JP7089574B2 - Processing machine and manufacturing method of workpiece - Google Patents

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本開示は、回転工具、加工機及び被加工物の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a rotary tool, a processing machine, and a method for manufacturing a workpiece.

切削による形成が難しい部位(別の観点では形状)の一つとして、角隅部又はピン角の隅部等と呼ばれる部位が挙げられる(以下、角隅部の語を主として用いる。)。角隅部は、隅の語が示すように、矩形状の凹部の隅のような部位、すなわち、面同士が180°未満の角度で交差する部位を指す。また、角隅部は、角(ピン角)の語が示すように、いわゆるR(曲面形状)が実質的に付与されない尖った形状を有している。 As one of the parts that are difficult to form by cutting (shape from another viewpoint), there is a part called a corner corner or a pin corner (hereinafter, the term corner corner is mainly used). A corner corner, as the word corner indicates, refers to a corner-like portion of a rectangular recess, i.e., a portion where surfaces intersect at an angle of less than 180 °. Further, the corner portion has a sharp shape to which a so-called R (curved surface shape) is not substantially imparted, as the word “corner” indicates.

角隅部の形成が困難な理由として、例えば、以下の理由を挙げることができる。角隅部を形成する切削方法として、エンドミル等の回転工具(転削工具とも呼ばれる。)を利用する方法が挙げられる。具体的には、回転工具は、その軸の回りに回転されるとともに、当該回転工具の軸に直交する平面内でワークに対する相対移動(送り)がなされる。相対移動は、回転工具の軸に平行な側面であって、隅部を構成するように交差する2つの側面の目標形状に沿ってなされる。これにより、回転工具の外周面に位置する切れ刃によってワークが切削されて上記2つの側面が形成され、ひいては、隅部が形成される。この場合、隅部は、回転工具の半径と同一の大きさの曲率半径を有するRが付与されることになる。従って、隅部が実質的にRを有していないといえるためには、回転工具の径を極端に小さくしなければならない。しかし、回転工具の径を極端に小さくすれば、回転工具の剛性を確保することができず、切削が適切に行われない。 The following reasons can be mentioned as reasons why it is difficult to form a corner portion. As a cutting method for forming a corner portion, a method using a rotary tool (also referred to as a rolling tool) such as an end mill can be mentioned. Specifically, the rotary tool is rotated around its axis and is moved (fed) relative to the work in a plane orthogonal to the axis of the rotary tool. The relative movement is the side surface parallel to the axis of the rotary tool and is made along the target shape of the two side surfaces that intersect to form a corner. As a result, the work is cut by the cutting edge located on the outer peripheral surface of the rotary tool to form the above two side surfaces, and eventually the corner portion is formed. In this case, the corner portion is given an R having a radius of curvature having the same magnitude as the radius of the rotary tool. Therefore, in order to be able to say that the corner portion does not substantially have R, the diameter of the rotary tool must be made extremely small. However, if the diameter of the rotary tool is made extremely small, the rigidity of the rotary tool cannot be ensured and cutting cannot be performed properly.

下記特許文献1及び2は、角隅部の形成に有利な加工方法を提案している。具体的には、以下のとおりである。 The following Patent Documents 1 and 2 propose a processing method advantageous for forming a corner portion. Specifically, it is as follows.

特許文献1では、角隅部の角度よりも小さい角度の角部を有する多角形状の底面(先端)を有する回転工具を用いて切削が行われる。そして、多角形状の底面の1つの角部の頂点に位置する切れ刃が、角隅部の輪郭(目標形状)に沿って移動するように、回転工具の回転角度に応じて、回転工具をワークに対して回転工具の底面に平行な平面内で相対移動させる。これにより、回転工具の回転半径未満のRを有する(実質的にRを有さない)隅部の形成が可能とされている。 In Patent Document 1, cutting is performed using a rotary tool having a polygonal bottom surface (tip) having a corner portion having an angle smaller than the angle of the corner portion. Then, the rotary tool is worked according to the rotation angle of the rotary tool so that the cutting edge located at the apex of one corner of the bottom surface of the polygonal shape moves along the contour (target shape) of the corner corner. Relative movement in a plane parallel to the bottom surface of the rotary tool. This makes it possible to form a corner having an R (substantially no R) that is less than the radius of gyration of the rotary tool.

特許文献2では、マイクロメーターオーダーの振幅で工具を微小振動させることによって切削を行う方法が開示されている。この方法は、回転工具を回転させるものではないことから、角隅部の形状は、回転工具の半径に基本的に影響を受けない。 Patent Document 2 discloses a method of cutting by slightly vibrating a tool with an amplitude on the order of a micrometer. Since this method does not rotate the rotary tool, the shape of the corners is basically unaffected by the radius of the rotary tool.

特開2001-9603号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-9603 特開2013-202750号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-202750

公知の角隅部の形成に有利な加工方法は、それぞれ長所及び短所を有している。一方、角隅部の形成に係るユーザの要求は種々態様であり、必ずしも公知の方法でユーザの要求が満たされるとは限らない。従って、角隅部の切削に有利な回転工具、加工機及び被加工物の製造方法が新たに提案され、技術の提案が図られることが望まれる。 The known processing methods advantageous for forming the corners have advantages and disadvantages, respectively. On the other hand, the user's request for forming the corner portion is various, and the user's request is not always satisfied by a known method. Therefore, it is desired that a new method for manufacturing a rotary tool, a processing machine, and a workpiece which is advantageous for cutting a corner portion is proposed, and a technique is proposed.

本開示の一態様に係る回転工具は、軸回りに回転されて使用される回転工具であって、シャンクと、前記シャンクの先端側に位置している刃部と、を有しており、前記刃部は、当該回転工具の軸回りの1周に亘って当該回転工具の外部に露出している外周面を有しており、前記外周面は、当該回転工具の軸方向に長さを有する第1切れ刃を有しており、前記シャンクの軸心に平行に見て、前記第1切れ刃と前記シャンクの軸心との距離が、前記外周面と前記シャンクの軸心との最大距離よりも短い。 The rotary tool according to one aspect of the present disclosure is a rotary tool that is rotated around an axis and is used, and has a shank and a blade portion located on the tip end side of the shank. The blade portion has an outer peripheral surface exposed to the outside of the rotary tool over one circumference around the axis of the rotary tool, and the outer peripheral surface has a length in the axial direction of the rotary tool. It has a first cutting edge, and the distance between the first cutting edge and the axis of the shank is the maximum distance between the outer peripheral surface and the axis of the shank when viewed parallel to the axis of the shank. Shorter than.

本開示の一態様に係る加工機は、刃部を有している回転工具と、前記回転工具が固定される主軸と、ワークを保持するワーク保持部と、前記主軸を軸回りに回転させる主軸駆動源と、少なくとも前記主軸の軸方向に直交する2方向において前記主軸と前記ワーク保持部とを相対移動させる駆動部と、前記主軸駆動源及び前記駆動部を制御する制御装置と、を有しており、前記刃部は、前記回転工具の軸回りの1周に亘って前記回転工具の外部に露出している外周面を有しており、前記外周面は、前記回転工具の軸方向に長さを有する第1切れ刃を有しており、前記主軸の軸心に平行に見て、前記第1切れ刃と前記主軸の軸心との距離が、前記外周面と前記主軸の軸心との最大距離よりも短い。 The processing machine according to one aspect of the present disclosure includes a rotary tool having a blade portion, a spindle to which the rotary tool is fixed, a work holding portion for holding a work, and a spindle for rotating the spindle around an axis. It has a drive source, a drive unit that relatively moves the spindle and the work holding portion in at least two directions orthogonal to the axial direction of the spindle, and a control device that controls the spindle drive source and the drive unit. The blade portion has an outer peripheral surface exposed to the outside of the rotary tool over one circumference around the axis of the rotary tool, and the outer peripheral surface is in the axial direction of the rotary tool. It has a first cutting edge having a length, and when viewed parallel to the axis of the spindle, the distance between the first cutting edge and the axis of the spindle is the distance between the outer peripheral surface and the axis of the spindle. Shorter than the maximum distance with.

本開示の一態様に係る被加工物の製造方法は、回転工具の刃部によってワークを切削して被加工物を製造する製造方法であって、前記回転工具を所定の回転軸回りに回転させるとともに、少なくとも前記回転軸に直交する2方向において前記回転工具と前記ワークとを相対的に平行移動させる移動ステップを有しており、前記刃部は、前記回転工具の軸回りの1周に亘って前記回転工具の外部に露出している外周面を有しており、前記外周面は、前記回転工具の軸方向に長さを有する第1切れ刃を有しており、前記回転軸に平行に見て、前記第1切れ刃と前記回転軸との距離が、前記外周面と前記前記回転軸との最大距離よりも短く、前記移動ステップでは、前記第1切れ刃によって前記ワークを切削する。 The method for manufacturing a workpiece according to one aspect of the present disclosure is a manufacturing method for manufacturing a workpiece by cutting a workpiece with a blade portion of a rotary tool, and rotates the rotary tool around a predetermined rotation axis. At the same time, it has a moving step for relatively parallel moving the rotary tool and the work in at least two directions orthogonal to the rotary axis, and the blade portion covers one round around the axis of the rotary tool. The outer peripheral surface has an outer peripheral surface exposed to the outside of the rotary tool, and the outer peripheral surface has a first cutting edge having a length in the axial direction of the rotary tool and is parallel to the rotary axis. The distance between the first cutting edge and the rotating shaft is shorter than the maximum distance between the outer peripheral surface and the rotating shaft, and in the moving step, the work is cut by the first cutting edge. ..

上記の構成又は手順によれば、角隅部の形成に有利である。 According to the above configuration or procedure, it is advantageous for the formation of corners.

第1実施形態に係る加工機の構成を示す模式的な斜視図。The schematic perspective view which shows the structure of the processing machine which concerns on 1st Embodiment. 図1の加工機の回転工具の構成を示す側面図。The side view which shows the structure of the rotary tool of the processing machine of FIG. 図2の回転工具の刃部の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the blade part of the rotary tool of FIG. 図2の回転工具を用いた角隅部の切削方法の一例を説明する模式的な平面図。FIG. 2 is a schematic plan view illustrating an example of a method of cutting a corner portion using the rotary tool of FIG. 2. 図5(a)及び図5(b)は図2の回転工具を用いた角隅部の切削方法の一例を説明する模式的な斜視図。5 (a) and 5 (b) are schematic perspective views illustrating an example of a method of cutting a corner portion using the rotary tool of FIG. 2. 図1の加工機における制御系の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control system in the processing machine of FIG. 図7(a)は第2実施形態に係る加工方法を説明する模式図であり、図7(b)は第2実施形態に係る加工方法に利用される工具の一例の構成を示す側面図である。FIG. 7A is a schematic diagram illustrating a machining method according to the second embodiment, and FIG. 7B is a side view showing a configuration of an example of a tool used in the machining method according to the second embodiment. be. 図8(a)は図1の加工機のテーブルを直線移動させる構成の一例を示す斜視図、図8(b)は図8(a)のVIIIb-VIIIb線における断面図。8 (a) is a perspective view showing an example of a configuration in which the table of the processing machine of FIG. 1 is linearly moved, and FIG. 8 (b) is a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb of FIG. 8 (a). ガイドに関して図8(b)を参照して説明した構成例とは別の構成例を示す図。The figure which shows the configuration example different from the configuration example which was explained with reference to FIG. 8 (b) about a guide. 図1の加工機の主軸の軸受の構成の一例を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a bearing for the spindle of the processing machine of FIG. 変形例に係る回転工具の刃部の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the blade part of the rotary tool which concerns on a modification. 図12(a)及び図12(b)は実施形態に係る回転工具による加工例を示す図。12 (a) and 12 (b) are views showing an example of machining with a rotary tool according to the embodiment. 図13(a)及び図13(b)は実施形態に係る回転工具による他の加工例を示す図。13 (a) and 13 (b) are views showing other machining examples by the rotary tool according to the embodiment.

以下の説明では、工具の位置の語は、便宜上、ワークとの相対的な位置を指すことがあり、また、絶対座標系における位置を指すことがある。特に断りが無い限り、また、矛盾等が生じない限り、工具の位置は、相対的な位置及び絶対的な位置のいずれに捉えられてもよい。 In the following description, the term tool position may refer to a position relative to the workpiece for convenience, and may also refer to a position in an absolute coordinate system. Unless otherwise specified, and as long as there is no contradiction, the position of the tool may be regarded as either a relative position or an absolute position.

軸回りの語における軸は、具体的な軸(例えば主軸の軸心)を指す場合と、回転方向等の概要を説明するために便宜的に用いられている場合とがある。後者の場合の軸は、必ずしも軸心とは限らない。特に断りが無い限り、また、矛盾等が生じない限り、軸の語は、上記のいずれと捉えられてもよい。軸回り以外の語における軸も同様である。 The axis in the word around the axis may refer to a specific axis (for example, the axis of the main axis) or may be used for convenience to explain the outline of the rotation direction or the like. The axis in the latter case is not always the axis. Unless otherwise specified, and as long as there is no contradiction, the word of the axis may be regarded as any of the above. The same applies to axes in words other than around the axis.

第2実施形態及び変形例等の説明では、基本的に、第1実施形態との相違点についてのみ述べる。特に言及が無い事項は、第1実施形態と同様とされたり、第1実施形態から類推されたりしてよい。また、複数の実施形態及び変形例間において、互いに対応する構成に対して、便宜上、相違点があっても同一の符号を付すことがある。 In the description of the second embodiment and the modified examples, basically, only the differences from the first embodiment will be described. Matters not specifically mentioned may be the same as those in the first embodiment or may be inferred from the first embodiment. Further, for convenience, the same reference numerals may be given to the configurations corresponding to each other among the plurality of embodiments and modifications, even if there are differences.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る加工機1の構成を示す模式的な斜視図である。図1には、便宜上、絶対座標系又は機械座標系としての直交座標系XYZが付されている。+Z方向は、例えば、鉛直上方である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the processing machine 1 according to the first embodiment. FIG. 1 is provided with an orthogonal coordinate system XYZ as an absolute coordinate system or a machine coordinate system for convenience. The + Z direction is, for example, vertically above.

加工機1は、ワーク103を切削する機械として構成されている。加工機1は、ワーク103に当接することによって切削を直接的に担う回転工具101(以下、単に「工具101」ということがある。)と、工具101とワーク103とを相対的に運動させる加工機本体2とを有している。加工機本体2は、機械的な動作を行う機械部3と、機械部3を制御する制御装置5とを有している。 The processing machine 1 is configured as a machine for cutting the work 103. The processing machine 1 performs processing in which the rotary tool 101 (hereinafter, may be simply referred to as “tool 101”) that directly bears cutting by coming into contact with the work 103, and the tool 101 and the work 103 are relatively moved. It has a machine body 2. The processing machine main body 2 has a machine unit 3 that performs mechanical operation and a control device 5 that controls the machine unit 3.

本実施形態では、工具101として新規な構成のものが示される。機械部3の構造は、公知の構造を含む種々のものとされてよい。制御装置5のハードウェアは、公知のハードウェアを含む種々のものとされてよい。制御装置5の動作(制御)は、工具101とワーク103との具体的な相対運動に係る制御を除いて、公知の動作を含む種々のものとされてよい。 In this embodiment, a tool 101 having a new configuration is shown. The structure of the mechanical part 3 may be various including a known structure. The hardware of the control device 5 may be various including known hardware. The operation (control) of the control device 5 may be various including known operations, except for the control relating to the specific relative movement between the tool 101 and the work 103.

以下では、まず、機械部3の全体構成を例示する。次に、工具101の構成及び利用方法(別の観点では制御装置5の制御)の概要について説明する。次に、工具101の構成及び利用方法について詳述する。その後、加工機本体2の制御系の構成について説明する。 In the following, first, the overall configuration of the mechanical unit 3 will be illustrated. Next, an outline of the configuration and usage method of the tool 101 (control of the control device 5 from another viewpoint) will be described. Next, the configuration and usage of the tool 101 will be described in detail. After that, the configuration of the control system of the processing machine main body 2 will be described.

(機械部の全体構成)
本開示に係る技術は、種々の機械部に適用可能であり、図示されている機械部3は、その一例に過ぎない。ただし、以下の説明では、便宜上、機械部3の構成を前提とした説明をすることがある。
(Overall configuration of the mechanical part)
The technique according to the present disclosure can be applied to various mechanical parts, and the mechanical part 3 shown in the figure is only an example thereof. However, in the following description, for convenience, the description may be based on the premise of the configuration of the mechanical unit 3.

機械部3は、例えば、工具101を含む種々の工具(工具101以外の工具については不図示)が選択的に取り付けられる主軸19を有している。機械部3は、主軸19に取り付けられている工具によってワーク103の加工を行う。工具101を含む種々の工具は、例えば、主軸19の軸回り(Z軸に平行な軸回り)に回転される回転工具である。工具101は、既述のように切削に利用されるものであるが、他の工具によって行われる加工の種類(別の観点では工具の種類)は、適宜なものとされてよい。例えば、加工の種類は、切削、研削又は研磨である。 The machine unit 3 has, for example, a spindle 19 to which various tools including the tool 101 (not shown for tools other than the tool 101) are selectively attached. The machine unit 3 processes the work 103 with a tool attached to the spindle 19. The various tools including the tool 101 are, for example, rotary tools that are rotated around the axis of the spindle 19 (around the axis parallel to the Z axis). The tool 101 is used for cutting as described above, but the type of machining performed by another tool (type of tool from another viewpoint) may be appropriate. For example, the type of processing is cutting, grinding or polishing.

特に図示しないが、機械部3は、使用する工具を取り換える自動工具交換装置(ATC:automatic tool changer)を有していてもよい。工具101が、主軸19ではなく、ATCの工具マガジンに配置されている状態においても、加工機1は、工具101と、工具101を保持する加工機本体2とを有していると捉えることができる。 Although not particularly shown, the mechanical unit 3 may have an automatic tool changer (ATC) for changing a tool to be used. Even in a state where the tool 101 is arranged not in the spindle 19 but in the tool magazine of the ATC, it can be considered that the processing machine 1 has the tool 101 and the processing machine main body 2 for holding the tool 101. can.

なお、本実施形態の説明では、基本的に、主軸19に取り付けられている工具が工具101であることを前提として説明を行う。 In the description of the present embodiment, it is basically assumed that the tool attached to the spindle 19 is the tool 101.

機械部3は、例えば、上述のように工具101(主軸19)を回転させるとともに、工具101とワーク103とを互いに直交する3つの軸方向(X方向、Y方向及びZ方向)において相対移動させる。このような回転及び相対移動を実現する構成は、例えば、公知の種々の構成と同様とされたり、公知の構成を応用したものとされたりしてよい。図示の例では、以下のとおりである。 For example, the machine unit 3 rotates the tool 101 (spindle 19) as described above, and relatively moves the tool 101 and the work 103 in three axial directions (X direction, Y direction, and Z direction) orthogonal to each other. .. The configuration for realizing such rotation and relative movement may be, for example, the same as various known configurations, or may be an application of known configurations. In the illustrated example, it is as follows.

機械部3は、例えば、以下の構成要素を有している。ベース7。ベース7に支持されている2つのコラム9。2つのコラム9に掛け渡されているクロスレール11。クロスレール11に支持されているサドル13。サドル13に固定されているZ軸ベッド15。Z軸ベッド15に支持されている主軸頭17。 The mechanical unit 3 has, for example, the following components. Base 7. Two columns 9 supported by the base 7. Cross rail 11 spanning the two columns 9. Saddle 13 supported by the cross rail 11. Z-axis bed 15 fixed to saddle 13. The spindle head 17 supported by the Z-axis bed 15.

主軸19は、主軸頭17によってZ軸に平行な軸回りに回転可能に支持されており、主軸頭17内の主軸駆動源(後述)によって回転駆動される。これにより、工具101が軸回りに回転する。主軸頭17は、Z軸ベッド15(サドル13)に対してZ方向に直線移動可能であり、これにより、工具101がZ方向に駆動される。サドル13は、クロスレール11に対してY方向に直線移動可能であり、これにより、工具101がY方向に駆動される。 The spindle 19 is rotatably supported by the spindle head 17 around an axis parallel to the Z axis, and is rotationally driven by a spindle drive source (described later) in the spindle head 17. As a result, the tool 101 rotates about the axis. The spindle head 17 can move linearly in the Z direction with respect to the Z-axis bed 15 (saddle 13), whereby the tool 101 is driven in the Z direction. The saddle 13 can move linearly in the Y direction with respect to the cross rail 11, whereby the tool 101 is driven in the Y direction.

また、機械部3は、ベース7に支持されているX軸ベッド21と、X軸ベッド21に支持されているテーブル23とを有している。 Further, the mechanical unit 3 has an X-axis bed 21 supported by the base 7 and a table 23 supported by the X-axis bed 21.

ワーク103は、テーブル23に保持される。テーブル23は、X軸ベッド21に対してX方向に直線移動可能であり、これにより、ワーク103がX方向に駆動される。 The work 103 is held in the table 23. The table 23 can be linearly moved in the X direction with respect to the X-axis bed 21, whereby the work 103 is driven in the X direction.

サドル13の移動、主軸頭17の移動、テーブル23の移動、及び主軸19の回転を実現するための機構の構成は、公知の構成又は公知の構成を応用したものとされてよい。例えば、駆動源は、電動機、油圧機器又は空圧機器とされてよい。また、電動機は、回転式電動機又はリニアモータとされてよい。サドル13、主軸頭17又はテーブル23を案内する(別の観点では駆動方向以外の方向における移動を規制する)リニアガイドは、可動部と固定部とが摺動するすべり案内であってもよいし、可動部と固定部との間で転動体が転がる転がり案内であってもよいし、可動部と固定部との間に空気又は油を介在させる静圧案内であってもよいし、これらの2以上の組み合わせであってもよい。同様に、主軸19の軸受は、すべり軸受、転がり軸受、静圧軸受又はこれらの2以上の組み合わせとされてよい。 The configuration of the mechanism for realizing the movement of the saddle 13, the movement of the spindle head 17, the movement of the table 23, and the rotation of the spindle 19 may be a known configuration or an application of a known configuration. For example, the drive source may be a motor, hydraulic equipment or pneumatic equipment. Further, the electric motor may be a rotary electric motor or a linear motor. The linear guide that guides the saddle 13, the spindle head 17 or the table 23 (which restricts movement in a direction other than the driving direction from another viewpoint) may be a sliding guide in which the movable portion and the fixed portion slide. , The rolling guide may be a rolling guide in which the rolling element rolls between the movable portion and the fixed portion, or may be a static pressure guide in which air or oil is interposed between the movable portion and the fixed portion. It may be a combination of two or more. Similarly, the bearing of the spindle 19 may be a slide bearing, a rolling bearing, a static pressure bearing, or a combination of two or more thereof.

機械部3(加工機本体2)の加工精度(別の観点では位置決め精度)は適宜に設定されてよい。例えば、機械部3は、サブミクロンメータオーダーの精度(1μm未満の誤差)、又はナノメータオーダーの精度(10nm未満の誤差)で直交座標系XYZ内の位置決めが可能なものであってよい。そのような工作機械は、本願出願人によって既に実用化されている(例えばUVMシリーズ、ULGシリーズ及びULCシリーズ。)。より詳細には、例えば、サドル13のY方向における位置決め精度、主軸頭17のZ方向における位置決め精度、及び/又はテーブル23のX方向における位置決め精度は、1μm以下、0.1μm以下、10nm以下又は1nm以下とされてよい。もちろん、加工機1の加工精度は、上記よりも低くてもよい。 The processing accuracy (positioning accuracy from another viewpoint) of the machine unit 3 (processing machine main body 2) may be appropriately set. For example, the mechanical unit 3 may be capable of positioning in the Cartesian coordinate system XYZ with an accuracy on the order of submicron meters (error less than 1 μm) or an accuracy on the order of nanometers (error less than 10 nm). Such machine tools have already been put into practical use by the applicant of the present application (eg UVM series, ULG series and ULC series). More specifically, for example, the positioning accuracy of the saddle 13 in the Y direction, the positioning accuracy of the spindle head 17 in the Z direction, and / or the positioning accuracy of the table 23 in the X direction are 1 μm or less, 0.1 μm or less, 10 nm or less, or It may be 1 nm or less. Of course, the processing accuracy of the processing machine 1 may be lower than the above.

(工具の構成の概要)
図2は、工具101の構成を示す側面図である。この図では、便宜上、図1にも付したZ軸が付されている。また、工具101に固定的な直交座標系xyzも付されている。Z軸及びz軸は互いに平行である。
(Overview of tool configuration)
FIG. 2 is a side view showing the configuration of the tool 101. In this figure, for convenience, the Z axis also attached to FIG. 1 is attached. Further, a fixed orthogonal coordinate system xyz is also attached to the tool 101. The Z-axis and the z-axis are parallel to each other.

工具101は、回転工具であるから、軸回りに回転されて使用されることが想定されている。しかし、後述の説明から理解されるように、工具101は、軸回りに回転させずに利用することも可能である。この場合、工具101は、例えば、主軸19に取り付け可能な構成であることをもって、回転工具であると特定されてよい。 Since the tool 101 is a rotary tool, it is assumed that the tool 101 is rotated around an axis and used. However, as will be understood from the description below, the tool 101 can also be used without being rotated about an axis. In this case, the tool 101 may be specified as a rotary tool by having a configuration that can be attached to the spindle 19, for example.

工具101の形状は、例えば、概略、z方向(主軸19の軸方向)に延びる軸状である。なお、以下の説明では、便宜上、工具101の+z側の端部を後端といい、工具101の-z側の端部を先端ということがある。工具101は、その軸方向において、後端側から先端側へ順に、シャンク105、ネック107及び刃部109を有している。 The shape of the tool 101 is, for example, roughly an axial shape extending in the z direction (axial direction of the spindle 19). In the following description, for convenience, the + z-side end of the tool 101 may be referred to as the rear end, and the −z-side end of the tool 101 may be referred to as the tip. The tool 101 has a shank 105, a neck 107, and a blade portion 109 in this order from the rear end side to the tip side in the axial direction thereof.

シャンク105の形状は、例えば、概略、z方向に延びる軸状である。シャンク105は、主軸19に対して直接的又は間接的に同軸状(同心状も含むものとする。)に固定される部位であり、主軸19の軸心(軸心は軸状の部材の中心線を指す。)回りの回転によってシャンク105の軸心CL1回りに回転される。 The shape of the shank 105 is, for example, roughly axially extending in the z direction. The shank 105 is a portion that is directly or indirectly fixed coaxially (including concentric) with respect to the spindle 19, and the axis of the spindle 19 (the axis is the center line of the axial member). Pointed.) Rotated around the axis CL1 of the shank 105.

刃部109は、ワーク103に当接することによって切削を直接的に担う部位である。なお、本開示でいう刃部は、切れ刃、すくい面及び逃げ面のみからなる部分(稜線状部分)ではなく、そのような稜線状部分を含むとともに軸状の工具101のその長さ方向の一部(一般には先端)を占める部分(概略柱状の部分)を指すものとする。従って、例えば、公知の2枚刃のエンドミルを例に取れば、本開示でいう刃部は、2つの刃のそれぞれを指すのではなく、2つの刃を含む先端部分全体を指す。 The blade portion 109 is a portion that directly bears cutting by coming into contact with the work 103. The blade portion referred to in the present disclosure is not a portion (ridge-shaped portion) consisting only of a cutting edge, a rake face, and a flank surface, but includes such a ridge-shaped portion and is in the length direction of the shaft-shaped tool 101. It shall refer to a part (generally a columnar part) that occupies a part (generally the tip). Therefore, for example, taking a known two-blade end mill as an example, the blade portion referred to in the present disclosure does not refer to each of the two blades, but to the entire tip portion including the two blades.

公知の一般的な工具においては、刃部は、シャンクの軸心(厳密には、その延長線。以下、同様に、軸心は、その延長線を指すことがある。)に関して回転対称の形状とされる。すなわち、刃部は、シャンクに対して同軸に位置する。ただし、本実施形態の工具101においては、刃部109は、シャンク105に対して偏心している。 In a well-known general tool, the blade has a shape that is rotationally symmetric with respect to the axis of the shank (strictly, an extension of the shank; similarly, the axis may refer to the extension). It is said that. That is, the blade portion is located coaxially with the shank. However, in the tool 101 of the present embodiment, the blade portion 109 is eccentric with respect to the shank 105.

ネック107は、シャンク105と刃部109とをつないでいる部分であり、シャンク105よりも小径とされている。なお、ネック107が設けられずに、シャンク105と刃部109とが直接につながっていても構わない。 The neck 107 is a portion connecting the shank 105 and the blade portion 109, and has a smaller diameter than the shank 105. The shank 105 and the blade portion 109 may be directly connected without the neck 107 being provided.

図3は、刃部109及びその周辺を拡大して示す斜視図である。この図では、便宜上、図2にも付したZ軸及び直交座標系xyzが付されている。 FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the blade portion 109 and its periphery. In this figure, for convenience, the Z-axis and the Cartesian coordinate system xyz, which are also attached to FIG. 2, are attached.

刃部109の形状は、例えば、概略、z方向を高さ方向とする柱体とされている。柱体の横断面(z軸に直交する断面)の形状は、例えば、概略、扇形である。 The shape of the blade portion 109 is, for example, roughly a pillar body whose height direction is the z direction. The shape of the cross section (cross section orthogonal to the z-axis) of the prism is, for example, generally fan-shaped.

別の観点では、刃部109は、例えば、外周面111と、底面113とを有している。外周面111は、刃部109の外周側(径方向外側)に面する面である。外周面111は、軸回りの1周(360°)に亘って工具101の外部に露出している。底面113は、シャンク105とは反対側(先端側)に面して外周面111と交差している。 From another point of view, the blade portion 109 has, for example, an outer peripheral surface 111 and a bottom surface 113. The outer peripheral surface 111 is a surface facing the outer peripheral side (diameter outer side) of the blade portion 109. The outer peripheral surface 111 is exposed to the outside of the tool 101 over one circumference (360 °) around the axis. The bottom surface 113 faces the opposite side (tip side) of the shank 105 and intersects the outer peripheral surface 111.

なお、既に、本開示における刃部は、切れ刃を含む稜線状部分ではなく、そのような稜線状部分を含むとともに、工具101のその長さ方向の一部を占める柱状部分であることを述べた。これを別の観点から言えば、刃部は、切れ刃を含むとともに、軸回りの1周に亘って工具の外部に露出している外周面を有する部分である。例えば、公知の2枚刃のエンドミルを例に取れば、エンドミルの先端部のうち一方の刃を含む一部は、他方の刃を含む他部と軸心側でつながっている、又は他部によって軸心側が隠れている。従って、上記一部は、軸回りの1周に亘って工具の外部に露出しているとはいえず、本開示でいう刃部ではない。 It has already been stated that the blade portion in the present disclosure is not a ridge-shaped portion including a cutting edge, but a columnar portion including such a ridge-shaped portion and occupying a part of the tool 101 in the length direction. rice field. From another point of view, the blade portion is a portion including a cutting edge and having an outer peripheral surface exposed to the outside of the tool over one circumference around the axis. For example, taking a known two-flute end mill as an example, a part of the tip of the end mill including one blade is connected to another part including the other blade on the axial center side, or by another part. The axis side is hidden. Therefore, it cannot be said that the above-mentioned part is exposed to the outside of the tool over one circumference around the axis, and is not the blade portion referred to in the present disclosure.

外周面111は、扇形の2つの半径及び円弧に対応する3つの側面(115A、115B、115C)を有している。第1側面115Aは、1つの半径に対応し、概略、矩形の平面である。同様に、第2側面115Bは、1つの半径に対応し、概略、矩形の平面である。第3側面115Cは、円弧に対応し、概略、展開したときに矩形となる曲面である。底面113は、概略、扇形である。 The outer peripheral surface 111 has three sides (115A, 115B, 115C) corresponding to two fan-shaped radii and an arc. The first side surface 115A corresponds to one radius and is approximately a rectangular plane. Similarly, the second side surface 115B corresponds to one radius and is approximately a rectangular plane. The third side surface 115C is a curved surface that corresponds to an arc and is roughly rectangular when expanded. The bottom surface 113 is generally fan-shaped.

刃部109は、切削を直接に担う切れ刃として、上記の種々の面が互いに交差する稜線によって構成された3つの切れ刃(117A、117B及び117C)を有している。なお、以下において、切れ刃が所定方向に長さを有するという場合、上記切れ刃は、上記所定方向に平行である必要は無い。 The blade portion 109 has three cutting blades (117A, 117B and 117C) formed by ridges where the above-mentioned various surfaces intersect with each other as cutting blades directly responsible for cutting. In the following, when the cutting edge has a length in a predetermined direction, the cutting edge need not be parallel to the predetermined direction.

第1切れ刃117Aは、第1側面115Aと第2側面115Bとが交差する稜線によって構成されている。第1切れ刃117Aは、外周側に臨むとともに、工具101の軸方向に長さを有している。 The first cutting edge 117A is composed of a ridge line where the first side surface 115A and the second side surface 115B intersect. The first cutting edge 117A faces the outer peripheral side and has a length in the axial direction of the tool 101.

第2切れ刃117Bは、第1側面115Aと底面113とが交差する稜線によって構成されている。第2切れ刃117Bは、外周側かつ先端側(-z側)に臨むとともに、工具101の軸方向に直交する方向に長さを有している。 The second cutting edge 117B is composed of a ridge line where the first side surface 115A and the bottom surface 113 intersect. The second cutting edge 117B faces the outer peripheral side and the tip end side (−z side), and has a length in a direction orthogonal to the axial direction of the tool 101.

第3切れ刃117Cは、第2側面115Bと底面113とが交差する稜線によって構成されている。第3切れ刃117Cは、外周側かつ先端側(-z側)に臨むとともに、工具101の軸方向に直交する方向に長さを有している。 The third cutting edge 117C is composed of a ridge line where the second side surface 115B and the bottom surface 113 intersect. The third cutting edge 117C faces the outer peripheral side and the tip end side (−z side), and has a length in a direction orthogonal to the axial direction of the tool 101.

3つの切れ刃(117A、117B及び117C)は、その1つの端部同士が、刃部109の先端側においてつながっている。別の観点では、刃部109は、少なくとも2つの切れ刃(例えば117A及び117B)を有しており、切れ刃同士は、1つの端部同士がつながっている。 The three cutting edges (117A, 117B and 117C) have one end connected to each other on the tip end side of the blade portion 109. From another point of view, the blade portion 109 has at least two cutting edges (for example, 117A and 117B), and the cutting edges are connected to each other by one end portion.

刃部109において、3つの切れ刃(117A、117B及び117C)を構成する稜線以外の他の稜線は、例えば、切れ刃とはなっていない。他の稜線は、図示の例では、以下の3つの稜線である。第1側面115Aの第1切れ刃117Aとは反対側の部分と第3側面115Cとが交差する稜線。第2側面115Bの第1切れ刃117Aとは反対側の部分と第3側面115Cとが交差する稜線。第3側面115Cと底面113とが交差する稜線。ただし、これら他の稜線も切れ刃とされても構わない。 In the blade portion 109, the ridge lines other than the ridge lines constituting the three cutting edges (117A, 117B and 117C) are not, for example, cutting edges. The other ridges are the following three ridges in the illustrated example. A ridgeline where the portion of the first side surface 115A opposite to the first cutting edge 117A and the third side surface 115C intersect. A ridgeline where the portion of the second side surface 115B opposite to the first cutting edge 117A and the third side surface 115C intersect. A ridgeline where the third side surface 115C and the bottom surface 113 intersect. However, these other ridges may also be cut edges.

既述のように、刃部109は、シャンク105に対して偏心している。具体的には、刃部109は、第1切れ刃117Aとは反対側へ(第3側面115Cの側)へ偏心している。図示の例では、第1切れ刃117Aは、軸心CL1に概ね一致している。 As described above, the blade portion 109 is eccentric with respect to the shank 105. Specifically, the blade portion 109 is eccentric to the side opposite to the first cutting edge 117A (the side of the third side surface 115C). In the illustrated example, the first cutting edge 117A substantially coincides with the axial center CL1.

第1切れ刃117Aの位置について、別の観点から説明する。通常、刃部の外周面に位置する切れ刃と、シャンクの軸心との距離は、刃部の外周面と、シャンクの軸心との最大距離となっている。これにより、回転工具をシャンクの軸心回りに回転させたとき、刃部のうち切れ刃以外の部分をワークに接触させずに、切れ刃によってワークを切削することができる。一方、第1切れ刃117Aは、刃部109の外周面(より詳細には第3側面115C)とシャンク105の軸心CL1との最大距離よりも短くなっている。 The position of the first cutting edge 117A will be described from another viewpoint. Normally, the distance between the cutting edge located on the outer peripheral surface of the blade portion and the axis of the shank is the maximum distance between the outer peripheral surface of the blade portion and the axis of the shank. As a result, when the rotary tool is rotated around the axis of the shank, the work can be cut by the cutting edge without contacting the portion of the blade portion other than the cutting edge with the work. On the other hand, the first cutting edge 117A is shorter than the maximum distance between the outer peripheral surface of the blade portion 109 (more specifically, the third side surface 115C) and the axial center CL1 of the shank 105.

(工具の利用方法の概要)
図4、図5(a)及び図5(b)は、工具101の利用方法を説明する模式図である。これらの図では、便宜上、直交座標系X′Y′Z′を付している。Z′軸は、Z軸に平行である。X′軸及びY′軸は、XY平面内において任意の方向に延びる軸である。図4は、刃部109及びその周辺におけるZ′軸に直交する断面を示している。図5(a)及び図5(b)は、刃部109及びその周辺の斜視図である。図5(b)では、図5(a)よりも加工が進んでいる。
(Overview of how to use the tool)
4, FIGS. 5 (a) and 5 (b) are schematic views illustrating how to use the tool 101. In these figures, the Cartesian coordinate system X'Y'Z'is attached for convenience. The Z'axis is parallel to the Z axis. The X'axis and the Y'axis are axes extending in any direction in the XY plane. FIG. 4 shows a cross section orthogonal to the Z'axis in and around the blade portion 109. 5 (a) and 5 (b) are perspective views of the blade portion 109 and its surroundings. In FIG. 5 (b), processing is more advanced than in FIG. 5 (a).

ここでは、工具101によってワーク103に凹部103aを形成する場合を例に取る。凹部103aは、その内面を構成している側面103bと側面103cとが交差することによって構成される角隅部103d(角隅部103dのうちの谷線を点線で囲んで示す。)を有している。なお、便宜上、これらの部位には、加工が進行して寸法及び位置等が変化しても同一の符号を用いる。 Here, the case where the recess 103a is formed in the work 103 by the tool 101 is taken as an example. The recess 103a has a corner portion 103d (the valley line of the corner corner 103d is surrounded by a dotted line) formed by the intersection of the side surface 103b and the side surface 103c constituting the inner surface thereof. ing. For convenience, the same reference numerals are used for these parts even if the processing progresses and the dimensions, positions, and the like change.

図4では、第1切れ刃117Aが角隅部103dの谷線に位置しているときの刃部109の輪郭が実線で示されている。また、実線の輪郭に対して時間的に前及び後における刃部109の輪郭が2点鎖線で示されている。図4、図5(a)及び図5(b)において、矢印y1は、主軸19(工具101)の回転方向を示している。矢印y2及びy3は、主軸19(工具101)のテーブル23(ワーク103)に対するXY平面(X′Y′平面)内における平行移動の方向を示している。 In FIG. 4, the contour of the blade portion 109 when the first cutting edge 117A is located at the valley line of the corner portion 103d is shown by a solid line. Further, the contour of the blade portion 109 before and after the contour of the solid line is shown by a two-dot chain line. In FIGS. 4, 5 (a) and 5 (b), the arrow y1 indicates the rotation direction of the spindle 19 (tool 101). Arrows y2 and y3 indicate the direction of translation in the XY plane (XY'plane) of the spindle 19 (tool 101) with respect to the table 23 (work 103).

上記の複数の輪郭及び矢印y1~y3によって示されているように、第1切れ刃117Aは、角隅部103dの目標形状(別の観点では予め定められている移動軌跡)に沿って移動する。図示の例では、第1切れ刃117Aは、X′軸に平行に移動し、その後、直角に曲がってY′軸に平行に移動する。このとき、工具101は、単にXY平面内でワーク103に対して平行移動するだけでなく、シャンク105の軸心CL1回りの回転位置を変化させる。これにより、例えば、第1切れ刃117A以外の部分(第1側面115A及び第2側面115B)のワーク103に対する不要な接触を避けたり、側面103b及び103cのそれぞれに対して、すくい角及び/又は逃げ角を適宜な角度範囲で確保したりできる。 As indicated by the plurality of contours and arrows y1 to y3 above, the first cutting edge 117A moves along the target shape (predetermined movement locus from another viewpoint) of the corner portion 103d. .. In the illustrated example, the first cutting edge 117A moves parallel to the X'axis, then bends at a right angle and moves parallel to the Y'axis. At this time, the tool 101 not only translates with respect to the work 103 in the XY plane, but also changes the rotation position around the axis CL1 of the shank 105. As a result, for example, unnecessary contact of the portion other than the first cutting edge 117A (first side surface 115A and second side surface 115B) with the work 103 can be avoided, or the rake angle and / or with respect to each of the side surfaces 103b and 103c can be avoided. The clearance angle can be secured within an appropriate angle range.

上記のような第1切れ刃117Aの移動の結果、ワーク103が目標形状に沿って切削される。すなわち、第1切れ刃117Aによる切削によって角隅部103dの側面103b及び103cが形成される。この角隅部103dの角度は、理論上、最小で、第1切れ刃117Aの刃物角(換言すれば第1側面115A及び第2側面115Bが成す角度)よりも若干大きい角度とすることができる。前者の後者に対する差は、例えば、すくい面及び逃げ面(第1側面115A及び第2側面115B)のワーク103に対する不要な接触を避けるための角度である。 As a result of the movement of the first cutting edge 117A as described above, the work 103 is cut along the target shape. That is, the side surfaces 103b and 103c of the corner portion 103d are formed by cutting with the first cutting edge 117A. The angle of the corner portion 103d is theoretically the minimum, and can be an angle slightly larger than the blade angle of the first cutting edge 117A (in other words, the angle formed by the first side surface 115A and the second side surface 115B). .. The difference between the former and the latter is, for example, an angle for avoiding unnecessary contact of the rake face and the flank surface (first side surface 115A and second side surface 115B) with the work 103.

図示の例では、上記のような第1切れ刃117Aの移動に伴って、第2切れ刃117Bによる切削も行われる。これにより、凹部103aの底面(符号省略)が形成される。当該底面の縁部の形状は、角隅部103dの形状と同じである。上記のような第1切れ刃117Aの移動と、工具101の-Z′方向への移動とは、交互に繰り返されてよい。又は両移動は同時に行われてよい(工具101は螺旋状に移動してよい。)。これにより、図5(a)及び図5(b)に示すように、角隅部103dを有する凹部103aを深くすることができる。 In the illustrated example, along with the movement of the first cutting edge 117A as described above, cutting by the second cutting edge 117B is also performed. As a result, the bottom surface (reference numeral omitted) of the recess 103a is formed. The shape of the edge portion of the bottom surface is the same as the shape of the corner portion 103d. The movement of the first cutting edge 117A as described above and the movement of the tool 101 in the −Z'direction may be repeated alternately. Alternatively, both movements may be performed at the same time (the tool 101 may move in a spiral shape). As a result, as shown in FIGS. 5A and 5B, the recess 103a having the corner portion 103d can be deepened.

なお、図示の例では、第3切れ刃117Cは、切削に寄与してもよいし、寄与しなくてもよい。図示の例とは逆方向に工具101が回転されるとき、第3切れ刃117Cは、第2切れ刃117Bと同様に切削に寄与してよい。 In the illustrated example, the third cutting edge 117C may or may not contribute to cutting. When the tool 101 is rotated in the direction opposite to the illustrated example, the third cutting edge 117C may contribute to cutting in the same manner as the second cutting edge 117B.

(工具の構成の詳細)
図2及び図3に戻る。工具101は、例えば、その全体が一体的に形成されている。工具101の材料は、公知の材料を含む種々のものとされてよい。工具101は、直接に主軸19に取り付けられてもよいし、ツーリングを介して間接的に主軸19に取り付けられてもよい。ツーリングとしては、例えば、ホルダ及びアーバを挙げることができる。また、ツーリングは、ホルダに加えて、ホルダと工具101との間に介在するアダプタを含むなど、2以上の部材から構成されてもよい。
(Details of tool configuration)
Return to FIGS. 2 and 3. The tool 101 is, for example, integrally formed as a whole. The material of the tool 101 may be various, including known materials. The tool 101 may be directly attached to the spindle 19 or indirectly attached to the spindle 19 via touring. Examples of touring include holders and arbor. Further, the touring may be composed of two or more members, such as including an adapter interposed between the holder and the tool 101 in addition to the holder.

実施形態の説明では、工具101(ワーク103を直接に切削するもの)を本開示に係る工具の一例として示している。ただし、工具101とツーリングとの組み合わせが本開示に係る工具として捉えられても構わない。この場合において、シャンク105の説明は、ツーリングのシャンクに対して適用されてもよい。 In the description of the embodiment, the tool 101 (the one that directly cuts the work 103) is shown as an example of the tool according to the present disclosure. However, the combination of the tool 101 and the touring may be regarded as the tool according to the present disclosure. In this case, the description of the shank 105 may apply to the touring shank.

(シャンク)
シャンク105の構成は、公知の構成を含む種々のものとされてよい。例えば、シャンク105は、円柱状のストレートシャンクであってもよいし(図示の例)、後端側が縮径する円錐台状のテーパシャンクであってもよい。また、シャンク105は、主軸19(又は不図示のツーリング)に対する固定のために、後端及び/又は側面に凸部又は凹部等を有していてもよい。また、シャンク105は、円柱の外周面の一面が平面で切り取られた形状であってもよい。シャンク105の寸法(長さ及び径等)は適宜に設定されてよい。
(shank)
The structure of the shank 105 may be various, including a known structure. For example, the shank 105 may be a columnar straight shank (illustrated example), or may be a conical trapezoidal tapered shank having a reduced diameter at the rear end side. Further, the shank 105 may have a convex portion or a concave portion on the rear end and / or the side surface for fixing to the main shaft 19 (or touring (not shown)). Further, the shank 105 may have a shape in which one surface of the outer peripheral surface of the cylinder is cut off as a flat surface. The dimensions (length, diameter, etc.) of the shank 105 may be set as appropriate.

なお、種々の形状のシャンク105において、軸心CL1の位置は適宜に特定されてよい。横断面が円形のシャンク(ストレートシャンク又はテーパシャンク)において軸心CL1の位置は明らかである。すなわち、軸心CL1は、円形の横断面の中心を長手方向に連ねた線である。横断面の形状が円形の一部を切り取った形状であるシャンク105においても、同様に、円形の中心から軸心CL1が特定されてよい。また、シャンク105は、軸心CL1回りに回転されるものであるから、逆説的であるが、主軸19に取り付けられて回転するときの回転軸(回転中心)から軸心CL1が特定されてもよい。 In the shank 105 having various shapes, the position of the axial center CL1 may be appropriately specified. The position of the axial center CL1 is clear in a shank (straight shank or taper shank) having a circular cross section. That is, the axis CL1 is a line connecting the centers of the circular cross sections in the longitudinal direction. Similarly, in the shank 105 whose cross-sectional shape is a shape obtained by cutting out a part of a circle, the axis CL1 may be specified from the center of the circle. Further, since the shank 105 is rotated around the axis CL1, paradoxically, even if the axis CL1 is specified from the rotation axis (rotation center) when it is attached to the spindle 19 and rotates. good.

本実施形態では、工具101(ワーク103を直接に切削するもの)は、シャンク105を有するものとされているが、シャンク105は省略されてもよい。例えば、中心に位置する孔にアーバが取り付けられる正面フライスのように、ワーク103を直接に切削する工具は、刃部のみから構成されても構わない。なお、当該工具とアーバとの組み合わせが本開示に係る工具として捉えられてもよいことは既に述べたとおりである。 In the present embodiment, the tool 101 (the one that directly cuts the work 103) is supposed to have the shank 105, but the shank 105 may be omitted. For example, a tool for directly cutting the work 103, such as a front milling cutter in which an arbor is attached to a hole located at the center, may be composed of only a blade portion. As described above, the combination of the tool and the arbor may be regarded as the tool according to the present disclosure.

(ネック)
ネック107の構成は、公知の構成を含む種々のものとされてよい。また、既に述べたように、ネック107は省略されてもよく、このことから明らかなように、ネック107の形状及び寸法は任意である。図示の例では、ネック107の形状は、シャンク105から離れるほど縮径する円錐台と、この円錐台につながる円柱との組み合わせとされている。別の観点では、ネック107は、長手方向のいずれの位置においても、横断面の形状が、シャンク105の軸心CL1を中心とする円形である。特に図示しないが、ネック107は、この他、円錐台のみからなる構成とされてもよい。ネック107の長手方向のいずれかの位置の横断面は、円形以外の形状とされてもよい。ネック107の形状は、先端側(刃部109側)の横断面ほど、横断面の幾何中心が軸心CL1に対して第1切れ刃117Aの側へ偏心する形状であってもよい。
(neck)
The configuration of the neck 107 may be various, including known configurations. Further, as already described, the neck 107 may be omitted, and as is clear from this, the shape and dimensions of the neck 107 are arbitrary. In the illustrated example, the shape of the neck 107 is a combination of a conical table that shrinks in diameter toward the shank 105 and a cylinder connected to the conical table. In another aspect, the neck 107 has a circular cross-sectional shape centered on the axis CL1 of the shank 105 at any position in the longitudinal direction. Although not particularly shown, the neck 107 may be configured to include only a conical base. The cross section at any position in the longitudinal direction of the neck 107 may have a non-circular shape. The shape of the neck 107 may be such that the geometric center of the cross section is eccentric to the side of the first cutting edge 117A with respect to the axis CL1 as the cross section of the tip side (blade portion 109 side) is closer.

(刃部)
刃部109(別の観点では、刃部109の各面及び各切れ刃)の具体的な形状及び寸法は適宜に設定されてよい。例えば、刃部109の長さ(z方向)は、刃部109の径(例えばxy平面に平行な最大径。以下、同様。)よりも長くてもよいし、短くてもよい。刃部109の径の範囲の一例を挙げると、0.005mm以上30mm以下である。
(Blade)
The specific shape and dimensions of the blade portion 109 (from another viewpoint, each surface of the blade portion 109 and each cutting edge) may be appropriately set. For example, the length (z direction) of the blade portion 109 may be longer or shorter than the diameter of the blade portion 109 (for example, the maximum diameter parallel to the xy plane; the same applies hereinafter). To give an example of the diameter range of the blade portion 109, it is 0.005 mm or more and 30 mm or less.

また、例えば、刃部109の形状は、z軸に平行で第1切れ刃117Aを含む平面に対して、面対称であってもよいし(図示の例)、面対称でなくてもよい。刃部109は、横断面(xy断面)の形状及び寸法が軸方向(z方向)において概略一定となる柱体状であってもよいし、柱体状でなくてもよい。例えば、刃部109は、底面113の側ほど径が小さくなる、又は径が大きくなる錐台状であってもよいし、底面113を有さない錐体状であってもよいし、捩じれた形状であってもよい。刃部109の構成は、軸回りのいずれの向きの回転にも利用可能なものであってもよいし、一方の回転にのみ利用可能なものであってもよい。 Further, for example, the shape of the blade portion 109 may or may not be plane-symmetrical with respect to a plane parallel to the z-axis and including the first cutting edge 117A (example in the figure). The blade portion 109 may or may not have a prismatic shape in which the shape and dimensions of the cross section (xy cross section) are substantially constant in the axial direction (z direction). For example, the blade portion 109 may have a frustum shape whose diameter becomes smaller or larger toward the side of the bottom surface 113, or may have a cone shape having no bottom surface 113, or may be twisted. It may be in shape. The configuration of the blade portion 109 may be one that can be used for rotation in any direction around the axis, or may be one that can be used for only one rotation.

(刃部の面)
また、例えば、第1側面115A、第2側面115B及び底面113は、平面状であってもよいし(図示の例)、平面状でなくてもよい。後者の例を挙げる。
(Blade surface)
Further, for example, the first side surface 115A, the second side surface 115B, and the bottom surface 113 may be planar (illustrated example) or may not be planar. An example of the latter is given.

第1側面115Aは、第1切れ刃117A及びその反対側の縁部に対して低くなる凹状に、又は高くなる凸状になるように構成されてよい。及び/又は、第1側面115Aは、第2切れ刃117B及びその反対側の縁部に対して低くなる凹状に、又は高くなる凸状になるように構成されてよい。第1側面115Aについて述べたが、第2側面115Bについても同様である。ただし、上記の説明において、第2切れ刃117Bの語は、第3切れ刃117Cの語に置換する。 The first side surface 115A may be configured to have a concave shape that becomes lower or a convex shape that becomes higher with respect to the first cutting edge 117A and the edge on the opposite side thereof. And / or, the first side surface 115A may be configured to have a concave shape that becomes lower or a convex shape that becomes higher with respect to the second cutting edge 117B and the edge on the opposite side thereof. Although the first side surface 115A has been described, the same applies to the second side surface 115B. However, in the above description, the term of the second cutting edge 117B is replaced with the term of the third cutting edge 117C.

また、例えば、底面113は、第2切れ刃117B及び第3側面115C側の縁部に対して低くなる凹状に、又は高くなる凸状になるように構成されてよい。及び/又は、底面113は、第3切れ刃117C及び第3側面115C側の縁部に対して低くなる凹状に、又は高くなる凸状になるように構成されてよい。 Further, for example, the bottom surface 113 may be configured to have a concave shape that becomes lower or a convex shape that becomes higher with respect to the edge portion on the side of the second cutting edge 117B and the third side surface 115C. And / or, the bottom surface 113 may be configured to have a concave shape that becomes lower or a convex shape that becomes higher with respect to the edge portion on the side of the third cutting edge 117C and the third side surface 115C.

上述した各面(115A、115B又は113)の凹形状又は凸形状は、例えば、各面が曲面であることによって実現されてもよいし、各面が互いに交差する2つ以上の面(例えば平面)を有することによって実現されてもよい。各面の凹形状又は凸形状によって、例えば、すくい角又は逃げ角が調整されたり、切りくずの流れが調整されたりしてよい。 The concave or convex shape of each surface (115A, 115B or 113) described above may be realized, for example, by having each surface a curved surface, or two or more surfaces (for example, planes) in which the surfaces intersect each other. ) May be realized. Depending on the concave or convex shape of each surface, for example, the rake angle or clearance angle may be adjusted, or the flow of chips may be adjusted.

各面(115A、115B又は113)は、全体として、平面状、凹状又は凸状とされつつ、各面の面積に対して小さい面積において凸部及び/又は凹部を有していてもよい。このような凸部及び/又は凹部は、例えば、切りくずの流れ、及び/又は切りくずの破断に寄与してよい。 Each surface (115A, 115B or 113) may have a convex portion and / or a concave portion in a small area with respect to the area of each surface while being planar, concave or convex as a whole. Such protrusions and / or recesses may contribute, for example, to chip flow and / or chip breakage.

第1側面115Aは、その全部(平面状の場合)、第1切れ刃117Aにつながる部分、及び/又は第2切れ刃117Bにつながる部分が、シャンク105の軸心CL1に対して、平行であってもよいし(図示の例)、傾斜していてもよい。後者の場合、第1側面115Aの全部及び/又は上記部分は、第2切れ刃117Bにとっての逃げ角が大きくなる方向に傾斜していてもよいし、小さくなる方向に傾斜していてもよい。第1側面115Aについて述べたが、第2側面115Bについても同様である。ただし、上記の説明において、第2切れ刃117Bの語は、第3切れ刃117Cの語に置換する。このような傾斜によって、例えば、すくい角又は逃げ角が調整されたり、切りくずの流れが調整されたりしてよい。 The entire surface (in the case of a flat surface), the portion connected to the first cutting edge 117A, and / or the portion connected to the second cutting edge 117B of the first side surface 115A is parallel to the axis CL1 of the shank 105. It may be inclined (example in the figure) or it may be inclined. In the latter case, the entire and / or the above portion of the first side surface 115A may be inclined in a direction in which the clearance angle for the second cutting edge 117B is increased, or may be inclined in a direction in which the clearance angle is decreased. Although the first side surface 115A has been described, the same applies to the second side surface 115B. However, in the above description, the term of the second cutting edge 117B is replaced with the term of the third cutting edge 117C. Such an inclination may, for example, adjust the rake or clearance angle or adjust the flow of chips.

底面113は、その全部(平面状の場合)、第2切れ刃117Bにつながる部分、及び/又は第3切れ刃117Cにつながる部分が、シャンク105の軸心CL1に対して、直交(ここでの「直交」は向きを規定する語であり、交わることは必須ではない。)してもよいし(図示の例)、直交しなくてもよい。例えば、底面113の全部及び/又は第2切れ刃117Bにつながる部分は、第2切れ刃117Bから離れるほどシャンク105の側に位置するように傾斜していてよい。及び/又は、底面113の全部及び/又は第3切れ刃117Cにつながる部分は、第3切れ刃117Cから離れるほどシャンク105の側に位置するように傾斜していてよい。このような傾斜によって、例えば、第2切れ刃117B及び/又は第3切れ刃117Cにとっての逃げ角が調整されてよい。 The bottom surface 113 has a portion (in the case of a flat surface), a portion connected to the second cutting edge 117B, and / or a portion connected to the third cutting edge 117C, orthogonal to the axis CL1 of the shank 105 (here). "Orthogonal" is a word that defines the orientation, and it is not essential that they intersect (the example shown in the figure), or it does not have to be orthogonal. For example, the entire bottom surface 113 and / or the portion connected to the second cutting edge 117B may be inclined so as to be located closer to the shank 105 as the distance from the second cutting edge 117B increases. And / or the entire bottom surface 113 and / or the portion connected to the third cutting edge 117C may be inclined so as to be located closer to the shank 105 as the distance from the third cutting edge 117C increases. With such an inclination, for example, the clearance angle for the second cutting edge 117B and / or the third cutting edge 117C may be adjusted.

図示の例では、第3側面115Cは、曲面状となっている。当該曲面は、z軸に直交する横断面において円弧である。ただし、図示の例では、第3側面115Cは、直接には切削に寄与していないから、その形状は任意とされて構わない。例えば、図示の例とは異なり、第3側面115Cは、平面状であってもよいし、図示の例とは逆に、凹状の曲面状であってもよい。また、第3側面115Cは、シャンク105の軸心CL1に対して、平行であってもよいし、傾斜していてもよい。 In the illustrated example, the third side surface 115C has a curved surface shape. The curved surface is an arc in a cross section orthogonal to the z-axis. However, in the illustrated example, since the third side surface 115C does not directly contribute to cutting, its shape may be arbitrary. For example, unlike the illustrated example, the third side surface 115C may have a planar shape or, contrary to the illustrated example, may have a concave curved surface shape. Further, the third side surface 115C may be parallel to the axis CL1 of the shank 105 or may be inclined.

刃部109の形状が錐台状であってもよいことなどについて述べた。このことからも明らかなように、第1側面115A及び第2側面115Bの平面形状、並びに第3側面115Cを展開したときの平面形状は矩形でなくてもよい。例えば、これらの形状は、台形又は平行四辺形であってもよいし、外縁に曲線を含む形状であってもよい。また、底面113の平面形状は、扇状でなくてもよく、例えば、三角形若しくは矩形又は他の多角形であってもよい。 It has been described that the shape of the blade portion 109 may be a frustum shape. As is clear from this, the planar shapes of the first side surface 115A and the second side surface 115B and the planar shape when the third side surface 115C is expanded do not have to be rectangular. For example, these shapes may be trapezoidal or parallelogram, or may have a curved outer edge. Further, the planar shape of the bottom surface 113 does not have to be fan-shaped, and may be, for example, a triangle, a rectangle, or another polygon.

(刃部の切れ刃)
これまでの説明からも理解されるように、各切れ刃(117A、117B又は117C)の形状及び寸法も適宜に設定されてよい。
(Blade cutting edge)
As can be understood from the above description, the shape and dimensions of each cutting edge (117A, 117B or 117C) may be appropriately set.

例えば、第1切れ刃117Aは、第1側面115A及び第2側面115Bが構成する稜線の全長に亘っていてもよいし(図示の例)、全長の一部(例えば底面113につながる一部)にのみ位置していてもよい。第1切れ刃117A(及び/又は上記稜線。本段落において、以下、同様。)は、直線状(図示の例)であってもよいし、曲がっていてもよい。後者の場合、例えば、第1切れ刃117Aは、z方向に垂直かつ第1側面115Aに平行に見たときに凸形状又は凹形状に曲がっていてもよいし、及び/又はz方向に垂直かつ第2側面115Bに平行に見たときに凸形状又は凹形状に曲がっていてもよい。また、凸形状又は凹形状は、例えば、曲線によって実現されてもよいし、2以上の直線が交差することによって構成されてもよい。また、第1切れ刃117Aは、螺旋の一部であるかのように曲がっていてもよい。第1切れ刃117Aは、その全部(直線の場合)又は一部(例えば底面113につながる一部)が、シャンク105の軸心CL1(z方向)に対して平行であってもよいし(図示の例)、傾斜していてもよい。後者の場合、第1切れ刃117Aの全部又は一部は、例えば、軸心CL1に対して、シャンク105の側ほど第3側面115C側に位置するように傾斜してもよいし、その逆側に傾斜してもよい。 For example, the first cutting edge 117A may extend over the entire length of the ridge line formed by the first side surface 115A and the second side surface 115B (example in the figure), or a part of the total length (for example, a part connected to the bottom surface 113). It may be located only in. The first cutting edge 117A (and / or the above-mentioned ridgeline; the same shall apply hereinafter in this paragraph) may be linear (illustrated example) or may be curved. In the latter case, for example, the first cutting edge 117A may be curved in a convex or concave shape when viewed perpendicular to the z direction and parallel to the first side surface 115A, and / or perpendicular to the z direction. It may be bent in a convex or concave shape when viewed in parallel with the second side surface 115B. Further, the convex shape or the concave shape may be realized by, for example, a curved line, or may be formed by the intersection of two or more straight lines. Further, the first cutting edge 117A may be bent as if it were a part of a spiral. The first cutting edge 117A may be entirely (in the case of a straight line) or a part (for example, a part connected to the bottom surface 113) parallel to the axis CL1 (z direction) of the shank 105 (not shown). Example), it may be inclined. In the latter case, all or part of the first cutting edge 117A may be inclined so as to be located on the third side surface 115C side toward the shank 105 side with respect to the axial center CL1, or the opposite side thereof. May be tilted to.

第2切れ刃117Bは、第1側面115A及び底面113が構成する稜線の全長に亘っていてもよいし(図示の例)、全長の一部(例えば第1切れ刃117Aにつながる一部)にのみ位置していてもよい。第2切れ刃117B(及び/又は上記稜線。本段落において、以下、同様。)は、直線状(図示の例)であってもよいし、曲がっていてもよい。後者の場合、例えば、第2切れ刃117Bは、z方向に垂直かつ第1側面115Aに交差(例えば直交)する方向に見たときに凸形状又は凹形状に曲がっていてもよいし、及び/又はz方向に平行に見たときに凸形状又は凹形状に曲がっていてもよい。凸形状又は凹形状は、例えば、曲線によって実現されてもよいし、2以上の直線が交差することによって構成されてもよい。第2切れ刃117Bは、その全部(直線の場合)又は一部(例えば第1切れ刃117Aにつながる一部)が、シャンク105の軸心CL1(z方向)に対して垂直であってもよいし(図示の例)、z方向に直交する平面(xy平面)に対して傾斜していてもよい。後者の場合、第2切れ刃117Bの全部又は一部は、例えば、第1切れ刃117Aから離れるほどシャンク105の側に位置するように傾斜してよい。 The second cutting edge 117B may extend over the entire length of the ridge line formed by the first side surface 115A and the bottom surface 113 (example in the figure), or may cover a part of the total length (for example, a part connected to the first cutting edge 117A). May only be located. The second cutting edge 117B (and / or the above ridgeline; the same shall apply hereinafter in this paragraph) may be linear (illustrated example) or may be curved. In the latter case, for example, the second cutting edge 117B may be curved in a convex or concave shape when viewed in a direction perpendicular to the z direction and intersecting (for example, orthogonal to) the first side surface 115A. Alternatively, it may be bent into a convex or concave shape when viewed parallel to the z direction. The convex or concave shape may be realized by, for example, a curved line, or may be formed by the intersection of two or more straight lines. The second cutting edge 117B may be completely (in the case of a straight line) or a part (for example, a part connected to the first cutting edge 117A) perpendicular to the axis CL1 (z direction) of the shank 105. (Example in the figure), it may be inclined with respect to a plane (xy plane) orthogonal to the z direction. In the latter case, all or part of the second cutting edge 117B may be inclined so as to be located closer to the shank 105, for example, as the distance from the first cutting edge 117A increases.

上記段落における第2切れ刃117Bの説明は、第3切れ刃117Cに援用されてよい。ただし、第1側面115Aは第2側面115Bに置換する。 The description of the second cutting edge 117B in the above paragraph may be incorporated into the third cutting edge 117C. However, the first side surface 115A is replaced with the second side surface 115B.

なお、本実施形態の説明では、ネック107よりも径が小さい部分全体を刃部109として説明している。ただし、上述のように、第1切れ刃117Aが第1側面115Aと第2側面115Bとが成す稜線の一部にのみ位置する態様においては、第1切れ刃117Aがz方向において存在している範囲のみが刃部として定義されてもよい。そして、刃部の最大径、又は下記に述べる最大距離は、上記のように定義した刃部における最大値とされてよい。 In the description of the present embodiment, the entire portion having a diameter smaller than that of the neck 107 is described as the blade portion 109. However, as described above, in the embodiment in which the first cutting edge 117A is located only in a part of the ridge line formed by the first side surface 115A and the second side surface 115B, the first cutting edge 117A exists in the z direction. Only the range may be defined as the blade. The maximum diameter of the blade or the maximum distance described below may be the maximum value of the blade defined as described above.

既述のように、シャンク105の軸心CL1に平行に見て(z方向に見て)、第1切れ刃117Aと軸心CL1との距離(以下、第1の距離と呼称することがある。)は、刃部109の外周面111と軸心CL1との最大距離(図示の例では軸心CL1と第3側面115Cとの距離。以下、第2の距離と呼称することがある。)よりも短い。なお、第1切れ刃117Aが軸心CL1に平行な直線状でない場合においては、第1切れ刃117Aのうち底面113側の端部の位置が第1切れ刃117Aの位置として参照されてよく、また、当該端部の位置に基づいて第1の距離が特定されてよい。 As described above, when viewed in parallel with the axis CL1 of the shank 105 (viewed in the z direction), the distance between the first cutting edge 117A and the axis CL1 (hereinafter, may be referred to as a first distance). ) Is the maximum distance between the outer peripheral surface 111 of the blade portion 109 and the axial center CL1 (in the illustrated example, the distance between the axial center CL1 and the third side surface 115C. Hereinafter, it may be referred to as a second distance). Shorter than. When the first cutting edge 117A is not in a straight line parallel to the axis CL1, the position of the end portion of the first cutting edge 117A on the bottom surface 113 side may be referred to as the position of the first cutting edge 117A. Further, the first distance may be specified based on the position of the end portion.

第1の距離と第2の距離との大きさの差は、適宜に設定されてよい。例えば、第1の距離は、第2の距離(又は刃部109の最大径)の1/2以下、1/5以下又は1/10以下とされてよい。また、第1の距離は、0であってもよい。すなわち、第1切れ刃117Aは、軸心CL1上(厳密にはその延長上)に位置してよい。ただし、軸心CL1上に位置するといっても、多少のずれが存在してもよいことはもちろんである。例えば、第1切れ刃117Aと軸心CL1とのずれが、刃部109の最大径又は第2の距離の2%以下であれば、第1切れ刃117Aは、軸心CL1上に位置しているといってよい。 The difference in magnitude between the first distance and the second distance may be set as appropriate. For example, the first distance may be 1/2 or less, 1/5 or less, or 1/10 or less of the second distance (or the maximum diameter of the blade portion 109). Further, the first distance may be 0. That is, the first cutting edge 117A may be located on the axis CL1 (strictly speaking, on its extension). However, it goes without saying that even if it is located on the axis CL1, there may be some deviation. For example, if the deviation between the first cutting edge 117A and the axis CL1 is 2% or less of the maximum diameter of the blade portion 109 or the second distance, the first cutting edge 117A is located on the axis CL1. It can be said that there is.

第1の距離が0でない場合において、第1切れ刃117Aは、軸心CL1に対していずれの方向に位置していてもよい。例えば、第1切れ刃117Aは、軸心CL1に対して第1切れ刃117Aが臨む側(第3側面115Cとは反対側)に位置していてもよいし、第3側面115C側に位置していてもよい。また、軸心CL1に平行に見て、第1切れ刃117Aと軸心CL1とを結ぶ線は、第1側面115Aと第2側面115Bとがなす角度(第1切れ刃117Aの刃物角)を2等分してもよいし、2等分しなくてもよい。 When the first distance is not 0, the first cutting edge 117A may be located in any direction with respect to the axial center CL1. For example, the first cutting edge 117A may be located on the side facing the first cutting edge 117A with respect to the axial center CL1 (the side opposite to the third side surface 115C), or may be located on the third side surface 115C side. May be. Further, when viewed in parallel with the axis CL1, the line connecting the first cutting edge 117A and the axis CL1 has an angle formed by the first side surface 115A and the second side surface 115B (the blade angle of the first cutting edge 117A). It may or may not be divided into two equal parts.

第1切れ刃117Aの刃物角は、180°未満の範囲で適宜に設定されてよい。なお、確認的に記載すると、刃物角は、すくい面と逃げ面とが成す角度である。図示の例では、第1切れ刃117Aの刃物角は、第1側面115Aと第2側面115Bとが成す角度であり、また、第2切れ刃117Bと第3切れ刃117Cとが成す角度と同じ大きさである。理論上、第1切れ刃117Aの刃物角が180°未満であれば、第1切れ刃117Aによる切削が可能である。 The blade angle of the first cutting edge 117A may be appropriately set within a range of less than 180 °. It should be noted that the blade angle is the angle formed by the rake face and the flank surface. In the illustrated example, the blade angle of the first cutting edge 117A is the angle formed by the first side surface 115A and the second side surface 115B, and is the same as the angle formed by the second cutting edge 117B and the third cutting edge 117C. It is the size. Theoretically, if the blade angle of the first cutting edge 117A is less than 180 °, cutting by the first cutting edge 117A is possible.

第1切れ刃117Aの刃物角は、例えば、150°以下、120°以下、90°以下(若しくは90°未満)、60°以下又は30°以下とされてよい。このような角度にすることによって、例えば、既に述べたように、当該角度未満の角隅部103dの形成が可能である。第1切れ刃117Aの刃物角がz方向の位置に対して一定でない場合において、刃物角の上限の上記の例は、第1切れ刃117Aの全体に対して適用されてもよいし、一部(例えば底面113につながる一部)に適用されてもよい。なお、第1切れ刃117Aの刃物角の下限は、理論上、特に限定されない。ただし、刃物角が小さすぎると切れ刃の強度が低下する。 The blade angle of the first cutting edge 117A may be, for example, 150 ° or less, 120 ° or less, 90 ° or less (or less than 90 °), 60 ° or less, or 30 ° or less. By setting such an angle, for example, as described above, it is possible to form a corner portion 103d having a angle smaller than the angle. When the blade angle of the first cutting edge 117A is not constant with respect to the position in the z direction, the above example of the upper limit of the blade angle may be applied to the entire first cutting edge 117A, or a part thereof. It may be applied to (for example, a part connected to the bottom surface 113). The lower limit of the blade angle of the first cutting edge 117A is theoretically not particularly limited. However, if the blade angle is too small, the strength of the cutting edge will decrease.

第2切れ刃117B及び第3切れ刃117Cの刃物角も適宜に設定されてよい。これらの切れ刃についても、理論上は、180°未満の範囲で設定可能である。これらの切れ刃の刃物角は、例えば、120°以下、90°以下又は60°以下とされてよく、また、30°以上、60°以上又は90°以上とされてよい。これらの上限及び下限は、矛盾が生じない限り、任意のもの同士が組み合わされてよい。このような範囲で第2切れ刃117B及び/又は第3切れ刃117Cの刃物角を設定することによって、例えば、これらの切れ刃にとってのすくい角及び逃げ角を適切に設定することができる。これらの切れ刃にとってのすくい角は、正の角度であってもよいし、0であってもよいし、負の角度であってもよい。 The blade angles of the second cutting edge 117B and the third cutting edge 117C may also be appropriately set. Theoretically, these cutting edges can also be set within a range of less than 180 °. The cutting edge angle of these cutting edges may be, for example, 120 ° or less, 90 ° or less, or 60 ° or less, and may be 30 ° or more, 60 ° or more, or 90 ° or more. These upper and lower limits may be combined with any combination as long as there is no contradiction. By setting the blade angles of the second cutting edge 117B and / or the third cutting edge 117C within such a range, for example, the rake angle and the clearance angle for these cutting edges can be appropriately set. The rake angle for these cutting edges may be a positive angle, a zero angle, or a negative angle.

(工具の利用方法の詳細)
図4を参照して説明したように、工具101は、シャンク105の軸心CL1に平行な方向(Z′方向)に見たときに、第1切れ刃117Aがワーク103の目標形状に沿って移動するようにワーク103に対して運動する。また、そのような運動がなされるように、工具101は、軸心CL1回りの回転位置及びX′Y′平面におけるワーク103に対する相対位置(換言すれば主軸19の回転位置及び主軸19のテーブル23に対するXY平面における相対位置)が制御される。その具体的な態様は適宜なものとされてよい。
(Details of how to use the tool)
As described with reference to FIG. 4, when the tool 101 is viewed in a direction parallel to the axis CL1 of the shank 105 (Z'direction), the first cutting edge 117A follows the target shape of the work 103. Exercise with respect to the work 103 to move. Further, the tool 101 has a rotation position around the axis CL1 and a relative position with respect to the work 103 in the X'Y'plane (in other words, the rotation position of the spindle 19 and the table 23 of the spindle 19 so that such motion is performed. The relative position in the XY plane with respect to) is controlled. The specific embodiment may be appropriate.

例えば、回転位置は、刃部109のすくい面及び逃げ面のワーク103(側面103b及び103c)に対する不要な接触を避ける観点のみから設定されてよい。さらに、すくい角及び逃げ角をある程度の大きさで確保する観点から設定されてもよい。すくい角及び逃げ角の具体的な大きさは、適宜に設定されてよい。 For example, the rotation position may be set only from the viewpoint of avoiding unnecessary contact of the rake face and the flank surface of the blade portion 109 with the work 103 (side surfaces 103b and 103c). Further, it may be set from the viewpoint of ensuring a rake angle and a clearance angle with a certain size. The specific sizes of the rake angle and the clearance angle may be set as appropriate.

図4の例では、第1切れ刃117Aが角隅部103dの谷線に近づくにつれて徐々に工具101が回転するとともに、第1切れ刃117Aが角隅部103dの谷線から離れるにつれて徐々に工具101が回転している。このときの工具101の回転速度(角速度)、又は第1切れ刃117Aの移動距離に対する工具101の回転角度の比は、一定であってもよいし、変化してもよい。変化する場合、回転速度又は上記比は、谷線に近づくにつれ(及び/又は離れるにつれ)、大きくなってもよいし、小さくなってもよい。回転速度及び上記比の具体的な値は適宜に設定されてよい。 In the example of FIG. 4, the tool 101 gradually rotates as the first cutting edge 117A approaches the valley line of the corner portion 103d, and the tool gradually rotates as the first cutting edge 117A moves away from the valley line of the corner portion 103d. 101 is rotating. The rotation speed (angular velocity) of the tool 101 at this time, or the ratio of the rotation angle of the tool 101 to the moving distance of the first cutting edge 117A may be constant or may change. If it changes, the rotational speed or the ratio may increase or decrease as it approaches (and / or moves away from) the valley line. Specific values of the rotation speed and the above ratio may be appropriately set.

図4の例とは異なり、回転位置を一定としたまま(別の観点では第1切れ刃117Aのすくい角及び逃げ角を一定としたまま)、工具101を一方向(図示の例ではX′方向)に相対移動させてよい。第1切れ刃117Aが角隅部103dの谷線(その目標位置)に到達した後、工具101の回転位置を変え、その変化後の回転位置を維持しつつ、他の方向(図示の例ではY′方向)に工具101を相対移動させてもよい。このとき、一方向における移動と、他方向における移動とで、すくい角(及び逃げ角)が同一とされてもよいし、異なっていてもよい。 Unlike the example of FIG. 4, the tool 101 is moved in one direction (X'in the illustrated example) while keeping the rotation position constant (from another viewpoint, the rake angle and clearance angle of the first cutting edge 117A are kept constant). It may be moved relative to the direction). After the first cutting edge 117A reaches the valley line (the target position) of the corner portion 103d, the rotation position of the tool 101 is changed, and the rotation position after the change is maintained in another direction (in the illustrated example). The tool 101 may be relatively moved in the Y'direction). At this time, the rake angle (and clearance angle) may be the same or different between the movement in one direction and the movement in the other direction.

第1切れ刃117Aのワーク103に対する相対速度は、一定であってもよいし、変化してもよい。変化する場合において、相対移動の速度は、角隅部103dの谷線との距離の変化に応じて変化してもよいし、及び/又は工具101の回転位置(別の観点では第1切れ刃117Aのすくい角及び逃げ角)の変化に応じて変化してもよい。また、相対速度の具体的な値も適宜に設定されてよい。 The relative speed of the first cutting edge 117A with respect to the work 103 may be constant or may change. In the case of change, the speed of relative movement may change according to the change in the distance of the corner portion 103d from the valley line, and / or the rotation position of the tool 101 (in another viewpoint, the first cutting edge). It may change according to the change of the rake angle and the clearance angle of 117A). Further, a specific value of the relative speed may be set as appropriate.

図4は、Z′方向に見て、軸心CL1と、第1切れ刃117Aとが一致している態様を例示している。この態様においては、基本的に(誤差を無視すれば)、主軸19の回転によって第1切れ刃117AのX′Y′平面における位置は変化しない。従って、主軸19のテーブル23に対する相対移動は、ワーク103(側面103b及び103c)の目標形状に沿ったものとされてよい。例えば、図示の例では、主軸19は、テーブル23に対して、X′方向に平行に移動し、次に、Y′方向に平行に移動してよい。 FIG. 4 illustrates an embodiment in which the axial center CL1 and the first cutting edge 117A coincide with each other when viewed in the Z'direction. In this embodiment, basically (ignoring the error), the position of the first cutting edge 117A in the X'Y'plane does not change due to the rotation of the spindle 19. Therefore, the relative movement of the spindle 19 with respect to the table 23 may be along the target shape of the work 103 (side surfaces 103b and 103c). For example, in the illustrated example, the spindle 19 may move parallel to the table 23 in the X'direction and then in the Y'direction.

図4の例とは異なり、第1切れ刃117Aが軸心CL1から離れている場合においては、主軸19の回転によって第1切れ刃117AがX′Y′平面において移動する。このとき、主軸19の回転に起因する第1切れ刃117Aの移動がキャンセルされるように、主軸19がテーブル23に対して相対移動されてよい。このとき、主軸19の回転に起因する移動の全部がキャンセルされてもよいし、一部のみがキャンセルされてもよい。例えば、第1切れ刃117AをX′方向に平行に移動させるべきときは、主軸19の回転に起因する第1切れ刃117AのY′方向の移動のみがキャンセルされてもよいし、主軸19の回転に起因する第1切れ刃117AのX′方向の移動及びY′方向の移動の双方がキャンセルされてもよい。 Unlike the example of FIG. 4, when the first cutting edge 117A is separated from the axis CL1, the first cutting edge 117A moves in the X'Y'plane due to the rotation of the spindle 19. At this time, the spindle 19 may be moved relative to the table 23 so that the movement of the first cutting edge 117A due to the rotation of the spindle 19 is cancelled. At this time, all of the movement caused by the rotation of the spindle 19 may be canceled, or only a part of the movement may be canceled. For example, when the first cutting edge 117A should be moved in parallel in the X'direction, only the movement of the first cutting edge 117A in the Y'direction due to the rotation of the spindle 19 may be canceled, or the movement of the spindle 19 in the Y'direction may be cancelled. Both the movement of the first cutting edge 117A in the X'direction and the movement in the Y'direction due to the rotation may be canceled.

なお、主軸19の回転に起因する第1切れ刃117AのX′Y′平面(またはXY平面)における移動量の算出方法は自明である。具体的には、当該移動量は、予め特定されている軸心CL1と第1切れ刃117Aとの距離と、当該距離の方向のX′軸及びY′軸に対する角度(別の観点では、主軸19の回転位置)に基づく三角関数の値とに基づいて算出される。この移動量をキャンセルするための主軸19とテーブル23とのX方向及びY方向における相対的な移動量の算出方法(座標変換方法)も当業者であれば容易に導くことができる。従って、これらの算出方法の詳細な説明は省略する。 The method of calculating the amount of movement of the first cutting edge 117A in the X'Y'plane (or XY plane) due to the rotation of the spindle 19 is self-evident. Specifically, the movement amount is the distance between the axis CL1 specified in advance and the first cutting edge 117A, and the angle with respect to the X'axis and the Y'axis in the direction of the distance (in another viewpoint, the main axis). It is calculated based on the value of the trigonometric function based on the rotation position of 19). A person skilled in the art can easily derive a method for calculating the relative movement amount (coordinate conversion method) between the spindle 19 and the table 23 in the X direction and the Y direction for canceling the movement amount. Therefore, detailed description of these calculation methods will be omitted.

(加工機本体の制御系の構成)
図6は、加工機本体2の制御系の構成の一例を示すブロック図である。
(Structure of control system of the main body of the processing machine)
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the control system of the processing machine main body 2.

加工機本体2は、既述のように、制御装置5を有している。制御装置5は、例えば、各種のセンサ(27X、27Y、27Z及び27R)の検出値に基づいて、各種の駆動源(25X、25Y、25Z及び25R)を制御する。 As described above, the processing machine main body 2 has a control device 5. The control device 5 controls various drive sources (25X, 25Y, 25Z and 25R) based on the detection values of various sensors (27X, 27Y, 27Z and 27R), for example.

以下では、まず、公知の構成及び動作と同様とされてよい構成及び動作について説明する。具体的には、駆動源の構成、センサの構成、制御装置5のハードウェア及び制御装置5の基本動作について、順に説明する。その後、制御装置5の動作(制御)のうち、図4等を参照して説明した工具101の相対運動を実現するための動作について説明する。 Hereinafter, first, a configuration and an operation that may be similar to a known configuration and operation will be described. Specifically, the configuration of the drive source, the configuration of the sensor, the hardware of the control device 5, and the basic operation of the control device 5 will be described in order. After that, among the operations (controls) of the control device 5, the operation for realizing the relative motion of the tool 101 described with reference to FIG. 4 and the like will be described.

(電動機及びセンサ)
X軸駆動源25Xは、テーブル23をX軸ベッド21に対してX方向に駆動するものである。換言すれば、X軸駆動源25Xは、工具101とワーク103とをX方向において相対移動させる駆動力を生じる。X軸駆動源25Xは、例えば、電動機によって構成されてよい。
(Motor and sensor)
The X-axis drive source 25X drives the table 23 in the X direction with respect to the X-axis bed 21. In other words, the X-axis drive source 25X generates a driving force that relatively moves the tool 101 and the work 103 in the X direction. The X-axis drive source 25X may be configured by, for example, an electric motor.

Y軸駆動源25Yは、サドル13をクロスレール11に対してY方向に駆動するものである。換言すれば、Y軸駆動源25Yは、工具101とワーク103とをY方向において相対移動させる駆動力を生じる。Y軸駆動源25Yは、例えば、電動機によって構成されてよい。 The Y-axis drive source 25Y drives the saddle 13 in the Y direction with respect to the cross rail 11. In other words, the Y-axis drive source 25Y generates a driving force that relatively moves the tool 101 and the work 103 in the Y direction. The Y-axis drive source 25Y may be configured by, for example, an electric motor.

Z軸駆動源25Zは、主軸頭17をZ軸ベッド15(サドル13)に対してZ方向に駆動するものである。換言すれば、Z軸駆動源25Zは、工具101とワーク103とをZ方向において相対移動させる駆動力を生じる。Z軸駆動源25Zは、例えば、電動機によって構成されてよい。 The Z-axis drive source 25Z drives the spindle head 17 in the Z direction with respect to the Z-axis bed 15 (saddle 13). In other words, the Z-axis drive source 25Z generates a driving force that relatively moves the tool 101 and the work 103 in the Z direction. The Z-axis drive source 25Z may be configured by, for example, an electric motor.

X軸駆動源25X、Y軸駆動源25Y及び/又はZ軸駆動源25Zを構成する電動機は、リニアモータであってもよいし、回転式のモータであってもよい。後者の場合においては、モータの回転運動は、ボールねじ機構等の適宜な機構によって、直線運動(並進運動)に変換されて、駆動対象(23、13又は17)に伝達される。なお、これらの駆動源は、油圧機器等の他の駆動源とすることも可能である。 The electric motor constituting the X-axis drive source 25X, the Y-axis drive source 25Y and / or the Z-axis drive source 25Z may be a linear motor or a rotary motor. In the latter case, the rotary motion of the motor is converted into a linear motion (translational motion) by an appropriate mechanism such as a ball screw mechanism and transmitted to the drive target (23, 13 or 17). It should be noted that these drive sources can also be other drive sources such as hydraulic equipment.

なお、以下では、機械部3のうち、工具101(主軸19)とワーク103(テーブル23)とを平行移動させるための駆動力を生じる構成要素(換言すれば駆動源)の全体(ここではX軸駆動源25X、Y軸駆動源25Y及びZ軸駆動源25Z)を駆動部24ということがある。 In the following, among the mechanical parts 3, the entire component (in other words, the drive source) that generates a driving force for moving the tool 101 (main shaft 19) and the work 103 (table 23) in parallel (here, X). The shaft drive source 25X, the Y-axis drive source 25Y, and the Z-axis drive source 25Z) may be referred to as a drive unit 24.

主軸駆動源25Rは、主軸頭17に対して主軸19をその軸回りに駆動するものである。換言すれば、主軸駆動源25Rは、工具101をワーク103に対してシャンク105の軸心CL1回りに相対回転させる駆動力を生じる。主軸駆動源25Rは、例えば、回転式の電動機によって構成されてよい。なお、主軸駆動源25Rは、空圧機器等の他の駆動源とすることも可能である。 The spindle drive source 25R drives the spindle 19 around the spindle head 17 with respect to the spindle head 17. In other words, the spindle drive source 25R generates a driving force that causes the tool 101 to rotate relative to the work 103 around the axis CL1 of the shank 105. The spindle drive source 25R may be configured by, for example, a rotary motor. The spindle drive source 25R can also be used as another drive source such as a pneumatic device.

X軸センサ27Xは、テーブル23のベッド21に対するX方向の位置を検出する位置センサである。換言すれば、X軸センサ27Xは、工具101とワーク103とのX方向における相対位置を検出する。 The X-axis sensor 27X is a position sensor that detects the position of the table 23 with respect to the bed 21 in the X direction. In other words, the X-axis sensor 27X detects the relative position of the tool 101 and the work 103 in the X direction.

Y軸センサ27Yは、サドル13のクロスレール11に対するY方向の位置を検出する位置センサである。換言すれば、Y軸センサ27Yは、工具101とワーク103とのY方向における相対位置を検出する。 The Y-axis sensor 27Y is a position sensor that detects the position of the saddle 13 in the Y direction with respect to the cross rail 11. In other words, the Y-axis sensor 27Y detects the relative position of the tool 101 and the work 103 in the Y direction.

Z軸センサ27Zは、主軸頭17のZ軸ベッド15に対するZ方向の位置を検出する位置センサである。換言すれば、Z軸センサ27Zは、工具101とワーク103とのZ方向における相対位置を検出する。 The Z-axis sensor 27Z is a position sensor that detects the position of the spindle head 17 with respect to the Z-axis bed 15 in the Z direction. In other words, the Z-axis sensor 27Z detects the relative position of the tool 101 and the work 103 in the Z direction.

X軸センサ27X、Y軸センサ27Y及びZ軸センサ27Zの構成は、公知の構成を含む種々のものとされてよい。例えば、これらの位置センサは、リニアエンコーダ又はレーザ測長器によって構成されてよい。距離の微分により速度が算出されるから、位置センサは、速度センサとして捉えられてもよい。 The configurations of the X-axis sensor 27X, the Y-axis sensor 27Y, and the Z-axis sensor 27Z may be various including known configurations. For example, these position sensors may be configured by a linear encoder or a laser length measuring instrument. Since the velocity is calculated by differentiating the distance, the position sensor may be regarded as a velocity sensor.

これらの位置センサの検出精度は、例えば、上述した機械部3の直交座標系XYZにおける位置決め精度と同等又はそれよりも高くされてよい。例えば、検出精度は、1μm以下、0.1μm以下、10nm以下又は1nm以下とされてよい。 The detection accuracy of these position sensors may be, for example, equal to or higher than the positioning accuracy in the above-mentioned Cartesian coordinate system XYZ of the mechanical unit 3. For example, the detection accuracy may be 1 μm or less, 0.1 μm or less, 10 nm or less, or 1 nm or less.

上記の説明から理解されるように、また、後述するように、3軸のセンサ(27X、27Y及び27Z)は、最終的な制御対象となる部材(13、17及び23)の位置に基づくフルクローズドループのフィードバック制御に寄与するものである。これにより、位置決め精度が向上する。ただし、位置センサは、いわゆるセミクローズドループのフィードバック制御に寄与するものとされても構わない。 As understood from the above description, and as described below, the three-axis sensors (27X, 27Y and 27Z) are full based on the position of the final controlled member (13, 17 and 23). It contributes to the feedback control of the closed loop. This improves the positioning accuracy. However, the position sensor may be considered to contribute to the feedback control of the so-called semi-closed loop.

回転センサ27Rは、主軸19の主軸頭17に対する軸回り(主軸19の軸心回り)の回転位置を検出するものである。換言すれば、回転センサ27Rは、工具101のワーク103に対するシャンク105の軸心CL1回りの回転位置を検出する。 The rotation sensor 27R detects the rotational position of the spindle 19 with respect to the spindle head 17 around the axis (around the axis of the spindle 19). In other words, the rotation sensor 27R detects the rotation position of the shank 105 with respect to the work 103 of the tool 101 around the axis CL1.

回転センサ27Rは、例えば、エンコーダ又はレゾルバとされてよい。回転センサ27Rは、主軸頭17及び主軸19に取り付けられて主軸19の回転を直接に検出するものであってもよいし、主軸駆動源25Rのステータ及びロータに取り付けられて主軸駆動源25Rの回転を検出するものであってもよい。 The rotation sensor 27R may be, for example, an encoder or a resolver. The rotation sensor 27R may be attached to the spindle head 17 and the spindle 19 to directly detect the rotation of the spindle 19, or may be attached to the stator and rotor of the spindle drive source 25R to rotate the spindle drive source 25R. May be detected.

(制御装置)
制御装置5は、例えば、特に図示しないが、コンピュータ及びドライバ(例えばサーボドライバ)を含んで構成されている。コンピュータは、NC(numerical control)装置を構成してよい。コンピュータは、例えば、特に図示しないが、CPU(central processing unit)、ROM(read only memory)、RAM(random access memory)及び外部記憶装置を含んで構成されている。CPUがROM及び/又は外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、制御等を行う各種の機能部が構築される。制御装置5は、一定の動作のみを行う論理回路を含んでいてもよい。コンピュータは、ハードウェア的に1つに纏められていてもよいし、複数(別の観点では複数個所)に分散されていてもよい。
(Control device)
The control device 5 includes, for example, a computer and a driver (for example, a servo driver), although not particularly shown. The computer may configure an NC (numerical control) device. The computer is configured to include, for example, a CPU (central processing unit), a ROM (read only memory), a RAM (random access memory), and an external storage device, although not particularly shown. By executing the program stored in the ROM and / or the external storage device by the CPU, various functional units that perform control and the like are constructed. The control device 5 may include a logic circuit that performs only a constant operation. The computers may be integrated into one in terms of hardware, or may be distributed to a plurality of computers (from another viewpoint, a plurality of locations).

図6では、上記のように構築される機能部として、上述の電動機(25X、25Y、25Z及び25R)の制御を行う制御動作部29が図示されている。制御動作部29は、下位の複数の機能部(31、33、35X、35Y、35Z及び35R)を有している。また、図6では、ROM、RAM及び/又は外部記憶装置が包括的にメモリ30として概念されて図示されている。メモリ30は、制御動作部29が参照する種々の情報(37、39及び41)を保持している。 In FIG. 6, as the functional unit constructed as described above, the control operation unit 29 that controls the above-mentioned electric motors (25X, 25Y, 25Z and 25R) is shown. The control operation unit 29 has a plurality of lower functional units (31, 33, 35X, 35Y, 35Z and 35R). Further, in FIG. 6, the ROM, the RAM, and / or the external storage device are comprehensively conceptualized and illustrated as the memory 30. The memory 30 holds various information (37, 39, 41) referred to by the control operation unit 29.

メモリ30の形状データ37は、ワーク103の目標形状の情報を有している。形状データ37は、例えば、CAD(computer aided design)のデータとされてよい。形状データ37は、例えば、通信(有線若しくは無線)又は記録媒体を介して、外部からメモリ30に入力されてよい。また、形状データ37は、ユーザの不図示の入力装置に対する操作によって入力される簡単な形状のデータであってもよい。 The shape data 37 of the memory 30 has information on the target shape of the work 103. The shape data 37 may be, for example, CAD (computer aided design) data. The shape data 37 may be input to the memory 30 from the outside via, for example, communication (wired or wireless) or a recording medium. Further, the shape data 37 may be simple shape data input by an operation on an input device (not shown) by the user.

制御動作部29のNCプログラム作成部31は、形状データ37に基づいてNCプログラム39を生成し、メモリ30に記録する。すなわち、NCプログラム作成部31は、いわゆるCAM(computer aided manufacturing)として機能する。 The NC program creation unit 31 of the control operation unit 29 generates an NC program 39 based on the shape data 37 and records it in the memory 30. That is, the NC program creation unit 31 functions as a so-called CAM (computer aided manufacturing).

NCプログラム39は、各種の電動機(25X、25Y、25Z及び25R)の駆動に関する指令の情報を含んでいる。例えば、NCプログラム39は、主軸19のテーブル23に対するX方向、Y方向及び/又はZ方向における相対移動に係る複数の指令の情報を含んでいる。各指令の情報としては、例えば、目標位置(目標座標)、移動距離及び移動速度の情報が挙げられる。また、本実施形態とは異なり、一般的な回転工具を用いる場合であれば、指令の情報として、回転数(回転速度)の情報が挙げられる。 The NC program 39 contains information on commands relating to the driving of various motors (25X, 25Y, 25Z and 25R). For example, the NC program 39 includes information on a plurality of commands relating to relative movement in the X, Y, and / or Z directions of the spindle 19 with respect to the table 23. Examples of the information of each command include information on the target position (target coordinates), the moving distance, and the moving speed. Further, unlike the present embodiment, when a general rotary tool is used, the information of the rotation speed (rotation speed) can be mentioned as the information of the command.

制御データ作成部33は、NCプログラム39に基づいて制御データ41を生成する。この際、制御データ作成部33は、NCプログラム39の解釈、及びNCプログラム39で指定されている指令値の補間等を行う。すなわち、制御データ作成部33は、NC装置の一部として機能する。 The control data creation unit 33 generates control data 41 based on the NC program 39. At this time, the control data creation unit 33 interprets the NC program 39, interpolates the command value specified by the NC program 39, and the like. That is, the control data creation unit 33 functions as a part of the NC device.

制御データ41は、例えば、所定の制御周期毎の各軸の目標位置の情報を保持している。図示の例では、制御データ41が有する情報が表によって表現されている。表の1行目は、時点tにおける3軸の目標位置(X方向の目標位置X、Y方向の目標位置Y及びZ方向の目標位置Z)が対応付けられて記録されていることを表している。2行目は、時点tにおける3軸の目標位置(X、Y及びZ)が対応付けられて記録されていることを示している。時点tと時点tとの時間差は、上記の制御周期となっている。3行目以降も同様に、その後の制御周期毎の3軸の目標位置が対応付けられて記憶されていることを示している。 The control data 41 holds, for example, information on the target position of each axis for each predetermined control cycle. In the illustrated example, the information contained in the control data 41 is represented by a table. In the first row of the table, the target positions of the three axes at the time point t 0 (target position X 0 in the X direction, target position Y 0 in the Y direction, and target position Z 0 in the Z direction) are recorded in association with each other. It represents that. The second line shows that the target positions (X 1 , Y 1 and Z 1 ) of the three axes at the time point t 1 are recorded in association with each other. The time difference between the time point t 0 and the time point t 1 is the above-mentioned control cycle. Similarly, it is shown that the target positions of the three axes for each subsequent control cycle are associated and stored in the third and subsequent lines.

なお、図6の表は、あくまで制御データ41を説明するための概念的なものであり、実際の情報の記録の態様は、種々変形されてよい。例えば、各行は、時点の情報を含まなくてもよい。そして、制御周期の情報と、行同士の順序の情報とが複数の行とは別個に記録されていてもよい。アドレスが連続する記憶領域に複数の行の情報が順次記憶されることによって、行同士の順序の情報が省略されてもよい。 It should be noted that the table of FIG. 6 is merely a conceptual one for explaining the control data 41, and the mode of recording the actual information may be variously modified. For example, each line may not contain time information. Then, the information of the control cycle and the information of the order between the rows may be recorded separately from the plurality of rows. Information on the order of rows may be omitted by sequentially storing information on a plurality of rows in a storage area having consecutive addresses.

制御データ41は、適宜に作成されてよい。例えば、NCプログラム39から、主軸19のテーブル23に対する相対移動に関して、順次に通過する複数の位置と、複数の位置間の速度の情報が取得される。そして、順次に通過する2つの位置と、その2つの位置の間の速度とに基づいて、制御周期毎に順次に到達すべき複数の目標位置が、2つの位置の間に設定されてよい。そのような算出が軸毎に行われてよい。 The control data 41 may be appropriately created. For example, from the NC program 39, information on a plurality of positions passing sequentially and a speed information between the plurality of positions is acquired with respect to the relative movement of the spindle 19 with respect to the table 23. Then, a plurality of target positions to be reached sequentially may be set between the two positions based on the two positions passing sequentially and the speed between the two positions. Such a calculation may be performed for each axis.

統合制御部34は、制御データ41を読み出して、読み出した目標位置を3軸の制御部(35X、35Y及び35Z)に入力する。具体的には、制御周期毎に、図6の行毎の目標位置が、制御データ41で規定されている順番に従って、順次入力される。また、互いに対応付けられている3軸の目標位置(各行内の目標位置)が3軸の制御部に分配される(各軸の制御部には、自己に対応する軸の目標位置が入力される。)。 The integrated control unit 34 reads out the control data 41 and inputs the read target position to the three-axis control unit (35X, 35Y and 35Z). Specifically, for each control cycle, the target positions for each row in FIG. 6 are sequentially input in the order defined by the control data 41. In addition, the target positions of the three axes (target positions in each row) associated with each other are distributed to the control units of the three axes (the target positions of the axes corresponding to the self are input to the control unit of each axis). ).

X軸制御部35Xは、X軸センサ27Xからの検出値に基づく主軸19のX方向の位置が、統合制御部34から入力されたX方向の目標位置になるように、フィードバック制御を行う。この制御は、例えば、位置のフィードバックループの中に、速度のフィードバックループ、及び加速度又は電流のフィードバックループがマイナーループとして組み込まれた公知のものとされてよい。X軸制御部35Xについて述べたが、上記の説明は、XをY又はZに置換して、Y軸制御部35Y及びZ軸制御部35Zに援用されてよい。 The X-axis control unit 35X performs feedback control so that the position of the spindle 19 in the X direction based on the value detected from the X-axis sensor 27X becomes the target position in the X direction input from the integrated control unit 34. This control may be known, for example, in which a velocity feedback loop and an acceleration or current feedback loop are incorporated as minor loops within the position feedback loop. Although the X-axis control unit 35X has been described, the above description may be incorporated into the Y-axis control unit 35Y and the Z-axis control unit 35Z by substituting X with Y or Z.

互いに対応付けられている3軸の目標位置が、統合制御部34によって実質的に同時に3軸の制御部(35X、35Y及び35Z)に入力されることによって、3軸の制御部においては、互いに対応付けられている3軸の目標位置が同時に実現されるように制御が行われる。すなわち、3軸の位置制御は、同期が取られる。 The three-axis target positions associated with each other are input to the three-axis control units (35X, 35Y and 35Z) substantially simultaneously by the integrated control unit 34, so that the three-axis control units can mutually. Control is performed so that the associated target positions of the three axes are simultaneously realized. That is, the three-axis position control is synchronized.

なお、上記の説明から理解されるように、NCプログラム作成部31まではCAMとして機能するメモリ及び機能部である。NCプログラム39を保持する部分からはNC装置として機能するメモリ及び機能部である。制御装置5は、NC装置のみを有していてもよい。この場合、NCプログラム39は、例えば、ユーザの不図示の入力装置に対する操作によって入力されてもよいし、記録媒体を介して入力されてもよい。また、CAMとNC装置とは、有線又は無線の通信を介してつながっていてもよい。 As can be understood from the above description, the NC program creation unit 31 is a memory and a functional unit that functions as a CAM. From the part that holds the NC program 39, it is a memory and a functional part that functions as an NC device. The control device 5 may have only an NC device. In this case, the NC program 39 may be input by, for example, an operation on an input device (not shown) by the user, or may be input via a recording medium. Further, the CAM and the NC device may be connected via wired or wireless communication.

(第1切れ刃を移動軌跡に沿って移動させる制御等)
以下、図4等を参照して説明した工具101のワーク103に対する相対運動を実現するための制御装置5における構成及び動作の例について述べる。
(Control to move the first cutting edge along the movement trajectory, etc.)
Hereinafter, an example of the configuration and operation in the control device 5 for realizing the relative motion of the tool 101 with respect to the work 103 described with reference to FIG. 4 and the like will be described.

制御データ41は、制御周期毎に、3軸(X、Y及びZ)の目標位置の情報に加え、主軸19の目標回転位置の情報を有してよい。図6では、表の各行における目標位置θ、θ、θ、θ、…によって、3軸の目標位置と目標回転位置とが対応付けられて記憶されていることが表現されている。 The control data 41 may have information on the target rotation position of the spindle 19 in addition to the information on the target positions of the three axes (X, Y and Z) for each control cycle. In FIG. 6, it is expressed that the target positions of the three axes and the target rotation positions are stored in association with each other by the target positions θ 0 , θ 1 , θ 2 , θ 3 , ... In each row of the table. ..

統合制御部34は、上述のように、制御周期毎に制御データ41で規定されている3軸の目標位置を3軸の制御部(35X、35Y及び35Z)に入力する。このとき、統合制御部34は、その3軸の目標位置に対応づけられている目標回転位置を回転制御部35Rに入力してよい。 As described above, the integrated control unit 34 inputs the target positions of the three axes defined by the control data 41 to the control units (35X, 35Y and 35Z) of the three axes for each control cycle. At this time, the integrated control unit 34 may input the target rotation position associated with the target position of the three axes to the rotation control unit 35R.

回転制御部35Rは、回転センサ27Rからの検出値に基づく主軸19の軸回りの回転位置が、統合制御部34から入力された目標回転位置になるように、フィードバック制御を行ってよい。この制御は、例えば、平行移動の位置のフィードバック制御と同様に、位置のフィードバックループの中に、速度のフィードバックループ、及び加速度又は電流のフィードバックループがマイナーループとして組み込まれたものとされてもよい。また、そのような制御を簡略化したもの、又は変形したものであってもよい。 The rotation control unit 35R may perform feedback control so that the rotation position around the spindle 19 based on the value detected from the rotation sensor 27R becomes the target rotation position input from the integrated control unit 34. This control may include, for example, a velocity feedback loop and an acceleration or current feedback loop as minor loops in the position feedback loop, similar to the position feedback control for parallel movement. .. Further, such control may be simplified or modified.

このように、互いに対応付けられている3軸の目標位置及び回転目標位置が、統合制御部34によって実質的に同時に3軸の制御部(35X、35Y及び35Z)及び回転制御部35Rに入力されることによって、これらの4つの制御部においては、互いに対応付けられている4つの目標位置が同時に実現されるように制御が行われる。すなわち、3軸の位置制御及び回転の位置制御は、同期が取られる。ひいては、第1切れ刃107Aがワーク103の目標形状(所望の移動軌跡)に沿って移動するように、工具101を軸回りに回転させつつ、工具101を平行移動させることができる。 In this way, the three-axis target positions and rotation target positions associated with each other are input to the three-axis control units (35X, 35Y and 35Z) and the rotation control unit 35R substantially simultaneously by the integrated control unit 34. As a result, these four control units are controlled so that the four target positions associated with each other are simultaneously realized. That is, the three-axis position control and the rotation position control are synchronized. As a result, the tool 101 can be translated while rotating the tool 101 so that the first cutting edge 107A moves along the target shape (desired movement locus) of the work 103.

既述のように、目標回転位置は、不要な接触の低減又はすくい角の確保等の適宜な観点から設定されてよい。また、第1切れ刃117Aが主軸19の軸心(シャンク105の軸心CL1)に位置していない態様においては、X方向及びY方向の目標位置は、目標回転位置に応じた第1切れ刃117AのXY平面における移動をキャンセルするように設定されてよい。これらの設定乃至は演算は、統合制御部34に入力される制御データ41が作成されるまでにおいて適宜に行われてよい。 As described above, the target rotation position may be set from an appropriate viewpoint such as reduction of unnecessary contact or securing of a rake angle. Further, in the embodiment in which the first cutting edge 117A is not located at the axis of the spindle 19 (the axis CL1 of the shank 105), the target positions in the X and Y directions are the first cutting edges according to the target rotation position. It may be set to cancel the movement of 117A in the XY plane. These settings or operations may be appropriately performed until the control data 41 input to the integrated control unit 34 is created.

例えば、NCプログラム作成部31は、形状データ37から目標形状に沿って第1切れ刃117Aを移動させる部位(図4等を介して説明した回転工具101の利用方法が適用される部位)を特定してよい。この特定は、NCプログラム作成部31のみによって行われてもよいし、ユーザの不図示の入力装置に対する操作に基づいて行われてもよい。 For example, the NC program creation unit 31 specifies a portion from the shape data 37 to move the first cutting edge 117A along the target shape (a portion to which the method of using the rotary tool 101 described with reference to FIG. 4 or the like is applied). You can do it. This specification may be performed only by the NC program creation unit 31, or may be performed based on an operation on an input device (not shown) by the user.

そして、NCプログラム作成部31は、例えば、上記の特定した部位の目標形状(移動軌跡)に沿って第1切れ刃117Aを移動させるための、X方向及びY方向の目標位置と目標回転位置との組み合わせを算出してよい。この組み合わせの算出は、移動軌跡上の複数の位置について行われてよい。この複数の位置は、NCプログラム作成部31によって設定されてもよいし、ユーザの不図示の入力装置に対する操作によって設定されてもよい。前者の場合において、複数の位置の間隔は、NCプログラム作成部31によって設定されてもよいし、ユーザの不図示の入力装置に対する操作によって設定されてもよい。また、複数の位置の設定に併せて、NCプログラム作成部31又はユーザによって移動軌跡上の隣り合う2つの位置間の速度が設定されてよい。NCプログラム作成部31は、その速度が実現されるX方向及びY方向の目標移動速度及び目標回転速度を算出してよい。 Then, the NC program creation unit 31 sets, for example, a target position and a target rotation position in the X and Y directions for moving the first cutting edge 117A along the target shape (movement locus) of the specified portion. The combination of may be calculated. The calculation of this combination may be performed for a plurality of positions on the movement locus. The plurality of positions may be set by the NC program creation unit 31 or may be set by an operation on an input device (not shown) by the user. In the former case, the interval between the plurality of positions may be set by the NC program creation unit 31 or may be set by an operation on an input device (not shown) by the user. Further, in addition to setting a plurality of positions, the speed between two adjacent positions on the movement locus may be set by the NC program creation unit 31 or the user. The NC program creation unit 31 may calculate the target moving speed and the target rotation speed in the X and Y directions in which the speed is realized.

その後、NCプログラム作成部31は、上記のように算出した情報を含むNCプログラム39を作成してよい。このNCプログラム39は、上述のように、制御データ作成部33によって制御データ41に変換され、各軸の制御部(35X~35R)に利用される。なお、当該NCプログラム39は、NCプログラム作成部31によってではなく、ユーザの不図示の入力装置に対する操作によって作成されてもよい。 After that, the NC program creation unit 31 may create an NC program 39 including the information calculated as described above. As described above, this NC program 39 is converted into control data 41 by the control data creation unit 33, and is used by the control units (35X to 35R) of each axis. The NC program 39 may be created not by the NC program creation unit 31 but by an operation on an input device (not shown) by the user.

NCプログラム39は、上記の例とは異なり、直接にX方向及びY方向の目標位置及び目標移動速度、並びに目標回転位置及び目標回転速度の情報を保持するのではなく、第1切れ刃117Aを移動軌跡に沿って移動させることを指示する特定のコードを含んでもよい。NCプログラム39は、この特定のコードと対応付けて、移動軌跡を特定可能な情報(例えば主軸19の軸心を移動軌跡に沿って移動させると仮定したときの指令の情報)を含んでよい。そして、制御データ作成部33は、その特定のコードと、移動軌跡の情報とを読み出したときに、上記のNCプログラム作成部31と同様の算出を行い、その算出した情報に基づいて制御データ41を作成してよい。 Unlike the above example, the NC program 39 does not directly hold the information on the target position and the target moving speed in the X and Y directions, and the target rotation position and the target rotation speed, but instead uses the first cutting edge 117A. It may include a specific code instructing it to move along a movement trajectory. The NC program 39 may include information that can specify the movement locus (for example, command information when it is assumed that the axis of the spindle 19 is moved along the movement locus) in association with this specific code. Then, when the specific code and the information of the movement locus are read out, the control data creation unit 33 performs the same calculation as the NC program creation unit 31 described above, and the control data 41 is based on the calculated information. May be created.

主軸19の回転位置の位置決め精度(誤差)は、適宜に設定されてよい。例えば、当該位置決め精度は、1°以下、0.1°以下、0.01°以下又は0.001°以下とされてよい。回転センサ27Rの検出精度は、上記の位置決め精度と同等又はそれよりも高くされてよい。 The positioning accuracy (error) of the rotation position of the spindle 19 may be appropriately set. For example, the positioning accuracy may be 1 ° or less, 0.1 ° or less, 0.01 ° or less, or 0.001 ° or less. The detection accuracy of the rotation sensor 27R may be equal to or higher than the above positioning accuracy.

主軸駆動源25Rの回転速度(例えば定格回転速度。本段落において以下同様。)は、工具101の利用のみを考えるのであれば、一般的な主軸駆動源の回転速度よりも低くすることが可能である。ただし、工具101以外の通常の回転工具も利用できるように、比較的高速で回転可能であってもよい。例えば、主軸駆動源25Rの回転速度は、1000rpm(revolutions per minute)以上、10000rpm以上又は20000rpm以上とされてよい。 The rotation speed of the spindle drive source 25R (for example, the rated rotation speed; the same shall apply hereinafter in this paragraph) can be made lower than the rotation speed of a general spindle drive source if only the use of the tool 101 is considered. be. However, it may be rotatable at a relatively high speed so that a normal rotary tool other than the tool 101 can be used. For example, the rotation speed of the spindle drive source 25R may be 1000 rpm (revolutions per minute) or more, 10,000 rpm or more, or 20,000 rpm or more.

工具101が主軸19に取り付けられているときに、工具101が主軸19の軸心に対して傾斜していると、例えば、工具101の回転位置に応じた第1切れ刃117Aの位置に関して、実際の値と想定されている値との間にずれが生じる。従って、加工機本体2は、工具基準角度を検出する機能を有していてもよい。 When the tool 101 is attached to the spindle 19, if the tool 101 is tilted with respect to the axis 19 of the spindle 19, for example, with respect to the position of the first cutting edge 117A according to the rotation position of the tool 101, it is actually There is a discrepancy between the value of and the expected value. Therefore, the processing machine main body 2 may have a function of detecting the tool reference angle.

以上のとおり、本実施形態では、軸回りに回転されて使用される回転工具101は、シャンク105と、シャンク105の先端側に位置している刃部109と、を有している。刃部109は、工具101の軸回りの1周に亘って工具101の外部に露出している外周面111を有している。外周面111は、工具101の軸方向に長さを有する第1切れ刃117Aを有している。シャンク105の軸心CL1に平行に見て、第1切れ刃117Aと軸心CL1との距離(第1の距離)が、外周面111と軸心CL1との最大距離(第2の距離)よりも短い。 As described above, in the present embodiment, the rotary tool 101 rotated around the axis and used has a shank 105 and a blade portion 109 located on the tip end side of the shank 105. The blade portion 109 has an outer peripheral surface 111 exposed to the outside of the tool 101 over one circumference around the axis of the tool 101. The outer peripheral surface 111 has a first cutting edge 117A having a length in the axial direction of the tool 101. When viewed in parallel with the axial center CL1 of the shank 105, the distance (first distance) between the first cutting edge 117A and the axial center CL1 is larger than the maximum distance (second distance) between the outer peripheral surface 111 and the axial center CL1. Is also short.

別の観点では、加工機1は、回転工具101と、主軸19と、ワーク保持部(テーブル23)と、主軸駆動源25Rと、駆動部24と、制御装置5とを有している。工具101は、刃部109を有している。主軸19は、工具101が固定される。テーブル23は、ワーク103を保持する。主軸駆動源25Rは、主軸19を軸回りに回転させる。駆動部24は、少なくとも主軸19の軸方向に直交する2方向(X方向及びY方向)において主軸19とテーブル23とを相対移動させる。制御装置5は、主軸駆動源25R及び駆動部24を制御する。刃部109は、工具101の軸回りの1周に亘って工具101の外部に露出している外周面111を有している。外周面111は、工具101の軸方向に長さを有する第1切れ刃117Aを有している。主軸19の軸心(シャンク105の軸心CL1を参照)に平行に見て、第1切れ刃117Aと主軸19の軸心との距離(第1の距離)が、外周面111と主軸19の軸心との最大距離(第2の距離)よりも短い。 From another viewpoint, the processing machine 1 has a rotary tool 101, a spindle 19, a work holding unit (table 23), a spindle drive source 25R, a drive unit 24, and a control device 5. The tool 101 has a blade portion 109. A tool 101 is fixed to the spindle 19. The table 23 holds the work 103. The spindle drive source 25R rotates the spindle 19 around the axis. The drive unit 24 relatively moves the spindle 19 and the table 23 in at least two directions (X direction and Y direction) orthogonal to the axial direction of the spindle 19. The control device 5 controls the spindle drive source 25R and the drive unit 24. The blade portion 109 has an outer peripheral surface 111 exposed to the outside of the tool 101 over one circumference around the axis of the tool 101. The outer peripheral surface 111 has a first cutting edge 117A having a length in the axial direction of the tool 101. When viewed in parallel with the axis of the spindle 19 (see the axis CL1 of the shank 105), the distance (first distance) between the first cutting edge 117A and the axis of the spindle 19 is the outer peripheral surface 111 and the spindle 19. It is shorter than the maximum distance (second distance) from the axis.

更に別の観点では、回転工具101の刃部109によってワーク103を切削して被加工物(切削後のワーク103)を製造する製造方法は、移動ステップ(図4)を有している。移動ステップでは、回転工具101を所定の回転軸(シャンク105の軸心CL1を参照)回りに回転させるとともに、少なくとも上記回転軸に直交する2方向(X方向及びY方向)において工具101とワーク103とを相対的に平行移動させる。刃部109は、工具101の軸回りの1周に亘って工具101の外部に露出している外周面111を有している。外周面111は、工具101の軸方向に長さを有する第1切れ刃117Aを有している。上記回転軸に平行に見て、第1切れ刃117Aと回転軸との距離(第1の距離)が、外周面111と回転軸との最大距離(第2の距離)よりも短い。移動ステップでは、第1切れ刃117Aによってワーク103を切削する。 From yet another viewpoint, the manufacturing method for manufacturing a workpiece (work 103 after cutting) by cutting the work 103 with the blade portion 109 of the rotary tool 101 has a moving step (FIG. 4). In the moving step, the rotary tool 101 is rotated around a predetermined axis of rotation (see the axis CL1 of the shank 105), and the tool 101 and the work 103 are rotated in at least two directions (X direction and Y direction) orthogonal to the rotation axis. And are relatively translated. The blade portion 109 has an outer peripheral surface 111 exposed to the outside of the tool 101 over one circumference around the axis of the tool 101. The outer peripheral surface 111 has a first cutting edge 117A having a length in the axial direction of the tool 101. Seen parallel to the axis of rotation, the distance between the first cutting edge 117A and the axis of rotation (first distance) is shorter than the maximum distance between the outer peripheral surface 111 and the axis of rotation (second distance). In the moving step, the work 103 is cut by the first cutting edge 117A.

既述のように、公知の回転工具においては、外周面の切れ刃は、外周面の切れ刃以外の部分がワークに干渉しないように、刃部の外周面のうち、シャンクの軸心からの距離が最も長くなる位置に設けられている。この回転工具の外周面の切れ刃をワーク103の目標形状に沿って移動させる場合に比較して、本実施形態では、例えば、工具101の軸心CL1回りの回転に伴う第1切れ刃117AのXY平面における移動量が低減される。その結果、例えば、工具101の主軸19に対する軸回りの取付誤差が第1切れ刃117AのXY平面における位置ずれに及ぼす影響が低減される。ひいては、加工精度が向上する。また、例えば、主軸19の回転位置又は回転速度の誤差が、第1切れ刃117AのXY平面における位置又は速度の誤差に及ぼす影響も低減される。この観点からも加工精度が向上する。また、主軸19の回転速度に応じた第1切れ刃117AのXY平面における移動速度をキャンセルするために駆動部24に要求される移動速度も低くなる。第1切れ刃117Aは、切削抵抗の作用点であり、この作用点と回転軸との距離が短くなることによって、切削抵抗による回転モーメントを小さくすることができる。ひいては、工具101の回転位置を制御するサーボ系(主軸駆動源25R等)への負荷を低減できる。 As described above, in the known rotary tool, the cutting edge on the outer peripheral surface is from the axial center of the shank on the outer peripheral surface of the cutting edge so that the portion other than the cutting edge on the outer peripheral surface does not interfere with the work. It is installed at the position where the distance is the longest. Compared to the case where the cutting edge of the outer peripheral surface of the rotary tool is moved along the target shape of the work 103, in the present embodiment, for example, the first cutting edge 117A accompanying the rotation of the tool 101 around the axis CL1 The amount of movement in the XY plane is reduced. As a result, for example, the influence of the mounting error around the axis of the tool 101 with respect to the spindle 19 on the positional deviation of the first cutting edge 117A in the XY plane is reduced. As a result, the processing accuracy is improved. Further, for example, the influence of the error of the rotation position or the rotation speed of the spindle 19 on the error of the position or the speed of the first cutting edge 117A in the XY plane is also reduced. From this point of view, the processing accuracy is improved. Further, the moving speed required for the drive unit 24 in order to cancel the moving speed of the first cutting edge 117A in the XY plane according to the rotation speed of the main shaft 19 is also lowered. The first cutting edge 117A is a point of action of cutting resistance, and by shortening the distance between this point of action and the rotation axis, the rotational moment due to cutting resistance can be reduced. As a result, the load on the servo system (spindle drive source 25R, etc.) that controls the rotation position of the tool 101 can be reduced.

外周面111は、第1側面115Aと、第1側面115Aと交差して第1切れ刃117Aとなる稜線を構成している第2側面115Bと、を有してよい。 The outer peripheral surface 111 may have a first side surface 115A and a second side surface 115B that intersects the first side surface 115A and forms a ridge line that forms a first cutting edge 117A.

軸方向に長さを有する第1切れ刃117Aにとって、上記の構成は、通常、必須の要件である。しかし、公知のエンドミルから理解されるように、本開示に係る工具は、切れ刃、すくい面及び逃げ面の向きが特殊な工具とされてもよい。この場合、2つの側面を特定することが困難な場合もある。逆に言えば、第1側面115A及び第2側面115Bを特定できる工具101は、切れ刃等の向きが特殊な工具(そのような工具も本開示に係る技術に含まれてよい。)に比較して、第1切れ刃117Aの長さが軸方向に十分に確保されており、角隅部103dの形成に有利である。 The above configuration is usually an essential requirement for the first cutting edge 117A having an axial length. However, as is understood from known end mills, the tools according to the present disclosure may be tools with special orientations of the cutting edge, rake face and flank surface. In this case, it may be difficult to identify the two aspects. Conversely, the tool 101 capable of identifying the first side surface 115A and the second side surface 115B is compared with a tool having a special orientation such as a cutting edge (such a tool may also be included in the technique according to the present disclosure). Therefore, the length of the first cutting edge 117A is sufficiently secured in the axial direction, which is advantageous for forming the corner portion 103d.

刃部109は、シャンク105とは反対側に面している底面113を有してよい。第1側面115Aと底面113とは、互いに交差して第2切れ刃117Bとなる稜線を構成してよい。 The blade portion 109 may have a bottom surface 113 facing opposite to the shank 105. The first side surface 115A and the bottom surface 113 may form a ridge line that intersects with each other to form a second cutting edge 117B.

この場合、例えば、図5(a)及び図5(b)を参照して説明したように、第2切れ刃117Bによって凹部103aの底面を切削し、凹部103aを深くしていく加工を行うことができる。このような凹部を深くしていく加工においては、工具101は、XY平面に沿う移動とZ方向への移動とが交互に繰り返されるか、両者が同時に行われる(工具101が螺旋状に移動する)。このとき、第1切れ刃117Aと第2切れ刃117Bとが構成する角(コーナ)の転写痕(コーナの移動経路に沿った線状の痕)が凹部103aの側面103b及び103cに形成されることがある。しかし、第1側面115Aと第2側面115Bとが交差する稜線によって第1切れ刃117Aが構成されている(第1切れ刃117Aの長さが軸方向に確保されている)ことから、転写痕が形成される蓋然性が低減される。 In this case, for example, as described with reference to FIGS. 5A and 5B, the bottom surface of the recess 103a is cut by the second cutting edge 117B to deepen the recess 103a. Can be done. In the machining of deepening such a recess, the tool 101 alternately repeats the movement along the XY plane and the movement in the Z direction, or both are performed at the same time (the tool 101 moves in a spiral shape). ). At this time, transfer marks (linear marks along the corner movement path) of the corners formed by the first cutting edge 117A and the second cutting edge 117B are formed on the side surfaces 103b and 103c of the recess 103a. Sometimes. However, since the first cutting edge 117A is formed by the ridge line where the first side surface 115A and the second side surface 115B intersect (the length of the first cutting edge 117A is secured in the axial direction), the transfer mark The probability of formation is reduced.

第2側面115Bと底面113とは、互いに交差して第3切れ刃117Cとなる稜線を構成してよい。 The second side surface 115B and the bottom surface 113 may form a ridge line that intersects with each other to form the third cutting edge 117C.

この場合、例えば、第2切れ刃117Bに加えて第3切れ刃117Cによっても凹部103aの底面を切削することができ、加工速度が向上する。及び/又は、工具101の回転方向の自由度が向上する。 In this case, for example, the bottom surface of the recess 103a can be cut by the third cutting edge 117C in addition to the second cutting edge 117B, and the processing speed is improved. And / or, the degree of freedom in the rotation direction of the tool 101 is improved.

外周面111は、第1側面115Aの第1切れ刃117Aとは反対側の縁部、及び第2側面115Bの第1切れ刃117Aとは反対側の縁部と交差し、かつ切れ刃を構成していない第3側面115Cを有してよい。 The outer peripheral surface 111 intersects the edge portion of the first side surface 115A opposite to the first cutting edge 117A and the edge portion of the second side surface 115B opposite to the first cutting edge 117A, and constitutes a cutting edge. It may have a third side surface 115C which is not.

この場合、例えば、第3側面115Cは、切れ刃を構成しなくてよいから、形状及び寸法の自由度が高い。その結果、例えば、刃部109の強度を確保したり、切れ刃以外の部分がワーク103に干渉しないようにしたりすることが容易化される。例えば、実施形態では、第3側面115Cは、軸方向に見て外側に膨らむ曲面状であり、当該形状は、刃部109の強度を確保することに寄与している。 In this case, for example, the third side surface 115C does not have to form a cutting edge, so that the degree of freedom in shape and dimensions is high. As a result, for example, it becomes easy to secure the strength of the blade portion 109 and prevent a portion other than the cutting edge from interfering with the work 103. For example, in the embodiment, the third side surface 115C has a curved surface shape that bulges outward when viewed in the axial direction, and the shape contributes to ensuring the strength of the blade portion 109.

シャンク105の軸心CL1に平行に見て、第1切れ刃117Aと軸心CL1との距離(第1の距離)は、外周面111と軸心CL1との最大距離(第2の距離)の半分以下とされてよい。 When viewed in parallel with the axial center CL1 of the shank 105, the distance (first distance) between the first cutting edge 117A and the axial center CL1 is the maximum distance (second distance) between the outer peripheral surface 111 and the axial center CL1. It may be less than half.

この場合、例えば、第1の距離は、第2の距離に対して十分に短いと言える。従って、上述した第1の距離が第2の距離よりも短いことによる効果が向上する。 In this case, for example, it can be said that the first distance is sufficiently short with respect to the second distance. Therefore, the effect of the above-mentioned first distance being shorter than the second distance is improved.

シャンク105の軸心CL1に平行に見て、第1切れ刃117A(既述のように第1切れ刃117Aが軸心CL1に平行でない場合は第1切れ刃117Aの先端を参照してよい。)は、シャンク105の軸心CL1に位置してよい。 Seen parallel to the axis CL1 of the shank 105, the first cutting edge 117A (when the first cutting edge 117A is not parallel to the axis CL1 as described above, the tip of the first cutting edge 117A may be referred to. ) May be located at the axis CL1 of the shank 105.

この場合、例えば、第1の距離が実質的に0であるから、上述した第1の距離が第2の距離よりも短いことによる効果が更に向上する。 In this case, for example, since the first distance is substantially 0, the effect of the above-mentioned first distance being shorter than the second distance is further improved.

加工機1において、制御装置5(例えばNCプログラム作成部31)は、2方向(X方向及びY方向)を含む平面内の所定の移動軌跡の情報(例えば形状データ37)を取得してよい。制御装置5(例えばNCプログラム作成部31及び制御データ作成部33)は、取得した情報に基づいて、第1切れ刃117Aを移動軌跡に沿って移動させるための目標値(例えば制御データ41に含まれる目標値)を算出してよい。目標値は、主軸19の軸心回りの回転位置(回転数ではない。)、及び主軸19とワーク保持部(テーブル23)との上記2方向における相対位置それぞれの所定の周期毎の目標値を含んでよい。制御装置5(統合制御部34、X軸制御部35X、Y軸制御部35Y、Z軸制御部35Z及び回転制御部35R)は、算出した目標値が実現されるように主軸駆動源25R及び駆動部24を制御してよい。 In the processing machine 1, the control device 5 (for example, NC program creation unit 31) may acquire information (for example, shape data 37) of a predetermined movement locus in a plane including two directions (X direction and Y direction). The control device 5 (for example, NC program creation unit 31 and control data creation unit 33) has a target value (for example, included in the control data 41) for moving the first cutting edge 117A along the movement locus based on the acquired information. Target value) may be calculated. The target value is the rotation position (not the number of rotations) around the axis of the spindle 19 and the target value for each predetermined cycle of the relative positions of the spindle 19 and the work holding portion (table 23) in the above two directions. May include. The control device 5 (integrated control unit 34, X-axis control unit 35X, Y-axis control unit 35Y, Z-axis control unit 35Z, and rotation control unit 35R) drives the spindle drive source 25R and drives so that the calculated target value is realized. The unit 24 may be controlled.

別の観点では、被加工物の製造方法の移動ステップ(図4)では、回転工具101の回転位置の制御と、2方向(X方向及びY方向)における相対位置の制御との同期を取ることによって第1切れ刃117Aをワーク103の目標形状に沿って移動させてよい。 From another point of view, in the moving step (FIG. 4) of the manufacturing method of the workpiece, the control of the rotational position of the rotary tool 101 and the control of the relative position in two directions (X direction and Y direction) are synchronized. The first cutting edge 117A may be moved along the target shape of the work 103.

この場合、例えば、平行移動のみが行われる態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれてよい)に比較して、角隅部103dを形成するときに、側面103b及び103cの双方において、すくい角及び逃げ角を適切な範囲で確保することが容易である。その結果、加工精度の向上、又は側面103b及び103cの表面の性状の向上が容易化される。 In this case, for example, when the corner portion 103d is formed, on both the side surfaces 103b and 103c, as compared with the embodiment in which only translation is performed (the embodiment may also be included in the technique according to the present disclosure). It is easy to secure the rake angle and clearance angle within an appropriate range. As a result, it is easy to improve the processing accuracy or the surface properties of the side surfaces 103b and 103c.

被加工物の製造方法において、ワーク103の目標形状は、回転軸方向に見て、刃部109の最大径の半分未満の曲率半径を有する隅形状(角隅部103d)を含んでよい。 In the method for manufacturing a workpiece, the target shape of the work 103 may include a corner shape (corner corner 103d) having a radius of curvature of less than half of the maximum diameter of the blade portion 109 when viewed in the direction of rotation axis.

すなわち、工具101は、Rが小さい、又はRが実質的に付与されていない隅形状の形成に利用されてよい。このような形状は、通常、より高い加工精度が要求されるから、工具101の上述の種々の効果(例えば誤差低減)が有効に奏される。 That is, the tool 101 may be used for forming a corner shape having a small R or substantially no R. Since such a shape usually requires higher machining accuracy, the above-mentioned various effects (for example, error reduction) of the tool 101 are effectively exhibited.

<第2実施形態>
図7(a)は、第2実施形態に係る加工方法を説明する模式図であり、図4に対応している。
<Second Embodiment>
FIG. 7A is a schematic diagram illustrating the processing method according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 4.

第2実施形態においても、矢印y1~y3で示されるように、刃部109は、ワーク103に対して、回転及び平行移動がなされてよい。さらに、第2実施形態においては、刃部109は、矢印y5で示すように、ワーク103に対して振動してよい。換言すれば、切れ刃(117A、117B及び/又は117C)を振動させて切削する加工方法が第1実施形態に組み合わされてよい。なお、刃部109が振動による切削に利用される場合、図示の例とは異なり、刃部109が軸回りに回転されない運用がなされてもよい。 Also in the second embodiment, as indicated by the arrows y1 to y3, the blade portion 109 may be rotated and translated with respect to the work 103. Further, in the second embodiment, the blade portion 109 may vibrate with respect to the work 103 as shown by the arrow y5. In other words, a machining method for cutting by vibrating the cutting edge (117A, 117B and / or 117C) may be combined with the first embodiment. When the blade portion 109 is used for cutting by vibration, unlike the example shown in the figure, the blade portion 109 may be operated so as not to rotate around the axis.

振動の具体的な態様は適宜なものとされてよい。例えば、振動は、主軸19のテーブル23に対する回転及び平行移動を無視したときに(以下、同様。)、楕円軌道を描くものであってもよいし(図示の例)、円軌道を描くものであってもよいし、直線状に振動するものであってもよい。楕円軌道の長軸の方向又は直線状の振動の方向と、目標形状(第1切れ刃117Aの移動軌跡)との関係も適宜に設定されてよい。例えば、前者は、後者に対して、直交していてもよいし、傾斜していてもよい。傾斜は、X′Y′平面内における傾斜であってもよいし、及び/又はZ′方向への傾斜であってもよい。 The specific mode of vibration may be appropriate. For example, the vibration may draw an elliptical orbit (illustrated example) when the rotation and translation of the spindle 19 with respect to the table 23 are ignored (hereinafter, the same applies), and the vibration draws a circular orbit. It may be present or it may be one that vibrates linearly. The relationship between the direction of the long axis of the elliptical orbit or the direction of linear vibration and the target shape (moving locus of the first cutting edge 117A) may be appropriately set. For example, the former may be orthogonal to the latter or may be inclined. The tilt may be a tilt in the X'Y'plane and / or a tilt in the Z'direction.

振幅(最大値。例えば、楕円軌道の場合は長軸の長さ)及び周波数も適宜に設定されてよい。例えば、振幅は、1mm以下、0.1mm以下、0.01mm以下、1μm以下、0.1μm以下、0.01μm以下又は1nm以下とされてよいし、及び/又は刃部109の最大径の1/2以下、1/10以下、1/100以下又は1/1000以下とされてよい。また、例えば、周波数は、10Hz以上、100Hz以上、1kHz以上、10kHz以上又は20kHz以上(超音波の下限周波数以上)とされてよい。 The amplitude (maximum value, for example, the length of the long axis in the case of an elliptical orbit) and the frequency may be appropriately set. For example, the amplitude may be 1 mm or less, 0.1 mm or less, 0.01 mm or less, 1 μm or less, 0.1 μm or less, 0.01 μm or less or 1 nm or less, and / or 1 of the maximum diameter of the blade portion 109. It may be 2/2 or less, 1/10 or less, 1/100 or less, or 1/1000 or less. Further, for example, the frequency may be 10 Hz or higher, 100 Hz or higher, 1 kHz or higher, 10 kHz or higher, or 20 kHz or higher (lower limit frequency of ultrasonic waves or higher).

刃部109をワーク103に対して振動させる方法は、適宜なものとされてよい。 The method of vibrating the blade portion 109 with respect to the work 103 may be appropriate.

例えば、刃部109とワーク103とを平行移動させる駆動部24によって刃部109に振動が付与されてよい。より詳細には、例えば、3つの駆動源(25X、25Y及び25Z)のうち、いずれか1つが用いられてもよいし、いずれか2つが用いられてもよいし、3つが用いられてもよい。なお、この例から理解されるように、振動は、絶対座標系において刃部109を振動させるものであってもよいし、絶対座標系においてワーク103を振動させるものであってもよいし、両者の組み合わせであってもよい。 For example, vibration may be applied to the blade portion 109 by the drive portion 24 that translates the blade portion 109 and the work 103. More specifically, for example, any one of the three drive sources (25X, 25Y and 25Z) may be used, any two may be used, or three may be used. .. As can be understood from this example, the vibration may vibrate the blade portion 109 in the absolute coordinate system, or may vibrate the work 103 in the absolute coordinate system, or both. It may be a combination of.

また、例えば、駆動部24とは別に、振動発生機構が設けられてもよい。振動発生機構は、加工機本体2に設けられてもよいし、工具(例えば工具101)と主軸19との間に介在するツーリングに設けられてもよい。前者の場合、振動発生機構は、刃部109側(例えば主軸頭17若しくは主軸19)に設けられてもよいし、及び/又はワーク103側(例えばテーブル23)に設けられてもよい。振動発生機構の構成は、適宜なものとされてよい。例えば、振動発生機構は、圧電体又は電磁石を含み、これらに対する交流電圧の印加によって振動してよい。 Further, for example, a vibration generation mechanism may be provided separately from the drive unit 24. The vibration generating mechanism may be provided in the processing machine main body 2 or may be provided in the touring interposed between the tool (for example, the tool 101) and the spindle 19. In the former case, the vibration generating mechanism may be provided on the blade portion 109 side (for example, the spindle head 17 or the spindle 19) and / or on the work 103 side (for example, the table 23). The configuration of the vibration generation mechanism may be appropriate. For example, the vibration generating mechanism includes a piezoelectric body or an electromagnet, and may vibrate by applying an AC voltage to these.

(振動発生機構を有するツーリングの例)
上記のように、刃部109のワーク103に対する振動は、適宜に実現されてよい。以下では、振動発生機構がツーリングに設けられた態様の例を示す。
(Example of touring with vibration generation mechanism)
As described above, the vibration of the blade portion 109 with respect to the work 103 may be appropriately realized. The following is an example of a mode in which the vibration generation mechanism is provided for the touring.

図7(b)は、第2実施形態に係る加工方法に利用される工具の一例である工具121の構成を示す側面図である。 FIG. 7B is a side view showing the configuration of the tool 121, which is an example of the tool used in the machining method according to the second embodiment.

工具121は、第1実施形態に係る工具101と、工具101と主軸19との間に介在するツーリング123を有している。ツーリング123は、振動発生機構125を有している。なお、このような態様においては、既述のように、工具101が本開示に係る工具の一例として捉えられてもよいし、工具121が本開示に係る工具の一例として捉えられてもよい。 The tool 121 has a tool 101 according to the first embodiment and a touring 123 interposed between the tool 101 and the spindle 19. The touring 123 has a vibration generating mechanism 125. In such an embodiment, as described above, the tool 101 may be regarded as an example of the tool according to the present disclosure, or the tool 121 may be regarded as an example of the tool according to the present disclosure.

ツーリング123の構成は、振動発生機構125に係る構成を除いては、公知の構成を含む種々のものと同様とされてよい。図示の例では、ツーリング123は、-z側(刃部109側)から+z側へ順に、主としてシャンク105の保持に寄与する基部123aと、ATCによって把持される被把持部123bと、主軸19に取り付けられるシャンク123cとを有している。 The configuration of the touring 123 may be the same as various configurations including the known configuration except for the configuration relating to the vibration generation mechanism 125. In the illustrated example, the touring 123 is attached to the base portion 123a, which mainly contributes to the holding of the shank 105, the gripped portion 123b gripped by the ATC, and the spindle 19 in order from the −z side (blade portion 109 side) to the + z side. It has a shank 123c to be attached.

基部123aは、コレットチャック等のシャンク105を保持するための機構を有している。被把持部123bは、外周面に溝を有するフランジ状部位である。シャンク123cについては、既述のように、矛盾等が生じない限り、シャンク105の説明が援用されてよい。シャンク123cが主軸19に取り付けられた工具121(別の観点では工具101)は、主軸19と共に主軸19の軸心回りに回転する。 The base 123a has a mechanism for holding a shank 105 such as a collet chuck. The gripped portion 123b is a flange-shaped portion having a groove on the outer peripheral surface. As for the shank 123c, as described above, the description of the shank 105 may be used as long as there is no contradiction or the like. The tool 121 (in another aspect, the tool 101) to which the shank 123c is attached to the spindle 19 rotates together with the spindle 19 around the axis of the spindle 19.

振動発生機構125は、ツーリング123のいずれの位置に設けられてもよい。図示の例では、振動発生機構125は、その全体が基部123aに内蔵されている。ただし、振動発生機構125は、その一部又は全部が被把持部123b又はシャンク123cに内蔵されていてもよい。振動発生機構125は、例えば、既述のように、電源127によって交流電圧が印加される圧電体又は電磁石を有している。 The vibration generating mechanism 125 may be provided at any position of the touring 123. In the illustrated example, the vibration generating mechanism 125 as a whole is built in the base 123a. However, the vibration generation mechanism 125 may be partially or wholly incorporated in the gripped portion 123b or the shank 123c. The vibration generation mechanism 125 has, for example, a piezoelectric body or an electromagnet to which an AC voltage is applied by the power supply 127, as described above.

電源127は、供給された電力を適宜な周波数及び電圧(及び/又は電流)の交流電力に変換して振動発生機構125に供給してよい。また、電源127は、いわゆるドライバであってよい。電源127は、加工機本体2に設けられていてもよいし、工具121に設けられていてもよい。 The power supply 127 may convert the supplied power into AC power having an appropriate frequency and voltage (and / or current) and supply it to the vibration generating mechanism 125. Further, the power supply 127 may be a so-called driver. The power supply 127 may be provided in the processing machine main body 2 or in the tool 121.

工具121の内部の振動発生機構125と工具121の外部の電源127との接続、又は、工具121の内部の電源127と工具121の外部の他の電源との接続は、適宜になされてよい。例えば、工具121に設けられた端子と、主軸19に設けられた端子とが接続されてよい。主軸19に設けられた端子は、主軸19と主軸頭17内の固定的な部材との間に介在するスリップリングに接続されていてよい。 The connection between the vibration generating mechanism 125 inside the tool 121 and the power supply 127 outside the tool 121, or the connection between the power supply 127 inside the tool 121 and another power source outside the tool 121 may be made as appropriate. For example, the terminal provided on the tool 121 and the terminal provided on the spindle 19 may be connected. The terminal provided on the spindle 19 may be connected to a slip ring interposed between the spindle 19 and a fixed member in the spindle head 17.

以上の第2実施形態に係る工具121においても、シャンク123cの軸心に平行に見て、第1切れ刃117Aとシャンク123cの軸心との距離が、外周面111とシャンク123cの軸心との最大距離よりも短い。従って、例えば、工具101と同様の効果が奏される。 Also in the tool 121 according to the second embodiment as described above, the distance between the first cutting edge 117A and the axis of the shank 123c is the same as the axis of the outer peripheral surface 111 and the shank 123c when viewed in parallel with the axis of the shank 123c. Shorter than the maximum distance of. Therefore, for example, the same effect as that of the tool 101 is obtained.

工具121は、振動を生じる振動発生機構125を更に有してよい。別の観点では、加工機1は、刃部109とワーク103とを相対的に振動させる振動発生機構125を更に有してよい。さらに別の観点では、被加工物の製造方法は、移動ステップ(図7(a)の矢印y1~y3)に並行して、刃部109をワーク103に対して振動させる振動ステップ(図7(a)の矢印y5)を更に有してよい。 The tool 121 may further include a vibration generating mechanism 125 that causes vibration. From another viewpoint, the processing machine 1 may further have a vibration generating mechanism 125 that vibrates the blade portion 109 and the work 103 relatively. From yet another viewpoint, the method for manufacturing the workpiece is a vibration step (FIG. 7 (FIG. 7)) in which the blade portion 109 is vibrated with respect to the work 103 in parallel with the moving step (arrows y1 to y3 in FIG. 7 (a)). It may further have the arrow y5) of a).

この場合、例えば、すくい角及び逃げ角を十分に確保することができなくても、第1切れ刃117Aの形状を転写するような切削によって角隅部103dを形成することができる。その結果、例えば、更に加工精度が向上する。 In this case, for example, even if the rake angle and the clearance angle cannot be sufficiently secured, the corner portion 103d can be formed by cutting such that the shape of the first cutting edge 117A is transferred. As a result, for example, the processing accuracy is further improved.

<機械部の各部の構成例>
既述のように、加工機1の機械部3の構成は、公知の構成を含む種々の構成と同様とされてよい。このことから、これまでの説明では、機械部3の構成要素の説明は適宜に省略された。以下では、機械部3の構成要素の例を示す。
<Structure example of each part of the machine part>
As described above, the configuration of the machine unit 3 of the processing machine 1 may be the same as various configurations including known configurations. For this reason, in the above description, the description of the components of the mechanical unit 3 has been appropriately omitted. The following is an example of the components of the mechanical unit 3.

(ガイドの例)
図8(a)は、テーブル23をガイドするガイドの構成の一例を示す斜視図である。図8(b)は、図8(a)のVIIIb-VIIIb線における断面図である。
(Example of guide)
FIG. 8A is a perspective view showing an example of the configuration of a guide that guides the table 23. FIG. 8 (b) is a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb of FIG. 8 (a).

図示の例では、テーブル23をガイドするガイド45は、V-V転がり案内によって構成されている。例えば、ガイド45は、テーブル23を支持するX軸ベッド21の上面に形成された断面V字状の2本の溝21aと、テーブル23の下面に形成された断面三角形状の2本の突条23aと、溝21aと突条23aとの間に介在している複数のコロ47(転動体)とを有している。溝21a及び突条23aは、X方向に直線状に延びており、突条23aはコロ47を介して溝21aに嵌合している。これにより、テーブル23は、Y方向における移動が規制される。また、コロ47は、溝21aの内面及び突条23aの外面に対して転がり、両者のX方向における相対移動を許容する。これにより、テーブル23は、比較的小さい抵抗でX方向に移動する。テーブル23の+Z側への移動は、例えば、自重によって規制される。テーブル23の-Z側への移動は、例えば、X軸ベッド21からの反力によって規制される。 In the illustrated example, the guide 45 that guides the table 23 is configured by a VV rolling guide. For example, the guide 45 has two grooves 21a having a V-shaped cross section formed on the upper surface of the X-axis bed 21 supporting the table 23 and two protrusions having a triangular cross section formed on the lower surface of the table 23. It has a 23a and a plurality of rollers 47 (rolling bodies) interposed between the groove 21a and the ridge 23a. The groove 21a and the ridge 23a extend linearly in the X direction, and the ridge 23a is fitted into the groove 21a via a roller 47. As a result, the table 23 is restricted from moving in the Y direction. Further, the roller 47 rolls with respect to the inner surface of the groove 21a and the outer surface of the ridge 23a, and allows relative movement of both in the X direction. As a result, the table 23 moves in the X direction with a relatively small resistance. The movement of the table 23 to the + Z side is regulated by, for example, its own weight. The movement of the table 23 to the −Z side is regulated by, for example, the reaction force from the X-axis bed 21.

テーブル23をX方向に案内するガイドについて述べた。上記の説明は、サドル13をY方向に案内するガイド、及び/又は主軸頭17をZ方向に案内するガイドに援用されてよい。突条(23a)の溝(21a)からの離反は、係合部材を設けることなどによって適宜に規制されてよい。 The guide for guiding the table 23 in the X direction has been described. The above description may be incorporated into a guide that guides the saddle 13 in the Y direction and / or a guide that guides the spindle head 17 in the Z direction. The separation of the ridge (23a) from the groove (21a) may be appropriately regulated by providing an engaging member or the like.

(平行移動に係る駆動機構の例)
図8(a)及び図8(b)は、テーブル23を駆動するX軸駆動源25Xの構成の例も示している。なお、以下の説明は、サドル13を駆動するY軸駆動源25Y、及び/又は主軸頭17を駆動するZ軸駆動源25Zに適宜に援用されてよい。
(Example of drive mechanism related to translation)
8 (a) and 8 (b) also show an example of the configuration of the X-axis drive source 25X for driving the table 23. The following description may be appropriately applied to the Y-axis drive source 25Y for driving the saddle 13 and / or the Z-axis drive source 25Z for driving the spindle head 17.

図示の例では、X軸駆動源25Xは、リニアモータによって構成されている。例えば、X軸駆動源25Xは、X軸ベッド21の上面にてX方向に配列されている複数の磁石25cからなる磁石列25aと、テーブル23の下面に固定されており、磁石列25aと対向するコイル25bとを有している。そして、コイル25bに交流電力が供給されることによって、磁石列25aとコイル25bとがX方向に駆動力を生じる。ひいては、テーブル23がX方向に移動する。 In the illustrated example, the X-axis drive source 25X is configured by a linear motor. For example, the X-axis drive source 25X is fixed to a magnet row 25a composed of a plurality of magnets 25c arranged in the X direction on the upper surface of the X-axis bed 21 and to the lower surface of the table 23, and faces the magnet row 25a. It has a coil 25b to be magnetized. Then, by supplying AC power to the coil 25b, the magnet train 25a and the coil 25b generate a driving force in the X direction. As a result, the table 23 moves in the X direction.

このように、平行移動のための駆動源としてリニアモータを用いると、例えば、回転式の電動機と、その回転を直線運動に変換する機構とを用いた態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)に比較して、高精度かつ滑らかな同期制御が可能となる。その結果、例えば、工具101を用いることによる上述の効果(例えば誤差低減)が向上する。 As described above, when a linear motor is used as a drive source for translation, for example, an embodiment using a rotary motor and a mechanism for converting the rotation into linear motion (this aspect is also described in the technique according to the present disclosure). Compared to (included)), high-precision and smooth synchronization control is possible. As a result, for example, the above-mentioned effect (for example, error reduction) by using the tool 101 is improved.

(センサの一例)
図8(a)は、X軸センサ27Xの一例としてのリニアエンコーダを示す図ともなっている。なお、以下の説明は、Y軸センサ27Y及び/又はZ軸センサ27Zに適宜に援用されてよい。
(Example of sensor)
FIG. 8A is also a diagram showing a linear encoder as an example of the X-axis sensor 27X. The following description may be appropriately applied to the Y-axis sensor 27Y and / or the Z-axis sensor 27Z.

X軸センサ27Xは、例えば、X方向に延びているスケール部27aと、スケール部27aに対向している検出部27bとを有している。スケール部27aにおいては、例えば、光学的又は磁気的に形成された複数のパターンがX方向に一定のピッチで配列されている。検出部27bは、各パターンとの相対位置に応じた信号を生成する。従って、スケール部27a及び検出部27bの相対移動に伴って生成される信号の計数(すなわちパターンの計数)によって、変位(位置)を検出することができる。 The X-axis sensor 27X has, for example, a scale unit 27a extending in the X direction and a detection unit 27b facing the scale unit 27a. In the scale unit 27a, for example, a plurality of optically or magnetically formed patterns are arranged at a constant pitch in the X direction. The detection unit 27b generates a signal corresponding to the relative position with each pattern. Therefore, the displacement (position) can be detected by counting the signals (that is, counting the patterns) generated by the relative movement of the scale unit 27a and the detection unit 27b.

スケール部27a及び検出部27bの一方(図示の例ではスケール部27a)は、テーブル23に固定されている。スケール部27a及び検出部27bの他方(図示の例では検出部27b)は、X軸ベッド21に対して直接的に又は間接的に固定されている。従って、テーブル23が移動すると、スケール部27a及び検出部27bは相対移動する。これにより、テーブル23の変位(位置)が検出される。 One of the scale unit 27a and the detection unit 27b (scale unit 27a in the illustrated example) is fixed to the table 23. The other of the scale unit 27a and the detection unit 27b (detection unit 27b in the illustrated example) is directly or indirectly fixed to the X-axis bed 21. Therefore, when the table 23 moves, the scale unit 27a and the detection unit 27b move relative to each other. As a result, the displacement (position) of the table 23 is detected.

スケール部27a及び検出部27bの具体的な取付位置は適宜に設定されてよい。また、X軸センサ27Xは、スケール部27aのパターンに基づいてスケール部27aに対する検出部27bの位置(絶対位置)を特定可能なアブソリュート式のものであってもよいし、そのような特定ができないインクリメンタル式のものであってもよい。公知のように、インクリメンタル式のスケールであっても、検出部27bをスケール部27aに対して所定位置(例えば移動限)に移動させてキャリブレーションを行うことによって絶対位置を特定することができる。 The specific mounting positions of the scale unit 27a and the detection unit 27b may be appropriately set. Further, the X-axis sensor 27X may be of an absolute type capable of specifying the position (absolute position) of the detection unit 27b with respect to the scale unit 27a based on the pattern of the scale unit 27a, and such specification cannot be performed. It may be of the incremental type. As is known, even in an incremental scale, the absolute position can be specified by moving the detection unit 27b to a predetermined position (for example, a movement limit) with respect to the scale unit 27a and performing calibration.

(ガイドの他の例)
図9は、テーブル23、サドル13又は主軸頭17を案内するガイドに関して、図8(b)を参照して説明した構成例とは別の構成例を示す図である。この図は、図8(b)に相当する断面図となっている。説明の便宜上、ガイドに案内される部材としてテーブル23を例に取る。下記の説明は、サドル13及び/又は主軸頭17の案内に援用されてよい。
(Other examples of guides)
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example different from the configuration example described with reference to FIG. 8B with respect to the guide for guiding the table 23, the saddle 13, or the spindle head 17. This figure is a cross-sectional view corresponding to FIG. 8 (b). For convenience of explanation, the table 23 is taken as an example as a member guided by the guide. The following description may be incorporated to guide the saddle 13 and / or the spindle head 17.

図9に示すガイド45Aは、いわゆる静圧案内によって構成されている。具体的には、テーブル23の被案内面とベッド21の案内面との間には隙間が構成されている。当該隙間にはポンプ49等によって所定の圧力で流体が供給される。流体は、気体(例えば空気)であってもよいし、液体(例えば油)であってもよい。 The guide 45A shown in FIG. 9 is configured by a so-called static pressure guide. Specifically, a gap is formed between the guided surface of the table 23 and the guided surface of the bed 21. A fluid is supplied to the gap at a predetermined pressure by a pump 49 or the like. The fluid may be a gas (eg, air) or a liquid (eg, oil).

このようにガイド45Aが静圧案内によって構成されている場合、例えば、テーブル23をその移動方向に移動させるときの摩擦抵抗が小さいから、移動方向の位置決めを高精度に行うことができる。このような構成により、高い加工精度を実現することができる。その結果、例えば、工具101を用いることによる上述の効果(例えば誤差低減)が向上する。 When the guide 45A is configured by the static pressure guide as described above, for example, since the frictional resistance when the table 23 is moved in the moving direction is small, the positioning in the moving direction can be performed with high accuracy. With such a configuration, high processing accuracy can be realized. As a result, for example, the above-mentioned effect (for example, error reduction) by using the tool 101 is improved.

(平行移動に係る駆動機構の他の例)
上記の図9は、X軸駆動源25Xに係る構成としてリニアモータ以外の構成例を示す図ともなっている。なお、以下の説明は、Y軸駆動源25Y及び/又はZ軸駆動源25Zに援用されてよい。
(Other examples of drive mechanism related to translation)
FIG. 9 above is also a diagram showing a configuration example other than the linear motor as the configuration related to the X-axis drive source 25X. The following description may be applied to the Y-axis drive source 25Y and / or the Z-axis drive source 25Z.

図9では、ねじ軸51と、ねじ軸51と螺合しているナット53とが図示されている。すなわち、ねじ機構(例えばボールねじ機構又はすべりねじ機構)が図示されている。ねじ軸51及びナット53の一方(図示の例ではナット53)の回転が規制されている状態で、ねじ軸51及びナット53の他方(図示の例ではねじ軸51)が回転されることによって、両者は軸方向に相対移動する。ねじ軸51及びナット53の一方(図示の例ではねじ軸51)はベッド21に支持されており、ねじ軸51及びナット53の他方(図示の例ではナット53)はテーブル23に支持されている。ねじ軸51(又はナット53)を回転させる駆動力は、例えば、回転式の電動機(不図示)によって生成される。 In FIG. 9, a screw shaft 51 and a nut 53 screwed with the screw shaft 51 are shown. That is, a screw mechanism (for example, a ball screw mechanism or a sliding screw mechanism) is illustrated. When the rotation of one of the screw shaft 51 and the nut 53 (the nut 53 in the illustrated example) is restricted, the other of the screw shaft 51 and the nut 53 (the screw shaft 51 in the illustrated example) is rotated. Both move relative to each other in the axial direction. One of the screw shaft 51 and the nut 53 (screw shaft 51 in the illustrated example) is supported by the bed 21, and the other of the screw shaft 51 and the nut 53 (the nut 53 in the illustrated example) is supported by the table 23. .. The driving force for rotating the screw shaft 51 (or nut 53) is generated by, for example, a rotary motor (not shown).

なお、図8(a)では、転がり軸受とリニアモータとの組み合わせが示され、図9では、静圧軸受と、回転式の電動機との組み合わせが示された。もちろん、静圧軸受とリニアモータとが組み合わされてもよいし、転がり軸受と回転式の電動機とが組み合わされてもよい。 Note that FIG. 8A shows a combination of a rolling bearing and a linear motor, and FIG. 9 shows a combination of a hydrostatic bearing and a rotary motor. Of course, a hydrostatic bearing and a linear motor may be combined, or a rolling bearing and a rotary motor may be combined.

(主軸の軸受の例)
図10は、主軸19の軸受の構成の一例を示す断面図である。
(Example of spindle bearing)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the bearing of the spindle 19.

実施形態の説明で述べたように、主軸19の軸受は、例えば、転がり軸受、静圧軸受、すべり軸受又はこれらの2以上の組み合わせとされてよい。図10では、静圧軸受が例示されている。具体的には、主軸19の外周面と、主軸頭17の内周面との間には隙間が構成されている。当該隙間にはポンプ49等によって所定の圧力で流体が供給される。流体は、気体(例えば空気)であってもよいし、液体(例えば油)であってもよい。 As described in the description of the embodiment, the bearing of the spindle 19 may be, for example, a rolling bearing, a hydrostatic bearing, a slide bearing, or a combination of two or more thereof. FIG. 10 illustrates a hydrostatic bearing. Specifically, a gap is formed between the outer peripheral surface of the spindle 19 and the inner peripheral surface of the spindle head 17. A fluid is supplied to the gap at a predetermined pressure by a pump 49 or the like. The fluid may be a gas (eg, air) or a liquid (eg, oil).

このように主軸19が静圧軸受によって支持されている場合、例えば、主軸19を軸回りに回転させるときの摩擦抵抗が小さいから、主軸19の回転位置を高精度に制御することができる。その結果、例えば、工具101を用いることによる上述の効果(例えば誤差低減)が向上する。 When the spindle 19 is supported by the hydrostatic bearing in this way, for example, since the frictional resistance when the spindle 19 is rotated around the axis is small, the rotation position of the spindle 19 can be controlled with high accuracy. As a result, for example, the above-mentioned effect (for example, error reduction) by using the tool 101 is improved.

(主軸の駆動機構の例)
図10は、主軸19の駆動機構の例を示す図ともなっている。この例では、主軸駆動源25Rは、いわゆるビルトインモータによって構成されている。換言すれば、主軸19と主軸駆動源25Rとの間には減衰機構等が介在していない。具体的には、例えば、主軸駆動源25Rは、主軸19に固定されているロータ25rと、主軸頭17に固定されているステータ25sとを有している。ロータ25rは、界磁及び電機子の一方を構成している。ステータ25sは、界磁及び電機子の他方を構成している。なお、主軸駆動源25Rは、主軸19に対してその軸方向の適宜な位置に設けられてよい。
(Example of spindle drive mechanism)
FIG. 10 is also a diagram showing an example of the drive mechanism of the spindle 19. In this example, the spindle drive source 25R is configured by a so-called built-in motor. In other words, no damping mechanism or the like is interposed between the spindle 19 and the spindle drive source 25R. Specifically, for example, the spindle drive source 25R has a rotor 25r fixed to the spindle 19 and a stator 25s fixed to the spindle head 17. The rotor 25r constitutes one of a field magnet and an armature. The stator 25s constitutes the other side of the field and the armature. The spindle drive source 25R may be provided at an appropriate position in the axial direction with respect to the spindle 19.

このように主軸駆動源25Rがビルトインモータによって構成されている場合、例えば、主軸19と主軸駆動源25Rとの間に他の機構が介在しないから、軸回りの位置制御の精度が向上する。その結果、例えば、工具101を用いることによる上述の効果(例えば誤差低減)が向上する。 When the spindle drive source 25R is configured by a built-in motor in this way, for example, since no other mechanism is interposed between the spindle 19 and the spindle drive source 25R, the accuracy of position control around the axis is improved. As a result, for example, the above-mentioned effect (for example, error reduction) by using the tool 101 is improved.

<工具の変形例>
図11は、変形例に係る回転工具101Aの構成を示す斜視図であり、図3に対応している。
<Example of tool modification>
FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the rotary tool 101A according to the modified example, and corresponds to FIG.

工具101は、その全体が一体的に構成された。一方、工具101Aは、基部131と、基部131に着脱されるチップ133(インサート)とを有している。チップ133は、刃部109のうちの切れ刃(117A、117B及び117C)を含む一部を構成している。基部131は、例えば、工具101Aのうちの上記以外の全部(刃部109の他部、ネック107及びシャンク105)を構成している。すなわち、工具101Aは、刃先交換式のものである。 The tool 101 was integrally configured as a whole. On the other hand, the tool 101A has a base 131 and a tip 133 (insert) attached to and detached from the base 131. The insert 133 constitutes a part of the blade portion 109 including the cutting edge (117A, 117B and 117C). The base 131 constitutes, for example, all of the tool 101A other than the above (the other part of the blade 109, the neck 107, and the shank 105). That is, the tool 101A is of a replaceable cutting edge type.

刃部109に着目すると、第1切れ刃117A、第2切れ刃117B及び第3切れ刃117Cは、チップ133によって構成されており、基部131によっては構成されていない。第1側面115A、第2側面115B及び底面113は、基部131及びチップ133によって構成されている。第3側面115Cは基部131によって構成されている。チップ133は、例えば、基部131に形成された凹部に配置されており、第1側面115A、第2側面115B及び底面113は、概略、平面状である。ただし、チップ133と基部131との間に段差及び/又は隙間が存在しても構わない。 Focusing on the blade portion 109, the first cutting edge 117A, the second cutting edge 117B, and the third cutting edge 117C are composed of the insert 133 and not the base 131. The first side surface 115A, the second side surface 115B, and the bottom surface 113 are composed of a base 131 and a chip 133. The third side surface 115C is composed of a base 131. The chip 133 is arranged in a recess formed in the base 131, for example, and the first side surface 115A, the second side surface 115B, and the bottom surface 113 are substantially planar. However, there may be a step and / or a gap between the chip 133 and the base 131.

チップ133の基部131に対する固定方法は、公知の方法を含む種々の方法とされてよい。例えば、チップ133に挿通されたねじ(不図示)が基部131に形成された雌ねじ(不図示)に螺合されることによって、チップ133が基部131に固定されてよい。また、チップ133を基部131に押し付けるクランプ機構が設けられてもよい。 The fixing method of the chip 133 to the base 131 may be various methods including known methods. For example, the tip 133 may be fixed to the base 131 by screwing a screw (not shown) inserted through the tip 133 into a female screw (not shown) formed on the base 131. Further, a clamp mechanism for pressing the chip 133 against the base 131 may be provided.

<加工例>
図4等を参照して説明した切削によって、種々の複雑な形状を実現することができる。以下に、そのいくつかの例を示す。なお、以下では、便宜上、工具101の符号を用いるが、工具121又は工具101Aが用いられてもよい。
<Processing example>
Various complicated shapes can be realized by cutting described with reference to FIG. 4 and the like. Some examples are shown below. In the following, although the reference numeral of the tool 101 is used for convenience, the tool 121 or the tool 101A may be used.

図12(a)は、工具101を用いた切削によって形成される形状の一例としての凹部141の一部を示す斜視図である。 FIG. 12A is a perspective view showing a part of the recess 141 as an example of the shape formed by cutting with the tool 101.

凹部141は、底面141aが曲面状である。また、平面状の側面141b及び141cが交差して、角隅部141dを構成している。このような凹部141の形成においては、例えば、まず、公知のエンドミル(すなわち工具101以外の回転工具)を主軸19に取り付け、エンドミルによる切削によって凹部141を形成してよい。このとき、角隅部141dは、エンドミルの半径を曲率半径とするRが付与される。その後、工具101を主軸19に取り付け、工具101によって角隅部141dの切削(換言すれば凹部141の一部の切削)を行ってよい。これにより、角隅部141dは、Rが小さくされる、又はRが実質的に無くされる。なお、工具101は、底面141aの切削も可能であるから、凹部141の全体を工具101によって切削しても構わない。 The bottom surface 141a of the recess 141 is curved. Further, the planar side surfaces 141b and 141c intersect to form a corner portion 141d. In forming such a recess 141, for example, a known end mill (that is, a rotary tool other than the tool 101) may be first attached to the spindle 19 and the recess 141 may be formed by cutting with the end mill. At this time, the corner portion 141d is given an R having the radius of the end mill as the radius of curvature. After that, the tool 101 may be attached to the spindle 19 and the corner portion 141d may be cut (in other words, a part of the recess 141) by the tool 101. As a result, in the corner portion 141d, R is reduced or R is substantially eliminated. Since the tool 101 can also cut the bottom surface 141a, the entire recess 141 may be cut by the tool 101.

図12(b)は、工具101を用いた切削によって形成される形状の他の例としての繰り返し形状143の一部を示す斜視図である。 FIG. 12B is a perspective view showing a part of the repeating shape 143 as another example of the shape formed by cutting with the tool 101.

繰り返し形状143は、例えば、互いに同一の形状及び大きさの複数の凹部143a(別の観点では凸部)が繰り返される形状である。凹部143aは、角隅部143bを有しており、別の観点では、角隅部143bが繰り返されている。凹部143aの形状は、適宜な形状とされてよく、図12(b)では、互いに直交する矩形状の3つの平面によって1つの凹部143aが形成されている。このような繰り返し形状143は、例えば、車等に取り付けられるリフレックスリフレクタに見られる形状である。 The repeating shape 143 is, for example, a shape in which a plurality of concave portions 143a (convex portions in another viewpoint) having the same shape and size are repeated. The recess 143a has a corner portion 143b, and from another viewpoint, the corner portion 143b is repeated. The shape of the recess 143a may be an appropriate shape, and in FIG. 12B, one recess 143a is formed by three rectangular planes orthogonal to each other. Such a repeating shape 143 is a shape found in, for example, a reflex reflector attached to a car or the like.

繰り返し形状143は、例えば、図4、図5(a)及び図5(b)を参照して説明した角隅部103dの形成方法を、主軸19の位置を一定のピッチでずらしつつ繰り返すことによって実現される。なお、繰り返し形状143は、工具101による切削のみによって形成されてもよいし、図12(a)と同様に、公知のエンドミルによる切削の後に工具101による切削が行われることによって形成されてもよい。 The repeating shape 143 is obtained by repeating, for example, the method of forming the corner corner portion 103d described with reference to FIGS. 4, 5 (a) and 5 (b) while shifting the position of the main shaft 19 at a constant pitch. It will be realized. The repeating shape 143 may be formed only by cutting with the tool 101, or may be formed by cutting with the tool 101 after cutting with a known end mill, as in FIG. 12A. ..

図13(a)は、工具101を用いた切削によって形成される形状の更に他の例としての凹部145の一部を示す斜視図である。 FIG. 13A is a perspective view showing a part of the recess 145 as still another example of the shape formed by cutting with the tool 101.

凹部145は、曲面状の側面145a及び145bが互いに交差することによって角隅部145cが構成されている。側面145a及び145bは、主軸19の軸方向に対しては平行で、当該軸方向に見て曲線となる曲面である。このような角隅部145cを有する凹部145は、図12(a)の凹部141と同様に形成されてよい。 The concave portion 145 is formed with a corner portion 145c by intersecting the curved side surfaces 145a and 145b with each other. The side surfaces 145a and 145b are curved surfaces that are parallel to the axial direction of the main shaft 19 and are curved when viewed in the axial direction. The recess 145 having such a corner portion 145c may be formed in the same manner as the recess 141 of FIG. 12 (a).

図13(b)は、工具101を用いた切削によって形成される形状の更に他の例としての凹部147の一部を示す斜視図である。 FIG. 13B is a perspective view showing a part of the recess 147 as still another example of the shape formed by cutting with the tool 101.

凹部147は、底側ほど径が小さくなっている。具体的には、図示の例では、凹部147は、錐体状である。さらに詳細には、凹部147は、三角形状の平面からなる4つの傾斜面147aによって構成されている四角錐状である。そして、隣り合う側面が交差することによって角隅部147bが構成されている。このように、角隅部147bは、側面とも底面とも言い難い2つの面(傾斜面147a)によって構成されてもよい。 The diameter of the recess 147 is smaller toward the bottom side. Specifically, in the illustrated example, the recess 147 has a cone shape. More specifically, the recess 147 is a quadrangular pyramid formed by four inclined surfaces 147a formed of a triangular plane. The corners 147b are formed by intersecting the adjacent side surfaces. As described above, the corner portion 147b may be composed of two surfaces (inclined surface 147a) which cannot be said to be a side surface or a bottom surface.

凹部147の形成においては、例えば、矢印で示されているように、第1切れ刃117Aを凹部147の内周面に沿って移動(周回)させることによって切削が行われてよい。なお、他の例と同様に、工具101は、凹部147の全部の形成に利用されてもよいし、角隅部147bの形成のみに利用されてもよい。 In the formation of the recess 147, for example, as shown by an arrow, cutting may be performed by moving (circling) the first cutting edge 117A along the inner peripheral surface of the recess 147. As in the other examples, the tool 101 may be used for forming the entire recess 147, or may be used only for forming the corner portion 147b.

ここで、工具101の軸方向は、図13(b)の紙面上下方向(錐体の軸方向)に平行であると仮定する。この場合、図5(a)及び図5(b)を参照して説明したように、工具101の凹部147に沿う周回と、工具101の凹部147の深さ方向への移動とを繰り返すことにより、又は両者を同時に行うことにより、凹部147は深くなっていく。このとき、周回する半径を徐々に小さくすることによって、底側ほど径が小さくなる凹部147を形成することができる。刃部109の最大径が小さければ、凹部147の底は、点に近くなる。 Here, it is assumed that the axial direction of the tool 101 is parallel to the vertical direction of the paper surface (axial direction of the pyramid) in FIG. 13 (b). In this case, as described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b), by repeating the orbit along the recess 147 of the tool 101 and the movement of the recess 147 of the tool 101 in the depth direction. , Or by performing both at the same time, the recess 147 becomes deeper. At this time, by gradually reducing the radius of the circumference, it is possible to form the recess 147 whose diameter becomes smaller toward the bottom side. If the maximum diameter of the blade portion 109 is small, the bottom of the recess 147 will be close to the point.

上記とは異なり、工具101の軸方向を図13(b)の紙面上下方向に対して傾斜させてもよい。例えば、加工機本体2として、工具101とワーク103との向きをある程度変化させることができるもの(例えば主軸19の絶対座標系における向きを変化させことができるもの)を採用する。そして、工具101の軸を1つの傾斜面147aに対して平行にして当該1つの傾斜面147aの切削を行う動作を4つの傾斜面147aに対して繰り返してもよい。 Unlike the above, the axial direction of the tool 101 may be tilted with respect to the vertical direction of the paper surface shown in FIG. 13 (b). For example, as the processing machine main body 2, a machine that can change the orientation of the tool 101 and the work 103 to some extent (for example, one that can change the orientation of the spindle 19 in the absolute coordinate system) is adopted. Then, the operation of making the axis of the tool 101 parallel to one inclined surface 147a and cutting the one inclined surface 147a may be repeated with respect to the four inclined surfaces 147a.

なお、以上の実施形態及び変形例において、工具101、121及び101Aは、回転工具の一例である。シャンク105及び123cは、シャンクの一例である。テーブル23は、ワーク保持部の一例である。形状データ37又はNCプログラム39が含む情報は、移動軌跡の情報の一例である。制御データ41が含む目標値は、所定の周期毎の目標値の一例である。 In the above embodiments and modifications, the tools 101, 121 and 101A are examples of rotary tools. The shanks 105 and 123c are examples of shanks. The table 23 is an example of a work holding unit. The information included in the shape data 37 or the NC program 39 is an example of the information of the movement locus. The target value included in the control data 41 is an example of the target value for each predetermined cycle.

本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The technique according to the present disclosure is not limited to the above embodiments and modifications, and may be implemented in various embodiments.

実施形態の説明でも述べたように、加工機は、図1に例示した構成のものに限定されない。例えば、加工機は、一般的な工作機械に限定されず、超精密非球面加工機のような特殊なものであってもよい。また、加工機は、工作機械に限定されず、例えば、ロボットであってもよい。別の観点では、目標形状又は移動軌跡の情報を含むデータは、CADデータ又はNCプログラムに限定されず、ティーチングによって生成されたものであってもよい。 As described in the description of the embodiment, the processing machine is not limited to the configuration illustrated in FIG. For example, the processing machine is not limited to a general machine tool, and may be a special machine such as an ultra-precision aspherical processing machine. Further, the processing machine is not limited to the machine tool, and may be, for example, a robot. From another viewpoint, the data including the information of the target shape or the movement locus is not limited to the CAD data or the NC program, and may be generated by teaching.

実施形態でも触れたように、刃部は、第1切れ刃のみを有していてもよい。このような刃部は、例えば、リーマのように穴の径を広げたり、穴の形状を整えたりすることに利用されてよい。また、刃部は、第1切れ刃及び第2切れ刃のみを有してもよい。逆に、刃部は、4つ以上の切れ刃を有していても構わない。 As mentioned in the embodiment, the blade portion may have only the first cutting edge. Such a blade portion may be used, for example, for expanding the diameter of a hole or adjusting the shape of a hole like a reamer. Further, the blade portion may have only the first cutting edge and the second cutting edge. On the contrary, the blade portion may have four or more cutting edges.

1…加工機、5…制御装置、19…主軸、23…テーブル(ワーク保持部)、24…駆動部、25R…主軸駆動源、101…回転工具、103…ワーク、105…シャンク、109…刃部、111…外周面、117A…第1切れ刃。 1 ... Machining machine, 5 ... Control device, 19 ... Spindle, 23 ... Table (work holding part), 24 ... Drive unit, 25R ... Spindle drive source, 101 ... Rotating tool, 103 ... Work, 105 ... Shank, 109 ... Blade Part, 111 ... Outer surface, 117A ... First cutting edge.

Claims (8)

刃部を有している回転工具と、
前記回転工具が固定される主軸と、
ワークを保持するワーク保持部と、
前記主軸をその軸回りに回転させる主軸駆動源と、
少なくとも前記主軸の軸方向に直交する2方向において前記主軸と前記ワーク保持部とを相対移動させる駆動部と、
前記主軸駆動源及び前記駆動部を制御する制御装置と、
を有しており、
前記刃部は、
前記回転工具の軸回りの1周に亘って前記回転工具の外部に露出している外周面と、 前記主軸とは反対側に面している底面と、を有しており、
前記外周面は、
前記回転工具の軸方向に長さを有する第1切れ刃と、
第1側面と、
前記第1側面と交差して前記第1切れ刃となる稜線を構成している第2側面と、を有しており、
前記第1側面と前記底面とが互いに交差して第2切れ刃となる稜線を構成しており、
前記第2側面と前記底面とが互いに交差して第3切れ刃となる稜線を構成しており、
前記主軸の軸心に平行に見て、前記第1切れ刃のうちの前記底面の側の端部と前記主軸の軸心との距離が、前記外周面と前記主軸の軸心との最大距離よりも短く、
前記制御装置は、前記2方向を含む平面内の所定の移動軌跡の情報を取得し、取得した前記情報に基づいて、前記第1切れ刃を前記移動軌跡に沿って移動させる、前記主軸の軸心回りの回転位置、及び前記主軸と前記ワーク保持部との前記2方向における相対位置それぞれの所定の周期毎の目標値を算出し、算出した前記目標値が実現されるように前記主軸駆動源及び前記駆動部を制御する、ように構成されており、
前記刃部と前記ワークとの相対的な振動を生じさせている状態で、前記移動軌跡としての角隅部の目標形状に沿って前記第1切れ刃を移動させ、このとき、前記角隅部の谷線に前記第1切れ刃を近づけながら前記第1切れ刃による切削に係るすくい角を正に大きくしていき、その後、前記角隅部の谷線から前記第1切れ刃を離しながら前記第1切れ刃による切削に係るすくい角を正に大きくしていくことによって前記角隅部を切削する
加工機。
A rotary tool that has a blade and
The spindle to which the rotary tool is fixed and
The work holding part that holds the work and the work holding part
A spindle drive source that rotates the spindle around the axis,
A drive unit that moves the spindle and the work holding portion relative to each other in at least two directions orthogonal to the axial direction of the spindle.
A control device that controls the spindle drive source and the drive unit,
Have and
The blade is
It has an outer peripheral surface exposed to the outside of the rotary tool over one circumference around the axis of the rotary tool, and a bottom surface facing the side opposite to the spindle.
The outer peripheral surface is
A first cutting edge having a length in the axial direction of the rotary tool,
The first aspect and
It has a second side surface that intersects the first side surface and forms a ridgeline that serves as the first cutting edge.
The first side surface and the bottom surface intersect each other to form a ridgeline serving as a second cutting edge.
The second side surface and the bottom surface intersect with each other to form a ridgeline serving as a third cutting edge.
When viewed parallel to the axis of the spindle, the distance between the end of the first cutting edge on the bottom surface side and the axis of the spindle is the maximum distance between the outer peripheral surface and the axis of the spindle. Shorter than
The control device acquires information on a predetermined movement locus in a plane including the two directions, and based on the acquired information, moves the first cutting edge along the movement locus. A target value for each predetermined cycle of the rotation position around the center and the relative position of the spindle and the work holding portion in the two directions is calculated, and the spindle drive source is realized so that the calculated target value is realized. And is configured to control the drive unit.
The first cutting edge is moved along the target shape of the corner portion as the movement locus in a state where the relative vibration between the blade portion and the work is generated, and at this time, the corner portion The rake angle related to cutting by the first cutting edge is increased positively while bringing the first cutting edge closer to the valley line of the corner, and then the first cutting edge is separated from the valley line at the corner of the corner. A processing machine that cuts the corners by increasing the rake angle for cutting with the first cutting edge.
前記駆動部は、前記振動を生じさせる
請求項1に記載の加工機。
The processing machine according to claim 1, wherein the drive unit causes the vibration.
前記主軸、前記ワーク保持部、前記主軸駆動源、前記駆動部及び前記制御装置を含み、前記回転工具及び前記ワークを含まない加工機本体が、前記駆動部とは別に、前記振動を生じさせる振動発生機構を更に有している
請求項1に記載の加工機。
Vibration that causes the vibration of the machine body that includes the spindle, the work holding unit, the spindle drive source, the drive unit, and the control device, but does not include the rotary tool and the work. The processing machine according to claim 1, further comprising a generation mechanism.
前記回転工具は、前記振動を生じる振動発生機構を更に有している
請求項1に記載の加工機。
The processing machine according to claim 1, wherein the rotary tool further has a vibration generation mechanism that causes the vibration.
前記外周面は、前記第1側面の前記第1切れ刃とは反対側の縁部、及び前記第2側面の前記第1切れ刃とは反対側の縁部と交差し、かつ切れ刃を構成していない第3側面を有している
請求項1~4のいずれか1項に記載の加工機。
The outer peripheral surface intersects the edge portion of the first side surface opposite to the first cutting edge and the edge portion of the second side surface opposite to the first cutting edge, and constitutes a cutting edge. The processing machine according to any one of claims 1 to 4, which has a third aspect that is not provided.
前記回転工具のシャンクの軸心に平行に見て、前記第1切れ刃のうちの底面側の端部と前記シャンクの軸心との距離は、前記外周面と前記シャンクの軸心との最大距離の半分以下である
請求項1~5のいずれか1項に記載の加工機。
When viewed parallel to the axis of the shank of the rotary tool, the distance between the bottom end of the first cutting edge and the axis of the shank is the maximum of the outer peripheral surface and the axis of the shank. The processing machine according to any one of claims 1 to 5, which is less than half of the distance.
前記シャンクの軸心に平行に見て、前記第1切れ刃のうちの底面側の端部が前記シャンクの軸心に位置している
請求項6に記載の加工機。
The processing machine according to claim 6, wherein the end portion of the first cutting edge on the bottom surface side is located at the axis of the shank when viewed in parallel with the axis of the shank.
回転工具の刃部によってワークを切削して被加工物を製造する製造方法であって、
前記回転工具を所定の回転軸回りに回転させるとともに、少なくとも前記回転軸に直交する2方向において前記回転工具と前記ワークとを相対的に平行移動させる移動ステップと、
前記移動ステップに並行して、前記刃部を前記ワークに対して振動させる振動ステップと、を有しており、
前記刃部は、
前記回転工具の軸回りの1周に亘って前記回転工具の外部に露出している外周面と、 前記回転工具のシャンクとは反対側に面している底面と、を有しており、
前記外周面は、
前記回転工具の軸方向に長さを有する第1切れ刃と、
第1側面と、
前記第1側面と交差して前記第1切れ刃となる稜線を構成している第2側面と、を有しており、
前記第1側面と前記底面とが互いに交差して第2切れ刃となる稜線を構成しており、
前記第2側面と前記底面とが互いに交差して第3切れ刃となる稜線を構成しており、
前記回転軸に平行に見て、前記第1切れ刃のうちの前記底面の側の端部と前記回転軸との距離が、前記外周面と前記回転軸との最大距離よりも短く、
前記移動ステップでは、前記回転工具の前記回転軸回りの回転位置の制御と、前記2方向における相対位置の制御との同期を取ることによって前記第1切れ刃を前記ワークの目標形状に沿って移動させて、前記第1切れ刃によって前記ワークを切削し、
前記目標形状は、前記回転軸に平行に見て、前記刃部の最大径の半分未満の曲率半径を有する隅形状を含んでおり、
前記移動ステップ及び前記振動ステップでは、前記刃部と前記ワークとの相対的な振動を生じさせている状態で、前記隅形状を含む目標形状に沿って前記第1切れ刃を移動させ、このとき、前記隅形状の谷線に前記第1切れ刃を近づけながら前記第1切れ刃による切削に係るすくい角を正に大きくしていき、その後、前記隅形状の谷線から前記第1切れ刃を離しながら前記第1切れ刃による切削に係るすくい角を正に大きくしていくことによって前記隅形状を切削する
被加工物の製造方法。
It is a manufacturing method that manufactures a workpiece by cutting a workpiece with the blade of a rotary tool.
A moving step in which the rotating tool is rotated around a predetermined rotation axis and the rotating tool and the work are relatively translated in at least two directions orthogonal to the rotation axis.
In parallel with the moving step, it has a vibration step of vibrating the blade portion with respect to the work.
The blade is
It has an outer peripheral surface exposed to the outside of the rotary tool over one circumference around the axis of the rotary tool, and a bottom surface facing the side opposite to the shank of the rotary tool.
The outer peripheral surface is
A first cutting edge having a length in the axial direction of the rotary tool,
The first aspect and
It has a second side surface that intersects the first side surface and forms a ridgeline that serves as the first cutting edge.
The first side surface and the bottom surface intersect with each other to form a ridgeline serving as a second cutting edge.
The second side surface and the bottom surface intersect with each other to form a ridgeline serving as a third cutting edge.
When viewed in parallel with the rotation axis, the distance between the end of the first cutting edge on the bottom surface side and the rotation axis is shorter than the maximum distance between the outer peripheral surface and the rotation axis.
In the movement step, the first cutting edge is moved along the target shape of the work by synchronizing the control of the rotation position of the rotary tool around the rotation axis with the control of the relative position in the two directions. Then, the work is cut by the first cutting edge.
The target shape includes a corner shape having a radius of curvature of less than half the maximum diameter of the blade when viewed parallel to the axis of rotation.
In the moving step and the vibration step, the first cutting edge is moved along the target shape including the corner shape in a state where the relative vibration between the blade portion and the work is generated. The rake angle related to cutting by the first cutting edge is increased positively while bringing the first cutting edge closer to the corner-shaped valley line, and then the first cutting edge is removed from the corner-shaped valley line. A method for manufacturing a workpiece that cuts the corner shape by increasing the rake angle related to cutting by the first cutting edge while separating them.
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