WO2020049720A1 - 工作機械、工作機械による加工方法、及び工作機械用の加工プログラム - Google Patents

工作機械、工作機械による加工方法、及び工作機械用の加工プログラム Download PDF

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WO2020049720A1
WO2020049720A1 PCT/JP2018/033224 JP2018033224W WO2020049720A1 WO 2020049720 A1 WO2020049720 A1 WO 2020049720A1 JP 2018033224 W JP2018033224 W JP 2018033224W WO 2020049720 A1 WO2020049720 A1 WO 2020049720A1
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WO
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tool
turning
work
rotation axis
rotation
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PCT/JP2018/033224
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English (en)
French (fr)
Inventor
林　健太郎
康晴 角田
守邦 木村
吉田　正人
Original Assignee
ヤマザキマザック株式会社
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Publication date
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Priority to PCT/JP2018/033224 priority patent/WO2020049720A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B3/00—General-purpose turning-machines or devices, e.g. centre lathes with feed rod and lead screw; Sets of turning-machines
    • B23B3/06—Turning-machines or devices characterised only by the special arrangement of constructional units
    • B23B3/065—Arrangements for performing other machining operations, e.g. milling, drilling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B23/00—Tailstocks; Centres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/409—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using manual data input [MDI] or by using control panel, e.g. controlling functions with the panel; characterised by control panel details or by setting parameters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35433—During execution, display asks for parameters, operator answers, machine again
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool, a machining method using the machine tool, and a machining program for the machine tool.
  • Patent Document 1 discloses a turning apparatus that changes a cutting direction, which is a radial direction of a rotation axis, in turning of a work that rotates around a rotation axis.
  • the problem of the technology disclosed in the present application is, for example, to suppress occurrence of chatter vibration in a plurality of machining steps related to turning.
  • a machine tool holds a work holding unit that holds a work rotatably around a rotation axis of the work, and a turning tool for turning the work, and holds the turning tool around the tool rotation axis.
  • the turning tool is attached to the work.
  • the control means is configured to execute the tool so that the cutting blade rotates around a cutting blade rotation axis by a rotation angle indicated by the input value for execution of at least one of the plurality of processing steps. At least one of the holding means and the moving means is controlled.
  • a machining method using a machine tool is characterized in that the work is held rotatably around a rotation axis of the work by a work holding means of the machine tool, and the work is held by the tool holding means of the machine tool. Holding a turning tool for turning, and arranging the workpiece and the turning tool such that an extension of a cutting edge of the turning tool substantially passes through the rotation axis by a moving means of the machine tool. In this state, the turning tool is moved relative to the work in the radial direction of the rotation axis to cut the work, and an input value of the cut is obtained by an input unit of the machine tool.
  • the execution of a plurality of machining steps is controlled by a control means of a machine, and the tool is used to execute at least one of the plurality of machining steps.
  • the lifting means such that the rotation angle by the cutting edge shown in the input value is rotated substantially parallel cutting edges about the axis of rotation to the rotary axis, rotating the turning tool.
  • a machining program for a machine tool is a machining program executed by a processor that controls a machine tool, and defines a plurality of codes for executing a plurality of machining steps related to turning.
  • the plurality of codes conform to an EIA / ISO format, and the code for executing at least one of the plurality of machining steps includes rotating a tool spindle holding a turning tool around a tool rotation axis.
  • a code for rotating by an angle and a code for rotating the X axis and the Y axis in the three-dimensional coordinate system for managing the position of the machine tool around the Z axis only by the rotation angle are associated with each other. Stipulated.
  • a machine tool rotatable around a work rotation axis and holding a work
  • a turning tool rotatable around a tool rotation axis and for turning the work.
  • a spindle for holding the workpiece
  • a moving mechanism for relatively moving the workpiece spindle and the tool spindle
  • an input circuit for inputting an input value relating to cutting of a workpiece in the turning, and controlling execution of a plurality of machining steps.
  • the control circuit in a state where the workpiece and the turning tool are arranged such that an extension line of the cutting edge of the turning tool substantially passes through the work rotation axis, the radial direction of the work rotation axis is
  • the moving mechanism is controlled so that the workpiece and the turning tool are relatively moved to perform a cut into the workpiece, and at least one of the moving mechanism and the tool spindle has a cutting edge substantially aligned with the workpiece rotation axis.
  • the control circuit is configured to be rotatable about a cutting blade rotation axis parallel to the rotation angle indicated by the input value in order to execute at least one of the plurality of processing steps. Only at least one of the moving mechanism and the tool spindle is controlled such that the cutting blade rotates about the cutting blade rotation axis.
  • chatter vibration is suppressed in a plurality of machining steps related to turning.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a machine tool according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a hardware block diagram of the control device.
  • FIG. 3A is a schematic view of a workpiece and a turning tool, and
  • FIG. 3B is an enlarged view of a schematic view of the turning tool.
  • FIG. 4A is a diagram showing an example of position data
  • FIG. 4B is a diagram showing an example of shape data.
  • FIG. 5 is a flowchart showing each operation of the control device.
  • FIG. 6 is a diagram showing a display example for inputting a rotation angle.
  • FIG. 7 is a diagram showing each operation of the control device for executing a plurality of processing steps.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a machine tool according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a hardware block diagram of the control device.
  • FIG. 3A is a schematic view of a workpiece and a turning tool
  • FIG. 3B
  • FIG. 8 is a flowchart showing each operation of the control device for executing the first processing step.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of each position used for generating a route.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating the movement of the turning tool in the first machining process
  • FIG. 10B is a diagram illustrating the cutting of the work in the first machining process.
  • FIG. 11 is a flowchart showing each operation of the control device for executing the second processing step.
  • FIG. 12A is a diagram showing a path in the three-dimensional coordinate system before the rotation conversion and a path in the three-dimensional coordinate system after the rotation conversion.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating a return path in the three-dimensional coordinate system subjected to rotation conversion and a return path in the three-dimensional coordinate system before rotation conversion
  • FIG. 13B is a diagram illustrating rotation of the turning tool at the return position.
  • FIG. 14 is a display example for inputting a machining plan.
  • FIG. 15 is a display example for inputting a machining plan.
  • FIG. 16 is a display example for inputting a machining plan.
  • FIG. 17 is a display example for inputting a machining plan.
  • FIG. 18 is a display example for inputting a target cutting position.
  • FIG. 19 is a hardware block diagram of a control device according to a modified example of the control device in the first embodiment.
  • FIG. 19 is a hardware block diagram of a control device according to a modified example of the control device in the first embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the history data.
  • FIG. 21 is a display example for inputting a machining plan.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a schematic configuration of a machine tool according to the second embodiment.
  • FIG. 23A is a diagram showing internal turning of a work held on a work spindle
  • FIG. 23B is a diagram showing internal turning of the work held on another work spindle.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of a machining program defined in the EIA / ISO format.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a machine tool 100 according to the first embodiment.
  • the X axis shown in FIG. 1 is along the height direction of the machine tool 100
  • the Y axis is along the depth direction of the machine tool 100
  • the Z axis is along the width direction of the machine tool 100.
  • the axis parallel to the rotation axis A3 of the work main shaft 122 for holding the work is set as the Z axis based on the JIS standard.
  • the correspondence between each direction of the machine tool 100 and each axis is not limited to this.
  • the machine tool 100 performs a turning process on the workpiece.
  • the machine tool 100 changes the direction in which the turning tool cuts the workpiece in at least one of the plurality of processing steps. Thereby, for example, the occurrence of chatter vibration during turning is suppressed.
  • the machine tool 100 includes a column 110, a work headstock 120, and a tool changing device 130.
  • the column 110, the work headstock 120, and the tool changer 130 are arranged on a base 140.
  • the column 110 is movable on the base 140 in the Y-axis direction and the Z-axis direction.
  • a tool headstock 112 is attached to the column 110.
  • the tool headstock 112 is movable with respect to the column 110 in the X-axis direction.
  • the tool headstock 112 is pivotable about the pivot axis A1 along the Y-axis direction with respect to the column 110.
  • a tool spindle 114 is attached to the tool spindle head 112.
  • the tool spindle 114 is rotatable around the rotation axis A2 with respect to the tool spindle head 112.
  • the rotation axis A2 is orthogonal to the turning axis A1.
  • a first turning tool 900 is held on the tool spindle 114.
  • the work headstock 120 includes a work spindle 122.
  • the work spindle 122 is rotatable around the rotation axis A3.
  • the rotation axis A3 extends along the Z-axis direction.
  • a work W1 is mounted on the work spindle 122.
  • the tool changer 130 changes a tool mounted on the tool spindle 114.
  • the tool changing device 130 includes a magazine arm 132 and a stocker 134.
  • the magazine arm 132 is rotatable around an axis along the Z-axis direction.
  • the magazine arm 132 is movable in the X-axis direction with respect to the stocker 134.
  • the stocker 134 houses a plurality of turning tools arranged in the X-axis direction.
  • the plurality of turning tools stored in the stocker 134 include a second turning tool 910.
  • the exchange of the turning tool by the tool exchange device 130 is performed in the following procedure.
  • the column 110 approaches the tool changing device 130 in the Z-axis direction with the rotation axis A2 along the Z-axis direction.
  • the magazine arm 132 has a first gripper at one end in the direction in which the magazine arm 132 extends, and has a second gripper at the other end in the extending direction.
  • the first gripper grips the first turning tool 900 mounted on the tool spindle 114 to remove the first turning tool 900 mounted on the tool spindle 114.
  • the first gripper holds the first turning tool 900, and at the same time, the second gripper is stored in the stocker 134.
  • the second turning tool 910 is gripped.
  • the first turning tool 900 is removed from the tool spindle 114.
  • the magazine arm 132 pivots around an axis along the Z-axis direction to mount the second turning tool 910 on the tool spindle 114, and moves the second turning tool 910 gripped by the second gripper to the tool mounting position.
  • the second turning tool 910 is mounted on the tool spindle 114.
  • the machine tool 100 includes the control device 1 for controlling rotation about each rotation axis, rotation about each rotation axis, and movement in each axis direction.
  • the control device 1 is connected to the base 140.
  • the control device 1 may be connected to another part of the machine tool 100, and may be installed separately from the base 140 as long as control signals can be transmitted and detection results can be received.
  • FIG. 2 is a hardware block diagram of the control device 1.
  • the control device 1 includes a processor 10, a memory 20, a communication circuit 30, and a display 40 with a touch panel.
  • the processor 10, the memory 20, the communication circuit 30, and the display with a touch panel 40 are connected to each other via a bus 90.
  • the memory 20 stores programs and data necessary for processing.
  • the processor 10 reads a program stored in the memory 20 and executes the read program. Thereby, each function of the control device 1 is realized.
  • Each function realized by the control device 1 includes control of execution of turning.
  • the memory 20 stores a machining program 22.
  • the machining program 22 includes a control command for executing turning.
  • the work spindle 122 is an example of a work holding unit.
  • the tool spindle 114 is an example of a tool holding unit.
  • the column 110 and the tool headstock 112 are an example of a moving unit, and are an example of a moving mechanism.
  • the display 40 with a touch panel is an example of an input unit, an example of a display unit, and an example of an input circuit.
  • the communication circuit 30 is another example of the input means, and is another example of the input circuit.
  • the tool changing device 130 is an example of a tool changing unit.
  • the memory 20 is an example of a storage unit.
  • the processor 10 is an example of a control unit, an example of a control circuit, and an example of a path generation unit.
  • FIG. 3A is a schematic diagram of the workpiece W1 and the first turning tool 900.
  • FIG. 3B is an enlarged view of a schematic diagram of the first turning tool 900.
  • the tool headstock 112 turns around the turning axis A1 such that the turning axis A2 is substantially parallel to the turning axis A3.
  • the first turning tool 900 includes an extending portion 902 and a tip 906.
  • the extending portion 902 extends in the axial direction (Z-axis direction) of the rotation axis A2 in a state where the first turning tool 900 is held on the tool spindle 114.
  • the tip 906 is provided at the end 904 of the extension 902 in the axial direction of the rotation axis A2 in a state where the first turning tool 900 is held on the tool spindle 114. More specifically, the tip 906 is disposed at the first corner 904C1 of the end 904 in a direction (the X-axis direction in FIG. 3A) orthogonal to the direction in which the extension 902 extends. The chip 906 is not arranged at the second corner 904C2 of the end 904 in the direction orthogonal to the direction in which the extension 902 extends. As shown in the enlarged view of FIG. 3B, the tip 906 has a cutting edge 900E.
  • the cutting blade 900E is substantially parallel to a direction (the X-axis direction in FIG. 3A) orthogonal to the direction in which the extending portion 902 extends.
  • the cutting edge 900E is an edge between the rake face 908S1 and the flank 908S2.
  • the rake face 908S1 is substantially parallel to the direction in which the extension 902 extends.
  • the flank 908S2 is substantially orthogonal to the direction in which the extension 902 extends.
  • the cutting blade 900E has a nose 900N.
  • the nose 900N is provided at one end outside the first turning tool 900 among the both ends of the cutting edge 900E in the direction in which the cutting edge 900E extends.
  • An extension 900EL of the cutting blade 900E along the X-axis direction will be described later.
  • the first turning tool 900 is not limited to the examples shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the replaceable tip 906 may be omitted. That is, the first turning tool 900 may have a structure in which the cutting edge 900E is provided at the end 904 without the tip 906.
  • the work W1 has a cylindrical shape as shown in FIG. 3A.
  • the hollow portion WH1 of the work W1 extends in a direction substantially parallel to the rotation axis A2 when the work W1 is held by the work main shaft 122.
  • the shape of the work W1 is not limited to the shape shown in FIG. 3A.
  • the machining program 22 defines each position in a three-dimensional coordinate system for turning the work W1.
  • the memory 20 stores position data 24 and shape data 26.
  • the position data 24 includes a work spindle position and a tool spindle position as shown in FIG. 4A.
  • the work spindle position and the tool spindle position are defined in a three-dimensional coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis.
  • the position of the work spindle is defined as (0, 0, 0) in the three-dimensional coordinate system.
  • the origin of the three-dimensional coordinate system is not limited to this.
  • the tool spindle position is an initial position of the tool spindle 114 before turning.
  • the positive direction and the negative direction of each axis may be appropriately defined.
  • the position data 24 may include a position other than the position shown in FIG. 4A. Further, the position data 24 may be included in the machining program 22.
  • the shape data 26 includes work shape data 260 and turning tool shape data 262.
  • Work shape data 260 includes values indicating the shapes of a plurality of works.
  • the work shape data 260 includes the outer diameter, the inner diameter, and the height of the cylindrical work W1.
  • the work W2 that does not require internal turning is defined by an outer diameter and a height.
  • the work height is the length of the work in the Z-axis direction when the work is held on the work spindle 122.
  • Turning tool shape data 262 includes values indicating the shapes of a plurality of turning tools. For example, as shown in FIG.
  • the turning tool shape data 262 includes the extension portion length, the nose position, the cutting edge length, and the cutting edge direction.
  • the extension length is the length of the extension 902 in the direction in which the extension 902 extends, as shown in FIG. 3A.
  • the nose position is a position of the nose 900N relative to the tool spindle position when the first turning tool 900 is attached to the tool spindle 114.
  • the cutting edge length is the length of the cutting edge 900E in the direction in which the cutting edge 900E shown in FIG. 3A extends.
  • the cutting edge direction indicates the direction in which the cutting edge 900E extends with respect to the direction in which the extending portion 902 extends.
  • each position of the work W1 (work W2) and each position of the first turning tool 900 (second turning tool 910) in the three-dimensional coordinate system are calculated.
  • the data format of the shape data 26 is not limited to the example shown in FIG. 4B.
  • FIG. 5 is a flowchart showing each operation of the control device 1.
  • the processor 10 When executing the machining program 22, the processor 10 performs the operation shown in FIG. First, the processor 10 determines a machining plan (Step S1). Then, the processor 10 executes a plurality of machining steps (Step S2).
  • the processing content is, for example, one of outer diameter turning, inner diameter turning, end face turning, thread cutting, and grooving.
  • the outer diameter turning is processing for cutting the outer diameter (outer peripheral surface) of the work W1 rotating around the rotation axis A3.
  • the inner diameter turning is a processing for cutting the inner diameter (inner peripheral surface) of the work W1 rotating around the rotation axis A3.
  • End face turning is processing for cutting an end face (a face orthogonal to the rotation axis A3) of the work W1 rotating around the rotation axis A3.
  • the thread cutting is a process of forming at least one of the outer diameter and the inner diameter of the work W1 rotating around the rotation axis A3 to form a screw groove having a helical shape extending in the circumferential direction and the axial direction of the rotation axis A3.
  • the grooving is a process of forming at least one of the outer diameter and the inner diameter of the work W1 rotating around the rotation axis A3 to form a groove extending in the circumferential direction of the rotation axis A3.
  • the processing contents are not limited to these.
  • the number of processing steps may be increased, or a plurality of turning tools (rough finishing tools and finishing tools) may be used in one processing step. Therefore, the number of turning tools to be used does not always coincide with the number of processing steps. In addition, the number of processing steps is increased even if the main axis of the work (holding state of the work) is changed.
  • step S1 the processor 10 prompts the operator to input a processing plan in order to determine the processing plan.
  • the processing plan includes a plurality of processing steps executed in chronological order.
  • the processor 10 causes a display 40 with a touch panel to display a plan table 400 of a processing plan.
  • the plan table 400 includes various setting values for each processing step.
  • a work, a processing content, and a tool associated with a processing step are included in the plan table 400.
  • a first machining step for executing outer diameter turning on the work W1 and a second machining step for executing inner diameter turning on the work W1 after the outer diameter turning are input.
  • the turning tool is included in the plan table 400 in association with the cutting depth and the feed distance.
  • Various setting values included in the plan table 400 can be changed by a touch operation on the display 40 with a touch panel.
  • the display with a touch panel 40 displays a software key 402, a software key 404, and a software key 406 in addition to the plan table 400.
  • the processor 10 proceeds to step S2, and starts machining by the machine tool 100 based on the machining plan defined in the planning table 400.
  • the processor 10 causes the memory 20 to store the machining plan input to the planning table 400.
  • the software key 406 is touched, the processor 10 initializes the machining plan input to the plan table 400.
  • the software key 402, the software key 404, and the software key 406 may be hardware (for example, physical switch-type buttons) provided outside the display 40 with a touch panel.
  • the various set values included in the plan table 400 include the rotation angles corresponding to the processing steps. This rotation angle is an example of an input value, and is related to a direction of a cut described later. In the example shown in FIG. 6, a rotation angle of 120 ° is input so as to correspond to the first turning tool used in the second machining step.
  • the various setting values included in the plan table 400 may be set in advance in, for example, the machining program 22, or the operator may input only the rotation angle.
  • the rotation angle is input only when the processing content is any one of internal turning, internal thread cutting, and internal grooving.
  • the rotation angle may be input for other processing contents (for example, outer diameter turning, end face turning, outer diameter threading, and outer diameter grooving).
  • the processor 10 may obtain the processing plan from a device other than the control device 1 via the communication circuit 30 of the control device 1 for determining the processing plan. For example, only the rotation angle may be input by a device other than the control device 1 and received by the communication circuit 30.
  • FIG. 7 shows a sub-process of step S2 shown in FIG.
  • the flowchart shown in FIG. 7 corresponds to an example in which the first processing step and the second processing step are planned as shown in FIG. Therefore, the processor 10 may execute three or more processing steps according to the processing plan.
  • the processor 10 controls the execution of the first machining step for the outer diameter turning of the work W1 (step S10).
  • the processor 10 controls the execution of the second machining step for the internal turning of the workpiece W1 (step S20).
  • FIG. 8 is a flowchart showing each operation of the control device 1 for executing the first machining step, and shows a sub-process of step S10 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of each position used for generating a route.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating the movement of the first turning tool 900 in the first machining process
  • FIG. 10B is a diagram illustrating a cut into the workpiece W1 in the first machining process.
  • FIG. 10B shows only the tip 906 of the configuration of the first turning tool 900.
  • the processor 10 reads the position data 24 and the shape data 26 from the memory 20 (Step S100). Then, the processor 10 generates the path OR (Step S102). Specifically, the processor 10 calculates the initial position IP, the turning start position OSP, and the turning end position OEP in the three-dimensional coordinate system based on the position data 24, the shape data 26, and the machining plan.
  • the initial position IP is the nose position NP of the nose 900N of the first turning tool 900 before the start of the first machining step.
  • the initial position IP may be, for example, a nose position NP when the tool spindle 114 is arranged at a position where the turning tool can be exchanged by the tool exchange device 130.
  • the turning start position OSP is a nose position NP when the first turning tool 900 approaches the workpiece W1 and starts outer diameter turning.
  • the turning end position OEP is a nose position NP when the outer turning of the workpiece W1 by the first turning tool 900 is completed. Since the position of the work spindle 122 is the origin of the three-dimensional coordinate system, the value CSx (see FIG.
  • the value of the turning start position OSP in the X-axis direction is set to be larger than the outer diameter of the work W1.
  • the value of the turning start position OSP in the Y-axis direction is set to 0.
  • the value CSz of the turning start position OSP in the Z-axis direction is set so as not to overlap the workpiece W1 in the Z-axis direction.
  • the value CEx of the turning end position OEP in the X-axis direction is a value smaller than the value CSx by the cutting depth (a value set at the time of machining planning).
  • the value of the turning end position OEP in the Y-axis direction is set to 0.
  • the value CEz in the Z-axis direction of the turning end position OEP is a value separated from the value CSz by a feed distance (a value set at the time of machining planning).
  • the non-edge angle position CP is a position of the second corner 904C2 of the first turning tool 900 where the tip 906 is not provided.
  • the nose position NP and the non-cutting angle position CP change as the first turning tool 900 moves, turns and rotates.
  • the processor 10 generates a path OR passing through the initial position IP, the turning start position OSP, and the turning end position OEP.
  • the path OR includes a path OR1 from the initial position IP to the turning start position OSP and a path OR2 from the cut nose position NP to the turning end position OEP.
  • the nose position NP after the cutting is calculated based on the cutting direction along the X-axis direction, the set cutting amount, and the turning start position OSP.
  • the path OR is calculated such that a portion other than the cutting edge 900E of the first turning tool 900 does not contact the workpiece W1.
  • the path OR is generated such that the non-edge angle position CP does not overlap the work W1.
  • the portion other than the cutting edge 900E of the first turning tool 900 is not limited to the second corner 904C2.
  • the processor 10 also generates a return path ORR from the turning end position OEP to the initial position IP.
  • the return route ORR includes a route OR3 from the turning end position OEP to the retreat position OVP, and a route OR4 from the retreat position OVP to the initial position IP.
  • the retreat position OVP is set farther from the workpiece W1 than the turning end position OEP.
  • the return path ORR is generated such that a portion other than the cutting edge 900E of the first turning tool 900 (for example, the second corner 904C2) does not overlap the workpiece W1.
  • the processor 10 rotates the work spindle 122 around the rotation axis A3 (step S104).
  • the processor 10 controls the movement of the column 110 and the movement of the tool headstock 112 such that the nose position NP moves from the initial position IP to the turning start position OSP along the path OR1 (Step S106). Then, a cut is made (step S108).
  • the processor 10 moves the first turning tool 900 in the X-axis direction toward the outer peripheral surface OPS of the workpiece W1 by a cut amount.
  • the angle between the extension line 900EL of the cutting edge 900E and the reference line RL is 0 °.
  • the reference line RL is substantially parallel to the X-axis direction and passes through the rotation axis A3.
  • the reference line RL coincides with the extension line 900EL when the tool headstock 112 is turned around the turning axis A1 such that the turning axis A2 is substantially parallel to the turning axis A3.
  • the initial rotation position of the tool spindle 114 (the initial rotation position of the tool holding unit) is the rotation position of the tool spindle 114 in a state where the extension line 900EL and the reference line RL match.
  • the cutting blade 900E overlaps the workpiece W1.
  • the cutting blade 900E and the workpiece W1 are not in contact.
  • the processor 10 controls the feed of the first turning tool 900 (step S110). Specifically, the processor 10 controls the movement of the column 110 in the Z-axis direction so that the nose position NP reaches the turning end position OEP along the path OR2. Thereby, the cutting blade 900E turns the outer diameter of the work W1 rotating around the rotation axis A3. Then, the processor 10 controls the movement of the column 110 and the movement of the tool headstock 112 such that the nose position NP moves from the turning end position OEP to the initial position IP via the retreat position OVP along the return path ORR. (Step S112). Thus, the first processing step ends.
  • the cutting (step S108) and the feeding (step S110) may be repeated as appropriate.
  • the machine tool 100 may cut the outer diameter of the work W1 by 1 mm and send the first turning tool 900, and then cut the outer diameter of the work W1 by 1 mm and send the first turning tool 900 again.
  • FIG. 11 is a flowchart showing each operation of the control device 1 for executing the second machining step in which the internal turning is defined, and shows a sub-process of step S20 shown in FIG.
  • FIG. 12A is a diagram showing a path IR in the three-dimensional coordinate system before the rotation conversion and a path IRa in the three-dimensional coordinate system after the rotation conversion
  • FIG. 12B is a diagram showing a work W1 in the three-dimensional coordinate system after the rotation conversion. It is a figure which shows the cut with respect to.
  • FIG. 13A is a diagram showing a return path IRRa in the three-dimensional coordinate system subjected to the rotation conversion and a return path IRR in the three-dimensional coordinate system before the rotation conversion.
  • FIGS. 12A, 12B, and 13A show the first turning tool 900 at the return position IRPa. It is a figure showing rotation. However, in FIGS. 12A, 12B, and 13A, a symbol with an a at the end indicates a position and a line in the rotationally transformed three-dimensional coordinate system. In FIGS. 12B and 13B, t1, t2, t3, t11, and t12 indicate time.
  • the processor 10 generates a path IR for performing the inner diameter turning on the work W1 (step S102A).
  • the route IR is generated similarly to the route OR. That is, the route IR is generated based on the position data 24, the shape data 26, and the machining plan. However, since the second machining step defines internal turning, the value of the turning start position ISP in the X-axis direction is set to be smaller than the internal diameter of the work W1.
  • the cutting direction is set in a direction along the X-axis direction and away from the rotation axis A3.
  • the path IR includes a path IR1 from the initial position IP to the turning start position ISP and a path IR2 from the nose position NP after cutting to the turning end position IEP.
  • the processor 10 further generates a return route IRR.
  • the return route IRR includes a route IR3 from the turning end position IEP to the retreat position IVP and a route IR4 from the retreat position IVP to the initial position IP.
  • the processor 10 controls the movement of the column 110 and the movement of the tool headstock 112 such that the nose position NP reaches the turning start position ISP from the initial position IP along the route IR1 (step S106A).
  • step S106A When the nose position NP reaches the turning start position ISP (step S106A), the processor 10 performs rotation conversion of a three-dimensional coordinate system (step S107A). Specifically, the processor 10 rotates the X axis around the Z axis by the rotation angle ⁇ corresponding to the second processing content set at the time of processing planning (step S1 in FIG. 5), thereby obtaining a new Xa. Find the axis. Similarly, the Y axis is rotated around the Z axis by the rotation angle ⁇ , and is changed to a new Ya axis. This rotation is a rotation based on the machining program 22, and in step S107A, the actual configuration is not rotated. Therefore, each position (for example, the turning start position ISP) managed only on the machining program 22 is rotated together with the X axis and the Y axis.
  • the processor 10 performs rotation conversion of a three-dimensional coordinate system (step S107A). Specifically, the processor 10 rotates the X
  • the processor 10 calculates each position (for example, the nose position NP) in the rotationally transformed three-dimensional coordinate system based on the rotation matrix using the rotation angle ⁇ in order to obtain the deviation.
  • the rotation matrix using the rotation angle ⁇ is defined as a 2 ⁇ 2 matrix for rotationally converting the values in the X-axis direction and the values in the Y-axis direction. Is also good.
  • the processor 10 rotates the first turning tool 900 such that the cutting edge 900E (t1) rotates around the rotation axis A2 by the rotation angle ⁇ (step S107B).
  • the processor 10 rotates the cutting spindle 900E (t1) by the rotation angle ⁇ around the rotation axis A2 by rotating the tool spindle 114 around the rotation axis A2 by the rotation angle ⁇ .
  • the nose position NPa (t1) moves to the nose position NPa (t2).
  • the extension 900ELa (t1) of the cutting edge 900E (t1) rotates by the rotation angle ⁇ about the rotation axis A2 (t1), and is changed to the extension 900ELa (t2).
  • the processor 10 moves the first turning tool 900 such that the nose position NPa (t2) after the rotation reaches the turning start position ISPa along the correction path RC1. Then, the nose position NPa (t3) reaches the turning start position ISPa, and the extension line 900ELa (t3) is substantially parallel to the Xa axis and substantially passes through the rotation axis A3. As a result, the deviation obtained in step S107A disappears.
  • the cutting edge 900E is rotated by the rotation angle ⁇ about the cutting blade rotation axis parallel to the rotation axis A3, and the processor 10 controls the tool spindle 114 so that the first turning tool 900 rotates about the rotation axis A3.
  • the movement of the column 110 and the movement of the tool headstock 112 may be controlled.
  • the cutting blade rotation axis of the cutting blade 900E may be the rotation axis A3.
  • the nose position NPa coincides with the turning start position ISPa only by rotating the cutting blade 900E. Therefore, when the rotation axis of the cutting blade coincides with the rotation axis A3, the calculation of the correction path RC1 becomes unnecessary.
  • the processor 10 moves the first turning tool 900 from the turning start position ISPa in the Xa-axis direction toward the inner peripheral surface IPS of the workpiece W1 by the cutting amount (step S108A). Then, the processor 10 moves the first turning tool 900 by the feed distance in the Z-axis direction (Step S110A). Thereby, the inner diameter of the work W1 is turned. However, similarly to the outer diameter turning, Step S108A and Step S110A may be appropriately repeated.
  • step S112A and step S113A will be described with reference to FIGS. 13A and 13B.
  • step S112A the processor 10 controls the movement of the column 110 and the movement of the tool headstock 112 such that the nose position NPa reaches the retreat position IVPa from the turning end position IEPa via the path IR3a. Then, the processor 10 controls the movement of the column 110 and the movement of the tool headstock 112 such that the nose position NPa reaches from the retreat position IVPa to the return position IRPa via the path IR4a. As shown in FIG. 13A, the return position IRPa is provided on the path IR4a so as not to overlap the work W1 in the Z-axis direction.
  • step S113A When the nose position NPa reaches the return position IRPa (step S112A), the processor 10 performs reverse rotation conversion of the three-dimensional coordinate system (step S113A).
  • the rotation conversion in step S113A is a rotation conversion in the opposite direction to the rotation conversion in step S107A. That is, the processor 10 rotates the Xa axis and the Ya axis of the three-dimensional coordinate system after the rotation conversion by the rotation angle ( ⁇ ) around the Z axis, thereby rotating the three-dimensional coordinate system after the rotation conversion before the rotation conversion. Return to 3D coordinate system.
  • the processor 10 obtains a deviation between the actual position (for example, the nose position NP) and the position handled on the machining program 22 by using an inverse matrix of the rotation matrix using the rotation angle ⁇ . Then, the processor 10 reversely rotates the first turning tool 900 (Step S113B).
  • the rotation of the first turning tool 900 in step S113B is different from the rotation of the first turning tool 900 in step S107B in using the rotation angle (- ⁇ ).
  • the processor 10 rotates the tool spindle 114 around the rotation axis A2 (t11) by the rotation angle ( ⁇ ).
  • the cutting edge 900E (t11), the nose position NP (t11), and the extension line 900EL (t11) are respectively changed to the cutting edge 900E (t12), the nose position NP (t12), and the extension line 900EL (t12).
  • the cutting edge 900E only needs to rotate by the rotation angle (- ⁇ ) about the cutting blade rotation axis parallel to the rotation axis A3, and the first turning tool 900 rotates by the rotation angle (- ⁇ ) about the rotation axis A3. May be.
  • the processor 10 controls the movement of the column 110 and the movement of the tool headstock 112 so that the nose position NP reaches the initial position IP (step S114A). More specifically, as shown in FIG. 13A, the processor 10 controls the column 110 so that the nose position NP reaches the path IR4 along the correction path RC2 and reaches the initial position IP along the path IR4. The movement and the movement of the tool headstock 112 are controlled. However, the correction route RC2 is based on the deviation between the actual nose position NP obtained in step S113A and the nose position NP handled on the machining program 22. Note that if the cutting blade 900E rotates around the rotation axis A3 in step S113B, the generation of the correction path RC2 becomes unnecessary. Thus, the second processing step is completed.
  • the rotation angle ⁇ was not input for the first processing step.
  • the rotation angle ⁇ may be set to a value other than 0 ° and different from each other in each processing step.
  • the turning tool may be changed for each machining step.
  • a plurality of turning tools may be used in one machining step, and different turning angles ⁇ may be set for the plurality of turning tools.
  • FIG. 17 and FIG. 18 are diagrams showing display examples for inputting a target cutting position for the workpiece W1.
  • the processor 10 displays the plan table 400A when determining the machining plan (step S1 in FIG. 5).
  • the plan table 400A differs from the plan table 400 shown in FIG. 6 in that a software key 408 is included for each processing step.
  • the software key 408 is displayed for setting a target cutting position.
  • the processor 10 causes the display 40 with a touch panel to display, for example, the display contents illustrated in FIG. 18.
  • the processor 10 calculates the rotation angle ⁇ between the reference line RL and the target line TL.
  • the target line TL passes through the rotation axis A3 and passes through the rotation axis A3 and the cut target position TP.
  • the operator can intuitively and easily input the target cutting position TP in order to change the cutting direction.
  • the processor 10 has moved the first turning tool 900 for controlling the cutting and the feed.
  • the workpiece W1 and the first turning tool 900 may be moved relatively.
  • chatter vibration may occur depending on the position at which the cutting edge 900E and the workpiece W1 are in contact with each other.
  • the machine tool 100 for example, if an input value (the rotation angle ⁇ or the target cutting position TP) is appropriately input, chatter vibration during turning is suppressed.
  • the operator can also set the rotation angle ⁇ or the cut target position TP only for a processing step in which chatter vibration is likely to occur among a plurality of processing steps.
  • the first turning tool 900 is rotated, the visibility of the processing situation may be improved.
  • the machine tool 100 since the first turning tool 900 can be rotated for each processing step, the machine tool 100 can also improve the visibility of the processing state for each processing step.
  • the cutting edge 900E needs to be inserted deep into the hollow portion WH1 of the work W1, and the extension 902 of the first turning tool 900 needs to be lengthened.
  • chatter vibration is more likely to occur in the case of inner diameter turning that requires a longer extending portion 902 than in the case of outer diameter turning in which the extending portion 902 may be shorter.
  • the rotation angle ⁇ or the cut target position TP is appropriately input to the machining process corresponding to the internal turning as in the present embodiment, the chatter is also performed in the machining process corresponding to the internal turning in which chatter vibration easily occurs. Vibration can be suppressed.
  • the machine tool 100 of the present embodiment can suppress chatter vibration only by rotating the tool spindle 114 around the rotation axis A2. Therefore, it is not necessary to reinforce the column 110 and the tool headstock 112 in order to suppress the occurrence of chatter vibration.
  • the non-cutting angle position CP may come into contact with the inner peripheral surface IPS.
  • the machine tool 100 can prevent the first turning tool 900 from unintentionally coming into contact with the workpiece W1.
  • FIG. FIG. 19 is a hardware block diagram of the control device 1A.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the processing condition data 28.
  • FIG. 21 is a diagram showing a display example for inputting the rotation angle ⁇ .
  • the rotation angle ⁇ is set by switching between the rotation angle input by the operation and the rotation angle stored in the memory 20.
  • the memory 20A of the control device 1A is different from the memory 20 shown in FIG. 2 in that the memory 20A of the control device 1A stores a machining program 22A and machining condition data 28.
  • the processing condition data 28 stores the processing content, the processing condition, and the rotation angle in association with each other. In the example shown in FIG. 20, a plurality of rotation angles are stored, but only one rotation angle may be stored.
  • the processing conditions include a tool, a cutting amount, and a feed distance. These values are stored in the processing condition data 28 each time the turning is performed by the machine tool 100 without occurrence of chatter vibration.
  • the processing condition data 28 may be data accumulated in another machine tool. Further, the processing condition data 28 is not limited to the accumulated data, and may be manually input.
  • the processor 10 displays the plan table 400B on the display 40 with the touch panel when the processing plan is specified.
  • the schedule table 400B includes a radio button 410 for each processing step.
  • the radio button 410 is provided to switch between automatic setting of the rotation angle ⁇ and manual input of the rotation angle ⁇ .
  • the rotation angle corresponding to the first processing step is automatically set, and the rotation angle corresponding to the second processing step is manually input to the display 40 with the touch panel.
  • the processor 10 When the selection of the radio button 410 indicates that the rotation angle ⁇ is automatically set, the processor 10 refers to the processing condition data 28. Then, the processor 10 searches for the processing conditions of the processing condition data 28 that match the processing conditions (for example, at least one of the cutting depth and the feed distance) of the processing step input to the plan table 400B. If a suitable processing condition is found, the processor 10 reads the corresponding rotation angle ⁇ from the processing condition data 28 and sets the read rotation angle ⁇ as the rotation angle ⁇ for each processing step in the planning table 400B.
  • control device 1A stores the rotation angle ⁇ for suppressing the occurrence of chatter vibration in the memory 20, the chatter vibration can be more reliably suppressed. Further, the control device 1A can further simplify the input of the rotation angle ⁇ .
  • the vibration acceleration of the chatter vibration may be included in the processing condition data 28 in association with the processing content, the processing condition, and the rotation angle.
  • the machine tool 100 includes a vibration sensor, and the vibration sensor detects vibration acceleration of chatter vibration.
  • the processor 10 stores the machining conditions, the rotation angle, and the vibration acceleration in the memory 20 in association with each execution of the turning. As described above, if the vibration acceleration is included in the processing condition data 28, the processor 10 can reduce the chatter vibration more effectively when the processing conditions input to the planning table 400B match the plurality of processing conditions of the processing condition data 28. It is possible to set the rotation angle ⁇ to be suppressed.
  • the control device 1A may automatically set the rotation angle of each processing step. In this case, the operator can change the automatically set rotation angle via the display 40 with the touch panel.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a schematic configuration of the machine tool 100A.
  • FIG. 23A is a diagram illustrating internal turning of the work W1 held on the work spindle 122
  • FIG. 23B is a diagram illustrating internal turning of the work W1 held on the work spindle 126.
  • the machine tool 100A includes the work headstock 124.
  • the work headstock 124 is provided on the base 140.
  • the work headstock 124 includes a work spindle 126.
  • the work headstock 124 is separated from the work headstock 120A in the Z-axis direction such that the work spindle 122 and the work spindle 126 face each other in the Z-axis direction.
  • the work spindle 126 rotates around the rotation axis A4.
  • the rotation axis A4 is substantially parallel to the rotation axis A3.
  • the position of the rotation axis A4 in the X-axis direction and the position of the rotation axis A3 in the Y-axis direction respectively match the position of the rotation axis A3 in the X-axis direction and the position in the Y-axis direction.
  • the work headstock 120A is movable in the Z-axis direction with respect to the base 140.
  • the machine tool 100A performs inner diameter turning of the work W1 from one side in the Z-axis direction while the work W1 is held on the work spindle 122 as a first machining step, and holds the work W1 on the work spindle 126 as a second machining step. In this state, the workpiece W1 is turned from the other side in the Z-axis direction.
  • the first turning tool 900 (t31) is configured such that the nose 900N (t31) is positioned above the second corner 904C2 (t31).
  • the workpiece W1 (t31) held on the main shaft 122 is cut.
  • the first turning tool 900 (t31) is sent, and the first machining step ends.
  • the work headstock 120A approaches the work headstock 124 in the Z-axis direction.
  • the work headstock 124 may be configured to be movable in the Z-axis direction, and may approach the work headstock 120A.
  • the work W1 is transferred from the work spindle 122 to the work spindle 126.
  • the tool headstock 112 is turned around the turning axis A1 by 180 degrees with respect to the column 110.
  • the second corner 904C2 (t32) is located above the nose 900N (t32).
  • the processor 10 rotates the X axis and the Y axis in the three-dimensional coordinate system around the Z axis by 180 °. This eliminates the need to rotate the first turning tool 900 (t32) around the rotation axis A2 such that the nose 900N (t32) is located above the second corner 904C2 (t32).
  • the machine tool 100A rotates the cutting blade 900E about the rotation axis A4 by relatively moving the tool spindle 114 and the work spindle 126 without rotating the tool spindle 114 about the rotation axis A2. .
  • the machine tool 100A can suppress occurrence of chatter vibration in the turning using the work spindle 126. Further, the machine tool 100A can enhance the visibility of the processing status in the second processing step.
  • the reference line serving as a reference in the direction of the extension line 900EL of the cutting edge 900E may also be rotated around the rotation axis A2 in the second processing step.
  • FIG. 24 is a diagram showing each code of the machining program 22B.
  • the machining program 22B is an EIA / ISO program. That is, the machining program 22B is composed of a code that conforms to a format specified by Electronic Industries, Alliance or a format specified by International Organization, Standard, Standardization.
  • the machining program 22 and the machining program 22A are interactive programs using the display 40 with a touch panel, but the machining program 22B is composed of only codes.
  • the machining program 22B is highly versatile, it can be executed by machine tools other than the machine tool 100 and the machine tool 100A.
  • parentheses indicate the omission of detailed codes.
  • a code for executing inner diameter turning 1 as a first processing step is defined.
  • a T2M6 code for exchanging a tool is defined.
  • G90G53B0.G90G53B.0 for rotating the tool headstock so that the workpiece rotation axis and the tool rotation axis are substantially parallel to each other.
  • Code is defined.
  • An M19S45 code is defined for rotating the tool spindle only at a rotation angle of 45 ° about the tool rotation axis. By executing the M19S45 code, the direction of the extension 900EL of the cutting edge 900E is also changed.
  • G68X0Y0Z0I0J0K1R-45 For rotating the X axis and the Y axis around the Z axis of the three-dimensional coordinate system by a rotation angle of 45 degrees. Code is defined. After the code for executing the inner diameter turning 2 as the second machining step, a G69 code for terminating the rotation conversion of the three-dimensional coordinates is defined.
  • a T3M6 code for exchanging tools and a G90G53B180 for rotating the tool headstock by 180 °. Code is defined.
  • an M19S225 code for rotating the tool spindle by a rotation angle of 225 ° around the tool rotation axis is defined.
  • the rotation angle 225 ° is a rotation angle from the initial rotation position.
  • G68X0Y0Z0I0J0K1R-45 For rotating the X axis and the Y axis around the Z axis of the three-dimensional coordinate system by a rotation angle of 45 °. Code is defined.
  • the rotation angle ⁇ is appropriately defined, chatter vibration during turning is suppressed. Further, since the rotation angle ⁇ is defined for each processing step, the rotation angle ⁇ may be specified only for the processing step in which chatter vibration is likely to occur. In addition, if the turning tool is rotated, the visibility of the machining situation may be improved. Since the machining program 22B can rotate the turning tool for each machining process, the visibility of the machining status for each machining process can also be improved.
  • each step in each flowchart can be changed as long as the processing result does not change.
  • the cutting blade 900E has rotated about the cutting blade rotation axis.
  • the cutting edge 900E may first rotate around the cutting blade rotation axis, and then the three-dimensional coordinate system may be rotationally transformed.
  • the machine tool that changes the rotation angle ⁇ for each processing step is not limited to the machine tool 100 and the machine tool 100A.
  • the machine tool may be any machine tool provided with a tool spindle for rotatably holding a turning tool.
  • the machine tool that changes the rotation angle ⁇ for each processing step is not limited to a combined lathe, but may be a machining center having a rotary table.
  • An ordinal number such as “first” or “second” is a term for simply identifying a configuration and has no other meaning (for example, a specific order). For example, the presence of the “first element” does not imply that the “second element” exists, and the presence of the “second element” does not imply that the “first element” exists. It does not imply doing.
  • Control device 10 Processor 20, 20A: Memory 30, Communication circuit 40: Display with touch panel 100, 100A: Machine tool 114: Tool spindle 122: Work spindle 126: Work spindle 130: Tool changer 900: First Turning tool 900E: Cutting edge 900EL: Extension line 900N: Nose

Landscapes

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Abstract

工作機械（１００）は、旋削加工におけるワーク（Ｗ１）の切り込みに関する入力値が入力されるタッチパネル付きディスプレイ（４０）と、複数の加工工程の実行を制御するプロセッサ（１０）と、を備える。プロセッサ（１０）は、回転軸線（Ａ３）の径方向においてワーク（Ｗ１）と旋削工具とを相対移動させてワーク（Ｗ１）に対する切り込みを行うように、ワーク主軸（１２２）と工具主軸（１１４）とを相対移動させる移動機構を制御し、移動機構および工具主軸（１１３）の少なくとも一方は、切刃（９００Ｅ）が回転軸線（Ａ３）に実質的に平行な切刃回転軸線回りに回転可能となるように構成され、プロセッサ（１０）は、複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程の実行のために、入力値に示す回転角度（θ）だけ切刃（９００Ｅ）が切刃回転軸線回りに回転するように、移動機構および工具主軸（１１４）の少なくとも一方を制御する。

Description

工作機械、工作機械による加工方法、及び工作機械用の加工プログラム
　本発明は、工作機械、工作機械による加工方法、及び工作機械用の加工プログラムに関する発明である。
　特許文献１は、回転軸線回りに回転するワークに対する旋削加工において、該回転軸線の径方向である切り込み方向を変更する旋削加工装置を開示している。
特開２０１０－０１７８０１号公報
　本願に開示される技術の課題は、例えば、旋削加工に関する複数の加工工程において、びびり振動の発生を抑制することにある。
　本開示の第１特徴に係る工作機械は、ワークを該ワークの回転軸線回りに回転可能に保持するワーク保持手段と、前記ワークを旋削加工するための旋削工具を保持し、工具回転軸線回りに回転可能な工具保持手段と、前記旋削工具の切刃の延長線が、前記回転軸線を実質的に通過するように前記ワークと前記旋削工具とを配置した状態で、前記旋削工具を前記ワークに対して前記回転軸線の径方向に相対移動させる移動手段と、前記旋削加工におけるワークの切り込みに関する入力値が入力される入力手段と、複数の加工工程の実行を制御する制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程の実行のために、前記入力値に示す回転角度だけ前記切刃が切刃回転軸線回りに回転するように、前記工具保持手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御する。
　本開示の第２特徴に係る工作機械による加工方法は、工作機械のワーク保持手段によって、ワークを該ワークの回転軸線回りに回転可能に保持し、前記工作機械の工具保持手段によって、前記ワークを旋削加工するための旋削工具を保持し、前記工作機械の移動手段によって、前記旋削工具の切刃の延長線が、前記回転軸線を実質的に通過するように前記ワークと前記旋削工具とを配置した状態で、前記旋削工具を前記ワークに対して前記回転軸線の径方向に相対移動させて前記ワークに対する切り込みを行い、前記工作機械の入力手段によって、前記切り込みに関する入力値を取得し、前記工作機械の制御手段によって、複数の加工工程の実行を制御し、前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程の実行のために、前記工具保持手段によって、前記入力値に示す回転角度だけ前記切刃が前記回転軸線に実質的に平行な切刃回転軸線回りに回転するように、前記旋削工具を回転させる。
　本開示の第３特徴に係る工作機械用の加工プログラムは、工作機械を制御するプロセッサに実行される加工プログラムであって、旋削加工に関する複数の加工工程を実行するための複数のコードが規定され、前記複数のコードは、ＥＩＡ／ＩＳＯフォーマットに適合し、前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程を実行させるコードは、旋削工具を保持する工具主軸を、工具回転軸線回りに回転角度だけ回転させるためのコードと、前記工作機械の位置を管理するための３次元座標系におけるＸ軸及びＹ軸をＺ軸回りに前記回転角度だけで回転させるためのコードと、に対応付けられて規定されている。
　本開示の第４特徴に係る工作機械は、ワーク回転軸線回りに回転可能であり且つワークを保持するワーク主軸と、工具回転軸線回りに回転可能であり且つ前記ワークを旋削加工するための旋削工具を保持する工具主軸と、前記ワーク主軸と前記工具主軸とを相対移動させる移動機構と、前記旋削加工におけるワークの切り込みに関する入力値が入力される入力回路と、複数の加工工程の実行を制御する制御回路と、を備える。前記制御回路は、前記旋削工具の切刃の延長線が、前記ワーク回転軸線を実質的に通過するように前記ワークと前記旋削工具とを配置した状態で、前記ワーク回転軸線の径方向において前記ワークと前記旋削工具とを相対移動させて前記ワークに対する切り込みを行うように、前記移動機構を制御し、前記移動機構および前記工具主軸の少なくとも一方は、前記切刃が前記ワーク回転軸線に実質的に平行な切刃回転軸線回りに回転可能となるように構成され、前記制御回路は、前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程の実行のために、前記入力値に示す回転角度だけ前記切刃が前記切刃回転軸線回りに回転するように、前記移動機構および前記工具主軸の少なくとも一方を制御する。
　本願に開示される技術によれば、例えば、旋削加工に関する複数の加工工程において、びびり振動の発生が抑制される。
図１は、第１実施形態に係る工作機械の概略構成を示す図である。 図２は、制御装置のハードウェアブロック図である。 図３Ａは、ワークと旋削工具の模式図であり、図３Ｂは、旋削工具の模式図を拡大した図である。 図４Ａは、位置データの例を示す図であり、図４Ｂは、形状データの例を示す図である。 図５は、制御装置の各動作を示すフローチャートである。 図６は、回転角度を入力するための表示例を示す図である。 図７は、複数の加工工程を実行するための制御装置の各動作を示す図である。 図８は、第１加工工程を実行するための、制御装置の各動作を示すフローチャートである。 図９は、経路生成に用いる各位置の例を示す図である。 図１０Ａは、第１加工工程における旋削工具の移動を示す図であり、図１０Ｂは、第１加工工程におけるワークに対する切り込みを示す図である。 図１１は、第２加工工程を実行するための、制御装置の各動作を示すフローチャートである。 図１２Ａは、回転変換前の３次元座標系における経路と、回転変換された３次元座標系における経路とを示す図であり、図１２Ｂは、回転変換された３次元座標系におけるワークに対する切り込みを示す図である。 図１３Ａは、回転変換された３次元座標系における戻り経路と回転変換前の３次元座標系における戻り経路とを示す図であり、図１３Ｂは、戻し位置における旋削工具の回転を示す図である。 図１４は、加工計画を入力するための表示例である。 図１５は、加工計画を入力するための表示例である。 図１６は、加工計画を入力するための表示例である。 図１７は、加工計画を入力するための表示例である。 図１８は、切り込み目標位置を入力するための表示例である。 図１９は、第１実施形態における制御装置の変形例に係る制御装置のハードウェアブロック図である。 図２０は、履歴データの例を示す図である。 図２１は、加工計画を入力するための表示例である。 図２２は、第２実施形態に係る工作機械の概略構成を示す図である。 図２３Ａは、ワーク主軸に保持されたワークに対する内径旋削を示す図であり、図２３Ｂは、他のワーク主軸に保持された該ワークに対する内径旋削を示す図である。 図２４は、ＥＩＡ／ＩＳＯフォーマットで規定された加工プログラムの例を示す図である。
　以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、図中において同じ符号は、対応するまたは実質的に同一の構成を示している。
　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態に係る工作機械１００の概略構成を示す図である。なお、図１に示すＸ軸は、工作機械１００の高さ方向に沿い、Ｙ軸は、工作機械１００の奥行方向に沿い、Ｚ軸は、工作機械１００の幅方向に沿っている。本実施形態では、ＪＩＳ規格に基づいて、ワークを保持するワーク主軸１２２の回転軸線Ａ３に平行な軸をＺ軸としている。ただし、工作機械１００の各方向と各軸との対応付けはこれに限らない。
　工作機械１００は、ワークに対する旋削加工を行う。本実施形態では、工作機械１００は、複数の加工工程のうち少なくとも１回の加工工程において、旋削工具がワークを切り込む方向を変更する。これにより、例えば、旋削加工中のびびり振動の発生が抑制される。
　図１に示すように、工作機械１００は、コラム１１０と、ワーク主軸台１２０と、工具交換装置１３０と、を備えている。コラム１１０、ワーク主軸台１２０、及び工具交換装置１３０は、基台１４０の上に配置されている。
　コラム１１０は、基台１４０上において、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。コラム１１０には、工具主軸台１１２が取り付けられている。工具主軸台１１２は、コラム１１０に対して、Ｘ軸方向に移動可能である。工具主軸台１１２は、コラム１１０に対して、Ｙ軸方向に沿う旋回軸線Ａ１周りに旋回可能である。工具主軸台１１２には、工具主軸１１４が取り付けられている。工具主軸１１４は、工具主軸台１１２に対して回転軸線Ａ２回りに回転可能である。回転軸線Ａ２は、旋回軸線Ａ１に直交する。工具主軸１１４には、第１旋削工具９００が保持されている。
　ワーク主軸台１２０は、ワーク主軸１２２を備えている。ワーク主軸１２２は、回転軸線Ａ３周りに回転可能である。回転軸線Ａ３は、Ｚ軸方向に沿っている。ワーク主軸１２２には、ワークＷ１が装着されている。
　工具交換装置１３０は、工具主軸１１４に装着される工具を交換する。具体的には、工具交換装置１３０は、マガジンアーム１３２とストッカ１３４とを備えている。マガジンアーム１３２は、Ｚ軸方向に沿う軸回りに旋回可能である。マガジンアーム１３２は、ストッカ１３４に対してＸ軸方向に移動可能である。ストッカ１３４は、Ｘ軸方向に複数の旋削工具を並べて収納している。ストッカ１３４に収納される複数の旋削工具は、第２旋削工具９１０を含む。
　工具交換装置１３０による旋削工具の交換は次の手順で行われる。コラム１１０は、回転軸線Ａ２がＺ軸方向に沿う状態で、Ｚ軸方向において工具交換装置１３０に近づく。マガジンアーム１３２は、マガジンアーム１３２が延びる方向の一端に第１グリッパを有し、当該延びる方向の他端に第２グリッパを有している。第１グリッパは、工具主軸１１４に装着された第１旋削工具９００を取り外すために、工具主軸１１４に装着されている第１旋削工具９００を把持する。より詳細には、マガジンアーム１３２がＺ軸方向に沿う軸周りに所定旋回角度だけ旋回すると、第１グリッパは第１旋削工具９００を把持し、同時に、第２グリッパは、ストッカ１３４に収納された第２旋削工具９１０を把持する。コラム１１０がＺ軸方向において工具交換装置１３０から離れると、第１旋削工具９００は工具主軸１１４から取り外される。マガジンアーム１３２は、工具主軸１１４に第２旋削工具９１０を装着するために、Ｚ軸方向に沿う軸回りに旋回し、第２グリッパに把持された第２旋削工具９１０を工具取付位置に移動させる。コラム１１０がＺ軸方向において工具交換装置１３０に近づくと、工具主軸１１４に第２旋削工具９１０が装着される。
　工作機械１００は、各回転軸線回りの回転、各旋回軸線回りの旋回及び各軸方向における移動を制御するために、制御装置１を備えている。制御装置１は、基台１４０に接続されている。ここで、制御装置１は、工作機械１００の他の箇所に接続されてもよく、制御信号の送信や検出結果の受信ができれば、基台１４０とは別に設置されてもよい。
　図２は、制御装置１のハードウェアブロック図である。図２に示すように、制御装置１は、プロセッサ１０と、メモリ２０と、通信回路３０と、タッチパネル付きディスプレイ４０と、を備えている。プロセッサ１０と、メモリ２０と、通信回路３０と、タッチパネル付きディスプレイ４０は、バス９０を介して互いに接続されている。メモリ２０は、加工に必要なプログラム及びデータを記憶している。プロセッサ１０は、メモリ２０に記憶されたプログラムを読み出して、読みだしたプログラムを実行する。これにより、制御装置１の各機能は、実現される。制御装置１が実現する各機能には、旋削加工の実行の制御が含まれる。具体的には、メモリ２０は、加工プログラム２２を記憶している。加工プログラム２２は、旋削加工を実行するための制御命令を含んでいる。
　なお、ワーク主軸１２２はワーク保持手段の一例である。工具主軸１１４は工具保持手段の一例である。コラム１１０及び工具主軸台１１２は移動手段の一例であり、移動機構の一例である。タッチパネル付きディスプレイ４０は入力手段の一例であり、表示手段の一例であり、入力回路の一例である。通信回路３０は入力手段の他例であり、入力回路の他例である。工具交換装置１３０は工具交換手段の一例である。メモリ２０は記憶手段の一例である。プロセッサ１０は制御手段の一例であり、制御回路の一例であり、経路生成手段の一例である。
　次に、旋削加工されるワークＷ１と、ワークＷ１を旋削する第１旋削工具９００について説明する。図３Ａは、ワークＷ１と第１旋削工具９００の模式図である。図３Ｂは、第１旋削工具９００の模式図を拡大した図である。図３Ａに示すように、旋削加工では、回転軸線Ａ２が回転軸線Ａ３と実質的に平行となるように、工具主軸台１１２が旋回軸線Ａ１回りに旋回する。第１旋削工具９００は、延伸部９０２と、チップ９０６とを備えている。延伸部９０２は、第１旋削工具９００が工具主軸１１４に保持された状態で、回転軸線Ａ２の軸方向（Ｚ軸方向）に延伸している。チップ９０６は、第１旋削工具９００が工具主軸１１４に保持された状態で、回転軸線Ａ２の軸方向における延伸部９０２の端部９０４に、設けられている。より詳細には、チップ９０６は、延伸部９０２が延びる方向と直交する方向（図３ＡにおけるＸ軸方向）における端部９０４の第１角９０４Ｃ１に配置される。延伸部９０２が延びる方向と直交する方向における端部９０４の第２角９０４Ｃ２には、チップ９０６は配置されていない。図３Ｂの拡大図に示すように、チップ９０６は、切刃９００Ｅを有する。切刃９００Ｅは、延伸部９０２が延びる方向と直交する方向（図３ＡにおけるＸ軸方向）と実質的に平行である。切刃９００Ｅは、すくい面９０８Ｓ１と逃げ面９０８Ｓ２とのエッジである。すくい面９０８Ｓ１は、延伸部９０２が延びる方向に実質的に平行である。逃げ面９０８Ｓ２は、延伸部９０２が延びる方向と実質的に直交する。切刃９００Ｅは、ノーズ９００Ｎを有する。ノーズ９００Ｎは、切刃９００Ｅが延びる方向における切刃９００Ｅの両端のうち、第１旋削工具９００の外側の一端に設けられる。Ｘ軸方向に沿う、切刃９００Ｅの延長線９００ＥＬは後述される。
　なお、第１旋削工具９００は、図３Ａ及び図３Ｂに示す例に限らない。例えば、交換可能なチップ９０６は省略されてもよい。すなわち、第１旋削工具９００は、チップ９０６なしに切刃９００Ｅが端部９０４に設けられる構造を有してもよい。
　ワークＷ１は、図３Ａに示すように、円筒形状を有している。ワークＷ１の中空部ＷＨ１は、ワークＷ１がワーク主軸１２２に保持された状態では、回転軸線Ａ２に実質的に平行な方向に延伸している。ただし、ワークＷ１の形状は、図３Ａに示す形状に限らない。
　本実施形態では、加工プログラム２２は、ワークＷ１の旋削加工のために、３次元座標系で各位置を定義している。具体的には、図２に示すように、メモリ２０は、位置データ２４と形状データ２６とを記憶している。位置データ２４は、図４Ａに示すように、ワーク主軸位置と工具主軸位置とを含んでいる。図４Ａに示すように、ワーク主軸位置と工具主軸位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなる３次元座標系で定義されている。なお、本実施形態では、ワーク主軸位置が３次元座標系の原点と一致しているので、ワーク主軸位置は、３次元座標系で（０，０，０）と定義されている。しかし、３次元座標系の原点はこれに限らない。また、工具主軸位置は、旋削加工前の工具主軸１１４の初期の位置である。また、各軸の正方向及び負方向は、適宜定義されればよい。また、位置データ２４は、図４Ａに示す位置以外の位置を含んでもよい。さらに、位置データ２４は加工プログラム２２に含められてもよい。
　図４Ｂに示すように、形状データ２６は、ワーク形状データ２６０と旋削工具形状データ２６２とを含む。ワーク形状データ２６０は、複数のワークの形状を示す値を含む。例えば、図４Ｂに示すように、ワーク形状データ２６０は、円筒形状のワークＷ１の外径、内径、及び高さを含んでいる。内径旋削が不要なワークＷ２は、外径及び高さで定義されている。なお、ワークの高さとは、ワークがワーク主軸１２２に保持された状態において、ワークのＺ軸方向の長さである。旋削工具形状データ２６２は、複数の旋削工具の形状を示す値を含む。例えば、図４Ｂに示すように、旋削工具形状データ２６２は、延伸部長さ、ノーズ位置、切刃長さ、及び切刃方向を含んでいる。延伸部長さは、図３Ａに示す、延伸部９０２が延びる方向における延伸部９０２の長さである。ノーズ位置は、第１旋削工具９００が工具主軸１１４に取り付けられた状態における工具主軸位置を基準とした相対的なノーズ９００Ｎの位置である。切刃長さは、図３Ａに示す切刃９００Ｅの延びる方向における切刃９００Ｅの長さである。切刃方向は、延伸部９０２が延びる方向に対する切刃９００Ｅが延びる方向を示す。位置データ２４及び形状データ２６を用いれば、３次元座標系におけるワークＷ１（ワークＷ２）の各位置及び第１旋削工具９００（第２旋削工具９１０）の各位置は算出される。ただし、ワークＷ１、ワークＷ２、第１旋削工具９００、及び第２旋削工具９１０の形状を加工プログラム２２で特定できれば、形状データ２６のデータ形式は、図４Ｂに示す例に限らない。
　次に、本実施形態における旋削加工を説明する。図５は、制御装置１の各動作を示すフローチャートである。プロセッサ１０は、加工プログラム２２を実行すると、図５に示す動作を行う。まず、プロセッサ１０は、加工計画を決定する（ステップＳ１）。そして、プロセッサ１０は、複数の加工工程を実行する（ステップＳ２）。
　なお、ワークが変更されると、加工工程の回数が増えるものとする。また、ワークが変更されなくても、加工内容が変更されると、加工工程の回数が増えるものとする。加工内容は、例えば、外径旋削、内径旋削、端面旋削、ねじ切り、及び溝入れのいずれかである。外径旋削とは、回転軸線Ａ３回りに回転するワークＷ１の外径（外周面）を切削する加工である。内径旋削とは、回転軸線Ａ３回りに回転するワークＷ１の内径（内周面）を切削する加工である。端面旋削とは、回転軸線Ａ３回りに回転するワークＷ１の端面（回転軸線Ａ３に直交する面）を切削する加工である。ねじ切りとは、回転軸線Ａ３回りに回転するワークＷ１の外径及び内径の少なくとも一方を切削することで、回転軸線Ａ３の周方向及び軸方向に延びるらせん形状を有するねじ溝を形成する加工である。溝入れとは回転軸線Ａ３回りに回転するワークＷ１の外径及び内径の少なくとも一方を切削することで、回転軸線Ａ３の周方向に延びる溝を形成する加工である。ただし、加工内容は、これらに限らない。
　また、旋削工具が交換されると、加工工程の回数が増えるものとしてもよいし、１回の加工工程において、複数の旋削工具（荒仕上用工具と仕上用工具）を使用してもよい。従って、使用する旋削工具の数と、複数の加工工程の回数とはかならずしも一致するわけではない。また、ワークの主軸（ワークの保持態様）が変更されても、加工工程の回数が増えるものとする。
　ステップＳ１では、プロセッサ１０は、加工計画を決定するために、オペレータに加工計画を入力させる。加工計画は、時系列順に実行される複数の加工工程を含む。例えば、図６に示すように、プロセッサ１０は、加工計画の計画表４００をタッチパネル付きディスプレイ４０に表示させる。計画表４００には、加工工程ごとの各種設定値が含まれる。例えば、加工工程に対応付けられたワーク、加工内容、及び工具が計画表４００に含まれる。図６に示す例は、ワークＷ１に対する外径旋削を実行するための第１加工工程と、外径旋削後のワークＷ１に対する内径旋削を実行するための第２加工工程が入力されている。旋削工具には切り込み量及び送り距離が対応付けられて計画表４００に含められている。計画表４００に含まれた各種設定値は、タッチパネル付きディスプレイ４０に対するタッチ操作によって、変更可能である。タッチパネル付きディスプレイ４０は、計画表４００に加えて、ソフトウェアキー４０２、ソフトウェアキー４０４、およびソフトウェアキー４０６を表示する。ソフトウェアキー４０２がタッチされると、プロセッサ１０は、ステップＳ２へ進み、計画表４００に定義された加工計画に基づいて工作機械１００による加工を開始する。ソフトウェアキー４０４がタッチされると、プロセッサ１０は、計画表４００に入力された加工計画をメモリ２０に記憶させる。ソフトウェアキー４０６がタッチされると、プロセッサ１０は、計画表４００に入力された加工計画を初期化する。なお、ソフトウェアキー４０２、ソフトウェアキー４０４、及びソフトウェアキー４０６は、タッチパネル付きディスプレイ４０の外に設けられたハードウェア（例えば物理的なスイッチ式のボタン）であってもよい。
　計画表４００に含められた各種設定値は、加工工程に対応する回転角度を含む。この回転角度は、入力値の一例であり、後述する切り込みの方向に関係する。図６に示す例では、第２加工工程で用いられる第１旋削工具に対応するように、回転角度１２０°が入力されている。なお、計画表４００に含められた各種設定値は、例えば加工プログラム２２に予め設定されていてもよく、オペレータは、回転角度だけ入力してもよい。
　なお、本実施形態では、回転角度は、加工内容が内径旋削、内径ねじ切り、及び内径溝入れのいずれかである場合に限り、入力される。ただし、他の加工内容（例えば外径旋削、端面旋削、外径ねじ切り、及び外径溝入れ）に対して回転角度が入力されてもよい。
　また、ステップＳ１の加工計画の決定は、上述の例に限らない。プロセッサ１０は、加工計画の決定のために、制御装置１の通信回路３０を介して制御装置１以外の装置から取得してもよい。例えば、回転角度だけ、制御装置１以外の装置で入力され、通信回路３０に受信されてもよい。
　図７は、図５に示すステップＳ２のサブプロセスを示す。ただし、図７に示すフローチャートは、図６に示すように第１加工工程及び第２加工工程が計画された例に対応している。従って、プロセッサ１０は、加工計画に応じて３回以上の加工工程を実施してもよい。まず、プロセッサ１０は、ワークＷ１の外径旋削のために第１加工工程の実行を制御する（ステップＳ１０）。プロセッサ１０は、次いでワークＷ１の内径旋削のために第２加工工程の実行を制御する（ステップＳ２０）。
　図８は、第１加工工程を実行するための、制御装置１の各動作を示すフローチャートであり、図７に示すステップＳ１０のサブプロセスを示す。図９は、経路生成に用いる各位置の例を示す図である。図１０Ａは、第１加工工程における第１旋削工具９００の移動を示す図であり、図１０Ｂは、第１加工工程におけるワークＷ１に対する切り込みを示す図である。ただし、図１０Ｂでは、第１旋削工具９００の構成のうちチップ９０６のみを図示している。
　プロセッサ１０は、位置データ２４及び形状データ２６をメモリ２０から読み出す（ステップＳ１００）。そして、プロセッサ１０は、経路ＯＲを生成する（ステップＳ１０２）。具体的には、プロセッサ１０は、位置データ２４、形状データ２６、及び加工計画に基づいて、３次元座標系における初期位置ＩＰ、旋削開始位置ＯＳＰ、及び旋削終了位置ＯＥＰを算出する。
　初期位置ＩＰは、第１加工工程開始前の第１旋削工具９００のノーズ９００Ｎのノーズ位置ＮＰである。初期位置ＩＰは、例えば、工具交換装置１３０によって旋削工具が交換可能な位置に工具主軸１１４が配置された時のノーズ位置ＮＰであってもよい。旋削開始位置ＯＳＰは、第１旋削工具９００がワークＷ１に近づいて外径旋削を開始するときの、ノーズ位置ＮＰである。旋削終了位置ＯＥＰは、第１旋削工具９００によるワークＷ１の外径旋削が終了したときの、ノーズ位置ＮＰである。ワーク主軸１２２の位置が３次元座標系の原点であるので、旋削開始位置ＯＳＰのＸ軸方向の値ＣＳｘ（図９を参照）は、ワークＷ１の外径より大きく設定される。旋削開始位置ＯＳＰのＹ軸方向の値は０に設定される。旋削開始位置ＯＳＰのＺ軸方向の値ＣＳｚは、Ｚ軸方向においてワークＷ１に重ならないように設定される。旋削終了位置ＯＥＰのＸ軸方向の値ＣＥｘは、値ＣＳｘから切り込み量（加工計画時に設定された値）だけ小さい値である。後述するように第１旋削工具９００はＺ軸方向に沿って送られるので、旋削終了位置ＯＥＰのＹ軸方向の値は０に設定される。旋削終了位置ＯＥＰのＺ軸方向の値ＣＥｚは、値ＣＳｚから送り距離（加工計画時に設定された値）だけ離れた値である。
　無刃角位置ＣＰは、チップ９０６が設けられない、第１旋削工具９００の第２角９０４Ｃ２の位置である。ノーズ位置ＮＰ及び無刃角位置ＣＰは、第１旋削工具９００の移動、旋回及び回転に伴って変化する。
　図１０Ａに示すように、プロセッサ１０は、初期位置ＩＰ、旋削開始位置ＯＳＰ、及び旋削終了位置ＯＥＰを通過する経路ＯＲを生成する。経路ＯＲは、初期位置ＩＰから旋削開始位置ＯＳＰまでの経路ＯＲ１と、切り込み後のノーズ位置ＮＰから旋削終了位置ＯＥＰまでの経路ＯＲ２とを含む。切り込み後のノーズ位置ＮＰは、Ｘ軸方向に沿う切り込み方向、設定された切り込み量、及び旋削開始位置ＯＳＰに基づいて算出される。また、経路ＯＲは、第１旋削工具９００の切刃９００Ｅ以外の部分がワークＷ１に接触しないように算出される。例えば、無刃角位置ＣＰがワークＷ１に重ならないように、経路ＯＲは生成される。ただし、第１旋削工具９００の切刃９００Ｅ以外の部分は、第２角９０４Ｃ２に限らない。
　ステップＳ１０２において、プロセッサ１０は、旋削終了位置ＯＥＰから初期位置ＩＰへの戻り経路ＯＲＲも生成する。戻り経路ＯＲＲは、旋削終了位置ＯＥＰから退避位置ＯＶＰまでの経路ＯＲ３と、退避位置ＯＶＰから初期位置ＩＰまでの経路ＯＲ４とを含む。退避位置ＯＶＰは、旋削終了位置ＯＥＰよりもワークＷ１から遠くに設定される。戻り経路ＯＲＲは、第１旋削工具９００の切刃９００Ｅ以外の部分（例えば第２角９０４Ｃ２）がワークＷ１に重ならないように生成される。
　図８に戻り、次に、プロセッサ１０は、ワーク主軸１２２を回転軸線Ａ３回りに回転させる（ステップＳ１０４）。プロセッサ１０は、ノーズ位置ＮＰが経路ＯＲ１に沿って初期位置ＩＰから旋削開始位置ＯＳＰに移動するように、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御する（ステップＳ１０６）。そして、切り込みが行われる（ステップＳ１０８）。
　図１０Ｂに示すように、プロセッサ１０は、第１旋削工具９００をＸ軸方向において、ワークＷ１の外周面ＯＰＳに向けて切り込み量だけ第１旋削工具９００を移動させる。この際、図１０Ｂに示すように、切刃９００Ｅの延長線９００ＥＬと、基準線ＲＬとの間の角度は０°である。ただし、基準線ＲＬは、Ｘ軸方向に実質的に平行であり且つ回転軸線Ａ３を通過する。また、基準線ＲＬは、回転軸線Ａ２が回転軸線Ａ３と実質的に平行となるように工具主軸台１１２が旋回軸線Ａ１回りに旋回したときの、延長線９００ＥＬに一致する。また、工具主軸１１４の初期の回転位置（工具保持手段の初期の回転位置）とは、延長線９００ＥＬと基準線ＲＬが一致する状態における工具主軸１１４の回転位置である。工作機械１００をＺ軸方向に見たときに、切り込みが終わると、切刃９００ＥはワークＷ１と重なる。ただし、この時点では、切刃９００ＥとワークＷ１とは接触していない。
　図８に戻り、切り込みが終わると（ステップＳ１０８）、プロセッサ１０は、第１旋削工具９００の送り制御を行う（ステップＳ１１０）。具体的には、プロセッサ１０は、経路ＯＲ２に沿ってノーズ位置ＮＰが旋削終了位置ＯＥＰに到達するように、コラム１１０のＺ軸方向の移動を制御する。これにより、切刃９００Ｅは、回転軸線Ａ３回りに回転するワークＷ１の外径を旋削する。そして、プロセッサ１０は、戻り経路ＯＲＲに沿ってノーズ位置ＮＰが、退避位置ＯＶＰを介して旋削終了位置ＯＥＰから初期位置ＩＰへ移動するように、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御する（ステップＳ１１２）。これにより、第１加工工程は終了する。
　なお、切り込み（ステップＳ１０８）と送り（ステップＳ１１０）は、適宜繰り返されてもよい。例えば、工作機械１００は、ワークＷ１の外径を１ｍｍ切り込んで第１旋削工具９００を送り、その後、ワークＷ１の外径をさらに１ｍｍ切り込んで第１旋削工具９００をもう一度送ってもよい。
　次に、図１１は、内径旋削が定義された第２加工工程を実行するための、制御装置１の各動作を示すフローチャートであり、図７に示すステップＳ２０のサブプロセスを示す。図１２Ａは、回転変換前の３次元座標系における経路ＩＲと、回転変換された３次元座標系における経路ＩＲａとを示す図であり、図１２Ｂは、回転変換された３次元座標系におけるワークＷ１に対する切り込みを示す図である。図１３Ａは、回転変換された３次元座標系における戻り経路ＩＲＲａと回転変換前の３次元座標系における戻り経路ＩＲＲとを示す図であり、図１３Ｂは、戻し位置ＩＲＰａにおける第１旋削工具９００の回転を示す図である。ただし、図１２Ａ、図１２Ｂ、及び図１３Ａにおいて、末尾にａが付された符号は、回転変換された３次元座標系における位置及び線を示す。また、図１２Ｂ及び図１３Ｂにおいて、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ１１及びｔ１２は時刻を示す。
　プロセッサ１０は、ワークＷ１に対する内径旋削を実行するための経路ＩＲを生成する（ステップＳ１０２Ａ）。経路ＩＲは、経路ＯＲと同様に生成される。すなわち、位置データ２４、形状データ２６、及び加工計画に基づいて、経路ＩＲは生成される。ただし、第２加工工程が内径旋削を定義するので、旋削開始位置ＩＳＰのＸ軸方向の値は、ワークＷ１の内径より小さくなるように設定される。また、切り込み方向は、Ｘ軸方向に沿い且つ回転軸線Ａ３から遠ざかる方向に設定される。経路ＩＲは、初期位置ＩＰから旋削開始位置ＩＳＰへの経路ＩＲ１と、切り込み後のノーズ位置ＮＰから旋削終了位置ＩＥＰへの経路ＩＲ２とを含む。プロセッサ１０は、さらに、戻り経路ＩＲＲを生成する。戻り経路ＩＲＲは、旋削終了位置ＩＥＰから退避位置ＩＶＰへの経路ＩＲ３と、退避位置ＩＶＰから初期位置ＩＰへの経路ＩＲ４とを含む。
　プロセッサ１０は、経路ＩＲ１に沿ってノーズ位置ＮＰが初期位置ＩＰから旋削開始位置ＩＳＰに到達するように、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御する（ステップＳ１０６Ａ）。
　ノーズ位置ＮＰが旋削開始位置ＩＳＰに到達すると（ステップＳ１０６Ａ）、プロセッサ１０は、３次元座標系の回転変換を行う（ステップＳ１０７Ａ）。具体的には、プロセッサ１０は、加工計画時（図５のステップＳ１）に設定された、第２加工内容に対応する回転角度θだけ、Ｘ軸をＺ軸回りに回転させることで新たなＸａ軸を求める。Ｙ軸も同様にＺ軸回りに回転角度θだけ回転され、新たなＹａ軸に変更される。この回転は、加工プログラム２２上による回転であり、ステップＳ１０７Ａでは、現実の構成が回転されるわけではない。従って、加工プログラム２２上だけで管理される各位置（例えば、旋削開始位置ＩＳＰ）がＸ軸及びＹ軸と共に回転される。
　加工プログラム２２上で３次元座標系が回転変換されると、現実の位置（例えばノーズ位置ＮＰ）と、加工プログラム２２で扱う位置と、の間にズレが生じる。そこで、プロセッサ１０は、それらズレを求めるために、回転角度θを用いた回転行列に基づいて、回転変換された３次元座標系における各位置（例えばノーズ位置ＮＰ）を算出する。これにより、現実の各位置と、加工プログラム２２で扱う各位置との間のズレが求められる。各位置のＺ軸方向の値にはズレがないので、回転角度θを用いた回転行列は、Ｘ軸方向の値及びＹ軸方向の値を回転変換する２行２列の行列として規定されてもよい。
　図１２Ｂに示す例では、プロセッサ１０は、切刃９００Ｅ（ｔ１）が回転軸線Ａ２回りに回転角度θだけ回転するように、第１旋削工具９００を回転させる（ステップＳ１０７Ｂ）。本実施形態では、プロセッサ１０は、工具主軸１１４を回転軸線Ａ２回りに回転角度θだけ回転させることで、切刃９００Ｅ（ｔ１）を回転軸線Ａ２回りに回転角度θだけ回転させる。すると、ノーズ位置ＮＰａ（ｔ１）は、ノーズ位置ＮＰａ（ｔ２）へと移動する。切刃９００Ｅ（ｔ１）の延長線９００ＥＬａ（ｔ１）は、回転軸線Ａ２（ｔ１）回りに回転角度θだけ回転し、延長線９００ＥＬａ（ｔ２）に変更される。さらに、プロセッサ１０は、回転後のノーズ位置ＮＰａ（ｔ２）が補正経路ＲＣ１に沿って旋削開始位置ＩＳＰａに到達するように、第１旋削工具９００を移動させる。すると、ノーズ位置ＮＰａ（ｔ３）が旋削開始位置ＩＳＰａに到達し、延長線９００ＥＬａ（ｔ３）は、Ｘａ軸に実質的に平行であり且つ回転軸線Ａ３を実質的に通過する。これにより、ステップＳ１０７Ａで求められたズレはなくなる。
　ただし、切刃９００Ｅが回転軸線Ａ３に平行な切刃回転軸線回りに回転角度θだけ回転すればよく、プロセッサ１０は、第１旋削工具９００が回転軸線Ａ３回りに回転するように、工具主軸１１４の回転に加えて、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御してもよい。このように切刃９００Ｅの切刃回転軸線は、回転軸線Ａ３であってもよい。切刃回転軸線が回転軸線Ａ３に一致する場合、ノーズ位置ＮＰａは、切刃９００Ｅが回転するだけで、旋削開始位置ＩＳＰａに一致する。従って、切刃回転軸線が回転軸線Ａ３に一致する場合、補正経路ＲＣ１の算出は不要となる。
　図１１に戻り、プロセッサ１０は、旋削開始位置ＩＳＰａからＸａ軸方向において第１旋削工具９００をワークＷ１の内周面ＩＰＳに向けて、切り込み量だけ移動させる（ステップＳ１０８Ａ）。そして、プロセッサ１０は、Ｚ軸方向において、第１旋削工具９００を送り距離だけ移動させる（ステップＳ１１０Ａ）。これによりワークＷ１の内径が旋削される。ただし、外径旋削と同様に、ステップＳ１０８ＡとステップＳ１１０Ａは、適宜繰り返されてもよい。
　次に、ステップＳ１１２Ａ及びステップＳ１１３Ａについて、図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。
　ステップＳ１１２Ａでは、プロセッサ１０は、経路ＩＲ３ａを介して旋削終了位置ＩＥＰａから退避位置ＩＶＰａにノーズ位置ＮＰａが到達するように、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御する。そして、プロセッサ１０は、経路ＩＲ４ａを介して退避位置ＩＶＰａから戻し位置ＩＲＰａまでノーズ位置ＮＰａが到達するように、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御する。図１３Ａに示すように、戻し位置ＩＲＰａは、Ｚ軸方向においてワークＷ１と重ならないように経路ＩＲ４ａ上に設けられている。
　そして、プロセッサ１０は、ノーズ位置ＮＰａが戻し位置ＩＲＰａにまで到達すると（ステップＳ１１２Ａ）、３次元座標系の逆回転変換を行う（ステップＳ１１３Ａ）。ステップＳ１１３Ａでの回転変換は、ステップＳ１０７Ａの回転変換と逆方向の回転変換である。すなわち、プロセッサ１０は、回転変換後の３次元座標系のＸａ軸及びＹａ軸をＺ軸回りに回転角度（－θ）だけ回転させることで、回転変換後の３次元座標系を回転変換前の３次元座標系に戻す。そして、プロセッサ１０は、回転角度θを用いた回転行列の逆行列を用いて、実際の位置（例えばノーズ位置ＮＰ）と、加工プログラム２２上で扱う位置との間のズレを求める。そして、プロセッサ１０は、第１旋削工具９００を逆回転させる（ステップＳ１１３Ｂ）。ステップＳ１１３Ｂにおける第１旋削工具９００の回転は、回転角度（－θ）を用いる点において、ステップＳ１０７Ｂにおける第１旋削工具９００の回転と相違する。図１３Ｂに示す例では、プロセッサ１０は、回転軸線Ａ２（ｔ１１）回りに工具主軸１１４を回転角度（-θ）だけ回転させている。これにより、切刃９００Ｅ（ｔ１１）、ノーズ位置ＮＰ（ｔ１１）、及び延長線９００ＥＬ（ｔ１１）は、それぞれ、切刃９００Ｅ（ｔ１２）、ノーズ位置ＮＰ（ｔ１２）、及び延長線９００ＥＬ（ｔ１２）に移動する。ただし、切刃９００Ｅが回転軸線Ａ３に平行な切刃回転軸線回りに回転角度（-θ）だけ回転すればよく、第１旋削工具９００は、回転軸線Ａ３回りに回転角度（-θ）だけ回転してもよい。
　そして、プロセッサ１０は、ノーズ位置ＮＰが初期位置ＩＰに到達するように、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御する（ステップＳ１１４Ａ）。より具体的には、図１３Ａに示すように、プロセッサ１０は、ノーズ位置ＮＰが補正経路ＲＣ２に沿って経路ＩＲ４に到達し、経路ＩＲ４に沿って初期位置ＩＰに到達するように、コラム１１０の移動及び工具主軸台１１２の移動を制御する。ただし、補正経路ＲＣ２は、ステップＳ１１３Ａで求めた実際のノーズ位置ＮＰと、加工プログラム２２上で扱うノーズ位置ＮＰとの間のズレに基づく。なお、ステップＳ１１３Ｂにおいて、切刃９００Ｅが回転軸線Ａ３回りに回転すれば、補正経路ＲＣ２の生成は、不要となる。以上で、第２加工工程は終了する。
　上述の例では、第１加工工程に対して回転角度θは、入力されなかった。しかし、図１４に示すように、回転角度θは、各加工工程において、０°以外の値であり且つ互いに異なるように設定されてもよい。また、図１５に示すように、加工工程ごとに旋削工具を変更してもよい。さらに、図１６に示すように、１つの加工工程において複数の旋削工具を用い且つ複数の旋削工具に対して互いに異なる回転角度θを設定してもよい。
　上述の例では、切刃９００Ｅを切刃回転軸線回りに回転させるために、回転角度θがタッチパネル付きディスプレイ４０に入力された。しかし、切刃９００Ｅを切刃回転軸線回りに回転させるために、ワークＷ１に対する切り込み目標位置（入力値の他例）がタッチパネル付きディスプレイ４０に入力されてもよい。図１７及び図１８は、ワークＷ１に対する切り込み目標位置を入力するための表示例を示す図である。
　図１７に示すように、プロセッサ１０は、加工計画の決定時に（図５のステップＳ１）、計画表４００Ａを表示する。計画表４００Ａは、加工工程ごとにソフトウェアキー４０８を含む点において、図６に示す計画表４００と相違する。ソフトウェアキー４０８は、切り込み目標位置を設定するために表示される。プロセッサ１０は、ソフトウェアキー４０８がタッチされると、例えば図１８に示す表示内容をタッチパネル付きディスプレイ４０に表示させる。表示されたワークＷ１の内周面ＩＰＳの切り込み目標位置ＴＰをオペレータがタッチすると、プロセッサ１０は、基準線ＲＬと、目標線ＴＬとの間の回転角度θを算出する。目標線ＴＬは、回転軸線Ａ３を通過し且つ回転軸線Ａ３及び切り込み目標位置ＴＰを通過する。以上のように、オペレータは、切り込みの方向を変更するために、直感的に且つ簡単に、切り込み目標位置ＴＰを入力することができる。
　上述の例では、プロセッサ１０は、切り込みと送りの制御のために、第１旋削工具９００を移動させた。しかし、ワークＷ１と第１旋削工具９００とは相対的に移動すればよい。
＜実施形態の作用及び効果＞
　旋削加工時において切刃９００ＥとワークＷ１とが接触する位置に応じてびびり振動が発生することがある。本実施形態に係る工作機械１００によれば、例えば、入力値（回転角度θ又は切り込み目標位置ＴＰ）が適切に入力されれば、旋削加工時のびびり振動は抑制される。さらに、オペレータは、複数の加工工程のうち、びびり振動が発生する可能性が高い加工工程に対してだけ、回転角度θ又は切り込み目標位置ＴＰを設定することもできる。また、第１旋削工具９００を回転させれば加工状況の視認性が良くなる場合がある。本実施形態では、加工工程ごとに第１旋削工具９００を回転させることが可能であるので、工作機械１００は、加工工程ごとの加工状況の視認性を向上させることもできる。
　また、内径旋削では、ワークＷ１の中空部ＷＨ１の奥深くに切刃９００Ｅを挿入する必要があり、第１旋削工具９００の延伸部９０２を長くする必要がある。延伸部９０２が長ければ長いほど、びびり振動が発生しやすくなることがある。例えば、延伸部９０２が短くてもよい外径旋削よりも、長い延伸部９０２を必要とする内径旋削の場合にびびり振動が生じやすい。しかし、本実施形態のように、内径旋削に対応する加工工程に対して、回転角度θ又は切り込み目標位置ＴＰを適切に入力すれば、びびり振動が生じやすい内径旋削に対応する加工工程においてもびびり振動の発生を抑えることができる。
　さらに、本実施形態の工作機械１００は、工具主軸１１４を回転軸線Ａ２回りに回転させるだけでびびり振動を抑制できる。従って、びびり振動の発生を抑制するために、コラム１１０や工具主軸台１１２を補強する必要がない。
　また、工作機械１００の高さ方向に沿って上方に切り込んで内径旋削を行うと、工作機械１００の高さ方向に沿って下方にワークＷ１から第１旋削工具９００に反力がかかる。従って、内径旋削の反力と第１旋削工具９００、工具主軸１１４、及び工具主軸台１１２の重力との合計に対する剛性が、工具主軸１１４、工具主軸台１１２、及びコラム１１０に求められる。これに対し、本実施形態のように、Ｘ軸を工作機械１００の高さ方向からずらすと、内径旋削の反力がかかる方向を、重力がかかる方向からずらすことができる。これにより、反力と重力の合計が小さくなるので、工具主軸１１４、工具主軸台１１２、及びコラム１１０の剛性が足りなくなることを防ぐことができる。
　また、ノーズ９００Ｎが中空部ＷＨ１内に位置するときに、第１旋削工具９００が回転軸線Ａ２回りに回転すると、例えば、無刃角位置ＣＰが内周面ＩＰＳに接触する可能性がある。しかし、本実施形態のように、Ｚ軸方向においてワークＷ１と重ならない戻し位置ＩＲＰａにおいて、回転変換後の３次元座標系が回転変換前の３次元座標系に戻され且つ第１旋削工具９００が回転軸線Ａ２回りに回転すると、工作機械１００は、第１旋削工具９００が意図せずにワークＷ１に接触することを防ぐことができる。
＜変形例＞
　次に、制御装置１の変形例に係る制御装置１Ａについて、図１９、図２０、及び図２１を用いて説明する。図１９は、制御装置１Ａのハードウェアブロック図である。図２０は、加工条件データ２８の例を示す図である。図２１は、回転角度θを入力するための表示例を示す図である。本変形例では、回転角度θは、操作で入力された回転角度と、メモリ２０に記憶された回転角度との間で切り替えられて設定される。
　図１９に示すように、制御装置１Ａのメモリ２０Ａは、加工プログラム２２Ａと、加工条件データ２８を記憶している点において、図２に示すメモリ２０と相違する。図２０に示すように、加工条件データ２８は、加工内容と、加工条件と、回転角度と、を対応付けて記憶している。図２０に示す例では、複数の回転角度が記憶されているが、１つの回転角度だけが記憶されてもよい。加工条件には、工具と、切り込み量と、送り距離とが含まれている。これら値は、びびり振動の発生無しで工作機械１００による旋削加工が実行されるたびに、加工条件データ２８に蓄積される。なお、加工条件データ２８は、他の工作機械で蓄積されたものであってもよい。また、加工条件データ２８は、蓄積されたものに限らず、人手で入力されたものであってもよい。
　図２１に示すように、プロセッサ１０は、加工計画の特定時に、計画表４００Ｂをタッチパネル付きディスプレイ４０に表示させる。計画表４００Ｂには、加工工程ごとにラジオボタン４１０が含まれている。ラジオボタン４１０は、回転角度θの自動設定と回転角度θの手動入力とを切り替えるために、設けられている。図２１に示す例では、第１加工工程に対応する回転角度は、自動で設定され、第２加工工程に対応する回転角度は、タッチパネル付きディスプレイ４０に手動で入力されている。
　プロセッサ１０は、ラジオボタン４１０の選択が回転角度θを自動で設定することを示す場合、加工条件データ２８を参照する。そして、プロセッサ１０は、計画表４００Ｂに入力された加工工程の加工条件（例えば切り込み量及び送り距離の少なくとも一方）に適合する加工条件データ２８の加工条件を検索する。プロセッサ１０は、適合する加工条件が見つかった場合、加工条件データ２８から対応する回転角度θを読み出して、読み出した回転角度θを計画表４００Ｂの加工工程ごとの回転角度θとして設定する。
　このように、制御装置１Ａは、びびり振動の発生を抑制する回転角度θをメモリ２０に記憶すれば、より確実にびびり振動を抑制できる。さらに、制御装置１Ａは、回転角度θの入力をより簡単にすることができる。
　ここで、図２０に示すように、びびり振動の振動加速度が、加工内容、加工条件及び回転角度に対応付けられて加工条件データ２８に含められてもよい。例えば、工作機械１００は、振動センサを備え、振動センサでびびり振動の振動加速度を検出する。そして、プロセッサ１０は、旋削加工の実行のたびに、加工条件と回転角度と振動加速度とを対応付けてメモリ２０に記憶する。このように、振動加速度を加工条件データ２８に含めれば、計画表４００Ｂに入力された加工条件が、加工条件データ２８の複数の加工条件に適合する場合に、プロセッサ１０は、びびり振動をより効果的に抑制する回転角度θを設定することができる。
　なお、制御装置１Ａは、各加工工程の回転角度を自動設定してもよい。この場合、オペレータは、タッチパネル付きディスプレイ４０を介して、予め自動で設定された回転角度を変更できる。
　また、図２０に示す例では、内径旋削に対応付けて回転角度θが加工条件データ２８に含められた。しかし、他の加工内容（外径旋削等）に対応付けて回転角度θを加工条件データ２８に含めてもよい。
＜第２実施形態＞
　第２実施形態に係る工作機械１００Ａについて、図２２、図２３Ａ、及び図２３Ｂを用いて説明する。図２２は、工作機械１００Ａの概略構成を示す図である。図２３Ａは、ワーク主軸１２２に保持されたワークＷ１に対する内径旋削を示す図であり、図２３Ｂは、ワーク主軸１２６に保持されたワークＷ１に対する内径旋削を示す図である。
　工作機械１００Ａは、ワーク主軸台１２４を備える。ワーク主軸台１２４は、基台１４０に設けられる。ワーク主軸台１２４は、ワーク主軸１２６を備える。ワーク主軸台１２４は、Ｚ軸方向においてワーク主軸１２２とワーク主軸１２６とが対向するように、Ｚ軸方向においてワーク主軸台１２０Ａから離れている。ワーク主軸１２６は、回転軸線Ａ４回りに回転する。回転軸線Ａ４は、回転軸線Ａ３と実質的に平行である。また、回転軸線Ａ４のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置は、回転軸線Ａ３のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置にそれぞれ一致している。ワーク主軸台１２０Ａは、基台１４０に対して、Ｚ軸方向に移動可能である。
　工作機械１００Ａは、第１加工工程としてワークＷ１がワーク主軸１２２に保持された状態でＺ軸方向の一方側からワークＷ１の内径旋削を行い、第２加工工程としてワークＷ１がワーク主軸１２６に保持された状態でＺ軸方向の他方側からワークＷ１の内径旋削を行う。
　具体的には、図２３Ａに示すように、第１加工工程では、第１旋削工具９００（ｔ３１）は、ノーズ９００Ｎ（ｔ３１）が第２角９０４Ｃ２（ｔ３１）より上に位置する状態で、ワーク主軸１２２に保持されたワークＷ１（ｔ３１）に切り込む。そして、第１旋削工具９００（ｔ３１）が送られて、第１加工工程は終了する。
　そして、ワーク主軸台１２０Ａは、Ｚ軸方向においてワーク主軸台１２４に近づく。なお、ワーク主軸台１２４がＺ軸方向に移動可能に構成され、ワーク主軸台１２０Ａに近づいてもよい。そして、ワークＷ１は、ワーク主軸１２２からワーク主軸１２６へ受け渡しされる。そして、第２加工工程では、工具主軸台１１２をコラム１１０に対して旋回軸線Ａ１回りに１８０度だけ旋回させる。すると、図２３Ｂに示すように、第２角９０４Ｃ２（ｔ３２）がノーズ９００Ｎ（ｔ３２）よりも上に位置する。ここで、プロセッサ１０は、３次元座標系におけるＸ軸及びＹ軸をＺ軸回りに１８０°だけ回転させる。これにより、ノーズ９００Ｎ（ｔ３２）が第２角９０４Ｃ２（ｔ３２）より上に位置するように第１旋削工具９００（ｔ３２）を回転軸線Ａ２回りに回転させる必要がなくなる。このように、工作機械１００Ａは、工具主軸１１４を回転軸線Ａ２回りに回転させなくても、工具主軸１１４とワーク主軸１２６とを相対移動させることで、回転軸線Ａ４回りに切刃９００Ｅを回転させる。
　工作機械１００Ａは、ワーク主軸１２６を用いた旋削加工においてびびり振動の発生を抑制することができる。また、工作機械１００Ａは、第２加工工程における加工状況の視認性を高めることができる。
　ここで、工具主軸台１１２が旋回軸線Ａ１回りに１８０°だけ旋回すると、工具主軸１１４の初期の回転位置も、回転軸線Ａ２回りに１８０°だけ回転する。従って、切刃９００Ｅの延長線９００ＥＬの方向の基準となる基準線も、第２加工工程において回転軸線Ａ２回りに回転させてもよい。
　次に、加工プログラム２２の変形例に係る加工プログラム２２Ｂについて図２４を用いて説明する。図２４は、加工プログラム２２Ｂの各コードを示す図である。加工プログラム２２Ｂは、ＥＩＡ／ＩＳＯプログラムである。すなわち、加工プログラム２２Ｂは、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ａｌｌｉａｎｃｅで規定されたフォーマットまたはＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎで規定されたフォーマットに従うコードからなる。
　上述の例では、加工プログラム２２及び加工プログラム２２Ａは、タッチパネル付きディスプレイ４０を用いた対話型プログラムであったが、加工プログラム２２Ｂは、コードのみからなる。ただし、加工プログラム２２Ｂは汎用性が高いため、工作機械１００及び工作機械１００Ａ以外の工作機械でも実行可能である。
　図２４において、かっこ書き（＜＞）は、詳細なコードの省略を示す。図２４に示すように、第１加工工程として内径旋削１を実行するためのコードが規定される。次に、第２加工工程として、まず、工具を交換するためのＴ２Ｍ６コードが規定される。そして、ワーク回転軸線と工具回転軸線とが実質的に平行となるように工具主軸台を旋回させるためのＧ９０Ｇ５３Ｂ０．コードが規定される。工具回転軸線回りに回転角度４５°だけで工具主軸を回転させるためのＭ１９Ｓ４５コードが規定される。Ｍ１９Ｓ４５コードの実行により、切刃９００Ｅの延長線９００ＥＬの方向も変更される。そして、３次元座標系のＺ軸回りにＸ軸及びＹ軸を回転角度４５度だけ回転させるためのＧ６８Ｘ０Ｙ０Ｚ０Ｉ０Ｊ０Ｋ１Ｒ－４５．コードが規定される。そして、第２加工工程として内径旋削２を実行するためのコードの後、３次元座標の回転変換を終了するためのＧ６９コードが規定される。
　さらに、ワークを異なる主軸に受け渡すコードの後、工具を交換するためのＴ３Ｍ６コードおよび工具主軸台を１８０°旋回させるためのＧ９０Ｇ５３Ｂ１８０．コードが規定される。そして、工具回転軸回りに回転角度２２５°だけ工具主軸を回転させるためのＭ１９Ｓ２２５コードが規定される。ただし、回転角度２２５°は、初期の回転位置からの回転角度である。そして、３次元座標系のＺ軸回りにＸ軸及びＹ軸を回転角度４５°だけ回転させるためのＧ６８Ｘ０Ｙ０Ｚ０Ｉ０Ｊ０Ｋ１Ｒ－４５．コードが規定される。なお、工具主軸台の１８０°旋回に伴い、工具主軸の回転角度２２５°と３次元座標系の回転角度４５°は互いに１８０°だけ異なっている。そして、第３加工工程として内径旋削３を実行するためのコードが規定される。最後に、３次元座標の回転変換を終了するためのＧ６９コードが規定される。
　以上のように、汎用的なＥＩＡ／ＩＳＯフォーマットに適合する加工プログラム２２Ｂであっても、回転角度θを適切に規定すれば、旋削加工時のびびり振動は抑制される。さらに、回転角度θが加工工程ごとに規定されるので、びびり振動が発生する可能性が高い加工工程に対してだけ、回転角度θは規定されればよい。また、旋削工具を回転させれば加工状況の視認性が良くなる場合がある。加工プログラム２２Ｂは、加工工程ごとに旋削工具を回転させることが可能であるので、加工工程ごとの加工状況の視認性を向上させることもできる。
　また、各フローチャートにおける各ステップの実行順序は、処理結果が変わらない範囲で変更可能である。例えば、図１１に示すフローチャートでは、３次元座標系が回転変換された後に、切刃９００Ｅが切刃回転軸線回りに回転した。しかし、先に切刃９００Ｅが切刃回転軸線回りに回転し、その後に３次元座標系を回転変換してもよい。
　また、加工工程ごとに回転角度θを変更する工作機械は、工作機械１００及び工作機械１００Ａに限らない。工作機械は、旋削工具を回転可能に保持する工具主軸を備えるものであればなんでもよい。例えば、加工工程ごとに回転角度θを変更する工作機械は、複合旋盤に限らず、回転テーブルを備えたマシニングセンタであってもよい。
　本願においては、「備える」およびその派生語は、構成要素の存在を説明する非制限用語であり、記載されていない他の構成要素の存在を排除しない。これは、「有する」、「含む」およびそれらの派生語にも適用される。
　「～部材」、「～部」、「～要素」、「～体」、および「～構造」という文言は、単一の部分や複数の部分といった複数の意味を有し得る。
　「第１」や「第２」などの序数は、単に構成を識別するための用語であって、他の意味（例えば特定の順序など）は有していない。例えば、「第１要素」があるからといって「第２要素」が存在することを暗に意味するわけではなく、また「第２要素」があるからといって「第１要素」が存在することを暗に意味するわけではない。
　程度を表す「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言は、最終結果が大きく変わらないような合理的なずれ量を意味し得る。本願に記載される全ての数値は、「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言を含むように解釈され得る。
　本願において「Ａ及びＢの少なくとも一方」という文言は、Ａだけ、Ｂだけ、及びＡとＢの両方を含むように解釈されるべきである。
　上記の開示内容から考えて、本発明の種々の変更や修正が可能であることは明らかである。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本願の具体的な開示内容とは別の方法で本発明が実施されてもよい。
１,１Ａ　                   ：制御装置
１０　　　　　              ：プロセッサ
２０,２０Ａ                 ：メモリ
３０　　　　　              ：通信回路
４０　　　　　              ：タッチパネル付きディスプレイ
１００,１００Ａ　　　　     ：工作機械
１１４　　　　              ：工具主軸
１２２　　　                ：ワーク主軸
１２６　　　　              ：ワーク主軸
１３０　　　　              ：工具交換装置
９００                      ：第１旋削工具
９００Ｅ　　　              ：切刃
９００ＥＬ　　              ：延長線
９００Ｎ　　　              ：ノーズ

Claims (15)

  1. 　ワークを該ワークの回転軸線回りに回転可能に保持するワーク保持手段と、
    　前記ワークを旋削加工するための旋削工具を保持し、工具回転軸線回りに回転可能な工具保持手段と、
    　前記旋削工具の切刃の延長線が、前記回転軸線を実質的に通過するように前記ワークと前記旋削工具とを配置した状態で、前記旋削工具を前記ワークに対して前記回転軸線の径方向に相対移動させる移動手段と、
    　前記旋削加工におけるワークの切り込みに関する入力値が入力される入力手段と、
    　複数の加工工程の実行を制御する制御手段と、を備え、
    　前記制御手段は、前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程の実行のために、前記入力値に示す回転角度だけ前記切刃が切刃回転軸線回りに回転するように、前記工具保持手段および前記移動手段の少なくとも一方を制御する
    　工作機械。
  2. 　前記複数の加工工程は、複数の加工内容とそれぞれ対応し、
    　前記少なくとも１回の加工工程に対応する加工内容は、内径旋削、内径ねじ切り、及び内径溝入れのいずれかである
    　請求項１に記載の工作機械。
  3. 　前記旋削工具を他の旋削工具に交換する工具交換手段をさらに備え、
    　前記複数の加工工程は、第１旋削工具と前記ワークとを前記径方向において相対移動させて前記ワークを切り込むことを含む第１加工工程と、前記第１旋削工具と異なる第２旋削工具と前記ワークとを前記径方向において相対移動させて前記ワークを切り込むことを含む第２加工工程を備える
    　請求項１又は２に記載の工作機械。
  4. 　前記入力値は、前記工具保持手段の初期の回転位置を基準とした前記工具回転軸線回りの角度である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の工作機械。
  5. 　前記入力値は、前記切刃と前記ワークとが接触する切り込み目標位置であり、
    　前記回転角度は、前記回転軸線に実質的に直交し且つ前記回転軸線を通過する基準線と、前記回転軸線に実質的に直交し且つ前記切り込み目標位置と前記回転軸線とを通過する目標線と、がなす角度である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の工作機械。
  6. 　前記旋削工具は、前記工具保持手段に保持された状態で、前記工具回転軸線に沿って延伸する延伸部を備え、
    　前記切刃は、前記旋削工具が前記工具保持手段に保持された状態で、前記工具回転軸線に実質的に直交するように、前記工具回転軸線に沿う方向における前記延伸部の一端に設けられる
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の工作機械。
  7. 　前記旋削工具の工具位置及び前記ワークのワーク位置を、３次元座標系の座標として記憶する記憶手段をさらに備え、
    　前記制御手段は、前記少なくとも１回の加工工程の実行のために、前記３次元座標系を前記回転軸線回りに前記回転角度だけ回転させて変換し、
    　前記工具保持手段は、回転変換された前記３次元座標系に基づいて、前記回転軸線に平行な軸回りに前記旋削工具を回転させ、
    　前記移動手段は、前記回転変換された前記３次元座標系において、前記旋削工具と前記ワークとを前記径方向において相対移動させて前記切り込みを行う
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の工作機械。
  8. 　前記３次元座標系における前記工具位置及び前記ワーク位置に基づいて、初期位置、旋削開始位置、及び旋削終了位置を通過する経路を生成する経路生成手段
    　をさらに備え、
    　前記制御手段は、前記経路に沿って前記初期位置から前記旋削開始位置に前記切刃のノーズが到達したときに、前記３次元座標系を回転変換し、
    　前記移動手段は、前記回転変換された前記３次元座標系において、前記経路に沿って前記旋削開始位置から前記旋削終了位置まで前記ノーズが沿って移動するように、前記旋削工具を移動させる
    　請求項７に記載の工作機械。
  9. 　前記３次元座標系における前記工具位置及び前記ワーク位置に基づいて、旋削終了位置から初期位置までの戻り経路を生成する経路生成手段をさらに備え、
    　前記制御手段は、前記回転変換された前記３次元座標系において、前記戻り経路における戻し位置において、前記回転変換された前記３次元座標系を回転変換前の前記３次元座標系に戻し、
    　前記戻し位置は、前記回転軸線の軸方向において前記ワークの外側に位置する
    　請求項７に記載の工作機械。
  10. 　表示手段をさらに備え、
    　前記複数の加工工程は、第１加工工程と第２加工工程を備え、
    　前記表示手段は、前記第１加工工程で用いられる第１旋削工具に係る第１データと、前記第２加工工程で用いられる第２旋削工具に係る第２データとを表示し、
    　前記表示手段は、前記第１データおよび前記第２データの少なくとも一方を、前記回転角度に対応付けて表示する
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の工作機械。
  11. 　複数の設定加工条件と、複数の設定回転角度と、をそれぞれ対応付けて記憶する記憶手段をさらに備え、
    　前記制御手段は、
    　　前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程では、該加工工程の加工条件が前記記憶手段に記憶された設定加工条件に適合すると、適合する設定加工条件に対応する設定回転角度を前記記憶手段から読み出し、前記記憶手段から読み出した設定回転角度だけ前記切刃が前記切刃回転軸線回りに回転するように、前記工具保持手段を制御する
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載の工作機械。
  12. 　前記加工条件は、前記旋削加工時の切り込み量及び送り距離の少なくとも一方を含み、
    　前記記憶手段は、前記複数の設定回転角度と、複数のびびり振動の振動加速度と、を対応付けて記憶する
    　請求項１１に記載の工作機械。
  13. 　工作機械のワーク保持手段によって、ワークを該ワークの回転軸線回りに回転可能に保持し、
    　前記工作機械の工具保持手段によって、前記ワークを旋削加工するための旋削工具を保持し、
    　前記工作機械の移動手段によって、前記旋削工具の切刃の延長線が、前記回転軸線を実質的に通過するように前記ワークと前記旋削工具とを配置した状態で、前記旋削工具を前記ワークに対して前記回転軸線の径方向に相対移動させて前記ワークに対する切り込みを行い、
    　前記工作機械の入力手段によって、前記切り込みに関する入力値を取得し、
    　前記工作機械の制御手段によって、複数の加工工程の実行を制御し、
    　前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程の実行のために、前記工具保持手段によって、前記入力値に示す回転角度だけ前記切刃が前記回転軸線に実質的に平行な切刃回転軸線回りに回転するように、前記旋削工具を回転させる
    　工作機械による加工方法。
  14. 　工作機械を制御するプロセッサに実行される加工プログラムであって、
    　旋削加工に関する複数の加工工程を実行するための複数のコードが規定され、
    　前記複数のコードは、ＥＩＡ／ＩＳＯフォーマットに適合し、
    　前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程を実行させるコードは、
    　　旋削工具を保持する工具主軸を、工具回転軸線回りに回転角度だけ回転させるためのコードと、
    　　前記工作機械の位置を管理するための３次元座標系におけるＸ軸及びＹ軸をＺ軸回りに前記回転角度だけで回転させるためのコードと、
    　に対応付けられて規定されている
    　工作機械用の加工プログラム。
  15. 　ワーク回転軸線回りに回転可能であり且つワークを保持するワーク主軸と、
    　工具回転軸線回りに回転可能であり且つ前記ワークを旋削加工するための旋削工具を保持する工具主軸と、
    　前記ワーク主軸と前記工具主軸とを相対移動させる移動機構と、
    　前記旋削加工におけるワークの切り込みに関する入力値が入力される入力回路と、
    　複数の加工工程の実行を制御する制御回路と、を備え、
    　前記制御回路は、前記旋削工具の切刃の延長線が、前記ワーク回転軸線を実質的に通過するように前記ワークと前記旋削工具とを配置した状態で、前記ワーク回転軸線の径方向において前記ワークと前記旋削工具とを相対移動させて前記ワークに対する切り込みを行うように、前記移動機構を制御し、
    　前記移動機構および前記工具主軸の少なくとも一方は、前記切刃が前記ワーク回転軸線に実質的に平行な切刃回転軸線回りに回転可能となるように構成され、
    　前記制御回路は、前記複数の加工工程のうちの少なくとも１回の加工工程の実行のために、前記入力値に示す回転角度だけ前記切刃が前記切刃回転軸線回りに回転するように、前記移動機構および前記工具主軸の少なくとも一方を制御する
    　工作機械。
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