(57)【要約】【課題】被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷を低減し、かつ、被加工物に対する加工時間を短縮することが可能な加工装置を提供する。【解決手段】被加工物を複数の層に分け、上層から順にツールにより切削加工することにより、被加工物を切削処理する加工装置において、ツールを把持して移動する移動手段と、移動手段の移動を制御する制御手段とを有し、制御手段は、未加工の被加工物の表面の上方側に位置する第１点まで、移動手段を介してツールを第１速度で移動し、第１点より下方側に位置し、かつ、被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第２点まで、移動手段を介してツールを第１の速度、あるいは、第１速度より遅い第２速度で移動し、加工対象とする層における加工開始点まで、移動手段を介してツールを第２速度より遅い第３速度で移動するようにした。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物とツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、前記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に前記ツールによる切削加工を行うことにより、前記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、
前記ツールを把持するとともに、前記ツールを移動する移動手段と、
前記移動手段の移動を制御する制御手段と
を有し、
前記制御手段は、
未加工の前記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを第１の速度で移動し、
前記第１の点から、前記被加工物の表面の上方側に位置し、前記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第２の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを前記第１の速度あるいは前記第１の速度より遅い第２の速度で移動し、
前記第２の点から加工対象とする層における加工開始点まで、前記移動手段を介して前記ツールを前記第２の速度より遅い第３の速度で移動することにより、前記被加工物の表面に前記ツールを進入させる
ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
被加工物とツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、前記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に前記ツールによる切削加工を行うことにより、前記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、
前記ツールを把持するとともに、前記ツールを移動する移動手段と、
前記移動手段の移動を制御する制御手段と
を有し、
前記制御手段は、
未加工の前記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを第１の速度で移動し、
前記第１の点から、前記被加工物の表面の上方側に位置し、前記第１の点より下方側に位置する第２の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを前記第１の速度より遅い第２の速度で移動し、
前記第２の点から、前記被加工物の表面の上方側に位置し、前記第２の点より下方側に位置するとともに前記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第３の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを前記第２の速度より遅い第３の速度で移動し、
前記第３の点から加工対象とする層における加工開始点まで、前記移動手段を介して前記ツールを前記第３の速度より遅い第４の速度で移動することにより、前記被加工物の表面に前記ツールを進入させる
ことを特徴とする加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加工装置において、
前記第１の点は、未加工の前記被加工物の表面から第２の距離だけ上方側に位置し、
前記第２の点は、前記被加工物の表面から前記第２の距離だけ上方側に位置し、
前記第３の点は、前記被加工物の表面から前記第２の距離より短い第１の距離だけ上方側に位置する
ことを特徴とする加工装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の記載の加工装置において、
前記第１の距離は、０．１ｍｍである。
ことを特徴とする加工装置。
【請求項５】
請求項２または３のいずれか１項に記載の加工装置において、
前記第１の点、前記第２の点、前記第３の点および加工対象とする層における加工開始点はそれぞれ、同一直線上に位置する
ことを特徴とする加工装置。
【請求項６】
ツールを把持するとともに前記ツールを移動する移動手段と、
前記移動手段の移動を制御する制御手段と
を有し、
前記被加工物と前記ツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、前記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に前記ツールによる切削加工を行うことにより、前記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、前記被加工物の表面に前記ツールを進入させるツールの移動方法であって、
未加工の前記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを第１の速度で移動する工程と、
前記第１の点から、前記被加工物の表面の上方側に位置し、前記第１の点より下方側に位置するとともに前記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第２の点まで、前記移動手段を介して前記第１の速度あるいは前記第１の速度より遅い第２の速度で移動する工程と、
前記第２の点から加工対象とする層における加工開始点まで、前記前記移動手段を介して前記ツールを前記第２の速度より遅い第３の速度で移動することにより、前記被加工物の表面に前記ツールを進入させる工程と
を前記加工装置が実行する
ことを特徴とするツールの移動方法。
【請求項７】
ツールを把持するとともに前記ツールを移動する移動手段と、
前記移動手段の移動を制御する制御手段と
を有し、
前記被加工物と前記ツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、前記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に前記ツールによる切削加工を行うことにより、前記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、前記被加工物の表面に前記ツールを進入させるツールの移動方法であって、
未加工の前記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを第１の速度で移動する工程と、
前記第１の点から、前記被加工物の表面の上方側に位置し、前記第１の点より下方側に位置する第２の点まで、前記移動手段を介して前記第１の速度より遅い第２の速度で移動する工程と、
前記第２の点から、前記被加工物の表面の上方側に位置し、前記第２の点より下方側に位置するとともに前記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第３の点まで、前記移動手段を介して前記ツールを前記第２の速度より遅い第３の速度で移動する工程と、
前記第３の点から加工対象とする層における加工開始点まで、前記前記移動手段を介して前記ツールを前記第３の速度より遅い第４の速度で移動することにより、前記被加工物の表面に前記ツールを進入させる工程と
を前記加工装置が実行する
ことを特徴とするツールの移動方法。
【請求項８】
請求項７に記載のツールの移動方法において、
前記第１の点は、未加工の前記被加工物の表面から第２の距離だけ上方側に位置し、
前記第２の点は、前記被加工物の表面から前記第２の距離だけ上方側に位置し、
前記第３の点は、前記被加工物の表面から前記第２の距離より短い第１の距離だけ上方側に位置する
ことを特徴とするツールの移動方法。
【請求項９】
請求項６、７または８の記載のツールの移動方法において、
前記第１の距離は、０．１ｍｍである
ことを特徴とするツールの移動方法。
【請求項１０】
請求項６または７のいずれか１項に記載のツールの移動方法において、
前記第１の点、前記第２の点、前記第３の点および加工対象とする層における加工開始点はそれぞれ、同一直線上に位置する
ことを特徴とするツールの移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置およびツールの移動方法に関し、さらに詳細には、ツールを用いて被加工物に対して切削処理を行う加工装置および当該加工装置において被加工物の表面に進入するツールの移動を制御するツールの移動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マイクロコンピューターなどによる数値制御により、所定のデータに基づいて被加工物を切削処理する加工装置が知られている。
【０００３】
こうした加工装置においては、被加工物を複数の層に分けて徐々に深く切削するようになされている。
【０００４】
つまり、こうした加工装置では、被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番にツール（切削工具）により切削加工することにより、被加工物を所望の形状に切削するようになされている。
【０００５】
そして、加工装置におけるツールが切削加工時に被加工物に対して進入する際（つまり、被加工物の切削対象となる層における加工開始点にツールを到達させる際である。）には、被加工物にツールが接触しない十分な高さまでツールを「高速」で移動し、当該層の表面へのツールの進入を開始する高さまでツールを「中速」で移動し、その後、当該層の加工開始点までツールを「低速」で移動するようになされている。
【０００６】
なお、本明細書において、被加工物の表面にツールを進入するとは、被加工物における切削対象となる層における加工開始点にツールを到達させることを意味するものとする。
【０００７】
以下、図１を参照しながら、被加工物をｎ層（「ｎ」は正の整数である。）に分けて切削処理を行う場合について説明する。
【０００８】
被加工物に対して切削加工を行う際には、まず、被加工物の表面Ｓ０から所定の深さｄだけ切削する第１層目の切削加工が行われる（図１（ａ）を参照する。）。
【０００９】
第１層目の切削加工では、まず、第１層目の加工開始点Ｐ１のＸＹＺ座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ１）の上方側に位置するエアカット点ＺａｉｒのＸＹＺ座標（Ｘ，Ｙ，Ｚａｉｒ）までツールを「高速」で移動する。なお、エアカット点Ｚａｉｒとは、未加工の被加工物の表面Ｓ０における加工開始点Ｐ０（Ｘ，Ｙ，Ｚ０）からツールアップ高さＨｕｐだけ上方側に位置する高さ位置であり、ツールアップ高さＨｕｐとは、ツールを加工開始点へ移動する際に被加工物に接触しない安全な高さである。
【００１０】
そして、エアカット点Ｚａｉｒから加工開始点Ｐ１までツールを「低速」で下降させ、ツールを第１層目の加工開始点Ｐ１まで到達させることで、被加工物の表面にツールを進入させることとなる。
【００１１】
その後、加工開始点Ｐ１から第１層目における切削加工を実施する。
【００１２】
即ち、第１層目においては、加工開始点Ｐ１までツールの進入を開始するアプローチ開始点Ｚａｐｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚａｐｐ）は、エアカット点Ｚａｉｒと一致している。
【００１３】
なお、アプローチ開始点Ｚａｐｐとは、被加工物１２の表面における加工開始点Ｐの上方側に位置し、ツールの「低速」による下降開始点を表すものである。つまり、第１層目を切削加工する際のアプローチ開始点Ｚａｐｐは、未加工の被加工物の表面Ｓ０における加工開始点Ｐ０からツールアップ高さＨｕｐだけ上方側に位置する点となる。
【００１４】
また、切削加工する際には、切削する対象となる層の水平部分ではツールを「中速」で移動し、傾斜部分ではツールを「低速」で移動する。
【００１５】
第１層目の切削加工が終了すると、切削加工が終了した点においてツールをエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させ、第１層目の切削加工により形成された被加工物の表面Ｓ１から所定の深さｄだけ切削する第２層目の切削加工が行われる（図１（ｂ）を参照する。）。
【００１６】
この第２層目の切削加工では、まず、切削加工終了点においてエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させたツールをエアカット点Ｚａｉｒまで「高速」で移動する。
【００１７】
次に、エアカット点Ｚａｉｒからアプローチ開始点Ｚａｐｐまでツールを「中速」で下降し、ツールがアプローチ開始点Ｚａｐｐまで到達すると、アプローチ開始点Ｚａｐｐから第２層目の加工開始点Ｐ２（Ｘ，Ｙ，Ｚ２）まで「低速」で下降する。
【００１８】
なお、この第２層目を切削加工する際のアプローチ開始点Ｚａｐｐは、第１層目の切削加工により形成された被加工物の表面Ｓ１における加工開始点Ｐ１からツールアップ高さＨｕｐだけ上方側に位置する点となる。
【００１９】
こうして、ツールが第２層目の加工開始点Ｐ２まで到達することで、ツールが被加工物の表面に進入することとなる。
【００２０】
その後、加工開始点Ｐ２から第２層目における切削加工を実施し、第２層目の切削加工が終了すると、切削加工が終了した点においてツールをエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させ、第２層目の切削加工により形成された被加工物の表面Ｓ２から所定の深さｄだけ切削する第３層目の切削加工が行われる（図１（ｃ）を参照する。）。
【００２１】
この第３層目の切削加工では、まず、切削加工終了点においてエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させたツールをエアカット点Ｚａｉｒまで「高速」で移動する。
【００２２】
次に、エアカット点Ｚａｉｒからアプローチ開始点Ｚａｐｐまでツールを「中速」で下降し、ツールがアプローチ開始点Ｚａｐｐまで到達すると、アプローチ開始点Ｚａｐｐから第３層目の加工開始点Ｐ３（Ｘ、Ｙ、Ｚ３）まで「低速」で下降する。
【００２３】
なお、この第３層目を切削加工する際のアプローチ開始点Ｚａｐｐは、第２層目の切削加工により形成された被加工物の表面Ｓ２における加工開始点Ｐ２からツールアップ高さＨｕｐだけ上方側に位置する点となる。
【００２４】
こうして、ツールが第３層目の加工開始点Ｐ３まで到達することで、ツールが被加工物の表面に進入することとなる。
【００２５】
そして、加工開始点Ｐ３から第３層目における切削加工を実施し、第３層目の切削加工が終了すると、切削加工が終了した点においてツールをエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させる。
【００２６】
その後、同様にして、第４層目（図１（ｄ）を参照する。）、第５層目（図１（ｅ）を参照する。）と順に切削加工を行い、最終層たる第ｎ層目まで切削加工が行われて被加工物への切削処理がなされる。
【００２７】
ところで、こうした加工装置においては、被加工物の表面へツールを進入させる際に、低速となる移動時間が長く、切削処理に要する時間が長くなってしまっていた。
【００２８】
一方、切削時間を短縮するために、上記した説明において「高速」「中速」「低速」で示す各移動速度をそれぞれ上げるようにすると、被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷が増大することとなり、これにより、ツールの破損や加工品の品質の低下を招来してしまっていた。
【００２９】
このため、被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷を低減し、かつ、ツールの加工開始点までの移動時間、つまり、被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動時間を短縮することで被加工物に対する加工時間を短縮する加工装置の提案が望まれていた。
【００３０】
また、加工装置において、被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷を低減し、かつ、被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動時間を短縮するツールの移動方法の提案が望まれていた。
【００３１】
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明でないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明は、従来の技術の有する上記したような要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷を低減し、かつ、被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動時間を短縮することで、被加工物に対する加工時間を短縮することが可能な加工装置を提供しようとするものである。
【００３３】
また、本発明の目的とするところは、被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷を低減し、かつ、被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動時間を短縮するツールの移動方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記目的を達成するために、本発明による加工装置は、被加工物とツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、上記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に上記ツールによる切削加工を行うことにより、上記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、上記ツールを把持するとともに、上記ツールを移動する移動手段と、上記移動手段の移動を制御する制御手段とを有し、上記制御手段は、未加工の上記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを第１の速度で移動し、上記第１の点から、上記被加工物の表面の上方側に位置し、上記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第２の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第１の速度あるいは上記第１の速度より遅い第２の速度で移動し、上記第２の点から加工対象とする層における加工開始点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第２の速度より遅い第３の速度で移動することにより、上記被加工物の表面に上記ツールを進入させるようにしたものである。
【００３５】
また、本発明による加工装置は、被加工物とツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、上記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に上記ツールによる切削加工を行うことにより、上記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、上記ツールを把持するとともに、上記ツールを移動する移動手段と、上記移動手段の移動を制御する制御手段とを有し、上記制御手段は、未加工の上記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを第１の速度で移動し、上記第１の点から、上記被加工物の表面の上方側に位置し、上記第１の点より下方側に位置する第２の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第１の速度より遅い第２の速度で移動し、上記第２の点から、上記被加工物の表面の上方側に位置し、上記第２の点より下方側に位置するとともに上記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第３の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第２の速度より遅い第３の速度で移動し、上記第３の点から加工対象とする層における加工開始点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第３の速度より遅い第４の速度で移動することにより、上記被加工物の表面に上記ツールを進入させるようにしたものである。
【００３６】
また、本発明における加工装置は、上記した加工装置において、上記第１の点は、未加工の上記被加工物の表面から第２の距離だけ上方側に位置し、上記第２の点は、上記被加工物の表面から上記第２の距離だけ上方側に位置し、上記第３の点は、上記被加工物の表面から上記第２の距離より短い第１の距離だけ上方側に位置するようにしたものである。
【００３７】
また、本発明による加工装置は、上記した加工装置において、上記第１の距離は、０．１ｍｍであるようにしたものである。
【００３８】
また、本発明による加工装置は、請求項２または３のいずれか１項に記載の加工装置において、上記第１の点、上記第２の点、上記第３の点および加工対象とする層における加工開始点はそれぞれ、同一直線上に位置するようにしたものである。
【００３９】
また、本発明によるツールの移動方法は、ツールを把持するとともに上記ツールを移動する移動手段と、上記移動手段の移動を制御する制御手段とを有し、上記被加工物と上記ツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、上記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に上記ツールによる切削加工を行うことにより、上記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、上記被加工物の表面に上記ツールを進入させるツールの移動方法であって、未加工の上記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを第１の速度で移動する工程と、上記第１の点から、上記被加工物の表面の上方側に位置し、上記第１の点より下方側に位置するとともに上記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第２の点まで、上記移動手段を介して上記第１の速度あるいは上記第１の速度より遅い第２の速度で移動する工程と、上記第２の点から加工対象とする層における加工開始点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第２の速度より遅い第３の速度で移動することにより、上記被加工物の表面に上記ツールを進入させる工程とを上記加工装置が実行するようにしたものである。
【００４０】
また、本発明によるツールの移動方法は、ツールを把持するとともに上記ツールを移動する移動手段と、上記移動手段の移動を制御する制御手段とを有し、上記被加工物と上記ツールとの相対的な位置関係を三次元で変化させ、上記被加工物を複数の層に分け、上方側に位置する層から順番に上記ツールによる切削加工を行うことにより、上記被加工物を所望の形状に切削処理する加工装置において、上記被加工物の表面に上記ツールを進入させるツールの移動方法であって、未加工の上記被加工物の表面の上方側に位置する第１の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを第１の速度で移動する工程と、上記第１の点から、上記被加工物の表面の上方側に位置し、上記第１の点より下方側に位置する第２の点まで、上記移動手段を介して上記第１の速度より遅い第２の速度で移動する工程と、上記第２の点から、上記被加工物の表面の上方側に位置し、上記第２の点より下方側に位置するとともに上記被加工物の表面から第１の距離だけ上方側に位置する第３の点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第２の速度より遅い第３の速度で移動する工程と、上記第３の点から加工対象とする層における加工開始点まで、上記移動手段を介して上記ツールを上記第３の速度より遅い第４の速度で移動することにより、上記被加工物の表面に上記ツールを進入させる工程とを上記加工装置が実行するようにしたものである。
【００４１】
また、本発明によるツールの移動方法は、上記したツールの移動方法において、上記第１の点は、未加工の上記被加工物の表面から第２の距離だけ上方側に位置し、上記第２の点は、上記被加工物の表面から上記第２の距離だけ上方側に位置し、上記第３の点は、上記被加工物の表面から上記第２の距離より短い第１の距離だけ上方側に位置するようにしたものである。
【００４２】
また、本発明によるツールの移動方法は、上記したツールの移動方法において、上記第１の距離は、０．１ｍｍであるようにしたものである。
【００４３】
また、本発明によるツールの移動方法は、上記したツールの移動方法において、上記第１の点、上記第２の点、上記第３の点および加工対象とする層における加工開始点はそれぞれ、同一直線上に位置するようにしたものである。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、以上説明したように構成されているので、被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷を低減し、かつ、被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動時間を短縮することで、被加工物に対する加工時間を短縮することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、従来の技術による被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動経路を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明による加工装置の概略構成斜視説明図である。
【図３】図３は、加工処理の詳細な処理内容を示すフローチャートである。
【図４】図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、本発明による被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動経路を示す説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、第１層目の切削加工における被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動を段階的に示す説明図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、第ｉ層目（「ｉ」は正の整数である。）の切削加工における被加工物の表面へツールが進入する際のツールの移動を段階的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による加工装置およびツールの移動方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００４７】
なお、以下の説明においては、図１を参照しながら説明した従来の技術による加工装置およびツールの移動方法と同一または相当する構成については、上記において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用の説明は適宜に省略することとする。
【００４８】
図２には、本発明による加工装置の概略構成斜視説明図が示されている。
【００４９】
この図２に示す加工装置１０は、被加工物１２を載置するテーブル１４がＸＹＺ直交座標系のＹ軸方向（前後方向）に移動自在に配設された基台部材１６と、基台部材１６の左右両端で基台部材１６から立設された側方部材１８ａ、１８ｂと、基台部材１６の後方側で基台部材１６から立設されるとともに側方部材１８ａ、１８ｂを連結する後方部材２０と、後方部材２０と側方部材１８ａ、１８ｂとの上端部に配設された上方部材２２と、上方部材２０の前方側においてＹ軸周りに回動自在に配設された前方部材２４と、側方部材１８ａと側方部材１８ｂとを連結するようにＸ軸方向（左右方向）に平行に延設された一対のガイドレール２６と、ガイドレール２６に摺動自在に配設され、テーブル１４に載置された被加工物１２を切削するツール２８を把持するヘッド部３０とを有して構成されている。
【００５０】
なお、この加工装置１０は、全体の動作をマイクロコンピューター３２により制御されている。
【００５１】
また、加工装置１０では、基台部材１６、側方部材１８ａ、１８ｂ、後方部材２０、上方部材２２、前方部材２４により囲まれた空間が形成されており、当該空間内にテーブル１４、ガイドレール２６およびヘッド部３０が配設されている。
【００５２】
ヘッド部３０には、ガイドレール２６に摺動自在に配設された移動部材３０−１において、Ｚ軸方向（上下方向）に移動可能な移動部材３０−２が設けられており、この移動部材３０−２にはツール２８を把持するスピンドル３０−３が配設されている。
【００５３】
したがって、加工装置１０においては、マイクロコンピューター３２の制御により、テーブル１４に載置された被加工物１２と、ヘッド部３０のスピンドル３０−３に把持されたツール２８との相対的な位置関係を三次元で変化させて、ツール２８により被加工物１２に対して切削加工がなされる。
【００５４】
なお、ツール２８は、切削工具であって、スピンドル３０−３に取り付けられ、ヘッド部３０により回転しながら移動し、被加工物１２を切削するための刃物である。
【００５５】
以上の構成において、加工装置１０において被加工物１２に対して加工データに基づく切削処理を行う場合には、まず、マイクロコンピューター３２において、ツールの移動の制御に必要となる各種パラメータの設定がなされる。
【００５６】
具体的には、加工開始点Ｐ、ツールアップ高さＨｕｐ、微速アプローチ高さＨｃおよび切り込み量ｄｚの値を作業者がマイクロコンピューター３２に入力する。
【００５７】
なお、加工開始点Ｐとは、複数の層に分けた各層において、切削加工が開始されるＸＹ平面上のＸＹＺ座標値である。
【００５８】
また、ツールアップ高さＨｕｐとは、加工装置において所定の点からツールを上昇させる際の距離であり、例えば、１ｍｍであり、この値は、適宜に作業者が設定できるようにしてもよい。
【００５９】
さらに、微速アプローチ高さＨｃとは、「低速」よりも低い速度で移動（下降）する際の被加工物１２の表面からの高さを表すものであり、その値は、例えば、０．１ｍｍであり、この値は、適宜に作業者が設定できるようにしてもよい。
【００６０】
切り込み量ｄｚは、切削加工により切削される深さを表すものであり、被加工物の硬さに基づいて設定される。
【００６１】
また、未加工の被加工物の表面Ｓ０の高さ位置Ｚ０については、作業者が入力して設定するようにしてもよいし、加工装置１０におけるセンシングにより設定するようにしてもよい。
【００６２】
こうした値を入力することにより、エアカット点Ｚａｉｒ、切削加工の際の層数ｎ（「ｎ」は正の整数である。）、各層の表面の高さ位置Ｚｎ、アプローチ開始点Ｚａｐｐおよび微速アプローチ開始点Ｚｃが設定される。
【００６３】
つまり、加工開始点Ｐにおける未加工の被加工物の表面Ｓ０の高さ位置Ｚ０からツールアップ高さＨｕｐだけ上方側に位置する高さ位置をエアカット点Ｚａｉｒ（Ｘ，Ｙ，Ｚａｉｒ）として設定する。なお、このエアカット点Ｚａｉｒは、ツールが移動する際に被加工物１２と接触しない十分な高さ位置となっている。
【００６４】
また、切り込み量ｄｚおよび加工データに基づいて、切削加工する際の層数ｎが設定され、切り込み量ｄｚおよび層数ｎに基づいて第ｎ層の表面を表面Ｓｎと設定し、表面Ｓｎの加工開始点Ｐにおける高さ位置をＺｎ（Ｘ，Ｙ，Ｚｎ）として設定する。
【００６５】
つまり、第ｍ層（「ｍ」は正の整数、かつ、「ｍ≦ｎ」である。）の表面Ｓｍの加工開始点Ｐにおける高さ位置Ｚｍについては、Ｚｍ＝Ｚｍ−１−ｄｚで表され、第ｍ−１層の表面の加工開始点Ｐにおける高さ位置Ｚｍ−１については、Ｚｍ−１＝Ｚ０−ｄｚ×ｍで表される。
【００６６】
さらに、第ｍ層の表面Ｓｍにおける加工開始点Ｐは、加工開始点Ｐｍで表され、その座標値は（Ｘ，Ｙ，Ｚｍ）となる。
【００６７】
また、微速アプローチ開始点Ｚｃとは、各層における加工開始点Ｐの上方側に位置し、ツールの「微速」による下降開始点を表すものであり、Ｚｃ（Ｘ，Ｙ，Ｚｃ）として設定される。
【００６８】
つまり、微速アプローチ開始点Ｚｃは、第ｍ層の切削加工が行われる場合には、第ｍ−１層の表面Ｓｍ−１における加工開始点ＰからＨｃだけ上方側に位置し、Ｚｃ＝Ｚｍ−１＋Ｈｃで表される。あるいは、Ｚｃ＝Ｚｍ＋ｄｚ＋Ｈｃで表される。
【００６９】
さらに、アプローチ開始点Ｚａｐｐとは、被加工物１２の表面における加工開始点Ｐの上方側に位置し、ツールの「低速」による下降開始点を表すものであり、Ｚａｐｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚａｐｐ）として設定される。
【００７０】
つまり、アプローチ開始点Ｚａｐｐは、第ｍ層の切削加工が行われる場合には、第ｍ−１層の表面Ｓｍ−１からＨｕｐだけ上方側に位置し、Ｚａｐｐ＝Ｚｍ−１＋Ｈｕｐで表される。
【００７１】
こうして各種のパラメータの設定が完了すると、作業者は、加工装置１０の操作子（図示せず。）を操作して、テーブル１４に載置された被加工物１２に対してツール２８による切削処理の開始を指示する。
【００７２】
作業者により切削処理の開始が指示されると、マイクロコンピューター３２において、被加工物１２に対するツール２８による切削処理が開始される。
【００７３】
ここで、図３のフローチャートには、切削処理の詳細な処理内容が示されており、この切削処理においては、まず、分割した層数を示す「ｎ」を１とする（ステップＳ３０２）。
【００７４】
つまり、ステップＳ３０２の処理により、第１層目の切削加工が開始されることとなる。
【００７５】
次に、所定の位置に配置されたヘッド部３０を「高速」で移動することにより、エアカット点Ｚａｉｒまでツール２８を「高速」で移動する（ステップＳ３０４）。
【００７６】
このステップＳ３０４の処理においては、移動部材３０−１および移動部材３０−２を「高速」で移動することによりツール２８を「高速」で移動するものであるが、「高速」の具体的な速さとしては、例えば、３０ｍｍ／ｓｅｃとされる。なお、この「高速」の値については、予め設定されているようにしてもよいし、各種パラメータを設定する際に、作業者が入力するようにしてもよい。なお、このとき、スピンドル３０−３の駆動が回避され、スピンドル３０−３に把持されたツール２８が回転することとなる。
【００７７】
その後、切削加工が開始される層は、第１層目であるか否かの判断を行う（ステップＳ３０６）。
【００７８】
即ち、ステップＳ３０６の判断処理においては、「ｎ＝１」であるか否かの判断がなされるものである。
【００７９】
ステップＳ３０６の判断処理において、第１層目である、つまり、「ｎ＝１」であると判断されると、ステップＳ３１０の処理に進む。
【００８０】
また、ステップＳ３０６の判断処理において、第１層目ではない、つまり、「ｎ＝１」でないと判断されると、エアカット点Ｚａｉｒからアプローチ開始点Ｚａｐｐまでツール２８を「中速」で移動する（ステップＳ３０８）。
【００８１】
このステップＳ３０８の処理においては、移動部材３０−２を「中速」で移動することによりツール２８を「中速」で下降するものであるが、「中速」の具体的な速さとしては、例えば、２０ｍｍ／ｓｅｃとされる。なお、この「中速」の値については、予め設定されているようにしてもよいし、各種パラメータを設定する際に、作業者が入力するようにしてもよい。
【００８２】
次に、微速アプローチ開始点Ｚｃまでツール２８を「低速」で移動する（ステップＳ３１０）。
【００８３】
このステップＳ３１０の処理においては、移動部材３０−２を「低速」で移動することによりツール２８を「低速」で下降するものであるが、「低速」の具体的な速さとしては、例えば、１０ｍｍ／ｓｅｃとされる。なお、この「低速」の値については、予め設定されているようにしてもよいし、各種パラメータを設定する際に、作業者が入力するようにしてもよい。
【００８４】
また、ステップＳ３１０の処理においては、ステップＳ３０６の判断処理において「ｎ＝１」であると判断されたときには、エアカット点Ｚａｉｒから微速アプローチ開始点Ｚｃまでツール２８を「低速」で移動することとなる。
【００８５】
さらに、ステップＳ３１０の処理においては、ステップＳ３０６の判断処理において「ｎ＝１」でないと判断され、ステップＳ３０８の処理でツールがアプローチ開始点Ｚａｐｐまで移動しているときには、アプローチ開始点Ｚａｐｐから微速アプローチ開始点Ｚｃまでツール２８を「低速」で移動することとなる。
【００８６】
ツール２８がアプローチ開始点Ｚｃまで移動すると、アプローチ開始点Ｚｃから加工開始点Ｐｎまでツール２８を「微速」で移動する（ステップＳ３１２）。
【００８７】
このステップＳ３１２の処理においては、移動部材３０−２を「微速」で移動することによりツール２８を「微速」で下降するものであるが、「微速」の具体的な速さとしては、例えば、２〜５ｍｍ／ｓｅｃとされる。なお、この「微速」の値については、予め設定されているようにしてもよいし、各種パラメータを設定する際に、作業者が入力するようにしてもよい。
【００８８】
また、ステップＳ３１２の処理において、ツール２８を「微速」で加工開始点Ｐｎまで移動することにより、ツール２８が被加工物１２の表面に進入することとなる。
【００８９】
その後、加工開始点Ｐｎから第ｎ層目の切削加工を行う（ステップＳ３１４）。
【００９０】
このステップＳ３１４の処理においては、第ｎ層目の水平部分を切削する際にはツール２８が「中速」で移動し、傾斜部分を切削する際には、「低速」で移動することとなる。
【００９１】
ステップＳ３１４の処理により第ｎ層目の切削加工が終了すると、切削加工が終了した地点において、ツール２８をエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させ（ステップＳ３１６）、その後、第ｎ層は最終層であるか否かの判断を行う（ステップＳ３１８）。
【００９２】
このステップＳ３１６の処理においては、例えば、ツール２８を「中速」で上昇させる。
【００９３】
また、ステップＳ３１８の処理においては、ｎの値が、設定された切削加工する際の層数と一致したか否かの判断が行われる。即ち、設定された切削加工する層の数が「１０」であるとすると、「ｎ＝１０」となったか否かの判断がなされる。
【００９４】
このステップＳ３１８の判断処理において、第ｎ層が最終層ではないと判断されると、「ｎ」の値に「＋１」をして（ステップＳ３２０）、ステップＳ３０４の処理に戻り、Ｓ３０４の処理以降の処理を行う。
【００９５】
一方、ステップＳ３１８の判断処理において、第ｎ層が最終層であると判断されると、この切削処理を終了する。
【００９６】
ここで、図４を参照しながら、上記した切削処理について、より具体的に説明することとする。
【００９７】
切削処理が開始されると、まず、第１層目の切削処理が開始されることとなる（ステップＳ３０２の処理に相当する。図４（ａ）および図５を参照する。）
【００９８】
そして、第１層目の切削加工が開始されると、所定の位置に位置していたツール２８を、エアカット点Ｚａｉｒまで「高速」で移動する（ステップＳ３０４の処理に相当する。図５（ａ）を参照する。）。
【００９９】
次に、第１層目の切削加工がなされているので（ステップＳ３０６の処理に相当する。）、エアカット点Ｚａｉｒに位置するツール２８を微速アプローチ開始点Ｚｃまで「低速」で下降する（ステップＳ３１０に相当する。図５（ｂ）を参照する。）。
【０１００】
その後、微速アプローチ開始点Ｚｃまで到達したツール２８を、加工開始点Ｐ１まで「微速」で移動し、ツール２８を被加工物１２の表面に進入させる（ステップＳ３１２の処理に相当する。図５（ｃ）を参照する。）。
【０１０１】
こうして、ツール２８を被加工物１２の表面に進入させると、加工開始点Ｐ１から第１層目の切削加工を実行する（ステップＳ３１４の処理に相当する。図５（ｄ）を参照する。）。
【０１０２】
そして、第１層目の切削加工が終了すると、切削加工が終了した地点において、ツール２８をエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させる（ステップＳ３１６の処理に相当する。）。
【０１０３】
その後、第１層目は最終層ではないので（ステップＳ３１８の処理に相当する。）、次に、第２層目の切削処理を開始することなる（図４（ｂ）および図６を参照する。）。
【０１０４】
第２層目の切削処理が開始されると、第１層目の切削加工が終了した地点でエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇したツール２８を、エアカット点Ｚａｉｒまで「高速」で移動する（ステップＳ３０４の処理に相当する。図６（ａ）を参照する。）。
【０１０５】
次に、第２層目の切削加工がなされているので（ステップＳ３０６の処理に相当する。）、エアカット点Ｚａｉｒに位置するツール２８をアプローチ開始点Ｚａｐｐまで「中速」で下降する（ステップＳ３０８の処理に相当する。図６（ｂ）を参照する。）。
【０１０６】
また、アプローチ開始点Ｚａｐｐに到達したツール２８を微速アプローチ開始点Ｚｃまで「低速」で移動する（ステップＳ３１０の処理に相当する。図６（ｃ）を参照する。）。
【０１０７】
さらに、微速アプローチ開始点Ｚｃに到達したツール２８を加工開始点Ｐ２まで「微速」で移動し、ツール２８を被加工物１２の表面に進入させる（ステップＳ３１２の処理に相当する。図６（ｄ）を参照する。）。
【０１０８】
こうして、ツール２８を被加工物１２の表面に進入させると、加工開始点Ｐ２から第２層目の切削加工を実施する（ステップＳ３１４の処理に相当する。図６（ｅ）を参照する。）。
【０１０９】
そして、第２層目の切削加工が終了すると、切削加工が終了した地点において、ツール２８をエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させる（ステップＳ３１６の処理に相当する。）
【０１１０】
その後、第２層目は最終層ではないので（ステップＳ３１８の処理に相当する。）、次に、第３層目の切削処理を開始することとなる（図４（ｃ）および図６を参照する。）。
【０１１１】
第３層目の切削処理が開始されると、第１層目の切削加工が終了した地点でエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇したツール２８を、エアカット点Ｚａｉｒまで「高速」で移動する（ステップＳ３０４の処理に相当する。図６（ａ）を参照する。）。
【０１１２】
次に、第３層目の切削加工がなされているので（ステップＳ３０６の処理に相当する。）、エアカット点Ｚａｉｒに位置するツール２８をアプローチ開始点Ｚａｐｐまで「中速」で下降する（ステップＳ３０８の処理に相当する。図６（ｂ）を参照する。）。
【０１１３】
また、アプローチ開始点Ｚａｐｐに到達したツール２８を微速アプローチ開始点Ｚｃまで「低速」で移動する（ステップＳ３１０の処理に相当する。図６（ｃ）を参照する。）。
【０１１４】
さらに、微速アプローチ開始点Ｚｃに到達したツール２８を加工開始点Ｐ３まで「微速」で移動し、ツール２８を被加工物１２の表面に進入させる（ステップＳ３１２の処理に相当する。図６（ｄ）を参照する。）。
【０１１５】
こうして、ツール２８を被加工物１２の表面に進入させると、加工開始点Ｐ３から第３層目の切削加工を実施する（ステップＳ３１４の処理に相当する。図６（ｅ）を参照する。）。
【０１１６】
そして、第３層目の切削加工が終了すると、切削加工が終了した地点において、ツール２８をエアカット点Ｚａｉｒと同じ高さ位置まで上昇させる（ステップＳ３１６の処理に相当する。）
【０１１７】
その後、第３層目は最終層ではないので（ステップＳ３１８の処理に相当する。）、次に、第４層目の切削処理を開始することとなる（図４（ｄ）を参照する。）。
【０１１８】
第２層目の切削加工および第３層目の切削加工と同様にして、第４層目の切削処理を行い、第４層目の切削処理が終了すると第５層目の切削処理（図４（ｅ）を参照する。）を行って、最終層である第ｎ層目まで順番に切削処理を行う。こうして第ｎ層目の切削加工が終了すると、最終層の切削加工が終了したものとして（ステップＳ３１８の処理に相当する。）、加工処理を終了することとなる。
【０１１９】
以上において説明したように、本発明による加工装置１０においては、ツール２８を被加工物１２の表面に進入させる際には、まず、ツール２８を「高速」でエアカット点Ｚａｉｒまで移動し、エアカット点Ｚａｉｒからアプローチ開始点Ｚａｐｐまで「中速」で移動し（第１層目の切削加工時には、この処理は省略される。）、さらに、アプローチ開始点Ｚａｐｐから微速アプローチ開始点Ｚｃまで「低速」で移動するようにした。その後、微速アプローチ開始点Ｚｃから加工開始点Ｐｎまでツール２８を「微速」で移動するようにした。
【０１２０】
このため、本発明による加工装置１０においては、「高速」、「中速」、「低速」で表されるツール２８の移動速度をそれぞれ、従来の技術による加工装置における「高速」、「中速」、「低速」で表されるツールの移動速度より速く設定することにより、被加工物の表面にツールを進入させる時間を短縮することができるようになる。
【０１２１】
具体的には、加工装置１０におけるツール２８のエアカット点Ｚａｉｒから加工開始点Ｐｎまでの移動時間が、従来の技術における加工装置におけるツールのエアカット点Ｚａｉｒから加工開始点Ｐｎまでの移動時間より短くなるように、「高速」、「中速」、「低速」、「微速」それぞれの移動速度を設定することにより、被加工物の表面にツールを進入させる時間を短縮することができる。なお、このとき、「微速」で表される移動速度は、従来の技術による加工装置における「低速」で表される移動速度より遅くなるように設定される。
【０１２２】
これにより、本発明による加工装置１０よれば、被加工物の表面へツールが進入する際の切削負荷を低減するとともに、被加工物に対する加工時間を短縮することができるようになる。
【０１２３】
上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。
【０１２４】
（１）上記した実施の形態においては、加工装置１０において、被加工物１２を載置するテーブル１４がＹ軸方向に移動するとともに、ツール２８を把持するヘッド部３０がＸ軸方向およびＺ軸方向に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である、被加工物１２とツール２８とが相対的に三次元で移動可能であればどのような構成であってもよい。
【０１２５】
（２）上記した実施の形態においては、「高速」で表される移動速度として３０ｍｍ／ｓｅｃ、「中速」で表される移動速度として２０ｍｍ／ｓｅｃ、「低速」で表される移動速度として１０ｍｍ／ｓｅｃ、「微速」で表される移動速度として２〜５ｍｍ／ｓｅｃとしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
【０１２６】
即ち、「高速」＞「中速」＞「低速」＞「微速」であり、加工装置１０におけるツール２８のエアカット点Ｚａｉｒから加工開始点Ｐｎまでの移動時間が、従来の技術における加工装置におけるツールのエアカット点Ｚａｉｒから加工開始点Ｐｎまでの移動時間より短くなるように、「高速」、「中速」、「低速」、「微速」それぞれの移動速度を設定すれば、「高速」、「中速」、「低速」、「微速」のそれぞれで表される値は、上記した数値に限定されるものではない。
【０１２７】
（３）上記した実施の形態においては、エアカット点Ｚａｉｒとアプローチ開始点Ｚａｐｐとが一致するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、エアカット点Ｚａｉｒがアプローチ開始点Ｚａｐｐより上方側に位置するように、エアカット点Ｚａｉｒとアプローチ開始点ＺａｐｐとがＺ軸方向（上下方向）で異なるように設定するようにしてもよい。
【０１２８】
（４）上記した実施の形態においては、ツール２８を、「高速」でエアカット点Ｚａｉｒまで移動し、次に、「中速」でアプローチ開始点Ｚａｐｐまで移動し、次に「低速」で微速アプローチ開始点Ｚｃまで移動し、その後、「微速」で加工開始点まで移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
【０１２９】
即ち、ツール２８を「高速」でエアカット点Ｚａｉｒまで移動した後に、「高速」で微速アプローチ開始点Ｚｃまで移動するようにしてもよいし、「中速」で微速アプローチ開始点Ｚｃまで移動するようにしてもよく、要は、被加工物１２の表面に最も近い微速アプローチ開始点Ｚｃまで速く移動することができれば、アプローチ開始点Ｚａｐｐにおいて速度変更をしなくてもよい。
【０１３０】
（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、ツールを用いて被加工物に対して簡単な三次元の切削を行う際に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  加工装置、１２  被加工物、１４  テーブル、１６  基台部材、２８  ツール、３０  ヘッド部
【図３】
2015066637.tif 000003
【図１】
2015066637.tif 000004
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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