(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインサートが装着された複合工具を、Ｚ軸方向、該Ｚ軸方向に直角な方向であるＸ軸方向及び、前記Ｚ軸及びＸ軸方向に直角なＹ軸方向に移動駆動自在に設けられた工作機械の工具保持手段に装着して、Ｚ軸に平行な軸心を中心に回転駆動自在に設けられた主軸に保持されたワークの加工を行うワークの加工方法において、
前記複合工具を固定保持した状態で、前記複合工具に装着された複数のインサートのうち、一つ以上のインサートを選択的に使用して、回転するワークに対して旋削加工を行い、
前記複合工具を回転駆動した状態で、該複合工具に装着された複数のインサートのうち、１つ以上のインサートを使用して、ワークに対してミーリング加工を行い、
前記旋削又はミーリング加工を行う際に、前記工具保持手段を、前記Ｚ軸方向及びＸ軸方向にのみ移動駆動させると共に、前記Ｚ軸及びＸ軸に対して、直角な方向であるＹ軸を中心にＢ軸方向に回転駆動させることにより、前記複合工具の前記ワークに対する姿勢を変化させて、前記複合工具を所定の前記Ｂ軸角度位置でワークに対して位置決めし、該複合工具を前記工具保持手段から脱着することなく、前記Ｂ軸角度位置が相違する複数の位置において前記ワークに対して前記旋削又はミーリングの加工を行うようにして構成した、
複合工具を用いたワークの加工方法。
【請求項２】
前記ミーリング加工は、該複合工具に装着された複数のインサートのうち、２つ以上のインサートを同時に使用して行うことを特徴とする、請求項１記載の複合工具を用いたワークの加工方法。
【請求項３】
前記インサートは、前記複合工具の本体に対して、着脱自在に装着されている、請求項１記載の複合工具を用いたワークの加工方法。
【請求項４】
前記ミーリング加工に使用する複数のインサートは、互いに位相が１８０°ずれた位置に装着されているインサートを用いることを特徴とする、請求項２記載の複合工具を用いたワークの加工方法。
【請求項５】
前記複合工具に装着されたインサートのうち少なくとも一つのインサートは、旋削加工及びミーリング加工の両方に使用されるようにして構成した、請求項１記載の複合工具を用いたワークの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一のホルダ部に複数のインサートが装着され、それらインサートを選択的に使用することにより１本の工具で多様な加工を行うことが出来る、複合工具を用いたワークの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、単一の工具に複数のインサートを装着した複合工具を使用して、それらインサートを選択的にワークの加工に使用して、工具交換の手間を省くと共に、加工効率を向上させようとする提案がなされている。
【０００３】
しかし、こうした複合工具を、如何に活用して多様な加工を行わせるかに関しては、これからの開発が待たれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑み、複数のインサートが装着された複合工具を効果的に使用して、多様な加工を行うことの出来る、複合工具を用いたワークの加工方法に関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数のインサート（２２、２３、２５、２６、２９、３０）が装着された複合工具（２１）を、Ｚ軸方向、該Ｚ軸方向に直角な方向であるＸ軸方向及び、前記Ｚ軸及びＸ軸方向に直角なＹ軸方向に移動駆動自在に設けられた工作機械の工具保持手段（２０）に装着して、Ｚ軸に平行な軸心を中心に回転駆動自在に設けられた主軸に保持されたワーク（１７）の加工を行うワークの加工方法において、
前記複合工具を固定保持した状態で、前記複合工具に装着された複数のインサートのうち、一つ以上のインサートを選択的に使用して、回転するワークに対して旋削加工を行い、
前記複合工具を回転駆動した状態で、該複合工具に装着された複数のインサートのうち、１つ以上のインサートを使用して、ワークに対してミーリング加工を行い、
前記旋削又はミーリング加工を行う際に、前記工具保持手段を、前記Ｚ軸方向及びＸ軸方向にのみ移動駆動させると共に、前記Ｚ軸及びＸ軸に対して、直角な方向であるＹ軸を中心にＢ軸方向に回転駆動させることにより、前記複合工具の前記ワークに対する姿勢を変化させて、前記複合工具を所定の前記Ｂ軸角度位置でワークに対して位置決めし、該複合工具を前記工具保持手段から脱着することなく、前記Ｂ軸角度位置が相違する複数の位置において前記ワークに対して前記旋削又はミーリングの加工を行うようにして構成される。
【０００６】
請求項２の発明は、前記ミーリング加工は、該複合工具に装着された複数のインサートのうち、２つ以上のインサート（２９、３０）を同時に使用して行うことを特徴として構成される。
【０００７】
請求項３の発明は、前記インサートは、前記複合工具の本体（２１ａ）に対して、着脱自在に装着されて構成される。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記ミーリング加工に使用する複数のインサートは、互いに位相が１８０°ずれた位置に装着されているインサート（例えば、図４のインサート２９と３０）を用いることを特徴として構成される。
【０００９】
請求項５の発明は、前記複合工具に装着されたインサートのうち少なくとも一つのインサート（例えば、インサート２２，３０など）は、旋削加工及びミーリング加工の両方に使用されるようにして構成される。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、複合工具（２１）を工具保持手段（２０）に装着したままの状態で、工具交換を行うことなく旋削加工とミーリング加工を共に行うことが出来、極めて効率的な加工を行うことが出来る。
【００１１】
また、旋削加工又はミーリング加工は、複合工具（２１）が工具保持手段から脱着されることなく行われるので、工具交換に要する時間が無くなり、効率のよい加工が出来る。
【００１２】
更に、該複合工具を前記工具保持手段から脱着することなく、複合工具のワークに対する姿勢（例えば、図８のＢ軸角度α）を変化させながら、前記複合工具をワークに対して位置決めし、前記ワーク上の複数の位置において所定の加工を行うことにより、ワークの多様な部位への加工が可能となる。
【００１３】
請求項２の発明によると、ミーリング加工を２つ以上のインサート（２９、３０）を同時に使用して行うことにより、切削効率のよい加工が可能となる。
【００１４】
請求項３の発明によると、インサートが前記複合工具の本体（２１ａ）に対して、着脱自在に装着されているので、一つのインサートが寿命に達しても、当該インサートのみを交換することが可能となり、極めて経済的である。
【００１５】
請求項４の発明によると、ミーリング加工に使用する複数のインサートが、互いに位相が１８０°ずれた位置に装着されることにより、加工に際して作用する、切削力のバランスが良く、加工精度の向上に寄与することが出来る。
【００１６】
請求項５の発明によると、インサートを旋削加工及びミーリング加工に共用することにより、少数のインサートで多様な加工が可能となる。
【００１７】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は本発明が適用される複合加工工作機械の一例を示す制御ブロック図、図２は加工すべきワークの一例を示す斜視図、図３は工具ファイル内に格納された工具データの一例及びその内容を説明する模式図、図４は複合工具の一例を示す斜視図、図５、図６、図７、図８は複合工具を用いて図２に示すワークを加工する際の詳細を示す図、図９は寿命管理ファイルの一例を示す模式図、図１０は、複合工具を用いた加工例であり、（ａ）は旋削、（ｂ）はミーリングの例を示す図である。
【００２０】
複合加工工作機械１は、図１に示すように、主制御部２を有しており、主制御部２はバス線３を介して、キーボード５などの入力部、システムプログラムメモリ６、工具ファイル７、工具データ管理部８、加工プログラムメモリ９、主軸制御部１０、刃物台制御部１１及びディスプレイ１２が接続されている。主軸制御部１０には主軸モータ１３が接続されている。主軸モータ１３にはＺ軸に並行に設けられた軸心ＣＴを中心に回転駆動位置決め自在に設けられた主軸１５が接続されており、主軸１５にはチャック１６が設けられている。チャック１６には爪１６ａが加工すべきワーク１７を保持解放自在に矢印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在に設けられている。
【００２１】
また、刃物台制御部１１には刃物台駆動モータ１９（複数）が接続しており、刃物台駆動モータ１９には刃物台２０が、該刃物台駆動モータ１９によりＺ軸及びＺ軸に直角な方向である矢印Ｅ、Ｆ方向、即ちＸ軸方向に移動駆動自在に接続されている。更に刃物台２０は、刃物台駆動モータ１９によりＸ、Ｚ軸に直角な、紙面と直角な方向であるＹ軸方向に、また、該Ｙ軸を中心にＢ軸方向である矢印Ｇ、Ｈ方向に移動駆動自在に設けられている。
【００２２】
刃物台２０には工具保持部２０ａが形成されており、工具保持部２０ａには旋削工具、ミーリング／ドリル工具、更には旋削及びミーリング／ドリル加工が可能な複合工具２１が着脱交換自在に設けられている。工具保持部２０ａは、前述の複合工具をはじめとする工具を、所定の保持状態で固定保持自在に、かつ軸心ＣＴ２周りに回転駆動位置決め自在に設けられている。
【００２３】
複合工具２１は、図４に示すように、丸棒状に形成された本体２１ａを有しており、本体２１ａの先端にはインサート装着部２１ｂが形成されている。インサート装着部２１ｂには、本体２１ａの軸心ＣＴ３を中心に９０°ピッチで４個のインサート２２、２３、２５、２６が着脱自在にそれぞれ装着されており、各インサートには、図３（ａ）に示すように、割り出し番号ＫＤが設定されている。インサート２２は割り出し番号ＫＤが１、右回りに、インサート２３は、割り出し番号ＫＤが２、インサート２５は、割り出し番号ＫＤが３、インサート２６は、割り出し番号ＫＤが４に設定されている。
【００２４】
これら各インサート２２、２３、２５、２６は、それぞれ複合工具２１で行う加工内容に応じて工具名が仮想工具として割り当てられており、割り出し番号ＫＤが１のインサート２２には、図３（ｃ）に示すように、工具自身が回転しないドリル加工を行う（１）旋削ドリル、工具自身が回転するドリル加工を行う（６）ミルドリル、ミーリング加工（本明細書で、ミーリング加工と言った場合、通常、ミーリング加工と同義に使用されるフライス加工を含むものである）を行う（７）エンドミルの３種の工具名が仮想工具として割り当てられている。また、割り出し番号ＫＤが２のインサート２３には、内径の旋削荒加工を行う（４）内径荒加工が、割り出し番号３のインサート２５には、外径の旋削荒加工を行う（２）外径荒加工が、更に割り出し番号４のインサート２６には、外径の旋削仕上げ加工を行う（３）外径仕上げ及び内径の旋削仕上げ加工を行う（５）内径仕上げの工具名ＮＡが仮想工具としてそれぞれ割り当てられている。
【００２５】
複合加工工作機械１は、以上のような構成を有するので、例えば直径がＤ１の円筒状のワーク１７を、図２に示すように加工するには、オペレータはキーボード５を操作して公知の自動プログラムの手法で各種の加工データを入力して、加工プログラムを作成してゆく。この際、主制御部２はシステムプログラムメモリ６に格納された公知の自動プログラム作成プログラムに従って、オペレータが入力した各種のデータに基づいて加工プログラムＰＲＯを作成し、当該作成された加工プログラムＰＲＯは加工プログラムメモリ９に格納される。
【００２６】
ワーク１７に関する加工プログラムＰＲＯが作成されたところで、オペレータはキーボード５を介して主制御部２に対してワーク１７の加工を指令し、これを受けて主制御部２は、加工プログラムメモリ９から当該ワーク１７に関する加工プログラムＰＲＯを読み出して、主軸制御部１０及び刃物台制御部１１を適宜駆動しつつ加工を実行して行く。
【００２７】
ワーク１７に対する加工は、まず図５の（Ｍ１）に示すように、ワーク１７の中央部に穴１７ａをドリルで穿設する加工を行うが、この際に使用する工具は加工プログラムＰＲＯで指定される。主制御部２は、加工プログラムＰＲＯで使用する工具が指定されると、工具ファイル７を参照し、対応する工具の工具データＴＬを読み出す。
【００２８】
工具ファイル７には、図３（ｂ）に示すように、工具データＤＡＴの内、工具番号ＴＮ、工具設定方向ＤＲ、工具名ＮＡ、呼径／刃先角ＣＡ、サフィックスＤＣ、回転方向／工具勝手ＲＴ、工具径／刃先アールＤＭ、仕上加工／荒加工区分ＲＦが、一覧データＤＡＴ１として各工具について設定されており、更に、各工具について詳細なデータが詳細データＤＡＴ２として格納されている。
【００２９】
複合工具２１は、この工具ファイル７に、当該複合工具２１で加工することの出来る加工内容に応じて、複数の仮想工具に分かれた形でそれぞれ独立した工具として設定されており、例えば工具番号ＴＮが１として、前記した（１）から（７）までの工具名ＮＡ及びサフィックスＤＣが付された仮想工具が７本格納されている（図３（ｂ）に示す例は一例であり、複合工具２１で行う加工の態様が他種類にわたれば、それに応じてより多くの工具名ＮＡ及びサフィックスＤＣを有する仮想工具が登録されることとなる）。即ち、工具ファイル７には、複合工具２１の各インサート２２、２３、２５、２６に割り当てられた加工内容毎に、当該加工内容を行うインサート２２、２３、２５、２６を独立した工具としてその工具データが格納されており、例えば、図３（ｃ）で示した各仮想工具名ＮＡに対応する仮想工具の（１）から（７）までを、図３（ｂ）において、（１）から（７）までに対応する形で格納している。
【００３０】
即ち、図３（ｃ）の（１）旋削ドリルの仮想工具は、図３（ｂ）の（１）に示すように、工具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが←、工具名ＮＡがＤＲＬ  ＥＤＧ、呼径／刃先角ＣＡが１８０、サフィックスＤＣがＡ、回転方向／工具勝手ＲＴが右回転、工具径／刃先アールＤＭは５０として登録されている。なお、工具設定方向ＤＲは、デフォルト値としての工具の向きを矢印の向きで表しており、「←」は、工具の向きがＺ軸と平行な方向、即ち、Ｂ軸角度が０゜を、「↓」は、工具の向きがＸ軸と平行な方向、即ち、Ｂ軸角度が９０゜を示している。
【００３１】
また、図３（ｃ）の（２）外径荒加工の仮想工具は、図３（ｂ）の（２）に示すように、工具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡがＧＮＬ  ＯＵＴ、呼径／刃先角ＣＡが７５、サフィックスＤＣがＢ、回転方向／工具勝手ＲＴが左勝手／右回転、工具径／刃先アールＤＭは０．４、仕上加工／荒加工区分ＲＦがＲ（荒加工）として登録され、図３（ｃ）の（３）外径仕上げ加工の仮想工具は、図３（ｂ）の（３）に示すように、工具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡがＧＮＬ  ＯＵＴ、呼径／刃先角ＣＡが４０、サフィックスＤＣがＣ、回転方向／工具勝手ＲＴが右勝手／左回転、工具径／刃先アールＤＭは０．２、仕上加工／荒加工区分ＲＦがＦ（仕上げ加工）として登録されている。
【００３２】
更に、図３（ｃ）の（４）内径荒加工の仮想工具は、図３（ｂ）の（４）に示すように、工具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが←、工具名ＮＡがＧＮＬ  ＩＮ、呼径／刃先角ＣＡが７５、サフィックスＤＣがＤ、回転方向／工具勝手ＲＴが右勝手／左回転、工具径／刃先アールＤＭは０．４、仕上加工／荒加工区分ＲＦがＲ（荒加工）として登録され、図３（ｃ）の（５）内径仕上加工の仮想工具は、図３（ｂ）の（５）に示すように、工具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが←、工具名ＮＡがＧＮＬ  ＩＮ、呼径／刃先角ＣＡが４０、サフィックスＤＣがＥ、回転方向／工具勝手ＲＴが右勝手／左回転、工具径／刃先アールＤＭは０．２、仕上加工／荒加工区分ＲＦがＦ（仕上げ加工）として登録されている。
【００３３】
図３（ｃ）の（６）ミルドリルの仮想工具は、図３（ｂ）の（６）に示すように、工具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡがドリル、呼径／刃先角ＣＡが５０、サフィックスＤＣがＨ、回転方向／工具勝手ＲＴが左回転として登録され、図３（ｃ）の（７）エンドミルの仮想工具は、図３（ｂ）の（７）に示すように、工具番号ＴＮｏが１、工具設定方向ＤＲが↓、工具名ＮＡがエンドミル、呼径／刃先角ＣＡが５０、サフィックスＤＣがＪ、回転方向／工具勝手ＲＴが右回転、工具径／刃先アールＤＭは５０として登録されている。
【００３４】
従って、加工プログラムＰＲＯでは、複合工具２１を使用する場合でも、複合工具２１を使用して加工を行うか否かに無関係に通常の工具を指定する場合と同様に、加工プログラムＰＲＯ中で使用する工具として、対応する仮想工具の工具名ＮＡとサフィックスＤＣとを指定する。この指定は、前述の図５に示すワーク１７の中央部に穴１７ａを穿設する加工（Ｍ１）の場合には、工具としては複合工具２１の（１）旋削ドリルの仮想工具を使用することから、一般の工具指定の場合と同様に、加工プログラムＰＲＯ中で、工具名ＮＡを「ＤＲＬ  ＥＤＧ」、サフィックスＤＣを「Ａ」と入力する形で指定する。これにより、オペレータは加工プログラムＰＲＯの作成に際して、複合工具２１全体としての仕様を理解していなくても、単に工具ファイル７中の仮想工具だけを個々に認識し、指定するだけで工具の指定が完了するので、複合工具２１に関する特別な知識が無くても加工プログラムＰＲＯの作成が可能となる。すると、主制御部２は、工具ファイル７の工具データＤＡＴを検索し、対応する工具、即ち、図３（ｂ）の（１）に示す工具番号ＴＮｏが１の図中最上方に記載された工具名ＮＡが「ＤＲＬ  ＥＤＧ」、サフィックスＤＣが「Ａ」の仮想工具を選択し、刃物台制御部１１に対して当該工具の加工位置への割り出しを指令する。工具ファイル７中では、複合工具２１で有るか否かに無関係に、各工具（複合工具２１中の７本の単独工具と見なされた「仮想工具」としての（１）から（７）も含めて）が、旋削加工関連工具は工具名ＮＡとサフィックスＤＣで区別され（同一工具名ＮＡの場合には、サフィックスＤＣを例えば、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」と変化させることにより区別する）、ミーリング加工関連工具は、工具名ＮＡと呼径／刃先角ＣＡで区別しているので、加工プログラムＰＲＯ中で工具名ＮＡとサフィックスＤＣまたは、工具名ＮＡと呼径／刃先角ＣＡが指定されてると、対応する工具は直ちに決定される。
【００３５】
刃物台制御部１１は、図示しない工具交換装置を駆動して、図示しない工具マガジンから工具番号ＴＮｏが１の複合工具２１を選択し、刃物台２０に装着する。複合工具２１が刃物台２０に装着されたところで、刃物台制御部１１は、加工プログラムＰＲＯで指定された工具名ＮＡとサフィックスＤＣから（１）旋削ドリルに対応した詳細データＤＡＴ２を参照し、詳細データＤＡＴ２に示された複合工具２１の（１）旋削ドリルに関する割り出し番号ＫＤ及びＢ軸角度を読み出す。
【００３６】
刃物台制御部１１は、読み出された（１）旋削ドリルに関する割り出し番号及びＢ軸角度に基づいて、刃物台中に内蔵された図示しない工具駆動モータを駆動制御して複合工具２１をその軸心ＣＴ３周りに回転させ、割り出し番号ＫＤが１の状態となるように位置決めし、その状態で固定保持する。割り出し番号が１の状態は、図３（ａ）に示すように、インサート２２が図中上方（Ｙ軸方向）を向く形で位置決めされた状態である。更に、図示しないＢ軸駆動モータを駆動して刃物台２０を矢印Ｇ、Ｈ方向に移動駆動して複合工具２１を、図３（ｃ）に示すように、Ｂ軸角度位置が０゜のＺ軸と平行な状態となるように位置決めする。この状態で、図５（Ｍ１）に示すように、主軸１５を主軸駆動モータ１３により所定回転数で回転駆動すると共に、複合工具２１をＺ軸方向の矢印Ａ方向に移動駆動して、回転状態のワーク１７に、刃物台２０に固定保持された複合工具２１のインサート２２により、所定深さの穴１７ａを穿設加工する。なお、インサート２１と共に、反対側のインサート２５などを同時に使用したドリル加工を行ってもよい。
【００３７】
次に、複合工具２１のインサート２２により、図５（Ｍ２）の端面１７ｂを加工するが、この場合、刃物台制御部１１は、（１）旋削ドリルの工具を選択した状態のまま、Ｂ軸駆動モータを駆動して、刃物台２０をＢ軸の矢印Ｈ方向に所定角度回転駆動させ、図５（Ｍ２）に示すように、複合工具２１をＺ軸に対してやや傾いた状態で保持し、同一のインサート２２によりワーク端面１７ｂの加工を行う。
【００３８】
次に、複合工具２１で図５（Ｍ３）のワーク１７の外径１７ｃを荒加工するが、この場合、加工プログラムＰＲＯでは、工具名ＮＡを「ＧＮＬ  ＯＵＴ」、サフィックスＤＣを「Ｂ」と入力する形で仮想工具を指定する。すると、主制御部２は、工具ファイル７の工具データＤＡＴを検索し、対応する工具、即ち、図３（ｂ）の（２）に示す工具番号が１の図中上方から２番目に記載された、工具名ＮＡが「ＧＮＬ  ＯＵＴ」、サフィックスＤＣが「Ｂ」の仮想工具を選択し、刃物台制御部１１に対して当該工具の加工位置への割り出しを指令する。
【００３９】
刃物台制御部１１は、加工プログラムＰＲＯで指定された工具名ＮＡとサフィックスＤＣから（２）外径荒加工に対応した詳細データＤＡＴ２を参照し、詳細データＤＡＴ２に示された複合工具２１の（２）外径荒加工に関する割り出し番号「３」及びＢ軸角度「１１２゜」を読み出す。
【００４０】
刃物台制御部１１は、読み出された（２）外径荒加工に関する割り出し番号「３」及びＢ軸角度「１１２゜」に基づいて、刃物台中に内蔵された図示しない工具駆動モータを駆動制御して複合工具２１をその軸心ＣＴ３周りに回転させ、複合工具２１が図３（ａ）に示す、割り出し番号ＫＤが３の状態となるように位置決めし、更に図示しないＢ軸駆動モータを駆動して刃物台２０をＢ軸方向の矢印Ｇ、Ｈ方向に移動駆動して複合工具２１を、図５（Ｍ３）に示すように、Ｂ軸角度位置がＺ軸に対して反時計方向に１１２゜となる状態となるように位置決めする。この状態で、図５（Ｍ３）に示すように、複合工具２１をＺ軸方向の矢印Ａ方向移動駆動して、回転状態にあるワーク１７の外径１７ｃを、インサート２５により所定長さＬ１にわたり加工する。
【００４１】
次に、複合工具２１で図６（Ｍ４）のワーク１７の内径１７ｄを仕上げ加工するが、この場合、加工プログラムＰＲＯでは、工具名ＮＡを「ＧＮＬ  ＩＮ」、サフィックスＤＣを「Ｅ」と入力する形で仮想工具を指定する。すると、主制御部２は、工具ファイル７の工具データＤＡＴを検索し、対応する工具、即ち、図３（ｂ）の（５）に示す、工具番号ＴＮが１の図中上方から５番目に記載された工具名ＮＡが「ＧＮＬ  ＩＮ」、サフィックスＤＣが「Ｅ」の仮想工具を選択し、刃物台制御部１１に対して当該工具の加工位置への割り出しを指令する。
【００４２】
刃物台制御部１１は、加工プログラムＰＲＯで指定された工具名ＮＡとサフィックスＤＣから（５）内径仕上げ加工に対応した詳細データＤＡＴ２を参照し、詳細データＤＡＴ２に示された複合工具２１の（５）内径仕上げ加工に関する割り出し番号「４」及びＢ軸角度「０゜」を読み出す。
【００４３】
刃物台制御部１１は、読み出された（５）内径仕上げ加工に関する割り出し番号「４」及びＢ軸角度「０゜」に基づいて、刃物台中に内蔵された図示しない工具駆動モータを駆動制御して複合工具２１をその軸心ＣＴ３周りに回転させ、複合工具２１が図３（ａ）に示す、割り出し番号ＫＤが４の状態となるように位置決めし、更に図示しないＢ軸駆動モータを駆動して刃物台２０をＢ軸方向の矢印Ｇ、Ｈ方向に移動駆動して複合工具２１を、図６（Ｍ４）に示すように、Ｂ軸角度位置がＺ軸に対して０゜、即ち並行状態となるように位置決めする。この状態で、図６（Ｍ４）に示すように、複合工具２１をＺ軸方向の矢印Ａ方向移動駆動して、回転状態にあるワーク１７の内径１７ｄを、インサート２６により所定長さにわたり加工する。
【００４４】
こうして、図６の（Ｍ５）、（Ｍ６）及び図７の（Ｍ７）、（Ｍ８）に示すように、同一の複合工具２１の各インサート２２、２３、２５、２６を、工具ファイル７に格納された工具データＤＡＴに基づいて、工具軸心ＣＴ３周りに回転させて加工に使用するインサートを選択的に割り出し位置決めすると共に、刃物台をＢ軸角度方向に適宜回転位置決めし、各インサート２２、２３、２５、２６により、図６の（Ｍ５）に示す外径仕上げ加工、図６の（Ｍ６）に示す外径溝加工、図７の（Ｍ７）に示す内径ネジ加工、図７の（Ｍ８）に示す外径ネジ加工などの各種の加工をワーク１７に対して実行して行く。なお、図６及び図７については、一部の加工は図３（ｃ）に示す（１）〜（７）の仮想工具を使用していないが、この場合も、工具ファイル７の他の部分に設定格納された図４の複合工具２１に関する仮想工具を用いて加工を行っている。例えば、図６（Ｍ５）の外径仕上げ加工に使用する仮想工具は、工具ファイル７中に、工具番号ＴＮが１（複合工具２１を示す）で、工具名ＮＡが「ＧＮＬ  ＯＵＴ」、サフィックスＤＣが「Ｋ」で、割り出し番号ＫＤが「２」、Ｂ軸角度が「５°」のものであり、インサート２６での加工となる。
【００４５】
こうして、ワーク１７に対する旋削加工が終了したところで、今度は図８（Ｍ９）、（Ｍ１０）及び（Ｍ１１）に示すミル加工を行うが、この場合も、複合工具２１の工具ファイル７に設定された複合工具２１についての仮想工具の（６）ミルドリル及び（７）エンドミルを使用して、ワーク１７に対する（Ｍ９）面加工、（Ｍ１０）ドリル加工及び（Ｍ１１）座グリ加工を行う。仮想工具の（６）ミルドリル及び（７）エンドミルは、図３の（ｃ）に示すように、いずれも割り出し番号が１のインサート２２によるミーリング加工となる。この場合、加工内容に応じて刃物台２０を矢印Ｇ、Ｈ方向に回動させて、Ｂ軸角度を変更し、複合工具２１の軸心ＣＴ３を、ワーク１７の中心、即ちＺ軸に対する傾斜角αを変化させる形で複合工具２１の姿勢を変化させて位置決めする。そして、複合工具２１を軸心ＣＴ２を中心に高速回転させながら、主軸に保持されたワーク１７をＺ軸周りに固定保持又はＣ軸制御回転させつつミーリング加工を実行する。
【００４６】
この際、複合工具２１に装着されるインサートのうち、ミーリング加工に使用されるインサート２２の、図４における、工具の軸心ＣＴ３を中心にして１８０°反対側に位置するインサート２５を、インサート２２と同様な形状及び装着態様とすることにより、図１０（ｂ）に示すように、インサート２２に加えてインサート２５も、ミーリング加工に供するように構成することもできる。この場合、ワークの加工に供されるインサートの数が、インサート２２だけの場合に比して、２倍になるので、効率よくミーリング／フライス加工を実行することが出来る。
【００４７】
以上のように加工することにより、例えば、図２に示すようなワークを丸棒から１本の複合工具２１で切削加工することが出来る。
【００４８】
なお、複合工具１２は、インサートを複数個、装着することが出来るので、加工内容に応じて様々なインサートを装着することが出来る。そして、各インサートは、旋削加工やミーリング／フライス加工などを行うが、その際に、複合工具２１の複数のインサートの内、一個のインサートを選択して使用する、図６などで述べた加工の他に、インサートを同時に複数個使用して、ミーリング／フライス加工を行うことも当然可能である。
【００４９】
例えば、図１０（ａ）に示すように、ワーク１７の外周を旋削する場合、４個（複合工具２１に装着可能なインサートの数は、４個とは限らないが、ここでは、説明を簡単にするために、図４と同様な、４個のインサートが９０°ピッチで設けられた複合工具２１について説明する。なお、図１０では、互いに１８０°の位相差で配置された２個のインサート２９、３０のみを図示する）のインサートの内、例えば、インサート３０により、ワーク１７の外周を旋削する加工と、図１０（ｂ）に示すように、インサート２９、３０を同時に使用して、ワークに対してミーリング／フライス加工を行うことが考えられる。
【００５０】
更に、複合工具２１に装着するインサートの形状及びその本体２１ａへの取り付け態様を適宜選択することにより、３個以上のインサートを使用して、図１０（ｂ）に示すようなミーリング／フライス加工を行ったり、複合工具２１を回転させた形でのドリル加工を行うことも当然可能である。
【００５１】
このように複合工具２１では、多様な加工が、１個以上のインサートを使用して常に行われることから、工具データ管理部８では、以下に述べるようにして、各複合工具２１の寿命を管理している。
【００５２】
即ち、工具データ管理部８は、図９に示すように、各複合工具２１についての寿命管理ファイルＬＣＦを工具ファイル７中に、図３に示す工具データＴＬと共に、又はその一部として、各インサート毎に、格納している。
【００５３】
寿命管理ファイルＬＣＦは、各複合工具２１の工具番号ＴＮ毎に、当該複合工具２１に装着されたインサートに対応した識別記号として、複合工具２１における割り出し番号ＫＤが採用されている。図９の例では、例えば、図４の複合工具２１が、４個のインサート２２、２３、２５、２６が９０°ピッチで装着されており、それらの装着位置を示すために、図３（ａ）に示すように、４個の割り出し番号が、工具の軸心ＣＴ３を中心に時計回りで割り付けられれている。従って、各インサート２２、２３、２５、２６と割り出し番号ＫＤは１対１に対応することが出来る。なお、割り出し番号ＫＤに変えて、各インサートを識別する何らかの符号などを使用することも当然可能である。
【００５４】
寿命管理ファイルＬＣＦには、また、各インサート識別符号である、割り出し番号ＫＤに対応して、各インサートそれぞれの規定寿命時間ＬＦが、寿命として予め設定されている。この規定寿命時間ＬＦは、オペレータが加工開始に際してキーボード５を介して予め入力してもよいし、複合加工工作機械１とは別に設けられた工具プリセット室などからオンラインで寿命管理ファイルＬＣＦ中に書き込まれたものでもよい。また、これから複合工具２１で行う加工が、同一ワークの多数加工である場合には、複合工具２１の寿命として、規定寿命時間ＬＦに変えて、当該インサートで加工可能なワークの個数を寿命個数ＬＮの形で設定することも可能である。この場合、寿命を判定するために積算される加工時間要素は、インサートの使用時間ＵＴではなく、加工したワークの数となる。この寿命個数ＬＮは、１個のワークの加工時間をＴ１とした時、インサートの規定寿命時間ＬＦを時間Ｔ１で除し、その余りを切り捨てた値を採用する。これにより、規定の個数のワークを加工して、当該インサートにより加工したワークの数、即ち使用個数ＵＮが寿命個数ＬＮに達しても、当該インサートの寿命は規定寿命時間ＬＦ以内となっており、ワークが寿命に達したインサートにより加工されてしまうようなことはない。
【００５５】
そして工具データ管理部８は、これから実行する加工プログラムをシミュレーションして、例えば、複合工具２１の内、図１０（ａ）に示すように、１個のインサートのみを使用する加工がこれから所定時間ＴＩだけ行わるものと、判断した場合には、その加工が旋削加工であるかミーリング／フライス加工であるかドリル加工であるかに係わらず、当該複合工具２１の工具番号ＴＮに対応した、寿命管理ファイルＬＣＦの、当該加工に使用されるインサートが装着された割り出し番号ＫＤのアドレスに格納された、当該インサートの使用時間ＵＴに当該所定時間ＴＩを積算する。例えば、図１０（ａ）の加工の場合、インサート３０に対応する割り出し番号ＫＤが１のアドレスに対応した使用時間ＵＴに所定時間ＴＩを積算する。
【００５６】
これにより、当該インサートの使用時間ＵＴが、予め当該インサートに設定された規定寿命時間ＬＦを越える場合には、工具データ管理部８はアラームを出して、オペレータに複合工具２１の当該インサートが、加工中に寿命を迎えることを告知し、予備工具を使用するか、インサートを交換するように指示する。これにより、オペレータは、実際に複合工具２１の内の、少なくとも一つのインサートがワークの加工中に寿命に達する以前に、当該インサートが寿命となることがワークの加工前に判明するので、ワークの加工中に、複合工具２１が寿命に達して加工を中断して、工具交換を行うなどの煩雑で非効率な作業を行う必要が無くなる。
【００５７】
なお、インサートの寿命を加工個数で管理している場合には、工具データ管理部８は、複合工具２１の対応するインサートでワークを１個加工する毎に、寿命管理ファイルＬＣＦの、当該インサートに対応する割り出し番号ＫＤのアドレスの、使用個数ＵＮを１個積算し、当該使用個数ＵＮが寿命個数ＬＮに達したところで、前述と同様に、オペレータに複合工具２１の当該インサートが寿命を迎えたことを告知し、予備工具を使用するか、インサートを交換するように指示する。この場合、インサートの寿命は、加工個数で管理されているので、使用個数ＵＮが寿命個数ＬＮに等しくなった状態でも、前述のように当該インサートの寿命は寿命時間以内に維持される。
【００５８】
また、工具データ管理部８は、これから実行する加工プログラムをシミュレーションして、例えば、複合工具２１の内、図１０（ｂ）に示すように、２個以上のインサート２９、３０を同時に使用する加工がこれから所定時間ＴＩだけ行わるものと、判断された場合には、その加工がミーリング／フライス加工であるかドリル加工であるかに係わらず、当該複合工具２１の工具番号ＴＮに対応した、寿命管理ファイルＬＣＦの、当該加工に使用される各インサートが装着された割り出し番号ＫＤ（例えば、割り出し番号ＫＤが１と３）のアドレスに格納された、それらインサートの使用時間ＵＴに当該所定時間ＴＩをそれぞれ加算する。例えば、図１０（ｂ）の加工の場合、同時に使用されるインサート２９、３０に対応する割り出し番号ＫＤが１及び３のアドレスに対応した使用時間ＵＴに所定時間ＴＩをそれぞれ加算する。
【００５９】
これにより、これらのインサートのうち、いずれかのインサートの使用時間ＵＴが、予め当該インサートに設定された規定寿命時間ＬＦを越える場合には、工具データ管理部８は当該複合工具２１が寿命に達したものと判定してアラームを出して、オペレータに当該複合工具２１のインサートの内、一つ以上のインサートが、加工中に寿命を迎えることを告知し、当該複合工具２１に変えて予備工具を使用するか、寿命に達する予定のインサートを交換するように指示する。これにより、オペレータは、実際に複合工具２１の内の、少なくとも一つのインサートがワークの加工中に寿命に達する以前に、当該インサートが寿命となることがワークの加工前に判明するので、ワークの加工中に、複合工具２１が寿命に達して加工を中断して、工具交換を行うなどの煩雑で非効率な作業を行う必要が無くなる。
【００６０】
また、同時に複数のインサートを使用する加工を行う場合には、加工時間をそれら加工に使用するインサートの使用時間ＵＴにそれぞれ加算するかたちで、それぞれのインサートについての寿命を積算するので、複合工具２１を構成するそれぞれのインサート毎の寿命管理を、当該複合工具２１が行う加工内容に無関係に正確に行うことが出来る。
【００６１】
なお、複数のインサートを使用する加工を行う場合に、寿命管理を加工個数で行っている場合も、前述と同様に、複合工具２１で使用するインサートに対応する割り出し番号ＫＤの使用個数ＵＮを、それぞれ加工個数だけ加算し、それら加算された使用個数ＵＮが寿命個数ＬＮに達したインサートが、当該複合工具２１内で一つでも生じた時点で、当該複合工具２１が寿命に達したものと判定する。
【００６２】
なお、こうして工具データ管理部８により、ある複合工具２１に装着された少なくとも一つのインサートが寿命に達したものと判定されると、当該寿命に達した複合工具２１は、予備の複合工具２１と交換され、加工は継続される。
【００６３】
また、寿命に達した複合工具２１は、工具プリセット室などに搬送されて、当該寿命に達したインサートが新品に交換され、再度加工に使用される。これにより、複合工具２１に装着された複数のインサートは、それぞれのインサートが寿命に達するまで有効に加工に使用される。従って、未だ寿命に達していないインサートが有るにも係わらず、複合工具が寿命と判定され、当該複合工具２１に装着された全てのインサートが廃棄されるような事態の発生は未然に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】    図１は本発明が適用される複合加工工作機械の一例を示す制御ブロック図である。
【図２】    図２は加工すべきワークの一例を示す斜視図である。
【図３】    図３は工具ファイル内に格納された工具データの一例及びその内容を説明する模式図である。
【図４】    図４は複合工具の一例を示す斜視図である。
【図５】    図５は複合工具を用いて図２に示すワークを加工する際の詳細を示す図である。
【図６】    図６は複合工具を用いて図２に示すワークを加工する際の詳細を示す図である。
【図７】    図７は複合工具を用いて図２に示すワークを加工する際の詳細を示す図である。
【図８】    図８は複合工具を用いて図２に示すワークを加工する際の詳細を示す図である。
【図９】    図９は寿命管理ファイルの一例を示す模式図である。
【図１０】    図１０は、複合工具を用いた加工例であり、（ａ）は旋削、（ｂ）はミーリングの例を示す図である。
【符号の説明】
１７……ワーク
２１……複合工具
２１ａ……本体
２２、２３、２５、２６、２９、３０……インサート
【図１】
0003862060.tif 000002
【図２】
0003862060.tif 000003
【図３】
0003862060.tif 000004
【図４】
0003862060.tif 000005
【図５】
0003862060.tif 000006
【図６】
0003862060.tif 000007
【図７】
0003862060.tif 000008
【図８】
0003862060.tif 000009
【図９】
0003862060.tif 000010
【図１０】
0003862060.tif 000011