(57)【要約】  回転機構８は、切削工具１０または被削材６が取り付けられた主軸２ａを回転させる。回転制御部２１は、回転機構８による主軸２ａの回転を制御する。送り機構７は、被削材６に対して切削工具１０を相対的に移動させる。回転制御部２１は、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する。
2020031582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具または被削材が取り付けられた主軸を回転させる回転機構と、
前記回転機構による主軸の回転を制御する回転制御部と、
被削材に対して切削工具を相対的に移動させる送り機構と、を備え、
前記回転制御部は、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記回転制御部は、
主軸回転の加速期間の後半の平均加速度を、前半の平均加速度よりも大きくする加速制御を実行し、
主軸回転の減速期間の前半の平均減速度を、後半の平均減速度よりも大きくする減速制御を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中の少なくとも一部で、速度変動比を第１値に維持し、主軸回転の減速期間中の少なくとも一部で、速度変動比を第２値に維持する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中、速度変動比を第２値から第１値に変化させた後、第１値に維持し、主軸回転の減速期間中、速度変動比を第１値から第２値に変化させた後、第２値に維持する、
ことを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
【請求項５】
前記回転制御部は、主軸回転の加速度を連続的に増加させる加速制御と、主軸回転の減速度を連続的に減少させる減速制御とを交互に実行する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の加工装置。
【請求項６】
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中、主軸回転の加速度を１回以上、段階的に増加させる加速制御と、主軸回転の減速期間中、主軸回転の減速度を１回以上、段階的に減少させる減速制御とを交互に実行する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
【請求項７】
切削工具または被削材が取り付けられた主軸の回転を制御する回転制御ステップと、
主軸回転中に、被削材に対して切削工具を相対的に移動させて、切削工具による加工を行わせる加工ステップと、を備え、
回転制御ステップは、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値以上となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する、
ことを特徴とする切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１８年８月９日に出願された日本国特許出願２０１８−１４９９１８号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、加工装置および切削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来より、回転可能な主軸に切削工具または被削材を取り付け、主軸を回転させながら切削工具に被削材を接触させて加工する加工装置が存在する。当該加工装置では、被削材および／または切削工具が振動する「再生びびり振動」が発生することがある。【０００４】
「再生びびり振動」は、１回転前（多刃工具では一刃前）に切削した際に生じていた振動が加工面の起伏として残り、その振動が現在の切削において切取り厚さの変動として再生する自励振動である。このため切削力が変動して再び振動が発生する閉ループが構成され、そのループゲインが大きくなると振動が成長して大きなびびり振動となる。「再生びびり振動」は加工面の仕上げ精度を悪化させるだけでなく、切削工具の欠損の要因にもなり得る。【０００５】
主軸回転速度すなわち切削速度を制御して、ある回転位置（回転角度）における１回転前と現在の切削速度を十分に異ならせれば、再生びびり振動は成長しない。特許文献１は、被削材に旋削加工を施すにあたり、切削工具の送り速度を一定に保持した状態で、主軸の回転速度を短い周期で変動させて、「びびり振動」を抑制する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４９−１０５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
主軸回転速度を周期的に変動させると、回転速度の増減が切り替わる前後で、現在の速度と１回転前の速度の比率が１に近くなる。従来より再生びびり振動を抑制する目的で、主軸回転速度を三角波の変動パターンで周期的に変動させることがあるが、本開示者が三角波の変動パターンを解析した結果、回転速度が極大値となる前後で、再生びびり振動が発生する可能性のあることを突き止めた。本開示者は、主軸回転速度の周期的な変動パターンについて研究を重ね、効果的に再生びびり振動を抑制する変動パターンを特定するに至った。【０００８】
本開示はこうした状況に鑑みてなされており、その目的とするところは、再生びびり振動を効果的に抑制する切削加工技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の加工装置は、切削工具または被削材が取り付けられた主軸を回転させる回転機構と、回転機構による主軸の回転を制御する回転制御部と、被削材に対して切削工具を相対的に移動させる送り機構と、を備える。回転制御部は、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する。【００１０】
本開示の別の態様は、切削加工方法である。この方法は、切削工具または被削材が取り付けられた主軸の回転を制御する回転制御ステップと、主軸回転中に、被削材に対して切削工具を相対的に移動させて、切削工具による加工を行わせる加工ステップとを備える。回転制御ステップは、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する。【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の加工装置の構成を示す図である。
【図２】（ａ）−（ｃ）は、三角波の変動パターンで主軸回転速度を制御したときのシミュレーション結果を示す図である。
【図３】（ａ）−（ｃ）は、三角波の変動パターンで主軸回転速度を制御したときのシミュレーション結果を示す図である。
【図４】（ａ）−（ｃ）は、実施形態の変動パターンで主軸回転速度を制御したときのシミュレーション結果を示す図である。
【図５】（ａ）−（ｂ）は、変形例の変動パターンで主軸回転速度を制御したときのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態の加工装置１の概略構成を示す。加工装置１は、被削材６に対して切削工具１０の刃先を接触させて旋削加工する切削装置である。加工装置１はベッド５上に、被削材６を回転可能に支持する主軸台２および心押し台３と、切削工具１０を支持する刃物台４とを備える。回転機構８は主軸台２の内部に設けられて、被削材６が取り付けられた主軸２ａを回転させる。送り機構７は、ベッド５上に設けられて、被削材６に対して切削工具１０を相対的に移動させる。この加工装置１では、送り機構７が刃物台４をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させることで、被削材６に対して切削工具１０を相対的に移動させる。ここでＸ軸方向は、水平方向であって且つ被削材６の軸方向に直交する切込み方向、Ｙ軸方向は鉛直方向である切削方向、Ｚ軸方向は、被削材６の軸方向に平行な送り方向である。
【００１４】
制御部２０は、回転機構８による主軸２ａの回転を制御する回転制御部２１と、主軸２ａの回転中に送り機構７により切削工具１０を被削材６に接触させて、切削工具１０による加工を行わせる移動制御部２２とを備える。加工装置１は、ＮＣ工作機械であってよい。回転機構８および送り機構７は、それぞれモータなどの駆動部を有して構成され、回転制御部２１および移動制御部２２は、それぞれ駆動部への供給電力を調整して、回転機構８および送り機構７のそれぞれの挙動を制御する。
【００１５】
なお実施形態の加工装置１では被削材６が主軸２ａに取り付けられて、回転機構８により回転させられるが、別の例では、切削工具１０が主軸２ａに取り付けられて、回転機構８により回転させられてもよい。また送り機構７は、被削材６に対して切削工具１０を相対的に移動させればよく、切削工具１０または被削材６の少なくとも一方を移動させる機構を有していればよい。
【００１６】
このような加工装置１においては、ある回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度とを十分に異ならせれば、再生びびり振動が成長しないことが知られている。本開示者は、現在の切削速度と１回転前の切削速度の比に着目して、再生びびり振動の成長を抑制する主軸回転速度の変動パターンについて研究を行った。以下、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比を「速度変動比」と呼ぶ。
【００１７】
実施形態で採用する変動パターンを説明する前に、従来より再生びびり振動の成長を抑制するために使用されている三角波の変動パターンについて検討する。
図２（ａ）は、主軸回転速度の三角波の変動パターンを示す。この変動パターンの周期は２秒であり、極小値を１４００ｒｐｍ、極大値を２６００ｒｐｍとする範囲内で一定加速度、一定減速度で速度を変化させる。極小値から極大値までの加速期間と、極大値から極小値までの減速期間とは等しく、それぞれ１秒である。
【００１８】
図２（ｂ）は、速度変動比の推移パターンを示す。上記したように、速度変動比は、以下の式で導出される。
速度変動比＝（現在の切削速度／１回転前の切削速度）
図２（ａ）に示す変動パターンにおいて、主軸回転の加速期間中、速度変動比は１を超えた状態で、徐々に減少し、主軸回転の減速期間中、速度変動比は１を下回った状態で、徐々に減少する特性を示す。
【００１９】
図２（ｃ）は、びびり振動の加速度の変化を示す。このシミュレーション結果では、時間Ｔａから時間Ｔｂの直前まで、びびり振動の加速度が増加し、びびり振動が成長することが示される。時間Ｔｂで、びびり振動の加速度は下がり始め、このことは時間Ｔｂで、びびり振動の抑制効果が得られ始めたことを示す。本開示者は、図２（ｂ）に示す速度変動比の推移パターンと照合し、時間Ｔａから時間Ｔｂの間の期間Ｉa-bで振動加速度が増加した要因が速度変動比の値と相関のあることを突き止めた。
【００２０】
図２（ｂ）において、時間Ｔａにおける速度変動比はＴｈａ（＞１）であり、時間Ｔｂにおける速度変動比はＴｈｂ（＜１）である。時間Ｔａでびびり振動の加速度が増加し始め、時間Ｔｂでびびり振動の加速度が減少し始めたことから、Ｔｈｂ以上であって且つＴｈａ以下の速度変動比は、再生びびり振動の成長を抑制できていない。本開示者がＴｈａとＴｈｂの関係を調べたところ、Ｔｈａから１を減算した値（Ｔｈａ−１）と、１からＴｈｂを減算した値（１−Ｔｈｂ）とが略等しい関係にあることが判明した。
【００２１】
主軸回転速度の極大値付近と極小値付近とを比較すると、再生びびり振動は、主軸回転速度の極大値付近で発生しているが、主軸回転速度の極小値付近では発生していない。これは、再生びびり振動の成長には、びびり振動の加速度が増加し始めてから、ある程度の時間が必要であるところ、主軸回転速度の極小値付近では、速度変動比がＴｈｂ以上であって且つＴｈａ以下となる期間が短いために、再生びびり振動が発生していないことが考察される。
【００２２】
一方で、主軸回転速度の極大値付近では、図２（ｃ）に示す振動加速度のシミュレーション結果から、速度変動比がＴｈｂ以上であって且つＴｈａ以下となる期間Ｉa-bが、再生びびり振動を成長させるのに十分な長さであったことが推測される。以上の検討により、図２（ａ）に示す三角波の変動パターンで主軸回転速度を制御すると、極大値付近で速度変動比が１近傍となる期間Ｉa-bが長くなるために、再生びびり振動の発生を抑制できないことが明らかとなった。
【００２３】
以下、図３および図４において、三角波の変動パターンと、実施形態の変動パターンとを比較したシミュレーション結果を示す。両者の変動パターンは、周期を３秒に揃えている。
【００２４】
図３（ａ）は、主軸回転速度の三角波の変動パターンを示す。この変動パターンは、極小値から極大値までの加速期間と、極大値から極小値までの減速期間とを等しくしている。
【００２５】
図３（ｂ）は、速度変動比の推移パターンを示し、図３（ｃ）は、びびり振動の振動量の変化を示す。主軸回転速度の極大値付近において、速度変動比がＴｈ＿ｈ（＞１）を下回ったタイミングで、びびり振動の加速度が増加し始め、速度変動比がＴｈ＿ｌ（＜１）を下回ったタイミングで、びびり振動が収束し始める。図３（ｃ）には、速度変動比がＴｈ＿ｈ（＞１）となるタイミングから、速度変動比がＴｈ＿ｌ（＜１）となるタイミングの間の期間Ｉh-lで、びびり振動が成長している様子が示される。
【００２６】
図４（ａ）は、実施形態の主軸回転速度の変動パターンを示す。実施形態の主軸回転速度の変動パターンは、極小値から極大値までの加速期間の長さと、極大値から極小値までの減速期間の長さとが等しい波形パターンをもつ。この変動パターンは、加速期間および減速期間をそれぞれ１．５秒とし、加速期間と減速期間とを交互に繰り返す。
【００２７】
図４（ｂ）は、実施形態の変動パターンにおける速度変動比の推移パターンを示す。回転制御部２１は、速度変動比が１より大きい第１値（Ｖ１）となるように主軸２ａの回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値（Ｖ２）となるように主軸２ａの回転を減速させる減速制御とを交互に実行する機能をもつ。
【００２８】
回転制御部２１は、主軸回転の加速期間中の少なくとも一部で、速度変動比をＶ１に維持し、主軸回転の減速期間中の少なくとも一部で、主軸変動比をＶ２に維持する。実施形態の回転制御部２１は、主軸回転の加速期間中、速度変動比をＶ２からＶ１に変化させた後、Ｖ１に維持し、主軸回転の減速期間中、速度変動比をＶ１からＶ２に変化させた後、Ｖ２に維持する。加速期間中、速度変動比をＶ２からＶ１に変化させる時間と、Ｖ１に維持する時間の比は、１／７以下であることが好ましい。同様に、減速期間中、速度変動比をＶ１からＶ２に変化させる時間と、Ｖ２に維持する時間の比は、１／７以下であることが好ましい。回転制御部２１は、加速期間と減速期間の長さを等しくし且つ連続的なプロファイルとするために、Ｖ１とＶ２の乗算値が１となるようにＶ１、Ｖ２を設定してよい。たとえばＶ１を１．０３と設定すると、Ｖ２を１／１．０３と設定して、Ｖ２をＶ１の逆数としてよい。
【００２９】
図４（ｂ）において、びびり振動は、Ｔｈ＿ｌ以上であって且つＴｈ＿ｈ以下の速度変動比において生じうる。閾値であるＴｈ＿ｌ、Ｔｈ＿ｈは、シミュレーションにより算出されてよく、また実験により導出されてもよい。なお図２（ａ）〜（ｃ）に示すシミュレーション結果を参照すると、びびり振動の抑制効果が得られ始める時間Ｔｂを導出することで、そのときの速度変動比Ｔｈｂ（Ｔｈ＿ｌ）を一意に導出できる、また上記したように、（Ｔｈａ（Ｔｈ＿ｈ）−１）と、（１−Ｔｈｂ（Ｔｈ＿ｌ））とが等しい関係にあることから、Ｔｈｂ（Ｔｈ＿ｌ）が求まれば、Ｔｈａ（Ｔｈ＿ｈ）も求まる。このように閾値であるＴｈ＿ｌ、Ｔｈ＿ｈは、シミュレーション結果から導出できる。回転制御部２１は、加速制御における第１値（Ｖ１）を閾値Ｔｈ＿ｈより高く設定し、減速制御における第２値（Ｖ２）を閾値Ｔｈ＿ｌよりも低く設定する。
【００３０】
図４（ａ）に示す変動パターンにおいても、速度変動比がＴｈ＿ｌ以上であって且つＴｈ＿ｈ以下となる期間は、主軸回転速度の極大値および極小値の付近で発生する。しかしながら回転制御部２１が、主軸回転の加速度を連続的に増加させて速度変動比を第１値（Ｖ１）とする加速制御と、主軸回転の減速度を連続的に減少させて速度変動比を第２値（Ｖ２）とする減速制御とを交互に切り替えて実行することで、速度変動比がＴｈ＿ｌ以上であって且つＴｈ＿ｈ以下となる期間は、非常に短くできる。三角波の変動パターンにおける期間Ｉh-l（図３（ｂ）参照）と比較すると、その違いは明らかである。
【００３１】
なお回転制御部２１は、加速制御と減速制御とを交互に切り替えて実行して、速度変動比がＴｈ＿ｌ以上であって且つＴｈ＿ｈ以下となる期間を、びびり振動が成長できない程度に短くできればよい。たとえば電源電圧の変動等によって、加速期間中に速度変動比が瞬間的にＶ１未満となったり、減速期間中に速度変動比が瞬間的にＶ２を超えたとしても、加速期間中に速度変動比Ｖ１を維持するように加速制御し、減速期間中に速度変動比Ｖ２を維持するように減速制御する加工装置１は、本開示の技術的範囲に含まれる。
【００３２】
図４（ｃ）は、びびり振動の振動量の変化を示す。実施形態の変動パターンのシミュレーション結果によると、びびり振動の発生を効果的に抑制できることが示される。回転制御部２１は、主軸回転軸線の全周にわたる全ての回転位置で速度変動比が第１値（Ｖ１）を維持するように加速制御を実行し、主軸回転軸線の全周にわたる全ての回転位置で速度変動比が第２値（Ｖ２）を維持するように減速制御を実行する。したがって回転制御部２１による主軸回転速度の加速制御中は、全ての回転位置で現在の速度が１回転前の速度のＶ１（＞Ｔｈ＿ｈ）倍となり、再生びびり振動の発生を抑制できる。また回転制御部２１による主軸回転速度の減速制御中は、全ての回転位置で現在の速度が１回転前の速度のＶ２（＜Ｔｈ＿ｌ）倍となり、再生びびり振動の発生を抑制できる。
【００３３】
以上のように加工装置１では、回転制御部２１が、主軸回転速度の加速制御および減速制御を交互に切り替えて実行することで、再生びびり振動の発生を抑制する。これにより工具損耗の抑制や、仕上げ面が常に残る場合に仕上げ精度の優れた加工を実現できる。本開示者は、様々なシミュレーションを行うことで、比較的周期の長い変動パターン、たとえば１秒以上の周期をもつ変動パターンにおいて、特に再生びびり振動の発生の抑制効果が高いことを見いだした。
【００３４】
以上、本開示を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。実施形態では、加速期間と減速期間の長さを等しく設定したが、加速期間と減速期間の長さは異なっていてもよい。
【００３５】
実施形態では、回転制御部２１が、第１値（Ｖ１）の速度変動比で主軸２ａの回転を加速させる加速制御と、第２値（Ｖ２）の速度変動比で主軸２ａの回転を減速させる減速制御とを交互に実行した。変形例では、回転制御部２１が、速度変動比が第１値（Ｖ１）以上となるように主軸２ａの回転を加速させる加速制御と、速度変動比が第２値（Ｖ２）以下となるように主軸２ａの回転を減速させる減速制御とを交互に実行してもよい。主軸回転速度の加速制御中は、現在の速度が１回転前の速度のＶ１倍以上となるため、再生びびり振動の発生を抑制でき、また減速制御中も、現在の速度が１回転前の速度のＶ２倍以下となるため、再生びびり振動の発生を抑制できる。速度変動比がＴｈ＿ｌ以上であって且つＴｈ＿ｈ以下となる期間を短くできるのであれば、速度変動比をＶ１以上とする加速制御と、速度変動比をＶ２以下とする減速制御との間に、他の制御が存在してもよい。
【００３６】
図５（ａ）は、変形例の主軸回転速度の変動パターンを示す。変形例の主軸回転速度の変動パターンは、極小値から極大値までの加速期間の長さと、極大値から極小値までの減速期間の長さとが等しい波形パターンをもつ。この変動パターンは、加速期間および減速期間をそれぞれ１秒とし、加速期間と減速期間とを交互に繰り返す。実施形態と同様に、変形例においても回転制御部２１は、主軸回転の加速期間の後半の平均加速度を、前半の平均加速度よりも大きくする加速制御を実行し、主軸回転の減速期間の前半の平均減速度を、後半の平均減速度よりも大きくする減速制御を実行する。ここで前半、後半は、期間をちょうど半分に区切ったときの前の期間、後ろの期間を意味する。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、回転制御部２１は、加速期間中、時間Ｔｃで、主軸回転の加速度を増加している。また回転制御部２１は、減速期間中、時間Ｔｄで、主軸回転の減速度を減少させている。したがって加速期間中、後半の平均加速度は前半の平均加速度よりも大きくなり、減速期間中、前半の平均減速度は後半の平均減速度よりも大きくなる。
【００３８】
本開示者は、図２（ａ）に示す三角波の変動パターンで主軸回転速度を制御すると、極大値付近で速度変動比が１近傍となる期間Ｉa-bが長くなるために、再生びびり振動の発生を抑制できないことを知見として得た。この知見から、主軸回転の加速期間の後半の平均加速度を、前半の平均加速度よりも大きくし、主軸回転の減速期間の前半の平均減速度を、後半の平均減速度よりも大きくすることで、極大値付近で速度変動比が１近傍となる期間を短くできることを見いだした。
【００３９】
図５（ｂ）は、変形例の主軸回転速度の変動パターンにおける速度変動比の推移パターンを示す。回転制御部２１が、図５（ａ）に示すように加速制御と減速制御とを交互に実行することで、主軸回転速度の極大値付近で速度変動比が１近傍となる期間を非常に短くできている。このように変形例では、回転制御部２１が、主軸回転の加速期間中、主軸回転の加速度を１回以上、段階的に増加させる加速制御と、主軸回転の減速期間中、主軸回転の減速度を１回以上、段階的に減少させる減速制御とを交互に実行することで、びびり振動の発生を効果的に抑制する。ここで加速度を段階的に増加させることは、加速度一定の期間の後、より高い加速度に変更すること、つまりは加速度を間欠的に増加させることを意味する。また減速度を段階的に減少させることは、減速度一定の期間の後、より低い減速度に変更すること、つまりは減速度を間欠的に減少させることを意味する。
【００４０】
本開示の態様の概要は、次の通りである。
本開示のある態様の加工装置は、切削工具または被削材が取り付けられた主軸を回転させる回転機構と、回転機構による主軸の回転を制御する回転制御部と、被削材に対して切削工具を相対的に移動させる送り機構と、を備える。回転制御部は、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する。
【００４１】
この態様によると、回転制御部が速度変動比にもとづいて主軸回転を制御することで、再生びびり振動の発生を効果的に抑制できる。回転制御部は、主軸回転の加速期間の後半の平均加速度を、前半の平均加速度よりも大きくする加速制御を実行し、主軸回転の減速期間の前半の平均減速度を、後半の平均減速度よりも大きくする減速制御を実行してよい。
【００４２】
回転制御部は、主軸回転の加速期間中の少なくとも一部で、速度変動比を第１値に維持し、主軸回転の減速期間中の少なくとも一部で、速度変動比を第２値に維持してよい。回転制御部は、主軸回転の加速期間中、速度変動比を第２値から第１値に変化させた後、第１値に維持し、主軸回転の減速期間中、速度変動比を第１値から第２値に変化させた後、第２値に維持してよい。
【００４３】
回転制御部は、主軸回転の加速度を連続的に増加させる加速制御と、主軸回転の減速度を連続的に減少させる減速制御とを交互に実行してよい。また回転制御部は、主軸回転の加速期間中、主軸回転の加速度を１回以上、段階的に増加させる加速制御と、主軸回転の減速期間中、主軸回転の減速度を１回以上、段階的に減少させる減速制御とを交互に実行してよい。
【００４４】
本開示の別の態様の切削加工方法は、切削工具または被削材が取り付けられた主軸の回転を制御する回転制御ステップと、主軸回転中に、被削材に対して切削工具を相対的に移動させて、切削工具による加工を行わせる加工ステップとを備える。回転制御ステップは、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本開示は、加工分野に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・加工装置、２ａ・・・主軸、６・・・被削材、７・・・送り機構、８・・・回転機構、１０・・・切削工具、２０・・・制御部、２１・・・回転制御部、２２・・・移動制御部。
【図１】
2020031582.tif 000003
【図２】
2020031582.tif 000004
【図３】
2020031582.tif 000005
【図４】
2020031582.tif 000006
【図５】
2020031582.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月21日(2020.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削工具または被削材が取り付けられた主軸を回転させる回転機構と、
前記回転機構による主軸の回転を加速させる加速制御と、前記回転機構による主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する回転制御部と、
被削材に対して切削工具を相対的に移動させる送り機構と、を備え、
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中の少なくとも一部で、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比を１より大きい第１値に維持し、主軸回転の減速期間中の少なくとも一部で、速度変動比を１より小さい第２値に維持することで、びびり振動の発生を抑制する、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中、速度変動比を第２値から第１値に変化させた後、第１値に維持し、主軸回転の減速期間中、速度変動比を第１値から第２値に変化させた後、第２値に維持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記回転制御部は、主軸回転の加速度を連続的に増加させる加速制御と、主軸回転の減速度を連続的に減少させる減速制御とを交互に実行する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
【請求項４】
切削工具または被削材が取り付けられた主軸を回転させる回転機構と、
前記回転機構による主軸の回転を加速させる加速制御と、前記回転機構による主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する回転制御部と、
被削材に対して切削工具を相対的に移動させる送り機構と、を備え、
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように主軸回転の加速度を連続的に増加させ、主軸回転の減速期間中、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように主軸回転の減速度を連続的に減少させる、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項５】
切削工具または被削材が取り付けられた主軸を回転させる回転機構と、
前記回転機構による主軸の回転を加速させる加速制御と、前記回転機構による主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する回転制御部と、
被削材に対して切削工具を相対的に移動させる送り機構と、を備え、
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１値以上となるように、主軸回転の加速度を１回以上、段階的に増加させ続け、主軸回転の減速期間中、速度変動比が１より小さい第２値以下となるように、主軸回転の減速度を１回以上、段階的に減少させ続ける、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項６】
切削工具または被削材が取り付けられた主軸を回転させる回転機構と、
前記回転機構による主軸の回転を制御する回転制御部と、
被削材に対して切削工具を相対的に移動させる送り機構と、を備え、
同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比が１より大きい第１閾値以下であって且つ１より小さい第２閾値以上である場合に、びびり振動が生じうるものであって、
前記回転制御部は、速度変動比が第１閾値より大きい第１値以上となるように主軸の回転を加速させる加速制御と、速度変動比が第２閾値より小さい第２値以下となるように主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項７】
前記回転制御部は、主軸回転の加速期間中、主軸回転の加速度を連続的または段階的に増加させ、主軸回転の減速期間中、主軸回転の減速度を連続的または段階的に減少させる、
ことを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項８】
切削工具または被削材が取り付けられた主軸の回転を加速させる加速制御と、主軸の回転を減速させる減速制御とを交互に実行する回転制御ステップと、
主軸回転中に、被削材に対して切削工具を相対的に移動させて、切削工具による加工を行わせる加工ステップと、を備え、
回転制御ステップは、主軸回転の加速期間中の少なくとも一部で、同じ回転位置における現在の切削速度と１回転前の切削速度との比である速度変動比を１より大きい第１値に維持し、主軸回転の減速期間中の少なくとも一部で、速度変動比を１より小さい第２値に維持することで、びびり振動の発生を抑制する、
ことを特徴とする切削加工方法。
【国際調査報告】
2020031582.tif 000008
2020031582.tif 000009