CN113677462A - 机床以及该机床的控制装置 - Google Patents

机床以及该机床的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供机床以及该机床的控制装置，在从初始点开始直至工件与切削工具抵接为止的期间，使工件保持单元和刀架在工件的径向上的相对的往复振动停止的情况下，实现工件的加工时间的缩短化。上述机床在通过使工件(W)与切削工具(130)一边相对旋转一边沿着加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工来进行对工件形成螺纹部分的螺纹切削加工时，使切削工具相对于工件从工件与切削工具分离的规定的初始点(I)朝向加工进给方向接近，通过工件与切削工具的抵接而开始螺纹切削加工。在从初始点开始直至工件与切削工具抵接为止的期间，控制单元(由控制部C1例示)使切削工具的振动停止，并且在螺纹切削加工的多次切入加工中连续的切入加工中，确定刀架的振动方向的相位位置并对往复振动进行停止控制，以使在工件与切削工具抵接时，相对于开始螺纹切削加工的工件的旋转相位分别成为规定的往复振动的相位(由加工开始点S1、S2、S3、S5、S7例示)。

Description

机床以及该机床的控制装置
技术领域
本发明涉及进行工件的螺纹切削加工的机床以及该机床的控制装置。
背景技术
以往，作为机床，公知有如下机床，具备：工件保持单元，保持工件；刀架，保持对上述工件进行切削加工的切削工具；进给单元，通过上述工件保持单元与上述刀架的相对移动，使切削工具相对于工件沿规定的加工进给方向进行进给动作；振动单元，使上述工件保持单元与上述刀架沿上述工件的径向相对地进行往复振动；以及旋转单元，使上述工件与上述切削工具相对地旋转，通过使上述工件与上述切削工具一边相对旋转一边沿着上述加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，从而进行对上述工件形成螺纹部分的螺纹切削加工(例如，参照专利文献1)。
在专利文献2中公开了一种车削装置，其使切削工具的振动停止直到与工件抵接。
专利文献1：国际公开第2016/056526号
专利文献2：日本特开平10-43906号公报
在一边使上述工件与上述切削工具相对旋转，一边使工件保持单元与刀架沿工件的径向相对地往复振动，并且沿着加工进给方向相对地进给移动来进行螺纹切削加工的情况下，若使切削工具相对于工件从工件与切削工具分离的规定的初始点朝向加工进给方向接近，通过工件与切削工具的抵接而开始螺纹切削加工，则考虑在从初始点开始直至工件与切削工具抵接为止的期间，由于工具与工件不接触，因此使往复振动停止以便不会产生不必要的振动。
但是，由于往复振动的停止，在螺纹切削加工的上述多次切入加工中连续的切入加工中，需要将工件的旋转相位与切削工具的振动的相位确定为规定的关系，存在工件的加工所需的时间变长的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种机床以及该机床的控制装置，上述机床在从初始点开始直至工件与切削工具抵接为止的期间，使工件保持单元与刀架在工件的径向上的相对的往复振动停止的情况下，实现工件的加工时间的缩短。
本发明的第一特征是一种机床，具备：工件保持单元，保持工件；刀架，保持对上述工件进行切削加工的切削工具；进给单元，通过上述工件保持单元与上述刀架的相对移动，使切削工具相对于工件沿规定的加工进给方向进行进给动作；振动单元，使上述工件保持单元和上述刀架沿上述工件的径向相对地往复振动；旋转单元，使上述工件与上述切削工具相对地旋转；以及控制单元，对上述进给单元、上述振动单元以及上述旋转单元的动作进行控制，在通过使上述工件与上述切削工具一边相对旋转一边沿着上述加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，来进行对上述工件形成螺纹部分的螺纹切削加工时，使上述切削工具相对于上述工件从上述工件与上述切削工具分离的规定的初始点朝向上述加工进给方向接近，通过上述工件与上述切削工具的抵接而开始上述螺纹切削加工，在从上述初始点开始直至上述工件与上述切削工具抵接为止的期间，上述控制单元对上述振动单元进行控制以使上述往复振动停止，并且在上述螺纹切削加工的上述多次切入加工中连续的切入加工中，确定上述刀架的上述振动方向的相位位置并对上述往复振动进行停止控制，以便在上述工件与上述切削工具抵接时，相对于开始上述螺纹切削加工的上述相对旋转的旋转相位分别成为规定的往复振动的相位。
第二特征是一种机床的控制装置，其设置于机床，上述机床具备：工件保持单元，保持工件；刀架，保持对上述工件进行切削加工的切削工具；进给单元，通过上述工件保持单元与上述刀架的相对移动，使切削工具相对于工件沿规定的加工进给方向进行进给动作；振动单元，使上述工件保持单元和上述刀架沿上述工件的径向相对地往复振动；旋转单元，使上述工件与上述切削工具相对地旋转；以及控制单元，对上述进给单元、上述振动单元以及上述旋转单元的动作进行控制，在通过使上述工件与上述切削工具一边相对旋转一边沿着上述加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，来进行对上述工件形成螺纹部分的螺纹切削加工时，使上述切削工具相对于上述工件从上述工件与上述切削工具分离的规定的初始点朝向上述加工进给方向接近，通过上述工件与上述切削工具的抵接而开始上述螺纹切削加工，在从上述初始点开始直至上述工件与上述切削工具抵接为止的期间，使上述往复振动停止，并且在上述螺纹切削加工的上述多次切入加工中连续的切入加工中，确定上述刀架的上述振动方向的相位位置并对上述往复振动进行停止控制，以便在上述工件与上述切削工具抵接时，相对于开始上述螺纹切削加工的上述相对旋转的旋转相位分别成为规定的往复振动的相位。
本发明能够获得以下的效果。
在从初始点开始直至工件与切削工具抵接为止的期间，工件的旋转相位和切削工具的振动的相位被确定为在工件与切削工具抵接时所需的规定的关系且往复振动停止，因此能够避免在从初始点开始直至工件与切削工具抵接为止的期间的不必要的振动，并且能够通过切削工具与工件的抵接而开始进行伴随振动的切削，从而能够在使工件保持单元与刀架在工件的径向上的相对的往复振动停止的情况下，实现工件的加工时间的缩短。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例的机床的概略的图。
图2是表示第一实施例的切削工具与工件的关系的概略图。
图3是对第一实施例的螺纹切削加工的循环进行说明的图。
图4是对第一实施例的螺纹切削加工的振动的相位(加工开始点)进行说明的图。
图5是表示本发明的第一实施例的切削工具相对于工件的位置的展开示意图。
图6是表示从Z轴方向观察的工件中的切削工具的一个螺纹槽的轨迹的示意图。
图7是表示本发明的第二实施例的切削工具相对于工件的位置的展开示意图。
具体实施方式
(第一实施例)
图1是表示本发明的第一实施例的具备控制装置C的机床100的概略的图。
机床100具备主轴110和切削工具台130A。
在主轴110的前端设置有卡盘120。
工件W经由卡盘120被保持于主轴110，主轴110构成为保持工件的工件保持单元。
主轴110以通过未图示的主轴马达的动力被旋转驱动的方式支承于主轴台110A。
作为上述主轴马达，可以考虑在主轴台110A内形成于主轴台110A与主轴110之间的现有的公知的内置马达等。
主轴台110A通过Z轴方向进给机构160沿作为主轴110的轴线方向的Z轴方向移动自如地搭载于机床100的床身侧。
主轴110经由主轴台110A，通过Z轴方向进给机构160，沿上述Z轴方向移动。
Z轴方向进给机构160构成使主轴110沿Z轴方向移动的主轴移动机构。
Z轴方向进给机构160具备：基座161，与上述床身等的Z轴方向进给机构160的固定侧成为一体；和Z轴方向导轨162，设置于基座161且沿Z轴方向延伸。
Z轴方向进给工作台163经由Z轴方向引导件164滑动自如地支承于Z轴方向导轨162。
在Z轴方向进给工作台163侧设置有线性伺服马达165的可动件165a，在基座161侧设置有线性伺服马达165的定子165b。
将主轴台110A搭载于Z轴方向进给工作台163，通过线性伺服马达165的驱动，Z轴方向进给工作台163被驱动为沿Z轴方向移动。
通过Z轴方向进给工作台163的移动，主轴台110A沿Z轴方向移动，进行主轴110向Z轴方向的移动。
在切削工具台130A安装有对工件W进行车削加工的车刀等切削工具130。
切削工具台130A构成对切削工具130进行保持的刀架。
切削工具台130A通过X轴方向进给机构150以及未图示的Y轴方向进给机构，沿与上述Z轴方向正交的X轴方向和与上述Z轴方向及X轴方向正交的Y轴方向移动自如地设置于机床100的床身侧。
由X轴方向进给机构150和Y轴方向进给机构构成使切削工具台130A相对于主轴110沿上述X轴方向及Y轴方向移动的刀架移动机构。
X轴方向进给机构150具备：基座151，与X轴方向进给机构150的固定侧成为一体；和X轴方向导轨152，设置于基座151且沿X轴方向延伸。
X轴方向进给工作台153经由X轴方向引导件154滑动自如地支承于X轴方向导轨152。
在X轴方向进给工作台153侧设置有线性伺服马达155的可动件155a，在基座151侧设置有线性伺服马达155的定子155b。
通过线性伺服马达155的驱动，X轴方向进给工作台153被驱动为沿X轴方向移动。
此外，Y轴方向进给机构是将X轴方向进给机构150配置于Y轴方向的机构，是与X轴方向进给机构150相同的构造，因此省略图示以及对构造的详细的说明。
在图1中，经由未图示的Y轴方向进给机构，将X轴方向进给机构150搭载于上述床身侧，将切削工具台130A搭载于X轴方向进给工作台153。
切削工具台130A通过X轴方向进给工作台153的移动驱动而沿X轴方向移动，Y轴方向进给机构通过对Y轴方向，进行与X轴方向进给机构150相同的动作，从而沿Y轴方向移动。
此外，也可以经由X轴方向进给机构150将未图示的Y轴方向进给机构搭载于上述床身侧，将切削工具台130A搭载于Y轴方向进给机构侧，通过Y轴方向进给机构和X轴方向进给机构150使切削工具台130A沿X轴方向及Y轴方向移动的构造是以往公知的，因此省略详细的说明及图示。
上述刀架移动机构(X轴方向进给机构150和Y轴方向进给机构)与上述主轴移动机构(Z轴方向进给机构160)协同动作，通过切削工具台130A借助X轴方向进给机构150和Y轴方向进给机构而向X轴方向和Y轴方向的移动、以及主轴台110A(主轴110)借助Z轴方向进给机构160而向Z轴方向的移动，由此安装于切削工具台130A的切削工具130相对于工件W相对地向任意的加工进给方向被进给。
通过利用由上述主轴移动机构(Z轴方向进给机构160)与上述刀架移动机构(X轴方向进给机构150和Y轴方向进给机构)构成的进给单元，将切削工具130相对于工件W相对地向任意的加工进给方向进给，并且利用由上述主轴移动机构与上述刀架移动机构构成的振动单元，使切削工具130相对于工件W沿与上述加工进给方向交叉的工件W的径向相对地进行往复振动而进行多次呈螺旋状的切入加工，从而进行螺纹切削加工，由此如图2所示，利用切削工具130，对工件W切削加工出螺纹部分。
此外，在本实施方式中，构成为使主轴台110A和切削工具台130A双方移动，但也可以将主轴台110A固定为不向机床100的床身侧移动，将刀架移动机构构成为使切削工具台130A沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动。
在该情况下，上述进给单元以及振动单元由使切削工具台130A向X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的刀架移动机构构成，通过使切削工具台130A相对于被固定定位且被旋转驱动的主轴110移动，从而能够使切削工具130相对于工件W进行加工进给动作，并且进行往复振动。
另外，也可以将切削工具台130A固定为不向机床100的床身侧移动，将主轴移动机构构成为使主轴台110A沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动。
在该情况下，上述进给单元以及振动单元由使主轴台110A沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向移动的主轴台移动机构构成，通过使主轴台110A相对于被固定定位的切削工具台130A移动，从而能够使切削工具130相对于工件W进行加工进给动作，并且进行往复振动。
此外，在本实施方式中，X轴方向进给机构150、Y轴方向进给机构、Z轴方向进给机构160构成为被线性伺服马达驱动，但也能够由以往公知的滚珠丝杠和伺服马达驱动等。
在本实施方式中，使工件W与切削工具130相对地旋转的旋转单元由上述内置马达等上述主轴马达构成，工件W与切削工具130的相对旋转通过主轴110的旋转驱动来进行。
在本实施例中，构成为使工件W相对于切削工具130旋转，但也可以构成为使切削工具130相对于工件W旋转。
主轴110的旋转、Z轴方向进给机构160、X轴方向进给机构150、Y轴方向进给机构由控制装置C所具有的控制部C1驱动控制。
控制部C1预先设定为以一边将各进给机构作为振动单元，沿着各自对应的移动方向往复振动，一边使主轴台110A或切削工具台130A向各自的方向移动的方式进行控制。
如图3～图6所示，各进给机构被控制部C1控制为作为一个例子，通过切入次数为7次地进行呈螺旋状的切入加工来进行螺纹切削加工。
这里，切入次数是关于通过进行几次切入加工来进行螺纹切削加工的切入加工的次数。
控制部C1使用各进给机构，使切削工具130相对于工件W如图3所示的箭头那样移动而在工件W的外周面形成外螺纹(循环(1)～(4))。循环(1)：切削工具130的刀尖位于初始点I。初始点I是工件W与切削工具130的刀尖分离的快进的定位点。切削工具130通过螺纹切削加工的进给从初始点I朝向加工开始点(在图4(A)中由S1所示)移动(也称为进刀动作)。加工开始点是螺纹切削的开始点，设定在从工件W的端面沿Z方向离开螺纹的间距(或者导程)的规定倍的量的位置。在该进刀动作中，切削工具130的振动停止。此外，对切削工具130从工件W的端面的斜上方朝向工件W的进刀动作进行了说明，但切削工具130也可以在向垂直下方移动之后朝向工件W的端面水平移动。
接下来，循环(2)：切削工具130在加工开始点S1开始振动，并且工件W一边旋转一边朝向切削工具130移动，从工件W与切削工具130的刀尖抵接的位置开始实际上对工件W切削加工螺纹槽(第一次)。循环(3)：在切削工具130移动至螺纹槽的加工结束点的情况下，切削工具130例如停止振动，朝向设定于工件W的上方的退避点移动。然后，循环(4)：当工件W以与切削工具130分离的方式以快进移动时，切削工具130例如在停止振动的状态下，从该退避点朝向初始点I移动。当到达该初始点I时，第一次的切入加工结束，进入第二次的切入加工。之后，重复上述循环(1)～(4)，将加工开始点变更为图4所示的S1(S2)、S3、S5、S7和螺纹切削的开始位置，并且进行共计7次切入加工。
本实施例由于沿着呈螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，因此开始螺纹切削加工的工件W的旋转相位(在工件W的周向上观察到的开始螺纹切削的角度位置)在共计7次切入加工中均相同。
另外，在本实施例中，在第一次切入加工中，以从往复振动的回程的开始位置开始切入加工的方式进行往复振动，在切削工具130往复振动的回程时，使切削工具130的前端到达工件W的外周面。因此，如图4(A)所示，加工开始点S1被设定在从工件W的径向观察，距螺纹切削加工前的工件W的外周面距离h1的位置。
在第二次切入加工中，以从第一次切入加工中的回程的开始位置开始切入加工的方式进行往复振动，使第二次切入加工中的回程时的切削工具130的前端到达第一次切入加工中的切削工具130的轨迹的位置。该情况下的加工开始点S2被设定在距螺纹切削加工前的工件W的外周面距离h1的位置，因此如图4(B)所示，加工开始点S2是与图4(A)的加工开始点S1相同的位置。
在第三次切入加工中，以从往复振动的回程的开始位置开始切入加工的方式进行往复振动，在切削工具130往复振动的回程时，使切削工具130的前端到达第二次切入加工中的切削工具130的轨迹的位置。因此，如图4(C)所示，加工开始点S3被设定在距螺纹切削加工前的工件W的外周面距离h2(＞h1)的位置。
在第四次切入加工中，以从第三次切入加工中的回程的开始位置开始切入加工的方式进行往复振动，使第四次切入加工中的回程时的切削工具130的前端到达第三次切入加工中的切削工具130的轨迹的位置。该情况下的加工开始点被设定在距螺纹切削加工前的工件W的外周面距离h2的位置，由此是与图4(C)的加工开始点S3相同的位置。
在第五次切入加工中，以从往复振动的回程的开始位置开始切入加工的方式进行往复振动，在切削工具130往复振动的回程时，使切削工具130的前端到达第四次切入加工中的切削工具130的轨迹的位置。因此，如图4(D)所示，加工开始点S5被设定在距螺纹切削加工前的工件W的外周面距离h3(＞h2)的位置。
在第六次切入加工中，以从第五次切入加工中的回程的开始位置开始切入加工的方式进行往复振动，使第六次切入加工中的回程时的切削工具130的前端到达第五次切入加工中的切削工具130的轨迹的位置。该情况下的加工开始点被设定在距螺纹切削加工前的工件W的外周面距离h3的位置，由此是与图4(D)的加工开始点S5相同的位置。
在最后的第七次切入加工中，不使切削工具130振动。如图4(E)所示，加工开始点S7被设定在距螺纹切削加工前的工件W的外周面距离h4(＞h3)的位置。
控制部C1在进刀动作中，确定切削工具130的振动方向的相位位置，以使切削工具130成为针对下次切入加工的加工开始点的振动的相位，并将切削工具130设定为往复振动的停止状态。例如，在第一次切入加工中，在初始点I，或者在进刀动作中，能够将工件W的旋转相位和切削工具130的振动的相位(图4(A)的加工开始点S1)设定为同步，使切削工具台130A停止。之后，在进入各切入加工时，在初始点I，或者在进刀动作中，能够使工件W的旋转相位与切削工具130的振动的相位(图4(B)的加工开始点S2、图4(C)的加工开始点S3、图4(D)的加工开始点S5、图4(E)的加工开始点S7)同步，使切削工具台130A停止。此外，在切削工具130移动到螺纹槽的加工结束点时，也能够使切削工具130停止于在切削工具130的初始点I所需的振动方向的相位位置。另外，在使切削工具130从螺纹槽的加工结束点朝向退避点移动的情况下，能够以螺纹切削的进给速度或者快进移动。
这样，在从初始点I开始直至工件W与切削工具130抵接为止的期间，工件W的旋转相位和切削工具130的振动的相位被确定为工件W与切削工具130抵接时所需的规定的关系，且往复振动停止。因此，能够避免从初始点I开始直至工件W与切削工具130抵接为止的期间的不必要的振动。并且，在切削工具130与工件W抵接的时刻，能够开始伴随振动的切削。因此，在使基于主轴110和切削工具台130A的工件W在径向上的相对的往复振动停止的情况下，也能够实现工件W的加工时间的缩短。
图5是表示本发明的第一实施例的切削工具相对于工件的位置的展开示意图。
此外，在图5中，为了容易理解说明，将切削工具130的振动表现为直线状。
控制部C1作为控制单元发挥功能，该控制单元使连续的第n+1次(n为1以上的整数)的切入加工中的回程时的切削工具的轨迹到达第n次切入加工中的切削工具的轨迹的位置。
另外，控制部C1也作为振动设定单元发挥功能，该振动设定单元改变连续的第n次以及第n+1次切入加工中的切入时的相互的振动相位等振动模式，以在第n+1次切入加工时的切削加工部分局部地包括利用第n次切入加工进行的切削完毕的部分的方式，来设定伴随往复振动的各切入加工时的振动的模式。
在第一次～第六次切入加工中，振动单元的振动频率是固定的，相对于工件旋转一圈，作为一个例子，切削工具130在X轴方向以2次的比例振动。
在本实施例中，在第一次切入加工中，以从往复振动的回程开始起，开始切入加工的方式进行往复振动，在切削工具130往复振动的回程时，使切削工具130的前端到达工件W的外周面。
在切削工具130的前端到达工件W的外周面的部分，切屑被断开。
在第二次切入加工中，控制部C1进行控制，以便相对于第一次切入加工的切入时的相位来改变第二次切入加工的切入时的相位，并且使第二次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹到达第一次切入加工中的切削工具130的轨迹的位置。
在本实施例中，具体而言，将第二次(第n+1次：n为1以上的整数)切入加工中的往复振动的相位设定为与第一次(第n次)切入加工中的往复振动的相位相反的关系，以从往复振动的去程的开始起，开始切入加工的方式进行往复振动，并且使第二次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹到达自第一次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置。
在该到达时机，切屑被断开。
换言之，通过控制部C1的控制，第二次切入加工中的回程时的切削加工部分与第一次切入加工中的去程时的切削加工部分接触。
通过第一次切入加工时的去程时的切削加工部分与第二次切入加工时的回程时的切削加工部分接触，由此第一次切入加工中的切削工具130的去程时的切削加工部分理论上作为“点”而局部地包括第二次切入加工中的回程时的切削加工部分，在该部分，切削工具130不对工件W进行任何切削而空削，以“点”产生空打动作，由此在切削加工时从工件W产生的切屑因上述空打动作(第一次切入加工时的去程时的切削加工部分与第二次切入加工时的回程时的切削加工部分接触的点)而依次被断开。
以与第一次切入加工和第二次切入加工的关系同样的关系，执行第三次～第六次切入加工。
此外，往复振动的振幅与切入加工时的切入量一致，由此连续的两次切入加工时的切削加工部分相互接触。
在一次螺纹切削加工中，为了减少切入加工的切入量，往复振动的振幅被控制为以叠加切入加工的次数为单位变小。
由此，以叠加切入加工的次数为单位，工件W的螺纹底面的凹凸逐渐变小。
在最后的第七次切入加工中，不使切削工具130振动而对工件W的螺纹底面进行切削，由此能够提高工件W的螺纹底面的平坦性。
图6示出从工件W的Z轴方向观察该图5中的一个螺纹槽的切削工具130的轨迹的示意图。
如图6所示，由于图5的切入的条件为主轴每旋转一圈的切削工具130的振动频率为两次，因此若从Z轴方向观察工件W，则成为椭圆的形状，相对于工件W的周长(工件旋转一圈)进入两次空打动作。
然后，随着继续进行两次、三次切入加工，对于利用上次切入加工而成为椭圆形状的长径方向上残留的区域，利用下次切入加工来减小振幅同时进行切入加工，由此进行螺纹槽的形成，并且加工面的平坦性逐渐增加。
此外，在本实施例的机床100中，构成为：由用户经由数值设定部C2等对控制部C1设定主轴110的转速、主轴1每旋转一圈的切削工具130的振动频率等。
转速、振动频率等对控制部C1的设定除了能够作为参数输入到控制部C1之外，例如还能够将转速、振动频率、振幅、切入次数等记载设定于加工程序，或者在程序块(程序的1行)中将振动频率设定为自变量。
另外，在本实施例中，第n+1次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹到达从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置，第n+1次切入加工中的回程时的切削加工部分与第n次切入加工中的去程时的切削加工部分理论上以“点”接触，但只要是上述到达即可，第n+1次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹也可以越过从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置。
换言之，控制部C1也可以以第n+1次切入加工中的回程时的切削加工部分与第n次切入加工中的去程时的切削加工部分包括上述接触状态而重叠的方式进行控制。
总之，只要在第n+1次切入加工时的切削加工部分局部地包括由第n次切入加工进行的切削完毕的部分即可。
振幅例如能够根据相对于切削工具实际对工件的切入量的比率(振幅切入比率)进行设定，在本实施例中，将振幅与切入量设定为相同，但也可以将振幅设定为大于切入量。
例如，通过使振幅切入比率大于1，能够将振幅设定为大于切入量，能够使第n+1次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹越过从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置。
但是，在一次螺纹切削加工中，每次切入加工为了减少切入量，往复振动的振幅以叠加切入加工的次数为单位变小，第n+1次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹越过从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置的量依次变小。
因此，也能够预先将第n+1次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹越过从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置的量设定为振幅保证值。
因此，在根据振幅切入比率设定的振幅中，仅比上述振幅保证值小的量的回程时的切削工具130的轨迹不越过从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置的情况下，能够将振幅设为在切入量加上振幅保证值而得的值。
振幅切入比率、振幅保证值除了能够与上述主轴110的转速、振动频率等同样地作为参数输入到控制部C1之外，例如也能够记载设定于加工工序，或者在程序块(程序的1行)中设定为自变量。
例如，如上述那样，在将控制部C1构成为在加工序序中利用G△△△P3的命令指示使切削工具130相对于工件W沿与上述加工进给方向交叉的方向相对地往复振动，进行多次呈螺旋状的切入加工的螺纹切削加工的开始(振动开始)的情况下，能够使G△△△的命令利用紧接着D的值(自变量D)指定对控制部C1设定的振动频率N，利用紧接着Q的值(自变量Q)对控制部C1设定振幅切入比率，利用紧接着U的值(自变量U)对控制部C1设定振幅保证值。
此外，振动频率N也能够设定为每一次振动的主轴110的转速。
例如能够利用紧接着E的值(自变量E)对控制部C1设定每一次振动的主轴110的转速。
在设定振幅切入比率“1.2”的情况下，紧接着G△△△在加工工序中记载“Q1.2”，在设定振幅保证值“0.02mm”的情况下，紧接着G△△△在加工工序中记载“U0.02”，在将振动频率设定为“1”的情况下，紧接着G△△△在加工工序中记载“D1”，由此能够对控制部C1设定振动频率N和振幅切入比率、振幅保证值。
另外，在一次螺纹切削加工中，能够使振动至第几次切入加工的设定、从第几次切入加工开始振动等的设定与上述的主轴110的转速、振动频率、振幅切入比率、振幅保证值等同样地进行输入、设定等。
例如，能够利用紧接着K的值(自变量K)对控制部C1进行振动至第几次切入加工的设定。
此外，在设定自变量K的情况下，优选对控制部C1设定工件W的直径。
工件W的直径例如能够利用紧接着X的值(自变量X)对控制部C1进行设定。
作为这样得到的本发明的第一实施例的机床100以及该机床100的控制装置C具备作为振动设定单元的控制部C1，该控制部C1以在第n+1次切入加工时的切削加工部分局部地包括由第n次切入加工进行的切削完毕的部分的方式设定伴随往复振动的各切入加工时的振动的模式，由此在对工件W进行切入加工时，能够在上述重复部分使切屑断开，避免连接得较长的切屑卷绕于工件W、切削工具130，并且能够防止损伤工件W的加工面。
另外，往复振动的频率是恒定的，第n+1次切入加工中的往复振动的相位与第n次切入加工中的往复振动的相位为相反的关系，控制部C1通过使第n+1次切入加工中的回程时的切削工具130的轨迹到达从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置，从而能够一边高效地使切屑断开一边执行螺纹切削加工。
(第二实施例)
针对第二实施例，以下对与第一实施例不同的结构进行说明，省略共通的内容的说明。
如图7所示，在第二实施例中，在第一次～第六次切入加工中，变更振动单元的往复振动的频率。
作为一个例子，在第一次切入加工中，相对于主轴旋转8圈，切削工具130以一次的比例振动，在第二次切入加工中，相对于主轴旋转4圈，切削工具130以1次的比例振动，在第三次切入加工中，相对于主轴旋转两圈，切削工具130以一次的比例振动，在第四次切入加工中，相对于主轴旋转一圈，切削工具130以一次的比例振动，以叠加切入加工的次数为单位往复振动的频率提高的方式进行控制。
由此，每次增加次数，频率逐渐提高，基于螺纹切削加工的工件W的螺纹底面的凹凸变细。
此外，切入加工中的往复振动的振幅与第一实施例同样，根据切入量来设定，以叠加切入加工的次数为单位变小的方式进行控制。
但是，也能够设定振幅相对于切入量的比率、振幅相对于切入量的增加量，取得与上述比率、增加量相应的值。
此外，在第二实施例的情况下，在任一切入加工中，都以从往复振动的去程的开始位置，开始切入加工的方式进行往复振动，在切削工具130往复振动的回程时，使切削工具130的前端到达上次的切入加工中的切削工具130的轨迹的位置。因此，加工开始点设定在比上次的加工开始点靠近工件W的中心的位置。
作为这样得到的本发明的第二实施例的机床100以及该机床100的控制装置C，第n+1次切入加工中的往复振动的频率比第n次切入加工中的往复振动的频率高，控制部C1通过使第n+1次切入加工中的多次振动以一次的比例回程时的切削工具130的轨迹到达从第n次切入加工中的去程时被切换为回程时的切削工具130的轨迹的位置，从而能够一边高效地将切屑断开一边执行螺纹切削加工，也能够每次增加次数而逐渐调整螺纹底面。
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…切削工具台；150…X轴方向进给机构；151…基座；152…X轴方向导轨；153…X轴方向进给工作台；154…X轴方向引导件；155…线性伺服马达；155a…可动件；155b…定子；160…Z轴方向进给机构；161…基座；162…Z轴方向导轨；163…Z轴方向进给工作台；164…Z轴方向引导件；165…线性伺服马达；165a…可动件；165b…定子；C…控制装置；C1…控制部；C2…数值设定部；h…距螺纹切削加工前的工件的外周面的距离；I…初始点；S…加工开始点；W…工件。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种机床，具备：工件保持单元，保持工件；刀架，保持对所述工件进行切削加工的切削工具；进给单元，通过所述工件保持单元与所述刀架的相对移动，使切削工具相对于所述工件沿规定的加工进给方向进行进给动作；振动单元，使所述工件保持单元与所述刀架沿所述工件的径向相对地往复振动；旋转单元，使所述工件与所述切削工具相对地旋转；以及控制单元，对所述进给单元、所述振动单元以及所述旋转单元的动作进行控制，在通过使所述工件与所述切削工具一边相对旋转一边沿着所述加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，来进行对所述工件形成螺纹部分的螺纹切削加工时，使所述切削工具相对于所述工件从所述工件与所述切削工具分离的规定的初始点朝向所述加工进给方向在所述工件的径向上接近加工开始点，所述加工开始点设定在从所述工件的端面离开所述螺纹部分的间距的规定倍的量的位置，通过所述工件与所述切削工具的抵接而开始所述螺纹切削加工，其中，
在从所述初始点开始直至所述工件与所述切削工具抵接紧前的所述加工开始点为止的期间，所述控制单元对所述振动单元进行控制，以使所述往复振动停止，并且在所述螺纹切削加工的所述多次切入加工中连续的切入加工中，确定所述刀架的振动方向的相位位置并对所述往复振动进行停止控制，以使在所述工件与所述切削工具抵接时，相对于开始所述螺纹切削加工的所述相对旋转的旋转相位分别成为规定的往复振动的相位。
2.(修改后)一种机床的控制装置，该控制装置设置于机床，所述机床具备：工件保持单元，保持工件；刀架，保持对所述工件进行切削加工的切削工具；进给单元，通过所述工件保持单元与所述刀架的相对移动，使切削工具相对于所述工件沿规定的加工进给方向进行进给动作；振动单元，使所述工件保持单元与所述刀架沿所述工件的径向相对地往复振动；以及旋转单元，使所述工件与所述切削工具相对地旋转，在通过控制所述进给单元、所述振动单元以及所述旋转单元的动作，使所述工件与所述切削工具一边相对旋转一边沿着所述加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，来进行对所述工件形成螺纹部分的螺纹切削加工时，使所述切削工具相对于所述工件从所述工件与所述切削工具分离的规定的初始点朝向所述加工进给方向在所述工件的径向上接近加工开始点，所述加工开始点设定在从所述工件的端面离开所述螺纹部分的间距的规定倍的量的位置，通过所述工件与所述切削工具的抵接而开始所述螺纹切削加工，其中，
在从所述初始点开始直至所述工件与所述切削工具抵接紧前的所述加工开始点为止的期间，使所述往复振动停止，并且在所述螺纹切削加工的所述多次切入加工中连续的切入加工中，确定刀架的振动方向的相位位置并对所述往复振动进行停止控制，以使在所述工件与所述切削工具抵接时，相对于开始所述螺纹切削加工的所述相对旋转的旋转相位分别成为规定的往复振动的相位。

Claims (2)

1.一种机床，具备：工件保持单元，保持工件；刀架，保持对所述工件进行切削加工的切削工具；进给单元，通过所述工件保持单元与所述刀架的相对移动，使切削工具相对于工件沿规定的加工进给方向进行进给动作；振动单元，使所述工件保持单元与所述刀架沿所述工件的径向相对地往复振动；旋转单元，使所述工件与所述切削工具相对地旋转；以及控制单元，对所述进给单元、所述振动单元以及所述旋转单元的动作进行控制，在通过使所述工件与所述切削工具一边相对旋转一边沿着所述加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，来进行对所述工件形成螺纹部分的螺纹切削加工时，使所述切削工具相对于所述工件从所述工件与所述切削工具分离的规定的初始点朝向所述加工进给方向接近，通过所述工件与所述切削工具的抵接而开始所述螺纹切削加工，其中，
在从所述初始点开始直至所述工件与所述切削工具抵接为止的期间，所述控制单元对所述振动单元进行控制，以使所述往复振动停止，并且在所述螺纹切削加工的所述多次切入加工中连续的切入加工中，确定所述刀架的所述振动方向的相位位置并对所述往复振动进行停止控制，以使在所述工件与所述切削工具抵接时，相对于开始所述螺纹切削加工的所述相对旋转的旋转相位分别成为规定的往复振动的相位。
2.一种机床的控制装置，该控制装置设置于机床，所述机床具备：工件保持单元，保持工件；刀架，保持对所述工件进行切削加工的切削工具；进给单元，通过所述工件保持单元与所述刀架的相对移动，使切削工具相对于工件沿规定的加工进给方向进行进给动作；振动单元，使所述工件保持单元与所述刀架沿所述工件的径向相对地往复振动；旋转单元，使所述工件与所述切削工具相对地旋转；以及控制单元，对所述进给单元、所述振动单元以及所述旋转单元的动作进行控制，在通过使所述工件与所述切削工具一边相对旋转一边沿着所述加工进给方向相对地进给移动，并沿着呈规定的螺旋状的同一切削路径进行多次切入加工，来进行对所述工件形成螺纹部分的螺纹切削加工时，使所述切削工具相对于所述工件从所述工件与所述切削工具分离的规定的初始点朝向所述加工进给方向接近，通过所述工件与所述切削工具的抵接而开始所述螺纹切削加工，其中，
在从所述初始点开始直至所述工件与所述切削工具抵接为止的期间，使所述往复振动停止，并且在所述螺纹切削加工的所述多次切入加工中连续的切入加工中，确定所述刀架的所述振动方向的相位位置并对所述往复振动进行停止控制，以使在所述工件与所述切削工具抵接时，相对于开始所述螺纹切削加工的所述相对旋转的旋转相位分别成为规定的往复振动的相位。
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