JPH08257875A - 切削加工方法および切削加工用移動経路データの設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送り速度が小さくなる低速領域で回転切削工
具の撓み変形量の変化に起因して食込みが生じることを
防止する。 【構成】 回転切削工具の移動経路データＣＬを作成す
る際に、設定送り速度で切削加工を行う場合の工具の撓
み変形に伴う刃先位置の軸方向変位量を補正量ｚとして
算出する（Ｓ６）とともに、ＮＣ工作機械の減速機能に
よって送り速度が遅くなるピック動作部などの低速領域
を移動経路データＣＬから求め（Ｓ７，Ｓ８）、その低
速領域では上記補正量ｚだけ回転切削工具が被削物から
離間するように移動経路データＣＬを補正する（Ｓ
９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は切削加工方法および切削加工用移
動経路データの設定方法に係り、特に、送り速度の変化
に伴う回転切削工具の撓み変形量の変化に起因する食込
みを防止する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ（数値制御）工作機械を用いて回転
切削工具を軸心まわりに回転駆動しつつその軸心と交差
する方向を含んで予め定められた移動経路データに従っ
て被削物に対して相対移動させることにより、その被削
物に自由曲面等の所定の切削加工を行うことが、金型加
工など各種の分野で広く実施されている。特開昭５５−
５８９４９号公報に記載の装置はその一例で、工具を回
転駆動する主軸とＺ軸との平行度誤差を考慮し、工具の
軸方向長さに応じて移動経路データのＸ軸方向位置，Ｙ
軸方向位置を補正するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
切削加工においては、回転切削工具の送り速度が変化す
るとそれに伴って回転切削工具の撓み変形量が変化する
ため、送り方向（加工進行方向）が急激に変化する部位
で送り速度が減速されると、回転切削工具の撓み変形が
戻って真っ直ぐになり、他の部分に比較して食込みを生
じ、深く削り過ぎるという問題があった。工具の撓み変
形量は送り速度が速い程大きく、近年の高速化に伴って
切削加工時の撓み変形量は大きくなる傾向にあるが、送
り方向が１８０°変化するピック動作部などでは要求加
工精度を確保するために例えば１／３〜１／５程度まで
送り速度が落とされるため、この送り速度の大きな変化
に起因して上記問題が顕在化してきたのである。ＮＣ工
作機械は、送り方向が変化する部分で自動的に減速する
減速機能を備えているのが普通である。また、上記のよ
うに局部的に深く削り過ぎた場合、これを周囲の形状と
馴染ませるように手作業などで修正するためには、その
周辺を比較的広範囲に亘って削り落とす必要があり、修
正作業が面倒で時間がかかる。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、送り速度が小さくな
る低速領域で回転切削工具の撓み変形量の変化に起因し
て食込みが生じることを防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成
するために、第１発明は、回転切削工具を軸心まわりに
回転駆動しつつその軸心と交差する方向を含んで被削物
に対して相対移動させることにより、その被削物に所定
の切削加工を行う切削加工方法において、前記回転切削
工具を第１送り速度で相対移動させるとともにその第１
送り速度よりも低速の第２送り速度で相対移動させなが
ら切削加工を行う場合に、その第２送り速度で相対移動
させる低速領域で、送り速度の変化に伴う前記回転切削
工具の撓み変形量の変化に起因する刃先位置の軸方向変
位量を略最小値として定められた所定の補正量だけ、そ
の回転切削工具の軸方向位置を前記被削物から相対的に
離間させることを特徴とする。

【０００６】

【作用】すなわち、相対的に送り速度が遅くて回転切削
工具の撓み変形量が小さくなる低速領域、具体的には第
２送り速度で相対移動が行われる領域では、回転切削工
具の軸方向位置を被削物から相対的に離間させるのであ
り、これにより減速時や加速時の撓み変形量の変化に起
因する低速領域での食込み（削り過ぎ）が防止される。
特に、本発明では撓み変形量の変化に起因する刃先位置
の軸方向変位量を略最小値として補正量が定められ、そ
の補正量だけ回転切削工具の軸方向位置を相対変位させ
るものであるため、食込みがより確実に防止される。回
転切削工具の撓み変形に伴う刃先位置の軸方向変位量
は、工具のヤング率，工具長などの諸元や比切削抵抗，
送り速度などの切削条件等から演算式に従って求めた
り、予め実験などで求めたりすることができ、この軸方
向変位量に基づいて補正量を定めることができる。

【０００７】ここで、撓み変形量の変化に起因する刃先
位置の軸方向変位量を補正量とすれば、送り速度の変化
に伴う回転切削工具の撓み変形量の変化に起因する加工
誤差が解消するが、制御誤差や切削条件の変動などで食
込みを生じる恐れがある一方、多少削り残しを生じる程
度に補正量を大きめに設定しておけば、その削り残し部
分を除去するだけで良いため、食込みが生じた場合に比
較して修正範囲が小さく、修正作業を容易且つ迅速に行
うことができる。大きめの補正量は、例えば設定送り速
度などの第１送り速度で切削加工が行われる場合の回転
切削工具の撓み変形に伴う刃先位置の軸方向変位量、言
い換えれば回転切削工具の撓みが解消して真っ直ぐに戻
る場合の変位量などで、その場合には食込みを確実に防
止しつつ削り残しを最小にできる。

【０００８】なお、第２送り速度で相対移動させる低速
領域は必ずしも一定速度である必要はなく、加減速範囲
を有する場合は、その加減速範囲を含めることが望まし
い。すなわち、相対的に送り速度が遅くなって回転切削
工具の撓み変形量が小さくなる領域が低速領域で、その
部分の送り速度が第２送り速度であり、第１送り速度を
含めて必ずしも一定速度である必要はないのである。

【０００９】

【第１発明の効果】このように、本発明によれば低速領
域での食込みが略防止され、その後の手作業などによる
修正が容易となる。

【００１０】

【課題を解決するための第２の手段】第２発明は、ＮＣ
工作機械を用いて回転切削工具を軸心まわりに回転駆動
しつつその軸心と交差する方向を含んで予め定められた
移動経路データに従って被削物に対して相対移動させる
ことにより、その被削物に所定の切削加工を行うに際し
て、前記移動経路データを設定する方法であって、
（ａ）前記ＮＣ工作機械の減速機能に基づいて、前記移
動経路データから前記相対移動させる際の送り速度が小
さくなる低速領域を求める低速領域演算工程と、（ｂ）
前記送り速度の変化に伴う前記回転切削工具の撓み変形
量の変化に起因する刃先位置の軸方向変位量を略最小値
として補正量を設定する補正量設定工程と、（ｃ）前記
低速領域で前記回転切削工具の軸方向位置を前記補正量
だけ前記被削物から相対的に離間させるように前記移動
経路データを補正する補正工程とを有することを特徴と
する。

【００１１】

【作用】すなわち、この第２発明は前記第１発明の切削
加工方法に従って切削加工が行われるようにＮＣ工作機
械の移動経路データを設定する方法に関するもので、先
ず低速領域演算工程において、ＮＣ工作機械の減速機能
に基づいて、予め定められた移動経路データから送り速
度が小さくなる低速領域を求める。ＮＣ工作機械の減速
機能は、例えば送り方向の変化角度と減速割合との関係
や減速送りを行うための加減速度などで、移動経路デー
タから分かる送り方向の変化角度と設定送り速度とか
ら、送り方向変化領域（ピック動作部など）の低速送り
速度を求めるとともに、その低速送り速度と加減速度と
から減速領域および加速領域を求めることができ、減速
開始から一定の低速送りとなり、その後加速して元の設
定送り速度となるまでの領域を低速領域とする。ＮＣ工
作機械の減速機能は機種によって異なるが、その減速機
能に従って設定送り速度より遅い送り速度で相対移動さ
せられる領域を低速領域として求めれば良い。

【００１２】次の補正量設定工程では、上記送り速度の
変化に伴う回転切削工具の撓み変形量の変化に起因する
刃先位置の軸方向変位量を略最小値として補正量を設定
し、補正工程では、上記低速領域で回転切削工具の軸方
向位置を上記補正量だけ前記被削物から相対的に離間さ
せるように移動経路データを補正する。そして、このよ
うな移動経路データを用いてＮＣ工作機械により切削加
工を行えば、ピック動作部などの低速領域では回転切削
工具の軸方向位置が被削物から相対的に離間させられる
ため、減速時や加速時の撓み変形量の変化に起因する低
速領域での食込みが防止される。特に、撓み変形量の変
化に起因する刃先位置の軸方向変位量を略最小値として
補正量が定められ、その補正量だけ回転切削工具の軸方
向位置が相対変位させられるため、食込みがより確実に
防止される。

【００１３】

【第２発明の効果】このように、本発明においても前記
第１発明と同様に低速領域での食込みが略防止され、そ
の後の手作業などによる修正が容易となる。また、本発
明ではＮＣ工作機械の減速機能に応じて移動経路データ
を補正するようにしているため、ＮＣ工作機械の減速制
御をそのまま利用でき、大掛かりな設計変更が必要な
い。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は請求項１および請求項２に記載の
発明方法を好適に実施できるＮＣ加工システムを説明す
る機能ブロック線図で、１０は移動経路データＣＬを含
むＮＣデータを作成するためのＣＡＭ(Computer Aided
Manufacturing)システム、１１はそのＮＣデータを記憶
する磁気テープや磁気ディスクなどの記憶媒体であるＮ
Ｃデータメモリ、１２はＮＣデータに従って切削加工を
行うＮＣ工作機械である。ＮＣ工作機械１２はＮＣ制御
部１４およびＮＣ動作部１６を備えており、ＮＣ動作部
１６は、例えば図３に示すように回転切削工具としての
ボールエンドミル１８、そのボールエンドミル１８をＺ
軸と平行な軸心まわりに回転駆動する主軸回転駆動手段
２０、およびボールエンドミル１８をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸
方向へ３次元的に平行移動させる送り駆動手段２２を有
し、ボールエンドミル１８を回転駆動しつつ軸心と交差
する方向を含んで予め定められた上記移動経路データＣ
Ｌに従って被削物２４に対して相対移動させることによ
り、その被削物２４に自由曲面等の所定の切削加工を行
う。主軸回転駆動手段２０は例えばサーボモータなどの
電動モータであり、送り駆動手段２２は例えば３軸方向
へそれぞれ移動させる３組の送りねじおよびその送りね
じを回転駆動するサーボモータなどを含んで構成され
る。

【００１５】前記ＣＡＭシステム１０は、ＣＰＵ，ＲＡ
Ｍ，ＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータを利用し
てＮＣデータを作成するもので、機能的にＣＬ作成処理
手段２８，低速領域演算手段３０，補正量演算手段３
２，およびＣＬ補正手段３４を備えており、データベー
ス３６から必要な情報を読み込みながら図２に示すフロ
ーチャートに従ってＮＣデータの中の移動経路データＣ
Ｌを作成する。データベース３６には、移動経路データ
ＣＬを作成するのに必要な情報、具体的には製品形状デ
ータや加工に使用する工具形状、例えばボールエンドミ
ル１８の半径などの他、切削加工時のボールエンドミル
１８の撓み変形に伴う刃先位置の軸方向変位量を求める
ために必要な情報、具体的には工具のヤング率Ｅ、断面
２次モーメントＩ、工具長Ｌ、被削物２４の比切削抵抗
ｐｔなどが記憶されている。

【００１６】図２において、ステップＳ１〜Ｓ３はＣＬ
作成処理手段２８によって実行され、先ずステップＳ１
では、キーボード等の入力操作手段に対する作業者の入
力操作などに従って、データベース３６から加工しよう
とする製品形状データおよび使用するボールエンドミル
１８のデータを読み込み、液晶パネルなどの画像表示装
置上に製品形状すなわち加工表面形状を表示するととも
に、その加工表面からボールエンドミル１８の半径寸法
分だけ離間した位置にオフセット面４０（図４参照）を
作成する。ステップＳ２では、そのオフセット面４０を
Ｚ軸方向から見た平面図上、言い換えればＸ−Ｙの２次
元平面上に投影した状態で、作業者の入力操作などによ
り工具の移動経路が設定され、ステップＳ３ではその移
動経路をＺ軸方向へ移動させて３次元のオフセット面４
０との交線を求め、その交線を工具中心すなわちボール
エンドミル１８の先端半球形状の球中心の移動経路４２
として定め、その移動経路４２を表すＸＹＺの３次元座
標を移動経路データＣＬとする。図４は、ボールエンド
ミル１８をＸ軸方向へ往復移動させるとともに、そのＸ
軸方向の移動端で入力操作などで設定されたピックフィ
ード寸法ＰだけＹ軸方向へ移動させて切削加工を行う場
合であるが、この移動経路４２は任意に定めることがで
きる。また、移動経路データＣＬには、上記移動経路４
２の他にアプローチ部４４、リトラクト部４６に関する
データも含まれる。

【００１７】次のステップＳ４では、食込みを防止する
ための補正処理を行うか否かが作業者の入力操作によっ
て選択される。すなわち、上記移動経路４２におけるＸ
軸方向の移動端で送り方向が１８０°反転するピック動
作部４２ａでは、位置精度を確保するためにＮＣ工作機
械１２の減速制御によって送り速度Ｆが小さくされるた
め、その送り速度Ｆの低下に起因してボールエンドミル
１８の撓み変形（しなり）が戻り、被削物２４に食い込
んで削り過ぎを生じるため、これをを防止するためにボ
ールエンドミル１８をＺ軸方向へ逃がすための移動経路
データＣＬの補正処理を行うか否かを、作業者の入力操
作によって決めるのである。このような食込みは、上記
ピック動作部４２ａだけでなく、アプローチ部４４やリ
トラクト部４６などボールエンドミル１８の送り方向が
大きく変化する部位では、同様に生じる。アプローチ部
４４では、ボールエンドミル１８は撓み変形量が略零で
あるが、Ｘ軸方向への移動が開始するとその切削抵抗で
撓むため、結果的にアプローチ部４４に食込みが生じる
のである。

【００１８】製品の裏側など要求加工精度が比較的低
く、食込み防止を必要としない場合には、そのまま移動
経路データＣＬの作成を終了するが、食込み防止のため
の補正処理を行う場合にはステップＳ５以下を実行す
る。ステップＳ５では、ステップＳ６以下の演算処理で
必要な工具や切削条件に関する情報をデータベース３６
から読み込み、ステップＳ６において補正量ｚを算出す
る。このステップＳ６は請求項２の補正量設定工程に相
当するもので前記補正量演算手段３２によって実行さ
れ、設定送り速度Ｆ₁ でボールエンドミル１８を移動さ
せながら切削加工を行う場合の図５に示す工具の撓み変
形量（しなり）ｄを次式（１）に従って算出するととも
に、刃先位置（工具中心）の軸方向変位量ΔＬを次式
（２）に従って近似的に算出し、この軸方向変位量ΔＬ
を補正量ｚとして設定する。すなわち、本実施例では実
際の送り速度Ｆの変化とは無関係に、設定送り速度Ｆ₁
で切削加工が行われる場合の軸方向変位量ΔＬだけ工具
中心の軸方向位置が変化しても食込み（削り過ぎ）が生
じないように補正量ｚが設定されるのであり、アプロー
チ部４４での送り速度変化に起因する実際の工具中心の
軸方向変位量とは略一致するが、ピック動作部４２ａや
リトラクト部４６での送り速度変化に起因する実際の工
具中心の軸方向変位量よりは大きな値が設定されること
になる。図５の４８は、主軸のチャックである。 ｄ＝ｗ・Ｌ³ ／６・Ｅ・Ｉ ・・・（１） ΔＬ＝Ｌ−√（Ｌ² −ｄ² ） ・・・（２）

【００１９】上記（１）式および（２）式において、Ｅ
は工具のヤング率、Ｉは断面２次モーメント、Ｌは工具
長で、それぞれデータベース３６に記憶されている。ま
た、ｗは切削抵抗で、次式（３）に示すように工具軸方
向の切込み深さＡ、工具径方向の最大切屑厚さＴ（図６
参照）、および比切削抵抗ｐｔを掛算することによって
求められ、最大切屑厚さＴは、設定送り速度Ｆ₁ および
ピックフィード寸法Ｐから求められる。比切削抵抗ｐｔ
はデータベース３６に記憶されているが、切込み深さＡ
や設定送り速度Ｆ₁ 、ピックフィード寸法Ｐは、作業者
の入力操作などによって設定される。この場合に、送り
速度Ｆが遅くなると主軸回転数は一定であるから１刃当
たりの送りは小さくなり、表１から明らかなように比切
削抵抗ｐｔは大きくなるが、最大切屑厚さＴの減少の割
合の方が大きいため、切削抵抗ｗとしては小さくなる。
すなわち、切削抵抗ｗは送り速度Ｆが大きい程大きくな
り、それに伴って前記撓み変形量ｄや軸方向変位量ΔＬ
も大きくなるのである。表１は、主な被削材の比切削抵
抗ｐｔの一例を示したものである。なお、１kgf/mm ² は
約９．８ＭＰａである。 ｗ＝ｐｔ・Ａ・Ｔ ・・・（３）

【００２０】

【表１】

【００２１】次のステップＳ７およびＳ８は請求項２の
低速領域演算工程に相当するもので前記低速領域演算手
段３０によって実行され、ステップＳ７では、前記移動
経路データＣＬを分析して送り方向の変化（角度）がＮ
Ｃ工作機械１２によって減速制御が行われる減速角度以
上の減速制御部を求めるとともに、その角度の大きさに
応じて低速送り速度Ｆ₂ を設定する。また、ステップＳ
８では、上記減速制御部で低速送り速度Ｆ₂ となるよう
に送り速度Ｆを減速および加速する加減速範囲Ｑを、Ｎ
Ｃ工作機械１２の加減速時の加速度±ａから求め、その
加減速範囲Ｑを含めて設定送り速度Ｆ₁ よりも低い送り
速度Ｆでボールエンドミル１８が移動させられる低速領
域を求める。前記ピック動作部４２ａについて、図７お
よび図８を参照しつつ具体的に説明すると、ピック動作
部４２ａでは送り方向が略１８０°反転するため最も小
さい割合、例えば設定送り速度Ｆ₁ の１／３程度の低速
送り速度Ｆ₂ が設定されるとともに、加速度±ａを用い
て加減速範囲Ｑが次式（４）に従って求められ、その加
減速範囲Ｑから減速制御開始点Ａおよび減速制御終了点
Ｄが設定される。この減速制御開始点Ａから減速制御終
了点Ｄまでの範囲が低速領域である。 Ｑ＝｛（Ｆ₁ −Ｆ₂ ）／ａ｝×｛（Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ）／２｝ ・・・（４）

【００２２】なお、上例では送り方向の変化（角度）に
よって低速送り速度Ｆ₂ が異なり、加減速時の加速度が
一定値±ａであるが、低速送り速度Ｆ₂ が一定であった
り、切削条件によって加減速時の加速度が異なる場合な
ど、ＮＣ工作機械１２の減速機能は種類によって異なる
ため、使用するＮＣ工作機械１２の減速機能に応じて上
記低速領域は求められる。低速領域を求めるのに必要な
ＮＣ工作機械１２の減速機能は、予め機種毎にデータベ
ース３６などに設定されるか作業者の入力操作などで設
定される。

【００２３】最後のステップＳ９は請求項２の補正工程
に相当するもので前記ＣＬ補正手段３４によって実行さ
れ、ステップＳ１〜Ｓ３で作成された移動経路データＣ
ＬのうちステップＳ８で求められた低速領域の位置デー
タについて、ステップＳ６で求められた補正量ｚだけボ
ールエンドミル１８が被削物２４から離間するようにＺ
軸方向の位置を補正する。この補正の態様としては、減
速範囲（図７のＡ〜Ｂ）でボールエンドミル１８が滑ら
かに離間させられ、加速範囲（図７のＣ〜Ｄ）で滑らか
に接近させられるようにすることが望ましいが、減速制
御開始点Ａで補正量ｚだけ離間させ、減速制御終了点Ｄ
で補正量ｚだけ接近させるようにしても良い。これによ
り、最終の移動経路データＣＬが設定され、前記設定送
り速度Ｆ ₁ や切込み深さＡ、主軸回転数などの切削条件
に関するデータと共にＮＣデータメモリ１１に記憶され
てＮＣ工作機械１２に送られる。

【００２４】ＮＣ工作機械１２のＮＣ制御部１４は、Ｃ
ＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュー
タを含んで構成されており、上記ＮＣデータメモリ１１
に記憶されたＮＣデータに従ってＮＣ動作部１６の作動
を制御するもので、機能的に送り速度制御手段５０およ
び低速領域演算手段５２を備えている。送り速度制御手
段５０は、設定送り速度Ｆ₁ で移動経路データＣＬが表
す移動経路４２に従ってボールエンドミル１８が移動す
るように、工具位置検出手段５４によって検出される実
際の工具位置と比較しながら前記送り駆動手段２２の作
動を制御する。低速領域演算手段５２は前記低速領域演
算手段３０と機能的に同じもので、移動経路データＣＬ
を分析して減速制御部や低速送り速度Ｆ₂ を求めるとと
もに、減速制御部で低速送り速度Ｆ₂ となるように送り
速度Ｆを減速および加速する加減速範囲Ｑを求め、その
情報を上記送り速度制御手段５０に出力する。送り速度
制御手段５０では、低速領域演算手段５２から供給され
る情報に従って減速制御を行い、例えばピック動作部４
２ａでは図８に示すように送り速度Ｆを制御する。な
お、図示は省略するが、上記ＮＣ制御部１４は主軸回転
制御手段も備えており、ＮＣデータメモリ１１に設定さ
れた主軸回転数で主軸を回転駆動するように主軸回転駆
動手段２０の作動を制御する。

【００２５】このような本実施例のＮＣ加工システムに
おいては、ＣＡＭシステム１０によって移動経路データ
ＣＬを設定する際に、ＮＣ工作機械１２によって減速制
御が行われる低速領域を求めるとともに、設定送り速度
Ｆ₁ などからボールエンドミル１８の撓み変形による軸
方向変位量ΔＬを求めて補正量ｚとし、移動経路データ
ＣＬのうち低速領域のデータについて補正量ｚだけボー
ルエンドミル１８が被削物２４から離間するようにＺ軸
方向位置が補正される。そして、その移動経路データＣ
Ｌに従ってＮＣ工作機械１２により切削加工が行われる
と、ピック動作部４２ａなどの低速領域ではボールエン
ドミル１８の軸方向位置が被削物２４から上記補正量ｚ
だけ離間させられるため、減速時や加速時の撓み変形量
の変化に起因する低速領域での食込みが防止される。特
に、本実施例では最も速い設定送り速度Ｆ₁ の時の軸方
向変位量ΔＬを補正量ｚとしているため、低速領域での
食込みが確実に防止される。設定送り速度Ｆ₁ は請求項
１の第１送り速度に相当し、それより低速の低速領域に
おける送り速度Ｆは第２送り速度に相当する。

【００２６】このように、本実施例では低速領域での食
込みが確実に防止されるため、その後の手作業などによ
る修正が容易となる。すなわち、本実施例では図９の
（ａ）に示すように低速領域で削り残し６０が生じる
が、その場合の修正範囲は、（ｂ）のように低速領域で
食込み６２が生じた場合に比較して小さく、容易且つ迅
速に修正作業を行うことができるのである。しかも、設
定送り速度Ｆ₁ の時の軸方向変位量ΔＬを補正量ｚとし
ているため、食込みを確実に防止しつつ削り残し６０を
最小にでき、修正作業が一層容易となる。図９において
斜線で示す部分は、修正作業でグラインダ等により削り
取る部分である。

【００２７】また、本実施例ではＣＡＭシステム１０で
移動経路データＣＬを作成する際に、使用するＮＣ工作
機械１２の減速機能に応じて低速領域を求めるととも
に、その低速領域における移動経路データＣＬのＺ軸方
向位置を補正量ｚだけ補正するようになっているため、
ＮＣ工作機械１２そのものについては何ら設計変更など
を行う必要がなく、従来のＮＣ工作機械１２をそのまま
使用できる。

【００２８】また、本実施例では低速領域での低速送り
速度Ｆ₂ とは無関係に、低速領域では一定の補正量ｚす
なわち設定送り速度Ｆ₁ での撓み変形による軸方向変位
量ΔＬだけＺ軸方向位置を補正するようにしているた
め、低速送り速度Ｆ₂ や加速度±ａに応じて極め細かく
補正量ｚを求める場合に比較して、移動経路データＣＬ
の補正が容易である。

【００２９】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通す
る部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

【００３０】前記実施例ではＣＡＭシステム１０で移動
経路データＣＬを作成する際に低速領域における移動経
路データＣＬのＺ軸方向位置を補正量ｚだけ補正するよ
うになっていたが、例えば図１０に示すように、ＣＡＭ
システム７０では前記ＣＬ作成処理手段２８により移動
経路データＣＬを作成するだけで、ＮＣ工作機械７４の
ＮＣ制御部７６において、前記補正量演算手段３２によ
って補正量ｚを求めるとともに、ＣＬ補正手段３４によ
り低速領域における移動経路データＣＬのＺ軸方向位置
を補正量ｚだけ補正するようにしても良い。この場合に
は、設定送り速度Ｆ₁ や切込み深さＡなどの切削条件や
移動経路データＣＬの他に、補正量ｚすなわち軸方向変
位量ΔＬを求めるのに必要な情報、具体的には工具のヤ
ング率Ｅ，断面２次モーメントＩ，工具長Ｌ，比切削抵
抗ｐｔを、データ記憶手段７２によってＮＣデータメモ
リ１１に予め記憶しておくことになる。

【００３１】この実施例も請求項１および請求項２に記
載の発明の一実施例であるが、低速領域演算手段５２で
求めた低速領域をそのまま使って移動経路データＣＬを
補正できるため、低速領域演算手段５２と同じ処理をＣ
ＡＭシステム１０でも行う前記実施例に比較して、移動
経路データＣＬを補正するための処理や作業が容易にな
るとともに、全体として装置を簡略化できる。

【００３２】なお、補正量ｚを求める補正量演算手段３
２については、本実施例ではＮＣ工作機械７４の減速機
能が分からなくても補正量ｚを求めることができるた
め、ＣＡＭシステム７０側に補正量演算手段３２を設け
て補正量ｚを求めるとともにＮＣデータメモリ１１に記
憶させるようにし、ＣＬ補正手段３４のみをＮＣ工作機
械７４側に設けるようにしてもよい。

【００３３】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００３４】例えば、前記実施例では一定の補正量ｚだ
けＺ軸方向位置を補正するようになっていたが、個々の
低速領域での低速送り速度Ｆ₂ や加減速度に応じて送り
速度変化に起因する軸方向変位量ΔＬの変化量を極め細
かく求め、その変化量に対応させてＺ軸方向位置を逐次
変化させることにより、食込みおよび削り残しが略零と
なるようにすることも可能である。

【００３５】また、前記実施例では回転切削工具として
ボールエンドミル１８が用いられていたが、他のエンド
ミルやフライスなどを用いて加工を行う場合にも本発明
は適用され得る。回転切削工具と被削物との相対移動は
必ずしも３次元である必要はなく、回転切削工具の軸心
と直角な２次元平面内で相対移動させて切削加工を行う
場合にも本発明を適用できる。

【００３６】また、前記実施例では減速機能を備えてい
るＮＣ工作機械１２，７４で切削加工を行う場合に、そ
のＮＣ工作機械１２，７４自体の減速機能による低速領
域で工具を離間させる場合について説明したが、移動経
路データを含むＮＣデータ自体に低速領域を設定すると
ともに、その低速領域で食込みが生じないように移動経
路データを補正するようにしても良い。

【００３７】また、前記実施例では移動経路データＣＬ
を含むＮＣデータをＮＣデータメモリ１１に記憶してＮ
Ｃ工作機械１２，７４に送るようになっていたが、ＯＮ
ラインなどでＣＡＭシステム１０，７０から直接ＮＣ工
作機械１２，７４に送ることもできる。

【００３８】また、前記実施例では軸方向変位量ΔＬを
演算式で求めるようになっていたが、予め実験などで工
具の種類毎に送り速度や被削物の材質などをパラメータ
として軸方向変位量ΔＬを求め、それに基づいて補正量
ｚをデータマップ化してデータベース３６などに記憶し
ておいても良い。工具毎に切削条件には制限があるた
め、その切削条件から撓み変形に伴う刃先位置の最大軸
方向変位量を求めて補正量ｚとし、実際の切削加工時の
切削条件とは無関係にその補正量ｚだけ補正するように
しても良い。

【００３９】また、前記図３のＮＣ動作部１６はＺ軸が
垂直の縦型であったが、主軸と平行なＺ軸が略水平の横
型のものでも良いことは勿論、送り速度変化に伴う回転
切削工具の撓み変形量の変化に起因する食込みを回避す
るように低速領域で回転切削工具を相対的に被削物から
逃がすことができる種々の工作機械に本発明は適用可能
である。移動経路データＣＬの作成についても、ＣＡＭ
システム１０，７０以外の装置を用いることができる。

【００４０】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を好適に実施できるＮＣ加工システ
ムの一例を示す機能ブロック線図である。

【図２】図１のＣＡＭシステムで移動経路データＣＬを
設定する際の手順を説明するフローチャートである。

【図３】図１におけるＮＣ工作機械のＮＣ動作部の一例
を説明する図である。

【図４】図１のＣＡＭシステムで工具移動経路を設定す
る際の一例を説明する図である。

【図５】図２のステップＳ６で補正量ｚとして算出する
軸方向変位量ΔＬを説明する図である。

【図６】図２のステップＳ６で軸方向変位量ΔＬを算出
する際に切削抵抗を求めるために用いる工具径方向の最
大切屑厚さＴを説明する図である。

【図７】図２のステップＳ７およびＳ８で求める低速領
域のうちの加減速範囲Ｑをピック動作部について具体的
に説明する図である。

【図８】図７のピック動作部における送り速度変化の一
例を示す図である。

【図９】図１のＮＣ工作機械で切削加工を行った場合に
生じる削り残しおよび修正範囲（ａ）を、従来のように
食込みが生じる場合（ｂ）と比較して示す図である。

【図１０】本発明方法を好適に実施できるＮＣ加工シス
テムの別の例を示す機能ブロック線図である。

【符号の説明】

１２，７４：ＮＣ工作機械 １８：ボールエンドミル（回転切削工具） ２４：被削物 ＣＬ：移動経路データ ステップＳ６：補正量設定工程 ステップＳ７，Ｓ８：低速領域演算工程 ステップＳ９：補正工程

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転切削工具を軸心まわりに回転駆動し
   つつ該軸心と交差する方向を含んで被削物に対して相対
   移動させることにより、該被削物に所定の切削加工を行
   う切削加工方法において、 前記回転切削工具を第１送り速度で相対移動させるとと
   もに該第１送り速度よりも低速の第２送り速度で相対移
   動させながら切削加工を行う場合に、該第２送り速度で
   相対移動させる低速領域で、送り速度の変化に伴う前記
   回転切削工具の撓み変形量の変化に起因する刃先位置の
   軸方向変位量を略最小値として定められた所定の補正量
   だけ、該回転切削工具の軸方向位置を前記被削物から相
   対的に離間させることを特徴とする切削加工方法。
2. 【請求項２】 ＮＣ工作機械を用いて回転切削工具を軸
   心まわりに回転駆動しつつ該軸心と交差する方向を含ん
   で予め定められた移動経路データに従って被削物に対し
   て相対移動させることにより、該被削物に所定の切削加
   工を行うに際して、前記移動経路データを設定する方法
   であって、 前記ＮＣ工作機械の減速機能に基づいて、前記移動経路
   データから前記相対移動させる際の送り速度が小さくな
   る低速領域を求める低速領域演算工程と、 前記送り速度の変化に伴う前記回転切削工具の撓み変形
   量の変化に起因する刃先位置の軸方向変位量を略最小値
   として補正量を設定する補正量設定工程と、 前記低速領域で前記回転切削工具の軸方向位置を前記補
   正量だけ前記被削物から相対的に離間させるように前記
   移動経路データを補正する補正工程とを有することを特
   徴とする切削加工用移動経路データの設定方法。