WO2019176630A1 - 切削加工機及び切削加工方法 - Google Patents

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WO2019176630A1
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tool
cutting
radius correction
machining
tool radius
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岳大 永山
和宏 菅野
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株式会社アマダホールディングス
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    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50334—Tool offset, diameter correction

Definitions

  • the present disclosure relates to a cutting machine such as a laser processing machine and a cutting method for processing a workpiece by irradiating a laser beam.
  • a laser beam machine for processing a workpiece by irradiating a laser beam and manufacturing a product having a predetermined shape is widely used.
  • the laser processing machine cuts a workpiece by tool diameter correction in consideration of a cutting amount by a laser beam so that a product has a predetermined shape.
  • Patent Document 1 describes an example of a laser processing machine that cuts a workpiece by tool diameter correction.
  • the laser beam in a state in which the relative position between a nozzle for emitting a laser beam and a processing table on which a processing target is placed is fixed, the laser beam usually has a circular shape, and thus the cutting trace also has a circular shape. .
  • the cutting trace Even in a machining center provided with a plurality of types of rotary tools, the cutting trace usually has a circular shape when the position coordinates of the rotary tools are fixed.
  • a cutting trace in a state where the position coordinates at which high-pressure water is injected are fixed. Therefore, the tool diameter correction is based on the premise that the cutting trace in a state where the position coordinates of the cutting tool such as the nozzle, the rotary tool, and the high-pressure water are fixed is circular.
  • a cutting machine such as a laser processing machine sets the radius of the cutting trace by the cutting tool or the half width of the cutting trace as the tool radius correction amount, and shifts the workpiece by shifting the tool radius correction amount. Controls the trajectory when cutting.
  • the tool diameter correction does not correspond to a case where the cutting trace is non-circular.
  • Embodiments provide a cutting machine and a cutting method capable of accurately correcting the tool diameter of a cutting tool even if the cutting trace in a state where the position coordinates of the cutting tool are fixed is non-circular.
  • the purpose is to do.
  • the machine includes a processing machine main body that cuts a processing object and an NC device that controls the processing machine main body, and the NC apparatus cuts the processing object.
  • a tool radius correction amount calculation unit that generates radius correction information, and a machining path calculation unit that generates a tool radius correction control signal including a cutting correction condition based on the machining program, the machining condition, and the tool radius correction information
  • a drive control unit that generates a drive control signal for controlling the processing machine main body based on the tool radius correction control signal, and the processing machine main body changes a relative position with respect to the processing object.
  • the control center point for controlling the tool trajectory when the tool trajectory is changed during the cutting process and when the tool trajectory is changed is set on the machining surface of the final processed product.
  • the tool radius correction amount calculation unit recognizes a plurality of tool paths included in the cutting tool change information, and includes the plurality of tool paths. And a machining surface forming position that serves as a switching reference position of the plurality of tool tracks, each control center point of the plurality of tool tracks, and a tool radius correction corresponding to a distance from the control center point to the processing surface forming position.
  • the machining path calculation unit generates the tool radius correction control signal for switching the plurality of tool paths, and the processing machine body is based on the tool radius correction control signal.
  • Tool radius correction information for correcting a tool radius of a cutting tool for cutting a workpiece is generated, and a tool radius correction control signal is generated based on the machining program, the machining conditions, and the tool radius correction information.
  • the tool diameter of the cutting tool can be accurately corrected even if the cutting trace in a state where the position coordinates of the cutting tool are fixed is non-circular. it can.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration example of a cutting machine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a tool trajectory.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the tool path control unit.
  • FIG. 4 shows that the tool path is changed during cutting when the cutting tool change information is set without switching interpolation and the control center point of the tool path is not fixed when the tool path is switched. It is a figure which shows the state performed.
  • FIG. 5 shows that the tool path is changed during cutting when the cutting tool change information is set with switching interpolation and the control center point of the tool path is not fixed when the tool path is switched. It is a figure which shows the state performed.
  • FIG. 4 shows that the tool path is changed during cutting when the cutting tool change information is set without switching interpolation and the control center point of the tool path is not fixed when the tool path is switched. It is a figure which shows the state performed.
  • FIG. 5 shows that the tool path is changed during cutting when the cutting tool change
  • FIG. 6 shows that the tool path is changed during cutting when the cutting tool change information is set without switching interpolation and the control center point of the tool path is fixed when the tool path is switched. It is a figure which shows the state performed.
  • FIG. 7 shows that the tool trajectory is changed during cutting when the cutting tool change information is set without switching interpolation and when the tool trajectory is set to fix the control center point of the tool trajectory. It is a figure which shows the state performed.
  • FIG. 8A is a flowchart illustrating an example of a cutting method according to an embodiment.
  • FIG. 8B is a flowchart illustrating an example of a cutting method according to an embodiment.
  • the cutting machine 1 includes a laser oscillator 10, a machine body 100, and an NC device (numerical control device) 200.
  • the NC device 200 controls the laser oscillator 10 and the processing machine main body 100.
  • the laser oscillator 10 generates and emits a laser beam.
  • the laser beam emitted from the laser oscillator 10 is transmitted to the processing machine main body 100 through the process fiber 11.
  • the processing machine main body 100 cuts the processing target object W by irradiating the processing target object W with the laser beam and changing the relative position between the processing target object W and the beam spot of the laser beam.
  • the laser oscillator 10 a laser oscillator that amplifies excitation light emitted from a laser diode and emits a laser beam having a predetermined wavelength, or a laser oscillator that directly uses a laser beam emitted from the laser diode is preferable.
  • the laser oscillator 10 is, for example, a solid laser oscillator, a fiber laser oscillator, a disk laser oscillator, or a direct diode laser oscillator (DDL oscillator).
  • the laser oscillator 10 emits a 1 ⁇ m band laser beam having a wavelength of 900 nm to 1100 nm.
  • the fiber laser oscillator emits a laser beam having a wavelength of 1060 nm to 1080 nm
  • the DDL oscillator emits a laser beam having a wavelength of 910 nm to 950 nm.
  • the processing machine main body 100 includes a processing table 101 on which a workpiece W is mounted, a portal X-axis carriage 102, a Y-axis carriage 103, a processing unit 104, and a tool path control unit 300.
  • the workpiece W is a sheet metal made of stainless steel, for example.
  • the workpiece may be an iron-based sheet metal other than stainless steel, or may be a sheet metal such as aluminum, an aluminum alloy, or copper steel.
  • the laser beam emitted from the laser oscillator 10 is transmitted to the processing unit 104 of the processing machine main body 100 through the process fiber 11.
  • the tool path control unit 300 is accommodated in the machining unit 104.
  • the X-axis carriage 102 is configured to be movable on the processing table 101 in the X-axis direction.
  • the Y-axis carriage 103 is configured to be movable in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis on the X-axis carriage 102.
  • the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 move to move the processing unit 104 along the surface of the workpiece W in the X-axis direction, the Y-axis direction, or any combination direction of the X-axis and the Y-axis. Acts as a mechanism.
  • the processing machine body 100 may be configured such that the position of the processing unit 104 is fixed and the workpiece W moves. .
  • the processing machine main body 100 only needs to include a moving mechanism that moves the relative position of the processing unit 104 with respect to the surface of the workpiece W.
  • a nozzle 106 is attached to the processing unit 104.
  • a circular opening 105 is formed at the tip of the nozzle 106.
  • the laser beam transmitted to the processing unit 104 is emitted from the opening 105 of the nozzle 106 and irradiated onto the processing target W.
  • the processing unit 104 is supplied with an assist gas such as nitrogen or air.
  • the assist gas may be oxygen, and the mixing ratio can be arbitrarily set depending on whether the purpose is to suppress oxidation or use heat of oxidation reaction.
  • the workpiece W is irradiated with the laser beam from the opening 105, and the assist gas is sprayed from the opening 105 to the workpiece W.
  • the assist gas discharges the melt within the kerf width in which the workpiece W is melted.
  • the tool trajectory control unit 300 functions as a beam vibration mechanism that vibrates the machining unit 104 and emits a laser beam emitted from the opening 105 with a non-circular vibration pattern.
  • the tool trajectory control unit 300 causes the laser beam to vibrate in a non-circular vibration pattern, so that the processing unit 104 cuts the workpiece W using the non-circular tool trajectory.
  • a specific configuration example of the tool path control unit 300 and a method by which the tool path control unit 300 vibrates the beam spot of the laser beam with a non-circular vibration pattern will be described later.
  • the tool trajectory is a figure drawn by a beam trajectory formed by beam vibration that is vibrated with a non-circular vibration pattern within a predetermined time, and indicates a vibration tool shape.
  • the circular laser beam itself emitted from the nozzle 106 is a cutting tool
  • the beam radius is the tool diameter correction
  • the tool trajectory of the figure drawn with the vibration pattern is referred to as the cutting tool.
  • the cutting trace when the relative position between the nozzle 106 and the machining table 101 is fixed corresponds to the tool trace.
  • a CAD (Computer Aided Design) device 20 generates product shape data (CAD data) SD based on product shape information including dimensions and shapes of a final processed product obtained by cutting the workpiece W.
  • CAM Computer aided manufacturing
  • NC data machining program
  • the CAM device 21 generates a machining program (NC data) PP for the cutting machine 1 to cut the workpiece W based on the product shape data SD, and designates a machining condition CP. That is, the processing program PP and the processing condition CP are set based on product shape information including the size and shape of the final processed product.
  • the machining program PP includes G41 (left tool radius correction) for controlling the locus of the cutting tool by shifting the tool radius correction amount to the left side in the cutting progress direction, or the tool diameter on the right side in the cutting progress direction.
  • G41 left tool radius correction
  • G42 right tool diameter correction
  • the CAM device 21 designates a tool locus corresponding to the cutting tool as the machining condition CP.
  • the tool path has, for example, a non-circular shape.
  • the CAM device 21 can designate a plurality of tool paths having different shapes or tool diameters.
  • the machining condition CP includes cutting tool change information for changing the tool path during cutting.
  • the CAM device 21 can set whether or not to fix the control center point for controlling the tool path with respect to the processed surface of the final processed product when the tool path is changed during the cutting process.
  • the tool radius correction value is fixed by fixing the control center point.
  • the control center point is not fixed, the tool radius correction value is changed according to the tool path to be changed.
  • the machining condition CP includes cutting tool change information in which whether or not to fix the control center point is set.
  • the control center point is the laser beam center in the case of the tool diameter correction in the conventional laser processing.
  • the cutting line is defined as the cutting tool and the product. This is the center position for controlling the cutting tool with respect to the cutting line (cutting position) at the boundary.
  • the processing condition CP includes processing target information in which material parameters such as the material and thickness of the processing target W are specified.
  • the machining conditions CP include machining parameters such as laser beam output, machining speed, diameter (nozzle diameter) of the opening 105 of the nozzle 106, and cutting gas information such as assist gas conditions. That is, the machining condition CP includes cutting tool change information, machining target information, and cutting information.
  • the CAM device 21 outputs the machining program PP and the machining condition CP to the NC device 200 of the cutting machine 1.
  • the NC device 200 controls the laser oscillator 10 based on the machining program PP and the machining condition CP.
  • the NC device 200 moves the nozzle 106 to a target position by controlling the processing machine main body 100 and driving the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 based on the processing program PP and the processing condition CP.
  • the NC apparatus 200 controls the beam spot locus of the laser beam emitted from the opening 105 of the nozzle 106 by controlling the tool locus control unit 300 based on the machining program PP and the machining condition CP.
  • the beam spot trajectory corresponds to the tool trajectory.
  • the NC device 200 includes a tool radius correction amount calculation unit 201, a machining locus calculation unit 202, and a drive control unit 203.
  • a machining program PP and a machining condition CP are input from the CAM device 21 to the tool radius correction amount computing unit 201 and the machining locus computing unit 202.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 generates tool radius correction information TC for correcting the tool radius of the cutting tool for cutting the workpiece W based on the machining program PP and the machining condition CP.
  • the tool radius correction information TC will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 shows a locus (tool locus) of a beam spot of a laser beam irradiated from the inside of the nozzle 106 to the workpiece W through the opening 105.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool path TP included in the machining condition CP.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 generates tool radius correction information TC based on the recognized tool trajectory TP, the trajectory NP of the nozzle 106 (hereinafter referred to as the nozzle trajectory NP) and the cutting progress direction DT. .
  • the tool path TP corresponds to a cutting tool for cutting the workpiece W.
  • the shape of the tool trajectory TP corresponds to the shape of the cutting tool.
  • the tool path TP has, for example, a non-circular shape.
  • the tool trajectory TP corresponds to the trajectory of the beam spot BS of the laser beam.
  • the beam spot BS reciprocates on the tool trajectory TP.
  • the beam spot BS may be moved periodically as long as it is non-circular.
  • FIG. 2 shows a tool locus TP having a vibration pattern that vibrates the beam spot BS in a direction orthogonal to the traveling direction DT as an example of a non-circular shape.
  • the vibration pattern of the tool locus TP may be a free shape including a non-circular shape.
  • the tool diameter correction information TC includes a control center point CL for controlling the tool locus TP and a center point CN of the nozzle 106 for controlling the nozzle locus NP (hereinafter referred to as a nozzle center point CN).
  • the nozzle locus NP is specifically the locus of the nozzle center point CN.
  • the center point CN of the nozzle 106 is coincident with the center point of the opening 105.
  • FIG. 2 shows a case where the control center point CL coincides with the nozzle center point CN.
  • the tool radius correction information TC includes tool radius correction values MVL and MVR.
  • the tool radius correction values MVL and MVR correspond to the distances from the control center point CL (nozzle center point CN) to the machining surface formation positions MPL and MPR.
  • the machining surface formation positions MPL and MPR are positions where a machining surface is formed on the workpiece W when the tool path TP moves in the cutting progress direction DT. That is, the machining surface formation positions MPL and MPR are positions where the tool diameter is maximum in the tool path TP.
  • the tool radius correction value MVL is a parameter in the left tool radius correction
  • the tool radius correction value MVR is a parameter in the right tool radius correction.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 outputs tool radius correction information TC including correction information for both the left tool radius correction and the right tool radius correction to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining track calculation unit 202 receives the machining program PP and the machining condition CP from the CAM device 21, and receives the tool radius correction information TC from the tool radius correction amount calculation unit 201.
  • the machining locus calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Note that the machining program PP may include a robot language or the like instead of the G code.
  • the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction based on the translation result.
  • the machining locus calculation unit 202 generates a tool radius correction control signal TS based on the translation result, the machining program PP, the machining condition CP, the tool radius correction information TC, and the determined cutting correction condition.
  • the machining locus calculation unit 202 outputs a tool radius correction control signal TS to the drive control unit 203.
  • the drive control unit 203 generates a drive control signal CS for controlling the processing machine body 100 based on the tool radius correction control signal TS.
  • the drive control unit 203 outputs a drive control signal CS to the processing machine body 100.
  • the drive control unit 203 When cutting with left tool radius correction, the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the nozzle trajectory NP, the tool trajectory TP, the control center point CL of the tool trajectory TP, and the tool radius correction value MVL. .
  • the drive control unit 203 When cutting with right tool radius correction, the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the nozzle locus NP, the tool locus TP, the control center point CL of the tool locus TP, and the tool radius correction value MVR. .
  • the drive control unit 203 controls the tool path control unit 300 of the processing machine main body 100 by the drive control signal CS.
  • the tool locus control unit 300 controls the locus of the beam spot BS of the laser beam emitted from the opening 105 of the nozzle 106 based on the drive control signal CS.
  • the tool path control unit 300 is accommodated in the machining unit 104.
  • the tool locus control unit 300 includes a collimator lens 331, a galvano scanner unit 340, a bend mirror 334, and a focusing lens 335.
  • the collimator lens 331 converts the laser beam emitted from the process fiber 11 into parallel light (collimated light).
  • the galvano scanner unit 340 includes a scan mirror 341 (first scan mirror), a drive unit 342 (first drive unit) that rotationally drives the scan mirror 341, a scan mirror 343 (second scan mirror), and a scan. And a driving unit 344 (second driving unit) that rotationally drives the mirror 343.
  • the driving unit 342 can reciprocate the scan mirror 341 in a predetermined direction (for example, the X direction) in a predetermined angle range under the control of the drive control unit 203.
  • the scan mirror 341 reflects the laser beam converted into parallel light by the collimator lens 321 toward the scan mirror 343.
  • the drive unit 344 can drive the scan mirror 343 to reciprocate in a predetermined angle range in a direction (for example, Y direction) different from the drive direction of the scan mirror 341 under the control of the drive control unit 203.
  • the scan mirror 343 reflects the laser beam reflected by the scan mirror 341 toward the bend mirror 334.
  • the bend mirror 334 reflects the laser beam reflected by the scan mirror 343 downward in the Z-axis direction perpendicular to the X-axis and the Y-axis.
  • the focusing lens 335 focuses the laser beam reflected by the bend mirror 334 and irradiates the workpiece W.
  • the galvano scanner unit 340 can make the tool trajectory TP into various non-circular shapes by reciprocatingly vibrating one or both of the scan mirror 341 and the scan mirror 343 at a high speed of, for example, 1000 Hz or more. That is, by converging (condensing) a laser beam having a certain light intensity or more to a plurality of locations per unit time, the tool shape that is in contact with the workpiece W and substantially contributes to machining can be changed into various non-circular shapes. Can be arbitrarily.
  • the machining condition CP includes a plurality of tool paths TP corresponding to a plurality of cutting tools, a timing (switching time or position) for switching the tool path TP, and a switching method, and when the tool path TP is switched.
  • Cutting tool change information in which whether or not to fix the control center point CL for controlling the tool path TP is set is included.
  • the plurality of tool trajectories TP have different shapes or tool diameters.
  • the cutting tool change information includes, for example, a parameter without switching interpolation or with switching interpolation as a switching method.
  • the tool diameter correction amount calculation unit 201 recognizes whether or not the cutting tool change information is included in the machining condition CP. When it is recognized that the cutting tool change information is not included in the machining condition CP, the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool locus TP included in the machining condition CP. When it is recognized that the cutting tool change information is included in the machining condition CP, the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes a plurality of tool trajectories TP included in the cutting tool change information.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 includes a plurality of tool trajectories TP, machining surface formation positions MPL and MPR that serve as switching reference positions for the plurality of tool trajectories TP, and a plurality of tool trajectory correction positions.
  • Tool radius correction information TC including each control center point CL and each tool radius correction value MVL and MVR in the tool trajectory TP is generated.
  • FIG. 4 shows a case where the machining condition CP includes cutting tool change information for switching the tool path TP11 to the tool path TP12 at the switching time t1 and switching the tool path TP12 to the tool path TP11 at the switching time t2. .
  • FIG. 4 shows a case where the cutting tool change information is set without switching interpolation, and the control center point CL is set not to be fixed when the tool trajectory TP is switched.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool trajectories TP11 and TP12 included in the cutting tool change information.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool path TP11 selected in the period up to the switching time t1, the control center point CL11 in the tool path TP11, tool radius correction values MVL11 and MVR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including The machining surface formation positions MPL11 and MPR11 serve as switching reference positions for the tool locus TP11.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 includes a tool path TP12 selected during a period from the switching time point t1 to the switching time point t2, a control center point CL12 in the tool path TP12, tool diameter correction values MVL12 and MVR12, and machining surface formation.
  • Tool radius correction information TC including the positions MPL12 and MPR12 is generated.
  • the machining surface formation positions MPL12 and MPR12 serve as switching reference positions for the cutting tool CT2.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool trajectory TP11 selected in the period after the switching time t2, the control center point CL11 in the tool trajectory TP11, tool radius correction values MVL11 and MVR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including The tool radius correction amount calculation unit 201 outputs the tool radius correction information TC to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining locus calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Based on the translation result, the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction.
  • the machining locus calculation unit 202 matches the machining surface formation position MPL11 and the machining surface formation position MPL12 at the switching time t1 based on the tool radius correction information TC.
  • the tool radius correction control signal TS including the first switching information for switching the tool path TP11 to the tool path TP12 is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 includes second switching information for switching the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 to the control center point CL12 and the tool radius correction value MVL12 at the switching time t1.
  • a tool radius compensation control signal TS is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 Based on the tool radius correction information TC, the machining locus calculation unit 202 matches the machining surface formation position MPL12 and the machining surface formation position MPL11 at the switching time t2, and switches the tool locus TP12 to the tool locus TP11. 3 generates a tool radius correction control signal TS including the switching information 3.
  • the machining locus calculation unit 202 includes fourth switching information for switching the control center point CL12 and the tool radius correction value MVL12 to the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 at the switching time t2.
  • a tool radius compensation control signal TS is generated. That is, the tool radius correction amount calculation unit 201 generates a tool radius correction control signal TS including the first to fourth switching information when it is determined to perform the cutting with the left tool radius correction.
  • the machining locus calculation unit 202 outputs a tool radius correction control signal TS to the drive control unit 203.
  • the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the tool radius correction control signal TS.
  • the drive control unit 203 controls the processing machine body 100 with a drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 drives the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 to control the nozzle locus NP. Further, the processing machine main body 100 controls the tool path TP by driving the tool path control unit 300 based on the drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 When the cutting tool change information is set without switching interpolation and is set so as not to fix the control center point CL of the tool trajectory TP when the tool trajectory TP is switched, the processing machine main body 100 is set to the switching time t1. Then, the machining surface formation position MPL11 and the machining surface formation position MPL12 are made to coincide with each other, and the tool locus TP11 is instantaneously switched to the tool locus TP12. Further, the processing machine main body 100 executes the tool radius correction to change the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 to the control center point CL12 and the tool radius correction value MVL12 at the switching timing.
  • the processing machine main body 100 matches the machining surface formation position MPL12 and the machining surface formation position MPL11 at the switching time t2, and instantaneously switches the tool locus TP12 to the tool locus TP11. Further, the processing machine main body 100 executes the tool radius correction to change the control center point CL12 and the tool radius correction value MVL12 to the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 at the switching timing.
  • the nozzle locus NP is controlled according to the tool trajectory TP to be changed.
  • the tool trajectories TP11 and TP12 shown in FIG. 4 have different amplitudes in the direction orthogonal to the cutting progress direction DT. Therefore, the nozzle locus NP is controlled so as to move instantaneously in a direction orthogonal to the cutting progress direction DT in accordance with the changed tool locus TP.
  • FIG. 5 shows a case where the machining condition CP includes cutting tool change information for switching the tool path TP11 to the tool path TP12 at the switching time t1 and switching the tool path TP12 to the tool path TP11 at the switching time t2. .
  • FIG. 5 shows a case where the cutting tool change information is set with switching interpolation and is set not to fix the control center point CL when switching the tool trajectory TP.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool trajectories TP11 and TP12 included in the cutting tool change information.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 sets the tool locus interpolation period SP11 for the switching time t1.
  • the tool locus interpolation period SP11 is a predetermined period until the switching time t1.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 extracts feature points of the tool locus TP11 and the tool locus TP12.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 sets a feature curve based on the extracted feature points.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 sets the tool path TP112 in the tool path interpolation period SP11 with a constant ratio between the constituent points of the characteristic curve.
  • the tool path TP112 is an interpolation tool path that interpolates between the tool path TP11 and the tool path TP12 in order to switch between the tool path TP11 and the tool path TP12 stepwise.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool path TP11 selected in the period up to the switching time t1, the control center point CL11 in the tool path TP11, tool radius correction values MVL11 and MVR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including
  • the tool diameter correction amount calculation unit 201 includes a tool path TP112 set in the tool path interpolation period SP11, a control center point CL112 in the tool path TP112, tool diameter correction values MVL112 and MVR112, and machining surface formation positions MPL112 and MPR112. Is generated.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 sets the tool path interpolation period SP12 for the switching time t2.
  • the tool path interpolation period SP12 is a predetermined period up to the switching time t2.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 extracts feature points of the tool locus TP12 and the tool locus TP11.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 sets a feature curve based on the extracted feature points.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 sets the tool path TP121 in the tool path interpolation period SP12 with a constant ratio between the constituent points of the characteristic curve.
  • the tool path TP121 is an interpolation tool path that interpolates between the tool path TP12 and the tool path TP11 in order to switch between the tool path TP21 and the tool path TP11 stepwise.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 includes a tool path TP12 selected during a period from the switching time point t1 to the switching time point t2, a control center point CL12 in the tool path TP12, tool diameter correction values MVL12 and MVR12, and machining surface formation.
  • Tool radius correction information TC including the positions MPL12 and MPR12 is generated.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 includes a tool path TP121 set in the tool path interpolation period SP12, a control center point CL121 in the tool path TP121, tool radius correction values MVL121 and MVR121, and machining surface formation positions MPL121 and MPR121. Is generated.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool trajectory TP11 selected in the period after the switching time t2, the control center point CL11 in the tool trajectory TP11, tool radius correction values MVL11 and MVR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including That is, the tool radius correction information TC includes tool radius correction information for the tool paths TP11, TP112, TP12, and TP121.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 outputs the tool radius correction information TC to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining locus calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Based on the translation result, the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction.
  • the machining trajectory calculation unit 202 switches the tool trajectory TP11 to the tool trajectory TP112 in the tool trajectory interpolation period SP11 based on the tool radius correction information TC. 5 generates a tool radius correction control signal TS including 5 switching information.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 switches the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 to the control center point CL112 and the tool radius correction value MVL112 in the tool path interpolation period SP11.
  • a tool radius correction control signal TS including switching information is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 generates a tool radius correction control signal TS including seventh switching information for switching the tool locus TP112 to the tool locus TP12 at the switching time t1 based on the tool radius correction information TC.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 is the eighth switching information for switching the control center point CL112 and the tool radius correction value MVL112 to the control center point CL12 and the tool radius correction value MVL12 at the switching time t1. Is generated.
  • the machining path calculation unit 202 generates a tool radius correction control signal TS including ninth switching information for switching the tool path TP12 to the tool path TP121 in the tool path interpolation period SP12 based on the tool diameter correction information TC. To do.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 changes the control center point CL12 and the tool radius correction value MVL12 to the control center point CL121 and the tool radius correction value MVL121 in the tool path interpolation period SP12.
  • a tool radius correction control signal TS including switching information is generated.
  • the machining path calculation unit 202 generates a tool radius correction control signal TS including eleventh switching information for switching the tool path TP121 to the tool path TP11 at the switching time t2 based on the tool diameter correction information TC.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 switches the control center point CL121 and the tool radius correction value MVL121 to the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 at the switching time point t2. Is generated.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 generates the tool radius correction control signal TS including the fifth to twelfth switching information when it is determined to perform the cutting with the left tool radius correction.
  • the machining locus calculation unit 202 outputs a tool radius correction control signal TS to the drive control unit 203.
  • the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the tool radius correction control signal TS.
  • the drive control unit 203 controls the processing machine body 100 with a drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 drives the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 to control the nozzle locus NP. Further, the processing machine main body 100 controls the tool path TP by driving the tool path control unit 300 based on the drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 displays the tool trajectory TP11. Then, the tool path TP12 is switched stepwise via the tool path TP112 set in the tool path interpolation period SP11.
  • the processing machine main body 100 steps the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 into the control center point CL12 and the tool radius correction value MVL12 via the control center point CL112 and the tool radius correction value MVL112.
  • the tool radius compensation to be changed to is executed.
  • the processing machine body 100 switches the tool path TP12 to the tool path TP11 step by step through the tool path TP121 set in the tool path interpolation period SP12. Further, the processing machine main body 100 steps the control center point CL21 and the tool radius correction value MVL21 into the control center point CL11 and the tool radius correction value MVL11 via the control center point CL121 and the tool radius correction value MVL121. The tool radius compensation to be changed to is executed.
  • the nozzle locus NP is controlled according to the tool trajectory TP to be changed.
  • the tool trajectories TP11 and TP12 shown in FIG. 5 have different amplitudes in the direction orthogonal to the cutting progress direction DT. Therefore, the nozzle trajectory NP is controlled so as to move stepwise in a direction orthogonal to the cutting progress direction DT in accordance with the tool trajectory TP to be changed.
  • FIG. 6 shows a case where the machining condition CP includes cutting tool change information for switching the tool path TP11 to the tool path TP12 at the switching time t1 and switching the tool path TP12 to the tool path TP11 at the switching time t2. .
  • FIG. 6 shows a case where the cutting tool change information is set without switching interpolation and is set so as to fix the control center point CL when the tool trajectory TP is switched.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool trajectories TP11 and TP12 included in the cutting tool change information.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 fixes the control center point CL11 of the tool locus TP11 and the control center point CL12 of the tool locus TP12 with respect to the machining surface of the final processed product.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool path TP11 selected in the period up to the switching time t1, the control center point CL11 in the tool path TP11, tool radius correction values MVL11 and MVR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including The machining surface formation position MPL11 is a reference position for switching the tool locus TP11.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 includes a tool path TP12 selected during a period from the switching time point t1 to the switching time point t2, a control center point CL12 in the tool path TP12, tool diameter correction values MVL12 and MVR12, and machining surface formation.
  • Tool radius correction information TC including the positions MPL12 and MPR12 is generated.
  • the machining surface formation position MPL12 is a switching reference position for the cutting tool CT2.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool trajectory TP11 selected in the period after the switching time t2, the control center point CL11 in the tool trajectory TP11, tool radius correction values MVLL11 and MVLR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including The tool radius correction amount calculation unit 201 outputs the tool radius correction information TC to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining locus calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Based on the translation result, the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction.
  • the machining locus calculation unit 202 matches the machining surface formation position MPL11 and the machining surface formation position MPL12 at the switching time t1 based on the tool radius correction information TC. Then, a tool radius correction control signal TS including thirteenth switching information for switching the tool path TP11 to the tool path TP12 is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 fixes the control center point CL11 for the machining surface formation position MPL11, and controls the machining surface formation position MPL12 so that the tool radius correction value MVL11 and the tool radius correction value MVL12 are the same value.
  • the center point CL12 is fixed, and the tool radius correction control signal TS including the 14th switching information for changing the control center point CL11 to the control center point CL12 is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 matches the machining surface formation position MPL12 and the machining surface formation position MPL11 at the switching time t2 based on the tool radius correction information TC, and switches the tool locus TP12 to the tool locus TP11.
  • a tool radius correction control signal TS including the fifteenth switching information is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 fixes the control center point CL11 for the machining surface formation position MPL11, and controls the machining surface formation position MPL12 so that the tool radius correction value MVL11 and the tool radius correction value MVL12 are the same value.
  • the center point CL12 is fixed, and a tool radius correction control signal TS including 16th switching information for changing the control center point CL12 to the control center point CL11 is generated. That is, the tool radius correction amount calculation unit 201 generates a tool radius correction control signal TS including the 13th to 16th switching information.
  • the machining locus calculation unit 202 outputs a tool radius correction control signal TS to the drive control unit 203.
  • the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the tool radius correction control signal TS.
  • the drive control unit 203 controls the processing machine body 100 with a drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 drives the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 to control the nozzle locus NP. Further, the processing machine main body 100 controls the tool path TP by driving the tool path control unit 300 based on the drive control signal CS.
  • cutting tool change information is set without switching interpolation, and the control center point CL of the tool path TP is set to be fixed when the tool path TP is switched.
  • the processing machine main body 100 matches the processing surface formation position MPL11 and the processing surface formation position MPL12 at the switching time t1, and instantaneously switches the tool locus TP11 to the tool locus TP12. Further, the processing machine main body 100 fixes the control center points CL11 and CL12 at the switching timing, and executes the tool radius correction so that the tool radius correction value MVL12 becomes the same value as the tool radius correction value MVL12.
  • the processing machine main body 100 matches the processing surface formation position MPR12 and the processing surface formation position MPR11 at the switching time t2, and instantaneously switches the tool locus TP12 to the tool locus TP11. Further, the processing machine main body 100 fixes the control center points CL12 and CL11 at the switching timing, and executes the tool radius correction so that the tool radius correction value MVL12 becomes the same value as the tool radius correction value MVL11.
  • the changed tool path TP is the opening of the nozzle 106. If the condition is within 105, the control center point CL is maintained in a state where it matches the nozzle center point CN. Therefore, the tool path TP can be changed without the nozzle path NP being affected by the changed tool path TP.
  • FIG. 7 shows a case where the machining condition CP includes cutting tool change information for switching the tool path TP11 to the tool path TP12 at the switching time t1 and switching the tool path TP12 to the tool path TP11 at the switching time t2. .
  • FIG. 7 shows a case where the cutting tool change information is set without switching interpolation and is set so as to fix the control center point CL when the tool trajectory TP is switched.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool trajectories TP11 and TP12 included in the cutting tool change information.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 fixes the control center point CL11 of the tool locus TP11 and the control center point CL12 of the tool locus TP12 with respect to the machining surface of the final processed product.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool path TP11 selected in the period up to the switching time t1, the control center point CL11 in the tool path TP11, tool radius correction values MVL11 and MVR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including The machining surface formation position MPL11 is a reference position for switching the tool locus TP11.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 includes a tool path TP12 selected during a period from the switching time point t1 to the switching time point t2, a control center point CL12 in the tool path TP12, tool diameter correction values MVL12 and MVR12, and machining surface formation.
  • Tool radius correction information TC including the positions MPL12 and MPR12 is generated.
  • the machining surface formation position MPL12 is a switching reference position for the cutting tool CT2.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 selects the tool trajectory TP11 selected in the period after the switching time t2, the control center point CL11 in the tool trajectory TP11, tool radius correction values MVLL11 and MVLR11, and the machining surface formation positions MPL11 and MPR11.
  • Tool radius correction information TC including The tool radius correction amount calculation unit 201 outputs the tool radius correction information TC to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining locus calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Based on the translation result, the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction.
  • the machining locus calculation unit 202 matches the machining surface formation position MPL11 and the machining surface formation position MPL12 at the switching time t1 based on the tool radius correction information TC.
  • the tool radius correction control signal TS including the seventeenth switching information for switching the tool path TP11 to the tool path TP12 is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 fixes the control center point CL12 for the machining surface formation position MPL12, and controls the machining surface formation position MPL11 so that the tool radius correction value MVL12 and the tool radius correction value MVL11 are the same value.
  • a tool radius correction control signal TS including the eighteenth switching information for changing the control center point CL11 to the control center point CL12 is generated by fixing the center point CL11.
  • the machining locus calculation unit 202 matches the machining surface formation position MPL12 and the machining surface formation position MPL11 at the switching time t2 based on the tool radius correction information TC, and switches the tool locus TP12 to the tool locus TP11.
  • the tool radius correction control signal TS including the 19th switching information is generated.
  • the machining locus calculation unit 202 fixes the control center point CL12 for the machining surface formation position MPL12, and controls the machining surface formation position MPL11 so that the tool radius correction value MVL12 and the tool radius correction value MVL11 are the same value.
  • a tool radius correction control signal TS including twentieth switching information for changing the control center point CL12 to the control center point CL11 is generated by fixing the center point CL11. That is, the tool radius correction amount calculation unit 201 generates a tool radius correction control signal TS including the 17th to 20th switching information.
  • the machining locus calculation unit 202 outputs a tool radius correction control signal TS to the drive control unit 203.
  • the drive control unit 203 generates a drive control signal CS based on the tool radius correction control signal TS.
  • the drive control unit 203 controls the processing machine body 100 with a drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 drives the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 to control the nozzle locus NP. Further, the processing machine main body 100 controls the tool path TP by driving the tool path control unit 300 based on the drive control signal CS.
  • cutting tool change information is set without switching interpolation, and the control center point CL of the tool path TP is set to be fixed when the tool path TP is switched.
  • the processing machine main body 100 matches the processing surface formation position MPL11 and the processing surface formation position MPL12 at the switching time t1, and instantaneously switches the tool locus TP11 to the tool locus TP12. Further, the processing machine main body 100 fixes the control center points CL11 and CL12 at the switching timing, and executes the tool radius correction so that the tool radius correction value MVL11 becomes the same value as the tool radius correction value MVL12.
  • the processing machine body 100 matches the machining surface formation position MPR11 and the machining surface formation position MPR12 at the switching time t1, and instantaneously switches the tool locus TP11 to the tool locus TP12. Further, the processing machine main body 100 fixes the control center points CL12 and CL11 at the switching timing, and executes the tool radius correction so that the tool radius correction value MVL11 becomes the same value as the tool radius correction value MVL12.
  • the changed tool path TP is the opening of the nozzle 106. If the condition is within 105, the control center point CL is maintained in a state where it matches the nozzle center point CN. Therefore, the tool path TP can be changed without the nozzle path NP being affected by the changed tool path TP.
  • step S1 shown in FIG. 8A the CAD device 20 generates product shape data SD based on product shape information including the size and shape of the final processed product. Further, the CAD device 20 outputs the product shape data SD to the CAM device 21.
  • step S2 the CAM device 21 generates a machining program PP (including a G code) for the cutting machine 1 based on the product shape data SD, and designates a machining condition CP. Further, the CAM device 21 outputs the machining program PP and the machining condition CP to the NC device 200 of the cutting machine 1.
  • a machining program PP including a G code
  • step S3 the NC device 200 controls the processing machine main body 100 based on the processing program PP and the processing condition CP to drive the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103, thereby setting the target nozzle 106. Move to position. Further, in step S4, the NC device 200 controls the laser oscillator 10 based on the machining program PP and the machining condition CP, thereby emitting a laser beam from the opening 105 of the nozzle 106 to the workpiece W. Irradiate. The timing of step S3 and step S4 is controlled based on the machining program PP and machining conditions CP.
  • step S2 the machining program PP and the machining condition CP are input from the CAM device 21 to the tool diameter correction amount computing unit 201 and the machining locus computing unit 202 of the NC device 200.
  • step S5 the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes whether or not the cutting tool change information is included in the machining condition CP.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes the tool locus TP included in the machining condition CP.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 recognizes a plurality of tool trajectories TP included in the cutting tool change information.
  • the tool radius correction amount calculation unit 201 based on the machining program PP and the machining condition CP, includes a plurality of tool trajectories TP, a machining surface forming position MPL serving as a switching reference position of the plurality of tool trajectories TP, and Tool radius correction information TC including MPR, each control center point CL in each of a plurality of tool trajectories TP, and each tool radius correction value MVL and MVR is generated. Further, the tool radius correction amount calculation unit 201 outputs the tool radius correction information TC to the machining locus calculation unit 202.
  • the machining locus calculation unit 202 In the machining locus calculation unit 202, the machining program PP and the machining condition CP are input from the CAM device 21 in step S2, and the tool radius correction information TC is input from the tool radius correction amount calculation unit 201 in step S6. In step S7, the machining locus calculation unit 202 translates the G code included in the machining program PP. Further, the machining locus calculation unit 202 determines a cutting correction condition for either cutting with the left tool radius correction or cutting with the right tool radius correction based on the translation result.
  • step S8 shown in FIG. 8B the machining locus calculation unit 202 generates a tool radius correction control signal TS based on the machining program PP, the machining condition CP, the tool radius correction information TC, and the determined cutting machining correction condition. To do. Further, the machining locus calculation unit 202 outputs a tool radius correction control signal TS to the drive control unit 203.
  • step S9 the drive control unit 203 generates a drive control signal CS for controlling the processing machine main body 100 based on the tool radius correction control signal TS. Further, the drive control unit 203 outputs a drive control signal CS to the processing machine body 100.
  • step S10 the processing machine main body 100 drives the X-axis carriage 102 and the Y-axis carriage 103 based on the drive control signal CS to control the nozzle locus NP. Further, the processing machine main body 100 controls the tool path TP by driving the tool path control unit 300 based on the drive control signal CS.
  • the processing machine main body 100 changes the nozzle 106 in step S11. It is moved according to the tool trajectory TP.
  • the processing machine main body 100 determines the machining surface at the switching time t in step S12. The formation position MPL or MPR is made to coincide, and the tool path TP is switched. Further, the processing machine main body 100 fixes the control center point CL of the tool path TP at the switching timing, and executes the tool radius correction so that the tool radius correction value MV in the one tool path TP becomes the same value.
  • tool radius correction information TC including correction information based on the tool trajectory TP and correction information based on the nozzle trajectory NP is generated.
  • the nozzle locus NP and the tool locus TP are obtained by controlling the drive of the machining unit 104 and the drive of the tool locus control unit 300 based on the tool radius correction information TC. Control. Therefore, according to the cutting machine and the cutting method of the present embodiment, the tool trace corresponding to the cutting tool or the cutting trace in a state where the relative position between the nozzle and the processing stage is fixed is non-circular. Even if it exists, the tool diameter of the cutting tool can be accurately corrected.
  • the tool path TP is changed during cutting, and the control center point CL for controlling the tool path TP when the tool path TP is changed is fixed to the machining surface of the final processed product.
  • cutting tool change information in which whether or not to perform is set is included.
  • the nozzle locus NP is controlled according to the changed tool locus TP. To do.
  • the cutting tool change information when the cutting tool change information is set to fix the control center point CL, the machining surface formation position MPL or MPR is made to coincide at the switching time t.
  • the tool path TP is changed, the control center point CL of the tool path TP is fixed, and the tool radius correction is executed so that the tool radius correction value MVL or MVR becomes the same value.
  • the changed tool locus TP is the opening 105 of the nozzle 106. If the condition is within, the tool path TP can be changed without the nozzle path NP being affected by the changed tool path TP.
  • one interpolation tool path is set in the tool path interpolation periods SP11 and SP12, but a plurality of interpolation tool paths may be set.
  • the tool path interpolation period SP is set for the tool path switching time t, and the interpolated tool path in the tool path interpolation period SP is set. It may be set.
  • the laser processing machine and the laser processing method have been described as examples, but the present invention can also be applied to, for example, a water jet processing machine.

Abstract

切削加工機（１）はＮＣ装置（２００）を備える。ＮＣ装置（２００）は工具径補正量演算部（２０１）と加工軌跡演算部（２０２）と駆動制御部（２０３）とを有する。加工条件（ＣＰ）に、切削加工中に工具軌跡（ＴＰ）を変更し、かつ、工具軌跡（ＴＰ）を変更するときに制御中心点（ＣＬ）を最終加工製品の加工面に対して固定するように設定された切削工具変更情報が含まれている場合に、工具径補正量演算部（２０１）は切削工具変更情報に含まれる複数の工具軌跡（ＴＰ）を認識し、複数の工具軌跡（ＴＰ）と加工面形成位置（ＭＰＬ）と制御中心点（ＣＬ）と工具径補正値（ＭＶＬ）とを含む工具径補正情報（ＴＣ）を生成する。加工軌跡演算部（２０２）は工具径補正制御信号（ＴＳ）を生成する。

Description

切削加工機及び切削加工方法
　本開示は、レーザビームを照射して加工対象物を加工するレーザ加工機等の切削加工機及び切削加工方法に関する。
　切削加工機として、レーザビームを照射して加工対象物を加工し、所定の形状を有する製品を製作するレーザ加工機が普及している。レーザ加工機は、製品が所定の形状を有して製作されるように、レーザビームによる切削量を考慮した工具径補正により加工対象物を切削加工する。特許文献１には、工具径補正により加工対象物を切削加工するレーザ加工機の一例が記載されている。
特許第６０８７４８３号公報
　レーザ加工機において、レーザビームを射出するノズルと加工対象物を載せる加工テーブルとの相対位置が固定されている状態では、レーザビームは通常、円形状を有するため、切削加工跡も円形状を有する。複数の種類の回転工具を備えたマシニングセンタにおいても、回転工具の位置座標が固定されている状態では、切削加工跡は通常、円形状を有する。ウォータジェット加工機においても、高圧水が射出される位置座標が固定されている状態では、切削加工跡は通常、円形状を有する。従って、工具径補正は、ノズル、回転工具、高圧水等の切削工具の位置座標が固定されている状態における切削加工跡が円形状であることを前提としている。
　そのため、レーザ加工機等の切削加工機は、切削工具による切削加工跡の半径分または切削加工跡の半幅分を工具径補正量に設定し、工具径補正量分だけシフトさせて加工対象物を切削加工するときの軌跡を制御する。一般的に、従来の切削加工機では、工具径補正は切削加工跡が非円形状の場合に対応していない。
　実施形態は、切削工具の位置座標が固定されている状態における切削加工跡が非円形状であっても、切削工具の工具径を精度よく補正することができる切削加工機及び切削加工方法を提供することを目的とする。
　実施形態の第１の態様によれば、加工対象物を切削加工する加工機本体と、前記加工機本体を制御するＮＣ装置とを備え、前記ＮＣ装置は、前記加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、前記加工対象物を切削加工する切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成する工具径補正量演算部と、前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて、切削加工補正条件を含む工具径補正制御信号を生成する加工軌跡演算部と、前記工具径補正制御信号に基づいて、前記加工機本体を制御する駆動制御信号を生成する駆動制御部とを有し、前記加工機本体は、前記加工対象物との相対位置を変化させることにより、前記加工対象物を切削加工する加工ユニットと、前記駆動制御信号に基づいて、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を制御する工具軌跡制御部とを有し、前記加工条件に、切削加工中に前記工具軌跡を変更し、かつ、前記工具軌跡を変更するときに前記工具軌跡を制御するための制御中心点を、前記最終加工製品の加工面に対して固定するように設定された切削工具変更情報が含まれている場合に、前記工具径補正量演算部は、前記切削工具変更情報に含まれる複数の工具軌跡を認識し、前記複数の工具軌跡と、前記複数の工具軌跡の切り替え基準位置となる加工面形成位置と、前記複数の工具軌跡の各制御中心点と、前記制御中心点から前記加工面形成位置までの距離に相当する工具径補正値とを含む前記工具径補正情報を生成し、前記加工軌跡演算部は、前記複数の工具軌跡を切り替えるための前記工具径補正制御信号を生成し、前記加工機本体は、前記工具径補正制御信号に基づいて、前記制御中心点を固定し、前記加工面形成位置を一致させ、かつ、前記工具径補正値が同じ値となるように前記工具軌跡を切り替えることを特徴とする切削加工機が提供される。
　実施形態の第２の態様によれば、加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、加工対象物を切削加工するための切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成し、前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて工具径補正制御信号を生成し、前記工具径補正制御信号に基づいて駆動制御信号を生成し、前記加工条件に、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を切削加工中に変更し、かつ、前記工具軌跡を変更するときに前記工具軌跡を制御するための制御中心点を、最終加工製品の加工面に対して固定するように設定された切削工具変更情報が含まれている場合に、前記切削工具変更情報に含まれる複数の工具軌跡を認識し、前記複数の工具軌跡と、前記複数の工具軌跡の切り替え基準位置となる加工面形成位置と、前記複数の工具軌跡の各制御中心点と、前記制御中心点から前記加工面形成位置までの距離に相当する工具径補正値とを含む前記工具径補正情報を生成し、前記複数の工具軌跡を切り替えるための前記工具径補正制御信号を生成し、前記工具径補正制御信号に基づいて、前記制御中心点を固定し、前記加工面形成位置を一致させ、かつ、前記工具径補正値が同じ値となるように前記工具軌跡を切り替えることを特徴とする切削加工方法が提供される。
　実施形態の切削加工機及び切削加工方法によれば、切削工具の位置座標が固定されている状態における切削加工跡が非円形状であっても、切削工具の工具径を精度よく補正することができる。
図１は、一実施形態の切削加工機の全体的な構成例を示す図である。 図２は、工具軌跡の一例を示す図である。 図３は、工具軌跡制御部の構成例を示す図である。 図４は、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡を切り替えるときに工具軌跡の制御中心点を固定しないように設定されている場合において、切削加工中に工具軌跡が変更される状態を示す図である。 図５は、切削工具変更情報が切り替え補間ありに設定され、かつ、工具軌跡を切り替えるときに工具軌跡の制御中心点を固定しないように設定されている場合において、切削加工中に工具軌跡が変更される状態を示す図である。 図６は、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡を切り替えるときに工具軌跡の制御中心点を固定するように設定されている場合において、切削加工中に工具軌跡が変更される状態を示す図である。 図７は、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡を切り替えるときに工具軌跡の制御中心点を固定するように設定されている場合において、切削加工中に工具軌跡が変更される状態を示す図である。 図８Ａは、一実施形態の切削加工方法の一例を示すフローチャートである。 図８Ｂは、一実施形態の切削加工方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、一実施形態の切削加工機及び切削加工方法について、添付図面を参照して説明する。切削加工機及び切削加工方法の一例として、レーザ加工機及びレーザ加工方法について説明する。
　図１に示すように、切削加工機１は、レーザ発振器１０と、加工機本体１００と、ＮＣ装置（数値制御装置）２００とを備える。ＮＣ装置２００は、レーザ発振器１０と加工機本体１００とを制御する。レーザ発振器１０はレーザビームを生成して射出する。レーザ発振器１０から射出されたレーザビームは、プロセスファイバ１１を介して加工機本体１００へ伝送される。加工機本体１００は、レーザビームを加工対象物Ｗに照射し、かつ、加工対象物Ｗとレーザビームのビームスポットとの相対位置を変化させることにより、加工対象物Ｗを切削加工する。
　レーザ発振器１０としては、レーザダイオードより発せられる励起光を増幅して所定の波長のレーザビームを射出するレーザ発振器、または、レーザダイオードより発せられるレーザビームを直接利用するレーザ発振器が好適である。レーザ発振器１０は、例えば、固体レーザ発振器、ファイバレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、または、ダイレクトダイオードレーザ発振器（ＤＤＬ発振器）である。
　レーザ発振器１０は、波長９００ｎｍ～１１００ｎｍの１μｍ帯のレーザビームを射出する。ファイバレーザ発振器及びＤＤＬ発振器を例とすると、ファイバレーザ発振器は、波長１０６０ｎｍ～１０８０ｎｍのレーザビームを射出し、ＤＤＬ発振器は、波長９１０ｎｍ～９５０ｎｍのレーザビームを射出する。
　加工機本体１００は、加工対象物Ｗを載せる加工テーブル１０１と、門型のＸ軸キャリッジ１０２と、Ｙ軸キャリッジ１０３と、加工ユニット１０４と、工具軌跡制御部３００とを有する。加工対象物Ｗは例えばステンレス鋼よりなる板金である。加工対象物はステンレス鋼以外の鉄系の板金であっても構わないし、アルミニウム、アルミニウム合金、銅鋼などの板金であっても構わない。レーザ発振器１０から射出されたレーザビームは、プロセスファイバ１１を介して加工機本体１００の加工ユニット１０４へ伝送される。工具軌跡制御部３００は加工ユニット１０４の内部に収容されている。
　Ｘ軸キャリッジ１０２は、加工テーブル１０１上でＸ軸方向に移動自在に構成されている。Ｙ軸キャリッジ１０３は、Ｘ軸キャリッジ１０２上でＸ軸と直交するＹ軸方向に移動自在に構成されている。Ｘ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３は、加工ユニット１０４を加工対象物Ｗの面に沿って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、または、Ｘ軸とＹ軸との任意の合成方向に移動させる移動機構として機能する。
　加工機本体１００は、加工ユニット１０４を加工対象物Ｗの面に沿って移動させる代わりに、加工ユニット１０４は位置が固定されていて、加工対象物Ｗが移動するように構成されていてもよい。加工機本体１００は、加工対象物Ｗの面に対する加工ユニット１０４の相対的な位置を移動させる移動機構を備えていればよい。
　加工ユニット１０４にはノズル１０６が取り付けられている。ノズル１０６の先端部には円形の開口部１０５が形成されている。加工ユニット１０４に伝送されたレーザビームは、ノズル１０６の開口部１０５から射出され、加工対象物Ｗに照射される。
　加工ユニット１０４には、窒素または空気等のアシストガスが供給される。アシストガスは酸素であってもよく、その目的が酸化抑制なのか、酸化反応熱を利用するのかによって、混合比を任意に設定できるものである。レーザビームが開口部１０５から加工対象物Ｗに照射され、かつ、アシストガスが開口部１０５から加工対象物Ｗへと吹き付けられる。アシストガスは、加工対象物Ｗが溶融したカーフ幅内の溶融物を排出する。
　工具軌跡制御部３００は、加工ユニット１０４内を進行して開口部１０５から射出されるレーザビームを、非円形状の振動パターンで振動させるビーム振動機構として機能する。工具軌跡制御部３００がレーザビームを非円形状の振動パターンで振動させることにより、加工ユニット１０４は非円形状の工具軌跡により加工対象物Ｗを切削加工する。工具軌跡制御部３００の具体的な構成例、及び、工具軌跡制御部３００がレーザビームのビームスポットを非円形状の振動パターンで振動させる方法については後述する。ここで、工具軌跡とは、一定時間内に非円形状の振動パターンで振動させたビーム振動によってなされたビームの軌跡が描いた図形であって、振動工具形状を指す。つまり、通常は、ノズル１０６から射出される円形のレーザビームそのものが切削工具であり、そのビーム半径分が工具径補正となるが、ここでは、振動パターンで描いた図形の工具軌跡を切削工具とする。ノズル１０６と加工テーブル１０１との相対位置が固定されている状態における切削加工跡は、工具軌跡に対応する。
　ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置２０は、加工対象物Ｗを切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて製品形状データ（ＣＡＤデータ）ＳＤを生成し、ＣＡＭ（computer aided manufacturing）装置２１へ出力する。ＣＡＭ装置２１は、製品形状データＳＤに基づいて、切削加工機１が加工対象物Ｗを切削加工するための加工プログラム（ＮＣデータ）ＰＰを生成し、加工条件ＣＰを指定する。即ち、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとは、最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定される。
　加工プログラムＰＰには、切削加工の進行方向の左側に工具径補正量分だけシフトさせて切削工具の軌跡を制御するＧ４１（左工具径補正）、または、切削加工の進行方向の右側に工具径補正量分だけシフトさせて切削工具の軌跡を制御するＧ４２（右工具径補正）で示されるＧコードが含まれている。
　ＣＡＭ装置２１は、加工条件ＣＰとして、切削工具に相当する工具軌跡を指定する。工具軌跡は例えば非円形状を有する。ＣＡＭ装置２１は、形状または工具径が異なる複数の工具軌跡を指定することができる。加工条件ＣＰには、切削加工中に工具軌跡を変更するための切削工具変更情報が含まれている。
　ＣＡＭ装置２１は、切削加工中に工具軌跡が変更される場合に、最終加工製品の加工面に対して工具軌跡を制御するための制御中心点を固定するか否かを設定することができる。制御中心点を固定することにより、工具径補正値は固定される。制御中心点を固定しない場合には、工具径補正値は、変更される工具軌跡に応じて変更される。加工条件ＣＰには、制御中心点を固定するか否かが設定された切削工具変更情報が含まれている。なお、制御中心点とは、従前のレーザ加工の工具径補正の場合のレーザビーム中心であり、本件の場合は工具軌跡を非円形状の切削工具とするとき、切断ラインを切削工具と製品の境界とするときの切断ライン（切断位置）に対して切削工具を制御する中心の位置である。
　加工条件ＣＰには、加工対象物Ｗの材質及び厚さ等の材料パラメータが指定された加工対象情報が含まれている。加工条件ＣＰには、レーザビームの出力、加工速度、及び、ノズル１０６の開口部１０５の直径（ノズル径）等の加工パラメータ、及び、アシストガス条件等の切削加工情報が含まれている。即ち、加工条件ＣＰには、切削工具変更情報と加工対象情報と切削加工情報とが含まれている。
　ＣＡＭ装置２１は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとを切削加工機１のＮＣ装置２００へ出力する。ＮＣ装置２００は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいてレーザ発振器１０を制御する。ＮＣ装置２００は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、加工機本体１００を制御してＸ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させることにより、ノズル１０６を目的の位置へ移動させる。
　ＮＣ装置２００は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、工具軌跡制御部３００を制御することにより、ノズル１０６の開口部１０５より射出されるレーザビームのビームスポットの軌跡を制御する。ビームスポットの軌跡は工具軌跡に相当する。
　ＮＣ装置２００は、工具径補正量演算部２０１と、加工軌跡演算部２０２と、駆動制御部２０３とを有する。工具径補正量演算部２０１、及び、加工軌跡演算部２０２には、ＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力される。工具径補正量演算部２０１は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、加工対象物Ｗを切削加工するための切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報ＴＣを生成する。
　図２を用いて、工具径補正情報ＴＣについて説明する。図２は、ノズル１０６の内部から開口部１０５を介して加工対象物Ｗに照射されるレーザビームのビームスポットの軌跡（工具軌跡）を示している。
　工具径補正量演算部２０１は、加工条件ＣＰに含まれる工具軌跡ＴＰを認識する。工具径補正量演算部２０１は、認識された工具軌跡ＴＰとノズル１０６の軌跡ＮＰ（以下、ノズル軌跡ＮＰとする）と切削加工の進行方向ＤＴとに基づいて、工具径補正情報ＴＣを生成する。工具軌跡ＴＰは加工対象物Ｗを切削加工するための切削工具に相当する。工具軌跡ＴＰの形状は切削工具の形状に相当する。工具軌跡ＴＰは例えば非円形状を有する。
　図２に示すＢＳは、工具軌跡ＴＰ上を移動するレーザビームのビームスポットを示している。レーザ加工機の場合、工具軌跡ＴＰはレーザビームのビームスポットＢＳの軌跡に相当する。ビームスポットＢＳは工具軌跡ＴＰ上を往復移動する。または、ビームスポットＢＳは非円形状であれば周期移動してもよい。
　図２には、非円形状の一例として、ビームスポットＢＳを進行方向ＤＴに対して直交する方向に振動させる振動パターンの工具軌跡ＴＰを示している。なお、工具軌跡ＴＰの振動パターンは非円形状を含む自由形状であればよい。
　工具径補正情報ＴＣは、工具軌跡ＴＰを制御するための制御中心点ＣＬと、ノズル軌跡ＮＰを制御するためのノズル１０６の中心点ＣＮ（以下、ノズル中心点ＣＮとする）とを含む。ノズル軌跡ＮＰとは、具体的にはノズル中心点ＣＮの軌跡である。ノズル１０６の中心点ＣＮと開口部１０５の中心点とは一致している。図２は、制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致している場合を示している。
　工具径補正情報ＴＣは、工具径補正値ＭＶＬ及びＭＶＲを含む。工具径補正値ＭＶＬ及びＭＶＲは、制御中心点ＣＬ（ノズル中心点ＣＮ）から加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲまでの距離に相当する。加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲは、工具軌跡ＴＰが切削加工の進行方向ＤＴに移動したときに、加工対象物Ｗに加工面が形成される位置である。即ち、加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲは、工具軌跡ＴＰにおいて工具径が最大となる位置である。工具径補正値ＭＶＬは左工具径補正におけるパラメータであり、工具径補正値ＭＶＲは右工具径補正におけるパラメータである。
　工具径補正量演算部２０１は、左工具径補正と右工具径補正の両方の補正情報を含む工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。加工軌跡演算部２０２には、ＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力され、工具径補正量演算部２０１から工具径補正情報ＴＣが入力される。加工軌跡演算部２０２は、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。なお、加工プログラムＰＰはＧコードの代わりにロボット言語等を含んでいてもよい。
　加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果と加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰと工具径補正情報ＴＣと決定された切削加工補正条件とに基づいて工具径補正制御信号ＴＳを生成する。加工軌跡演算部２０２は、工具径補正制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。駆動制御部２０３は、工具径補正制御信号ＴＳに基づいて、加工機本体１００を制御する駆動制御信号ＣＳを生成する。駆動制御部２０３は駆動制御信号ＣＳを加工機本体１００へ出力する。
　左工具径補正にて切削加工する場合、駆動制御部２０３は、ノズル軌跡ＮＰと工具軌跡ＴＰと工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬと工具径補正値ＭＶＬとに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。右工具径補正にて切削加工する場合、駆動制御部２０３は、ノズル軌跡ＮＰと工具軌跡ＴＰと工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬと工具径補正値ＭＶＲとに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。
　駆動制御部２０３は、駆動制御信号ＣＳにより、加工機本体１００の工具軌跡制御部３００を制御する。工具軌跡制御部３００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、ノズル１０６の開口部１０５より射出されるレーザビームのビームスポットＢＳの軌跡を制御する。
　図３を用いて、工具軌跡制御部３００の具体的な構成例、及び、工具軌跡制御部３００がレーザビームのビームスポットＢＳを非円形状の振動パターンで振動させる方法の一例を説明する。
　図３に示すように、工具軌跡制御部３００は加工ユニット１０４の内部に収容されている。工具軌跡制御部３００は、コリメータレンズ３３１と、ガルバノスキャナユニット３４０と、ベンドミラー３３４と、集束レンズ３３５とを有する。コリメータレンズ３３１は、プロセスファイバ１１より射出されたレーザビームを平行光（コリメート光）に変換する。
　ガルバノスキャナユニット３４０は、スキャンミラー３４１（第１のスキャンミラー）と、スキャンミラー３４１を回転駆動させる駆動部３４２（第１の駆動部）と、スキャンミラー３４３（第２のスキャンミラー）と、スキャンミラー３４３を回転駆動させる駆動部３４４（第２の駆動部）とを有する。
　駆動部３４２は、駆動制御部２０３の制御により、スキャンミラー３４１を所定の方向（例えばＸ方向）に所定の角度範囲で往復駆動させることができる。スキャンミラー３４１は、コリメータレンズ３２１により平行光に変換されたレーザビームをスキャンミラー３４３に向けて反射する。
　駆動部３４４は、駆動制御部２０３の制御により、スキャンミラー３４３を、スキャンミラー３４１の駆動方向とは異なる方向（例えばＹ方向）に所定の角度範囲で往復駆動させることができる。スキャンミラー３４３は、スキャンミラー３４１により反射されたレーザビームをベンドミラー３３４に向けて反射する。
　ベンドミラー３３４は、スキャンミラー３４３により反射されたレーザビームをＸ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向下方に向けて反射させる。集束レンズ３３５はベンドミラー３３４により反射したレーザビームを集束して、加工対象物Ｗに照射する。
　ガルバノスキャナユニット３４０は、スキャンミラー３４１とスキャンミラー３４３とのいずれか一方または双方を高速で例えば１０００Ｈｚ以上で往復振動させることにより、工具軌跡ＴＰを多種の非円形状にすることができる。即ち、一定の光強度以上のレーザビームを単位時間当たりに複数個所へ集束（集光）させることにより、加工対象物Ｗに接して実質的に加工に寄与する工具形状を、多種の非円形状にすることが任意にできる。
　図４、図５、図６、及び、図７を用いて、加工条件ＣＰに、切削加工中に工具軌跡ＴＰを変更し、かつ、工具軌跡ＴＰを変更するときに工具軌跡ＴＰを制御するための制御中心点ＣＬを、最終加工製品の加工面に対して固定するか否かが設定された切削工具変更情報が含まれている場合について説明する。図４～図７は、工具軌跡ＴＰを用いて左工具径補正にて切削加工する場合を示している。図４～図７は制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致する場合を示している。
　加工条件ＣＰには、複数の切削工具に相当する複数の工具軌跡ＴＰと、工具軌跡ＴＰを切り替えるタイミング（切り替え時点または位置）と、切り替え方法とを有し、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに工具軌跡ＴＰを制御するための制御中心点ＣＬを固定するか否かが設定された切削工具変更情報が含まれている。複数の工具軌跡ＴＰは形状または工具径が異なる。切削工具変更情報は、切り替え方法として例えば切り替え補間なし、または、切り替え補間ありのパラメータを含む。
　工具径補正量演算部２０１は、加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれているか否かを認識する。加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれていないと認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、加工条件ＣＰに含まれる工具軌跡ＴＰを認識する。加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれていると認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、切削工具変更情報に含まれる複数の工具軌跡ＴＰを認識する。
　工具径補正量演算部２０１は、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、複数の工具軌跡ＴＰと、複数の工具軌跡ＴＰの切り替え基準位置となる各加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲと、複数の工具軌跡ＴＰにおける各制御中心点ＣＬと各工具径補正値ＭＶＬ及びＭＶＲとを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。
　図４は、加工条件ＣＰに、切り替え時点ｔ１で工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に切り替え、切り替え時点ｔ２で工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に切り替える切削工具変更情報が含まれている場合を示している。図４は、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに制御中心点ＣＬを固定しないように設定されている場合を示している。
　加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれている場合、工具径補正量演算部２０１は、切削工具変更情報に含まれる工具軌跡ＴＰ１１及びＴＰ１２を認識する。工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬ１１及びＭＶＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１は、工具軌跡ＴＰ１１の切り替え基準位置となる。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１から切り替え時点ｔ２までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１２と、工具軌跡ＴＰ１２における制御中心点ＣＬ１２と、工具径補正値ＭＶＬ１２及びＭＶＲ１２と、加工面形成位置ＭＰＬ１２及びＭＰＲ１２とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。加工面形成位置ＭＰＬ１２及びＭＰＲ１２は、切削工具ＣＴ２の切り替え基準位置となる。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ２以降の期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬ１１及びＭＶＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。工具径補正量演算部２０１は、工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。
　加工軌跡演算部２０２は、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　左工具径補正にて切削加工すると決定された場合、加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ１にて、加工面形成位置ＭＰＬ１１と加工面形成位置ＭＰＬ１２とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に切り替えるための第１の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　また、加工軌跡演算部２０２は、切り替え時点ｔ１にて、制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とを、制御中心点ＣＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１２とに切り替えるための第２の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ２にて、加工面形成位置ＭＰＬ１２と加工面形成位置ＭＰＬ１１とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に切り替えるための第３の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　また、加工軌跡演算部２０２は、切り替え時点ｔ２にて、制御中心点ＣＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１２とを、制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とに切り替えるための第４の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。即ち、工具径補正量演算部２０１は、左工具径補正にて切削加工すると決定された場合、第１～第４の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。駆動制御部２０３は、工具径補正制御信号ＴＳに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。駆動制御部２０３は、駆動制御信号ＣＳにより、加工機本体１００を制御する。加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、Ｘ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させてノズル軌跡ＮＰを制御する。また、加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、工具軌跡制御部３００を駆動させて工具軌跡ＴＰを制御する。
　切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定しないように設定されている場合、加工機本体１００は、切り替え時点ｔ１にて加工面形成位置ＭＰＬ１１と加工面形成位置ＭＰＬ１２とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に瞬時に切り替える。また、加工機本体１００は、切り替えのタイミングで制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とを、制御中心点ＣＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１２とに変更する工具径補正を実行する。
　さらに、加工機本体１００は、切り替え時点ｔ２にて加工面形成位置ＭＰＬ１２と加工面形成位置ＭＰＬ１１とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に瞬時に切り替える。また、加工機本体１００は、切り替えのタイミングで制御中心点ＣＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１２とを、制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とに変更する工具径補正を実行する。
　図４に示すように、工具軌跡ＴＰを変更するときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを、最終加工製品の加工面に対応する加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲに対して固定しない場合、ノズル軌跡ＮＰは、変更される工具軌跡ＴＰに応じて制御される。図４に示す工具軌跡ＴＰ１１及びＴＰ１２は、切削加工の進行方向ＤＴに対して直交する方向に振幅が異なる。そのため、ノズル軌跡ＮＰは、変更される工具軌跡ＴＰに応じて、切削加工の進行方向ＤＴに対して直交する方向に瞬時に移動するように制御される。
　図５は、加工条件ＣＰに、切り替え時点ｔ１で工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に切り替え、切り替え時点ｔ２で工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に切り替える切削工具変更情報が含まれている場合を示している。図５は、切削工具変更情報が、切り替え補間ありに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに制御中心点ＣＬを固定しないように設定されている場合を示している。
　加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれている場合、工具径補正量演算部２０１は、切削工具変更情報に含まれる工具軌跡ＴＰ１１及びＴＰ１２を認識する。切削工具変更情報が切り替え補間ありに設定されている場合、工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１に対して工具軌跡補間期間ＳＰ１１を設定する。工具軌跡補間期間ＳＰ１１は切り替え時点ｔ１までの所定の期間である。
　工具径補正量演算部２０１は、工具軌跡ＴＰ１１と工具軌跡ＴＰ１２との特徴点を抽出する。工具径補正量演算部２０１は、抽出された特徴点に基づいて特徴曲線を設定する。工具径補正量演算部２０１は、特徴曲線の各構成点間の比率を一定にして工具軌跡補間期間ＳＰ１１における工具軌跡ＴＰ１１２を設定する。工具軌跡ＴＰ１１２は、工具軌跡ＴＰ１１と工具軌跡ＴＰ１２とを段階的に切り替えるため、工具軌跡ＴＰ１１と工具軌跡ＴＰ１２とを補間する補間工具軌跡である。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬ１１及びＭＶＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。
　工具径補正量演算部２０１は、工具軌跡補間期間ＳＰ１１において設定された工具軌跡ＴＰ１１２と、工具軌跡ＴＰ１１２における制御中心点ＣＬ１１２と、工具径補正値ＭＶＬ１１２及びＭＶＲ１１２と、加工面形成位置ＭＰＬ１１２及びＭＰＲ１１２とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ２に対して工具軌跡補間期間ＳＰ１２を設定する。工具軌跡補間期間ＳＰ１２は切り替え時点ｔ２までの所定の期間である。工具径補正量演算部２０１は、工具軌跡ＴＰ１２と工具軌跡ＴＰ１１との特徴点を抽出する。工具径補正量演算部２０１は、抽出された特徴点に基づいて特徴曲線を設定する。
　工具径補正量演算部２０１は、特徴曲線の各構成点間の比率を一定にして工具軌跡補間期間ＳＰ１２における工具軌跡ＴＰ１２１を設定する。工具軌跡ＴＰ１２１は、工具軌跡ＴＰ２１と工具軌跡ＴＰ１１とを段階的に切り替えるため、工具軌跡ＴＰ１２と工具軌跡ＴＰ１１とを補間する補間工具軌跡である。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１から切り替え時点ｔ２までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１２と、工具軌跡ＴＰ１２における制御中心点ＣＬ１２と、工具径補正値ＭＶＬ１２及びＭＶＲ１２と、加工面形成位置ＭＰＬ１２及びＭＰＲ１２とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。
　工具径補正量演算部２０１は、工具軌跡補間期間ＳＰ１２において設定された工具軌跡ＴＰ１２１と、工具軌跡ＴＰ１２１における制御中心点ＣＬ１２１と、工具径補正値ＭＶＬ１２１及びＭＶＲ１２１と、加工面形成位置ＭＰＬ１２１及びＭＰＲ１２１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ２以降の期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬ１１及びＭＶＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。即ち、工具径補正情報ＴＣには、工具軌跡ＴＰ１１、ＴＰ１１２、ＴＰ１２、及び、ＴＰ１２１における工具径補正情報が含まれている。
　工具径補正量演算部２０１は、工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。加工軌跡演算部２０２は、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　左工具径補正にて切削加工すると決定された場合、加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、工具軌跡補間期間ＳＰ１１にて、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１１２に切り替えるための第５の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。また、工具径補正量演算部２０１は、工具軌跡補間期間ＳＰ１１にて、制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とを、制御中心点ＣＬ１１２と工具径補正値ＭＶＬ１１２とに切り替えるための第６の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ１にて、工具軌跡ＴＰ１１２を工具軌跡ＴＰ１２に切り替えるための第７の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。また、工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１にて、制御中心点ＣＬ１１２と工具径補正値ＭＶＬ１１２とを、制御中心点ＣＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１２とに切り替えるための第８の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、工具軌跡補間期間ＳＰ１２にて、工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１２１に切り替えるための第９の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。また、工具径補正量演算部２０１は、工具軌跡補間期間ＳＰ１２にて、制御中心点ＣＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１２とを、制御中心点ＣＬ１２１と工具径補正値ＭＶＬ１２１とに切り替えるための第１０の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ２にて、工具軌跡ＴＰ１２１を工具軌跡ＴＰ１１に切り替えるための第１１の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。また、工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ２にて、制御中心点ＣＬ１２１と工具径補正値ＭＶＬ１２１とを、制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とに切り替えるための第１２の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。即ち、工具径補正量演算部２０１は、左工具径補正にて切削加工すると決定された場合、第５～第１２の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。駆動制御部２０３は、工具径補正制御信号ＴＳに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。駆動制御部２０３は、駆動制御信号ＣＳにより、加工機本体１００を制御する。加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、Ｘ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させてノズル軌跡ＮＰを制御する。また、加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、工具軌跡制御部３００を駆動させて工具軌跡ＴＰを制御する。
　切削工具変更情報が切り替え補間ありに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定しないように設定されている場合、加工機本体１００は、工具軌跡ＴＰ１１を、工具軌跡補間期間ＳＰ１１に設定された工具軌跡ＴＰ１１２を介して、工具軌跡ＴＰ１２に段階的に切り替える。
　さらに、加工機本体１００は、制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とを、制御中心点ＣＬ１１２と工具径補正値ＭＶＬ１１２とを介して、制御中心点ＣＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１２とに段階的に変更する工具径補正を実行する。
　また、加工機本体１００は、工具軌跡ＴＰ１２を、工具軌跡補間期間ＳＰ１２に設定された工具軌跡ＴＰ１２１を介して、工具軌跡ＴＰ１１に段階的に切り替える。さらに、加工機本体１００は、制御中心点ＣＬ２１と工具径補正値ＭＶＬ２１とを、制御中心点ＣＬ１２１と工具径補正値ＭＶＬ１２１とを介して、制御中心点ＣＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１１とに段階的に変更する工具径補正を実行する。
　図５に示すように、工具軌跡ＴＰを変更するときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを、最終加工製品の加工面に対応する加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲに対して固定しない場合、ノズル軌跡ＮＰは、変更される工具軌跡ＴＰに応じて制御される。図５に示す工具軌跡ＴＰ１１及びＴＰ１２は、切削加工の進行方向ＤＴに対して直交する方向に振幅が異なる。そのため、ノズル軌跡ＮＰは、変更される工具軌跡ＴＰに応じて、切削加工の進行方向ＤＴに対して直交する方向に段階的に移動するように制御される。
　図６は、加工条件ＣＰに、切り替え時点ｔ１で工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に切り替え、切り替え時点ｔ２で工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に切り替える切削工具変更情報が含まれている場合を示している。図６は、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合を示している。
　加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれている場合、工具径補正量演算部２０１は、切削工具変更情報に含まれる工具軌跡ＴＰ１１及びＴＰ１２を認識する。工具径補正量演算部２０１は、最終加工製品の加工面に対する、工具軌跡ＴＰ１１の制御中心点ＣＬ１１と工具軌跡ＴＰ１２の制御中心点ＣＬ１２とを固定する。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬ１１及びＭＶＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。加工面形成位置ＭＰＬ１１は、工具軌跡ＴＰ１１の切り替え基準位置となる。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１から切り替え時点ｔ２までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１２と、工具軌跡ＴＰ１２における制御中心点ＣＬ１２と、工具径補正値ＭＶＬ１２及びＭＶＲ１２と、加工面形成位置ＭＰＬ１２及びＭＰＲ１２とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。加工面形成位置ＭＰＬ１２は、切削工具ＣＴ２の切り替え基準位置となる。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ２以降の期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬＬ１１及びＭＶＬＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。工具径補正量演算部２０１は、工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。
　加工軌跡演算部２０２は、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　左工具径補正にて切削加工すると決定された場合、加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ１にて、加工面形成位置ＭＰＬ１１と加工面形成位置ＭＰＬ１２とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に切り替えるための第１３の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　さらに、加工軌跡演算部２０２は、加工面形成位置ＭＰＬ１１に対する制御中心点ＣＬ１１を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１２とが同じ値となるように、加工面形成位置ＭＰＬ１２に対する制御中心点ＣＬ１２を固定して、制御中心点ＣＬ１１を制御中心点ＣＬ１２に変更するための第１４の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　また、加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ２にて、加工面形成位置ＭＰＬ１２と加工面形成位置ＭＰＬ１１とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に切り替えるための第１５の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　さらに、加工軌跡演算部２０２は、加工面形成位置ＭＰＬ１１に対する制御中心点ＣＬ１１を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１１と工具径補正値ＭＶＬ１２とが同じ値となるように、加工面形成位置ＭＰＬ１２に対する制御中心点ＣＬ１２を固定して、制御中心点ＣＬ１２を制御中心点ＣＬ１１に変更するための第１６の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。即ち、工具径補正量演算部２０１は、第１３～第１６の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。駆動制御部２０３は、工具径補正制御信号ＴＳに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。駆動制御部２０３は、駆動制御信号ＣＳにより、加工機本体１００を制御する。加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、Ｘ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させてノズル軌跡ＮＰを制御する。また、加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、工具軌跡制御部３００を駆動させて工具軌跡ＴＰを制御する。
　左工具径補正にて切削加工すると決定され、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合、加工機本体１００は、切り替え時点ｔ１にて加工面形成位置ＭＰＬ１１と加工面形成位置ＭＰＬ１２とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に瞬時に切り替える。また、加工機本体１００は、切り替えのタイミングで制御中心点ＣＬ１１及びＣＬ１２を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１２が工具径補正値ＭＶＬ１２と同じ値となるように工具径補正を実行する。
　さらに、加工機本体１００は、切り替え時点ｔ２にて加工面形成位置ＭＰＲ１２と加工面形成位置ＭＰＲ１１とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に瞬時に切り替える。また、加工機本体１００は、切り替えのタイミングで制御中心点ＣＬ１２及びＣＬ１１を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１２が工具径補正値ＭＶＬ１１と同じ値となるように工具径補正を実行する。
　図６に示すように、工具軌跡ＴＰを変更するときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを、最終加工製品の加工面に対して固定する場合、変更される工具軌跡ＴＰがノズル１０６の開口部１０５内に位置する条件であれば、制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致した状態が維持される。そのため、変更される工具軌跡ＴＰの影響をノズル軌跡ＮＰが受けることなく、工具軌跡ＴＰを変更することができる。
　図７は、加工条件ＣＰに、切り替え時点ｔ１で工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に切り替え、切り替え時点ｔ２で工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に切り替える切削工具変更情報が含まれている場合を示している。図７は、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合を示している。
　加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれている場合、工具径補正量演算部２０１は、切削工具変更情報に含まれる工具軌跡ＴＰ１１及びＴＰ１２を認識する。工具径補正量演算部２０１は、最終加工製品の加工面に対する、工具軌跡ＴＰ１１の制御中心点ＣＬ１１と工具軌跡ＴＰ１２の制御中心点ＣＬ１２とを固定する。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬ１１及びＭＶＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。加工面形成位置ＭＰＬ１１は、工具軌跡ＴＰ１１の切り替え基準位置となる。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ１から切り替え時点ｔ２までの期間において選択される工具軌跡ＴＰ１２と、工具軌跡ＴＰ１２における制御中心点ＣＬ１２と、工具径補正値ＭＶＬ１２及びＭＶＲ１２と、加工面形成位置ＭＰＬ１２及びＭＰＲ１２とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。加工面形成位置ＭＰＬ１２は、切削工具ＣＴ２の切り替え基準位置となる。
　工具径補正量演算部２０１は、切り替え時点ｔ２以降の期間において選択される工具軌跡ＴＰ１１と、工具軌跡ＴＰ１１における制御中心点ＣＬ１１と、工具径補正値ＭＶＬＬ１１及びＭＶＬＲ１１と、加工面形成位置ＭＰＬ１１及びＭＰＲ１１とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。工具径補正量演算部２０１は、工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。
　加工軌跡演算部２０２は、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　左工具径補正にて切削加工すると決定された場合、加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ１にて、加工面形成位置ＭＰＬ１１と加工面形成位置ＭＰＬ１２とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に切り替えるための第１７の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　さらに、加工軌跡演算部２０２は、加工面形成位置ＭＰＬ１２に対する制御中心点ＣＬ１２を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１１とが同じ値となるように、加工面形成位置ＭＰＬ１１に対する制御中心点ＣＬ１１を固定して、制御中心点ＣＬ１１を制御中心点ＣＬ１２に変更するための第１８の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　また、加工軌跡演算部２０２は、工具径補正情報ＴＣに基づいて、切り替え時点ｔ２にて、加工面形成位置ＭＰＬ１２と加工面形成位置ＭＰＬ１１とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１２を工具軌跡ＴＰ１１に切り替えるための第１９の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　さらに、加工軌跡演算部２０２は、加工面形成位置ＭＰＬ１２に対する制御中心点ＣＬ１２を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１２と工具径補正値ＭＶＬ１１とが同じ値となるように、加工面形成位置ＭＰＬ１１に対する制御中心点ＣＬ１１を固定して、制御中心点ＣＬ１２を制御中心点ＣＬ１１に変更するための第２０の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。即ち、工具径補正量演算部２０１は、第１７～第２０の切り替え情報を含む工具径補正制御信号ＴＳを生成する。
　加工軌跡演算部２０２は、工具径補正制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。駆動制御部２０３は、工具径補正制御信号ＴＳに基づいて駆動制御信号ＣＳを生成する。駆動制御部２０３は、駆動制御信号ＣＳにより、加工機本体１００を制御する。加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、Ｘ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させてノズル軌跡ＮＰを制御する。また、加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、工具軌跡制御部３００を駆動させて工具軌跡ＴＰを制御する。
　左工具径補正にて切削加工すると決定され、切削工具変更情報が切り替え補間なしに設定され、かつ、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合、加工機本体１００は、切り替え時点ｔ１にて加工面形成位置ＭＰＬ１１と加工面形成位置ＭＰＬ１２とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に瞬時に切り替える。また、加工機本体１００は、切り替えのタイミングで制御中心点ＣＬ１１及びＣＬ１２を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１１が工具径補正値ＭＶＬ１２と同じ値となるように工具径補正を実行する。
　さらに、加工機本体１００は、切り替え時点ｔ１にて加工面形成位置ＭＰＲ１１と加工面形成位置ＭＰＲ１２とを一致させ、工具軌跡ＴＰ１１を工具軌跡ＴＰ１２に瞬時に切り替える。また、加工機本体１００は、切り替えのタイミングで制御中心点ＣＬ１２及びＣＬ１１を固定し、工具径補正値ＭＶＬ１１が工具径補正値ＭＶＬ１２と同じ値となるように工具径補正を実行する。
　図７に示すように、工具軌跡ＴＰを変更するときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを、最終加工製品の加工面に対して固定する場合、変更される工具軌跡ＴＰがノズル１０６の開口部１０５内に位置する条件であれば、制御中心点ＣＬがノズル中心点ＣＮと一致した状態が維持される。そのため、変更される工具軌跡ＴＰの影響をノズル軌跡ＮＰが受けることなく、工具軌跡ＴＰを変更することができる。
　図８Ａ及び図８Ｂに示すフローチャートを用いて、切削加工方法の一例を説明する。ＣＡＤ装置２０は、図８Ａに示すステップＳ１にて、最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて製品形状データＳＤを生成する。さらに、ＣＡＤ装置２０は、製品形状データＳＤをＣＡＭ装置２１へ出力する。
　ＣＡＭ装置２１は、ステップＳ２にて、製品形状データＳＤに基づいて、切削加工機１の加工プログラムＰＰ（Ｇコードを含む）を生成し、加工条件ＣＰを指定する。さらに、ＣＡＭ装置２１は加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとを切削加工機１のＮＣ装置２００へ出力する。
　ＮＣ装置２００は、ステップＳ３にて、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、加工機本体１００を制御してＸ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させることにより、ノズル１０６を目的の位置へ移動させる。また、ＮＣ装置２００は、ステップＳ４にて、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいてレーザ発振器１０を制御することにより、レーザビームをノズル１０６の開口部１０５から射出し、加工対象物Ｗに照射する。ステップＳ３とステップＳ４とのタイミングは加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて制御される。
　ＮＣ装置２００の工具径補正量演算部２０１、及び、加工軌跡演算部２０２には、ステップＳ２にてＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力される。工具径補正量演算部２０１は、ステップＳ５にて、加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれているか否かを認識する。
　切削工具変更情報には、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに、最終加工製品の加工面に対して工具軌跡ＴＰを制御するための制御中心点ＣＬを固定するか否かが設定されている。加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれていないと認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、加工条件ＣＰに含まれる工具軌跡ＴＰを認識する。加工条件ＣＰに切削工具変更情報が含まれていると認識された場合、工具径補正量演算部２０１は、切削工具変更情報に含まれる複数の工具軌跡ＴＰを認識する。
　工具径補正量演算部２０１は、ステップＳ６にて、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとに基づいて、複数の工具軌跡ＴＰと、複数の工具軌跡ＴＰの切り替え基準位置となる加工面形成位置ＭＰＬ及びＭＰＲと、複数の工具軌跡ＴＰにおける各制御中心点ＣＬと各工具径補正値ＭＶＬ及びＭＶＲとを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。さらに、工具径補正量演算部２０１は工具径補正情報ＴＣを加工軌跡演算部２０２へ出力する。
　加工軌跡演算部２０２には、ステップＳ２にてＣＡＭ装置２１から加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰとが入力され、ステップＳ６にて工具径補正量演算部２０１から工具径補正情報ＴＣが入力される。加工軌跡演算部２０２は、ステップＳ７にて、加工プログラムＰＰに含まれているＧコードを翻訳する。さらに、加工軌跡演算部２０２は、翻訳結果に基づいて、左工具径補正にて切削加工するか、右工具径補正にて切削加工するかのいずれかの切削加工補正条件を決定する。
　加工軌跡演算部２０２は、図８Ｂに示すステップＳ８にて、加工プログラムＰＰと加工条件ＣＰと工具径補正情報ＴＣと決定された切削加工補正条件とに基づいて、工具径補正制御信号ＴＳを生成する。さらに、加工軌跡演算部２０２は、工具径補正制御信号ＴＳを駆動制御部２０３へ出力する。駆動制御部２０３は、ステップＳ９にて、工具径補正制御信号ＴＳに基づいて、加工機本体１００を制御する駆動制御信号ＣＳを生成する。さらに、駆動制御部２０３は駆動制御信号ＣＳを加工機本体１００へ出力する。
　加工機本体１００は、ステップＳ１０にて、駆動制御信号ＣＳに基づいて、Ｘ軸キャリッジ１０２及びＹ軸キャリッジ１０３を駆動させてノズル軌跡ＮＰを制御する。また、加工機本体１００は、駆動制御信号ＣＳに基づいて、工具軌跡制御部３００を駆動させて工具軌跡ＴＰを制御する。
　切削工具変更情報が、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定しないように設定されている場合、加工機本体１００は、ステップＳ１１にて、ノズル１０６を、変更される工具軌跡ＴＰに応じて移動させる。
　切削工具変更情報が、工具軌跡ＴＰを切り替えるときに工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合、加工機本体１００は、ステップＳ１２にて、切り替え時点ｔにて加工面形成位置ＭＰＬまたはＭＰＲを一致させ、工具軌跡ＴＰを切り替える。また、加工機本体１００は、切り替えのタイミングで工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定し、一方の工具軌跡ＴＰにおける工具径補正値ＭＶと同じ値となるように工具径補正を実行する。
　本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、工具軌跡ＴＰに基づく補正情報とノズル軌跡ＮＰに基づく補正情報とを含む工具径補正情報ＴＣを生成する。本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、工具径補正情報ＴＣに基づいて加工ユニット１０４の駆動と工具軌跡制御部３００の駆動とを制御することにより、ノズル軌跡ＮＰと工具軌跡ＴＰとを制御する。従って、本実施形態の切削加工機及び切削加工方法によれば、切削工具に相当する工具軌跡、または、ノズルと加工ステージとの相対位置が固定されている状態における切削加工跡が非円形状であっても、切削工具の工具径を精度よく補正することができる。
　加工条件ＣＰに、切削加工中に工具軌跡ＴＰを変更し、かつ、工具軌跡ＴＰを変更するときに工具軌跡ＴＰを制御するための制御中心点ＣＬを、最終加工製品の加工面に対して固定するか否かが設定された切削工具変更情報が含まれている場合がある。本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、切削工具変更情報が制御中心点ＣＬを固定しないように設定されている場合には、ノズル軌跡ＮＰを、変更される工具軌跡ＴＰに応じて制御する。
　本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、切削工具変更情報が制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合には、切り替え時点ｔにて加工面形成位置ＭＰＬまたはＭＰＲを一致させて工具軌跡ＴＰを変更し、工具軌跡ＴＰの制御中心点ＣＬを固定して工具径補正値ＭＶＬまたはＭＶＲが同じ値となるように工具径補正を実行する。
　従って、本実施形態の切削加工機及び切削加工方法によれば、切削工具変更情報が制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合、変更される工具軌跡ＴＰがノズル１０６の開口部１０５内に位置する条件であれば、変更される工具軌跡ＴＰの影響をノズル軌跡ＮＰが受けることなく、工具軌跡ＴＰを変更することができる。
　本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
　本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、工具軌跡補間期間ＳＰ１１及びＳＰ１２に１つの補間工具軌跡を設定したが、複数の補間工具軌跡を設定してもよい。
　切削工具変更情報が制御中心点ＣＬを固定するように設定されている場合においても、工具軌跡の切り替え時点ｔに対して工具軌跡補間期間ＳＰを設定し、工具軌跡補間期間ＳＰにおける補間工具軌跡を設定してもよい。
　本実施形態の切削加工機及び切削加工方法では、レーザ加工機及びレーザ加工方法を例に挙げて説明したが、本発明は例えばウォータジェット加工機に対しても適用可能である。
　本願の開示は、２０１８年３月１２日に出願された特願２０１８－０４４１１５号に記載の主題と関連しており、それらの全ての開示内容は引用によりここに援用される。

Claims (4)

  1. 　加工対象物を切削加工する加工機本体と、
    　前記加工機本体を制御するＮＣ装置と、
    　を備え、
    　前記ＮＣ装置は、
    　前記加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、前記加工対象物を切削加工する切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成する工具径補正量演算部と、
    　前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて、切削加工補正条件を含む工具径補正制御信号を生成する加工軌跡演算部と、
    　前記工具径補正制御信号に基づいて、前記加工機本体を制御する駆動制御信号を生成する駆動制御部と、
    　を有し、
    　前記加工機本体は、
    　前記加工対象物との相対位置を変化させることにより、前記加工対象物を切削加工する加工ユニットと、
    　前記駆動制御信号に基づいて、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を制御する工具軌跡制御部と、
    　を有し、
    　前記加工条件に、切削加工中に前記工具軌跡を変更し、かつ、前記工具軌跡を変更するときに前記工具軌跡を制御するための制御中心点を、前記最終加工製品の加工面に対して固定するように設定された切削工具変更情報が含まれている場合に、
    　前記工具径補正量演算部は、前記切削工具変更情報に含まれる複数の工具軌跡を認識し、前記複数の工具軌跡と、前記複数の工具軌跡の切り替え基準位置となる加工面形成位置と、前記複数の工具軌跡の各制御中心点と、前記制御中心点から前記加工面形成位置までの距離に相当する工具径補正値とを含む前記工具径補正情報を生成し、
    　前記加工軌跡演算部は、前記複数の工具軌跡を切り替えるための前記工具径補正制御信号を生成し、
    　前記加工機本体は、前記工具径補正制御信号に基づいて、前記制御中心点を固定し、前記加工面形成位置を一致させ、かつ、前記工具径補正値が同じ値となるように前記工具軌跡を切り替える
    　ことを特徴とする切削加工機。
  2. 　前記加工機本体は、前記ＮＣ装置により制御され、レーザビームを生成するレーザ発振器をさらに備え、
    　前記加工ユニットは、前記加工ユニットの先端部に取り付けられ、前記レーザビームを射出して前記加工対象物に照射するための開口部が形成されたノズルを有し、
    　前記工具軌跡制御部は、前記加工ユニットの内部に収容され、前記開口部から射出されるレーザビームを非円形状の振動パターンで振動させることにより、前記工具軌跡を制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の切削加工機。
  3. 　加工対象物を切削加工することによって得られる最終加工製品の寸法及び形状を含む製品形状情報に基づいて設定された加工プログラムと加工条件とに基づいて、加工対象物を切削加工するための切削工具の工具径を補正するための工具径補正情報を生成し、
    　前記加工プログラムと前記加工条件と前記工具径補正情報とに基づいて工具径補正制御信号を生成し、
    　前記工具径補正制御信号に基づいて駆動制御信号を生成し、
    　前記加工条件に、前記切削工具に相当し、かつ、非円形状を有する工具軌跡を切削加工中に変更し、かつ、前記工具軌跡を変更するときに前記工具軌跡を制御するための制御中心点を、最終加工製品の加工面に対して固定するように設定された切削工具変更情報が含まれている場合に、
    　前記切削工具変更情報に含まれる複数の工具軌跡を認識し、
    　前記複数の工具軌跡と、前記複数の工具軌跡の切り替え基準位置となる加工面形成位置と、前記複数の工具軌跡の各制御中心点と、前記制御中心点から前記加工面形成位置までの距離に相当する工具径補正値とを含む前記工具径補正情報を生成し、
    　前記複数の工具軌跡を切り替えるための前記工具径補正制御信号を生成し、
    　前記工具径補正制御信号に基づいて、前記制御中心点を固定し、前記加工面形成位置を一致させ、かつ、前記工具径補正値が同じ値となるように前記工具軌跡を切り替える
    　ことを特徴とする切削加工方法。
  4. 　前記加工対象物にレーザビームを照射し、
    　前記レーザビームを非円形状の振動パターンで振動させることにより、前記工具軌跡を制御する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の切削加工方法。
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