(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転工具により被加工物を加工する工作機械の制御方法において、
予め記憶された加工プログラムに基づいて前記被加工物に対して前記回転工具を移動させて前記被加工物を加工する基本加工工程と、
加工負荷を検出する加工負荷検出工程と、
前記基本加工工程において、前記加工負荷が第一設定値を超えた時における前記被加工物に対する前記回転工具の第一位置を記憶する第一位置記憶工程と、
前記加工負荷が前記第一設定値を超えた後に前記加工負荷が前記第一設定値以下となるように前記加工負荷によるフィードバック制御を行うことで、前記加工プログラムによる工具移動方向成分に前記回転工具の回転軸の一方方向成分を加えた方向へ、前記被加工物に対して前記回転工具を前記加工プログラムによる工具移動経路から回避移動させながら前記被加工物を加工する回避加工工程と、
前記回避加工工程の後に、前記被加工物に対する前記回転工具の位置を前記第一位置に復帰する復帰工程と、
前記復帰工程の後に、前記第一位置から前記加工プログラムに基づく加工を再開する加工再開工程と、
を備え、
前記回避加工工程は、前記加工負荷が前記第一設定値より小さな第二設定値より小さくなる時に前記回避加工工程を終了することを特徴とする工作機械の制御方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記回避加工工程は、
前記フィードバック制御中に、前記加工負荷が前記第一設定値以下になると前記回転工具の回転軸の一方方向成分を直前と同一値として回避移動を行い、
前記回転工具の回転軸の一方方向成分を直前と同一値として回避移動を行っている時に、前記第二設定値より小さくなる時に前記回避加工工程を終了することを特徴とする工作機械の制御方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記復帰工程は、前記回避加工工程の後における前記被加工物に対する前記回転工具の位置から前記第一位置に向かって、前記被加工物を加工する際の前記回転工具の送り速度より早い送り速度にて前記被加工物に対して前記回転工具を移動することを特徴とする工作機械の制御方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記復帰工程は、前記回転工具が前記第一位置に到達した時点において前記加工再開工程における前記回転工具の送り速度となるように、前記被加工物に対して前記回転工具を移動することを特徴とする工作機械の制御方法。
【請求項５】
回転工具により被加工物を加工する工作機械の制御装置において、
予め記憶された加工プログラムに基づいて前記被加工物に対して前記回転工具を移動させて前記被加工物を加工する基本制御手段と、
前記加工プログラムに基づく加工を行っている際において、加工負荷が第一設定値を超えた時における前記被加工物に対する前記回転工具の第一位置を記憶する第一位置記憶手段と、
前記加工負荷が前記第一設定値を超えた後に前記加工負荷が前記第一設定値以下となるように前記加工負荷によるフィードバック制御を行うことで、前記加工プログラムによる工具移動方向成分に前記回転工具の回転軸の一方方向成分を加えた方向へ、前記被加工物に対して前記回転工具を前記加工プログラムによる工具移動経路から回避移動させながら前記被加工物を加工する回避加工を行い、前記回避加工の後に前記被加工物に対する前記回転工具の位置を前記第一位置に復帰し、前記第一位置に復帰した後に前記第一位置から前記加工プログラムに基づく加工を再開させる回避制御手段と、
を備え、
前記回避制御手段は、前記加工負荷が前記第一設定値より小さな第二設定値より小さくなる時に前記回避加工を終了することを特徴とする工作機械の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転工具を用いた加工を行う工作機械の制御方法およびその制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００１−１０５２８０号公報（特許文献１）には、エンドミルなどの回転工具により被加工物を加工する場合、回転工具の異常摩耗および折損を防止するために、加工負荷が設定値以下となるように、主軸回転数や送り速度を制御することが記載されている。また、特開２０００−１０５６０６号公報（特許文献２）には、加工負荷に基づいて、回転工具の送り移動方向の切込量を変更することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１０５２８０号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被加工物の表面形状によっては、回転工具の深さ方向の切込量が変化することがある。このような場合には、回転工具のうち被加工物との接触面積が増大し、特許文献１，２に記載の方法を適用したとしても、回転工具が異常摩耗または折損するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、回転工具の異常摩耗および折損を防止できる工作機械の制御方法およびその制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（工作機械の制御方法）
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、回転工具により被加工物を加工する工作機械の制御方法において、予め記憶された加工プログラムに基づいて前記被加工物に対して前記回転工具を移動させて前記被加工物を加工する基本加工工程と、加工負荷を検出する加工負荷検出工程と、前記基本加工工程において、前記加工負荷が第一設定値を超えた時における前記被加工物に対する前記回転工具の第一位置を記憶する第一位置記憶工程と、前記加工負荷が前記第一設定値を超えた後に前記加工負荷が前記第一設定値以下となるように前記加工負荷によるフィードバック制御を行うことで、前記加工プログラムによる工具移動方向成分に前記回転工具の回転軸の一方方向成分を加えた方向へ、前記被加工物に対して前記回転工具を前記加工プログラムによる工具移動経路から回避移動させながら前記被加工物を加工する回避加工工程と、前記回避加工工程の後に、前記被加工物に対する前記回転工具の位置を前記第一位置に復帰する復帰工程と、前記復帰工程の後に、前記第一位置から前記加工プログラムに基づく加工を再開する加工再開工程と、を備え、前記回避加工工程は、前記加工負荷が前記第一設定値より小さな第二設定値より小さくなる時に前記回避加工工程を終了することである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、前記回避加工工程が、前記フィードバック制御中に、前記加工負荷が前記第一設定値以下になると前記回転工具の回転軸の一方方向成分を直前と同一値として回避移動を行い、前記回転工具の回転軸の一方方向成分を直前と同一値として回避移動を行っている時に、前記第二設定値より小さくなる時に前記回避加工工程を終了することである。
【０００８】
請求項３に係る発明の特徴は、前記復帰工程が、前記回避加工工程の後における前記被加工物に対する前記回転工具の位置から前記第一位置に向かって、前記被加工物を加工する際の前記回転工具の送り速度より早い送り速度にて前記被加工物に対して前記回転工具を移動することである。
【０００９】
請求項４に係る発明の特徴は、前記復帰工程は、前記第一位置に到達した時点において前記加工再開工程における前記回転工具の送り速度となるように、前記被加工物に対して前記回転工具を移動することである。
【００１０】
（工作機械の制御装置）
請求項５に係る発明の特徴は、回転工具により被加工物を加工する工作機械の制御装置において、予め記憶された加工プログラムに基づいて前記被加工物に対して前記回転工具を移動させて前記被加工物を加工する基本制御手段と、前記加工プログラムに基づく加工を行っている際において、加工負荷が第一設定値を超えた時における前記被加工物に対する前記回転工具の第一位置を記憶する第一位置記憶手段と、前記加工負荷が前記第一設定値を超えた後に前記加工負荷が前記第一設定値以下となるように前記加工負荷によるフィードバック制御を行うことで、前記加工プログラムによる工具移動方向成分に前記回転工具の回転軸の一方方向成分を加えた方向へ、前記被加工物に対して前記回転工具を前記加工プログラムによる工具移動経路から回避移動させながら前記被加工物を加工する回避加工を行い、前記回避加工の後に前記被加工物に対する前記回転工具の位置を前記第一位置に復帰し、前記第一位置に復帰した後に前記第一位置から前記加工プログラムに基づく加工を再開させる回避制御手段と、を備え、前記回避制御手段は、前記加工負荷が前記第一設定値より小さな第二設定値より小さくなる時に前記回避加工を終了することである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、回転工具の深さ方向の切込量が増加する場合であっても、回避加工工程により、回転工具のうち被加工物との接触面積が増加することを低減できる。さらに、回避加工工程において加工負荷が第一設定値より大きくならないように被加工物を加工している。そのため、加工再開工程において加工する時に回転工具のうち被加工物との接触面積は、回避加工工程の開始時点における接触面積に比べると、小さくなる。つまり、回転工具の深さ方向の切込量が増加する場合において、回転工具の異常摩耗および折損を防止できる。さらに、回避加工工程の後には、回避加工工程を開始した第一位置に工具を戻して、加工プログラムに基づく加工を再開している。従って、回避加工工程により被加工物の削り残しが発生した部位を、確実に削り取ることができる。
【００１２】
さらに、回転工具の回転軸の一方方向成分を逃がし成分としている。これにより、簡単に、かつ、回転工具と被加工物のさらなる衝突もなく安全に、回転工具を回避させることができる。
さらに、被加工物の加工を継続させながら回避加工工程を行うことになる。これにより、可能な限り多くの量を加工できる。つまり、回避加工工程における加工効率を高くすることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、復帰工程における被加工物に対する回転工具の移動を早送り移動とすることで、回避加工工程を実行したとしても、可能な限りサイクルタイムの長期化を抑制することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、回転工具が第一位置に到達した時点には、回転工具が被加工物に接触する。このとき、第一位置において、回転工具の相対移動速度は、加工再開工程における回転工具の送り速度となっている。これにより、加工再開工程において、回転工具の送り速度を確実に所望の送り速度とすることができる。その結果、第一位置付近において、加工精度を良好にすることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、上述した請求項１に係る発明による効果と同様の効果を奏する。また、工作機械の制御方法における他の特徴について、工作機械の制御装置に、実質的同様に適用することができる。この場合、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】工作機械の制御ブロック図を示す。
【図２】加工プログラムにおける被加工物に対する回転工具Ｔの移動経路Ｌを示す。
【図３】Ｘ−Ｚ断面において、被加工物Ｗの断面形状および被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの移動経路を示す。
【図４】制御装置の処理（制御方法）を示すフローチャートである。
【図５】第一実施形態における回避加工の処理を示すフローチャートである。
【図６】第一実施形態の制御方法を実行した場合における被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの移動経路を示す。
【図７】第二実施形態における回避加工の処理を示すフローチャートである。
【図８】第二実施形態の制御方法を実行した場合における被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの移動経路を示す。
【図９】第三実施形態の制御方法を実行した場合における被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの移動経路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の工作機械の制御方法および制御装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜第一実施形態＞
（制御装置の構成）
第一実施形態の工作機械の制御装置の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態の対象である工作機械は、例えば、マシニングセンタなどであって、回転工具Ｔにより被加工物Ｗを加工する工作機械である。マシニングセンタに限らず、回転工具Ｔにより被加工物Ｗを加工する工作機械であれば、全て適用可能である。
【００１９】
この工作機械は、図１に示すように、制御装置１００と、モータ６０と、位置検出センサ７０と、加工負荷検出センサ８０とを備えている。制御装置１００は、基本制御部１０（本発明の「基本制御手段」に相当する）と、回避制御部２０（本発明の「回避制御手段」に相当する）と、加工負荷監視部３０と、切替器４０と、記憶部５０（本発明の「第一位置記憶手段」に相当する）を備えている。ここで、基本制御部１０、回避制御部２０、加工負荷監視部３０および切替器４０は、それぞれ個別のハードウエアによる構成することもできるし、ソフトウエアによりそれぞれ実現する構成とすることもできる。
【００２０】
基本制御部１０は、予め記憶された加工プログラムにおける被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの指令位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づいて、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを移動させて、被加工物Ｗを加工する。具体的には、基本制御部１０は、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを相対的に移動するモータ６０を制御する。このモータ６０を制御することによって、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔが相対移動して、回転工具Ｔにより被加工物Ｗを加工する。ここで、基本制御部１０による行う加工を基本加工と称する。
【００２１】
回避制御部２０は、基本制御部１０による加工を行っている際に加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた場合に、被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの移動を、加工プログラムとは異なる動作とすることによって、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えないようにする制御部である。この回避制御部２０は、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを移動させて、被加工物Ｗに対して回避加工を行う。さらに、回避制御部２０は、回避加工の後に、回避加工の開始位置である第一位置Ａまで復帰させる復帰動作を行う。そして、回避制御部２０は、回避加工を行っている際には、基本制御部１０と同様に、モータ６０を制御することによって、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔが相対移動して、回転工具Ｔにより被加工物を加工する。なお、復帰動作においては、回転工具Ｔによる被加工物の加工は行わない。ここで、回避制御部２０による行う加工を回避加工と称する。この回避制御部２０の詳細は、後述する。
【００２２】
加工負荷監視部３０は、加工負荷検出センサ８０により検出される加工負荷を常時監視している。加工負荷監視部３０は、加工負荷検出センサ８０により検出される加工負荷が第一設定値Ｐａを超えたか否かを監視すると共に、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満となったか否かを監視する。
【００２３】
切替器４０は、基本制御部１０をモータ６０に接続する場合と、回避制御部２０をモータ６０に接続する場合とを切り替える。この切替器４０は、基本制御部１０側に接続して基本加工を行っている際に、加工負荷監視部３０により加工負荷が第一設定値Ｐａを超えたと判定されると、回避制御部２０側に接続するように切り替える。また、切替器４０は、回避制御部２０側に接続して回避加工を行った後に、回避制御部２０により回転工具Ｔを第一位置Ａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）に復帰した場合に、基本制御部１０側に接続するように切り替える。
【００２４】
記憶部５０は、入力された加工プログラム、回避加工において第一位置Ａおよびその他種々の情報を記憶する。そして、上述した基本制御部１０および回避制御部２０に対して情報の授受を行う。
【００２５】
モータ６０は、例えば、マシニングセンタの主軸（図示せず）をベッド（図示せず）に対して移動させるモータ、被加工物Ｗが載置されたテーブルを、ベッドに対して移動させるモータなどである。これらのモータ６０が基本制御部１０または回避制御部２０により制御されることにより、被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの相対的な位置が制御される。
【００２６】
位置検出センサ７０は、被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの位置を検出するセンサである。例えば、ベッドに対する主軸の位置を検出するセンサや、ベッドに対するテーブルの位置を検出するセンサなどを用いる。この位置検出センサ７０としては、例えば、モータ６０の回転角を検出するエンコーダ、主軸やテーブルなどの移動体のベッドに対する位置を直接的に検出するリニアスケールなどが適用できる。そして、本実施形態においては、位置検出センサ７０により検出する情報は基本制御部１０へ出力し、基本制御部１０から出力される指令位置に基づいて位置フィードバック制御を行っている。
【００２７】
加工負荷検出センサ８０は、被加工物Ｗを回転工具Ｔにより加工を行っている際における加工負荷を検出する。加工負荷検出センサ８０としては、例えば、回転工具Ｔを回転可能に支持する主軸の駆動力、当該主軸に組み込んだ変位センサ、回転工具Ｔおよび被加工物Ｗを相対移動するための送り軸の駆動電流などを適用して、加工負荷を推定することができる。
【００２８】
（被加工物Ｗと回転工具Ｔの移動経路Ｌについての説明）
次に、被加工物Ｗと回転工具Ｔの移動経路Ｌについて、図２および図３を参照して説明する。図２は、被加工物Ｗの斜視図を示しており、回転工具Ｔの移動経路Ｌは、走査送り加工を行う移動経路としている。この回転工具Ｔの移動経路Ｌは、Ｘ軸方向を走査送り方向とし、Ｙ軸方向をピックフィード方向とし、Ｚ軸方向を回転工具Ｔの回転軸方向とし且つ切込方向としている。
【００２９】
本実施形態の工作機械の制御方法を容易に説明するために、被加工物Ｗの形状を、図３に示すような、＋Ｚ軸方向の表面に凸状部を有する形状とし、回転工具Ｔの移動経路ＬはＸ軸方向に直線に移動するものとする。また、回転工具Ｔの移動経路Ｌは、回転工具Ｔの先端点の移動経路として示している。そして、図３において、回転工具Ｔが加工開始点に位置する図として示している。なお、本実施形態は、回転工具Ｔの移動経路Ｌが直線状に限られるものではなく、曲線状である場合にも適用できる。
【００３０】
（制御方法の処理）
次に、工作機械の制御方法について、図４〜図６を参照して説明する。図４に示すように、基本制御部１０により、加工プログラム（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づく加工（以下、「基本加工」と称する）を開始する（Ｓ１、「基本加工工程」）。図６（ａ）の太実線にて示すように、回転工具Ｔの先端点が加工プログラム（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に位置するように、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを移動させる。
【００３１】
続いて、加工負荷監視部３０において加工負荷が予め設定された第一設定値Ｐａを超えたか否かを判定する（Ｓ２）。そして、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えていない場合には（Ｓ２：Ｎ）、加工プログラムが全て終了したか否かを判定し（Ｓ３）、加工プログラムが終了していれば処理を終了する。一方、加工プログラムが全て終了していないのであれば（Ｓ３：Ｎ）、ステップＳ１に戻り、基本制御部１０により加工プログラム（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づく基本加工を継続する。つまり、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えなければ、加工プログラム（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に基づく基本加工を継続して行う。
【００３２】
一方、ステップＳ２において、加工負荷監視部３０にて加工負荷が第一設定値Ｐａを超えたと判定された場合には（Ｓ２：Ｙ）、切替器４０にて基本制御部１０から回避制御部２０に切り替えて、回避制御部２０による回避加工復帰処理を割込実行する。回避加工復帰処理として、まず、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた時の位置Ａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）（以下、「第一位置」と称する）を記憶する（Ｓ４、「第一位置記憶工程」）。図６（ａ）には、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた時を示している。従って、図６（ａ）に示す回転工具Ｔの位置Ａを記憶する。
【００３３】
続いて、回避加工復帰処理における回避加工を実行する（Ｓ５、「回避加工工程」）。回避加工とは、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた後において、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを加工プログラムによる移動経路Ｌから回避移動させながら行う被加工物Ｗの加工である。例えば、回避加工は、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた後において、加工負荷が第一設定値Ｐａに達するまで切込逃がし量を漸増させ、加工負荷が第一設定値Ｐａに達した後においては、その時点の切込逃がし量で加工を進める。
【００３４】
この回避加工については、図５および図６を参照して説明する。まず、加工負荷監視部３０にて加工負荷が第一設定値Ｐａより大きいか否かを判定する（Ｓ１１）。最初の回避加工においては、図４に示すステップＳ２において、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えているため、当然にステップＳ１１において、加工負荷は第一設定値Ｐａより大きい。
【００３５】
そして、加工負荷が第一設定値Ｐａより大きい場合には（Ｓ１１：Ｙ）、切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）を算出する（Ｓ１２）。切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）は、回転工具Ｔの回転軸の一方方向、すなわち「Ｚ＋」方向の成分である。ここで、ｉは、時刻に関するカウンタである。つまり、時間が経過すればｉが増加する関係にある。ここで、切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）は、前回の切込逃がし量（＋ΔＺｉ）に予め設定された値αを加算した値として算出する。なお、回避加工初期における切込逃がし量（＋ΔＺ０）は、ゼロ（０）と設定している。つまり、切込逃がし量（＋ΔＺ１）は、αとなる。
【００３６】
続いて、座標（Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１，Ｚｉ＋１＋ΔＺｉ＋１）へ、回転工具Ｔを移動する（Ｓ１４）。つまり、回避加工においては、加工プログラムによる回転工具Ｔの送り方向成分に、回転工具Ｔの回転軸の＋Ｚ方向成分を加えた方向へ、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを回避移動させている。
【００３７】
続いて、座標（Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１，Ｚｉ＋１＋ΔＺｉ＋１）へ回転工具Ｔを移動した後には、加工負荷監視部３０にて加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満であるか否かを判定する（Ｓ１５）。そして、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満でない場合には（Ｓ１５：Ｎ）、時間カウンタｉに１を加算して（Ｓ１６）、再びステップＳ１１に戻り処理を繰り返す。ここで、第二設定値Ｐｂは、第一設定値Ｐａよりも小さな値に設定されている。
【００３８】
一方、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満に達すると（Ｓ１５：Ｙ）、回避加工を終了する。つまり、基本加工を行っている際に加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた場合には、回避加工において、加工負荷が第一設定値Ｐａに達するまで切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）をαの分だけ漸増させながら加工を進めていく。
【００３９】
そして、ステップＳ１１において加工負荷が第一設定値Ｐａ以下になった場合、すなわち加工負荷が第一設定値Ｐａに達した場合には（Ｓ１１：Ｎ）、今回の切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）は、前回の切込逃がし量（＋ΔＺｉ）と同値とする（Ｓ１３）。
【００４０】
続いて、座標（Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１，Ｚｉ＋１＋ΔＺｉ＋１）へ回転工具Ｔを移動する（Ｓ１４）。続いて、加工負荷監視部３０にて加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満であるか否かを判定する（Ｓ１５）。そして、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満でない場合には（Ｓ１５：Ｎ）、時間カウンタｉに１を加算して（Ｓ１６）、再びステップＳ１１に戻り処理を繰り返す。一方、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満に達すると（Ｓ１５：Ｙ）、回避加工を終了する。つまり、回避加工において、加工負荷が第一設定値Ｐａに達した後には、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えなければ、加工負荷が第二設定値Ｐｂに達するまで切込逃がし量を一定として加工を継続する。
【００４１】
このステップＳ５の動作について、図６（ｂ）を用いて説明する。図６（ｂ）の第一位置Ａから回避加工が開始される。このとき、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えているため、切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）だけ「＋Ｚ」軸方向成分を加工プログラムの指令位置に追加することで、回転工具Ｔが徐々に「＋Ｚ」軸方向に移動していく。そして、切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）は、加工負荷が第一設定値Ｐａに達するまで所定値αずつ増加していく。
【００４２】
そして、加工負荷が第一設定値Ｐａに達すると、前回の切込逃がし量（＋ΔＺｉ）を今回の切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）として加工を続けるため、再び加工負荷が第一設定値Ｐａを超えるおそれがある。この場合には、再び、加工負荷が第一設定値Ｐａに達するように、切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）をαずつ増加させていく。このように、加工負荷が第一設定値Ｐａを大きく超えないように、切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）を変更している。
【００４３】
さらに加工を続けていくと、図６（ｂ）において（２）で示す回転工具Ｔの移動経路のうち角部分を超えた位置においては、加工負荷が第一設定値Ｐａ以下となるため、切込逃がし量（＋ΔＺｉ＋１）は、直前の切込逃がし量（＋ΔＺｉ）と維持する。つまり、当該角部分以降は、加工プログラムによる回転工具Ｔの移動経路Ｌに対して、一定距離（＋ΔＺｉ）離れた位置を、回転工具Ｔが移動する。このまま続けると、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満に到達する。このようにして、回避加工を終了する。つまり、回避加工を継続して行っている間は、加工負荷によるフィードバック制御を行っていることになる。
【００４４】
続いて、図４に戻り説明する。図４のステップＳ５の回避加工復帰処理における回避加工を終了すると、回避加工復帰処理における復帰動作を行う（Ｓ６、「復帰工程」）。すなわち加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満に達すると（Ｓ１５：Ｙ）、回転工具Ｔを第一位置Ａに向かって早送り移動で復帰させる。そして、回転工具Ｔが第一位置Ａに到達した時点において加工再開工程の開始時点における回転工具Ｔの送り速度となるように、被加工物に対して回転工具Ｔを移動する。このときの回転工具Ｔの移動経路を、図６（ｃ）の（３）にて示す。ここで、早送り移動とは、加工を行う際の回転工具Ｔの移動速度よりも早い送り速度を意味する。
【００４５】
そして、回転工具Ｔを第一位置Ａに復帰することで、回避加工復帰処理は終了する。つまり、回転工具Ｔを第一位置Ａに復帰した後には、ステップＳ１に戻り、切替器４０により回避制御部２０から基本制御部１０に切り替えて、基本制御部１０により加工プログラムによる基本加工を再開する（加工再開工程）。その後、また、ステップＳ２以降の処理を繰り返す。
【００４６】
ここで、図３に示す被加工物Ｗの形状で、回転工具Ｔの移動経路Ｌの場合に、上述した処理を行う場合において、回転工具Ｔの実際の移動経路について、図６（ｄ）に示す。図６（ｄ）において、移動経路（１）〜（７）は、回転工具Ｔの移動する順序を示す。移動経路（１）〜（３）は、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示したとおりである。その後、図６（ｄ）の移動経路（４）にて示すように、加工負荷が第一設定値Ｐａを超える位置Ｂに到達するまでの間、加工プログラムによる基本加工を行う。続いて、移動経路（５）にて示すように、再び回避加工を行い、その後に、移動経路（６）にて示すように、回転工具Ｔを位置Ｂへ早送り移動で復帰させる。続いて、移動経路（７）にて示すように、加工プログラムによる基本加工を再開し、最後の位置まで被加工物Ｗの加工を行う。
【００４７】
（効果）
以上説明したように、図３に示すような被加工物Ｗのように、回転工具Ｔの深さ方向の切込量が急激に増加する場合であっても、回避加工を行うことにより、回転工具Ｔのうち被加工物Ｗとの接触面積が増加することを低減できる。さらに、回避加工において加工負荷が第一設定値Ｐａより大きくならないように被加工物Ｗを加工している。そのため、加工プログラムによる基本加工を再開した場合に、回転工具Ｔのうち被加工物Ｗとの接触面積は、前回の回避加工の開始時点における接触面積に比べると、小さくなる。つまり、回転工具Ｔの深さ方向の切込量が増加する場合において、回転工具Ｔの異常摩耗および折損を防止できる。
【００４８】
特に、回避加工において、加工プログラムによる回転工具Ｔの送り方向成分に、回転工具Ｔの回転軸の＋Ｚ方向成分を加えた方向へ、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを回避移動させている。つまり、回転工具Ｔの回転軸の一方方向成分（Ｚ＋方向成分）を逃がし成分としている。これにより、簡単に、かつ、回転工具Ｔと被加工物のさらなる衝突もなく安全に、回転工具Ｔを回避させることができる。
【００４９】
さらに、被加工物Ｗの加工を継続させながら回避加工を行っているため、回避加工において可能な限り多くの量を加工できる。つまり、回避加工における加工効率を高くすることができる。さらに、このことにより、加工プログラムに基づく基本加工を再開した場合に、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えて再び回避加工を行うことを、できる限り避けるようにできる。
【００５０】
さらに、回避加工の後には、回避加工を開始した第一位置Ａ，Ｂに工具を戻して、加工プログラムに基づく基本加工を再開している。従って、回避加工により被加工物Ｗの削り残しが発生した部位を、確実に削り取ることができる。また、復帰工程における被加工物Ｗに対する回転工具Ｔの移動を早送り移動とすることで、回避加工を実行したとしても、可能な限りサイクルタイムの長期化を抑制することができる。
【００５１】
＜第二実施形態＞
第二実施形態における工作機械の制御方法について、図７〜図８を参照して説明する。ここで、第二実施形態における制御方法は、第一実施形態の制御方法に対して、回避加工（図４のステップＳ５）の処理が異なる。そこで、以下には、本実施形態の回避加工の処理と、本実施形態の制御方法を実行した場合の回転工具Ｔの移動経路について説明する。
【００５２】
回避加工の前には、図８（ａ）に示すように、第一位置Ａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）まで加工プログラムに基づく基本加工が行われる。その後、回避加工が行われる。本実施形態における回避加工は、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた後において、加工負荷が第一設定値Ｐａ以下となるように、被加工物Ｗに対して回転工具Ｔを加工プログラムによる移動経路Ｌから回避移動させながら行う被加工物Ｗの加工である。
【００５３】
具体的には、図７に示すように、現位置（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）から座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ＋ΔＺｉ）へ、回転工具Ｔを移動させる（Ｓ２１、「非加工移動」）。つまり、回転工具Ｔを、Ｘ軸位置およびＹ軸位置は変更せずに、回転工具Ｔの回転軸方向の＋Ｚ軸方向へ逃がす。このとき、回転工具Ｔにより被加工物Ｗの加工は行われていない。この切込逃がし量（＋ΔＺｉ）は、予め設定されている量である。
【００５４】
続いて、現位置（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ＋ΔＺｉ）から座標（Ｘｉ＋１，Ｙｉ＋１，Ｚｉ＋１＋ΔＺｉ）へ、回転工具Ｔを移動させる（Ｓ２２、「加工移動」）。つまり、回転工具Ｔを、加工プログラムのＺ軸位置からの変化分＋ΔＺｉを一定としつつ、加工プログラムの指令位置に沿って回転工具Ｔを移動させる。このとき、回転工具Ｔにより被加工物Ｗの加工は行われる。
【００５５】
続いて、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満に到達したか否かを判定し（Ｓ２３）、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満に到達した場合には（Ｓ２３：Ｙ）、図４のステップＳ６へ進む。一方、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満に到達していない場合には（Ｓ２３：Ｎ）、時間カウンタｉに１を加算する（Ｓ２４）。
【００５６】
そして、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えたか否かを判定し（Ｓ２５）、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えていない場合には（Ｓ２５：Ｎ）、ステップＳ２２に戻り処理を繰り返す。つまり、切込逃がし量（＋ΔＺｉ）を変更せずに、さらに次の位置へ、回転工具Ｔを移動する。一方、加工負荷が第一設定値Ｐａを超えた場合には（Ｓ２５：Ｙ）、ステップＳ２１に戻り処理を繰り返す。つまり、再び、さらに切込逃がし量（＋ΔＺｉ）だけ移動させる非加工移動を行い、続いてその切込逃がし量において加工移動を行う。
【００５７】
この回避加工の動作について図８（ｂ）を参照して説明する。図８（ｂ）の第一位置Ａから回避加工が開始される。そうすると、まずは、回転工具Ｔは、切込逃がし量（＋ΔＺｉ）だけ移動する（Ｓ２１）。このときの加工負荷はゼロとなる。その後、加工プログラムによる回転工具Ｔの移動経路Ｌに対して、一定距離（＋ΔＺｉ）離れた位置を、回転工具Ｔが移動する（Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２２）。
【００５８】
その後、図８（ｂ）においては、再び加工負荷が第一設定値Ｐａを超えるため、回転工具Ｔは、さらに切込逃がし量（＋ΔＺｉ）だけ移動する（Ｓ２５→Ｓ２１）。その後、再び、加工プログラムによる回転工具Ｔの移動経路Ｌに対して、一定距離（＋ΔＺｉ）離れた位置を、回転工具Ｔが移動する（Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２２）。このように、回避加工における回転工具Ｔの移動経路は、階段状になる。そして、加工負荷が第二設定値Ｐｂ未満となると、図８（ｃ）に示すように、第一位置Ａに復帰する（図４のステップＳ６）。
【００５９】
ここで、図３に示す被加工物Ｗの形状で、回転工具Ｔの移動経路Ｌの場合に、上述した処理を行う場合において、回転工具Ｔの実際の移動経路について、図８（ｄ）に示す。図８（ｄ）において、移動経路（１）〜（７）は、回転工具Ｔの移動する順序を示す。移動経路（１）〜（３）は、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示したとおりである。その後、図８（ｄ）の移動経路（４）にて示すように、加工負荷が第一設定値Ｐａを超える位置Ｂに到達するまでの間、加工プログラムによる基本加工を行う。続いて、移動経路（５）にて示すように、再び回避加工を行い、その後に、移動経路（６）にて示すように、回転工具Ｔを位置Ｂへ早送り移動で復帰させる。続いて、移動経路（７）にて示すように、加工プログラムによる基本加工を再開し、最後の位置まで被加工物Ｗの加工を行う。
【００６０】
本実施形態においても、回避加工を行うことで回転工具Ｔの異常摩耗および折損を防止できる。さらに、本実施形態における回避加工においては、非加工移動と加工移動とを交互に行っている。これにより、加工負荷によるフィードバック制御を行うことなく、容易に回避加工を行うことができる。
【００６１】
＜第三実施形態＞
第一実施形態においては、平面上の回転工具Ｔの移動経路Ｌに対して凸状部を有する場合を対象として説明した。この他に、本発明は、凹状部を加工する際にも同様に適用できる。以下に、凹状部を加工する場合について図９を参照して説明する。
【００６２】
例えば、図９（ａ）の実線にて示すような被加工物Ｗの加工前形状に対して、破線にて示すような加工後形状となるように加工する場合を例に挙げて説明する。つまり、加工プログラムによる回転工具Ｔの移動経路は、図９（ａ）に示すＬとなる。この場合、図９（ｂ）に示すように、移動経路（１）〜（７）の順に、回転工具Ｔが移動することになる。
【００６３】
まず、図９（ｂ）に示すように、移動経路（１）を回転工具Ｔが移動するとき、位置Ａにおいて、加工負荷が第一設定値Ｐａを超える（図４のステップＳ２）。そうすると、移動経路（２）に示す回避加工が行われる（図４のステップＳ５）。この移動経路（２）の回避加工において、最終的な加工後形状の深さが徐々に深くなっているが、この間、加工負荷がＰａを超えないように切込逃がし量ΔＺｉが変更されていく（図５のステップＳ１２）。従って、移動経路（２）において、最終的な切込逃がし量ΔＺｉは、図９（ｂ）のΔＺｉとして示す深さとなる。
【００６４】
そして、移動経路（２）の回避加工を終了すると、移動経路（３）にて示すように、第一位置Ａに早送り移動で復帰させる（図４のステップＳ６）。そして、第一位置Ａからは、加工プログラムによる基本加工を再開する。そして、図４のステップＳ２以降の処理を繰り返す。その後は、移動経路（４）を進めると、加工負荷がＰａを超えた位置Ｂに到達し、移動経路（５）（６）（７）の順に進み、被加工物Ｗの加工を終了する。
【００６５】
このように、凹状部を加工する際にも、第一実施形態と同様の効果を発揮する。また、第三実施形態としては、第一実施形態における制御方法を凹状部の加工に適用した場合について説明したが、第二実施形態における制御方法を凹状部の加工に適用することもできる。
【００６６】
＜上記実施形態の変形態様＞
第一実施形態および第三実施形態において、切込逃がし量ΔＺｉを増加させる所定値αを一定として説明した。この所定値αは、加工負荷検出センサ８０により検出された加工負荷に応じて変更してもよい。例えば、加工負荷が大きいほど、所定値αが大きくなるようにし、加工負荷が小さいほど、所定値αが小さくなるようにするとよい。
【００６７】
また、第二実施形態において、切込逃がし量ΔＺｉを一定としたが、これも上記と同様に、加工負荷検出センサ８０により検出される加工負荷に応じて変更してもよい。例えば、加工負荷が大きいほど、切込逃がし量ΔＺｉが大きくなるようにし、加工負荷が小さいほど、切込逃がし量ΔＺｉが小さくなるようにするとよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、工作機械として直進軸３軸を有する工作機械を例に挙げて説明したが、本発明は、回転軸をさらに備える例えば５軸の工作機械に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１０：基本制御部、  ２０：回避制御部、  ３０：加工負荷監視部、  ４０：切替器
６０：モータ、  ７０：位置検出センサ、  ８０：加工負荷検出センサ
Ｌ：工具移動経路、  Ｐａ，Ｐｂ：設定値
Ｔ：回転工具、  Ｗ：被加工物
【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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