(57)【要約】【課題】不完全ねじ部の長さを短縮でき、主軸回転数を上げてねじ切り加工の総加工時間を短縮することができるねじ切り加工装置を提供する。【解決手段】  数値制御旋盤１０は主軸２０と、主軸モータ２３０と、主軸２０に対して相対移動自在な刃物台３４０と、主軸２０と平行な軸方向に刃物台３４０を駆動するＺ軸送りモータ３２０と、主軸２０と垂直な軸方向に刃物台３４０を起動するＸ軸送りモータ３５０とを備える。数値制御旋盤１０は主軸２０に保持されたワークＷに対して刃物台３４０を相対移動させ、加工工具４００によりワークＷに有効ねじ部と不完全ねじ部を有するねじを形成し得る。ＮＣ装置１００は不完全ねじ部を加工する場合の主軸回転数を有効ねじ部を加工する場合の主軸回転数よりも小さくなるように主軸モータ２３０を制御し、Ｚ軸送りモータ３２０と、主軸モータ２３０を同期補間して制御する。【選択図】        図１
2006000995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持する主軸と、前記主軸を回転駆動する主軸駆動手段と、加工工具を備えた刃物台と、前記主軸及び刃物台の少なくともいずれか一方を前記主軸の軸心と平行な第１軸方向へ移動するように駆動する第１駆動手段と、前記主軸及び刃物台の少なくともいずれか一方を、前記第１軸方向と直交する第２軸方向に駆動する第２駆動手段と、前記主軸駆動手段、第１駆動手段及び前記第２駆動手段をそれぞれ制御駆動する制御手段と、を有し、前記主軸と、前記刃物台を相対移動させることによって、該刃物台の加工工具により前記主軸に保持されたワークに有効ねじ部と不完全ねじ部を有するねじを形成し得るねじ切り加工装置において、前記制御手段は、前記不完全ねじ部を加工する場合の主軸回転数を、前記有効ねじ部を加工する場合の主軸回転数よりも小さくなるように前記主軸駆動手段を制御するとともに、前記第１駆動手段と第２駆動手段のうち、少なくとも第１駆動手段を、前記主軸駆動手段とともに同期補間して制御することを特徴とするねじ切り加工装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、少なくとも不完全ねじ部領域では、主軸回転数を徐々に減速するように変化させることを特徴とする請求項１に記載のねじ切り加工装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記有効ねじ部領域のねじのピッチと不完全ねじ部領域のねじのピッチが同じとなるように前記第１駆動手段と第２駆動手段のうち、少なくとも第１駆動手段と、主軸駆動手段を同期補間して制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のねじ切り加工装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御し、不完全ねじ部領域では、主軸回転数を徐々に減少するように変化させることを特徴とする請求項１に記載のねじ切り加工装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御した後、該主軸回転数を徐々に減少するように制御し、不完全ねじ部領域では、前記有効ねじ部領域から継続して主軸回転数を徐々に減少するように変化させることを特徴とする請求項１に記載のねじ切り加工装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御した後、該主軸回転数を徐々に減少するように制御し、不完全ねじ部領域では、有効ねじ部領域で一定にした主軸回転数よりも少ない主軸回転数で一定にするように制御することを特徴とする請求項１に記載のねじ切り加工装置。
【請求項７】
前記不完全ねじ部の加工長を加工長関連パラメータに基づいて算出する加工長演算手段を備え、
該加工長と、前記加工長関連パラメータに含まれる不完全ねじ部の加工長の上限値の大小関係に応じて、制御手段は、有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域において主軸回転数を一定に制御するか、或いは、請求項４乃至請求項６のうちいずれかの制御を行うことを特徴とするねじ切り加工装置。
【請求項８】
前記加工長関連パラメータは、目標主軸回転数、不完全ねじ部領域加工時間、目標主軸加減速度及び不完全ねじ部の加工長の上限値を含み、
前記制御手段は、前記加工長が、前記上限値以下の場合、有効ねじ部領域で、前記目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定にした後、不完全ねじ部領域では前記目標主軸加減速度に基づいて主軸回転数を徐々に減少するように変化させることを特徴とする請求項７に記載のねじ切り加工装置。
【請求項９】
前記加工長関連パラメータは、有効ねじ部で採用される目標主軸回転数よりも小である不完全ねじ部領域で到達すべき到達目標主軸回転数、不完全ねじ部領域加工時間、目標主軸加減速度及び不完全ねじ部の加工長の上限値を含み、
前記制御手段は、該加工長が前記上限値以下の場合、前記有効ねじ部領域で前記目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定にする制御を行った後、前記目標主軸加減速度に基づいて、前記有効ねじ部領域及び前記不完全ねじ部領域で主軸回転数を徐々に減少するように変化させて、前記到達目標主軸回転数に向かって制御することを特徴とする請求項７に記載のねじ切り加工装置。
【請求項１０】
前記加工長関連パラメータは、有効ねじ部で採用される目標主軸回転数よりも小である不完全ねじ部領域で到達すべき到達目標主軸回転数、不完全ねじ部領域加工時間及び不完全ねじ部の加工長の上限値を含み、
前記制御手段は、該加工長が前記上限値以下の場合、前記有効ねじ部領域では前記目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定する制御を行った後、主軸回転数を徐々に減少するように変化させて前記到達目標主軸回転数に達するよう制御し、不完全ねじ部領域では前記到達目標主軸回転数に基づいた主軸回転数で一定にすることを特徴とする請求項７に記載のねじ切り加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ切り加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＣ旋盤等の数値制御工作機械における従来のねじ切り加工について図１４及び図１５を参照して説明する。
図１４（ａ），（ｂ）に示すように、ワーク５００に対してねじ切り加工を行う場合、主軸（図示しない）を回転中心としてワーク５００を回転させ、アプローチ部から、ワーク５００の周部に対して加工工具５１０を接触させながら、ワーク５００の回転に同期させて主軸の軸心Ｏに平行なＺ軸方向に加工工具５１０を移動させて有効ねじ部を形成する。なお、図１４（ｂ）は、有効ねじ部側の端部から見た側面図であり、矢印は、ワーク５００の回転方向を示している。そして、有効ねじ部の加工サイクル終了点付近では、加工工具５１０をねじ溝から、引き抜くため、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向の切り上げ動作を行うようにしている（図１５（ａ）〜（ｃ）参照）。
【０００３】
従って、この部分は、ねじ溝が浅い不完全ねじ部となる（図１４（ａ）参照）。この不完全ねじ部は、主軸回転数が速いほど長くなるため、設計図面指示より不完全ねじ部が長くなる場合は、主軸回転数を切削の適正な値よりも下げる必要がある。又、従来は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、有効ねじ部及び不完全ねじ部において、主軸回転数を一定に保ち、Ｚ軸とＸ軸の２軸補間でねじ切り加工を行うようにしている。
【０００４】
なお、特許文献１は、ねじ切り加工と、ねじ穴加工において、加工工具と主軸との同期制御に関して開示がされている。
【特許文献１】特開平１１−２４５１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来は上記のように、主軸回転数を、有効ねじ部、及び不完全ねじ部を加工する領域においても一定に保っていることから、図面指示（設計値）より、不完全ねじ部が長くなる場合は、主軸回転数を切削の適正な値より下げて、不完全ねじ部が長くならないようにしている。しかし、主軸回転数を下げると、有効ねじ部及び不完全ねじ部を含めた加工時間が長くなる問題がある。
【０００６】
なお、特許文献１では、加工工具と主軸との同期制御により、ねじ切り加工を短時間に実行できるものであるが、不完全ねじ部に対してどのようにするかの技術的事項については開示がない。
【０００７】
本発明の目的は、不完全ねじ部の長さを短縮できるとともに、主軸回転数を上げてねじ切り加工の総加工時間を短縮することができるねじ切り加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ワークを保持する主軸と、
前記主軸を回転駆動する主軸駆動手段と、加工工具を備えた刃物台と、前記主軸及び刃物台の少なくともいずれか一方を前記主軸の軸心と平行な第１軸方向へ移動するように駆動する第１駆動手段と、前記主軸及び刃物台の少なくともいずれか一方を、前記第１軸方向と直交する第２軸方向に駆動する第２駆動手段と、前記主軸駆動手段、第１駆動手段及び前記第２駆動手段をそれぞれ制御駆動する制御手段と、を有し、前記主軸と、前記刃物台を相対移動させることによって、該刃物台の加工工具により前記主軸に保持されたワークに有効ねじ部と不完全ねじ部を有するねじを形成し得るねじ切り加工装置において、前記制御手段は、前記不完全ねじ部を加工する場合の主軸回転数を、前記有効ねじ部を加工する場合の主軸回転数よりも小さくなるように前記主軸駆動手段を制御するとともに、前記第１駆動手段と第２駆動手段のうち、少なくとも第１駆動手段を、前記主軸駆動手段とともに同期補間して制御することを特徴とするねじ切り加工装置を要旨とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、少なくとも不完全ねじ部領域では、主軸回転数を徐々に減速するように変化させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記制御手段は、前記有効ねじ領域部のねじのピッチと不完全ねじ部領域のねじのピッチが同じとなるように前記第１駆動手段と第２駆動手段のうち、少なくとも第１駆動手段と、主軸駆動手段を同期補間して制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１において、前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御し、不完全ねじ部領域では、主軸回転数を徐々に減少するように変化させることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１においては、前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御した後、該主軸回転数を徐々に減少するように制御し、不完全ねじ部領域では、前記有効ねじ部領域から継続して主軸回転数を徐々に減少するように変化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１において、前記制御手段は、前記加工工具にて前記ワークを加工する有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御した後、該主軸回転数を徐々に減少するように制御し、不完全ねじ部領域では、有効ねじ部領域で一定にした主軸回転数よりも少ない主軸回転数で一定にするように制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、前記不完全ねじ部の加工長を加工長関連パラメータに基づいて算出する加工長演算手段を備え、該加工長と、前記加工長関連パラメータに含まれる不完全ねじ部の加工長の上限値の大小関係に応じて、制御手段は、有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域において主軸回転数を一定に制御するか、或いは、請求項４乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項７において、前記加工長関連パラメータは、目標主軸回転数、不完全ねじ部領域加工時間、目標主軸加減速度及び不完全ねじ部の加工長の上限値を含み、前記制御手段は、前記加工長が、前記上限値以下の場合、有効ねじ部領域で、前記目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定にした後、不完全ねじ部領域では前記目標主軸加減速度に基づいて主軸回転数を徐々に減少するように変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項７において、前記加工長関連パラメータは、有効ねじ部で採用される目標主軸回転数よりも小である不完全ねじ部領域で到達すべき到達目標主軸回転数、不完全ねじ部領域加工時間、目標主軸加減速度及び不完全ねじ部の加工長の上限値を含み、前記制御手段は、該加工長が前記上限値以下の場合、前記有効ねじ部領域で前記目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定にする制御を行った後、前記目標主軸加減速度に基づいて、前記有効ねじ部領域及び前記不完全ねじ部領域で主軸回転数を徐々に減少するように変化させて、前記到達目標主軸回転数に向かって制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項７において、前記加工長関連パラメータは、有効ねじ部で採用される目標主軸回転数よりも小である不完全ねじ部領域で到達すべき到達目標主軸回転数、不完全ねじ部領域加工時間及び不完全ねじ部の加工長の上限値を含み、前記制御手段は、該加工長が前記上限値以下の場合、前記有効ねじ部領域では前記目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定する制御を行った後、主軸回転数を徐々に減少するように変化させて前記到達目標主軸回転数に達するよう制御し、不完全ねじ部領域では前記到達目標主軸回転数に基づいた主軸回転数で一定にすることを特徴とする。
【００１８】
なお、本明細書では、主軸回転数を使用するが、主軸回転数は主軸回転速度と同じ意味であるため、主軸回転数が減速（減少）するとは、主軸回転速度が減速する意味で使用している。
【００１９】
又、本明細書で使用する「目標主軸回転数」は、予め設定された値であって、有効ねじ部領域で主軸回転数を一定にして制御されるときに使用される主軸回転数である。
又、「到達目標主軸回転数」は、不完全ねじ部領域で到達する目標値である主軸回転数である。
【００２０】
又、有効ねじ部領域は、ワークの有効ねじ部となる部分を加工する場合の、加工工具の移動範囲を意味し、不完全ねじ部領域はワークの不完全ねじ部となる部分を加工する場合の加工工具の移動範囲を意味する。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、不完全ねじ部を加工するときの主軸回転数を、有効ねじ部を加工するときの主軸回転数よりも小さくするため、従来、有効ねじ部と不完全ねじ部の主軸回転数を同じにしていたときよりも、不完全ねじ部の長さを短縮できる。又、不完全ねじ部による切削条件の制限がなくなり、有効ねじ部を加工する際の主軸回転数を不完全ねじ部を加工する場合よりも上げて、有効ねじ部の加工時間を短縮でき、ひいてはねじ切り加工の加工時間を短縮できる。さらに、請求項１の発明によれば、従来できなかったねじ加工中の主軸オーバライドを変更できる効果がある。
【００２２】
請求項２の発明によれば、有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域のうち、少なくとも不完全ねじ部領域では、主軸回転数を徐々に減速するように変化させることにより、上記効果を容易に実現することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、有効ねじ部と不完全ねじ部を同じねじのピッチにすることができる。
請求項４の発明によれば、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御し、不完全ねじ部領域では、主軸回転数を徐々に減少するように変化させることにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御した後、該主軸回転数を徐々に減少するように制御し、不完全ねじ部領域では、前記有効ねじ部領域から継続して主軸回転数を徐々に減少するように変化させることにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、有効ねじ部領域では主軸回転数を一定にして制御した後、該主軸回転数を徐々に減少するように制御し、不完全ねじ部領域では、有効ねじ部領域で一定にした主軸回転数よりも少ない主軸回転数で一定にするように制御することにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００２６】
請求項７の発明によれば、不完全ねじ部の加工長と、前記加工長関連パラメータに含まれる不完全ねじ部の加工長の上限値の大小関係に応じて、有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域において主軸回転数を一定に制御するか、或いは請求項４乃至請求項６のうちいずれかに記載の制御が行われる。この場合、請求項４乃至請求項６のうちいずれかに記載の制御が行われると、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００２７】
請求項８の発明によれば、不完全ねじ部の加工長が、不完全ねじ部の加工長の上限値以下の場合、有効ねじ部領域で、目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定にした後、不完全ねじ部領域では目標主軸加減速度に基づいて主軸回転数を徐々に減少するように変化させることにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００２８】
請求項９の発明によれば、不完全ねじ部の加工長が不完全ねじ部の加工長の上限値以下の場合、有効ねじ部領域で目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定にした後、有効ねじ部領域及び不完全ねじ部領域で主軸回転数を徐々に減少するように変化させて、到達目標主軸回転数に向かって制御することにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【００２９】
請求項１０の発明によれば、不完全ねじ部の加工長が不完全ねじ部の加工長の上限値以下の場合、有効ねじ部領域では前記目標主軸回転数に応じて主軸回転数を一定にした後、主軸回転数を徐々に減少させて到達目標主軸回転数に達するよう制御する、そして、不完全ねじ部領域で到達目標主軸回転数に基づいた主軸回転数で一定にすることにより、請求項１の効果を容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明のねじ切り加工装置を数値制御旋盤１０に具体化した実施形態を図１〜１０を参照して説明する。
数値制御旋盤１０は、図１に示すように、Ｚ軸を回転中心として回転自在な主軸２０を有しており、主軸２０には爪３０が、その中心を該主軸２０に一致させた形で主軸２０と共に回転駆動自在に設けられている。爪３０にはねじを切削加工すべきワークＷが、該主軸２０の回転軸であるＺ軸を回転中心として回転自在な形で把持固定されている。主軸２０には該主軸２０を回転駆動させ得る主軸モータ２３０が接続されている。主軸モータ２３０は、主軸駆動手段に相当する。又、主軸２０には該主軸２０の回転検出器であるパルスエンコーダ等からなる角度検出器１２２が、取付けられている。角度検出器１２２は、主軸モータ２３０が一定角度回転する毎にパルス信号を発生し、主軸制御部１７０へフィードバックする。この主軸モータ２３０及び爪３０を備えた主軸２０は、ベッド（図示略）に配設されている。
【００３１】
刃物台駆動機構３００は、サドル３１０をＺ軸方向（図１では水平方向であって、主軸２０の軸心と平行）に移動させるためのＺ軸送りモータ３２０と送りねじ３３０、及びサドル３１０に設けられた刃物台３４０をＸ軸方向（図では垂直方向）に移動させるためのＸ軸送りモータ３５０と送りねじ３６０等により構成されている。Ｚ軸方向は、第１軸方向に相当し、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向に直交する第２軸方向に相当する。Ｘ軸送りモータ３５０及びＺ軸送りモータ３２０には、それぞれＸ軸位置及びＺ軸位置検出器としてのロータリエンコーダ１２４Ｘ，１２６Ｚが装着され、両ロータリエンコーダにより加工工具４００のＸ軸位置、Ｚ軸位置が検出可能である。Ｚ軸送りモータ３２０は、第１駆動手段に相当し、Ｘ軸送りモータ３５０は、第２駆動手段に相当する。
【００３２】
刃物台３４０には、ねじ切りバイト即ち加工工具４００が着脱自在に装着されている。数値制御旋盤１０にはねじ切り加工制御装置としてのＮＣ装置１００が、主軸２０と加工工具４００を制御駆動させ得る形で設けられており、ＮＣ装置１００は、図２に示すように、ＣＰＵからなる主制御部１１０を有している。主制御部１１０は、制御手段、加工長演算手段に相当する。主制御部１１０には入力部１２０、Ｘ軸制御部１３０、Ｚ軸制御部１４０、補間制御部１５０、主軸制御部１７０、加工プログラム解析部１８０、操作盤１８５、表示部１８７、テープリーダ１９０、記憶部（メモリ）１９５等が接続されている。入力部１２０には刃物台３４０のロータリエンコーダ１２４Ｘ，１２６Ｚ及び前記主軸２０の角度検出器１２２がそれぞれ接続されている。なお、図１では、説明の便宜上、ＮＣ装置１００の構成を一部省略して図示していないが、図２に示すように、Ｘ軸制御部１３０には駆動回路１３２を介してＸ軸送りモータ３５０が接続されている。又、Ｚ軸制御部１４０には駆動回路１４２を介してＺ軸送りモータ３２０が接続されている。さらに、主軸制御部１７０には駆動回路１７２を介して前記主軸モータ２３０が、接続されている。
【００３３】
Ｘ軸制御部１３０は、その出力制御信号によって駆動回路１３２を介してＸ軸送りモータ３５０の回転を制御し、ロータリエンコーダ１２４Ｘからの送りねじ３６０の回転速度に比例する周波数のパルス信号をフィードバック信号として入力する。
【００３４】
一方、Ｚ軸制御部１４０は、その出力制御信号によってＺ軸送りモータ３２０の回転を制御し、ロータリエンコーダ１２６Ｚからの送りねじ３３０の回転速度に比例する周波数のパルス信号をフィードバック信号として入力するようにされている。
【００３５】
補間制御部１５０は、主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０，Ｚ軸制御部１４０で生成された１ブロック分の実行データを受け取り、単位時間当たりの各軸の移動量を演算する。主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０，及びＺ軸制御部１４０は、補間制御部１５０で演算された単位時間当たりの各軸の移動量に基づいてそれぞれ主軸モータ２３０，Ｚ軸送りモータ３２０，Ｘ軸送りモータ３５０を互いに同期補間の制御にて駆動が可能である。又、主軸制御部１７０、及びＺ軸制御部１４０は、補間制御部１５０で演算された単位時間当たりの各軸の移動量に基づいてそれぞれ主軸モータ２３０，Ｚ軸送りモータ３２０を互いに同期補間の制御にて駆動が可能である。
【００３６】
具体的には、後述する有効ねじ部領域において、主軸２０の回転、Ｘ軸の送り、及びＺ軸の送りの同期補間の制御が、主制御部１１０の制御指令に基づいて、主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０及びＺ軸制御部１４０を介して行われる。又、後述する不完全ねじ部領域において、主軸２０の回転、Ｘ軸の送り、及びＺ軸の送りについての同期補間の制御が、主制御部１１０の制御指令に基づいて、主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０及びＺ軸制御部１４０を介して行われる。なお、後述する不完全ねじ部領域においては、主軸２０の回転、及びＺ軸の送りについての同期補間の制御を、主制御部１１０の制御指令に基づいて、主軸制御部１７０、及びＺ軸制御部１４０を介して行うようにしてもよい。
【００３７】
記憶部１９５は、図示しない入力部で入力されたデータや、補間制御部１５０で生成した各種データや、各種プログラムを格納する。操作盤１８５は、各種データを入力したり、操作入力するためのキー群を備えている。表示部１８７は、液晶表示装置や又はＣＲＴ等から構成されたディスプレイ装置である。
【００３８】
そして、ＮＣ装置１００の制御により、刃物台駆動機構３００が駆動されて、刃物台３４０に取り付けた加工工具４００がＸ軸方向及びＺ軸方向に移動されるとともに、主軸２０の爪３０に保持されたワークＷが回転されて加工される。
【００３９】
なお、図の例では、説明の便宜上簡略して、刃物台３４０に１つの加工工具４００のみが取り付けたようにしているが、この形態に限定するものではない。例えば、この種の装置には一般にはターレット式刃物台を使用して、その周囲に放射状に多数の工具、例えば各種の外径削り用バイト、内径削り用バイト、ねじ切り用バイト、突切り用バイト、回転工具であるドリルなどが取り付けられており、それらのいずれかを任意に選択して使用できるようされている。従って、この実施形態においても、ターレット式刃物台を使用して、ねじ切り加工プログラムの実行中に工具を自動的に交換できるものとする。
【００４０】
（実施形態の作用）
次に、本実施形態の数値制御旋盤１０の作用を説明する。図３〜４は、ＮＣ装置１００が実行するねじ切り加工で行われるＺ軸送り速度パターンの決定のためのフローチャートであり、ねじ切り加工を行う前に、操作盤１８５の図示しないスタートボタンの操作がされると、主制御部１１０により、実行される。なお、本実施形態では、１条ねじのねじ切り加工について説明するが、ねじ条数に限定されるものではない。
【００４１】
（Ｓ１０）
Ｓ１０では、操作盤１８５を操作して、ワークＷの材質が入力されると、そのワークＷ材質に応じて、記憶部１９５に格納されたパラメータが読み込まれる。すなわち、操作盤１８５にて、ワークＷの材質が選択されると、記憶部１９５に格納したデータベースからその材質に応じたパラメータが一義的に読み込まれる。
【００４２】
具体的には、不完全ねじ部の最低周速度Ｖ０（mm／min）、ねじ切り加工における主軸加減速度Ａｓ（rev/min2）、Ｘ軸送り速度クランプ値Ｆｘ（mm／min）、X軸加減速時定数Ｔｘ（sec）が読み込まれる。これらの値は、後に不完全ねじ部長さ（不完全ねじ部の加工長に相等する）を算出するための基礎となるパラメータである。主軸加減速度Ａｓは目標主軸加減速度に相等する。
【００４３】
不完全ねじ部の最低周速度Ｖ０（mm／min）、ねじ切り加工における主軸加減速度Ａｓ（rev/min2）、Ｘ軸送り速度クランプ値Ｆｘ（mm／min）は、選択されたワークＷの材質の加工条件でもある。
【００４４】
Ｓ２０では、ねじ切り加工プログラムがテープリーダ１９０等から読み込まれる。このねじ切り加工プログラムには、予め、形成するべきねじに関するデータが含まれており、このデータを読み込む。具体的には、形成するべきねじに関するデータとしては、ねじ終点部のＸ座標値Ｘ（mm）、同じくねじ終点部のＺ座標値Ｚ（mm）、ねじ山高さＫ（mm）、ねじのリードＦ（mm）、目標主軸回転数Ｓ（min−１）、不完全ねじ部長さの上限値Ｊ（mm）及び有効ねじ部長さＲ（有効ねじ部の加工長に相当する）であり、これらの値は固定値である。なお、ねじ終点部とは、不完全ねじ部の終点部である。
【００４５】
Ｓ３０では、不完全ねじ部領域の加工時間ΔＴ（不完全ねじ部領域加工時間）の算出が次式にて行われる。
【００４６】
【数１】
2006000995.tif 000003
Ｓ４０では、不完全ねじ部領域の主軸最低回転数Ｓ０の算出が次式にて行われる。
【００４７】
【数２】
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Ｓ５０では、不完全ねじ部長さＪ１の算出が次式にて行われる。
【００４８】
【数３】
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Ｓ６０では、Ｓ５０で算出された不完全ねじ部長さＪ１と、上限値Ｊとの大小関係の判定が行われる。Ｊ１＞Ｊの場合は、Ｓ７０に移行され、Ｊ１≦Ｊの場合は、Ｓ１４０でＺ軸送り速度パターンＡが選択されて、このルーチンが終了される。
【００４９】
Ｓ７０では、不完全ねじ部長さＪ２（＜Ｊ１）の算出が次式にて行われる。Ｓ７０の「数４」で使用される各種データ（ΔＴ、Ｆ、Ｓ、Ａｓ）は、加工長関連パラメータに相当する。
【００５０】
【数４】
2006000995.tif 000006
Ｓ８０では、Ｓ７０で算出された不完全ねじ部長さＪ２と、上限値Ｊとの大小関係の判定が行われる。Ｊ２＞Ｊの場合は、Ｓ９０に移行され、Ｊ２≦Ｊの場合は、Ｓ１５０でＺ軸送り速度パターンＢが選択されて、このルーチンが終了される。
【００５１】
Ｓ９０では、不完全ねじ部長さＪ３（＜Ｊ２＜Ｊ１）の算出が次式にて行われる。「数５」の算出で使用される各種データ（ΔＴ、Ｆ、Ｓ０、Ａｓ）は、加工長関連パラメータに相当する。
【００５２】
【数５】
2006000995.tif 000007
Ｓ１００では、Ｓ９０で算出された不完全ねじ部長さＪ３と、上限値Ｊとの大小関係の判定が行われる。Ｊ３＞Ｊの場合は、Ｓ１１０に移行され、Ｊ３≦Ｊの場合は、Ｓ１６０でＺ軸送り速度パターンＣが選択されて、このルーチンが終了される。
【００５３】
Ｓ１１０では、不完全ねじ部長さＪ４（＜Ｊ３＜Ｊ２＜Ｊ１）の算出が次式にて行われる。Ｓ１１０の「数６」で使用される各種データ（ΔＴ、Ｆ、Ｓ０）は、加工長関連パラメータに相当する。
【００５４】
【数６】
2006000995.tif 000008
Ｓ１２０では、Ｓ１１０で算出された不完全ねじ部長さＪ４と、上限値Ｊとの大小関係の判定が行われる。Ｊ４＞Ｊの場合は、Ｓ１３０に移行され、Ｊ４≦Ｊの場合は、Ｓ１７０でＺ軸送り速度パターンＤが選択されて、このルーチンが終了される。
【００５５】
Ｓ１３０では、アラーム（警告文）が表示部１８７に表示されてこのルーチンを終了する。すなわち、現在付与されている各種データに基づいて算出した不完全ねじ部の加工長ではいずれも、上限値を超えてしまい、現在付与されているデータに基づいてのねじ切り加工は好ましくないとして警告を付与するのである。
【００５６】
次に、Ｓ１４０〜Ｓ１７０で選択されるＺ軸送り速度パターンＡ〜Ｄについて説明するとともに、各パターンが選択された場合の、主軸回転数について説明する。
（Ｚ軸送り速度パターンＡ）
図７（ａ）は、Ｚ軸送り速度パターンＡを示しており、有効ねじ部領域及び不完全ねじ部領域とも、Ｚ軸送り速度は一定値に保持される。なお、この場合のＺ軸送り速度は、目標主軸回転数ＳとねじのリードＦの積である。
【００５７】
Ｚ軸送り速度パターンＡにおいて、ｔ１は有効ねじ部領域の始点の切削開始時点を示している（以下、同様）。又、ｔａ（＞ｔ１）は、不完全ねじ部の始点の切削開始時点を示す。
【００５８】
このＺ軸送り速度パターンＡが選択された場合、有効ねじ部領域において、主制御部１１０は、ロータリエンコーダ１２６Ｚの検出信号に基づいて加工工具４００の実際のＺ軸位置を算出し、算出した実際のＺ軸位置に基づいて有効ねじ部の切削加工が終了したか否かを判定する。主制御部１１０は、加工工具４００の実際のＺ軸位置が有効ねじ部の終点のＺ軸位置の場合、有効ねじ部の切削加工が終了したと判定し、この有効ねじ部の切削加工が終了した時点ｔａからは、主制御部１１０は、不完全ねじ部の切削を開始するように、主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０、及びＺ軸制御部１４０を制御する。
【００５９】
なお、Ｚ軸送り速度パターンＡが選択された場合は、図８（ａ）に示すように有効ねじ部領域及び不完全ねじ部領域のいずれも、主制御部１１０により、主軸２０は、目標主軸回転数Ｓ（固定値），すなわち、一定の回転数で回転される（主軸回転数パターンＡ１）。
【００６０】
又、有効ねじ部領域では、主軸２０の回転と、Ｘ軸及びＺ軸の送りは、主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０，Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。不完全ねじ部領域では、主軸２０の回転、Ｘ軸及びＺ軸の送りは、主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０，Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。このように、いずれの領域においても、主軸回転数が一定で、かつＺ軸送り速度が一定となるように、主軸２０とＺ軸の送りが同期補間されて、両領域でねじのピッチＰが同じとなるように加工される。
【００６１】
（Ｚ軸送り速度パターンＢ）
図７（ｂ）は、Ｚ軸送り速度パターンＢを示しており、有効ねじ部領域においては、Ｚ軸送り速度は一定値に保持される。なお、この領域のＺ軸送り速度は、目標主軸回転数ＳとねじのリードＦの積である。又、不完全ねじ部領域の全域、すなわち、有効ねじ部領域の終点（＝不完全ねじ部領域の始点）から不完全ねじ部領域の終点まで（加工時間ΔＴ中の領域）の間、Ｚ軸送り速度は、図７（ｂ）に示すように、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速するように設定されている。
【００６２】
図７（ｂ）に示すＺ軸送り速度パターンＢにおいて、ｔｂ（＝ｔａ）は、不完全ねじ部の始点の切削開始時点を示す。
このＺ軸送り速度パターンＢが選択された場合、有効ねじ部領域において、主制御部１１０は、ロータリエンコーダ１２６Ｚの検出信号に基づいて加工工具４００の実際のＺ軸位置を算出し、算出した実際のＺ軸位置に基づいて有効ねじ部の切削加工が終了したか否かを、Ｚ軸送り速度パターンＡを選択したときと同様に判定する。主制御部１１０は、加工工具４００の実際のＺ軸位置が有効ねじ部の終点のＺ軸位置の場合、有効ねじ部の切削加工が終了したと判定し、この有効ねじ部の切削加工が終了した時点ｔｂからは、主制御部１１０は、不完全ねじ部の切削を開始するように、主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０、及びＺ軸制御部１４０を制御する。
【００６３】
又、Ｚ軸送り速度パターンＢが選択された場合は、図８（ｂ）に示すように有効ねじ部領域では、主制御部１１０の制御により、主軸２０は目標主軸回転数Ｓ（固定値）で、すなわち、一定の回転数で回転される。又、不完全ねじ部領域の全域では、主軸回転数は、図８（ｂ）に示すように、有効ねじ部領域の終点から加工時間ΔＴの時間中、傾きＡｓ（主軸加減速度）で徐々に減速される（主軸回転数パターンＢ１）。なお、この場合、主軸回転数が最終的に向かう目標値は、図８（ｂ）に示すように主軸最低回転数Ｓ０よりも大となる値である。
【００６４】
又、有効ねじ部領域では、主軸２０の回転と、Ｘ軸及びＺ軸の送りは、主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０，Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。不完全ねじ部領域では、主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０、Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により、ねじのピッチＰが有効ねじ部領域と同じとなるように主軸２０の回転とＺ軸の送りが同期補間で制御されるとともに、主軸２０の回転とＸ軸の送りが同期補間で制御される。
【００６５】
（Ｚ軸送り速度パターンＣ）
図７（ｃ）は、Ｚ軸送り速度パターンＣを示しており、有効ねじ部領域の始点から始まる一部の領域においては、Ｚ軸送り速度は一定値に保持される。なお、この領域のＺ軸送り速度は、目標主軸回転数ＳとねじのリードＦの積である。又、有効ねじ部領域の前記一部においては、該一部の領域の終点から、有効ねじ部領域の終点までは、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速するように設定されている。さらに、不完全ねじ部領域の全域では、Ｚ軸送り速度は、図７（ｃ）に示すように、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速し、不完全ねじ部領域の終点で、Ｓ０・Ｆ（主軸最低回転数Ｓ０とねじのリードＦの積）に達するように設定されている。
【００６６】
図７（ｃ）に示すＺ軸送り速度パターンＣにおいて、ｔｃ１は前述の前記一部の領域の終点から、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速を開始する時点を示している。さらにｔｃ２（＞ｔｃ１＞ｔ１）は、不完全ねじ部の始点の切削開始時点を示している。
【００６７】
ｔｃ１及びｔｃ２に達した時に、加工工具４００が位置すべきＺ軸位置（予定位置）は、予めねじ切り加工プログラムに含まれた演算式に基づいて、主制御部１１０が算出する。なお、前記予定位置の算出には、切削開始時点ｔ１、有効ねじ部長さＲ、有効ねじ部領域のＺ軸送り速度（Ｓ・Ｆ）、傾きＡｓ・Ｆ、加工時間ΔＴ、Ｓ０・Ｆ（主軸最低回転数Ｓ０とねじのリードＦの積）のデータが使用される。ここで、主軸最低回転数Ｓ０は、到達目標主軸回転数に相当する。
【００６８】
そして、有効ねじ部領域では、主制御部１１０は、加工工具４００の実際のＺ軸位置をロータリエンコーダ１２６Ｚの検出信号に基づいて算出し、加工工具４００の実際のＺ軸位置が、予定位置である一方のＺ軸位置に達した時点ｔｃ１から、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速して切削を行う。又、主制御部１１０は、残りの予定位置である一方のＺ軸位置に達した時点ｔｃ２から、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で減速しながら不完全ねじ部の加工切削を行う。
【００６９】
又、Ｚ軸送り速度パターンＣが選択された場合は、図８（ｃ）に示すように有効ねじ部領域の始点から始まる一部の領域では、主制御部１１０により、主軸２０は、ｔ１〜ｔｃ１の間は、目標主軸回転数Ｓ（固定値）で回転され、すなわち、主軸２０は一定の回転数で回転される。又、ｔｃ１〜ｔｃ２、及び不完全ねじ部領域の全域では、すなわち、図８（ｃ）に示すように、主制御部１１０により、主軸回転数は傾きＡｓ（主軸加減速度）で到達目標主軸回転数である主軸最低回転数Ｓ０に向かって徐々に減速される（主軸回転数パターンＣ１）。
【００７０】
又、有効ねじ部領域では、主軸２０の回転と、Ｘ軸及びＺ軸の送りは主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０，Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。不完全ねじ部領域では、主軸２０の回転、Ｘ軸の送り及びＺ軸の送りは、主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０、Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。  そして、有効ねじ部領域の一部の領域では、主軸回転数が一定、かつＺ軸送り速度が一定となるように、主軸２０とＺ軸の送りが同期補間されて、ねじのピッチＰが同じとなるように加工される。又、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で減速しながら加工切削が行われる領域では、ねじのピッチＰが有効ねじ部領域の前記一部の領域と同じとなるように主軸２０回転とＺ軸の送りが同期補間で制御される。
【００７１】
（Ｚ軸送り速度パターンＤ）
図７（ｄ）は、Ｚ軸送り速度パターンＤを示しており、有効ねじ部領域の始点から始まる一部の領域においては、Ｚ軸送り速度は一定値に保持される。なお、この場合のＺ軸送り速度は、目標主軸回転数ＳとねじのリードＦの積である。又、有効ねじ部領域の一部において、前記一部の領域の終点から、有効ねじ部領域の終点までは、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速するように設定され、かつ、有効ねじ部領域の終点に達したときに、Ｚ軸送り速度が、Ｓ０・Ｆ（主軸最低回転数Ｓ０とねじのリードＦの積）の速度となるように設定されている。さらに、不完全ねじ部領域の全域では、Ｚ軸送り速度を、図７（ｄ）に示すように、Ｓ０・Ｆ（主軸最低回転数Ｓ０とねじのリードＦの積）にして一定に保持される。
【００７２】
図７（ｄ）に示すＺ軸送り速度パターンＤにおいて、ｔｄ１は前述の前記一部の領域の終点から、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速を開始する時点を示している。さらにｔｄ２（＞ｔｄ１＞ｔ１）は、不完全ねじ部の始点の切削開始時点を示している。
【００７３】
ｔｄ１及びｔｄ２に達したときに、加工工具４００が位置すべきＺ軸位置（予定位置）は、予めねじ切り加工プログラムに含まれた演算式に基づいて、主制御部１１０が算出する。なお、前記予定位置の算出には、切削開始時点ｔ１、有効ねじ部長さＲ、有効ねじ部領域のＺ軸送り速度（Ｓ・Ｆ）、傾きＡｓ・Ｆ、Ｓ０・Ｆ（主軸最低回転数Ｓ０とねじのリードＦの積）のデータが使用される。
【００７４】
そして、有効ねじ部領域では、主制御部１１０は、加工工具４００の実際のＺ軸位置をロータリエンコーダ１２６Ｚの検出信号に基づいて算出し、加工工具４００の実際のＺ軸位置が、予定位置である一方のＺ軸位置に達した時点ｔｄ１から、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で徐々に減速して切削を行う。
【００７５】
加工工具４００の実際のＺ軸位置が、予定位置である一方のＺ軸位置に達した時点ｔｄ２からは、Ｚ軸送り速度を、Ｓ０・Ｆ（主軸最低回転数Ｓ０とねじのリードＦの積）の速度にして一定にし、不完全ねじ部の加工切削を行う。
【００７６】
なお、Ｚ軸送り速度パターンＤが選択された場合、図８（ｄ）に示すように有効ねじ部領域の始点から始まる一部の領域では、主制御部１１０により、主軸２０は、ｔ１〜ｔｄ１の間は、目標主軸回転数Ｓ（固定値）で回転され、すなわち、主軸２０は一定の回転数で回転される。
【００７７】
又、ｔｄ１〜ｔｄ２では、図８（ｄ）に示すように、有効ねじ部領域の一部の終点（時点ｔｄ１）から有効ねじ部領域の終点までは、主制御部１１０により、主軸回転数が傾きＡｓ（主軸加減速度）で到達目標主軸回転数である主軸最低回転数Ｓ０に向かって徐々に減速する。さらに、主制御部１１０により、主軸回転数が不完全ねじ部領域では、主軸最低回転数Ｓ０で一定となる（主軸回転数パターンＤ１）。
【００７８】
又、有効ねじ部領域では、主軸２０の回転と、Ｘ軸及びＺ軸の送りは主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０，Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。不完全ねじ部領域では、主軸２０の回転、Ｘ軸の送り及びＺ軸の送りは、主軸制御部１７０，Ｘ軸制御部１３０，Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。
【００７９】
そして、有効ねじ部領域の一部の領域では、主軸回転数が一定、かつＺ軸送り速度が一定となるように、主軸２０とＺ軸の送りが同期補間されて、ねじのピッチＰが同じとなるように加工される。又、傾きＡｓ・Ｆ（主軸加減速度とねじリードの積）で減速しながら加工切削が行われる領域では、ねじのピッチＰが有効ねじ部領域の前記一部の領域と同じとなるように主軸２０回転とＺ軸の送りが同期補間で制御される。さらに、不完全ねじ部領域では、主軸２０の回転、及びＺ軸の送りは、主軸制御部１７０，Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御され、ねじのピッチＰが前記有効ねじ部領域と同じとなるように加工される。
【００８０】
さて、上記のように、Ｚ軸送り速度パターンのいずれかが選択された場合、引き続き、ねじ切り加工プログラムに基づいて主制御部１１０は、選択されたＺ軸送り速度パターンＡ〜Ｄ及び、そのＺ軸送り速度パターンと対応する主軸回転数パターンＡ１〜Ｄ１にて、ワークＷに対するねじ切り加工を行う。
【００８１】
以下では、説明の便宜上、Ｚ軸送り速度パターンＣが選択されたものとして説明する。ねじ切り加工が開始されると、主制御部１１０は、主軸制御部１７０、駆動回路１７２を介して、主軸モータ２３０を制御して、主軸回転数が目標主軸回転数Ｓとなるように制御する。
【００８２】
そして、主軸回転数が目標主軸回転数Ｓに達すると、主制御部１１０は、Ｚ軸制御部１４０及びＸ軸制御部１３０に制御指令を出力し、加工工具４００が待機する位置から、ワークＷの加工開始点までのアプローチ部の領域では、Ｘ軸方向の送りと、Ｚ軸方向の送りとを有効ねじ部直前まで、同期補間しながら加速する（図５（ａ）〜（ｃ）参照）。なお、図５（ａ）〜（ｃ）はＺ軸送り速度パターンＣの場合の、実際の主軸回転数、Ｚ軸送り速度、及びＸ軸送り速度のタイムチャートを示している。
【００８３】
有効ねじ部領域（ｔ１〜ｔｃ２）では、主軸２０の回転と、Ｚ軸及びＸ軸の送りは、主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０、Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により同期補間で制御される。そして、同図に示すようにｔ１〜ｔｃ１の間は、Ｚ軸送り速度パターンＣに従い、主軸回転数は、目標主軸回転数Ｓに基づいて制御され、一定に保持される。続く、ｔｃ１〜ｔｃ２の間は、主軸制御部１７０により、主軸回転数が傾きＡｓ（主軸加減速度）で徐々に減速する。
【００８４】
又、不完全ねじ部領域（加工時間ΔＴ）では、主軸２０の回転、Ｘ軸の送り及びＺ軸の送りは、主制御部１１０の制御指令に基づいて主軸制御部１７０、Ｘ軸制御部１３０、Ｚ軸制御部１４０及び補間制御部１５０により、同期補間で制御される。又、この領域では、主制御部１１０の制御指令に基づいて主軸制御部１７０により、主軸回転数が傾きＡｓ（主軸加減速度）で徐々に減速する。一方、不完全ねじ部領域では、主制御部１１０の制御指令に基づいて、Ｘ軸制御部１３０を介してＸ軸送りモータ３５０を駆動制御して、図５（ｃ）に示すように、Ｘ軸送り速度を変化させ、刃物台３４０を移動させることにより、加工工具４００をワークＷから離間する方向へ切り上げ、不完全ねじ部領域の終点で切り上げを完了する。
【００８５】
不完全ねじ部領域の終点を超えた時点からは、図５（ａ）に示すように、主制御部１１０の制御指令に基づいて、主軸制御部１７０は、主軸回転数を再び初期速度である目標主軸回転数Ｓになるように主軸モータ２３０を加速する。一方、主制御部１１０の制御指令に基づいて、Ｚ軸制御部１４０及びＸ軸制御部１３０は、Ｚ軸送り速度及びＸ軸送り速度が０となるように非補間で減速し、Ｘ軸送りモータ３５０及びＺ軸送りモータ３２０を停止制御する。
【００８６】
なお、図５（ｃ）に示すように、Ｘ軸送り速度は、０〜ｔ１の間のアプローチ部で立ち上がって、ｔ１〜ｔｃ１の間は、一定速度になる。ｔｃ１からｔｃ２の間は主軸回転数の減少に同期して、徐々に減速し、ｔｃ２からは、所定速度まで増速した後、その所定速度を一定時間保持した後は、０（ｍｍ／ｍｉｎ）まで減速するようにしている。この結果、図１１に示すように、形成された有効ねじ部では、先端の外径が小径で、基端の外径が大径となるテーパー形状を備えたものとなる。
【００８７】
なお、上記説明では、Ｚ軸送り速度パターンＣを使用したねじ切り加工について説明したが、残りのパターンについては、前述した各パターンの項目で説明しているため、説明を省略する。
【００８８】
本実施形態の特徴は、下記の通りである。
（１）  図６は、主制御部１１０の制御により行われるＺ軸位置と主軸回転角度の補間パターンを示し、縦軸が主軸回転角度（ｒａｄ）、横軸がＺ軸位置である。本実施形態の場合、有効ねじ部領域は勿論のこと、不完全ねじ部領域においても、主軸２０の回転と、Ｚ軸の送りを同期補間して、ピッチＰを一定とし、すなわち、ねじリードを一定とする。なお、ねじリードＬ（ねじを一回転したときにねじの軸方向に動く距離）とピッチＰとの関係は、１条ねじの場合は、Ｌ＝Ｐ、であり、２条ねじの場合は、Ｌ＝２Ｐとなる。すなわち、Ｌ＝ｎＰ、（ｎはねじの条数）の関係にある。本実施形態では、１条ねじのねじ切り加工である。
【００８９】
（２）  図９（ａ）は、従来のねじ切り加工の場合のＺ軸送り速度のタイムチャートであり、図１０は、従来の不完全ねじ部領域のタイムチャートである。従来は、Ｓ１を主軸回転数としたとき、Ｚ軸送り速度Ｓ１・Ｆを、有効ねじ部領域の加工時間（ｔ２−ｔ１）、及び不完全ねじ部領域の加工時間（ｔ３−ｔ２）において、一定にしている。すなわち、有効ねじ部領域（ｔ１〜ｔ２間）、及び不完全ねじ部領域（ｔ２〜ｔ３間）においては、主軸回転数を一定にしている。
【００９０】
Ｌ１は有効ねじ部長さであり、Ｌ１＝Ｓ１・Ｆ＊（ｔ２−ｔ１）で表される。Ｌ２は従来のねじ切り加工の不完全ねじ部長さであり、Ｌ２＝Ｓ１・Ｆ＊（ｔ３−ｔ２）で表される。
【００９１】
従来は、主軸回転数を、有効ねじ部、及び不完全ねじ部を加工する領域においても一定に保っていることから、図面指示（設計値）より、不完全ねじ部が長くなる場合は、主軸回転数を切削の適正な値より下げて、不完全ねじ部が長くならないようにしている。例えば、図１０に示すように、Ｓ１・ＦをＳ１１・Ｆ（＜Ｓ１・Ｆ）や、Ｓ１２・Ｆ（＜Ｓ１・Ｆ）に示すように下げる必要がある。なお、Ｓ１１（＜Ｓ１），Ｓ１２（＜Ｓ１１）はそれぞれ主軸回転数である。この場合、Ｓ１１，Ｓ１２での主軸回転数で不完全ねじ部領域を加工すると、その場合の不完全ねじ部長さＬ２１，Ｌ２２は、Ｌ２１＝Ｓ１１・Ｆ＊（ｔ３−ｔ２）、Ｌ２２＝Ｓ１２・Ｆ＊（ｔ３−ｔ２）でそれぞれ表される。従って、Ｌ２＞Ｌ２１＞Ｌ２２となる。
【００９２】
しかし、主軸回転数をこのように下げると、有効ねじ部領域でもその下げた主軸回転数で加工することになるため、有効ねじ部及び不完全ねじ部を含めた加工時間が長くなり、有効ねじ部領域及び不完全ねじ部領域を含めた加工時間が長くなる問題がある。なお、有効ねじ部長さは、一般的には、不完全ねじ部長さよりも、数倍以上の長さを有しており、有効ねじ部領域の加工時間が長くなること、すなわち総加工時間が長くなることには加工効率の点で好ましくない。
【００９３】
図９（ｂ）は、本実施形態のＺ軸送り速度パターンＣのＺ軸送り速度のタイムチャートである。
本実施形態では、有効ねじ部領域において、Ｚ軸送り速度を切削開始時点ｔ１からｔｃ１までは、Ｚ軸送り速度を一定に保持する。この場合、Ｚ軸送り速度を従来のＳ１・Ｆよりも速いＳ２・Ｆにする。そして、ｔｃ１〜ｔ４（＝ｔｃ２）〜ｔ５（不完全ねじ部領域の終点）までは、傾きＡｓ・（主軸加減速度）で徐々に減速する。この場合、主軸回転数も同様に図８（ｃ）に示すパターンとなる。この場合、従来のＳ１よりも速い主軸回転数Ｓ２で主軸２０が回転されるため、有効ねじ部領域の加工時間を短くでき、有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域の加工時間を短縮できる効果がある。
【００９４】
一方、不完全ねじ部領域では、有効ねじ部領域の主軸回転数よりも小さくするため、不完全ねじ部長さを、従来、有効ねじ部領域と不完全ねじ部領域と同じ一定の主軸回転数で切削加工していたときよりも短縮することができる。
【００９５】
なお、図９（ｂ）で示す不完全ねじ部長さＬ３はＪ３に相当する。
（３）  なお、Ｚ軸送り速度パターンＢが選択され、主軸回転数が主軸回転数パターンＢ１で制御される場合においても、上記と同様の理由から、上記（１）、（２））の効果を奏する。
【００９６】
又、Ｚ軸送り速度パターンＤが選択され、主軸回転数が主軸回転数パターンＤ１で制御される場合でも、上記と同様の理由から、上記（１）、（２））の効果を奏する。
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定するものではない。例えば下記のようにしてもよい。
【００９７】
（１）  前記実施形態では、Ｚ軸送り速度パターンＣでは、ｔｃ１〜ｔｃ２の間の傾きを加工時間ΔＴ中の傾きＡｓ・Ｆと同じとしたが、図５（ｂ）の点線で示すように、互いに異なる傾きに設定してもよい。この場合、主制御部１１０により、主軸２０も同期補間で制御するため主軸回転数も同様に変更される。
【００９８】
（２）  前記実施形態では、刃物台３４０をＸ軸方向に移動自在にし、サドル３１０をＺ軸方向に移動自在に配置したが、主軸２０をＺ軸方向及びＸ軸方向に移動自在とし、それぞれの方向に駆動する第１駆動手段（例えばモータ）及び第２駆動手段（例えばモータ）を設けてもよい。そして、制御手段としての主制御部１１０にて、第１駆動手段及び第２駆動手段を前記実施形態と同様に制御するようにしてもよい。
【００９９】
（３）  又、主軸２０をＺ軸方向に移動自在とし、サドル３１０を省略して、刃物台３４０をＸ軸方向に移動自在に配置してもよい。そして、主軸２０をＺ軸方向に駆動する第１駆動手段（例えばモータ）を設け、刃物台３４０をＸ軸方向に駆動する第２駆動手段（例えばＸ軸送りモータ３５０）を設ける。そして、制御手段としての主制御部１１０にて、第１駆動手段及び第２駆動手段を前記実施形態と同様に制御するようにしてもよい。
【０１００】
（４）  又、サドル３１０をＺ軸方向に移動自在とし、主軸２０をＸ軸方向に移動自在に配置してもよい。そして、サドル３１０をＺ軸方向に駆動する第１駆動手段（例えばＺ軸送りモータ３２０）を設け、主軸２０をＸ軸方向に駆動する第２駆動手段（例えばモータ）を設ける。そして、制御手段としての主制御部１１０にて、第１駆動手段及び第２駆動手段を前記実施形態と同様に制御するようにしてもよい。
【０１０１】
（５）  前記実施形態では、図５（ａ）〜（ｃ）に示す、主軸回転数、Ｚ軸送り速度パターン、及びＸ軸送り速度パターンで行ったが、図１３（ａ）〜（ｃ）に示す、パターンで行ってもよい。図１３（ａ）〜（ｃ）中、図１３（ａ）の主軸回転数及び図１３（ｂ）のＺ軸送り速度パターンは、図５（ａ）、（ｂ）と同じであり、図１３（ｃ）のＸ軸送り速度パターンが異なっている。図１３（ｃ）のＸ軸送り速度パターンでは、アプローチ部、有効ねじ部では、Ｘ軸送り速度が０（ｍｍ／ｍｉｎ）となっており、ｔｃ２からは、所定の速度まで増速した後、その所定速度を一定時間経過後は、０（ｍｍ／ｍｉｎ）まで減速するようにしている。この結果、図１２に示すように、形成された有効ねじ部では、先端から基端までの外径は同径となるストレート状のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】数値制御旋盤１０の概略図。
【図２】ＮＣ装置１００のブロック図。
【図３】ねじ切り加工のフローチャート。
【図４】ねじ切り加工のフローチャート。
【図５】（ａ）は、主軸回転数のタイムチャート、（ｂ）は、Ｚ軸送り速度のタイムチャート、（ｃ）はＸ軸送り速度のタイムチャート。
【図６】Ｚ軸と主軸との補間パターン示す説明図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、Ｚ軸送り速度パターンの説明図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、主軸回転数パターンの説明図。
【図９】（ａ）は、従来のねじ切り加工のＺ軸送り速度のタイムチャート、（ｂ）は、本実施形態におけるＺ軸送り速度のタイムチャート。
【図１０】不完全ねじ部におけるＺ軸送り速度のタイムチャート。
【図１１】一実施形態のねじ切り加工する場合のワークの正面から見た場合の説明図。
【図１２】他の実施形態のねじ切り加工する場合のワークの正面から見た場合の説明図。
【図１３】（ａ）は他の実施形態の主軸回転数のタイムチャート、（ｂ）は、Ｚ軸送り速度のタイムチャート、（ｃ）はＸ軸送り速度のタイムチャート。
【図１４】（ａ）は、ねじ切り加工する場合のワークの正面から見た場合の説明図、（ｂ）は、同じくワークを側面から見た場合の説明図。
【図１５】（ａ）は従来の従来のねじ切り加工のＺ軸送り速度の説明図、（ｂ）は同じくＺ軸送り速度の説明図、（ｃ）は、Ｘ軸送り速度の説明図。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…数値制御旋盤（ねじ切り加工装置）
２０…主軸
１１０…主制御部（制御手段、加工長演算手段）
１７０…主軸制御部
２３０…主軸モータ（主軸駆動手段）
３２０…Ｚ軸送りモータ（第１駆動手段）
３５０…Ｘ軸送りモータ（第２駆動手段）
３４０…刃物台
４００…加工工具
Ｗ…ワーク
【図１】
2006000995.tif 000009
【図２】
2006000995.tif 000010
【図３】
2006000995.tif 000011
【図４】
2006000995.tif 000012
【図５】
2006000995.tif 000013
【図６】
2006000995.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
2006000995.tif 000017
【図１０】
2006000995.tif 000018
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006000995.tif 000022
【図１５】
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