CN110475637B - 机床的控制装置以及机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供每旋转一圈的振动次数的设定变得容易的机床的控制装置以及机床。是控制工件与切削工具的相对旋转、和工件与切削工具的向相对加工进给方向的往复移动来对工件进行振动切削加工的机床的控制装置(180)。具有控制部(181)，控制部(181)控制如下部件：主轴台(110)，其安装有工件W；第一工具台(130A)，其设置成能够相对于主轴台沿加工进给方向往复移动，并安装有用于切削工件的第一切削工具(130)；以及第二工具台(230A)，其设置成能够与第一工具台独立地相对于主轴台沿加工进给方向往复移动，并安装有用于切削工件的第二切削工具(230)。

Description

机床的控制装置以及机床
技术领域
本发明涉及机床的控制装置及机床。
背景技术
在通过工具旋削工件的情况下，生成所谓的流动状连续的切屑并被向周围排出。若该连续的切屑缠绕于工件、工具，则导致工件、工具的损伤。因此，例如在专利文献1中，公开了使工件相对于工具往复移动，并能够以截断切屑后的碎屑的状态排出的振动切削加工的技术。
专利文献1：日本专利第3451800号
但是，在上述专利文献1中，在一个工具台(车刀保持件)设置有两个工具(刀头)。因此，对于为了截断切屑而设定的、例如在工件旋转一圈期间工具往复移动的次数(也称为每旋转一圈的振动次数)而言，即使设置两个工具也仅能够设定为一个相同的值。这样的话，不能容易地设定每旋转一圈的振动次数。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的实际情况所做出的，目的在于提供一种每旋转一圈的振动次数的设定变得容易的机床的控制装置以及机床。
第一，本发明为一种机床的控制装置，其控制工件与切削工具的相对旋转、和上述工件与上述切削工具的向相对加工进给方向的往复移动来对上述工件进行振动切削加工，其特征在于，上述机床的控制装置具有控制部，该控制部控制以下部件：主轴台，其安装有上述工件；第一工具台，其设置成能够相对于该主轴台沿上述加工进给方向往复移动，并安装有用于切削该工件的第一切削工具；以及第二工具台，其设置成能够与该第一工具台独立地相对于上述主轴台沿上述加工进给方向往复移动，并安装有用于切削该工件的第二切削工具。
第二，一种机床的控制装置，其具备分别独立地控制多个切削工具与工件的相对移动的控制部，通过基于该控制部的上述移动的控制，从而进行伴随着所述切削工具的振动的所述工件的切削加工，其特征在于，上述控制部在上述工件与规定的上述切削工具的切削加工时，以与规定的上述切削工具的切削刃路径交叉的方式，与规定的上述切削工具的上述移动独立地控制其他上述切削工具的上述移动来进行上述工件的切削加工。
第三，其特征在于，上述控制部基于上述各切削工具的设置位置，针对各个上述切削工具，控制上述工件每旋转一圈的振动次数、或者上述振动的振幅或相位。
第四，其特征在于，上述各切削工具配置在与上述工件对置的位置。
第五，一种机床，其特征在于，具备上述任一项的机床的控制装置。
本发明能够得到以下的效果。
(1)第一工具台与第二工具台设置成能够相互独立地沿着工件的加工进给方向往复移动。由此，能够将在工件旋转一圈期间第一切削工具往复移动的次数、与在工件旋转一圈期间第二切削工具往复移动的次设定为不同的值，在截断切屑的振动切削加工的情况下，并不限于一个振动次数。另外，在通过一个切削工具进行振动切削加工的情况下，即使设定为无法将切屑截断的整数附近的振动次数也能够截断切屑，即使在振动频率被最小IT(基准周期)限制的情况下，也能够不在意切屑无法截断的振动次数区域地选择主轴转速。由此，用于执行振动切削加工的条件设定变得容易，能够快速地开始作业。
另外，在切削加工时产生的负荷也由两个切削工具分担，因此工具寿命提高，并且利用加工力、加工反作用力的工具、工件的变动量也与设置一个切削工具的情况相比减小，从而也能够实现工件的加工精度的提高。
(2)多个切削工具的任一个与工件设置成能够相互独立地往复移动。由此，在进行振动切削加工的情况下，并不限于一个振动次数。另外，能够不在意切屑无法截断的振动次数区域地选择主轴转速。由此，用于执行振动切削加工的条件设定变得容易，能够快速地开始作业。
另外，在切削加工时产生的负荷也由两个切削工具分担，因此工具寿命提高，并且利用加工力、加工反作用力的工具、工件的变动量也与设置一个切削工具的情况相比减小，因此也能够实现工件的加工精度的提高。
(3)控制部针对各切削工具，分别控制工件每旋转一圈的振动次数、或者振动的振幅或相位，由此用于执行振动切削加工的条件设定变得容易。
(4)只要将各切削工具配置于对置位置，则假设即使通过一个工具的加工力将工件推出，也通过另一工具的相反方向的加工力将工件推出，因此能够抑制工件的变动。
(5)能够提供一种用于执行振动切削加工的条件设定较容易的机床。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的机床的概略的图。
图2是表示本发明的一实施例的切削工具与工件的关系的示意图。
图3是说明切削工具的往复移动以及位置的图。
图4是表示使用了一个切削工具的情况下的主轴第n圈旋转、第n+1圈旋转、以及第n+2圈旋转的各旋转时的切削刃路径的关系的图。
图5是控制装置的结构图。
图6的(A)是表示第一切削工具的切削刃路径的图，图6的(B)是表示第二切削工具的切削刃路径的图。
图7的(A)是表示第一、二切削工具的切削刃路径的图，图7的(B)是表示图7的(A)的180°对置的位置的第一、二切削工具的切削刃路径的图。
图8的(A)是表示第一切削工具的切削刃路径的图，图8的(B)是表示第二切削工具的切削刃路径的图。
图9是表示第一、二切削工具的切削刃路径的图。
图10的(A)是表示通过一个切削工具进行振动切削的情况下的切削刃路径的图，图10的(B)是表示实施例1的第一、二切削工具的切削刃路径的图。
图11的(A)是表示通过一个切削工具进行振动切削的情况下的切削刃路径的图，图11的(B)是表示实施例1的第一、二切削工具的切削刃路径的图。
图12的(A)是表示通过一个切削工具进行振动切削的情况下的切削刃路径的图，图12的(B)是表示实施例1的第一、二切削工具的切削刃路径的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的机床的控制装置以及机床进行说明。如图1所示，机床100具备：主轴110、对工件W进行振动切削加工(以下，称为加工)的刀具等切削工具130、230、以及控制装置180。
在主轴110的前端设置有卡盘120，工件W借助卡盘120来保持于主轴110。主轴110被主轴台110A支承为旋转自如，例如通过设置在主轴台110A与主轴110之间的主轴马达(例如内置马达)的动力旋转。
切削工具130安装于第一工具台130A，刀头131(参照图2)安装于切削工具130的前端。此外，切削工具130相当于本发明的第一切削工具。
在机床100的车床设置有Z轴方向进给机构160、X轴方向进给机构150。
Z轴方向进给机构160具备：与车床一体的基座161、和将Z轴方向进给桌支承为滑动自如的Z轴方向导轨。若Z轴方向进给桌通过线性伺服马达(均省略图示)的驱动沿着图示的Z轴方向(与工件W的旋转轴线方向一致)移动，则第一工具台130A沿Z轴方向移动。
X轴方向进给机构150例如借助Z轴方向进给机构160来搭载于机床100的车床，并具备将X轴方向进给桌支承为滑动自如的X轴方向导轨。若X轴方向进给桌通过线性伺服马达(均省略图示)的驱动沿着与图示的Z轴方向正交的X轴方向移动，则第一工具台130A沿X轴方向移动。
另外，如图1、图2的(B)所示，切削工具130与切削工具230配置于相对于工件180°对置的位置。详细而言，切削工具230安装于第二工具台230A，刀头231安装于切削工具230的前端，刀头231与刀头131对置配置。此外，切削工具230相当于本发明的第二切削工具。
在机床100的车床也设置有Z轴方向进给机构260、X轴方向进给机构250。
Z轴方向进给机构260构成为与Z轴方向进给机构160相同，具备：与车床一体的基座261、和将Z轴方向进给桌支承为滑动自如的Z轴方向导轨。若Z轴方向进给桌通过线性伺服马达(均省略图示)的驱动沿着图示的Z轴方向移动，则第二工具台230A沿Z轴方向移动。
X轴方向进给机构250构成为与X轴方向进给机构150相同，例如借助Z轴方向进给机构260来搭载于机床100的车床，并具备将X轴方向进给桌支承为滑动自如的X轴方向导轨。若X轴方向进给桌通过线性伺服马达(均省略图示)的驱动沿着图示的X轴方向移动，则第二工具台230A沿X轴方向移动。
此外，也可以将Y轴方向进给机构设置于机床100。Y轴方向是与图示的Z轴方向及X轴方向正交的方向。Y轴方向进给机构也具有能够通过线性伺服马达驱动的Y轴方向进给桌。若将Y轴方向进给机构例如借助Z轴方向进给机构160、X轴方向进给机构150来搭载于机床100的车床，在Y轴方向进给桌例如搭载第一工具台130A，则能够使切削工具130在Z轴、X轴方向的基础上，也在Y轴方向移动。也可以将Z轴方向进给机构160、X轴方向进给机构150借助Y轴方向进给机构来搭载于机床100的车床。
列举对Z轴方向进给机构160等使用了线性伺服马达的例子来进行了说明，但也可以使用公知的滚珠丝杠和伺服马达。
主轴110的旋转、以及Z轴方向进给机构160、260、X轴方向进给机构150、250、Y轴方向进给机构(以下，称为Z轴方向进给机构160等)的移动通过控制装置180进行控制。控制装置180驱动主轴马达来使工件W相对于切削工具130、230向图2的(A)的箭头方向旋转，并分别驱动Z轴方向进给机构160、260来使切削工具130、230相对于工件W沿图2的(A)的Z轴方向往复移动。
在图2的(A)中，例如，示出了工件W相对于切削工具130、230旋转，切削工具130、230相对于工件W沿Z轴方向往复移动的例子。
在假定了仅一个切削工具130的情况下，控制装置180使切削工具130以规定的前进量移动(前往)之后，使切削工具130以规定的后退量移动(返回)。由此，如图3所示，能够使切削工具130相对于工件W进给前进量与后退量之差(推进量)。
这里，关于仅使用切削工具130、230中的、切削工具130来实现振动切削加工的方法进行说明。工件W通过主轴马达向规定的方向旋转。另一方面，切削工具130通过Z轴方向进给机构160反复进行相对于主轴台110A向Z轴方向的前往与返回，工件W的旋转一圈大小、即，主轴相位从0°变化到360°期间的上述推进量的合计成为进给量。此时，将切削工具130开始加工的点设为主轴相位0°，将主轴相位沿工件W的旋转方向前进的方向设为主轴相位方向。
由此，工件W的周面被切削工具130加工成正弦曲线状。图4表示在工件W旋转一圈期间切削工具130往复移动的次数(也称为每旋转一圈的振动次数D1)为3.5(次/r)的例子。
通过切削工具130被加工的、主轴110的第n(n为1以上的整数)圈旋转的工件W的周面形状(在图4中用实线表示)与主轴110的第n+1圈旋转的工件W的周面形状(在图4中用虚线表示)振动的相位反转，并在主轴相位方向(图4的曲线图的横轴方向)偏移。由于各正弦曲线状的波形变得相反，因此在相同的主轴相位上，图4中用虚线表示的工件W的周面形状的波谷的最低点(切削工具130的波峰的最高点)的位置与图4中用实线表示的工件W的周面形状的波峰的最高点(切削工具130的波谷的最低点)的位置对置。
其结果为，对于一个切削工具130的切削刃轨迹而言，这一次的前往返回时的加工部分与下一次的返回前往时的加工部分重复，例如在主轴110的第n+1圈旋转的工件W的周面形状中，包含主轴110的第n圈旋转的工件W的周面形状，因此在切削工具130中产生不加工工件W的空转动作。在该空转动作时，从工件W产生的切屑被截断而成为碎屑。像这样，为了以通过一个切削工具将切屑截断的方式进行振动切削加工，必须将振动次数D1设定为不是整数，而如3.5(次/r)那样例如偏移0.5。
另外，在本实施例中，第二工具台230A能够与第一工具台130A独立地相对于工件W沿Z轴方向往复移动。因此，关于切削工具230，控制装置180也能够使其以规定的前进量移动(前往)之后，以规定的后退量移动(返回)。
由此，能够将在工件W旋转一圈期间切削工具130往复移动的次数(每旋转一圈的振动次数D1)、与在工件W旋转一圈期间切削工具230往复移动的次数(每旋转一圈的振动次数D2)设定为不同的值。由此，在加工工件W的情况下，并不限于一个振动次数，另外，如后述那样，即使将振动次数设定为整数也产生碎屑，用于执行加工的条件设定变得容易。
另外，在加工时产生的负荷也由两个切削工具130、230分担，因此工具寿命提高，并且受到来自工件W的反作用力的切削工具130、230的推回量也减少，因此也能够实现工件W的加工精度的提高。
并且，只要将切削工具130、230配置于180°对置位置，则假设即使通过一个切削工具的加工力将工件W推出，也通过另一切削工具的相反方向的加工力将工件W推出，因此能够抑制工件W的变动。
如图5所示，控制装置180具有控制部181、输入部182、以及存储部183，它们经由总线连接。
控制部181由CPU等构成，并具备控制各马达的动作的马达控制部190、和设定Z轴方向进给机构160、260的往复移动的振动调整部191。
控制部181将储存在存储部183的例如ROM中的各种程序、数据加载到RAM中，并执行各种程序，由此能够借助马达控制部190、振动调整部191来控制机床100的动作。
切削工具130、230的往复移动以基于规定的指令周期T的振动频率f执行。
在控制部181例如能够在1秒期间发送250次的动作指令的情况下，动作指令能够以1÷250＝4(ms)周期(也称为基准周期IT)输出。通常，指令周期T为该基准周期IT的整数倍。
在指令周期T例如为基准周期4(ms)的4倍的16(ms)的情况下，马达控制部190以切削工具130、230每隔16(ms)执行往复移动的方式向Z轴方向进给机构160、260输出驱动信号。该情况下，切削工具130、230能够以振动频率f＝1/T＝1÷(0.004×4)＝62.5(Hz)进行往复移动。用于使切削工具130、230往复移动的振动频率从可使用的有限的值(也称为指令频率fc)之中选择。
在控制部181中，例如能够基于输入部182的输入值或加工程序得到规定的振动波形。
振动调整部191根据第一工具台用数据192例如将振动次数D1设定为1(次/r)。此外，将振动振幅与进给量之比亦即振幅进给比率Q设为1.5。切削工具130如图6的(A)所示，得到主轴110(工件W)的第n圈旋转的加工区域(在图6的(A)中用实线表示)、和第n+1圈旋转的加工区域(在图6的(A)中用虚线表示)。该情况下，振动次数D1为整数，切削工具130的第n圈旋转的加工区域与第n+1圈旋转的加工区域不交叉，因此仅通过切削工具130无法截断切屑。
另外，振动调整部191根据第二工具台用数据193例如设定为与切削工具130相同的值，即，将振动次数D2设定为1(次/r)、将振幅进给比率Q设定为1.5。切削工具230从与切削工具130的开始位置180°对置的位置开始，并以振动次数D2进行驱动。因此，如图6的(B)所示，得到主轴110的第n圈旋转的加工区域(在图6的(B)中用实线表示)、和第n+1圈旋转的加工区域(在图6的(B)中用虚线表示)。该情况下，切削工具230的第n圈旋转的加工区域与第n+1圈旋转的加工区域也不交叉，因此仅通过切削工具230也无法截断切屑。
但是，由于切削工具130与切削工具230以振动的相位反转的状态交替加工工件W，因此针对工件W的切削刃路径如将图6的(A)、图6的(B)合在一起后的图7的(A)所示，依次形成基于切削工具230的细实线、基于切削工具130的粗实线、基于切削工具230的细虚线、以及基于切削工具130的粗虚线。
像这样，可知切削工具130的切削刃路径(例如粗虚线)与加工前周的切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)交叉而产生空转动作，切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)与加工前周的切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)交叉而产生空转动作，因此即使振动次数D1、D2为整数，也能够截断切屑，产生碎屑(在图7的(A)中，作为一个碎屑的一例用加工量200表示)。
此外，在图7的(A)中，为了帮助碎屑的形状的理解，示出了切削工具130、230均在加工中途的切削刃路径的例子。但是，如在图2中说明的那样，在切削工具230从与切削工具130对置180°的位置开始加工的情况下，如图7的(B)所示，切削工具230作为主轴110的第n圈旋转的加工区域在主轴相位180°～360°用细实线表示，作为第n+1圈旋转的加工区域在主轴相位0°～360°用细虚线表示，作为第n+2圈旋转的加工区域在主轴相位0°～180°用细单点划线表示。因此，在图7的(A)中说明的加工量200不是在跨越主轴相位180°的位置产生，而是在跨越0°(360°)的位置产生。
接着，假定振动调整部191例如将振动次数D1、D2均设定为1.1(次/r)非常接近整数的振动次数的情况。此外，振幅进给比率Q为1.5。与图6同样地，若用切削工具130、230均在加工中途的切削刃路径的例子表示，则切削工具130如图8的(A)所示，得到主轴110的第n圈旋转的加工区域(在图8的(A)中用实线表示)、和第n+1圈旋转的加工区域(在图8的(A)中用虚线表示)。该情况下，由于振动次数D1为非常接近整数的值，因此切削工具130的第n圈旋转的加工区域与第n+1圈旋转的加工区域不交叉，仅通过切削工具130无法截断切屑。
切削工具230如图8的(B)所示，得到主轴110的第n圈旋转的加工区域(在图8的(B)中用实线表示)、和第n+1圈旋转的加工区域(在图8的(B)中用虚线表示)。该情况下，切削工具230的第n圈旋转的加工区域与第n+1圈旋转的加工区域也不交叉，仅通过切削工具230也无法截断切屑。
但是，利用切削工具130与切削工具230的针对工件W的切削刃路径如将图8的(A)、图8的(B)合在一起后的图9所示，依次形成基于切削工具230的细实线、基于切削工具130的粗实线、基于切削工具230的细虚线、以及基于切削工具130的粗虚线并交叉。
即，可知在该情况下，切削工具130的切削刃路径(例如粗虚线)也与加工前周的切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)交叉而产生空转动作，切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)也与加工前周的切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)交叉而产生空转动作，因此即使振动次数D1、D2为非常接近整数的值，也能够截断切屑(在图9中用加工量300表示)。
图10的(A)是通过一个切削工具进行加工的情况下的切削刃路径，且振动次数D为1.5(次/r)，振幅进给比率Q为1.5的例子。该情况下，主轴110的第n圈旋转的加工区域(在图10的(A)中用实线表示)与第n+1圈旋转的加工区域(在图10的(A)中用虚线表示)交叉，主轴110的第n+1圈旋转的加工区域(在图10的(A)中用虚线表示)与第n+2圈旋转的加工区域(在图10的(A)中用单点划线表示)交叉而产生空转动作，因此产生碎屑(在图10的(A)中用加工量200’表示)。
相对于此，图10的(B)为与图7的(A)相同的值，即，振动次数D1、D2为1(次/r)，振幅进给比率Q为1.5的例子。与图6同样地，若用切削工具130、230均在加工中途的切削刃路径的例子表示，则产生用在图7的(A)中说明的加工量200表示的碎屑，并且切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)与加工前周的切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)交叉而产生空转动作，切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)与加工前周的切削工具230的切削刃路径(例如细实线)交叉而产生空转动作，因此也产生用加工量201表示的碎屑。
若将加工量200、201与图10的(A)的加工量200’进行比较，可知加工量200、201的厚度变薄为加工量200’的一半左右。即，若使两个切削工具往复移动，则使针对各切削工具的负荷减少，因此这一点也有助于工具寿命的提高、以及工件的加工精度的提高。
另外，根据本发明，即使振幅进给比率Q为较小的值也能够截断切屑。
详细而言，图11的(A)为通过一个切削工具进行加工的情况下的切削刃路径，振动次数D为1.5(次/r)，振幅进给比率Q为0.5的例子。该情况下，主轴110的第n圈旋转的加工区域(在图11的(A)中用实线表示)、与第n+1圈旋转的加工区域(在图11的(A)中用虚线表示)不交叉，因此无法截断切屑。
相对于此，图11的(B)为与图11的(A)相同的值，即，振动次数D1、D2为1.5(次/r)，振幅进给比率Q为0.5的例子。与图7的(B)同样地，若用切削工具130与从与切削工具130对置180°的位置开始加工的切削工具230的切削刃路径的例子表示，则切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)与加工前周的切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)交叉而产生空转动作，切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)与加工前周的切削工具230的切削刃路径(例如细实线)交叉而产生空转动作，因此产生用加工量400表示的碎屑。像这样，即使是振幅进给比率Q较小的值也能够截断切屑，若这一点也着眼于一个工具，则可使用的期间延长。进一步。若能够减小振幅进给比率Q，则能够减小机床本身的振动，能够有助于提高机床的寿命。另外，即使是相同的进给量但振幅较小，振动对机床的影响变小，因此能够将向Z轴方向的进给量F设定为较大的值。
另外，根据本发明，能够使碎屑的长度变短。
详细而言，图12的(A)是通过一个切削工具进行加工的情况下的切削刃路径，与在图10的(A)中说明的例子同样地，是振动次数D为1.5(次/r)，振幅进给比率Q为1.5的例子。该情况下，用加工量200’表示的碎屑为具有在图示的左右方向较长的扇面的形状。
相对于此，图12的(B)为与图12的(A)相同的值，即，振动次数D1、D2为1.5(次/r)，振幅进给比率Q为1.5的例子。与图6同样地，若用切削工具130、230均在加工中途的切削刃路径的例子表示，则切削工具130的切削刃路径(例如粗虚线)与加工前周的切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)交叉而产生空转动作，切削工具230的切削刃路径(例如细虚线)与加工前周而切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)交叉而产生空转动作。进一步，切削工具130的切削刃路径(例如粗实线)与加工前周的切削工具230的切削刃路径(例如细实线)交叉而产生空转动作，因此产生用加工量501表示的碎屑。
若将加工量501与图12的(A)的加工量200’进行比较，可知加工量501的长度变短为加工量200’的2/3左右。即，即使振动次数为相同的大小，但只要能够使碎屑的长度变短，则能够将主轴110(工件W)的转速R设定为较大的值。
另外，在上述实施例中，列举将切削工具130、230的振动次数D1、D2设定为相同的值的例子来进行了说明，但本发明并不限于该例。本发明也可以将切削工具130的振动次数D1例如设定为1(次/r)，将切削工具230的振动次数D2例如设为3(次/r)那样的不同的振动次数。
在上述实施例中，列举将振动振幅与切削工具130、230的进给量之比亦即振幅进给比率Q设定为相同的值的例子来进行了说明，但也可以将切削工具130的振幅进给比率Q例如设为1，将切削工具230的振幅进给比率Q例如设为1.5那样的、不同的振幅进给比率。例如，在将切削工具130与切削工具230的切削刃路径设定为较浅的振幅，各自的切削路径不交叉的情况下，若以切削工具230的切削刃路径成为较深的振幅那样设定振幅进给比率Q，则切削工具130的切削刃路径与加工前周的切削工具230的切削刃路径交叉而产生空转动作，切削工具230的切削刃路径与加工前周的切削工具130的切削刃路径交叉而产生空转动作，因此即使是振动次数D1、D2以及振动的相位相同或为接近的值，也能够一边截断切屑一边进行切削加工。
即使在将切削工具130、230的振动次数D以及振幅进给比率Q设定为相同的值的情况下，也可以将振动的相位以在切削工具130与切削工具230中不同的方式进行设定。在上述实施例中，使用图2来对切削工具130的切削刃路径与切削工具230的切削刃路径反转的例子进行了说明，但作为振动的相位差，只要是切削工具130的切削刃路径与加工前周的切削工具230的切削刃路径交叉而产生空转动作，切削工具230的切削刃路径与加工前周的切削工具130的切削刃路径交叉而产生空转动作那样的振动的相位差即可，只要根据切削工具130以及切削工具230的设置位置来设定各切削工具的振动的相位差(例如，偏移1/4周期、1/8周期)，并通过切削工具130以及切削工具230分别控制振动的开始时机即可。
另外，通过使开始切削工具130与切削工具230的振动的方向不同，能够控制振动的相位。例如在将切削工具130及切削工具230设置在接近的位置的情况下，通过将开始振动的方向在切削工具130中设定为前往方向，在切削工具230中设定为返回方向，从而能够使切削工具130的切削刃路径与切削工具230的切削刃路径为几乎反转的状态，从而能够使振动的相位不同。
在上述实施例中，用将切削工具130、230配置在180°对置的位置的例子进行了说明。但是，本发明并不限于该例，即使在设置于除180°以外的位置的情况下，也能够基于第一工具台以及第二工具台的设置位置，通过振动调整部调整第一工具台与第二工具台的设置位置各自的振动次数D、振幅进给比率Q以及振动的相位中的至少一个，从而能够得到与上述说明同样的效果。
另外，在上述说明中，列举工件W相对于切削工具130、230旋转，切削工具130、230相对于工件W沿Z轴方向往复移动的例子来进行了说明。但是，本发明当然也适用于工件W相对于切削工具130、230旋转，工件W与例如切削工具130相对于切削工具230沿Z轴方向往复移动的情况。
另外，在上述说明中，对将工件W与切削工具的相对加工进给方向作为工件W的旋转轴线方向(Z轴方向)来使工件W或切削工具往复移动的情况进行了说明，但即使将加工进给方向作为工件W的径向(X轴方向)来使工件W或切削工具往复也得到同样的效果。
附图标记说明
100…机床；110…主轴；110A…主轴台；120…卡盘；130…切削工具；130A…第一工具台；131…刀头；150…X轴方向进给机构；151…基座；160…Z轴方向进给机构；161…基座；180…控制装置；181…控制部；182…输入部；183…存储部；190…马达控制部；191…振动调整部；192…第一工具台用数据；193…第二工具台用数据；230…切削工具；230A…第二工具台；231…刀头；250…X轴方向进给机构；251…基座；260…Z轴方向进给机构；261…基座。

Claims (6)

1.一种机床的控制装置，其具备分别独立地控制多个切削工具与工件的相对移动的控制部，通过基于该控制部的所述移动的控制，从而规定的切削工具以及与该切削工具不同的另一切削工具分别伴随着振动而进行所述工件的切削加工，其中，
所述控制部按照与两所述切削工具分别加工前周的各自的切削刃路径相互交叉的方式，分别设定各所述切削工具的振动波形的相位来进行所述工件的切削加工。
2.根据权利要求1所述的机床的控制装置，其中，
所述各切削工具向所述工件的径向的切入量被设定为相同的值。
3.根据权利要求1所述的机床的控制装置，其中，
所述控制部基于所述各切削工具的设置位置，针对各个所述切削工具控制所述工件每旋转一圈的振动次数、或者所述振动的振幅或相位。
4.根据权利要求2所述的机床的控制装置，其中，
所述控制部基于所述各切削工具的设置位置，针对各个所述切削工具控制所述工件每旋转一圈的振动次数、或者所述振动的振幅或相位。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的机床的控制装置，其中，
所述各切削工具相对于所述工件配置在对置的位置。
6.一种机床，其中，
具备权利要求1～5中的任一项所述的机床的控制装置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109079576B (zh) * 2018-09-29 2021-01-08 北京航空航天大学 一种分离超高速切削高压冷却润滑方法
JP7195110B2 (ja) * 2018-10-26 2022-12-23 シチズン時計株式会社 工作機械及び制御装置
WO2020084772A1 (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御方法
JPWO2020084771A1 (ja) * 2018-10-26 2021-02-15 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御方法
JP7264643B2 (ja) * 2019-01-10 2023-04-25 シチズン時計株式会社 工作機械の制御装置および工作機械
JP6975192B2 (ja) * 2019-03-14 2021-12-01 ファナック株式会社 数値制御装置及び工作機械
JP7252040B2 (ja) * 2019-04-03 2023-04-04 ファナック株式会社 数値制御装置
JP7252061B2 (ja) * 2019-05-30 2023-04-04 ファナック株式会社 数値制御装置及び工作機械
DE112021005641T5 (de) 2021-06-02 2023-08-03 Mitsubishi Electric Corporation Numerische Steuervorrichtung, Lernvorrichtung, Inferenzvorrichtung und numerisches Steuerverfahren

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU419320A1 (ru) * 1972-03-27 1974-03-15 И. А. Еремин Способ дробления стружки на токарных станках
JPS5676357A (en) * 1979-11-17 1981-06-23 Okuma Mach Works Ltd Cutting method of chip
SU1181776A2 (ru) * 1984-07-18 1985-09-30 Nagornyak Stepan G Автоматическое устройство дл дроблени стружки при токарной обработке
SU1495000A1 (ru) * 1986-01-03 1989-07-23 Мариупольский металлургический институт Способ обработки материалов резанием
US5177842A (en) * 1990-03-28 1993-01-12 Mitsuba Electric Manufacturing Co. Ltd. Apparatus for finishing surface of commutator of motor
JP3451800B2 (ja) * 1995-07-20 2003-09-29 三菱自動車工業株式会社 振動切削方法
WO2015146945A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 シチズンホールディングス株式会社 工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械
JP2016182654A (ja) * 2015-03-26 2016-10-20 シチズンホールディングス株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6062439A (ja) * 1983-09-14 1985-04-10 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置
KR970061411A (ko) * 1996-02-21 1997-09-12 모리시타 요이찌 칩-파쇄 선반절삭방법 및 장치
JPH1015701A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Mitsubishi Materials Corp 振動バイトによる切削方法
US7508116B2 (en) * 2005-09-07 2009-03-24 Panasonic Corporation Method and apparatus for vibration machining with two independent axes
US7687975B2 (en) * 2007-03-27 2010-03-30 Panasonic Corporation Vibration assisted machining system with stacked actuators
US8240234B2 (en) * 2007-10-16 2012-08-14 University Of North Carolina At Charlotte Methods and systems for chip breaking in turning applications using CNC toolpaths
DE102011077568B4 (de) * 2011-06-15 2023-12-07 Dmg Mori Ultrasonic Lasertec Gmbh Werkzeugmaschine, Werkstückbearbeitungsverfahren
JP5033929B1 (ja) * 2011-11-10 2012-09-26 ハリキ精工株式会社 工作機械
TWM449055U (zh) * 2012-10-12 2013-03-21 Goodway Machine Corp 工具機主軸動平衡運算裝置
WO2016031897A1 (ja) * 2014-08-29 2016-03-03 シチズンホールディングス株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置
ES2906576T3 (es) * 2014-10-08 2022-04-19 Citizen Watch Co Ltd Procedimiento para la fabricación de una rosca
JP6608426B2 (ja) * 2015-03-18 2019-11-20 シチズン時計株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置
JP6259412B2 (ja) 2015-03-19 2018-01-10 ファナック株式会社 複合形固定サイクルの往復旋削を行う数値制御装置
JP6470085B2 (ja) * 2015-03-26 2019-02-13 シチズン時計株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置
EP3348351B1 (en) * 2015-09-10 2023-02-08 Citizen Watch Co., Ltd. Control device for machine tool, and machine tool
JP6503000B2 (ja) * 2017-04-18 2019-04-17 ファナック株式会社 揺動切削を行う工作機械の制御装置
JP6530780B2 (ja) * 2017-05-16 2019-06-12 ファナック株式会社 揺動切削のための表示装置および加工システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU419320A1 (ru) * 1972-03-27 1974-03-15 И. А. Еремин Способ дробления стружки на токарных станках
JPS5676357A (en) * 1979-11-17 1981-06-23 Okuma Mach Works Ltd Cutting method of chip
SU1181776A2 (ru) * 1984-07-18 1985-09-30 Nagornyak Stepan G Автоматическое устройство дл дроблени стружки при токарной обработке
SU1495000A1 (ru) * 1986-01-03 1989-07-23 Мариупольский металлургический институт Способ обработки материалов резанием
US5177842A (en) * 1990-03-28 1993-01-12 Mitsuba Electric Manufacturing Co. Ltd. Apparatus for finishing surface of commutator of motor
JP3451800B2 (ja) * 1995-07-20 2003-09-29 三菱自動車工業株式会社 振動切削方法
WO2015146945A1 (ja) * 2014-03-26 2015-10-01 シチズンホールディングス株式会社 工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械
JP2016182654A (ja) * 2015-03-26 2016-10-20 シチズンホールディングス株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置

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