JP5746270B2 - 穴あけ加工を行う工作機械の数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は工作機械の数値制御装置に関し、特に穴あけ加工を行う工作機械の数値制御装置に関する。

被加工物に穴をあける穴あけ加工を行うために、被加工物と工具との間に相対的な回転運動及び送り運動を行わせて穴あけ加工を行う穴あけ加工装置が知られている。従来の穴あけ加工では、送り運動の送り速度及び回転運動の回転速度は、予め指定した一定の送り速度及び主軸の回転速度で行われていたため、工具が被加工物に接触する時に大きな負荷を受けてしまい、それにより、工具の寿命や真直度性に影響を与えるおそれがあった。

穴あけ加工における工具の速度制御に関する先行技術として、以下の特許文献に開示された技術がある。
特許文献１には、被加工物の加工領域を加工順にくいつき部、深部、貫通部と規定して、一定の切り込み量の切削を繰り返して行う工程において、工具の切削送り速度を、深部、くいつき部、貫通部の順に高くなるように設定し、工具の回転速度を、くいつき部及び深部における回転速度よりも、貫通部における回転速度の方が低くなるように設定するといったように、規定した領域の加工開始時にあらかじめ設定した送り速度と主軸回転速度に変更する技術が開示されている。

特許文献２には、深穴加工における切削軸の送り速度を、所定の間隔ごとに一時的に応力除去送り速度に低下させることによって、切削工具にかかる応力が減少またはゼロに解放されて、この間に、切削工具の曲がった姿勢が自己の弾性により元の状態に復元する技術が開示されている。
特許文献３には、脆性材に穴を貫通させる方法において、脆性材内部で貫通点より一定距離離れた特定点に工具の先端が到達したときから貫通点を抜けるまでは、工具を低速に切り替えて前進させることで、脆性材の後面に欠けが発生しないようにする技術が開示されている。

特許文献４には、設定領域に対して送り速度や主軸回転速度の比率をオーバーライドにより変化させる技術が開示されている。
特許文献５には、予め下穴が形成されている工作対象物に対し、主軸によって回転しているタップ工具を挿入離脱しながら、工作対象物に所定の深さ及び径による穴を形成するタップ穴形成加工において、切削に必要なトルクを計算し、回転角加速度を適切に制御することで、主軸モータのトルクを十分に活用させて作業効率を向上させる技術が開示されている。

特許文献６には、異なる材質の材料により形成されていることで区分される複数の形成領域を有する被加工物に穴を形成する際に、工具に作用する負荷トルクによって材質の変化を判別して、異なる材質ごとに自動で送り速度及び主軸速度を制御する技術が開示されている。

特許第３９３４２３７号公報 特開平５−５０３１１号公報 特開２００２−１２０２１９号公報 特許第３８５６９１７号公報 特許第４０１４４８５号公報 特開２０１２−１６７９３号公報

特許文献１に開示されている技術は、くいつき部、深部、貫通部に応じて送り速度と主軸回転速度を切り換える技術ではあるが、いずれも被加工物に接触した後の送り速度及び主軸回転速度であり、切り込み開始前には規定の速度に達していて、切削中に適切な加速が行われないおそれがある。
特許文献２に開示されている技術は、送り速度を所定の間隔ごとに低下させてはいるが、目的が工具に係る応力を減少またはゼロにして、切削工具の曲がった姿勢を復元することとされている。また、主軸回転速度に対する制御については行われていないため、工具への負荷が低減しきれない可能性がある。

特許文献３に開示されている技術は、脆性材内部の特定点において工具の送り速度を低速に切り替えているが、特定点のいずれも被加工物である脆性材内部の送り速度であり、切り込み開始前には規定の速度に達していて、切削中に適切な加速が行われないおそれがある。また、主軸回転速度に対する制御については行われていないため、工具への負荷が低減しきれない可能性がある。
特許文献４に開示されている技術は、加工材料内部に領域を設け、領域ごとに送り速度や主軸回転速度を制御するものではあるが、いずれも被加工物に接触した後の送り速度及び主軸回転速度であり、穴あけ加工時の被加工物への接触時の工具への負荷を軽減させることは難しい。

特許文献５に開示されている技術は、あらかじめ下穴を形成している工作対象物に対してのタップ穴あけ加工を目的としたものであるため、加工前に下穴がすでに形成されていることが前提となっており、加工の目的としてもタップ穴あけであって、穴のネジの溝を形成することであるため、穴あけ加工時の被加工物への接触時の工具への負荷を軽減させることは困難である。
特許文献６に開示されている技術は、被加工物に接触した際の負荷トルクを検知して加工速度を変更するようにしており、いずれも被加工物に接触した後の送り速度や主軸回転速度を変更しているものである。そのため、穴あけ加工時の被加工物への接触時の工具への負荷を軽減させることは難しい。

そこで本発明は、穴あけ加工を行う工作機械において、被加工物に接触する前後の任意の領域で、工具を移動させる軸の送り速度と工具を回転駆動させる主軸の回転速度を、領域内の工具位置に合わせて、各々最適な任意の速度比で加速させることで、被加工物への接触時の切り込み開始時の工具への負荷を軽減可能として、工具寿命の延命や、工具の高い真直性の維持が可能な工作機械の数値制御装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、回転工具を移動させる送り軸および前記回転工具を回転駆動させる主軸を有し、前記回転工具で被加工物に穴を形成する穴あけ加工を行う工作機械の数値制御装置において、前記被加工物と前記回転工具とが最初に接触する接触位置を含み、前記回転工具の加工方向で前記接触位置の前後に任意領域を設定する任意領域設定手段と、前記回転工具を移動させる前記送り軸の現在位置を更新する手段と、前記回転工具の前記現在位置が前記任意領域内にあるとき、前記送り軸の送り速度および前記主軸の主軸回転速度を、前記回転工具の前記現在位置に応じて加速させる速度変更手段と、を有することを特徴とする数値制御装置が提供される。

すなわち、請求項１に係る発明では、回転工具と被加工物が接触する位置を含み、回転工具の加工方向で接触位置の前後に任意領域を設定し、任意領域内においては、回転工具の送り速度と主軸回転速度を現在位置に応じて加速することによって、回転工具と被加工物が接触する際の回転工具の送り速度と主軸回転速度を適切に制御することが可能となり、穴あけ加工時の被加工物への接触時の工具への負荷を軽減させることが可能となる。

本願の請求項２に係る発明では、穴あけ加工の終了位置である穴底位置、穴あけ加工指令開始位置、前記任意領域の終了位置以降の穴あけ加工中の穴あけ送り速度となる基準送り速度、前記任意領域の終了位置以降の穴あけ加工中の穴あけ主軸回転速度となる基準主軸回転速度、前記任意領域の開始位置、前記任意領域の終了位置、前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域の開始位置までの前記送り軸の送り速度より前記基準送り速度が大きくなるように規定された任意送り速度比、前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域の開始位置までの前記主軸の主軸回転速度より前記基準主軸回転速度が大きくなるように規定された任意主軸回転速度比を指令する指令手段と、前記任意領域内において、前記任意送り速度比から前記回転工具の前記現在位置における前記送り軸の送り速度比を算出し、前記任意主軸回転速度比から前記主軸の主軸回転速度比を算出する速度比算出手段とを有し、前記速度変更手段は、前記送り速度比および前記主軸回転速度比から前記現在位置における前記送り速度および前記主軸回転速度を算出することを特徴とする請求項１記載の数値制御装置が提供される。

すなわち、請求項２に係る発明では、任意領域内において回転工具の現在位置における送り速度比および主軸回転速度比から現在位置における送り速度および主軸回転速度を算出することによって、回転工具と被加工物が接触する際の回転工具の送り速度と主軸回転速度を適切に制御することが可能となり、穴あけ加工時の被加工物への接触時の工具への負荷を軽減させることが可能となる。

本願の請求項３に係る発明では、前記指令手段は、更に前記任意領域内における前記回転工具と前記被加工物とが最初に接触する接触位置、前記接触位置における前記送り軸の送り速度が前記基準送り速度より小さくかつ前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域の開始位置までの前記送り軸の送り速度より大きくなるように規定された接触位置送り速度比、前記接触位置における前記主軸の主軸回転速度が前記基準主軸回転速度より小さくかつ前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域開始位置までの前記主軸の主軸回転速度より大きくなるように規定された接触位置主軸回転速度比を指令し、前記速度比算出手段は、前記任意領域の開始位置から前記接触位置までの前記現在位置において、前記任意送り速度比及び前記接触位置送り速度比から第１送り速度比を算出し、前記任意主軸回転速度比及び前記接触位置主軸回転速度比から第１主軸回転速度比を算出し、前記接触位置から前記任意領域の終了位置までの前記現在位置において、前記接触位置送り速度比から第２送り速度比を算出し、前記接触位置主軸回転速度比から第２主軸回転速度比を算出し、前記速度変更手段は、前記任意領域の開始位置から前記接触位置までの前記現在位置において、前記第１送り速度比および前記第１主軸回転速度比から前記現在位置の前記送り速度および前記主軸回転速度、および前記接触位置から前記任意領域の終了位置までの前記現在位置において、前記第２送り速度比および前記第２主軸回転速度比から前記現在位置の前記送り速度および前記主軸回転速度を算出することを特徴とする請求項２記載の数値制御装置が提供される。

すなわち、請求項３に係る発明では、任意領域内を、任意領域の開始位置から接触位置までと、接触位置から任意領域の終了位置までに分け、それぞれの領域において送り速度比および主軸回転速度比から現在位置における送り速度および主軸回転速度を算出することによって、回転工具の送り速度と主軸回転速度をより適切に制御することができ、特に回転工具と被加工物が接触する際の回転工具の送り速度と主軸回転速度を適切に制御することが可能となり、穴あけ加工時の被加工物の接触時の工具への負荷を軽減させることが可能となる。

本願の請求項４に係る発明では、前記任意送り速度比と前記任意主軸回転速度比の少なくとも一方の指令が省略された場合、前記速度比算出手段は、前記穴あけ加工指令開始位置の直前までに指令されている設定送り速度と前記基準送り速度、前記穴あけ加工指令開始位置の直前までに指令されている設定主軸回転速度と前記基準主軸回転速度により、前記任意送り速度比と前記任意主軸回転速度比を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の数値制御装置が提供される。

すなわち、請求項４に係る発明では、任意送り速度比と任意主軸回転速度比の少なくとも一方の指令が省略された場合であっても、穴あけ加工指令開始位置の直前までに指令されている設定送り速度や設定主軸回転速度から任意送り速度比と任意主軸回転速度比を算出することによって、速度比の指令が省略された場合であっても、回転工具の適切な送り速度及び主軸回転速度比を算出することが可能となる。

本発明により、穴あけ加工を行う工作機械において、被加工物に接触する前後の任意の領域で、工具を移動させる軸の送り速度と工具を回転駆動させる主軸の回転速度を、領域内の工具位置に合わせて、各々最適な任意の速度比で加速させることで、被加工物への接触時の切り込み開始時の工具への負荷を軽減可能として、工具寿命の延命や、工具の高い真直性の維持が可能な工作機械の数値制御装置を提供することができる。

本発明における回転工具を用いた被加工物の加工の様子を側面から見た模式図である。 第１の実施形態における回転工具を用いた被加工物の加工の様子を側面から見た模式図である。 第２の実施形態における回転工具を用いた被加工物の加工の様子を側面から見た模式図である。 本発明に係る穴あけ加工を実行する数値制御装置のブロック図である。 第１の実施形態における算出方法の流れを示すフローチャートである（その１）。 第１の実施形態における算出方法の流れを示すフローチャートである（その２）。 第２の実施形態における算出方法の流れを示すフローチャートである（その１）。 第２の実施形態における算出方法の流れを示すフローチャートである（その２）。 第２の実施形態における算出方法の流れを示すフローチャートである（その３）。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明における回転工具を用いた被加工物の加工の様子を側面から見た模式図である。図１（ａ）は、回転工具１４が被加工物１２に接触する前の状態を示しており、図１（ｂ）は、回転工具１４が接触位置１６において被加工物１２に接触した直後の状態を示している。図１（ａ）に示されているように、回転工具１４は、被加工物１２方向へ進む速度である所定の送り速度と、回転の速度である所定の主軸回転速度を有している。送り速度を有しているため、回転工具１４は徐々に被加工物１２に近づくこととなり、図１（ｂ）のように被加工物１２に接触することとなる。ここで、適切な加工を行うためには、特に接触位置の前後において、回転工具の送り速度と主軸回転速度を各々にとって最適な速度比に応じて滑らかに加速させる必要がある。

そこで、本実施形態においては、被加工物１２と回転工具１４とが最初に接触する接触位置を含み、回転工具１４の加工方向で接触位置の前後に任意領域を設定し、任意領域内において回転工具１４の現在位置における送り速度比及び主軸回転速度比を算出して、現在位置における送り速度及び主軸回転速度を算出するようにしている。以下詳細に説明する。

図２は、本実施形態における回転工具１４を用いた被加工物１２の加工の様子を側面から見た模式図である。図２（ａ）は、回転工具１４が被加工物１２に接触する前の状態を示しており、図２（ｂ）は、回転工具１４が被加工物１２内を加工中の状態を示している。Ｒは穴あけ加工指令開始位置である基準位置、Ｉは任意領域開始位置、Ｊは任意領域終了位置である。任意領域開始位置Ｉと任意領域終了位置Ｊとの間に工具と被加工物の接触位置が含まれるように構成されており、両者の間で任意領域（Ａ２）が形成されている。また、Ｚは穴あけ加工の終了位置となる穴底位置である。

まず、これらの穴底位置、穴あけ加工指令開始位置（基準位置）、任意領域開始位置、任意領域終了位置、穴あけ加工中の穴あけ主軸回転速度、穴あけ加工指令開始位置から任意領域開始位置までの穴あけ加工中の穴あけ送り速度に対する速度比である任意送り速度比、穴あけ加工指令開始位置から任意領域開始位置までの穴あけ加工中の穴あけ主軸回転速度に対する速度比である任意主軸回転速度比を指定する。任意領域は操作者が任意に定めることができるが、あらかじめ定数として定めておくこともできるし、被加工物１２の厚み、硬さや材質、回転工具１４の種類や大きさ等に応じて変更することもできる。指令方法の一例として、加工プログラム中で以下のようなフォーマットによる指令を行うことができる。
Ｇ８３．９Ｚ＿Ｒ＿Ｆ＿Ｓ＿Ｉ＿Ｊ＿Ｌ＿Ｑ＿；（＿：任意の数値）

上記フォーマットにおいて、Ｇ８３．９は穴あけ加工指令コードである、Ｚは穴底位置、Ｒは穴あけ加工指令開始位置である基準位置、Ｆは穴あけ中の送り速度である基準送り速度、Ｓは穴あけ中の主軸回転速度である基準主軸回転速度、Ｉは任意領域開始位置、Ｊは任意領域終了位置、Ｌは基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準送り速度Ｆに対する速度比、Ｑは基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準主軸回転速度Ｓに対する速度比である。

回転工具１４の現在位置に応じた送り速度と主軸回転速度の算出方法は以下のとおりとなる。
（１）現在位置が加工開始時の基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの間（領域Ａ１）のとき

（２）現在位置が任意領域内（領域Ａ２）のとき

（３）現在位置が任意領域終了位置Ｊから穴底位置Ｚまでの間（領域Ａ３）のとき

（第２の実施形態）
本実施形態においては、任意領域内を任意領域開始位置から接触位置までの間と、接触位置から任意領域終了位置までの間に分け、それぞれ回転工具１４の現在位置における送り速度比及び主軸回転速度比を算出して、現在位置における送り速度及び主軸回転速度を算出するようにしている。以下詳細に説明する。

図３は、本実施形態における回転工具１４を用いた被加工物１２の加工の様子を側面から見た模式図である。図３（ａ）は、回転工具１４が被加工物１２に接触する前の状態を示しており、図３（ｂ）は、回転工具１４が被加工物１２内を加工中の状態を示している。図２に示された第１の実施形態との相違点は、任意領域を、任意領域開始位置Ｉから接触位置Ｋまでの第１任意領域（Ｂ２）と、接触位置Ｋから任意領域終了位置Ｊまでの第２任意領域（Ｂ３）に分けて、送り速度及び主軸回転速度の算出方法を変更した点である。

本実施形態においては、基準位置、穴底位置、穴あけ加工指令開始位置、任意領域開始位置、任意領域終了位置、穴あけ加工中の穴あけ主軸回転速度、穴あけ加工指令開始位置から任意領域開始位置までの穴あけ加工中の穴あけ送り速度に対する速度比である任意送り速度比、穴あけ加工指令開始位置から任意領域開始位置までの穴あけ加工中の穴あけ主軸回転速度に対する速度比である任意主軸回転速度比に加え、回転工具と被加工物の接触位置、接触位置における穴あけ加工中の送り速度に対する速度比、接触位置における穴あけ加工中の主軸回転速度に対する速度比を指定する。任意領域は操作者が任意に定めることができるが、あらかじめ定数として定めておくこともできるし、被加工物１２の厚み、硬さや材質、回転工具１４の種類や大きさ等に応じて変更することもできる。指令方法の一例として、加工プログラム中で以下のようなフォーマットによる指令を行うことができる。
Ｇ８３．９Ｚ＿Ｒ＿Ｆ＿Ｓ＿Ｉ＿Ｊ＿Ｋ＿Ｌ＿Ｑ＿Ｐ＿Ｔ＿；（＿：任意の数値）

上記フォーマットにおいて、Ｇ８３．９は穴あけ加工指令コードである、Ｚは穴底位置、Ｒは穴あけ加工指令開始位置である基準位置、Ｆは穴あけ中の送り速度である基準送り速度、Ｓは穴あけ中の主軸回転速度である基準主軸回転速度、Ｉは任意領域開始位置、Ｊは任意領域終了位置、Ｋは回転工具と被加工物との接触位置、Ｌは基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準送り速度Ｆに対する速度比、Ｑは基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準主軸回転速度Ｓに対する速度比、Ｐは接触位置Ｋにおける基準送り速度Ｆに対する速度比、Ｔは接触位置Ｋにおける基準主軸回転速度Ｓに対する速度比である。

回転工具１４の現在位置に応じた送り速度と主軸回転速度の算出方法は以下のとおりとなる。
（１）現在位置が加工開始時の基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの間（領域Ｂ１）のとき

（２）現在位置が任意領域開始位置Ｉから接触位置Ｋまでの第１任意領域内（領域Ｂ２）のとき

（３）現在位置が回転工具と被加工物との接触位置Ｋのとき

（４）現在位置が接触位置Ｋから任意領域終了位置Ｊまでの第２任意領域内（領域Ｂ３）のとき

（５）現在位置が任意領域終了位置Ｊから穴底位置Ｚまでの間（領域Ｂ４）のとき

（第３の実施形態）
本実施形態においては、基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準送り速度Ｆに対する速度比Ｌ、基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準主軸回転速度Ｓに対する速度比Ｑの指定が省略された場合の、速度比Ｌ及び速度比Ｑを算出するようにしている。
具体的な算出方法としては、穴あけ加工指令開始位置である基準位置Ｒの直前までに指令されている設定送り速度Ｆｐと、主軸回転速度Ｓｐを用いて、以下のように計算する。

このようにして求められた速度比Ｌ、速度比Ｑを第１の実施形態、第２の実施形態で用いて、回転工具の現在位置に応じた送り速度と主軸回転速度を算出する。
また、穴底位置Ｚに到達後は、被加工物から回転工具を引き抜くため、穴底位置Ｚから基準位置Ｒまでの移動を行う。このときの送り速度Ｆｃは基準送り速度Ｆを使用する。

回転工具の現在位置は、送り速度Ｆｃより計算できる単位時間あたりの移動量ΔＦｃを加算することにより、単位時間毎に更新する。例えば、現在位置の単位を[ｍｍ]、送り速度Ｆｃの単位を[ｍｍ/ｍｉｎ]、単位時間を１[ｍｓｅｃ]とすると、単位時間あたりの移動量ΔＦｃおよび現在位置は、以下のように計算できる。

図４は、本発明にかかる穴あけ加工の動作を実行する数値制御装置２０のブロック図である。数値制御装置２０は、上述した加工プログラムをブロック毎に読み込み、解析して実行する。数値制御部２２は、後述する図５−１、図５−２、図６−１、図６−２及び図６−３に示されるフローチャートの処理を実行し、サーボ制御部２４に指令する。指令を受けたサーボ制御部２４は、サーボモータ２６を制御する。

第３の実施形態の速度比Ｌ及び速度比Ｑの指定が省略された場合も含んだ、第１の実施形態の算出方法について、図５−１及び図５−２に基づいてステップ毎に説明する。なお、図５−１及び図５−２で示すフローチャートでは、単位時間を１[ｍｓｅｃ]、位置の単位を[ｍｍ]、送り速度の単位を[ｍｍ／ｍｉｎ]、主軸回転速度の単位を[回／ｍｉｎ]として扱う。
・（ステップＳＡ１）穴あけ指令コードの解析を行う。
・（ステップＳＡ２）データの設定を行う。Ｚに穴底位置、Ｒに穴あけ加工指令開始位置である基準位置、Ｆｂに穴あけ中の送り速度である基準送り速度、Ｓｂに穴あけ中の主軸回転速度である基準主軸回転速度、Ｉに任意領域開始位置、Ｊに任意領域終了位置、Ｌに基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準送り速度Ｆｂに対する速度比、Ｑに基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準主軸回転速度Ｓｂに対する速度比を設定する。

・（ステップＳＡ３）Ｌとして、基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準送り速度Ｆｂに対する速度比が指令されているかどうかを判定する。指令がある場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＡ５に進み、指令がない場合（ＮＯ）は、ステップＳＡ４に進む。
・（ステップＳＡ４）送り速度比Ｌを計算する。Ｆｐとして穴あけ加工指令開始位置である基準位置Ｒの直前までに指令されている設定送り速度を設定し、ＬとしてＦｐ／Ｆｂの値を設定し、ステップＳＡ５に進む。

・（ステップＳＡ５）Ｑとして、基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準主軸回転速度Ｓｂに対する速度比が指令されているかどうかを判定する。指令がある場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＡ７に進み、指令がない場合（ＮＯ）は、ステップＳＡ６に進む。
・（ステップＳＡ６）主軸回転速度比Ｑを計算する。Ｓｐとして穴あけ加工指令開始位置である基準位置Ｒの直前までに指令されている設定主軸回転速度を設定し、ＱとしてＳｐ／Ｓｂの値を設定し、ステップＳＡ７に進む。

・（ステップＳＡ７）現在位置Ｃの取得を行う。
・（ステップＳＡ８）現在位置Ｃが、ＪからＺの間の区間であるかどうかを判定する。区間に含まれている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＡ９に進み、区間に含まれていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＡ１１に進む。
・（ステップＳＡ９）送り速度ＦｃとしてＦｂの値を設定し、主軸回転速度ＳｃとしてＳｂの値を設定し、ステップＳＡ１０に進む。
・（ステップＳＡ１０）現在位置Ｃが穴底位置Ｚに到達したかどうかを判定する。到達した場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ１５に進み、到達していない場合（ＮＯ）はステップＳＡ１４に進む。

・（ステップＳＡ１１）現在位置Ｃが、ＩからＪの間の区間かどうかを判定する。区間に含まれている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＡ１２に進み、区間に含まれていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＡ１３に進む。
・（ステップＳＡ１２）送り速度Ｆｃとして、Ｆｂ×（（Ｃ−Ｉ）／（Ｊ−Ｉ）×（１−Ｌ）＋Ｌ）の値を設定し、主軸回転速度Ｓｃとして、Ｓｂ×（（Ｃ−Ｉ）／（Ｊ−Ｉ）×（１−Ｑ）＋Ｑ）の値を設定し、ステップＳＡ１４に進む。
・（ステップＳＡ１３）現在位置ＣがＲからＩの間の区間であるものとして、送り速度ＦｃとしてＦｂ×Ｌの値を設定し、主軸回転速度ＳｃとしてＳｂ×Ｑの値を設定し、ステップＳＡ１４に進む。
・（ステップＳＡ１４）現在位置Ｃに単位時間あたりの移動量ΔＦｃとして、Ｆｃ×１／６００００を加算することにより現在位置Ｃを更新し、ステップＳＡ８に戻る。

・（ステップＳＡ１５）穴底位置Ｚから基準位置Ｒに移動するため、送り速度Ｆｃとして−Ｆｂの値を設定する。
・（ステップＳＡ１６）現在位置Ｃに単位時間あたりの移動量ΔＦｃとして、Ｆｃ×１／６００００を加算することにより現在位置Ｃを更新する。
・（ステップＳＡ１７）現在位置Ｃが基準位置Ｒに到達したかどうかを判定する。到達した場合（ＹＥＳ）は終了し、到達していない場合（ＮＯ）はステップＳＡ１６に戻る。

次に、第３の実施形態の速度比Ｌ及び速度比Ｑの指定が省略された場合も含んだ、第２の実施形態の算出方法について、図６−１〜図６−３に基づいてステップ毎に説明する。なお、図６−１〜図６−３で示すフローチャートでは、単位時間を１[ｍｓｅｃ]、位置の単位を[ｍｍ]、送り速度の単位を[ｍｍ／ｍｉｎ]、主軸回転速度の単位を[回／ｍｉｎ]として扱う。
・（ステップＳＢ１）穴あけ指令コードの解析を行う。
・（ステップＳＢ２）データの設定を行う。Ｚに穴底位置、Ｒに穴あけ加工指令開始位置である基準位置、Ｆｂに穴あけ中の送り速度である基準送り速度、Ｓｂに穴あけ中の主軸回転速度である基準主軸回転速度、Ｉに任意領域開始位置、Ｊに任意領域終了位置、Ｋに接触位置、Ｌに基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準送り速度Ｆｂに対する速度比、Ｑに基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準主軸回転速度Ｓｂに対する速度比、Ｐに接触位置の送り速度比、Ｔに接触位置の主軸回転速度比を設定する。

・（ステップＳＢ３）Ｌとして、基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準送り速度Ｆｂに対する速度比が指令されているかどうかを判定する。指令がある場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＢ５に進み、指令がない場合（ＮＯ）は、ステップＳＢ４に進む。
・（ステップＳＢ４）送り速度比Ｌを計算する。Ｆｐとして穴あけ加工指令開始位置である基準位置Ｒの直前までに指令されている設定送り速度を設定し、ＬとしてＦｐ／Ｆｂの値を設定し、ステップＳＢ５に進む。

・（ステップＳＢ５）Ｑとして、基準位置Ｒから任意領域開始位置Ｉまでの基準主軸回転速度Ｓｂに対する速度比が指令されているかどうかを判定する。指令がある場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＢ７に進み、指令がない場合（ＮＯ）は、ステップＳＢ６に進む。
・（ステップＳＢ６）主軸回転速度比Ｑを計算する。Ｓｐとして穴あけ加工指令開始位置である基準位置Ｒの直前までに指令されている設定主軸回転速度を設定し、ＱとしてＳｐ／Ｓｂの値を設定し、ステップＳＢ７に進む。

・（ステップＳＢ７）現在位置Ｃの取得を行う。
・（ステップＳＢ８）現在位置Ｃが、ＪからＺの間の区間であるかどうかを判定する。区間に含まれている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＢ９に進み、区間に含まれていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＢ１１に進む。
・（ステップＳＢ９）送り速度ＦｃとしてＦｂの値を設定し、主軸回転速度ＳｃとしてＳｂの値を設定し、ステップＳＢ１０に進む。
・（ステップＳＢ１０）現在位置Ｃが穴底位置Ｚに到達したかどうかを判定する。到達した場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ１７に進み、到達していない場合（ＮＯ）はステップＳＢ１６に進む。

・（ステップＳＢ１１）現在位置Ｃが、ＫからＪの間の区間かどうかを判定する。区間に含まれている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＢ１２に進み、区間に含まれていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＢ１３に進む。
・（ステップＳＢ１２）送り速度Ｆｃとして、Ｆｂ×（（Ｃ−Ｋ）／（Ｊ−Ｋ）×（１−Ｐ）＋Ｐ）の値を設定し、主軸回転速度Ｓｃとして、Ｓｂ×（（Ｃ−Ｋ）／（Ｊ−Ｋ）×（１−Ｔ）＋Ｔ）の値を設定し、ステップＳＢ１６に進む

・（ステップＳＢ１３）現在位置Ｃが、ＩからＫの間の区間かどうかを判定する。区間に含まれている場合（ＹＥＳ）は、ステップＳＢ１４に進み、区間に含まれていない場合（ＮＯ）は、ステップＳＢ１５に進む。
・（ステップＳＢ１４）送り速度Ｆｃとして、Ｆｂ×（（Ｃ−Ｉ）／（Ｋ−Ｉ）×（Ｐ−Ｌ）＋Ｌ）の値を設定し、主軸回転速度Ｓｃとして、Ｓｂ×（（Ｃ−Ｉ）／（Ｋ−Ｉ）×（Ｔ−Ｑ）＋Ｑ）の値を設定し、ステップＳＢ１６に進む。
・（ステップＳＢ１５）現在位置ＣがＲからＩの間の区間であるものとして、送り速度ＦｃとしてＦｂ×Ｌの値を設定し、主軸回転速度ＳｃとしてＳｂ×Ｑの値を設定し、ステップＳＢ１６に進む。
・（ステップＳＢ１６）現在位置Ｃに単位時間あたりの移動量ΔＦｃとして、Ｆｃ×１／６００００を加算することにより現在位置Ｃを更新し、ステップＳＢ８に戻る。

・（ステップＳＢ１７）穴底位置Ｚから基準位置Ｒに移動するため、送り速度Ｆｃとして−Ｆｂの値を設定する。
・（ステップＳＢ１８）現在位置Ｃに単位時間あたりの移動量ΔＦｃとして、Ｆｃ×１／６００００を加算することにより現在位置Ｃを更新する。
・（ステップＳＢ１９）現在位置Ｃが基準位置Ｒに到達したかどうかを判定する。到達した場合（ＹＥＳ）は終了し、到達していない場合（ＮＯ）はステップＳＢ１８に戻る。

１２ 被加工物
１４ 回転工具
１６ 接触位置
２０ 数値制御装置
２２ 数値制御部
２４ サーボ制御部
２６ サーボモータ

Claims (4)

1. 回転工具を移動させる送り軸および前記回転工具を回転駆動させる主軸を有し、前記回転工具で被加工物に穴を形成する穴あけ加工を行う工作機械の数値制御装置において、
   前記被加工物と前記回転工具とが最初に接触する接触位置を含み、前記回転工具の加工方向で前記接触位置の前後に任意領域を設定する任意領域設定手段と、
   前記回転工具を移動させる前記送り軸の現在位置を更新する手段と、
   前記回転工具の前記現在位置が前記任意領域内にあるとき、前記送り軸の送り速度および前記主軸の主軸回転速度を、前記回転工具の前記現在位置に応じて加速させる速度変更手段と、
   を有することを特徴とする数値制御装置。
2. 穴あけ加工の終了位置である穴底位置、穴あけ加工指令開始位置、前記任意領域の終了位置以降の穴あけ加工中の穴あけ送り速度となる基準送り速度、前記任意領域の終了位置以降の穴あけ加工中の穴あけ主軸回転速度となる基準主軸回転速度、前記任意領域の開始位置、前記任意領域の終了位置、前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域の開始位置までの前記送り軸の送り速度より前記基準送り速度が大きくなるように規定された任意送り速度比、前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域の開始位置までの前記主軸の主軸回転速度より前記基準主軸回転速度が大きくなるように規定された任意主軸回転速度比を指令する指令手段と、
   前記任意領域内において、前記任意送り速度比から前記回転工具の前記現在位置における前記送り軸の送り速度比を算出し、前記任意主軸回転速度比から前記主軸の主軸回転速度比を算出する速度比算出手段とを有し、
   前記速度変更手段は、前記送り速度比および前記主軸回転速度比から前記現在位置における前記送り速度および前記主軸回転速度を算出することを特徴とする請求項１記載の数値制御装置。
3. 前記指令手段は、更に前記任意領域内における前記回転工具と前記被加工物とが最初に接触する接触位置、前記接触位置における前記送り軸の送り速度が前記基準送り速度より小さくかつ前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域の開始位置までの前記送り軸の送り速度より大きくなるように規定された接触位置送り速度比、前記接触位置における前記主軸の主軸回転速度が前記基準主軸回転速度より小さくかつ前記穴あけ加工指令開始位置から前記任意領域開始位置までの前記主軸の主軸回転速度より大きくなるように規定された接触位置主軸回転速度比を指令し、
   前記速度比算出手段は、前記任意領域の開始位置から前記接触位置までの前記現在位置において、前記任意送り速度比及び前記接触位置送り速度比から第１送り速度比を算出し、前記任意主軸回転速度比及び前記接触位置主軸回転速度比から第１主軸回転速度比を算出し、前記接触位置から前記任意領域の終了位置までの前記現在位置において、前記接触位置送り速度比から第２送り速度比を算出し、前記接触位置主軸回転速度比から第２主軸回転速度比を算出し、
   前記速度変更手段は、前記任意領域の開始位置から前記接触位置までの前記現在位置において、前記第１送り速度比および前記第１主軸回転速度比から前記現在位置の前記送り速度および前記主軸回転速度、および前記接触位置から前記任意領域の終了位置までの前記現在位置において、前記第２送り速度比および前記第２主軸回転速度比から前記現在位置の前記送り速度および前記主軸回転速度を算出することを特徴とする請求項２記載の数値制御装置。
4. 前記任意送り速度比と前記任意主軸回転速度比の少なくとも一方の指令が省略された場合、前記速度比算出手段は、前記穴あけ加工指令開始位置の直前までに指令されている設定送り速度と前記基準送り速度、前記穴あけ加工指令開始位置の直前までに指令されている設定主軸回転速度と前記基準主軸回転速度により、前記任意送り速度比と前記任意主軸回転速度比を算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の数値制御装置。

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