(57)【要約】【課題】ツールを用いて溝形状を掘り下げていくときに、モーター脱調などの不具合が発生することを抑止する。【解決手段】ツールを用いて被加工物を切削して溝形状を形成する溝形状の切削方法において、ツールが被加工物を切削する際に、上記ツールが上記被加工物上の第１の移動経路と上記第１の移動経路とは上記被加工物の表面方向に微小量ずれた第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動しながら上記被加工物に形成する溝形状の深さ方向の切削を行い、上記ツールが移動して切削した上記第１の移動経路と上記第２の移動経路とにより溝形状を形成する。【選択図】　　　　図３
2004062355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールを用いて被加工物を切削して溝形状を形成する溝形状の切削方法において、
ツールが被加工物を切削する際に、前記ツールが前記被加工物上の第１の移動経路と前記第１の移動経路とは前記被加工物の表面方向に微小量ずれた第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動しながら前記被加工物に形成する溝形状の深さ方向の切削を行い、
前記ツールが移動して切削した前記第１の移動経路と前記第２の移動経路とにより溝形状を形成する
溝形状の切削方法。
【請求項２】
ツールを用いてスパイラルツールパスにより被加工物の加工領域の最外周を螺旋状に切削して、該被加工物の加工領域の最外周に溝形状を形成する溝形状の切削方法において、
ツールが被加工物を切削する際に、前記ツールが前記被加工物上の加工領域の最外周に対応した第１の移動経路と前記第１の移動経路の径よりも前記被加工物の表面方向に微小量だけ内径側または外径側に位置する第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動しながら前記被加工物に形成する溝形状の深さ方向の切削を行い、
前記ツールが移動して切削した前記第１の移動経路と前記第２の移動経路とにより溝形状を形成する
溝形状の切削方法。
【請求項３】
請求項２に記載の溝形状の切削方法において、
前記ツールが前記第１の移動経路と前記第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動する際に、前記ツールが前記被加工物上において前記最外周の略半周分移動しながら前記第１の移動経路と前記第２の移動経路との間の移動を完了する
溝形状の切削方法。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の溝形状の切削方法において、
前記微小量は、前記被加工物と接触する前記ツールの先端部の径の４分の１以下である
溝形状の切削方法。
【請求項５】
請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の溝形状の切削方法において、
前記微小量は、前記ツールが前記第１の移動経路または前記第２の移動経路を移動する毎の溝形状の深さ方向への切削の変化量以下である
溝形状の切削方法。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の溝形状の切削方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝形状の切削方法、プログラムおよび記憶媒体に関し、さらに詳細には、カッターやエンドミルなどのツールを用いて被加工物に対して切削を行うような３次元切削におけるツールの移動の際に用いて好適な溝形状の切削方法、プログラムおよび記憶媒体であって、例えば、後述するようなスパイラルツールパスにおける被加工物の最外周部位の切削に用いて好適な溝形状の切削方法、プログラムおよび記憶媒体に関する。
【０００２】
なお、本明細書において「ツール」とは、カッターやエンドミルなどのように、被加工物と接することにより当該被加工物に対して切削処理を行う器具を意味するものとする。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、マイクロコンピューターと、被加工物が載置されるテーブルと、被加工物を切削するカッターやエンドミルなどのツールと、マイクロコンピューターの制御によってテーブルならびにツールをそれぞれ所定の方向に移動するモーターなどの駆動装置とを有し、切削データに基づいたマイクロコンピューターの制御により駆動装置を駆動して、テーブルに載置された被加工物とツールとの相対的な位置関係を３次元方向で移動させ、被加工物から切削データに基づいた３次元形状を削り出すことができるようにした３次元切削加工装置が広く知られている。
【０００４】
こうした３次元切削加工装置の一つとして、例えば、本願出願人によって特願２００１−１９７６２４「加工装置」（出願日：平成１３年６月２９日）として提案されたものがある。
【０００５】
図１には、特願２００１−１９７６２４として本願出願人によって提案された加工装置の概略構成説明図（斜視図）が示されている。
【０００６】
この３次元切削加工装置１０は、ＸＹＺ直交座標系（図１における座標系を示す参考図を参照する。）におけるＸＹ平面方向に延設された固定系のベース部材１２と、ベース部材１２の後方側においてベース部材１２上に垂直に立設された後方部材１４と、後方部材１４の前面１４ａ側近傍においてベース部材１２上に垂直に立設された支軸１６と、支軸１６の上端部に回転自在に配設された支持アーム１８と、押し上げローラーが支持アーム１８の下面に当接するようにして支軸１６に固定的に配設された上下機構と、支持アーム１８の上面１８ｃに配設されたテーブル２２と、刃部２４ａがテーブル２２の上面２２ａと対向するようにして後方部材１４の上端の突設部１４ｂに固定的に配設されたカッター２４とを有して構成されている。
【０００７】
ここで、カッター２４は、カッターホルダー７０に支持されて後方部材１４の上端の突設部１４ｂに固定的に配設されている。なお、このカッター２４が後方部材１４の突設部１４ｂに配設される位置は、カッター２４の刃部２４ａが、テーブル２２の中心部位に対向するようにして寸法設定されているものである。
【０００８】
また、符号３６，４８，６６，８２はモーターであり、３次元切削加工装置１０は、モーター３６，４８，６６，８２の駆動制御を含む全体の動作をマイクロコンピューター１００により制御されているものである。
【０００９】
なお、３次元切削加工装置１０において用いられる切削データは、所定の３次元形状を示すものであり、被加工物２００の所定の加工領域内において所定の３次元形状が削り出されるようになされている。
【００１０】
以上の構成において、図１を参照しながら、上記した３次元切削加工装置１０の動作の説明を行うものとする。
【００１１】
まず、図１（ａ）に示す状態で、３次元切削加工装置１０のテーブル２２に被加工物２００を載置する。
【００１２】
なお、以下の説明においては、３次元切削加工装置１０の支持アーム１８のＸＹ平面方向における位置とＺ軸方向における位置とがそれぞれ、図１（ａ）に示す状態である場合を３次元切削加工装置１０の初期状態として説明することとする。
【００１３】
この初期状態における３次元切削加工装置１０の支持アーム１８は、ＸＹ平面方向においては、ＸＹ平面方向に一致する回転平面において回転して（図１（ａ）に示す矢印Ｃ参照）最も左方側に位置しており、Ｚ軸方向においては、支持アーム１８の上面１８ｃがＺ軸方向における所定の高さ位置のＸＹ平面に一致して水平な状態で位置している。
【００１４】
こうした初期状態において、３次元切削加工装置１０のテーブル２２に載置される被加工物２００は、３次元の空間的広がりをもつ物体であり、当該物体は所定の形状を有しているものとする。
【００１５】
なお、この実施の形態においては、略円板状体の被加工物２００がテーブル２２に載置されるものとして説明することとする。また、当該被加工物２００の加工領域は、被加工物２００の上面２００ａの中心２００Ｐを中心とする円形形状の領域（図１（ａ）（ｂ）における破線領域参照）とする。
【００１６】
そして、作業者は、この被加工物２００の上面２００ａの加工領域の中心２００Ｐが、テーブル２２の中心部位に一致するようにして、被加工物２００の下面をテーブル２２の上面２２ａに対向させて、テーブル２２の上面２２ａに被加工物２００を載置する。これにより、支持アーム１８がＸＹ平面において右方に移動した場合に、被加工物２００の加工領域の中心２００Ｐが、カッター２４の刃部２４ａに対向するようになる。
【００１７】
上記したようにして初期状態の３次元切削加工装置１０のテーブル２２に被加工物２００が載置されると、マイクロコンピューター１００により、切削データに基づいて、駆動手段たるモーター３６，４８，６６，８２の駆動がそれぞれ制御される。
【００１８】
具体的には、支持アーム１８は、モーター３６の駆動によって、初期状態（図１（ａ）に示す状態）から、ＸＹ平面方向に一致する回転平面において左方側から右方側に向かって回転する（図１（ａ）に示す矢印Ｂ参照）。
【００１９】
この際、モーター６６の駆動によって、被加工物２００が載置されたテーブル２２が支軸を回転中心として回転する（図１（ａ）に示す矢印Ｄ参照）。
【００２０】
さらに、モーター４８の駆動によって、支持アーム１８が支軸４２を回転中心として回転し、テーブル２２が配設された支持部材１８ｂがＺ軸方向において上下移動する。
【００２１】
これにより、カッター２４は対向する被加工物２００の円形形状の加工領域において、加工領域の外周側から中心２００Ｐに向かう渦巻状の移動経路に従って３次元方向に移動することになる。
【００２２】
この際、モーター８２の駆動によって回転するカッター２４が、被加工物２００の加工領域に接すると、カッター２４の刃部２４ａによって被加工物２００が切削されて、被加工物２００の加工領域から切削データの示す３次元形状が削り出される。
【００２３】
そして、支持アーム１８のＸＹ平面方向に一致する回転平面における左方側から右方側に向かう回転（図１（ａ）に示す矢印Ｂ参照）が進み、円形形状の加工領域の半径分に達すると、カッター２４の刃部２４ａは加工領域の中心２００Ｐと対向するようになる。これにより、加工領域の全領域において切削が終了し、３次元切削加工装置１０における一連の切削作業が終了する。
【００２４】
従って、支持アーム１８のＸＹ平面方向における回転（図１（ａ）に示す矢印Ｂあるいは矢印Ｃ参照）と、テーブル２２の回転（図１（ａ）に示す矢印Ｄあるいは矢印Ｅ参照）とによって、カッター２４の刃部２４ａが対向する被加工物２００の位置がＸ軸方向ならびにＹ軸方向で変化する。
【００２５】
さらに、支持アーム１８の支軸４２を回転中心とする回転によって、カッター２４の刃部２４ａが被加工物２００に切り込む量、即ち、被加工物２００に対するカッター２４の刃部２４ａのＺ軸方向での位置が変化する。
【００２６】
つまり、後方部材１４に固定的に配設されたカッター２４に対して、テーブル２２に載置された被加工物２００はＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動可能であるので、カッター２４と被加工物２００との相対的な位置関係が３次元の方向で変化することになり、カッター２４による被加工物２００の３次元加工が行われる。
【００２７】
上記したようにして、３次元切削加工装置１０においては、支持アーム１８が支軸１６を回転中心としてＸＹ平面方向において回転するとともに支軸４２を回転中心として回転し、支持アーム１８に配設されたテーブル２２が支軸６２を回転中心として回転するようにしたので、単純な構成で、被加工物２００とツールたるカッター２４との相対的な位置関係を３次元方向で変化させることができる。
【００２８】
また、３次元切削加工装置１０においては、切削データに従って、カッター２４が被加工物２００の加工領域を切削する際に、カッター２４は加工領域の外周側から中心２００Ｐに向かう渦巻状の移動経路に従って３次元方向に移動するので、加工領域の全領域における切削を高品質でしかも短時間で完了することができる。
【００２９】
即ち、上記した３次元切削加工装置１０においては、ツールたるカッター２４の移動経路は、被加工物２００に対して相対的に外側から内側に向かって渦巻状に切削する移動経路となる。
【００３０】
なお、本明細書においては、ツールが被加工物に対して相対的に外側から内側に向かって渦巻状に移動して切削する際のツールの移動経路を、「スパイラルツールパス」と称することとする。
【００３１】
ところで、ツールを用いて上記したようなスパイラルツールパスにより被加工物に対して切削を行う場合には、図２に示すように、初期段階として被加工物における加工領域の最外周を、切削データで設定された深さまで螺旋状に切削する必要がある。
【００３２】
即ち、ツールを用いてスパイラルツールパスにより切削を行う際には、その初期段階として、加工領域の最外周を螺旋状に切削することにより、加工領域の最外周に切削データで設定された深さの溝形状を形成する必要がある。
【００３３】
しかしながら、加工領域の最外周を螺旋状に切削して溝形状を形成する際に、被加工物上のＸＹ平面において同一半径の円周状の移動経路をツールが移動するようにして、切削データで設定された深さまで溝形状を掘り下げるという切削を行っていくと、理論上では適切な切削条件（ツールならびに被加工物の材料の種類、ツールの移動速度およびツールの切り込み量（溝形状の深さ方向への切削の変化量）に応じて設定される切削時のツールの移動に関する条件）における切削であっても、モーター脱調などの不具合が発生する恐れがあった。
【００３４】
より一般的には、ツールを用いて同一の移動経路（スパイラルツールパスの場合では同一半径の円周）で溝形状を掘り下げていく場合には、当該溝形状の幅はツール径と略同一となるが、こうした切削においては、理論上適切な切削条件が設定されていたとしても、モーター脱調などの不具合が頻発することが指摘されていた。
【００３５】
つまり、ツールを用いて同一の移動経路で溝形状を掘り下げていくと、溝が深くなるに従って、切削条件から想定される値よりも切削負荷が高くなり、切削データで設定された深さまで溝形状を形成する前に切削動作が停止してしまうという不具合が発生するという問題点があった。
【００３６】
こうした問題点は、本願発明者の研究によると、以下に説明するような点に起因するものと推察される。
【００３７】
即ち、理論上では、ツールを用いて同一の移動経路（スパイラルツールパスの場合では同一半径）で溝形状を掘り下げていった場合には、溝形状の底面部位から立ち上がる両壁面はツールの先端部の径（以下、適宜に「ツールの先端部の径」を「ツール径」と称することとする。）分離れることになるために、溝形状内において当該溝形状の延長方向に沿ったツールの移動には、理論を逸脱した予測不能な何らの抵抗も発生しないはずである。しかしながら、実際には、切削時にはツールまたは被加工物の「ぶれ」や「たわみ」などが発生し、こうしたツールまたは被加工物の「ぶれ」や「たわみ」により、切削で実際に得られる溝形状としては、当該溝形状の底面部位から立ち上がる両壁面がツール径分離れた理論通りの切削形状が得られていないものと推察される。このため、溝形状の底面部位から立ち上がる両壁面の間隔がツール径より狭くなってしまい、溝形状が深くなればなるほど当該溝形状の延長方向に沿ってツールが移動する際に当該両壁面と接触して当該ツールと当該両壁面との間で接触抵抗が増大し、当該ツールに対して切削条件で想定した以上の予測不能な負荷が発生することになるものと推察される。さらには、溝形状が深くなったときに切削くずの逃げ場がなくなって、当該溝形状内に切削くずが溜まり、ツールが当該切削くずと接触して当該ツールと当該切削くずとの間で接触抵抗が増大し、当該ツールに対して切削条件で想定した以上の予測不能な負荷が発生することになるものと推察される。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ツールを用いて溝形状を掘り下げていくときに、モーター脱調などの不具合が発生することのないようにした溝形状の切削方法、プログラムおよび記憶媒体を提供しようとするものである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ツールを用いて被加工物を切削して溝形状を形成するときに、ツールが第１の移動経路と当該第１の移動経路とは微小量ずれた第２の移動経路とを選択的に移動して溝形状を形成するようにして、ツールが溝形状の片側の壁面とだけ接触した状態で被加工物の切削を行うことができるようにしたものである。
【００４０】
従って、本発明によれば、ツールを用いて被加工物を切削して溝形状を形成するときに、形成される溝形状の溝の幅はツール径よりも大きくなり、ツールが溝形状の片側の壁面とだけ接触した状態で被加工物に溝形状を形成することができるようになるので、切削負荷が大幅に軽減され、モーター脱調などの不具合の発生を抑止することができる。
【００４１】
ここで、ツールが第１の移動経路と第２の移動経路とを選択的に移動する際に、ツールが第１の移動経路と第２の移動経路とを１回移動する毎に交互に移動するようにしてもよいし、ツールが第１の移動経路と第２の移動経路とを所定の回数移動する毎に交互に移動するようにしてもよい。また、ツールが第１の移動経路と第２の移動経路とを移動する際の互いの回数は、必ずしも一致していなくてもよい。
【００４２】
また、上記した微小量は、例えば、ツール径の半分程度あるいはツール径の４分の１程度あるいはツールが溝形状の深さ方向へ移動する際の変化量程度としてもよい。
【００４３】
さらに、上記した微小量は、例えば、本発明の切削方法を実施する装置におけるツール移動の分解能程度に設定してもよい。
【００４４】
さらにまた、上記した微小量は、例えば、切削条件（ツールならびに被加工物の材料の種類、ツールの移動速度およびツールの切り込み量（溝形状の深さ方向への切削の変化量）に応じて設定される切削時のツールの移動に関する条件）に応じて適宜設定してもよい。
【００４５】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ツールを用いて被加工物を切削して溝形状を形成する溝形状の切削方法において、ツールが被加工物を切削する際に、上記ツールが上記被加工物上の第１の移動経路と上記第１の移動経路とは上記被加工物の表面方向に微小量ずれた第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動しながら上記被加工物に形成する溝形状の深さ方向の切削を行い、上記ツールが移動して切削した上記第１の移動経路と上記第２の移動経路とにより溝形状を形成するようにしたものである。
【００４６】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、ツールを用いてスパイラルツールパスにより被加工物の加工領域の最外周を螺旋状に切削して、該被加工物の加工領域の最外周に溝形状を形成する溝形状の切削方法において、ツールが被加工物を切削する際に、上記ツールが上記被加工物上の加工領域の最外周に対応した第１の移動経路と上記第１の移動経路の径よりも上記被加工物の表面方向に微小量だけ内径側または外径側に位置する第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動しながら上記被加工物に形成する溝形状の深さ方向の切削を行い、上記ツールが移動して切削した上記第１の移動経路と上記第２の移動経路とにより溝形状を形成するようにしたものである。
【００４７】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項２に記載の発明において、上記ツールが上記第１の移動経路と上記第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動する際に、上記ツールが上記被加工物上において上記最外周の略半周分移動しながら上記第１の移動経路と上記第２の移動経路との間の移動を完了するようにしたものである。
【００４８】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記微小量は、上記被加工物と接触する上記ツールの先端部の径の４分の１以下であるようにしたものである。
【００４９】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記微小量は、上記ツールが上記第１の移動経路または上記第２の移動経路を移動する毎の溝形状の深さ方向への切削の変化量以下であるようにしたものである。
【００５０】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の発明をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００５１】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項６に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による溝形状の切削方法、プログラムおよび記憶媒体の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００５３】
図３には、本発明による溝形状の切削方法を実施した３次元切削加工装置の一例のブロック構成図が示されている。なお、この図３に示すブロック構成図は、本発明による溝形状の切削方法を実施した３次元切削加工装置の動作を制御する電気的な制御系を示すものであり、本発明による溝形状の切削方法を実施した３次元切削加工装置の機構的な構造は、図１に示す３次元切削加工装置１０と同様な構造を採用することができるものであるので、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
また、説明を簡略化して本発明の理解を容易にするために、図１に示す３次元切削加工装置１０に示す構成と同一または相当する構成には、図１に示す３次元切削加工装置１０において用いた符号と同一の符号を用いて示すものとする。
【００５５】
この３次元切削加工装置は、マイクロコンピューター１００により全体の動作の制御が行われるものであり、マイクロコンピューター１００は、全体の動作の制御を行う中央処理装置（ＣＰＵ）１００ａと、ＣＰＵ１００ａを動作するためのプログラムなどが記憶されたリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１００ｂと、ＣＰＵ１００ａの制御によって外部記憶装置１０６（後述する。）から読み出した切削データを記憶する切削データ記憶部１００ｃ−１やＣＰＵ１００ａの制御によって本発明による切削処理が行われる際のワーキングエリア１００ｃ−２などが設定されたランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１００ｃとを有して構成されている。
【００５６】
そして、マイクロコンピューター１００には、バス１０２を介して、外部記憶装置１０６に記憶された複数の切削データの中から所望の切削データを選択するためのキーボードなどの文字や数字を入力する入力デバイスやマウスなどのポインティング・デバイスよりなる入力装置１０４と、被加工物２００に対する各種の３次元加工形状を示す複数の切削データを記憶したハード・ディスクなどから構成される外部記憶装置１０６と、各構成部材を駆動するモーター３６，４８，６６，８２とが接続されている。
【００５７】
以上の構成において、この３次元切削加工装置は、この実施の形態においては、ユーザーが入力装置１０４を用いて外部記憶装置１０６に記憶されている所望の３次元加工形状を示す切削データを選択すると、当該選択された切削データがＲＡＭ１００ｃの切削データ記憶部１００ｃ−１に記憶され、当該選択された切削データの示す３次元加工形状が被加工物２００を加工する際の３次元加工形状として指定される。
【００５８】
そして、ユーザーが入力装置１０４を用いて３次元切削加工装置の切削開始を指示すると、マイクロコンピューター１００は当該切削開始の指示に応じてＲＡＭ１６の切削データ記憶部１００ｃ−１に記憶された切削データを読み出して、当該読み出した切削データに応じてモーター３６，４８，６６，８２を駆動する。その結果、当該選択された切削データに従って、カッター２４を用いてスパイラルツールパスにより被加工物２００の切削が行われる。そして、カッター２４を用いて当該選択された切削データに従ったスパイラルツールパスによる被加工物２００の切削が完了すると、被加工物２００に当該選択された切削データの示す３次元加工形状が形成されることになる。
【００５９】
ここで、この３次元切削加工装置においては、カッター２４を用いたスパイラルツールパスによる切削を行う際に、初期段階として被加工物２００における加工領域の最外周を、切削データで設定された深さまで螺旋状に深さ方向の切削を行うことになるが、当該最外周の切削は溝形状切削処理により行われる。
【００６０】
ここで、この溝形状切削処理は、カッター２４が被加工物２００における加工領域の最外周を螺旋状に一周する毎に、カッター２４がその移動経路を被加工物２００の表面方向に微小量ずらすことにより、カッター２４が常に溝形状の片側の壁面とだけ接触するようにしている。従って、溝形状切削処理により形成される溝形状の溝の幅は、ツール径よりも大きくなる。
【００６１】
以下、図４に示すフローチャートを参照しながら、この溝形状切削処理を詳細に説明する。
【００６２】
この図４のフローチャートに示す溝形状切削処理は、ユーザーが入力装置１８により切削開始指示を行うと自動的に開始される、スパイラルツールパスの最外周の切削に関する処理である。この溝形状切削処理においては、カッター２４が加工領域の最外周を３周して一巡する移動経路が構築され、切削データの示す深さに到達するまで加工領域の最外周を３周して一巡する移動経路をカッター２４が繰り返し移動して、被加工物２００の切削を行うようになされている。なお、被加工物２００の加工領域の最外周は円形を備えているものとする。
【００６３】
溝形状切削処理が開始されると、カッター２４は、図５に示すように、切削データにより指定される被加工物２００上における加工領域の最外周位置（加工領域の最外周位置は円形である。）上のスタート位置Ｓから時計回り方向（図５におけるカッターの移動方向の矢印参照）に移動を開始して、当該最外周位置を一周してスタート位置Ｓに戻るように移動する（ステップＳ４０２）。即ち、カッター２４は、被加工物２００上における加工領域の最外周位置をなぞるようにして当該最外周位置を一周するように移動するものであり、このカッター２４の移動経路を第１の移動経路と称することとする。
【００６４】
つまり、溝形状切削処理が開始されると、まず、カッター２４は被加工物２００上における加工領域の最外周位置と一致する第１の移動経路を一周することになる。
【００６５】
ここで、カッター２４が第１の移動経路を移動する際には、ツール径の中心部Ｃが第１の移動経路を通過するように制御する。
【００６６】
また、スタート位置Ｓは、被加工物２００上における加工領域の最外周位置上の任意の位置でよく、入力装置１０４を用いてユーザーが設定するようにしてもよいし、あるいは、予め自動的に設定されるようにしてもよい。
【００６７】
なお、図５において、矢印付きの太実線は、ステップＳ４０２におけるカッター２４の移動軌跡を示している。
【００６８】
次に、カッター２４は、図６に示すように、スタート位置Ｓから時計回り方向（図６におけるカッターの移動方向の矢印参照）に移動を開始し、第１の移動経路より内径側へ移動の方向を徐々に変化させながら、第１の移動経路より被加工物２００の表面方向に微小量Ｗだけ内径側に位置する第２の移動経路へ滑らかに移動する（ステップＳ４０４）。具体的には、カッター２４は、スタート位置Ｓから時計回り方向に移動を開始し、被加工物２００上における加工領域の最外周の略半周分移動しながら微小量Ｗだけずれた第２の移動経路上の位置Ｐへ到達する。なお、位置Ｐは、スタート位置Ｓと第１の移動経路および第２の移動経路の中心Ｏとを結ぶ直線に位置しているものである。
【００６９】
ここで、カッター２４が第１の移動経路から第２の移動経路へ滑らかに移動する際には、カッター２４のツール径の中心部Ｃが第２の移動経路上に位置するように制御する。
【００７０】
また、微小量Ｗは、例えば、カッター２４のツール径の半分以下とすることができる。
【００７１】
なお、図６において、矢印付きの太実線は、ステップＳ４０４におけるカッター２４の移動軌跡を示している。
【００７２】
次に、カッター２４は、図７に示すように、位置Ｐから時計回り方向（図７におけるカッターの移動方向の矢印参照）に移動を開始して、第２の移動経路を一周して位置Ｐに戻るように移動する（ステップＳ４０６）。
【００７３】
ここで、カッター２４が第２の移動経路を移動する際には、ツール径の中心部Ｃが第２の移動経路を通過するように制御する。
【００７４】
なお、図７において、矢印付きの太実線は、ステップＳ４０６におけるカッター２４の移動軌跡を示している。
【００７５】
次に、カッター２４は、図８に示すように、位置Ｐから時計回り方向（図８におけるカッターの移動方向の矢印参照）に移動を開始し、第２の移動経路より外径側へ移動の方向を徐々に変化させながら、第２の移動経路より微小量Ｗだけ外径側に位置する第１の移動経路へ滑らかに移動する（ステップＳ４０８）。具体的には、カッター２４は、位置Ｐから時計回り方向に移動を開始し、被加工物２００上における加工領域の最外周の略半周分移動しながら第１の移動経路上のスタート位置Ｓへ到達する。
【００７６】
ここで、カッター２４が第２の移動経路から第１の移動経路へ滑らかに移動する際には、カッター２４のツール径の中心部Ｃが第１の移動経路上に位置するように制御する。
【００７７】
なお、図８において、矢印付きの太実線は、ステップＳ４０８におけるカッター２４の移動軌跡を示している。
【００７８】
そして、カッター２４の先端部が切削データで設定された深さに到達して、切削データで示された深さを備えた溝形状の切削が完了するまで、ステップＳ４０２乃至ステップＳ４０４の処理を繰り返す毎にカッター２４をＺ方向に徐々に下降させながら切削を行う（ステップＳ４１０）。即ち、カッター２４は、第１の移動経路と第２の移動経路とを選択的に繰り返し移動しながらＺ方向への切削を行うことになる。
【００７９】
上記したように、カッター２４をＺ方向に徐々に下降させることにより、カッター２４により切削される深さをなめらかに変化させることができる。
【００８０】
なお、カッター２４をＺ方向に下降させる処理は、図４のフローチャートに示すようにステップＳ４０２乃至ステップＳ４０４の処理を１回完了する毎に行うのではなくて、例えば、ステップＳ４０２乃至ステップＳ４０４の処理を複数回完了毎に行ってもよいし、ステップＳ４０２乃至ステップＳ４０４の処理の途中で行ってもよい。
【００８１】
また、カッター２４をＺ方向に下降させる際の変位量、即ち、深さ方向への切り込み量は、入力装置１０４を用いてユーザーが任意に設定するようにしてもよいし、あるいは、予め自動的に設定されるようにしてもよい。
【００８２】
そして、カッター２４の先端部が切削データで設定された深さに到達して、切削データで示された深さを備えた溝形状の切削が完了した場合には、この溝形状切削処理を終了する（ステップＳ４１０）。
【００８３】
なお、溝形状切削処理を終了した後には、カッター２４を用いて渦巻状に内径側へ移動していくスパイラルツールパスによる切削を行う。
【００８４】
ここで、上記したステップＳ４０２乃至ステップＳ４０４の処理による第１の移動経路を移動するカッター２４の移動軌跡と第２の移動経路を移動するカッター２４の移動軌跡とを合わせたものが、被加工物２００における加工領域の最外周を切削データで設定された深さまで切削した溝３００となる（図９参照）。
【００８５】
従って、上記した溝形状切削処理によれば、溝３００が形成されてカッター２４の両側に壁３００ａ，３００ｂが形成されることになるが、カッター２４が第１の移動経路を移動しているときにはカッター２４は移動方向の左側の壁３００ａとのみ接触し、カッター２４が第２の移動経路を移動しているときにはカッター２４は移動方向の右側の壁３００ｂとのみ接触するようになる。
【００８６】
即ち、カッター２４は溝３００を形成する際に常に片側の壁とだけ接触するようになるので、カッター２４に加わる切削負荷が大幅に減少され、モーターの脱調などの不具合の発生を防止することができる。
【００８７】
また、溝３００の幅Ｌがツール径Ｒよりも大きいので、切削負荷の多少の増減によりカッター２４がたわんでも、カッター２４のたわみの逃げ場があるので、カッター２４のたわみにより切削負荷が増大することがなく、移動に与える影響は少なくなる。
【００８８】
さらに、溝３００の幅Ｌがツール径Ｒよりも大きいので、切削くずはカッター２４と壁３００ａ，３００ｂとのすきまに逃げることができるようになるので、切削くずがカッター２４の移動に与える影響は少なくなる。
【００８９】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（８）に説明するように変形することができる。
【００９０】
（１）上記した実施の形態においては、第２の移動経路は第１の移動経路より微少量Ｗだけ内径側に位置するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、第２の移動経路は第１の移動経路より微少量Ｗだけ外径側に位置するようにしてもよい。
【００９１】
（２）上記した実施の形態においては、第１の移動経路は、切削データにより指定される被加工物２００上の加工領域の最外周位置と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、当該最外周位置よりも内径側または外径側に位置するようにしてもよい。
【００９２】
（３）上記した実施の形態においては、第１の移動経路は、切削データにより指定される被加工物２００上の加工領域の最外周位置と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、第１の移動経路と第２の移動経路との間の中央位置が切削データにより指定される被加工物２００上の加工領域の最外周位置と一致するように、第１の移動経路と第２の移動経路とを設定してもよい。
【００９３】
（４）上記した実施の形態においては、微小量Ｗはカッター２４のツール径の半分以下としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、微小量Ｗはカッター２４のツール径の半分よりも若干大きくても小さくてもよい。即ち、微小量Ｗはカッター２４のツール径の半分程度でもよい。
【００９４】
また、より精密な加工を行う場合には、微小量Ｗはカッター２４のツール径の４分の１以下とすることができるが、微小量Ｗはカッター２４のツール径の４分の１よりも若干大きくても小さくてもよく、即ち、微小量Ｗはカッター２４のツール径の４分の１程度でもよい。
【００９５】
（５）上記した実施の形態においては、微小量Ｗはカッター２４のツール径の半分以下としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、カッター２４を深さ方向へ移動する際の変化量以下とすることができるが、微小量Ｗは当該変化量よりも若干大きくても小さくてもよく、即ち、微小量Ｗは当該変化量程度でもよい。
【００９６】
（６）上記した実施の形態においては、微小量Ｗはカッター２４のツール径の半分以下としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、本発明の切削方法を実施する装置におけるツール移動の分解能程度に設定してもよい。
【００９７】
（７）上記した実施の形態においては、微小量Ｗはカッター２４のツール径の半分以下としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、微小量Ｗは切削条件（ツールならびに被加工物の材料の種類、ツールの移動速度およびツールの切り込み量（溝形状の深さ方向への切削の変化量）に応じて設定される切削時のツールの移動に関する条件）に応じて適宜設定してもよい。
【００９８】
（８）上記した実施の形態においては、カッター２４は被加工物２００上における加工領域の最外周の略半周分移動しながら微小量Ｗだけずれるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、図１０に示すように、カッター２４が極めて短い距離ｌを移動しながら微小量Ｗだけずれるようにしてもよい。
【００９９】
（９）上記した実施の形態においては、本発明をスパイラルツールパスによる切削に用いる場合について場合に関して説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、カッター２４が加工領域内を直線的に往復移動しながら切削するスキャンラインツールパスによる切削の場合においても、初期段階においてツールの逃げ用の矩形状のに溝を加工領域の外周に切削するので、こうした場合に本発明を用いるようにしてもよい。また、通常の溝加工の場合にも、本発明を適用することができる。
【０１００】
（１０）上記した実施の形態ならびに上記（１）乃至（９）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、ツールを用いて溝形状を掘り下げていくときに、モーター脱調などの不具合の発生を抑止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】
【図１】特願２００１−１９７６２４として本願出願人によって提案された加工装置の概略構成説明図（斜視図）である。
【図２】スパイラルツールパスの説明図である。
【図３】本発明による溝形状の切削方法を実施した３次元切削加工装置の一例のブロック構成図である。
【図４】本発明による溝形状切削処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明による溝形状切削処理におけるツールの移動経路を示す説明図であり、図２のＡ矢視方向から見た状態の説明図である。
【図６】本発明による溝形状切削処理におけるツールの移動経路を示す説明図であり、図２のＡ矢視方向から見た状態の説明図である。
【図７】本発明による溝形状切削処理におけるツールの移動経路を示す説明図であり、図２のＡ矢視方向から見た状態の説明図である。
【図８】本発明による溝形状切削処理におけるツールの移動経路を示す説明図であり、図２のＡ矢視方向から見た状態の説明図である。
【図９】本発明による溝形状切削処理におけるツールの切削状態を示す説明図であり、図２のＡ矢視方向から見た状態の説明図である。なお、（ａ）はツールが第１の移動経路を移動する際の切削状態を示し、（ｂ）はツールが第２の移動経路を移動する際の切削状態を示す。
【図１０】本発明による溝形状切削処理におけるツールの移動経路の他の例を示す説明図であり、図２のＡ矢視方向から見た状態の説明図である。
【符号の説明】
２４　　　　　カッター
３６，４８，６６，８２　　　モーター
１００　　　　マイクロコンピューター
１００ａ　　　中央処理装置（ＣＰＵ）
１００ｂ　　　リードオンリメモリ（ＲＯＭ）
１００ｃ　　　切削データ記憶部
１０２　　　　バス
１０４　　　　入力装置
１０６　　　　外部記憶装置
２００　　　　被加工物
３００　　　　溝
３００ａ，３００ｂ　　　壁
【図１】
2004062355.tif 000003
【図２】
2004062355.tif 000004
【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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