JP2017052065A - 加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被削材の無駄な切削除去を防止しつつ、表面形状に応じて円滑な切削加工を行うことのできる加工方法を提供する。
【解決手段】
回転する被削材１の表面１ｂに切削工具２を当接させて前記被削材１を切削加工する加工方法であって、被削材１の回転軸１ａの軸方向に離れた少なくとも２箇所の位置１ｉ、１ｊにおいて、被削材１の回転軸１ａから被削材表面１ｂまでの距離４ｉ、４ｊを測定し、測定された複数の前記距離４ｉ、４ｊのうちの一の値を基準値４ｄとして設定し、基準値４ｄに基づいて、切削工具２の設置すべき位置４ｅを算出し、算出された切削工具の設置すべき位置４ｅに切削工具２を移動させて、被削材の表面１ｂを切削加工する加工方法である。
【選択図】 図８

Description

本発明は、加工方法に関し、特に回転する被削材の表面を切削加工する加工方法に関する。

従来、例えば鉄鋼材料を原材料から製造する場合には、まず原材料を一旦溶解させてインゴットを製造した後、再度インゴットを溶解させる工程を、複数回繰り返して行っている。一般に、原材料の溶解後に得られたインゴットの表面には、ほぼ一定の厚さの不純物層が存在する。このため、溶解前のインゴット表面の不純物層を除去して、溶解物における不純物量を低減している。被削材の表面の除去は、切削工具の先端部を、回転する被削材の回転軸から一定の距離に保持して行われている。

被削材の表面を切削加工する技術として、例えば特許文献１には、刃先位置接触検知部により工具刃先位置を検出し、切削時の抵抗による工具変形量の推定値を加味して算出された工具補正値に基づいて、工具刃先を移動させるようにした工具刃先検出装置が開示されている。

また、特許文献２には、ワークの偏心ピンの先端部に当接させた接触体のｘ軸方向の位置を、リニアスケールにより連続的に又は間欠的に測定する方法が開示されている。特許文献２に記載の方法は、切削加工後のワークの偏心ピンの表面形状についての、偏心ピンの半径ｒに関する測定値を、目標形状から算出される計算上の値と比較して加工誤差データを取得し、この加工誤差データに基づいて、次の切削加工処理における加工条件を補正するようにしたものである。

特開平８−２５１８０号公報 特開２０１４−１６８８３７号公報

ところで、原材料を溶解させて製造されるインゴットの表面は、回転軸からの距離が必ずしも一定でない。このため、切削工具の先端部を、回転する被削材の回転軸から一定の距離に保持して切削加工を行う場合、被削材の表面の不純物層が全体的に除去されるように、切削工具の先端部の位置が設定される。この場合、一部の領域では、不純物層だけでなく、不純物層より内側の主成分まで無駄に切削除去されるため、歩留りが低下する。このため、被削材の表面形状に応じて、切削工具の位置を補正しながら切削加工する方法が求められている。

特許文献１及び２に記載の技術は、いずれも、切削加工前の被削材の表面形状に応じて、工具の位置を移動させながら切削加工するようにしたものではない。

また、切削加工前の被削材の表面形状を測定し、測定された表面形状に応じて切削工具の位置を移動させながら切削加工を行う場合、被削材の表面に突発的に突起が顕れたたとき、この突起が接触体による測定断面の位置に重なると、突起形状が被削材の表面形状として認識される。このような突起形状に追従させて、切削工具の先端位置を移動させると、切削工具が急激に上方又は下方に移動し、突発欠損を生じるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、被削材の無駄な切削除去を防止しつつ、表面形状に応じて円滑な切削加工を行うことのできる加工方法を提供することにある。

本発明に係る加工方法の好ましい実施形態としては、回転する被削材の表面に切削工具を当接させて前記被削材を切削加工する加工方法であって、前記被削材の回転軸の軸方向に離れた少なくとも２箇所の位置において、前記被削材の回転軸から前記被削材表面までの距離を測定し、測定された複数の前記距離のうちの一の値を基準値として設定し、前記基準値に基づいて、前記切削工具の設置すべき位置を算出し、算出された前記切削工具の設置すべき位置に前記切削工具を移動させて、前記被削材の表面を切削加工することを特徴とする。

本発明によれば、被削材の無駄な切削除去を防止しつつ、表面形状に応じて円滑な切削加工を行うことのできる加工方法を実現することができる。

切削加工における被削材と切削工具との関係を示す図である。 図１に示す被削材１の切削工具２の当接位置における断面を示す図である。 従来の加工方法を説明するための図である。 図３に示す被削材１の測定位置１ｄにおける断面図を示す図である。 図３及び図４に示す方法で切削加工を行ったときの、距離４ａ及び距離４ｂと回転角度１ｆとの関係を示す図である。 実施例１に係る加工方法を説明するための図である。 実施形態の加工方法を実施するための加工装置の構成を示すブロック図である。 実施例１に係る加工方法のプロセスを示すフローチャート図である。 図６に示す方法で切削加工を行ったときの、距離４ｉ、距離４ｊ、基準値４ｄ及び距離４ｅと、回転角度１ｆとの関係を示す図である。 実施例２に係る加工方法を説明するための図である。 実施例２に係る加工方法のプロセスを示すフローチャート図である。 実施例２に係る加工方法を行ったときの、平均値５ｉ、平均値５ｉ、基準値５ｄ、及び距離５ｅと回転角度１ｆとの関係を示す図である。 実施例１及び実施例２に係る加工方法を説明するための図である。

本発明の実施の形態を説明する前に、まず従来の加工方法について説明する。
図１は、切削加工における被削材と切削工具との関係を示す図である。従来の加工方法を説明するための図である。図１において、１は被削材であり、２は切削工具である。被削材１は、回転軸１ａを中心に矢印１ｃ方向に回転されている。切削工具２は被削材１と接触させるチップ２ａ及び工具本体２ｂにより構成されている。チップ２ａは、工具本体２ｂと一体で切削工具２を形成していてもよく、工具本体２ｂから取り外して交換可能に構成されていてもよい。

図２は、図１に示す被削材１の切削工具２の当接位置における断面を示す図である。図２により、被削材１の表面１ｂを、切削工具２のチップ２ａで切削加工する際の、切削工具２と被削材１との位置関係を示す。
まず、図２に示すように、チップ２ａの先端部の位置を、被削材１の表面１ｂから回転軸１ａ方向に、所定の切込量ｄの距離分だけ移動させる。そして、被削材１の１ｃ方向への回転運動を維持しながら、切削工具２のチップ２ａの先端部を、被削材１の表面１ｂに当接させつつ、回転軸１ａの軸方向（図１の矢印２ｃ方向）へ移動させる。このとき、従来の加工方法では、チップ２ａの先端部と回転軸１との距離を一定に保持しつつ、切削工具２を回転軸１ａの軸方向に移動させる。これにより、被削材１の表面１ｂは、切削工具２のチップ２ａにより切削除去される。

ここで、切込量ｄは、切削加工により、被削材１の表面１ｂから除去する厚さとして設定される量（例えば、被削材表面に形成されている不純物層の厚さに相当する厚さ）であり、一般には１〜２０ｍｍ程度である。

従来の加工方法では、被削材１の回転軸１ａに対する、チップ２ａの先端の位置に関しては、まず、被削材１の回転運動を一旦停止した状態で、被削材１の表面１ｂの、回転軸１ａからの距離を測定する。そして、この距離が最小値となる位置を基準面位置とし、この基準面位置から回転軸１ａ方向に切込量ｄ（所定の深さｄ）分だけ移動させた位置を、チップ２ａの先端部の位置として設定する。

図３は、従来の加工方法を説明するための図である。
図３には、被削材１の表面位置を測定する表面位置測定装置３が、被削材１の近傍に設置された状態を示している。図３において、被削材１の表面には、測定位置１ｄが設定されており、表面位置測定装置３により、測定位置１ｄ上における、回転軸１ａから被削材１の表面１ｂまでの距離が測定される。

図４に、図３に示す被削材１の測定位置１ｄにおける断面図を示す。
図４中１ｇで示す点は、被削材１の表面１ｂに設定した任意の固定点である。図４において、表面位置測定装置３により回転軸１ａから表面１ｂまでの距離の測定が行われている表面１ｂ上の測定点を、１ｈと定義する。すなわち、被削材１の矢印１ｃ方向への回転に伴い、測定点１ｈは、被削材１の表面１ｂ上を矢印１ｃと反対方向に移動する。

ここで、回転軸１ａと固定点１ｇとを結ぶ直線と、回転軸１ａと測定点１ｈとを結ぶ直線とがなす角度を回転角度１ｆと定義する。回転角度１ｆは、被削材１の矢印１ｃ方向への回転に伴い増加する。図４において、回転軸１ａから被削材表面１ｂまでの距離を４ａとし、回転軸１ａからチップ２ａの先端までの距離を４ｂとする。

図５に、図３及び図４に示す方法で切削加工を行ったときの、距離４ａ及び距離４ｂと回転角度１ｆとの関係を示す。
図５において、チップ２ａの被削材１の表面１ｂに対する実際の切込量ｄ´（すなわち、チップ２ａにより実際に除去される被削材の厚さに相当。）は、下記式（１）で示される。
［式１］
ｄ´＝４ａ―４ｂ・・・（１）

図５に示すように、従来の加工方法では、回転軸１ａからチップ２ａ先端までの距離４ｂは、一定にして切削加工が行われる。これは、一般的な工業製品では、切削加工後の切削体における寸法精度を優先して切削加工が行われることが多いためである。すなわち、上記した従来の加工方法では、被削材１の表面１ｂ全体において、表面１ｂから、切込量ｄに相当する一定の深さだけ切削除去することは考慮されていない。この場合、実際の切込量ｄ´は、距離４ａの変動に伴って変動し、バラツキが発生する。この場合、以下のような問題点が発生する。

例えばインゴットの表面に略一定の厚さで形成された不純物層を除去するために切削加工を行う場合、上記した従来の加工方法により、除去量に不足を生じさせることなく、不純物層の全体を除去するには、切削工具２の設定位置は、実際の切込量ｄ´の最小値ｄ´ｍｉｎと、切込量ｄ（この場合には、不純物層の厚さ。）とが、下記式（２）を満たすように、設定される。
［式２］
ｄ＝ｄ´ｍｉｎ・・・（２）

上記のようにして切削工具２の位置を設定した場合、被削材１では、回転角度１ｆの変動に伴い、下記式（３）で示す関係となる領域が発生する。
［式３］
ｄ´＞ｄ´ｍｉｎ・・・（３）
上記式（３）の関係を満たす領域では、被削材１が、必要量を超えて余分に除去される。被削材１の除去量が必要以上に増加すると、被削材１の歩留まりが低下する。また、被削材１の除去量の増加に伴い、切削加工時にチップ２ａにかかる圧力が上昇する。このため、チップ２ａの摩耗進行が速くなり、交換回数が増加することで、運転コストが増加する。

次に、図６を用いて実施例１に係る加工方法を説明する。なお、図６において、図１に示す部位と構成、動作が同じ部位については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、被削材１の表面には、回転軸１ａの軸方向に離れた２箇所の位置に、測定位置１ｉ、１ｊが設けられている。図６に示す例では、測定位置１ｉ、１ｊにおける、回転軸１ａから被削材１の表面１ｂまでの距離４ｉ、４ｊを、表面位置測定装置３ｉ、３ｊにより測定する。

すなわち、表面位置測定装置３ｉは、測定箇所１ｉにおける回転軸１ａから表面１ｂの距離４ｉを測定し、表面位置測定装置３ｊは、測定箇所１ｊにおける回転軸１ａから表面１ｂの距離４ｊを測定する。表面位置測定装置３ｉ、３ｊとしては、例えばレーザ照射により回転軸１ａ及び被削材１の表面１ｂの位置を検出可能なレーザ測定装置を用いることができる。

実施例１では、距離４ｉ、４ｊの測定結果にもとづき、各時点における、切削工具２のチップ２ａの先端部の設置位置の算出を行いながら、切削加工を実施する。

すなわち、実施例１では、表面位置測定装置３ｉ、３ｊにより得られた距離４ｉ、４ｊの測定値のうちの一方を基準値４ｄとして選択して、チップ２ａの先端部を設置する位置を算出する。このとき、基準値４ｄが測定された方の測定位置が基準面位置１ｄとなる。そして、算出された先端部の設置位置に、チップ２ａの先端部を移動させながら、切削加工を実施する。

本実施例では、測定された距離４ｉ、４ｊのうちの最小値を基準値４ｄとして選択し、基準面位置１ｄを設定する。そして、基準面位置１ｄにおける測定値（すなわち、基準値４ｄ。）に基づいて、チップ２ａの先端部の設置位置を算出する。

このように、表面位置測定装置３ｉ、３ｊにより得られた距離４ｉ、４ｊの測定値に基づいて、切削工具２の設置位置の算出を行い、得られた算出値に基づいて切削工具２を移動させながら、切削加工を実施することで、チップ２ａの先端の位置を固定して切削加工する従来の方法と比較して、切削量の無駄を防止することができる。

また、距離４ｉ、４ｊのうちの一方の値を基準値として選択して、チップ２ａの先端部の位置を設定することで、切削工具２を、回転軸１ａに対して急激に離間又は接近させる制御動作を回避することができる。

すなわち、回転軸１ａから被削材の表面１ｂまでの距離を、１箇所のみで測定し、得られた距離に基づいてチップ２ａの先端部の設置位置を算出する場合、被削材表面に顕れた突起が測定位置に重なると、切削工具は、この突起形状に追従して突発的に回転軸から離間する。また、回転軸１ａから被削材の表面１ｂまでの距離を、被削材１の一の断面における複数箇所において測定した場合にも、この突起が、複数の測定位置の双方に重なることがある。この場合も、切削工具は、この突起形状に追従して突発的に回転軸から離間する。

これに対し、実施例１では、軸方向に離れた２箇所の測定位置１ｉ、１ｊで測定された距離４ｉ、４ｊのうち、小さい方の値を基準値として選択しているため、測定位置１ｉ、１ｊのうちの一方が、被削材１上に発生した突起と重なった場合でも、他方の測定位置が基準面位置１ｄとして採用されて、チップ２ａの先端部の設置位置が算出される。このため、切削工具２が、回転軸１ａから急激に離間する動作を防止することができ、切削工具２の破損を防止することができる。

また、距離４ｉ、４ｊのうち、小さい方の値を基準値として選択することで、各切削位置において、確実に不純物層を除去することができる。

図７は、実施形態の加工方法を実施するための加工装置の構成を示すブロック図である。

加工装置は、被削材１の表面を切削加工する切削工具２と、切削工具２を駆動するサーボモータ９と、被削材１の表面位置の測定を行う表面位置測定装置３ｉ、３ｊと、表面位置測定装置３ｉ、３ｊで測定された表面位置を検出する位置検出部６ｉ、６ｊと、回転軸１ａの回転角度を検出する回転角度検出器１１と、切削工具２の位置を検出する切削工具位置検出器１２と、位置検出部６ｉ、６ｊで検出された表面位置データを記憶する記憶部７と、位置検出部６ｉ、６ｊで検出された表面位置データに基づいて、切削工具２の先端部の設置位置を算出するマイクロプロセッサ等の処理部８と、処理部８により得られた演算結果に基づき、サーボモータ９の動作を制御する制御部１０と、記憶部７及び処理部８に情報を入力する入力部１３と、を有している。

以下に、図７に示す加工装置を用いた実施例１に係る加工方法について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップ１１では、入力部１３により、切込量ｄが記憶部７に記憶される。次に、ステップ１２では、制御部１０は、サーボモータ９を駆動して切削工具２を駆動するとともに、被削材１の回転軸１ａを駆動して、切削加工を開始する。

次に、ステップ１３では、表面位置測定装置３ｉ、３ｊは、それぞれ、測定位置１ｉ、１ｊにおける、回転軸１ａから被削材１の表面１ｂまでの距離４ｉ、４ｊを測定する。表面位置測定装置３ｉ、３ｊにより測定された距離４ｉ、４ｊは、位置検出部６ｉ、６ｊにより、表面位置データとして検出される。

また、位置検出部６ｉ、６ｊによる表面位置データの検出と同時に、回転角度検出器１１は、表面位置測定装置３ｉ、３ｊによる距離４ｉ、４ｊの測定が行われた時点での、回転軸１ａの回転角度を検出する。位置検出部６ｉ、６ｊにより検出された距離４ｉ、４ｊは、回転角度検出器１１により検出された回転角度と併せて、記憶部７に記憶される。

次に、ステップ１４〜ステップ１６では、処理部８は、ステップ１３で得られた表面位置データに基づき、切削工具２のチップ２ａの先端部を移動させる位置を算出する。

まず、ステップ１４では、処理部８は、位置検出部６ｉ、６ｊで検出された表面位置データ（距離４ｉ、４ｊ）を記憶部７から読み出し、距離４ｉ、４ｊのうちの最小値を基準値４ｄとして選択する。すなわち、測定位置１ｉ、１ｊのうち、基準値４ｄの距離が測定された方の測定位置が、基準面位置１ｄとして設定される。

次いで、ステップ１５では、処理部８は、ステップ１４で設定された基準値４ｄを用いて、チップ２ａの先端部を移動させる位置を算出する。具体的には、処理部８は、記憶部７から切込量ｄを読み出し、下記式（４）により、チップ２ａの先端部を移動させる位置を、距離４ｅとして算出する。
［式４］
４ｅ＝４ｄ−ｄ・・・（４）
上記式（４）において、距離４ｅは、チップ２ａの先端部を移動させる位置と回転軸１ａとの距離である。

次いで、ステップ１６では、切削工具位置検出器１２は、切削工具２の現在位置を検出し、検出された位置情報を処理部８に送る。処理部８は、切削工具位置検出器１２から送られた切削工具２の現在の位置情報と、ステップ１５で算出されたチップ２ａの先端部の移動位置（距離４ｅ）とに基づき、ＮＣプログラムにより切削工具２の移動量を算出する。

次いで、ステップ１７では、制御部１０は、サーボモータ９を駆動し、ステップ１６で算出された移動量分だけ、切削工具２を回転軸１ａの方向に移動させる。これにより、チップ２ａの先端部は、回転軸１ａから距離４ｅの位置に移動する。

被削材１の表面１ｂでは、基準面位置１ｄ（測定位置１ｉ、１ｊのうち、距離４ｉ、４ｊの最小値が測定された方の測定位置）の表面１ｂから切込量ｄだけ切り込んだ範囲が、切削工具２のチップ２ａにより切削除去される。

次に、ステップ１８では、処理部８は、切削工具位置検出器１２により検出された切削工具２の現在の位置情報に基づき、加工処理が終了したか否かを確認する。加工処理が終了していないと判断した場合には、ステップ１３に戻り、次の位置での切削加工処理を行う。加工処理が終了したと判断した場合には、加工処理プロセスを終了する。

図９に、図６に示す方法で切削加工を行ったときの、距離４ｉと回転角度１ｆとの関係、及び距離４ｊと回転角度１ｆとの関係を示す。
図９に示すように、距離４ｉ及び距離４ｊは、それぞれ、回転角度１ｆの変化に伴い変動している。さらに、上記で説明した加工処理プロセスのステップ１４で設定された基準面位置１ｄにおける基準値４ｄと回転角度１ｆとの関係を図９に併せて示す。図９では、距離４ｉと距離４ｊのうちの最小値を、基準値４ｄとして示している。さらに、図９には、基準値４ｄを用いて算出される距離４ｅ（ステップ１５）を、併せて示している。

図９に示すように、切削工具２の先端部と回転軸１ａとの距離４ｅは、距離４ｉ、４ｊと比較して、急激な増加又は減少が抑制されており、チップ２ａの先端部の位置を、距離４ｉ単独又は４ｊ単独の値に追従させて設定する場合と比較して、切削工具２の突発的な移動が防止されている。

また、図９に示すように、切削工具２の先端部の回転軸１ａからの距離４ｅは、被削材１の表面形状（距離４ｉ又は距離４ｊ）に応じて変化させているため、切削工具２の先端部と回転軸１ａとの距離を一定にして行う従来の方法と比較して、切削量の無駄が防止されている。

なお、実施例１では、基準値４ｄとして、距離４ｉ、４ｊのうちの最小値を選択するようにしたが、本発明は、必ずしもこのような形態に限られない。例えば、距離４ｉ、４ｊのうちの最大値を基準値として選択して、チップ２ａの先端を移動させる位置を算出するようにすることも可能である。この場合、例えば測定位置１ｉ、１ｊのうちの一方が、被削材１の表面１ｂに発生した凹部と重なった場合でも、他方の測定位置が基準面位置１ｄとして採用されて、チップ２ａの先端部の設置位置が算出される。このため、切削工具２が急激に回転軸１ａ側に移動して、被削材１が必要以上に切削除去されるのを防止することができる。

次に、図１０を用いて実施例２に係る加工方法を説明する。なお、図１０において、図４に示す部位と構成、動作が同じ部位については、同じ符号を付し、その説明を省略する。

実施例２においても、被削材１の表面には、回転軸１ａの軸方向に離れた２か所の位置に、測定位置１ｉ、１ｊが設けられている。なお、実施例２の加工方法は、切削工具２及び表面位置測定装置３ｉ、３ｊを、図６に示すのと同様の形態で設置して、実施することができる。このため、実施例２の加工方法についても、図６を用いて説明する。

実施例２では、表面位置測定装置３ｉにより、測定位置１ｉにおいて、測定点１ｈから測定角度１ｋまでの範囲の複数箇所において、回転軸１ａから表面１ｂまでの距離４ｉを測定する。そして、測定された距離４ｉを平均化した値を、平均値５ｉと定義する。また、同様に、表面位置測定装置３ｊにより、測定位置１ｊにおいて、測定点１ｈから測定角度１ｋまでの範囲の複数箇所において、回転軸１ａから表面１ｂまでの距離４ｊを測定する。そして、測定された距離４ｊを平均化した値を、平均値５ｊと定義する。なお、測定角度１ｋは、予め設定した任意の一定角度である。

実施例２では、実施例１で用いた距離４ｉ、４ｊに代えて、平均値５ｉ、５ｊを使用して、切削工具２の先端部の位置を決定する。

すなわち、実施例２では、距離４ｉ、４ｊの平均値５ｉ、５ｊのうちの一方を基準値５ｄとして選択して、チップ２ａの先端部を設置する位置を算出する。このとき、基準値５ｄの各距離が測定された方の測定位置が基準面位置１ｄとなる。そして、算出された先端部の設置位置に、チップ２ａの先端部を移動させながら、切削加工を実施する。

本実施例では、算出された平均値５ｉ、５ｊのうちの最小値を基準値５ｄとして選択し、基準面位置１ｄを設定する。そして、基準値５ｄに基づいて、チップ２ａの先端部の設置位置を算出する。

このように、切削工具２の先端部の位置を、距離４ｉ、４ｊの平均値５ｉ、５ｊを用いて設定することで、先端部の細かい上下動が抑制される。このため、実施例１と比較して、より効率的な切削加工を行うことができる。

また、実施例２では、実施例１と同様、切削工具２の先端位置を固定して切削加工する従来の方法と比較して切削量の無駄が防止される。また、実施例２では、２箇所の測定位置における距離４ｉ、４ｊの平均値５ｉ、５ｊのうち、小さい方の値を基準値５ｄとして選択しているため、切削工具２が、回転軸１ａから急激に離間する動作が防止され、切削工具２の突発破損が防止される。

以下に、図７に示す加工装置を用いた実施例２に係る加工方法について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップ２１、ステップ２２は、実施例１のステップ１１、ステップ１２と同様である。

次に、ステップ２３では、表面位置測定装置３ｉ、３ｊは、それぞれ、測定位置１ｉ、１ｊの測定点１ｈから回転角度１ｋの範囲の複数箇所において、回転軸１ａから被削材１の表面１ｂまでの距離４ｉ、４ｊを測定する。距離４ｉ、４ｊの測定は、測定点１ｈから回転角度１ｋの範囲において連続的に行ってもよく、この範囲内の複数箇所で各別に行ってもよい。表面位置測定装置３ｉ、３ｊにより測定された距離４ｉ、４ｊは、表面位置データとして位置検出部６ｉ、６ｊにより検出される。

また、位置検出部６ｉ、６ｊによる位置検出と同時に、回転角度検出器１１は、表面位置測定装置３ｉ、３ｊによる距離４ｉ、４ｊの測定が行われた時点での、回転軸１ａの回転角度を検出する。

次に、ステップ２４では、処理部８は、測定位置１ｉ、１ｊの測定点１ｈから回転角度１ｋ間の範囲において測定された距離４ｉ、４ｊを平均化し、平均値５ｉ、５ｊを算出する。表面位置データとしての平均値５ｉ、５ｊは、回転角度検出器１１で検出された回転角度と併せて記憶部７に記憶される。

次に、ステップ２５〜ステップ２７では、処理部８は、ステップ２４で得られた表面位置データ（平均値５ｉ、５ｊ）に基づき、チップ２ａの先端部を移動させる位置を算出する。

まず、ステップ２５では、処理部８は、平均値５ｉ、５ｊを記憶部７から読み出し、平均値５ｉ、５ｊのうちの最小値を基準値５ｄとして選択する。すなわち、平均値５ｉ、５ｊのうち、基準値５ｄとして選択された方の、平均化前の距離の測定位置が、基準面位置１ｄとして設定される。

次いで、ステップ２６では、処理部８は、ステップ２５で選択された基準値５ｄを用いて、チップ２ａの先端部を移動させる位置を算出する。具体的には、処理部８は、記憶部７から切込量ｄを読み出し、下記式（５）により、チップ２ａの先端部を移動させる位置を、距離５ｅとして算出する。
［式５］
５ｅ＝５ｄ−ｄ・・・（５）
上記式（５）において、距離５ｅは、チップ２ａの先端部を移動させる位置と回転軸１ａとの距離である。

次いで、ステップ２７では、切削工具位置検出器１２は、切削工具２の現在位置を検出し、検出された位置情報を処理部８に送る。処理部８は、切削工具位置検出器１２から送られた切削工具２の現在の位置情報と、ステップ２６で算出されたチップ２ａの先端部の位置（距離５ｅ）とに基づき、ＮＣプログラムにより切削工具２の移動量を算出する。

次いで、ステップ２８では、制御部１０は、サーボモータ９を駆動し、ステップ２７で算出された移動量分だけ、切削工具２を回転軸１ａ方向に移動させる。これにより、チップ２ａの先端部は、回転軸１ａから距離５ｅの位置に移動する。

これにより、被削材１の表面１ｂでは、基準面位置１ｄ（測定位置1i、1jのうち、平均値５ｉ、５ｊのうちの最小値の、平均化前の距離が測定された方の測定位置）の表面１ｂから切込量ｄだけ切り込んだ範囲が、切削工具２のチップ２ａにより切削除去される。

次に、ステップ２９では、処理部８は、切削工具位置検出器１２により検出された切削工具２の現在の位置情報に基づき、加工処理が終了したか否かを確認する。加工処理が終了していないと判断した場合には、ステップ２３に戻り、次の位置での切削加工処理を行う。加工処理が終了したと判断した場合には、加工処理プロセスを終了する。

図１２に、実施例２に係る加工方法を行ったときの、平均値５ｉと回転角度１ｆとの関係、及び平均値５ｊと回転角度１ｆとの関係を示す。さらに、上記で説明した加工処理プロセスのステップ２５で選択された、基準面位置１ｄにおける基準値５ｄと回転角度１ｆとの関係を図１２に併せて示す。図１２では、平均値５ｉと平均値５ｊのうちの最小値を、基準値５ｄとして示している。さらに、図１２には、基準値５ｄを用いて算出される距離５ｅ（ステップＳ２６）を、併せて示している。

図１２に示すように、切削工具２の先端部と回転軸１ａとの距離５ｅは、距離５ｉ、５ｊと比較して、大きな増加又は減少が抑制されており、チップ２ａの先端部の位置を、平均値５ｉ単独又は５ｊ単独の値に追従させて設定する場合と比較して、切削工具２の突発的な移動が防止されている。

また、図１２に示すように、距離５ｅは、実施例１の図９に示す距離４ｅと比較して、細かい上下動が少なく、よりなだらかな変化を示しており、実施例１と比較して、効率的な切削加工が行われる。

また、図１２に示すように、切削工具２の先端部の回転軸１ａからの距離５ｅは、被削材１の表面形状（距離４ｉ、４ｊ）の変化に応じて変化させているため、切削工具２の先端部と回転軸１ａとの距離を一定にして行う従来の方法と比較して、切削量の無駄が防止されている。

なお、実施例２では、基準値５ｄとして、平均値５ｉ、５ｊのうちの最小値を選択するようにしたが、実施例１と同様に、例えば、平均値５ｉ、５ｊのうちの最大値を基準値として選択して、チップ２ａの先端を移動させる位置を算出するようにすることも可能である。この場合、例えば測定位置１ｉ、１ｊのうちの一方が、被削材１上に発生した凹部と重なった場合でも、他方の測定位置が基準面位置１ｄとして採用されて、チップ２ａの先端部の設置位置が算出される。このため、切削工具２が急激に回転軸１ａ側に移動して、被削材１が必要以上に切削除去されるのを防止することができる。

実施例１及び実施例２では、いずれも、軸方向に離れた２箇所の位置に表面位置測定装置３ｉ、３ｊを設置し、表面位置測定装置３ｉにより、測定位置１ｉにおける距離４ｉを測定し、表面位置測定装置３ｊにより、測定位置１ｊにおける距離４ｊを測定するようにしたが、本発明は、必ずしもこのような形態に限られない。例えば、図１３に示すように、測定装置としてリニアスケール３ｋを用いて、測定位置１ｉ、１ｊにおける回転軸１ａから被削材表面１ｂまでの距離４ｉ、４ｊを同時に測定するようにしてもよい。

また、実施例１及び実施例２では、被削材１の表面１ｂに、２箇所の測定位置１ｉ、１ｊを設定して、チップ２ａの先端部を移動させる位置を算出するようにしたが、測定位置は、３箇所以上設定してもよい。この場合、例えば、３箇所の測定位置のうちの２箇所において、被削材表面１ｂの突起と重なった場合でも、もう一つの測定位置が基準面位置１ｄとして採用されて、チップ２ａの先端部の設置位置が算出される。このため、切削工具２が、回転軸１ａから急激に離間する動作を防止することができ、切削工具２の破損を防止することができる。

１…被削材、１ａ…回転軸、１ｂ…被削材１の表面、１ｃ…回転軸１ａの回転方向、１ｄ…基準面位置、１ｆ…回転角度、１ｇ…固定点、１ｈ…測定点、１ｉ、１ｊ…測定位置、１ｋ…測定角度、２…切削工具、２ａ…チップ、２ｂ…工具本体、２ｃ…切削工具２の移動方向、３、３ｉ、３ｊ…表面位置測定装置、
３ｋ…リニアスケール３ｋ、４ａ、４ｉ、４ｊ…回転軸１ａから被削材表面１ｂまでの距離、４ｂ…回転軸１ａからチップ２ａ先端までの距離、４ｄ、５ｄ…基準値、４ｅ、５ｅ…チップ２ａの先端部を移動させる位置と回転軸１ａとの距離、５ｉ、５ｊ…平均値、
６ｉ、６ｊ…位置検出部、７…記憶部、８…処理部、９…サーボモータ、１０…制御部、１１…回転角度検出器、１２…切削工具位置検出器、１３…入力部、ｄ…切込量、ｄ´…実際の切込量、ｄ´ｍｉｎ…ｄ´の最小値

Claims (6)

1. 回転する被削材の表面に切削工具を当接させて前記被削材を切削加工する加工方法であって、
   前記被削材の回転軸の軸方向に離れた少なくとも２箇所の位置において、前記被削材の回転軸から前記被削材表面までの距離を測定し、
   測定された複数の前記距離のうちの一の値を基準値として設定し、
   前記基準値に基づいて、前記切削工具の設置すべき位置を算出し、
   算出された前記切削工具の設置すべき位置に前記切削工具を移動させて、前記被削材の表面を切削加工することを特徴とする加工方法。
2. 前記被削材の回転軸から前記被削材表面までの距離の測定を、前記切削加工と並行して行うことを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
3. 測定された前記回転軸から前記被削材の表面までの距離のうちの最小値を、前記基準値として設定することを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
4. 前記被削材の回転軸から前記被削材表面までの距離を、前記測定位置からそれぞれ任意の範囲における複数の位置において測定し、得られた複数の測定値を平均化した値のうちの一の値を、前記基準値として設定することを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
5. 前記被削材の回転軸方向に離れた少なくとも２箇所の位置に検出装置を設置して、前記被削材の回転軸から前記被削材表面までの距離を測定することを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
6. 前記回転軸の軸方向の一定範囲における、前記回転軸と前記被削材との間の距離を測定する検出装置を使用することを特徴とする請求項１に記載の加工方法。

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