペレーターは、「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」だけを工作機械１に入力することにより、通常切削と同じ加工時間で振動切削を実施させることができる。工具ＴＯ１の送り移動時の位置制御のため、オペレーターは、切込み移動時の速度Ｆや戻り移動時の速度Ｂといったパラメーターを工作機械１に入力する必要が無い。このように振動切削の条件設定が簡略化されるので、本具体例は、振動切削の設定を容易にさせることができる。
　また、図１５に例示する振動制御処理のように、戻り量Ｒの無い振動送りコマンドＣＭ２に基づいてＮＣ装置７０が工具の送り移動時の位置を制御することも可能である。振動送りコマンドＣＭ２は、図９で示した振動送りコマンドＣＭ１から戻り量Ｒを意味する「Ｒ＊＊」が省略されている。図１５に示す第一工程ＳＴ１は、二つの工程ＳＴ１１，ＳＴ１２に分かれている。図１５に示す振動制御処理が行われる前提として、図１４に示す情報テーブルＴＡ１がＲＡＭ７３に格納されているものとする。
　まず、ＮＣ装置７０は、操作部８０又はコンピューター１００から振動送りコマンドＣＭ２の入力を受け付け、該振動送りコマンドＣＭ２を含む加工プログラムＰＲ２をＲＡＭ７３に記憶する（工程ＳＴ１１）。加工プログラムＰＲ２において、振動送りコマンドＣＭ２の前には、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」を指定するコマンドがあるものとする。
　加工プログラムＰＲ２の実行時、ＮＣ装置７０は、加工プログラムＰＲ２から振動送りコマンドＣＭ２を読み出すと、工程ＳＴ１２の処理を実施する。振動送りコマンドＣＭ２にＦａ，Ｋのパラメーターが含まれているので、工程ＳＴ１１において、ＮＣ装置７０は、「通常切削送り速度Ｆａ」、及び、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」の入力を受け付けることになる。
　振動送りコマンドＣＭ２の読み出し後、ＮＣ装置７０は、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」、並びに、送り軸Ｆ１について「通常切削送り速度Ｆａ」及び「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」に対応付けられている「戻り量Ｒ」を情報テーブルＴＡ１から取得する（工程ＳＴ１２）。このようにして、Ｓ，Ｆａ，Ｋのパラメーターから「戻り量Ｒ」を自動的に決定することができる。
　「戻り量Ｒ」が取得されると、上述したように、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１についてＦａ，Ｋ，Ｒのパラメーターに基づいて、切込み量Ｄ、工具ＴＯ１の切込み移動時の速度Ｆ、及び、工具ＴＯ１の戻り移動時の速度Ｂを決定する（第二工程ＳＴ２）。さらに、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１について切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒに基づいて工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御する（第三工程ＳＴ３）。
　以上より、オペレーターは、「戻り量Ｒ」を工作機械１に入力しなくても、通常切削と同じ加工時間で振動切削を実施させることができる。「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」が大きくなると、切り屑が長くなる。そこで、オペレーターが「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」と「通常切削送り速度Ｆａ」を固定して切り屑の長さを実加工で確認しながら「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」を決めることにより、適切な「戻り量Ｒ」が自動的に決定される。従って、図１５に示す例は、振動切削の設定をさらに容易にさせることができる。
　尚、上述した具体例のＮＣ装置７０は「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」に基づいて切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｒの全てを計算したが、Ｄ，Ｆ，Ｒのパラメーターの一部については入力を受け付けてもよい。例えば、ＮＣ装置７０は、速度Ｆ，Ｒを計算する一方で切込み量Ｄの入力を受け付けてもよいし、切込み移動時の速度Ｆを計算する一方で戻り移動時の速度Ｂと切込み量Ｄの入力を受け付けてもよいし、戻り移動時の速度Ｂを計算する一方で切込み移動時の速度Ｆと切込み量Ｄの入力を受け付けてもよい。
（３）機械学習への適用例：
　さらに、図１０～１３に例示するように、機械学習を利用することにより振動切削の設定をさらに容易にさせることが可能な工作機械１を構成することも可能である。
　図１０は、機械学習部Ｕ４をコンピューター１００に備える工作機械１の例を模式的に示している。図１０において、図１，２と一部重複する要素については記載及び説明を省略している。図１０の下部には、データベースＤＢの構造例が示されている。
　図１０に示すコンピューター１００の記憶装置１０４は、機械学習部Ｕ４に対応する機械学習プログラムＰＲ３を記憶している。機械学習プログラムＰＲ３は、ＣＰＵ１０１によってＲＡＭ１０３に読み出されることにより実行される。コンピューター１００のＲＡＭ１０３には、データベースＤＢ、及び、該データベースＤＢに基づいて生成される学習済モデルＬＭが格納されている。学習済モデルＬＭは、切込み移動Ｍ１から戻り移動Ｍ２への第一変化点Ｃ１における工具ＴＯ１の位置と戻り移動Ｍ２から切込み移動Ｍ１への第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置とに重なりを生じさせる「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を決定するようにコンピューター１００を機能させるためのプログラムである。
　生成された学習済モデルＬＭは、コンピューター１００からＮＣ装置７０に送信されてＮＣ装置７０のＲＡＭ７３に格納されてもよい。これにより、ＮＣ装置７０は、学習済モデルＬＭに従って「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」と「戻り量Ｒ」を決定することができる。
　データベースＤＢには、単位時間当たりの主軸回転数Ｓ、通常切削送り速度Ｆａ、１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ、戻り量Ｒ、及び、第一変化点Ｃ１における工具ＴＯ１の位置と第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置とに重なりが有るか否かの判断結果Ｅが格納されている。単位時間当たりの主軸回転数Ｓは、主軸１１の単位時間当たりの回転数を意味する。判断結果Ｅは、図２に示す加工プログラムＰＲ２に対応するテストプログラムＰＲ４に従って送り軸Ｆ１に沿って切込み移動Ｍ１と戻り移動Ｍ２とを含む振動を伴うように工具ＴＯ１を移動させた時に実測した工具ＴＯ１の位置に基づいている。判断結果Ｅは、実測された振動において主軸１１の位相を基準として山と谷とに重なりが有るか否かを判断した結果であり、「重なり有り」又は「重なり無し」を示す情報である。データベースＤＢには、レコードを識別する識別情報である識別番号ｉに、単位時間当たりの主軸回転数Ｓｉ、通常切削送り速度Ｆａｉ、１回の空振りに要する主軸回転数Ｋｉ、戻り量Ｒｉ、及び、判断結果Ｅｉが紐付けられている状態で格納されている。
　図１１は、学習済モデルＬＭを生成する学習処理の例を示している。この処理は、機械学習プログラムＰＲ３を実行するコンピューター１００により行われる。
　学習処理が開始すると、コンピューター１００は、工具ＴＯ１の振動送りのパラメーターを設定する（ステップＳ１０２）。振動送りのパラメーターには、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」、「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」が含まれる。コンピューター１００は、Ｓ，Ｆａ，Ｋ，Ｒのパラメーターの入力をオペレーターから受け付けることにより振動送りのパラメーターを設定してもよい。また、コンピューター１００は、ステップＳ１０２～Ｓ１０８の処理が繰り返されることを前提として、所定の規則に従って順次、Ｓ，Ｆａ，Ｋ，Ｒのパラメーターを設定してもよい。
　振動送りのパラメーターの設定後、コンピューター１００は、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」を指示するコマンド、及び、Ｆａ，Ｋ，Ｒのパラメーターを指示する振動送りコマンドＣＭ１を含むテストプログラムＰＲ４をＮＣ装置７０にロードさせる（ステップＳ１０４）。
　テストプログラムＰＲ４のロード後、コンピューター１００は、ＮＣ装置７０にテストプログラムＰＲ４を実行させ、送り軸Ｆ１において主軸回転角度に対する工具位置の実測結果をＮＣ装置７０から取得する（ステップＳ１０６）。コンピューター１００からテストプログラムＰＲ４の実行指示を受け取ったＮＣ装置７０は、テストプログラムＰＲ４に従って送り軸Ｆ１に沿って工具ＴＯ１の移動を制御し、送り軸Ｆ１において主軸回転角度に対する工具ＴＯ１の位置の実測結果をコンピューター１００に出力する。
　次に、コンピューター１００は、主軸回転角度に対する工具ＴＯ１の位置の実測結果に基づいて第一変化点Ｃ１における工具ＴＯ１の位置と第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置とに重なりが有るか否かを判断し、「重なり有り」又は「重なり無し」を示す判断結果Ｅを取得する（ステップＳ１０８）。コンピューター１００は、工具位置の実測結果において、主軸１１の位相を基準として山と谷とに重なりが有る場合に「重なり有り」を示す情報を判断結果Ｅに設定し、主軸１１の位相を基準として山と谷とに重なりが無い場合に「重なり無し」を示す情報を判断結果Ｅに設定する。また、コンピューター１００は、主軸位相に対する工具位置の実測結果を例えば表示装置１０６に表示し、オペレーターから判断結果Ｅの入力を受け付けることにより判断結果Ｅを取得してもよい。
　その後、コンピューター１００は、Ｓ１０２で設定されたＳ，Ｆａ，Ｋ，Ｒのパラメーター、及び、Ｓ１０８で取得された判断結果ＥをデータベースＤＢに格納する（ステップＳ１１０）。データベースＤＢのレコードは多い方がよいため、Ｓ１０２～Ｓ１０８の処理は繰り返し行われる。
　データベースＤＢに情報が蓄積された後、コンピューター１００は、データベースＤＢに格納されている情報に基づいた教師有り機械学習により、学習済モデルＬＭをＲＡＭ１０３に生成する（ステップＳ１１２）。学習済モデルＬＭには、ニューラルネットワーク、ベイジアンネットワーク、これらの少なくとも一方を主要部として換算式を組み合わせた学習済モデル、等を用いることができる。学習済モデルＬＭにニューラルネットワークが含まれる場合には深層学習の手法により学習を進めるようにしてもよい。尚、ニューラルネットワーク、ベイジアンネットワーク、深層学習、等の詳細については公知であるため説明を省略する。得られる学習済モデルＬＭは、第一変化点Ｃ１及び第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置に重なりを生じさせる「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を決定するようにコンピューター１００を機能させる。
　学習済モデルＬＭの生成後、コンピューター１００は、学習済モデルＬＭを記憶し（ステップＳ１１４）、学習処理を終了させる。機械本体２が学習済モデルＬＭを使用する場合、コンピューター１００は、学習済モデルＬＭをＮＣ装置７０に送信すればよい。学習済モデルＬＭを受信したＮＣ装置７０は、学習済モデルＬＭをＲＡＭ７３に格納することにより、送り軸Ｆ１について「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」及び「通常切削送り速度Ｆａ」に基づいて「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を決定し、工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御することができる。
　図１２は、送り軸Ｆ１について「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を決定して工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御する振動制御処理の例を示している。この処理は、例えば、制御部Ｕ３としてのＮＣ装置７０により行われる。
　まず、ＮＣ装置７０は、工具ＴＯ１の送り軸Ｆ１に沿った振動送り時における「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」及び「通常切削送り速度Ｆａ」を取得する（ステップＳ２０２）。ＮＣ装置７０は、加工プログラムＰＲ２から振動送り時におけるＳ，Ｆａのパラメーターを取得してもよい。また、ＮＣ装置７０は、振動送り時におけるＳ，Ｆａのパラメーターの入力をオペレーターから受け付けることによりＳ，Ｆａのパラメーターを取得してもよい。
　次に、ＮＣ装置７０は、取得された「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」及び「通常切削送り速度Ｆａ」を学習済モデルＬＭに入力することにより、学習済モデルＬＭに「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を出力させる（ステップＳ２０４）。学習済モデルＬＭがＲＡＭ７３に格納されている場合、ＮＣ装置７０は、自ら学習済モデルＬＭを実行することによりＫ，Ｒのパラメーターを決定することができる。学習済モデルＬＭがコンピューター１００のＲＡＭ１０３に格納されている場合、ＮＣ装置７０は、コンピューター１００にＳ，Ｆａのパラメーターを出力してＫ，Ｒのパラメーターの出力を要求することによりコンピューター１００からＫ，Ｒのパラメーターを取得することができる。この場合、Ｋ，Ｒのパラメーターの出力要求を受け取ったコンピューター１００は、Ｋ，Ｒのパラメーターを学習済モデルＬＭに入力することにより学習済モデルＬＭにＫ，Ｒのパラメーターを出力させてこれらＫ，ＲのパラメーターをＮＣ装置７０に出力すればよい。
　以上により、ＮＣ装置７０は、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」及び「通常切削送り速度Ｆａ」を入力として学習済モデルＬＭを実行させることにより決定された「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を取得する。
　Ｋ，Ｒのパラメーターの取得後、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１について、「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」に基づいて、切込み量Ｄ、工具ＴＯ１の切込み移動時の速度Ｆ、及び、工具ＴＯ１の戻り移動時の速度Ｂを決定する（ステップＳ２０６）。切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｂは、上述した式（１）～（６）に従って決定することができる。
　切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｂの決定後、ＮＣ装置７０は、送り軸Ｆ１について、切込み量Ｄ及び速度Ｆ，Ｂに基づいて工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御し（ステップＳ２０８）、振動制御処理を終了させる。
　尚、コンピューター１００がＮＣ装置７０と協働して振動制御処理を行ってもよい。
　「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」及び「通常切削送り速度Ｆａ」が変わると、切り屑を効率的に分断させる「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」が変動する。これらＳ，Ｆａ，Ｋ，Ｒのパラメーターと「第一変化点Ｃ１及び第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置に重なりが有るか否かの判断結果Ｅ」とに基づいた機械学習により生成された学習済モデルＬＭを用いることにより、「単位時間当たりの主軸回転数Ｓ」及び「通常切削送り速度Ｆａ」に基づいて第一変化点Ｃ１及び第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置に重なりを生じさせる「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を決定することができる。これにより、「通常切削送り速度Ｆａ」、「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」、及び、「戻り量Ｒ」に基づいて工具ＴＯ１の送り移動時の位置を制御することができる。従って、図１０～１２に示す例は、振動切削の設定を容易にさせる学習済モデルＬＭを生成することができ、この学習済モデルＬＭを使用することにより振動切削の設定を容易にさせることができる。
　さらに、図１３に例示するように、機械本体２が機械学習プログラムＰＲ３を実行することにより学習済モデルＬＭを生成してもよい。図１３は、機械学習部Ｕ４を備える機械本体２の例を模式的に示している。図１３において、図２と一部重複する要素については記載及び説明を省略している。図１３の下部には、データベースＤＢの構造例が示されている。図１３に示すデータベースＤＢは、図１０に示すデータベースＤＢと同じであるので、説明を省略する。
　図１３に示すＮＣ装置７０のＲＯＭ７２には、制御部Ｕ３に対応する制御プログラムＰＲ１、及び、機械学習部Ｕ４に対応する機械学習プログラムＰＲ３が書き込まれている。ＮＣ装置７０のＲＡＭ７３には、加工プログラムＰＲ２、テストプログラムＰＲ４、データベースＤＢ、及び、学習済モデルＬＭが格納されている。学習済モデルＬＭは、第一変化点Ｃ１及び第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置に重なりを生じさせる「１回の空振りに要する主軸回転数Ｋ」及び「戻り量Ｒ」を決定するようにコンピューター１００を機能させる。
　ＮＣ装置７０は、図１１に示すステップＳ１０２，Ｓ１０６～Ｓ１１４に従って学習処理を行うことができる。
　学習処理が開始すると、ＮＣ装置７０は、Ｓ，Ｆａ，Ｋ，ＲのパラメーターをテストプログラムＰＲ４に設定する（ステップＳ１０２）。次に、ＮＣ装置７０は、テストプログラムＰＲ４を実行し、送り軸Ｆ１において主軸回転角度に対する工具位置の実測結果をＮＣ装置７０から取得する（ステップＳ１０６）。さらに、ＮＣ装置７０は、主軸回転角度に対する工具位置の実測結果に基づいて第一変化点Ｃ１における工具ＴＯ１の位置と第二変化点Ｃ２における工具ＴＯ１の位置とに重なりが有るか否かを判断し、「重なり有り」又は「重なり無し」を示す判断結果Ｅを取得する（ステップＳ１０８）。その後、ＮＣ装置７０は、Ｓ１０２で設定されたＳ，Ｆａ，Ｋ，Ｒのパラメーター、及び、Ｓ１０８で取得された判断結果ＥをデータベースＤＢに格納する（ステップＳ１１０）。Ｓ１０２～Ｓ１０８の処理は繰り返し行われる。データベースＤＢに情報が蓄積された後、ＮＣ装置７０は、データベースＤＢに格納されている情報に基づいた教師有り機械学習により、学習済モデルＬＭをＲＡＭ１０３に生成する（ステップＳ１１２）。学習済モデルＬＭの生成後、ＮＣ装置７０は、必要に応じて学習済モデルＬＭを記憶し（ステップＳ１１４）、学習処理を終了させる。学習済モデルＬＭの記憶場所は、ＲＯＭ７２、機械本体２内の記憶装置（不図示）、コンピューター１００の記憶装置１０４、等のいずれでもよい。尚、図１２に示す振動制御処理をＮＣ装置７０が行う場合、学習済モデルＬＭがＲＡＭ７３に格納されている状態で振動制御処理が行われる。
　図１３に示す例は、コストアップを抑制しながら振動切削の設定を容易にさせる学習済モデルＬＭを生成することができ、この学習済モデルＬＭを使用することにより振動切削の設定を容易にさせることができる。
　上述した機械学習部Ｕ４はＮＣ装置７０とコンピューター１００との協働により実現されてもよく、上述した制御部Ｕ３もＮＣ装置７０とコンピューター１００との協働により実現されてもよい。
（４）変形例：
　本発明は、種々の変形例が考えられる。
　例えば、駆動対象が移動する送り軸は、Ｘ軸やＹ軸に限定されず、Ｚ軸等でもよい。
　送り軸Ｆ１に沿って移動する駆動対象は、工具ＴＯ１に限定されず、ワークＷ１を把持する主軸１１でもよいし、工具ＴＯ１と主軸１１の両方でもよい。駆動対象が主軸１１である場合、ＮＣ装置７０は、ワークＷ１の切削時に送り軸Ｆ１に沿って振動を伴うように主軸１１の送り移動を制御すればよい。駆動対象が工具ＴＯ１と主軸１１の両方である場合、ＮＣ装置７０は、ワークＷ１の切削時に送り軸Ｆ１に沿って振動を伴うように工具ＴＯ１と主軸１１の両方の送り移動を制御すればよい。
　上述した処理は、順番を入れ替える等、適宜、変更可能である。
（５）結び：
　以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、振動切削の設定を容易にさせることが可能な工作機械等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
　また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
１…工作機械、２…機械本体、１０…主軸台、１１…主軸、
１２…把持部、１３Ａ，１３Ｂ…モーター、１４…主軸台駆動部、
２０…刃物台、３１，３２…サーボアンプ、
３３，３４…サーボモーター、３５，３６…エンコーダー、
７０…ＮＣ装置、１００…コンピューター、
２０１…通常切削時の工具位置、２０２…振動切削時の工具位置、
ＡＸ１…主軸中心線、Ｃ１…第一変化点、Ｃ２…第二変化点、
ＣＭ１…振動送りコマンド、ＤＢ…データベース、Ｆ１…送り軸、
ＬＭ…学習済モデル、Ｍ１…切込み移動、Ｍ２…戻り移動、
Ｐ１…現在位置、Ｐ２…終点、Ｐ３…位置、ＰＲ１…制御プログラム、
ＰＲ２…加工プログラム、ＰＲ３…機械学習プログラム、
ＰＲ４…テストプログラム、ＴＯ１…工具、
Ｕ１…回転駆動部、Ｕ２…送り駆動部、Ｕ３…制御部、
Ｕ４…機械学習部、Ｗ１…ワーク。

Claims (6)

  1. 　ワークを把持する主軸を回転させる回転駆動部と、
    　前記ワークを切削する工具と前記主軸の少なくとも一方の駆動対象を送り軸に沿って移動させる送り駆動部と、
    　前記ワークの切削時に前記送り軸に沿って前記工具が前記ワークに切り込む向きの切込み移動と該切込み移動とは反対方向の戻り移動とを含む振動を伴うように前記駆動対象の送り移動を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　　前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記振動の１周期に要する前記主軸の回転数（Ｋ）、及び、前記振動の１周期における前記戻り移動の距離である戻り量（Ｒ）を取得し、
    　　前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記主軸の回転数（Ｋ）、及び、前記戻り量（Ｒ）に基づいて、前記振動の１周期当たりに前記駆動対象の位置が変化する距離である切込み量（Ｄ）、前記駆動対象の前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記駆動対象の前記戻り移動時の速度（Ｂ）のうち少なくとも一つのパラメーターを決定し、
    　　決定した前記パラメーターを少なくとも用いて前記駆動対象の前記送り移動時の位置を制御する、工作機械。
  2. 　前記制御部は、
    　　前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記主軸の回転数（Ｋ）、及び、前記戻り量（Ｒ）に基づいて、前記切込み量（Ｄ）、前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記戻り移動時の速度（Ｂ）を決定し、
    　　前記切込み量（Ｄ）、前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記戻り移動時の速度（Ｂ）に基づいて、前記駆動対象の前記送り移動時の位置を制御する、請求項１に記載の工作機械。
  3. 　前記制御部は、前記主軸の回転数（Ｋ）が１回転よりも大きい場合、前記振動の１周期において前記切込み移動から前記戻り移動に変化する第一変化点と、前記振動の１周期において前記戻り移動から前記切込み移動に変化する第二変化点と、の前記主軸の回転角度の差を３６０°に制御する、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
  4. 　前記制御部は、前記主軸の回転数（Ｋ）の分母が３以上の奇数であって前記主軸の回転数（Ｋ）の分子が２である場合、前記振動の１周期において前記切込み移動から前記戻り移動に変化する第一変化点と、前記振動の１周期において前記戻り移動から前記切込み移動に変化する第二変化点と、の前記主軸の回転角度の差を｛（Ｋ／２）×３６０｝°に制御する、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
  5. 　ワークを把持する主軸を回転させる回転駆動部と、
    　前記ワークを切削する工具と前記主軸の少なくとも一方の駆動対象を送り軸に沿って移動させる送り駆動部と、
    　前記ワークの切削時に前記送り軸に沿って前記工具が前記ワークに切り込む向きの切込み移動と該切込み移動とは反対方向の戻り移動とを含む振動を伴うように前記駆動対象の送り移動を制御する制御部と、
    　前記主軸の単位時間当たりの回転数（Ｓ）、前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記振動の１周期に要する前記主軸の回転数（Ｋ）、前記振動の１周期における前記戻り移動の距離である戻り量（Ｒ）、及び、前記切込み移動から前記戻り移動への第一変化点における前記駆動対象の位置と前記戻り移動から前記切込み移動への第二変化点における前記駆動対象の位置とに重なりが有るか否かの判断結果（Ｅ）に基づいた機械学習により、前記主軸の単位時間当たりの回転数（Ｓ）及び前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）に基づいて、前記第一変化点及び前記第二変化点における前記駆動対象の位置に重なりを生じさせる前記主軸の回転数（Ｋ）及び前記戻り量（Ｒ）を決定するようにコンピューターを機能させる学習済モデルを生成する機械学習部と、を備える工作機械。
  6. 　前記制御部は、
    　　前記主軸の単位時間当たりの回転数（Ｓ）及び前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）を入力として前記学習済モデルを実行させることにより決定された前記主軸の回転数（Ｋ）及び前記戻り量（Ｒ）を取得し、
    　　前記駆動対象の非振動時の送り速度（Ｆａ）、前記取得した主軸の回転数（Ｋ）、及び、前記取得した戻り量（Ｒ）に基づいて、前記振動の１周期当たりに前記駆動対象の位置が変化する距離である切込み量（Ｄ）、前記駆動対象の前記切込み移動時の速度（Ｆ）、及び、前記駆動対象の前記戻り移動時の速度（Ｂ）のうち少なくとも一つのパラメーターを決定し、
    　　決定した前記パラメーターを少なくとも用いて前記駆動対象の前記送り移動時の位置を制御する、請求項５に記載の工作機械。
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