【事件の表示】
　特許第３０９３９３５号「バイト工具による主軸回転角制御式切削加工方法」の請求項１ないし７に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０９３９３５号の請求項１ないし７に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第３０９３９３５号の請求項１ないし７に係る発明についての出願は、平成６年１０月２４日（優先権主張平成６年９月５日）に特許出願され、平成１２年７月２８にその発明について特許権の設定登録がされ、その後、その特許について、異議申立人秋元昭久により特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年１０月５日に訂正請求（後日取下げ）がなされた後、再度取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年１１月７日に訂正請求がなされたものである。
第２　訂正の適否についての判断
１　訂正請求の内容
　訂正請求は、願書に添付した明細書（以下、「特許明細書」という。）を訂正請求書に添付した訂正明細書のとおり訂正することを求めるものであり、その訂正の内容は次のとおりのものである。
（１）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１における「バイト工具（５０）を取り付け、」を、「バイト工具（５０）を、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付け、」と訂正し（以下「訂正事項ａ−１」という。）、また、「ＸＹ軸の軸制御」を、「Ｘ軸とＹ軸の２軸制御」と訂正する（以下「訂正事項ａ−２」という。）。
（２）訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項２を、
「自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工する方法において、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切削することを特徴とする主軸回転角制御式切削加工方法。」と訂正する。
（３）訂正事項ｃ
　特許明細書の段落【００１１】項を、
「　【課題を解決するための手段】
　上述の如き目的を達成するために、請求項１の主軸回転角制御式切削加工方法では、自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸ軸とＹ軸の２軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工することを特徴としている。」と訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　特許明細書の段落【００１２】項を、
「　請求項２の主軸回転角制御式切削加工方法では、自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工する方法において、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切削することを詳細な特徴としている。」と訂正する。
（５）訂正事項ｅ
　特許明細書の段落【００２５】項を、
「　図１（ａ）、（ｂ）は本発明による主軸回転角制御式切削加工方法による切削加工の原理を示している。図１（ａ）は内周面加工の例を示しており、その図示より明らかなように、先端に刃先を備えたバイト工具５０は自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸５１に前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付けられ、主軸中心Ｃｓの被加工物Ｗに対する相対的な移動軌跡が切削すべき形状に適合したものとなるように、すなわち、主軸５１の主軸中心（Ｃｓ）から前記被加工物Ｗの加工すべき加工面までの直線距離を常に一定に保つように、換言すればバイト工具５０のバイト半径Ｔｒの距離に保つように主軸５１と被加工物Ｗとを軸制御、この場合、Ｘ軸制御とＹ軸制御とにより主軸５１の回転軸線に直交するＸＹ平面に沿って相対変位させて主軸５１と被加工物Ｗとの間に真円の相互補間運動を行わせ、主軸５１の回転角をＸ軸制御とＹ軸制御とに対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸５１の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面である内周面に対するバイト工具５０の刃先方向を所定の方向に保ち、換言すれば図１（ａ）に示されているように、バイト工具５０の刃先における前面と被加工物Ｗの加工面である内周面との角度を一定の角度βとなるように保ち、前記相互補間運動による補間軌跡（主軸中心軌跡）Ｌによる決まる形状、即ち真円の断面形状に切削する。」と訂正する。
（６）訂正事項ｆ
　特許明細書の段落【００４３】項を、
「　図４は、円筒内面加工（穴加工）の加工例を示している。図５は円筒外周面加工の参考例を示している。図６はテーパ孔加工（円錐内面加工）の加工例を示している。図７はテーパ軸加工（円錐外面加工）の参考例を示している。図８は球状内面加工の加工例を示している。図９は球状外面加工の参考例を示している。図１０は多角形内面加工の加工例を示している。図１１は多角形外面加工の加工例を示している。図１２はめねじ切り加工の加工例を示している。図１３はおねじ切り加工の参考例を示している。図１４はフランジ面加工の加工例を示している。」と訂正する。
２　訂正の目的の適否、新規事項の有無および拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａ−１については、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１において、「バイト工具（５０）を取り付け、」を、より下位概念である「バイト工具（５０）を、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付け、」に限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当する。
　また、この訂正事項は、明細書の段落【００２５】、【００２７】および【００５５】等の記載に基づくものであり、新規事項の追加に該当せず、かつ、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでない。
　上記訂正事項ａ−２については、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１において、「ＸＹ軸の軸制御」を、「Ｘ軸およびＹ軸の２軸制御」と被加工物が中心線の回りに回転しない（自転しない）で、Ｘ軸およびＹ軸の２方向へ移動することを明確にしたものであり、明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当する。
　また、この訂正事項は、明細書の段落【００３４】及び図２の記載に基づくものであり、新規事項の追加に該当せず、かつ、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでない。
　上記訂正事項ｂについては、特許請求の範囲の請求項１を減縮したことにより、請求項２を独立項とするようにしたものであり明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当するものであり、新規事項の追加に該当せず、かつ、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでない。
　上記訂正事項ｃ〜ｆについては、訂正事項ａ−１、ａ−２及びｂによる特許請求の範囲の請求項１及び２の訂正に伴い、発明の詳細な説明の記載をこれに整合するように訂正するもので、明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当し、新規事項の追加に該当せず、かつ、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
３．むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書及び同条第３項で準用する第１２６条第２項及び同条第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
第３　特許異議の申立てについての判断
１　申立ての理由の概要
　特許異議申立人秋元昭久は、甲第１号証として特公昭６３−　５４４８５号公報を、甲第２号証として特開昭５８−１４９１０２号公報を、甲第３号証として”シェーピングセンタの開発”、機械振興、財団法人機械振興協会、平成３年３月１日、第２４巻、第３号、ｐ．４７−５０を、甲第４号証として特開平　２−２６２９０１号公報を、甲第５号証として特開平　５−　４２４５２号公報を、甲第６号証として特開平　５−２５７５１４号公報を、甲第７号証として特開昭５６−１３９８５４号公報を提出し、本件請求項１、５〜７に係る発明は甲第１ないし５号証に記載された発明に基づいて、本件請求項２、３に係る発明は甲第１ないし６号証に記載された発明に基づいて、本件請求項４に係る発明は甲第１ないし５、並びに７号証に記載された発明に基づいて、それぞれ当業者が容易に発明をすることができたものであるから特許を取り消すべきものである旨主張している。
２　本件発明
　本件特許第３０９３９３５号の請求項１ないし７に係る発明（以下、「本件発明１」ないし「本件発明７」という。）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし請求項７に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「　【請求項１】　自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸ軸とＹ軸の２軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工することを特徴とする主軸回転角制御式切削加工方法。
　　【請求項２】　自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工する方法において、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切削することを特徴とする主軸回転角制御式切削加工方法。
　　【請求項３】　被加工物の主軸中心軸線に対する位置決め誤差による被加工物の加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度を自動計測し、この傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分を与え、正規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面を切削することを特徴とする請求項１に記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　　【請求項４】　被加工物の加工部形状の自動計測によって加工開始寸法を決定し、この加工開始寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量を決定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　　【請求項５】　加工途中で被加工物の加工部形状を自動計測し、仕上げ加工に必要な加工寸法を自動決定し、この加工寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量を決定することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　　【請求項６】　前記バイト工具として被加工物に実質的に点接触するシングルポイントバイト工具を使用することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　　【請求項７】　前記軸制御は少なくとも同一平面にて互いに直交する２軸の同時制御により行われ、当該２軸の各軸制御は相互に９０度の位相差を有する三角関数を含む関数式により定義される軌跡を描くよう行うことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。」
３　甲各号証に記載された発明
（１）甲第１号証には、次の事項が記載されている。
ａ「工具主軸１０はその軸線回りに回転可能に軸承されており、Ｃ軸駆動モーター１１によつて回転角度が制御されるようになっている。」（第５欄第９〜１１行）
ｂ「数値制御装置１２は与えられた数値制御情報に基いてこれらのＸ軸送りモータ５、Ｙ軸送りモータ６、Ｚ軸送りモータ８及びＣ軸駆動モータ１１に適宜駆動信号を発して機械のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＣ軸を駆動して、被加工物１と切削工具２とを三次元方向に相対的に移動させて切削加工を行うのである。」（第５欄第１２〜１９行）
ｃ「Ｃ軸駆動モータ５８が工具ホルダー４６側に具備され、ウオーム軸５４とウオーム歯車４９との歯車機構を介して工具主軸４２並びに総形ヘールバイト２３を中心軸線まわりに回転させ、所望の刃先向きを得るようにしたものである。」（第６欄第１６〜２１行）
ｄ「ブロック（２）ではＸ、Ｙの２軸円弧補間とＣ軸の回転角度制御が行われ、刃先の中心２２がＣ点に達する。」（第７欄第２〜４行）
ｅ　総形ヘールバイトは工具主軸の軸線方向に延伸して取り付けられ、その刃先幅は工具主軸の径よりも小さく、その刃先中心は工具主軸の中心軸線上にあり、又総形バイトの刃先は進行方向に対してて常に正面を向くよう制御される。（第１、２、４及び６図参照）
（２）甲第２号証には、次の事項が記載されている。
ａ「この発明の特徴は、荒加工後の仕上げ加工時に、主軸の回転によらないで、工作機械の送り運動によって加工するようにし、かつその際に工具の姿勢、すなわち工具が旋削用バイトであればその切削の向きを、・・・被加工物の荒加工した輪かくの切削位置における接線方向と一致するように角度位置を連続的に数値制御するようにした点にある。」（第３頁左上欄第６〜１４行）
ｂ「ＮＣ工作機械Ｍの被加工物載置テーブル５および主軸頭２をそれぞれ基台７およびコラム４の案内面に沿ってＸ軸およびＹ軸方向に同時に送りを制御して円弧または直線の相対運動を工具（バイトＴ）と被加工物Ｗに与えると同時に、工具（バイトＴ）の切刃の切削方向を、第７図に示した如く荒加工した所定の輪郭により定められる工具経路Ｐに沿った円弧または直線の接線方向Ｑ１　，Ｑ２　，Ｑ３　に向くように制御する。・・・。したがって、経路Ｐに沿った削り目をなすように仕上げ加工を行うことができる。」（第４頁右上欄第４〜１８行）
ｃ「また、たとえば今被加工物Ｗの一例として第８図ｂに示すような管端フランジの円環状溝Ｇを加工する場合について説明すれば、溝Ｇの輪かくに応じてあらかじめ作成されたプログラム指令により、Ｘ軸とＹ軸とを同時に送り制御して被加工物ＷとアッタチメントＡに取り付けた工具との間で相対的な半径ｒの円運動（円弧補間）を行なわせる。・・・そして、それと同時に、前記円運動を公転とすれば、この公転に関連してアタッチメントＡの工具主軸１１を自身のまわりに自転させる。つまり、工具（バイトＴ）の切刃面が切削の方向（溝Ｇの接戦方向）を向くように工具主軸１１の角度位置θを公転角φの関数として時々刻々制御する。すなわち、図に示すように丸ａ→丸ｂ→丸ｃ→丸ｄ→丸ａの順で一回３６０度の公転に対して、一回３６０度自転するように、工具主軸１１の角度位置θを、公転座標Ｘ−Ｙの位置（ｘ，ｙ）に対応して制御して切削を行う。」（第４頁左下欄第５行〜同頁右下欄第３行）
ｄ　バイトＴの切刃幅は、工具主軸１１の径よりも小さいこと。（第３、４、及び６図参照）
（３）甲第３号証には、次の事項が記載されている。
ａ．「どんな非対称形状であっても、その断面を持つ切れ刃を製品形状に沿って走らせれば，所定の形状溝を仕上げることはできる。すなわち工作機械の主軸に総形バイトを把持し、ワークテーブルと相対運動を与えながら、バイトの切れ刃を常に進行方向に向けるように主軸の回転位置を制御すれば可能となる。
　この点に着目し、マシニングセンタの主軸に回転数制御（Ｃ軸制御）機能を付加し、シェーピングセンタとして開発することとした。ここでシェーピングセンタとは、任意の断面を自在に形作る＝シェープするマシニングセンタである意味を持たせている。」（第４７頁右欄第１０〜２２行）（Ｂ、Ｄ）
ｂ．「Ｃ軸回転検出装置として、５×１０６　パルス／秒の高速追従性を持つ自社開発の高速ロータリＭＰスケールを採用しているため、最高１６５ｒｐｍのＣ軸回転制御が可能である。」（第４９頁左欄第９〜１２頁）
ｃ．「ＸＹ軸の移動指令に対し、工具刃面が常に法線方向を向くようにＮＣ内部でＣ軸を旋回制御するＣ軸法線制御機能を具備している。」（第４９頁左欄第１５〜１７行）Ｄ
ｄ．「写真２は上面および穴の内側壁面に非対称断面形状のシェーピング加工を行っていてる。」（第４９頁右欄第８〜９行）
ｅ．「本機では１本のバイトで任意の径のボーリング加工も可能となる。」（第５０頁右欄第６〜８行）
ｆ．被加工物の上面では溝の加工であり、また穴の内側面ではどのような加工であるのか、また工具がどのような構造であるか不明であるが、少なくとも工具は主軸にその径よりも大きな部品を介して取り付けられており、また主軸中心と工具刃先までの長さは前記主軸の半径より小さくなっている。（写真２参照）
（４）甲第４号証には、次の事項が記載されている。
ａ「ＮＣ装置２５のＣ軸，Ｘ軸同時制御かつＣ軸，Ｘ軸の合成運動の軌跡に対するバイトＴ４の切削点における接線に対するバイトＴ４のスクイ角αを一定とするようＭＡ軸制御のプログラムがつくられる。回転工具軸９のチャック７にバイトＴ４を取付けたＬ形のバイトホルダ１６を装着し、バイト刃先のすくい角αが所定角度となるようＣ軸原点、ＭＡ軸原点が合わされ、プログラムに従い第４図の制御線図にもとづき加工物２の回転とバイトＴ４の進退との合成運動と、バイトＴ４のすくい角αが切削点の接線に対して一定角度になるようにＭＡ軸制御がなされ外周非真円形状が第６図、第７図のように切削加工されるものである。」（第３頁右下欄第８行〜第４頁左上欄第１行）
ｂ「コレット７に装着される柄部１６ａを有し頭部をＬ形としたバイトホルダ１６に柄部軸中心軸線上に切刃線を有するバイトＴ４が半径方向にＬ形頭部に固定されたものがコレット７に取付けられている。」（第２頁右下欄第１７行〜第３頁第１行）
ｃ　柄部軸中心軸はＭＡ軸であり、又外周非真円加工物の回転軸がＣ軸であること。（第５ないし８図参照）
（５）甲第５号証には、次の事項が記載されている。
ａ「主軸の回転制御軸Ｃ軸と、タレット刃物台の主軸直角方向の制御軸Ｘ軸と、前記Ｃ軸と平行に配置され工具を装着するタレットの旋回角度制御軸Ｃｔ軸と、該Ｃｔ軸と平行な工具の旋回制御軸Ｍａ軸との同時制御による合成運動で工具刃先がＸ軸上に位置され且工具切刃のすくい角が切削面の切削点における接線に対し一定の角度となるように制御しながら切削する」（第２欄第３８〜４４行）
ｂ「主軸をＣ軸制御，工具をＸ，Ｃｔ，Ｍａ軸制御してＣ軸角度θにおいて工作物の加工点の半径をＲ、工具角度θ１　においてＣｔ軸角度θ３　，Ｍａ軸角度θ２　，Ｃｔ軸からＭａ軸までの距離Ｌ１　，Ｍａ軸から工具刃先までの距離Ｌ２　として
θ３　＝ｓｉｎ−１｛（Ｌ２　／Ｌ１　）・ｓｉｎθ１　｝　θ２　＝π−θ１−θ３　Ｘ＝Ｒ＋Ｌ１　（１−ｃｏｓθ３　）＋Ｌ２（１−ｃｏｓθ３　）
なる制御式を満足するように各軸を制御してその合成運動で工具刃先をＸ軸上に位置させすくい角を一定として非真円を切削加工する。」（第３欄第１４〜２４行）
ｃ　バイトを、タレット刃物台の半径外方向へ突出して取り付けたこと。（図１、３、１１及び１２参照）
（６）甲第６号証には、次の事項が記載されている。
ａ．「コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械用の機械補償システムであって、機械の回転軸に対する物体の中心線の直線変位および傾斜を評価する手段と、前記ＣＮＣ機械のコンピュータ手段内に機械工具点補償機能を生成する手段とを備えており、前記機械工具点補償機能は、前記機械の回転軸と関連した座標の関数として前記評価された物体中心線のための機械工具点補償を計算するよう作用することを特徴とする機械補償システム。」（特許請求の範囲請求項４）
ｂ．「スピンドルに装着されたプローブを有しているＣＮＣ機械用のコンピュータ手段を提供して、回転可能なマウントに装着された物体の相対位置を測定し、回転可能なマウントの軸に対する物体の軸線の直線変位及び傾斜に関する物体の状態を評価する。」（第２欄第４５〜４９行）
ｃ．「本発明の好適な実施例は、機械の制御にコンピュータ手段が設けられており、物体の状態を評価する計算を行い、その評価された状態から機械軸線オフセットを評価する計算を行い、次いでこれらの計算に基づいて機械軸線オフセットを自動的に調節する。」（第３欄第４〜９行）
ｄ．「物体の状態評価は、コンピュータ化手段がスピンドルに装着されているプローブを指図して、物体の少なくとも２つの異なる位置を測定し、測定された位置を用いて物体の１つの動作自由度に関する物体の幾何的アライメントを計算することにより行う。」（第３欄第１０〜１４行）
（７）甲第７号証には、次の事項が記載されている。
ａ「前記スライドチャック５のチャック移動部７には、第１図に締めされているように、チャック移動部７に移動量を測定するための電気マイクロピックアップ１８の接触針が接触されるとともに・・・補正出力信号２７は、図示しない表示器に表示され、またテーブル９の自動駆動装置の入力信号として利用される。」（第２頁左下欄末行〜第３頁左上欄第５行）
ｂ「主軸２を回転させ、・・・補正出力信号２７の出力表示によってバイト１１の進出量を決定すれば、ワーク１２のワークチャック部１３の外径ばらつきが自動的に補正され、常に一定の取り代とすることができる。」（第３頁右上欄下から第６行〜同頁左下欄第１４行）
２　対比・判断
（１）本件発明１について
　本件発明１と甲第１ないし５号証に記載の発明とを対比すると、
　甲第１及び２号証に記載の発明は、主軸径より小さい切刃幅のバイトは主軸の軸線方向に延伸して取り付けられており、バイトの刃先を進行方向に対して常に正面を向くように、あるいは溝の接線方向に向くようにして溝の切削加工を行うものであって、溝の側面に関しては、バイトの刃先における前面と側面との角度を常に一定の角度である直角に保つものであるが、被加工物の上面より下方へ入った任意の位置においては、被加工物の上面に主軸が干渉して、被加工物の内外周面の加工をすることはできないものである。
　甲第３号証に記載の発明は、被加工物の上面では溝の加工であり、また穴の内側壁面ではどのようなものの加工であるのか不明であるが、少なくとも工具は、主軸にその径よりも大きな部品を介して取り付けられており、また主軸中心と工具刃先までの長さは前記主軸の半径より小となっているので、工具を装着した主軸が、被加工物の上面より下方へ入った任意の位置においては、被加工物の上面に干渉して、被加工物の内外周面加工である側面加工をすることはできないものである。　
　甲第４及び５号証に記載の発明はいずれも、被加工物が自分自身の周りに回転することにより、被加工物の非真円外周加工を行うものであり、本件発明１の主軸回転角制御式切削加工方法とは加工方法が異なっていて、例えば、馬蹄形の被加工物の凹状部を加工する際には、主軸が被加工物の回転により被加工物に干渉して、加工は困難となるものである。
　そして、甲第１ないし３号証に記載の発明には本件発明１の必須な構成である「自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸にバイト工具を、前記主軸の半径外方向へ突出して取り付け、」（以下、「構成Ａ」という。）を備えていない。他方、甲第５号証に記載の発明の「タレット刃物台」は、本件発明１の「主軸」に対応するので、甲第５号証に記載の発明は、前記構成Ａを備えているものの、前記したように甲第１ないし３号証記載の発明とは加工方法が別異なものであるので、該構成Ａを甲第１ないし３号証記載の発明に適用することが容易であるとすることはできない。
　したがって、本件発明１は、前記構成Ａを備えることにより、一本のバイト工具により任意の内径の円筒内外周面加工、その他、テーパ加工、球面加工、多角形加工、ねじ切り加工、フランジ面加工、自由形状加工が行われる。この場合、加工寸法は、前記相互補間運動による補間軌跡の形状寸法とバイト工具のバイト半径とにより決まり、補間軌跡の形状寸法の補正によってバイト工具のバイト半径誤差を補償することができ、このことにより、バイト工具のバイト刃先位置がさほど高精度にされなくとも所要の加工精度が得られ、工具のプリセット作業が容易になる。またバイト工具から主軸の半径を減じた長さだけの加工を、工具を交換することなく、一本の工具で加工できるという明細書記載の効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１が甲第１ないし５号証に記載されたものから容易に発明をすることができたものとすることはできない。
（２）本件発明２について
　本件発明２と甲第１ないし６号証に記載の発明とを対比すると、
　前記甲第１ないし３号証に記載の発明には、本件発明２の必須な構成である「被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切削する」（以下、「構成Ｂ」という。）を備えてなく、また、前記甲第６号証に記載の発明は、機械の基準回転軸に対する被加工物の中心線の傾斜に応じて機械工具点を補償するものであるが、主軸と被加工物とを主軸の回転軸線に直交するＸＹ平面で相対変位させて相互補完運動を行わせることにより曲面形状に加工するものであるか否かが不明であるので、前記の傾斜を補償する点を前記甲第１ないし３号証に記載の発明に適用して前記構成Ｂのようにすることが直ちに容易であるとすることはできない。
　なお、甲第４及び５号証記載の発明は２（１）で示したように加工方法が異なっている。
　そして、本件発明２は前記構成Ｂを備えることにより、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて主軸と被加工物との相対変位の軸制御量が修正され、主軸と被加工物との間の相互補完運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の主軸中心軸線に対する傾斜成分が与えられることにより、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面の切削も行われるという明細書記載の効果を奏するものである。
　したがって、甲第１ないし５号証のいずれかに記載の発明に前記甲第６号証に記載の点を適用して本件発明２のように構成することは当業者にとって容易に想到し得たものとすることはできない。
（３）本件発明３ないし７について
　本件発明３ないし７は、本件発明１ないし２を更に限定したものであるから、上記本件発明１ないし２についての判断と同様の理由により、上記甲第１ないし６号証に記載された発明、並びに甲第７号証に記載された発明から容易に発明をすることができたものとすることはできない。
第４　むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件の請求項１ないし７に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１ないし７に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年１２月１２日（２００１．１２．１２）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
　特許第３０９３９３５号発明の明細書（以下「特許明細書」という。）を、訂正請求書に添付した訂正明細書のとおり、すなわち、次の各訂正事項ａ〜ｆのとおり訂正する。
（１）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１の記載を、特許請求の範囲の減縮を目的として、
「　【請求項１】　自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸ軸とＹ軸の２軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工することを特徴とする主軸回転角制御式切削加工方法。」と訂正をする。
（２）訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項２の記載を、明りょうでない記載の釈明を目的として、
「　【請求項２】　自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工する方法において、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切削することを特徴とする主軸回転角制御式切削加工方法。」と訂正をする。
（３）訂正事項ｃ
　特許明細書の段落【００１１】の記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「　【課題を解決するための手段】
　上述の如き目的を達成するために、請求項１の主軸回転角制御式切削加工方法では、自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸ軸とＹ軸の２軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工することを特徴としている。」と訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　特許明細書の段落【００１２】の記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「　請求項２の主軸回転角制御式切削加工方法では、自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工する方法において、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切削することを詳細な特徴としている。」　と訂正する。
（５）訂正事項ｅ
　特許明細書の段落【００２６】の記載を、明りょうでない記載の釈明を目的として、
「　図１（ａ）、（ｂ）は本発明による主軸回転角制御式切削加工方法による切削加工の原理を示している。図１（ａ）は内周面加工の例を示しており、その図示より明らかなように、先端に刃先を備えたバイト工具５０は自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸５１に前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して取り付けられ、主軸中心Ｃｓの被加工物Ｗに対する相対的な移動軌跡が切削すべき形状に適合したものとなるように、すなわち、主軸５１の主軸中心（Ｃｓ）から前記被加工物Ｗの加工すべき加工面までの直線距離を常に一定に保つように、換言すればバイト工具５０のバイト半径Ｔｒの距離に保つように主軸５１と被加工物Ｗとを軸制御、この場合、Ｘ軸制御とＹ軸制御とにより主軸５１の回転軸線に直交するＸＹ平面に沿って相対変位させて主軸５１と被加工物Ｗとの間に真円の相互補間運動を行わせ、主軸５１の回転角をＸ軸制御とＹ軸制御とに対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸５１の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面である内周面に対するバイト工具５０の刃先方向を所定の方向に保ち、換言すれば図１（ａ）に示されているように、バイト工具５０の刃先における前面と被加工物Ｗの加工面である内周面との角度を一定の角度βとなるように保ち、前記相互補間運動による補間軌跡（主軸中心軌跡）Ｌによる決まる形状、即ち真円の断面形状に切削する。」と訂正する。
（６）訂正事項ｆ
　特許明細書の段落【００４３】の記載を、明りょうでない記載の釈明を目的として、
「　図４は、円筒内面加工（穴加工）の加工例を示している。図５は円筒外周面加工の参考例を示している。図６はテーパ孔加工（円錐内面加工）の加工例を示している。図７はテーパ軸加工（円錐外面加工）の参考例を示している。図８は球状内面加工の加工例を示している。図９は球状外面加工の参考例を示している。図１０は多角形内面加工の加工例を示している。図１１は多角形外面加工の加工例を示している。図１２はめねじ切り加工の加工例を示している。図１３はおねじ切り加工の参考例を示している。図１４はフランジ面加工の加工例を示している。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
バイト工具による主軸回転角制御式切削加工方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を
、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して
Ｘ軸とＹ軸の２軸制御
　【請求項２】　
自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工する方法において、
る主
　【請求項３】　被加工物の主軸中心軸線に対する位置決め誤差による被加工物の加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度を自動計測し、この傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分を与え、正規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面を切削することを特徴とする請求項１に記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　【請求項４】　被加工物の加工部形状の自動計測によって加工開始寸法を決定し、この加工開始寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量を決定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　【請求項５】　加工途中で被加工物の加工部形状の自動計測し、仕上げ加工に必要な加工寸法を自動決定し、この加工寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量を決定することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　【請求項６】　前記バイト工具として被加工物に実質的に点接触するシングルポイントバイト工具を使用することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
　【請求項７】　前記軸制御は少なくとも同一平面にて互いに直交する２軸の同時制御により行われ、当該２軸の各軸制御は相互に９０度の位相差を有する三角関数を含む関数式により定義される軌跡を描くよう行うことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、バイト工具による切削加工方法に関し、特に同時多軸制御機能を有するＮＣ工作機械などによる切削加工に使用するバイト工具による主軸回転角制御式の切削加工方法に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、ボーリング工具などのバイト工具による切削加工は、バイト工具を主軸に装着し、主軸の回転数を制御して主軸を軸線方向、即ちＺ軸方向へ移動させることによりワークテーブル上の被加工物に対してバイト半径の穴加工を行う。
　【０００３】
　この切削加工は、ボーリング加工と云われ、このボーリング加工においては、ワークテーブル上の被加工物は、穴加工位置の位置決めのために主軸の回転軸線に直交する平面に沿って、即ちＸ軸方向とＹ軸方向とに主軸に対して相対変位するが、バイト工具による穴加工時には位置決めされた位置にて静止している。従ってボーリング加工はバイト工具のバイト半径により決まる内径のストレート穴の加工に限定される。
　【０００４】
　ヘール加工に属する切削加工方法として、加工すべき横断面形状と同一形状をした総形ヘールバイトを使用し、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸の３軸の３次元方向の送り制御を行い、総形ヘールバイトが工具移動軌跡に於ける前進方向に対して常に正面を向くように、総形ヘールバイトのＺ軸周りの回転角、即ちＣ軸の回転角を制御する切削加工方法が特公昭６３−５４４８５号公報に示されている。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　従来のバイト工具による切削加工は、バイト工具を単に回転させるだけの単純な主軸回転式切削加工であり、この切削加工においては、ストレート穴の加工に限定され、しかもバイト工具のバイト半径により加工穴径が一義的に決まるため、加工穴径毎に所要のバイト半径を有するバイト工具を準備し、また加工穴径の変更の度に主軸に装着するバイト工具を加工穴径に適合するバイト工具に交換する必要がある。この場合、バイト工具のバイト半径の寸法精度が加工精度に直接に影響し、所要の加工精度を得るためには、バイト工具のバイト刃先位置を高精度に設定するなど、工具プリセットを正確を行う必要がある。
　【０００６】
　またバイト工具を単に回転させるだけの単純な主軸回転式切削加工では、加工方向は主軸の軸線方向と一致した方向だけであり、主軸の中心軸線に対して傾斜した穴加工などは行うことができず、またこのことにより被加工物のワークテーブル上における主軸中心軸線に対する位置決めなども正確に行う必要がある。
　【０００７】
　また被加工物の加工前や加工途中の加工部形状、例えば穴径を自動計測して切り込み量が設定されても、加工穴径がバイト工具のバイト半径により機械的に決まるから、切り込み量に応じて加工穴径が変わる度に、工具交換を行うか、あるいは手作業によってバイト刃先の突き出し量を変更する必要がある。
　【０００８】
　特公昭６３−５４４８５号公報に示されている切削加工方法は、プレーナ削りの変形であり、切削運動はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の動きにより生み出され、Ｃ軸はこれに追従して位相を変えるだけであり、切削速度は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の送り速度により決まり、その切削速度は、５〜４０ｍ／ｍｉｎ程度で、バイト工具を使用した回転切削における切削速度には達せず、いわゆるプレーナ切削どまりであり、加工対象はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元方向に任意に変化する形状の溝堀加工のような総形ヘールバイト加工に限定される。
　【０００９】
　本発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、バイト半径に関係なく一本のバイト工具により任意の内径の穴加工、任意の外径の外周面加工、その他、テーパ加工、球面加工、多角形加工、ねじ切り加工、フランジ面加工、自由形状加工を効率よく、しかもバイト半径に関係なく高精度な切削加工を行える新規な切削加工方法を提供することを目的としている。
　【００１０】
　更に本発明は、主軸の中心軸線に対して傾斜した穴やフランジ面などの加工も行うことができ、この傾斜加工の応用として被加工物の主軸中心軸線に対する位置決め誤差を補償でき、また加工部形状の自動計測のもとに、工具交換などを要することなく所要の切り込み量をもって一連の切削加工を行うことができる切削加工方法を提供することを目的としている。
　【００１１】
　【課題を解決するための手段】
　上述の如き目的を達成するために、請求項１の主軸回転角制御式切削加工方法では、自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸にバイト工具を
、前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して
Ｘ軸とＹ軸の２軸制御
　【００１２】
　請求項２の主軸回転角制御式切削加工方法では、
自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸（５１）にバイト工具（５０）を取り付け、前記主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）の被加工物（Ｗ）に対する相対的な移動軌跡を、主軸（５１）と被加工物（Ｗ）とをＸＹ軸の軸制御により少なくとも前記主軸（５１）の回転軸線に直交するＸＹ平面で前記被加工物（Ｗ）の加工面に沿って相対変位させ、前記被加工物（Ｗ）の加工すべき加工面から主軸（５１）の主軸中心（Ｃｓ）までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ前記主軸（５１）の回転角を前記軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸（５１）の回転角の全回転角位置にて、バイト工具（５０）の刃先における前面と前記被加工物（Ｗ）の加工面との角度を常に一定の角度（β）となるように保ちながら、前記相互補間運動による補間軌跡により決まる曲面形状に切削加工する方法において、
　【００１３】
　請求項３の主軸回転角制御式切削加工方法では、請求項１に記載の主軸回転角制御式切削加工方法において、被加工物の位置決め誤差による被加工物の加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度を自動計測し、この傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量を修正することにより、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分を与え、正規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面を切削することを詳細な特徴としている。
　【００１４】
　請求項４の主軸回転角制御式切削加工方法では、請求項１〜３の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法において、被加工物の加工部形状の自動計測によって加工開始寸法を決定し、この加工開始寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量を決定することを詳細な特徴としている。
　【００１５】
　請求項５の主軸回転角制御式切削加工方法では、請求項１〜４の何れかに記載の主軸回転角制御式切削加工方法において、加工途中で被加工物の加工部形状を自動計測し、仕上げ加工に必要な加工寸法を自動決定し、この加工寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量を決定することを詳細な特徴としている。
　【００１６】
　また本発明による主軸回転角制御式切削加工方法は、前記バイト工具として被加工物に実質的に点接触するシングルポイントバイト工具を使用することを詳細な特徴としている。
　【００１７】
　また本発明による主軸回転角制御式切削加工方法においては、前記軸制御は少なくとも同一平面にて互いに直交する２軸の同時制御により行われ、当該２軸の各軸制御は相互に９０度の位相差を有する三角関数を含む関数式により定義される軌跡を描くよう行うことを詳細な特徴としている。
　【００１８】
　【作用】
　請求項１の主軸回転角制御式切削加工方法では、主軸と被加工物との相対的な軸制御により主軸と被加工物との間に相互補間運動が行われつつ軸制御に対する主軸の回転角の同期制御によって主軸の全回転角位置にて被加工物の加工面に対するバイト工具の刃先方向が所定値に保たれ、相互補間運動による補間軌跡により決まる形状に切削が行われる。
　【００１９】
　請求項２の主軸回転角制御式切削加工方法では、被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量が修正され、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜成分が与えられることにより、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面の切削が行われる。
　【００２０】
　請求項３の主軸回転角制御式切削加工方法では、被加工物の位置決め誤差による被加工物の加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度が自動計測され、この傾斜度に応じて前記主軸と前記被加工物との相対変位の軸制御量がを修正され、前記主軸と前記被加工物との間の前記相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分が与えられることにより、正規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面の切削が行われる。
　【００２１】
　請求項４の主軸回転角制御式切削加工方法では、被加工物の加工部形状の自動計測によって加工開始寸法が決定され、この加工開始寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量が決定される。
　【００２２】
　請求項５の主軸回転角制御式切削加工方法では、加工途中で被加工物の加工部形状が自動計測され、この自動計測に基づいて仕上げ加工に必要な加工寸法が自動決定され、この加工寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量が決定される。
　【００２３】
　バイト工具としてシングルポイントバイト工具を使用することにより、総形バイト工具による場合に比して切削抵抗が小さく、このことにより軸制御による相互補間運動の速度を速めることが可能になる。
　【００２４】
　【実施例】
　以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
　【００２５】
　図１（ａ）、（ｂ）は本発明による主軸回転角制御式切削加工方法による切削加工の原理を示している。図１（ａ）は内周面加工の例を示しており、その図示から明らかなように、先端に刃先を備えたバイト工具５０は自身の中心軸線周りの回転角を定量的に制御可能な主軸５１に
前記主軸（５１）の半径外方向へ突出して
　【００２６】
　なお、図１（ａ）において、符号ａ、ｂ、ｃは各々主軸５１が符号Ａ、Ｂ、Ｃにより示されて各回転角位置に位置している時の主軸中心Ｃｓの位置を示しており、これらは補間軌跡Ｌ上にある。
　【００２７】
　バイト工具５０のバイト半径をＴｒ、被加工物Ｗの加工半径Ｒとすると、Ｒ＞Ｔｒの前提条件の下に、主軸中心Ｃｓと被加工物Ｗの中心ＣｗとはＲ−Ｔｒだけ偏心しており、補間軌跡ＬはＲ−Ｔｒを半径とし、被加工物Ｗの中心Ｃｗと同心の真円となる。
　【００２８】
　この場合、補間軌跡Ｌが真円を描くべく、Ｘ軸制御とＹ軸制御の座標値は、被加工物中心Ｃｗ周りの角度を媒体変数として、相互に９０度の位相差を有する三角関数式により与えられる。
　【００２９】
　ここで使用されるバイト工具５０はシングルポイントバイト工具であってよい。ここで云うシングルポイントバイト工具は、被加工物に実質的に点接触する形式のバイト工具、換言すれば非総形のバイト工具の総称であり、これには、穴ぐりバイト、中ぐりバイト、突切りバイト、ねじ切りバイト、丸こまバイト、旋削バイトなどがある。
　【００３０】
　一例として、加工半径Ｒが６０ｍｍの内径加工を、バイト半径Ｔｒが５０ｍｍの通常の中ぐりバイトを使用して行う場合、主軸５１の回転数は２９２ＲＰＭ、切削速度は１１０ｍ／ｍｉｎ、補間軌跡Ｌを描く主軸５１の中心移動速度は１８ｍ／ｍｉｎとすることができる。
　【００３１】
　図１（ｂ）は外周面加工の例を示している。なお、図１（ｂ）において図１（ａ）に対応する部分は図１（ａ）に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
　【００３２】
　この場合も、Ｘ軸制御とＹ軸制御とにより主軸５１の回転軸線に直交する平面に沿って相対変位させて主軸５１と被加工物Ｗとの間に真円の相互補間運動を行わせ、主軸５１の回転角をＸ軸制御とＹ軸制御とに対して所定の相関関係をもって同期制御することにより主軸５１の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面である外周面に対するバイト工具５０の刃先方向を所定の方向に保ち、換言すれば図１（ｂ）に示されているように、バイト工具５０の刃先における前面と被加工物Ｗの加工面である外周面との角度を一定の角度βとなるように保ち、前記相互補間運動による補間軌跡（主軸中心軌跡）Ｌによる決まる形状、即ち真円の断面形状に切削する。
　【００３３】
　なお、外周面加工の場合、補間軌跡Ｌの半径は被加工物Ｗの半径より大きくても、小さくてもよく、この両者に拘束関係はない。
　【００３４】
　図２は本発明による主軸回転角制御式切削加工方法の実施に使用するＮＣ工作機械の一例を示している。ＮＣ工作機械は、ベッド１と、ベッド１上にＹ軸方向に移動可能に設けられてＹ軸テーブル３と、Ｙ軸テーブル３上にＸ軸方向に移動可能に設けられてＸ軸テーブル５とを有し、Ｘ軸テーブル５上に被加工物Ｗを固定載置される。Ｙ軸テーブル３はＹ軸サーボモータ７によってＹ軸方向に駆動され、Ｘ軸テーブル５はＸ軸サーボモータ９によってＸ軸方向に駆動され、Ｘ軸テーブル５上の被加工物Ｗは、Ｙ軸サーボモータ７によるＹ軸テーブル３のＹ軸方向の移動とＸ軸サーボモータ９によるＸ軸テーブル５のＸ軸方向の移動により、Ｘ軸とＹ軸による水平面に沿ってＸ座標とＹ座標による任意に座標位置に軸制御する。
　【００３５】
　ＮＣ工作機械のコラム１１にはＺ軸スライダ１３が上下方向、即ちＺ軸方向に移動可能に装着されており、Ｚ軸スライダ１３はＺ軸サーボモータ１５によってＺ軸方向に駆動される。
　【００３６】
　Ｚ軸スライダ１３には主軸頭１７が取り付けられており、主軸頭１７には主軸１９がＺ軸と同一方向の軸線周り、即ちＣ軸周りの回転可能に装着されている。
　主軸１９は主軸モータであるＣ軸サーボモータ２１により回転駆動されると共にＣ軸回転角を定量的に制御され、主軸１９にはバイト工具２３が装着される。
　ここで、Ｘ軸とＹ軸による被加工物Ｗの移動平面は主軸１９の回転軸線、即ちＣ軸（Ｚ軸）に直交する平面である。
　【００３７】
　Ｘ軸サーボモータ９、Ｙ軸サーボモータ７、Ｚ軸サーボモータ１５、Ｃ軸サーボモータ２１の各々にはロータリエンコーダ２５、２７、２９、３１が装着されており、このロータリエンコーダ２５、２７、２９、３１は各軸のサーボモータ９、７、１５、２１の回転角を検出し、回転角情報をＮＣ装置３３へ出力する。このうちＣ軸サーボモータ２１のロータリエンコーダ３１は、アブソリュート型のロータリエンコーダにより構成され、主軸１９の回転角をＸ軸方向あるいはＹ軸方向を絶対基準位置として計測する。
　【００３８】
　ＮＣ装置３３は、図３に示されているように、ＮＣ加工プログラムを実行して各軸指令を出力するプログラム実行部３５、プログラム実行部３５より軸指令を入力して補間演算を行う補間演算部３７とを有し、補間演算部３７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｃの各軸の移動量を指令値として各軸の位置制御・駆動部３９、４１、４３、４５へ出力する。
　【００３９】
　位置制御・駆動部３９、４１、４３、４５は、各々同軸のロータリエンコーダ２５、２７、２９、３１より回転角情報を入力し、位置フィードバック補償制御により演算される各軸の操作量をもって各軸のサーボモータ９、７、１５、２１の駆動を制御する。
　【００４０】
　本発明による主軸回転角制御式切削加工方法においては、主軸中心の被加工物Ｗに対する相対的な移動軌跡が切削すべき形状に適合したものになるようにＸ、Ｙ、Ｚの各軸の指令量をＮＣ加工プログラムで設定しておき、このＮＣ加工プログラムの実行によってバイト工具２３と被加工物ＷとをＸ、Ｙ、Ｚの軸制御、少なくともＸ、Ｙの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直交する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被加工物Ｗとの間に相対補間運動を行わせ、主軸１９の回転角をＸ、Ｙ、Ｚの各軸の軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御し、主軸１９の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の刃先方向を所定の方向、例えば法線方向に保って被加工物Ｗを相対補間運動による補間軌跡により決まる形状に切削する。
　【００４１】
　この場合、Ｘ、Ｙの２軸の各軸制御は相互に９０度の位相差を有する三角関数を含む方程式により定義される軌跡を描くよう行われる。
　【００４２】
　この主軸回転角制御式切削加工方法においては、主軸１９の回転角制御と、Ｘ、Ｙの同時２軸制御、あるいはＸ、Ｙ、Ｚの同時３軸制御との組み合わせにより、バイト工具２３のバイト半径に関係なく一本のバイト工具によって任意の内径の穴加工、任意の外径の外周面加工、テーパ加工、球面加工、多角形加工、ねじ切り加工、フランジ面加工、自由形状加工を行うことができ、またシングルポイントバイト工具の使用のもとに、切削加工速度が総形バイト工具を使用したヘール加工に属する切削加工法による場合に比して３〜２０倍に向上する。
　【００４３】
　図４は、円筒内面加工（穴加工）
の加工例を示している。
の参考例を示している。
の加工例を示している。
の参考例を示している。
の加工例を示している。
の参考例を示している。
の加工例を示している。
の加工例を示している。
の加工例を示している。
の参考例を示している。
を示
　【００４４】
　なお、これらの図において、符号２４はバイト工具２３のバイト部を示しており、各バイト工具２３のバイト半径（主軸中心からバイト部２４の刃先までの半径）は符号Ｔｒにより示されている。
　【００４５】
　次に本発明により主軸回転角制御式切削加工方法における移動制御と同期制御との詳細を各切削加工について個別に説明する。
　【００４６】
（１）円筒内外面加工
　図１５に示されているように、円筒面の半径をＲ、１回転当たりのＺ軸方向送り量をｐ、Ｚ軸方向送り開始位置のＺ軸座標をＺｏとすると、各回転角位置における刃先の座標位置（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線とする角度θを媒体変数として下式の関数式により与えられる。
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ
　Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝Ｚｏ−（Ｐ／２π）θ
　円筒内面加工では刃先軌跡のＸＹ平面における加工面外向き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｘ，ｎｙ）は下式により示される。
　ｎｘ＝−ｃｏｓθ
　ｎｙ＝−ｓｉｎθ
　【００４７】
　従って、主軸中心軌跡、即ち主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は下式により示される。
　【数１】
　Ｘｓ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｔｒ＝Ｒｃｏｓθ−Ｔｒｃｏｓθ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ
　Ｙｓ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｔｒ＝Ｒｓｉｎθ−Ｔｒｓｉｎθ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ
　Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚ
　【００４８】
　この場合、主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ）によるＸ軸とＹ軸との同時２軸制御により、バイト工具２３と被加工物Ｗとの間に相互円弧補間運動が行われ、その円弧補間軌跡として、主軸中心軌跡は真円をなす。
　【００４９】
　ただし、Ｔｒはバイト工具２３のバイト半径、Ｔｚは工具長さ（主軸１９のＺ軸原点からバイト部２４の刃先までのＺ軸方向の軸長）である。
　【００５０】
　円筒内面加工ではＸ軸方向を原線とする主軸回転角度αは下式により示される。
　【数２】
　α＝ｔａｎ−ｌ（ｎｙ／ｎｘ）＝ｔａｎ−ｌ（−ｓｉｎθ／−ｃｏｓθ）＝θ＋π
　【００５１】
　上述の条件を満たしてＸ、Ｙ、Ｚの各軸の軸制御が行われ、この軸制御に対して主軸回転角度αが同期制御されることにより、バイト工具２３は主軸１９の全回転角位置にて被加工面に対して常に法線を向くようになり、バイト半径Ｔｒを最小半径とする任意の半径Ｒの円筒内面加工が行われる。
　【００５２】
　円筒外面加工では刃先軌跡のＸＹ平面における加工面外向き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｘ，ｎｙ）は円筒内面加工とは逆方向となり、下式により示される。
ｎｘ＝ｃｏｓθ
　ｎｙ＝ｓｉｎθ
　【００５３】
　従って、主軸中心軌跡、即ち主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は下式により示される。
　【数３】
　Ｘｓ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｔｒ＝Ｒｃｏｓθ＋Ｔｒｃｏｓθ＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｃｏｓθ
　Ｙｓ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｔｒ＝Ｒｓｉｎθ＋Ｔｒｓｉｎθ＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｓｉｎθ
　Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚ
　【００５４】
　また円筒外面加工ではＸ軸方向を原線とする主軸回転角度αは下式により示される。
　【数４】
　α＝ｔａｎ−ｌ（ｎｙ／ｎｘ）＝ｔａｎ−ｌ（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）＝θ
　従って、円筒内面加工時と同様に、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸の軸制御が行われ、この軸制御に対して軸回転角度αが同期制御されることにより、この場合もバイト工具２３は主軸１９の全回転角位置にて加工面に対して常に法線を向くようになり、任意の半径Ｒの円筒外面加工が行われる。
　【００５５】
　なお、Ｘｓ＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ＋Ｔｒ）ｓｉｎθは、主軸中心Ｃｓが、図４に示されているように、Ｚ軸方向で見て被加工物Ｗの外側にある場合に成立し、主軸中心ＣｓがＺ軸方向で見て被加工物Ｗの内側にある場合には、Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθとなる。
　【００５６】
　めねじ切り加工は円筒内面加工と同様の同期制御で、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚがねじピッチに応じて適正値に設定されればよく、またおねじ切り加工は円筒外面加工と同様の同期制御で、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚがねじピッチに応じて適正値に設定されればよく、何れの場合もＲ値の設定により任意のねじ径のめねじ或いはおねじのねじ切り加工が行われる。
　【００５７】
（２）テーパ加工等、Ｚ軸方向において径変化があるＺ軸回転体の切削加工
　図１６に示されているように、この切削加工では、刃先がアール形状したバイト工具２３を使用するとし、その刃先アール半径Ｃｒ、その刃先アール中心から主軸中心までの距離をＴｒ、主軸１９のＺ軸原点からバイト２４の刃先までのＺ軸方向の軸長をＴｚ、加工面の切削半径をＺの関数ｆｒ（ｚ）、１回転当たりのＺ軸方向送り量をｐ、Ｚ軸方向送り開始位置のＺ軸座標をＺｏとする。
　【００５８】
　刃先の軌跡、即ち各回転角位置における刃先の座標位置（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線とする角度θを媒体変数として下式の関数式により与えられる。
　Ｘｔ＝ｆｒ（ｚ）ｃｏｓθ
　Ｙｔ＝ｆｒ（ｚ）ｓｉｎθ
　Ｚｔ＝Ｚｏ−（ｐ／２π）θ
　ここで、ｆｒ（ｚ）をｆｒ（Ｚｔ）に置き換えると、
　【数５】
　Ｘｔ＝ｆｒ（Ｚｔ）ｃｏｓθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｃｏｓθ
　Ｙｔ＝ｆｒ（Ｚｔ）ｓｉｎθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｓｉｎθ
　【００５９】
　加工点とＺ軸を含む仮想の平面をＺ−ｒ平面とし、Ｚ−ｒ平面にてＺ軸と直交するｒ軸を取ると、加工点におけるｆｒ（ｚ）の接線ベクトル→ｔ＝（ｔｒ，ｔｚ）は下式により示される。
　ｔｒ＝ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ
　ｔｚ＝１
　この接線ベクトル→ｔの大きさが１になるように正規化すると、
　【数６】
　ｔｒ＝｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２
　ｔｚ＝１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２
　となる。
　【００６０】
　従って外周面加工の場合には、加工面外向き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｒ，ｎＺ）は下式により示される。
　【数７】
　ｎｒ＝ｔｚ＝１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２
　ｎｚ＝−ｔｒ
　　　＝−｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２
　これをＸ、Ｙ、Ｚの座標軸で表すと次のようになる。
　【数８】
　ｎｘ＝ｎｒｃｏｓθ＝１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２・ｃｏｓθ
ｎｙ＝ｎｒｓｉｎθ＝１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２・ｓｉｎθ　ｎ
ｚ＝−｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２
　刃先アール中心の軌跡（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）は下式により与えられる。
　Ｘｒ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｃｃ
　Ｙｒ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｃｃ
　Ｚｒ＝Ｚｔ＋ｎｚ・Ｃｃ
　【００６１】
　従って主軸中心軌跡（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は下式により示される。
　【数９】
　Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔｒｃｏｓθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｃｏｓθ＋｛１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２・ｃｏｓθ｝　　　　　　　　　　　　　　−Ｔｒｃｏｓθ
　Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθ＝ｆｒ｛Ｚｏ−（ｐ／２π）θ｝ｓｉｎθ＋｛１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２・ｓｉｎθ｝　　　　　　　　　　　　　　−Ｔｒｓｉｎθ
　Ｚｓ＝Ｚｒ−Ｔｚ＝Ｚｏ−（ｐ／２π）θ−｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２・Ｃｃ−Ｔｚ
　【００６２】
　なお、この場合も主軸中心ＣｓがＺ軸方向で見て被加工物Ｗの内側とある場合は、Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔｒｃｏｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθであるが、主軸中心ＣｓがＺ軸方向で見て被加工物Ｗの外側にある場合には、Ｘｓ＝Ｘｒ＋Ｔｒｃｏｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ＋Ｔｒｓｉｎθとなる。
　【００６３】
　主軸回転角度αは下式により示される。
　【数１０】
　α＝ｔａｎ−ｌ（ｎｙ／ｎｘ）
　　＝ｔａｎ−ｌ［｛１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２・ｓｉｎθ／（１／｛｛ｄｆｒ（ｚ）／ｄＺ｝２＋１｝１／２・ｃｏｓθ］＝θ
　【００６４】
　主軸回転角度αの制御によりバイト工具２３は加工面に対して法線を向くようになり、主軸１９の全回転角位置にて被加工物Ｗに対するバイト工具２３の刃先角度が所定値に保たれる。
　【００６５】
　内周面加工の場合には、上述の外周面加工における外向き法線ベクトル→ｎの向きが反対になり、主軸回転角度α＝θ＋πとすることによってバイト工具２３は加工面に対して法線を向くようになる。
　【００６６】
　このこと以外は、内周面加工と外周面加工とは同様の要領で行われればよい。
　【００６７】
　上述の切削加工が円錐面である場合には、ｆｒ（ｚ）は下式により定義される。
　ｆｒ（ｚ）＝Ｒｏ＋ａ・Ｚ
　ただし、Ｒｏは加工開始位置の半径、ａはＺ軸方向の半径増加率である。
　【００６８】
　また球面である場合にはｆｒ（ｚ）は下式により定義される。
　ｆｒ（ｚ）＝（Ｒ２＋Ｚ２）１／２
　【００６９】
　以上の説明より刃先がアール形状したバイト工具２３を使用しての任意形状の切削加工を含む全ての切削加工における要件は以下にのように要約することができる。
　【００７０】
　即ち、θを一つのパラメータとすると、加工点軌跡（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）、加工面外向き法線ベクトル（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）はθの関数として表される。
　【００７１】
　（ａ）刃先アール中心の軌跡（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）
　Ｘｒ＝Ｘｔ＋ｎｘ・Ｃｃ
　Ｙｒ＝Ｙｔ＋ｎｙ・Ｃｃ
　Ｚｒ＝Ｚｔ＋ｎｚ・Ｃｃ
　（ｂ）バイト工具２３が加工面に対して法線を向くようするための主軸回転角度α
　α＝ｔａｎ−ｌ（ｎｙ／ｎｘ）
（ｃ）主軸中心の座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）
　Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔｒｃｏｓθ
　Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθ
　Ｚｓ＝Ｚｒ−Ｔｚ
　【００７２】
　この場合も主軸中心ＣｓがＺ軸方向で見て被加工物Ｗの内側とある場合は、Ｘｓ＝Ｘｒ−Ｔｒｃｏｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ−Ｔｒｓｉｎθであるが、主軸中心ＣｓがＺ軸方向で見て被加工物Ｗの外側にある場合には、Ｘｓ＝Ｘｒ＋Ｔｒｃｏｓθ、Ｙｓ＝Ｙｒ＋Ｔｒｓｉｎθとなる。
　【００７３】
（３）フランジ面加工
　図１７に示されているように、加工開始時の加工半径をＲｏ、工具１回転での半径増加量をδＲとすると、刃先の各回転角位置における刃先の座標位置（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）、即ち軌跡は回転角度θを関数として下式により与えられる。
　Ｘｔ＝｛Ｒｏ＋（δｒ／２π）｝ｃｏｓθ
　Ｙｔ＝｛Ｒｏ＋（δｒ／２π）ｓｉｎθ
　なお、これより以降、δｒ／２πをｄＲと表す。
　【００７４】
　刃先軌跡の接線ベクトルは→ｔ＝（ｔｘ，ｔｙ）は下式により示される。
　【数１１】
　ｔｘ＝δＸｔ／δθ＝ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ
　ｔｙ＝δＹｔ／δθ＝ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ
　【００７５】
　中心向き法線ベクトル→ｎ＝（ｎｘ，ｎｙ）は接線ベクトル→ｔを９０度回転させたものであるから、下式により示される。
　【数１２】
　ｎｘ＝−ｔｙ＝−｛ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ｝
　ｎｙ＝ｔｘ＝ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ
　このベクトルの大きさが１になるように正規化すると、
　【数１３】
　ｎｘ´＝ｎｘ／（ｎｘ２＋ｎｙ２）１／２
　　　　＝−｛ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ｝／（ｄＲ２＋Ｒｏ２＋２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ２・θ２）１／２
　ｎｙ´＝ｎｙ／（ｎｘ２＋ｎｙ２）１／２
　　　　＝｛ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ｝／（ｄＲ２＋Ｒｏ２＋２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ２・θ２）１／２
　【００７６】
　主軸中心から刃先までの距離をＴｒとすると、主軸中心の軌跡（Ｘｓ，Ｙｓ）は下式により示される。
　【数１４】
　Ｘｓ＝Ｘｔ＋ｎｘ´・Ｔｒ
　　　＝（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ＋
　　　　［−｛ｄＲｓｉｎθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｃｏｓθ｝／
　　　　（ｄＲ２＋Ｒｏ２＋２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ２・θ２）１／２］Ｔｒ
　Ｙｓ＝Ｙｔ＋ｎｙ´・Ｔｒ
　　　＝（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ＋
　　　　［｛ｄＲｃｏｓθ−（Ｒｏ＋ｄＲθ）ｓｉｎθ｝／
　　　　（ｄＲ２＋Ｒｏ２＋２ｄＲ・Ｒｏ・θ＋ｄＲ２・θ２）１／２］Ｔｒ
　【００７７】
　主軸回転角度αは下式により示される。
　α＝ｔａｎ−ｌ（−ｎｙ／−ｎｘ）
　これによりバイト工具２３は主軸１９の全回転角位置にて刃先軌跡の法線を向き、バイト目によるフランジ（レコード目）加工を行う。
　【００７８】
　上述の切削加工において、主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）により決まる一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データは、素材穴径寸法、仕上げ径寸法、加工ピッチ、穴深さ、最大取り代の各データをパラメータとして、ＮＣプログラムの自動作成装置に与えることにより、ＮＣプログラム自動作成装置によって自動生成することが可能である。
　【００７９】
　この場合、ＮＣプログラム自動作成装置は、切削加工の種類等に応じて予め定義されている上述のような演算式に従って主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を算出し、これにより一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを生成すればよい。
　【００８０】
　次に図１８を参照して、本発明による主軸回転角制御式切削加工方法によって穴あけ加工、ねじ穴加工を行う場合の一連の手順を説明する。
　先ず素材穴径寸法、仕上げ径寸法、加工ピッチ、穴深さ、最大取り代の各データをＮＣプログラムの自動作成装置に入力する（ステップ１０）。
　【００８１】
　このデータ入力によりプログラム自動作成装置は、径方向の加工回数と一回の加工での取り代を算出する（ステップ２０）。
　【００８２】
　次に素材穴径と取り代より加工半径Ｒを決定し（ステップ３０）、加工半径Ｒに基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを自動生成する（ステップ４０）。
　【００８３】
　Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸指令データが生成されれれば、その各軸の指令データ加工パスデータに従ってＮＣ工作機械を運転し、バイト工具２３と被加工物ＷとをＸ、Ｙ、Ｚの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直交する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被加工物Ｗとの間に相対な円弧補間運動を行わせると共に、主軸１９の回転角をその軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することによって主軸１９の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の刃先方向を所定の方向に保ち、指定された深さの穴あけ加工、ねじ穴加工を実施する（ステップ５０）。
　【００８４】
　この一回の穴あけ加工、ねじ穴加工により加工終了寸法に達する場合には加工を完了するが（ステップ６０肯定）、一回の穴あけ加工、ねじ穴加工により加工終了寸法に達しない場合には（ステップ６０否定）、現加工径と取り代より再度、加工半径Ｒを決定し（ステップ７０）、ステップ４０に戻り、再度、加工半径Ｒに基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを自動生成し、またステップ５０の穴あけ加工、ねじ穴加工を再実施する。
　【００８５】
　また本発明による主軸回転角制御式切削加工方法においては、図１９に示されているように、主軸１９にバイト工具２３に代えてタッチプローブ４７による自動計測器４９を取り付け、この自動計測器４９によって被加工物Ｗの加工部形状、例えば穴径を自動計測し、この計測値（素材寸法）よって加工開始寸法を決定し、この加工開始寸法に応じて主軸１９と被加工物Ｗとの相対変位量、この場合、前述の補間軌跡Ｌの半径を決定し、このことによりバイト工具２３による切削加工量を可変設定することができる。
　【００８６】
　更に、加工途中で、例えば荒加工完了時点で、自動計測器４９によって被加工物Ｗの穴径を自動計測し、この計測値より仕上げ加工に必要な加工寸法を自動決定し、この加工寸法に応じて主軸１９と被加工物Ｗとの相対変位量、即ち前述の補間軌跡しの半径を決定し、このことによりバイト工具２３による仕上げ加工量を可変設定することができる。
　【００８７】
　次に図２０を参照して自動計測によって穴あけ加工、ねじ穴加工を行う場合の一連の手順を説明する。
　この場合には、仕上げ径寸法、加工ピッチ、穴深さ、最大取り代の各データをＮＣプログラムの自動作成装置に入力する（ステップ１０）。
　【００８８】
　次に素材穴径寸法を自動計測して計測値をプログラム自動作成装置に取り込む（ステップ１５）。
　【００８９】
　これらのデータ入力によりプログラム自動作成装置は、径方向の加工回数と一回の加工での取り代を算出する（ステップ２０）。
　【００９０】
　次に素材穴径と取り代より加工半径Ｒを決定し（ステップ３０）、加工半径Ｒに基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを自動生成する（ステップ４０）。
　【００９１】
　Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸指令データが生成されれば、その各軸の指令データ加工パスデータに従ってＮＣ工作機械を運転し、バイト工具２３と被加工物ＷとをＸ、Ｙ、Ｚの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直交する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被加工物Ｗとの間に相対な円弧補間運動を行わせると共に、主軸１９の回転角をその軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することによって主軸１９の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の刃先方向を所定の方向に保ち、指定された深さの穴あけ、ねじ穴の荒加工を実施する（ステップ５０）。
　【００９２】
　この一回の穴あけ加工、ねじ穴加工により荒加工終了寸法に達しない場合には（ステップ６０否定）、現加工径と取り代より再度、加工半径Ｒを決定し（ステップ７０）、ステップ４０に戻り、再度、加工半径Ｒに基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを自動生成し、またステップ５０の穴あけ、ねじ穴の荒加工を再実施する。
　【００９３】
　加工径が荒加工終了寸法に達すれば（ステップ６０肯定）、次に現加工径を自動計測し（ステップ８０）、この計測値よりバイト工具２３のバイト径誤差を検出し、このバイト径誤差に拘らず仕上げ径寸法が得られるべく、バイト径誤差を補償する補正値を含んだ加工半径Ｒを決定し（ステップ９０）、この加工半径Ｒに基づいて主軸中心座標位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、各々Ｘｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｃｏｓθ、Ｙｓ＝（Ｒ−Ｔｒ）ｓｉｎθ、Ｚｓ＝Ｚｔ−Ｔｚの演算式をもって演算し、一連の加工パスデータ、換言すればＸ、Ｙ、Ｚの各軸指令データを自動生成する（ステップ１００）。
　【００９４】
　Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸指令データが生成されれれば、その各軸の指令データ加工パスデータに従ってＮＣ工作機械を運転し、バイト工具２３と被加工物ＷとをＸ、Ｙ、Ｚの軸制御によって主軸１９の回転軸線に直交する平面に沿って相対変位させてバイト工具２３と被加工物Ｗとの間に相対な円弧補間運動を行わせると共に、主軸１９の回転角をその軸制御に対して所定の相関関係をもって同期制御することによって主軸１９の全回転角位置にて被加工物Ｗの加工面に対するバイト工具２３の刃先方向を所定の方向に保ち、指定された深さの穴あけ、ねじ穴の仕上げ加工を実施する（ステップ１１０）。
　【００９５】
　また、本発明による主軸回転角制御式切削加工方法においては、図２１、図２２に例示されているように、被加工物Ｗの加工軸線Ａあるいは加工面ｆの主軸１９の中心軸線に対する傾斜度に応じて主軸１９と被加工物Ｗとの相対変位の軸制御量を修正することにより、主軸１９と被加工物Ｗとの間の上述の相互補間運動に被加工物Ｗの加工軸線あるいは加工面の主軸１９の中心軸線に対する傾斜成分を与え、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面を切削することもできる。
　【００９６】
　この傾斜切削加工を真円の穴あけ加工に適用する場合について詳細に説明する。
　傾斜切削加工は、図２３に示されているように、加工穴の軸線に垂直な面で刃先を回転させる場合と、図２４に示されているように、主軸１９の中心軸線（Ｚ軸）に垂直な面で刃先を回転させる場合と、図２５に示されているように、その両者の中間位置に存在する面で刃先を回転させる場合の３通りが考えられ、以下に各ケースについて、先ず被加工物Ｗの加工軸線ＡがＸＺ平面のみで傾斜している場合を説明する。なお、ここでは、被加工物Ｗの加工軸線ＡのＺ軸に対するＸ軸方向の傾斜角をγと定義する。
　【００９７】
（１）加工穴の軸線Ａに垂直な面で刃先を回転させる場合
　この場合には、刃先の軌跡は、ＸＹ座標面で見て、Ｙ軸方向に長軸を有する楕円となり、その刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線とする角度θを媒体変数として下式により示される。
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ
　Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ
　この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。なお、ｉ、ｊ、ｋは各々加工穴のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向の軸ベクトル成分であり、被加工物Ｗの加工軸線ＡがＸＺ平面のみで傾斜している前提により、ここではｊ＝０である。
　【００９８】
　【数１５】
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ＋ｉ（ｐ／２π）θ
　Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ＋ｊ（ｐ／２π）θ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ
　【００９９】
（２）Ｚ軸に垂直な面で刃先を回転させる場合
　この場合には、刃先の軌跡は、ＸＹ座標面で見て、Ｘ軸方向に長軸を有する楕円となり、その刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ車由方向を原線とする角度θを媒体変数として下式により示される。
　Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ
　Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝０
　この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数１６】
　Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ＋ｉ（ｐ／２π）θ
　Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ＋ｊ（ｐ／２π）θ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝ｋ（ｐ／２π）θ
　【０１００】
（３）加工穴の軸線に垂直な面とＺ軸に垂直な面とので中間位置に存在する面で刃先を回転させる場合
　この場合には、刃先の軌跡は、ＸＹ座標面で見て、真円になり、その刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）はＸ軸方向を原線とする角度θを媒体変数として下式により示される。
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ
　Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ
　この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数１７】
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ＋ｉ（ｐ／２π）θ
　Ｙｔ＝Ｒｓｉｎθ＋ｊ（ｐ／２π）θ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ
　なお、傾斜角γはｃｏｓ−ｌｋで表されるから、ｃｏｓγ＝ｋと置換することが可能である。
　【０１０１】
　つぎに被加工物Ｗの加工軸線ＡがＸＹＺ平面で傾斜している場合、即ち加工軸線ＡがＺ軸に対してＸ軸方向にも、Ｙ軸方向に傾斜している場合について考察する。
　【０１０２】
　図２６に示されているように、ＸＹ座標面と加工穴の横断面との交線である楕円の長軸方向をＸ’、短軸方向をＹ’とし、Ｘ’Ｙ’Ｚの座標系で考えば、ＸＹＺＸ座標系とＸ’Ｙ’Ｚ座標系との座標変換によって、上述の如く被加工物Ｗの加工軸線ＡがＸＺ平面のみで傾斜している場合と同等に取り扱うことができる。
　【０１０３】
　Ｘ’Ｙ’Ｚ座標系がＹＺＸ座標系に対してＺ軸周りにδだけ回転変位しているとすれば、δ＝ｔａｎ−ｌ（Ｊ／ｉ）であり、次のように座標変換することができる。
　【数１８】
　従ってこの場合、刃先の描くべき軌跡は次のようになる。
　【０１０４】
（１）加工穴の軸線Ａに垂直な面で刃先を回転させる場合
　この場合には、その刃先のＸ’Ｙ’座標面における座標値（Ｘ’ｔ，Ｙ’ｔ，Ｚｔ）はＸ’軸方向を原線とする角度θを媒体変数として下式により示される。
　Ｘ’ｔ＝Ｒｃｏｓδ・ｃｏｓθ
　Ｙ’ｔ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎδ・ｃｏｓθ
　【０１０５】
　これをＹＺＸ座標系に座標変換すると、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数１９】
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓδ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ
　Ｙｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ
　Ｚ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ
　【０１０６】
　この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数２０】
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ＋ｉ（ｐ／２π）θ
　Ｙｔ＝Ｒｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ＋ｊ（ｐ／２π）θ
　Ｚｔ＝−Ｒｓｉｎγ・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ
　【０１０７】
（２）Ｚ軸に垂直な面で刃先を回転させる場合
　この場合には、その刃先のＸ’Ｙ’座標面における座標値（Ｘ’ｔ，Ｙ’ｔ，Ｚｔ）はＸ’軸方向を原線とする角度θを媒体変数として下式により示される。
　Ｘ’ｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ
　Ｙ’ｔ＝Ｒ・ｓｉｎθ
　Ｚ＝０
　【０１０８】
　これをＹＺＸ座標系に座標変換すると、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数２１】
　Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒｓｉｎθ・ｓｉｎδ
　Ｙｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒｓｉｎθ・ｃｏｓδ
　Ｚｔ＝０
　【０１０９】
　この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数２２】
　Ｘｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ＋ｉ（ｐ／２π）θ
　Ｙｔ＝Ｒ／ｃｏｓγ・ｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ＋ｊ（ｐ／２π）θ
　Ｚｔ＝ｋ（ｐ／２π）θ
　【０１１０】
（３）加工穴の軸線に垂直な面とＺ軸に垂直な面とので中間位置に存在する面で刃先を回転させる場合
　この場合には、その刃先のＸ’Ｙ’座標面における座標値（Ｘ’ｔ，Ｙ’ｔ，Ｚｔ）はＸ’軸方向を原線とする角度θを媒体変数として下式により示される。
　Ｘ’ｔ＝Ｒｃｏｓγ
　Ｙ’ｔ＝Ｒｓｉｎθ
　Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ
　【０１１１】
　これをＹＺＸ座標系に座標変換すると、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数２３】
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ
　Ｙｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒ・ｓｉｎθ・ｃｏｓδ
　Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ
　【０１１２】
　この刃先をＺ軸方向にピッチｐの螺旋運動させる場合、刃先の座標値（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）は下式により示される。
　【数２４】
　Ｘｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｃｏｓδ−Ｒ・ｓｉｎθ・ｓｉｎδ＋ｉ（ｐ／２π）θ
　　　＝Ｒｃｏｓ（θ＋δ）＋ｉ（ｐ／２π）θ
　Ｙｔ＝Ｒｃｏｓθ・ｓｉｎδ＋Ｒｓｉｎθ・ｃｏｓδ＋ｊ（ｐ／２π）θ
　　　＝Ｒｓｉｎ（θ＋δ）＋ｊ（ｐ／２π）θ
　Ｚｔ＝−Ｒｔａｎ（γ／２）・ｃｏｓθ＋ｋ（ｐ／２π）θ
　【０１１３】
　次に刃先が楕円軌跡を描いて切削加工を行う場合の主軸中心の軌跡について図２７を参照して説明する。図２７では、Ｘ軸方向に長い楕円を想定しており、この楕円の長軸をａ、短軸をｂとする。
　【０１１４】
　点（Ｘ＝ａｃｏｓθ，Ｙ＝ｂｓｉｎθ）における接線ベクトル→ｔは次のようになる。
　ｔＸ＝ｄＸ　／ｄθ＝−ａｓｉｎθ
　ｔＹ＝ｄＹ／ｄθ＝＋ｂｃｏｓθ
　ここで、→ｔの大きさが１になるように正規化すると、
　【数２５】
　ｔＸ＝｛−ａ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２｝ｓｉｎθ
　ｔＹ＝｛ｂ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２｝ｃｏｓθ
となる。
　【０１１５】
　したがって法線ベクトル→ｎは次のようになる。
　【数２６】
　ｎＸ＝ｔＹ＝｛ｂ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２｝ｃｏｓθ
　ｎＹ＝−ｙＸ＝｛ａ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２｝ｓｉｎθ
　【０１１６】
　主軸中心から刃先までの距離をＴｒとすると、主軸中心軌跡（Ｘｓ，Ｙｓ）は次のようになる。
　【数２７】
　Ｘｓ＝ａｃｏｓθ−ｎＸ・Ｔｒ
　　　＝ａ・ｃｏｓθ−｛ｂ・Ｔｒ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２｝ｃｏｓθ
　　　＝｛ａ−（ｂ・Ｔｒ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２｝ｃｏｓθ
　Ｙｓ＝ｂｓｉｎθ−ｎＹ・Ｔｒ
　　　＝ｂ・ｓｉｎθ−｛ａ・Ｔｒ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２｝ｓｉｎθ
　　　＝｛ｂ−（ａ・Ｔｒ／（ａ２ｓｉｎ２θ＋ｂ２ｃｏｓ２θ）１／２／ｓｉｎθ
　なお、楕円がＸＹ軸に対して傾斜している場合には、その傾斜角に応じて上述と同じ要領で座標系を変換すればよい。
　【０１１７】
　また、本発明による主軸回転角制御式切削加工方法においては、上述の傾斜加工の応用として、被加工物Ｗの主軸中心軸線に対する位置決め誤差による被加工物Ｗの加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度を自動計測し、この傾斜度に応じて主軸１９と被加工物Ｗとの相対変位の軸制御量を修正することにより、主軸１９と被加工物Ｗとの間の相互補間運動に被加工物Ｗの加工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分を与え、正規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面を切削することができる。
　【０１１８】
　この場合には、図２８に示されているように、被加工物Ｗの加工基準面Ｗｓの３点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各々の座標値（Ｘｐ１、Ｙｐ１、Ｚｐ１）、（Ｘｐ２、Ｙｐ２、Ｚｐ２）、（Ｘｐ３、Ｙｐ３、Ｚｐ３）を自動計測器４９を使用して計測し、加工基準面ＷｓのＸ軸方向の傾斜度ＸγとＹ軸方向の傾斜度Ｙγを下式により算出する。
　【数２８】
　Ｘγ＝ｔａｎ｛（Ｚｐ２−Ｚｐ１）／（Ｚｘ２−Ｚｘ１）
　Ｙγ＝ｔａｎ｛（Ｚｐ３−Ｚｐ１）／（Ｚｙ３−Ｚｙ１）
　ただし、Ｘ軸方向の傾斜度Ｘγの計測中はＹ軸座標値を一定とし、Ｙ軸方向の傾斜度Ｙγの計測中はＸ軸座標値を一定とする。
　【０１１９】
　これにより加工穴のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向の軸ベクトル成分ｉｊｋは下式により示される。
　ｉ＝−ｃｏｓＹγ・ｓｉｎＸγ
　ｊ＝−ｃｏｓＸγ・ｓｉｎＹγ
　ｋ＝ｃｏｓＸγ・ｃｏｓＹγ
　これにより傾斜角γとδは下式により示され、上述の傾斜切削加工と同様に行わればよい。
　γ＝ｔａｎ−ｌ｛ｋ／（ｉ２＋ｊ２）｝
　δ＝ｔａｎ−ｌ（ｊ／ｉ）
　上述の何れの軸制御および主軸回転角制御も、上述の関数式の演算をＮＣ装置内部で行って座標位置データを得る方法と、ＮＣ加工プログラム作成時点で予め座標位置データを点群データとしてプログラムに記述しておく方法の何れにより行われてもよい。
　【０１２０】
　以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
　【０１２１】
　【発明の効果】
　以上の説明から理解される如く、本発明によるバイト工具による主軸回転角制御式切削加工方法によれば、主軸にバイト工具を取り付け、バイト工具と被加工物との相対的な軸制御により前記被加工物の加工すべき加工面から主軸の主軸中心までの距離を常に一定に保つよう相互補間運動を行わせ、軸制御に対する主軸回転角の同期制御によって主軸の回転角の全回転角位置にてバイト工具の刃先における前面と前記被加工物の加工面との角度を一定の角度に、かつバイト工具の刃先における後面が被加工物の加工面に対して常に離れた状態となるように保たれ、相互補間運動による補間軌跡により決まる形状に切削加工が行われるから、一本のバイト工具により任意の内径の円筒内外周面加工、その他、テーパ加工、球面加工、多角形加工、ねじ切り加工、フランジ面加工、自由形状加工が行われる。
　【０１２２】
　この場合、加工寸法は、前記相互補間運動による補間軌跡の形状寸法とバイト工具のバイト半径とにより決まり、補間軌跡の形状寸法の補正によってバイト工具のバイト半径誤差を補償することができ、このことにより、バイト工具のバイト刃先位置がさほど高精度にされなくとも所要の加工精度が得られ、工具のプリセット作業が容易になる。
　【０１２３】
　バイト工具としてシングルポイントバイト工具を使用することにより、総形バイト工具による場合に比して切削抵抗が小さくなり、このことにより軸制御による相互補間運動の速度を総形バイト工具を使用したへール加工に属する切削加工法による場合に比して３〜２０倍程度速くすることが可能になる。
　【０１２４】
　円筒内外周面加工においては、従来のボーリング加工と同一のバイト工具で、同一の切削能率を得ながら、上述の相互補間運動の円弧補間径を変更することにより、一本のバイト工具で、任意の穴径あるいは外径を切削することができ、さらには、加工途中で円弧補間径を間欠的に、あるいは連続的に変更することで、テーパ加工、球面加工など、任意形状の加工を行うことができる。
　【０１２５】
　フランジ加工においては、バイトの繰り出し機構を備えた回転面板を要することなく、バイト目によるフランジ面のバイト削りが行われ、エンドミル、正面フライスによる切削目のフランジ面より気密性に優れたフランジ面が得られる。
　【０１２６】
　また被加工物の加工軸線あるいは加工面の前記主軸の中心軸線に対する傾斜度に応じて主軸と被加工物との相対変位の軸制御量が修正され、主軸と被加工物との間の相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の主軸中心軸線に対する傾斜成分が与えられることにより、主軸中心軸線に対して加工軸線が傾斜している内外周面あるいは傾斜フランジ面の切削も行われる。
　【０１２７】
　また被加工物の位置決め誤差による被加工物の加工軸線あるいは加工面の正規状態よりの傾斜度が自動計測され、この傾斜度に応じて主軸と被加工物との相対変位の軸制御量が修正され、主軸と被加工物との間の相互補間運動に被加工物の加工軸線あるいは加工面の傾斜補償成分が与えられることにより、被加工物の位置決めに誤差があっても正規状態の加工軸線による内外周面あるいはフランジ面の切削が行われる。
　【０１２８】
　また被加工物の加工部形状の自動計測によって加工開始寸法が決定され、この加工開始寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量が決定され、更に加工途中で被加工物の加工部形状が自動計測され、この自動計測に基づいて仕上げ加工に必要な加工寸法が自動決定され、この加工寸法によって前記主軸と前記被加工物との相対変位量より前記バイト工具による切削加工量が決定され、これにより加工部形状の自動計測のもとに、工具交換などを要することなく所要の切り込み量をもって一連の切削加工が行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　（ａ）、（ｂ）は本発明による主軸回転角制御式切削加工方法による切削加工の原理を示す説明図である。
　【図２】
　本発明による主軸回転角制御式切削加工方法の実施例に使用するＮＣ工作機械の一例を示す概略斜視図である。
　【図３】
　本発明による主軸回転角制御式切削加工方法の実施例に使用するＮＣ工作機械の制御系を示すブロック線図である。
　【図４】
　円筒内面加工例を示す説明図である。
　【図５】
　円筒外周面加工を示す説明図である。
　【図６】
　円錐内面加工を示す説明図である。
　【図７】
　円錐外面加工を示す説明図である。
　【図８】
　球状内面加工を示す説明図である。
　【図９】
　球状外面加工を示す説明図である。
　【図１０】
　多角形内面加工を示す説明図である。
　【図１１】
　多角形外面加工を示す説明図である。
　【図１２】
　めねじ切り加工を示す説明図である。
　【図１３】
　おねじ切り加工を示す説明図である。
　【図１４】
　フランジ面加工を示す説明図である
　【図１５】
　円筒内面加工例を詳細に示す説明図である。
　【図１６】
　円錐加工例を詳細に示す説明図である。
　【図１７】
　フランジ面加工を詳細に示す説明図である。
　【図１８】
　本発明による主軸回転角制御式切削加工方法によって穴あけ加工、ねじ穴加工を行う場合の一連の手順を示すフローチャートである。
　【図１９】
　被加工物の自動計測を示す斜視図である。
　【図２０】
　自動計測によって穴あけ加工、ねじ穴加工を行う場合の一連の手順を示すフローチャートである。
　【図２１】
　被加工物の加工軸線が主軸の中心軸線に対して傾斜している状態を示す斜視図である。
　【図２２】
　被加工物の加工面が主軸の中心軸線に対して傾斜している状態を示す斜視図である。
　【図２３】
　加工穴の軸線に垂直な面で刃先を回転させる場合の説明図。
　【図２４】
　主軸の中心軸線に垂直な面で刃先を回転させる場合場合の説明図。
　【図２５】
　加工穴の軸線に垂直な面と主軸の中心軸線に垂直な面との中間位置に存在する面で刃先を回転させる場合の説明図。
　【図２６】
　被加工物の加工軸線がＸＹＺ平面で傾斜している場合の座標系を示す説明図である。
　【図２７】
　刃先が楕円軌跡を描いて切削加工を行う場合の主軸中心の軌跡を説明する説明図である。
　【図２８】
　被加工物の主軸中心軸線に対する位置決め誤差の計測要領を示す説明図である。
　【符号の説明】
　３　Ｙ軸テーブル
　５　Ｘ軸テーブル
　７　Ｙ軸サーボモータ
　９　Ｘ軸サーボモータ
　１３　Ｚ軸スライダ
　１５　Ｚ軸サーボモータ
　１７　主軸頭
　１９　主軸
　２１　Ｃ軸サーボモータ
　２５、２７、２９、３１　ロータリエンコーダ
　３３　ＮＣ装置
　３５　プログラム実行部
　３７　補間演算部
　３９、４１、４３、４５　位置制御・駆動部
　４７　タッチプルーブ
　４９　自動計測器
　５０　バイト工具
　５１　主軸