CN117337220A - 工具机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能将振动切削的设定容易化的工具机。工具机1的控制部U3取得驱动对象非振动时的进给速度(Fa)、振动的1周期所需的主轴11的旋转数(K)、及振动1周期中的返回移动M2的距离也就是返回量(R)，基于驱动对象非振动时的进给速度(Fa)、主轴11的旋转数(K)、及返回量(R)，决定在振动的每1周期中的驱动对象的位置变化的距离也就是切入量(D)、驱动对象切入移动时的速度(F)、及驱动对象返回移动时的速度(B)中的至少一个参数，至少使用所决定的参数来控制驱动对象的进给移动时的位置。

Description

工具机

技术领域

本发明涉及一种以工具切削固持在主轴的工件的工具机。

背景技术

作为工具机，已知有具备固持工件的主轴的NC(数值控制：Numerical control)车床。如果从与主轴一起旋转的工件产生的切屑变长，那么有可能影响工件的加工。因此，通过一边交替重复将工具沿进给轴切入工件的切入移动与从工件远离的返回移动，一边进给工具，而进行将切屑分断的振动切削。切屑也称为切粉。切屑的分断状况根据主轴的相位、振动的振幅、切入移动时的进给速度、及返回移动时的进给速度而变化。操作员一边在加工程序上调整这些参数，一边在NC车床执行振动切削。

专利文献1所揭示的工具机基于相对于主轴的1次旋转决定的工具振动次数及工具进给量，将1次振动完成时的工具所在的实质进给线上的位置作为返回位置算出，设定在从实质进给线偏移对进给量乘以指定振幅进给比例的振幅的振幅线上从往动(切入移动)切换为复动(返回移动)的方向变化点，使工具到达所述方向变化点，在1次振动完成时使工具从方向变化点返回到实质进给线上的返回位置。由于预先决定振幅进给比例，所以无法调整振幅。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2019-28831号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

操作员为了有效地将切屑分断，需试错性调整主轴的相位、振动的振幅、切入移动时的进给速度、及返回移动的进给速度中的至少一部分。在专利文献1所揭示的工具机中，无法调整振动的振幅。因此，期望既能考虑到振幅也能将振动切削的条件设定简化。

另外，如所述那样的问题不限于车床，也存在于加工中心等各种工具机中。

本发明揭示一种能将振动切削的设定容易化的工具机。

[解决问题的技术手段]

本发明的工具机具有以下方面，具备：

旋转驱动部，使固持工件的主轴旋转；

进给驱动部，使切削所述工件的工具与所述主轴中至少一个驱动对象沿进给轴移动；及

控制部，以伴随振动的方式控制所述驱动对象的进给移动，且所述振动包含所述工具在切削所述工件时沿所述进给轴切入所述工件的方向上的切入移动及与所述切入移动为相反方向的返回移动；且

所述控制部：

取得所述驱动对象非振动时的进给速度(Fa)、所述振动的1周期所需的所述主轴的旋转数(K)、及所述振动的1周期中的所述返回移动的距离也就是返回量(R)；

基于所述驱动对象非振动时的进给速度(Fa)、所述主轴的旋转数(K)、及所述返回量(R)，决定在所述振动的每1周期中的所述驱动对象的位置变化的距离也就是切入量(D)、所述驱动对象的所述切入移动时的速度(F)、及所述驱动对象的所述返回移动时的速度(B)中的至少一个参数；且

至少使用所决定的所述参数来控制所述驱动对象的所述进给移动时的位置。

此外，本发明的工具机具有以下方面，具备：

旋转驱动部，使固持工件的主轴旋转；

进给驱动部，使切削所述工件的工具与所述主轴中至少一个驱动对象沿进给轴移动；

控制部，以伴随振动的方式控制所述驱动对象的进给移动，且所述振动包含所述工具在切削所述工件时沿所述进给轴切入所述工件的方向上的切入移动及与所述切入移动为相反方向的返回移动；及

机械学习部，通过基于所述主轴的每单位时间的旋转数(S)、所述驱动对象非振动时的进给速度(Fa)、所述振动的1周期所需的所述主轴的旋转数(K)、所述振动的1周期中的所述返回移动的距离也就是返回量(R)、及在从所述切入移动变为所述返回移动的第一变化点的所述驱动对象的位置与从所述返回移动变为所述切入移动的第二变化点的所述驱动对象的位置是否有重叠的判断结果(E)的机械学习，产生使计算机以如下方式发挥功能的已学习模型：基于所述主轴的每单位时间的旋转数(S)及所述驱动对象非振动时的进给速度(Fa)，决定使所述第一变化点及所述第二变化点的所述驱动对象的位置产生重叠的所述主轴的旋转数(K)及所述返回量(R)。

[发明的效果]

根据本发明，能提供一种将振动切削的设定容易化的工具机。

附图说明

图1是示意性表示工具机的构成例的图。

图2是示意性表示机械本体的电路的构成例的框图。

图3是示意性表示在振动1周期所需的主轴旋转数K为2的情况下相对于主轴旋转角度的工具位置的例子的图。

图4是示意性表示在振动1周期所需的主轴旋转数K为2的情况下相对于主轴相位的工具位置的例子的图。

图5是示意性表示在振动1周期所需的主轴旋转数K为3的情况下相对于主轴旋转角度的工具位置的例子的图。

图6是示意性表示在振动1周期所需的主轴旋转数K为2/3的情况下相对于主轴旋转角度的工具位置的例子的图。

图7是示意性表示在振动1周期所需的主轴旋转数K为2/3的情况下相对于主轴相位的工具位置的例子的图。

图8是示意性表示在振动1周期所需的主轴旋转数K为2/5的情况下相对于主轴相位的工具位置的例子的图。

图9是示意性表示基于振动进给指令控制工具的进给移动时的位置的例子的图。

图10是示意性表示具备机械学习部的工具机的例子的图。

图11是示意性表示学习处理的例子的流程图。

图12是示意性表示振动控制处理的例子的流程图。

图13是示意性表示具备机械学习部的机械本体的例子的图。

图14是示意性表示信息表格的构造的例子的图。

图15是示意性表示基于无返回量R的振动进给指令控制工具的进给移动时的位置的例子的图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。当然，以下实施方式仅例示本发明，实施方式所示的所有特征未必成为发明的解决手段。

(1)本发明所包含的技术概要：

首先，参照图1～15所示的例子说明本发明所包含的技术概要。另外，本申请的图是示意性表示例子的图，这些图所示的各方向的放大率有时不同，且各图有时不匹配。当然，本技术的各要件不限定于以符号表示的具体例。

[方面1]

如图1、2等例示，本技术的一方面的工具机1具备旋转驱动部U1、进给驱动部U2、及控制部U3。所述旋转驱动部U1使固持工件W1的主轴11旋转。所述进给驱动部U2使切削所述工件W1的工具TO1与所述主轴11中的至少一个驱动对象(例如，工具TO1)沿进给轴F1移动。所述控制部U3以伴随振动的方式控制所述驱动对象的进给移动，且所述振动包含在切削所述工件W1时沿所述进给轴F1，所述工具TO1切入所述工件W1的方向上的切入移动M1及与所述切入移动M1为相反方向的返回移动M2。所述控制部U3取得所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述振动的1周期所需的所述主轴11的旋转数(K)、及所述振动的1周期中的所述返回移动M2的距离也就是返回量(R)。此外，所述控制部U3基于所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述主轴11的旋转数(K)、及所述返回量(R)，决定在所述振动的每1周期中的所述驱动对象的位置变化的距离也就是切入量(D)、所述驱动对象的所述切入移动时的速度(F)、及所述驱动对象的所述返回移动时的速度(B)中的至少一个参数。而且，所述控制部U3至少使用所决定的所述参数來控制所述驱动对象的所述进给移动时的位置。

在所述方面1中，由于操作员除驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)及主轴11的旋转数(K)外还能设定返回量(R)，所以能设定考虑到振动的振幅的参数。此外，操作员可不为驱动对象的进给移动时的位置控制而设定切入量(D)、切入移动时的速度(F)、及返回移动时的速度(B)中的至少一部分。因此，所述方面1能提供将振动切削的设定容易化的工具机。

此处，工具机包含车床、加工中心等。

进给驱动部可不使工件移动而使工具沿进给轴移动，也可不使工具移动而使工件沿进给轴移动，还可使工具与工件这两个沿进给轴移动。

所述控制部可受理所述切入量(D)、所述切入移动时的速度(F)、及所述返回移动时的速度(B)中未决定的参数的输入。作为优选的方面，所述控制部可基于Fa、K、R的参数决定所述切入移动时的速度(F)与所述返回移动时的速度(B)中的至少一个，至少受理所述切入量(D)的输入。

所述附言也应用于以下方面。

[方面2]

作为优选的方面，所述控制部可基于所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述主轴的旋转数(K)、及所述返回量(R)，决定所述切入量(D)、所述切入移动时的速度(F)、及所述返回移动时的速度(B)。所述控制部可基于所述切入量(D)、所述切入移动时的速度(F)、及所述返回移动时的速度(B)，控制所述驱动对象的所述进给移动时的位置。

通过以上，如果了驱动对象的进给移动时的位置控制，操作员设定驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、主轴11的旋转数(K)、及返回量(R)，那么可不另外设定参数。因此，所述方面2能提供将振动切削的设定更容易化的工具机。

[方面3]

如图3、5等例示，所述控制部U3在所述主轴11的旋转数(K)大于1次旋转的情况下，将所述振动的1周期内从所述切入移动M1变化为所述返回移动M2的第一变化点C1、与所述振动的1周期内从所述返回移动M2变化为所述切入移动M1的第二变化点C2的主轴11的旋转角度的差控制为360°。由此，第一变化点C1与第二变化点C2中的主轴11的相位一致，而有效地将切屑分断。因此，本方面能提供在振动的1周期所需的主轴的旋转数K大于1的情况下将切屑分断的适宜的例子。

[方面4]

如图6等例示，所述控制部U3也可在所述主轴11的旋转数(K)的分母为3以上的奇数OD且所述主轴11的旋转数(K)的分子为2的情况下，将所述振动的1周期内从所述切入移动M1变化为所述返回移动M2的第一变化点C1、与所述振动的1周期中从所述返回移动M2变化为所述切入移动M1的第二变化点C2的所述主轴11的旋转角度的差控制为{(K/2)×360}°。由此，第一变化点C1与第二变化点C2中的主轴11的相位一致，而有效地将切屑分断。因此，本方面能提供在振动的1周期所需的主轴的旋转数K小于1的情况下将切屑分断的适宜的例子。

[方面5]

此外，如图10、13所例示，本技术的另一方面的工具机1具备旋转驱动部U1、进给驱动部U2、控制部U3、及机械学习部U4。所述旋转驱动部U1使固持工件W1的主轴11旋转。所述进给驱动部U2使切削所述工件W1的工具TO1与所述主轴11的至少一个驱动对象沿进给轴F1移动。所述控制部U3以伴随振动的方式控制所述驱动对象的进给移动，且所述振动包含在切削所述工件W1时沿所述进给轴F1，所述工具TO1切入所述工件W1的方向上的切入移动M1及与所述切入移动M1为相反方向的返回移动M2。所述机械学习部U4通过基于所述主轴11的每单位时间的旋转数(S)、所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述振动的1周期所需的所述主轴11的旋转数(K)、所述振动的1周期中的所述返回移动M2的距离也就是返回量(R)、及在从所述切入移动M1向所述返回移动M2的第一变化点C1中的所述驱动对象的位置与从所述返回移动M2向所述切入移动M1的第二变化点C2中的所述驱动对象的位置是否有重叠的判断结果(E)的机械学习，产生使计算机以如下方式发挥功能的已学习模型LM：基于所述主轴11的每单位时间的旋转数(S)及所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)，决定使所述第一变化点C1及所述第二变化点C2中的所述驱动对象的位置产生重叠的所述主轴11的旋转数(K)及所述返回量(R)。

如果“主轴11的每单位时间的旋转数(S)”及“驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)”变化，那么有效地将切屑分断的“振动的1周期所需的主轴11的旋转数(K)”及“返回量(R)”变动。通过使用由基于这些参数(S、Fa、K、R)与“在第一变化点C1及第二变化点C2中的驱动对象的位置是否有重叠的判断结果(E)”的机械学习而产生的已学习模型LM，基于“主轴11的每单位时间的旋转数(S)”及“驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)”，决定使第一变化点C1及第二变化点C2中的驱动对象的位置产生重叠的“振动的1周期所需的主轴11的旋转数(K)”及“返回量(R)”。因此，本方面能提供产生将振动切削的设定容易化的已学习模型的工具机。

此处，工具机可为机械本体与连接在所述机械本体的计算机的组合。

将从“主轴的每单位时间的旋转数(S)”求出的值用于机械学习、或将从“驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)”求出的值用于机械学习、或将从“振动的1周期所需的主轴的旋转数(K)”求出的值用于机械学习、或将从“返回量(R)”求出的值用于机械学习都包含在所述方面的机械学习中。

所述的附言也应用于以下方面。

[方面6]

如图12所例示，所述控制部U3能取得通过将所述主轴11的每单位时间的旋转数(S)及所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)作为输入执行所述已学习模型LM而决定的所述主轴11的旋转数(K)及所述返回量(R)。所述控制部U3能基于所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述取得的主轴11的旋转数(K)、及所述取得的返回量(R)，决定在所述振动的每1周期中的所述驱动对象的位置变化的距离也就是切入量(D)、所述驱动对象的所述切入移动时的速度(F)、及所述驱动对象的所述返回移动时的速度(B)中的至少一个参数。所述控制部U3能至少使用所决定的所述参数來控制所述驱动对象的所述进给移动时的位置。本方面能提供将振动切削的设定容易化的工具机。

(2)工具机的构成的具体例：

图1示意性例示出车床的构成，作为包含机械本体2与计算机100的工具机1的例子。图1所示的工具机1是具备进行工件W1的加工的数值控制的NC(数值控制)装置70的NC车床。由于在工具机1中计算机100并非必须的要件，所以未连接计算机100的机械本体2本身也能成为本技术的工具机。

工具机1是在机械本体2具备组装着具有固持部12的主轴11的主轴台10、主轴台驱动部14、刀具台20、所述刀具台20的进给驱动部U2、控制部U3的例子也就是NC装置70等的NC工具机。此处，将正面主轴台10A、与也被称为对向主轴台的背面主轴台10B统称为主轴台10。在正面主轴台10A，组装着具有夹头等的固持部12A的正面主轴11A。在背面主轴台10B，组装着具有夹头等的固持部12B的背面主轴11B。将正面主轴11A、与也被称为对向主轴的背面主轴11B统称为主轴11。将固持部12A与固持部12B统称为固持部12。将使正面主轴台10A移动的正面主轴台驱动部14A、与使背面主轴台10B移动的背面主轴台驱动部14B统称为主轴台驱动部14。主轴11的旋转驱动部U1包含使正面主轴11A以主轴中心线AX1为中心旋转的电动机13A、及使背面主轴11B以主轴中心线AX1为中心旋转的电动机13B。可对电动机13A、13B使用内置在主轴的内置电动机。当然，电动机13A、13B也可配置在主轴11的外部。

图1所示的机械本体2的控制轴包含以“X”表示的X轴、以“Y”表示的Y轴、及以“Z”表示的Z轴。Z轴方向是沿成为工件W1的旋转中心的主轴中心线AX1的水平方向。X轴方向是与Z轴正交的水平方向。Y轴方向是与Z轴正交的铅直方向。另外，如果Z轴与X轴交叉那么可不正交，如果Z轴与Y轴交叉那么可不正交，如果X轴与Y轴交叉那么可不正交。此外，本说明书中参照的附图仅表示用来说明本技术的例子，而非限定本技术的附图。此外，各部的位置关系的说明仅为例示。因此，将左右相反，或将旋转方向相反等也包含在本技术中。此外，方向或位置等相同不限定于严格一致，包含因误差而偏离严格一致的情况。

图1所示的工具机1是主轴移动型车床，正面主轴台驱动部14A使正面主轴台10A在Z轴方向移动，背面主轴台驱动部14B使背面主轴台10B在Z轴方向移动。当然，工具机1可为正面主轴台10A不移动的主轴固定型车床，也可为背面主轴台10B不移动而正面主轴台10A在Z轴方向移动。

正面主轴11A通过固持部12A能释放地固持工件W1，且能与工件W1一起以主轴中心线AX1为中心旋转。在加工前的工件W1例如为圆柱状(棒状)的长条材料的情况下，能从正面主轴11A的后端(在图1中为左端)将工件W1供给到固持部12A。所述情况下，能在正面主轴11A的前侧(在图1中为右侧)，配置将工件W1能在Z轴方向滑动地支撑的导套。在加工前的工件W1为较短材料的情况下，能从正面主轴11A的前端将工件W1供给到固持部12A。电动机13A使正面主轴11A与工件W1一起以主轴中心线AX1为中心旋转。将正面加工后的工件W1从正面主轴11A交接到背面主轴11B。背面主轴11B通过固持部12B能释放地固持正面加工后的工件W1，且能与工件W1一起以主轴中心线AX1为中心旋转。电动机13B使背面主轴11B与工件W1一起以主轴中心线AX1为中心旋转。正面加工后的工件W1通过背面加工而成为制品。

刀具台20安装用来加工工件W1的多个工具TO1，且能在X轴方向及Y轴方向移动。X轴方向与Y轴方向是进给轴F1的例子。当然，刀具台20也可在Z轴方向移动。刀具台20可为转塔刀具台，也可为梳形刀具台等。在多个工具TO1中，包含具有切断车刀的车刀、及旋转钻孔器或立铣刀等旋转工具等。进给驱动部U2使安装着多个工具TO1的刀具台20沿进给轴F1移动。在本具体例中，进给驱动部U2的驱动对象为工具TO1，进给驱动部U2使工具TO1沿进给轴F1移动。

连接在NC装置70的计算机100具备处理器也就是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)101、半导体存储器也就是ROM(Read Only Memory：只读存储器)102、半导体存储器也就是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)103、存储装置104、输入装置105、显示装置106、声音输出装置107、I/F(Interface：接口)108、及时钟电路109等。计算机100的控制程序存储在存储装置104，通过CPU101读出到RAM103，并由CPU101执行。能对存储装置104使用闪存等半导体存储器、及硬盘等磁性记录媒介等。能对输入设备105使用指向器件、键盘、及贴付在显示装置106的表面的触控面板等。I/F108以有线或无线连接在NC装置70，从NC装置70接收数据或对NC装置70发送数据。计算机100与机械本体2的连接可为因特网或内部网络等网络连接。计算机100包含具有平板型终端的个人计算机、及智能手机等移动电话等。

图2示意性例示出机械本体2的电路的构成。在图2所示的机械本体2中，在控制部U3的例子也就是NC装置70，连接着操作部80、主轴11的旋转驱动部U1、主轴台驱动部14、及刀具台20的进给驱动部U2等。旋转驱动部U1为使正面主轴11A旋转而具备电动机13A与未图示的伺服放大器，为了使背面主轴11B旋转而具备电动机13B与未图示的伺服放大器。主轴台驱动部14包含正面主轴台驱动部14A与背面主轴台驱动部14B。进给驱动部U2具备伺服放大器31、32与伺服电动机33、34。NC装置70具备处理器也就是CPU71、半导体存储器也就是ROM72、半导体存储器也就是RAM73、时钟电路74、及I/F75等。因此，NC装置70是一种计算机。在图2中，将操作部80、旋转驱动部U1、主轴台驱动部14、进给驱动部U2、计算机100等的I/F汇总表示为I/F75。在ROM72，写入着用来解释并执行加工程序PR2的控制程序PR1。ROM72可为能改写数据的半导体存储器。在RAM73，可改写地存储由操作员制作的加工程序PR2。加工程序也称为NC程序。CPU71通过将RAM73用作工作区，执行记录在ROM72的控制程序PR1，而实现NC装置70的功能。当然，也可通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等其它机构实现由控制程序PR1实现的功能的一部分或全部。

操作部80具备输入部81及显示部82，作为NC装置70的用户接口发挥功能。输入部81例如由用来自操作员受理操作输入的按钮或触控面板构成。显示部82例如由显示从操作员受理操作输入的各种设定的内容或与机械本体2相关的各种信息的显示器构成。操作员能使用操作部80或计算机100将加工程序PR2存储在RAM73。

进给驱动部U2为使刀具台20沿进给轴F1的例子也就是X轴移动，而具备连接在NC装置70的伺服放大器31、及连接在所述伺服放大器31的伺服电动机33。此外，进给驱动部U2为使刀具台20沿进给轴F1的例子也就是Y轴移动，而具备连接在NC装置70的伺服放大器32、及连接在所述伺服放大器32的伺服电动机34。

伺服放大器31依照来自NC装置70的指令，在X轴方向上控制刀具台2的位置及移动速度。伺服放大器32依照来自NC装置70的指令，在Y轴方向上控制刀具台20的位置及移动速度。伺服电动机33具备编码器35，依照来自伺服放大器31的指令旋转，在X轴方向上经由未图示的进给机构及导件使刀具台20移动。伺服电动机34具备编码器36，依照来自伺服放大器32的指令旋转，在Y轴方向上经由未图示的进给机构及导件使刀具台20移动。能对进给机构使用滚珠螺杆的机构等。能对导件使用楔与楔形槽的组合等的滑动引导等。

NC装置70将安装着工具TO1的刀具台20的进给移动时的位置指令输出到伺服放大器31、32。伺服放大器31从NC装置70输入X轴的位置指令，基于来自伺服电动机33的编码器35的输出而输入位置反馈，基于位置反馈修正位置指令并将转矩指令输出到伺服电动机33。由此，NC装置70控制沿作为进给轴F1的X轴的刀具台20的进给移动时的位置。NC装置70也可称为控制沿X轴的工具TO1的进给移动时的位置。此外，伺服放大器32从NC装置70输入Y轴的位置指令，基于来自伺服电动机34的编码器36的输出而输入位置反馈，基于位置反馈修正位置指令并将转矩指令输出到伺服电动机34。由此，NC装置70控制沿作为进给轴F1的Y轴的刀具台20的进给移动时的位置。NC装置70也可称为控制沿Y轴的工具TO1的进给移动时的位置。

虽未图示，主轴台驱动部14也具备伺服放大器与伺服电动机。正面主轴台驱动部14A在Z轴方向上经由未图示的进给机构及导件使正面主轴台10A移动，背面主轴台驱动部14B在Z轴方向上经由未图示的进给机构及导件使背面主轴台10B移动。

如果安装在刀具台20的工具TO1切削工件W1，那么会产生也被称为切粉的切屑。如果进给驱动部U2使工具TO1沿进给轴F1不振动地切入以主轴中心线AX1为中心旋转的工件W1，那么会产生连续的长条切屑。连续的长条切屑有可能对工件W1的加工造成影响。因此，如图3例示，在切削工件W1时，一边重复使工具TO1沿进给轴F1(X轴或Y轴)前进或后退一边通过进给的振动切削将切屑分断。切屑的分断状况根据主轴11的相位、振动的振幅、切入移动时的进给速度、及返回移动时的进给速度而变化。

图3示意性例示出在1次工具空振所需的主轴旋转数K，也就是振动1周期所需的主轴旋转数K为2的情况下，相对于主轴旋转角度的工具位置。工具空振意指不通过工具TO1的振动进行工件W1的切削。以下，将工具空振简单记载为空振。主轴旋转角度是将工具TO1位于当前位置P1时的旋转角度设为0°的主轴11(正面主轴11A或背面主轴11B)的旋转角度。工具位置是在进给轴F1(X轴或Y轴)中将位于当前位置P1时的位置设为0的工具TO1的控制位置。从当前位置P1朝向终点P2的两点划线的直线表示非振动切削的通常切削时的工具位置201。从当前位置P1朝向终点P2的实线的折线表示振动切削时的工具位置202。在图3的下部，示出了相对于主轴旋转角度的工具位置的振动1周期量的放大图。

由于图3所示的工具位置是NC装置70的控制位置，所以实际的工具位置因伺服系统的应答延迟等而从图示的位置产生偏移。图4～8所示的工具位置也同样。另外，图3等所示的具体的数值仅为例子。

图3所示的振动意指交替重复工具TO1沿进给轴F1切入工件W1的方向上的切入移动M1、及与所述切入移动M1为相反方向的返回移动M2。NC装置70在切削工件W1时，以伴随包含切入移动M1与返回移动M2的振动的方式控制工具TO1的进给移动。相对于主轴旋转角度的工具位置的折线包含从切入移动M1变化为返回移动M2的第一变化点C1、及从返回移动M2变化为切入移动M1的第二变化点C2。

在图3中，通常切削进给速度Fa是进行非振动切削的通常切削时的工具TO1的进给速度，也就是工具TO1非振动时的进给速度。通常切削进给速度Fa的单位例如是表示主轴每旋转1次的毫米的mm/rev。1次空振所需的主轴旋转数K是工具TO1的振动的1周期所需的主轴11的旋转数。1次空振所需的主轴旋转数K的单位例如是rev/次。1次空振所需的主轴旋转数K是至少除1rev/次外的正数值。切入量D是在振动的每1周期，工具TO1的位置变化的距离，表示各切入移动M1的相对终点位置(第一变化点C1的位置)。切入量D的单位例如是mm。返回量R是工具TO1的振动的1周期中的返回移动M2的距离，表示各返回移动M2的相对终点位置(第二变化点C2的位置)。返回量R的单位例如是mm。在工具TO1的振动的1周期中，在切入移动时工具TO1移动的距离是D+R。本具体例中，在K＞1的情况下，在振动的1周期中，对于工具TO1，首先进行距离(D+R)/2的切入移动M1的控制，接着进行返回量R的返回移动M2的控制，最后进行距离(D+R)/2的切入移动M1的控制。

为在振动切削时控制工具TO1的位置，需要工具TO1的切入移动时的速度(设为F)、及工具TO1的返回移动时的速度(设为B)。因此，考虑指定速度F、B的振动进给指令，作为加工程序PR2的指令。此处，假定为所述振动进给指令至少具有格式“G**X**_D**_F**_R**_B**”。G之后的“**”表示振动进给指令的序号，X之后的“**”表示进给轴X中的终点P2的位置，D之后的“**”表示切入量D的数值，F之后的“**”表示切入移动时的速度F的数值，R之后的“**”表示返回量R的数值，B之后的“**”表示返回移动时的速度B的数值。另外，在进给轴F1为Y轴的情况下，所述格式的X变为Y。

在以上振动进给指令中，至少需通过试错性调整切入量D、切入移动时的速度F、返回量R、及返回移动时的速度B等大量参数，而设定振动条件。

在本具体例中，通过设定“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”，而无需切入移动时的速度F或返回移动时的速度B等参数的试错性调整。以下，详细说明本具体例的振动切削的控制。

图3示出了在K＞1，具体来说为K＝2的情况下，在振动的1周期中设定第一变化点C1与第二变化点C2的例子。图4示意性例示出在K＝2的情况下相对于主轴相位的工具位置。为容易理解地表示，在图4中以虚线表示第偶数个周期的工具位置。

为减小施加到进给机构或导件等机构的负荷，优选为尽可能减小速度F、B、切入量D或返回量R。最有效进行空振的情况是在主轴11的相位中工具TO1的移动路径的山(第一变化点C1)与谷(第二变化点C2)一致。为了使山与谷一致，例如只要从振动的1周期中的中间(K/2)的主轴旋转角度，以-180°的主轴旋转角度设定山，以+180°的主轴旋转角度设定谷即可。在K＝2的情况下，如果以(2/2)×360-180＝180°的主轴旋转角度设定山，以(2/2)×360+180＝540°的主轴旋转角度设定谷，那么如图4所示，山与谷的主轴相位一致。由于山与谷的主轴旋转角度的差为360°，返回量R大于0，所以之后的第偶数个周期的谷(第二变化点C2)是比第奇数个周期的山(第一变化点C1)稍微后退的位置。由此，将切屑分断。此外，由于切入移动时的工具位置的变化固定，所以有效地将切屑分断。

图5示意性例示出在K＝3的情况下相对于主轴旋转角度的工具位置。在K＝3的情况下，如果以(3/2)×360-180＝360°的主轴旋转角度设定山(第一变化点C1)，以(3/2)×360+180＝720°的主轴旋转角度设定谷(第二变化点C2)，那么山与谷的主轴相位一致。由此，有效地将切屑分断。

在“1次空振所需的主轴旋转数K”大于1的情况下，不限定于整数。在K＞3的情况、2＜K＜3的情况、或1＜K＜2的情况下，也能同样地设定山与谷。但是，由于在1＜K＜2的情况下切入移动时的速度F有时会变得过大，所以优选K为2以上。

虽未图示，但也可从振动的1周期中的中间(K/2)的主轴旋转角度，以-180°的主轴旋转角度设定谷(第二变化点C2)，以+180°的主轴旋转角度设定山(第一变化点C1)。

通过以上，NC装置70在K＞1的情况下，将振动的1周期中从切入移动M1变化为返回移动M2的第一变化点C1、与振动的1周期中从返回移动M2变化为切入移动M1的第二变化点C2的主轴旋转角度的差控制为360°。

另外，如果K＞2，那么也可从振动的1周期中的中间(K/2)的主轴旋转角度，以-360°的主轴旋转角度设定谷或山，以+360°的主轴旋转角度设定山或谷。如果K＞3，那么也可从振动的1周期中的中间(K/2)的主轴旋转角度，以-540°的主轴旋转角度设定谷或山，以+540°的主轴旋转角度设定山或谷。为了减少切粉分断所需的主轴旋转数，且更细微地将切粉分断，最有效的是从振动的1周期中的中间(K/2)的主轴旋转角度以-180°的主轴旋转角度设定山或谷，以+180°的主轴旋转角度设定谷或山。

NC装置70为在进给轴F1中不从通常切削的指令速度改变进给移动的速度而使工具TO1移动，只要控制为全体上主轴每旋转1次的工具TO1的移动量与通常切削时的移动量也就是通常切削速度Fa相同即可。由于1次空振所需的主轴旋转数K为工具TO1的振动的1周期所需的主轴11的旋转数，所以振动的每1周期的沿进给轴F1的工具TO1的移动量为K×Fa。如图3、5所示，在工具TO1中，在振动的1周期中，依序进行距离(D+R)/2的切入移动M1、返回量R的返回移动M2、及距离(D+R)/2的切入移动M1的控制。因此，

K×Fa＝{(D+R)/2}×2-R

成立。根据所述式，切入量D由下式表示。

D＝K×Fa…(1)

工具TO1的切入移动时的速度F由下式表示。

F＝{(D+R)/2}/{(K-1)/2}

＝(D+R)/(K-1)

＝(K×Fa+R)/(K-1)…(2)

工具TO1的返回移动时的速度B由下式表示。

B＝R/1

＝R…(3)

通过以上，如果NC装置70在K＞1的情况下受理进给轴F1的“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”的输入，那么能依照所述式(1)、(2)、(3)决定切入量D及速度F、R。在决定切入量D及速度F、R后，NC装置70基于进给轴F1的切入量D及速度F、R，控制工具TO1的进给移动时的位置。

操作员通过在加工程序PR2中指定“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”，而能以与通常切削相同的加工时间实施振动切削。此处，如果“1次空振所需的主轴旋转数K”变大，那么切屑变长，另一方面，振幅变小。“1次空振所需的主轴旋转数K”与“返回量R”的优选值依存于使工具TO1移动的伺服系统的追随性，由每单位时间的主轴旋转数与工具TO1的进给速度决定。因此，如图14所例示，对于“1次空振所需的主轴旋转数K”与“返回量R”的组合，预先准备与“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”相应的目标值作为信息表格TA1，由此，操作员能容易地指定“1次空振所需的主轴旋转数K”与“返回量R”。如图14所示，在信息表格TA1中，K、R的多个组合与S、Fa的各组合建立对应。如果将识别K、R的组合的识别序号设为j，那么图14例如表示以K＝K1j及R＝R1j表示的多个组合与S＝S1及Fa＝Fa1的组合建立对应。图14所示的信息表格TA1也可称为用来输出相对于“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”的输入的“1次空振所需的主轴旋转数K”与“返回量R”的推荐的多个组合的信息表格。当然，K、R的组合的数量有限。

通过以上，能在决定“每单位时间的主轴旋转数S”、“通常切削进给速度Fa”、及“1次空振所需的主轴旋转数K”后，从信息表格TA1决定“返回量R”。细节参照图15进行后述，但通过将信息表格TA1预先储存在NC装置70的RAM73，NC装置70能根据“每单位时间的主轴旋转数S”、“通常切削进给速度Fa”、及“1次空振所需的主轴旋转数K”决定“目标的“返回量R”。所述情况下，操作员能省略指定“返回量R”。

图6示意性例示出在1次空振所需的主轴旋转数K，也就是振动1周期所需的主轴旋转数K为2/3的情况下相对于主轴旋转角度的工具位置。本具体例中，在0＜K＜1的情况下，在振动的1周期中，对于工具TO1，前半段进行距离(D+R)的切入移动M1的控制，后半段进行返回量R的返回移动M2的控制。图7示意性例示出在K＝2/3的情况下相对于主轴相位的工具位置。

在0＜K＜1的情况下，为了有效地实现空振，以K＝2/3、2/5、2/7、……，也就是分母为3以上的奇数且分子为2的方式限制“1次空振所需的主轴旋转数K”。为了在主轴11的相位中使山(第一变化点C1)与谷(第二变化点C2)一致，例如只要以振动的1周期中的中间(K/2)的主轴旋转角度设定山，以振动的1周期中的最后(K)的主轴旋转角度设定谷即可。在K＝2/3的情况下，如果以(2/3)/2×360＝120°的主轴旋转角度设定山，以(2/3)×360＝240°的主轴旋转角度设定谷，那么如图7所示山与谷的主轴相位一致。山与谷一致的主轴相位为120°、240°、及360°。

图8示意性例示出在K＝2/5的情况下相对于主轴相位的工具位置。在K＝2/5的情况下，如果以(2/5)/2×360＝72°的主轴旋转角度设定山，以(2/5)×360＝144°的主轴旋转角度设定谷，那么如图8所示，山与谷的主轴相位一致。山与谷一致的主轴相位为72°、144°、216°、288°、及360°。

“1次空振所需的主轴旋转数K”可为2/7以下。但是，在K＜2/3的情况下，由于从伺服系统对控制的追随性这点来说，有时必须将工具TO1的进给速度或每单位时间的主轴11的旋转数设得相当低，所以K优选为2/3。

虽未图示，但也可以振动的1周期中的中间(K/2)的主轴旋转角度设定谷，以振动的1周期中的最后(K)的主轴旋转角度设定山。

通过以上，NC装置70在“1次空振所需的主轴旋转数K”的分母为3以上的奇数且“1次空振所需的主轴旋转数K”的分子为2的情况下，将振动的1周期中从切入移动M1变化为返回移动M2的第一变化点C1、与振动的1周期中从返回移动M2变化为切入移动M1的第二变化点C2的主轴旋转角度的差控制为{(K/2)×360}°。

NC装置70为了在进给轴F1中不从通常切削的指令速度改变进给移动的速度而使工具TO1移动，只要控制为整体上使主轴每旋转1次的工具TO1的移动量与通常切削时的移动量也就是通常切削速度Fa相同即可。如上所述，振动的每1周期的沿进给轴F1的工具TO1的移动量为K×Fa。如图6～8所示，对于工具TO1，在振动的1周期中，依序进行距离(D+R)的切入移动M1、及返回量R的返回移动M2的控制。因此，

K×Fa＝(D+R)-R

成立。根据所述式，切入量D由下式表示。

D＝K×Fa…(4)

工具TO1的切入移动时的速度F由下式表示。

F＝(D+R)/(K/2)

＝2(D+R)/K

＝2(K×Fa+R)/K…(5)

工具TO1的返回移动时的速度B由下式表示。

B＝R/(K/2)

＝2R/K…(6)

通过以上，如果NC装置70在K＜1的情况下受理进给轴F1的“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”的输入，那么能依照所述式(4)、(5)、(6)决定切入量D及速度F、R。在决定切入量D及速度F、R后，NC装置70基于进给轴F1的切入量D及速度F、R，控制工具TO1的进给移动时的位置。

图9中表示出用来受理“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”的输入的振动进给指令的例子。图9所示的振动进给指令CM1具有格式“G**X**_F**_K**_R**”。此处的“F”意指通常切削进给速度Fa，而非切入移动时的速度。G之后的“**”表示振动进给指令的序号，X之后的“**”表示进给轴X中的终点P2的位置，F之后的“**”表示“通常切削进给速度Fa”的数值，K之后的“**”表示“1次空振所需的主轴旋转数K”的数值，R之后的“**”表示返回量R的数值。另外，在进给轴F1为Y轴的情况下，所述格式的X变为Y。

图9示意性例示出基于振动进给指令CM1控制工具TO1的进给移动时的位置的振动控制处理。振动控制处理由NC装置70进行。首先，NC装置70从操作部80或计算机100受理振动进给指令CM1的输入，并将包含所述振动进给指令CM1的加工程序PR2存储在RAM73(第一步骤ST1)。在振动进给指令CM1内，“1次空振所需的主轴旋转数K”为至少除1外的正数值，并将3以上的奇数设为OD，在K＜1的情况下限制为K＝2/OD。NC装置70以满足所述限制的方式，受理振动进给指令CM1的输入。在对于“1次空振所需的主轴旋转数K”与“返回量R”，准备了表示与“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”相应的目标值的信息表格TA1(参照图14)的情况下，操作员能依照信息表格TA1将K、R的参数输入到振动进给指令CM1。另外，如果增大“1次空振所需的主轴旋转数K”，那么切屑会变长，因而操作员为了缩短切屑可缩小“1次空振所需的主轴旋转数K”与“通常切削进给速度Fa”这两个。

在执行加工程序PR2时，如果NC装置70从加工程序PR2读出振动进给指令CM1，那么实施第二步骤ST2的处理。由于在振动进给指令CM1中包含Fa、K、R的参数，所以在第一步骤ST1中，NC装置70受理“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”的输入。

在读出振动进给指令CM1后，NC装置70基于进给轴F1的“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”，决定切入量D、工具TO1的切入移动时的速度F、及工具TO1的返回移动时的速度B(第二步骤ST2)。在K＞1的情况下，切入量D依照所述式(1)也就是F＝K×Fa算出，切入移动时的速度F依照所述式(2)也就是F＝(K×Fa+R)/(K-1)算出，返回移动时的速度B依照所述式(3)决定为返回量R。在K＜1的情况下，切入量D依照所述式(4)也就是F＝K×Fa算出，切入移动时的速度F依照所述式(5)也就是F＝2(K×Fa+R)/K算出，返回移动时的速度B依照所述式(6)也就是B＝2R/K算出。

在算出切入量D及速度F、R后，NC装置70基于进给轴F1的切入量D及速度F、R，控制工具TO1的进给移动时的位置(第三步骤ST3)。NC装置70基于切入量D及速度F、R，设定进给轴F1中从当前位置P1重复切入移动M1及返回移动M2直到到达终点P2为止的多个位置P3，并依序将使工具TO1移动到位置P3的位置指令输出到伺服放大器31或伺服放大器32。在图9，以空心圆表示各位置P3。设定的位置P3不限定于变化点(第一变化点C1与第二变化点C2)或终点P2，也可包含切入移动M1或返回移动M2的中途的位置。通过重复所述位置指令，将工具TO1的进给移动时的位置控制为基于切入量D及速度F、R的位置。

通过以上，操作员通过将“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”输入到工具机1，能以与通常切削相同的加工时间实施振动切削。为了控制工具TO1的进给移动时的位置，操作员无需将切入移动时的速度F或返回移动时的速度B等参数输入到工具机1。由于如此将振动切削的条件设定简略化，所以本具体例能将振动切削的设定容易化。

此外，如图15所例示的振动控制处理，NC装置70也可基于无返回量R的振动进给指令CM2控制工具的进给移动时的位置。振动进给指令CM2从图9所示的振动进给指令CM1省略意指返回量R的“R**”。图15所示的第一步骤ST1分为两个步骤ST11、ST12。作为进行图15所示的振动控制处理的前提，将图14所示的信息表格TA1储存在RAM73。

首先，NC装置70从操作部80或计算机100受理振动进给指令CM2的输入，并将包含所述振动进给指令CM2的加工程序PR2存储在RAM73(步骤ST11)。在加工程序PR2中，在振动进给指令CM2之前，存在指定“每单位时间的主轴旋转数S”的指令。

在执行加工程序PR2时，如果NC装置70从加工程序PR2读出振动进给指令CM2，那么实施步骤ST12的处理。由于在振动进给指令CM2中包含Fa、K的参数，所以在步骤ST11中，NC装置70受理“通常切削进给速度Fa”、及“1次空振所需的主轴旋转数K”的输入。

在读出振动进给指令CM2后，NC装置70从信息表格TA1取得“每单位时间的主轴旋转数S”、以及进给轴F1的与“通常切削进给速度Fa”及“1次空振所需的主轴旋转数K”建立对应的“返回量R”(步骤ST12)。如此，能根据S、Fa、K的参数自动决定“返回量R”。

取得“返回量R”后，如上所述，NC装置70基于进给轴F1的Fa、K、R的参数，决定切入量D、工具TO1的切入移动时的速度F、及工具TO1的返回移动时的速度B(第二步骤ST2)。而且，NC装置70基于进给轴F1的切入量D及速度F、R，控制工具TO1的进给移动时的位置(第三步骤ST3)。

通过以上，即便操作员不将“返回量R”输入到工具机1，也可以与通常切削相同的加工时间实施振动切削。如果“1次空振所需的主轴旋转数K”变大，那么切屑变长。因此，操作员一边固定“每单位时间的主轴旋转数S”与“通常切削进给速度Fa”以实际加工确认切屑的长度一边决定“1次空振所需的主轴旋转数K”，由此自动决定适当的“返回量R”。因此，图15所示的例子能使振动切削的设定更容易。

另外，所述的具体例的NC装置70虽基于“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”计算切入量D及速度F、R的全部，但也可受理D、F、R的参数的一部分的输入。例如，NC装置70可计算速度F、R，另一方面，受理切入量D的输入，也可计算切入移动时的速度F，另一方面，受理返回移动时的速度B与切入量D的输入，还可计算返回移动时的速度B，另一方面，受理切入移动时的速度F与切入量D的输入。

(3)对机械学习的应用例：

而且，如图10～13所例示，也能构成能通过利用机械学习使振动切削的设定更容易的工具机1。

图10示意性表示出在计算机100中具备机械学习部U4的工具机1的例子。在图10中，对于与图1、2部分重复的要件省略记载及说明。图10的下部示出了数据库DB的构造例。

图10所示的计算机100的存储装置104存储与机械学习部U4对应的机械学习程序PR3。机械学习程序PR3通过由CPU101读出到RAM103而执行。在计算机100的RAM103，储存着数据库DB、及基于所述数据库DB产生的已学习模型LM。已学习模型LM是用于使计算机100发挥如下功能的程序：决定使从切入移动M1向返回移动M2的第一变化点C1中的工具TO1的位置与从返回移动M2向切入移动M1的第二变化点C2中的工具TO1的位置产生重叠的“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”。

产生的已学习模型LM可从计算机100发送到NC装置70并储存在NC装置70的RAM73。由此，NC装置70能依照已学习模型LM决定“1次空振所需的主轴旋转数K”与“返回量R”。

在数据库DB中，储存着每单位时间的主轴旋转数S、通常切削进给速度Fa、1次空振所需的主轴旋转数K、返回量R、及判断在第一变化点C1中的工具TO1的位置与第二变化点C2中的工具TO1的位置是否有重叠的判断结果E。每单位时间的主轴旋转数S意指主轴11的每单位时间的旋转数。判断结果E基于依照与图2所示的加工程序PR2对应的测试程序PR4使工具TO1沿进给轴F1以伴随包含切入移动M1与返回移动M2的振动的方式移动时实测出的工具TO1的位置。判断结果E为判断实测的振动中在以主轴11的相位为基准的山与谷中是否有重叠的结果，也就是表示“有重叠”或“无重叠”的信息。在数据库DB中，以与识别记录的识别信息也就是识别序号i建立关联的状态，储存着每单位时间的主轴旋转数Si、通常切削进给速度Fai、1次空振所需的主轴旋转数Ki、返回量Ri、及判断结果Ei。

图11表示产生已学习模型LM的学习处理的例子。所述处理通过执行机械学习程序PR3的计算机100进行。

在学习处理开始时，计算机100设定工具TO1的振动进给的参数(步骤S102)。振动进给的参数中包含“每单位时间的主轴旋转数S”、“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”。计算机100也可通过从操作员受理S、Fa、K、R的参数的输入而设定振动进给的参数。此外，计算机100也可以重复步骤S102～S108的处理为前提，依照指定规则依序设定S、Fa、K、R的参数。

在设定振动进给的参数后，计算机100使包含指示“每单位时间的主轴旋转数S”的指令、及指示Fa、K、R的参数的振动进给指令CM1的测试程序PR4装载在NC装置70(步骤S104)。

在装载测试程序PR4后，计算机100使NC装置70执行测试程序PR4，从NC装置70取得进给轴F1中相对于主轴旋转角度的工具位置的实测结果(步骤S106)。从计算机100受理到测试程序PR4的执行指示的NC装置70依照测试程序PR4沿进给轴F1控制工具TO1的移动，并将进给轴F1中相对于主轴旋转角度的工具TO1的位置的实测结果输出到计算机100。

接着，计算机100基于相对于主轴旋转角度的工具TO1的位置的实测结果判断在第一变化点C1中的工具TO1的位置与第二变化点C2中的工具TO1的位置是否有重叠，取得表示“有重叠”或“无重叠”的判断结果E(步骤S108)。计算机100在工具位置的实测结果中，以主轴11的相位为基准的山与谷中有重叠的情况下将表示“有重叠”的信息设定在判断结果E，在以主轴11的相位为基准的山与谷中无重叠的情况下将表示“无重叠”的信息设定在判断结果E。此外，计算机100例如也可在显示装置106表示相对于主轴相位的工具位置的实测结果，并通过从操作员受理判断结果E的输入而取得判断结果E。

之后，计算机100将S102中设定的S、Fa、K、R的参数、及S108中取得的判断结果E储存在数据库DB(步骤S110)。由于数据库DB的记录越多越好，所以重复进行S102～S108的处理。

在将信息存储到数据库DB后，计算机100通过基于储存在数据库DB的信息的监督机械学习，在RAM103产生已学习模型LM(步骤S112)。能对已学习模型LM使用神经网络、贝氏网络、及以这些中至少一个为主要部分而将换算式组合的已学习模型等。在已学习模型LM中包含神经网络的情况下，能通过深层学习的方法进行学习。另外，由于神经网络、贝氏网络、及深层学习等的细节众所周知，所以省略说明。获得的已学习模型LM使计算机100发挥如下功能：决定使第一变化点C1及第二变化点C2中的工具TO1的位置产生重叠的“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”。

在产生已学习模型LM后，计算机100存储已学习模型LM(步骤S114)，结束学习处理。在机械本体2使用已学习模型LM的情况下，计算机100只要将已学习模型LM发送到NC装置70即可。接收到已学习模型LM的NC装置70能通过将已学习模型LM储存在RAM73，而基于进给轴F1的“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”决定“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”，控制工具TO1的进给移动时的位置。

图12表示出决定进给轴F1的“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”而控制工具TO1的进给移动时的位置的振动控制处理的例子。所述处理例如由作为控制部U3的NC装置70进行。

首先，NC装置70取得工具TO1的沿进给轴F1的振动进给时的“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”(步骤S202)。NC装置70也可从加工程序PR2取得振动进给时的S、Fa的参数。此外，NC装置70也可通过从操作员受理振动进给时的S、Fa的参数的输入而取得S、Fa的参数。

接着，NC装置70通过将取得的“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”输入到已学习模型LM，使已学习模型LM输出“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”(步骤S204)。在将已学习模型LM储存在RAM73的情况下，NC装置70能通过自身执行已学习模型LM而决定K、R的参数。在已学习模型LM储存在计算机100的RAM103的情况下，NC装置70对计算机100输出S、Fa的参数且请求K、R的参数输出，由此能从计算机100取得K、R的参数。所述情况下，受理到K、R的参数输出请求的计算机100只要通过将K、R的参数输入到已学习模型LM使已学习模型LM输出K、R的参数并将这些K、R的参数输出到NC装置70即可。

通过以上，NC装置70取得通过将“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”作为输入执行已学习模型LM而决定的“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”。

在取得K、R的参数后，NC装置70基于进给轴F1的“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”，决定切入量D、工具TO1的切入移动时的速度F、及工具TO1的返回移动时的速度B(步骤S206)。切入量D及速度F、B能根据所述的式(1)～(6)决定。

在决定切入量D及速度F、B后，NC装置70基于进给轴F1的切入量D及速度F、B，控制工具TO1的进给移动时的位置(步骤S208)，并结束振动控制处理。

另外，计算机100也可与NC装置70协作进行振动控制处理。

如果“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”改变，那么有效地将切屑分断的“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”变动。通过使用由基于这些S、Fa、K、R的参数与“在第一变化点C1及第二变化点C2中的工具TO1的位置是否有重叠的判断结果E”的机械学习而产生的已学习模型LM，能基于“每单位时间的主轴旋转数S”及“通常切削进给速度Fa”，决定使第一变化点C1及第二变化点C2中的工具TO1的位置产生重叠的“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”。由此，能基于“通常切削进给速度Fa”、“1次空振所需的主轴旋转数K”、及“返回量R”控制工具TO1的进给移动时的位置。因此，图10～12所示的例子能产生将振动切削的设定容易化的已学习模型LM，且通过使用所述已学习模型LM能将振动切削的设定容易化。

而且，如图13所例示，也可通过机械本体2执行机械学习程序PR3而产生已学习模型LM。图13示意性表示具备机械学习部U4的机械本体2的例子。在图13中，关于与图2部分重复的要件省略记载及说明。图13的下部表示出数据库DB的构造例。由于图13所示的数据库DB与图10所示的数据库DB相同，所以省略说明。

在图13所示的NC装置70的ROM72，写入着与控制部U3对应的控制程序PR1、及与机械学习部U4对应的机械学习程序PR3。在NC装置70的RAM73，储存着加工程序PR2、测试程序PR4、数据库DB、及已学习模型LM。已学习模型LM使计算机100发挥如下功能：决定使第一变化点C1及第二变化点C2中的工具TO1的位置产生重叠的“1次空振所需的主轴旋转数K”及“返回量R”。

NC装置70能依照图11所示的步骤S102、S106～S114进行学习处理。

学习处理开始后，NC装置70将S、Fa、K、R的参数设定在测试程序PR4(步骤S102)。接着，NC装置70执行测试程序PR4，并从NC装置70取得在进给轴F1中相对于主轴旋转角度的工具位置的实测结果(步骤S106)。而且，NC装置70基于相对于主轴旋转角度的工具位置的实测结果判断在第一变化点C1中的工具TO1的位置与第二变化点C2中的工具TO1的位置是否有重叠，取得表示“有重叠”或“无重叠”的判断结果E(步骤S108)。之后，NC装置70将S102中设定的S、Fa、K、R的参数、及S108中获得的判断结果E储存在数据库DB(步骤S110)。重复进行S102～S108的处理。在将信息存储到数据库DB后，NC装置70通过基于储存在数据库DB的信息的监督机械学习，在RAM103产生已学习模型LM(步骤S112)。在产生已学习模型LM后，NC装置70根据需要存储已学习模型LM(步骤S114)，结束学习处理。已学习模型LM的存储部位可为ROM72、机械本体2内的存储装置(未图示)、及计算机100的存储装置104等的任一个。另外，在NC装置70进行图12所示的振动控制处理的情况下，在已将学习模型LM储存在RAM73的状态下进行振动控制处理。

图13所示的例子既能抑制成本提高还能产生将振动切削的设定容易化的已学习模型LM，且能通过使用所述已学习模型LM将振动切削的设定容易化。

所述机械学习部U4能通过NC装置70与计算机100的协作而实现，所述控制部U3也可通过NC装置70与计算机100的协作而实现。

(4)变化例：

本发明考虑各种变化例。

例如，驱动对象移动的进给轴不限定于X轴或Y轴，也可为Z轴等。

沿进给轴F1移动的驱动对象不限定于工具TO1，可为固持工件W1的主轴11，也可为工具TO1与主轴11这两个。在驱动对象为主轴11的情况下，NC装置70只要在切削工件W1时，沿进给轴F1以伴随振动的方式控制主轴11的进给移动即可。在驱动对象为工具TO1与主轴11这两个的情况下，NC装置70只要在切削工件W1时，沿进给轴F1以伴随振动的方式控制工具TO1与主轴11这两个进给移动即可。

所述的处理能适当进行替换顺序等变更。

(5)总结：

如以上说明，根据本发明，能提供一种能通过各种方面，将振动切削的设定容易化的工具机等的技术。当然，即便仅包含独立技术方案的构成要件的技术，也可获得所述基本的作用、及效果。

此外，也可实施将所述例中所揭示的各构成互相置换或变更组合的构成、将众所周知的技术及所述例中所揭示的各构成互相置换或变更组合的构成等。本发明也包含这些构成等。

[符号说明]

1 工具机

2 机械本体

10 主轴台

11 主轴

12 固持部

13A、13B 电动机

14 主轴台驱动部

20 刀具台

31、32 伺服放大器

33、34 伺服电动机

35、36 编码器

70 NC装置

100 计算机

201 通常切削时的工具位置

202 振动切削时的工具位置

AX1 主轴中心线

C1 第一变化点

C2 第二变化点

CM1 振动进给指令

DB 数据库

F1 进给轴

LM 已学习模型

M1 切入移动

M2 返回移动

P1 当前位置

P2 终点

P3 位置

PR1 控制程序

PR2 加工程序

PR3 机械学习程序

PR4 测试程序

TO1 工具

U1 旋转驱动部

U2 进给驱动部

U3 控制部

U4 机械学习部

W1 工件。

Claims (6)

1.一种工具机，具备：

旋转驱动部，使固持工件的主轴旋转；

进给驱动部，使切削所述工件的工具与所述主轴中至少一个驱动对象沿进给轴移动；及

控制部，以伴随振动的方式控制所述驱动对象的进给移动，且所述振动包含所述工具在切削所述工件时沿所述进给轴切入所述工件的方向上的切入移动及与所述切入移动为相反方向的返回移动；且

所述控制部：

取得所述驱动对象非振动时的进给速度(Fa)、所述振动的1周期所需的所述主轴的旋转数(K)、及所述振动的1周期中的所述返回移动的距离也就是返回量(R)；

基于所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述主轴的旋转数(K)、及所述返回量(R)，决定在所述振动的每1周期中的所述驱动对象的位置变化的距离也就是切入量(D)、所述驱动对象的所述切入移动时的速度(F)、及所述驱动对象的所述返回移动时的速度(B)中的至少一个参数；且

至少使用所决定的所述参数来控制所述驱动对象的所述进给移动时的位置。

2.根据权利要求1所述的工具机，其中

所述控制部：

基于所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述主轴的旋转数(K)、及所述返回量(R)，决定所述切入量(D)、所述切入移动时的速度(F)、及所述返回移动时的速度(B)；且

基于所述切入量(D)、所述切入移动时的速度(F)、及所述返回移动时的速度(B)，控制所述驱动对象的所述进给移动时的位置。

3.根据权利要求1或2所述的工具机，其中所述控制部在所述主轴的旋转数(K)大于1次旋转的情况下，将所述振动的1周期中从所述切入移动变化为所述返回移动的第一变化点的所述主轴的旋转角度、与所述振动的1周期中从所述返回移动变化为所述切入移动的第二变化点的所述主轴的旋转角度的差控制为360°。

4.根据权利要求1或2所述的工具机，其中所述控制部在所述主轴的旋转数(K)的分母为3以上的奇数且所述主轴的旋转数(K)的分子为2的情况下，将所述振动的1周期中从所述切入移动变化为所述返回移动的第一变化点的所述主轴的旋转角度、与所述振动的1周期中从所述返回移动变化为所述切入移动的第二变化点的所述主轴的旋转角度的差控制为{(K/2)×360}°。

5.一种工具机，具备：

旋转驱动部，使固持工件的主轴旋转；

进给驱动部，使切削所述工件的工具与所述主轴中至少一个驱动对象沿进给轴移动；

控制部，以伴随振动的方式控制所述驱动对象的进给移动，且所述振动包含所述工具在切削所述工件时沿所述进给轴切入所述工件的方向上的切入移动及与所述切入移动为相反方向的返回移动；及

机械学习部，通过基于所述主轴的每单位时间的旋转数(S)、所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述振动的1周期所需的所述主轴的旋转数(K)、所述振动的1周期中的所述返回移动的距离也就是返回量(R)、及在从所述切入移动变为所述返回移动的第一变化点的所述驱动对象的位置与从所述返回移动变为所述切入移动的第二变化点的所述驱动对象的位置是否有重叠的判断结果(E)的机械学习，产生使计算机以如下方式发挥功能的已学习模型：基于所述主轴的每单位时间的旋转数(S)及所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)，决定使所述第一变化点及所述第二变化点的所述驱动对象的位置产生重叠的所述主轴的旋转数(K)及所述返回量(R)。

6.根据权利要求5所述的工具机，其中

所述控制部：

取得通过将所述主轴的每单位时间的旋转数(S)及所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)作为输入执行所述已学习模型而决定的所述主轴的旋转数(K)及所述返回量(R)；

基于所述驱动对象的非振动时的进给速度(Fa)、所述取得的主轴的旋转数(K)、及所述取得的返回量(R)，决定在所述振动的每1周期中的所述驱动对象的位置变化的距离也就是切入量(D)、所述驱动对象的所述切入移动时的速度(F)、及所述驱动对象的所述返回移动时的速度(B)中的至少一个参数；

至少使用所决定的所述参数来控制所述驱动对象的所述进给移动时的位置。