JP2006235776A - 工作機械及びこの工作機械による加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、切削工具の摩耗量による加工精度の劣化を低減することができる工作機械を提供することを目的とする。
【解決手段】 ワーク２０を試作した試作部品の各点の寸法誤差と切削工具２１の摩耗量との関係を示すデータを寸法誤差格納部１５に格納する。そして、マシニングセンタ２で本加工を行うとき、ＮＣデータ変換部１４において、寸法誤差格納部１５に格納されたデータを参照して、ＮＣデータ生成部１３で生成された原ＮＣデータを変更して改良ＮＣデータを生成する。この改良ＮＣデータがマシニングセンタに与えられると、マシニングセンタ２が改良ＮＣデータに基づいてワーク２０を切削する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、穿孔加工、旋盤加工、フライス加工、及び研磨加工等によって、加工材料（ワーク）を加工するための工作機械及びこの工作機械による加工方法に関するもので、特に、ＮＣ（Numerical Control）加工システムを使用する工作機械及びこの工作機械による加工方法に関する。

従来より、ワークを機械加工するために、穿孔加工、旋盤加工、フライス加工、及び研磨加工等の各種加工法を組み合わせることができる工作機械であるマシニングセンタが用いられている。このマシニングセンタに対して、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システム上でワークより製作する所望部品の加工形状を設計する際に得られたＣＡＤデータに基づいて生成されるＮＣデータが与えられる。そして、マシニングセンタにおいて、与えられたＮＣデータに基づいて、加工に使用する切削工具の切削速度を決定するとともに切削工具を移動させることで、ワークの加工が行われる。

このようなマシニングセンタにおいて、切削工具の切削距離が長くなると、切削工具が摩耗するため、切削工具による切削量が小さくなって加工精度が劣化する。この切削工具の摩耗による加工制度の劣化を防ぐため、マシニングセンタでは、切削工具の摩耗を予測して所定の切削距離毎にＡＴＣ（Automatic Tool Changer）によって自動的に新しい切削工具に交換する。

しかしながら、このように切削工具の摩耗量や切削距離などに基づいて新たな切削工具に交換するようにしても、交換直後の切削工具による切削量と交換直前の切削工具による切削量は、その摩耗量が異なるため、異なる値となる。そのため、切削工具の切削距離に対する加工誤差が、新たな切削工具に交換されるまで増加するように変化する。

よって、ロータの外周に複数の回転翼が一体成形されたブレードディスク（以下、「ブリスク」と呼ぶ）などの周期的に同一形状に加工する部分を備えた部品を加工する場合、切削工具の摩耗量に影響されて、その同一形状に加工する部分に寸法誤差が生じてしまう。即ち、同一のブリスクに形成される回転翼において、交換直後の切削工具で加工した回転翼の寸法と交換直前の切削工具で加工した回転翼の寸法とが、異なる値となるため、回転翼の回転モーメントの差が大きくなってしまう。

このような切削工具の摩耗による影響を小さくするために、ブリスクを加工成形する際、設定した数だけ離れた回転翼毎に切削して加工成形し、ブリスクのアンバランス量を小さく抑えたフライス加工法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−３４０６２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のフライス加工法を使用することでブリスクを加工したとしても、ブリスクのアンバランス量を抑えるのみで、各回転翼の加工精度を同一にすることができない。そのため、周期的に同一形状に加工する部分を備えた部品を成形する際、同一形状に加工する各部分に加工精度が求められるときには、マシニングセンタによって成形された部品の各部の寸法形状を測定するとともに、測定された寸法形状が規定範囲でない部分について再加工を施す必要があった。

このような問題を鑑みて、本発明は、切削工具の摩耗量による加工精度の劣化を低減することができる工作機械を提供することを目的とする。又、本発明は、この工作機械による切削工具の摩耗量による加工精度の劣化を低減するための加工方法を提供することを別の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の工作機械は、ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、加工後の部品の形状データである加工用データを生成して前記位置決め機構に与える制御装置と、を備えるとともに、該制御装置から与えられる前記加工用データに基づいて前記位置決め機構が前記切削工具を前記ワークの切削位置に移動させて前記切削工具によってワークを切削することで前記部品を生成する工作機械において、前記制御装置が、前記加工用データを生成する加工用データ生成部と、該加工用データ生成部で生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じて変化させて新たな加工用データを生成する加工用データ変換部と、を備え、前記位置決め機構が前記加工用データ変換部より与えられた前記新たな加工用データに基づいて、前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定する。

このような工作機械において、前記制御装置が、予め工作機械において試作した前記部品の各点における寸法誤差に関する誤差データを前記切削工具の摩耗量に応じて格納する寸法誤差格納部を備え、前記加工用データ変換部において、前記部品の本加工を行う際に確認される前記切削工具の摩耗量に応じた前記部品の各点における寸法誤差を、前記寸法誤差格納部に格納された前記誤差データより確認し、確認した当該部品の各点における寸法誤差に応じて前記座標データを変更して前記新たな加工用データを生成するものとしても構わない。

このとき、前記試作品を複数生成して、各点における前記切削工具の摩耗量と寸法誤差との組合せを複数確認して、前記寸法誤差格納部を格納するものとしても構わない。このようにすることで、前記切削工具の摩耗量に応じた前記部品の各点における寸法誤差を前記寸法誤差格納部から読み出して、確認することができる。又、前記部品が周期的に同一となる部分を備える場合、前記同一の部分において相対的に同一箇所となる各点における前記切削工具の摩耗量と寸法誤差との組合せを複数確認して、前記寸法誤差格納部を格納するものとしても構わない。

又、加工直前の前記切削工具の摩耗量が確認され、確認された当該切削工具の摩耗量によって、前記部品の各点における前記切削工具の摩耗量が予測されるものとしても構わない。そして、このとき、予測された前記部品の各点における前記切削工具の摩耗量に応じて、前記部品の各点の前記寸法誤差が確認される。

又、前記加工用データ変換部において、前記切削工具が切削した長さである切削距離に基づいて前記座標データを変化させて、新たな加工用データが生成されるものとしても構わない。

このとき、前記加工用データ生成部によって生成された前記加工用データによって確認される切削位置を接続した工具経路により、前記切削距離が求められるものとしても構わない。又、該工具経路上の各点に対して、前記切削距離が求められるものとしても構わない。又、加工直前の前記切削工具の摩耗量が確認され、確認された当該切削工具の摩耗量によって、前記切削距離が求められるものとしても構わない。更に、交換された前記切削工具の前記切削距離が長くなるほど、前記切削工具の摩耗量が多くなるものとして、前記座標データを補正する量が多くなるものとする。

又、前記加工用データ変換部において、前記切削工具が切削を行った時間である切削時間に基づいて前記座標データを変化させて、新たな加工用データが生成されるものとしても構わない。

このとき、交換された前記切削工具の前記切削時間が長くなるほど、前記切削工具の摩耗量が多くなるものとして、前記座標データを補正する量が多くなるものとする。又、加工直前の前記切削工具の摩耗量が確認され、確認された当該切削工具の摩耗量によって、前記切削時間が求められるものとしても構わない。

又、前記切削工具を回転駆動させる回転モータを備え、前記加工用データ変換部において、前記回転モータの駆動電流値に基づいて前記座標データを変化させて、新たな加工用データが生成されるものとしても構わない。このとき、前記回転モータに与える駆動電流値が一定となるように、前記座標データを補正する量を変更する。

又、上述の工作機械それぞれにおいて、前記制御装置が生成する前記加工用データがＮＣデータであるとともに、このＮＣデータが、前記制御装置において、設計データであるＣＡＤデータと加工条件に基づいて生成されるものとしても構わない。又、前記切削工具の摩耗量が所定量を超えたとき、前記切削工具を新たなものに変更するＡＴＣを備えるものとしても構わない。

又、本発明の工作機械による加工方法は、ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、前記位置決め機構が該第１ステップで生成された前記加工用データに基づいて前記切削工具を前記ワークの切削位置に移動させて、前記切削工具によってワークを切削することで、前記部品の試作品を生成する第２ステップと、前記第２ステップで生成された前記部品の試作品の寸法を測定することで、前記部品の各点の寸法誤差を測定する第３ステップと、前記部品の各点における寸法誤差に関する誤差データを前記切削工具の摩耗量に応じて格納する第４ステップと、前記部品の本加工を行う際に確認される前記切削工具の摩耗量に応じた前記部品の各点における寸法誤差を、前記寸法誤差格納部に格納された前記誤差データより確認する第５ステップと、該第５ステップで確認した当該部品の各点における寸法誤差に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第６ステップと、前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第７ステップと、を備えることを特徴とする。

又、本発明の工作機械による加工方法は、ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、前記切削工具が切削したｓ長さである切削距離を測定する第２ステップと、該第２ステップで測定された前記切削距離に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第３ステップと、前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第４ステップと、を備えることを特徴とする。

又、本発明の工作機械による加工方法は、ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、前記切削工具が切削したｓ長さである切削距離を測定する第２ステップと、該第２ステップで測定された前記切削距離に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第３ステップと、前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第４ステップと、を備えることを特徴とする。

又、本発明の工作機械による加工方法は、作機械による加工方法において、加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、前記切削工具が切削を行った時間である切削時間を測定する第２ステップと、該第２ステップで測定された前記切削時間に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第３ステップと、前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第４ステップと、を備えることを特徴とする。

又、本発明の工作機械による加工方法は、ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、前記工作機械が、前記切削工具を回転する回転モータを備えるとともに、加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、前記回転モータの駆動電流値を測定する第２ステップと、該第２ステップで測定された前記回転モータの駆動電流値に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第３ステップと、前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第４ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明によると、ワークを切削工具で切削するための切削位置を決定する加工用データを、切削工具の摩耗量に応じて変更することができるため、切削工具が摩耗されてワークの切削量が変化したときに、変更された新たな加工用データによって、その切削量が同等となるような位置に切削位置を変更することができる。このように切削工具の切削量が同等となる位置に切削位置を変更することができるため、切削工具の摩耗量に関係なく一定の切削量でワークを切削させることができる。よって、このワークを切削してできる部品の寸法誤差を低減させることができる。

又、切削距離、切削時間、又は回転モータの駆動電流によって加工用データの変更を行うことができるため、現在の切削工具の状態に応じて加工用データの変更を行うことができ、リアルタイム処理を行うことができる。更に、回転モータの駆動電流によって加工用データの変更を行うときは、切削工具の摩耗量との関係を示すデータがなくても、一定の切削量になるように切削工具の位置決めを行うことができる。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。

図１に示すように、制御装置１は、部品の設計値や加工条件を入力するための入力部１０と、入力部１０によって入力された部品の設計値によってＣＡＤデータを生成するＣＡＤデータ生成部１１と、ＣＡＤデータ生成部１１で生成されたＣＡＤデータに基づいて工具経路を表すＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）データを生成するＣＡＭデータ生成部１２と、ＣＡＭデータ生成部１２で生成されたＣＡＭデータに基づいてマシニングセンタ２で処理可能なＮＣデータを生成するＮＣデータ生成部１３と、ＮＣデータ生成部１３で生成されたＮＣデータ（以下、「原ＮＣデータ」と呼ぶ）をマシニングセンタ２における加工精度を良好にするＮＣデータ（以下、「改良ＮＣデータ」と呼ぶ）に変換するＮＣデータ変換部１４と、入力部１０により入力されるワーク２０を試作したときのワーク２０の各点の寸法誤差を格納する寸法誤差格納部１５と、を備える。

又、マシニングセンタ２は、加工対象であるワーク２０を切削する切削工具２１と、切削工具を回転する回転モータ２２と、切削工具２１を３次元に移動させる３次元移動機構２３と、３次元移動機構２３を駆動するサーボモータ２４と、切削工具２１を新しい切削工具に交換するＡＴＣ２５と、切削工具２１の摩耗量を検出する摩耗量検出部２６と、回転モータ２２及びサーボモータ２４及びＡＴＣ２５それぞれの動作を制御する制御部２７と、を備える。

このように制御装置１及びマシニングセンタ２それぞれが構成されるとき、制御装置１では、加工対象となるワーク２０を加工して成形する部品の設計を行うために、ユーザが入力部１０を操作して、成形する部品の設計値を入力する。入力された部品の設計値は、ＣＡＤデータ生成部１１に与えられ、成形する部品の形状を表す形状データであるＣＡＤデータが生成される。そして、加工条件が入力部１０より入力されると、この加工条件がＣＡＭデータ生成部１２に与えられる。尚、加工条件とは、例えば、切削工具２１の種類、切削速度、工具経路のパスピッチ、加工範囲などである。

ＣＡＭデータ生成部１２では、ＣＡＤデータ生成部１１で生成されたＣＡＤデータと入力された加工条件に基づいて、切削工具２１の移動経路に相当する工具経路を示すＣＡＭデータを生成する。このＣＡＭデータは、工具経路上の各点の座標位置が羅列されることで形成されるデータである。そして、ＣＡＭデータ生成部１２で生成されたＣＡＭデータは、ＮＣデータ生成部１３に与えられて、マシニングセンタ２で処理可能な形式の原ＮＣデータに変換される。

このようにＮＣデータ生成部１３で生成された原ＮＣデータを、まず、ＮＣデータ変換部１４で改良ＮＣデータに変換することなく、マシニングセンタ２の制御部２７に与えて、原ＮＣデータに従ってサーボモータ２４を駆動することで切削工具２１でワーク２０を切削し、所望の部品の試作品を複数試作する。このとき、複数の試作品それぞれの試作開始時及び試作品の各部位切削時の切削工具２１の摩耗量を、摩耗量検出部２６によって確認する。そして、マシニングセンタ２によって成形された複数の試作品それぞれにおける各点の寸法を測定することでその寸法誤差を確認するとともに、この各点における切削工具２１の摩耗量が確認される。このように寸法誤差が確認される点を、以下、「計測点」と呼ぶ。

このとき、例えば、図２に示すように、ワーク２０に直方体となる穴２００を切削する場合、切削工具２１の切削方向をｘ軸として移動させるとともに、切削工具２１の移動距離を折り返して、その移動経路となる直線をｙ軸方向に移動させることで、穴２００の面が切削される。このように切削工具２１の移動経路を折り返すことで、ｚ方向にも切削することで、穴２００の深さ方向に切削することができる。尚、図２におけるｘ軸、ｙ軸が穴２００の面の各辺に平行な２軸であり、ｚ軸が穴２００の深さ方向と平行な軸である。又、以下において、穴２００の各計測点をｘｙｚ座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表すものとし、ワーク２０表面における穴２００の計測点ｐ１を原点（０，０，０）とする。

即ち、図３（ａ）の穴２００の上面図において矢印線で示すように、ｘ軸に平行に切削工具２１を移動して、穴２００のｘ軸と平行な辺と略等しい長さｘ１の直線を切削すると、その辺に隣接する部分の直線を逆方向に移動して、同様の直線を切削する。このように、切削工具２１が折り返し切削することで、穴２００のｘ軸と平行な辺と略等しい長さの直線をｙ軸方向に複数切削することで、ｘ軸及びｙ軸に平行な辺の長さがｘ１及びｙ１となる長方形となる面Ｓａを切削することができる。そして、図３（ｂ）の穴２００の断面図において矢印線で示すように、切削工具２１による面Ｓａの切削を繰り返し行うことで、ｚ軸方向に切削し、深さｚ１の穴２００が形成される。

このように切削工具２１によって穴２００が形成されるとき、切削工具２１はその切削距離に応じて摩耗されているため、切削距離が長くなるとその切削量が少なくなる。即ち、摩耗されていない切削工具２１によって、図４（ａ）の実線のように、ワーク２０の深さ方向に対してワーク２０の表面からｄの深さを切削するとともに、又、図４（ｂ）の実線のように、ワーク２０の表面上において切削工具２１の頂点から径ｒの面を切削することができる。それに対して、切削工具２１が摩耗されると、図４（ａ）の点線のように、ワーク２０の深さ方向に対してワーク２０の表面からｄ−Δｄの深さしか切削できず、又、図４（ｂ）の点線のように、ワーク２０の表面上において切削工具２１の頂点から径ｒ−Δｒの面しか切削できない。

このように切削工具２１の摩耗量に対してワーク２０の深さ方向及び面方向それぞれへの切削量が低減するため、図２のように直方体で構成された穴２００を形成するようにワーク２００を切削しても、原ＮＣデータに従って切削した場合、設計通りの大きさの穴に切削されない。即ち、切削開始点ｐ１を（０，０，０）とするとともに切削終了点ｐ８を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）として穴２００が切削されるとき、図５（ａ）に示すｘｙ平面におけるワーク２０の上面図のように、ｙ軸の正の方向に向かって、穴２００を構成するための切削工具２１による切削距離が短くなるとともに、切削してできる直線の幅が狭くなる。そのため、図５（ａ）の実線で表す４つの計測点ｐ１（０，０，０）、ｐ２（ｘ１，０，０）、ｐ３（０，ｙ１，０）、ｐ４（ｘ１，ｙ１，０）による長方形となる面を切削する場合、切削工具２１の摩耗量の影響により、図５（ａ）の点線で表す４点（０，０，０）、（ｘ１，０，０）、（Δｘ１，ｙ１−Δｙ１，０）、（ｘ１−Δｘ１，ｙ１−Δｙ１，０）の台形となる面が形成されることとなる。尚、図５の実線により示される穴２００は、切削開始時の切削工具２１の摩耗量が０であるときに成形されたものとする。

又、図５（ｂ）に示すｘｚ平面におけるワーク２０の断面図のように、ｚ軸の正の方向に向かって、穴２００を構成するための切削工具２１による切削距離は短くなるとともに、切削工具２１によって切削される深さが浅くなる。そのため、図５（ｂ）の実線で表す４つの計測点ｐ１（０，０，０）、ｐ２（ｘ１，０，０）、ｐ５（０，０，ｚ１）、ｐ６（ｘ１，０，ｚ１）による長方形となる面を切削する場合、切削工具２１の摩耗量の影響により、図５（ｂ）の点線で表す４点（０，０，０）、（ｘ１，０，０）、（Δｘ２，０，ｚ１−Δｚ１）、（ｘ１−Δｘ２，０，ｚ１−Δｚ１）の台形となる面が形成されることとなる。

更に、図５（ｃ）に示すｙｚ平面におけるワーク２０の断面図のように、ｙ軸の正の方向に向かって、切削工具２１が切削してできる直線の幅が狭くなるとともに、ｚ軸の正の方向に向かって、切削工具２１によって切削される深さが浅くなる。そのため、図５（ｃ）の実線で表す４つの計測点ｐ１（０，０，０）、ｐ３（０，ｙ１，０）、ｐ５（０，０，ｚ１）、ｐ７（０，ｙ１，ｚ１）による長方形となる面を切削する場合、切削工具２１の摩耗量の影響により、図５（ｃ）の点線で表す４点（０，０，０）、（Δｘ１，ｙ１−Δｙ１，０）、（０，０，ｚ１−Δｚ１）、（Δｘ３，ｙ１−Δｙ２，ｚ１−Δｚ２）の四角形となる面が形成されることとなる。

よって、８つの計測点ｐ１（０，０，０）、ｐ２（ｘ１，０，０）、ｐ３（０，ｙ１，０）、ｐ４（ｘ１，ｙ１，０）、ｐ５（０，０，ｚ１）、ｐ６（ｘ１，０，ｚ１）、ｐ７（０，ｙ１，ｚ１）、ｐ８（ｘ１，ｙ１，ｚ１）で構成される図２のような直方体の穴２００がワーク２０に形成するとき、実際に切削されて得られる穴２００は、（０，０，０）、（ｘ１，０，０）、（Δｘ１，ｙ１−Δｙ１，０）、（ｘ１−Δｘ１，ｙ１−Δｙ１，０）、（Δｘ２，０，ｚ１−Δｚ１）、（ｘ１−Δｘ２，０，ｚ１−Δｚ１）、（Δｘ３，ｙ１−Δｙ２，ｚ１−Δｚ２）、（ｘ１−Δｘ３，ｙ１−Δｙ２，ｚ１−Δｚ２）で構成される。

そして、このワーク２０に製作した図２のような穴２００を構成する８点の座標位置の寸法を測定することで、穴２００の８つの計測点における寸法誤差が確認される。即ち、穴２００を構成する８つの計測点ｐ１〜ｐ８それぞれに対する寸法誤差が、（０，０，０）、（０，０，０）、（Δｘ１，−Δｙ１，０）、（−Δｘ１，−Δｙ１，０）、（Δｘ２，０，−Δｚ１）、（−Δｘ２，０，−Δｚ１）、（Δｘ３，−Δｙ２，−Δｚ２）、（−Δｘ３，−Δｙ２，−Δｚ２）となることが確認される。尚、寸法誤差についてはｘｙｚ座標によるベクトル表示によって表すものとする。

このようにして寸法誤差が確認されるとき、各計測点における切削工具２１の摩耗量についても確認される。穴２００を構成する８つの計測点ｐ１〜ｐ８に切削工具２１が位置するものとされるときの摩耗量が、摩耗量検出部２６からのログデータから確認される。この穴２００が構成されるワーク２０を複数試作することで、切削開始時における切削工具２１の摩耗量（以下、「切削開始時摩耗量」とする）の異なるときの穴２００の各計測点の寸法誤差が確認されるとともに、穴２００の各計測点に位置するときの切削工具２１の摩耗量が確認される。

このようにして、切削開始時摩耗量それぞれに対する部品の各計測点における寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量が確認されると、この確認された寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量が入力部１０より入力されて、寸法誤差格納部１５に格納される。そして、本加工を行うための改良ＮＣデータを生成するために、ＮＣデータ生成部１３で生成された原ＮＣデータと、摩耗量検出部２６で検出された切削工具２１の摩耗量とが、ＮＣデータ変換部１４に与えられる。

そして、ＮＣデータ変換部１４では、切削開始時摩耗量それぞれに対する部品の各計測点における切削工具２１の摩耗量を寸法誤差格納部１５より読み出して参照することで、摩耗量検出部２６で検出された切削工具２１の摩耗量に基づいて、ワーク２０より生成する部品の各計測点における切削工具２１の摩耗量を予測する。このように切削工具２１の摩耗量を予測する際、ＡＴＣ２５によって切削工具２１が新しいものに交換されるタイミングについても考慮される。尚、ＡＴＣ２５による切削工具２１の交換タイミングは、切削工具２１の摩耗量が低減した２つの計測点の間にある。よって、この２つの計測点を認識することにより、切削開始時摩耗量それぞれにおけるＡＴＣ２５による切削工具２１の交換タイミングを認識することで、この交換タイミングを考慮した予測を行うことができる。

そして、各計測点それぞれに対して予測した摩耗量に近い摩耗量となるときの寸法誤差を寸法誤差格納部１５より読み出して、各計測点それぞれに対して読み出した寸法誤差を補間することで、予測した摩耗量に対する各計測点の寸法誤差を確認する。そして、確認した各計測点の寸法誤差に応じて、原ＮＣデータによって表される各点の座標位置を平行移動させることによって、改良ＮＣデータを生成する。即ち、原ＮＣデータによって図２の穴２００が形成されるとともに、点ｐ８（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の寸法誤差が（−Δｘ，−Δｙ，−Δｚ）となる場合、改良ＮＣデータにおける点ｐ８に相当する座標位置が原ＮＣデータの座標位置から（Δｘ，Δｙ，Δｚ）だけ変更移動されて、（ｘ１＋Δｘ，ｙ１＋Δｙ，ｚ１＋Δｚ）に変換される。尚、この原ＮＣデータにおける座標位置の変換は、計測点だけでなく、切削工具２１の折り返し点など切削工具２１の工具経路を示す各点について行われる。この工具経路を示す各点に対する寸法誤差については、その点の近傍に存在する計測点との位置関係より補間されることによって求めることができる。

このようにして得られた改良ＮＣデータがマシニングセンタ２の制御部２７に与えられるとともに、マシニングセンタ２にワーク２０が設置されて、ワーク２０が本加工される。このとき、制御部２７が改良ＮＣデータに基づいてサーボモータ２４を駆動し、切削工具２１の摩耗量に応じた座標位置に３次元移動機構２３を介して切削工具２１を移動させる。よって、切削工具２１が、その摩耗量に応じた理想的な位置に移動するため、ワーク２０を本加工して成形された部品における寸法誤差を低減することができる。

更に、このような改良ＮＣデータが制御装置１より与えられるマシニングセンタ２において、ブリスクのような同一部分を周期的に備える周期的構造部品を成形する場合について、図面を参照して、以下に説明する。尚、図６は、各工程のワークの状態を示す図である。

図６（ａ）のような円柱形状のワーク２０ａ（図１のワーク２０に相当する）がマシニングセンタ２に設置されると、まず、粗加工が行われて、図６（ｂ）のように、ロータ部分２０１の外周部分における翼２０４（図６（ｃ）参照）が構成される翼構成部２０２以外の切削部分２０３が切削される。この切削部分２０３は、ワーク２０ａの周方向に等間隔に成形されるため、翼構成部２０２がロータ部分２０１の外周に周期的に構成されたワーク２０ｂが形成されることとなる。そして、マシニングセンタ２において、このように粗加工が行われて得たワーク２０ｂに対して仕上げ加工を行うことで、翼構成部２０２が切削されて翼２０４が形成され、図６（ｃ）のように、翼２０４が等間隔に成形されたブリスク２０ｃが形成される。

このようにブリスク２０ｃが形成されるとき、入力部１０によって、ブリスク２０ｃの設計データが入力部１０より入力されることによって、図６（ｃ）のようなブリスク２０ｃのＣＡＤデータがＣＡＤデータ生成部１１で生成される。そして、加工条件が入力部１１に与えられることで、粗加工して図６（ｂ）のようなワーク２０ｂを成形するための粗加工用のＣＡＭデータが生成されるとともに、仕上げ加工して図６（ｃ）のようなブリスク２０ｃを成形するための仕上げ加工用のＣＡＭデータが生成される。そして、粗加工用及び仕上げ加工用それぞれのＣＡＭデータがＮＣデータ生成部１３に与えられ、粗加工用及び仕上げ加工用それぞれの原ＮＣデータが生成される。

その後、まず、試作加工を行うために、ＮＣデータ生成部１３で生成された粗加工用及び仕上げ加工用それぞれの原ＮＣデータが、マシニングセンタ２の制御部２７に与えられるとともに、試作用のワーク２０ａがマシニングセンタ２に設置される。制御部２７によって粗加工用の原ＮＣデータに基づいてサーボモータ２４を駆動することで切削工具２１の位置決めが行われる。このように切削工具２１の位置決めが行われてワーク２０ａが切削されることで、図６（ｂ）のようなワーク２０ｂの試作品が成形される。

そして、このようにして得られたワーク２０ｂの試作品の寸法が計測されて、各計測点の寸法誤差が確認される。このとき、このワーク２０ｂの試作品の各計測点での切削工具２１の摩耗量が摩耗量検出部２６からのログデータから確認される。又、ワーク２０ｂの各計測点における寸法誤差と切削工具２１の摩耗量との関係が、周期的に配置された各切削部分２０３毎に確認される。即ち、図７のように、ワーク２０ｂに８つの切削部分２０３ａ〜２０３ｈが作成されたとき、例えば、この切削部分２０３ａ〜２０３ｈそれぞれの各計測点ｑ１〜ｑ８における寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量が確認される。尚、図７は、ワーク２０ｂの一方の端面からみた外観図であり、図の括弧内の符号が、他方の端面における計測点を示す。

このワーク２０ｂのように、切削部分２０３ａ〜２０３ｈが周期的に形成される場合、切削部分２０３ａ〜２０３ｈそれぞれにおいて相対的に同一位置となる計測点ｑ１〜ｑ８における寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量が確認されて、寸法誤差格納部１５に格納される。よって、本加工を行うための改良ＮＣデータに変換する際、切削部分２０３ａ〜２０３ｈそれぞれの各計測点ｑ１〜ｑ８における寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量を参照することで、ワーク２０ｂの各点における座標位置の変換を行うことができる。

このように粗加工してワーク２０ｂの試作品が成形されると、次に、このワーク２０ｂがマシニングセンタ２に設置され、制御部２７によって仕上げ加工用の原ＮＣデータに基づいてサーボモータ２４を駆動することで切削工具２１の位置決めが行われる。よって、切削工具２１によってワーク２０ｂの翼構成部２０２が切削されることで、図６（ｃ）のようなブリスク２０ｃの試作品が成形される。

そして、このようにして得られたブリスク２０ｃの試作品の寸法が計測されて、各計測点の寸法誤差が確認されるとともに、この各計測点での切削工具２１の摩耗量が確認される。このブリスク２０ｃの各計測点における寸法誤差と切削工具２１の摩耗量との関係が、周期的に配置された各翼２０４毎に確認される。即ち、図７のワーク２０ｂにおいて切削部分２０３ａ〜２０３ｈそれぞれについて、各計測点ｑ１〜ｑ８における寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量が確認されると同様、成形された８枚の翼２０４それぞれに対して、翼２０４それぞれにおける相対位置が同一となる各計測点の寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量が確認される。このように確認された８枚の翼２０４それぞれにおける各計測点の寸法誤差及び切削工具２１の摩耗量が、寸法誤差格納部１５に格納される。

このようにして、粗加工後のワーク２０ｂ及び仕上げ加工後のブリスク２０ｃそれぞれに対する各計測点の寸法誤差と切削工具２１の摩耗量とが寸法誤差格納部１５に格納されると、ＮＣデータ生成部１３で生成された粗加工用及び仕上げ加工用それぞれの原ＮＣデータがＮＣデータ変換部１４に与えられる。このとき、摩耗量検出部２６で検出された切削工具２１の摩耗量が検出されて、制御部２７よりＮＣデータ変換部１４に与えられる。

そして、まず、寸法誤差格納部１５から読み出したワーク２０ｂの切削部分２０３それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量を参照することで、現在の切削工具２１の摩耗量に基づいて、ワーク２０ｂの切削部分２０３それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量と、ワーク２０ｂ成形後の切削工具２１の摩耗量とを予測する。そして、寸法誤差格納部１５から読み出したワーク２０ｂの切削部分２０３それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量に対する寸法誤差を参照することで、予測したワーク２０ｂの切削部分２０３それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量に基づいて、粗加工用の原ＮＣデータによる座標位置を変更する。このようにして、ＮＣデータ変換部１４において、粗加工用の改良ＮＣデータを生成すると、マシニングセンタ２の制御部２７に送出する。

次に、寸法誤差格納部１５から読み出したブリスク２０ｃの翼２０４それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量を参照することで、予測したワーク２０ｂ成形後の切削工具２１の摩耗量に基づいて、ブリスク２０ｃの翼２０４それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量を予測する。そして、寸法誤差格納部１５から読み出したブリスク２０ｃの翼２０４それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量に対する寸法誤差を参照することで、予測したブリスク２０ｃの翼２０４それぞれの各計測点における切削工具２１の摩耗量に基づいて、仕上げ加工用の原ＮＣデータによる座標位置を変更する。このようにして、ＮＣデータ変換部１４において、仕上げ加工用の改良ＮＣデータを生成すると、マシニングセンタ２の制御部２７に送出する。

このようにして、粗加工用及び仕上げ加工用それぞれの改良ＮＣデータがＮＣデータ変換部１４で生成されて、マシニングセンタ２の制御部２７に与えられると、本加工を行うために、マシニングセンタ２に図６（ａ）のような形状のワーク２０ａが設置される。そして、制御部２７が粗加工用の改良ＮＣデータに基づいてサーボモータ２４を駆動することで切削工具２１の位置決めが行われて、ワーク２０ａが切削されることで、図６（ｂ）のようなワーク２０ｂが成形される。その後、制御部２７が仕上げ加工用の改良ＮＣデータに基づいてサーボモータ２４を駆動することで切削工具２１の位置決めが行われて、ワーク２０ｂの翼構成部２０２が切削されることで、図６（ｃ）のようなブリスク２０ｃが成形される。

このように、同一形状の部分を周期的に備える部品を形成する場合、同一形状部分それぞれに対する各計測点の寸法誤差と切削工具２１の摩耗量とを確認することで、改良ＮＣデータを生成するための補正値を作成することができるため、試作品を１つとすることができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図８は、本実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。尚、図８において、図１と同一の目的で使用する部分については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図８に示すように、本実施形態の制御装置１ａは、図１の制御装置１における寸法誤差格納部１５が省かれた構成となり、他の部分については、図１の制御装置１と同一の構成となる。そして、ＮＣデータ変換部１４では、ＡＴＣ２５における切削工具２１の交換タイミングの間における切削工具２１の切削距離と成形された部品の寸法誤差との関係が記憶されている。又、マシニングセンタ２は、第１の実施形態（図１）と同一の構成である。

このように制御装置１ａが構成されるとき、切削工具２１の切削距離と成形された部品の寸法誤差との関係は、図９のように、切削工具２１がＡＴＣ２５によって交換されると、寸法誤差が０となり、その切削距離が長くなるほど大きくなる。尚、この寸法誤差は、設計値と実測値との距離を表すものであり、正の値となる。即ち、本実施形態における寸法誤差は、図４における深さ方向に対する寸法誤差Δｄと、ワーク２０表面における寸法誤差Δｒに相当する。即ち、ＡＴＣ２５によって切削工具２１が交換された後、その切削距離が長くなると、切削工具２１により切削される深さが浅くなるため、深さ方向の寸法誤差が大きくなり、又、切削工具２１により切削される面積の径が短くなるため、切削面における寸法誤差も大きくなる。

そして、制御装置１ａでは、第１の実施形態と同様にしてＮＣデータ生成部１３でＮＣデータが生成されると、図９のような関係より、切削工具２１の切削距離に応じて成形する部品における各点の寸法誤差を求めることができるため、マシニングセンタ２で試作品を試作することなく、ＮＣデータ変換部１４に与えられる。このとき、摩耗量検出部２６で検出された切削工具２１の摩耗量が検出されて、制御部２７よりＮＣデータ変換部１４に与えられる。

このように原ＮＣデータと検出された切削工具２１の摩耗量とが与えられたＮＣデータ変換部１４では、原ＮＣデータにおける工具経路が確認され、この工具経路における各点毎に、切削開始点からの移動距離が確認される。そして、この移動距離を切削距離として、図９の関係を参照することで、この点における寸法誤差を求め、この求めた寸法誤差分だけ点の座標位置を移動させることによって、工具経路における点の位置を変更する。ここで、原ＮＣデータによる工具経路における点Ｐｘ，Ｐｙを注目するとともに、点Ｐｘ，Ｐｙの間の距離をＤとする。そして、点Ｐｘでの寸法誤差が０であるとともに、点Ｐｙでの寸法誤差が深さ方向及びワーク２０表面それぞれに対してΔｄ、Δｒとなるものとする。

このとき、図１０（ａ）のように、理想的には、点Ｐｘ，Ｐｙの距離がＤとなりその深さがｄとなるように切削されるが、現実には、点Ｐｙに至るまでに切削工具２１の先端が摩耗されるために、原ＮＣデータを用いて切削したとき、図１０（ｂ）のように、点Ｐｘから点Ｐｚまでが切削される。この点Ｐｚは点Ｐｘとの距離がＤ−Δｒであり、点Ｐｚでの表面からの深さがｄ−Δｄとなる。よって、点Ｐｙまで切削するには、摩耗された切削工具２１を深さ方向にΔｄだけ深く切削させるとともに、点ＰｘからＰｙの方向にΔｒだけ長く切削させる必要がある。

よって、図１０（ｃ）のように、摩耗されていない切削工具２１によって点Ｐｗまで切削されるように、原ＮＣデータにおける点Ｐｙの座標位置を点Ｐｗの座標位置に変更させる。この点Ｐｗは、点Ｐｘとの距離がＤ＋Δｒとなるとともに表面からの深さがΔｄとなる点である。即ち、点Ｐｗにおいて、摩耗されていない切削工具２１によって切削される表面からの深さがｄ＋Δｄとなる。このようにすることで、図１０（ｃ）のように、摩耗された切削工具２１によって点Ｐｙまで同一の深さｄで切削することができる。よって、原ＮＣデータにおける点Ｐｙの座標位置を点Ｐｗの座標位置に変更することで、点Ｐｘから点Ｐｙを切削させるとき、その切削距離をＤとするとともに、その切削深さをｄとすることができる。

このようにして、原ＮＣデータにおける工具経路の各点の座標位置を変更することによって、改良ＮＣデータを生成する。尚、このとき、工具経路における点の位置を変更するのみでは寸法誤差が解消されない場合は、寸法誤差が解消される点の位置まで切削されるように、新たな工具経路が作成される。又、説明を簡単にするために、切削工具２１が図１０の模式図のように均一に摩耗するものとして説明したが、実際は、先端側の摩耗量が多く、切削工具２１先端における傾斜が緩くなるような摩耗となるとともに、ワーク２０の切削を行っていない部分の摩耗はない。このように摩耗される切削工具２１の形状に応じた工具経路の各点の座標位置を変更するための演算式を用いて、改良ＮＣデータが生成される。又、切削工具２１の先端における傾斜が変更することなく摩耗される場合は、切削深さのみが変わることとなるため、切削深さ方向に対する座標位置の変更のみを行うことによって、改良ＮＣデータを生成することができる。

そして、生成した改良ＮＣデータをマシニングセンタ２の制御部２７に与えるとともに、ワーク２０をマシニングセンタ２に設定する。よって、マシニングセンタ２において、制御部２７が改良ＮＣデータに基づいてサーボモータ２４を駆動し、切削工具２１の摩耗量に応じた座標位置に３次元移動機構２３を介して切削工具２１を移動させる。よって、切削工具２１が、その摩耗量に応じた理想的な位置に移動するため、ワーク２０を本加工して成形された部品における寸法誤差を低減することができる。

このように本実施形態によると、切削距離に応じた寸法誤差をＮＣデータ変換部１４での演算により求めることができるため、第１の実施形態のように、一度、試作品を成形してその寸法を計測する必要がなくなる。尚、本加工品の寸法精度をより高いものとするために、試作品を成形するとともに、この試作品に応じた切削工具２１の切削距離と寸法誤差の関係を求めて、ＮＣデータ変換部１４に参照させるものとしても構わない。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。図１１は、本実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。尚、図１１において、図１と同一の目的で使用する部分については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１１に示すように、本実施形態の制御装置１ｂは、図１の制御装置１における寸法誤差格納部１５の代わりに、切削工具２１による切削時間を測定する切削時間測定部１６を備え、他の部分については、図１の制御装置１と同一の構成となる。又、マシニングセンタ２は、第１の実施形態（図１）と同一の構成である。そして、制御装置１ｂの切削時間測定部１６に対して、マシニングセンタ２の制御部２７によって回転モータ２２が駆動されて切削工具２１がワーク２０を切削していることを示す信号が与えられる。

このように構成される制御装置１ｂは、第２の実施形態の制御装置１ａと異なり、原ＮＣデータにより得られた切削距離に応じて寸法誤差を確認して改良ＮＣデータを生成するものではなく、ワーク２０の切削が行われた切削時間に応じて原ＮＣデータ又は改良ＮＣデータの工具経路の各点の寸法誤差を確認するとともに、その点の座標位置を変更して改良ＮＣデータを生成する。尚、この切削時間と寸法誤差との関係は、図９における切削距離と寸法誤差との関係と同様の関係を持つ。

この切削時間による改良ＮＣデータを生成する制御装置１ｂを用いた部品の成形方法について、以下に説明する。まず、ワーク２０がマシニングセンタ２に設置されると、摩耗量検出部２６で検出された切削工具２１の摩耗量が検出されて、制御部２７よりＮＣデータ変換部１４に与えられると、切削工具２１の摩耗量よりＡＴＣ２５による交換後からの切削時間を算出する。この切削時間は、切削時間測定部１６に与えられる。

そして、ＮＣデータ生成部１３より原ＮＣデータがＮＣデータ変換部１４に与えられると、算出された切削時間から寸法誤差を算出し、この寸法誤差に応じて、原ＮＣデータによって示される切削開始点と工具経路の第１点目との座標位置が移動されて、改良ＮＣデータとして出力される。尚、寸法誤差に応じた工具経路上の点の座標位置の変更については、第２の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。このようにして、改良ＮＣデータの一部として切削開始点から工具経路の第１点目がマシニングセンタ２の制御部２７に与えられる。

そして、マシニングセンタ２７では、与えられた改良ＮＣデータにおける２点の座標位置に従ってサーボモータ２４を駆動するとともに回転モータ２２を駆動し、切削工具２１によるワーク２０の切削動作を開始する。このように切削工具２１によるワーク２０の切削動作を開始すると、回転モータ２２を駆動したことを示す信号が切削時間測定部１６に与えられて、切削時間測定部１６で切削時間が積算される。即ち、切削時間測定部１６において、摩耗量検出部２６で検出された切削工具２１の摩耗量より算出された切削時間に積算されることで、常にＡＴＣ２５による交換後からの切削時間が測定される。尚、この切削時間は、ＡＴＣ２５によって切削工具２１が交換されると初期化される。

そして、このように切削時間測定部１６で測定された切削時間がＮＣデータ変換部１４に与えられると、所定時間毎に、その切削時間に応じた寸法誤差を求め、その寸法誤差に応じて原ＮＣデータ又は改良ＮＣデータの工具経路における各点の座標位置を変更して、改良ＮＣデータを生成する。そして、生成した改良ＮＣデータをＮＣデータ変換部１４に格納するとともに、この改良ＮＣデータとしてマシニングセンタ２の制御部２７に出力する。

このとき、マシニングセンタ２の制御部２７では、与えられた改良ＮＣデータに対して、未だ到達していない工具経路の点の座標位置のみを更新する。即ち、例えば、原ＮＣデータの工具経路における点が第１点〜第ｎ点まであり、マシニングセンタ２において第ｋ（ｋは１≦ｋ≦ｎ−１の自然数）点から第ｋ＋１点までの切削が行われているものとする。このとき、改良ＮＣデータがマシニングセンタ２の制御部２７に与えられると、第ｋ＋１点〜第ｎ点までの座標位置のみを改良ＮＣデータに従って更新する。

このようにすることで、ＡＴＣ２５による切削工具２１の交換後の切削時間に応じて、切削工具２１を移動させる工具経路における各点の座標位置をリアルタイムで補正することができる。尚、本実施形態において、ＮＣデータ変換部１４が、所定時間毎に寸法誤差を求めて、工具経路の全ての点について座標位置を変更した改良ＮＣデータを生成するものとしたが、未だ到達していない工具経路の点の座標位置のみを変更した改良ＮＣデータを生成するものとしても構わない。このとき、マシニングセンタ２から制御装置１ｂに対して、既に切削した工具経路の点に関する情報が与えられる。

＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。図１２は、本実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。尚、図１２において、図１と同一の目的で使用する部分については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１２に示すように、制御装置１ｃは、図１の制御装置１における寸法誤差格納部１５の代わりに、切削工具２１を回転させる回転モータ２２を駆動させる駆動電流の電流値を検出する駆動電流検出部１７を備え、他の部分については、図１の制御装置１と同一の構成となる。又、マシニングセンタ２は、第１の実施形態（図１）と同一の構成である。そして、制御装置１ｃの駆動電流検出部１７に対して、マシニングセンタ２の回転モータ２２を駆動する駆動電流の電流値を表す信号が回転モータ２２より与えられる。

このように構成される制御装置１ｃは、第３の実施形態の制御装置１ｂと異なり、切削時間に応じて寸法誤差を確認して改良ＮＣデータを生成するものではなく、回転モータ２２の駆動させる駆動電流の電流値が一定の値となるように、原ＮＣデータの工具経路の各点の座標位置の移動距離を設定して改良ＮＣデータを生成する。又、このようにして改良ＮＣデータが生成されるとき、この制御装置１ｃは、第３の実施形態の制御装置１ｂと同様、切削工具２１を移動させる工具経路における各点の座標位置をリアルタイムで補正する。このとき、駆動電流検出部１７で検出された回転モータ２２の駆動電流が大きいとき切削工具２１による切削量が大きくなり、又、駆動電流検出部１７で検出された回転モータ２２の駆動電流が小さいとき切削工具２１による切削量が小さくなる。

そのため、駆動電流検出部１７で検出された駆動電流が所定の電流値よりも大きくなると、ＮＣデータ変換部１４において、切削距離が短くなるとともに切削深さが浅くなるように、原ＮＣデータ又は改良ＮＣデータの工具経路の各点の座標位置の移動距離を設定して改良ＮＣデータを生成する。逆に、駆動電流検出部１７で検出された駆動電流が所定の電流値よりも小さくなると、ＮＣデータ変換部１４において、切削距離が長くなるとともに切削深さが深くなるように、原ＮＣデータ又は改良ＮＣデータの工具経路の各点の座標位置の移動距離を設定して改良ＮＣデータを生成する。

この回転モータ２２の駆動電流に応じて改良ＮＣデータを変更する制御装置１ｃを用いた部品の成形方法について、以下に説明する。まず、ワーク２０がマシニングセンタ２に設置されるとともに、ＮＣデータ生成部１３より原ＮＣデータがＮＣデータ変換部１４に与えられると、原ＮＣデータがマシニングセンタ２の制御部２７に与えられる。そして、マシニングセンタ２７では、与えられた原ＮＣデータに各点の座標位置に従ってサーボモータ２４を駆動するとともに回転モータ２２を駆動し、切削工具２１によるワーク２０の切削動作を開始する。

このように切削工具２１によるワーク２０の切削動作を開始すると、回転モータ２２の駆動電流値が制御装置１ｃの駆動電流検出部１７に与えられる。そして、制御装置１ｃが、駆動電流検出部１７において、回転モータ２２の駆動電流値を所定の電流値と比較し、この比較結果がＮＣデータ変換部１４に与えられる。この駆動電流検出部１７における比較結果が与えられたＮＣデータ変換部１４では、この比較結果に基づいて切削工具２１のワーク２０に対する切削量が確認される。

そして、確認された切削工具２１のワーク２０に対する切削量に応じて、原ＮＣデータ又は改良ＮＣデータの工具経路における各点の座標位置を変更して、改良ＮＣデータを生成する。そして、生成した改良ＮＣデータをＮＣデータ変換部１４に格納するとともに、この改良ＮＣデータとしてマシニングセンタ２の制御部２７に出力する。このとき、第３の実施形態の場合と同様、マシニングセンタ２の制御部２７では、与えられた改良ＮＣデータに対して、未だ到達していない工具経路の点の座標位置のみを更新する。

このようにすることで、切削工具２１を回転する回転モータ２２の駆動電流が一定となるように、改良ＮＣデータの工具経路における各点の座標位置を変更することで、切削工具２１の切削量を一定に制御して、寸法誤差の低減を図ることができる。尚、本実施形態において、ＮＣデータ変換部１４が、第３の実施形態と同様、工具経路の全ての点について座標位置を変更した改良ＮＣデータを生成するものとしたが、未だ到達していない工具経路の点の座標位置のみを変更した改良ＮＣデータを生成するものとしても構わない。このとき、マシニングセンタ２から制御装置１ｂに対して、既に切削した工具経路の点に関する情報が与えられる。

は、第１の実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。 は、マシニングセンタにより穴が切削されたワークの外観斜視図である。 は、図２の穴を形成するときの工具経路を示す図である。 は、工具の摩耗量と切削量との関係を説明するための図である。 は、図２の穴を形成したときに生じる寸法誤差を説明するための図である。 は、図１のマシニングセンタによりブレスクを成形する工程を説明するための図である。 は、図６のブレスクを成形する際の粗加工後のワークにおける寸法誤差の測定点を示す図である。 は、第２の実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。 は、切削距離と寸法誤差との関係を示す図である。 は、切削工具の摩耗に基づく切削量と座標位置の補正量との関係を示す図である。 は、第３の実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。 は、第４の実施形態におけるマシニングセンタ及びその制御装置の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 制御装置
２ マシニングセンタ
１０ 入力部
１１ ＣＡＤデータ生成部
１２ ＣＡＭデータ生成部
１３ ＮＣデータ生成部
１４ ＮＣデータ変換部
１５ 寸法誤差格納部
１６ 切削時間測定部
１７ 駆動電流検出部
２０ ワーク
２１ 切削工具
２２ 回転モータ
２３ ３次元移動機構
２４ サーボモータ
２５ ＡＴＣ
２６ 摩耗量検出部
２７ 制御部

Claims (9)

1. ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、加工後の部品の形状データである加工用データを生成して前記位置決め機構に与える制御装置と、を備えるとともに、該制御装置から与えられる前記加工用データに基づいて前記位置決め機構が前記切削工具を前記ワークの切削位置に移動させて前記切削工具によってワークを切削することで前記部品を生成する工作機械において、
   前記制御装置が、
   前記加工用データを生成する加工用データ生成部と、
   該加工用データ生成部で生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じて変化させて新たな加工用データを生成する加工用データ変換部と、
   を備え、
   前記位置決め機構が前記加工用データ変換部より与えられた前記新たな加工用データに基づいて、前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定することを特徴とする工作機械。
2. 前記制御装置が、予め工作機械において試作した前記部品の各点における寸法誤差に関する誤差データを前記切削工具の摩耗量に応じて格納する寸法誤差格納部を備え、
   前記加工用データ変換部において、
   前記部品の本加工を行う際に確認される前記切削工具の摩耗量に応じた前記部品の各点における寸法誤差を、前記寸法誤差格納部に格納された前記誤差データより確認し、
   確認した当該部品の各点における寸法誤差に応じて前記座標データを変更して前記新たな加工用データを生成することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記加工用データ変換部において、前記切削工具が切削した長さである切削距離に基づいて前記座標データを変化させて、新たな加工用データが生成されることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
4. 前記加工用データ変換部において、前記切削工具が切削を行った時間である切削時間に基づいて前記座標データを変化させて、新たな加工用データが生成されることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
5. 前記切削工具を回転駆動させる回転モータを備え、
   前記加工用データ変換部において、前記回転モータの駆動電流値に基づいて前記座標データを変化させて、新たな加工用データが生成されることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
6. ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、
   加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、
   前記位置決め機構が該第１ステップで生成された前記加工用データに基づいて前記切削工具を前記ワークの切削位置に移動させて、前記切削工具によってワークを切削することで、前記部品の試作品を生成する第２ステップと、
   前記第２ステップで生成された前記部品の試作品の寸法を測定することで、前記部品の各点の寸法誤差を測定する第３ステップと、
   前記部品の各点における寸法誤差に関する誤差データを前記切削工具の摩耗量に応じて格納する第４ステップと、
   前記部品の本加工を行う際に確認される前記切削工具の摩耗量に応じた前記部品の各点における寸法誤差を、前記寸法誤差格納部に格納された前記誤差データより確認する第５ステップと、
   該第５ステップで確認した当該部品の各点における寸法誤差に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第６ステップと、
   前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第７ステップと、
   を備えることを特徴とする工作機械による加工方法。
7. ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、
   加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、
   前記切削工具が切削した長さである切削距離を測定する第２ステップと、
   該第２ステップで測定された前記切削距離に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第３ステップと、
   前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第４ステップと、
   を備えることを特徴とする工作機械による加工方法。
8. ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、
   加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、
   前記切削工具が切削を行った時間である切削時間を測定する第２ステップと、
   該第２ステップで測定された前記切削時間に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第３ステップと、
   前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第４ステップと、
   を備えることを特徴とする工作機械による加工方法。
9. ワークを切削する切削工具と、該切削工具の位置決めを行う位置決め機構と、を備える工作機械による加工方法において、
   前記工作機械が、前記切削工具を回転する回転モータを備えるとともに、
   加工後の部品の形状データである加工用データを生成する第１ステップと、
   前記回転モータの駆動電流値を測定する第２ステップと、
   該第２ステップで測定された前記回転モータの駆動電流値に基づいて、前記第１ステップで生成された加工用データが備える加工形状の座標位置に関する座標データを前記切削工具の摩耗量に応じた値に変化させて新たな加工用データを生成する第３ステップと、
   前記位置決め機構が、前記新たな加工用データに基づいて前記切削工具の前記ワークに対する切削位置を決定して、前記ワークを切削して本加工を行う第４ステップと、
   を備えることを特徴とする工作機械による加工方法。

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