(57)【要約】  カム式旋盤のカムの調整を容易に行うことを目的とする。  刃物２１の切り込み方向の移動はカム機構１０により制御し、主軸台２のＺ軸方向の移動はサーボモータ６により数値制御する。旋盤１は、カム軸１６の回転角度や回転速度などをセンサーによって検知する。そして、旋盤１は、検知された値に基づいて主軸台２の移動を制御することにより、カム機構１０と主軸台２を同期して移動させることができる。また、ボールねじ７とナット８は、サーボモータ６によるＺ軸方向の駆動力が滑り面１７に対して均等に作用するように配置されており、滑り面１７の不均一な摩耗を防止している。このように、旋盤１は、主軸台２の制御を数値制御としてカム機構１０から分離することにより、カム機構１０の調整が容易になり、また、主軸台２のオフセット値の設定も容易になる。
2008081744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線上に被加工物を把持する把持手段を備えた主軸と、
前記主軸を回転する主軸回転手段と、
数値制御によって前記主軸を軸線方向に移動する主軸移動手段と、
前記被加工物を切削する刃物を保持する刃物保持手段と、
前記刃物保持手段を、回転するカムの形状に倣って、前記主軸の軸線に垂直な方向に移動する刃物移動手段と、
前記カムを回転させるカム回転手段と、
を具備したことを特徴とする旋盤装置。
【請求項２】
前記カムの回転角度を検出する回転角度検出手段を具備し、
前記主軸移動手段は、前記検出した回転角度に基づいて前記主軸を移動させることを特徴とする請求項１に記載の旋盤装置。
【請求項３】
前記主軸移動手段は、前記主軸を移動させる力を、前記主軸の軸線を含む鉛直面内において、前記軸線に平行な方向に作用させることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の旋盤装置。
【請求項４】
前記被加工物を前記把持手段と対向する側から支持する支持手段と、
前記把持手段と、前記支持手段と、の距離を所定の距離に保って連結する連結手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の旋盤装置。
【請求項５】
前記連結手段は、前記被加工物から切削される加工品の長さ単位で、前記連結する長さを調節可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の旋盤装置。
【請求項６】
前記主軸と所定の角度を成す回転軸の周りに回転する刃物を保持する回転刃物保持手段と、
前記回転する刃物で前記被加工物を切削する際に、前記回転刃物保持手段を移動させる回転刃物移動手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載の旋盤装置。
【請求項７】
前記回転刃物移動手段は、回転する回転刃物用カムの形状に倣って前記回転する刃物を移動することを特徴とする請求項６に記載の旋盤装置。
【請求項８】
前記回転刃物用カムには、前記回転する刃物が前記被加工物に切り込む第１の回転角度と、前記回転する刃物が被加工物から離れる第２の回転角度が設定されており、
前記カム回転手段は、前記回転刃物用カムの回転角度を、前記第１の回転角度と前記第２の回転角度に交互に回転することを特徴とする請求項７に記載の旋盤装置。
【請求項９】
前記主軸回転手段は、前記回転刃物用カムが前記第１の回転角度に保持されている間は、前記被加工物の回転角度を所定角度に保持し、
前記回転刃物用カムが前記第２の回転角度に保持されている間に、前記回転する刃物が次の切削箇所を切削するように前記被加工物を所定角度だけ回転させることを特徴とする請求項８に記載の旋盤装置。
【請求項１０】
前記主軸移動手段は、前記回転刃物用カムが前記第１の回転角度に保持されている間は、前記回転する刃物に向けて前記被加工物を繰り出す方向に前記主軸を移動し、前記回転刃物用カムが前記第２の回転角度に保持されている間に前記主軸を移動前の位置に復帰することを特徴とする請求項９に記載の旋盤装置。
【請求項１１】
前記刃物保持手段は、前記主軸と所定の角度を成す回転軸の周りに前記保持した刃物を回転する刃物回転手段を具備したことを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載の旋盤装置。
【請求項１２】
前記支持手段を前記被加工物に付勢する付勢手段と、
前記付勢手段による付勢を解除する付勢解除手段と、
を具備し、
前記連結手段は、前記付勢手段が前記被加工物を付勢している場合に前記把持手段と前記支持手段を連結し、前記付勢解除手段で付勢が解除されている場合には連結しないことを特徴とする請求項４、又は請求項５に記載の旋盤装置。
【請求項１３】
前記被加工物の材料を繰り出す材料繰り出し手段と、
前記繰り出される材料の先端を当接部材に当接させることにより繰り出し量を規定する規定手段と、
を具備したことを特徴とする請求項４、請求項５、又は請求項１２に記載の旋盤装置。
【請求項１４】
前記当接部材は、前記保持した刃物か、又は前記支持手段であることを特徴とする請求項１３に記載の旋盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤装置に関し、例えば、数値制御機能が組み合わされたカム式の旋盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤は、棒材から加工品を切削加工により削り出す機械加工装置である。このような旋盤には各種のものがあるが、刃物の動作や主軸台の動作をカムによって制御するカム駆動式旋盤がある。
図２０は、従来のカム駆動式旋盤の正面図である。この旋盤は、例えば、腕時計の部品など、小型の部品を棒材から切削する際に用いられる。【０００３】
旋盤１０１は、基盤部１０５と、基盤部１０５上で主軸方向にスライド可能な主軸台１０２とセンタ台１０４、及び基盤部１０５に固定された刃物台１０３を備えている。
基盤部１０５には、カム機構１１０、１５１、１５２がカム軸１１６によって同軸に保持されており、カム軸１１６は、ギア部１１５を介して、カム駆動モータにより回転駆動される。
なお、カム軸モータは、図２０においてギア部１１５の死角となる位置にあるため図示していない。【０００４】
カム機構１１０は、複数のカムから構成され、各カムは、それぞれ個別の刃物１２１の主軸に垂直な方向の動作を規定している。刃物１２１は、ワークを中心として周囲に放射状に複数備えられている。
一方、カム機構１５１は、ワークのチャッキングのタイミングを規定し、カム機構１５２は、主軸台１０２の主軸方向の動作を規定している。
センタ台１０４は、センタによってワークを支持し、主軸台１０２と連結することにより主軸台１０２と共に移動する。【０００５】
各カムの形状、及びカム軸１１６に取り付けられたカムの相対的な角度は、ワークから加工品が自動的に切削加工されるように設定されており、カム軸１１６を駆動することにより、旋盤１０１は、・・・→ワーク供給→チャック閉→刃物１２１と主軸台１０２を動作させてワークを切削→ワーク切り落とし→チャック開→ワーク供給→・・・というサイクルを繰り返すことができる。【０００６】
ところで、本従来例に関する旋盤と同様に、ワークの周囲に放射状に刃物を配置した技術として公開されているＮＣ自動旋盤がある（例えば、特許文献１参照）。この技術は、刃物の動作をカムではなく、数値制御により行うものである。
【特許文献１】特開平４−１３５１０３号公報
【０００７】
このように、刃物を数値制御する旋盤が使用されるようになってきたが、依然としてカム駆動式旋盤を好んで使用しているユーザが多い。
また、カム駆動式旋盤では刃物がカムの外周にならって滑らかに移動するため、デジタル制御である数値制御方式に比べて滑らかな加工面を容易に形成することができるという利点もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、カム駆動式旋盤では、主軸に垂直な方向に移動する刃物の制御と、主軸の方向に移動する主軸台の制御を１本のカム軸で行うため（即ち、移動方向の異なる制御を１本のカム軸で行うため）、カムの調節が難しく、高度な熟練技術を必要とした。【０００９】
そこで、本発明の目的は、カムの調整を容易に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、軸線上に被加工物を把持する把持手段を備えた主軸と、前記主軸を回転する主軸回転手段と、数値制御によって前記主軸を軸線方向に移動する主軸移動手段と、前記被加工物を切削する刃物を保持する刃物保持手段と、前記刃物保持手段を、回転するカムの形状に倣って、前記主軸の軸線に垂直な方向に移動する刃物移動手段と、前記カムを回転させるカム回転手段と、を具備したことを特徴とする旋盤装置を提供する。
請求項２に記載の発明では、前記カムの回転角度を検出する回転角度検出手段を具備し、前記主軸移動手段は、前記検出した回転角度に基づいて前記主軸を移動させることを特徴とする請求項１に記載の旋盤装置を提供する。
請求項３に記載の発明では、前記主軸移動手段は、前記主軸を移動させる力を、前記主軸の軸線を含む鉛直面内において、前記軸線に平行な方向に作用させることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の旋盤装置を提供する。
請求項４に記載の発明では、前記被加工物を前記把持手段と対向する側から支持する支持手段と、前記把持手段と、前記支持手段と、の距離を所定の距離に保って連結する連結手段と、を具備したことを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の旋盤装置を提供する。
請求項５に記載の発明では、前記連結手段は、前記被加工物から切削される加工品の長さ単位で、前記連結する長さを調節可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の旋盤装置を提供する。
請求項６に記載の発明では、前記主軸と所定の角度を成す回転軸の周りに回転する刃物を保持する回転刃物保持手段と、前記回転する刃物で前記被加工物を切削する際に、前記回転刃物保持手段を移動させる回転刃物移動手段と、を具備したことを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載の旋盤装置を提供する。
請求項７に記載の発明では、前記回転刃物移動手段は、回転する回転刃物用カムの形状に倣って前記回転する刃物を移動することを特徴とする請求項６に記載の旋盤装置を提供する。
請求項８に記載の発明では、前記回転刃物用カムには、前記回転する刃物が前記被加工物に切り込む第１の回転角度と、前記回転する刃物が被加工物から離れる第２の回転角度が設定されており、前記カム回転手段は、前記回転刃物用カムの回転角度を、前記第１の回転角度と前記第２の回転角度に交互に回転することを特徴とする請求項７に記載の旋盤装置を提供する。
請求項９に記載の発明では、前記主軸回転手段は、前記回転刃物用カムが前記第１の回転角度に保持されている間は、前記被加工物の回転角度を所定角度に保持し、前記回転刃物用カムが前記第２の回転角度に保持されている間に、前記回転する刃物が次の切削箇所を切削するように前記被加工物を所定角度だけ回転させることを特徴とする請求項８に記載の旋盤装置を提供する。
請求項１０に記載の発明では、前記主軸移動手段は、前記回転刃物用カムが前記第１の回転角度に保持されている間は、前記回転する刃物に向けて前記被加工物を繰り出す方向に前記主軸を移動し、前記回転刃物用カムが前記第２の回転角度に保持されている間に前記主軸を移動前の位置に復帰することを特徴とする請求項９に記載の旋盤装置を提供する。
請求項１１に記載の発明では、前記刃物保持手段は、前記主軸と所定の角度を成す回転軸の周りに前記保持した刃物を回転する刃物回転手段を具備したことを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載の旋盤装置を提供する。
請求項１２に記載の発明では、前記支持手段を前記被加工物に付勢する付勢手段と、
前記付勢手段による付勢を解除する付勢解除手段と、を具備し、前記連結手段は、前記付勢手段が前記被加工物を付勢している場合に前記把持手段と前記支持手段を連結し、前記付勢解除手段で付勢が解除されている場合には連結しないことを特徴とする請求項４、又は請求項５に記載の旋盤装置を提供する。
請求項１３に記載の発明では、前記被加工物の材料を繰り出す材料繰り出し手段と、前記繰り出される材料の先端を当接部材に当接させることにより繰り出し量を規定する規定手段と、を具備したことを特徴とする請求項４、請求項５、又は請求項１２に記載の旋盤装置を提供する。
請求項１４に記載の発明では、前記当接部材は、前記保持した刃物か、又は前記支持手段であることを特徴とする請求項１３に記載の旋盤装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、主軸方向の制御を数値制御として主軸台の制御を刃物の制御から独立させることにより、カムの調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の旋盤装置を示した図である。
【図２】本実施の形態の旋盤装置で加工された加工品の一例を示した図である。
【図３】連結機構を説明するための図である。
【図４】連結機構を用いたワーク供給方法を説明するための図である。
【図５】旋盤の制御システムを模式的に表したブロック図である。
【図６】タイミングチャートの一例を示した図である。
【図７】本実施の形態の旋盤装置の自動サイクル動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本変形例に係る旋盤装置を示した図である。
【図９】歯車加工台がカッターを上下動させる機構を説明するための図である。
【図１０】歯車を加工する手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】歯車を加工する手順の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】効率の良いワークの供給方法、及び支持方法などを説明するための図である。
【図１３】刃物でワークを支持する場合のフローチャートである。
【図１４】刃物でワークを支持する場合のフローチャートの続きである。
【図１５】センタでワークを支持する場合のフローチャートである。
【図１６】カムの取付角度を数値制御プログラムでオフセットした場合の各刃物等の移動を表したタイミングチャートである。
【図１７】カムの取付状況と数値制御プログラムとの関係を説明するための図である。
【図１８】コントローラが行うオフセット処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１９】旋盤が行う加工処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図２０】従来の旋盤装置を示した図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  旋盤
２  主軸台
３  刃物台
４  センタ台
５  基盤部
６  サーボモータ
７  ボールねじ
８  ナット
９  カム
１０  カム機構
１１  主軸モータ
１２  ワーク供給装置
１３  センタ
１５  ギア部
１６  カム軸
１７  滑り面
１８  主軸
２１  刃物
２２  ワーク
２３  ガイドブッシュ
２４  接触子
２５  アーム
２７  チャック
３１  連結棒
３２  固定部材
３３  クランプ機構
４１  コントローラ
４２  操作盤
５１  歯車加工台
５２  凹部
５３  カッター
５５  刃物
５９  工具保持部
６１  エアシリンダ６１
６３  緩衝バネ
６４  度当たり
６５  部材
６６  バネ
６７  支柱
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（１）実施の形態の概要
図１（ｂ）の旋盤１において、刃物２１（図１（ａ））の切り込み方向の移動はカム機構１０により制御し、主軸台２のＺ軸方向の移動はサーボモータ６により数値制御する。
旋盤１は、カム軸１６の回転角度や回転速度などをセンサーによって検知する。そして、旋盤１は、検知された値に基づいて主軸台２の移動を制御することにより、カム機構１０と主軸台２を同期して移動させることができる。
また、ボールねじ７とナット８は、サーボモータ６によるＺ軸方向の駆動力が滑り面１７に対して均等に作用するように配置されており、滑り面１７の不均一な摩耗を防止している。
このように、旋盤１は、主軸台２の制御を数値制御としてカム機構１０から分離することにより、カム機構１０の調整が容易になり、また、主軸台２のオフセット値の設定も容易になる。
更に、滑り面１７の不均一な摩耗が防止されるため、ワークの加工精度を維持することができ、また、滑り面１７の補修作業も容易になる。【００１５】
（２）実施の形態の詳細
図１は、本実施の形態に関する旋盤装置を示した図であり、図１（ａ）は、カム部分の側面、図１（ｂ）は旋盤装置の正面図を示している。
図１（ｂ）に示したように、旋盤１は、大きく分けて、基盤部５、主軸台２、刃物台３、及びセンタ台４から構成されている。
基盤部５（ベッド台）は、上面に主軸台２、刃物台３、センタ台４が設けられ、内部には刃物台３に設置された刃物（バイト）を駆動するためのカム機構１０が形成されている。
また、基盤部５の主軸台２とセンタ台４との設置部分は、ありみぞ構造などのスライドガイドが形成された滑り面（摺動面）となっている。従って、主軸台２とセンタ台４は、それぞれ基盤部５の上面をスライドガイドに案内されてＺ軸方向に移動できるようになっている。【００１６】
主軸台２は、主軸を回転する主軸モータ１１、ワーク（被加工物）を保持するチャック（図３に符号２７で図示する）、ワークを加工位置に繰り出すワーク供給装置１２、ナット８、主軸１８などを備えており、基盤部５の滑り面１７の上に設置されている。
主軸モータ１１は、主軸台２の上部に設置されており、プーリやベルトなどを用いた駆動力伝達機構により回転力を主軸１８に与える。主軸モータ１１は、主軸回転手段として機能している。
ナット８は、主軸台２の後部（センタ台４側とは反対側）に固定されており、内径にはボールねじ７が螺合している。ナット８とボールねじ７は、サーボモータ６の回転運動を主軸台２のＺ軸方向の運動に変換する運動方向変換機構として機能している。なお、主軸台２の＋Ｚ軸方向を送り方向と云う。【００１７】
ワーク供給装置１２、主軸１８、及びチャックは、主軸１８の軸線（Ｃ軸とする）上に同軸に形成されている。
主軸１８、及びワーク供給装置１２には、主軸１８の軸線上にワークを貫通させる貫通孔が形成されており、ワークはこの貫通孔に挿通されて旋盤１に取り付けられる。
ワーク供給装置１２は、後述のコントローラからの指令により、ワークを所定量だけ刃物台３の方向（＋Ｚ軸方向）に繰り出してワークのローディングを行う。【００１８】
チャックは、主軸１８の先端に形成されており、ワーク供給装置１２が繰り出したワークを把持する把持手段として機能している。チャックは、例えば、空気圧を利用して開閉し、コントローラからの指令により、ワーク供給装置１２がワーク供給時は開き、ワーク加工時は閉じてこれを把持する。
主軸１８、ワーク供給装置１２、チャックは、一体となって主軸１８の軸線の周りに回転するようになっており、主軸モータ１１が主軸１８を回転すると、これに伴ってワークが回転する。【００１９】
主軸台２の−Ｚ軸方向には、サーボモータ６が基盤部５上に固定されている。サーボモータ６の回転軸にはボールねじ７が形成されている。
サーボモータ６は、コントローラの指令に従って、ボールねじ７を正負の方向に指定された量だけ、指定された回転速度にて回転し、ボールねじ７とナット８の螺合によって、主軸台２をＺ軸方向に所定量だけ、所定速さにて移動させる。
サーボモータ６、ボールねじ７、ナット８、及び主軸台２は、主軸１８を軸線方向に移動する主軸移動手段として機能している。【００２０】
ナット８及びボールねじ７は、これらの中心線が、主軸１８と並行で、主軸１８の軸線を含む鉛直面内に含まれるように配置されており、サーボモータ６が主軸台２に及ぼす力は、主軸１８の軸線を含む鉛直面内において、当該軸線に平行に作用するようになっている。
このため、サーボモータ６が主軸台２を移動させる力は滑り面１７に均等に加わり、滑り面１７が偏摩耗することがない。【００２１】
ところで、図２０に示した従来例の旋盤装置では、カム機構１５２による力が主軸台１０２の側面に加わっていた。
そのため、滑り面１７やスライドガイドに偏荷重が作用し、これらの摩耗を早めると共に、摩耗が不均一で偏荷重が大きい部分が多く摩耗する片減りとなっていた。
そのため、後述のガイドブッシュと主軸の同軸精度を低下させ、ワークの加工精度が低下する可能性があった。そして、滑り面１７の修正には高度な熟練技術を必要としていた。
しかし、本実施の形態の旋盤１では、荷重が均等に分散されて滑り面１７に加わるため、滑り面１７は殆ど摩耗しない。また、仮に摩耗したとしても摩耗量が均一であるため、従来に比べて容易に滑り面１７の修正を行うことができる。【００２２】
図１（ｂ）に示したように、刃物台３は、主軸台２とセンタ台４の間に固定されており、その下部の基盤部５内には、複数のカム９ａ、９ｂ、９ｃ、・・・（図１（ａ））をカム軸１６に固定したカム機構１０が収納されている。ただし、図の煩雑化を避けるため符号はカム９ａにのみ図示している。また、カム９ａ、９ｂ、９ｃ、・・・を特に区別しない場合は単にカム９と記すことにする。
カム軸１６のセンタ台４側端部にはギアが形成されており、基盤部５のセンタ台４側に設けられたギア部１５に収納されている。【００２３】
ギア部１５は、Ｚ軸に垂直な方向にロータ軸が形成されたカム駆動モータの回転駆動力をＺ軸方向に伝達してカム軸１６を駆動する。
なお、図１（ｂ）では、カム駆動モータはギア部１５の死角となって図示されていない。
ここで、カム駆動モータ、ギア部１５、及びカム軸１６は、カムを回転させるカム回転手段として機能している。【００２４】
図１（ａ）に示したように、刃物台３には、主軸１８の軸線Ｃを中心線とするガイド孔が形成されたガイドブッシュ２３が設けられており、ワーク２２は、このガイド孔を挿通して位置決めされると共に加工位置に案内される。
ワーク２２の周囲には、刃物２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、・・・が複数個（図では５個）放射状に配置されている。
刃物２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、・・・は、それぞれ個別のアーム２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、・・・の先端に設けられた刃物保持手段によって着脱可能に取り付けられている。
なお、図１（ａ）では、図を簡略化するために１つの刃物２１ａ、及びアーム２５ａにのみ符号を付しているが、刃物２１ａ、アーム２５ａから順に刃物２１ｂ、アーム２５ｂ、刃物２１ｃ、アーム２５ｃ、・・・とする。
また、以下では、刃物２１ａ、刃物２１ｂ、・・・、及びアーム２５ａ、２５ｂ、・・・、を特に区別しない場合は、単に刃物２１、アーム２５と記す。【００２５】
アーム２５ａは、主軸１８の軸線Ｃに平行な回転軸の周りに旋回可能な固定軸を備えており、アーム２５ａが固定軸の周りを旋回すると、これに伴って刃物２１ａが切り込み方向に移動するようになっている。なお、刃物２１の切り込み方向をＸ軸とし、主軸１８の軸線Ｃから遠ざかる方向を＋Ｘ軸方向とする。
一方、アーム２５ａの端部には、接触子２４ａが形成されており、接触子２４ａの先端は、カム９ａの外周に押圧されている。
このため、カム９ａが回転すると、接触子２４ａがカム９ａの外周面にならって移動し、これに伴って刃物２１ａがＸ軸方向に移動するようになっている。即ち、カム９ａの外周の形状が刃物２１ａの移動を規定している。
アーム２５ａ、及び接触子２４ａは、刃物保持手段を、回転するカム９ａの外周にならって、主軸１８の軸線に垂直な方向に移動する刃物移動手段として機能している。
同様に、アーム２５ｂ、２５ｃ、・・・は、カム９ｂ、９ｃ、・・・の形状に倣って移動するようになっている。【００２６】
カム機構１０は、複数のカム９（カム９ａ、９ｂ、９ｃ、・・・）を組み合わせてできており、各カム９ａ、９ｂ、９ｃ、・・・の外周の形状は、それぞれ刃物２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、・・・、の運動を規定している。
このため、カム機構１０を回転させると、各刃物２１に個別に予め設定した動作を行わせることができる。
なお、本実施の形態のカム９は、板カムと呼ばれるものである。
カムにはこの他に平面溝カム、円筒溝カム、端面カムなど各種のものがあり、旋盤１には何れの種類のカムを用いてもよい。
何れのカムにおいても、外周や溝などのカムに予め形成された形状に倣って刃物２１が動作する。【００２７】
図示しないが、カム軸１６には、エンコーダなどで構成された回転角度検出手段が設置されており、後述のコントローラがカム機構１０の回転角度を検出できるようになっている。
旋盤１は、検出したカム機構１０の回転角度と、主軸台２のＺ座標値を用いて、カム機構１０の動作と主軸台２の動作が同期するようにカム駆動モータとサーボモータ６を制御する。
また、回転角度からカム機構１０の角速度を計算したり、Ｚ座標値から主軸台２の速度を計算したり（別の角速度センサや速度センサでこれらを検知してもよい）して、これらを用いて主軸台２の動作を制御するように構成することも可能である。
なお、カム機構１０の角速度、角加速度、及び主軸台２の速度、加速度は、それぞれカム機構１０の回転角度の時間的変化、主軸台２のＺ座標値の時間的変化であるため、これらを用いた制御もカム機構１０の回転角度と主軸台２のＺ座標値を用いた制御に含まれる。【００２８】
このような制御の具体例を述べると、例えば、カム軸１６の角度をＤｘ、主軸台２のＺ座標をＤｚ、カム軸１６の角速度をＶｘ、主軸台２の速度をＶｚとして、次のように、Ｄｘ、Ｄｚ、Ｖｘを規定する数値制御プログラムが旋盤１に入力されたとする。【００２９】
（Ｄｘ［度］、Ｄｚ［ｍｍ］、Ｖｘ［度／［ｍｍ］］）＝（０、０、１０）、（５、０、１０）、（７、１０、１０）、（８、０、１０）、（１２、−５、１０）、（１３、０、１０）・・・（式１）
これらの値の入力は、例えば、オペレータがカム軸１６を回転させて各工程の開始角度、終了角度を確認してＤｘとして入力すると共に（カム９ａには、制作誤差や取付誤差が含まれるので実測する）、予め設計値として与えられているＤｚ、及び所望のＶｘを入力することにより行われる。
コントローラは、このデータから、Ｖｚ＝（Ｄｚ／Ｄｘ）×Ｖｘ・・・（式２）によってＶｚを計算し、これによって主軸台２の移動速度を制御することができる。【００３０】
センタ台４（芯押し台）は、図１（ｂ）に示したように、センタ１３によってワーク２２の端部を支持する。センタ１３は、固定式、又は回転式のセンタを用いることができる。
センタ台４は主軸台２と同様に基盤部５の上面に形成された滑り面１７に設置されており、スライドガイドによって主軸１８の軸線方向（Ｚ軸方向）に移動することができる。
センタ台４は、主軸台２と連結機構により連結可能となっており、これによって主軸台２と共にＺ軸方向に移動する。後述するように、この連結機構は、センタ台４と主軸台２の連結距離を変更することができる。【００３１】
図２は、旋盤１で加工された加工品の一例を示した図である。図にはＺ軸方向も図示してある。なお、図２ではＸ軸は図示していないが、Ｚ軸に垂直な方向である。
この加工品は、刃物２１によって棒材から切削加工されたものであり、例えば、真鍮などの金属によって構成されている。
図に示したように、加工品は、長さ２．５［ｍｍ］、直径１．５［ｍｍ］程度であり、例えば、腕時計などの小型精密機械の部品として使用される。【００３２】
以下に、この加工品を用いてカム機構１０と主軸モータ１１の動作例について説明する。
なお、この加工例は一例であって、例えば、粗削りの後に仕上げを行ったりするなど、各種の加工方法がある。【００３３】
加工品の＋Ｚ軸側の端部は、Ｚ軸に垂直な端面２０１が形成されている。端面２０１は、刃物２１のＺ座標を固定したまま（即ち、主軸台２を固定したまま）、刃物２１をカム機構１０によって−Ｘ軸方向に移動することにより加工される。
この場合、数値制御プログラムは、カム軸１６の回転角度が端面２０１を形成するための開始角度から終了角度に至るまで、主軸台２のＺ座標を一定に保つように構成されている。【００３４】
端面２０１の−Ｚ軸側にはテーパ面２０２が形成されている。テーパ面２０２は、−Ｚ軸方向にかけて外径が一定割合で大きくなるように加工されている。この加工は、刃物２１を−Ｚ軸方向に一定速度で移動させながら（即ち、主軸台２を−Ｚ軸方向に一定速度で移動させながら）、刃物２１をカム機構１０でＸ軸方向に一定速度で移動させることにより加工される。
この場合、数値制御プログラムは、カム軸１６の回転角度がテーパ面２０２を形成するための開始角度から終了角度にいたるまで、回転角度の変化率に対する主軸台２のＺ座標の変化率を所定の一定値に保つように構成されている。【００３５】
テーパ面２０２の−Ｚ軸側には円柱面２０３が形成されている。円柱面２０３は、刃物２１を、Ｘ軸をカム機構１０で固定したまま−Ｚ軸方向に移動させる（即ち、主軸台２を−Ｚ軸方向に移動させる）ことにより形成される。
この場合、数値制御プログラムは、カム軸１６の回転角度が円柱面２０３を形成するための開始角度から終了角度に至るまで、回転角度の変化率に対する主軸台２のＺ座標の変化率を所定の一定値に保つように構成されている。【００３６】
円柱面２０３の−Ｚ軸側には、円柱面２０３よりも外径が大きい円柱面２０４が形成されており、円柱面２０３と円柱面２０４の境界には段差部が形成されている。
この段差部は、端面２０１と同様に刃物２１のＺ座標を固定したまま（即ち、主軸台２を固定したまま）、刃物２１をカム機構１０でＸ軸方向に移動することにより形成される。
この場合、数値制御プログラムは、カム軸１６の回転角度が段差部を形成するための開始角度から終了角度に至るまで、主軸台２のＺ座標を一定に保つように構成されている。
円柱面２０４の形成方法は円柱面２０３と同様である。【００３７】
円柱面２０４の−Ｚ軸方向には、円柱面２０４よりも外径が小さい円柱面２０５が形成されており、円柱面２０４と円柱面２０５の境界には段差部が形成されている。
円柱面２０５の形成は、円柱面２０３、及び円柱面２０４と同様である。【００３８】
円柱面２０５の−Ｚ軸側には円錐面１０６が形成されている。円錐面２０６は、−Ｚ軸方向にかけて外径が一定割合で小さくなるように加工されている。
この加工は、刃物２１を−Ｚ軸方向に一定速度で移動させながら（即ち、主軸台２を−Ｚ軸方向に一定速度で移動させながら）、刃物２１をカム機構１０で−Ｘ軸方向に一定速度で移動させることにより加工される。
この場合、数値制御プログラムは、カム軸１６の回転角度が円錐面２０６を形成するための開始角度から終了角度に至るまで、回転角度の変化率に対する主軸台２のＺ座標の変化率を所定の一定値に保つように構成されている。【００３９】
以上のように、旋盤１は、刃物２１のＸ軸方向の移動と、主軸台２のＺ軸方向の移動を同期（連動）させることにより、棒材を２次元加工することができる。
また、図２のワークは、テーパ面、円柱面、円錐面が加工されているが、この他に、例えば、ＺＸ面内で円弧や楕円弧、あるいは、自由曲線を描くような側面を加工することも可能である。【００４０】
次に、図３を用いて、主軸台２とセンタ台４の連結機構について説明する。
図３は、旋盤１の全体図において、旋盤１の連結機構を示した図である。なお、図の煩雑化を避けるためにカム機構１０などは省略してある。
図３に示したように、基盤部５の内部には、連結棒３１、固定部材３２、クランプ機構３３などからなる連結機構がカム機構１０やカム軸１６などとは干渉しないように設けられている。【００４１】
クランプ機構３３は、主軸台２に固定されており、連結棒３１の一端側が挿通されている。クランプ機構３３は、例えば、圧縮空気の力などにより、連結棒３１を把持したり開放したりすることができる。
一方、連結棒３１の他端側は固定部材３２に固定されており、更に固定部材３２はセンタ台４に固定されている。【００４２】
このように構成された連結機構において、旋盤１は、クランプ機構３３を開いた状態で主軸台２を移動し（連結が解除されるのでセンタ台４は一定の位置に静止している）、主軸台２とセンタ台４の距離を所望の値とした後、クランプ機構３３を閉じることにより、この距離で主軸台２とセンタ台４を連結することができる。
この連結機構により、旋盤１は、主軸台２とセンタ台４の連結距離を連結棒３１のクランプ位置によって任意に設定することができる。
このように、旋盤１は、ワーク２２をチャック２７と対向する側から支持するセンタ１３（支持手段）を備えると共に、センタ１３と主軸台２との距離を所定の距離に保って連結する連結機構（連結手段）を備えている。【００４３】
次に、図４を用いて、このような連結機構を利用したワーク供給方法について説明する。
従来のカム駆動式旋盤では、主軸台の移動と、刃物の移動が単一のカム軸１１６で連動していたため、ワークを１個加工すると、これを突っ切り加工などにより切断して次のワークを１個分供給するといったように、加工品を１個製造するたびにワークを１個分ずつ供給していた。
これに対して、本実施の形態の旋盤１は、主軸台２の移動を主軸モータ１１で行うことにより主軸台２の制御機構と刃物２１の制御機構を分離したため、次のように複数の加工品を製造できる長さのワークを一度に供給することができる。【００４４】
例えば、図４（ａ）は、加工品５個分のワーク２２（ワーク２２ａ〜２２ｅが確保可能）を供給したところを示している。
ワーク２２の一端はチャック２７にてチャッキング（把持）されており、他端はセンタ１３で支持されている。
主軸台２とセンタ台４は、連結機構により加工品５個分のワーク２２を保持して連結され、サーボモータ６（図１）がセンタ台４をＺ軸方向に駆動すると、センタ台４が主軸台２と一体となって移動する。
なお、図の煩雑化を避けるために、主軸台２とセンタ台４は図示せず、チャック２７とセンタ１３が直接連結棒３１で連結されているように記してある。【００４５】
旋盤１は、このようにして固定されたワーク２２の先端側の部分（図４（ａ）ではワーク２２ａ）に刃物２１を当ててこれを加工し、加工が完了すると、完成した加工品をワーク２２から切断する。
旋盤１は、加工品を切断した後、クランプ機構３３を開いて主軸台２をセンタ台４の方向に移動させる。
そして、旋盤１は、ワーク２２の端部がセンタ１３に当接すると（即ち、主軸台２とセンタ台４の距離を加工品１個分の距離だけ近づけると）、クランプ機構３３を閉じて主軸台２とセンタ台４の間の距離を固定する。【００４６】
これによって、ワーク２２の残りの部分（ワーク２２ｂ〜２２ｅの加工品４個分）が図４（ｂ）に示したようにセンタ１３とチャック２７によって固定される。
このように、旋盤１は、一度に加工品複数個分のワーク２２をチャッキングし、ワークが完成するごとに主軸台２とセンタ台４の距離をワーク１個分ずつ縮めていく。
そして、ワーク２２ｅの加工が完了すると、ワーク供給装置１２（図１）が５個分のワーク２２を供給して、連結機構が主軸台２とセンタ台４を連結し、同様の加工を行う。【００４７】
即ち、連結機構は、ワーク２２から切削される加工品の長さ単位で、連結する長さを調節可能に構成されている。
このため、本実施の形態の旋盤１は、加工品複数個分のワーク２２を一度にチャッキングでき、従来の旋盤のように、加工品ができるたびにチャッキングを行う必要がなくなるため、ワーク２２の加工時間を短縮化することができる。【００４８】
図５は、旋盤１の制御システムを模式的に表したブロック図である。
制御システム４６は、操作盤４２、カム駆動モータ４５、サーボモータ６、主軸モータ１１、連結機構駆動装置４３、ワーク供給装置１２などがコントローラ４１に接続して構成されている。
操作盤４２は、旋盤１のオペレータが旋盤１を操作するためのヒューマンインターフェースであり、例えば、液晶ディスプレイなどで構成された表示装置、文字や数字を入力するキーボード、各種ハードキー、各種ソウトキー、スタートボタン、緊急停止ボタンなどが形成されている。
また、端末からのケーブルを接続するインターフェース、磁気ディスクの駆動装置なども備えている。【００４９】
旋盤１のオペレータは、操作盤４２を操作して、数値制御プログラムを入力・編集したり、入力した数値制御プログラムを実行したり、あるいはマニュアル制御にて旋盤１を操作したりする。
また、オペレータは、旋盤１で所定の操作を行うことにより、主軸台２の位置やカム軸１６の回転角度をオフセットしてカム軸１６の回転角度と主軸台２の位置の相対関係を微調整することができる。【００５０】
コントローラ４１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、記憶部（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ））などを備えたコンピュータであって、カム駆動モータ４５、サーボモータ６、主軸モータ１１、連結機構駆動装置４３、ワーク供給装置１２などを制御する。
記憶部には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や、数値制御プログラムが記憶され、ＣＰＵは、これらプログラムに従って、数値制御やその他の制御を行う。
また、オペレータがカム軸１６の回転角度と主軸台２の位置のオフセット値を設定する場合は、当該オフセット値も記憶部に記憶され、加工時にＣＰＵに参照される。【００５１】
カム駆動モータ４５は、Ｘ軸モータとして機能しており、コントローラ４１からの指令に基づいてカム軸１６を回転させる。
サーボモータ６は、Ｚ軸モータとして機能しており、コントローラ４１から回転角度、回転速度、回転方向などを数値制御される。なお、コントローラ４１は、カム軸１６の回転角度や回転速度などを監視しており、これに基づいてサーボモータ６を数値制御する。
主軸モータ１１は、Ｃ軸モータとして機能しており、コントローラ４１からの指令に基づいて主軸１８を回転させる。【００５２】
連結機構駆動装置４３は、コントローラ４１からの指令に基づいて、例えば、圧縮空気を供給することによりクランプ機構３３を開閉する。
ワーク供給装置１２は、コントローラ４１からの指令に基づいてワーク２２を供給すると共に、例えば、圧縮空気を用いてチャック２７を開閉する。【００５３】
次に、旋盤１の動作を図６のタイミングチャートを用いて説明する。
このタイミングチャートは、横軸にカム軸１６の回転角度、縦軸に刃物２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、主軸台２の前進・後退、及びチャック２７の開閉を表したものである。ここでは、説明を簡潔にするため、旋盤１は、３つの刃物２１、即ち、刃物２１ａ〜２１ｃを備えるものとする。
なお、主軸台２に関しては、＋Ｚ軸方向への移動を前進、逆の方向への移動を後退とし、刃物２１に関しては、−Ｘ軸方向（即ち、ワーク２２に近づく方向）を前進、逆の方向への移動を後退とする。
まず、カム軸１６が０度から３０度まで回転する間、旋盤１は、チャック２７を開いて主軸台２を後退させてからチャック２７を閉じ、これと並行して、前進していた刃物２１ａを後退させながら同時に刃物２１ｃを前進させる。なお、旋盤１は、刃物２１ｂに関しては後退した位置に保つ。【００５４】
カム軸１６の角度が３０度を超えると、旋盤１は、チャック２７を閉じ、主軸台２を前進させながら、刃物２１ｂを後退させ、ワーク２２を切削していく。
カム軸１６の角度が１３５度を超えると、旋盤１は、刃物２１ｃを後退させて刃物２１ｃによる切削を終了すると共に、刃物２１ｃの後退と同時に刃物２１ｂを前進させて刃物２１ｂによる切削を開始する。
カム軸１６の角度が２７０度近辺に達すると、旋盤１は、主軸台２を若干後退させた後、更に前進させる。また、旋盤１は、刃物２１ｂを後退させて刃物２１ｂによる切削を終了すると共に、刃物２１ａを前進させて刃物２１による切削を開始する。
カム軸１６の角度が３６０度に達すると加工品が完成する。【００５５】
次に、図７のフローチャートを用いて旋盤１の自動サイクル動作を説明する。
まず、オペレータは、カム軸１６にカム９ａ、カム９ｂ、カム９ｃ、・・・を取り付けてカム機構１０を構成する。
各カム９には、カム軸１６の所定の角度に当たる位置にケガキ線などにより目印が施されており、カム軸１６がその所定の角度になったときに、カムの目印とカムフォーマットロア（カム軸１６に施された目印）が一致するようにカムを取り付ける。【００５６】
次に、オペレータは、旋盤１にワーク２２を装着し、操作盤４２を操作して当該ワーク２２を加工する数値制御プログラムをコントローラ４１のＣＰＵにロードさせる（又は（式１）のように操作盤４２から直接入力する）。
必要がある場合、オペレータは、加工品を試作し、その外形を計測してカム軸１６の回転角度と主軸台２のＺ座標のオフセット値を決める。当該オフセット値は、オペレータによって操作盤４２から入力され、コントローラ４１の記憶部に記憶される。【００５７】
オペレータが操作盤４２のスタートボタンを押下すると、ＣＰＵは、当該数値制御プログラムを実行し、カム駆動モータ４５、サーボモータ６、主軸モータ１１、及びクーラント供給装置などの制御を開始する。
なお、以下の制御は、コントローラ４１のＣＰＵが数値制御プログラムに基づいて行うものである。【００５８】
まず、旋盤１は、カウンタｋを０に初期化する（ステップ５）。カウンタｋは、１個の棒材に関して、ワーク供給装置１２がワーク２２を供給した回数を計数するパラメータである。ここで、ワーク供給装置１２がワーク２２を繰り出すことができる回数をＭ回（Ｍは自然数）とし、数値制御プログラムに記述されているものとする。【００５９】
次に、旋盤１は、全軸（カム駆動モータ４５、サーボモータ６、主軸モータ１１）を停止する（ステップ１０）。
次に、旋盤１は、主軸モータ１１を駆動して主軸台２を移動し、センタ台４（主軸台２と連結状態にある）をワーク供給の際の初期位置に復帰させ（ステップ１５）、チャック２７を開く（ステップ２０）。【００６０】
次に、旋盤１は、クランプ機構３３を開いて、連結棒３１によるセンタ台４との連結を解除し、サーボモータ６を駆動して主軸台２を後退させる（ステップ２５）。
次に、旋盤１は、ワーク供給装置１２を駆動してワーク２２を所定量（端部がセンタ台４に当接する量）だけ繰り出すことにより供給する（ステップ３０）。
ワークを供給した後、旋盤１は、チャック２７を閉じると共に、クランプ機構３３を閉じて主軸台２とセンタ台４を連結する（ステップ３５）。なお、ワーク２２の供給前にクランプ機構３３を閉じてもよい。
次に、旋盤１は、カウンタｉを０に初期化する（ステップ４０）。カウンタｉは、ワーク２２を供給してから加工した加工品の個数を計数するパラメータである。【００６１】
以上のようにして、旋盤１は、ワーク２２をセットした後、ワーク２２の加工を開始する（ステップ４５）。
旋盤１は、主軸モータ１１駆動してワーク２２を主軸の周りに回転させると共に、カム駆動モータ４５を駆動して刃物２１を駆動する。
更に、旋盤１は、カム軸１６の回転角度を監視しながらこれに基づいてサーボモータ６を駆動し、主軸台２とセンタ台４を移動させる。【００６２】
旋盤１は、加工品が完成すると、これをワーク２２から切断し、カウンタｉがＮ未満か否かを判断する。
ここでＮは、予め設定された自然数であり、１回のワーク２２供給に対して加工する加工品の個数である。
ｉがＮ未満である場合（ステップ５０；Ｙ）、旋盤１は、ｉに１を加えてインクリメントする（ステップ５５）。【００６３】
そして、旋盤１は、クランプ機構３３を開いて（ステップ６０）主軸台２を加工品１個分だけ前進させ（ステップ６５）、クランプ機構３３を閉じて主軸台２とセンタ台４を連結する（ステップ７０）。
その後、ステップ４５に戻ってワーク２２を加工する。
なお、主軸台２とセンタ台４を連結した後、一端チャック２７を開いてワーク２２をワーク供給装置１２によってセンタ１３に押圧してから再度チャック２７を閉じるように構成することもできる。この動作により、センタ１３の支持をより確実にすることができる。【００６４】
一方、ｉがＮ未満でない場合（即ち、ｉがＮに達した場合）（ステップ５０；Ｎ）、旋盤１は、更にｋがＭ未満であるか否かを判断する（ステップ７５）。
ｋがＭ未満である場合（ステップ７５；Ｙ）、旋盤１は、ｋに１を加えてインクリメントする（ステップ８０）。そして、旋盤１は、ステップ１０の処理に戻り、ワーク供給装置１２にワーク２２を供給させる。
一方、ｋがＭ未満でない場合（即ち、ｋがＭに達した場合）（ステップ７５；Ｎ）、旋盤１は、全軸（カム駆動モータ４５、サーボモータ６、主軸モータ１１）を停止し（ステップ８５）、例えば、表示灯を点灯させるなどして加工が終了したことをオペレータに通知する。【００６５】
ワーク２２の加工が終了すると、オペレータは、次のワークをワーク供給装置１２に供給して同じ数値制御プログラムを実行させることもできるし、あるいは、段取り替えを行って（必要がある場合は、カム機構１０を交換する）他の加工品を製作することもできる。【００６６】
以上に説明した本実施の形態により次のような効果を得ることができる。
（１）主軸台２の移動とカム機構１０の回転を機構的に分離したため、カム機構１０で主軸台２の移動を行う必要が無く、カム機構１０の調整が容易になった。
即ち、従来の旋盤装置では、主軸台移動用カムと刃物切り込み用カムに製作誤差や組み付け誤差があった場合、カムを加工修正して精度を維持する必要があり、カム取り付け及び修正に熟練した技能が必要であったが、本実施の形態の旋盤１では、主軸台移動用カムの調整が不要となる。【００６７】
（２）ボールねじ７を滑り面１７の中央に形成し、押圧が滑り面１７に平均的に作用するように形成したため、滑り面１７の偏荷重を防止することができる。このため、滑り面１７の不均一な摩耗を防止することができると共にワークの加工精度が安定する。
（３）滑り面１７の不均一な摩耗を防止することにより、滑り面１７の修正作業が容易になる。【００６８】
（４）主軸台２の移動を数値制御としたため、主軸台２の移動量を刃物２１の動きに合わせて数値や制御コードで設定することができる。
（５）カム機構１０の回転角度を検出し、これを用いて主軸台２の移動を制御することにより、カム機構１０のカム軸速度と主軸台２の移動を同期させることができる。
（６）主軸台２の移動を数値制御としたため、主軸台２の位置のオフセット値の設定を容易に行うことができる。【００６９】
（７）カム機構１０の精度に合わせて主軸台２の移動指令が出せるので、修正は主軸台２の方で数値にて行い、カム機構１０の修正が不要となる。
（８）１回のチャッキングで加工品複数個分のワーク２２を把持できるので、加工時間を短縮することができる。【００７０】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
図８は、本変形例に係る旋盤装置を示した図であり、図８（ａ）は、カム部分の側面、図８（ｂ）は旋盤装置の正面図を示している。
図８（ｂ）に示したように、旋盤１は、基盤部５の上に、主軸台２、刃物台３を備える他、歯車加工台５１を備えている。なお、センタ台４は、備えていてもいなくてもよい。
歯車加工台５１は、ワーク２２の先端に歯車を形成するユニットであり、基盤部５の上面に固定されている。【００７１】
図８（ａ）に示したように、歯車加工台５１は、アーム２５ｚ、連結部材６０、工具保持部５９などから形成されている。
工具保持部５９は、各種工具を保持できるようになっており、本変形例では、カッター５３を保持している。【００７２】
カッター５３は、図８（ｃ）に示したように円筒形状を有しており、その軸線を回転軸として刃物５５を駆動して回転させる。
そして、歯車加工台５１は、カッター５３の回転線が主軸と垂直となり、刃物５５がワーク２２の下側になるようにカッター５３を保持している。【００７３】
このように、カッター５３の回転軸は主軸に対して補助軸として機能している。なお、カッター５３の回転軸は、主軸と垂直としたが、これに限定するものではなく、回転軸が主軸と所定の角度をなすように歯車加工台５１がカッター５３を保持するように構成することもできる。
このように、工具保持部５９は、前記主軸と所定の角度を成す回転軸の周りに回転する刃物を保持する回転刃物保持手段として機能している。【００７４】
図８（ｄ）は、刃物５５を拡大した図である。
刃物５５は、円盤状の回転対称体を成しており、対称軸がカッター５３の回転軸と一致するようになっている。
そして、刃物５５の外周部には周囲に渡って切刃が形成されており、刃物５５が回転すると、刃物５５の外周部にて切削機能を発揮することができる。
刃物５５は、切刃が形成する平面がワーク２２の中心線を含むように保持されており、切刃がワーク２２の側面に切り込んで歯車の溝を主軸方向に切削加工できるようになっている。【００７５】
刃物５５は、ワーク２２の下側に位置しているため、カッター５３が上昇するとワーク２２の下側面を切削加工し、カッター５３が下降すると、刃物５５がワーク２２から離れる。
旋盤１は、歯車の溝を加工する場合、カッター５３を上昇させると共に、主軸は回転角度を保持しつつ（即ち、回転しないで停止する）＋Ｚ方向に移動させてワーク２２の側面を切削する。
そして、歯車の溝が完成すると、旋盤１は、カッター５３を下降させてワーク２２から離した後、主軸を−Ｚ方向に移動すると共に、主軸を所定の角度（２π／Ｌ（Ｌは歯車の溝の数））だけ回転させて、次の溝を同様にして加工する。【００７６】
次に、図９の各図を用いて歯車加工台５１がカッター５３を上下動させる機構について説明する。
図９（ａ）に示したように、歯車加工台５１では、アーム２５ｚと、工具保持部５９が連結部材６０によって連結されている。【００７７】
なお、図９（ａ）のうち、工具保持部５９は、図８（ａ）の矢線Ａ方向の矢視図であり、アーム２５ｚは、図８（ｂ）の矢線Ｂ方向の矢視図となっている。
アーム２５ｚは、支点５７に軸支されており、一端には接触子２４ｚが形成され、他端には連結部材６０が軸支されている。【００７８】
接触子２４ｚは、カム９ｚ（回転刃物用カム）の外周に接しており、カム９ｚの形状に倣って移動する。そのため、接触子２４ｚがカム９ｚの形状に倣って上下動すると、支点５７を中心として連結部材６０も上下動する。【００７９】
一方、工具保持部５９は、支点５８に軸支されており、一端にはカッター５３が保持され、他端には連結部材６０が軸支されている。
このため、連結部材６０が上下動すると、支点５８を中心としてカッター５３も上下動する。
図９（ａ）に示したように、カッター５３と接触子２４ｚは、支点５８、５７に対して同じ側に形成され、連結部材６０は、これらと対向する側に形成されるため、接触子２４ｚとカッター５３は、同期して上下動する。
即ち、接触子２４が上昇する場合は、カッター５３も上昇し、接触子２４が下降する場合はカッター５３も下降する。【００８０】
カム９ｚは、円盤形状を有しており、外周の１カ所に凹部５２が形成されている。
接触子２４ｚが凹部５２に接触する場合は、接触子２４が上昇するため、カッター５３も上昇し、接触子２４ｚが凹部５２以外の箇所に接触する場合は、接触子２４は下降するためカッター５３も下降する。
他のカム９ａ、９ｂ、９ｃ、・・・によってワーク２２が加工されている間は、接触子２４ｚがカム９ｚの凹部５２以外の部分に接触するように、カム９ｚと他のカム９との取付角度が設定されている。【００８１】
図９（ｂ）は、接触子２４ｚが凹部５２に接して、カッター５３が上昇したところを示している。
ワーク２２の切削加工は、このように、接触子２４ｚが凹部５２に接した状態で行われる。
旋盤１は、歯車を加工する場合、カム９ｚを３６０度に渡って回転させることは行わず、図９（ａ）に示した位置（即ち、凹部５２と接触子２４ｚが接する位置からカム９ｚが角度θだけ回転した位置、第２の回転角度）と、図９（ｂ）に示した位置（凹部５２と接触子２４ｚが接する位置、第１の回転角度）を交互に繰り返す。
このように、歯車加工台５１は、回転刃物保持手段を移動することにより、回転する刃物で被加工物を切削する回転刃物移動手段として機能している。【００８２】
次に、図１０のフローチャートを用いて、旋盤１がワーク２２に歯車を加工する手順について説明する。
旋盤１は、カム９ａ、９ｂ、９ｃ、・・・を用いてワーク２２の側面を加工した後、主軸を停止して歯車加工モードに移行し、カッター５３を駆動して、刃物５５の回転を開始する。
まず、旋盤１は、カウンタｊをｊ＝１に設定する（ステップ１０５）。ｊは、加工した溝の個数を計数するパラメータである。【００８３】
次に、旋盤１は、サーボモータ６によって主軸を後退させ（即ち、−Ｚ軸方向に移動し）、カッター５３が上昇しても刃物５５とワーク２２が干渉しない位置にワーク２２を移動する（ステップ１１０）。
次に、旋盤１は、カム駆動モータ４５によってカム９ｚを角度θだけ正転させて接触子２４を凹部５２に接触させ、カッター５３を上昇させる（ステップ１１５）。【００８４】
なお、ここでは、カム９ｚの初期位置が、凹部５２が接触子２４ｚに接する位置から角度θの位置（図９（ａ）の位置）にあるものとする。
正転・逆転は何れの方向に定義してもよいが、ここでは、右ねじが−Ｚ方向に進む回転方向を正転とする。【００８５】
次に、旋盤１は、サーボモータ６によって主軸を前進させて（即ち、＋Ｚ方向に移動し）、ワーク２２をカッター５３に繰り出し、溝の切削加工を行う（ステップ１２０）。
この間、主軸モータ１１は、主軸を回転させずに保持する。または、主軸が回転しないようにブレーキなどの制動機構を設けることもできる。【００８６】
旋盤１は、溝の切削加工が終了すると、カム駆動モータ４５によってカム９ｚを角度θだけ逆転させて接触子２４を凹部５２が形成されていない部分に接触させ、カッター５３を下降させる（ステップ１２５）。
次に、旋盤１は、ｊがＬより小さいか否かを判断する（ステップ１３０）。ここでＬは、歯車に形成される溝の個数である。
ｊがＬより小さい場合は（ステップ１３０；Ｙ）、まだ未加工の溝があるため加工を続行する。【００８７】
この場合、旋盤１は、ｊをｊ＝ｊ＋１にインクリメントすると共に（ステップ１３５）、Ｚ軸を主軸モータ１１によって所定角度（２π／Ｌ）だけ回転させ（ステップ１４０）、更に、ステップ１１０に戻ってサーボモータ６によって主軸を元の位置に復帰させ、次の溝の加工を行う。
一方、ｊがＬに達した場合（ステップ１３０；Ｎ）、旋盤１は、カッター５３を停止し、歯車の切削加工を終了する。【００８８】
以上のように、主軸モータ１１（主軸回転手段）は、カム９ｚが第１の回転角度に保持されている間（溝を切削加工している間）は、ワーク２２の回転角度を所定角度に保持し、カム９ｚが第２の回転角度に保持されている間に、刃物５５が次の切削箇所を切削するようにワーク２２を所定角度だけ回転させる。
また、サーボモータ６（主軸移動手段）は、カム９ｚが前記第１の回転角度に保持されている間は、刃物５５に向けてワーク２２を繰り出す方向に主軸を移動し、カム９ｚが第２の回転角度に保持されている間に主軸を移動前の位置に復帰する。
このように、本変形例では、歯車をカム機構と主軸の数値制御を合わせて用いることによりワーク２２に歯車を切削加工することができる。【００８９】
ところで、図１０で、歯車加工工程では、ステップ１２５においてカム９を反転してカッターを加工するため、最後の歯割り（歯車の溝の加工）を行った後には、カム９が反転した状態となっている。
このため、次の歯車を加工するためには、その前に、ワーク２２を逃がしてカム９を正転する必要がある。【００９０】
そこで、図１１のフローチャートで示すように、最後の歯割りを行う際に、カム９を正転してカッターを下降させることにより、最後の歯割りと同時にカム９を正転することができ、加工を高速化することができる。
以下に、この工程について説明する。【００９１】
ステップ１０５〜１２５は、図１０と同じである。
ステップ１２５でカッターを下降して歯割りを行った後、旋盤１は、ｊがＬ−１未満であるか否か、即ち、加工した溝の数がＬ−１に達したか判断する（ステップ１３３）。
ｊがＬ−１未満の場合（即ち、加工した溝の数がＬ−１に達していない場合）（ステップ１３３；Ｙ）、旋盤１は、図１０と同様にｊに１をインクリメントして（ステップ１３５）、Ｚ軸を所定角度回転して（ステップ１４０）、ステップ１１０に移行する。【００９２】
一方、ｊがＬ−１未満でない場合（即ち、加工した溝の数がＬ−１に達した場合）（ステップ１３３；Ｎ）、旋盤１は、最後の１個の溝を加工するために、Ｚ軸を後退して（ステップ１４５）、カム９を正転してカッターを上昇させる（ステップ１５０）。
次いで、旋盤１は、Ｚ軸を前進させて（ステップ１５５）、カム９を正転してカッターを加工させ、最後の溝を加工する（ステップ１６０）。
以上の工程により、カム９が正転した状態で最後の溝を加工し終えることができる。これによって、次の歯割りを行う際に、ワークを逃がしてカム９を正転する必要が無くなり、より効率よく歯車の加工を行うことができる。【００９３】
次に、図１２の各図を用いて、より効率の良いワーク２２の供給方法、及びワーク２２支持方法について説明する。
まず、ワーク供給装置１２でワーク２２を繰り出して供給する際、その先端を支持する必要があるが、これには、刃物２１で支持する場合とセンタ１３で支持する場合がある（図１２各図参照）。
ワーク供給装置１２によるワーク供給力が小さく、ワーク供給負荷が小さい場合には、ワーク２２を刃物２１で支持しても刃物２１を傷めないため、供給時のワーク支持を刃物２１で行うのが効率上有効である。
一方、ワーク供給の負荷が大きい場合には、センタ１３を用いるのがよい。【００９４】
即ち、ワーク供給装置１２がワーク２２を供給する力が小さい場合には、刃物２１を主軸１８の軸上に位置させ、ワーク供給装置１２が供給するワーク２２を刃物２１に当てて供給量を規定し、ワーク供給装置１２がワーク２２を供給する力が大きい場合には、ワーク供給装置１２が供給するワーク２２をセンタ１３に当てて供給量を規定する。【００９５】
このように、ワーク供給装置１２は、被加工物の材料を繰り出す材料繰り出し手段として機能し、刃物２１やセンタ１３（支持手段）は、材料の先端を当接させる当接部材として機能する。
そして、旋盤１は、ワーク供給装置１２や、刃物２１、センタ１３を用いて繰り出される材料の繰り出し量を規定する規定手段を備えている。【００９６】
そして、ワーク２２を加工する際には、必要がある場合にワーク２２をセンタ１３で支持する。
即ち、ワーク２２の径が十分に大きかったり、ワーク２２の加工部分の長さが短い場合には、センタ１３で支持せずにガイドブッシュ２３で片持ちにて加工し、ワーク２２の径が小さかったり、加工部分の長さが長い場合には、ワーク２２の先端をセンタ１３で支持して加工する。
また、加工途中で加工部分の長さが長くなる場合などには、加工の途中からセンタ１３でワーク２２の先端を支持することもできる。【００９７】
図１２（ａ）は、センタ１３の駆動機構を示した図である。
基盤部５には、刃物台３の＋Ｚ側に支柱６７が設けられている。支柱６７にはセンタ１３を挿通させるための貫通孔が形成されていると共に、Ｚ軸方向を長さ方向とする棒材で構成された度当たり６４が固定されている。【００９８】
度当たり６４は、固定部材３２がＺ軸方向に移動する際の−Ｚ方向の限界を規定しており、固定部材３２が−Ｚ方向に所定量移動すると度当たり６４に当接して固定部材３２の移動が規制される。
固定部材３２は、図示しないセンタ台４に固定されているため、センタ台４の移動、及びセンタ１３の移動も度当たり６４によって規定される。【００９９】
バネ６６は、センタ１３を−Ｚ方向に付勢する付勢手段として機能しており、付勢力は、ワーク供給装置１２のワーク供給力よりも強く設定されている。
エアシリンダ６１は、エアの圧力によりオンオフすることができ、その力はバネ６６の付勢力りよりも大きく設定されている。【０１００】
そのため、エアシリンダ６１がオン（作動）すると、エアシリンダ６１の先端が部材６５に当接してこれを＋Ｚ方向に移動させる。
部材６５はセンタ１３と連結しており、部材６５がエアシリンダ６１によって＋Ｚ方向に移動すると、センタ１３も＋Ｚ方向に移動するようになっている。【０１０１】
なお、センタ１３の先端付近には、センタ１３を−Ｚ方向に付勢する緩衝バネ６３が設けてあり、図示しないワーク２２がセンタ１３に接した際の衝撃を緩和するようになっている。
以上のようにして、センタ１３は、エアシリンダ６１がオフ（非作動）の場合には、バネ６６によって−Ｚ軸方向に、度当たり６４で規定される位置に付勢されており、エアシリンダ６１がオンの場合には、センタ１３は、＋Ｚ方向に移動する。
このように、エアシリンダ６１は、バネ６６による付勢を解除する付勢解除手段として機能している。【０１０２】
図１２（ｂ）は、ワーク２２をガイドブッシュ２３で支持し、ワーク２２の先端は支持せずに片持ちにして加工しているところを示した図である。
ワーク２２の長さが短い場合や、ワーク２２の径が十分大きい場合など、ワーク２２を片持ちで加工できる場合には、ワーク２２をこのように支持して加工することができる。【０１０３】
この場合、センタ１３でワーク２２を支持する必要がないため、旋盤１は、クランプ機構３３を開いてセンタ１３と主軸台２の連結を解除すると共に、エアシリンダ６１をオンしてセンタ１３を＋Ｚ方向に移動しておく。【０１０４】
図１２（ｃ）は、ワーク２２をガイドブッシュ２３とセンタ１３で支持して加工しているところを示した図である。
ワーク２２の長さが長い場合や、ワーク２２の径が小さい場合など、ワーク２２を片持ちで加工するのが困難な場合にはこのように支持する。【０１０５】
この場合、旋盤１は、ワーク２２を加工する際には、エアシリンダ６１をオフしてセンタ１３を度当たり６４の位置まで移動させると共に、クランプ機構３３を閉じて主軸台２とセンタ１３を連結し、ガイドブッシュ２３とセンタ１３でワーク２２を保持して刃物２１でワーク２２を加工する。【０１０６】
図１３は、ワーク２２供給時に刃物２１でワーク２２の先端を支持して位置決めを行う場合に旋盤１が行う自動サイクルを説明するためのフローチャートである。
以下の、フローチャートで、カウンタｋは、ワーク供給装置１２がワーク２２を供給した回数を計数するパラメータであり、Ｍは、ワーク供給装置１２がワーク２２を繰り出す回数である。
また、パラメータＮは、１回のワーク２２の繰り出しに対して加工する加工品の個数であり、カウンタｉは、ワーク２２を供給してから加工した加工品の個数を計数するパラメータである。【０１０７】
まず、オペレータは、ワーク２２となる棒材を旋盤１にセッティングした後、図７のフローチャートと同様にして旋盤１を始動する。
この際に、オペレータは、数値制御プログラムの部分修正やオフセット機能によるタイミングの補正も実施する
すると、旋盤１は、主軸１８を回転し（ステップ２００）、カウンタｋを０に初期化する（ステップ２０５）。
次に、旋盤１は、カム軸１６と主軸台２を所定の基準位置に待機させ（ステップ２１０）、チャック２７を開く（ステップ２１５）。【０１０８】
カム軸１６の基準位置では、繰り出されるワーク２２が刃物２１に当たって位置決めされるように、当該刃物２１が主軸１８の中心軸上に位置するようになっている。
あるいは、カム軸１６を基準位置に移動させた後、ワーク２２を位置決めする刃物２１を主軸１８の中心軸上に位置するようにカム軸１６を回転して移動してもよい。【０１０９】
次に、旋盤１は、主軸台２の位置を、加工品Ｎ個分を加工するためのワーク２２を供給できる位置（切削原点−加工品のＺ方向のサイズ×Ｎ）に復帰し（ステップ２２０）、ワーク供給装置１２を駆動してワーク２２を供給する（ステップ２２５）。
供給されるワーク２２が刃物２１に当たるとワーク２２の繰り出しがこれにより制限され（即ち、ワーク２２の先端が刃物２１に突き当たってワーク２２の供給が止まり）、加工品をＮ個加工するのに必要な量が繰り出される。
そして、ワーク２２供給が完了すると旋盤１はチャック２７を閉じてワーク２２を把持する（ステップ２３０）。【０１１０】
次に、図１４のフローチャートに続き（続く箇所を丸印で囲ったＡにより示してある）、旋盤１は、カウンタｉを０に初期化し（ステップ２３５）、カム軸１６の回転を開始して（ステップ２４０）、ワーク２２を加工する（ステップ２４５）。
旋盤１は、ワーク２２を加工する際に、必要に応じてクランプ機構３３を閉じると共に（ステップ２５０）、エアシリンダ６１をオフしてセンタ１３でワーク２２の先端を支持してワーク２２を加工する（ステップ２５５）。
この場合、旋盤１は、加工を終えると、クランプ機構３３を開いて（ステップ２６０）、主軸台２とセンタ１３の連結を解除する。【０１１１】
旋盤１は、例えば、ワーク２２の長さが長い場合には、加工の最初からセンタ１３でワーク２２を支持し、加工につれてワーク２２の長さが長くなる場合には、加工の途中でセンタ１３を駆動してワーク２２を支持する。
何れのタイミングで支持するか、あるいは支持しないかは、数値制御プログラムによって規定されている。【０１１２】
このように、センタ１３と主軸台２を連結する連結手段は、付勢手段（バネ６６）が被加工物（ワーク２２）を付勢している場合に把持手段（チャック２７が設けられた主軸台２）と支持手段を連（センタ１３）結し、付勢解除手段（エアシリンダ６１）で付勢が解除されている場合には連結しない。【０１１３】
旋盤１は、ワーク２２の加工を終了すると、加工品を突っ切り加工などにより切断する。
そして、旋盤１は、カム軸１６を待機させ（ステップ２６５）、カウンタｉを１だけインクリメントする（ステップ２７０）。
次に、旋盤１は、例えば、オペレータからの停止操作があるなど、停止命令があるか否かを判断し（ステップ２７５）、停止命令がある場合には（ステップ２７５；あり）、旋盤１は、全軸を停止して待機状態にする（ステップ２９５）。【０１１４】
一方、停止命令が無い場合には（ステップ２７５；なし）、旋盤１は、ｉがＮ未満であるか判断し（ステップ２８０）、Ｎ未満である場合には（ステップ２８０；Ｙ）、加工した加工品の個数がＮ個に達していないため、旋盤１は、ステップ２４０の工程に移行し、次の加工品を製作する。
Ｎ未満でない場合には（ステップ２８０；Ｎ）、加工した加工品の個数がＮ個に達したため、旋盤１は、カウンタｋを１だけインクリメントする（ステップ２８５）。【０１１５】
そして、旋盤１は、ｋがＭ未満であるか判断し（ステップ２９０）、Ｍ未満である場合には（ステップ２９０；Ｙ）、ワーク２２の供給回数がＭ回に達していないため、旋盤１は、図１３のフローチャートのステップ２１５の工程に移行し（続く箇所を丸印で囲ったａにより示してある）、ワーク２２の供給を行う。
一方、Ｍ未満でない場合には（ステップ２９０；Ｎ）、ワーク２２の供給回数がＭ回に達したため、旋盤１は、全軸を停止して待機状態にする（ステップ２９５）。【０１１６】
図１５は、ワーク２２供給時にセンタ１３でワーク２２の先端を支持して位置決めを行う場合に旋盤１が行う自動サイクルを説明するためのフローチャートである。
ステップ２００〜ステップ２１０は、図１３のフローチャートと同じである。
旋盤１は、ステップ２１０でカム軸１６や主軸台２を基準位置に待機した後、クランプ機構３３を開き（ステップ２１２）、エアシリンダ６１をオフしてセンタ１３をワーク２２の方向（−Ｚ方向）に前進させる（ステップ２１３）。【０１１７】
そして、旋盤１は、図１３のフローチャートと同様に主軸台位置復帰（ステップ２２０）、ワーク供給（ステップ２２５）を行う。
この場合、ワーク２２の先端がセンタ１３の先端に当たってワーク２２の供給量が規定される。
その後、旋盤１は、チャック２７を閉じて（ステップ２３０）、エアシリンダ６１をオンし、センタ１３を＋Ｚ方向に後退させる（ステップ２３２）。
以降、旋盤１は、図１４のフローチャートに従って加工を行う。【０１１８】
次に、本実施の形態の更なる変形例について説明する。
図１に示したカム９ａ、９ｂ、・・・（ただし、カム９ｂ以降は省略してある）は、ケガキ線によって互いの相対的な位置を合わせてカム軸１６にボルトによって固定するようになっている。
これらカム９の相対的な取付角度がずれていると、加工誤差が生じ、加工品の形状が当初設計したものとは異なってくる。【０１１９】
従来は、カム９の取り付け及び位置調整は、熟練作業者が、材料を加工しながら各カム９の位置を現物合わせなどにより、即ち、加工形状を見ながらカム９の取付角度を調節していた。
本変形例では、個々のカム９の取付角度のずれを数値制御プログラムに入力し、主軸台２の移動をカム９に合わせて補正する。
これによって、熟練作業者がカム９の位置をカム軸１６上で微調整する必要が無くなり、一般の作業者でも容易に補正を行うことができる。
高精度加工を行う場合、通常はほぼずれが０°（通常は±０．１°程度の公差内）になるようにシビアに取付を行っているが、本変形例の機能を用いることで、０．５°前後のずれでもオフセットによって補正が可能となる。【０１２０】
まず、各カム９の取付角度のずれの検出方法について説明する。
カム９の取付角度のずれは、何れかのカム９（ここでは、カム９ａとする）を基準とし、当該基準となるカム９に対する相対的な角度のずれをエンコーダで検出する。
より詳細に述べると次のようになる。作業者は操作盤４２（図５）にてエンコーダの角度を数値にて角にすることができる。【０１２１】
まず、カム９ａのケガキ線の角度になるように、エンコーダを用いてカム軸１６を回転させる。
このとき、接触子２４ａ（図１（ａ））とケガキ線が一致すれば、カム９ａの取付ずれはないと判断できる。ケガキ線と一致しない場合は、接触子２４ａとケガキ線が一致する位置までカム軸１６を回転させる。
このときのエンコーダの値とケガキ線で指示されている角度との差がカム９ａの取付角度のずれに相当する。
以上の作業を他のカム９についても行い、全てのカム９について取付角度のずれを検出することができる。【０１２２】
図１６は、カム９の取付角度を数値制御プログラムでオフセットした場合の各刃物２１等の移動を表したタイミングチャートである。
この例では、カム９ｂの取付角度が標準の取付角度に対して−１°ずれており、これを数値制御プログラムにオフセット値として設定して、主軸台２の移動をカム９ｂのずれに合わせて補正した場合を示している。
これによって主軸台２の移動のタイミングが補正され、刃物２１ｂの動きと一致する。【０１２３】
実線３０１は、カム９ｂの取付角度にずれが無い場合の刃物２１ｂの移動を表しており、破線３０２は、カム９ｂの取付角度のオフセット値を−１°とした場合の刃物２１ｂの移動を表している。
図に示したように、カム９ｂの取付角度が−１°ずれているため、刃物２１ｂの移動も１°分だけ遅れている。【０１２４】
一方、実線３０３は、カム９ｂの取付角度にずれが無い場合の主軸台２（主軸１８）の移動を表しており、破線３０４は、主軸台２の移動をカム９の取付角度に合わせてオフセットした場合の移動を表している。
なお、タイミングチャートの主軸台２の欄に両者を記載すると判別が困難なため、欄外に記載してある。
図に示したように、主軸台２の移動タイミングが実際のカム９ｂと合ったものになる。
これは、カム９ｂが加工工程を行う場合に、コントローラ４１が主軸台２の移動を＋１°分だけ進めることにより、主軸台２がカム９ｂの取付角度のずれを繰り込んだ動きをするためである。【０１２５】
なお、主軸台２の動きをオフセットすると、次のカム９（例えば、カム９ｃ）の移動と主軸台２の移動が同期しなくなる可能性があるが、各カム９の取付角度には十分な遊びが設けてあり、カム９ｂから次のカム９に作業が移行する間の遊び区間で主軸台２の移動のオフセットによるずれが吸収される。【０１２６】
次に、図１７の表を用いて、カム９の取付状況と数値制御プログラムとの関係について説明する。
項目「刃物」は、旋盤１に取り付けられている各刃物２１を表している。
項目「カム」は、刃物２１を駆動するカム９である。図のように、刃物２１は、単数又は複数のカム９により駆動される。
図の例では、刃物２１ａは、カム９ａによって駆動され、刃物２１ｂは、カム９ｂとカム９ｃによって駆動される。【０１２７】
項目「数値制御プログラム」は、数値制御プログラムの論理的な構成を表しており、「工程番号」、「オフセット」、「ステップ番号」、「カム軸角度」、「主軸移動量」、「カム軸速度」などの項目から構成されている。
項目「工程番号」は、工程に付与された番号である。工程は、カム９が刃物２１を駆動して行うひとまとまりの作業であり、各工程は更に細かいステップから構成されている。【０１２８】
項目「ステップ番号」は、当該工程を構成するステップの番号を表している。即ち、各工程は、更に小さな作業単位であるステップから構成されている。
図の例では、工程１に対してステップ１〜５から構成されており、工程２に対してステップ６、７から構成されている。
一般に、工程ｉは、ステップＮ（ｉ−１）＋１〜ステップＮｉによって構成されている。【０１２９】
項目「オフセット」は、カム９の取付角度のずれ、即ちオフセット値を表している。カム９ａは、角度計測の基準となっており、そのため、オフセット値は０になっている。
カム９ｂは、カム９ａに対して＋０．２°、カム９ｃは、カム９ａに対して−０．１°取付角度がずれている。
これらオフセット値は、作業者が操作盤４２（図５）から入力するようになっている。
一般に、工程ｉのオフセット値をαｉと表すことにする。【０１３０】
図の例では、カム９ａが工程１に対応づけられており、工程１の補正値α１には、カム９ａのオフセット値０°が設定される。これによって、工程１のステップ１〜ステップ５には補正値α１が適用される。
同様に、カム９ｎが工程ｉに対応づけられており、工程ｉの補正値αｉには、カム９ｎのオフセット値αｉが設定される。これによって、工程ｉのステップＮ（ｉ−１）＋１〜ステップＮｉには補正値αｉが適用される。【０１３１】
項目「カム軸角度」は、カム軸１６を回転する角度である。例えば、工程１のステップ２のカム軸角度は１０°となっており、ステップ１は０°であるので、旋盤１は、ステップ１からステップ２に移行する際に、カム軸１６を０°から１０°まで回転させる。
項目「主軸移動量」は、主軸台２を移動させる量である。例えば、工程１のステップ３の主軸移動量は−２．５［ｍｍ］となっており、旋盤１は、ステップ２からステップ３に移行する際に、主軸台２を−２．５［ｍｍ］移動させる。
項目「カム軸速度」は、カム軸１６を回転する速度であり、単位は［°／秒］である。【０１３２】
以上のように構成された数値制御プログラムにおいて、コントローラ４１（図５）は、当該工程に属する各ステップのコードにて、主軸台２の移動の基準となる「カム軸角度」を補正値だけオフセットして主軸台２を移動する。
これによって、主軸台２は、カム９のオフセット値に対応する量だけ、動作タイミングをオフセットして移動する。【０１３３】
例えば、カム９の取付角度にずれが無い場合に、あるステップのコードで、カム軸１６の角度がＤｘ１の時に主軸台２の移動を開始し、Ｖｚ＝（Ｄｚ／Ｄｘ）×Ｖｘ・・・（式２）なる速度で主軸台２を移動するように規定されていたとする。ただし、Ｄｘはカム軸１６の角度であり、絶対座標系によって記述されているものとする。
このコードにおいて、Ｄｘ１＋αｉの時に主軸台２の移動を開始するようにし、（式２）をＶｚ＝｛Ｄｚ／（Ｄｘ＋αｉ）｝×Ｖｘ・・・（式３）とすれば、主軸台２の移動がαｉによってオフセットされる。
なお、コードが相対座標系にて記述されている場合は、絶対座標に変換して補正を行うものとする。【０１３４】
以上のように、本変形例では、コントローラ４１は、検出した回転角度に基づいて主軸１８の移動量を制御する数値制御プログラムをコンピュータで実行することにより、主軸１８を移動して主軸台２をＺ方向に移動させる主軸移動手段として機能しており、更に、コントローラ４１は、作業者が設定するαｉによって、カム９の回転角度に対するオフセット値を取得するオフセット値取得手段と、当該数値制御プログラムにおいて、当該取得したオフセット値に対応する量だけ主軸１８の移動を、例えば、式３によってオフセットするオフセット手段を備えている。【０１３５】
また、旋盤１においてカム９は複数存在し、コントローラ４１はオフセット値取得手段によって、αｉの設定を受け付けることによりカム９ごとのオフセット値を取得する。
そして、コントローラ４１は、当該数値制御プログラムにおいて、αｉを工程番号に対応させることにより、カム９と主軸１８の移動とを対応づける対応づけ手段を具備し、当該オフセット手段は、主軸１８の移動を、当該移動に対応づけられたカム９に対して取得したオフセット値に対応する量だけ、例えば、式３によってオフセットしている。【０１３６】
次に、図１８のフローチャートを用いて、コントローラ４１が行うオフセット処理の手順について説明する。
まず、作業者は、各カム９の取付角度のずれを計測して個々のカム９の角度のずれを操作盤４２からコントローラ４１に入力する。
また、作業者は、カム９と数値制御プログラムの工程の対応を操作盤４２からコントローラ４１に入力する。【０１３７】
これに対して、コントローラ４１は、カム９ごとのオフセット値の入力を受け付けてＲＡＭなどの記憶装置に格納し、更に、オフセット値と工程の対応の入力を受け付けて記憶装置に格納する（ステップ３００）。
次に、コントローラ４１は、工程番号ｉとステップ番号ｊを１に初期化する（ステップ３０５）。【０１３８】
次に、コントローラ４１は、ｉがＭ以下であるか否かを判断する（ステップ３１０）。ここで、Ｍは工程番号の最大値であり、全てのＭについてオフセット値を設定したか否かを確認するものである。
ｉがＭより大きい場合（ステップ３１０；Ｎ）、全てのステップについてオフセット処理が行われたため、コントローラ４１はオフセット処理を終了する。【０１３９】
ｉがＭ以下であった場合（ステップ３１０；Ｙ）、コントローラ４１は、ｊをＮ（ｉ−１）＋１に設定する（ステップ３１５）。
ここで、Ｎ（ｉ−１）は、工程番号Ｎ（ｉ−１）の最後のステップのステップ番号であり、Ｎ（ｉ−１）＋１は、工程番号ｉの最小のステップのステップ番号を示している。ただし、Ｎ０＝０とする。【０１４０】
次に、コントローラ４１は、ｊがＮｉ以下であるか否かを確認する（ステップ３２０）。ここで、Ｎｉは工程番号ｉの最後のステップのステップ番号であり、工程番号ｉの全てのステップについてオフセットを設定したか否かを確認するものである。
ｊがＮｉよりも大きい場合（ステップ３２０；Ｎ）、工程番号ｉの全てのステップについてオフセットを設定したため、コントローラ４１は、ｉを１だけインクリメントして（ステップ３２５）ステップ３１０に戻る。【０１４１】
一方、ｊがＮｉ以下である場合（ステップ３２０；Ｙ）、コントローラ４１は、ステップ番号ｊのコードにおいてＤｘｊをＤｘｊ＋αｉとすることにより、カム軸１６の移動をαｉだけオフセットする（ステップ３３０）。ここで、Ｄｘｊは、ステップｊにおけるカム軸１６の角度Ｄｘである。
そして、コントローラ４１は、ｊを１だけインクリメントして（ステップ３３５）ステップ３２０に戻る。
以上の手順により、全ての工程についてカム９の取付角度に応じた補正を行うことができる。【０１４２】
次に、図１９のフローチャートを用いて旋盤１が行う加工処理の手順について説明する。
まず、コントローラ４１は、操作盤４２によって作業者から、既にセットしてある数値制御プログラムを実行するのか、あるいは新たな数値制御プログラムを実行するのかの選択を受け付ける（ステップ３５０）。
既にセットしてある数値制御プログラムを実行する場合（ステップ３５０；Ｎ）、コントローラ４１は、当該数値制御プログラムに係るカムデータ（カム９の対応づけやオフセット値など）を記憶装置から読み出す（ステップ３６０）。【０１４３】
一方、新たな数値制御プログラムを実行する場合には（ステップ３５０；Ｙ）、コントローラ４１は当該数値制御プログラムを記憶装置や、例えば、フレキシブルディスクなどの記憶媒体や、あるいはネットワークを介するなどして読み込んでセットする（ステップ３５５）。【０１４４】
次に、コントローラ４１は、作業者からカム９とステップの対応づけや、カム９ごとのオフセット値の入力を受け付ける（ステップ３６５）。このステップは、図１８のフローチャートのステップ５に対応するものである。
これらの対応づけやオフセット値がセットされると、コントローラ４１は、補正データの計算を行う（ステップ３７０）。このステップは、図１８のフローチャートのステップ１０〜ステップ４０に対応するものである。【０１４５】
以上のようにして、コントローラ４１は、保存データの読み出しを完了した後（ステップ６０）、又は補正データの計算が終了した後（ステップ３７０）、作業者が操作盤４２のスタートボタンを押下するのを受け付けることにより自動運転を開始し（ステップ３７５）、数値制御プログラムに従って旋盤１の運転を行う（ステップ３８０）。
そして、コントローラ４１は、数値制御プログラムを全て実行すると旋盤１の運転を終了する（ステップ３８５）。【０１４６】
なお、数値制御プログラムでは、旋盤１の動作速度を設定できるようになっており、コントローラ４１は、ステップ３７５の後にこれを計算して当該速度にて旋盤１を動作させる。
これは、旋盤１がオーバーライド機能（数値制御プログラムで指定された速度を指定された割合だけ変化させて旋盤１を動作させる機能）を有しない場合にオーバーライド機能の代わりとして用いることができる。
なお、オーバーライド機能は、数値制御プログラムの確認を行うために、旋盤１を早送りで空運転する場合などに用いられる。【０１４７】
以上に説明した本変形例により次のような効果を得ることができる。
（１）カム９のカム軸１６に対する取付角度がずれていた場合でも、そのずれをオフセット値として数値制御プログラムに設定することができる。これによって、カム９の取付位置をカム軸１６上で微調整する必要が無くなり、迅速容易にカム９のずれを補正することができる。
（２）工程番号によって、数値制御プログラムのステップをカム９に対応したグループに区分することによりカム９とステップとの対応を設定することができる。これによって、カム９のオフセット値を対応するステップに反映することができる。以上により、カム９を取付直さずに、数値入力で取付角度を調節することができる。
（３）個々のカム９の取付角度のずれを調べて修正するという作業が、主軸台２をカム９で移動していた従来のカム式旋盤の概念と近いため、従来機に慣れ親しんだ作業者にとっても作業がし易い。【０１４８】
以上に説明した本実施の形態では、次のような構成を提供することができる。
即ち、軸線上に被加工物を把持する把持手段を備えた主軸と、前記主軸を回転する主軸回転手段と、前記被加工物を切削する刃物を保持する刃物保持手段と、前記刃物保持手段を、回転するカムの形状に倣って、前記主軸の軸線に垂直な方向に移動する刃物移動手段と、前記カムを回転させるカム回転手段と、前記カムの回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記検出した回転角度に基づいて前記主軸の移動量を制御する数値制御プログラムをコンピュータで実行することにより数値制御によって前記主軸を軸線方向に移動する主軸移動手段と、前記カムの回転角度に対するオフセット値を取得するオフセット値取得手段と、前記数値制御プログラムにおいて、前記取得したオフセット値に対応する量だけ前記主軸を移動させるタイミングをオフセットするオフセット手段と、を具備したことを特徴とする旋盤装置を提供することができる（第１の構成）。
第１の構成において、前記カムは複数存在し、前記オフセット値取得手段は、前記カムごとのオフセット値を取得し、前記数値制御プログラムにおいて、前記カムと前記主軸の移動とを対応づける対応づけ手段を具備し、前記オフセット手段は、前記主軸の移動を、当該移動に前記対応づけられたカムに対して前記取得したオフセット値に対応する量だけオフセットするように構成することができる（第２の構成）。
第１の構成、又は第２の構成において、前記主軸移動手段は、前記主軸を移動させる力を、前記主軸の軸線を含む鉛直面内において、前記軸線に平行な方向に作用させるように構成することもできる（第３の構成）。
第１の構成、第２の構成、又は第３の構成において、請求項４に記載の発明では、前記被加工物を前記把持手段と対向する側から支持する支持手段と、前記把持手段と、前記支持手段と、の距離を所定の距離に保って連結する連結手段と、を具備するように構成することもできる（第４の構成）。
第４の構成において、前記連結手段は、前記被加工物から切削される加工品の長さ単位で、前記連結する長さを調節可能に構成されているように構成することもできる（第５の構成）。
第１の構成から第５の構成までのうちの何れか１の構成において、前記主軸と所定の角度を成す回転軸の周りに回転する刃物を保持する回転刃物保持手段と、前記回転する刃物で前記被加工物を切削する際に、前記回転刃物保持手段を移動させる回転刃物移動手段と、を具備するように構成することもできる（第６の構成）。
第６の構成において、前記回転刃物移動手段は、回転する回転刃物用カムの形状に倣って前記回転する刃物を移動するように構成することもできる（第７の構成）。
第７の構成において、前記回転刃物用カムには、前記回転する刃物が前記被加工物に切り込む第１の回転角度と、前記回転する刃物が被加工物から離れる第２の回転角度が設定されており、前記カム回転手段は、前記回転刃物用カムの回転角度を、前記第１の回転角度と前記第２の回転角度に交互に回転するように構成することもできる（第８の構成）。
第８の構成において、前記主軸回転手段は、前記回転刃物用カムが前記第１の回転角度に保持されている間は、前記被加工物の回転角度を所定角度に保持し、前記回転刃物用カムが前記第２の回転角度に保持されている間に、前記回転する刃物が次の切削箇所を切削するように前記被加工物を所定角度だけ回転させるように構成することもできる（第９の構成）。
第９の構成において、前記主軸移動手段は、前記回転刃物用カムが前記第１の回転角度に保持されている間は、前記回転する刃物に向けて前記被加工物を繰り出す方向に前記主軸を移動し、前記回転刃物用カムが前記第２の回転角度に保持されている間に前記主軸を移動前の位置に復帰するように構成することもできる（第１０の構成）。
第１の構成から第５のこうせいまでのうちの何れか１の構成において、前記刃物保持手段は、前記主軸と所定の角度を成す回転軸の周りに前記保持した刃物を回転する刃物回転手段を具備するように構成することもできる（第１１の構成）。
【図１】
2008081744.tif 000003
【図２】
2008081744.tif 000004
【図３】
2008081744.tif 000005
【図４】
2008081744.tif 000006
【図５】
2008081744.tif 000007
【図６】
2008081744.tif 000008
【図７】
2008081744.tif 000009
【図８】
2008081744.tif 000010
【図９】
2008081744.tif 000011
【図１０】
2008081744.tif 000012
【図１１】
2008081744.tif 000013
【図１２】
2008081744.tif 000014
【図１３】
2008081744.tif 000015
【図１４】
2008081744.tif 000016
【図１５】
2008081744.tif 000017
【図１６】
2008081744.tif 000018
【図１７】
2008081744.tif 000019
【図１８】
2008081744.tif 000020
【図１９】
2008081744.tif 000021
【図２０】
2008081744.tif 000022
【国際調査報告】
2008081744.tif 000023
2008081744.tif 000024
2008081744.tif 000025
2008081744.tif 000026