JP2002373009A

JP2002373009A - 工作機械の移動位置設定方法

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Publication number: JP2002373009A
Application number: JP2001180567A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Sugiyama; 哲也杉山; Takehisa Kajiyama; 武久梶山; Yoshihiro Sei; 義洋清; Masanori Hasegawa; 正徳長谷川
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-26
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: DE60201556T2; US6658317B2; US20020193906A1; EP1267236A1; EP1267236B1; JP3696805B2; DE60201556D1

Abstract

(57)【要約】【課題】位置データの記憶容量を増加させることな
く、工具による被加工物の加工精度を向上することが可
能な工作機械の移動位置設定方法を提供すること。【解決手段】加工単位分割工程（Ｓ１０３）にて、所
望の形状の所定の軸に沿った断面の輪郭形状における複
数の変曲点が加工単位開始点と加工単位終了点とを含む
複数の変曲点の列からなる加工単位に分割され、加工デ
ータ設定工程（Ｓ１０５）にて、加工単位の加工を行う
ために必要な少なくとも加工速度データが当該加工単位
に対して設定され、演算工程（Ｓ１０７）にて、設定し
た加工速度データをもとに、加工単位を変曲点の列に沿
って加工する際に到達するそれぞれの変曲点に対応して
当該変曲点に到達するまでの到達時間と、当該変曲点に
対応する被加工物及び工具の移動位置とが演算される。
そして、回転角度位置設定工程（Ｓ１０９）にて、加工
単位に対して、到達時間に対応した被加工物の回転角度
位置のそれぞれが累積カウント値として設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を所定の
軸を中心として回転させると共に被加工物及び被加工物
を加工する工具のうちの少なくともいずれか一方を移動
させて被加工物を所望の形状に加工するために、被加工
物及び工具のうちの少なくともいずれか一方の移動位置
を設定する工作機械の移動位置設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】被加工物及び工具のうちの少なくともい
ずれか一方の移動位置を制御するものとして、たとえば
特開平３−２９６１０９号公報に開示されたようなもの
が知られている。この特開平３−２９６１０９号公報に
開示された工作機械の駆動制御装置は、従来、機械要素
であるカムによる制御であった工作機械の駆動制御を電
子化したものであって、回転物に取付けられたパルスエ
ンコーダと、パルスエンコーダが出力するパルス信号を
読み込んで時々刻々の回転位置データを記憶する回転位
置記憶手段と、回転物の単位回転位置毎に対応して夫々
設定された移動軸の移動位置をあらわす指令位置データ
を記憶する指令位置記憶手段とを備え、上述した回転位
置データと指令位置データとから時々刻々の移動軸の移
動指令データを生成すると共に、この移動指令データと
上述した回転位置データとから回転物の回転速度に同期
する移動軸の指令速度データを生成して、生成した移動
指令データ及び指令速度データに基づいて工具の位置を
制御するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−２９６１０９号公報に開示されたような駆動制御装
置では、指令位置記憶手段としてＲＡＭ等のメモリー
に、回転物の単位回転位置毎に対応して夫々設定された
移動軸の指令位置データ（移動位置）を記憶する、すな
わち所望の加工形状に関わる多数の位置データを全て記
憶する必要があり、メモリーの記憶容量が大きくなって
しまう。また、工具による被加工物の加工精度を高める
ためには、上述した単位回転位置を細かく設定して位置
データの数を更に増やす必要があり、記憶容量が大幅に
増加することにもなる。

【０００４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、位置データの記憶容量を増加させることなく、工具
による被加工物の加工精度を向上することが可能な工作
機械の移動位置設定方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る工作機械の
移動位置設定方法は、被加工物を所定の軸を中心として
回転させると共に被加工物及び被加工物を加工する工具
のうちの少なくともいずれか一方を移動させて被加工物
を所望の形状に加工するために、被加工物及び工具のう
ちの少なくともいずれか一方の移動位置を設定する工作
機械の移動位置設定方法であって、所望の形状の所定の
軸に沿った断面の輪郭形状における複数の変曲点を加工
単位開始点と加工単位終了点とを含む複数の変曲点の列
からなる加工単位に分割する加工単位分割工程と、加工
単位の加工を行うために必要な少なくとも加工速度デー
タを当該加工単位に対して設定する加工データ設定工程
と、加工データ設定工程にて設定した加工速度データを
もとに、加工単位を変曲点の列に沿って加工する際に到
達するそれぞれの変曲点に対応して当該変曲点に到達す
るまでの到達時間を演算すると共に、当該変曲点に対応
する被加工物及び工具のうちの少なくともいずれか一方
の移動位置を演算する演算工程と、加工単位に対して、
到達時間に対応した被加工物の回転角度位置のそれぞれ
を累積値として設定する回転角度位置設定工程と、を含
むことを特徴としている。

【０００６】本発明に係る工作機械の移動位置設定方法
では、加工単位分割工程により、所望の形状の所定の軸
に沿った断面の輪郭形状における複数の変曲点が加工単
位開始点と加工単位終了点とを含む複数の変曲点の列か
らなる加工単位に分割され、加工データ設定工程によ
り、加工単位の加工を行うために必要な少なくとも加工
速度データが当該加工単位に対して設定され、演算工程
により、加工データ設定工程にて設定した加工速度デー
タをもとに、加工単位を変曲点の列に沿って加工する際
に到達するそれぞれの変曲点に対応して当該変曲点に到
達するまでの到達時間が演算されると共に、当該変曲点
に対応する被加工物及び工具のうちの少なくともいずれ
か一方の移動位置が演算される。そして、回転角度位置
設定工程により、加工単位に対して、到達時間に対応し
た被加工物の回転角度位置のそれぞれが累積値として設
定される。

【０００７】また、本発明に係る工作機械の移動位置設
定方法は、被加工物を所定の軸を中心として回転させる
と共に被加工物及び被加工物を加工する工具のうちの少
なくともいずれか一方を移動させて被加工物を所望の形
状に加工するために、被加工物及び工具のうちの少なく
ともいずれか一方の移動位置を設定する工作機械の移動
位置設定方法であって、所望の形状の所定の軸に沿った
断面の輪郭形状における複数の変曲点を加工単位開始点
と加工単位終了点とを含む複数の変曲点の列からなる加
工単位に分割する加工単位分割工程と、加工単位の加工
を行うために必要な少なくとも加工速度データを当該加
工単位に対して設定する加工データ設定工程と、加工デ
ータ設定工程にて設定した加工速度データをもとに、加
工単位を変曲点の列に沿って加工する際に到達するそれ
ぞれの変曲点に対応して当該変曲点に到達するまでの到
達時間を演算すると共に、当該変曲点に対応する被加工
物及び工具のうちの少なくともいずれか一方の移動位置
を演算する演算工程と、加工単位の分割順に従って、到
達時間に対応した被加工物の回転角度位置のそれぞれを
累積値として設定する回転角度位置設定工程と、を含む
ことを特徴としている。

【０００８】本発明に係る工作機械の移動位置設定方法
では、加工単位分割工程により、所望の形状の所定の軸
に沿った断面の輪郭形状における複数の変曲点が加工単
位開始点と加工単位終了点とを含む複数の変曲点の列か
らなる加工単位に分割され、加工データ設定工程によ
り、加工単位の加工を行うために必要な少なくとも加工
速度データが当該加工単位に対して設定され、演算工程
により、加工データ設定工程にて設定した加工速度デー
タをもとに、加工単位を変曲点の列に沿って加工する際
に到達するそれぞれの変曲点に対応して当該変曲点に到
達するまでの到達時間が演算されると共に、当該変曲点
に対応する被加工物及び工具のうちの少なくともいずれ
か一方の移動位置が演算される。そして、回転角度位置
設定工程により、加工単位の分割順に従って、到達時間
に対応した被加工物の回転角度位置のそれぞれが累積値
として設定される。

【０００９】このように、これら本発明それぞれでは、
加工後の被加工物の輪郭形状をもとにして、この輪郭形
状を複数の加工単位に分割し、各加工単位に対して、被
加工物及び工具のうちの少なくともいずれか一方の移動
位置が設定されることから、設定された被加工物及び工
具のうちの少なくともいずれか一方の移動位置は、それ
ぞれの加工単位を加工するという工作機械の実加工動作
に適したものとなり、位置データ等の設定を誤りなく容
易に行うことができる。特に、輪郭形状の変曲点を用い
て加工単位に分割しているので、少ない位置データによ
って、正確な移動位置の入力が可能となるという利点が
生じる。

【００１０】また、それぞれの加工単位における被加工
物及び工具のうちの少なくともいずれか一方の移動位置
が被加工物の回転角度位置の累積値に対して設定される
ことになるため、加工単位の再分割、挿入、追加等の演
算に際して加工単位の両端における位置データは変わる
ことがなく、加工単位の再分割、挿入、追加等の演算に
伴って累積される誤差が他の加工単位における位置デー
タに及ぶようなことはない。また、実加工時には、被加
工物及び工具のうちの少なくともいずれか一方の移動を
制御するための移動指令が演算された移動位置（位置デ
ータ）に基づいてなされることから、被加工物の加工寸
法に累積誤差が生じることもない。これらの結果、工作
機械での正確な加工が可能となる。

【００１１】本発明に係る工作機械の移動位置設定方法
においては、分割した加工単位の削り代として、加工単
位開始点あるいは加工単位終了点を列に沿って延長して
新たな加工単位開始点あるいは加工単位終了点とする削
り代付加工程を更に含むことが好ましい。このように構
成した場合、削り代(後で切り取られる領域、及び、実
際に加工を行ってはいないが加工を行っているように工
具等を移動させる領域)を実加工領域に付加させること
で、被加工物の加工開始箇所前後、あるいは加工終了箇
所前後が同一の加工条件で連続的に移動されることにな
るため、加工精度がよく、安定して加工できることとな
る。また、このような削り代の設定を容易に行うことが
できる。

【００１２】また、本発明に係る工作機械の移動位置設
定方法においては、回転角度位置設定工程にて設定した
被加工物の回転角度位置のそれぞれに対応して、演算工
程にて演算した被加工物及び工具のうちの少なくともい
ずれか一方の移動位置を位置データとして記憶する位置
データ記憶工程を更に含むことが好ましい。このように
構成した場合、位置データ記憶工程により、回転角度位
置設定工程にて設定した被加工物の回転角度位置のそれ
ぞれに対応して、演算工程にて演算した被加工物及び工
具のうちの少なくともいずれか一方の移動位置が位置デ
ータとして記憶されることとなり、移動位置を位置デー
タとして適切に記憶させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による工作機械の移動位置設定方法の好適な実施形態に
ついて詳細に説明する。

【００１４】まず、図１に基づいて、本発明の実施形態
に係る工作機械の駆動制御装置の構成を説明する。図１
は、本実施形態に係る工作機械の駆動制御装置を示すブ
ロック図である。図１において、工作機械１は、主軸回
転用モータ１１、工具移動用モータ１４Ａ，１４Ｂ，１
４Ｃ、被加工物移動用モータ１７及び各モータ１１，１
４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１７の駆動を制御するための制
御ユニット部２１を有している。

【００１５】主軸回転用モータ１１は、被加工物が保持
可能に構成された主軸（図示せず）を回転駆動させるた
めのもので、主軸回転用モータ駆動部１２を介して制御
ユニット部２１に接続されている。また、主軸回転用モ
ータ１１には、主軸回転用モータ１１の回転を検出する
パルスエンコーダ１３が設けられている。このパルスエ
ンコーダ１３の出力は制御ユニット部２１及び主軸回転
用モータ駆動部１２に接続されており、パルスエンコー
ダ１３の回転検出信号が制御ユニット部２１及び主軸回
転用モータ駆動部１２に入力される。パルスエンコーダ
１３は、主軸回転用モータ１１（主軸）の所定回転角度
毎に、基準タイミング信号としての回転検出信号を発生
して、制御ユニット部２１及び主軸回転用モータ駆動部
１２に出力する。ここで、主軸回転用モータ１１（主
軸）の回転中心軸が、各請求項における所定の軸を構成
している。主軸回転用モータ駆動部１２は、後述する制
御ユニット部２１から出力される主軸回転速度指令信号
に基づいて主軸回転用モータ１１への供給電力を制御す
ると共に、入力されるパルスエンコーダ１３の回転検出
信号が入力されることにより、主軸回転用モータ１１へ
の供給電力をフィードバック制御するように構成されて
いる。

【００１６】各工具移動用モータ１４Ａ，１４Ｂ，１４
Ｃは、被加工物を加工するための工具を、たとえば主軸
回転用モータ１１（主軸）の回転中心軸に対して直交す
る方向（Ｘ軸方向）に移動させるためのもので、対応す
る工具移動用モータ駆動部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを介
して制御ユニット部２１に接続されている。また、各工
具移動用モータ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃには、工具移動
用モータ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの回転を検出するパル
スエンコーダ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが設けられてい
る。各パルスエンコーダ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの出力
は制御ユニット部２１及び各工具移動用モータ駆動部１
５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに接続されており、パルスエンコ
ーダ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの回転検出信号が制御ユニ
ット部２１及び各工具移動用モータ駆動部１５Ａ，１５
Ｂ，１５Ｃに入力される。各パルスエンコーダ１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｃは、工具移動用モータ１４Ａ，１４Ｂ，
１４Ｃの所定回転角度毎に回転検出信号を発生して、制
御ユニット部２１及び各工具移動用モータ駆動部１５
Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに出力する。各工具移動用モータ駆
動部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、後述する制御ユニット
部２１から出力される工具位置指令信号に基づいて各工
具移動用モータ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃへの供給電力を
制御すると共に、入力されるパルスエンコーダ１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｃの回転検出信号が入力されることによ
り、工具移動用モータ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃへの供給
電力をフィードバック制御するように構成されている。

【００１７】被加工物移動用モータ１７は、被加工物
を、たとえば主軸回転用モータ１１（主軸）の回転中心
軸に対して平行な方向（Ｚ軸方向）に移動させるための
もので、被加工物移動用モータ駆動部１８を介して制御
ユニット部２１に接続されている。また、被加工物移動
用モータ１７には、被加工物移動用モータ１７の回転を
検出するパルスエンコーダ１９が設けられている。この
パルスエンコーダ１９の出力は制御ユニット部２１及び
被加工物移動用モータ駆動部１８に接続されており、パ
ルスエンコーダ１９の回転検出信号が制御ユニット部２
１及び被加工物移動用モータ駆動部１８に入力される。
パルスエンコーダ１９は、被加工物移動用モータ１７の
所定回転角度毎に回転検出信号を発生して、制御ユニッ
ト部２１及び被加工物移動用モータ駆動部１８に出力す
る。被加工物移動用モータ駆動部１８は、後述する制御
ユニット部２１から出力される被加工物位置指令信号に
基づいて被加工物移動用モータ１７への供給電力を制御
すると共に、入力されるパルスエンコーダ１９の回転検
出信号が入力されることにより、被加工物移動用モータ
１７への供給電力をフィードバック制御するように構成
されている。

【００１８】図２は、工作機械１における、被加工物２
の加工（切削加工）動作の一例を説明するための図であ
り、軸状の被加工物２は、図２に示されるように、主軸
回転用モータ１１により主軸回転用モータ１１（主軸）
の回転中心軸Ｌ回り（図２中矢印Ａ方向）に回転すると
共に、被加工物移動用モータ１７により主軸回転用モー
タ１１の回転中心軸Ｌと平行な方向（図２中矢印Ｃ方
向）に移動することになる。第１の工具３は、工具移動
用モータ１４Ａにより主軸回転用モータ１１の回転中心
軸Ｌと直交する方向（図２中矢印Ｂ方向）に移動するこ
とになり、被加工物２を所望の形状に加工する。第２の
工具４は、工具移動用モータ１４Ｂにより主軸回転用モ
ータ１１の回転中心軸Ｌと直交する方向（図２中矢印
Ｂ’方向）に移動することになり、被加工物２を所望の
形状に加工する。第３の工具５は、工具移動用モータ１
４Ｃにより主軸回転用モータ１１の回転中心軸Ｌと直交
する方向（図２中矢印Ｂ”方向）に移動することにな
り、被加工物２を所望の形状に加工する。図２に示され
た被加工物２の加工動作は、いわゆるスイス型工作機械
によるものである。なお、図２においては、矢印Ｂ、
Ｂ’、Ｂ”方向が上述したＸ軸方向となり、矢印Ｃ方向
が上述したＺ軸方向となる。また、工作機械１には、第
２及び第３の工具４，５が待機位置で干渉しないように
備えられている。

【００１９】制御ユニット部２１は、図１に示されるよ
うに、ＣＰＵ２２、カウント部２３、位置データ記憶部
２５、ＲＯＭ２６、インターフェース部２８、ＲＡＭ２
９等を有している。ＣＰＵ２２は、制御ユニット部２１
全体の信号処理等をつかさどる演算部である。カウント
部２３は、インターフェース部２８に接続されており、
パルスエンコーダ１３から出力された回転検出信号がイ
ンターフェース部２８を介して入力され、この入力され
た回転検出信号の発生回数をカウントするように構成さ
れている。また、カウント部２３は、ＣＰＵ２２にも接
続されており、パルスエンコーダ１３から出力された回
転検出信号の発生回数をカウントした結果をＣＰＵ２２
に出力するようにも構成されている。

【００２０】位置データ記憶部２５は、カウント部２３
にてカウントされた回転検出信号の発生回数のカウント
値のうち、複数の異なるカウント値毎に対応して、被加
工物２の移動位置をあらわす被加工物位置データと、各
工具３，４，５の移動位置をあらわす工具位置データ
と、を記憶するもので、ＲＡＭ等のメモリーにより構成
されている。位置データ記憶部２５においては、上述し
た被加工物位置データ及び工具位置データ等が、図３に
示されるような位置データテーブルＴの形で記憶されて
いる。なお、図３に示される位置データテーブルＴにお
いては、回転検出信号の発生回数のカウント値（Ｎ）そ
のものを用いている。なお、このカウント値（Ｎ）から
求められる主軸回転用モータ１１（主軸）の真の回転数
を用いるようにしてもよい。

【００２１】位置データテーブルＴでは、図３に示され
るように、主軸回転用モータ１１の累積カウント値
（Ｎ）が所定の値のときの被加工物位置データとして被
加工物２の移動位置（Ｚｐ）が、また、主軸回転用モー
タ１１の累積カウント値（Ｎ）が所定の値のときの工具
位置データとして工具３，４，５の移動位置（Ｘｐ）
が、それぞれ異なる複数の累積カウント値（Ｎ）毎に対
応して設定されており、たとえば累積カウント値（Ｎ）
が「２０００」ときの被加工物２の移動位置（Ｚｐ）が
「１」及び工具（第１の工具３）の移動位置（Ｘｐ）が
「２」というように設定されている。また、位置データ
テーブルＴには、被加工物２を加工するための工具がそ
れぞれ異なる複数の累積カウント値（Ｎ）毎に対応して
設定、指定されており、たとえば累積カウント値（Ｎ）
が「２０００」から「３５００」までの間の加工に用い
られる指定工具として「第１の工具３」が設定されてい
る。位置データ記憶部２５は、ＣＰＵ２２に接続されて
おり、記憶されている被加工物２の移動位置（Ｚｐ）が
被加工物位置データとして、工具３，４，５の移動位置
（Ｘｐ）が工具位置データとして、また、指定工具が工
具指定データとして、ＣＰＵ２２に読み出されることに
なる。

【００２２】図３に示された位置データテーブルＴは、
たとえば図４に示されるような、被加工物２のＺ軸方向
での移動位置の軌跡及び工具３，４，５のＸ軸方向での
移動位置の軌跡を実現するように設定されている。図４
（ａ）は、主軸回転用モータ１１（主軸）の累積カウン
ト値（Ｎ）に対する被加工物２のＺ軸方向での移動位置
の軌跡を示している。被加工物２は、累積カウント値
（Ｎ）が「２０００」から「３５００」に達する間にお
いて数値「１」から数値「３」に移動し、累積カウント
値（Ｎ）が「３５００」から「６０００」に達する間に
おいて数値「３」から数値「７」に移動する。また、被
加工物２は、累積カウント値（Ｎ）が「７０００」から
「８０００」に達する間においては数値「８」のまま移
動せず、累積カウント値（Ｎ）が「８０００」から「９
０００」に達する間において数値「８」から数値「９」
に移動し、累積カウント値（Ｎ）が「９０００」から
「１００００」に達する間においては数値「９」のまま
移動しない。そして、被加工物２は、累積カウント値
（Ｎ）が「１２０００」から「１３０００」に達する間
において数値「１１」から数値「１０」に移動し、累積
カウント値（Ｎ）が「１３０００」から「１４０００」
に達する間においては数値「１０」のまま移動しない。

【００２３】図４（ｂ）は、主軸回転用モータ１１（主
軸）の累積カウント値（Ｎ）に対する工具３のＸ軸方向
での移動位置の軌跡を示している。第１の工具３は、累
積カウント値（Ｎ）が「２０００」から「３５００」に
達する間においては数値「２」のまま移動せず、累積カ
ウント値（Ｎ）が「３５００」から「６０００」に達す
る間において数値「２」から数値「４」に移動する。ま
た、第２の工具４は、累積カウント値（Ｎ）が「７００
０」から「８０００」に達する間において数値「４」か
ら数値「３」に移動し、累積カウント値（Ｎ）が「８０
００」から「９０００」に達する間においては数値
「３」のまま移動せず、累積カウント値（Ｎ）が「９０
００」から「１００００」に達する間において数値
「３」から数値「４」に移動する。また、第３の工具５
は、累積カウント値（Ｎ）が「１２０００」から「１３
０００」に達する間においては数値「２」のまま移動せ
ず、累積カウント値（Ｎ）が「１３０００」から「１４
０００」に達する間において数値「２」から数値「４」
に移動する。

【００２４】上述したような移動位置の軌跡にしたがっ
て被加工物２及び工具３，４，５が移動することによ
り、被加工物２は図４（ｃ）に示されるような形状に加
工（切削）されることになる。累積カウント値（Ｎ）が
「２０００」から「３５００」に達する間において、図
４（ｃ）におけるＥ１地点からＥ２地点までが加工され
ることになり、累積カウント値（Ｎ）が「３５００」か
ら「６０００」に達する間において、Ｅ２地点からＥ３
地点までが加工されることになる。また、累積カウント
値（Ｎ）が「７０００」から「８０００」に達する間に
おいて、Ｅ４地点からＥ５地点までが加工されることに
なり、累積カウント値（Ｎ）が「８０００」から「９０
００」に達する間において、Ｅ５地点からＥ６地点まで
が加工されることになり、累積カウント値（Ｎ）が「９
０００」から「１００００」に達する間において、Ｅ６
地点からＥ７地点までが加工されることになる。そし
て、累積カウント値（Ｎ）が「１２０００」から「１３
０００」に達する間において、Ｅ８地点からＥ９地点ま
でが加工されることになり、累積カウント値（Ｎ）が
「１３０００」から「１４０００」に達する間におい
て、Ｅ９地点からＥ１０地点までが加工されることにな
る。

【００２５】なお、本実施形態においては、主軸回転用
モータ１１（主軸）の回転速度は、累積カウント値
（Ｎ）が「２０００」から「３５００」に達する間（Ｅ
１地点からＥ２地点までの加工単位）、累積カウント値
（Ｎ）が「３５００」から「６０００」に達する間（Ｅ
２地点からＥ３地点までの加工単位）、累積カウント値
（Ｎ）が「７０００」から「８０００」に達する間（Ｅ
４地点からＥ５地点までの加工単位）、累積カウント値
（Ｎ）が「８０００」から「９０００」に達する間（Ｅ
５地点からＥ６地点までの加工単位）、累積カウント値
（Ｎ）が「９０００」から「１００００」に達する間
（Ｅ６地点からＥ７地点までの加工単位）、累積カウン
ト値（Ｎ）が「１２０００」から「１３０００」に達す
る間（Ｅ８地点からＥ９地点までの加工単位）、及び累
積カウント値（Ｎ）が「１３０００」から「１４００
０」に達する間（Ｅ９地点からＥ１０地点までの加工単
位）において、それぞれ定められた一定の値に保持され
ている。また、主軸回転用モータ１１（主軸）の回転速
度は、被加工物２の材質等に応じて適宜設定可能であ
る。

【００２６】図３に示された位置データテーブルＴにお
いて、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３，４，
５の移動位置（Ｘｐ）が設定されている主軸回転用モー
タ１１（主軸）の累積カウント値（Ｎ）は、図４（ｃ）
に示されるように、加工される形状における変曲点、角
部又は曲率変更点等の加工形状が変更される位置（Ｅ１
〜Ｅ１０等）に対応する累積カウント値（Ｎ）とされて
おり、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３，４，
５の移動位置（Ｘｐ）は、上述したような加工形状が変
更される位置（Ｅ１〜Ｅ１０等）における移動位置をあ
らわすように規定されている。これにより、被加工物２
の加工形状における直線部分を分割することが抑制され
て、所望の形状における変曲点、角部又は曲率変更点等
の加工形状が変更される位置が設定されることになり、
位置データ記憶部２５における被加工物位置データ及び
工具位置データの記憶容量をより一層大幅に削減するこ
とができる。

【００２７】ＲＯＭ２６は、各種処理プログラムを記憶
する記憶部である。インターフェース部２８は、後述す
るようにＣＰＵ２２にて確定された被加工物２の移動位
置をあらわすことになる被加工物位置指令信号を被加工
物移動用モータ駆動部１８に出力する、同じくＣＰＵ２
２にて確定された工具３，４，５の移動位置をあらわす
ことになる工具位置指令信号を工具移動用モータ駆動部
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに出力する、ＣＰＵ２２にて演
算されて確定される主軸の回転速度をあらわすことにな
る主軸回転速度指令信号を主軸回転用モータ駆動部１２
に出力する、及び、各パルスエンコーダ１３，１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｃ，１９から出力された回転検出信号をＣ
ＰＵ２２、カウント部２３に入力するための信号入出力
部である。ＲＡＭ２９は、ＣＰＵ２２における各種演算
の結果を読み出し可能に一時的に記憶するように構成さ
れている。

【００２８】次に、図５に基づいて、図３に示された位
置データテーブルＴを設定する方法（移動位置設定方
法）を説明する。なお、位置データテーブルＴを設定す
る方法は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、マウスや
キーボードなどの入力装置、ディスプレイなどの表示装
置、ハードディスクなどの格納装置などを備えたコンピ
ュータシステム（例えばパーソナルコンピュータ）によ
り実行してもよく、制御ユニット部２１にて実行するよ
うにしてもよい。

【００２９】まず、コンピュータシステムは、被加工物
２の所望の加工形状をあらわすＣＡＤデータに基づい
て、被加工物２の主軸回転用モータ１１（主軸）の回転
中心軸Ｌに沿った断面における輪郭形状Ｇを設定する
（Ｓ１０１）。設定された輪郭形状Ｇは、表示装置に表
示される。なお、被加工物２は旋削加工物であるので、
図６に示されるように、回転中心軸Ｌに沿った断面での
輪郭形状Ｇの上半分を表示装置に表示すれば、オペレー
タは輪郭形状Ｇの全体を十分認識することができる。

【００３０】次に、コンピュータシステムは、輪郭形状
Ｇを、この輪郭形状Ｇに含まれる変曲点に基づいて加工
単位に分割する（Ｓ１０３：加工単位分割工程）。分割
された加工単位は、加工単位開始点と加工単位終了点と
を含む複数の変曲点の列からなり、線分にてあらわされ
る。本実施形態においては、オペレータが二つの変曲点
を加工単位開始点と加工単位終了点として指定すること
により、コンピュータシステムが指定された変曲点を加
工単位開始点と加工単位終了点とする加工単位を分割、
設定する。たとえば、表示装置に表示された輪郭形状Ｇ
において、オペレータが輪郭形状Ｇの右側にあるＥ１地
点とＥ２地点とを指定することにより、図７に示される
ように、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単位が分割、
設定されることになる。続いて、オペレータが輪郭形状
ＧのＥ２地点とＥ３地点とを指定することにより、図８
に示されるように、Ｅ２地点からＥ３地点までの加工単
位が分割、設定されることになる。なお、加工単位に分
割は、オペレータの指示に基づいて行ってもよく、ま
た、コンピュータシステム側にて自動的に行うようにし
てもよい。

【００３１】輪郭形状Ｇを加工単位に分割すると、コン
ピュータシステムは、加工単位の加工を行うために必要
な少なくとも工具指定データ及び加工速度データを当該
加工単位に対して設定する（Ｓ１０５：加工データ設定
工程）。工具指定データは加工単位を加工する工具の種
類をあらわすものであり、図１４に示された表示画面Ｓ
１に従って入力された工具の種類が工具指定データとし
て設定される。この工具指定データは、表示画面Ｓ１の
工具選択ウインドウＷ１の入力ボックスＩＢ１に、工具
の種類を入力することにより、コンピュータシステムに
て設定されることになる。なお、表示画面Ｓ１の工具選
択ウインドウＷ１には、選択可能な工具のリストが表示
されている。また、表示画面Ｓ１では、工具を設定する
加工単位が輪郭形状Ｇにおいて太線にて表示されてい
る。たとえば、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単位及
びＥ２地点からＥ３地点までの加工単位（図１４中、太
線にて表示された部分）について、入力ボックスＩＢ１
に工具の種類（たとえば、第１の工具３）が入力される
と、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単位及びＥ２地点
からＥ３地点までの加工単位を加工するために必要な工
具指定データとして入力された工具（第１の工具３）が
設定されることになる。

【００３２】加工速度データは設定された工具による加
工速度をあらわすものであり、図１５に示された表示画
面Ｓ２に従って入力された主軸回転速度及び切削速度が
加工速度データとして設定される。この加工速度データ
は、表示画面Ｓ２の加工速度設定ウインドウＷ２の入力
ボックスＩＢ２に主軸回転速度を入力することにより、
また、入力ボックスＩＢ３に切削速度を入力することに
より、コンピュータシステムにて設定されることにな
る。なお、表示画面Ｓ２では、表示画面Ｓ１と同様に、
工具を設定する加工単位が輪郭形状Ｇにおいて太線にて
表示されている。たとえば、Ｅ１地点からＥ２地点まで
の加工単位（図１５中、太線にて表示された部分の一
部）について、入力ボックスＩＢ２に主軸回転速度（た
とえば、３０００ｒｐｍ）が入力され、そして、入力ボ
ックスＩＢ３に切削速度（たとえば、０．１ｍｍ／Ｒ）
が入力されると、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単位
を加工するための加工速度データとして入力された主軸
回転速度（３０００ｒｐｍ）及び切削速度（０．１ｍｍ
／Ｒ）が設定されることになる。また、Ｅ２地点からＥ
３地点までの加工単位（図１５中、太線にて表示された
部分の一部）について、入力ボックスＩＢ２に主軸回転
速度（たとえば、３０００ｒｐｍ）が入力され、そし
て、入力ボックスＩＢ３に切削速度（たとえば、０．１
ｍｍ／Ｒ）が入力されると、Ｅ２地点からＥ３地点まで
の加工単位を加工するための加工速度データとして入力
された主軸回転速度（３０００ｒｐｍ）及び切削速度
（０．１ｍｍ／Ｒ）が設定されることになる。ここで、
単位「ｍｍ／Ｒ」は、１回転当りに進む距離を示してい
る。

【００３３】なお、Ｓ１０３（加工単位分割工程）にお
いて、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単位とＥ２地点
からＥ３地点までの加工単位とを分割、設定し、Ｓ１０
５（加工データ設定工程）において、Ｅ１地点からＥ２
地点までの加工単位及びＥ２地点からＥ３地点までの加
工単位に対する工具指定データを設定すると共に、Ｅ１
地点からＥ２地点までの加工単位及びＥ２地点からＥ３
地点までの加工単位に対する加工速度データを設定する
ようにしているが、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単
位を分割、設定し、このＥ１地点からＥ２地点までの加
工単位に対する工具指定データ及び加工速度データを設
定した後に、Ｅ２地点からＥ３地点までの加工単位を分
割、設定し、このＥ２地点からＥ３地点までの加工単位
に対する工具指定データ及び加工速度データを設定する
ようにしてもよい。

【００３４】工具指定データ及び加工速度データを設定
すると、コンピュータシステムは、輪郭形状Ｇ、すなわ
ちＣＡＤデータ（加工単位の距離）と加工速度データ
（加工単位に対する切削速度）とに基づいて、加工工単
位を変曲点の列に沿って加工する際に到達するそれぞれ
の変曲点に対応して当該変曲点に到達するまでの到達時
間（加工単位の加工に要する時間）を演算すると共に、
それぞれの変曲点に対応する被加工物２及び工具の移動
位置を絶対値として演算する（Ｓ１０７：演算工程）。
ここで、絶対値とは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す
各々の縦軸の数値であり、図示しないＸ軸あるいはＺ軸
におけるそれぞれの唯一の基準位置からの距離を示す値
である。たとえば、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単
位の距離とＥ１地点からＥ２地点までの加工単位に対す
る加工速度データ（切削速度）とに基づいて、Ｅ１地点
からＥ２地点までの加工単位の加工に要する時間が演算
されることになる。そして、Ｅ１地点からＥ２地点まで
の加工単位におけるＣＡＤデータから、Ｅ１地点におけ
る被加工物２及び工具（第１の工具３）の移動位置とＥ
２地点における被加工物２及び工具（第１の工具３）の
移動位置とが絶対値として演算されることになる。ま
た、Ｅ２地点からＥ３地点までの加工単位の距離とＥ２
地点からＥ３地点までの加工単位に対する加工速度デー
タ（切削速度）とに基づいて、Ｅ２地点からＥ３地点ま
での加工単位の加工に要する時間が演算されることにな
る。そして、Ｅ３地点までの加工単位におけるＣＡＤデ
ータから、Ｅ３地点における被加工物２及び工具（第１
の工具３）の移動位置が絶対値として演算されることに
なる。

【００３５】次に、コンピュータシステムは、加工に要
する時間（到達時間）が演算された加工単位に対して、
到達時間に対応した被加工物の回転角度位置のそれぞれ
を累積値（累積カウント値）として設定する（Ｓ１０
９：回転角度位置設定工程）。ここでは、加工速度デー
タとして主軸回転速度が設定されているので、この主軸
回転速度をもとに、加工に必要とされる累積カウント値
が演算、設定されることになる。たとえば、Ｅ１地点か
らＥ２地点までの加工単位の加工に要する時間での主軸
（被加工物２）の回転数（たとえば、１５００）を演算
し、演算した回転数をすでに判明しているＥ１地点の累
積カウント値（たとえば、２０００）に加算することに
より、Ｅ２地点（たとえば、３５００）における累積カ
ウント値が演算、設定されることになる。そして、Ｅ２
地点からＥ３地点までの加工単位の加工に要する時間で
の主軸（被加工物２）の回転数（たとえば、２５００）
を演算し、Ｅ２地点の累積カウント値に加算することに
より、Ｅ３地点における累積カウント値（たとえば、６
０００）が演算、設定されることになる。

【００３６】次に、コンピュータシステムは、全ての加
工単位について被加工物２及び工具の移動位置及び累積
カウント値が演算、設定されたか否かを判断し（Ｓ１１
１）、全ての加工単位について被加工物２及び工具の移
動位置及び累積カウント値が設定されていない場合（Ｓ
１１１にてＮＯ）には、Ｓ１０３（加工単位分割工程）
にリターンして、Ｓ１０３〜Ｓ１０９までの処理を繰り
返す。Ｅ１地点〜Ｅ３地点までの加工単位について被加
工物２及び工具の移動位置及び累積カウント値が演算、
設定されると、以下のようにして、Ｅ４地点〜Ｅ７地点
までの加工単位について被加工物２及び工具の移動位置
及び累積カウント値が演算、設定されることになる。

【００３７】たとえば、表示装置に表示された輪郭形状
Ｇにおいて、オペレータが輪郭形状Ｇの右側にあるＥ４
地点とＥ５地点とを指定することにより、図９に示され
るように、Ｅ４地点からＥ５地点までの加工単位が分
割、設定されることになる。続いて、オペレータが輪郭
形状ＧのＥ５地点とＥ６地点とを指定することにより、
図１０に示されるように、Ｅ５地点からＥ６地点までの
加工単位が分割、設定されることになり、オペレータが
輪郭形状ＧのＥ６地点とＥ７地点とを指定することによ
り、図１１に示されるように、Ｅ６地点からＥ７地点ま
での加工単位が分割、設定されることになる。

【００３８】そして、Ｅ４地点からＥ５地点までの加工
単位、Ｅ５地点からＥ６地点までの加工単位、及びＥ６
地点からＥ７地点までの加工単位について、表示画面Ｓ
１の工具選択ウインドウＷ１の入力ボックスＩＢ１に工
具の種類（たとえば、第２の工具４）が入力されると、
Ｅ４地点からＥ５地点までの加工単位、Ｅ５地点からＥ
６地点までの加工単位、及びＥ６地点からＥ７地点まで
の加工単位を加工するために必要な工具指定データとし
て入力された工具（第２の工具４）が設定されることに
なる。

【００３９】また、Ｅ４地点からＥ５地点までの加工単
位について、表示画面Ｓ２の加工速度設定ウインドウＷ
２の入力ボックスＩＢ２に主軸回転速度（たとえば、２
０００ｒｐｍ）が入力され、そして、入力ボックスＩＢ
３に切削速度（たとえば、０．１ｍｍ／Ｒ）が入力され
ると、Ｅ４地点からＥ５地点までの加工単位を加工する
ための加工速度データとして入力された主軸回転速度
（２０００ｒｐｍ）及び切削速度（０．１ｍｍ／Ｒ）が
設定されることになる。Ｅ５地点からＥ６地点までの加
工単位について、入力ボックスＩＢ２に主軸回転速度
（たとえば、２０００ｒｐｍ）が入力され、そして、入
力ボックスＩＢ３に切削速度（たとえば、０．１ｍｍ／
Ｒ）が入力されると、Ｅ５地点からＥ６地点までの加工
単位を加工するための加工速度データとして入力された
主軸回転速度（２０００ｒｐｍ）及び切削速度（０．１
ｍｍ／Ｒ）が設定されることになる。Ｅ６地点からＥ７
地点までの加工単位について、入力ボックスＩＢ２に主
軸回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ）が入力され、
そして、入力ボックスＩＢ３に切削速度（たとえば、
０．１ｍｍ／Ｒ）が入力されると、Ｅ６地点からＥ７地
点までの加工単位を加工するための加工速度データとし
て入力された主軸回転速度（２０００ｒｐｍ）及び切削
速度（０．１ｍｍ／Ｒ）が設定されることになる。

【００４０】続いて、Ｅ４地点からＥ５地点までの加工
単位の距離とＥ４地点からＥ５地点までの加工単位に対
する加工速度データ（切削速度）とに基づいて、Ｅ４地
点からＥ５地点までの加工単位の加工に要する時間が演
算されることになる。そして、Ｅ４地点からＥ５地点ま
での加工単位におけるＣＡＤデータから、Ｅ４地点にお
ける被加工物２及び工具（第２の工具４）の移動位置と
Ｅ５地点における被加工物２及び工具（第２の工具４）
の移動位置とが絶対値として演算されることになる。Ｅ
５地点からＥ６地点までの加工単位の距離とＥ５地点か
らＥ６地点までの加工単位に対する加工速度データ（切
削速度）とに基づいて、Ｅ５地点からＥ６地点までの加
工単位の加工に要する時間が演算されることになる。そ
して、Ｅ５地点からＥ６地点までの加工単位におけるＣ
ＡＤデータから、Ｅ６地点における被加工物２及び工具
（第２の工具４）の移動位置が絶対値として演算される
ことになる。Ｅ６地点からＥ７地点までの加工単位の距
離とＥ６地点からＥ７地点までの加工単位に対する加工
速度データ（切削速度）とに基づいて、Ｅ６地点からＥ
７地点までの加工単位の加工に要する時間が演算される
ことになる。そして、Ｅ６地点からＥ７地点までの加工
単位におけるＣＡＤデータから、Ｅ７地点における被加
工物２及び工具（第２の工具４）の移動位置が絶対値と
して演算されることになる。

【００４１】そして、Ｅ４地点からＥ５地点までの加工
単位の加工に要する時間での主軸（被加工物２）の回転
数（たとえば、１０００）を演算し、演算した回転数を
すでに判明しているＥ４地点の累積カウント値（たとえ
ば、７０００）に加算することにより、Ｅ５地点（たと
えば、８０００）における累積カウント値が演算、設定
されることになる。同様にして、Ｅ６地点における累積
カウント値（たとえば、９０００）及びＥ７地点におけ
る累積カウント値（たとえば、１００００）が演算、設
定されることになる。

【００４２】また、Ｅ４地点〜Ｅ７地点までの加工単位
について被加工物２及び工具の移動位置及び累積カウン
ト値が演算、設定されると、以下のようにして、Ｅ８地
点〜Ｅ１０地点までの加工単位について被加工物２及び
工具の移動位置及び累積カウント値が演算、設定される
ことになる。たとえば、表示装置に表示された輪郭形状
Ｇにおいて、オペレータが輪郭形状Ｇの右側にあるＥ８
地点とＥ９地点とを指定することにより、図１２に示さ
れるように、Ｅ８地点からＥ９地点までの加工単位が分
割、設定されることになる。続いて、オペレータが輪郭
形状ＧのＥ９地点とＥ１０地点とを指定することによ
り、図１３に示されるように、Ｅ８地点からＥ１０地点
までの加工単位が分割、設定されることになる。

【００４３】そして、Ｅ８地点からＥ９地点までの加工
単位及びＥ９地点からＥ１０地点までの加工単位につい
て、表示画面Ｓ１の工具選択ウインドウＷ１の入力ボッ
クスＩＢ１に工具の種類（たとえば、第３の工具５）が
入力されると、Ｅ８地点からＥ９地点までの加工単位及
びＥ９地点からＥ１０地点までの加工単位を加工するた
めに必要な工具指定データとして入力された工具（第３
の工具５）が設定されることになる。

【００４４】また、Ｅ８地点からＥ９地点までの加工単
位について、表示画面Ｓ２の加工速度設定ウインドウＷ
２の入力ボックスＩＢ２に主軸回転速度（たとえば、３
０００ｒｐｍ）が入力され、そして、入力ボックスＩＢ
３に切削速度（たとえば、０．１ｍｍ／Ｒ）が入力され
ると、Ｅ８地点からＥ９地点までの加工単位を加工する
ための加工速度データとして入力された主軸回転速度
（３０００ｒｐｍ）及び切削速度（０．１ｍｍ／Ｒ）が
設定されることになる。Ｅ９地点からＥ１０地点までの
加工単位について、入力ボックスＩＢ２に主軸回転速度
（たとえば、２０００ｒｐｍ）が入力され、そして、入
力ボックスＩＢ３に切削速度（たとえば、０．２ｍｍ／
Ｒ）が入力されると、Ｅ９地点からＥ１０地点までの加
工単位を加工するための加工速度データとして入力され
た主軸回転速度（２０００ｒｐｍ）及び切削速度（０．
２ｍｍ／Ｒ）が設定されることになる。

【００４５】続いて、Ｅ８地点からＥ９地点までの加工
単位の距離とＥ８地点からＥ９地点までの加工単位に対
する加工速度データ（切削速度）とに基づいて、Ｅ８地
点からＥ９地点までの加工単位の加工に要する時間が演
算されることになる。そして、Ｅ８地点からＥ９地点ま
での加工単位におけるＣＡＤデータから、Ｅ８地点にお
ける被加工物２及び工具（第３の工具５）の移動位置と
Ｅ９地点における被加工物２及び工具（第３の工具５）
の移動位置とが絶対値として演算されることになる。Ｅ
９地点からＥ１０地点までの加工単位の距離とＥ９地点
からＥ１０地点までの加工単位に対する加工速度データ
（切削速度）とに基づいて、Ｅ９地点からＥ１０地点ま
での加工単位の加工に要する時間が演算されることにな
る。そして、Ｅ９地点からＥ１０地点までの加工単位に
おけるＣＡＤデータから、Ｅ１０地点における被加工物
２及び工具（第３の工具５）の移動位置が絶対値として
演算されることになる。

【００４６】そして、Ｅ８地点からＥ９地点までの加工
単位の加工に要する時間での主軸（被加工物２）の回転
数（たとえば、１０００）を演算し、演算した回転数を
すでに判明しているＥ８地点の累積カウント値（たとえ
ば、１２０００）に加算することにより、Ｅ９地点（た
とえば、１３０００）における累積カウント値が演算、
設定されることになる。同様にして、Ｅ１０地点におけ
る累積カウント値（たとえば、１４０００）が演算、設
定されることになる。

【００４７】上述したようにして全ての加工単位につい
て被加工物２及び工具の移動位置及び累積カウント値を
演算、設定すると、コンピュータシステムは、Ｓ１０９
（回転角度位置設定工程）にて設定した被加工物の回転
角度位置（累積カウント値）のそれぞれに対応して、Ｓ
１０７（演算工程）にて演算した被加工物２及び工具の
移動位置をそれぞれ位置データとして、制御ユニット部
２１の位置データ記憶部２５に位置データテーブルＴの
形で記憶、格納する（Ｓ１１３：位置データ記憶工
程）。これにより、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び
工具３，４，５の移動位置（Ｘｐ）を累積カウント値に
対応づけて設定した位置データテーブルＴが確定される
ことになる。この位置データテーブルＴの内容は、電子
データとして記憶されている。また、Ｓ１１３（位置デ
ータ記憶工程）では、工具指定データとして設定された
工具が、累積カウント値に対応して位置データテーブル
Ｔに記憶、格納される。

【００４８】各工具３，４，５による加工軌跡は、位置
データテーブルＴ中の被加工物２の移動位置(Ｚｐ)、工
具３，４，５の移動位置（Ｘｐ）、及び工具３，４，５
の指定に基づいた処理がなされることにより、図１６に
示されるように、コンピュータシステムの表示装置上に
おいて、輪郭形状Ｇの表示上に、矢印付き太線で表示さ
れる。図１６中におけるＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ
５，Ｃ６は、被加工物２の素材直径αより少し大きめに
設定された直径α＋βの位置にあり、この位置より内側
(中心線側)では各工具３，４，５が加工を行うことを前
提に予め指定された加工速度で移動することを指定する
加工領域を定めるものである。すなわち、第１の工具３
は、Ｃ１から加工動作に入り、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３経てＣ
２で加工動作から抜け出ることを示している。これによ
り、図７〜図１３に示した被加工物２を加工単位に分割
した手順が図１９の加工軌跡の表示で再確認することが
できる。

【００４９】ここで、Ｃ２とＣ３の間は、第１の工具３
から第２の工具４への工具交換が存在する。従って、図
３に示す累積カウント値「６０００」の位置（Ｅ３地
点）と、累積カウント値「７０００」の位置（Ｅ４地
点)との間にあって、第１の工具３の退避と第２の工具
４の進入が行われるもので、詳細な説明は省くが図１に
示す制御ユニット部２１（ＣＰＵ２２）によって各制御
指令が生成される。さらに少なくとも制御指令を出力す
る各工具の移動に伴う干渉の有無を判定する干渉チェッ
クが実施されるような場合には、Ｃ２とＣ３間で干渉す
ることが判明した場合に、Ｃ２とＣ３間に時間的余裕が
加えられ、Ｅ４地点の位置に対応する累積カウント値
「７０００」は例えば、「７５００」等と大きい数値に
自動変更され記憶される。その際、Ｅ４地点に対応する
被加工物２の移動位置(Ｚｐ)と工具（第２の工具４）の
移動位置（Ｘｐ)、及び工具の指定は全く変更されるこ
とがない。このように、分割された加工単位の間に時間
追加をすることは容易に行うことが可能である。また、
Ｃ４とＣ５の間にも、第２の工具４から第３の工具５へ
の工具交換が存在することから、上述したような干渉チ
ェックを実施してもよい。

【００５０】続いて、図１７〜図２０を参照して、分割
した加工単位の削り代として、加工単位開始点あるいは
加工単位終了点を列に沿って延長して新たな加工単位開
始点あるいは加工単位終了点とする削り代付加工程につ
いて説明する。削り代は、Ｓ１０３（加工単位分割工
程）において設定された加工単位の加工をより円滑に行
うために、付加させるものであり、本実施例において
は、上述したＳ１０３（加工単位分割工程）の後段にて
実行されることになる。

【００５１】図１７は、削り代設定を行うための画面を
示し、コンピュータシステムの表示装置に表示される。
たとえば、Ｅ１地点からＥ２地点までの加工単位及びＥ
２地点からＥ３地点までの加工単位が分割、設定された
後、オペレータがＥ１地点を選択して、所定の距離（例
えば軸方向に０．５ｍｍ付加）を指定することにより、
コンピュータシステムは、図１７に示すように、削り代
として破線Ｆ１〜Ｅ１の区間をＥ１地点の加工前でＥ１
〜Ｅ２の加工軌跡の延長線上に付加する。また、オペレ
ータがＥ３地点を選択し、所定の距離（例えば、半径方
向に０．１ｍｍ付加）を指定することにより、コンピュ
ータシステムは、Ｅ３地点の加工後でＥ１〜Ｅ２の加工
軌跡の延長線上に、削り代として破線Ｅ３〜Ｆ２の区間
を付加する。この結果、工具（第１の工具３）による加
工軌跡は、図１８に示されるように、コンピュータシス
テムの表示装置上において、輪郭形状Ｇの表示上に、矢
印付き太線で表示される。図１８中におけるＤ１，Ｄ
２，Ｄ３，Ｄ４は、削り代を付加した位置となってい
る。すなわち、第１の工具３は、Ｄ１から加工動作に入
り、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｄ３経てＤ４で加工動作
から抜け出ることを示している。

【００５２】上述した削り代を付加することにより、図
３に対応する位置データテーブルＴの内容は、図１９に
示すように変更されることになる。被加工物２の移動位
置（Ｚｐ）が数値「０．５」のところは、図３におい
て、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）が数値「１」であっ
たところである。対応する累積カウント値（Ｎ）は、Ｅ
１〜Ｅ２の移動速度の延長線上にあるため、以下のよう
に比例計算され、「１６２５」となる。（3500−2000）／（3−1）＝（3500−Ｎ）／（3−O.5）Ｄ３に対応する部分は、工具（第１の工具３）の移動位
置（Ｘｐ）が削り代を付加して「４」から「４．１」に
変更されることから、対応する累積カウント値（Ｎ）
は、以下のように比例計算され、「６１２５」となる。（6000−3500）／（4−2）＝（Ｎ−3500）／（4.1−2）また、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）は、以下のように
比例計算され、「７．２」となる。（6000−3500）／（7−3）＝（6125−3500）／（Ｚｐ−
3）

【００５３】ところで、第２の工具４による加工軌跡
は、図２０に示されるように、コンピュータシステムの
表示装置上において、輪郭形状Ｇの表示上に、矢印付き
線で表示される。Ｅ５地点からＥ６地点までの加工単位
における第２の工具４の加工軌跡は、図１６においては
直線的に表示されているが、図２０では分割されて表示
されている。これは、第２の工具４は、図２に示される
ように、所定の幅の切削刃を有することから、Ｅ５地点
に到達した後に戻り工程（Ｅ５〜Ｐ１)が追加され、被
加工物２の移動位置（Ｚｐ）がＰ１からＰ２に移され、
その後、再度の切り込み工程（Ｐ２〜Ｅ６)を経てＥ６
に到達するからである。このように、工具の切削刃の幅
に対応して、工具の移動軌跡（加工軌跡）のパターンを
予め設定しておき、たとえば、図１６に示す加工軌跡の
表示を行う場合、対応する箇所を図２０に示されるよう
な表示とすることで、工具の加工軌跡を視覚化できるこ
ととなる。

【００５４】なお、切削刃の幅等の工具そのものの形状
データは、移動位置の設定開始前に予め設置しておくこ
とが好ましい。しかしながら、移動位置の設定中に、新
規な工具設定を行いたくなることも考えられることか
ら、たとえば、図１４に示した表示画面による工具選択
の際、新規な工具を選択した場合には工具の形状データ
等の入力が可能となるようにしてもよい。

【００５５】以上のように、本実施形態によれば、加工
単位分割工程（Ｓ１０３）により、所望の形状の所定の
軸に沿った断面の輪郭形状Ｇにおける複数の変曲点が加
工単位開始点と加工単位終了点とを含む複数の変曲点の
列からなる加工単位に分割され、加工データ設定工程
（Ｓ１０５）により、加工単位の加工を行うために必要
な少なくとも加工速度データが当該加工単位に対して設
定され、演算工程（Ｓ１０７）により、加工データ設定
工程（Ｓ１０５）にて設定した加工速度データをもと
に、加工単位を変曲点の列に沿って加工する際に到達す
るそれぞれの変曲点に対応して当該変曲点に到達するま
での到達時間が演算されると共に、当該変曲点に対応す
る被加工物２及び工具３，４，５の移動位置（Ｚｐ），
（Ｘｐ）が演算される。そして、回転角度位置設定工程
（Ｓ１０９）により、加工単位に対して、到達時間に対
応した被加工物２の回転角度位置のそれぞれが累積カウ
ント値（Ｎ）として設定される。

【００５６】このように、加工後の被加工物２の輪郭形
状Ｇをもとにして、この輪郭形状Ｇを複数の加工単位に
分割し、各加工単位に対して、被加工物２及び工具３，
４，５の移動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）とが設定されるこ
とから、設定された被加工物２及び工具３，４，５の移
動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）は、それぞれの加工単位を加
工するという工作機械１の実加工動作に適したものとな
り、位置データ等の設定を誤りなく容易に行うことがで
きる。特に、輪郭形状Ｇの変曲点を用いて加工単位に分
割しているので、少ない位置データによって、正確な移
動位置の入力が可能となるという利点が生じる。

【００５７】また、本実施形態における移動位置設定方
法は、実加工動作に適した設定方法であるため、どの位
置で加工単位に分割するか、加工順番をどのように設定
するかは、オペレータの加工ノウハウが反映される個所
であり、オペレータはこれまで蓄積された加工ノウハウ
により加工効率の向上を容易に付加することができる。

【００５８】また、それぞれの加工単位における被加工
物２及び工具３，４，５の移動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）
が累積カウント値（Ｎ）に対して設定されることになる
ため、加工単位の再分割、挿入、追加等の演算に際して
加工単位の両端における位置データは変わることがな
く、加工単位の再分割、挿入、追加等の演算に伴って累
積される誤差が他の加工単位における位置データに及ぶ
ようなことはない。また、実加工時には、被加工物２及
び工具３，４，５の移動を制御するための移動指令が演
算された移動位置（位置データ）に基づいてなされるこ
とから、被加工物２の加工寸法に累積誤差が生じること
もない。これらの結果、工作機械１での正確な加工が可
能となる。

【００５９】そして、本実施形態においては、分割した
加工単位の削り代として、加工単位開始点あるいは加工
単位終了点を列に沿って延長して新たな加工単位開始点
あるいは加工単位終了点とする削り代付加工程を更に含
んでいる。これにより、削り代(後で切り取られる領
域、及び、実際に加工を行ってはいないが加工を行って
いるように工具等を移動させる領域)を実加工領域に付
加させることで、被加工物２の加工開始箇所前後、ある
いは加工終了箇所前後が同一の加工条件で連続的に移動
されることになるため、加工精度がよく、安定して加工
できることとなる。また、このような削り代の設定を容
易に行うことができる。

【００６０】また、本実施形態においては、回転角度位
置設定工程（Ｓ１０９）にて設定した被加工物２の回転
角度位置のそれぞれに対応して、演算工程（Ｓ１０７）
にて演算した被加工物２及び工具３，４，５の移動位置
（Ｚｐ），（Ｘｐ）を位置データとして記憶する位置デ
ータ記憶工程（Ｓ１１３）を更に含んでいる。これによ
り、回転角度位置設定工程（Ｓ１０９）にて設定した被
加工物２の回転角度位置のそれぞれに対応して、演算工
程（Ｓ１０７）にて演算した被加工物２及び工具３，
４，５の移動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）が位置データとし
て記憶されることとなり、これらの移動位置を位置デー
タとして適切に記憶させることができる。

【００６１】また、本実施形態においては、加工データ
設定工程（Ｓ１０５）にて、それぞれの加工単位におけ
る工具指定データが設定される。これにより、それぞれ
の加工単位において用いられる工具３，４，５を適切に
確定させることができる。

【００６２】また、本実施形態においては、加工データ
設定工程（Ｓ１０５）にて、加工単位に対応して主軸回
転速度が設定されるため、図３に示される位置データテ
ーブルＴに於ける累積カウント値（Ｎ）は指定された加
工単位における主軸回転速度に対応することになる。こ
れにより、主軸回転速度の状態が高回転速度状態であろ
うが、低回転速度状態であろうが、また、加工単位間で
主軸回転速度が切り替わっても、図５に示された手順
（移動位置設定方法）に従って、図３あるいは図１９に
示されるような位置データテーブルＴを作成することが
できる。

【００６３】続いて、図２１に基づいて、図３に示され
た位置データテーブルＴを設定する方法（移動位置設定
方法）の変形例を説明する。

【００６４】まず、コンピュータシステムは、上述した
実施形態と同様に、被加工物２の所望の加工形状をあら
わすＣＡＤデータに基づいて、被加工物２の主軸回転用
モータ１１（主軸）の回転中心軸Ｌに沿った断面におけ
る輪郭形状Ｇを設定する（Ｓ２０１）。

【００６５】次に、コンピュータシステムは、輪郭形状
Ｇ全体を、この輪郭形状Ｇに含まれる変曲点に基づいて
加工単位に分割する（Ｓ２０３：加工単位分割工程）。
このとき、コンピュータシステムは、自動的に、連続し
た二つの変曲点を結んでそれぞれの加工単位を一括作成
し、この後、加工単位の分割、結合等の処理を行い、加
工単位を最適化する。そして、コンピュータシステム
は、最適化した各加工単位についてあらためて加工順番
を設定する。

【００６６】続いて、コンピュータシステムは、加工単
位の分割順（加工順）に従って、最初の加工単位に対し
て、加工単位の加工を行うために必要な少なくとも工具
指定データ及び加工速度データを設定する（Ｓ２０５：
加工データ設定工程）。工具指定データ及び加工速度デ
ータを設定すると、コンピュータシステムは、輪郭形状
Ｇ、すなわちＣＡＤデータ（加工単位の距離）と加工速
度データ（加工単位に対する切削速度）とに基づいて、
加工工単位を変曲点の列に沿って加工する際に到達する
それぞれの変曲点に対応して当該変曲点に到達するまで
の到達時間（加工単位の加工に要する時間）を演算する
と共に、それぞれの変曲点に対応する被加工物２及び工
具の移動位置を絶対値として演算する（Ｓ２０７：演算
工程）。

【００６７】次に、コンピュータシステムは、加工に要
する時間（到達時間）が演算された加工単位に対して、
到達時間に対応した被加工物の回転角度位置のそれぞれ
を累積値（累積カウント値）として設定する（Ｓ２０
９：回転角度位置設定工程）。そして、コンピュータシ
ステムは、全ての加工単位について被加工物２及び工具
の移動位置及び累積カウント値が演算、設定されたか否
かを判断し（Ｓ２１１）、全ての加工単位について被加
工物２及び工具の移動位置及び累積カウント値が設定さ
れていない場合（Ｓ２１１にてＮＯ）には、Ｓ２０５
（加工データ設定工程）にリターンして、次の加工単位
に対してＳ２０５〜Ｓ２０９までの処理を繰り返す。こ
れにより、加工単位の分割順（加工順）に従って、到達
時間に対応した被加工物の回転角度位置のそれぞれを累
積カウント値が設定されることになる。

【００６８】最後の加工単位について被加工物２及び工
具の移動位置及び累積カウント値を演算、設定すると、
コンピュータシステムは、Ｓ２０９（回転角度位置設定
工程）にて設定した被加工物の回転角度位置（累積カウ
ント値）のそれぞれに対応して、Ｓ２０７（演算工程）
にて演算した被加工物２及び工具の移動位置をそれぞれ
位置データとして、制御ユニット部２１の位置データ記
憶部２５に位置データテーブルＴの形で記憶、格納する
（Ｓ２１３：位置データ記憶工程）。

【００６９】以上のように、上述した変形例によれば、
加工単位分割工程（Ｓ２０３）により、所望の形状の所
定の軸に沿った断面の輪郭形状Ｇにおける複数の変曲点
が加工単位開始点と加工単位終了点とを含む複数の変曲
点の列からなる加工単位に自動的に分割され、加工デー
タ設定工程（Ｓ２０５）により、加工単位の加工を行う
ために必要な少なくとも加工速度データが当該加工単位
に対して設定され、演算工程（Ｓ２０７）により、加工
データ設定工程（Ｓ２０５）にて設定した加工速度デー
タをもとに、加工単位を変曲点の列に沿って加工する際
に到達するそれぞれの変曲点に対応して当該変曲点に到
達するまでの到達時間が演算されると共に、当該変曲点
に対応する当該変曲点に対応する被加工物２及び工具
３，４，５の移動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）が演算され
る。そして、回転角度位置設定工程（Ｓ２０９）によ
り、加工単位の分割順（加工順）に従って、到達時間に
対応した被加工物２の回転角度位置のそれぞれが累積カ
ウント値（Ｎ）して設定される。

【００７０】このように、加工後の被加工物２の輪郭形
状Ｇをもとにして、この輪郭形状Ｇを複数の加工単位に
分割し、各加工単位に対して、被加工物２及び工具３，
４，５の移動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）とが設定されるこ
とから、設定された被加工物２及び工具３，４，５の移
動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）は、それぞれの加工単位を加
工するという工作機械１の実加工動作に適したものとな
り、位置データ等の設定を誤りなく容易に行うことがで
きる。特に、輪郭形状Ｇの変曲点を用いて加工単位に分
割しているので、少ない位置データによって、正確な移
動位置の入力が可能となるという利点が生じる。

【００７１】また、それぞれの加工単位における被加工
物２及び工具３，４，５の移動位置（Ｚｐ），（Ｘｐ）
が累積カウント値（Ｎ）に対して設定されることになる
ため、加工単位の再分割、挿入、追加等の演算に際して
加工単位の両端における位置データは変わることがな
く、加工単位の再分割、挿入、追加等の演算に伴って累
積される誤差が他の加工単位における位置データに及ぶ
ようなことはない。また、実加工時には、被加工物２及
び工具３，４，５の移動を制御するための移動指令が演
算された移動位置（位置データ）に基づいてなされるこ
とから、被加工物２の加工寸法に累積誤差が生じること
もない。これらの結果、工作機械１での正確な加工が可
能となる。

【００７２】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではない。たとえば、本実施形態においては、被加
工物２及び工具３，４，５を移動可能として、被加工物
２の移動位置及び工具３，４，５の移動位置を確定する
ように構成しているが、これに限られることなく、被加
工物２のみを移動可能として、被加工物２の移動位置を
設定するように構成してもよく、また、工具３，４，５
のみを移動可能として、工具３，４，５の移動位置を設
定するように構成してもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
あっては、位置データの記憶容量を増加させることな
く、工具による被加工物の加工精度を向上することが可
能な工作機械の移動位置設定方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置における、被加工物の加工動作の一例を説明するため
の図である。

【図３】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置に含まれる、位置データテーブルの構成を説明するた
めの図表である。

【図４】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置における、被加工物の加工動作の一例を説明するため
の線図であり、（ａ）は被加工物の移動位置の軌跡（Ｚ
軸方向の移動位置の軌跡）を示す線図、（ｂ）は工具の
移動位置の軌跡（Ｘ軸方向の移動位置の軌跡）を示す線
図、（ｃ）は被加工物の加工形状を示す線図である。

【図５】本発明の実施形態に係る工作機械の移動位置設
定方法を説明するためのフローチャートである。

【図６】コンピュータシステムの表示装置上に表示され
る表示画面の一例を示す図である。

【図７】コンピュータシステムの表示装置上に表示され
る表示画面の一例を示す図である。

【図８】コンピュータシステムの表示装置上に表示され
る表示画面の一例を示す図である。

【図９】コンピュータシステムの表示装置上に表示され
る表示画面の一例を示す図である。

【図１０】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１１】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１２】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１３】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１４】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１５】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１６】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１７】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１８】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図１９】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御
装置に含まれる、位置データテーブルの構成を説明する
ための図表である。

【図２０】コンピュータシステムの表示装置上に表示さ
れる表示画面の一例を示す図である。

【図２１】本発明の実施形態に係る工作機械の移動位置
設定方法の変形例を説明するためのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…工作機械、２…被加工物、３…第１の工具、４…第
２の工具、５…第３の工具、１１…主軸回転用モータ、
１２…主軸回転用モータ駆動部、１３…パルスエンコー
ダ、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ…工具移動用モータ、１５
Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ…工具移動用モータ駆動部、１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…パルスエンコーダ、１７…被加工
物移動用モータ、１８…被加工物移動用モータ駆動部、
１９…パルスエンコーダ、２１…制御ユニット部、２２
…ＣＰＵ、２５…位置データ記憶部、Ｇ…輪郭形状、Ｌ
…回転中心軸、Ｔ…位置データテーブル、Ｓ１０３，Ｓ
２０３…加工単位分割工程、Ｓ１０５，Ｓ２０５…加工
データ設定工程、Ｓ１０７，Ｓ２０７…演算工程、Ｓ１
０９，Ｓ２０９…回転角度位置設定工程、Ｓ１１３，Ｓ
２１３…位置データ記憶工程。

フロントページの続き (72)発明者清義洋静岡県静岡市中吉田20番10号スター精密株式会社内 (72)発明者長谷川正徳静岡県静岡市中吉田20番10号スター精密株式会社内Ｆターム(参考） 5H269 AB02 BB01 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を所定の軸を中心として回転さ
せると共に前記被加工物及び前記被加工物を加工する工
具のうちの少なくともいずれか一方を移動させて前記被
加工物を所望の形状に加工するために、前記被加工物及
び前記工具のうちの前記少なくともいずれか一方の移動
位置を設定する工作機械の移動位置設定方法であって、前記所望の形状の前記所定の軸に沿った断面の輪郭形状
における複数の変曲点を加工単位開始点と加工単位終了
点とを含む複数の変曲点の列からなる加工単位に分割す
る加工単位分割工程と、前記加工単位の加工を行うために必要な少なくとも加工
速度データを当該加工単位に対して設定する加工データ
設定工程と、前記加工データ設定工程にて設定した前記加工速度デー
タをもとに、前記加工単位を前記変曲点の前記列に沿っ
て加工する際に到達するそれぞれの前記変曲点に対応し
て当該変曲点に到達するまでの到達時間を演算すると共
に、当該変曲点に対応する前記被加工物及び前記工具の
うちの前記少なくともいずれか一方の移動位置を演算す
る演算工程と、前記加工単位に対して、前記到達時間に対応した前記被
加工物の回転角度位置のそれぞれを累積値として設定す
る回転角度位置設定工程と、を含むことを特徴とする工
作機械の移動位置設定方法。
【請求項２】被加工物を所定の軸を中心として回転さ
せると共に前記被加工物及び前記被加工物を加工する工
具のうちの少なくともいずれか一方を移動させて前記被
加工物を所望の形状に加工するために、前記被加工物及
び前記工具のうちの前記少なくともいずれか一方の移動
位置を設定する工作機械の移動位置設定方法であって、前記所望の形状の前記所定の軸に沿った断面の輪郭形状
における複数の変曲点を加工単位開始点と加工単位終了
点とを含む複数の変曲点の列からなる加工単位に分割す
る加工単位分割工程と、前記加工単位の加工を行うために必要な少なくとも加工
速度データを当該加工単位に対して設定する加工データ
設定工程と、前記加工データ設定工程にて設定した前記加工速度デー
タをもとに、前記加工単位を前記変曲点の前記列に沿っ
て加工する際に到達するそれぞれの前記変曲点に対応し
て当該変曲点に到達するまでの到達時間を演算すると共
に、当該変曲点に対応する前記被加工物及び前記工具の
うちの前記少なくともいずれか一方の移動位置を演算す
る演算工程と、前記加工単位の分割順に従って、前記到達時間に対応し
た前記被加工物の回転角度位置のそれぞれを累積値とし
て設定する回転角度位置設定工程と、を含むことを特徴
とする工作機械の移動位置設定方法。
【請求項３】分割した前記加工単位の削り代として、
前記加工単位開始点あるいは前記加工単位終了点を前記
列に沿って延長して新たな前記加工単位開始点あるいは
前記加工単位終了点とする削り代付加工程を更に含むこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の工作機械
の移動位置設定方法。
【請求項４】前記回転角度位置設定工程にて設定した
前記被加工物の前記回転角度位置のそれぞれに対応し
て、前記演算工程にて演算した前記被加工物及び前記工
具のうちの前記少なくともいずれか一方の前記移動位置
を位置データとして記憶する位置データ記憶工程を更に
含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一
項に記載の工作機械の移動位置設定方法。