JP6854658B2 - 加工装置及び加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、加工装置及び加工方法、特に、切削工具を用いてワークを加工する加工装置及び加工方法に関する。

切削加工は、切削工具をワークに接触させてワークの一部を切り削る加工方法である。切削工具のうちエンドミルは、エンドミル側面側のワークの加工面とエンドミル底面側のワークの加工面とを同時に形成できるため、広く用いられている。しかし、エンドミルは、切削加工時にエンドミル側面側のワークの加工面とエンドミル底面側のワークの加工面から反力を受けて変形する。このため、エンドミル側面側のワークの加工面が垂直面から傾いて形成されることがある。

そこで、エンドミル側面側のワークの加工面の傾きを抑制する手法の開発が行われている。例えば、特許文献１には、エンドミルを保持して回転する主軸を切削加工時のエンドミルの傾きを打ち消すように傾ける加工装置が開示されている。また、特許文献２には、エンドミルを高さ方向に移動させてワークの左右の側面を切削加工する場合に、ワークの左右の側面を交互に切削しつつ、エンドミルの高さ方向の切込みを複数回に分けて行う加工装置が開示されている。

特開２０１０−２４０８０２号公報 特開平９−１３１６１０号公報

特許文献１の加工方法では、エンドミルの主軸を傾けているため、エンドミル底面側のワークの加工面が水平面から傾いてしまうという問題がある。また、特許文献１の加工方法では、エンドミルの主軸の傾きを制御する機構が必要なため、装置のコストが高いという問題がある。さらに、特許文献２の加工方法では、エンドミルの高さ方向の切込みを複数回に分けて行っているため、加工に時間を要するという問題がある。

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、低コストで入手でき、短時間で精度の高い加工が可能な加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る加工装置は、
ワークを切削する外周刃が形成され、前記外周刃にバックテーパが付けられた工具と、
前記工具が着脱自在に装着され、前記工具を軸周りに回転可能な主軸と、
前記工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、前記ワークの側面に形成される加工面が規定された直角度を満たすように前記工具の径方向の加工代を補正する加工代補正手段と、
を備え、
前記加工代補正手段は、初期摩耗発生時における前記工具の径方向の加工代を初期摩耗終了後における前記工具の径方向の加工代よりも大きくする。

本発明によれば、工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、初期摩耗発生時における工具の切削抵抗を調整する切削抵抗調整手段を備えている。このため、低コストで入手でき、短時間で精度の高い加工が可能な加工装置及び加工方法を提供できる。

（ａ）は本発明の実施の形態１に係る加工装置を示す正面図、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る加工装置を示す側面図 本発明の実施の形態１に係る加工装置の一部を拡大した拡大図 （ａ）は本発明の実施の形態１に係るエンドミルを示す正面図、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るエンドミルを示す底面図 本発明の実施の形態１に係る加工装置の制御系を示す図 本発明の実施の形態１に係るエンドミルがワークを加工する様子を示す斜視図 本発明の実施の形態１に係るエンドミルの変形前と変形後の様子を示す図 （ａ）はエンドミルの倒れ量よりもバックテーパの方が大きい場合の側面側の加工面を示す図、（ｂ）はエンドミルの倒れ量とバックテーパが等しい場合の側面側の加工面を示す図、（ｃ）はエンドミルの倒れ量の方がバックテーパよりも大きい場合の側面側の加工面を示す図 加工台数と側面側の加工面の傾きとの関係を示すグラフ 図８の場合よりもエンドミルのバックテーパを大きくしたときの加工台数と側面側の加工面の傾きとの関係を示すグラフ 本発明の実施の形態１に係る加工台数と側面側の加工面の傾きとの関係を示すグラフ 本発明の実施の形態１に係るエンドミルの移動経路を示す平面図 本発明の実施の形態１に係る加工装置のブロック図 本発明の実施の形態１に係るバックテーパ量データベースを示す図 （ａ）は加工台数と側面側の加工面の傾きの関係を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態２に係る加工台数・加工面傾きデータベースを示す図 本発明の実施の形態１に係るエンドミルのバックテーパ量の算出方法を示す図 本発明の実施の形態１に係る加工条件決定処理を示すフローチャート （ａ）は回転数と切削抵抗の関係を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る回転数・切削抵抗データベースを示す図 本発明の実施の形態２に係る加工装置のブロック図 本発明の実施の形態２に係る加工条件決定処理を示すフローチャート （ａ）は本発明の実施の形態３に係る前加工エンドミルで前加工する様子を示す断面図、（ｂ）は本発明の実施の形態３に係る仕上げ加工エンドミルで仕上げ加工する様子を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）の仕上げ加工後の様子を示す断面図 （ａ）は加工台数と側面側の加工面の傾きの関係を示すグラフ、（ｂ）は加工台数と前加工の径方向の加工代の関係を示すグラフ、（ｃ）は加工台数と仕上げ加工の径方向の加工代の関係を示すグラフ 本発明の実施の形態３に係る加工条件決定処理を示すフローチャート 本発明の実施の形態４に係るエンドミルを用いて曲率の異なる壁面を加工する様子を示す図 加工台数が大きく側面側の加工面の傾きが大きくなる範囲でエンドミルの径方向の加工代を小さくした場合の加工台数と側面側の加工面の傾きの関係を示すグラフ （ａ）は工具の径方向の加工代と切削抵抗の関係を示すグラフ、（ｂ）は加工代・切削抵抗データベースを示す図

以下、本発明に係る加工装置及び加工方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付す。また、各実施の形態においては、エンドミルの移動方向をＸ軸、Ｘ軸と同一の水平面上であってＸ軸に垂直な方向をＹ軸、上下方向すなわちＸ軸及びＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする直交座標系を使用する。

明細書では、工具の「倒れ量」は、工具が切削加工時に変形することにより倒れる程度を示す量であって、例えば、変形により工具の先端部が径方向にずれる量である。
明細書では、工具の「バックテーパ量」は、工具におけるバックテーパの程度を示す量であり、例えば、工具の外周刃の上端部の直径と下端部の直径との差分である。
明細書では、工具の「摩耗量」は、工具の摩耗の程度を示す量であって、例えば、工具が切削した被加工物の数である加工台数により表現され得る。
明細書では、「側面側の加工面の傾き」は、ワークの側面側の加工面の傾斜の程度を示す指標であって、例えば、ワークの側面側の加工面と垂直面との間において水平方向に最も離れた位置における水平方向の距離である。
明細書では、「切削量」は、工具によりワークの一部が削り取られる量であり、例えば、工具の回転により削り取られるワークの体積である。
明細書では、「直角度」は、切削加工の精度を示す指標の一つであり、ワークの側面側の加工面の傾きの程度を規定する指標である。「直角度」がＸであるとは、「側面側の加工面の傾き」が−Ｘから＋Ｘの範囲内であることを意味する。

（実施の形態１）
図１〜１７を参照して、本発明の実施の形態１に係る加工装置１００及び加工方法について、工具としてエンドミル１０を用いる場合を例にして説明する。図１（ａ）は加工装置１００の正面図、図１（ｂ）は加工装置１００の側面図である。図１では、理解を容易にするために、加工装置１００の詳細な構造について図示を省略している。

加工装置１００は、回転するエンドミル１０をワーク２０に接触させつつ移動させることによりワーク２０を切削加工する装置である。加工装置１００は、ワーク２０を設置して固定するテーブル１１０と、エンドミル１０を着脱自在に取り付け、エンドミル１０と共に軸周りに回転可能な主軸１２０と、主軸１２０に固定され、主軸１２０を軸周りに回転させる主軸モータ１３０と、主軸１２０をワーク２０に対して相対的に移動する移動機構部１４０と、を備える。

移動機構部１４０は、主軸１２０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構部１４１と、テーブル１１０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構部１４２と、主軸１２０をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構部１４３と、を備える。

Ｘ軸移動機構部１４１は、Ｚ軸移動機構部１４３を支持するＸ軸ガイド１４１ａと、Ｘ軸ガイド１４１ａに固定され、ワーク２０に対して主軸１２０を相対的に移動させるＸ軸モータ１４１ｂと、を備えている。Ｘ軸移動機構部１４１は、図示しないフレームに固定され、主軸１２０及びＺ軸移動機構部１４３をＸ軸方向に移動可能に支持している。

Ｙ軸移動機構部１４２は、テーブル１１０を支持するＹ軸ガイド１４２ａと、Ｙ軸ガイド１４２ａに固定され、主軸１２０に対してテーブル１１０を相対的に移動させるＹ軸モータ１４２ｂと、を備えている。Ｙ軸移動機構部１４２は、図示しないフレームに固定され、テーブル１１０をＹ軸方向に移動可能に支持している。

Ｚ軸移動機構部１４３は、主軸１２０を支持するＺ軸ガイド１４３ａと、Ｚ軸ガイド１４３ａに接続され、ワーク２０に対して主軸１２０を相対的に移動させるＺ軸モータ１４３ｂと、を備えている。Ｚ軸移動機構部１４３は、Ｘ軸移動機構部１４１に支持され、主軸１２０をＺ軸方向に移動可能に支持している。

Ｘ軸ガイド１４１ａ、Ｙ軸ガイド１４２ａ、Ｚ軸ガイド１４３ａは、テーブル１１０又は主軸１２０を直線的に移動させるガイド機構であって、例えば、ボールネジ、リニアガイド等を含んでいる。また、Ｘ軸モータ１４１ｂ、Ｙ軸モータ１４２ｂ、Ｚ軸モータ１４３ｂは、Ｘ軸ガイド１４１ａ、Ｙ軸ガイド１４２ａ、Ｚ軸ガイド１４３ａを直線的に移動させるサーボモータである。

図２は、主軸１２０にエンドミル１０を取り付けた様子を示す。主軸１２０は、エンドミル１０に主軸モータ１３０の回転を伝達する部材である。主軸１２０は、その先端にエンドミル１０を着脱自在に保持するホルダ１２１を備えている。

図３（ａ）は、エンドミル１０の正面図、図３（ｂ）はエンドミル１０の底面図である。エンドミル１０は、円筒形のシャンク部１１と、シャンク部１１の先端側に設けられ、ワーク２０を切削する刃部１２と、を備える。刃部１２は、外周部に設けられた外周刃１３と、エンドミル１０の底面部に設けられた底刃１４と、を備える。外周刃１３には、下側に行くほど外径が大きくなるようにバックテーパが付けられている。外周刃１３の下端部の直径ｄ_１は、外周刃１３の上端部の直径ｄ_２よりも２μｍ以上大きいことが好ましく、１０μｍ大きいことがさらに好ましい。

図２に戻り、加工装置１００は、エンドミル１０のバックテーパを測定するバックテーパ測定部１５０を備える。バックテーパ測定部１５０は、エンドミル１０に照明光を照射する発光部１５１と、エンドミル１０を連続的に撮影するカメラ部１５２と、を備える。発光部１５１は、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）である。カメラ部１５２は、例えば、ビデオカメラ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等である。

バックテーパ測定部１５０では、発光部１５１から照明光がエンドミル１０に向かって照射され、エンドミル１０の表面で反射した光をカメラ部１５２が連続的に撮影することにより、輪郭がくっきりとしたエンドミル１０を撮影できる。バックテーパ測定部１５０は、新たなエンドミル１０をホルダ１２１に装着するたびに、エンドミル１０を撮影する。

図４は、加工装置１００の制御系を示すブロック図である。加工装置１００は、主軸モータ１３０、Ｘ軸モータ１４１ｂ、Ｙ軸モータ１４２ｂ、Ｚ軸モータ１４３ｂ、バックテーパ測定部１５０の動作を制御するＮＣ装置１６０を備える。ＮＣ装置１６０は、加工装置１００の全体の動作を制御するプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ：programmable logic controller）である。

ＮＣ装置１６０は、主軸用サ−ボアンプ１３１を介して主軸モータ１３０を制御し、Ｘ軸用サ−ボアンプ１４１ｃを介してＸ軸モータ１４１ｂを制御し、Ｙ軸用サ−ボアンプ１４２ｃを介してＹ軸モータ１４２ｂを制御し、Ｚ軸用サ−ボアンプ１４３ｃを介してＺ軸モータ１４３ｂを制御する。

主軸用サーボアンプ１３１、Ｘ軸用サ−ボアンプ１４１ｃ、Ｙ軸用サ−ボアンプ１４２ｃ、Ｚ軸用サ−ボアンプ１４３ｃは、いずれもＮＣ装置１６０からの指示に基づいて、それぞれ主軸モータ１３０、Ｘ軸モータ１４１ｂ、Ｙ軸モータ１４２ｂ、Ｚ軸モータ１４３ｂを制御するための信号を出力する。

次に、図５〜１１を参照して、実施の形態１に係るエンドミル１０の動作について説明する。側面側の加工面２１の「直角度」をＸ以下に抑制する場合、従来であれば、バックテーパ量がＸ以下のエンドミル１０を用いるところ、実施の形態１では、工具寿命を向上させるために、あえてバックテーパ量がＸよりも大きいエンドミル１０を用いる。そして、側面側の加工面２１の「直角度」をＸ以下に抑制するために、初期摩耗発生時には、エンドミル１０の径方向の加工代を通常よりも大きくし、初期摩耗終了後には、エンドミル１０径方向の加工代を通常に戻す制御を行う。以下、エンドミル１０の径方向の加工代を上述のとおり制御する理由を中心に説明する。

図５は、エンドミル１０がワーク２０を加工している様子を示す。加工装置１００は、エンドミル１０を軸周りに回転させつつＸ軸方向に移動させることによりワーク２０の一部を除去する。このとき、エンドミル１０は、ワークの側面側の加工面２１と底面側の加工面２２とを同時に形成する。

図６は、変形前のエンドミル１０と変形後のエンドミル１０とを示す断面図である。エンドミル１０には、バックテーパが付けられている。点線は変形前のエンドミル１０を、実線は変形後のエンドミル１０を示す。また、細い一点鎖線は変形前のエンドミル１０の中心軸Ｏ_１を、太い一点鎖線は変形後のエンドミル１０の中心軸Ｏ_２を示す。

エンドミル１０は、切削加工時に刃部１２に作用する切削抵抗により変形する。具体的には、エンドミル１０はワーク２０の側面側の加工面２１からＹ軸方向の反力を、底面側の加工面２２からＺ軸方向の反力を受ける。その結果、エンドミル１０は図６の実線に示すように変形する。図６から、エンドミル１０に適切な傾斜のバックテーパを付けることにより、側面側の加工面２１を垂直面に近づけられることが理解できる。

図７（ａ）はエンドミル１０の倒れ量よりもバックテーパ量の方が大きい場合、図７（ｂ）はエンドミル１０の倒れ量とバックテーパ量が等しい場合、図７（ｃ）はエンドミル１０の倒れ量がバックテーパ量よりも大きい場合の側面側の加工面２１を示す断面図である。エンドミル１０の倒れ量は切削抵抗に比例し、切削抵抗はワーク２０の切削量及びエンドミル１０の摩耗量に比例する。このため、エンドミル１０の倒れ量は、エンドミル１０の摩耗が進行するにつれて増加する。したがって、ワーク２０の切削量が一定の場合、側面側の加工面２１の傾きは、エンドミル１０の摩耗が進行するにつれて、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）、図７（ｃ）に示す状態へと順に変化する。

図８は、１つのエンドミル１０を使用して切削加工を開始してからの加工台数とワーク２０の側面側の加工面２１の傾きとの関係を示すグラフである。側面側の加工面２１の傾きが負の場合、側面側の加工面２１は図７（ａ）に示すように右側に傾く。側面側の加工面２１の傾きがゼロの場合、側面側の加工面２１は図７（ｂ）に示すように垂直である。側面側の加工面２１の傾きが正の場合、側面側の加工面２１は図７（ｃ）に示すように左側に傾く。

図８に示すように、加工台数が少ない場合、エンドミル１０の初期摩耗が発生してエンドミル１０の切削抵抗が大きく変化するため、側面側の加工面２１の傾きは大きく変化する。初期摩耗とは、加工初期にエンドミル１０の摩耗が急に進む現象である。初期摩耗が終了すると、エンドミル１０はゆるやかに摩耗するため、側面側の加工面２１の傾きもゆるやかに変化する。側面側の加工面２１の「直角度」をＸ以下に抑制する場合、側面側の加工面２１の傾きを−Ｘから＋Ｘの範囲に収める必要がある。このとき、エンドミル１０の工具寿命は図８のグラフに示すＹで示される。

図９は、図８の場合よりもエンドミル１０のバックテーパ量を大きくした場合における、１つのエンドミル１０を使用して切削加工を開始してからの加工台数とワーク２０の側面側の加工面２１の傾きとの関係を示すグラフである。エンドミル１０のバックテーパ量を大きくしたことにより、エンドミル１０の工具寿命は図８のエンドミル１０に比べて増加している。しかし、初期摩耗が発生する加工台数が０〜Ｎ台目のとき、側面側の加工面２１の傾きが−Ｘより小さいため、このままでは側面側の加工面２１の直角度をＸ以下に抑制できない。

そこで、加工装置１００では、初期摩耗が発生する加工台数が０〜Ｎ台目のとき、エンドミル１０の径方向の加工代が大きくなるようにエンドミル１０の動作を制御する。エンドミル１０の径方向の加工代は、エンドミル１０の移動方向に対して垂直な方向であって、ワーク２０に対するエンドミル１０の径方向の切込み量が増加する方向への移動量である。

図１０は、エンドミル１０の加工代を補正する動作を含む場合の加工台数と側面側の加工面２１の傾きとの関係を示すグラフである。バックテーパ量はＡであり、加工台数が０台のとき側面側の加工面２１の傾きは−Ｘ１である。この場合、加工台数が０台のときのエンドミル１０の倒れ量は（Ａ−Ｘ１）である。加工台数が０台のときの側面側の加工面２１の傾きを−Ｘより大きくするには、エンドミル１０の倒れ量を（Ａ−Ｘ）より小さくする必要がある。

エンドミル１０の径方向の加工代と切削抵抗、エンドミル１０の切削抵抗と倒れ量は、それぞれ比例する。このため、エンドミル１０の径方向の加工代と倒れ量は比例する。したがって、エンドミル１０の径方向の加工代を｛（Ａ−Ｘ）÷（Ａ−Ｘ１）｝倍より大きくすると、側面側の加工面２１の傾きは−Ｘより大きくなる。よって、加工台数が０〜Ｎのとき、エンドミル１０の補正後の径方向の加工代β_２は、エンドミル１０の初期加工終了後の径方向の加工代をβ_１とすると、以下の式で表される。なお、エンドミル１０の初期加工終了後の径方向の加工代β_１は、加工台数がＮより大きい場合の径方向の加工代である。
β_２＝β_１×｛（Ａ−Ｘ）÷（Ａ−Ｘ１）｝

例えば、エンドミル１０の通常の径方向の加工代β_１を５０μｍ、バックテーパ量Ａを１０μｍ、側面側の加工面２１の傾き−Ｘ１を−８μｍ、補正後の側面側の加工面２１の傾き−Ｘを−５μｍとしたとき、エンドミル１０の補正後の径方向の加工代β_２は以下のように算出できる。
β_２＝５０×｛（１０−５）÷（１０−８）｝＝１２５μｍ

図１１は、加工台数が０〜Ｎ台目のときの径方向の加工代を大きくしたエンドミル１０の移動経路を示す平面図である。エンドミル１０の移動経路は、エンドミル１０の中心を通り進行方向に対し垂直な面とエンドミル１０の外周とが交わる点であって進行方向右側の点である基準点の移動する経路である。理解を容易にするために、エンドミル１０の基準点が座標（Ｘ，Ｙ）=（２０μｍ，１２０μｍ）から座標（Ｘ，Ｙ）=（２００μｍ，１２０μｍ）へとＸ軸方向に移動する場合を例にして説明する。

まず、加工装置１００は、図１１に示すようにエンドミル１０の進行方向に移動させる前に、エンドミル１０の径方向の加工代を増加させる。より詳細に説明すると、エンドミル１０の基準点を座標（Ｘ，Ｙ）=（２０μｍ，１２０μｍ）から、移動方向に対して垂直な方向であって、ワーク２０に対するエンドミル１０の径方向の切込み量が増える方である−Ｙ方向へと移動させる。次に、径方向の切込み量が増加した状態でエンドミル１０をＸ軸方向に前進させ切削加工を行う。次に、初期摩耗が終了したとき、切込み量をもとに戻すためにエンドミル１０を＋Ｙ方向へ移動する。次に、径方向の切込み量を元に戻した状態でエンドミル１０をＸ軸方向に前進させ、エンドミル１０の基準点が座標（Ｘ，Ｙ）=（２００μｍ，１２０μｍ）に到達するまで切削加工を行う。

次に、図１２を参照して、図１０に示すエンドミル１０の動作を実現するＮＣ装置１６０の構成について説明する。図１２は、ＮＣ装置１６０の機能的な構成を示すブロック図である。

ＮＣ装置１６０は、指示受付部１６１、表示部１６２、通信部１６３、記憶部１６４、制御部１６５を備える。指示受付部１６１、表示部１６２、通信部１６３、記憶部１６４は、いずれも制御部１６５と有線又は無線の通信回線を介して相互に通信可能に接続されている。

指示受付部１６１は、ユーザからの指示を受け付け、ユーザの指示を制御部１６５に通知する。例えば、指示受付部１６１は、径方向の加工代を補正する旨のユーザの指示を受け付ける。指示受付部１６１は、外部装置からの指示を受け付け可能なコネクタ、インターフェース等である。

表示部は１６２、液晶ディスプレイを備え、種々の情報を表示する。例えば、表示部１６２は、エンドミル１０の種類、バックテーパ量、移動経路、径方向の加工代、切削加工後の被加工物の形状等を表示する。指示受付部１６１及び表示部１６２は、タッチパネル等により一体に構成されていてもよい。

通信部１６３は、外部端末、サーバとの間でデータの送受信を行う。通信部１６３は、加工台数、ワーク２０周辺の撮像データに関する情報をサーバ、コンピュータ、外部端末に送信し、サーバ、コンピュータ、外部端末から加工形状、移動経路に関する情報、各種プログラムを受信する。

記憶部１６４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、制御部１６５により実行されるプログラム、各種データを保存すると共に、作業領域として機能する。また、記憶部１６４は、バックテーパ量データベース１６４ａ、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂを備える。

図１３は、バックテーパ量データベース１６４ａを示す図である。バックテーパ量データベース１６４ａは、エンドミル１０ごとのバックテーパ量を記憶するデータベースである。図１３に示すように、バックテーパ量データベース１６４ａは、エンドミルの品番１、２、…、ｎ、ｎ＋１、…、エンドミルの種類Ｍ_１、Ｍ_２、…ごとに、バックテーパ量Ａ、Ｂ、Ｃ、…を記憶する。バックテーパ量データベース１６４ａには、加工装置１００に装着されたエンドミル１０のバックテーパ量が記憶される。このため、バックテーパ量には、エンドミル１０を加工装置１００へ装着した場合におけるエンドミル１０の倒れ量、振れが加味されている。

図１４（ａ）は、エンドミル１０ごとの加工台数と側面側の加工面２１の傾きとの関係を示すグラフ、図１４（ｂ）は、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂを示す図である。加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂは、加工台数と側面側の加工面２１の傾きとの関係を示すデータを記憶するデータベースである。図１４（ｂ）に示すように、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂは、エンドミルの種類ごとに用意され、バックテーパ量Ａ、Ｂ、…、加工台数０、１、…、ｎ、…ごとに、側面側の加工面２１の傾きＡ_０、…、Ａ_ｎ、Ｂ_０、…、Ｂ_ｎ、…を記憶する。エンドミル１０の種類、バックテーパ量ごとに加工台数と側面側の加工面２１の関係が変化するため、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂでは、エンドミル１０の種類、バックテーパ量ごとにデータを記憶している。

図１２に戻り、制御部１６５は、ＮＣ装置１６０全体の動作を制御する。制御部１６５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含むプロセッサを備える。制御部１６５は、記憶部１６４に記憶されたプログラムに基づいて動作し、加工装置１００の動作を決定する。

制御部１６５は、機能的には、バックテーパ量演算部１６５ａ、加工台数決定部１６５ｂ、加工代補正部１６５ｃを備える。バックテーパ量演算部１６５ａは、バックテーパ測定部１５０と共にバックテーパ量を測定する測定手段を構成する。

バックテーパ量演算部１６５ａは、バックテーパ測定部１５０が測定したバックテーパに関する測定結果に基づいて、エンドミル１０のバックテーパ量を演算する。次に、図１５を参照して、バックテーパ量演算部１６５ａがエンドミルのバックテーパ量を算出する手順について説明する。図１５は、回転するエンドミル１０をカメラ部１５２にて連続的に撮影し、撮影されたエンドミル１０の画像を複数重ね合わせた画像である。

まず、バックテーパ量演算部１６５ａは、重ね合わされたエンドミル１０の画像中のエッジを抽出する。次に、バックテーパ量演算部１６５ａは、エッジの最下点を探す。図１５におけるエンドミル１０のエッジの最下点は点Ａである。次に、バックテーパ量演算部１６５ａは、エッジで最も左側の点、最も右側の点を探す。図１５では、最も左側の点は点Ａ、最も右側の点は点Ｂである。次に、バックテーパ量演算部１６５ａは、エッジの最下点である点Ａを水平方向に延びる水平線１を引く。

次に、バックテーパ量演算部１６５ａは、水平線１から距離Ｌだけ離れた位置に水平線２を引く。距離Ｌはワーク２０への軸方向の切込み量である。バックテーパ量演算部１６５ａは、水平線２と左側のエッジとの交点を点Ｃ、水平線２と右側のエッジとの交点を点Ｄとする。次に、バックテーパ量演算部１６５ａは、点Ａと点Ｃとの水平方向の距離ＢＴ_１、点Ｂと点Ｄとの水平方向の距離ＢＴ_２のうちの長い方を２倍した値を、エンドミル１０のバックテーパ量とする。最後に、バックテーパ量演算部１６５ａは、加工装置１００にエンドミル１０を装着するたびにバックテーパ量を求め、求めたバックテーパ量を図１３に示すバックテーパ量データベース１６４ａに保存する。

図１２に戻り、加工台数決定部１６５ｂは、新品のエンドミル１０を加工装置１００に装着したときに、加工代の補正を適用すべき加工台数の最大値αを決定する。図１０に示すように側面側の加工面２１の直角度をＸ以下に設定する場合、加工台数が０〜Ｎ台目のときの側面側の加工面２１の傾きが−Ｘより小さいとき、加工台数決定部１６５ｂは、Ｎよりも１〜３大きい範囲、又は、Ｎよりも１０％程度大きい範囲で加工台数の最大値αを決定する。加工台数の最大値αをＮと同一の値としないのは、直角度が規定値を超える可能性をさらに低減するためである。

加工台数決定部１６５ｂは、図１４に示す加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂを参照して、側面側の加工面２１の傾きが−Ｘより小さい加工台数Ｎを求め、加工台数Ｎに基づいて加工台数の最大値αを決定する。

加工代補正部１６５ｃは、加工台数が０〜α台目のときのエンドミル１０の径方向の加工代を補正する加工代補正手段の一例である。また、加工代補正部１６５ｃは、エンドミル１０の切削抵抗を調整する切削抵抗調整手段の一例でもある。加工代補正部１６５ｃは、図１４（ｂ）に示す加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂを参照して、加工台数が０のときの側面側の加工面２１の傾き−Ｘ１を取得し、直角度がＸとなるように加工台数が０〜α台目のときのエンドミル１０の径方向の加工代をβ_１からβ_２に補正する。

ＮＣ装置１６０は、専用のシステムで実現してもよく、小型汎用コンピュータを用いて実現してもよい。ＮＣ装置１６０が実行する処理は、例えば、上述の物理的な構成を備える装置が、記憶部１６４に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。本発明は、プログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。

次に、図１６を参照して、実施の形態１に係る加工条件決定処理について説明する。図１６は、新品のエンドミル１０を加工装置１００に装着したときに、ＮＣ装置１６０が実行する加工条件決定処理を示すフローチャートである。以下、説明を容易にするために、図１０に示すように、エンドミル１０のバックテーパ量をＡ、直角度の規定値をＸとして、加工台数がＮ台になるまで直角度が規定値Ｘを超過する場合を例にして説明する。

まず、制御部１６５は、記憶部１６４からエンドミル１０の通常の径方向の加工代β_１を読み込む（ステップＳ１０１）。通常の径方向の加工代β_１は、ステップＳ１０１を実行する前に指示受付部１６１がユーザから受け付けており、記憶部１６４に予め記憶されている。

次に、制御部１６５は、記憶部１６４から直角度の規定値を読み込む（ステップＳ１０２）。直角度の規定値は、ステップＳ１０１を実行する前に指示受付部１６１がユーザから受け付けており、記憶部１６４に予め記憶されている。

次に、制御部１６５は、記憶部１６４からユーザが加工装置１００に装着したエンドミル１０の品番を読み込む（ステップＳ１０３）。エンドミル１０の品番は、ステップＳ１０１を実行する前に指示受付部１６１がユーザから受け付けており、記憶部１６４に予め記憶されている。

次に、制御部１６５は、バックテーパ量データベース１６４ａからエンドミル１０のバックテーパ量を読み込む（ステップＳ１０４）。バックテーパ量データベース１６４ａには、バックテーパ量演算部１６５ａにより演算されたエンドミル１０ごとのバックテーパ量が記憶されており、制御部１６５は、ステップＳ１０３で受け付けたエンドミル１０の品番に基づいて、バックテーパ量データベース１６４ａからエンドミル１０のバックテーパ量を読み込む。

次に、加工台数決定部１６５ｂは、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂに基づいて、径方向の加工代の補正を適用する加工台数の最大値αを決定する（ステップＳ１０５）。加工台数決定部１６５ｂは、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂを参照して、エンドミル１０のバックテーパ量Ａ、側面側の加工面２１の傾きの許容範囲−Ｘ〜＋Ｘを満たすように、径方向の加工代の補正を適用すべき加工台数の最大値αを決定する。なお、直角度が規定値を超える可能性を低減するため、Ｎよりも１〜３大きい範囲、又は、Ｎよりも１０％程度大きい範囲で加工台数の最大値αを決定してもよい。

次に、加工代補正部１６５ｃは、加工台数０〜αにおけるエンドミル１０の径方向の加工代を補正する（ステップＳ１０６）。補正後の径方向の加工代β_２は、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂを参照して算出する。以上のステップにより加工条件決定処理が終了する。

加工条件決定処理が終了した後、加工装置１００は、加工条件決定処理にて得られた加工代を実現する移動経路でエンドミル１０を移動させ、ワーク２０に対する切削加工を実行する。加工装置１００は、加工台数０〜αの場合は、補正後の径方向の加工代β_２で加工し、加工台数がαよりも大きい場合は、通常の径方向の加工代β_１で加工する。加工装置１００は、ミクロンオーダの精度で加工できるため、スクロール圧縮機に設けられたスクロールのように精密な加工が要求される部材を加工できる。例えば、加工装置１００は、スクロールの渦巻体のような壁の高さがあり、かつエンドミル径を大きくできない部品をインボリュート加工により形成することができる。

以上説明したように、実施の形態１に係る加工装置１００においては、加工初期のエンドミル１０の径方向の加工代β_２を、初期摩耗後のエンドミル１０の径方向の加工代β_１より大きくする制御手段を備えている。このため、初期摩耗後の側面側の加工面２１の倒れ量を小さくすることができるため、結果として加工装置１００の加工精度及び工具寿命を向上できる。

実施の形態１に係る加工装置１００においては、主軸１２０の傾斜を制御する機構を備えていないため、コストを低減できる。また、ワーク２０を複数回に分けて加工する必要がないため、加工に要する時間を低減できる。

実施の形態１に係る加工装置１００においては、エンドミル１０を主軸１２０に装着した状態でエンドミル１０のバックテーパ量を測定する手段を備えている。このため、エンドミル１０の主軸１２０への取り付けによるエンドミル１０の倒れ量、振れを考慮してバックテーパ量を測定できるため、加工精度及び工具寿命を向上できる。

（実施の形態２）
次に、図１７〜１９を参照して、実施の形態２に係る加工装置２００及び加工方法について説明する。実施の形態１においては、エンドミル１０の径方向の加工代を補正することにより切削抵抗を調整していたが、エンドミル１０の回転数を変更することにより切削抵抗を調整してもよい。実施の形態２に係る加工装置２００の基本的な構成は、実施の形態１に係る加工装置１００と同一であるため、以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

通常、エンドミル１０の切削抵抗は、ワーク２０の切削量とエンドミル１０の摩耗量とに比例する。しかし、径方向の加工代が特に小さい領域では、エンドミル１０の切削抵抗はほぼ摩擦量に依存するため、径方向の加工代を変化させたとしても切削抵抗はほとんど変化しない。また、エンドミル１０の寸法精度の指定値以上にエンドミル１０の径方向の加工代を大きくした場合、被加工物は寸法精度を満足しない。このため、エンドミル１０の径方向の加工代は、寸法精度の指定値以上に大きくできない。

図１７（ａ）は、エンドミル１０の回転数と切削抵抗との関係を示すグラフであり、図１７（ｂ）は、回転数・切削抵抗データベース１６４ｃを示す図である。エンドミル１０の回転数を大きくした場合、切削速度の増加に伴い加工面の温度が上昇するため、切削抵抗が小さくなる関係にある。そこで、加工装置２００では、エンドミル１０の径方向の加工代を調整できないと判断した場合に、エンドミル１０の回転数を変更することにより切削抵抗を調整する。

図１７（ｂ）に示すように、回転数・切削抵抗データベース１６４ｃは、エンドミル１０の種類ごとに用意され、バックテーパ量Ａ、Ｂ、…、回転数Ｒ_０、…、Ｒ_ｎ、Ｓ_０、…、Ｓ_ｎごとに、切削抵抗Ｄ_０、…、Ｄ_ｎ、Ｅ_０、…、Ｅ_ｎ、…を記憶する。エンドミル１０の種類、バックテーパ量ごとに回転数と切削抵抗の関係が変化するため、回転数・切削抵抗データベース１６４ｃは、エンドミル１０の種類、バックテーパ量ごとにデータを記憶する。

図１８は、実施の形態２に係る加工装置２００の機能的な構成を示すブロック図である。ＮＣ装置１６０は、回転数・切削抵抗データベース１６４ｃと、エンドミル１０の回転数を変更する回転数変更部１６５ｄと、をさらに備える。回転数変更部１６５ｄは、回転数変更手段の一例であり、回転数・切削抵抗データベース１６４ｃを参照して、初期加工時における適切な切削抵抗を実現するエンドミル１０の回転数に変更する。なお、回転数変更部１６５ｄは、エンドミル１０の切削抵抗を調整する切削抵抗調整手段の一例でもある。

例えば、エンドミル１０の現在回転数を５０００ｒｐｍ、バックテーパ量Ａを１０μｍ、側面側の加工面２１の傾き−Ｘ１を−８μｍ、補正後の側面側の加工面２１の傾き−Ｘを−５μｍとすると、初期加工における切削抵抗は初期加工後に比べて｛（１０−５）÷（１０−８）｝＝２．５倍する必要がある。そこで、図１７（ａ）を参照すると、切削抵抗が２．５倍になる回転数が１０００ｒｐｍであるため、初期加工においては回転数を５０００ｒｐｍから１０００ｒｐｍに変更すればよい。

図１９は、実施の形態２に係る加工条件決定処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と共通しているため、以下、説明を省略する。

ステップＳ２０６の終了後、制御部１６５は、エンドミル１０の径方向の加工代β_２が許容値より大きいかどうか判定する（ステップＳ２０７）。許容値は、エンドミル１０の寸法精度の指定値、切削抵抗の特性等に応じてユーザにより決定される値である。エンドミル１０の径方向の加工代β_２が許容値より大きい場合（ステップＳ２０７；ＹＥＳ）、加工代補正部１６５ｃは、径方向の加工代の補正処理をキャンセルし、径方向の加工代をβ_２からβ_１に戻す（ステップＳ２０８）。エンドミル１０の径方向の加工代β_２が許容値より大きくない場合（ステップＳ２０７；ＮＯ）、加工条件決定処理を終了する。

次に、回転数変更部１６５ｄは、エンドミル１０の回転数を変更する（ステップＳ２０９）。より詳細に説明すると、回転数変更部１６５ｄは、図１７（ｂ）の回転数・切削抵抗データベース１６４ｃを参照して、エンドミル１０の回転数を適切なエンドミル１０の倒れ量を実現する切削抵抗に対応する回転数に変更する。以上のステップにより加工条件決定処理が終了する。

以上説明したように、実施の形態２に係る加工装置２００においては、エンドミル１０のバックテーパ量及び加工台数に応じて、エンドミル１０の回転数を変更する回転数変更部１６５ｄを備えている。このため、径方向の加工代を補正できない場合であっても、エンドミル１０の回転数を変更することにより初期摩耗後の側面側の加工面２１の倒れ量を低減できるため、加工装置１００の加工精度及び工具寿命を向上できる。

（実施の形態３）
図２０〜２２を参照して、本発明の実施の形態３に係る加工装及び加工方法について説明する。実施の形態１に係る加工装置１００とは異なり、仕上げ加工エンドミルを用いて仕上げ加工する前に前加工エンドミルを用いて前加工する場合、加工台数に応じて前加工エンドミルの径方向の加工代を補正してもよい。実施の形態３に係る加工装置の基本的な構成は、実施の形態１に係る加工装置１００と同一であるため、以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

従来、前加工における径方向の加工代は、仕上げ加工における径方向の加工代よりも小さく設定していた。仕上げ加工における径方向の加工代が小さいため、仕上げ加工時の切削抵抗が小さくなり、その結果、仕上げ加工における側面側の加工面２１の傾きが負の方向に大きくなっていた。そこで、実施の形態３においては、仕上げ加工時のエンドミル１０の切削抵抗を増加させるため、前加工における径方向の加工代を従来よりも大きく設定する。

図２０（ａ）はワーク２０を前加工エンドミル１０ａで前加工する様子、図２０（ｂ）はワーク２０を仕上げ加工エンドミル１０ｂで仕上げ加工する様子、図２０（ｃ）は仕上げ加工が終了したワーク２０を示す断面図である。前加工における径方向の加工代を小さくすることにより、仕上げ加工における径方向の加工代が大きくなる。仕上げ加工における径方向の加工代を大きくすると、切削抵抗が大きくなるため、仕上げ加工エンドミル１０ｂの倒れ量が大きくなる。その結果、仕上げ加工における側面側の加工面２１の傾きは正の方向へ増加するため、側面側の加工面２１の傾きを抑制できる。

図２１（ａ）は加工代数と側面側の加工面２１の傾きとの関係、図２１（ｂ）は、加工代数と前加工の加工代との関係、図２１（ｃ）は加工代数と仕上げ加工の加工代との関係を示すグラフである。直角度が規定値を超過する加工初期において、加工代補正部１６５ｃは、図２１（ｂ）に示すように前加工における加工代を小さくすることにより、図２１（ｃ）に示すように仕上げ加工における径方向の加工代を増やし、加工初期における仕上げ加工エンドミル１０ｂの倒れ量を大きくできる。仕上げ加工時の径方向の加工代は、例えば、鉄系の材料で０.０５ｍｍ、アルミ系の材料で０.１ｍｍである。

前加工エンドミル１０ａのバックテーパ量は、仕上げ加工エンドミル１０ｂのバックテーパ量よりも大きいことが好ましい。仕上げ加工エンドミル１０ｂの外周刃１３の下側の外径は、外周刃１３の上側の外径より２μｍ以上大きいことが好ましく、１０μｍ程度大きいことがさらに好ましい。また、前加工エンドミル１０ａの外周刃１３の下側の外径は、外周刃１３の上側の外径より少なくとも２μｍ以上大きいことが好ましく、１０〜５０μｍ大きいことがさらに好ましい。

図２２を参照して、ＮＣ装置１６０が実行する加工条件決定処理について説明する。図２２は、実施の形態３に係る加工条件決定処理のフローチャートである。ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５と同一の処理であるため説明を省略する。

ステップＳ３０５が終了した後、加工代補正部１６５ｃは、前加工エンドミル１０ａの径方向の加工代を補正する（ステップＳ３０６）。以下、補正後の前加工エンドミル１０ａの径方向の加工代γ_２を算出する手法について説明する。

実施の形態１にて説明したように、補正後の仕上げ加工エンドミル１０ｂの径方向の加工代β_２は、仕上げ加工エンドミル１０ｂの径方向の加工代をβ_１としたとき、以下の式で表される。
β_２＝β_１×｛（Ａ−Ｘ）÷（Ａ−Ｘ１）｝
また、前加工エンドミル１０ａの径方向の加工代γ_１、補正後の前加工エンドミル１０ａの径方向の加工代γ_２、仕上げ加工エンドミル１０ｂの径方向の加工代β_１、補正後の仕上げ加工エンドミル１０ｂの径方向の加工代β_２は、以下の式を満たす。
β_２＝β_１＋（γ_２−γ_１）
したがって、補正後の前加工エンドミル１０ａの径方向の加工代γ_２は、以下の式で表される。
γ_２＝γ_１＋β_１｛１−（Ａ−Ｘ）÷（Ａ−Ｘ１）｝

例えば、仕上げ加工の径方向の加工代β_１を５０μｍ、前加工の径方向の加工代γ_１を５００μｍ、バックテーパ量（直径）Ａを１０μｍ、側面側の加工面２１の傾き−Ｘ１を−８μｍ、補正後の側面側の加工面２１の傾き −Ｘを−５μｍとしたとき、補正後の前加工エンドミル１０ａの径方向の加工代γ_２は、以下のように算出される。
γ＝５００＋５０×｛１−（１０−５）÷（１０−８）｝＝４２５μｍ

以上説明したように、実施の形態３においては、加工初期の前加工における径方向の加工代を補正する加工代補正部１６５ｃを備えている。このため、仕上げ加工エンドミル１０ｂのバックテーパ量を大きくできるため、加工精度及び工具寿命を向上できる。また、前加工において仕上げ加工の加工代を調整できるため、仕上げ加工後の被加工物の寸法精度を保つことができる。

また、実施の形態３においては、バックテーパを付けた前加工エンドミル１０ａを用いている。このため、前加工エンドミル１０ａの倒れ量を抑制できるため、加工装置１００の加工精度及び工具寿命を向上できる。

（実施の形態４）
図２３を参照して、本発明の実施の形態４に係る加工装置及び加工方法について説明する。実施の形態４に係る加工装置のように、ワーク２０の曲率半径が異なる箇所を加工する場合、ワーク２０の曲率半径が異なる箇所であっても仕上げ加工の加工負荷が同程度になるよう前加工の加工代を調整してもよい。実施の形態４に係る加工装置の基本的な構成は、実施の形態１に係る加工装置１００と同一であるため、以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

外側の加工部位ＯＤと内側の加工部位ＩＤとを同一の加工代で加工した場合、内側の加工部位ＩＤにて切削された切削箇所Ｐ−ＩＤは、外側の加工部位ＯＤにて切削された切削箇所Ｐ−ＯＤよりも大きくなる。このため、内側の加工部位ＩＤを加工する場合は、外側の加工部位ＯＤを加工する場合よりも切削抵抗が大きくなり、エンドミル１０の倒れ量も大きくなる。そこで、外側の加工部位ＯＤと内側の加工部位ＩＤでは、エンドミル１０の倒れ量が同一となるように加工代を補正する。

図２３は、曲率の異なる壁面を有するワーク２０をエンドミル１０で仕上げ加工する様子を示す平面図である。切削箇所Ｐ−ＯＤが切削箇所Ｐ−ＩＤと同一の体積となるように、加工代補正部１６５ｃは、仕上げ加工において外側の加工部位ＯＤを加工する場合のエンドミル１０の径方向の加工代を、内側の加工部位ＩＤを加工する場合の径方向の加工代よりも大きく補正し、この補正に合わせて前加工代を補正する。これにより仕上げ加工ときのエンドミル１０の倒れ量が外径と内径とで同一となるため、加工装置１００の加工精度が向上する。なお、切削箇所Ｐ−ＯＤと切削箇所Ｐ−ＩＤとを同一の体積にするには、ワーク２０の内側を加工するときにエンドミル１０の径方向の加工代を小さくしてもよい。

以上説明したように、実施の形態４に係る加工装置においては、ワークの曲率半径が異なる部分を加工する場合、曲率半径の大きい部分を加工するときの径方向の加工代が曲率半径の小さい部分を加工するときの径方向の加工代より大きく補正する加工代補正部１６５ｃを備えている。このため、加工精度及び工具寿命を向上できる。

そして、本発明はこれに限られず、以下に述べる変形も可能である。

（変形例）
上記実施の形態においては、テーブル１１０及び主軸１２０がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に互いに相対的に移動可能に構成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、テーブル１１０及び主軸１２０が互いに相対的に移動可能な移動方向は、２軸方向であってもよく、４軸以上であってもよい。

上記実施の形態においては、発光部１５１とカメラ部１５２とを備えるバックテーパ測定部１５０を用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、バックテーパ測定部１５０として反射型レ−ザや接触式センサを用いてエンドミル１０のバックテーパを測定してもよい。

上記実施の形態においては、加工台数と側面側の加工面２１の傾きとの関係に基づいて、補正後の径方向の加工代β_２を求めていたが、本発明はこれに限られない。例えば、加工長と側面側の加工面２１の傾きとの関係に基づいて、補正後の径方向の加工代β_２を求めてもよい。また、顕微鏡による測定等により工具の摩耗を観察し、その摩耗量に応じて径方向の加工代を変化させてもよい。工具の摩耗を検出するには、顕微鏡による測定以外にも、切削抵抗の測定、主軸動力の測定、音の測定、振動の測定等を行ってもよい。

上記実施の形態においては、補正後の径方向の加工代β_２は、β_２＝β_１×｛（Ａ−Ｘ）÷（Ａ−Ｘ１）｝との式に基づいて算出されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、直角度が規定値を超える可能性をさらに低減するために、補正後の径方向の加工代β_２に５〜１５％の範囲内の裕度、より好ましくは１０％の裕度を加算してもよい。

上記実施の形態においては、加工代補正部１６５ｃが加工台数に応じて径方向の加工代を大きくしていたが、本発明はこれに限られない。例えば、加工後期においては、加工台数に応じて径方向の加工代を小さくしてもよい。具体的には、図２４に示すように、加工代補正部１６５ｃは、側面側の加工面２１の傾きが大きくなる加工台数Ｚ〜Ｚ’の範囲において、エンドミル１０の径方向の加工代を小さくする。これにより、エンドミル１０の工具寿命をＺからＺ’へとさらに延長できる。

上記実施の形態においては、補正後の径方向の加工代β_２は加工台数が０のときの側面側の加工面２１の傾き−Ｘ１に基づいて決定されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、加工代補正部１６５ｃは、エンドミル１０の切削抵抗に基づいて、補正後の径方向の加工代β_２を算出することができる。図２５（ａ）はエンドミル１０の径方向の加工代と切削抵抗との関係を示すグラフであり、図２５（ｂ）は図２５（ａ）のグラフに基づいて作成した加工代・切削抵抗データベースである。図２５（ａ）から理解できるように、エンドミル１０の径方向の加工代と切削抵抗とは概ね比例しているが、完全に比例しているわけでもない。したがって、加工代補正部１６５ｃは、加工代・切削抵抗データベースを参照することにより、補正後の径方向の加工代β_２をより正確に算出できる。

上記実施の形態においては、直角度の規定値、エンドミル１０のバックテーパ量等の各種データが記憶部１６４に記憶されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、直角度の規定値、エンドミル１０のバックテーパ量等の全部又は一部が、指示受付部１６１から読み込み可能な記憶媒体、又は、通信部１６３とＬＡＮ（Local Area Network）を介して通信可能なサーバ、外部端末、コンピュータに記憶されていてもよい。

上記実施の形態においては、加工条件決定処理はＮＣ装置１６０にて実行されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、加工条件決定処理は、加工装置１００と有線又は無線の通信回路を介して通信可能に接続したサーバ、外部端末により実行してもよい。

上記実施の形態においては、制御部１６５は記憶部１６４に記憶されたプログラムに基づいて動作していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プログラムにより実現された機能的な構成をハードウェアにより実現してもよい。

上記実施の形態３においては、前加工は仕上げ加工の直前に行われていたが、本発明はこれに限られない。例えば、前加工は、仕上げ加工の２つ以上前の工程であってもよい。

上記実施の形態３においては、前加工は切削加工であってが、本発明はこれに限定されない。例えば、前加工がワーク２０の形状を成型する工程であってもよく、事前に径方向の仕上げ加工代を調整するようにワーク２０の形状を成型してもよい。

上記実施の形態４においては、前加工エンドミル１０ａ、仕上げ加工エンドミル１０ｂはいずれもバックテーパが付けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、前加工エンドミル１０ａにバックテーパが付けられていなくてもよい。また、前加工エンドミル１０ａ、仕上げ加工エンドミル１０ｂは、同一のエンドミルであってもよい。

上記実施の形態においては、工具としてエンドミル１０を用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、軸付き砥石のような長軸方向の外周面で研削する砥石等に適用してもよい。

上記実施の形態においては、エンドミル１０及び主軸１２０の剛性、ワーク２０の材質、エンドミル１０の外周刃１３の長さ等が一定であることを前提として説明したが、エンドミル１０及び主軸１２０の剛性、ワーク２０の材質、エンドミル１０の外周刃１３の長さ等が異なる場合、加工台数とワーク２０の側面側の加工面２１の傾きとの関係等に影響を及ぼすことは言うまでもない。

そこで、エンドミル１０及び主軸１２０の剛性、ワーク２０の材質、エンドミル１０の外周刃１３の長さ等のうち、考慮するパラメータの組み合わせ毎に、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂに相当するテーブルを予め作成し、加工台数決定部１６５ｂが当該テーブルを参考にして加工台数の最大値αを決定してもよい。例えば、主軸１２０の剛性、ワーク２０の材質、を考慮するとすれば、エンドミル１０のバックテーパ量と主軸１２０の剛性とワーク２０の材質との組み合わせ毎に、加工台数・加工面傾きデータベース１６４ｂに相当するテーブルを作成し、加工台数の最大値αを決定してもよい。

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。

１０…エンドミル、１０ａ…前加工エンドミル、１０ｂ…仕上げ加工エンドミル、１１…シャンク部、１２…刃部、１３…外周刃、１４…底刃、２０…ワーク、２１…側面側の加工面、２２…底面側の加工面、１００，２００…加工装置、１１０…テーブル、１２０…主軸、１２１…ホルダ、１３０…主軸モータ、１３１…主軸用サ−ボアンプ、１４０…移動機構部、１４１…Ｘ軸移動機構部、１４１ａ…Ｘ軸ガイド、１４１ｂ…Ｘ軸モータ、１４１ｃ…Ｘ軸用サ−ボアンプ、１４２…Ｙ軸移動機構部、１４２ａ…Ｙ軸ガイド、１４２ｂ…Ｙ軸モータ、１４２ｃ…Ｙ軸用サ−ボアンプ、１４３…Ｚ軸移動機構部、１４３ａ…Ｚ軸ガイド、１４３ｂ…Ｚ軸モータ、１４３ｃ…Ｚ軸用サ−ボアンプ、１５０…バックテーパ測定部、１５１…発光部、１５２…カメラ部、１６０…ＮＣ装置、１６１…指示受付部、１６２…表示部、１６３…通信部、１６４…記憶部、１６４ａ…バックテーパ量データベース、１６４ｂ…加工台数・加工面傾きデータベース、１６４ｃ…回転数・切削抵抗データベース、１６５…制御部、１６５ａ…バックテーパ量演算部、１６５ｂ…加工台数決定部、１６５ｃ…加工代補正部、１６５ｄ…回転数変更部、ＢＴ_１、ＢＴ_２、Ｌ…距離、ｄ_１、ｄ_２…直径、ＩＤ…内側の加工部位、ＯＤ…外側の加工部位、Ｐ−ＩＤ，Ｐ−ＯＤ…切削箇所、β_１、β_２、γ_１、γ_２…径方向の加工代

Claims (10)

1. ワークを切削する外周刃が形成され、前記外周刃にバックテーパが付けられた工具と、
   前記工具が着脱自在に装着され、前記工具を軸周りに回転可能な主軸と、
   前記工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、前記ワークの側面に形成される加工面が規定された直角度を満たすように前記工具の径方向の加工代を補正する加工代補正手段と、
   を備え、
   前記加工代補正手段は、初期摩耗発生時における前記工具の径方向の加工代を初期摩耗終了後における前記工具の径方向の加工代よりも大きくする、
   加工装置。
2. 前記加工代補正手段は、ワークの同一部分に前加工と仕上げ加工とを行う場合、仕上げ加工に用いる工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、前加工に用いる工具の径方向の加工代を補正する、
   請求項１に記載の加工装置。
3. 前記加工代補正手段は、前記ワークの曲率半径が異なる部分を加工する場合、曲率半径の大きい部分を加工するときの前記工具の径方向の加工代を、曲率半径の小さい部分を加工するときの前記工具の径方向の加工代より大きくする、
   請求項１に記載の加工装置。
4. 前記加工代補正手段により補正された前記工具の径方向の加工代に基づいて、スクロールのインボリュート加工を行う、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の加工装置。
5. 前記加工装置は、前記工具のバックテーパ量を測定する測定手段をさらに備え、
   前記加工代補正手段は、前記測定手段により測定されたバックテーパ量に基づいて、前記工具の径方向の加工代を補正する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の加工装置。
6. ワークを切削する外周刃が形成され、前記外周刃にバックテーパが付けられた工具と、
   前記工具が着脱自在に装着され、前記工具を軸周りに回転可能な主軸と、
   前記工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、前記ワークの側面に形成される加工面が規定された直角度を満たすように前記主軸の回転数を変更する回転数変更手段と、
   を備え、
   前記回転数変更手段は、初期摩耗発生時における前記工具の回転数を初期摩耗終了後における前記工具の回転数よりも小さくする、
   加工装置。
7. 前記加工装置は、前記工具のバックテーパ量を測定する測定手段をさらに備え、
   前記回転数変更手段は、前記測定手段により測定されたバックテーパ量に基づいて、前記工具の回転数を変更する、
   請求項６に記載の加工装置。
8. 加工装置の主軸にバックテーパが付けられた工具を装着するステップと、
   前記工具のバックテーパ量を測定するステップと、
   測定された前記工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、ワークの側面に形成される加工面が規定された直角度を満たすように、初期摩耗発生時における前記工具の径方向の加工代を初期摩耗終了後における前記工具の径方向の加工代よりも大きくするステップと、
   を含む加工方法。
9. 測定された前記工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、前記ワークの側面に形成される加工面が規定された直角度を満たすように、前記ワークの曲率半径が異なる部分を加工する場合、曲率半径の大きい部分を加工するときの前記工具の径方向の加工代を、曲率半径の小さい部分を加工するときの前記工具の径方向の加工代より大きくするステップを含む、
   請求項８に記載の加工方法。
10. 加工装置の主軸にバックテーパが付けられた工具を装着するステップと、
    前記工具のバックテーパ量を測定するステップと、
    測定された前記工具のバックテーパ量と摩耗量とに基づいて、ワークの側面に形成される加工面が規定された直角度を満たすように、初期摩耗発生時における前記工具の回転数を初期摩耗終了後における前記工具の回転数よりも小さくするステップと、
    を含む加工方法。
    

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