WO2023218649A1 - 工作機械の制御装置 - Google Patents

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WO2023218649A1
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correction value
control device
machine tool
calculation unit
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French (fr)
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祐太郎 堀川
将司 安田
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ファナック株式会社
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    • 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
    • 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
    • B23Q15/013—Control or regulation of feed movement
    • 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
    • G05B19/4093—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 part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device for a machine tool.
  • the cutting tool and workpiece are oscillated relative to each other.
  • Oscillating cutting for cutting a workpiece is known.
  • the tool path which is the locus of the cutting tool, is set so as to partially overlap the previous tool path.
  • the cutting edge of the cutting tool separates from the surface of the workpiece, causing a missed swing called an air cut, which shreds the chips.
  • the chips even if the chips can be shredded, if the length of the chips is too long, the chips may become entangled with the workpiece or cutting tool. Furthermore, if the cutting tool or workpiece is excessively swung in order to shorten the length of the chips, the mechanical load will increase and there is a risk that the machine will break down.
  • the desired chip length is simply determined from the number of vibrations, but the chip length depends on the machining conditions and swing conditions, and the chip length is taken into consideration during machining. It was difficult to set the conditions and swing conditions. Therefore, a technology that can calculate the chip length and easily set the machining conditions and swing conditions while checking the calculated chip length is desired.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and aims to provide a technology that can calculate chip length and easily set machining conditions and swing conditions while checking the calculated chip length. purpose.
  • the present disclosure is a control device for a machine tool that processes a cutting tool and a workpiece while relatively rocking the same, and includes a condition acquisition unit that acquires machining conditions and rocking conditions, and a condition acquisition unit that acquires machining conditions and rocking conditions; a chip length calculation section that calculates a chip length based on the machining conditions and the swinging conditions; and a chip length output section that outputs the chip length calculated by the chip length calculation section.
  • This is a control device for a machine tool, comprising:
  • FIG. 3 is a diagram for explaining swing cutting.
  • 1 is a functional block diagram of a control device for a machine tool according to a first embodiment.
  • FIG. It is a figure which shows the chip length confirmation screen in which machining conditions and rocking
  • FIG. 2 is a functional block diagram of a control device for a machine tool according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a first example of a chip length correction table.
  • FIG. 3 is a diagram showing a first example of a chip length correction table. It is a figure which shows the chip length confirmation screen on which the calculated chip length is displayed.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a control device for a machine tool according to a third embodiment. It is a figure which shows the attenuation rate of the actual value with respect to the command value of a rocking amplitude.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining swing cutting.
  • oscillating cutting shown in FIG. (not shown) are operated to relatively rotate the cutting tool T and workpiece W, and perform cutting while relatively swinging the cutting tool T and workpiece W in the feeding direction.
  • the tool path which is the locus of the cutting tool T, is set so that the current path partially overlaps the previous path. In other words, the part that was machined in the previous path is partially included in the current path, causing a miss called air cut in which the cutting edge of the cutting tool T separates from the surface of the workpiece W, and the chips are shredded.
  • the shape of the workpiece is not limited. In other words, even if the workpiece has a tapered part or an arcuate part on the machined surface and requires multiple feed axes (Z-axis and X-axis), if the workpiece is columnar or cylindrical and the feed axis is (Z-axis) is also applicable.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the machine tool control device 1 according to the first embodiment.
  • the machine tool control device 1 includes an input section 11, a condition acquisition section 12, a chip length calculation section 13, and a chip length output section 14. , and a chip length display section 15.
  • the machine tool control device 1 includes, for example, memory such as ROM (read only memory) and RAM (random access memory), a CPU (control processing unit), and a communication control unit that are connected to each other via a bus. Constructed using a computer. The functions and operations of each of the functional units described above are achieved by the cooperation of a CPU installed in the computer, a memory, and a control program stored in the memory.
  • the machine tool control device 1 may be configured with a CNC (Computer Numerical Controller), and may be connected to a host computer (not shown) such as a CNC or a PLC (Programmable Logic Controller). In addition to the machining program, machining conditions such as rotation speed and feed rate, and swing conditions such as swing amplitude and swing frequency are input from the host computer to the control device 1 of the machine tool.
  • a CNC Computer Numerical Controller
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the input unit 11 inputs information regarding processing conditions and swing conditions in response to an operator's input operation on an input means (not shown) such as a keyboard or touch panel. Information regarding machining conditions and swing conditions input through the input section 11 is output to a condition acquisition section 12, which will be described later.
  • the condition acquisition unit 12 acquires the machining conditions and swing conditions input through the input unit 11.
  • the condition acquisition unit 12 outputs these acquired machining conditions and swing conditions to a chip length calculation unit 13, which will be described later.
  • the machining conditions include at least information regarding the machining diameter (mm), as well as, for example, the rotation speed S (1/min) of the spindle, the amount of transfer F (mm/rev) each time, and the feed rate of the cutting tool. (mm/min), work diameter (mm), cutting edge R (mm), clearance angle of the cutting tool (°), etc.
  • the oscillation conditions include information regarding the relative number of oscillations per revolution between the cutting tool and the workpiece, and information regarding the oscillation amplitude with respect to the relative feed amount per revolution between the cutting tool and the workpiece.
  • Information regarding the relative number of oscillations per rotation between the cutting tool and the workpiece includes an oscillation frequency multiplier I (times) indicating the oscillation frequency per one rotation of the main shaft.
  • the swing amplitude magnification K indicates the magnitude of the swing amplitude relative to the feed amount per rotation of the spindle. (times) is mentioned.
  • the oscillation frequency magnification I can be specified directly, or it can be calculated from the oscillation frequency (Hz) and the spindle rotation speed S (1/min) after specifying the oscillation frequency (Hz). good.
  • the swing amplitude magnification K times may be specified directly in the same way, or it can be calculated from the swing amplitude (mm) and the amount of transfer each time F (mm/rev) after specifying the swing amplitude (mm). You may.
  • the chip length calculation unit 13 calculates the chip length based on the machining conditions and swing conditions acquired by the condition acquisition unit 12. A specific method for calculating the chip length will be detailed later.
  • the chip length output unit 14 outputs the chip length calculated by the chip length calculation unit 13 to the outside.
  • the chip length output unit 14 outputs the calculated chip length to a chip length display unit 15, which will be described later.
  • the chip length display section 15 displays the chip length output by the chip length output section 14. Specifically, the chip length display section 15 displays the chip length calculated by the chip length calculation section 13 on a chip length confirmation screen as described in detail later.
  • FIG. 3 is a diagram showing a chip length confirmation screen in which machining conditions and swing conditions are input.
  • FIG. 4 is a diagram showing cutting paths.
  • FIG. 5 is a diagram showing a chip length confirmation screen on which the calculated chip length is displayed.
  • the operator inputs machining conditions and swing conditions by operating the input means of the input section 11 using the chip length confirmation screen displayed on the chip length display section 15. .
  • the operator inputs a coordinate value in the workpiece radial direction (also referred to as coordinate value Input I and the swing amplitude magnification K.
  • the chip length calculation unit 13 automatically calculates the chip length based on the acquired machining conditions and rocking conditions. calculate. Specifically, the chip length calculation unit 13 calculates the coordinate value Y (mm) in the feed direction of the cutting pass using the following formula (1), and calculates the coordinate value Y (mm) in the feed direction of the cutting pass (previous cutting pass and current cutting pass). Search for the location where the phase difference between the intersection points is maximum.
  • Y is the coordinate value in the feed direction (mm)
  • f is the feed amount per spindle rotation (mm/rev)
  • S is the spindle rotation speed (1/min)
  • I is the oscillation frequency multiplier
  • K represents the oscillation amplitude magnification (times)
  • t represents time (sec).
  • the intersection of the previous cutting pass and the current cutting pass is the starting point or ending point of air cutting. That is, the location where the phase difference between the intersection points of the previous cutting pass and the current cutting pass is maximum means the cutting section of the maximum chip length where the chip length is the maximum. Therefore, in this embodiment, the phase difference in the maximum chip length cutting section is calculated using the above formula (1), and the workpiece radius (mm) is calculated as the phase difference in the maximum chip length cutting section as shown in the following formula (2).
  • the maximum chip length obtained by multiplying by etc. is calculated as the chip length (mm).
  • maximum chip length and chip length will be explained as having the same meaning.
  • the chip length calculated by the chip length calculation unit 13 of this embodiment excludes the section where air cut occurs. Therefore, the section where air cut occurs is not included in the chip length.
  • the chip length calculation unit 13 of this embodiment it is possible to calculate a chip length more accurately than in the past.
  • chip length calculated by the chip length calculation unit 13 as described above is automatically displayed on the chip length confirmation screen, as shown in FIG. This allows the operator to set machining conditions and oscillation conditions while checking the chip length, which has been calculated more accurately than before, making it easier to set machining conditions and oscillation conditions. ing.
  • the machine tool control device 1 includes a condition acquisition unit 12 that acquires machining conditions and swing conditions, and a chip length calculation unit that calculates chip length based on the machining conditions and swing conditions. 13, and a chip length output unit 14 that outputs the calculated chip length.
  • the chip length depends on the machining conditions and oscillation conditions, and while it was previously difficult to set the machining conditions and oscillation conditions while taking the chip length into consideration, this embodiment The chip length can be calculated based on the machining conditions and the swing conditions, and the machining conditions and the swing conditions can be easily set while checking the calculated chip length that is output to the outside.
  • the machine tool control device 1 further includes a chip length display section 15 that displays the chip length outputted by the chip length output section 14.
  • a chip length display section 15 that displays the chip length outputted by the chip length output section 14.
  • the machine tool control device 1 acquires information regarding the machining diameter as the machining condition, and acquires information regarding the relative number of oscillations per rotation between the cutting tool and the workpiece as the oscillation condition. , information regarding the swing amplitude with respect to the relative feed amount per revolution between the cutting tool and the workpiece is acquired, and the chip length is calculated based on these machining conditions and swing conditions.
  • the chip length depends on the vibration amplitude, which greatly affects the occurrence of air cuts, conventionally the vibration amplitude was not taken into account, but according to this embodiment, the vibration amplitude is not taken into consideration.
  • the chip length can be calculated by including the dynamic amplitude in the calculation conditions, and it is possible to calculate a more accurate chip length excluding the air cut generation section.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of a machine tool control device 1A according to the second embodiment.
  • the machine tool control device 1A according to the second embodiment has a correction value calculation unit 16 and an actual chip length acquisition unit, compared to the machine tool control device 1 according to the first embodiment.
  • the chip length calculation unit 13A of the first embodiment further includes a chip length calculation unit 17, and that the chip length calculation unit 13A also corrects the chip length, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. It is common to the form.
  • the actual chip length acquisition unit 17 acquires the actual chip length obtained by actually measuring the chip length of the chips obtained by actually performing the swing cutting process. .
  • the acquired actual chip length is output to a correction value calculation unit 16, which will be described later.
  • the correction value calculation unit 16 calculates a correction value used to correct the chip length. Specifically, the correction value calculation unit 16 calculates the value based on the theoretical chip length calculated by the chip length calculation unit 13A and the measured actual chip length acquired by the actual chip length acquisition unit 17. , calculate the correction value. For example, the correction value calculation unit 16 calculates the value based on the deviation magnification or difference between the actual chip length and the theoretical chip length obtained by actually performing oscillating cutting under the machining conditions and oscillating conditions used for calculation. Then, the correction coefficient or correction amount is calculated. The calculated correction value is output to a chip length calculation unit 13A, which will be described later.
  • the correction value calculation unit 16 calculates a correction value for each processing condition. Specifically, the correction value calculation unit 16 calculates the value for each machining condition including at least one of the material of the cutting tool's cutting edge, the shape of the cutting tool's cutting edge, the material of the workpiece, cutting speed, cutting depth, and cutting angle. , it is preferable to calculate a correction value.
  • the chip length calculation unit 13A calculates the chip length based on the machining conditions and swing conditions acquired by the condition acquisition unit 12 using the same calculation method as the chip length calculation unit 13 of the first embodiment. calculate. Further, unlike the chip length calculation unit 13 of the first embodiment, the chip length calculation unit 13A calculates the calculated theoretical chip length using the correction value calculated by the correction value calculation unit 16. to correct.
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams showing a first example of a chip length correction table.
  • FIG. 9 is a diagram showing a chip length confirmation screen on which the calculated chip length is displayed.
  • FIG. 10 is a diagram showing a chip length confirmation screen on which the chip length corrected based on the chip length correction coefficient is displayed.
  • the operator inputs the coordinate value X in the workpiece radial direction, which is information regarding the machining diameter, as the machining conditions, and also inputs the oscillation frequency multiplier I and the oscillation amplitude, which are the oscillation conditions. Enter the magnification K. Then, as shown in FIG. 9, the theoretical chip length automatically calculated by the chip length calculation unit 13A is displayed on the chip length confirmation screen as the chip length. In addition, the operator operates the control device 1A of the machine tool before and after the above input operation to actually execute the swing cutting process under the machining conditions and swing conditions used for calculating the theoretical chip length. Measure the length of the chips.
  • the operator operates the input means of the input unit 11 to open a chip length correction table as shown in FIG. Then, as shown in Fig. 7, the chip length correction table contains, in addition to the workpiece radial coordinate value , the calculated theoretical chip length is automatically displayed.
  • the operator operates the input means of the input unit 11 to input the actual chip length obtained by actual measurement.
  • the correction value calculation unit 16 automatically calculates a correction coefficient based on the deviation magnification between the theoretical chip length and the actual chip length, and the calculated correction coefficient is automatically stored in the chip length correction table. will be displayed. Further, as shown in FIG. 10, the display of the chip length on the chip length confirmation screen is changed to the value of the chip length corrected using the correction coefficient.
  • the correction value calculation unit 16 automatically calculates the correction coefficient based on the arithmetic average of the deviation magnification of the theoretical chip length and the actual chip length calculated for each combination.
  • other data analysis methods such as the geometric mean, harmonic mean, median, and mode may be used.
  • FIGS. 11 to 14 are diagrams showing a second example of a chip length correction table.
  • FIG. 13 is a diagram showing a chip length confirmation screen on which the calculated chip length is displayed.
  • FIG. 14 is a diagram showing a chip length confirmation screen on which chip lengths corrected for each type of workpiece are displayed.
  • the operator inputs the workpiece radial coordinate value X, which is information about the machining diameter, and the type of workpiece (material) as the machining conditions, and also inputs the oscillation frequency magnification I and the oscillation amplitude magnification K, which are the oscillation conditions. input.
  • the theoretical chip length automatically calculated by the chip length calculation unit 13A corresponding to the selected workpiece type is confirmed as the chip length. displayed on the screen.
  • the operator operates the control device 1A of the machine tool before and after the above input operation to actually execute the swing cutting process under the machining conditions and swing conditions used for calculating the theoretical chip length. Measure the length of the chips.
  • the operator operates the input means of the input unit 11 to open a chip length correction table as shown in FIG.
  • the chip length correction table includes the workpiece radial coordinate value X, workpiece type, swing frequency multiplier I, and swing amplitude multiplier input on the chip length confirmation screen.
  • the calculated theoretical chip length is automatically displayed.
  • the operator operates the input means of the input unit 11 to input the actual chip length obtained by actual measurement.
  • the correction value calculation unit 16 automatically calculates a correction coefficient based on the deviation magnification between the theoretical chip length and the actual chip length, and the calculated correction coefficient is automatically stored in the chip length correction table. will be displayed. Further, as shown in FIG. 14, the display of the chip length on the chip length confirmation screen is changed to the value of the chip length corrected using the correction coefficient.
  • the correction coefficient is calculated for each type of workpiece.
  • the correction coefficient is calculated for each type of workpiece, but in addition to the type of workpiece, the material of the cutting tool's cutting edge, the shape of the cutting tool's cutting edge, cutting speed, depth of cut, etc.
  • a correction value such as a correction coefficient may be calculated for each processing condition including at least one of the cutting angle and the cutting angle.
  • the correction value calculation unit 16 automatically calculates the correction coefficient based on the average value of the deviation magnification between the theoretical chip length and the actual chip length calculated for each combination.
  • the machine tool control device 1A further includes a correction value calculation unit 16 that calculates a correction value used for correcting the chip length, and the correction value calculation unit 16 calculates the calculated chip length.
  • the configuration is such that correction is performed using the correction value calculated in .
  • an actual chip length acquisition unit 17 is further provided to acquire the actual chip length obtained by actually performing machining, and the calculated theoretical chip length and actual chip length are Based on this, the correction value is calculated. This allows more accurate chip length calculation.
  • the correction value calculation unit 16 is configured to calculate a correction value for each machining condition. More specifically, the correction value calculation unit 16 is configured for each machining condition including at least one of the material of the cutting tool edge, the shape of the cutting tool edge, the material of the workpiece, the cutting speed, the depth of cut, and the angle of cut. The configuration is such that the correction value is calculated based on the This makes it possible to calculate a more accurate chip length.
  • FIG. 15 is a functional block diagram of a machine tool control device 1B according to the third embodiment.
  • the machine tool control device 1B according to the third embodiment has a correction value calculation section 16A and an actual swing amplitude acquisition section, compared to the machine tool control device 1 according to the first embodiment. 18, and unlike the chip length calculation unit 13 of the first embodiment, the chip length calculation unit 13B also corrects the chip length, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. It is common to
  • the actual oscillation amplitude acquisition unit 18 acquires the oscillation amplitude of the actually measured cutting path obtained by actually performing oscillation cutting under the machining conditions and oscillation conditions used to calculate the theoretical chip length. Obtained as vibration amplitude.
  • the actual value of the cutting path can be obtained by a position detector such as an encoder that is normally included in a servo motor.
  • the acquired actual swing amplitude is output to a correction value calculation unit 16A, which will be described later.
  • the correction value calculation unit 16A calculates a correction value used to correct the chip length. Specifically, the correction value calculation unit 16A calculates the attenuation rate of the actual rocking amplitude acquired by the actual rocking amplitude acquiring unit 18 with respect to the rocking amplitude acquired by the condition acquiring unit 12, that is, the command value of the rocking amplitude. Based on this, a correction value is calculated. For example, the attenuation rate itself is used as the correction value. The calculated correction value is output to a chip length calculation section 13B, which will be described later.
  • the correction value calculation unit 16A calculates each machining condition, specifically, the material of the cutting tool edge, the shape of the cutting tool edge, the material of the workpiece, and the cutting speed. It is preferable to calculate the correction value for each processing condition including at least one of the following: , cutting thickness, and cutting angle.
  • the chip length calculation unit 13B calculates the theoretical chip length based on the machining conditions and swing conditions acquired by the condition acquisition unit 12 using the same calculation method as the chip length calculation unit 13 of the first embodiment. Calculate. Further, the chip length calculation unit 13B uses the same calculation method as the chip length calculation unit 13 of the first embodiment to calculate the chip length using the above-mentioned formula (1). Instead of the dynamic amplitude magnification K, the chip length is calculated by substituting a value obtained by multiplying the oscillation amplitude magnification K by the attenuation factor as a correction value into Equation (1). Thereby, it is possible to calculate the chip length corrected based on the attenuation rate.
  • FIG. 16 is a diagram showing the attenuation rate of the actually measured value of the oscillation amplitude with respect to the command value.
  • FIG. 17 is a diagram showing a chip length confirmation screen in which the attenuation rate of the swing amplitude is input.
  • FIG. 18 is a diagram showing a chip length confirmation screen on which the chip length corrected based on the attenuation rate of the swing amplitude is displayed.
  • the operator inputs the coordinate value X in the workpiece radial direction, which is information regarding the machining diameter, as the machining conditions, and also inputs the oscillation frequency multiplier I and the oscillation amplitude, which are the oscillation conditions. Enter the magnification K. Then, as shown in FIG. 17, the theoretical chip length automatically calculated by the chip length calculation unit 13B is displayed as the chip length on the chip length confirmation screen.
  • the operator operates the control device 1A of the machine tool before and after the above input operation to actually execute the oscillating cutting process under the machining conditions and oscillating conditions used for calculating the theoretical chip length, and to pass the cutting path. Obtain the actual measured value.
  • the correction value calculation unit 16A calculates the attenuation rate of the actual measurement value with respect to the command value of the oscillation amplitude by comparing the command value and the actual measurement value of the cutting path, and calculates the attenuation rate of the actual measurement value with respect to the command value of the oscillation amplitude. itself as the correction value.
  • the chip length calculation unit 13B calculates the corrected chip length based on the attenuation rate, and as shown in FIG. 18, the amplitude attenuation rate is displayed on the chip length confirmation screen. At the same time, the chip length display is changed to a chip length value corrected based on the attenuation rate.
  • the machine tool control device 1B further includes an actual oscillation amplitude acquisition unit 18 that acquires an actual oscillation amplitude obtained by actually performing oscillation cutting, and a correction value calculation unit 16A.
  • the correction value is calculated based on the attenuation rate of the actual swing amplitude acquired by the actual swing amplitude acquisition unit 18 with respect to the swing amplitude acquired by the condition acquisition unit 12. This allows more accurate chip length calculation.
  • the correction value calculation units 16 and 16A automatically calculate the correction value, but the present invention is not limited to this.
  • a configuration may be adopted in which an operator manually inputs and sets a correction value obtained by calculating or the like using an external computer.
  • the correction value may be calculated based on the attenuation rate.

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Abstract

切り屑長さを算出でき、算出された切り屑長さを確認しながら加工条件や揺動条件を容易に設定できる技術を提供する。切削工具とワークを相対的に揺動させながら加工する工作機械の制御装置１であって、加工条件及び揺動条件を取得する条件取得部１２と、条件取得部１２により取得された加工条件及び揺動条件に基づいて切り屑長さを算出する切り屑長さ算出部１３と、切り屑長さ算出部１３により算出された切り屑長さを出力する切り屑長さ出力部１４と、を備える、工作機械の制御装置１である。

Description

工作機械の制御装置
　本開示は、工作機械の制御装置に関する。
　従来、切削加工時に連続して発生する切り屑がワークや切削工具に絡まる等して加工不良や機械故障等の原因となるのを回避するべく、切削工具とワークを相対的に揺動させながらワークを切削加工する揺動切削が知られている。この揺動切削では、揺動周波数及び揺動振幅を調整することにより、切削工具の軌跡である工具経路を前回の工具経路に一部重なるように設定する。これにより、切削工具の刃先がワークの表面から離れるエアカットと呼ばれる空振りが発生することで切り屑が細断される。
　ところで、切り屑を細断できたとしても、切り屑長さが長過ぎると切り屑がワークや切削工具に絡まる場合がある。また、切り屑長さを短くするために、過度に切削工具やワークを揺動させると機械負荷が大きくなり、機械が故障するおそれがある。
　例えば、切り屑長さを考慮した技術として、設定した切り屑長さとワークの直径に基づいて振動（揺動）回数を決定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、設定した所望の切り屑長さとワークの直径に基づいて自動的に振動回数を決定できるとされている。
特許第６７４４８１５号公報
　しかしながら特許文献１の技術では、所望の切り屑長さを振動回数から簡易的に求めているが、切り屑長さは加工条件や揺動条件に依存し、切り屑長さを考慮しながら加工条件や揺動条件を設定するのは困難であった。従って、切り屑長さを算出でき、算出された切り屑長さを確認しながら加工条件や揺動条件を容易に設定できる技術が望まれる。
　本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、切り屑長さを算出でき、算出された切り屑長さを確認しながら加工条件や揺動条件を容易に設定できる技術を提供することを目的とする。
　本開示は、切削工具とワークを相対的に揺動させながら加工する工作機械の制御装置であって、加工条件及び揺動条件を取得する条件取得部と、前記条件取得部により取得された前記加工条件及び前記揺動条件に基づいて切り屑長さを算出する切り屑長さ算出部と、前記切り屑長さ算出部により算出された前記切り屑長さを出力する切り屑長さ出力部と、を備える、工作機械の制御装置である。
　本開示によれば、切り屑長さを算出でき、算出された切り屑長さを確認しながら加工条件や揺動条件を容易に設定できる技術を提供することができる。
揺動切削を説明するための図である。 第１実施形態に係る工作機械の制御装置の機能ブロック図である。 加工条件及び揺動条件が入力された切り屑長さ確認画面を示す図である。 切削パスを示す図である。 算出された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。 第２実施形態に係る工作機械の制御装置の機能ブロック図である。 切り屑長さの補正テーブルの第１の例を示す図である。 切り屑長さの補正テーブルの第１の例を示す図である。 算出された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。 切り屑長さの補正係数に基づいて補正された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。 切り屑長さの補正テーブルの第２の例を示す図である。 切り屑長さの補正テーブルの第２の例を示す図である。 算出された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。 ワークの種類ごとに補正された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。 第３実施形態に係る工作機械の制御装置の機能ブロック図である。 揺動振幅の指令値に対する実測値の減衰率を示す図である。 揺動振幅の減衰率が入力された切り屑長さ確認画面を示す図である。 揺動振幅の減衰率に基づいて補正された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。なお、第２実施形態以降の説明において、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
［第１実施形態］
　第１実施形態に係る工作機械の制御装置は、切削工具とワークを相対的に揺動させながらワークを切削加工する揺動切削を実行する。図１は、揺動切削を説明するための図である。図１に示される揺動切削の一例では、切削工具ＴとワークＷとを相対的に回転させる少なくとも一つの主軸Ｓと、切削工具ＴをワークＷに対して相対移動させる少なくとも一つの送り軸（不図示）と、を動作させて、切削工具ＴとワークＷとを相対的に回転させるとともに、切削工具ＴとワークＷとを相対的に送り方向に揺動させながら切削加工する。このとき、切削工具Ｔの軌跡である工具経路は、前回経路に対して今回経路が部分的に重なるように設定される。即ち、前回経路で加工済の部分が今回経路に部分的に含まれることで、切削工具Ｔの刃先がワークＷの表面から離れるエアカットと呼ばれる空振りが発生することにより、切屑が細断される。
　なお、本実施形態で実行される揺動切削では、ワークの形状は限定されない。即ち、ワークが加工面にテーパ部や円弧状部を有することで複数の送り軸（Ｚ軸及びＸ軸）が必要となる場合でも、ワークが円柱状や円筒状で送り軸が特定の１軸（Ｚ軸）で足りる場合であっても、適用可能である。
　図２は、第１実施形態に係る工作機械の制御装置１の機能ブロック図である。図２に示されるように、第１実施形態に係る工作機械の制御装置１は、入力部１１と、条件取得部１２と、切り屑長さ算出部１３と、切り屑長さ出力部１４と、切り屑長さ表示部１５と、を備える。工作機械の制御装置１は、例えば、バスを介して互いに接続された、ＲＯＭ（read　only　memory)やＲＡＭ（random　access　memory）等のメモリ、ＣＰＵ（control　processing　unit）、及び通信制御部を備えたコンピュータを用いて構成される。上記各機能部の機能及び動作は、上記コンピュータに搭載されたＣＰＵ、メモリ、及び該メモリに記憶された制御プログラムが協働することにより達成される。
　工作機械の制御装置１は、ＣＮＣ(Computer　Numerical　Controller)で構成されてよく、また、ＣＮＣやＰＬＣ（Programmable　Logic　Controller）等の上位コンピュータ（不図示）に接続されていてよい。上位コンピュータから、加工プログラムの他、回転速度及び送り速度等の加工条件や、揺動振幅及び揺動周波数等の揺動条件が、工作機械の制御装置１に入力される。
　入力部１１は、例えばキーボードやタッチパネル等の入力手段（不図示）に対するオペレータの入力操作に応じて、加工条件及び揺動条件に関する情報を入力する。入力部１１により入力された加工条件及び揺動条件に関する情報は、後述の条件取得部１２に出力される。
　条件取得部１２は、入力部１１で入力された加工条件及び揺動条件を取得する。条件取得部１２は、取得したこれらの加工条件及び揺動条件を、後述の切り屑長さ算出部１３に出力する。
　ここで、加工条件としては、加工径（ｍｍ）に関する情報が少なくとも含まれる他、例えば、主軸の回転数Ｓ（１／ｍｉｎ）、毎回転送り量Ｆ（ｍｍ／ｒｅｖ）、切削工具の送り速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、ワーク径（ｍｍ）、刃先のＲ（ｍｍ）、切削工具の逃げ角（°）等に関する情報が含まれる。
　また、揺動条件としては、切削工具とワークの相対的な１回転あたりの揺動数に関する情報と、切削工具とワークの相対的な１回転あたりの送り量に対する揺動振幅に関する情報が含まれる。切削工具とワークの相対的な１回転あたりの揺動数に関する情報としては、主軸の１回転当たりの揺動周波数を示す揺動周波数倍率Ｉ（倍）が挙げられる。また、切削工具とワークの相対的な１回転あたりの送り量に対する揺動振幅に関する情報としては、主軸の１回転当たりの送り量の大きさに対する揺動振幅の大きさを示す揺動振幅倍率Ｋ（倍）が挙げられる。揺動周波数倍率Ｉ（倍）は直接指定してもよいし、揺動周波数（Ｈｚ）を指定した上で揺動周波数（Ｈｚ）と主軸の回転数Ｓ（１／ｍｉｎ）から算出してもよい。また揺動振幅倍率Ｋ（倍）も同様に直接指定してもよいし、揺動振幅（ｍｍ）を指定した上で揺動振幅（ｍｍ）と毎回転送り量Ｆ（ｍｍ／ｒｅｖ）から算出してもよい。
　切り屑長さ算出部１３は、条件取得部１２により取得された加工条件及び揺動条件に基づいて、切り屑長さを算出する。具体的な切り屑長さの算出方法については、後段で詳述する。
　切り屑長さ出力部１４は、切り屑長さ算出部１３で算出された切り屑長さを外部に出力する。本実施形態では、切り屑長さ出力部１４は、算出された切り屑長さを後述の切り屑長さ表示部１５に出力する。
　切り屑長さ表示部１５は、切り屑長さ出力部１４により出力された切り屑長さを表示する。具体的には、切り屑長さ表示部１５は、切り屑長さ算出部１３で算出された切り屑長さを、後段で詳述するような切り屑長さ確認画面上に表示する。
　次に、切り屑長さ算出部１３による切り屑長さの算出方法について、図３～図５を参照して詳しく説明する。図３は、加工条件及び揺動条件が入力された切り屑長さ確認画面を示す図である。図４は、切削パスを示す図である。図５は、算出された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。
　図３に示されるように、先ず、オペレータが切り屑長さ表示部１５による切り屑長さ確認画面を用いて、入力部１１の入力手段を操作することにより加工条件及び揺動条件を入力する。例えば図３に示す例のように、オペレータは、加工条件として加工径に関する情報であるワーク径方向の座標値（座標値Ｘとも言う。）を入力するとともに、揺動条件である揺動周波数倍率Ｉ及び揺動振幅倍率Ｋを入力する。
　すると、入力された加工条件及び揺動条件が条件取得部１２により取得され、取得された上記加工条件及び揺動条件に基づいて、切り屑長さ算出部１３が自動的に切り屑長さを算出する。具体的には、切り屑長さ算出部１３は、下記数式（１）を用いて切削パスの送り方向の座標値Ｙ（ｍｍ）を算出し、切削パス同士（前回切削パスと今回切削パス）の交点間の位相差が最大となる箇所を探索する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　数式（１）中、Ｙは送り方向の座標値（ｍｍ）、ｆは主軸１回転あたりの送り量（ｍｍ／ｒｅｖ）、Ｓは主軸回転数（１／ｍｉｎ）、Ｉは揺動周波数倍率（倍）、Ｋは揺動振幅倍率（倍）、ｔは時間（ｓｅｃ）を表している。
　ここで、図４に示されるように、前回切削パスと今回切削パスの交点は、エアカットの発生開始点又は終了点である。即ち、前回切削パスと今回切削パスの交点間の位相差が最大となる箇所は、切り屑長さが最大となる最大切り屑長さの切削区間を意味する。従って本実施形態では、この最大切り屑長さ切削区間の位相差を上記数式（１）により求め、下記数式（２）のように最大切り屑長さ切削区間の位相差にワーク半径（ｍｍ）を乗じる等して得られる最大切り屑長さを、切り屑長さ（ｍｍ）として算出する。以下、本明細書では最大切り屑長さと切り屑長さは同義として説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　上述の切り屑長さの算出方法から明らかであるように、本実施形態の切り屑長さ算出部１３で算出される切り屑長さには、エアカットが発生している区間が除かれており、エアカット発生区間は切り屑長さとして計上されていない。これに対して、従来知られている切り屑長さの算出では、ワーク半径（ｍｍ）をｒとし、揺動周波数倍率（倍）をＩとしたときに、切り屑長さ（ｍｍ）＝２πｒ／Ｉにより算出しており、エアカット発生区間も切り屑長さに計上されている。従って、本実施形態の切り屑長さ算出部１３によれば、従来と比べてより正確な切り屑長さを算出可能となっている。
　なお、上述のように切り屑長さ算出部１３により算出された切り屑長さは、図５に示されるように、切り屑長さ確認画面に自動的に表示される。これにより、オペレータは、従来よりも正確に算出された切り屑長さを確認しながら、加工条件及び揺動条件を設定することが可能であり、加工条件及び揺動条件の設定が容易となっている。
　第１実施形態に係る工作機械の制御装置１によれば、以下の効果が奏される。
　本実施形態に係る工作機械の制御装置１では、加工条件及び揺動条件を取得する条件取得部１２と、加工条件及び揺動条件に基づいて切り屑長さを算出する切り屑長さ算出部１３と、算出された切り屑長さを出力する切り屑長さ出力部１４と、を設けた。これにより、切り屑長さは加工条件や揺動条件に依存し、切り屑長さを考慮しながら加工条件や揺動条件を設定するのが従来困難であったところ、本実施形態によれば加工条件及び揺動条件に基づいて切り屑長さを算出でき、算出されて外部等に出力された切り屑長さを確認しながら加工条件や揺動条件を容易に設定することができる。
　また本実施形態に係る工作機械の制御装置１では、切り屑長さ出力部１４により出力された切り屑長さを表示する切り屑長さ表示部１５をさらに設けた。これにより、オペレータは、切り屑長さ表示部１５による表示画面等に表示される切り屑長さを確認しながら、加工条件及び揺動条件をより容易に設定することができる。
　また本実施形態に係る工作機械の制御装置１では、加工条件として、加工径に関する情報を取得するとともに、揺動条件として、切削工具とワークの相対的な１回転あたりの揺動数に関する情報と、切削工具とワークの相対的な１回転あたりの送り量に対する揺動振幅に関する情報を取得し、これら加工条件及び揺動条件に基づいて切り屑長さを算出する構成とした。これにより、切り屑長さは、エアカットの発生に大きく影響する揺動振幅に依存しているにも関わらず従来は揺動振幅を考慮に入れていなかったところ、本実施形態によれば揺動振幅も計算条件に含めて切り屑長さを算出することができ、エアカット発生区間を除いたより正確な切り屑長さを算出することができる。
［第２実施形態］
　図６は、第２実施形態に係る工作機械の制御装置１Ａの機能ブロック図である。図６に示されるように、第２実施形態に係る工作機械の制御装置１Ａは、第１実施形態に係る工作機械の制御装置１と比べて、補正値算出部１６及び実切り屑長さ取得部１７をさらに備える点と、第１実施形態の切り屑長さ算出部１３と異なり切り屑長さ算出部１３Ａが切り屑長さの補正も行う点において相違し、その他の構成は第１実施形態と共通である。
　実切り屑長さ取得部１７は、揺動切削加工を実際に実行することにより得られる切り屑に対して、その切り屑長さを実際に測定して得た実切り屑長さを取得する。取得した実切り屑長さは、後述の補正値算出部１６に出力される。
　補正値算出部１６は、切り屑長さの補正に用いられる補正値を算出する。具体的に補正値算出部１６は、切り屑長さ算出部１３Ａにより算出された理論切り屑長さと、実切り屑長さ取得部１７により取得された実測の実切り屑長さと、に基づいて、補正値を算出する。例えば、補正値算出部１６は、算出に用いた加工条件及び揺動条件で揺動切削加工を実際に実行して得られた実切り屑長さと理論切り屑長さとの乖離倍率や差分に基づいて、補正係数又は補正量を算出する。算出された補正値は、後述の切り屑長さ算出部１３Ａに出力される。
　また、補正値算出部１６は、加工条件ごとに補正値を算出することが好ましい。具体的に補正値算出部１６は、例えば、切削工具の刃先の材料、切削工具の刃先の形状、ワークの材料、切削速度、切込み厚さ及び切込み角のうち少なくともいずれかを含む加工条件ごとに、補正値を算出することが好ましい。
　切り屑長さ算出部１３Ａは、第１実施形態の切り屑長さ算出部１３と同様の算出方法により、条件取得部１２により取得された加工条件及び揺動条件に基づいて切り屑長さを算出する。また、切り屑長さ算出部１３Ａは、第１実施形態の切り屑長さ算出部１３とは異なり、算出した理論切り屑長さを、補正値算出部１６で算出された補正値を用いて補正する。
　次に、切り屑長さ算出部１３Ａによる切り屑長さの補正方法の第１の例について、図７～図１０を参照して詳しく説明する。図７及び図８は、切り屑長さの補正テーブルの第１の例を示す図である。図９は、算出された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。図１０は、切り屑長さの補正係数に基づいて補正された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。
　先ず、上述の第１実施形態と同様に、オペレータは、加工条件として加工径に関する情報であるワーク径方向の座標値Ｘを入力するとともに、揺動条件である揺動周波数倍率Ｉ及び揺動振幅倍率Ｋを入力する。すると、図９に示されるように、切り屑長さ算出部１３Ａが自動的に算出した理論切り屑長さが、切り屑長さとして切り屑長さ確認画面上に表示される。また、オペレータは、上記入力操作の前後で工作機械の制御装置１Ａを操作して、理論切り屑長さの算出に用いる加工条件及び揺動条件で揺動切削加工を実際に実行し、得られた切り屑の長さを実測する。
　次いで、オペレータは、算出された理論切り屑長さを補正するために、入力部１１の入力手段を操作して図７に示されるような切り屑長さ補正テーブルを開く。すると、図７に示されるように、切り屑長さ補正テーブルには、切り屑長さ確認画面で入力したワーク径方向の座標値Ｘ、揺動周波数倍率Ｉ、揺動振幅倍率Ｋに加えて、算出された理論切り屑長さが自動的に表示される。
　そこで、オペレータが入力部１１の入力手段を操作して、実測して得た実切り屑長さを入力する。すると、例えば理論切り屑長さと実切り屑長さの乖離倍率に基づいて、補正値算出部１６が補正係数を自動的に算出し、算出された補正係数は切り屑長さ補正テーブルに自動的に表示される。また図１０に示されるように、切り屑長さ確認画面上の切り屑長さの表示は、補正係数を用いて補正された切り屑長さの値に変更される。
　なお、図７及び図８に示されるように、入力する加工条件及び揺動条件の組み合わせが複数あり、各条件の組み合わせに応じて理論切り屑長さ及び実切り屑長さの組み合わせが複数ある場合には、各組み合わせで算出される理論切り屑長さと実切り屑長さの乖離倍率の相加平均に基づいて、補正値算出部１６が補正係数を自動的に算出することが好ましい。乖離倍率から補正係数を導出するとき、相乗平均、調和平均、中央値、最頻値といったほかのデータ分析手法をとってもよい。
　次に、切り屑長さ算出部１３Ａによる切り屑長さの補正方法の第２の例について、図１１～図１４を参照して詳しく説明する。図１１及び図１２は、切り屑長さの補正テーブルの第２の例を示す図である。図１３は、算出された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。図１４は、ワークの種類ごとに補正された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。
　先ず、オペレータは、加工条件として加工径に関する情報であるワーク径方向の座標値Ｘ及びワークの種類（材料）を入力するとともに、揺動条件である揺動周波数倍率Ｉ及び揺動振幅倍率Ｋを入力する。すると図１３に示されるように、選択されたワークの種類に対応して、切り屑長さ算出部１３Ａが自動的に算出した理論切り屑長さが、切り屑長さとして切り屑長さ確認画面上に表示される。また、オペレータは、上記入力操作の前後で工作機械の制御装置１Ａを操作して、理論切り屑長さの算出に用いる加工条件及び揺動条件で揺動切削加工を実際に実行し、得られた切り屑の長さを実測する。
　次いで、オペレータは、算出された理論切り屑長さを補正するために、入力部１１の入力手段を操作して図１１に示されるような切り屑長さ補正テーブルを開く。すると、図１１に示されるように、切り屑長さ補正テーブルには、切り屑長さ確認画面で入力したワーク径方向の座標値Ｘ、ワークの種類、揺動周波数倍率Ｉ、揺動振幅倍率Ｋに加えて、算出された理論切り屑長さが自動的に表示される。
　そこで、オペレータが入力部１１の入力手段を操作して、実測して得た実切り屑長さを入力する。すると、例えば理論切り屑長さと実切り屑長さの乖離倍率に基づいて、補正値算出部１６が補正係数を自動的に算出し、算出された補正係数は切り屑長さ補正テーブルに自動的に表示される。また図１４に示されるように、切り屑長さ確認画面上の切り屑長さの表示は、補正係数を用いて補正された切り屑長さの値に変更される。
　なお、図１１及び図１２に示されるように、補正係数はワークの種類ごとに算出される。この第２の例では、ワークの種類ごとに補正係数を算出する例を挙げたが、ワークの種類だけでなく、切削工具の刃先の材料、切削工具の刃先の形状、切削速度、切込み厚さ及び切込み角のうち少なくともいずれかを含む加工条件ごとに補正係数等の補正値を算出してもよい。また、第１の例と同様に、入力する加工条件及び揺動条件の組み合わせが複数あり、各条件の組み合わせに応じて理論切り屑長さ及び実切り屑長さの組み合わせが複数ある場合には、各組み合わせで算出される理論切り屑長さと実切り屑長さの乖離倍率の平均値に基づいて、補正値算出部１６が補正係数を自動的に算出することが好ましい。
　第２実施形態に係る工作機械の制御装置１Ａによれば、以下の効果が奏される。
　第２実施形態に係る工作機械の制御装置１Ａでは、切り屑長さの補正に用いられる補正値を算出する補正値算出部１６をさらに設け、算出した前記切り屑長さを補正値算出部１６で算出された補正値を用いて補正する構成とした。より具体的には、加工を実際に実行することにより得られる実切り屑長さを取得する実切り屑長さ取得部１７をさらに設け、算出された理論切り屑長さと実切り屑長さとに基づいて、補正値を算出する構成とした。これにより、より正確な切り屑長さを算出することができる。
　また第２実施形態に係る工作機械の制御装置１Ａでは、補正値算出部１６を、加工条件ごとに補正値を算出する構成とした。より具体的には、補正値算出部１６を、切削工具の刃先の材料、切削工具の刃先の形状、ワークの材料、切削速度、切込み厚さ及び切込み角のうち少なくともいずれかを含む加工条件ごとに補正値を算出する構成とした。これにより、さらに正確な切り屑長さを算出することができる。
［第３実施形態］
　図１５は、第３実施形態に係る工作機械の制御装置１Ｂの機能ブロック図である。図１５に示されるように、第３実施形態に係る工作機械の制御装置１Ｂは、第１実施形態に係る工作機械の制御装置１と比べて、補正値算出部１６Ａ及び実揺動振幅取得部１８をさらに備える点と、第１実施形態の切り屑長さ算出部１３と異なり切り屑長さ算出部１３Ｂが切り屑長さの補正も行う点において相違し、その他の構成は第１実施形態と共通である。
　実揺動振幅取得部１８は、理論切り屑長さの算出に用いた加工条件及び揺動条件で揺動切削加工を実際に実行することにより得られる実測の切削パスの揺動振幅を、実揺動振幅として取得する。切削パスの実測値は、サーボモータが通常備えるエンコーダ等の位置検出器により取得可能である。取得した実揺動振幅は、後述の補正値算出部１６Ａに出力される。
　補正値算出部１６Ａは、切り屑長さの補正に用いられる補正値を算出する。具体的に補正値算出部１６Ａは、条件取得部１２により取得された揺動振幅、即ち揺動振幅の指令値に対する、実揺動振幅取得部１８により取得された実揺動振幅の減衰率に基づいて、補正値を算出する。例えば、減衰率自体を補正値とする。算出された補正値は、後述の切り屑長さ算出部１３Ｂに出力される。
　また補正値算出部１６Ａは、第２実施形態の補正値算出部１６と同様に、加工条件ごと、具体的には切削工具の刃先の材料、切削工具の刃先の形状、ワークの材料、切削速度、切込み厚さ及び切込み角のうち少なくともいずれかを含む加工条件ごとに、補正値を算出することが好ましい。
　切り屑長さ算出部１３Ｂは、第１実施形態の切り屑長さ算出部１３と同様の算出方法により、条件取得部１２により取得された加工条件及び揺動条件に基づいて理論切り屑長さを算出する。また、切り屑長さ算出部１３Ｂは、第１実施形態の切り屑長さ算出部１３と同様の算出方法で、上述の数式（１）を用いて切り屑長さを算出する際に、揺動振幅倍率Ｋの代わりに、揺動振幅倍率Ｋに補正値としての減衰率を乗じた値を数式（１）に代入することにより、切り屑長さを算出する。これにより、減衰率に基づいて補正された切り屑長さの算出が可能である。
　次に、切り屑長さ算出部１３Ｂによる切り屑長さの補正方法について、図１６～図１８を参照して詳しく説明する。図１６は、揺動振幅の指令値に対する実測値の減衰率を示す図である。図１７は、揺動振幅の減衰率が入力された切り屑長さ確認画面を示す図である。図１８は、揺動振幅の減衰率に基づいて補正された切り屑長さが表示された切り屑長さ確認画面を示す図である。
　先ず、上述の第１実施形態と同様に、オペレータは、加工条件として加工径に関する情報であるワーク径方向の座標値Ｘを入力するとともに、揺動条件である揺動周波数倍率Ｉ及び揺動振幅倍率Ｋを入力する。すると、図１７に示されるように、切り屑長さ算出部１３Ｂが自動的に算出した理論切り屑長さが、切り屑長さとして切り屑長さ確認画面上に表示される。また、オペレータは、上記入力操作の前後で工作機械の制御装置１Ａを操作して、理論切り屑長さの算出に用いる加工条件及び揺動条件で揺動切削加工を実際に実行し、切削パスの実測値を取得する。
　次いで補正値算出部１６Ａは、図１６に示されるように、切削パスの指令値と実測値との比較により、揺動振幅の指令値に対する実測値の減衰率を算出し、算出された減衰率自体を補正値とする。すると、切り屑長さ算出部１３Ｂにより減衰率に基づいて補正された切り屑長さが算出され、図１８に示されるように、切り屑長さ確認画面上に振幅の減衰率が表示されるとともに、切り屑長さの表示が減衰率に基づいて補正された切り屑長さの値に変更される。
　第３実施形態に係る工作機械の制御装置１Ｂによれば、以下の効果が奏される。
　第３実施形態に係る工作機械の制御装置１Ｂでは、揺動切削加工を実際に実行することにより得られる実揺動振幅を取得する実揺動振幅取得部１８をさらに設け、補正値算出部１６Ａを、条件取得部１２により取得された揺動振幅に対する、実揺動振幅取得部１８により取得された実揺動振幅の減衰率に基づいて補正値を算出する構成とした。これにより、より正確な切り屑長さを算出することができる。
　なお、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良は本開示に含まれる。
　例えば、上記第２実施形態及び第３実施形態では、補正値算出部１６，１６Ａにより補正値を自動的に算出する構成としたが、これに限定されない。外部コンピュータで算出する等して取得した補正値を、オペレータが手動で入力して設定する構成としてもよい。
　例えば、上記第３実施形態では、機械の周波数応答の結果から実揺動振幅の減衰率が分かれば、その減衰率に基づいて補正値を算出してもよい。
　１，１Ａ，１Ｂ　工作機械の制御装置
　１１　入力部
　１２　条件取得部
　１３，１３Ａ，１３Ｂ　切り屑長さ算出部
　１４　切り屑長さ出力部
　１５　切り屑長さ表示部
　１６，１６Ａ　補正値算出部
　１７　実切り屑長さ取得部
　１８　実揺動振幅取得部

Claims (9)

  1. 　切削工具とワークを相対的に揺動させながら加工する工作機械の制御装置であって、
    　加工条件及び揺動条件を取得する条件取得部と、
    　前記条件取得部により取得された前記加工条件及び前記揺動条件に基づいて切り屑長さを算出する切り屑長さ算出部と、
    　前記切り屑長さ算出部により算出された前記切り屑長さを出力する切り屑長さ出力部と、を備える、工作機械の制御装置。
  2. 　前記切り屑長さ出力部により出力された前記切り屑長さを表示する切り屑長さ表示部をさらに備える、請求項１に記載の工作機械の制御装置。
  3. 　前記条件取得部は、
    　前記加工条件として、加工径に関する情報を取得するとともに、
    　前記揺動条件として、前記切削工具と前記ワークの相対的な１回転あたりの揺動数に関する情報と、前記切削工具と前記ワークの相対的な１回転あたりの送り量に対する揺動振幅に関する情報を取得する、請求項１又は２に記載の工作機械の制御装置。
  4. 　前記切り屑長さの補正に用いられる補正値を算出する補正値算出部をさらに備え、
    　前記切り屑長さ算出部は、前記条件取得部により取得された前記加工条件及び前記揺動条件に基づいて算出した前記切り屑長さを、前記補正値算出部で算出された前記補正値を用いて補正する、請求項１から３いずれかに記載の工作機械の制御装置。
  5. 　前記加工を実際に実行することにより得られる実切り屑長さを取得する実切り屑長さ取得部をさらに備え、
    　前記補正値算出部は、前記切り屑長さ算出部により算出された前記切り屑長さと、前記実切り屑長さ取得部により取得された前記実切り屑長さと、に基づいて、前記補正値を算出する、請求項４に記載の工作機械の制御装置。
  6. 　前記補正値算出部は、揺動振幅に対する実揺動振幅の減衰率に基づいて、前記補正値を算出する、請求項４に記載の工作機械の制御装置。
  7. 　前記加工を実際に実行することにより得られる実揺動振幅を取得する実揺動振幅取得部をさらに備え、
    　前記条件取得部は、揺動振幅を取得し、
    　前記揺動振幅に対する実揺動振幅の減衰率は、前記条件取得部により取得された前記揺動振幅と、前記実揺動振幅取得部により取得された前記実揺動振幅に基づいて算出する、請求項６に記載の工作機械の制御装置。
  8. 　前記補正値算出部は、前記加工条件ごとに前記補正値を算出する、請求項４から７いずれかに記載の工作機械の制御装置。
  9. 　前記補正値算出部は、前記切削工具の刃先の材料、前記切削工具の刃先の形状、前記ワークの材料、切削速度、切込み厚さ及び切込み角のうち少なくともいずれかを含む前記加工条件ごとに前記補正値を算出する、請求項８に記載の工作機械の制御装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090107308A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-30 Woody Bethany A Methods and systems for chip breaking in turning applications using cnc toolpaths
JP2018094690A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 シチズン時計株式会社 工作機械の制御装置および工作機械
JP6984790B1 (ja) * 2020-10-21 2021-12-22 三菱電機株式会社 数値制御装置及び数値制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090107308A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-30 Woody Bethany A Methods and systems for chip breaking in turning applications using cnc toolpaths
JP2018094690A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 シチズン時計株式会社 工作機械の制御装置および工作機械
JP6984790B1 (ja) * 2020-10-21 2021-12-22 三菱電機株式会社 数値制御装置及び数値制御方法

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