(57)【要約】【課題】より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐ。【解決手段】主軸７３は、その先端部において略半球状に切削する工具７４であって、刃数Ｎの工具７４を、回転速度Ｓ（rpm）で回転させる。位置決め部７２は、加工物１０１と工具７４との相対的な位置を変化させることにより、加工物１０１に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で工具７４を送る。本発明は、マシニングセンタに適用できる。【選択図】図１
2009226547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械において、
回転速度Ｓ（rpm）で前記工具を回転させる回転手段と、
前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送る送り手段と
を備える工作機械。
【請求項２】
前記送り手段は、前記工具の先端の回転中心が前記加工物に接しない姿勢で、前記工具を送る
請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ製造方法において、
回転速度Ｓ（rpm）で前記工具を回転させ、
前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送る
ステップを含む製造方法。
【請求項４】
その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械を制御するコンピュータに、
回転速度Ｓ（rpm）で前記工具を回転させ、
前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送らせる
ステップを含む処理を行わせるプログラム。
【請求項５】
その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械を制御する制御装置において実行される加工プログラムを生成する処理を、コンピュータに行わせるプログラムにおいて、
きさげの間隔Ｐを示すデータを取得し、
刃数Ｎと前記工具の回転速度Ｓ（rpm）との乗数を間隔Ｐで除算した結果が前記加工物に対して前記工具を送る速さＦ（mm／分）に等しくなるように、速さＦおよび回転速度Ｓを決定する
ステップを含む処理を行わせるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は工作機械、製造方法、およびプログラムに関し、特に、加工物をきさぐことができるようにした工作機械、製造方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械の摺動する案内面には、摩擦抵抗を少なくし、動作のより良い精度を得るために、油だまりを形成するようにきさげが施される。
【０００３】
従来、回転軸に対して同軸に取り付けられたきさげ工具取付盤を回転軸に対して一定角度Ｘ内でのみ相対的に回転可能に形成し、きさげ工具取付盤には、きさげ工具取付盤に対して回転可能にきさげ用刃が取り付けられており、きさげ用刃はバネ部材で上方に押されているようにしているものもある（例えば、特許文献１参照）。この場合、きさげ用刃が回転軸とともに所定の方向に回転し、加工物表面に接すると、角度Ｘに相当する距離だけきさげ用刃は停止し、回転軸のみが回転し、この間に、きさげ用刃は加工物表面上を移動し、きさげ作業が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７０１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、より短い一定の間隔で、精度良くきさぐことは困難であった。また、同じ形状が繰り返されるように、精度良くきさげを施すことも困難であった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面の工作機械は、その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械であって、回転速度Ｓ（rpm）で前記工具を回転させる回転手段と、前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送る送り手段とを備える。
【０００８】
このようにすることで、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができる。
【０００９】
前記送り手段には、前記工具の先端の回転中心が前記加工物に接しない姿勢で、前記工具を送らせることができる。
【００１０】
この場合、加工物に対して相対的な速度が極めて低くなる刃の先端の回転中心による加工物の切削を避けることができるので、加工物の表面がささくれることを防止することができる。
【００１１】
本発明の第１の側面の製造方法は、その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ製造方法であって、回転速度Ｓ（rpm）で前記工具を回転させ、前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送るステップを含む。
【００１２】
本発明の第１の側面のプログラムは、その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械を制御するコンピュータに、回転速度Ｓ（rpm）で前記工具を回転させ、前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送らせるステップを含む処理を行わせる。
【００１３】
本発明の第２の側面のプログラムは、その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械を制御する制御装置において実行される加工プログラムを生成する処理を、コンピュータに行わせるプログラムであって、きさげの間隔Ｐを示すデータを取得し、刃数Ｎと前記工具の回転速度Ｓ（rpm）との乗数を間隔Ｐで除算した結果が前記加工物に対して前記工具を送る速さＦ（mm／分）に等しくなるように、速さＦおよび回転速度Ｓを決定するステップを含む処理を行わせる。
【００１４】
このようにすることで、加工プログラムを実行する工作機械が、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の第１の側面によれば、きさぐことができる。また、本発明の第１の側面によれば、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができる。
【００１６】
また、本発明の第２の側面によれば、加工プログラムを実行する工作機械において、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００１８】
本発明の第１の側面の工作機械（例えば、図１のマシニングセンタ１３）は、その先端部において略半球状に切削する工具（例えば、図１の工具７４）であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械であって、回転速度Ｓ（rpm）で前記工具を回転させる回転手段（例えば、図１の主軸７３）と、前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送る送り手段（例えば、図１の位置決め部７２）とを備える。
【００１９】
本発明の第１の側面の製造方法および第１の側面のプログラムを実行するコンピュータが行う処理は、回転速度Ｓ（rpm）で工具を回転させ（例えば、図５のステップＳ１１）、前記加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で前記工具を送る（例えば、図５のステップＳ１２）ステップを含む。
【００２０】
本発明の第２の側面のプログラムは、その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を回転させて、前記工具によって所定の間隔Ｐ（mm）で加工物をきさぐ工作機械を制御する制御装置において実行される加工プログラムを生成する処理を、コンピュータに行わせるプログラムであって、きさげの間隔Ｐを示すデータを取得し（例えば、図７のステップＳ３１）、刃数Ｎと前記工具の回転速度Ｓ（rpm）との乗数を間隔Ｐで除算した結果が前記加工物に対して前記工具を送る速さＦ（mm／分）に等しくなるように、速さＦおよび回転速度Ｓを決定する（例えば、図７のステップＳ３４）ステップを含む処理を行わせる。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態の加工システムの構成を示すブロック図である。加工システムは、コンピュータ１１、ネットワーク１２、およびマシニングセンタ１３からなる。
【００２２】
コンピュータ１１は、ワークステーションやパーソナルコンピュータ、または専用コンピュータなどであり、マシニングセンタ１３において実行される加工プログラムを生成するためのプログラム（以下、生成プログラムと称する）を実行する。加工プログラムは、マシニングセンタ１３の動作を記述し、マシニングセンタ１３における加工を指示する。コンピュータ１１は、ネットワーク１２を介して、生成した加工プログラムをマシニングセンタ１３に供給する。
【００２３】
ネットワーク１２は、有線または無線の汎用回線または専用回線や、有線または無線の１つまたは複数のネットワーク、例えば、LAN（Local Area Network）またはWAN（Wide Area Network）などからなる。ネットワーク１２は、コンピュータ１１とマシニングセンタ１３を接続する。なお、ネットワーク１２は、インターネットであってもよい。
【００２４】
マシニングセンタ１３は、工作機械の一例であり、ネットワーク１２を介してコンピュータ１１から供給された加工プログラムの指示に応じて、加工の対象物である加工物を加工する。
【００２５】
コンピュータ１１において、CPU（Central Processing Unit）２１，ROM（Read Only Memory）２２，RAM（Random Access Memory）２３は、バス２４により相互に接続されている。
【００２６】
バス２４には、さらに、入出力インタフェース２５が接続されている。入出力インタフェース２５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部２６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部２７、ハードディスクや不揮発性の半導体メモリなどよりなる記憶部２８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部２９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア３１を駆動するドライブ３０が接続されている。
【００２７】
以上のように構成されるコンピュータ１１では、CPU２１が、例えば、記憶部２８に記憶されているプログラム（生成プログラムを含む）を、入出力インタフェース２５及びバス２４を介して、RAM２３にロードして実行することにより、これから説明する一連の処理が行われる。
【００２８】
コンピュータ１１（CPU２１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア３１に記録して、あるいは、例えばネットワーク１２などの、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
【００２９】
そして、プログラムは、リムーバブルメディア３１をドライブ３０に装着することにより、入出力インタフェース２５を介して、記憶部２８に記憶することで、コンピュータ１１にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体などからなるネットワーク１２を介して、通信部２９で受信し、記憶部２８に記憶することで、コンピュータ１１にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM２２や記憶部２８にあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータ１１にあらかじめインストールしておくことができる。
【００３０】
マシニングセンタ１３は、NC（Numerical Control）制御部４１および加工部４２からなる。NC制御部４１は、加工部４２を制御し、駆動する。例えば、NC制御部４１は、右手直交座標系の３次元空間である、いわゆるＸＹＺ空間における加工部４２の動作を制御する。すなわち、NC制御部４１は、それぞれ座標軸である、Ｘ軸上の位置、Ｙ軸上の位置、およびＺ軸上の位置、並びに、それぞれ回転軸である、Ａ軸上の角度、Ｂ軸上の角度、およびＣ軸上の角度を指定して、ＸＹＺ空間における加工部４２の動作を制御する。
【００３１】
加工部４２は、NC制御部４１によって制御および駆動されて、NC制御部４１に指示されたＸＹＺ空間における位置および角度に、後述する工具または加工物を移動させることにより、加工の対象物である加工物を加工する。
【００３２】
NC制御部４１は、通信部５１、記憶部５２、プログラム実行部５３、主制御部５４、経路演算部５５、駆動回路５６−１乃至駆動回路５６−Ｎ（Ｎは、１以上の整数）、補助機能制御部５７、駆動回路５８、および補助機能駆動部５９から構成される。また、加工部４２は、表示部７１、位置決め部７２、主軸７３、工具７４、リレー７５、および補助機能モータ類７６から構成される。
【００３３】
さらに、加工部４２の位置決め部７２には、サーボモータ９１−１乃至９１−Ｎが設けられている。位置決め部７２には、位置決め治具などを介して加工物１０１が装着され、位置決め部７２は、いわゆる、テーブル、サドルなどからなり、サーボモータ９１−１乃至９１−Ｎの駆動によって、その加工物１０１のＸＹＺ空間における位置および角度を定める。また、主軸７３には、サーボモータ９２が設けられ、主軸に装着されている工具７４は、サーボモータ９２によって所定の回転速度で回転させられる。
【００３４】
すなわち、主軸７３は、所定の回転速度で工具７４を回転させる。また、位置決め部７２は、加工物１０１と工具７４との相対的な位置を時間的に変化させることにより、所定の経路および速さで、加工物１０１に対して工具７４を送る。なお、位置決め部７２が、工具７４自身を移動させることにより、加工物１０１に対して工具７４を送るものであってもよく、また、加工物１０１と工具７４とを個々に移動させることにより、加工物１０１に対して工具７４を送るものであってもよい。このように、工具７４を送るとは、工具７４自身を移動させることに限らず、加工物１０１に対する工具７４の相対的位置が時間的に変化することを意味するものである。
【００３５】
通信部５１は、ネットワークインタフェースなどよりなり、ネットワーク１２を介して、コンピュータ１１など他の機器と通信する。通信部５１は、ネットワーク１２を介して、コンピュータ１１から送信されてきた加工プログラムなどの各種のプログラムやデータを受信する。通信部５１は、受信したプログラムやデータを記憶部５２に供給する。
【００３６】
記憶部５２は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなり、通信部５１から供給された、加工プログラムなどの各種のプログラムやデータを記憶する。
【００３７】
プログラム実行部５３は、汎用のCPUまたは専用のプロセッサなどからなり、記憶部５２から加工プログラムを読み出して、加工プログラムを実行する。より具体的には、例えば、プログラム実行部５３は、加工プログラムを解釈し、実行するための、インタープリタなど各種の言語処理系プログラムを実行し、言語処理系プログラムの上で加工プログラムを実行する。プログラム実行部５３は、加工プログラムの実行の結果得られた、ＸＹＺ空間における工具７４や加工物１０１の位置や角度、工具７４と加工物１０１との相対的な送りの速度の指示、または主軸７３の回転速度、工具７４の交換機能や切削油の供給機能などの補助機能の動作の指示を主制御部５４に供給する。
【００３８】
主制御部５４は、汎用のCPUまたは専用のプロセッサなどからなり、NC制御部４１全体および加工部４２を制御する。具体的には、主制御部５４は、プログラム実行部５３からの加工プログラムに基づく指示に応じて、経路演算部５５に、工具７４の経路、すなわち、ＸＹＺ空間における、加工物１０１に対する工具７４の、位置や角度、または速度などで特定される経路を指示すると共に、補助機能制御部５７に、加工部４２の補助機能の動作を指示する。また、主制御部５４は、加工部４２における各種の表示を制御する。
【００３９】
表示部７１は、CRT（cathode ray tube）ディスプレイやLCD（liquid crystal display）、またはプラズマディスプレイなどからなり、主制御部５４の制御に応じて、加工プログラムのリストやマシニングセンタ１３の状態を示すデータなどを表示する。
【００４０】
経路演算部５５は、主制御部５４から指示された経路に応じて、位置決め部７２の各軸の指示値を演算する。そして、経路演算部５５は、位置決め部７２の各軸の指示値のそれぞれを、対応する駆動回路５６−１乃至５６−Ｎのそれぞれに供給する。
【００４１】
駆動回路５６−１乃至５６−Ｎは、それぞれ、いわゆるサーボモータ駆動回路であり、経路演算部５５からの軸の指示値に応じて、位置決め部７２の各軸を駆動するサーボモータ９１−１乃至９１−Ｎに所定の周波数の電流を供給するなどして、サーボモータ９１−１乃至９１−Ｎをそれぞれ駆動する。
【００４２】
位置決め部７２は、駆動回路５６−１乃至５６−Ｎのそれぞれによって、サーボモータ９１−１乃至９１−Ｎが駆動されることにより、位置決め治具などを介して装着されている加工物１０１の、ＸＹＺ空間における位置および角度を定める。加工物１０１は、一定の形状を有する固体の物であれば良く、例えば、鉄、アルミ、銅、プラスチック、セラミックスなどからなる。
【００４３】
補助機能制御部５７は、主制御部５４からの指示に応じて、加工部４２の主軸７３を駆動する駆動回路５８を制御すると共に、工具７４の交換機能や切削油の供給機能を駆動する補助機能駆動部５９を制御する。駆動回路５８は、いわゆるサーボモータ駆動回路であり、補助機能制御部５７による制御に応じて、所定の回転速度で、工具７４が装着された主軸７３を回転させるように、加工部４２の主軸７３のサーボモータ９２を駆動する。
【００４４】
主軸７３は、駆動回路５８によってサーボモータ９２が駆動されることにより、装着されている工具７４を所定の回転速度で回転させる。工具７４は、ボールエンドミルやラジアスエンドミルなどであり、その先端部において略半球状に加工物１０１を切削する。
【００４５】
補助機能駆動部５９は、補助機能制御部５７による制御に応じて、加工部４２における、工具７４の交換機能や切削油の供給機能などの補助機能を駆動する。すなわち、補助機能駆動部５９によって、加工部４２のリレー７５が切り替えられて、リレー７５を介して補助機能モータ類７６に所定の電源が供給されることにより、補助機能モータ類７６が工具７４の交換機能や切削油の供給機能などの補助機能の各部を駆動し、補助機能が動作する。
【００４６】
次に、以上のように構成される加工システムによる加工物１０１に対するきさげの加工を、図２および図３を参照して説明する。なお、以下に説明するきさげの加工の前に、加工物１０１の表面が予め平滑とされていることが好ましい。
【００４７】
図２は、ボールエンドミルである工具７４による加工物１０１のきさげの加工の状態の例を示す図である。
【００４８】
ここで、刃数Ｎは、工具７４の先端部に設けられている刃の数であって、加工物１０１を略半球状に切削する刃の数を示す。工具７４は、主軸７３によって、回転速度Ｓ（rpm）で回転させられる。
【００４９】
図２において、原位置Ｏは、工具７４の先端部の曲面の中心位置を示す。刃物半径ｒは、工具７４の半径を示す。
【００５０】
また、傾きθは、工具７４の回転軸（中心線）（図２中、二点鎖線で表される線）と、工具７４によって切削される加工物１０１の表面に直角に交わる法線とのなす角度である。なお、傾きθは、工具７４の先端の中心部が加工物１０１にもぐらないように決められる。すなわち、工具７４の先端の回転中心（工具７４の回転軸と工具７４の先端とが交わる点）が加工物１０１に接しない姿勢で、工具７４は送られる。
【００５１】
工具７４の送り方向は、工具７４の回転軸と加工物１０１の表面に直角に交わる法線とがなす平面に沿った方向であって、加工物１０１の加工面に平行の方向とされる。工具７４は、位置決め部７２によって速さＦ（ｍｍ／分）で送られる。なお、工具７４の送り方向は、工具７４の回転軸と加工物１０１の表面に直角に交わる法線とがなす平面に対し、０度以外の所定の角度の方向であって、加工物１０１の加工面に平行の方向とするようにしてもよい。また、いわゆるアップカットまたはダウンカットのいずれでもよい。
【００５２】
切り込み量ｑは、加工物１０１の表面を基準とした、工具７４によって切削される距離を示す。きさげの加工中は、切り込み量ｑが一定に保たれる。すなわち、工具７４は、加工物１０１の加工面に対して平行に送られる。
【００５３】
ここで、工具７４が、一定の間隔Ｐ（ｍｍ）で、加工物１０１をきさぐ場合、速さＦ、間隔Ｐ、回転速度Ｓ、および刃数Ｎには、次の式（１）の関係が成り立つ。
Ｐ＝Ｎ×Ｓ／Ｆ                                              （１）
【００５４】
例えば、刃数Ｎを２とし、間隔Ｐを１．０ｍｍとし、回転速度Ｓを１０００ｒｐｍとした場合、２０００ｍｍ／分の速さＦで工具７４が送られる。
【００５５】
図３は、マシニングセンタ１３によってきさがれた加工物１０１の表面の状態を示す図である。図３中の２点鎖線は、工具７４の送り方向を示す。
【００５６】
図３における１つの長円は、工具７４の先端部に設けられている、略半球状に切削する刃のそれぞれによってきさがれた、加工物１０１の表面上の部分を示す。間隔Ｐは、１つの長円の中心から、この長円の次の長円の中心までの距離である。
【００５７】
式（１）の関係が成り立たない場合には、切削面を工具の刃が滑っていくのに対して、式（１）の関係が成り立つと、加工物１０１を略半球状に切削する、工具７４の先端部に設けられている刃のそれぞれが、加工物１０１の表面の所定の１つの箇所にそれぞれ１回だけ当たり、加工物１０１の表面を長円状にきさぐことになる。言い換えれば、略半球状に切削する、工具７４の先端部の刃が、個別に、加工物１０１の異なる表面上の部位を掬うように切削する。
【００５８】
加工物１０１をきさぐ深さｄ（ｍｍ）は、間隔Ｐおよび刃物半径ｒによって決まる。この場合、具体的には、間隔Ｐは、刃物半径ｒの２倍以下、すなわち、工具７４の直径以下であることが好ましい。これは、間隔Ｐが工具７４の直径より大きくなると、工具７４の回転の動きによる掬いに対して、工具７４の送る動きによる掬いの比率が高まり、工具７４の刃への負担が高まる（ダメージが大きくなる）からである。例えば、刃数Ｎを２とし、間隔Ｐを１．０ｍｍとし、回転速度Ｓを１０００ｒｐｍとし、２０００ｍｍ／分の速さＦで工具７４を送る場合、１．０ｍｍである間隔Ｐから、刃物半径ｒは、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５９】
また、深さｄは、工具７４の周に設けられている刃の形状に応じたものとなるので、上面から見た形状（寸法）が同一である場合、刃物半径ｒがより大きくなると、深さｄがより浅くなると言える。すなわち、間隔Ｐと、工具７４の１つの刃できさがれる、加工物１０１の表面上の部分の長さとが同じ場合、そのきさがれる部分の断面形状は、大まかに言えば、刃物半径ｒを半径とし、間隔Ｐを弦とする弓形になる。この弓形の弦の長さを一定とし、半径をより長くすると、弓形の高さ（円弧と弦との距離のうち最も長い距離）はより短くなるので、刃物半径ｒがより大きくなると、深さｄがより浅くなる。
【００６０】
このように、加工物１０１をきさぐ深さｄ（ｍｍ）と、間隔Ｐと、刃物半径ｒとは、このうちの２つが決まれば、残りの１つが決まる関係にある。
【００６１】
より正確には、深さｄは、切り込み量ｑにも影響される。切り込み量ｑが浅い場合には、きさぐ前の加工物１０１の面が残り、深さｄが浅くなることがある。切り込み量ｑが十分深い場合には、きさぐ前の加工物１０１の面が残らないときがあり、この場合も、その深さｄが浅くなることがある。
【００６２】
図３Ａは、切り込み量ｑが十分深い場合、マシニングセンタ１３によってきさがれた加工物１０１の表面の状態の例を示す。切り込み量ｑが十分深い場合、図３Ａにおいてそれぞれ長円で示される、工具７４の１つの刃によってきさがれた、加工物１０１の表面上の部分は互いに接する。
【００６３】
例えば、刃数Ｎが２である場合、図３Ａの最も左側の長円で示される、加工物１０１の表面上の部分が、その工具７４の１つめの刃できさがれると、図３Ａの左側から２番目の長円で示される、加工物１０１の表面上の部分が、その工具７４の２つめの刃できさがれる。そして、図３Ａの左側から３番目の長円で示される、加工物１０１の表面上の部分が、その工具７４の１つめの刃できさがれ、図３Ａの左側から４番目の長円で示される、加工物１０１の表面上の部分が、その工具７４の２つめの刃できさがれる。
【００６４】
従って、切りくずは、それぞれの刃によってきさがれた部分ごとに分離したチップ状となる。
【００６５】
図３Ｂは、切り込み量ｑが浅い場合、マシニングセンタ１３によってきさがれた加工物１０１の表面の状態を示す。切り込み量ｑが浅い場合、図３Ｂにおいてそれぞれ長円で示される、工具７４の１つの刃によってきさがれた、加工物１０１の表面上の部分は、離れて配置される。
【００６６】
図４は、ラジアスエンドミルである工具７４による加工物１０１のきさげの加工の状態の例を示す図である。図４において、刃曲率半径ｒ１は、ラジアスエンドミルである工具７４の先端の部分であって、加工物１０１を曲面状（略半球状）に切削する部分の曲率半径を示す。すなわち、刃曲率半径ｒ１は、先端の部分の刃の包絡面と回転軸を通る平面とが交わる線の部分であって、円弧をなす線の部分の曲率半径を示す。言い換えれば、刃曲率半径ｒ１は、ラジアスエンドミルである工具７４によって切削される曲面の曲率半径を示す。
【００６７】
図４において、中心点Ｏ１は、ラジアスエンドミルである工具７４の先端の部分の刃の包絡面と回転軸を通る平面とが交わる線の部分であって、円弧をなす線の部分の、その円弧の中心を示す。
【００６８】
刃曲率半径ｒ１がより小さくなると、加工物１０１がきさがれる形状の大きさはより小さくなる。また、図４に示すように、ラジアスエンドミルである工具７４によって加工物１０１にきさげの加工を施す場合、刃物半径ｒと刃曲率半径ｒ１との差が大きくなると、間隔Ｐが一定である場合、加工物１０１のきさがれる形状の大きさが小さくなる。
【００６９】
回転することによって、略半球状に切削する、工具７４の先端部の刃が、個別に、加工物１０１の異なる表面上の部位をきさぐとも言える。
【００７０】
このように、その先端部において略半球状に切削する工具７４であって、刃数Ｎの工具７４を回転させて、所定の間隔Ｐ（mm）で加工物１０１をきさぐ場合、主軸７３は、回転速度Ｓ（rpm）で工具７４を回転させ、位置決め部７２は、加工物１０１と工具７４との相対的な位置を変化させることにより、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で工具７４を送る。
【００７１】
このようにすることで、工具７４のそれぞれの刃が加工物１０１に当たる度に掬い取る量を精密に制御することができる。間隔Ｐと深さｄとを任意に定めて、簡単に、より迅速に、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができるようになる。
【００７２】
その結果、必要な位置に、必要な数の油たまりを正確、かつ精密に形成した物品を製造することができる。また、間隔Ｐと深さｄとを任意に定めてきさぐことにより、その表面にこれまでにない模様を形成した、デザイン性にすぐれた物品を製造することができる。
【００７３】
図５は、加工プログラムを実行するプログラム実行部５３による、加工の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ１１において、プログラム実行部５３は、主制御部５４に指示を行うことで、主制御部５４、補助機能制御部５７、および駆動回路５８を介して、加工部４２の主軸７３に、回転速度Ｓで工具７４を回転させる。すなわち、ステップＳ１１において、主制御部５４は、プログラム実行部５３からの指示に応じて、補助機能制御部５７に、回転速度Ｓで工具７４を回転させる旨の指令を送る。すると、駆動回路５８は、補助機能制御部５７による指示に応じて、所定の周波数の所定の電流を供給するなどして、サーボモータ９２を駆動し、その結果、主軸７３は、回転速度Ｓで工具７４を回転させる。
【００７４】
ステップＳ１２において、プログラム実行部５３は、主制御部５４に指示を行うことで、経路演算部５５、および駆動回路５６−１乃至５６−Ｎを介して、加工部４２の位置決め部７２に、加工物１０１を所定の時間に所定の位置に移動させることで、加工物１０１に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦで経路に沿って工具７４を送らせ、加工の処理は終了する。
【００７５】
より詳細に説明すれば、ステップＳ１２において、プログラム実行部５３は、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦで経路に沿って工具７４を送らせる旨の指示を主制御部５４に供給する。すると、主制御部５４は、プログラム実行部５３からの指示に応じて、その速さＦと経路とを経路演算部５５に指示する。経路演算部５５は、主制御部５４から指示された速さＦと経路とに応じて、治具などを介して加工物１０１を保持し、加工物１０１の位置や角度を決める位置決め部７２の各軸の指示値を演算し、演算の結果得られた、位置決め部７２の各軸の指示値を駆動回路５６−１乃至５６−Ｎのそれぞれに供給する。駆動回路５６−１乃至５６−Ｎは、それぞれ、所定の周波数の所定の電流を供給するなどして、サーボモータ９１−１乃至９１−Ｎを駆動し、その結果、位置決め部７２は、加工物１０１を所定の時間に所定の位置に移動させることで、加工物１０１に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦで経路に沿って工具７４を送らせる。
【００７６】
このように、回転速度Ｓ（rpm）で工具７４が回転させられ、加工物１０１に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で工具７４が送られる。
【００７７】
以上のように、所望の間隔Ｐで、正確かつ精密に点状にきさぐ、いわば、点へール加工を施すことが可能になり、これまでにない表面の形状の物品を製造できるようになる。
【００７８】
次に、コンピュータ１１において実行される生成プログラムについて説明する。
【００７９】
図６は、生成プログラムを実行するコンピュータ１１において実現される機能の構成を説明するブロック図である。コンピュータ１１が生成プログラムを実行すると、機能としての加工プログラム生成部１２１が実現される。加工プログラム生成部１２１は、マシニングセンタ１３の動作を記述し、マシニングセンタ１３における加工を指示する加工プログラムを生成する。
【００８０】
加工プログラム生成部１２１は、間隔深さ刃物径決定部１３１、送り速さ回転速度決定部１３２、経路決定部１３３、および補助機能動作決定部１３４を含む。間隔深さ刃物径決定部１３１は、使用者から指示された間隔Ｐおよび深さｄを取得し、取得した間隔Ｐおよび深さｄから刃物半径ｒを決定する。
【００８１】
なお、上述したように、間隔Ｐ、深さｄ、および刃物半径ｒは、このうちの２つが決まれば、残りの１つが決まる関係にあるので、間隔深さ刃物径決定部１３１は、間隔Ｐ、深さｄ、および刃物半径ｒのうちの２つを使用者から指示された値として取得し、取得した２つから、残りの１つを決定するようにしてもよい。
【００８２】
送り速さ回転速度決定部１３２は、刃数Ｎと工具の回転速度Ｓ（rpm）との乗数を間隔Ｐで除算した結果が加工物に対して工具を送る速さＦ（mm／分）に等しくなるように、速さＦおよび回転速度Ｓを決定する。すなわち、送り速さ回転速度決定部１３２は、式（１）の関係を満たすように、間隔Ｐから、送りの速さＦおよび回転速度Ｓを決定する。なお、送り速さ回転速度決定部１３２は、間隔Ｐ、送りの速さＦ、および回転速度Ｓのうちの、予め決定されている１つから、式（１）の関係を満たすように、残りの２つを決定するようにしてもよい。
【００８３】
経路決定部１３３は、使用者から指示された値を取得して、加工物１０１に対する工具７４の経路を決定する。補助機能動作決定部１３４は、使用者から指示された値に応じて、工具７４の交換機能や切削油の供給機能などの補助機能の動作を決定する。
【００８４】
加工プログラム生成部１２１は、送り速さ回転速度決定部１３２において決定された回転速度Ｓで、主軸７３を回転させ、加工物１０１に対して工具７４が、経路決定部１３３において決定された経路を、送り速さ回転速度決定部１３２において決定された送りの速さＦで送ることを指示する加工プログラムを生成する。なお、この加工プログラムには、補助機能動作決定部１３４において決定された補助機能の動作の指示が記述されている。
【００８５】
図７は、コンピュータ１１において実行される、加工プログラムの生成の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ３１において、間隔深さ刃物径決定部１３１は、使用者が、キーボードまたはマウスなどからなる入力部２６を操作することによって、使用者から指示された間隔Ｐを取得する。ステップＳ３２において、間隔深さ刃物径決定部１３１は、使用者が入力部２６を操作することによって、使用者から指示された深さｄを取得する。
【００８６】
ステップＳ３３において、間隔深さ刃物径決定部１３１は、ステップＳ３１で取得した間隔Ｐと、ステップＳ３２で取得した深さｄとから、刃物半径ｒを決定する。
【００８７】
ステップＳ３４において、送り速さ回転速度決定部１３２は、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を送りの速さＦで除算した結果が間隔Ｐに等しくなるように、送りの速さＦおよび回転速度Ｓを決定する。すなわち、ステップＳ３４において、送り速さ回転速度決定部１３２は、式（１）を満たすように、間隔Ｐから、送りの速さＦおよび回転速度Ｓを決定する。言い換えれば、ステップＳ３４において、送り速さ回転速度決定部１３２は、刃数Ｎと工具の回転速度Ｓ（rpm）との乗数を間隔Ｐで除算した結果が加工物に対して工具を送る速さＦ（mm／分）に等しくなるように、速さＦおよび回転速度Ｓを決定する。
【００８８】
ステップＳ３５において、経路決定部１３３は、使用者が入力部２６を操作することによって、使用者から指示された値を取得して、加工物１０１に対する工具７４の経路を決定する。また、補助機能動作決定部１３４は、使用者から指示された値に応じて、工具７４の交換機能や切削油の供給機能などの補助機能の動作を決定する。
【００８９】
ステップＳ３６において、加工プログラム生成部１２１は、決定された値に応じた指示を行う加工プログラムを生成して、加工プログラムの生成の処理は終了する。すなわち、加工プログラム生成部１２１は、ステップＳ３４において決定された回転速度Ｓで、主軸７３を回転させ、加工物１０１に対して工具７４を、ステップＳ３５において決定された経路に沿って、ステップＳ３４において決定された送りの速さＦで送ることを指示する加工プログラムを生成する。なお、ステップＳ３６において生成される加工プログラムには、ステップＳ３５において決定された補助機能の動作の指示が記述されている。
【００９０】
このように、回転速度Ｓ（rpm）で工具７４を回転させ、加工物１０１に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で工具７４を送ることを指示する加工プログラムが生成される。
【００９１】
マシニングセンタ１３が、このように生成された加工プログラムを実行すると、図５のフローチャートを参照して説明した加工の処理が行われることになる。
【００９２】
以上のように、その先端部において略半球状に切削する工具であって、刃数Ｎの工具を、回転速度Ｓ（rpm）で回転させ、加工物に対して、刃数Ｎと回転速度Ｓとの乗数を間隔Ｐで除算した結果に等しい速さＦ（mm／分）で工具を送るようにした場合には、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができる。また、きさげの間隔Ｐを示すデータを取得し、刃数Ｎと工具の回転速度Ｓ（rpm）との乗数を間隔Ｐで除算した結果が加工物に対して工具を送る速さＦ（mm／分）に等しくなるように、速さＦおよび回転速度Ｓを決定するようにした場合には、決定した条件を指示する加工プログラムを実行する工作機械が、より精度良く、より短い間隔で、同じ形状できさぐことができる。
【００９３】
なお、工具７４は、その先端部において略半球状に加工物１０１を切削すると説明したが、工具７４が、面取カッターやエンドミル（フラットエンドミル）など、その刃の形状を問わず、その先端側に設けられた刃で、工具７４の回転軸の方向に加工物１０１を切削するもの、または、その側面に設けられた刃で、工具７４の回転軸に直交する方向に加工物１０１を切削するものであっても、同様の効果が得られる。この場合、工具７４の刃の形状、傾きθ、および切り込み量ｑなどに応じた形状に加工物１０１をきさぐことができる。
【００９４】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。上述のように一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【００９５】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【００９６】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の一実施の形態の加工システムの構成を示すブロック図である。
【図２】工具７４による加工物１０１のきさげの加工の状態の例を示す図である。
【図３】マシニングセンタ１３によってきさがれた加工物１０１の表面の状態を示す図である。
【図４】工具７４による加工物１０１のきさげの加工の状態の他の例を示す図である。
【図５】加工の処理を説明するフローチャートである。
【図６】プログラムを実行するコンピュータ１１において実現される機能の構成を説明するブロック図である。
【図７】加工プログラムの生成の処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１１  コンピュータ，  １２  ネットワーク，  １３  マシニングセンタ，  ２１  CPU，  ２２  ROM，  ２３  RAM，  ２８  記憶部，  ２９  通信部，  ３１  リムーバブルメディア，  ４１  NC制御部，  ４２  加工部，  ５１  通信部，  ５２  記憶部，  ５３  プログラム実行部，  ５４  主制御部，  ５５  経路演算部，  ５６−１乃至５６−Ｎ  駆動回路，  ５７  補助機能制御部，  ５８  駆動回路，  ７２  位置決め部，  ７３  主軸，  ７４  工具，  ９１−１乃至９１−Ｎ  サーボモータ，  ９２  サーボモータ，  １０１  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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