(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に装着した工具を回転させて被加工物を加工する工作機械の加工振動抑制方法であって、
加工中の送り軸の送り動作に対して、所定の振幅及び振動数の強制振動を加えて加工することを含み、
前記強制振動の振動数が、前記工具の回転数に等しい振動数であり、
前記工具の回転速度は主軸の回転速度制御値から取得し、
それにより前記送り動作に重畳された前記強制振動が工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用することを特徴とする工作機械の加工振動抑制方法。
【請求項２】
主軸に装着した工具を回転させて被加工物を加工する工作機械の加工振動抑制方法であって、
加工中の送り軸の送り動作に対して、所定の振幅及び振動数の強制振動を加えて加工することを含み、
前記強制振動の振動数が、前記工具の回転数に等しい振動数であり、
工具の回転数に対して所定量ずらした振動数の第１の振動数に加えて、特定の振幅で工具の回転数に等しい振動数の第２の振動を加工中の送り軸の送り動作に対して重畳させて加工することを特徴とする工作機械の加工振動抑制方法。
【請求項３】
１又は複数の切れ刃を有する工具を装着した主軸を回転させて、被加工物或いは工具の少なくとも一方を前記主軸に直交する平面内で送り移動させて加工を行う工作機械の加工振動抑制装置であって、
被加工物の振幅及び位相を設定する条件入力手段と、
入力された前記被加工物の振幅及び位相を基に、送り軸を振動させる位相を演算して送り軸制御信号を生成する振動演算手段と、
前記送り軸の送りを制御する送り制御手段と、
工具の回転位相を取得する工具情報入力部と、を有し、
前記送り制御手段は、前記送り軸制御信号に基づく強制振動を被加工物に加え、
前記振動演算手段が出力する前記強制振動を実施する前記送り軸制御信号は、予め設定した振幅で且つ工具の回転数に等しい振動数で振動させる信号である一方、
前記工具の回転速度は主軸の回転速度制御値から取得し、
それにより前記送り動作に重畳された前記強制振動が工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用することを特徴とする工作機械の加工振動抑制装置。
【請求項４】
１又は複数の切れ刃を有する工具を装着した主軸を回転させて、被加工物或いは工具の少なくとも一方を前記主軸に直交する平面内で送り移動させて加工を行う工作機械の加工振動抑制装置であって、
被加工物の振幅及び位相を設定する条件入力手段と、
入力された前記被加工物の振幅及び位相を基に、送り軸を振動させる位相を演算して送り軸制御信号を生成する振動演算手段と、
前記送り軸の送りを制御する送り制御手段と、
工具の回転位相を取得する工具情報入力部と、を有し、
前記送り制御手段は、前記送り軸制御信号に基づく強制振動を被加工物に加え、
前記振動演算手段が出力する前記強制振動を実施する前記送り軸制御信号は、予め設定した振幅で且つ工具の回転数に等しい振動数で振動させる信号であり、
前記振動演算手段が出力する前記送り軸制御信号は、工具の回転数に対して所定量ずらした振動数の第１の振動で振動させる制御信号に、工具の回転数に等しい振動数の第２の振動数で振動させる制御信号を重畳させた信号であり、
前記送り制御手段は、前記２種類の制御信号による強制振動を被加工物に加えることを特徴とする工作機械の加工振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミーリング加工や切削加工中、特に粗加工のような重切削加工中においてびびり振動や工具チッピングの発生を抑制できる工作機械の加工振動抑制方法及び加工振動抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工具を回転させながら加工する工作機械においては、加工中、切込や切削量を大きくするとびびり振動が生じて加工面が悪化する。このような加工中のびびりを抑制する加工形態として、ミーリング加工ではびびりが生じる系の固有振動数や加工中のびびり周波数から最適な回転速度を求めて加工する形態がある（例えば、特許文献１参照）。
また切削加工では、主軸モータに十分なトルクが有る場合は、ある変位量と周期にて主軸の回転速度を変動させる方法や、送り軸に加工中に超音波を発生させるユニットを取付けることで高周波の微小振動を付加させて切削力の低減を図り、びびりを抑制する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
さらに、トロコイド軌跡加工によって刃の加工物への接触時間を減らすことでびびりの成長を抑制させるといった方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４３３４２２号公報
【特許文献２】特開２００２−２９２５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ミーリング加工における最適な回転速度を求める方法は、びびりを検出するセンサや複雑な制御装置が必要であったし、切削加工において主軸の回転速度をある変位量と周期にて変動させる方法は、主軸モータに過大な負荷がかかるものであった。また、送り軸に高周波の微小振動を付加させる方法は、微小振動を付加させるための別ユニットが必要であり、重切削には向かないといった問題があったし、上記トロコイド軌跡加工はプログラムの変更を必要としたり、応答性が速くないために切削量を上げることができないといった問題があった。
【０００５】
また、これらの重切削加工の場合、工具のチッピングを心配して切れ刃交換タイプの工具が使用されることになるが、工具ボディの加工精度の影響によって取り付けた各切れ刃の振れ量に相互差が発生し、上記振動と異なる所謂「工具の振れ」が発生する問題がある。この振れは切削量に比例して大きくなり、切れ刃にチッピングが生じ易くなる。そのため、工具の最大切削能力を得ることが難しくなる問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、加工中の送り軸に対して微小振動を重畳することでびびり振動を抑制すると共に、工具に装着された複数の刃の各刃にかかる切削力を均一化して工具の振れによるチッピングを抑制できる工作機械の加工振動抑制方法及び加工振動抑制装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、主軸に装着した工具を回転させて被加工物を加工する工作機械の加工振動抑制方法であって、加工中の送り軸の送り動作に対して、所定の振幅及び振動数の強制振動を加えて加工することを含み、強制振動の振動数が、工具の回転数に等しい振動数であり、工具の回転速度は主軸の回転速度制御値から取得し、それにより送り動作に重畳された強制振動が工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用することを特徴とする。
この方法によれば、送り動作に対して強制振動が加えられて加工、即ち被加工物を相対振動させながら加工が実施される。その結果、工具の１刃送り量が周期的に変化するため、重切削時等の際に発生するびびり振動を抑制することが可能となる。
また、送り動作に対して重畳される強制振動が、工具の回転数に等しい即ち工具の振れに等しい振動数であるため、工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用させることができ、工具チッピングを抑制できる。特に工具が複数の切れ刃を備えている場合、工具の振れに対して逆位相の振動を加えれば工具の振れをキャンセルでき、各切れ刃の切削力が均等になるよう割り振ることができ、工具チッピングを確実に抑制できる。
更に工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用させることで工具チッピングを低減できる。
【００１０】
請求項２の発明は、主軸に装着した工具を回転させて被加工物を加工する工作機械の加工振動抑制方法であって、加工中の送り軸の送り動作に対して、所定の振幅及び振動数の強制振動を加えて加工することを含み、強制振動の振動数が、工具の回転数に等しい振動数であり、工具の回転数に対して所定量ずらした振動数の第１の振動数に加えて、特定の振幅で工具の回転数に等しい振動数の第２の振動を加工中の送り軸の送り動作に対して重畳させて加工することを特徴とする。
この方法によれば、送り動作に対して強制振動が加えられて加工、即ち被加工物を相対振動させながら加工が実施される。その結果、工具の１刃送り量が周期的に変化するため、重切削時等の際に発生するびびり振動を抑制することが可能となる。
加えて、切削抵抗が大きい状態と小さい状態とが工具の回転数に連動して発生することがないし切削力が不均一になるため、びびり振動を抑制できる。
また、切れ刃にかかる切削力が分散されるため、常に特定の刃に最大切削力が加わることがなくなり、工具チッピングの抑制も可能となる。
更に、工具の回転数に連動した振動とずらした振動の２種類の振動を被加工物に加えるため、びびり振動を抑制できるし工具チッピングも抑制できる。
【００１１】
請求項３の発明は、１又は複数の切れ刃を有する工具を装着した主軸を回転させて、被加工物或いは工具の少なくとも一方を主軸に直交する平面内で送り移動させて加工を行う工作機械の加工振動抑制装置であって、被加工物の振幅及び位相を設定する条件入力手段と、入力された被加工物の振幅及び位相を基に、送り軸を振動させる位相を演算して送り軸制御信号を生成する振動演算手段と、送り軸の送りを制御する送り制御手段と、工具の回転位相を取得する工具情報入力部と、を有し、送り制御手段は、送り軸制御信号に基づく強制振動を被加工物に加え、振動演算手段が出力する強制振動を実施する送り軸制御信号は、予め設定した振幅で且つ工具の回転数に等しい振動数で振動させる信号である一方、工具の回転速度は主軸の回転速度制御値から取得し、それにより送り動作に重畳された強制振動が工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用することを特徴とする。
この構成によれば、被加工物の振幅及び位相を入力して演算した振動を工具或いは被加工物に加えて、被加工物を振動させながら加工が実施される。その結果、工具の１刃送り量が周期的に変化するため、重切削時等の際に発生するびびり振動を抑制することが可能となる。
【００１２】
加えて、切削抵抗が大きい状態と小さい状態とが工具の回転数に連動して発生することがないし切削力が不均一になるため、びびり振動を抑制できる。
また、切れ刃にかかる切削力が分散されるため、常に特定の刃に最大切削力が加わることがなくなり、工具チッピングの抑制も可能となる。更に工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用させることで工具チッピングを低減できる。
【００１４】
請求項４の発明は、１又は複数の切れ刃を有する工具を装着した主軸を回転させて、被加工物或いは工具の少なくとも一方を主軸に直交する平面内で送り移動させて加工を行う工作機械の加工振動抑制装置であって、被加工物の振幅及び位相を設定する条件入力手段と、入力された被加工物の振幅及び位相を基に、送り軸を振動させる位相を演算して送り軸制御信号を生成する振動演算手段と、送り軸の送りを制御する送り制御手段と、工具の回転位相を取得する工具情報入力部と、を有し、送り制御手段は、送り軸制御信号に基づく強制振動を被加工物に加え、振動演算手段が出力する強制振動を実施する送り軸制御信号は、予め設定した振幅で且つ工具の回転数に等しい振動数で振動させる信号であり、振動演算手段が出力する送り軸制御信号は、工具の回転数に対して所定量ずらした振動数の第１の振動で振動させる制御信号に、工具の回転数に等しい振動数の第２の振動数で振動させる制御信号を重畳させた信号であり、送り制御手段は、２種類の制御信号による強制振動を被加工物に加え、それにより送り動作に重畳された強制振動が工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用することを特徴とする。
この構成によれば、被加工物の振幅及び位相を入力して演算した振動を工具或いは被加工物に加えて、被加工物を振動させながら加工が実施される。その結果、工具の１刃送り量が周期的に変化するため、重切削時等の際に発生するびびり振動を抑制することが可能となる。
加えて、切削抵抗が大きい状態と小さい状態とが工具の回転数に連動して発生することがないし切削力が不均一になるため、びびり振動を抑制できる。
また、切れ刃にかかる切削力が分散されるため、常に特定の刃に最大切削力が加わることがなくなり、工具チッピングの抑制も可能となる。
また、工具の回転数に連動した振動とずらした振動の２種類の振動を被加工物に加えるため、びびり振動を抑制できるし工具チッピングも抑制できる。更に工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用させることで工具チッピングを低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、送り動作に対して強制振動を加えて加工、即ち被加工物を相対振動させながら加工するため、工具の１刃送り量が周期的に変化する。その結果、重切削時等の際に発生するびびり振動を抑制することが可能となる。
また、送り動作に対して重畳される強制振動を、工具の回転数に等しくすれば、工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用させることができ、工具チッピングを確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る工作機械の加工振動抑制装置の一例を示す構成図である。
【図２】（ａ）は切れ刃の配置を示す工具平面図、（ｂ）は切れ刃の各位相における工具振れ量の測定結果を示している。
【図３】工具振れ量と位相差の関係をサイン波で近似した表図である。
【図４】チッピング抑制制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】工具振れ量を補正しない場合の加工中の切削力分布を示す表図である。
【図６】工具振れ量を補正した場合の加工中の切削力分布を示す表図である。
【図７】チッピング抑制制御の他の例を示すフローチャートである。
【図８】振動を工具回転数に一致させた場合の加工中の切削力分布を示す表図である。
【図９】振動を工具回転数に一致させない場合の加工中の切削力分布を示す表図である。
【図１０】工具軌跡の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る加工振動抑制装置を備えた工作機械の一例を示す構成図であり、１は工具、２は工具１を回転する主軸、３は送り軸１０の送り量を制御する送り軸駆動ユニット、４は被加工物、５は加工振動抑制装置、６は送り軸１０に重畳させる振動の半径、角速度、位相差指令値等の条件や切れ刃の情報等を入力するための外部入力装置である。
【００１８】
送り軸駆動ユニット３は、Ｘ軸の送り軸１０ａを制御するＸ軸制御ユニット３ａ、Ｙ軸の送り軸１０ｂを制御するＹ軸制御ユニット３ｂ、Ｚ軸の送り軸１０ｃを制御するＺ軸制御ユニット３ｃにより構成されている。また、加工振動抑制装置５は、主軸２の回転速度を制御する主軸回転制御装置１１、主軸回転位相から各軸方向の補正値を演算する演算装置１２、送り軸１０を制御する数値制御装置１３を備えている。
【００１９】
このように構成された工作機械における振動抑制は次のように実施される。各軸の送り軸駆動ユニット３による軸送りに対して、ＮＣプログラム指令に微小振動制御を重畳させることで実施される。
例えば、主軸２に直交するＸ−Ｙ平面における円弧加工であれば、加える微小振動は次の式１，式２で設定された軌跡を基本とした振動が通常指令の加工軌跡に重畳される。
【００２０】
Ｘ＝Ｒ×ｃｏｓ(ωｔ−θ１)          ・・式１
Ｙ＝Ｒ×ｓｉｎ(ωｔ)              ・・式２
但し、Ｒ：微小振動半径設定値、ω：工具回転の角速度、ｔ：経過時間、θ１：Ｘ−Ｙ軸間の位相差である。尚、微小半径設定値Ｒは、工具１の１刃送り量程度（例えば、０．１ｍｍ）とするなど、加工条件に合わせ任意の値とする。
図１０は、こうして送り軸１０に微小振動を重畳して加工した場合の工具１の軌跡Ｍの模式図を示している。図１０に示すように、この時重畳される微小振動により工具１は円を描くように加工動作する。
【００２１】
このように、送り動作に強制振動を加えて加工を実施する。即ち、工具１或いは被加工物４を振動させながら加工することで、工具１の１刃送り量が周期的に変化するため、重切削時等の際に発生するびびり振動を抑制することが可能となる。
尚、ここではＸ−Ｙ平面内でのみ振動させる場合を説明したが、更に主軸２の方向であるＺ軸方向の振動を加えても良く、びびり振動を抑制できる。
【００２２】
一方、インサート工具のような切れ刃交換タイプの場合、一般的に切れ刃取付面の加工精度の影響で工具１に振れが生じ、この現象により工具チッピングが発生し易くなる。そこで、切れ刃各位置と予め測定したその振れ量を基に振幅や位相を設定して、工具振れ量をキャンセルするように工具１の回転軸である主軸２に同期させて送り軸を微小変位させれば、各切れ刃の１刃送り量が本来の指令通りの値に近くできるため、工具チッピングを抑制できる。
【００２３】
図２は、切れ刃交換タイプの工具１の一例を示し、図２（ａ）は工具の平面図、図２（ｂ）は、各切れ刃の位相、各切れ刃の工具振れ量との関係の測定結果を示している。図２（ａ）に示すように、工具１は４枚の切れ刃１ａを備えて、各切れ刃１ａは９０°間隔で設けられている。
通常、主軸２の回転を制御する主軸回転制御装置１１は、回転角度及び１回転毎にパルス信号が出力されるため、この信号から工具回転の回転角度原点やパルス信号発生位置と切れ刃１ａの位相（以下、単に「各切れ刃１ａの位相」とする）情報を得ることができる。
【００２４】
図３は、こうして測定した工具振れ量δと回転角度原点やパルス信号発生位置からの位相差θ２の関係をサイン波で近似した場合を示している。この実施形態の工具１は４枚刃ゆえ、９０°ピッチのデータとなり、この場合は次の式３にて近似できる。
工具振れ量δ(μｍ)=１８×（１ + ｓｉｎ（θ２−２８０°））    ・・式３
ただし、θ２：工具回転軸から発せられるパルス信号や回転角度原点からの位相差、      ２８０°：位相差補正値である。
【００２５】
そして、求めた工具振れ量δを各軸方向に分配した値が補正値であり、上記式１、式２に対してこの振動を重畳すると次の式４，式５のようになる。
Ｘ＝Ｒ×ｃｏｓ(ωｔ−θ１) −δｘ         ・・式４
Ｙ＝Ｒ×ｓｉｎ(ωｔ)−δｙ              ・・式５
ただし、δｘ：Ｘ軸方向への振れ量分配値、δｙ：Ｙ軸方向への振れ量分配値である。
【００２６】
このような振動を送り軸（Ｘ軸の送り軸１０ａ、Ｙ軸の送り軸１０ｂ）に重畳し、工具１或いは被加工物４を強制振動させて、換言すれば被加工物４を相対振動させて加工することで、加工中の工具位置（位相）に応じた各軸方向の工具１の振れ量を送り軸側にて補正し、結果として工具１の振動をキャンセルするように工具１或いは被加工物４を工具１の回転に同調させて強制振動させることができ、工具１の振れ量の影響を抑制できる。
【００２７】
この制御は図４のような流れで実施される。最初に、送り軸重畳半径、角速度ω、位相差θを外部入力装置６から入力すると共に、各切れ刃１ａの振れ量と各切れ刃１ａの位相を測定して同様に入力（Ｓ１）する。データが入力されると、演算装置１２が回転角度における補正値を求め（Ｓ２）、主軸回転制御装置１１にて監視している主軸回転角度を基に、入力された切れ刃１ａの各位置と工具ボディとの位相関係（位相差補正値）を取得する（Ｓ３）。                 
【００２８】
位相差補正値を取得した演算装置１２は、更に位相差補正値を各軸方向に変換して各送り軸の送り軸指令値に加算（正確に表現すれば、振れ量は減算）する（Ｓ４）。そして、数値制御装置１３が加算した送り軸指令値に基づいて各送り軸駆動ユニット３を制御（Ｓ５）して加工を実施する。
加工は、主軸回転制御装置１１にて監視している主軸回転速度を基に、入力された切れ刃１ａの各位置と工具ボディとの位相関係を取得するステップ（Ｓ３）以降の制御が繰り返して実施される（Ｓ６）。
【００２９】
こうして、送り動作に対して重畳される強制振動は、工具１の回転数に等しい即ち工具の振れに等しい振動数となるため、主軸２の１回転内における工具１の振れ量を抑制するように送り軸１０ａ，１０ｂに振動を重畳でき、工具振れ量の影響をキャンセルするよう作用させることができる。その結果、切れ刃１ａに作用する最大切削力を削減して工具チッピングの発生割合を低減できる。
また、最大切削力が削減されることでびびり振動も合わせて抑制できる。
【００３０】
上記制御による振動抑制効果を具体的に示すと以下の様である。まず、びびり振動抑制効果を示す。ここでは、直径φ＝５０ｍｍインサートタイプのミーリング工具にて鋼材加工を実施した。切削速度Ｖｃ＝４５ｍ／ｍｉｎ、１刃あたり送り量ｆｚ＝０．１ｍｍ／刃、軸方向切込Ａｐ＝１８ｍｍ、径方向切込Ａｅ＝５０ｍｍの溝切削、本制御による送り軸１０ａ，１０ｂの微小振動半径設定値Ｒ＝０．１ｍｍ、その周波数ｆ＝４．８Ｈｚ（工具回転周波数と同一値）といった切削条件として比較加工を行った。
【００３１】
この結果、強制振動を加えなかった加工では、送り速度オーバーライド７０％にてびびりが生じて加工面はびびり目となったが、上記条件、即ち工具１の回転数に振動数を一致させ、且つ振動半径を０．１ｍｍとした振動を重畳させて加工を実施した場合は、びびりが生じず、送り速度オーバーライド１００％まで良好な加工面を得ることができた。
【００３２】
次に、工具１の振れ量を補正する本発明の制御による効果を示す。ここでは、上記びびり抑制の条件と同じ切削条件にて６−４チタン合金加工を実施した。加工中の切削力測定結果を図５，６に示す（２回転分）。図５は工具１の振れ量を補正しない場合、図６は工具１の振れ量を補正した場合の測定結果を示している。但し、送り軸１０ａ，１０ｂを振動させる微小半径Ｒは設定していない（Ｒ＝０ｍｍ、工具振れ量補正のみ）。また、加工物に切削動力計を取り付けて加工した場合を示している。
図５，６に示す様に、１回転内における工具１の振れ量を抑制するように送り軸１０ａ，１０ｂを制御した結果、切れ刃１ａに作用する最大切削力が約１割減少、切削力の相対差も半減した。この結果、工具チッピングの発生割合がより少なくなった。
【００３３】
尚、上記実施形態は、送り軸１０ａ，１０ｂに重畳する微小変位量を数式で近似補正して指令しているが、位相に対して補正量を点群データとしても良く、制御上の追従性や容易性などを考慮して適宜採用すれば良い。また、Ｙ軸制御は被加工物４を移動させて振動を発生させ、Ｘ軸制御は主軸２（工具１）を移動させて振動を発生させる構成であるが、Ｘ軸，Ｙ軸双方の振動を被加工物４側で発生させても良いし、主軸２側で発生させても良い。但し、主軸２側に加算する指令値と、被加工物４側に加算する指令値とは１８０°反転した逆位相の数値となる。
【００３４】
次に、工具チッピングの発生を抑制する他の形態を説明する。ここでは、切れ刃１ａの数により送り軸１０に重畳する強制振動を変更する形態を説明する。先ず、上記式１，２に示すような微小振動を、Ｘ軸の制御ユニット３ａ及びＹ軸の制御ユニット３ｂによるＮＣプログラム指令の軸送りに対して付加するが、送り軸１０ａ，１０ｂを振動させる強制振動の角速度の設定を、工具回転角速度に対して次の式６により設定する。
【００３５】
強制振動の角速度＝工具回転角速度×刃数／（刃数+ｎ）           ・・式６
尚、ｎは後述する所定の整数、工具回転角速度＝２×π×工具回転周波数、工具回転周波数＝１／工具回転周期である。この工具回転速度は、ＮＣプログラム中の主軸回転速度指令値や実際の主軸回転速度制御値から取得する。
【００３６】
ここで、ｎは次のように設定される。切れ刃１ａの刃数が偶数の場合、ｎは負を含む奇数、特に刃数に近い奇数とする。奇数とすることで、切削力が複数の切れ刃１ａ、１ａ・・の間で順次移動するよう制御することができ、切削力が特定の刃に加わり続ける状態を避けることができる。何故ならば、工具１の回転角速度と送り軸制御の強制振動の角速度との比を刃数とその増減との比にて制御することで、振動制御の最大振幅位置と切れ刃１ａの位置との関係が、工具１が回転する毎に順次移動していくからである。
一方、刃数が奇数の場合、ｎは奇数でなくとも良いし整数でなくとも良い。刃数が奇数の場合は、ｎの値に拘わらず特定の切れ刃に集中して切削力が加わるような事態が発生し難い。尚、刃数が偶数の場合は、ｎが整数でなくても長時間の加工であれば同様の効果を得ることができる。
【００３７】
この制御の流れを、図７のフローチャートに基づいて説明する。最初に外部入力装置６から刃数及びｎを入力（Ｓ１１）する。この入力データと主軸回転制御装置１１から得た工具回転速度から、演算装置１２が本制御の強制振動の角速度を計算（Ｓ１２）し、数値制御装置１３が求めた角速度に基づいて送り軸駆動ユニット３を制御して（Ｓ１３）、加工が行われる。そして、送り軸１０ａ，１０ｂの制御は、加工が終了するまで実施される（Ｓ１４）。
【００３８】
この制御により、送り軸１０ａ，１０ｂに重畳させる振動が工具１の回転数に同期せずにずれた振動数となるため、従来であれば特定の１つの切れ刃１ａに作用するはずだった最大切削力を他の切れ刃１ａに分散化することができる。その結果、各切れ刃１ａにかかる切削力を分散させて更には均等になるよう割り振ることができ、工具チッピングを抑制して工具寿命を延ばすことができるし、同時に最大切削力を分散させるため工具１のびびり振動も抑制される。
尚、工具１の回転数に同期させない振動を重畳させる上記加工形態は、びびり振動の抑制に関して見れば、工具１の刃数に関係なく切れ刃１ａが単数であっても有効である。
【００３９】
この制御による加工結果を具体的に示すと以下の様である。まず、通常の加工状態を確認するために、直径φ＝５０ｍｍインサートタイプのミーリング工具にて６−４チタン合金加工を実施した。切削速度Ｖｃ＝４５ｍ／ｍｉｎ、１刃あたり送り量ｆｚ＝０．１ｍｍ／刃、軸方向切込Ａｐ＝１８ｍｍ、径方向切込Ａｅ＝５０ｍｍ、刃数Ｚ＝４の溝切削、本制御による送り軸１０ａ，１０ｂの微小半径Ｒ＝８０μｍ、その周波数ｆ＝４．７７Ｈｚ（ｎ＝０で、強制振動の角速度を工具回転角速度に等しく（上記式６でｎ＝０）した場合）といった切削条件である。
図８は、この条件での加工中の切削力分布を示す表図であり、♯１〜♯４は４枚ある切れ刃１ａの番号を示している。尚、これは加工物に切削動力計を取付けて加工して取得している。
【００４０】
次に、本制御の効果を確認するために、周波数をｆ＝３．８２Ｈｚ（工具回転周波数の４／５、上式でｎ＝１）と変更して加工した。図９は、この条件での加工中の切削力分布を示す表図であり、強制振動周波数を工具回転数からずらした場合を示している。
図８，図９の加工結果から、ｎ＝０の場合は最大切削力が常に特定の刃のみに印加されている（図８では♯２の切れ刃１ａに集中）が、ｎ＝１の場合は切れ刃１ａに印加される最大切削力が順次移動していることがわかる。具体的に、図９では５山で１周期を形成し、最大値は♯３→♯４→・・・と順次移動しているのが見て取れる。結果として、工具チッピング発生割合がより少なくなった。
【００４１】
このように、送り軸１０に重畳させる振動を工具回転数に対して僅かにずらした値（例えば、上述したように工具回転周波数に対して４／５の振動数）とすることで、特定の１つの切れ刃１ａに作用する最大切削力が他の刃に分散化されるし、各切れ刃１ａにかかる切削力が均等に割り振られるよう制御できる。そして、切れ刃１ａに作用する最大切削力が分散化されるため、同時にびびり振動も抑制することができる。
【００４２】
尚、強制振動を制御するための式は、上記実施形態に限定されるものではなく、加工条件などにより本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であるし、式ではなく所定の周期からなる点群データなどを用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１・・工具、１ａ・・切れ刃、２・・主軸、３・・送り軸駆動ユニット、４・・被加工物、５・・加工振動抑制装置、６・・外部入力装置（条件入力手段）、１０・・送り軸、１１・・主軸回転制御装置、１２・・演算装置（振動演算手段）、１３・・数値制御装置（送り制御手段）。
【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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