WO2013069476A1

WO2013069476A1 - 工作機械

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Publication number: WO2013069476A1
Application number: PCT/JP2012/077715
Authority: WO
Inventors: 竜榛木; 孝一小林; 能吉今崎
Original assignee: ハリキ精工株式会社; 有限会社アドバンテック
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-05-16
Also published as: JP5033929B1; JP2013103279A; CN103781576A; EP2724800A8; US20140102268A1; TW201328816A; US9975211B2; EP2724800A4; CN103781576B; TWI558497B; EP2724800B1; KR101961317B1; ES2728281T3; EP2724800A1; KR20140096992A

Abstract

　主に難削材からなるワークの加工品質を高品位に安定化させることができると共に火災発生を抑制し、なお且つ、実用的で、ワークの加工形状が限定されず、しかも、切削工具及び／又はワークを複数軸で低周波振動させたとしても切屑を細かく分断できる低周波振動切削を実現することができる工作機械を提供することを目的としている。　この目的を達成するため、工作機械は、ワーク加工用の切削工具（４）を保持する切削工具台（５）と、ワーク（２）を保持する回転機構３とを備え、前記切削工具（４）を前記ワーク（２）に対して相対的に複数軸方向に送り動作させるように、前記切削工具台（５）又は前記回転機構（３）を移動自在に設け、前記ワーク（２）と前記切削工具（４）とを相対的に複数軸方向に同期して低周波振動させるように、前記切削工具台（５）又は前記回転機構（３）の移動を制御する制御装置（８）を設けている。

Description

工作機械

　本発明は、切削工具又はワークを回転させてワークの切削加工を行う工作機械に関する。より詳しくは、切削工具及び／又はワークを低周波振動させてワークを切削加工する工作機械に関する。

　従来の工作機械として、ワークに対してバイト等の切削工具を相対的に一定の方向に進行させて上記ワークを切削加工する、いわゆる慣用切削加工を行う工作機械が知られている。また一方、切削工具の刃先に圧電素子を用いて超音波領域の振動を与えながらワークを切削加工する、いわゆる超音波振動切削加工を行う工作機械も知られている（例えば、特許文献１）。そしてさらには、特許文献２に記載のように、切削工具に加振機を取付ける工作機械も知られている。

　この特許文献２に記載の工作機械を、図１３を参照して説明すれば、当該工作機械１００は、第１案内路１０１を有し、この第１案内路１０１は、油圧シリンダ１０２のピストンロッド１０３と連結した刃物台１０４をワークＷの軸心Ｏと直角の向きに移動させるように案内している。また工作機械１００は、加振機１０５を有し、この加振機１０５はワークＷの軸心Ｏと平行な送り方向の向きに振動を発生させる振動機構と、切削工具１０６を着脱自在に固定する装置とを有し、そしてさらに、送りシリンダ１０７のピストンロッド１０８と連結して上記刃物台１０４に固着された第２案内路１０９にて送り方向の向きに移動可能となっている。そして、このように構成される工作機械１００を振動させることによって、軸心Ｏ周りに回転しているワークＷの切削加工が行われるというものである。

特開２０００－０５２１０１号公報特公昭４９－１７７９０号公報特開平６－２８５７０１号公報

　しかしながら、従来の工作機械には以下のような問題があった。すなわち、慣用切削加工を行う工作機械は、バイト等の切削工具を相対的に一定の方向に進行させて上記ワークを切削加工するのであるが、その際発生する切削熱や摩擦熱を効果的に冷却及び潤滑させることができず、それが原因で切削工具の刃先を著しく摩耗させてしまい、ワークの加工品質にばらつきを生じさせてしまうという問題があった。さらに、切削加工する際発生する切屑が上記切削工具に絡まり、それが原因で品質にばらつきが生じるばかりか火災が発生するという問題もあった。

　一方、超音波振動切削加工を行う工作機械は、難削材の切削加工を可能にするという利点があるものの加工時間が大幅に掛かるばかりか、非常に高価であり、さらには、圧電素子を用いているため切削工具を工作機械に取り付けるためのアダプターの役割を持つツーリングの設置箇所に制約が生じる等の問題があった。そのため、上記超音波振動切削加工を行う工作機械は、実用性に欠けるという問題があった。

　また一方、切削工具に加振機を取付けた工作機械は、難削材の切削加工を可能にするという利点があるものの、ワークの加工形状が限定されてしまうという問題があった。すなわち、工作機械１００は、加振機１０５を取り付けているため、切削工具１０６を垂直方向と水平方向にしか移動させることができず、ワークを図１３に示すワークＷの加工形状にしようとすれば、ワークＷの円弧部ＷＲを切削加工する際、矢印Ｐ１０の向きに工作機械１００を回転させて切削加工しなければならない。しかしながら、実際のところ、工作機械１００を矢印Ｐ１０方向に回転させようとすれば、ワークＷや、図１３には図示していない他の機械に干渉してしまい、矢印Ｐ１０方向に回転させることは物理的に不可能であった。それゆえ、切削工具に加振機を取付けた工作機械では、ワークの加工形状が限定されてしまうという問題があった。

　そこで、上記のような問題点を解決すべく、特許文献３に記載のようなＮＣ旋削加工装置を用いて低周波振動切削をさせるように設計変更することも考えられる。すなわち、このＮＣ旋削加工装置は、サーボモータによって、工具を所定距離だけ移動させて一旦停止させ、さらに所定距離だけリバースさせるという動作を繰り返すことによって、ある程度長い切屑に分断し、ワークを切削加工するというものである。そこで、この動作を応用し、工具の動作を停止させずに前進後退を繰り返し、上記工具を低周波振動切削させることも考えられる。

　しかしながら、上記のようなＮＣ旋削加工装置を複数軸で単に低周波振動させようとすると、思うような制御ができず、低周波振動を実現することができない、すなわち、切屑を細かく分断できるような低周波振動切削を実現することができないという問題があった。

　そこで本発明は、上記問題点に鑑み、主に難削材からなるワークの加工品質を高品位に安定化させることができると共に火災発生を抑制し、なお且つ、実用的で、ワークの加工形状が限定されず、しかも、切削工具及び／又はワークを複数軸で低周波振動させたとしても、切屑を細かく分断できる低周波振動切削を実現することができる工作機械を提供することを目的としている。

　上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

　請求項１に係る工作機械は、ワーク加工用の切削工具（４）を保持する切削工具保持手段（切削工具台５，回転機構３１）と、ワーク（２）を保持するワーク保持手段（回転機構３，ワークチャック機構３２）とを備え、
　前記切削工具（４）を前記ワーク（２）に対して相対的に複数軸方向に送り動作させるように、前記切削工具保持手段（切削工具台５，回転機構３１）又は前記ワーク保持手段（回転機構３，ワークチャック機構３２）を移動自在に設け、
　前記ワーク（２）と前記切削工具（４）とを相対的に複数軸方向に同期して低周波振動させるように、前記切削工具保持手段（切削工具台５，回転機構３１）又は前記ワーク保持手段（回転機構３，ワークチャック機構３２）の移動を制御する制御機構（制御装置８）を設けてなることを特徴としている。

　一方、請求項２に係る工作機械は、上記請求項１に記載の工作機械において、前記切削工具保持手段（切削工具台５，回転機構３１）を複数軸方向に移動自在に設けてなることを特徴としている。

　また、請求項３に係る工作機械は、上記請求項１に記載の工作機械において、前記ワーク保持手段（回転機構３，ワークチャック機構３２）を複数軸方向に移動自在に設けてなることを特徴としている。

　また一方、請求項４に係る工作機械は、上記請求項１に記載の工作機械において、前記切削工具保持手段（切削工具台５）及び前記ワーク保持手段（回転機構３）を移動自在に設け、前記切削工具保持手段（切削工具台５）と前記ワーク保持手段（回転機構３）とが協働して移動し、前記切削工具（４）を前記ワーク（２）に対して相対的に複数軸方向に送り動作させてなることを特徴としている。

　他方、請求項５に係る工作機械は、上記請求項１に記載の工作機械において、前記ワーク（２）と前記切削工具（４）とを前記低周波振動させるためのデータが予め格納されている振動切削情報格納手段（振動切削情報格納部８３）を設け、
　前記制御機構（制御装置８）は、前記振動切削情報格納手段（振動切削情報格納部８３）に格納されているデータに基づいて制御してなることを特徴としている。

　次に、本発明の効果について説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

　請求項１の発明にかかる工作機械では、制御機構（制御装置８）によって、ワーク（２）と切削工具（４）とを相対的に複数軸方向に同期して低周波振動させるように、切削工具保持手段（切削工具台５，回転機構３１）又はワーク保持手段（回転機構３，ワークチャック機構３２）の移動を制御する。これにより、ワーク（２）と切削工具（４）内に生じる空間（Ｋ）（図１等参照）にキャビテーションが発生し、そこに切削加工を行う際使用されるクーラント等が吸い込まれるため、ワーク（２）を加工する際発生する切削熱や摩擦熱を効果的に冷却及び潤滑させることができる。そのため、本発明によればワークの加工品質を安定させることができる。

　また、本発明によれば、ワーク（２）を切削工具（４）によって切削加工する際、低周波振動によってワーク（２）の切屑が粉状となり、切削工具に切屑が絡まりにくくなる。それゆえ、品質が安定し、さらには、火災の発生を抑制することができる。

　さらに、本発明によれば、ワーク（２）と切削工具（４）とを相対的に複数軸方向に同期して低周波振動させるにあたって、制御機構（制御装置８）を用いて制御しているだけであるから、簡便な構造であるため実用的であり、なお且つ、ワークの加工形状が限定されないという効果を奏する。

　そして、本発明によれば、制御機構（制御装置８）によって、切削工具保持手段（切削工具台５，回転機構３１）又はワーク保持手段（回転機構３，ワークチャック機構３２）の移動を制御し、ワーク（２）と切削工具（４）とを相対的に複数軸方向に送り動作させる際、同期して送り動作させて低周波振動させている。これにより、切屑を細かく分断できる低周波振動切削を実現することができる。

　また、上記のような工作機械を、請求項２の発明にかかる工作機械のように、切削工具保持手段（切削工具台５，回転機構３１）を複数軸方向に移動自在に設けることもできる。また、請求項３の発明にかかる工作機械のように、ワーク保持手段（回転機構３，ワークチャック機構３２）を複数軸方向に移動自在に設けることもできる。さらには、請求項４の発明に係る工作機械のように、切削工具保持手段（切削工具台５）及びワーク保持手段（回転機構３）を移動自在に設け、切削工具保持手段（切削工具台５）とワーク保持手段（回転機構３）とが協働して移動し、切削工具（４）をワーク（２）に対して相対的に複数軸方向に送り動作させることもできる。

　一方、請求項５の発明にかかる工作機械のように、ワーク（２）と切削工具（４）とを上記のように低周波振動させるためのデータが予め格納されている振動切削情報格納手段（振動切削情報格納部８３）を設ければ、上記制御機構（制御装置８）は、振動切削情報格納手段（振動切削情報格納部８３）に格納されているデータに基づいて制御することができる。これにより、切屑を細かく分断できる最適な振動で低周波振動切削を実現することができる。すなわち、周波数は、理論上、振幅とその補間速度によって決定するが、実際は、振幅やその補間速度と周波数の関係は工作機械の機械特性（例えばテーブル上の質量やモータ特性等）によって種々様々に変化し、比例関係のような一定の関係になっておらず、机上の計算では所望の振動（最適な周波数及び振幅）を作成することができない。また、切屑を分断することを目的として、低周波振動切削を実現させようとすれば、ワークの回転数又は切削工具の回転数と低周波振動切削する際の周期とを同期させないように設定しなければならないが、そのような周期を計算で算出するのは非常に困難である。それゆえ、振動切削情報格納手段（振動切削情報格納部８３）に、ワーク（２）と切削工具（４）とを上記のように低周波振動させるためのデータを予め格納しておき、そのデータに基づいて、上記制御機構（制御装置８）にて制御させれば、切屑を細かく分断できる最適な振動で低周波振動切削を実現することができる。

　なお、本明細書における低周波とは、０Ｈｚより大きく１０００Ｈｚ以下の範囲をいうものである。

本発明の第１実施形態に係る工作機械の概略構成を示すブロック図である。同実施形態の制御装置のブロック図である。同実施形態の振動切削情報格納部に格納されているテーブル図である。同実施形態に係る切削工具をＡ点からＢ点まで直線補間等によって移動させる場合を示した説明図である。同実施形態に係る工作機械の一使用例を示すフローチャート図である。本発明の第２実施形態に係る工作機械の概略構成を示すブロック図である。本発明の第３実施形態に係る工作機械の概略構成を示すブロック図である。同実施形態に係る工作機械の動作を説明するための説明図である。本発明の第４実施形態に係る工作機械の概略構成を示すブロック図である。本発明の第５実施形態に係る工作機械の概略構成を示すブロック図である。実施例１の工作機械を用いてワークを低周波振動切削加工した際の加工品を示す写真である。実施例２又は比較例１の工作機械を用いてワークを切削加工した際の加工品を示す図である。従来の工作機械の概略構成を示す説明図である。

＜第１実施形態＞
　以下、本発明に係る第１実施形態について、図１～図５を参照して具体的に説明する。

　本実施形態に係る工作機械１は、ＣＮＣ旋盤からなるもので、図１に示すように、被加工物であるワーク２を回転自在に支持する回転機構３と、ベース６上に設けられ、なお且つ、上記ワーク２を切削加工する切削工具（図示ではバイト）４を保持する切削工具台５が載置されてなる切削工具送り機構７と、その切削工具送り機構７の動作を、サーボアンプ９を介して、切削工具４が所望の低周波振動をするように制御する制御装置８とを備えている。なお、図１では、Ｚ軸上の切削工具送り機構７しか図示していないが、直交するＸ軸上の切削工具送り機構も有している。

　上記回転機構３は、スピンドルモータ３ａを有し、そのスピンドルモータ３ａの主軸３ｂにはチャック機構３ｃが回転可能に取り付けられている。そして、そのチャック機構３ｃには被加工物であるワーク２が掴時されており、この掴持されたワーク２は、スピンドルモータ３ａの回転駆動により回転軸Ｒ周りで回転駆動するようになっている。

　一方、上記切削工具送り機構７は、ワーク２に対して進退自在（矢印Ｐ１参照）に切削工具４の送り動作をさせる駆動源であるリニアサーボモータからなる切削工具送り駆動モータ７ａを有している。この切削工具送り駆動モータ７ａは、可動子７ａ１と固定子７ａ２とで構成されており、この可動子７ａ１は、磁性体の構造物に励磁コイルが巻回されて構成され、固定子７ａ２は、多数のマグネットが長手方向に列設されて構成されている。

　そしてこの可動子７ａ１は、上記切削工具台５が載置されているテーブル７ｂの下部に設けられ、固定子７ａ２は、上記ベース６上に設けられているガイドレール７ｃの上部に設けられている。また、上記テーブル７ｂの下部には、そのテーブル７ｂが上記ガイドレール７ｃに沿うように移動するのを案内する一対のガイド７ｄが設けられている。

　このように構成される切削工具送り機構７をワーク２に対して進退自在（矢印Ｐ１参照）に移動させるには、まず、サーボアンプ９が、制御装置８より送出される指令に基づく電流を可動子７ａ１に送出する。これにより、可動子７ａ１と固定子７ｂ１の夫々の磁極が吸引・反発を行うため、前後方向（矢印Ｐ１参照）の推力が発生し、その推力に伴ってテーブル７ｂが前後方向（矢印Ｐ１参照）に移動することとなる。そして、その推力に伴うテーブル７ｂの移動にあたっては、一対のガイド７ｄが設けられているから、その一対のガイド７ｄによって、テーブル７ｂは、ガイドレール７ｃに沿うように移動することとなる。それゆえ、切削工具送り機構７をワーク２に対して進退自在（矢印Ｐ１参照）に移動させることができる。なお本実施形態においては、切削工具送り駆動モータ７ａとして、リニアサーボモータを用いたが、それに限らずどのようなリニアモータを用いても良い。また、リニアモータに限らず、サーボモータを用いても良いが、サーボモータを用いる際、ボールネジを用いることとなる。そのため、切削工具送り機構７の進退動作を行っている際、バックラッシュが発生してしまうと、振動が吸収されてしまうため、ボールネジ等を必要としないダイレクト制御が可能なリニアモータを用いた方が好ましい。

　ここで、制御装置８について図２及び図３を用いてより詳しく説明する。制御装置８は、図２に示すように、ＣＰＵ等からなる中央制御部８０と、タッチパネル等からなる入力部８１と、その入力部８１を用いて使用者がプログラムしたプログラム情報を格納するプログラム情報格納部８２と、切削工具４を複数軸方向（図示では、Ｘ軸とＺ軸の２軸方向）に同期させて送り動作させ低周波振動させるためのデータが格納されている振動切削情報格納部８３と、サーボアンプ９を介して切削工具送り駆動モータ７ａの動作を制御するモータ制御部８４と、液晶モニタ等からなる表示部８５とで構成されている。

　振動切削情報格納部８３は、図３に示す振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬが格納されている。すなわち、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬには、プログラム設定値（ワーク２の回転数（ｒｐｍ），ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量（ｍｍ））に対応したデータ（切削工具送り機構７の前進量（ｍｍ），切削工具送り機構７の後退量（ｍｍ），切削工具送り機構７の前進速度（ｍｍ／ｍｉｎ），切削工具送り機構７の後退速度（ｍｍ／ｍｉｎ），切削工具４の振動周波数（Ｈｚ））が格納されている。より具体的に説明すると、使用者が入力部８１を用いて、例えば、ワーク２の回転数を１０００（ｒｐｍ）とプログラムした場合、そのワーク２の回転数１０００（ｒｐｍ）に適切なワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量として、０．００５（ｍｍ），０．０１（ｍｍ），０．０１５（ｍｍ）の３種類の送り量を設定できるようになっている。そして、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬには、これら送り量（０．００５（ｍｍ），０．０１（ｍｍ），０．０１５（ｍｍ））に対応した切削工具送り機構７の前進量（０．０３５（ｍｍ），０．０４（ｍｍ），０．０４５（ｍｍ））、切削工具送り機構７の後退量（０．０３（ｍｍ），０．０３（ｍｍ），０．０３（ｍｍ））、切削工具送り機構７の前進速度（２９０（ｍｍ／ｍｉｎ），３００（ｍｍ／ｍｉｎ），３５０（ｍｍ／ｍｉｎ））、切削工具送り機構７の後退速度（２９０（ｍｍ／ｍｉｎ），３００（ｍｍ／ｍｉｎ），３５０（ｍｍ／ｍｉｎ））、切削工具４の振動周波数（２５（Ｈｚ），２５（Ｈｚ），２５（Ｈｚ））が格納されている。このように、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬには、使用者が入力部８１を用いてプログラムした回転数（ｒｐｍ）及びその１回転当たりの送り量（ｍｍ）に対応した切削工具送り機構７の前進量（ｍｍ），切削工具送り機構７の後退量（ｍｍ），切削工具送り機構７の前進速度（ｍｍ／ｍｉｎ），切削工具送り機構７の後退速度（ｍｍ／ｍｉｎ），切削工具４の振動周波数（Ｈｚ）が格納されている。

　これにより、例えば、使用者が入力部８１を用いてワーク２の回転数を１０００（ｒｐｍ）、当該ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量を０．００５（ｍｍ）にプログラムしたとすると、切削工具送り機構７の前進量０．０３５（ｍｍ），切削工具送り機構７の後退量０．０３（ｍｍ），切削工具送り機構７の前進速度２９０（ｍｍ／ｍｉｎ），切削工具送り機構７の後退速度２９０（ｍｍ／ｍｉｎ）が選定され、この選定されたデータに基づいてモータ制御部８４がサーボアンプ９を介して切削工具送り駆動モータ７ａの動作を制御するため、切削工具４が低周波振動することとなる。なお、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬに格納されている切削工具４の振動周波数２５（Ｈｚ）は、表示部８５に表示されるもので、切削工具４の低周波振動には何ら関与していない。そのため、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬには、切削工具４の振動周波数を格納しなくても良いが、使用者がプログラムしたワーク２の回転数（ｒｐｍ）、当該ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量（ｍｍ）に対応する切削工具４の振動周波数（Ｈｚ）を簡単容易に確認できるため、切削工具４の振動周波数を格納するのが好ましい。

　なお、このように、本実施形態において説示した振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬに格納されている値はあくまで例示であり、工作機械の機械特性に応じた種々様々な値を予め格納することができる。

　ところで、この工作機械の機械特性に応じた値は、当該工作機械を予め動作実験することにより、その実験したデータを収集し決定されるものである。

　次に、本実施形態に係る工作機械１の一使用例として、切削工具４を、Ｘ軸とＺ軸の２軸方向に同期させて図４に示すＡ点（ｕ０，ｗ０）からＢ点（Ｕ，Ｗ）まで移動させる方法について図５を用いて説明する。なおここで、Ａ点とは切削工具４の現在位置を示すものである。

　まず、使用者は入力部８１を用いて、ＮＣ言語を用いたプログラムを作成する。具体的には、ワーク２の回転数を入力し、通常の切削（慣用切削）から低周波振動切削を行う場合の振動切削指令コードの入力を行う。なお、当然のことながら、低周波振動切削を行わない場合は、振動切削指令コードの入力は行われない。

　さらに、使用者は、入力部８１を用いて、切削工具４の移動地点であるＢ点（Ｕ，Ｗ）の入力をし、そして、そのＢ点までの移動に際して、直補補間しながら切削工具４を移動させるのか、又は、時計方向に円弧補間しながら切削工具４を移動させるのか、あるいは、反時計方向に円弧補間しながら切削工具４を移動させるのかの補間方法の入力と、円弧補間するのであれば半径の入力と、ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量の入力を、ＮＣ言語を用いてプログラム作成する。このプログラムを具体的に示せば、例えば、次のように記述することができる。

＜ＮＣプログラム＞
Ｓ１０００（ワーク２の回転数）；
Ｍ１２３（振動切削ＯＮコード）；
Ｇ１（直線補間）　ＸＵ　ＺＷ（移動地点までの座標値）
　　　　　　　　　Ｆ０．０１（ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量）；
又は
Ｇ２（円弧補間（時計方向））　ＸＵ　ＺＷ（移動地点までの座標値）
　　　　　　　　　Ｒ１０．０（円弧半径）
　　　　　　　　　Ｆ０．０１（ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量）；
又は
Ｇ３（円弧補間（反時計方向））　ＸＵ　ＺＷ（移動地点までの座標値）
　　　　　　　　　Ｒ１０．０（円弧半径）
　　　　　　　　　Ｆ０．０１（ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量）；
Ｍ４５６（振動切削ＯＦＦコード）；

　上記ＮＣプログラムは、まず、「Ｓ１０００」と記述することで、ワーク２の回転数を１０００（ｒｐｍ）とプログラム設定している。そして、「Ｍ１２３」と記述することで、振動切削をＯＮに設定し、切削工具４をＢ点まで直線補間させるのであれば、「Ｇ１　ＸＵ　ＺＷ」と記述し、さらに「Ｆ０．０１」と記述することで、ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量を０．０１（ｍｍ）にプログラム設定している。

　一方、切削工具４をＢ点まで円弧補間（時計方向）させるのであれば、「Ｇ２　ＸＵ　ＺＷ」と記述し、そして、「Ｒ１０．０」記述することで、円弧補間する際の円弧半径を１０．０（ｍｍ）にプログラム設定し、さらに、「Ｆ０．０１」と記述することで、ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量を０．０１（ｍｍ）にプログラム設定している。

　他方、切削工具４をＢ点まで円弧補間（反時計方向）させるのであれば、「Ｇ３　ＸＵ　ＺＷ」と記述し、そして、「Ｒ１０．０」記述することで、円弧補間する際の円弧半径を１０．０（ｍｍ）にプログラム設定し、さらに、「Ｆ０．０１」と記述することで、ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量を０．０１（ｍｍ）にプログラム設定している。

　そして、このようなプログラムを記述した後、「Ｍ４５６」と記述することで、振動切削をＯＦＦに設定する。なお、振動切削させず、通常の切削（慣用切削）をさせる場合は、「Ｍ１２３」「Ｍ４５６」の振動切削指令コードを記述しなければ良い。

　かくして、上記のようなプログラムが作成されると、中央制御部８０は、その作成したプログラムをプログラム情報格納部８２に格納する（ステップＳ１）。なお、上記ＮＣプログラムにおける「Ｍ１２３」「Ｍ４５６」は、あくまで例示であり、任意のコードに変更可能である。

　上記プログラム作成後、使用者は入力部８１を用いて上記作成したプログラムの実行指令を行う（ステップＳ２）。これにより、中央制御部８０は、プログラム情報格納部８２に格納されているプログラムを読み出し、切削モードの確認を行う（ステップＳ３）。

　切削モードが、通常の切削（慣用切削）を行うモード（「Ｍ１２３」の振動切削指令コードがプログラムされていない）であれば（ステップＳ３：ＮＯ）、中央制御部８０は、上記プログラムされた切削工具４の移動地点であるＢ点（Ｕ，Ｗ）までの補間方法に基づいた補間軌道の演算処理を行い、その演算結果をモータ制御部８４に出力する。そして、その情報を受け取ったモータ制御部８４は、その情報に基づき切削工具４をＡ点（ｕ０，ｗ０）からＢ点（Ｕ，Ｗ）まで、サーボアンプ９を介して切削工具送り駆動モータ７ａを制御することで、上記補間軌道に沿って移動させる（ステップＳ４）。その後、中央制御部８０は、その情報処理を終了する。

　一方、切削モードが、低周波振動切削を行うモード（「Ｍ１２３」の振動切削指令コードがプログラムされている）であれば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、中央制御部８０は、振動切削情報格納部８３に格納されている振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬのプログラム設定値と一致するような、ワーク２の回転数及びワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量がプログラムされたか否かを確認する（ステップＳ５）。振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬのプログラム設定値と一致するようなプログラム設定がされていなければ（ステップＳ５：ＮＯ）、中央制御部８０は、表示部８５に適正値がプログラム設定されていない旨の警告を表示させ（ステップＳ６）、処理を終了する。すなわち、例えば、使用者が入力部８１を用いてワーク２の回転数を１０００（ｒｐｍ）、ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量を０．０２０（ｍｍ）にプログラムしたとすると、図３に示す振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬを見れば明らかなように、ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量０．０２０（ｍｍ）は、ワーク２の回転数１０００（ｒｐｍ）に対する適切なワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量（０．００５（ｍｍ），０．０１（ｍｍ），０．０１５（ｍｍ））のプログラム設定値と一致しない。そのため、中央制御部８０は、表示部８５に適正値がプログラム設定されていない旨の警告を表示させることとなる。これより、使用者は、ワーク２の１回転当たりの切削工具４の適切な送り量を確実にプログラムすることができる。

　また一方、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬのプログラム設定値と一致するようなプログラム設定がされていれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、中央制御部８０は、振動切削情報格納部８３に格納されている振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬより、使用者が入力部８１を用いてプログラムしたワーク２の回転数及びワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量に対応した切削工具送り機構７の前進量，切削工具送り機構７の後退量，切削工具送り機構７の前進速度，切削工具送り機構７の後退速度，切削工具４の振動周波数を選定する。そしてさらに、中央制御部８０は、プログラム情報格納部８２に格納されている切削工具４の移動地点であるＢ点までの補間方法のプログラム情報と上記選定した情報（切削工具送り機構７の前進量，切削工具送り機構７の後退量，切削工具送り機構７の前進速度，切削工具送り機構７の後退速度）により、補間軌道に沿った前進、後退運動の演算処理を行う。そして、中央制御部８０は、この演算結果をモータ制御部８４に出力し、それと共に、上記選定した切削工具４の振動周波数を表示部８５に出力する。（ステップＳ７）。

　このような演算結果を受け取ったモータ制御部８４は、その情報に基づいて、サーボアンプ９を介して切削工具送り駆動モータ７ａを制御し、切削工具４を低周波振動させる。すなわち、モータ制御部８４は、切削工具送り機構７を上記演算結果に基づいて前進、後退させるという動作を繰り返す処理を行う。これにより、切削工具４は、図１に示すように実線位置、破線位置に交互に移動し、低周波振動することとなる。このように、モータ制御部８４は、切削工具４をＸ軸とＺ軸の２軸方向に同期させ、上記補間軌道に沿って前進後退の動作を繰り返して振動させながら、Ａ点（ｕ０，ｗ０）からＢ点（Ｕ，Ｗ）まで移動させる（ステップＳ８）。これにより、ワーク２を低周波振動させた切削工具４にて加工することができる。なお、表示部８５に出力された切削工具４の振動周波数は、表示部８５に表示されることとなる。

　以上説明した本実施形態によれば、ワーク２を切削加工する切削工具４の送り動作を行う切削工具送り機構７の駆動源である切削工具送り駆動モータ７ａを制御装置８によって、上記切削工具４を低周波振動させるように制御している。これにより、図１に示すように、ワーク２と切削工具４内に生じる空間Ｋにキャビテーションが発生し、そこに切削加工を行う際使用されるクーラント等が吸い込まれるため、ワーク２を加工する際に発生する切削熱や摩擦熱を効果的に冷却及び潤滑させることができる。そのため、本実施形態によればワークの加工品質を安定させることができる。

　また、本実施形態によれば、切削工具４は低周波振動しながらワーク２を切削加工するため、低周波振動によってワーク２の切屑が粉状となり、切削工具に切屑が絡まりにくくなる。それゆえ、品質が安定し、火災の発生を抑制することができる。

　さらに、本実施形態によれば、切削工具４を低周波振動させるにあたって、制御装置８を用いて切削工具送り駆動モータ７ａを制御しているだけであるから、簡便な構造であるため実用的である。しかも、制御装置８を用いて切削工具送り駆動モータ７ａを補間方向に制御することができるため、ワークを自由自在に加工することができる。それゆえ、ワークの加工形状が限定されないという効果を奏する。

　そして、本実施形態によれば、制御装置８によって、切削工具４が複数軸方向に同期して低周波振動するように制御しているから、切屑を細かく分断できる低周波振動切削を実現することができる。

　一方、本実施形態によれば、振動切削情報格納部８３に、ワーク２の回転数と当該ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量に応じて切削工具４を複数軸方向に同期させて送り動作させ低周波数振動させるためのデータが予め格納されているから、切屑を細かく分断できる最適な振動で低周波振動切削を実現することができる。

　そしてさらには、本実施形態によれば、使用者は、ＮＣプログラムを作成する際、通常の慣用切削を実行させるプログラムに加え、振動切削指令コード（振動切削ＯＮコード、振動切削ＯＦＦコード）を付加したプログラムを作成するだけで、最適な振動で低周波振動切削を実行させることができる。

　なお、本実施形態においては、補間方法として、直線補間と円弧補間を例示したが、勿論、それに限らず、テーパ補間等、どのような補間方法でもよいことは言うまでもない。

＜第２実施形態＞
　次に、本発明に係る第２実施形態について、図６を参照して具体的に説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略する。

　本実施形態に係る工作機械１０は、ＣＮＣ旋盤からなるもので、図６に示すように、被加工物であるワーク２を切削加工する切削工具４を保持する切削工具台５と、上記ワーク２を回転自在に支持する回転機構３と、その回転機構３の下部に設けられているワーク２を切削工具４に対して進退自在（矢印Ｐ２参照）に送り動作させるワーク送り機構１１と、そのワーク送り機構１１の動作を、サーボアンプ９を介して、ワーク２が所望の低周波振動をするように制御する制御装置８とを備えている。なお、図６では、Ｚ軸上のワーク送り機構１１しか図示していないが、直交するＸ軸上のワーク送り機構も有している。

　ワーク送り機構１１は、切削工具４に対して進退自在（矢印Ｐ２参照）にワーク２の送り動作をさせる駆動源であるリニアサーボモータからなるワーク送り駆動モータ１１ａを有している。このワーク送り駆動モータ１１ａは、可動子１１ａ１と固定子１１ａ２とで構成されており、この可動子１１ａ１は、磁性体の構造物に励磁コイルが巻回されて構成され、固定子１１ａ２は、多数のマグネットが長手方向に列設されて構成されている。

　そしてこの可動子１１ａ１は、上記回転機構３のスピンドルモータ３ａの下部に設けられ、固定子１１ａ２は、ベース１２の上端部に設けられているガイドレール１１ｂの上部に設けられている。また、上記スピンドルモータ３ａの下部には、そのスピンドルモータ３ａが上記ガイドレール１１ｂに沿うように移動するのを案内する一対のガイド１１ｃが設けられている。なお、ベース１２の上他端部には、上記切削工具台５が設けられている。

　このように構成されるワーク送り機構１１を切削工具４に対して進退自在（矢印Ｐ２参照）に移動させるには、まず、サーボアンプ９が、制御装置８より送出される指令に基づく電流を可動子１１ａ１に送出する。これにより、可動子１１ａ１と固定子１１ｂ１の夫々の磁極が吸引・反発を行うため、前後方向（矢印Ｐ２参照）の推力が発生し、その推力に伴ってスピンドルモータ３ａが前後方向（矢印Ｐ２参照）に移動することとなる。そして、その推力に伴うスピンドルモータ３ａの移動にあたっては、一対のガイド１１ｃが設けられているから、その一対のガイド１１ｃによって、上記スピンドルモータ３ａは、ガイドレール１１ｂに沿うように移動することとなる。それゆえ、ワーク送り機構１１を切削工具４に対して進退自在（矢印Ｐ２参照）に移動させることができる。なお本実施形態においては、ワーク送り駆動モータ１１ａとして、リニアサーボモータを用いたが、それに限らずどのようなリニアモータを用いても良い。また、リニアモータに限らず、サーボモータを用いても良いが、サーボモータを用いる際、ボールネジを用いることとなるため、ワーク送り機構の進退動作を行っている際、バックラッシュが発生してしまうと、振動が吸収されてしまうため、ボールネジ等を必要としないダイレクト制御が可能なリニアモータを用いた方が好ましい。

　次に、このように構成される工作機械１０のワーク２を複数軸方向（図示では、Ｘ軸とＺ軸の２軸方向）に同期させて、図６に示すように実線位置、破線位置に交互に移動させて、振動させながら、切削工具４にて切削加工させる方法について説明する。なお、この方法は、第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と相違する点のみを述べることとする。

　振動切削情報格納部８３には、ワーク２を複数軸方向（図示では、Ｘ軸とＺ軸の２軸方向）に同期させて送り動作させ低周波振動させるためのデータ、すなわち、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬ（図３参照）が格納されている。この振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬ（図３参照）には、使用者が入力部８１を用いてプログラムしたワーク２の回転数（ｒｐｍ）及びワーク２の１回転当たりのワーク２の送り量（ｍｍ）に対応したワーク送り機構１１の前進量（ｍｍ），ワーク送り機構１１の後退量（ｍｍ），ワーク送り機構１１の前進速度（ｍｍ／ｍｉｎ），ワーク送り機構１１の後退速度（ｍｍ／ｍｉｎ），ワーク２の振動周波数（Ｈｚ）が格納されている。これにより、中央制御部８０は、使用者が入力部８１を用いてプログラムしたワーク２の回転数及びワーク２の１回転当たりのワーク２の送り量に対応したワーク送り機構１１の前進量，ワーク送り機構１１の後退量，ワーク送り機構１１の前進速度，ワーク送り機構１１の後退速度，ワーク２の振動周波数を選定する。そして、中央制御部８０は、プログラム情報格納部８２に格納されているワーク２の移動地点であるＢ点までの補間方法のプログラム情報と上記選定した情報（ワーク送り機構１１の前進量，ワーク送り機構１１の後退量，ワーク送り機構１１の前進速度，ワーク送り機構１１の後退速度）により、補間軌道に沿った前進、後退運動の演算処理を行う。そして、中央制御部８０は、この演算結果をモータ制御部８４に出力し、それと共に、上記選定したワーク２の振動周波数を表示部８５に出力する。

　モータ制御部８４は、上記演算結果に基づいて、ワーク２を、複数軸方向（図示では、Ｘ軸とＺ軸の２軸方向）に同期させて、図６に示すように実線位置、破線位置に交互に移動させるように制御する。これにより、ワーク２が低周波振動しながら、切削工具４にて切削加工されることとなる。なお、表示部８５に出力されたワーク２の振動周波数は、表示部８５に表示されることとなる。

　しかして、本実施形態と第１実施形態とは低周波振動させる対象が異なるだけであるから、本実施形態は、第１実施形態と同様の効果を奏することとなる。

＜第３実施形態＞
　次に、本発明に係る第３実施形態について、図７を参照して具体的に説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略する。

　本実施形態に係る工作機械２０は、ＣＮＣ旋盤からなるもので、図７に示すように、Ｚ軸上には、被加工物であるワーク２を回転自在に支持する回転機構３と、その回転機構３の下部に設けられ、且つ、ベース２１上に設けられている上記ワーク２を進退自在（矢印Ｐ３参照）に送り動作させるワーク送り機構１１とが設けられている。そして、Ｚ軸に垂直なＸ軸上には、ベース２２上に設けられ、上記ワーク２を切削加工する切削工具４を進退自在（矢印Ｐ４参照）に送り動作させる切削工具送り機構７が設けられている。そしてさらに、工作機械２０には、その切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の動作を、サーボアンプ９を介して、切削工具４及びワーク２が、所望の低周波振動をするように夫々制御する制御装置８が備えられている。なお、図７では、Ｚ軸上のワーク送り機構１１，Ｘ軸上の切削工具送り機構７しか図示していないが、ＸＺ軸に直交するＹ軸上のワーク送り機構、切削工具送り機構も有している。

　次に、このように構成される工作機械２０のワーク２及び切削工具４を、複数軸方向（図示では、Ｘ軸とＺ軸とＹ軸の３軸方向）に協働で同期させ、図７に示すように実線位置、破線位置に交互に移動させて、振動させながら、上記ワーク２を上記切削工具４にて切削加工させる方法について、図８も用いて説明する。なお、この方法は、第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と相違する点のみを述べることとする。

　振動切削情報格納部８３には、ワーク２及び切削工具４を複数軸方向（図示では、Ｘ軸とＺ軸とＹ軸の３軸方向）に同期させて送り動作させ低周波振動させるためのデータ、すなわち、振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬ（図３参照）が格納されている。この振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬ（図３参照）には、使用者が入力部８１を用いてプログラムしたワーク２の回転数（ｒｐｍ）及び当該ワーク２の１回転当たりの切削工具４及びワーク２の送り量（ｍｍ）に対応した切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の前進量（ｍｍ），切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の後退量（ｍｍ），切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の前進速度（ｍｍ／ｍｉｎ），切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の後退速度（ｍｍ／ｍｉｎ），切削工具４及びワーク２の振動周波数（Ｈｚ）が格納されている。これにより、中央制御部８０は、使用者が入力部８１を用いてプログラムしたワーク２の回転数及び当該ワーク２の１回転当たりの切削工具４及びワーク２の送り量に対応した切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の前進量，切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の後退量，切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の前進速度，切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の後退速度，切削工具４及びワーク２の振動周波数を選定する。そして、中央制御部８０は、プログラム情報格納部８２に格納されているワーク２及び切削工具４の移動地点であるＢ点までの補間方法のプログラム情報と上記選定した情報（切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の前進量，切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の後退量，切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の前進速度，切削工具送り機構７及びワーク送り機構１１の後退速度）により、補間軌道に沿った前進、後退運動の演算処理を行う。そして、中央制御部８０は、この演算結果をモータ制御部８４に出力し、それと共に、上記選定した切削工具４及びワーク２の振動周波数を表示部８５に出力する。

　モータ制御部８４は、上記演算結果に基づいて、切削工具４及びワーク２を、図７に示すように実線位置、破線位置に交互に移動させるように制御する。これにより、ワーク２が、切削工具４にて切削加工されることとなる。なお、表示部８５に出力された切削工具４及びワーク２の振動周波数は、表示部８５に表示されることとなる。

　ところで、このように、低周波振動する切削工具４及びワーク２は、個々別々に動作するのではなく、互いに協働で同期しながら動作することとなる。この点を、図８を用いて説明する。

　図８は、Ｘ軸とＺ軸の２軸が協働で同期しながら、切削工具４を用いてワーク２を切削加工する手順を説明するための図である。ここでは、ワーク２をＺ軸に沿って点ＴＰ１Ｚから点ＴＰ１０ＺまでのＴＬ１Ｚの距離だけ移動させ、さらに、切削工具４をＸ軸に沿って点ＴＰ１Ｘから点ＴＰ１０ＸまでのＴＬ１Ｘの距離だけ移動させる場合を示す。

　まず、点（ＴＰ１Ｘ，ＴＰ１Ｚ）から点（ＴＰ２Ｘ，ＴＰ２Ｚ）までのＴＬ２の距離だけ、ワーク２及び切削工具４を前進移動させようとすれば、ワーク２をＺ軸に沿ってＴＬ２Ｚの距離だけ前進移動させ、切削工具４をＸ軸に沿ってＴＬ２Ｘの距離だけ前進移動させることとなる。これにより、ＸＺ２軸に協働で同期してＴＬ２の距離だけ、ワーク２及び切削工具４を前進移動させることができる。

　そして、点（ＴＰ２Ｘ，ＴＰ２Ｚ）に到達後、点（ＴＰ３Ｘ，ＴＰ３Ｚ）までのＴＬ３の距離だけ、ワーク２及び切削工具４を後退移動させようとすれば、ワーク２をＺ軸に沿ってＴＬ３Ｚの距離だけ後退移動させ、切削工具４をＸ軸に沿ってＴＬ３Ｘの距離だけ後退移動させることとなる。これにより、ＸＺ２軸に協働で同期してＴＬ３の距離だけ、ワーク２及び切削工具４を後退移動させることができる。

　このように、ＴＬ２の距離だけ、ワーク２及び切削工具４を前進移動させ、すなわち、ワーク２をＺ軸に沿ってＴＬ２Ｚの距離だけ前進移動させ、切削工具４をＸ軸に沿ってＴＬ２Ｘの距離だけ前進移動させ、そして、ＴＬ３の距離だけ、ワーク２及び切削工具４を後退移動させ、すなわち、ワーク２をＺ軸に沿ってＴＬ３Ｚの距離だけ後退移動させ、切削工具４をＸ軸に沿ってＴＬ３Ｘの距離だけ後退移動させるという動作を繰り返すことにより、点（ＴＰ１Ｘ，ＴＰ１Ｚ）から点（ＴＰ１０Ｘ，ＴＰ１０Ｚ）までのＴＬ１の距離だけ切削工具４及びワーク２が移動することとなる。

　これにより、点（ＴＰ１Ｘ，ＴＰ１Ｚ）の位置から点（ＴＰ１０Ｘ，ＴＰ１０Ｚ）までを結んだ直線（テーパ）に沿って、切削工具４によりワーク２を切削加工することができる。

　このように、低周波振動する切削工具４及びワーク２は、個々別々に動作するのではなく、Ｘ軸とＺ軸の２軸が協働で同期しながら動作することとなる。それゆえ、切削工具４及びワーク２の動作は、切削工具４の側から見れば、ワーク２は停止しているように見え、ワーク２の側から見れば、切削工具４は停止しているように見える。そのため、本実施形態における動作は、第１実施形態にて示した切削工具４の動作又は第２実施形態にて示したワーク２の動作と実質的に同様である。なお、ＸＺ軸に直交するＹ軸を含めた３軸の場合は、３軸が協働で同期しながら動作することとなる。

　なお、第１～第３実施形態においては、ワーク２を回転させて切削工具４にてワーク２を切削加工させる例を示したが、例えば、図９及び図１０に示すような、切削工具４を回転させてワーク２を切削工具４にて切削加工する第４実施形態及び第５実施形態に係る工作機械にも適用可能である。

＜第４実施形態＞
　すなわち、図９に示す、第４実施形態に係る工作機械３０は、ＣＮＣ旋盤からなるもので、被加工物であるワーク２を支持するワークチャック機構３２と、上記ワーク２を切削加工する切削工具４を回転自在に支持する回転機構３１と、その回転機構３１の下部に設けられると共に、ベース３３上に設けられた切削工具４を進退自在（矢印Ｐ５参照）に送り動作させる切削工具送り機構３４とが設けられている。そして、この工作機械３０には、上記切削工具送り機構３４の動作を、サーボアンプ９を介して、切削工具４が所望の低周波振動をするように制御する制御装置８が備えられている。なお、図９では、Ｚ軸上の切削工具送り機構３４しか図示していないが、直交するＸ軸上の切削工具送り機構も有している。また、切削工具送り機構３４の構成は、ワーク送り機構１１とほぼ同様の構成であり、ワーク送り駆動モータ１１ａを切削工具送り駆動モータ７ａに代えただけである。そのため、同一の符号を付し説明は省略することとする。

　一方、上記回転機構３１は、スピンドルモータ３１ａを有し、そのスピンドルモータ３１ａの主軸３１ｂには切削工具チャック機構３１ｃが回転可能に取り付けられている。そして、その切削工具チャック機構３１ｃには切削工具４が掴時されており、この掴持された切削工具４は、スピンドルモータ３１ａの回転駆動により回転軸Ｒ周りで回転駆動するようになっている。なお、このように構成される工作機械３０の切削工具４を、図９に示すように実線位置、破線位置に交互に移動させて、振動させながら、ワーク２を切削加工させる方法は、第１実施形態とほぼ同様であり、振動切削情報格納部８３に格納されている振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬ（図３参照）に格納されているデータに対応するプログラム設定値が、使用者が入力部８１を用いてプログラムした切削工具４の回転数（ｒｐｍ）及び当該切削工具４の１回転当たりの切削工具４の送り量（ｍｍ）になる点が相違するのみで他は同一である。

＜第５実施形態＞
　他方、図１０に示す、第５実施形態に係る工作機械４０は、ＣＮＣ旋盤からなるもので、被加工物であるワーク２を支持するワークチャック機構３２と、上記ワーク２を切削加工する切削工具４を回転自在に支持する回転機構３１と、上記ワークチャック機構３２の下部に設けられると共にベース４１上に設けられたワーク２を進退自在（矢印Ｐ６参照）に送り動作させるワーク送り機構１１とが設けられている。そして、この工作機械４０には、上記ワーク送り機構１１の動作を、サーボアンプ９を介して、ワーク２が所望の低周波振動をするように制御する制御装置８が備えられている。なお、図１０では、Ｚ軸上のワーク送り機構１１しか図示していないが、直交するＸ軸上のワーク送り機構も有している。また、第２実施形態の工作機械２０及び図９に示す工作機械３０と同一構成については、同一の符号を付し説明は省略することとする。

　このように構成される工作機械４０のワーク２を、図１０に示すように実線位置、破線位置に交互に移動させて、振動させる方法は、第２実施形態とほぼ同様であり、振動切削情報格納部８３に格納されている振動切削情報テーブルＶＣ_ＴＢＬ（図３参照）に格納されているデータに対応するプログラム設定値が、使用者が入力部８１を用いてプログラムした切削工具４の回転数（ｒｐｍ）及び当該切削工具４の１回転当たりのワーク２の送り量（ｍｍ）になる点が相違するのみで他は同一である。

　次に、実施例及び比較例を用いて、本発明を更に詳しく説明する。

＜実施例１＞
　第３実施形態に係る工作機械２０を用いて、ワーク２の加工を行った。工作機械２０としては、シチズンマシナリー社製のＬ１６ＣＮＣ自動旋盤を使用した。またワーク２としては、ＳＫＤ１１－φ１２．０の棒材を使用し、切削工具４は、寸法１２ｍｍのバイトを使用した。また、切削工具送り機構７としては、ボールネジとサーボモータの組み合わせを使用した。そして、ワーク２の回転数を６００ｒｐｍ、当該ワーク２の１回転当たりの切削工具４及びワーク２の送り量をそれぞれ、０．０１ｍｍにプログラム設定し、ワーク２の切削加工を行った。その結果、図１１に示す加工品を作成することができた。なお、上記プログラム設定された値に応じた切削工具４及びワーク２の低周波振動の振幅はそれぞれ０．０３、周波数はそれぞれ９Ｈｚになるように設定されている。

　他方、周波数設定をせず同機械を用いて慣用切削により、図１１に示すような加工形状からなる加工品を作成しようとした。しかしながら、共振による工具破損のため、切削加工自体を行うことができなかった。

　以上のことから、低周波振動切削の方が、従来の慣用切削に比べ、切削抵抗が小さく、加工性能が格段に優れていることが分かる。なお、図１３に示すような切削工具に加振機を取付けた工作機械１００では、上述した問題点を有していることから、図１１に示す加工品における先端部のテーパ形状を加工することはできない。

＜実施例２＞
　次に、第１実施形態に係る工作機械１を用いて、低周波振動切削によって図１２に示す加工品を作成すべくワーク２の加工を行った。工作機械１としては、シチズンマシナリー社製のＮＬ－１０ＣＮＣ旋盤を使用した。またワーク２としては、φ１０－ＳＵＳ３０４の棒材を使用し、切削工具４は、京セラ社製のＤＣＧＴ１１Ｔ３０４ＥＲ－Ｕ－ＰＲ９３０を使用した。また、切削工具送り機構７としては、三菱社製のリニアサーボモータを使用した。そして、ワーク２の回転数を３７５０ｒｐｍ、当該ワーク２の１回転当たりの切削工具４の送り量を０．０１ｍｍにプログラム設定し、クーラントとしては、日本グリース社製のサンカットＥＦ－５Ｎ（不水溶性）を使用した。なお、上記プログラム設定された値に応じた切削工具４の低周波振動の振幅は０．０３、周波数は４８Ｈｚになるように設定されている。

＜比較例１＞
　他方、慣用切削によって、第１実施形態に係る工作機械１を用いて、図１２に示す加工品を作成すべくワーク２の加工を行った。工作機械１としては、シチズンマシナリー社製のＮＬ－１０ＣＮＣ旋盤を使用した。またワーク２としては、φ１０－ＳＵＳ３０４の棒材を使用し、切削工具４は、京セラ社製のＤＣＧＴ１１Ｔ３０４ＥＲ－Ｕ－ＰＲ９３０を使用した。また、切削工具送り機構７としては、三菱社製のリニアサーボモータを使用した。そして、上記実施例２の低周波振動切削と切削時間が同じになるように送り量を２８ｍｍ／ｍｉｎに設定した。なお、クーラントとしては、日本グリース社製のサンカットＥＦ－５Ｎ（不水溶性）を使用した。

＜切削精度評価＞
　上記実施例２、比較例１にて得られた加工品のＴ１及びＴ２（図１２参照）の径を測定し、Ｔ３（図１２参照）のバリを測定した。その測定結果を表１に示す。

　上記表１に示すように、実施例２におけるＴ１，Ｔ２の径の誤差はほとんどないのに対し、比較例１におけるＴ１，Ｔ２の径の誤差は大きい。また、比較例１におけるＴ３におけるバリは、実施例２におけるＴ３のバリよりも大きい。このことから、低周波振動切削の方が、従来の慣用切削に比べ、加工精度が高く、加工硬化を抑制することができることが分かる。

　なお、本実施形態においては、上記第１～第５実施形態に係る工作機械として、２軸又は３軸のＣＮＣ旋盤を用いた例を示したが、これに限らず種々様々な工作機械に用いることが可能である。

１，１０，２０，３０，４０　工作機械
２　　　　　　　　　　　　　ワーク
３　　　　　　　　　　　　　回転機構（ワーク保持手段）
４　　　　　　　　　　　　　切削工具
５　　　　　　　　　　　　　切削工具台（切削工具保持手段）
７，３４　　　　　　　　　　切削工具送り機構
７ａ　　　　　　　　　　　　切削工具送り駆動モータ
８　　　　　　　　　　　　　制御装置（制御機構）
１１　　　　　　　　　　　　ワーク送り機構
１１ａ　　　　　　　　　　　ワーク送り駆動モータ
３１　　　　　　　　　　　　回転機構（切削工具保持手段）
３２　　　　　　　　　　　　ワークチャック機構（ワーク保持手段）
８３　　　　　　　　　　　　振動切削情報格納部（振動切削情報格納手段）
ＶＣ_ＴＢＬ　　　　　　　　振動切削情報テーブル
Ｋ　　　　　　　　　　　　　空間

Claims

　ワーク加工用の切削工具を保持する切削工具保持手段と、ワークを保持するワーク保持手段とを備え、
　前記切削工具を前記ワークに対して相対的に複数軸方向に送り動作させるように、前記切削工具保持手段又は前記ワーク保持手段を移動自在に設け、
　前記ワークと前記切削工具とを相対的に複数軸方向に同期して低周波振動させるように、前記切削工具保持手段又は前記ワーク保持手段の移動を制御する制御機構を設けてなることを特徴とする工作機械。
　前記切削工具保持手段を複数軸方向に移動自在に設けてなる請求項１に記載の工作機械。
　前記ワーク保持手段を複数軸方向に移動自在に設けてなる請求項１に記載の工作機械。
　前記切削工具保持手段及び前記ワーク保持手段を移動自在に設け、前記切削工具保持手段と前記ワーク保持手段とが協働して移動し、前記切削工具を前記ワークに対して相対的に複数軸方向に送り動作させてなる請求項１に記載の工作機械。
　前記ワークと前記切削工具とを前記低周波振動させるためのデータが予め格納されている振動切削情報格納手段を設け、
　前記制御機構は、前記振動切削情報格納手段に格納されているデータに基づいて制御してなる請求項１に記載の工作機械。