(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機である工作機械の主軸穴に装着されるチョッピング工具ホルダと、該チョッピング工具ホルダの筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ弾圧微動されている工具軸と、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧を供給して工具軸を砥石先端側へ微動させる流体脈動圧を生成する流体供給器とからなるチョッピング工具ホルダの駆動装置において、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置には加工状況を感知する各種センサーからの指令信号で流体供給器の流体脈動圧を最適化する流体圧制御部を備え、上記流体圧制御部は上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化すべく指令信号で流体ポンプのモーターを回転制御することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のチョッピング加工制御装置において、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置には予め加工物毎にプログラムされた加工条件を保存し、各加工物の加工時にＮＣ制御装置からの指令信号で流体供給器の流体脈動圧を最適化する流体圧制御部を備え、上記流体圧制御部は上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する指令信号で流体ポンプのモーターを回転制御することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のチョッピング加工制御装置において、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置には加工状況を感知する各種センサーからの指令信号及び予め加工物毎にプログラムされた加工条件を保存し、各加工物の加工時にＮＣ制御装置からの指令信号で流体供給器の流体脈動圧を最適化する流体圧制御部を備え、上記流体圧制御部は上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する指令信号で流体ポンプのモーターを回転制御することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３記載のいずれか一に記載のチョッピング加工制御装置において、上記流体圧制御部は吐出圧のタイミングを０°から１８０°の逆位相に反転させる上記流体供給器の複筒式プランジャーポンプの一方の間欠波動流体だけをチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、又は各プランジャーポンプの間欠波動流体が作る合成間欠波動流体をチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、更に上記合成間欠波動流体はアキュムレータを介して平坦な連続波形流体とし、個別選択又は双方同時選択を可能とする波形切替器を備えたことを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項５】
請求項４記載のチョッピング加工制御装置において、上記波形切替器は、流体圧制御部からの間欠波動流体又は合成間欠波動流体は、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧として供給する他、砥石のクーラント手段に双方を切替え供給し、更に平坦な連続波形流体はクーラント手段に供給することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のチョッピング加工制御装置において、上記クーラント手段は主軸センタースルー又はサイドスルーから上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に間欠波動流体又は合成間欠波動流体を供給して工具軸を軸方向に微振動するとともに工具軸孔から軸先端に備える砥石内にクーラント液として噴射することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項７】
請求項５記載のチョッピング加工制御装置において、上記クーラント手段はチョッピング工具ホルダの先端外部に備え、上記クーラント手段は砥石に向けて外部から間欠波動流体又は合成間欠波動流体又は平坦な連続波形流体をクーラント液として噴射することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項８】
請求項１記載のチョッピング加工制御装置において、上記各種センサーは、加工点の加工温度，振動，切粉の映像を加工状況として感知し指令信号としてＮＣ制御装置に送信し、更にＮＣ制御装置には予め設定された最適加工条件やエコモードを加工情報として記憶され、上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を各加工条件に合致するよう最適化させることを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８記載のチョッピング加工制御装置において、上記ＮＣ制御装置から発せられる各種指令信号は、ＮＣ制御装置のＭコード機能により流体供給器内の流体ポンプを回転駆動するモーター、流体圧制御部、波形切替器、クーラント手段、その他の関連機器の操作を支配することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項１０】
請求項１記載のチョッピング加工制御装置において、上記チョッピング工具ホルダは、該チョッピング工具ホルダの筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へバネで弾圧微動されている工具軸と、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体供給器から供給される流体脈動圧で工具軸を砥石先端側へ微動させる構成としたことを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項１１】
請求項１記載のチョッピング加工制御装置において、上記チョッピング工具ホルダは、該チョッピング工具ホルダの筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ一対のマグネットの反発力で弾圧微動されている工具軸と、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体供給器から供給される流体脈動圧で工具軸を砥石先端側へ微動させる構成としたことを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置。
【請求項１２】
加工機である工作機械の主軸穴に装着されるチョッピング工具ホルダは、該筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ弾圧微動されている工具軸を、筒内の工具軸後端に流体供給器からの流体脈動圧を供給して砥石先端側へ微動させるチョッピング加工方法において、上記チョッピング工具ホルダは、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置に加工状況を感知する各種センサーからの指令信号又は予め加工物毎に保存した加工条件のプログラムが、各加工物の加工時にＮＣ制御装置から各種指令信号として流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する該流体圧制御部により生成又は停止制御し、上記チョッピング工具ホルダを上記流体脈動圧により軸心方向に微動進退制御又は停止制御することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【請求項１３】
請求項１２のＮＣ制御によるチョッピング加工方法において、上記流体圧制御部は流体脈動圧の吐出タイミングを０°から１８０°の逆位相に反転させる上記流体供給器の複筒式プランジャーポンプの一方の間欠波動流体だけをチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、又は各プランジャーポンプの間欠波動流体を合流させた合成間欠波動流体をチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、更に上記合成間欠波動流体はアキュムレータを介して平坦な連続波形流体をクーラント手段にクーラント液として砥石に噴射されることを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【請求項１４】
請求項１３のＮＣ制御によるチョッピング加工方法において、上記流体供給器に備える波形切替器は、流体圧制御部からの間欠波動流体又は合成間欠波動流体を、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧として供給するとともに砥石のクーラント手段にも供給することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【請求項１５】
請求項１３のＮＣ制御によるチョッピング加工方法において、上記流体供給器に備える波形切替器は、上記チョッピング工具ホルダの先端外部に備えるクーラント手段に対して、砥石に向けて外部から間欠波動又は合成間欠波動流体又は平坦な連続波形のクーラント液を切替え噴射することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【請求項１６】
請求項１４のＮＣ制御によるチョッピング加工方法において、主軸センタースルー又はサイドスルーから上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧を供給して砥石の微動源とするとともに工具軸孔から先端に備えた砥石内に間欠波動又は合成間欠波動流体をクーラント液として噴射することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【請求項１７】
請求項１２のＮＣ制御によるチョッピング加工方法において、上記ＮＣ制御装置は各種センサーによる加工点の加工温度，振動，切粉の映像，予め設定された最適加工条件やエコモードをＭコード機能により各種指令信号として上記流体圧制御部，上記流体供給器，波形切替器，アキュムレータ等の各部材を制御させることでチョッピング工具ホルダ及びノズル手段を制御することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【請求項１８】
請求項１２のＮＣ制御によるチョッピング加工方法において、上記チョッピング工具ホルダの三次元移動制御により、横引き加工，斜め加工，直進加工，炭素繊維強化プラスチック穴加工を行うことを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【請求項１９】
請求項１２のＮＣ制御によるチョッピング加工方法において、トレパンカッター又はカップ砥石による炭素繊維強化プラスチック穴加工は、炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した炭素繊維強化プラスチック構造体に対し、この繊維方向と直交する方向にカッター先端の軸方向を往復微動する衝撃加速度で炭素繊維糸を切断加工することを特徴とするＮＣ制御によるチョッピング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、回転加工する切削工具（リーマ、エンドミル他）や研削工具（砥石、バフ、ホーニング他）を、この軸芯方向に小さなストロークで往復動させて加工するチョッピング加工方法とそのチョッピング加工装置に係わり、特に、チョッピング加工の動力源ポンプを工作機械のＮＣ制御装置で最適化して加工効率の向上を図るとともに、クーラント（水、油、エアー等）の吐出方法に（間欠）（波動）（一定）のモード切替弁を介して省エネルギー運転を可能とした新規なＮＣ制御によるチョッピング加工方法とＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、切削加工や研削加工分野において、加工面や研削面に削り筋（線条痕）や研削筋（線条痕）等の発生を抑制すべく、加工ヘッドや研削ヘッドを高速オシレートする従来技術において、更に高速度で微細に往復動させる技術（高速回転のもとに軸芯方向に微細なストロークで往復動するチョッピング加工）が普及している。このチョッピングの駆動源を圧力変動（流体圧力の脈動現象）する圧縮空気供給源（エアーコンプレッサ）や切削液供給源（プランジャーポンプ）に求め、刃具や砥石のビビリ現象を抑制して高精密な加工面精度）が得られるようにしたチョッピング工具ホルダとそのチョッピング駆動装置が提供されている。【０００３】  上記加工ヘッドや研削ヘッドを高速オシレートする公知例を紹介する。その第一は、研削盤テーブル軸の高速オシレーションを低コストで実現する制御システムと制御方法であり、その構成の主体となる制御システムは、ＮＣ装置と、外部パルス発生コントローラとを有する。ＮＣ装置は、研削盤の運転制御プログラムを内蔵したＮＣ部と、このＮＣ部からの指令に基づいて研削盤の各軸を動かすサーボ部と、同期制御機能を備えたＰＭＣ部とを含む。外部パルス発生コントローラは、研削盤のテーブル軸を往復動させるためのパルスを発生する。パルス発生コントローラは発生パルスをサーボ部へ直接入力し、該サーボ部はＰＭＣ部の同期制御の下にこのパルスに従って研削盤のテーブル軸を往復動させるものである（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】  更に、加工機の主軸に装着されたチョッピング工具ホルダとこのチョッピングユニットを備えたものがある。上記チョッピングユニットは、工具ホルダの把持部から後端側に開けられた装着穴に対して先端部に通孔を設けた中腹部を挿入把持される回転筒体と、上記回転筒体の空間内に後端側を膨張させた摺動環部を気密に摺動可能に嵌合する工具軸と、上記工具軸の先端部は回転筒体の通孔から外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石又は切削刃具の加工具と、上記工具軸の摺動環部は上記回転筒体内に位置するとともに上記回転筒体の先端部と摺動環部との間に介在して工具軸を後退させる弾性体と、上記回転筒体の後端空間内に上記工具ホルダの軸芯に貫通させたセンター孔から装着穴を介して工具軸の後端に脈動供給する研削液又は切削液と、を備えたチョッピング工具ホルダである。
そして、上記チョッピング工具ホルダには、ピストンの進退運動により脈動して研削液又は切削液を高圧吐出するピストンポンプ又はプランジャーポンプを駆動源とし、上記研削液又は切削液の耐圧機能を発揮する配管を介して上記チョッピング工具ホルダの回転筒体の後側空間内に供給するチョッピング駆動装置を備えている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】  特開２００５−１８６２５５号公報
【特許文献２】  実用新案登録第３１８１１９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上記特開２００５−１８６２５５号公報は，研削盤テーブル軸を高速オシレーションさせた制御システムと制御方法である。これにより、研削砥石は、比較的ゆっくりした往復運動と比較的大きなストロークとなるステッピング加工の範疇である。即ち、チョッピング加工の条件は、ステッピング加工の１０倍以上の往復運動と０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークである。従って、本考案のチョッピング工具とは、技術範疇を異にする。【０００７】  上記実用新案登録第３１８１１９０号のチョッピング工具ホルダは、チョッピング加工の条件となるステッピング加工の１０倍以上の速い往復運動と、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークは、脈動供給される研削液や切削液により自由な往復運動制御の元に実施できる。これにより、線条痕の無い被研削面の表面粗さＲａ０．１μｍ以上の円滑・平滑面が得られる。
然し乍ら、ピストンの進退運動により脈動して研削液又は切削液を高圧吐出（〜０．５ＭＰａ）するピストンポンプ又はプランジャーポンプは、工作機械に附設して各部材装置を駆動させる為のものである。この為、その脈動供給される研削液や切削液の吐出圧は、〜０．５ＭＰａ程度の一定した低圧力であるから、被加工ワークの表面状況や要求仕上面の精度要求に対応した吐出圧が低圧から超高圧（１０ＭＰａ）までの幅広く調節できない。従って、加工条件等に対応したチョッピング工具の幅広いチョッピング加工運動が期待できない。だからと言って、無駄に研削液や切削液の吐出圧を高圧ポンプにより７ＭＰａ前後に脈動供給すると、配管や各部のシールを早期に痛め漏れ原因を招く他、無駄なエネルギー消費を招き、エコ運転できない。即ち、チョッピング工具の幅広いチョッピング加工運動の制御がワークの加工条件により合理的に行われていない。
また、工具軸の後端から先端部に付設した研削砥石又は切削刃具に向けて通孔が開けられ、該通孔の後端から研削液又は切削液を研削砥石又は切削刃具に向けて供給するから、研削砥石又は切削刃具とワーク面の間に脈動する研削液又は切削液が噴射され、より優れた研削塵と研削液等の排除効果が発揮され、優れた表面粗度が得られる。
然し乍ら、研削液又は切削液の吐出圧は、〜０．５ＭＰａ程度の一定した低圧力であるから、被加工ワークの表面状況や要求仕上面の精度要求に対応したクーラント供給圧が精密に調節できないから、チョッピング加工において要求される加工仕上げ条件に適合した精密加工が期待できない。【０００８】  また、上記チョッピング駆動装置は、ピストンの進退運動により脈動する研削液又は切削液を高圧吐出するピストンポンプ又はプランジャーポンプにより生成しており、上記研削液又は切削液の耐圧機能を発揮する配管を介してチョッピング工具の回転筒体の後側空間内や工具軸に開けた通孔に供給するから、従来の必須条件であった圧力を一定に安定させる貯留タンクを不要とし、脈動する研削液又は切削液を安価に供給できる。
然し乍ら、チョッピング駆動装置は、ピストンの進退運動により脈動する研削液又は切削液を低圧吐出（〜０．５ＭＰａ）の一定圧としたから、被加工ワークの表面状况や要求仕上面の精度要求に対応したクーラント供給圧が精密に調節供給できない。また、高圧クラントは常に必要ではなく、ワークの加工精度に対応しての幅広い様々な圧力制御が要求される。例えば、常圧ではなく、間欠波動で圧力を変動させたり、クーラントの砥石への噴射態様も砥石内や砥石外からのも要求される。更に、砥石の切削状況（切り粉の絡み付きの有無、砥石温度や砥石振動の変動、等の加工条件）に対応したクーラント液量や圧力の繊細な制御がなされていない。即ち、砥石に噴射されるクーラント液の繊細な制御の要求も無かった。【０００９】  本発明は、上記チョッピング工具ホルダとそのチョッピング駆動装置に見られる問題点に鑑みて研究開発を続けた結果、下記のような具体的な解決策が必須であることが判明した。即ち、
（１）加工状況を検出するセンサー信号により、経済的に最適なモーター回転を行うインバーターをＮＣ制御する方式により行うこと。これにより、エコ運転を可能とすること。
（２）プランジャー（ピストン）複数筒ポンプにおいて、単動・複動の切換えをＮＣ制御弁で行い最小から最大脈動圧を得る方式であること。これにより、幅広い流体吐出圧と各種の流体波動が得られる。
（３）アキュムレータをバイパス（回避）する切換えをＮＣ制御弁で脈動の有り無しが得る方式であること。これにより、砥石クーラントにおいて、脈動の無い一定圧力の流体吐出圧が得られる。
（４）チョッピング／ハイパー研削（砥石内クーラント噴射方式を言う）のクーラント回路とノズル回路（砥石外に配置のノズル手段）をＮＣ制御弁で切換える方式であること。
（５）炭素繊維糸の線方向と直交する方向は強度が弱いＣＦＲＰは、カッターの切断方向を軸線方向と直交する方向を工具切断方向とし同時にチョッピングの衝撃加速度で容易に切断加工する方式とする。これにより、ＣＦＲＰ繊維の最高強度方向に無理やり引っ張る従来の回転加工だけでなく切断進行方向に「叩き切る」相乗効果が発揮され、ＣＦＲＰの宿命的テーマと言われている層間剥離、バリ（デラミ）発生が著しく改善される。
（６）ＮＣ制御装置を介して各部材の制御は、Ｍコード信号でポンプ側に指令する普及汎用的な方式とした。これにより、簡便確実に各部材の制御ができること。
（７）ＣＦＲＰ加工では普及していない研削加工を、ハイパー研削とチョッピングの効果で実施可能とすること。
（８）モーターのインバーター制御により、回転制御とクーラント量の最適化が加工状況に対応して実行されて省エネルギーを得ること。
（９）クーラント液の流体脈動により「間欠、波動」に噴射させられるクーラントとして切り替えられ、適時に冷却、潤滑効果の向上と切粉粉砕力が得られること。等々である。【００１０】  本発明は、上記チョッピング工具ホルダとそのチョッピング工具駆動装置において、具体的な（１）〜（９）の解決策を包括的に纏めると、下記２つの目的に集約される。
その第１の目的は、チョッピング加工の動力源ポンプを工作機械のＮＣ制御装置で最適化して加工効率の向上を図ったＮＣ制御によるチョッピング加工方法とＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置を提供するものである。
また、第２の目的は、クーラント（水、油、エアー等）の吐出方法に（間欠）と（波動）（合成波動）（一定）とのモード切替弁を介して省エネルギー可能な運転を可能としたＮＣ制御によるチョッピング加工方法とこのチョッピング加工制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上記目的を達成するべく本発明の請求項１のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、加工機である工作機械の主軸穴に装着されるチョッピング工具ホルダと、該チョッピング工具ホルダの筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ弾圧微動されている工具軸と、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧を供給して工具軸を砥石先端側へ微動させる流体脈動圧を生成する流体供給器とからなるチョッピング工具ホルダの駆動装置において、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置には加工状況を感知する各種センサーからの指令信号で流体供給器の流体脈動圧を最適化する流体圧制御部を備え、上記流体圧制御部は上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化すべく指令信号で流体ポンプのモーターを回転制御することを特徴とする。【００１２】  請求項２のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、請求項１において、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置には予め加工物毎にプログラムされた加工条件を保存し、各加工物の加工時にＮＣ制御装置からの指令信号で流体供給器の流体脈動圧を最適化する流体圧制御部を備え、上記流体圧制御部は上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する指令信号で流体ポンプのモーターを回転制御することを特徴とする。【００１３】  請求項３のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、請求項１において、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置には加工状況を感知する各種センサーからの指令信号及び予め加工物毎にプログラムされた加工条件を保存し、各加工物の加工時にＮＣ制御装置からの指令信号で流体供給器の流体脈動圧を最適化する流体圧制御部を備え、上記流体圧制御部は上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する指令信号で流体ポンプのモーターを回転制御することを特徴とする。【００１４】  請求項４のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、請求項１〜３記載のいずれか一において、上記流体圧制御部は吐出圧のタイミングを０°から１８０°の逆位相に反転させる上記流体供給器の複筒式プランジャーポンプの一方の間欠波動流体だけをチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、又は各プランジャーポンプの間欠波動流体が作る合成間欠波動流体をチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、更に上記合成間欠波動流体はアキュムレータを介して平坦な連続波形流体とし、個別選択又は双方同時選択を可能とする波形切替器を備えたことを特徴とする。【００１５】  請求項５のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、請求項４において、上記波形切替器は、流体圧制御部からの間欠波動流体又は合成間欠波動流体は、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧として供給する他、砥石のクーラント手段に双方を切替え供給し、更に平坦な連続波形流体はクーラント手段に供給することを特徴とする。【００１６】  請求項６のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、請求項５において、上記クーラント手段は主軸センタースルー又はサイドスルーから上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に間欠波動流体又は合成間欠波動流体を供給して工具軸を軸方向に微振動するとともに工具軸孔から軸先端に備える砥石内にクーラント液として噴射すること��特徴とする。【００１７】  請求項７のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、請求項５において、上記クーラント手段はチョッピング工具ホルダの先端外部に備え、上記クーラント手段は砥石に向けて外部から間欠波動流体又は合成間欠波動流体又は平坦な連続波形流体をクーラント液として噴射することを特徴とする。【００１８】  請求項８のチョッピング加工制御装置は、請求項１において、上記各種センサーは、加工点の加工温度，振動，切粉の映像を加工状況として感知し指令信号としてＮＣ制御装置に送信し、更にＮＣ制御装置には予め設定された最適加工条件やエコモードを加工情報として記憶され、上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を各加工条件に合致するよう最適化させることを特徴とする。【００１９】  請求項９のチョッピング加工制御装置は、請求項１〜８において、上記ＮＣ制御装置から発せられる各種指令信号は、ＮＣ制御装置のＭコード機能により流体供給器内の流体ポンプを回転駆動するモーター、流体圧制御部、波形切替器、クーラント手段、その他の関連機器の操作を支配することを特徴とする。【００２０】  請求項１０のチョッピング加工制御装置は、請求項１において、上記チョッピング工具ホルダは、該チョッピング工具ホルダの筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へバネで弾圧微動されている工具軸と、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体供給器から供給される流体脈動圧で工具軸を砥石先端側へ微動させる構成としたことを特徴とする。【００２１】  請求項１１のチョッピング加工制御装置は、請求項１において、上記チョッピング工具ホルダは、該チョッピング工具ホルダの筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ一対のマグネットの反発力で弾圧微動されている工具軸と、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体供給器から供給される流体脈動圧で工具軸を砥石先端側へ微動させる構成としたことを特徴とする。【００２２】  請求項１２のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、加工機である工作機械の主軸穴に装着されるチョッピング工具ホルダは、該筒内で軸心方向に微動進退可能に軸心後端側へ弾圧微動されている工具軸を、筒内の工具軸後端に流体供給器からの流体脈動圧を供給して砥石先端側へ微動させるチョッピング加工方法において、上記チョッピング工具ホルダは、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置に加工状況を感知する各種センサーからの指令信号又は予め加工物毎に保存した加工条件のプログラムが、各加工物の加工時にＮＣ制御装置から各種指令信号として流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する該流体圧制御部により生成又は停止制御し、上記チョッピング工具ホルダを上記流体脈動圧により軸心方向に微動進退制御又は停止制御することを特徴とする。【００２３】  請求項１３のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、請求項１２において、上記流体圧制御部は流体脈動圧の吐出タイミングを０°から１８０°の逆位相に反転させる上記流体供給器の複筒式プランジャーポンプの一方の間欠波動流体だけをチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、又は各プランジャーポンプの間欠波動流体を合流させた合成間欠波動流体をチョッピング工具ホルダへの吐出力とし��更に上記合成間欠波動流体はアキュムレータを介して平坦な連続波形流体をクーラント手段にクーラント液として砥石に噴射されることを特徴とする。【００２４】  請求項１４のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、請求項１３において、上記流体供給器に備える波形切替器は、流体圧制御部からの間欠波動流体又は合成間欠波動流体を、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧として供給するとともに砥石のクーラント手段にも供給することを特徴とする。【００２５】  請求項１５のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、請求項１３において、上記流体供給器に備える波形切替器は、上記チョッピング工具ホルダの先端外部に備えるクーラント手段に対して、砥石に向けて外部から間欠波動又は合成間欠波動流体又は平坦な連続波形のクーラント液を切替え噴射することを特徴とする。【００２６】  請求項１６のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、請求項１４において、主軸センタースルー又はサイドスルーから上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧を供給して砥石の微動源とするとともに工具軸孔から先端に備えた砥石内に間欠波動又は合成間欠波動流体をクーラント液として噴射することを特徴とする。【００２７】  請求項１７のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、請求項１２において、上記ＮＣ制御装置は各種センサーによる加工点の加工温度，振動，切粉の映像，予め設定された最適加工条件やエコモードをＭコード機能により各種指令信号として上記流体圧制御部，上記流体供給器，波形切替器，アキュムレータ等の各部材を制御させることでチョッピング工具ホルダ及びノズル手段を制御することを特徴とする。【００２８】  請求項１８のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、請求項１２において、上記チョッピング工具ホルダの三次元移動制御により、横引き加工，斜め加工，直進加工，炭素繊維強化プラスチック穴加工を行うことを特徴とする。【００２９】  請求項１９のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、請求項１２において、トレパンカッター又はカップ砥石による炭素繊維強化プラスチック穴加工は、炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した炭素繊維強化プラスチック構造体に対し、この繊維方向と直交する方向にカッター先端の軸方向を往復微動する衝撃加速度で炭素繊維糸を切断加工することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】  本発明のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、実用新案登録第３１８１１９０号の作用効果が得られるのは勿論、更に、新規な作用効果が発揮される。即ち、加工条件に基づいたプログラムや種々の加工状況を感知する各種センサー信号に応じて流体供給器と流体圧制御部が間欠波動流体又は合成間欠波動流体又は一定圧流体を生成すべく各部材をＮＣ制御し、効率良くインバーターでモーター回転を行う。これは、例えば、プランジャー式の複数筒ポンプにおいて、負荷状況に応じて単複切換えをＮＣ制御弁で行い最大脈動圧から最小脈動圧まで連続してチョッピング工具のチョッピング運動が得られる。然して、モーター回転とクーラント量の最適化で省工ネルギー運転が得られる。更に、クーラント脈動は、クーラント液の噴射圧と噴射量を「間欠、波動、合成波動、一定」に切替え可能となり、チョッピング加工の加工状況に応じて、適時にクーラント制御により、冷却、潤滑効果の向上と切粉粉砕力が得られる。【００３１】  更に、切断方向が強度の弱いＣＦＲＰを工具回転方向と同時にチョッピングの衝撃加速度で炭素繊維強化プラスチック加工できるから、ＣＦＲＰ繊維の最高強度方向に無理やり引っ張る従来の回転加工だけでなく同時に進行方向に「叩き切る」相乗効果で宿命的テーマと言われている層間剥離、バリ（デラミ）発生が著しく改善される。然して、ＣＦＲＰ加工において普及していない研削加工をハイパー研削（砥石内クーラント）とチョッピング作用効果で可能となる。【００３２】  本発明のＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置は、（１）予め設定された各ワークの加工条件や加工状況のセンサー信号に応じて経済的に最適なモーター回転を行うインバーターをＮＣ制御できる。（２）プランジャー式の複数筒ポンプにおいて、単複切換えをＮＣ制御弁で行い最小から最大脈動圧が幅広く得られる。更に、（３）アキュムレータをバイパス（回避）する切換えをＮＣ制御弁で脈動の有り無しが得られる。即ち、間欠波動流体及び合成間欠波動流体又は平坦な連続波形流体をクーラント液として噴射できる。
（４）上記ＮＣ制御は、Ｍコード信号で加工制御装置の部材を指令する普及汎用的な方式となる。【００３３】  これにより、チョッピング加工の動力源ポンプを工作機械のＮＣ制御装置で最適化して加工効率の向上が図れる。然して、ＮＣ制御によるチョッピング加工方法を実施するチョッピング加工制御装置が提供できる。更に、上記チョッピング加工方法に使用されるクーラント（水、油、エアー等）の吐出方法は、（間欠）（波動）（合成波動）（一定）がモード切替弁を介して必要時のみ冷却潤滑効果を高めて切粉粉砕力が得られるから、省エネルギー可能な運転を可能としたＮＣ制御によるチョッピング加工方法の経済的効果も発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】  本発明の第１の実施の形態を示し、ＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置の全体構成図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態を示し、ＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置の全体断面図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態を示し、流体供給器と流体圧制御部による流体脈動圧との関係断面図である。
【図４】  本発明の第１の実施の形態を示し、流体供給器と流体圧制御部による流体脈動圧との関係断面図である。
【図５】  本発明の第１の実施の形態を示し、流体供給器と流体圧制御部による流体脈動圧との関係断面図である。
【図６】  本発明の第１の実施の形態を示し、流体供給器及びアキュムレータを介した流体脈動圧の特性線図である。
【図７】  本発明の第１の実施の形態を示し、チョッピング工具ホルダの断面図である。
【図８】  本発明の第２の実施の形態を示し、チョッピング工具ホルダの断面図である。
【図９】  本発明の第３の実施の形態を示し、チョッピング工具ホルダの作用図である。
【図１０】  本発明の第４の実施の形態を示し、各カッターと横引き加工，斜め加工，直進加工における加工方向の作用図である。
【図１１】  本発明の第５の実施の形態を示し、炭素繊維強化プラスチック穴加工にチョッピング機能で穴加工する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】  以下、図１乃至図１１を参照して本発明の各実施の形態となるＮＣ制御によるチョッピング工具ホルダとこのＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置を順次に説明する。
【実施例】
【００３６】  本発明の第１の実施の形態となるＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置１００とこれに使用されるチョッピング工具ホルダ１０，２０を図１〜図１１に示す。【００３７】  上記ＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置１００の全体構成を図１に示す。
第１実施形態のチョッピング工具ホルダ１０は、図１に示すように、加工機（フライス盤、マシニングセンタ等）や研削盤、バフ盤、ホーニング盤等からなる工作機械３０の主軸１の先端１Ａのテーパー穴に装着され、この内部にチョッピングユニット４０を備えている。上記チョッピングユニット４０の構成は、特に、図７に示すように、テーパー状のホルダ１１の把持部１１Ａから後端側に開けられた装着穴１２に対し、先端部１３Ａに通孔１３Ｂを設けた中腹部１３Ｃを挿入把持される回転筒体１３と、上記回転筒体１３にはこの空間Ｓ内に後端側を膨張させた摺動環部１４Ａを気密に摺動のみ可能に嵌合（ルーズなキー係合又はスプライン結合）する工具軸１４と、上記工具軸１４の先端部１４Ｂは回転筒体の通孔１３Ａから外部へ突出され該先端部に付設される研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃの加工具Ｋと、上記工具軸１４の摺動環部１４Ａは上記回転筒体１３内に位置する。そして、上記回転筒体１３の先端部１３Ａと摺動環部１４Ａとの間に介在して工具軸１４を後退させる弾性体（コイルバネ）１５と、上記回転筒体の後端空間Ｓ内に上記主軸３１の軸芯方向に貫通させたセンタースルーのセンター孔ｈ１と工具ホルダ１１のセンター孔ｈ２と装着穴１２を介して工具軸１４の後端に脈動供給される研削液ＧＯ又は切削液ＣＯとからなる。【００３８】  図８に示す第２実施形態のチョッピング工具ホルダ２０は、第１実施形態のチョッピング工具ホルダ１０において、上記回転筒体１３の先端部１３Ａと摺動環部１４Ａとの間に介在して工具軸１４を後退させる弾性体（コイルバネ）１５に替えて、二つの永久磁石Ｍ１，Ｍ２を反発する関係に配置したものである。その詳細構成は、上記回転筒体１３の先端の大径内周径１３Ｂ内と蓋体１５Ｂとが形成する円筒空間Ｓ内には、一対のリング状磁石Ｍ１とＭ２とを同極側を対面させて工具軸１４の摺動環部１４Ａの中腹位置に配置し、後端側のリング状磁石Ｍ１が工具軸１４を後端側へ浮上させる反発力Ｆを発生させる関係に配置されている。更に、上記砥石側のリング状磁石Ｍ２と該砥石先端側となる閉塞板１５Ｂ間にリング状弾性体となるＯリングＯ１を介在させたチョッピングユニット４０Ａを構成している。即ち、反研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃ側のリング状磁石Ｍ１を工具軸１４に固着させ、研削砥石Ｇ又は切削刃具Ｃ側のリング状磁石Ｍ２は工具軸１４とは縁が切られて閉塞板１５Ｂの内面に吸引状態（リング状磁石Ｍ１とは反発状態）に保持されている。その他の構成と作用は、同一符号を付して説明を省略する。【００３９】  上記チョッピング加工制御装置１００の全体構成は、図１と図２に示す。工作機械３０の運転を司るＮＣ制御装置５０には、加工状況を感知する各種センサーＳ０からの検知信号ｅ１、加工点砥石の切粉状態他を監視するカメラＣａからの監視情報ｅ２やその他の加工情報により、流体供給器６０が作り出す研削液ＧＯ又は切削液ＣＯの流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、Ｖ４を最適化する流体圧制御部７０を備えている。
上記流体圧制御部７０は、上記流体供給器６０から吐出する流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２を最適化すべく各検知信号ｅ１，ｅ２に基づいてＮＣ制御装置５０内で演算処理された指令信号ｅ３，ｅ４により、流体ポンプ（複筒式プランジャーポンプ）ＰのモーターＭをインバーターＩＶで回転制御する。【００４０】又は、ＮＣ制御装置５０に予め加工物毎にプログラムされた加工条件を保存しており、各加工物の加工時にＮＣ制御装置５０からのＭコードによる指令信号ｅ３，ｅ４で流体ポンプのモーターを回転制御し、流体圧制御部７０は上記流体供給器６０から吐出する流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２を最適化する。更に、上記ＮＣ制御装置５０は加工状況を感知する各種センサーＳ０及び監視カメラＣａからの検知信号ｅ１，ｅ２と予め加工物毎にプログラムされた加工条件を保存し、これらの総合情報により、各加工物の加工時にＮＣ制御装置５０からのＭコードによる指令信号ｅ４で流体ポンプのモーターＭを回転制御し、指令信号ｅ３，ｅ５で流体圧制御部７０は上記流体供給器６０から吐出する流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２を最適化する。【００４１】  尚、加工条件に応じた細かいクーラント供給指示をプログラムで行うようにする。
このプログラム方法は、各工作機械共通の汎用言語Ｍコードで行う。
例えば、Ｍ００１０：０２０は圧力１０ＭＰａに変更。
Ｍ００２０：０１０は切替弁  右。
Ｍ００２０：０２０は切替弁  左。
・・・・・・
上記各Ｍコードが流体圧制御部７０や上記流体供給器６０等に伝わると、
・ポンプは加工条件に合わせた最適な反応が可能となる。
・不要な時のポンプはＥＣＯモード可動に切り替え指令する。
・また、様々なセンサーから入力される値でＮＣが判断し最適なポンプ運転を行う。
・例えば、切粉を画像処理し想定パターンより異常成長したらポンプ圧力を高め切粉粉砕  する。加工点温度によりポンプ圧力を高くし冷却能力を比例向上させる。等である。【００４２】  上記流体圧制御部６０は、流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２の吐出圧のタイミングを０°から１８０°の逆位相に反転させる２気筒の流体ポンプ（複筒式プランジャーポンプ）Ｐからなる。その構成は、モーターＭに直結したクランク軸６１にピストンロットを介したピストン６２，６３がシリンダ６４，６５に挿入され、各シリンダ６４，６５の吸引側の管Ｂ１，Ｂ２には、逆止弁６６，６７を介して研削液ＧＯ又は切削液ＣＯを溜めたクーラントタンク６８に繋がれている。シリンダ６４の吐出口は流体圧制御部７０内の逆止弁６９に繋がれている。またシリンダ６５の吐出口は切替弁７１を介してクーラントタンク６８に戻す管Ｂ３と流体圧制御部７０内の逆止弁７２に繋がれている。【００４３】  ここで、図３に示すように、シリンダ６５の吐出口から噴出する流体脈動圧Ｖ２の流れが切替弁７１を介してクーラントタンク６８に戻す管Ｂ３側に切り替えられていると、シリンダ６５の吐出口から噴出する流体脈動圧Ｖ２は、流体圧制御部７０内の逆止弁７２に送られず、クーラントタンク６８に戻される。即ち、シリンダ６５は、空転状態となるが研削液ＧＯ又は切削液ＣＯがシリンダ６５内を循環するから焼付が防止される。従って、シリンダ６４の吐出口から噴出する流体脈動圧Ｖ１だけが、流体圧制御部７０内の逆止弁６９に送られる。ここで、波形切替器８０の切替弁７３と分配弁７４が流体脈動圧Ｖ１をチョッピング工具ホルダ１０とクーラントノズルＮに繋がれた管Ｂに送出する管路となる。これにより、一方の流体脈動圧、即ち、間欠波動流体Ｖ１だけをチョッピング工具ホルダ１０とクーラントノズルＮへの吐出力となる。【００４４】  続いて、各プランジャーポンプの間欠波動流体Ｖ１，Ｖ２が作る合成間欠波動流体Ｖ３をチョッピング工具ホルダ１０とクーラントノズルＮへの吐出力する構成は、以下の如くである。上記流体供給器６０と上記流体圧制御部７０と上記波形切替器８０において、図４に示すように、シリンダ６４の吐出口から噴出する流体脈動圧Ｖ１の流れは逆止弁６９を介して波形切替器８０の切替弁７３に繋がれる。又、シリンダ６５の吐出口から噴出する流体脈動圧Ｖ２の流れも切替弁７１と逆止弁７２を介して波形切替器８０の切替弁７３に繋がれる。この切替弁７３において流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２が合成された合成間欠波動流体Ｖ３となる。この合成間欠波動流体Ｖ３は、一本の配管に纏まれた切替弁７４に送られ、ここでチョッピング工具ホルダ１０とクーラントノズルＮに繋がれた管Ｂに合成間欠波動流体Ｖ３が送出する管路となる。【００４５】  更に、上記合成間欠波動流体Ｖ３は、アキュムレータを介して平坦な連続波形流体Ｖ４としてクーラントノズルＮへの吐出力する構成は、以下の如くである。上記流体供給器６０と上記流体圧制御部７０と上記波形切替器８０において、図５に示すように、シリンダ６４の吐出口から噴出する流体脈動圧Ｖ１の流れは逆止弁６９を介して波形切替器８０の切替弁７３に繋がれる。又、シリンダ６５の吐出口から噴出する流体脈動圧Ｖ２の流れ���切替弁７１と逆止弁７２を介して波形切替器８０の切替弁７３に繋がれる。この切替弁７３において流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２が合成された合成間欠波動流体Ｖ３は、アキュムレータＡに送られる。このアキュムレータＡにより、上記合成間欠波動流体Ｖ３は、平坦な連続波形流体Ｖ４となり、逆止弁７５を介して一本の配管に纏まれた切替弁７４に送られ、ここでクーラントノズルＮにだけ平坦な連続波形流体Ｖ４が送出する管路となる。【００４６】  以上の如く、上記流体供給器６０と上記流体圧制御部７０と上記波形切替器８０との構成によると、図６に示すように、二つのシリンダ６４，６５における各々の単独波形である流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２と合成波形となる合成間欠波動流体Ｖ３の３種類の波形が得られる。また、アキュムレータＡを介在させると、平坦な連続波形流体Ｖ４を含めた４種類の波形が得られる。【００４７】  これらの各波形は、個別選択又は双方同時選択を可能とする波形切替器８０を介してチョッピング工具ホルダ１０とクーラントノズルＮに多彩なバリエーションとして、各種の加工条件や加工監視情報ｅ１，ｅ２等によりＮＣ制御装置５０内で演算処理された指令信号ｅ４，ｅ５により、流体ポンプ（複筒式プランジャーポンプ）ＰのモーターＭをインバーターＩＶで回転制御し、最適化したチョッピング工具ホルダ１０の微動振動やノズルＮへのクーラント液の供給が行われるから、省エネ，冷却、潤滑効果の向上と切粉粉砕力が得られる優れた作用効果が発揮される。【００４８】  上記構成からなる上記流体供給器６０と上記流体圧制御部７０と上記波形切替器８０は、各種の加工条件や研削及び切削点の加工監視情報ｅ１，ｅ２等によりＮＣ制御装置５０内で演算処理された指令信号ｅ４，ｅ５により最適化された流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２又は合成間欠波動流体Ｖ３又は平坦な連続波形流体Ｖ４をとなりチョッピング工具ホルダ１０の微動振動やセンタースルークラントや外部設置のノズルＮへのクーラント液の供給が行われる態様を、図１と図７で説明する。【００４９】  上記チョッピング工具ホルグ１０への流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２又は合成間欠波動流体Ｖ３に処理された研削液ＧＯ又は切削液ＣＯは、管路Ｂを介して上記チョッピング工具ホルダ１０の回転筒体１３の後側空間Ｓ１内に供給するセンタースルー方式になっている。上記研削液ＧＯ又は切削液ＣＯの流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２又は合成間欠波動流体Ｖ３は、この加圧力を増減する脈動供給として回転筒体１３の後側空間Ｓ１内に送り込まれる。これにより、吐出圧が上がると工具軸１４は弾性体（コイルバネ）１５を強く圧縮して大きく突出し、吐出圧が低減されると、工具軸１４は弾性体（コイルバネ）１５に負けて押し戻される。図９（ｂ）に示すように、砥石Ｇ（Ｃ）の進退移動がチョッピング幅Ｌとなる。尚、上記チョッピング幅Ｌは、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークに設定される。これにより、図９（ａ）に示す砥石において発生した線状痕は、図９（ｂ）に示すように消える。【００５０】  上記チョッピング工具ホルダ１０は、図７の拡大図に示すように、工具軸１４の軸芯Ｏには、この後端から先端部１４Ｂに付設した研削砥石Ｇ（切削刃具Ｃは、工具軸１４の通孔ｈ３の後端から研削液ＧＯ又は切削液ＣＯを研削砥石Ｇ（又は切削刃具Ｃ）の内孔ｈ４に向けて供給する。上記研削砥石Ｇは、砥粒内を研削液ＧＯが通過できるセンタースルークラント方式（本発明では、ハイパー研削と言う）のものであるから、ワークＷの研削面に研削砥石の内部から噴射冷却させられる。勿論、図２に示すサイドスルーによる（本発明のハイパー研削）のチョッピング工具ホルダ１０としても良い。更に、図１に示すように、管路Ｂから外部設置のノズルＮには、流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２又は合成間欠波動流体Ｖ３に処理された研削液ＧＯ又は切削液ＣＯのクーラント液を同時供給しても良い。この時、監視カメラＣａは切粉の砥石又は工具への絡み付きを監視し、絡み付きの度合いや有無により、ノズルＮから流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２又は合成間欠波動流体Ｖ３のクーラント液で、適時に合理的，省エネに冷却潤滑効果と切粉粉砕力が発揮される。【００５１】  上記チョッピング工具ホルダ１０による研削及び切削加工は、図１０に示すものが対象となる。即ち、各カッター（エンドミルドリルや砥石）による横引き加工及び斜め加工，各カッター（ドリル、エンドミル、穴加工砥石、リーマ、ホーニング砥石、トレパンカッター、カップ砥石等）による直進加工である。特に、トレパンカッター、カップ砥石による炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の穴加工が顕著な作用効果が得られる。【００５２】  図１１において、上記トレパンカッターＴＣやカップ砥石ＣＫによる炭素繊維強プラスチック（ＣＦＲＰ）構造体の穴加工の実施態様を説明する。ＮＣ制御によるチョッピング加工方法を利用した炭素繊維強化プラスチック穴加工は、炭素繊維糸群ＣＳでシート状とした板材２００をその繊維方向Ｏ１，Ｏ２を交差（直角に交差積層）して積層した炭素繊維強化プラスチック構造体ＣＢに対するチョッピング動作による穴加工である。即ち、炭素繊維強化プラスチック構造体ＣＢに対し、この繊維方向Ｏ１，Ｏ２と直交する垂直方向に、カッター先端の軸方向Ｏを一致させて往復微動する衝撃加速度とハイパー研削クーラントで炭素繊維糸ＣＳを繊細に切断加工することが実行される。即ち、炭素繊維強化プラスチック構造体ＣＢに対する穴加工の切断面は、ささくれ、層間剥離の抑止ができ綺麗で面粗度が良好な高品位な効果が得られる。【００５３】  上記チョッピング加工制御装置１００によるチョッピング加工方法を説明する。
先ず、第１のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、上記チョッピング工具ホルダ１０，２０は、工作機械の運転を司るＮＣ制御装置に加工状況を感知する各種センサーからの指令信号又は予め加工物毎に保存した加工条件のプログラムが、各加工物の加工時にＮＣ制御装置から各種指令信号として流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する該流体圧制御部により生成又は停止制御し、上記チョッピング工具ホルダを上記流体脈動圧により軸心方向に微動進退制御又は停止制御することができる。【００５４】  また、第２のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、第１において、上記流体圧制御部は流体脈動圧の吐出タイミングを０°から１８０°の逆位相に反転させる上記流体供給器の複筒式プランジャーポンプの一方の間欠波動流体だけをチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、又は各プランジャーポンプの間欠波動流体を合流させた合成間欠波動流体をチョッピング工具ホルダへの吐出力とし、更に上記合成間欠波動流体はアキュムレータを介して平坦な連続波形流体をクーラント手段にクーラント液として砥石に噴射される。
これにより、二つのシリンダ６４，６５における各々の単独波形である流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２と合成波形となる合成間欠波動流体Ｖ３の３種類の波形が得られる。更にアキュムレータＡを介在させると、平坦な連続波形流体Ｖ４を含めた４種類の波形が得られるから、あらゆるチョッピング加工方法やクーラント方法が選択でき、多彩な加工が可能となる。【００５５】  第４のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、第１において、上記流体供給器に備える波形切替器は、流体圧制御部からの間欠波動流体又は合成間欠波動流体又は、上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧として供給するとともに砥石のクーラント手段にも双方供給する。
これにより、上記流体供給器に備える波形切替器がＮＣ制御装置５０からの指令信号ｅ４で、あらゆる加工条件や加工状況の変化に対応して、間欠波動流体又は合成間欠波動流体又は平坦な連続波形流体Ｖ４の変更が簡便且つ確実に選択切替できる。【００５６】  第５のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、第２において、上記流体供給器に備える波形切替器は、上記チョッピング工具ホルダの先端外部に備えるクーラント手段に対して、砥石に向けて外部から間欠波動又は合成間欠波動流体又は平坦な連続波形のクーラント液を切替え噴射する。
これにより、ＮＣ制御装置５０からの指令信号で、あらゆる加工条件や加工状況の変化に対応して、チョッピング工具ホルダの微動作用と変更、クーラント液噴射の変更が簡便且つ的確にできる。【００５７】  第６のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、第３において、主軸センタースルー又はサイドスルーから上記チョッピング工具ホルダの筒内の工具軸後端に流体脈動圧を供給して砥石の微動源とするとともに工具軸孔から先端に備えた砥石内に間欠波動又は合成間欠波動流体をクーラント液として噴射する。
これにより、チョッピング工具ホルダの砥石の微動制御及び砥石へのクーラントは、間欠波動又は合成間欠波動流体との切り替えにより加工条件や加工状況に対応して選択されて的確に実行できる。【００５８】  第７のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、第１において、上記ＮＣ制御装置は各種センサーによる加工点の加工温度，振動，切粉の映像，予め設定された最適加工条件やエコモードをＭコード機能により各種指令信号として上記流体圧制御部，上記流体供給器，波形切替器，アキュムレータ等の各部材を制御させることでチョッピング工具ホルダ及びノズル手段を簡潔且つ確実に制御することができる。
即ち、チョッピング加工の動力源となる流体供給器に対する流体圧制御部による指令制御が簡潔且つ確実に行える。そして、波形切替器によりアキュムレータ等の各部材を制御でき、間欠波動流体Ｖ１又は合成間欠波動流体Ｖ３又は平坦な連続波形流体Ｖ４の変更操作が自動操作により選択切替できる。【００５９】  第８のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、第１において、上記チョッピング工具ホルダの三次元移動制御により、横引き加工，斜め加工，直進加工，炭素繊維強化プラスチック穴加工を行う。これにより、各種砥石や切削工具による横引き加工，斜め加工，直進加工，炭素繊維強化プラスチック穴加工が高精度、高能率、省エネの元に実施できる。【００６０】  第９のＮＣ制御によるチョッピング加工方法は、第１において、トレパンカッター叉はカップ砥石による炭素繊維強化プラスチック穴加工は、炭素繊維糸群でシート状とした板材をその繊維方向を交差して積層した炭素繊維強化プラスチック構造体に対してカッター先端の軸方向へ往復微動する衝撃加速度で炭素繊維糸を切断加工する。これにより、炭素繊維強化プラスチック構造体ＣＢに対する穴加工の切断面は、ささくれ、層間剥離の抑止ができ綺麗で面粗度が良好な高品位な効果が得られる。【００６１】  上記、各実施の形態となるチョッピング工具ホルダ１０，２０とこれを駆動するＮＣ制御によるチョッピング加工制御装置１００は、下記の効果が得られる。
（１）予め設定された各ワークの加工条件や加工状況のセンサー信号に応じ経済的に最適なモーター回転を行うインバーターをＮＣ制御できる。
（２）プランジャー式の複数筒ポンプにおいて、単複切換えをＮＣ制御弁で行い最小から最大脈動圧が幅広く得られる。
更に、（３）アキュムレータをバイパス（回避）する切換えを波形切替器で脈動の有り無しが得られる。即ち、間欠波動流体及び合成間欠波動流体又は平坦な連続波形流体をクーラント液として選択噴射できる。
（４）上記ＮＣ制御は、Ｍコードで加工制御装置の部材を全て指令する普及汎用的な方式となり、新規工作機械は勿論、中古機械の改造も簡便に行える。これにより、チョッピング加工の動力源ポンプとなる流体供給器に対する流体圧制御部の指令制御が簡潔且つ確実に行える。
（５）工作機械のＮＣ制御装置からのＭコードの指令信号で最適化したから、加工効率の向上が図れる。然して、ＮＣ制御によるチョッピング加工方法を実施するチョッピング加工制御装置が提供できる。
（６）更に、上記チョッピング加工方法に使用されるクーラント（水、油、エアー等）の吐出方法は、（波動）（合成波動）（一定）がモード切替弁を介して必要時のみ冷却潤滑効果を高めて切粉粉砕力が得られるから、省エネルギー可能な運転を可能としたＮＣ制御によるチョッピング加工方法の経済的効果も発揮できる。
具体的には、チョッピング加工の条件となるステッピング加工の１０倍以上の速い往復運動と、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ前後のストロークは、脈動供給される研削液や切削液により主軸回転とは関係なく刃具や研削砥石に対するビビリ振動の無い円滑で自由な往復運動制御の元に実施できる。そして、線条痕の無い被研削面の表面粗さＲａ０．１μｍ以上の円滑・平滑面が得られる。【００６２】  更に、工具軸の後端から先端部に付設した研削砥石又は切削刃具に向けて通孔が開けられ、該通孔の後端から研削液又は切削液を研削砥石又は切削刃具に向けた砥石内から及び、砥石外部から確実に供給されるから、研削砥石又は切削刃具とワーク面の間に脈動する研削液又は切削液は、加工状況に伴う切粉検出と除去を行う為の噴射が正確となり、砥石に対してより優れた研削塵と研削液等の排除効果が発揮され、優れた表面粗度力が得られる。【００６３】  また、チョッピング加工方法によると、上記効果の他、下記の効果も得られる。加工条件に基づいたプログラムや種々の加工状況を感知するセンサー信号に応じて流体供給器と流体圧制御部が間欠波動流体又は合成間欠波動流体他の各部材をＮＣ制御し、効率良くインバーターでモーター回転を行うから、例えば、プランジャー式の複数筒ポンプにおいて、負荷状況に応じて単複切換えをＮＣ制御弁で行い最大脈動圧から最小脈動圧まで連続してチョッピング工具のチョッピング運動が得られる。これにより、モーター回転とクーラント量の最適化で省エネルギー運転が得られる。然して、クーラント脈動は、クーラント液の噴射圧と噴射量を「間欠波動、合成波動、一定」に切替え可能となり、チョッピング加工の加工状況に応じて、適時にクーラント制御により、冷却、潤滑効果の向上と切粉粉砕力が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】  本発明は、その対象物を工作機械用の研削盤やミーリングマシン（フライス盤等の加工機）に使用されるチョッピング工具ホルダ及びチョッピング加工制御装置の実施例で説明したものであるが、回転工具となる穴加工砥石、バフ、リーマ、ドリル、エンドミル、ホーニング砥石、等による直進加工や横引き加工、斜め加工も対象にできる。更に、トレパンカッター、カップ砥石による炭素繊維強化プラスチック加工も適用が可能である。更に、チョッピング工具ホルダの駆動源として、プランジャー式のピストンポンプで脈動圧縮される研削液ＧＯ又は切削液ＣＯに求めたが、圧縮空気供給源（エアーコンプレッサ）の脈動する圧縮空気に求めてもよい。この場合は、圧縮空気により研削砥石や切削工具を冷却する。
【符号の説明】
【００６５】１            主軸
１Ａ          先端
１０，２０    チョッピング工具ホルダ
１１          工具ホルダ
１１Ａ        把持部
１２          装着穴
１３          回転筒体
１３Ａ        先端部
１３Ｂ        通孔
１３Ｃ        中腹部
１４          工具軸
１４Ａ        摺動環部
１５          弾性体（コイルバネ）
３０          加工機（工作機械）
４０          チョッピングユニット
５０          ＮＣ制御装置
５１          環体
５２          接続箱
５３          接続リング
６０          流体供給器
６１          クランク軸
６２，６３    プランジャー（ピストン）
６４，６５    シリンダ
６６，６７    逆止弁
６８          クーラントタンク
６９，７２    逆止弁
７０          流体圧制御部
７５          逆止弁
７１，７３    切替弁
７４          分配弁
８０          波形切替器
１００        チョッピング加工制御装置
２００        シート状とした板材
Ａ            アキュムレータ
Ｂ            管路
Ｃ            切削刃具
Ｃａ          監視カメラ
ＣＢ          炭素繊維強化プラスチック構造体
ＣＫ          カップ砥石
ＣＳ          炭素繊維糸群
ＣＯ          切削液
Ｇ            研削砥石
ＧＯ          研削液
ｅ１          検知信号
ｅ２          監視情報（検知信号）
ｅ３          指令信号
ｅ４          指令信号
ｅ５          指令信号
ＩＶ          インバーター
Ｋ            加工具
Ｌ            チョッピング幅
Ｎ            噴射ノズル
Ｍ１，Ｍ２    リング状磁石（マグネット）
ｈ１，ｈ２    センター孔
ｈ４          内孔
ｈ３，ｈ５〜ｈ９  通孔
Ｏ            軸方向
Ｏ１，Ｏ２    繊維方向
Ｐ            流体ポンプ
Ｓ            空間
Ｓ１          後側空間
Ｓｏ          各種センサー
ＴＣ          トレパンカッター
Ｖ            逆止弁
Ｖ１          流体脈動圧
Ｖ２          流体脈動圧
Ｖ３          合成間欠波動流体
Ｖ４          平坦な連続波形流体
Ｗ            ワーク
【要約】
【課題】チョッピング加工の動力源ポンプを工作機械のＮＣ装置で最適化して加工効率の向上を図り、クーラントの吐出方法に（間欠）（波動）（一定）のモード切替弁を介して省エネルギー運転を可能な新規なＮＣ制御によるチョッピング加工方法とこのチョッピング加工制御装置に関する。
【解決手段】チョッピング加工制御装置１００は、工作機械３０の運転を司るＮＣ制御装置５０には予め加工物毎にプログラムされた加工条件を保存し、各加工物の加工時にＮＣ制御装置からの指令信号ｅ３〜ｅ５で流体供給器６０の流体脈動圧Ｖ１，Ｖ２を最適化する流体圧制御部７０を備え、上記流体圧制御部は上記流体供給器から吐出する流体脈動圧を最適化する指令信号ｅ３で流体ポンプ６０のモーターＭを回転制御する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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