WO2024090373A1 - Ｎｃプログラム作成 - Google Patents

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WO2024090373A1
WO2024090373A1 PCT/JP2023/038158 JP2023038158W WO2024090373A1 WO 2024090373 A1 WO2024090373 A1 WO 2024090373A1 JP 2023038158 W JP2023038158 W JP 2023038158W WO 2024090373 A1 WO2024090373 A1 WO 2024090373A1
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WO
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program
tool
unit
vibration
cutting
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/038158
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English (en)
French (fr)
Inventor
穣 種本
直史 霜田
頼人 國府田
Original Assignee
Dmg森精機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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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
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/02—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor on an external or internal cylindrical or conical surface, e.g. on recesses
    • 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 invention relates to an NC program creation method, an NC program creation device, and a machine tool equipped with the same.
  • the cutting tool and the workpiece are rotated relative to each other in the circumferential direction of the workpiece while moving the workpiece relatively along the rotation axis of the workpiece to machine the workpiece into a desired shape.
  • this type of machining long continuous chips can be generated, which tend to remain in the machining chamber and require regular cleaning of the chips. This increases the time it takes to machine the workpiece. Furthermore, if long chips remain in the machining chamber, they may damage the workpiece, etc.
  • the control unit executes vibration processing control during turning to break up the chips.
  • vibration processing control the cutting tool and the workpiece are driven back and forth relative to each other along the feed direction (rotation axis direction) during turning, and the cutting parts are overlapped during the forward and return movements to break up the chips.
  • the turning operations that can be performed by machine tools include a variety of processes such as external diameter machining, internal diameter machining, drilling, trace taper machining, grooving, end face machining, and thread cutting.
  • Adding vibration-related code to programs (e.g. NC programs) for performing these processes is difficult unless you are experienced in creating machine tool programs.
  • the present invention provides an NC program creation method, an NC program creation device, and a machine tool equipped with the same.
  • the present invention provides an NC program creation method, an NC program creation device, an NC program creation program, a display control device, a machine tool, etc.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an example of a schematic configuration of a machine tool.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a machine tool.
  • 13 is an example of a graph showing a movement trajectory of a machining point of a tool relative to a change in position of the Z axis.
  • 1 is an example of an input screen displayed on an operation panel of a machine tool.
  • 4 is an example of an NC program created by a programming unit. 4 is another example of an NC program created by the programming unit.
  • 13 is an example of a graph screen displayed on an operation panel of a machine tool according to the first modified example.
  • 13 is another example of a graph screen displayed on the operation panel of the machine tool of the first modified example.
  • FIG. 13 is an example of a guidance screen displayed on an operation panel of a machine tool according to the second modified example.
  • 1 is a block diagram showing a configuration of a machine tool and its peripheral devices. 13 is an example of a screen displayed on a display unit.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a cutting path for thread machining.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a main configuration of a motion mechanism system of a machine tool according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration of a control system of a machine tool according to a reference embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an NC program for executing thread cutting according to a reference embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing vibration conditions in thread cutting according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a tool path viewed from a radial direction in the thread cutting process of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a tool path viewed from the axial direction in the thread cutting process of the first embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing vibration conditions in thread cutting according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a tool path viewed from the radial direction in the thread cutting process of the second embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a tool path viewed from the axial direction in the thread cutting process of the second embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing vibration conditions in thread cutting according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a tool path viewed from the radial direction in the thread cutting process of the third embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a tool path viewed from the axial direction in the thread cutting process of the third embodiment.
  • Fig. 1 is a schematic diagram showing a main part of a machine tool 1.
  • the machine tool 1 is an NC lathe that performs turning by rotating a workpiece W and bringing a cutting tool 3 into contact with the workpiece W.
  • Examples of the machining include external diameter machining, internal diameter machining, drilling, copy taper machining, grooving, end face machining, and thread cutting.
  • Fig. 1 shows a state in which thread cutting is being performed among these machining operations.
  • the machine tool 1 moves the workpiece W and the cutting tool 3 relatively on the Z axis and vibrates the cutting tool 3 in the radial direction of the workpiece W based on the program code.
  • the axis of rotation of the workpiece W is the Z-axis
  • the vertical direction perpendicular to the Z-axis is the X-axis
  • the direction perpendicular to both the X-axis and the Z-axis is the Y-axis.
  • the radial direction of the workpiece W and the X-axis are parallel to each other.
  • vibration When vibration is applied during thread cutting, it is preferable to vibrate the tool 3a or workpiece parallel to the X-axis, but this is not limiting, and vibration may be parallel to the Y-axis or in a direction having components of the X-axis and Y-axis. Also, when vibration processing is applied during thread cutting, it is preferable to vibrate in the radial direction of the workpiece W, but any direction that includes a radial vibration component will suffice. For example, in the case of Figure 1, vibration may be in a direction having components of the X-axis and Z-axis.
  • the machine tool 1 has a spindle 2 (an example of a workpiece holding unit) with a chuck mechanism 6 at its tip, a headstock 5 that rotatably holds the spindle 2, a cutting tool 3, and a tool holding unit 4 (e.g., a tool rest, a tool spindle) that holds the cutting tool 3 so that it can move along the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • the headstock 5 has a built-in spindle drive unit 11 (Fig. 2) that drives the rotation of the spindle 2, and is fixed onto the bed of the machine tool 1.
  • the spindle drive unit 11 (Fig. 2) is formed, for example, from a servo motor. This spindle drive unit 11 functions as a rotation drive unit that rotates the cutting tool 3 and the workpiece W relative to each other in the circumferential direction of the workpiece W.
  • the cutting tool 3 in FIG. 1 is a general-purpose tool 3a for a lathe. This shows an example in which the tool 3a is held by the tool holder 4.
  • the tool holder 4 is driven in each axial direction by the tool feed drive unit 10 (Fig. 2).
  • the tool feed drive unit 10 has an X-axis feed mechanism, a Y-axis feed mechanism, and a Z-axis feed mechanism that perform feed operations on the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • Each feed mechanism is composed of, for example, a combination of a ball screw and a servo motor.
  • the machine tool 1 has a first control device 20 that controls the movement of the tool 3a and the workpiece W.
  • the first control device 20 has a memory unit 21 that stores programs and the like for executing (interpreting) an NC program and sending drive signals to the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10, and a drive control unit 22 that has an OS and the like that makes the programs function.
  • the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10 receive signals from the first control device 20 and move the workpiece W and the tool 3a.
  • the drive control unit 22 of the first control device 20 executes (analyzes) the NC program stored in the memory unit 21 to create operation commands from the operation codes of the NC program, and drives the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10 based on the operation commands.
  • the first control device 20 processes and executes these drive control functions and storage functions using calculation means such as a CPU or LSI.
  • the machine tool 1 further has a second control device 40 that controls the display on the display unit 32 of the operation panel.
  • the second control device 40 has a memory unit 42 that stores programs and the like that control the display on the screen of the operation panel 30, a display control unit 41 that has an OS and the like that runs the programs, and a programming unit 43 that creates NC programs.
  • the memory unit 42 of the second control device 40 stores programs for assisting in the creation of NC programs and programs related to the screen display of the input screen 35 for this creation support.
  • the display control unit 41 of the second control device 40 has an OS that runs these programs, and can support the creation of NC programs on the screen display while running these programs.
  • the programming unit 43 creates NC programs based on information set for conditions, etc., on the screen for supporting the creation of NC programs.
  • the programming unit 43 may also have a function for directly writing NC codes such as G codes and M codes to directly create or edit NC programs, and a function for inserting G codes and M codes into specific lines or blocks of NC programs (code insertion unit 44).
  • the second control device 40 processes and executes these memory functions, display control functions, and programming functions using a calculation means such as a CPU or LSI that is different from the calculation means of the first control device 20.
  • the operation panel 30 is provided with a program execution button 31 and a display unit 32 (e.g., a touch panel) that displays a screen for displaying information about the program and the machine tool (e.g., coordinates). While checking the display on the display unit 32, the operator can perform operations such as various settings related to machining and creating NC programs on the operation panel.
  • a display unit 32 e.g., a touch panel
  • the operator can perform operations such as various settings related to machining and creating NC programs on the operation panel.
  • the drive control unit 22 When the program execution button 31 on the operation panel 30 of the machine tool 1 is pressed, the drive control unit 22 starts executing the NC program.
  • the drive control unit 22 reads the NC program stored in the memory unit 21.
  • the drive control unit 22 then executes machining by controlling the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10 based on the read NC program.
  • the spindle 2 holding the workpiece W is rotated around the Z axis by the spindle drive unit 11.
  • the position of the tool holder 4 on the X axis is then specified in the NC program by the tool feed drive unit 10, so that the cutting depth of the tool 3a on the X axis can be set to a predetermined value.
  • the tool holder 4 is driven and fed in the Z axis direction by the tool feed drive unit 10 to move the tool 3a relatively on a line parallel to the rotation axis of the workpiece W.
  • this relative movement of the tool 3a is performed multiple times.
  • the dotted line in FIG. 1 shows the movement trajectory of the machining point of the tool 3a.
  • the dotted line in FIG. 1 is a straight line, which is the movement trajectory of the machining point of the tool 3a in the previous thread cutting.
  • a vibration component is added to this movement trajectory. Therefore, if vibration is added to a linear movement trajectory such as the dotted line in Figure 1, it will result in the movement trajectory of the second vibration cutting, for example, as shown in Figure 3.
  • the NC program for thread cutting in this embodiment is an NC program that includes code for changing the amount of cutting in the X-axis (radial) direction of the tool 3a during one cutting operation.
  • NC program An overview of creating an NC program that includes vibration-related code will be described. Specifically, but not exclusively, the creation of an NC program for thread machining will be described.
  • FIG. 3 is a graph showing the machining path of thread cutting when the NC program created in this embodiment is executed by machine tool 1.
  • the vertical axis of the graph shows the amount of movement of the machining point of tool 3a on the X-axis (amount of cutting in the radial direction of the workpiece), and the horizontal axis shows the amount of movement of the machining point of tool 3a on the Z-axis (position of the machining point of tool 3a).
  • the drive control unit 22 of this embodiment controls the relative movement between the workpiece W and the tool 3a based on the NC program, thereby executing the above-mentioned machining path six times to machine the thread.
  • the drive control unit 22 vibrates the tool holder 4 in the X-axis direction (radial direction of the workpiece) while moving the tool holder 4 in the Z-axis direction at a constant speed relative to the workpiece when performing each of the first to fifth cutting processes based on the NC program.
  • the machining point trajectory of the tool 3a held by the tool holder 4 draws a sinusoidal vibration waveform on the XZ plane.
  • the G code and M code of the NC program are programmed to perform five cutting processes, and the vibration is set to be the vibration shown in Figure 3.
  • the drive control unit 22 accurately executes the contents of the command codes of the NC program, and the drive control unit 22 does not set new machining paths, new rotation speeds, vibration speeds, etc. by itself.
  • the drive control unit 22 when executing the sixth (last) cutting command code of the NC program, the drive control unit 22 only moves the tool holder 4 in the Z-axis direction, but does not vibrate the tool holder 4.
  • the sixth (last) cutting command code of the NC program is processed by setting the address value related to the vibration amplitude of the tool 3a to 0, deleting the address related to the vibration of the tool 3a, or ignoring the address related to the vibration of the tool 3a.
  • the sixth (last) cutting command code of the NC program sets the address of the X-coordinate that sets the position of the tool holder 4 to a constant value so that the position of the tool 3a in the X-axis direction is maintained constant.
  • the trajectory of the machining point of the tool 3a held by the tool holder 4 will draw a straight line (a trajectory that does not vibrate in the X-axis direction) on the XZ plane with a constant position on the X-axis.
  • this finishing pass without vibration in the X-axis direction may be performed multiple times, rather than only the last of multiple cutting passes.
  • the finishing pass may also be a zero cut.
  • the work holding unit may move in the Z-axis direction.
  • the NC program when performing the second or subsequent cut-in machining, is programmed so that there is a partial intersection of the vibration waveform drawn by the tip of the tool 3a on the XZ plane.
  • the NC program is programmed so that the waveform showing the change in the cutting amount on the X-axis of the tool 3a relative to the change in position on the Z-axis intersects with the vibration waveform on the XZ plane when cutting is performed the previous or next time (previous or next machining pass).
  • the vibration waveform of the tool tip when the second cutting is performed (dotted line in the figure) is in antiphase with the vibration waveform of the tool tip when the previous cutting is performed, that is, when the first cutting is performed (solid line in the figure).
  • the valley of the vibration waveform when the second cutting is performed and the peak of the vibration waveform when the first cutting is performed are at a position where they intersect with each other.
  • the phase difference between the waveforms in Figure 3 is 180°, but is not limited to this, and may be set within a range of, for example, 90° to 270°.
  • the waveforms have the same period for the first and second cuttings, but this does not have to be the same period.
  • the movement trajectories of the two tools 3a may not be set to intersect, but may be programmed to be arranged so that the movement trajectories are in contact with each other.
  • the cutting process is performed multiple times using the tool 3a, and in the second and subsequent cutting processes, it is preferable to program the vibration waveform that indicates the relationship between the feed movement position of the tool 3a in the Z-axis direction and the radial position of the tool (cutting depth) to intersect in antiphase with the vibration waveform used when the previous cutting process is performed.
  • non-machined area separates the processing point (cutting edge) of the tool 3a from the workpiece (including a state in which it is in contact but cannot be cut), and the chips are divided.
  • this non-machined area is shown with diagonal lines in Figure 3. Note that although an example of intersection is explained, even if the peak and valley are in point contact, the non-machined area will be a point, but since the cutting of the tool 3a is interrupted once at the position of this point, the chips can be divided.
  • the NC program for thread machining further includes a command code for decreasing the vibration amplitude in the X-axis direction of the tool holder 4 the later the cutting is executed. This reduces the vibration amplitude of the vibration waveform at the tool tip.
  • the single amplitudes of the tool tip during the first to fifth cuttings are A1 to A5
  • the total amplitude is twice that, 2A1 to 2A5
  • this total amplitude is shown in Figure 3. It can be seen from the figure that the relationship 2A1 > 2A2 > 2A3 > 2A4 > 2A5 is satisfied.
  • the vibration amplitude of tool 3a can be reduced to improve the thread cutting accuracy by tool 3a.
  • the area corresponding to the amount of cut F n is referred to as the F n area.
  • the F 1 area of the workpiece W is first cut, and then the F 2 area is cut, and the F 1 area and the F 2 area are adjacent to each other. From FIG. 3, it can be seen that a part of the path of the second cut processing enters the F 1 area.
  • the amplitude magnification K is set to a constant value (e.g., 1.2) for the second through fifth cutting operations being performed.
  • a constant value e.g., 1.2
  • the NC program code may be set to decrease as the number of cutting operations increases.
  • the frequency multiplier I is the number of times the tool 3a vibrates during one rotation of the workpiece W. For example, if the frequency multiplier is 0.5, the tool 3a vibrates once for every two rotations of the workpiece W.
  • FIG. 4 is a diagram of a creation support screen for creating an NC program that includes these two conditions.
  • the frequency magnification and amplitude magnification are included and displayed on the tool condition setting screen in the creation support screen for creating an NC program, but this is not limited to this.
  • these are tool conditions, there are input and selection fields for the tool, tool number (T code), cutting speed, feed, cutting depth, command point, chip breaking, vibration axis, etc.
  • the screen also has a selection field for the frequency magnification and an input field for the amplitude magnification.
  • a selection field is provided for selecting the frequency multiplication factor from three pull-down menus: "NORMAL (0.5),” “SHORT (1.5),” and “VERY SHORT (2.5).”
  • an input field is provided in which the value 1.2 is input for the vibration multiplication factor.
  • the programming unit 43 When creating an NC program, select Enable in the chip breaking selection field, select the frequency multiplier, enter the amplitude multiplier, and after entering other conditions on the creation support screen, press the NC program button 35z displayed in the bottom right, and this information will be sent to the programming unit 43.
  • the programming unit 43 obtains information necessary for machining, such as the shape of the workpiece, and performs calculations from this information to create an NC program.
  • the created NC program is sent to the memory unit 42 of the second control device 40 and stored therein.
  • the second control device 40 which receives input from the operation panel 30, transmits the NC program stored in the memory unit 42 to the first control device 20.
  • the first control device 20 receives the NC program, analyzes its contents, and issues commands to drive the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10 based on the NC program. This controls the movement of the tool 3a attached to the machine tool 1 and the workpiece W, and thread machining is performed. In this way, with the machine tool 1 of this example, even an operator who does not have accurate knowledge of vibration cutting or NC codes related to vibration cutting can easily perform effective vibration cutting.
  • the first modified example is an example in which program creation support is performed by dialogue programming. Since a program creator can create a program in a dialogue format, the program creator can create a program without understanding details such as G-code.
  • a dialogue programming application is started as a program creation application (software)
  • an input screen 35 is displayed. Since it is a dialogue format, there are items such as shape setting, processing setting, measurement setting, and tool setting, and the items required for the program to be created are selected and conditions are set.
  • an NC program is created by a programming means from the set conditions.
  • a contour input screen for the part to be processed is displayed, and the contour of the part (finished product) is drawn, and the shape information of the part is input and set.
  • the shape setting may not be in the form of drawing the contour of the part, but may be in the form of importing a CAD drawing of the part (finished product) and setting the shape information of the part. This allows the shape information required for NC program creation to be set on the shape setting screen.
  • necessary settings are made according to the NC program to be created. For example, if an NC program for processing is to be created, in addition to shape setting, processing setting and tool setting are made.
  • the programming means creates and outputs an NC program from the conditions (information) set in the shape setting, processing setting, and tool setting.
  • the conditions for creating vibration-related code are set on the tool setting input screen 35.
  • the tool setting input screen 35 is a screen for setting information related to the tool 3 (tool conditions, tool position, etc.).
  • the input screen 35 in FIG. 4 has input boxes 35a to 35u for inputting the tool name, machining type, tool ID, T code, cutting speed, feed rate, cutting depth, command point, nose R, cutting edge angle, pocket angle, pocket, area designation, flank wear, chip breaking, reference machining conditions, reference rotation speed, vibration axis, frequency magnification, amplitude magnification, and maximum load value.
  • the input screen 35 also includes an input box 35v related to the tool position. In the example of FIG. 4, "General purpose outer diameter" has been selected as the tool name from the pull-down menu.
  • the "vibration axis" input box 35r shown in the tool conditions is a pull-down box for selecting whether the cutting tool 3 is not vibrated or the direction of vibration when the cutting tool 3 is vibrated.
  • "none (V0)" is displayed, which does not vibrate the cutting tool 3.
  • the vibration axis is the X-axis
  • it is displayed as "X-axis (X0)”
  • the vibration axis is the Z-axis
  • Z0 Z-axis
  • X-axis Z-axis if the two axes, the X-axis and the Z-axis, are vibrated simultaneously, it is displayed as "X-axis Z-axis (XZ)”.
  • the "Chip breaking" input box 35 Azure shown in the tool conditions allows the user to select whether to enable or disable the chip breaking function using a pull-down menu.
  • a pull-down menu with “Enable” and “Disable” tabs is displayed, allowing the operator to select one of the two tabs.
  • a first guidance area 35w is provided at the top right of the input screen 35 to explain the input contents of the selected input box.
  • the first guidance area 35w displays an image (still image, video, etc.) that allows the program creator to visually and intuitively understand the conditions that can be set.
  • an image is displayed that allows the user to visually and intuitively understand that the length of the chip changes depending on the input selection of the frequency multiplier.
  • the second guidance area 35x displayed below the first guidance area 35w is a guidance field that explains the correspondence between the frequency multiplier I value and the chip length level when performing chip breaking (chip breaking) to shorten long chips.
  • the chip length is written as "NORMAL (0.5)", “SHORT (1.5)”, and “VERY SHORT (2.5)", providing guidance to intuitively understand the chip length. It is also explained that there is also an optional input that allows the user to directly input a numerical value for program creators with a lot of experience in program creation.
  • the numbers in parentheses in the guidance column represent the numerical value of the frequency multiplication factor I corresponding to each chip length level, and are also the numerical values written into the NC program of this embodiment when the NC program is created.
  • the second guidance area 35x may be an explanatory column that explains the diagram of the first guidance area 35w, or an explanatory column that supplements the diagram of the first guidance area 35w.
  • the programmer refers to the contents of the first guidance area 35w and the second guidance area 35x to recognize the relationship between the frequency multiplication factor I and the chip length level, and performs an input operation in the input box 35s. That is, if the programmer wants to set the chip length to "NORMAL", for example, he selects "NORMAL (0.5)” from the pull-down menu provided in the frequency multiplication factor input box 35s. In this example, when the programmer selects (touches) the " ⁇ " mark provided at the right end of the frequency multiplication factor input box 35d, three pull-down menus of "NORMAL (0.5)”, “SHORT (1.5)”, and “VERY SHORT (2.5)” are displayed, and one of these three can be selected. If an arbitrary value is to be input, the programmer moves the cursor to the input box, selects (or touches the screen), and can input a value from the keyboard.
  • an NC program can be created by the programming means by pressing NC program button 35z. Since the NC program itself is executed by various machine tools, a screen may be displayed on the machine tool on which the operator of machine tool 1 enters and executes the NC program, allowing the operator to easily visually check whether the NC program can be used with the machine tool 1 being used. With this input method, even an operator who does not have accurate knowledge of vibration cutting or NC codes related to vibration cutting can easily set up the vibration cutting, and can easily create an NC program for performing vibration cutting.
  • a confirmation screen is displayed, allowing the programmer or the operator of the machine tool 1 to confirm that the NC program to be created can be used with the machine tool 1 on which it is to be executed.
  • a confirmation graph screen 37 is displayed on the display unit 32 indicating whether the program can be safely used with the machine tool 1 based on the feed rate entered in input box 35f, the vibration conditions entered in input boxes 35r to 35t, the automatically calculated value of the rotation speed of the spindle 2, etc.
  • 6A and 6B show an example of a confirmation graph screen 37 displayed on the display unit 32.
  • a line dividing a safe area from a non-recommended area is displayed in a graph with the rotation speed on the vertical axis and the feed rate on the horizontal axis.
  • the safe area is an area where machining can be performed without placing unnecessary load on the machine tool 1 or the tools
  • the non-recommended area is an area where machining is performed with unnecessary load on the machine tool 1 or the tools. For example, if a load is placed on the tool 3a, the life of the tool 3a will be shortened and the tool will need to be replaced more frequently, so it is desirable to perform machining without placing unnecessary loads.
  • a graph is displayed to show whether the relationship between the set rotation speed and feed rate is the recommended setting, but the relationship between the recommended rotation speed and feed rate may be displayed numerically.
  • the display control unit 41 plots and displays values calculated based on conditions set on the input screen, etc., on this graph.
  • the display control unit 41 displays the plot point as a black circle (see FIG. 6A).
  • the display control unit 41 displays the plot point as a white circle (see FIG. 6B).
  • the right side of the confirmation graph screen 37 displays the rotation speed of the spindle 2, the feed speed of the tool 3a, the chip cutting length, and the amplitude magnification K, which are the basis of the calculation of this operating point.
  • the program creator checks this display, and if it is confirmed that the machine tool 1 to be used can be operated safely, presses the NC program button 35z to create an NC program by the programming means. Also, if an NC program has already been created, the operator of the machine tool 1 presses the program execution button 31 after confirming that the NC program can be safely executed on the machine tool 1 to be used. When the program execution button 31 is pressed, the first control device 20 of the machine tool 1 analyzes the NC program and sends commands to the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10, so that machining based on the NC program is performed on the machine tool 1.
  • the programming unit 43 creates an NC program based on the specification values entered via the input screen 35. At that time, if the chip breaking function is enabled, the programming unit 43 creates a code related to vibration from the set values of at least the vibration axis, frequency multiplication factor I, and amplitude multiplication factor K, and creates an NC program including this code.
  • the programming unit 43 transmits the created NC program to the first control device 20.
  • the first control device 20 analyzes the received NC program, transmits drive signals to the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10, and causes the machine tool 1 to perform machining of the workpiece W.
  • FIG. 5A shows an example of an NC program created by the programming unit 43.
  • "G985 P2 X0 I0.5 K1.2” is incorporated in the fourth line as vibration-related code.
  • P2 sets the chip breaking function to on (enabled)
  • X0 sets the vibration to the X-axis direction
  • I0.5 sets the frequency magnification I to 0.5
  • K1.2 sets the amplitude magnification K to 1.2.
  • P2 should be changed to P0.
  • the vibration direction is the Z-axis
  • X0 should be changed to Z0.
  • the code "G985 P0" in the third line from the bottom is the code to turn off the chip breaking function.
  • Chip Breaking code “Chip Breaking ON (LXX, LZZ, Frequency, Amplitude, ID)" may be used as shown in Figure 5B.
  • LXX is the X-axis
  • LZZ is the Z-axis
  • Frequency is the frequency of the sin2 function as a vibration function per one spindle revolution
  • Amplitude is the amplitude of the sin2 function
  • ID is the number of a static synchronization action required to initiate and periodically call a technology cycle.
  • the programming means inserts the Chip Breaking code into the NC program if the chip breaking function is enabled on the input screen 35, sets LXX and LZZ if the X-axis and Z-axis are selected as the vibration axes, converts the value set by the frequency multiplier to the corresponding frequency and sets the Frequency by replacing it with a numerical value, and converts the value set by the amplitude multiplier to the corresponding amplitude and sets the Amplitude by replacing it with a numerical value.
  • the second control device 40 of the second modification has a programming means including a code insertion means that can execute a process of inserting a chip breaking function code into an NC program upon receiving an input from the guidance screen 36 (see FIG. 7) displayed on the display unit 32. That is, the second control device 40 has, in addition to a display control unit 41 and a storage unit 42, a programming unit 43 (an example of a programming means) that includes a code insertion unit 44 (an example of a code insertion means).
  • the display control unit 41 displays a program editing screen on the display unit 32.
  • the program editor can display the program, select the part to be edited, and edit the program directly, but in this modified example, the technology cycle icon is displayed and a selection screen for selecting the function to be edited is displayed.
  • the selection screen displays technology cycle icons such as chip breaking, multi-threading 2.0, keyway broaching, application tuning cycle, and gear hobbing so that the function to be edited can be selected.
  • the display control unit 41 displays a guidance screen 36 for the function selected on the editing screen on the display unit 32.
  • Figure 7 shows that chip breaking in the technology cycle has been selected and the guidance screen 36 for chip breaking is displayed.
  • the guidance screen 36 in FIG. 7 has a program display area 36a window on the left side of the screen, and a guidance area 36b window on the right side of the screen.
  • the program display area 36a displays NC programs entered from the keyboard and NC programs stored in the memory unit 21.
  • the program display area 36a in FIG. 7 displays an NC program for thread machining called up from the memory unit 21.
  • the guidance area 36b includes an image (still image, video, etc.) that explains the function selected in the technology cycle, and an image area 36c that displays a written explanation of the selected function and guidance on input.
  • the guidance area 36b also includes a guidance input area 36m.
  • the guidance input area 36m in FIG. 7 includes six input boxes 36d to 36i.
  • Image area 36c in Figure 7 displays images that allow visual understanding of the positional relationship between the workpiece W and the tool 3a, the rotation direction of the workpiece W, and the movement and vibration of the tool 3a.
  • This image area 36c makes it easy to visually understand the chip breaking function, and the explanations and input guidance displayed around it make it easy to input and set values to be set, etc., in the guidance input area 36m.
  • each input box 36d-36i is arranged in order from top to bottom, and on the left side of each input box 36d-36i, an alphabetical letter (in this example, "A”, “S”, “V”, “I”, “K” and “R") corresponding to the content of the specification value to be input is displayed.
  • “S” represents the rotation speed of the spindle 2
  • "I” represents the frequency multiplier mentioned above
  • “K” represents the amplitude multiplier mentioned above.
  • 2000 (rpm) is entered into input box 36e for specifying the rotation speed of spindle 2
  • 0.5 is entered into input box 36g for specifying frequency magnification I
  • 1.2 is entered into input box 36h for specifying amplitude magnification K.
  • a code related to vibration is created based on the frequency magnification I and amplitude magnification K input via the guidance screen 36, and this code is inserted into the line selected by the operator of the machine tool 1 in the program display area 36a.
  • the selection of the line by the operator corresponds to a process (first process) of setting the position for inserting the G code or M code into the NC program.
  • the process of inputting the vibration components such as the frequency magnification I and the amplitude magnification K via the guidance screen 36 corresponds to a process of setting for imparting vibration components in the radial direction of the screw to the movement path of the tool 3a (second process).
  • the selection of the line by the operator may be performed not only by touch operation but also by operating the cursor key, and the code insertion unit 44 specifies the position of the line (or block number) into which the code is to be inserted based on the signal of this touch operation or cursor operation.
  • the code insertion unit 44 executes the insertion of the code related to vibration into the specified line in the NC program when it receives an operation signal of the insert button 36j provided in the upper right of the guidance screen 36.
  • the operation signal of the insert button 36j corresponds to an instruction for reflecting the vibration component setting in the NC program.
  • the code insertion unit 44 When the code insertion unit 44 receives an operation signal from the save button 36k located at the bottom right of the guidance screen 36, it stores the modified NC program after the vibration-related code has been inserted in the memory unit 42 of the second control device 40.
  • the drive control unit 22 When the drive control unit 22 receives an NC program execution command from the operation panel 30 (a command indicating that the program execution button 31 has been pressed), it controls the operation of the spindle drive unit 11 and the tool feed drive unit 10 in accordance with the NC program stored in the memory unit 21. As a result, cutting processing is performed multiple times using the tool 3a while the tool 3a vibrates in the X-axis direction based on the vibration conditions input by the operator.
  • the operator can insert the desired code into any line (or block) in the NC program while viewing the NC program displayed in the program display area 36a of the guidance screen 36. This reduces the programming burden on the operator of the machine tool 1.
  • the programming unit 43 has been provided in the second control device 40 so far, this is not limiting, and for example, as shown in Fig. 8, the programming unit 43 may be provided in an external computer 50.
  • a display control unit 52 of the external computer 50 displays an input screen 35 on the display unit 32 of the pendant 30.
  • the programming unit 43 of the external computer 50 creates an NC program based on the vibration conditions input via the input screen 35. Then, the programming unit 43 transmits the created NC program to the first control device 20 and stores it in the storage unit 21.
  • the code insertion unit 44 is provided in the second control device 40, but may also be provided in the external computer 50 as shown in FIG. 8.
  • the second guidance area 35x of the input screen 35 shows the correspondence between the numerical value of the frequency multiplication factor I when performing chip breaking (cutting chip breaking) and the chip length level, but is not limited to this.
  • FIG. 9 by selecting the vibration axis input box 35r, information to assist in the selection of the vibration axis may be displayed in the second guidance area 35x. This allows the programmer to visually and easily understand the vibration axis to be selected for vibration machining control based on the diagram in the first guidance area 35w and the display contents of the second guidance area 35x.
  • Figure 10 is another example of a cutting path (or the movement trajectory of the machining point) for thread cutting vibration machining.
  • the NC program code "G00” moves without turning on the vibration mode, and the code “G01” moves while turning on the vibration mode and vibrating the tool holder (X-axis direction).
  • the tool holder 4 is moved to the coordinates XYZ without vibrating in "G00 coordinates XYZ;” (1).
  • "G985 A10 xxx xxx;” is set to turn on the vibration mode, and further, in the next block, "G01 coordinates;” is set, and the tool holder 4 is moved to the coordinates in the G01 block while vibrating (2).
  • the code "G01 coordinates;” or “G00 coordinates;” is set while vibrating, and the tool holder 4 is moved (3).
  • vibration is turned off in the block "G985 A0 xxx;” and the tool holder 4 is moved to the specified coordinates in the block "G00 coordinates;” (4).
  • the cutting path in which the tool 3a does not cut the workpiece W can reduce the load on the machine tool 1 by turning off the vibration and not vibrating it, and the machine tool 1 can be operated for a long period of time.
  • the tool holder 4 is moved downward in the block "G00 coordinates;” (5).
  • the second cutting is started in which the tool holder 4 is vibrated while cutting (6).
  • the start point of the first cutting path and the start point of the second cutting path have different X and Z coordinates. If the distance from the start point of the cutting path to the point where the tool 3a actually starts cutting the workpiece W is increased, the vibration can be stabilized while moving a certain distance by turning on the vibration mode from the start point.
  • the vibration is turned OFF in the block "G985 A0 XX;" and the tool holder 4 is moved in "G01 coordinate;” or “G00 coordinate;” (7). Then, without turning ON the vibration, it is returned closer to the start point of the cutting path in "G00 coordinate;” (8). Then, it is moved to the start point of the third cutting path (9). Then, the third cutting is started without applying vibration (10). By repeating such cutting, the thread is machined.
  • the start point of the third cutting path has different X and Z coordinates compared to the start point of the first cutting path and the start point of the second cutting path. For example, by setting the Z coordinate of the start point of the cutting path during finishing processing away from the workpiece W, an NC program can be created so that even if the operator is observing the inside of the machine tool 1 through a window, it is clear that finishing processing is being performed.
  • Figure 11 is a plan view showing the main components of the motion mechanism system of a machine tool in the reference embodiment
  • Figure 12 is a block diagram showing the main components of the control system.
  • the machine tool 100 in this example is a so-called NC lathe that turns the workpiece W with a tool 108.
  • NC lathes are generally capable of performing external diameter machining, internal diameter machining, end face machining, drilling, grooving, thread cutting, and other processes on the workpiece W, but in this example, it is designed to be particularly suitable for thread cutting.
  • the machine tool 100 is made up of a spindle 103 with a chuck 105 attached to its tip, a headstock 102 that holds the spindle 103 so that it can rotate around its axis, a spindle motor 104 that rotates the spindle 103, a tool rest 106 that serves as a tool holder that holds a tool 1088, a feed mechanism 107 that moves the tool rest 106, and a control device 110 that serves as a control unit that controls the operation of the spindle motor 104 and the feed mechanism 107.
  • the chuck 105 has multiple (typically three) gripping jaws 105a arranged to move toward and away from each other, and the gripping jaws 105a grip (hold) the workpiece W.
  • the chuck 105 functions as a workpiece holding unit that holds the workpiece W
  • the spindle motor 104 functions as a rotation drive unit that rotates the chuck 105 together with the spindle 103.
  • the feed mechanism 107 includes a Z-axis feed mechanism (not shown) that moves the tool rest 106 in the Z-axis direction, which is a direction along the axis of the main spindle 103, and an X-axis feed mechanism (not shown) that moves the tool rest 106 in the X-axis direction, which is a direction perpendicular to the Z-axis, and moves the tool rest 106 in the X-axis and Z-axis directions under the control of the control device 110.
  • a Z-axis feed mechanism (not shown) that moves the tool rest 106 in the Z-axis direction, which is a direction along the axis of the main spindle 103
  • an X-axis feed mechanism (not shown) that moves the tool rest 106 in the X-axis direction, which is a direction perpendicular to the Z-axis, and moves the tool rest 106 in the X-axis and Z-axis directions under the control of the control device 110.
  • the control device 110 mainly comprises a program memory unit 111, a program analysis unit 112, a spindle control unit 113, a feed control unit 114, and a parameter memory unit 115.
  • the control device 110 is composed of a computer including a CPU, RAM, ROM, etc., and the program analysis unit 112, spindle control unit 113, and feed control unit 114 have their functions realized by computer programs and execute the processes described below.
  • the program memory unit 111 and parameter memory unit 115 are composed of an appropriate storage medium such as RAM.
  • the program memory unit 111 is a functional unit that stores an NC program for machining the workpiece W, and an appropriate NC program is input in advance from the outside and stored in the program memory unit 111.
  • an NC program has a structure in which NC codes are written sequentially in blocks. Each block contains NC codes relating to, for example, the rotation of the spindle 103, the movement of the cutting edge (turning action part) of the tool 108, and turning coolant on and off.
  • M03 is an NC code (M code) that defines the forward rotation of the spindle 103
  • M04 is an NC code (M code) that defines the reverse rotation of the spindle 103
  • S**** is an NC code (S code) that defines the rotation speed of the spindle 103.
  • the program analysis unit 112 is a functional unit that reads and executes the NC programs stored in the program storage unit 111. As it sequentially reads the NC programs, it recognizes (analyzes) the NC codes written therein, and in accordance with the recognized NC code, if the NC code is related to the rotation control of the spindle 103, it transmits a corresponding control signal to the spindle control unit 113, and if the NC code is related to the feed control of the feed mechanism unit 107, it transmits a corresponding control signal to the feed control unit 114.
  • the spindle control unit 113 controls the rotation of the spindle motor 104, such as the rotation speed and the forward/reverse direction of rotation, according to the control signal sent from the program analysis unit 112.
  • the feed control unit 114 controls the operation of the feed mechanism unit 107 in accordance with the control signal sent from the program analysis unit 112, for example, controlling the speed at which the tool 108 moves (feed speed) (speed control) and also controlling the movement position of the cutting edge of the tool 108 (position control).
  • the parameter storage unit 115 is a functional unit that stores the vibration amplitude (single amplitude in this example) value and vibration phase value used when the feed control unit 114 executes "G985" that defines the thread cutting process, and these data are input from the outside in advance and stored in the parameter storage unit 115.
  • the spindle motor 104 and the feed mechanism 107 are operated under the control of the control device 110 in accordance with an appropriate NC program stored in the program storage unit 111, whereby the workpiece W held by the chuck 105 is turned by the tool 108. Then, in this example, the control device 10 executes "G985" which defines the above-mentioned thread cutting, thereby performing thread cutting accompanied by vibration of the tool 108 in the X-axis direction. The mode of thread cutting in this example will be described below.
  • FIG. 11 is also an explanatory diagram for explaining the thread cutting process of this example.
  • the movement path (tool path) of the cutting edge of the tool 108 is shown by a dashed line.
  • the cutting edge of the tool 108 is positioned at the start position (Xa, Za), and then moves at a predetermined feed rate to the first cutting position (X1, Za) in the X-axis direction at a predetermined feed rate, and then moves to a position (X1, Z1) at a feed rate per revolution (mm/rev) according to the thread pitch to cut the thread on the workpiece W, and then moves to the escape position (Xa, Zb), and then returns to the start position (Xa, Za), completing the first thread cutting process.
  • the tool 108 is moved along the same path, and thread cutting is performed on the workpiece W multiple times, for example seven times in this example.
  • the number of times that the thread cutting process is performed is not limited to seven times; it is preferable to perform the thread cutting process at least four times, and it may be possible to perform the thread cutting process eight or more times.
  • the tool path for multiple thread cutting is as follows: a) First thread cutting (first thread cutting) (Xa, Za) ⁇ (X1, Za) ⁇ (X1, Z1) ⁇ (Xa, Zb) ⁇ (Xa, Za) b) Second thread cutting (second thread cutting) (Xa, Za) ⁇ (X2, Za) ⁇ (X2, Z2) ⁇ (Xa, Zb) ⁇ (Xa, Za) c) Third thread cutting (third thread cutting) (Xa, Za) ⁇ (X3, Za) ⁇ (X3, Z3) ⁇ (Xa, Zb) ⁇ (Xa, Za) d) Fourth thread cutting (fourth thread cutting) (Xa, Za) ⁇ (X4, Za) ⁇ (X4, Z4) ⁇ (Xa, Zb) ⁇ (Xa, Za) e) Fifth thread cutting (fifth thread cutting) (Xa, Za) ⁇ (X5, Za) ⁇ (X5, Z5) ⁇ (Xa, Zb) ⁇ (Xa, Za)
  • the feed control unit 114 vibrates the tool 108 in the X-axis direction at least during the cutting operation in which the tool 108 is moved along the Z-axis with a predetermined vibration amplitude and frequency, and with a phase that is set relative to the rotational phase (rotation angle) of the workpiece W.
  • FIG. 13 An example of an NC program for performing such thread cutting is shown in FIG. 13.
  • This NC program is an excerpt of a block related to thread cutting, and constitutes a part of an NC program including other processes.
  • This NC program corresponds to the above-mentioned tool path, and seven thread cutting processes from the first thread cutting process to the seventh thread cutting process are performed.
  • "G985" is a code that defines vibration cutting
  • "P2" is a code that defines that vibration cutting is enabled
  • P0 is a code that defines that vibration cutting is disabled.
  • Q* is a code related to vibration conditions, and the vibration conditions stored in the parameter storage unit 15 are referenced.
  • G95 is a code that defines that the feed rate commanded by the F code is the feed rate per revolution, and the feed rate commanded by this F code corresponds to one pitch of the screw.
  • the following vibration machining is performed in the first thread cutting machining to the seventh thread cutting machining.
  • the amplitude is a single amplitude.
  • the frequency magnification is the number of vibrations of the tool 108 during one rotation of the workpiece W.
  • the cutting depth of the first machining is the radial distance between the outer circumferential surface of the workpiece W and the vibration center position of the cutting edge of the tool 108.
  • the cutting depth of the second machining is the radial distance between the vibration center positions of the cutting edge of the tool 108 in the previous and next machining.
  • the vibration conditions in each thread cutting machining are defined by the Q code (Q1-Q7) and stored in the parameter storage unit 15 (see FIG. 14). Then, when executing the Q code, the feed control unit 114 refers to the vibration conditions stored in the parameter storage unit 115 and controls the feed mechanism unit 107 to vibrate the tool 108.
  • the vibration machining conditions are as follows.
  • the numerical values of the depth of cut and amplitude set in Fig. 14 are relative values, not absolute values.
  • the depth of cut as an absolute value for the entire thread cutting process corresponds to the distance between the thread and the thread root.
  • the phase refers to the rotation angle of the workpiece W at which vibration machining begins.
  • the vibration machining condition Q1 in the first thread cutting is set to a frequency magnification of 1.0, a first cutting amount (relative value 10), a first amplitude (relative value 10), and a first phase (0°).
  • the first cutting amount is the same value as the first amplitude.
  • Second thread cutting (second time) The vibration machining condition Q2 in the second thread cutting is set to a frequency magnification of 1.0, a first cutting amount (relative value 10), a first amplitude (relative value 10), and a second phase (90°). The second phase is shifted by 90° from the first phase.
  • Third thread cutting (third time) The vibration machining condition Q3 in the third thread cutting process is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), a second amplitude (relative value 5) and a first phase (0°).
  • the vibration machining condition Q4 in the fourth thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), a second amplitude (relative value 5) and a second phase (90°).
  • e) Fifth thread cutting process (fifth time) The vibration machining condition Q5 in the fifth thread cutting process is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), a third amplitude (relative value 2) and a first phase (0°).
  • the vibration machining condition Q6 in the sixth thread cutting process is set to a frequency magnification of 2.0, a second cutting amount (relative value 2), a third amplitude (relative value 2) and a second phase (90°).
  • g) 7th thread cutting process (7th time) The vibration machining condition Q7 in the seventh thread cutting is set to a frequency magnification of 0.0, a second cutting amount (relative value 3), and no vibration operation (i.e., a fourth amplitude (relative value 0)).
  • FIG. 15 The movement path (tool path) of the cutting edge of tool 108 in the above thread cutting process is shown in Figures 15 and 16.
  • the vertical axis represents the position of the cutting edge of tool 108 in the X-axis direction (radial direction)
  • the horizontal axis represents the position of the cutting edge of tool 108 in the Z-axis direction (axial direction) according to the rotation angle of the workpiece W.
  • Figure 16 represents the position of the cutting edge of tool 108 in the X-axis direction (radial direction) according to the rotation angle of the workpiece W, and corresponds to a view of the workpiece W viewed from its axial direction.
  • the vibration amplitude is set to a state independent of the cutting depth in each of the first thread cutting process (first time) to the seventh thread cutting process (seventh time). For this reason, as shown in FIG. 15, the tool paths in the first thread cutting process to the sixth thread cutting process are partially overlapped between the front and rear, and this overlap of the tool paths ensures that the chips are broken up.
  • the degree of overlap of the tool paths can be set to a different overlap for each thread cutting process. For example, as in this example, by setting the amplitude large in the first to fourth thread cutting processes and smaller amplitude in the fifth and sixth thread cutting processes, the cutting load can be gradually reduced while breaking up the chips.
  • the tool 108 is prevented from vibrating, so the machined surface (thread groove surface) of the workpiece W by the tool 108 can be finished with good surface accuracy.
  • the fifth and subsequent thread cutting steps are not necessarily required steps and can be omitted as appropriate.
  • the vibration conditions in each thread cutting process are defined by the Q code (Q11-Q17) and stored in the parameter storage unit 115 (see FIG. 7).
  • the feed control unit 114 refers to the vibration conditions stored in the parameter storage unit 115 and controls the feed mechanism unit 107 to vibrate the tool 108.
  • the vibration machining conditions are as follows.
  • the numerical values of the depth of cut and amplitude set in Fig. 17 are relative values, not absolute values.
  • the depth of cut as an absolute value for the entire thread cutting process corresponds to the distance between the thread and the thread root.
  • the phase refers to the rotation angle of the workpiece W at which vibration machining begins.
  • the vibration machining condition Q11 in the first thread cutting process is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), a first amplitude (relative value 10), and a first phase (0°).
  • the first cutting amount is the same value as the first amplitude.
  • Second thread cutting (second time) The vibration machining condition Q12 in the second thread cutting process is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), the first amplitude (relative value 10), and a second phase (90°). The second phase is shifted by 90° from the first phase.
  • Third thread cutting (third time) The vibration machining condition Q13 in the third thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), a second amplitude (relative value 5) and a first phase (0°).
  • the vibration machining condition Q14 in the fourth thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), a second amplitude (relative value 5) and a second phase (90°).
  • e) Fifth thread cutting process (fifth time) The vibration machining condition Q15 in the fifth thread cutting process is set to a frequency magnification of 2.0, a second cutting amount (relative value 5), a third amplitude (relative value 2) and a first phase (0°).
  • the vibration machining condition Q16 in the sixth thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a second cutting amount (relative value 5), the third amplitude (relative value 2) and a second phase (90°).
  • the vibration machining condition Q17 in the seventh thread cutting is set to a frequency magnification of 0.0, a third cutting amount (relative value 3), and no vibration operation (i.e., a fourth amplitude (relative value 0)).
  • FIG. 18 The movement path (tool path) of the cutting edge of tool 108 in the above thread cutting process is shown in Figures 18 and 19.
  • the vertical axis represents the position of the cutting edge of tool 108 in the X-axis direction (radial direction)
  • the horizontal axis represents the position of the cutting edge of tool 108 in the Z-axis direction (axial direction) according to the rotation angle of the workpiece W.
  • Figure 19 represents the position of the cutting edge of tool 108 in the X-axis direction (radial direction) according to the rotation angle of the workpiece W, and corresponds to a view of the workpiece W viewed from its axial direction.
  • the vibration amplitude is set to be independent of the depth of cut in each of the first to seventh thread cutting processes.
  • the tool paths in the first to fifth thread cutting processes are partially overlapped between the front and rear, and this overlap of the tool paths ensures that the chips are broken up.
  • the degree of overlap of the tool paths can be set to different overlaps for each thread cutting process. For example, as in this example, the amplitude is set large in the first and second thread cutting processes, smaller amplitudes in the third and fourth thread cutting processes, and even smaller amplitudes in the fifth thread cutting process, thereby gradually reducing the cutting load while breaking up the chips.
  • the tool paths from the sixth thread cutting process to the seventh thread cutting process are set so that there is no overlap before and after. Even in this way, depending on the material of the workpiece W and the shape of the tool, it is possible to break up the chips where the tool paths approach each other, and by doing so, the amplitude of the vibration motion can be reduced, and the load on the spindle motor 4 and feed mechanism 7 of the machine tool 1 can be reduced. Also, because the tool 8 is not vibrated in the seventh thread cutting process, the machined surface (thread groove surface) of the workpiece W by the tool 108 can be finished with good surface precision.
  • the fifth and subsequent thread cutting steps are not necessarily required and can be omitted as appropriate.
  • the vibration frequency per revolution of the workpiece W is set to the same two times in each thread cutting process, and the amplitude is set to a single amplitude.
  • the cutting depth of the first process is the radial distance between the outer peripheral surface of the workpiece W and the vibration center position of the cutting edge of the tool 108.
  • the cutting depth of the second process is the radial distance between the vibration center positions of the cutting edge of the tool 108 in the previous and next processes.
  • the vibration conditions in each thread cutting process are defined by the Q code (Q21-Q27) and stored in the parameter storage unit 115 (see FIG. 20).
  • the feed control unit 114 refers to the vibration conditions stored in the parameter storage unit 115 and controls the feed mechanism unit 107 to vibrate the tool 108.
  • the vibration machining conditions are as follows.
  • the numerical values of the depth of cut and amplitude set in Fig. 20 are relative values, not absolute values.
  • the depth of cut as an absolute value for the entire thread cutting process corresponds to the distance between the thread and the thread root.
  • the phase refers to the rotation angle of the workpiece W at which vibration machining begins.
  • the vibration machining condition Q21 in the first thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a first cutting amount (relative value 10), a first amplitude (relative value 10), and a first phase (0°).
  • the first cutting amount is the same value as the first amplitude.
  • Second thread cutting (second time) The vibration machining condition Q22 in the second thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a second cutting depth (relative value 8), a second amplitude (relative value 5), and a second phase (45°). The second phase is shifted by 45° from the first phase.
  • Third thread cutting (third time) The vibration machining condition Q23 in the third thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a third cutting amount (relative value 6), a third amplitude (relative value 8), and a third phase (90°). The third phase is shifted by 45° from the second phase and by 90° from the first phase.
  • the vibration machining condition Q24 in the fourth thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a fourth cutting amount (relative value 4), a second amplitude (relative value 5), and a fourth phase (135°). The fourth phase is shifted 45° from the third phase, 90° from the second phase, and 135° from the first phase.
  • e) Fifth thread cutting process (fifth time) The vibration machining condition Q25 in the fifth thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a fifth cutting amount (relative value 3), a fourth amplitude (relative value 2) and a first phase (0°).
  • the vibration machining condition Q26 in the sixth thread cutting is set to a frequency magnification of 2.0, a sixth cutting amount (relative value 2), a fourth amplitude (relative value 2) and a second phase (45°).
  • the vibration machining condition Q27 in the seventh thread cutting is set to a frequency magnification of 0.0, a fifth cutting amount (relative value 3), and no vibration operation (i.e., a fifth amplitude (relative value 0)).
  • FIG. 21 The movement path (tool path) of the cutting edge of tool 8 in the above thread cutting process is shown in Figures 21 and 22.
  • the vertical axis represents the position of the cutting edge of tool 108 in the X-axis direction (radial direction)
  • the horizontal axis represents the position of the cutting edge of tool 108 in the Z-axis direction (axial direction) according to the rotation angle of workpiece W.
  • Figure 22 represents the position of the cutting edge of tool 108 in the X-axis direction (radial direction) according to the rotation angle of workpiece W, and corresponds to a view of workpiece W viewed from its axial direction.
  • the vibration amplitude is set to a state independent of the cutting depth in each of the first to seventh thread cutting processes. Different cutting depths are set in the first to sixth thread cutting processes, and the tool 108 is vibrated at different phases in the vibration operation in all of the first to fifth thread cutting processes. Meanwhile, in terms of amplitude, the tool 8 is vibrated at different amplitudes, the first amplitude, the second amplitude, and the third amplitude, in the first to third thread cutting processes, the tool 8 is vibrated at the same second amplitude as in the second thread cutting process in the fourth thread cutting process, and the tool 8 is vibrated at the same fourth amplitude in the fifth and sixth thread cutting processes.
  • the tool paths in the first thread cutting process through the sixth thread cutting process are designed to overlap partially between the front and rear, and this overlap of the tool paths ensures that the chips are separated. Also, the degree of overlap of the tool paths can be set to a different degree for each thread cutting process, which makes it possible to reduce the cutting load while still separating the chips.
  • the tool 108 is prevented from vibrating, so the machined surface (thread groove surface) of the workpiece W by the tool 108 can be finished with good surface accuracy.
  • the fifth thread cutting process and subsequent processes in which the tool paths do not overlap are not necessarily required processes and can be omitted as appropriate.
  • the vibration conditions for vibrating the tool 108 are stored as parameters in the parameter storage unit 115, and when performing the vibration operation, the vibration operation by the feed mechanism unit 107 is controlled by referring to the vibration conditions stored in the parameter storage unit 115.
  • the present invention is not limited to such a configuration, and the cutting edge position of the tool 108 for performing the vibration operation may be sequentially specified on the NC program.

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Abstract

ねじを加工するためのＮＣプログラムの作成方法であって、ＮＣプログラムにＧコードまたはＭコードを挿入する位置を設定する第１工程と、工具の移動経路に対し、ねじの径方向への振動成分を付与するための設定を行う第２工程と、第２工程の設定をＮＣプログラムに反映させるための指示に基づいて、ＮＣプログラムの前記位置に、前記ねじの径方向への振動成分を付与するためのＧコードまたはＭコードを挿入し、ねじを加工するためのＮＣプログラムを作成する第３工程とを備える。

Description

ＮＣプログラム作成
　本発明は、ＮＣプログラム作成方法、ＮＣプログラム作成装置及びこれを備えた工作機械に関する。
　一般に、旋削加工を行う工作機械では、切削工具とワークとを当該ワークの周方向に沿って相対回転させつつ、ワークの回転軸線に沿って相対的に送り移動させることでワークを所定形状に加工する。このような加工において、長く繋がった切屑が発生することがあるが、長くつながった切屑は加工室内に残りやすく、定期的に切屑の清掃が必要になる。このため、ワークを加工するまでの時間が長くなる。さらに、長い切屑が加工室内に残ると、ワークなどを傷つける可能性もある。
　そこで、特許文献１に示す工作機械では、旋削加工中に制御部による振動加工制御を実行することで切屑を分断するようにしている。この振動加工制御では、旋削加工に際して切削工具とワークとを送り方向（回転軸線方向）に沿って相対的に往復駆動するとともにその往動時と復動時とで切削加工部分を重複させることで切屑を分断する。
米国特許第１０６１０９９３号明細書（特許第６９１４８４０号公報）
　しかし、工作機械にて実行可能な旋削加工は、外径加工、内径加工、穴あけ加工、倣いテーパ加工、溝入れ加工、端面加工、及びねじ切り加工等の様々な加工が可能である。これらの加工などを行うためのプログラム（例えば、ＮＣプログラム）に、振動に関連するコードを加えることは、工作機械のプログラム作成に熟練していないと難しい。
　そこで、本発明は、ＮＣプログラム作成方法、ＮＣプログラム作成装置及びこれを備えた工作機械などを提供するものである。
　そこで、本発明は、ＮＣプログラム作成方法、ＮＣプログラム作成装置、ＮＣプログラム作成プログラム、表示制御装置、工作機械などを提供するものである。
　本発明によれば、工作機械のプログラム作成に熟練していない作業者であっても、容易にプログラム作成が可能になる。
工作機械の概略構成の一例を説明するための説明図である。 工作機械の構成を示すブロック図である。 Ｚ軸の位置変化に対する工具の加工点の移動軌跡を示すグラフの一例である。 工作機械の操作盤上に表示される入力画面の一例である。 プログラミング部により作成されたＮＣプログラムの一例である。 プログラミング部により作成されたＮＣプログラムの他の例である。 変形例１の工作機械の操作盤上に表示されるグラフ画面の一例である。 変形例１の工作機械に操作盤上に表示されるグラフ画面の他の例である。 変形例２の工作機械の操作盤上に表示されるガイダンス画面の例である。 工作機械とその周辺装置との構成を示すブロック図である。 表示部に表示されている画面の一例である。 ねじ加工のための切削経路の一例を示す図である。 本発明の参考的形態に係る工作機械の運動機構系の主要な構成を示した説明図である。 参考的形態に係る工作機械の制御系の主要な構成を示したブロック図である。 参考的形態に係るねじ切り加工を実行するためのＮＣプログラムを示した説明図である。 第１の態様のねじ切り加工における振動条件を示した説明図である。 第１の態様のねじ切り加工における、半径方向から見たツールパスを示した説明図である。 第１の態様のねじ切り加工における、軸線方向から見たツールパスを示した説明図である。 第２の態様のねじ切り加工における振動条件を示した説明図である。 第２の態様のねじ切り加工における、半径方向から見たツールパスを示した説明図である。 第２の態様のねじ切り加工における、軸線方向から見たツールパスを示した説明図である。 第３の態様のねじ切り加工における振動条件を示した説明図である。 第３の態様のねじ切り加工における、半径方向から見たツールパスを示した説明図である。 第３の態様のねじ切り加工における、軸線方向から見たツールパスを示した説明図である。
　（工作機械）
　図１は、工作機械１の要部を示す概略図である。この工作機械１は、ワークＷを回転させつつ、ワークＷに切削工具３を当てて旋削加工を行うＮＣ旋盤である。加工の例として、外径加工、内径加工、穴あけ加工、倣いテーパ加工、溝入れ加工、端面加工、及びねじ切り加工等が挙げられる。図１は、これらの加工のうちの、ねじ切り加工を実行中の状態を示している。この工作機械１は、ねじ切り加工の実行に際して、Ｚ軸上においてワークＷと切削工具３とを相対的に移動させるとともに、プログラムのコードに基づいて切削工具３をワークＷの径方向に振動させている。
　なお、以下の説明において、ワークＷの回転軸線をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する鉛直方向をＸ軸とし、Ｘ軸とＺ軸との双方に直交する方向（図１の紙面垂直方向）をＹ軸とする。図１は、ワークＷの径方向とＸ軸とが平行な関係にある。
　ねじ切り加工で振動を付加する場合には、Ｘ軸と平行に工具３ａまたはワークを振動させるのが好ましいが、これに限定されず、Ｙ軸と平行な振動、Ｘ軸とＹ軸の成分をもつ方向に振動させてもよい。また、ねじ切り加工で振動処理を付加する場合には、ワークＷの径方向に振動させるのが好ましいが、径方向の振動成分が含まれる方向の振動であればよい。例えば、図１であれば、Ｘ軸とＺ軸との成分をもつ方向に振動させてもよい。
　工作機械１は、先端部にチャック機構６を有する主軸２（ワーク保持部の一例）と、主軸２を回転可能に保持する主軸台５と、切削工具３と、切削工具３をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に移動可能に保持する工具保持部４（例えば、刃物台、工具主軸）とを有している。主軸台５は、主軸２を回転駆動する主軸駆動部１１（図２）を内蔵し工作機械１のベッド上に固定されている。主軸駆動部１１（図２）は、例えばサーボモータにより構成される。そして、この主軸駆動部１１が、切削工具３とワークＷとを該ワークＷの周方向に沿って相対回転させる回転駆動部として機能する。
　図１の切削工具３は、旋盤用の汎用工具３ａである。そして、その工具３ａが工具保持部４に保持されている例を示している。
　工具保持部４は、工具送り駆動部１０（図２）によって各軸方向に駆動される。工具送り駆動部１０は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸上の送り動作を行うＸ軸送り機構、Ｙ軸送り機構及びＺ軸送り機構を有している。各送り機構は、例えば、ボールねじとサーボモータとの組み合わせにより構成される。
（工作機械と周辺装置との構成）
　図２に示すように、工作機械１は、工具３ａやワークＷの移動を制御する第１制御装置２０を有している。第１制御装置２０は、ＮＣプログラムを実行（解釈）し主軸駆動部１１や工具送り駆動部１０へ駆動信号を送付するためのプログラムなどを記憶する記憶部２１とそのプログラムを機能させるＯＳなどを有する駆動制御部２２とを有する。工作機械１は、第１制御装置２０からの信号を受けた主軸駆動部１１と工具送り駆動部１０とがワークＷや工具３ａを移動させる。
　第１制御装置２０の駆動制御部２２は、記憶部２１に記憶されたＮＣプログラムを実行（解析）することで、ＮＣプログラムの動作コードから動作指令を作成し、動作指令に基づいて主軸駆動部１１や工具送り駆動部１０の駆動を行う。
　第１制御装置２０は、これらの駆動制御機能や記憶機能を、ＣＰＵやＬＳＩなどの演算手段で処理して実行している。
　工作機械１は、さらに、操作盤の表示部３２の表示を制御する第２制御装置４０を有している。第２制御装置４０は、操作盤３０の画面上の表示を制御するプログラムなどを記憶する記憶部４２と、そのプログラムを機能させるＯＳなどを有する表示制御部４１と、ＮＣプログラムを作成するプログラミング部４３と、を有する。
　第２制御装置４０の記憶部４２は、ＮＣプログラム作成を支援するためのプログラムやその作成支援のための入力画面３５の画面表示に関するプログラムなどを記憶している。第２制御装置４０の表示制御部４１は、それらのプログラムを機能させるＯＳを有し、それらのプログラムを機能させながら、画面表示上で、ＮＣプログラムの作成を支援することができる。プログラミング部４３は、ＮＣプログラムの作成支援の画面から条件等の設定を行った情報をもとに、ＮＣプログラムを作成する。また、プログラミング部４３は、ＧコードやＭコードなどのＮＣコードを直接記載してＮＣプログラムを直接作成や編集できる機能や、ＧコードやＭコードをＮＣプログラムの特定の行やブロックに挿入する機能（コード挿入部４４）があってもよい。
第２制御装置４０は、これら記憶機能、表示制御機能、プログラミング機能を、第１制御装置２０の演算手段と異なるＣＰＵやＬＳＩなどの演算手段で処理して実行している。
　操作盤３０には、プログラム実行ボタン３１やプログラムや工作機械の情報（例えば、座標）などを表示するための画面などを表示する表示部３２（例えば、タッチパネル）が設けられている。作業者は、操作盤上で、表示部３２の表示を確認しながら、加工に関する種々の設定やＮＣプログラムの作成などの操作を行える。
　駆動制御部２２は、工作機械１の操作盤３０上のプログラム実行ボタン３１が押されるとＮＣプログラムの実行を開始する。駆動制御部２２は、記憶部２１に記憶されたＮＣプログラムを読込む。そして、駆動制御部２２は、読み込んだＮＣプログラムに基づいて主軸駆動部１１及び工具送り駆動部１０を制御することで加工を実行する。
　ねじ切り加工では、ワークＷを保持した主軸２を主軸駆動部１１によりＺ軸回りに回転させる。そして、工具送り駆動部１０により工具保持部４のＸ軸上の位置をＮＣプログラム上で規定することで、工具３ａのＸ軸上の切込み量を所定値にできる。この状態で、工具送り駆動部１０により工具保持部４をＺ軸方向に送り駆動して、工具３ａをワークＷの回転軸線と平行な線上に相対移動させる。ねじ切り加工では、この工具３ａの相対移動を複数回実行する。図１の点線は、工具３ａの加工点の移動軌跡を示している。このように、ねじの歯面を削る動作を同一でない異なる切削経路で複数回行っている。つまり、加工点の移動軌跡が同一の切削経路になるようにプログラムを作成していない。図１の点線は、直線上であり、これまでのねじ切り加工の工具３ａの加工点の移動軌跡である。本実施形態では、この移動軌跡に振動成分が加わる。そのため、図１の点線のような直線上の移動軌跡に、振動を付加すると、例えば、図３の２回目の振動切削の移動軌跡になる。
　繰り返しになるが、従来のねじ切り加工は、図１の点線の１周のねじ加工部分を１回の切込みとすると、１回の切込み加工を実行する間（ねじ加工部分）、ワークＷに対する工具３ａのＸ軸（ワーク径方向）上の切込み量を一定にしている。
　これに対して、本実施形態のねじ切り加工用のＮＣプログラムは、１回の切込み加工を実行する間に工具３ａのＸ軸（径方向）方向の切込み量を変化させるコードを含むＮＣプログラムを作成するものである。特に、図３の１回目の振動切削のように切込み量が周期的に変化するＧコードやＭコードをＮＣプログラムに含めることが好ましい。
（ＮＣプログラム）
　振動に関連するコードを含むＮＣプログラムの作成するための概要を説明する。具体的には、ねじ加工のためのＮＣプログラムの作成について説明するが、これに限定されるものではない。
　図３は、本実施形態で作成されたＮＣプログラムを工作機械１で実行された場合のねじ切り加工の加工パスを示すグラフである。グラフの縦軸は、工具３ａの加工点のＸ軸上の移動量（ワークの径方向の切込量）を示し、横軸は工具３ａの加工点のＺ軸上の移動量（工具３ａの加工点の位置）を示している。
　このグラフに示すように、本実施径形態の駆動制御部２２は、ＮＣプログラムに基づいて、ワークＷと工具３ａとの相対移動を制御することにより、上述した加工パスの加工を６回実行し、ねじを加工する。
　駆動制御部２２は、ＮＣプログラムに基づいて、１回目～５回目までの各切込み加工の実行に際して、工具保持部４を、ワークとの相対関係において、Ｚ軸方向に一定速度で移動させつつ、Ｘ軸方向（ワーク径方向）に振動させる。これにより、工具保持部４に保持された工具３ａの加工点軌跡（図１では工具３ａの先端軌跡）は、ＸＺ平面において正弦波状の振動波形を描くことになる。この場合、ＮＣプログラムのＧコードやＭコードで、５回の切込み加工を行うことをプログラミングしておき、その振動が図３に示す振動になるようにされている。つまり、駆動制御部２２は、ＮＣプログラムの指令コードの内容を正確に実行するものであり、駆動制御部２２自身で新たな加工パスや新たな回転数や振動数などを設定しているものではない。
　一方、駆動制御部２２は、ＮＣプログラムの６回目（最後）の切込み加工の指令コードの実行に際して、工具保持部４をＺ軸方向に移動させるだけで、工具保持部４を振動させていない。つまり、６回目（最後）の切込み加工のＮＣプログラムの指令コードは、工具３ａの振動の振幅に関するアドレスの値を０に設定するか、工具３ａの振動に関するアドレスを削除するか、または、工具３ａの振動に関するアドレスを無視するか、の処理が施されている。そして、６回目（最後）の切込み加工のＮＣプログラムの指令コードは、工具３ａのＸ軸方向の位置が一定に維持されるように工具保持部４の位置を設定するＸ座標のアドレスを一定値に設定する。これにより、工具保持部４に保持された工具３ａの加工点の軌跡は、ＸＺ平面において、Ｘ軸上の位置が一定の直線状（X軸方向に振動しない軌跡）を描くこととなる。これにより、工具３ａの振動により仕上げ面の形状精度が低下するのを防止することができる。尚、このＸ軸方向の振動を伴わない仕上げパスは、複数回の切込み加工のうち最後の１回だけ行うのではなく、複数回行うようにしてもよい。また、仕上げパスはゼロカットであってもよい。
　なお、工具保持部４がＺ軸方向に移動する形態ではなく、ワーク保持部がＺ軸方向に移動する形態でもよい。
　ここで、２回目以降の切込み加工の実行に際しては、工具３ａの先端がＸＺ平面にて描く振動波形が一部交差する箇所ができるようにＮＣプログラムをプログラミングしている。図３では、Ｚ軸上の位置変化に対する工具３ａのＸ軸上の切込み量の変化を示す波形が、その前後の回（前後の加工パス）の切込み加工を実行する際のＸＺ平面での振動波形に対して交差するようにＮＣプログラムをプログラミングしている。
　一例を説明すると、例えば２回目の切込み加工の実行時における工具先端の振動波形（図中の一点鎖線）と、実行順序が１つ前、つまり１回目の切込み加工の実行時における工具先端の振動波形（図中の実線）とは逆位相の関係にある。そして、２回目の切込み加工時の振動波形の谷部と、１回目の切込み加工時の振動波形の山部の頂部とが互い交差する位置にある。図３の波形間の位相差は、１８０°であるがこれに限らず、例えば、９０°～２７０°の範囲内で設定してもよい。また、１回目と２回目とで同じ周期の波形になっているが、これも同じ周期の波形である必要はない。２つの工具３ａの移動軌跡が少なくとも１箇所でも交差していれば、切屑を分断する効果はある。また、２つの工具３ａの移動軌跡が交差するように設定せず、移動軌跡と移動軌跡とが接するように配置するプログラミングをしてもよい。
　ねじ切り加工では、工具３ａによる切込み加工を複数回実行し、２回目以降の切込み加工では、工具３ａのＺ軸方向の送り移動位置と前記工具の径方向の位置（切込み量）との関係を示す振動波形が、１つ前の切込み加工を実行する際の振動波形に対して逆位相で交差するようにプログラミングしていることが好ましい。
　このようにＮＣプログラムを作成すれば、工具３ａによる切込み加工を実行する際に、前回の切込み加工により深く切込んだ箇所（つまり前回の工具３ａの振動波形の山部）は、今回の切込み加工において、削れるワークがない。そのため、工具３ａでワークを削る動作が終了するため、終了時点までに削った切屑が発生する。これは、従来の切屑からすると、切屑を分断したと言える。つまり、前回の切込み位置と同じか又はそれよりも浅い切り込み位置まで工具３ａを戻すことによって、工具３ａによる切込みを行わない非加工領域ができる。非加工領域があることによって、工具３ａの加工点（刃先）がワークから離れるため（接触はしているが削れない状態も含む）切屑が分断される。理解し易いように、図３では、この非加工領域を斜線で示している。なお、交差する例で説明しているが、山部と谷部とが点接触する場合でも非加工領域は点になるが、この点の位置で、工具３ａの切削が一度中断するため、切屑を分断することができる。
　このようにして、振動に関連するコードを含むＮＣプログラムが作成することができれば、従来のように切屑を分断するための高圧クーラント装置を別途設ける必要がない。
　振動に関連するコードを含むＮＣプログラムの中でねじ加工のＮＣプログラムは、さらに、切込み加工の実行順序が後になるほど、工具保持部４のＸ軸方向の振動振幅が減少する指令コードを含むことが好ましい。これにより、工具先端の振動波形の振動振幅が減少する。ここで、１回目～５回目の切込み加工時における工具先端の片振幅をＡ１～Ａ５としたとき、全振幅はその２倍の２Ａ１～２Ａ５であり、図３にはこの全振幅を図示している。同図から、２Ａ１＞２Ａ２＞２Ａ３＞２Ａ４＞２Ａ５の関係を満たしていることが分かる。
　これによれば、切込み加工の実行順序が後になるほど（つまり切込み加工が荒加工工程から仕上げ加工工程に向かうほど）、工具３ａの振動振幅が小さくなる。したがって、形状精度が要求される仕上げ加工工程においては、工具３ａの振動振幅を小さくして工具３ａによるねじ切り加工精度を向上させることができる。
　それらを踏まえ、工作機械１で実行されるプログラムの作成の経験が少なくても、振動に関連するコードを含むプログラムを容易に作成するための方法を説明する。
　本実施形態では、ＮＣプログラムの作成が容易になるように、振幅倍率Ｋと周波数倍率Ｉとの２つの概念を導入する。
　振幅倍率Ｋとは、切込み加工時の切込み量をＦｎ（ｎ：切込み加工の回数）としたとき、振幅倍率Ｋ＝２Ａｎ／Ｆｎと定義する。例えば、図３の２回目の切込み加工の振幅倍率Ｋは２Ａ２／Ｆ２＝Ｋ≧１となる。以下の説明において切込み量Ｆｎに対応する領域をＦｎ領域と称する。図３に示される状態は、まずワークＷのＦ１領域を削り、次にＦ２領域を削る加工になり、Ｆ１領域とＦ２領域とが隣接する関係になる。図３から、２回目の切込み加工のパスの一部がＦ１領域に入ることが分かる。この設定で、加工を行うと、１回目の切込み加工でワークのＦ１領域の切削部分（図３の斜線部分）は削られてなくなる。このため、２回目の切込み加工で加工パスがＦ１領域に入っているが、この領域に対応するワークＷは、すでに削られて存在しないことになる。そのため、工具３ａの先端は、ＮＣプログラムの切削指令コードに基づいて動いていても、ワークＷを削ることなく通過するだけになる。
　なお、図３の例では、振幅倍率Ｋを、実行中の切込み加工が２回目から５回目に関しては一定値（例えば１．２）に設定している。ただし、これに限ったものではなく、例えば、切込み加工の回数が増えるに連れて減少するようにＮＣプログラムのコードを設定してもよい。
　周波数倍率Ｉとは、ワークＷが１回転する間の工具３ａの振動回数としている。例えば、周波数倍率が０．５であれば、ワークＷが２回転する毎に、工具３ａが１回振動する。
　図４は、この２つの条件を含むＮＣプログラムを作成するための作成支援画面の図である。周波数倍率と振幅倍率とは、ＮＣプログラムを作成するための作成支援画面の中で、工具条件の設定画面に本実施形態では含めて表示しているが、これに限定されるものではない。工具条件なので、工具、工具番号（Ｔコード）、切削速度、送り、切込量、指令点、チップブレーキング、振動軸などの入力欄や選択欄がある。そして、本実施形態では、その画面の中に、周波数倍率の選択欄と振幅倍率の入力欄とがある。
　図４の画面において、周波数倍率は、「ＮＯＲＭＡＬ（０．５）」、「ＳＨＯＲＴ（１．５）」、「ＶＥＲＹ　ＳＨＯＲＴ（２．５）」の３つのプルダウンメニューから選択する選択欄が設けられている。図４の画面において、振動倍率は、１．２の数値が入力されている入力欄が設けられている。
　ＮＣプログラムを作成する際には、チップブレーキングの選択欄の有効を選択し、周波数倍率を選択し、振幅倍率を入力し、さらに、作成支援画面の他の条件の入力後、右下に表示されているＮＣプログラムのボタン３５ｚを押せば、それらの情報が、プログラミング部４３に送られる。プログラミング部４３は、作成支援画面で入力された情報の他に、ワークの形状など加工に必要な情報を取得し、それらの情報から演算し、ＮＣプログラムを作成する。作成されたＮＣプログラムは、第２制御装置４０の記憶部４２に送られ記憶される。
　工作機械１のオペレータが、操作盤３０でこの作成されたプログラムを選択し、操作盤３０に設けられたプログラム実行ボタン３１を押すと、操作盤３０からの入力を受け付けた第２制御装置４０が、記憶部４２に保存されていたＮＣプログラムを第１制御装置２０に向けて送信する。第１制御装置２０は、ＮＣプログラムを受信し、その内容を解析し、ＮＣプログラムに基づいた主軸駆動部１１の駆動や工具送り駆動部１０の駆動の指令を出す。これらにより、工作機械１に取り付けられた工具３ａやワークＷの動きが制御され、ねじ加工が行われる。このように、本例の工作機械１によれば、振動切削や振動切削に関するＮＣコードについて、正確な知識を有さない作業者であっても、効果的な振動切削を容易に実行することができる。
　（変形例１）
　変形例１は、プログラム作成支援を対話プログラミングで行う例である。プログラム作成者は、対話形式でプログラムが作成できるため、Ｇコード等の詳細を把握しなくてもプログラムを作成できる。まず、プログラム作成アプリ（ソフトウェア）として対話プログラミングのアプリが起動されると、入力画面３５（図６Ａ参照）が表示される。対話形式のため、形状設定、加工設定、計測設定、工具設定などの項目があり、作成したいプログラムに必要な項目を選択し条件の設定を行う。そして、最後に、設定された条件からＮＣプログラムをプログラミング手段で作成する。例えば、形状設定を選択すれば、加工する部品の輪郭入力画面が表示され、部品（完成品）の輪郭を描画し、部品の形状情報を入力し設定する。もちろん、形状設定が部品の輪郭を描画する形態ではなく、部品（完成品）のＣＡＤ図を取り込み部品の形状情報を設定する形態でもよい。これにより、ＮＣプログラム作成に必要な形状情報が形状設定画面で設定できる。同様に、作成したいＮＣプログラムに応じて必要な設定を行う。例えば、加工のＮＣプログラムを作成するのであれば、形状設定の他に、加工設定と工具設定とを行う。最後に、ＮＣプログラムボタン３５ｚを押せば、プログラミング手段は、形状設定、加工設定、工具設定で設定した条件（情報）からＮＣプログラムを作成し出力する。
　変形例１では、振動に関するコードを作成するための条件を、工具設定の入力画面３５で設定する。
　　図４に示すように、工具設定の入力画面３５は、工具３に関連する情報（工具条件、工具位置など）を設定するための画面である。図４の入力画面３５には、工具名、加工種別、工具ＩＤ、Ｔコード、切削速度、送り速度、切込量、指令点、ノーズＲ、刃先角、ポケット角、ポケット、領域指定、逃げ面磨耗、チップブレーキング、基準加工条件、基準回転数、振動軸、周波数倍率、振幅倍率、及びロード最大値を入力するための入力ボックス３５ａ～３５ｕがある。また、入力画面３５は、工具位置に関連する入力ボックス３５ｖを含んでいる。なお、図４の例では、工具名として「汎用外径」がプルダウンにより選択されている。
　工具条件に示す「振動軸」の入力ボックス３５ｒは、切削工具３を振動させないか、切削工具３を振動させる場合の振動させる方向を選択するプルダウン形式のボックスである。図４は、切削工具３を振動させない「なし（Ｖ０）」が表示されている。振動軸は、例えば、Ｘ軸の振動であれば「Ｘ軸（Ｘ０）」と表示させ、Ｚ軸の振動であれば「Ｚ軸（Ｚ０）」と表示させ、Ｘ軸とＺ軸との２つの軸を同時に振動させるのであれば、「Ｘ軸Ｚ軸（ＸＺ）」と表示させる。例えば、Ｙ軸とＺ軸との２つの軸を同時に振動させるのであれば、「Ｙ軸Ｚ軸（ＹＺ）」と表示させることもできる。入力ボックス３５ｒの右端の「▼」マークにタッチすると、プルダウンメニューとして「Ｘ軸（Ｘ０）」などのタブが表示されるので、プログラム作成者は振動させたい方向のタブを選択する。
　また、工具条件に示す「チップブレーキング」の入力ボックス３５оは、プルダウンによりチップブレーキング機能を有効にするか、無効にするかの選択が可能になっている。すなわち、入力ボックス３５оの右端の「▼」マークにタッチすると、プルダウンメニューとして「有効」タブと「無効」タブとが表示され、作業者は２つのタブのうちいずれかを選択可能になっている。
　入力画面３５の右上には、選択されている入力ボックスの入力内容を説明する第１ガイダンス領域３５ｗが設けられている。第１ガイダンス領域３５ｗは、プログラム作成者が視覚的かつ直観的に設定可能な条件が理解できる画像（静止画、動画など）が表示される。図４では、周波数倍率の入力の選択により、切屑の長さが変わることが視覚的かつ直観的に分かる画像が表示されている。第１ガイダンス領域３５ｗの下側に表示される第２ガイダンス領域３５ｘは、長い切屑を短くするチップブレーキング（切屑分断）を実行する際の周波数倍率Ｉの数値と切屑の長さレベルとの対応関係を説明しているガイダンス欄になる。本実施形態の第２ガイダンス領域３５ｘには、切屑の長さが「ＮＯＲＭＡＬ（０．５）」、「ＳＨＯＲＴ（１．５）」、「ＶＥＲＹ　ＳＨＯＲＴ（２．５）」と表記され、切屑の長さが感覚的に理解できるようにガイダンスされている。また、プログラム作成の経験が豊富なプログラム作成者向けに、数値を直接入力できる任意入力もあることも説明されている。ガイダンス欄の括弧内の数値は、各切屑の長さレベルに対応する周波数倍率Ｉの数値を表し、ＮＣプログラムが作成された際に本実施形態のＮＣプログラムに書き込まれる数値でもある。このように、第２ガイダンス領域３５ｘは、第１ガイダンス領域３５ｗの図を説明する説明欄でもよいし、第１ガイダンス領域３５ｗの図を補足する説明欄でもよい。
　プログラム作成者は、第１ガイダンス領域３５ｗと第２ガイダンス領域３５ｘとの内容を参照して、周波数倍率Ｉと切屑の長さレベルとの関係を認識し、入力ボックス３５ｓへの入力操作を行う。すなわち、プログラム作成者は、例えば切屑の長さを「ＮＯＲＭＡＬ」に設定したい場合には、周波数倍率の入力ボックス３５ｓに設けられたプルダウンメニューから「ＮＯＲＭＡＬ（０．５）」を選択する。本例では、プログラム作成者が、周波数倍率の入力ボックス３５ｄの右端に設けられた「▼」マークを選択（タッチ）すると、「ＮＯＲＭＡＬ（０．５）」、「ＳＨＯＲＴ（１．５）」、「ＶＥＲＹ　ＳＨＯＲＴ（２．５）」の３つのプルダウンメニューが表示され、この３つの中からいずれか１つを選択可能になっている。なお、任意入力したい場合は、入力ボックスにカーソルを移動し、選択（画面をタッチでもよい）をすれば、キーボードから数値を入力できる。
　入力画面３５での設定が完了し、ＮＣプログラムボタン３５ｚを押して、ＮＣプログラムをプログラミング手段で作成できる。ＮＣプログラム自体は、各種工作機械で実行されるため、工作機械１のオペレータが、ＮＣプログラムを入れて実行する工作機械上で、そのＮＣプログラムが、使用する工作機械１で使用可能かを視覚的に容易に確認できる画面を表示してもよい。このような入力方式によれば、振動切削や、振動切削に関するＮＣコードについて、正確な知識を有さない作業者であっても、当該振動切削の設定を容易に行うことができ、また、振動切削を実行するためのＮＣプログラムを容易に作成することができ。
　本実施形態では、プログラミング手段でＮＣプログラムを作成する前に、確認画面を表示し、プログラム作成者や工作機械１のオペレータが、これから作成されるＮＣプログラムが実行される予定の工作機械１で使用できることを確認する。例えば、入力画面３５で必要な設定を行い、サイクル確認ボタンを押すと、入力ボックス３５ｆに入力された送り速度、入力ボックス３５ｒ～３５ｔに入力された振動条件、主軸２の回転速度が自動計算された値、などから、工作機械１で安全に使用できるかを表示した確認グラフ画面３７を表示部３２上に表示する。
　図６Ａ及び図６Ｂは、表示部３２上に表示される確認グラフ画面３７の一例を示している。この確認グラフ画面３７では、縦軸に回転速度を取り、横軸に送り速度を取ったグラフ中に、安全領域と非推奨領域とを区画するラインを表示している。安全領域は、工作機械１や工具に不要な負荷をかけることなく加工できる領域であり、非推奨領域は、工作機械１や工具に不要な負荷がかかった状態で加工する領域になる。例えば、工具３ａに負荷がかかると、工具３ａの寿命が短くなり、工具交換が多くなるため、不要な負荷がかからない状態で加工を行うことが望ましい。尚、本例では、設定される回転速度と送り速度との関係が推奨される設定であるか否かをグラフにより表示するようにしているが、推奨される回転速度と送り速度との関係を数値で表示するようにしても良い。
　表示制御部４１は、このグラフ上に入力画面等で設定した条件を基に算出した値をプロットして表示する。表示制御部４１は、プロット点が区画ラインよりも上側の非推奨領域に位置する場合には、プロット点を黒丸で表示する（図６Ａ参照）。一方、表示制御部４１は、プロット点が区画ラインよりも下側の安全領域に位置する場合には、プロット点を白丸で表示する（図６Ｂ参照）。図６Ａ及び図６Ｂに示すように確認グラフ画面３７の右側には、この動作点の計算の基となった主軸２の回転速度と、工具３ａの送り速度と、切屑の分断長さと、振幅倍率Ｋとが表示されている。プログラム作成者は、この表示を確認し、使用される工作機械１で安全に運転が可能であることが確認できれば、ＮＣプログラムボタン３５ｚを押して、プログラミング手段により、ＮＣプログラムを作成する。また、ＮＣプログラムが既に作成されている場合は、工作機械１のオペレータは、使用する工作機械１で、ＮＣプログラムが安全に実行できることを確認したら、プログラム実行ボタン３１を押す。プログラム実行ボタン３１が押されたことにより、工作機械１の第１制御装置２０は、ＮＣプログラムを解析し、主軸駆動部１１や工具送り駆動部１０へ指令を送ることにより、工作機械１でＮＣプログラムに基づいた加工が実行される。
　工作機械１で加工等を行うためには、ＮＣプログラムを作成する必要がある。そこで、プログラミング部４３は、入力画面３５を介して入力された諸元値を基にＮＣプログラムを作成する。その際、プログラミング部４３は、チップブレーキング機能が有効に設定されている場合、少なくとも、振動軸、周波数倍率Ｉ、及び振幅倍率Ｋの設定値から振動に関連するコードを作成し、このコードを含めてＮＣプログラムを作成する。プログラミング部４３は、作成したＮＣプログラムを第１制御装置２０に送信する。そして、第１制御装置２０は、受信したＮＣプログラムを解析し、主軸駆動部１１や工具送り駆動部１０へ駆動信号を送信し、ワークＷの加工を工作機械１に実行させる。
　図５Ａは、プログラミング部４３によって作成されたＮＣプログラムの一例を示している。この例では、４行目に振動に関連するコードとして「Ｇ９８５　Ｐ２　Ｘ０　Ｉ０．５　Ｋ１．２」が組み込まれている。この振動に関連するコードは、Ｐ２はチップブレーキング機能がオン（有効）と設定したものであり、Ｘ０は振動がＸ軸方向に設定し、Ｉ０．５は周波数倍率Ｉが０．５に設定し、Ｋ１．２は振幅倍率Ｋが１．２に設定したものである。なお、チップブレーキング機能をオフ（有効）にする際には、Ｐ２をＰ０に変更すればよい。また、振動方向がＺ軸である場合にはＸ０をＺ０に変更すればよい。最終行から３行目のコード「Ｇ９８５　Ｐ０」は、チップブレーキング機能をオフにするコードである。
　なお、図５ＡのＮＣプログラムの例においては、ブロックと行とが同じであるため、行で説明している。
　　他のプログラム例として、図５Ｂに示すようにＧコードに替えて、「Ｃｈｉｐ　Ｂｒｅａｋｉｎｇ　ＯＮ（ＬＸＸ，　ＬＺＺ，　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ，　ＩＤ）」のＣｈｉｐ　Ｂｒｅａｋｉｎｇコードを使用してもよい。
　ここで、ＬＸＸはＸ軸、ＬＺＺはＺ軸、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙはスピンドル１回転あたりの振動関数としてのｓｉｎ２関数の周波数、Ａｍｐｌｉｔｕｄｅはｓｉｎ２関数の振幅、ＩＤはテクノロジーサイクルを起動し、周期的に呼び出すために必要な静的同期アクションの番号である。
　プログラミング手段は、入力画面３５で、チップブレーキング機能が有効になっていれば、Ｃｈｉｐ　Ｂｒｅａｋｉｎｇ　コードをＮＣプログラムに挿入し、振動軸がＸ軸とＺ軸とが選択されていれば、ＬＸＸとＬＺＺとを設定し、周波数倍率で設定した値を対応する周波数に変換しＦｒｅｑｕｅｎｃｙを数値に置換して設定し、振幅倍率で設定した値に対応する振幅に変換しＡｍｐｌｉｔｕｄｅを数値に置換して設定する。
　以上のように、この例の工作機械１によれば、振動切削や、振動切削に関するＮＣコードについて、正確な知識を有さない作業者であっても、振動切削を実行するためのＮＣプログラムを容易に作成することができ、また、効果的な振動切削を容易に実行することができる。
　（変形例２）
　変形例２の第２制御装置４０は、表示部３２に表示されたガイダンス画面３６（図７参照）の入力を受けて、ＮＣプログラム中にチップブレーキングの機能コードを挿入する処理を実行可能するコード挿入手段を含むプログラミング手段を有する。すなわち、第２制御装置４０は、表示制御部４１、記憶部４２の他に、コード挿入部４４（コード挿入手段の一例）を含むプログラミング部４３(プログラミング手段の一例)を有している。
　表示制御部４１は、操作盤３０でプログラム編集機能が起動されると、プログラムの編集画面を表示部３２に表示する。プログラム編集者は、プログラムを表示し編集したい箇所を選択し、プログラムを直接編集することも可能であるが、本変形例では、テクノロジーサイクルのアイコンを表示させ、編集したい機能を選択する選択画面を表示する。選択画面は、チップブレーキング、マルチスレッド２．０、キー溝ブローチング、アプリケーションチューニングサイクル、ギヤホビングなどのテクノロジーサイクルのアイコンを表示させ、編集したい機能が選択できるように表示している。機能が選択されると、表示制御部４１は、編集画面で選択された機能のガイダンス画面３６を表示部３２に表示させる。図７は、テクノロジーサイクルのチップブレーキングが選択され、チップブレーキングのガイダンス画面３６が表示されている図になる。
　図７のガイダンス画面３６は、画面左側にプログラム表示領域３６ａのウィンドを配置し、画面右側にガイダンス領域３６ｂのウィンドを配置している。
　プログラム表示領域３６ａには、キーボードから入力されたＮＣプログラムや記憶部２１に記憶されていたＮＣプログラムなどが表示される。図７のプログラム表示領域３６ａには、記憶部２１より呼出されたねじ加工のＮＣプログラムが表示されている。
　ガイダンス領域３６ｂは、テクノロジーサイクルで選択された機能を説明する画像（静止画、動画など）と、選択された機能の文章による説明や入力に関するガイダンスが表示される画像領域３６ｃを含む。
　また、ガイダンス領域３６ｂは、ガイダンス入力領域３６ｍを含む。図７のガイダンス入力領域３６ｍは、６つの入力ボックス３６ｄ～３６ｉを含んでいる。
　図７の画像領域３６ｃは、ワークＷと工具３ａとの位置関係、ワークＷの回転方向、工具３ａの移動や振動を視覚的に理解可能な画像が表示されている。この画像領域３６ｃによって、チップブレーキング機能が視覚的に理解しやすく、その周辺に表示した説明や入力に関するガイダンスにより、設定すべき数値などガイダンス入力領域３６ｍへの入力や設定が容易にできる。
　図７のガイダンス入力領域３６ｍは、６つの入力ボックス３６ｄ～３６ｉが配置され、上側から下側に向かって順に並んでおり、各入力ボックス３６ｄ～３６ｉの左側にはそれぞれ、入力すべき諸元値の内容に対応するアルファベット文字（本例では「Ａ」、「Ｓ」、「Ｖ」、「Ｉ」、「Ｋ」及び「Ｒ」）が表示されている。「Ｓ」は主軸２の回転数を表し、「Ｉ」は上述の周波数倍率を表し、「Ｋ」は上述の振幅倍率を表している。
　図７の例では、主軸２の回転数を指定するための入力ボックス３６ｅに２０００（ｒｐｍ）が入力され、周波数倍率Ｉを指定するための入力ボックス３６ｇに０．５が入力され、振幅倍率Ｋを指定するための入力ボックス３６ｈに１．２が入力されている。
　ガイダンス画面３６を介して入力される周波数倍率Ｉや振幅倍率Ｋなどにもとづいて、振動に関連するコードを作成し、プログラム表示領域３６ａにおいて工作機械１のオペレータが選択した行にこのコードを挿入する。このオペレータによる行の選択は、ＮＣプログラムにＧコードまたはＭコードを挿入する位置を設定する工程（第１工程）に相当する。また、ガイダンス画面３６を介して周波数倍率Ｉや振幅倍率Ｋなどの振動成分を入力する工程は、工具３ａの移動経路に対し、ねじの径方向への振動成分を付与するための設定する工程に相当する（第２工程）。尚、オペレータによる行の選択は、タッチ操作に限らずカーソルキーの操作により行ってもよく、コード挿入部４４は、このタッチ操作又はカーソル操作の信号を基に前記コードの挿入行（または、ブロック番号）の位置を特定する。そして、コード挿入部４４は、挿入行の位置を特定した後、ガイダンス画面３６の右上に設けられた挿入ボタン３６ｊの操作信号を受信すると、ＮＣプログラム中における特定した行への振動に関連するコードの挿入を実行する。この挿入ボタン３６ｊの操作信号は、振動成分の設定をＮＣプログラムに反映させるための指示に相当する。
　図７は、プログラム表示領域３６ａに表示されたねじ切り加工用のＮＣプログラムの１３行目（今回はブロック番号も同じ１３番である。）に振動に関連するコードが挿入されている。挿入行は全体が黒ラベルで表示され、動作指令コードの文字は白抜きで表示されている。
　コード挿入部４４は、ガイダンス画面３６の右下に設けられた保存ボタン３６ｋの操作信号を受信すると、振動に関するコードを挿入した後の変更後ＮＣプログラムを第２制御装置４０の記憶部４２に記憶させる。
　駆動制御部２２は、操作盤３０よりＮＣプログラムの実行指令（プログラム実行ボタン３１が押された旨の指令）を受信すると、記憶部２１に記憶されたＮＣプログラムに従って主軸駆動部１１及び工具送り駆動部１０の動作を制御する。これにより、オペレータが入力した振動条件に基づいて工具３ａがＸ軸方向に振動しながら、工具３ａによる切込み加工が複数回に亘って実行される。
　本変形例は、ガイダンス画面３６のプログラム表示領域３６ａに表示されたＮＣプログラムを見ながら、ＮＣプログラム中の任意の行（ブロックでもよい）に自身が望むコードを挿入することができる。よって、工作機械１のオペレータのプログラミング負担を低減できる。
　（他の実施形態）
　これまでのプログラミング部４３は第２制御装置４０に設けられているが、これに限ったものではなく、例えば、図８に示すように、外部コンピュータ５０にプログラミング部４３を設けるようにしてもよい。この場合、外部コンピュータ５０の表示制御部５２が、操作盤３０の表示部３２に入力画面３５を表示する。外部コンピュータ５０のプログラミング部４３は、入力画面３５を介して入力された振動条件を基にＮＣプログラムを作成する。そして、該プログラミング部４３は、作成したＮＣプログラムを第１制御装置２０に送信して記憶部２１に記憶させる。
　同様に、コード挿入部４４は第２制御装置４０に設けられているが、図８に示すように外部コンピュータ５０に設けられていてもよい。
　入力画面３５の第２ガイダンス領域３５ｘには、チップブレーキング（切屑分断）を実行する際の周波数倍率Ｉの数値と切屑の長さレベルとの対応関係を示しているが、これに限ったものではない。図９では、振動軸の入力ボックス３５ｒの選択により、第２ガイダンス領域３５ｘに振動軸の選択を補助するための情報を表示するようにしてもよい。これにより、プログラム作成者は、第１ガイダンス領域３５ｗの図と、第２ガイダンス領域３５ｘの表示内容とを基に、振動加工制御に際して選択するべき振動軸を視覚的に容易に理解することができる。
　図１０は、ねじ切り振動加工の切削経路（または加工点の移動軌跡）の別の一例になる。ＮＣプログラムのコード「Ｇ００」は、振動モードをＯＮにせず移動させ、コード「Ｇ０１」は、振動モードをＯＮにして工具保持部を振動（Ｘ軸方向）させながら移動させる例である。
　まず、「Ｇ００　座標ＸＹＺ；」で工具保持部４を振動させない状態で、座標ＸＹＺに移動させる（１）。その後、次のブロックで、「Ｇ９８５　Ａ１０　〇〇　〇〇；」を設定し振動モードをＯＮにし、さらに、次のブロックで「Ｇ０１　座標；」を設定し、Ｇ０１ブロック内の座標まで工具保持部４を振動させながら移動させることになる（２）。次に、工具３ａをワークＷから退避させるときには、退避経路でワークＷを切削する可能性があるのであれば、振動させたまま「Ｇ０１　座標；」や「Ｇ００　座標；」のコードを設定し、工具保持部４を移動させる（３）。次に、図１０の左から右に工具３ａを移動させるときは、「Ｇ９８５　Ａ０　〇〇；」のブロックで振動をＯＦＦにし、「Ｇ００　座標；」のブロックで工具保持部４を所定の座標まで移動させる（４）。このように、工具３ａでワークＷを切削しない切削経路は、振動をＯＦＦにして振動をさせないことにより、工作機械１にかかる負荷を少なくすることができ、工作機械１を長い期間稼働させることができる。次に、「Ｇ００　座標；」のブロックで、工具保持部４を下方に移動させる（５）。そして、ＮＣプログラムに「Ｇ０１　座標；」と「Ｇ９８５　Ａ１０　〇〇　〇〇；」とのブロックを記載することで、工具保持部４を振動させながら切削を行う２回目の切削が開始される（６）。ここで、１回目の切削経路の開始点と２回目の切削経路の開始点とが、Ｘ座標とＺ座標とが異なる。切削経路の開始点から実際に工具３ａがワークＷを削り始める点までの距離を長くすると、開始点から振動モードをＯＮにして移動させることにより、一定の距離の間を移動させている間に振動を安定させることができる。
　その後、工具３ａをワークＷから退避させる場合に、工具３ａがワークＷにあたらない位置関係であれば、「Ｇ９８５　Ａ０　〇〇；」のブロックで振動をＯＦＦにし、「Ｇ０１　座標；」や「Ｇ００　座標；」で工具保持部４を移動させればよい（７）。そして、振動をＯＮにすることなく「Ｇ００　座標；」で切削経路の開始点に近いほうに戻す（８）。そして、３回目の切削経路の開始点に移動させる（９）。そして、振動を付与せず３回目の切削を開始する（１０）。このような切削を繰り返すことによりねじの加工を行う。３回目の切削経路の開始点は、１回目の切削経路の開始点と２回目の切削経路の開始点と比べると、Ｘ座標とＺ座標とが異なっている。例えば、仕上げ加工のときの切削経路の開始点のＺ座標をワークＷから離れた位置にすることにより、工作機械１の窓からオペレータが内部を観察していても、仕上げ加工であることが分かるようにも、ＮＣプログラムを作成することができる。
　なお、上述した実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
　また、ねじ切り加工の参考的な形態について、以下に説明する。図１１は、参考的形態に係る工作機械の運動機構系の主要な構成を示した平面図であり、図１２は、制御系の主要構成を示したブロック図である。
　図１１及び図１２に示すように、本例の工作機械１００は、ワークＷを工具１０８によって旋削する所謂ＮＣ旋盤である。このようなＮＣ旋盤は、一般的に、ワークＷに対して、外径加工、内径加工、端面加工、穴あけ加工、溝入れ加工及びねじ切り加工等を行うことができるようになっているが、本例では、特に、好適なねじ切り加工を行うことができるように工夫されたものである。
　図１１に示すように、工作機械１００は、先端部にチャック１０５が装着された主軸１０３、この主軸１０３を軸中心に回転可能に保持する主軸台１０２、主軸１０３を回転させる主軸モータ１０４、工具１０８８を保持する工具保持部としての刃物台１０６、刃物台１０６を移動させる送り機構部１０７、前記主軸モータ１０４及び送り機構部１０７の動作を制御する制御部としての制御装置１１０などから構成される。
　前記チャック１０５は、相互に接近、離反するように設けられた複数（一般的には３つ）の把持爪１０５ａを備えており、当該把持爪１０５ａによってワークＷを把持（保持）する。このチャック１０５は、ワークＷを保持するワーク保持部として機能し、また、前記主軸モータ１０４は、チャック１０５を主軸１０３とともに回転させる回転駆動部として機能する。
　前記送り機構部１０７は、前記刃物台１０６を前記主軸１０３の軸線に沿った方向であるＺ軸方向に移動させるＺ軸送り機構（図示せず）、及びＺ軸と直交する方向であるＸ軸方向に前記刃物台１０６を移動させるＸ軸送り機構（図示せず）を備えており、前記制御装置１１０による制御の下で、前記刃物台１０６をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。
　前記制御装置１１０は、図１２に示すように、主要な構成として、プログラム記憶部１１１、プログラム解析部１１２、主軸制御部１１３、送り制御部１１４及びパラメータ記憶部１１５を備えている。尚、この制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、前記プログラム解析部１１２、主軸制御部１１３及び送り制御部１１４は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、プログラム記憶部１１１及びパラメータ記憶部１１５は、ＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。
　前記プログラム記憶部１１１は、ワークＷを加工するためのＮＣプログラムを記憶する機能部であり、適宜ＮＣプログラムが予め外部から入力されて当該プログラム記憶部１１１に格納される。一般的に、ＮＣプログラムは、ＮＣコードがブロック単位でシーケンシャルに記述された構成を有する。そして、各ブロックには、例えば、主軸１０３の回転、工具１０８の刃先（旋削作用部）の移動、クーラントのＯＮ、ＯＦＦなどに関するＮＣコードが含まれる。一例を挙げると、「Ｍ０３」は主軸１０３の正転を定義するＮＣコード（Ｍコード）、「Ｍ０４」は主軸１０３の逆転を定義するＮＣコード（Ｍコード）、「Ｓ＊＊＊＊」は主軸１０３の回転速度を定義するＮＣコード（Ｓコード）である。
　また、「Ｇ００」は工具１０８を早送り速度で移動させるＮＣコード（Ｇコード）、「Ｇ０１」は工具１０８を設定された切削送り速度で移動させるＮＣコード（Ｇコード）、「Ｆ＊＊＊＊」は、工具１０８の送り速度を定義するＮＣコード（Ｆコード）、「Ｘ＊＊＊＊」及び「Ｚ＊＊＊＊」は工具１０８の刃先のワーク座標系（Ｘ－Ｚ座標系）における移動位置を定義するＮＣコードである。また、本例では特に、振動を伴ったねじ切り加工を定義するＧコードとして、「Ｇ９８５」が用いられる。そして、これらのＮＣコードによって、主軸１０３や工具１０８の動作が設定（定義）され、一つのＮＣプログラムとして作成される。
　前記プログラム解析部１１２は、前記プログラム記憶部１１１に記憶されたＮＣプログラムを読み出して実行する機能部であり、ＮＣプログラムを順次読み出しながら、記述されたＮＣコードを認識（解析）し、認識されたＮＣコードに応じて、当該ＮＣコードが主軸１０３の回転制御に関するものである場合には、これに応じた制御信号を主軸制御部１１３に送信し、ＮＣコードが送り機構部１０７の送り制御に関するものである場合には、これに応じた制御信号を送り制御部１１４に送信する。
　前記主軸制御部１１３は、前記プログラム解析部１１２から送信された制御信号に従って、前記主軸モータ１０４の回転、例えば、回転速度や、正逆の回転方向を制御する。
　同様に、前記送り制御部１１４は、前記プログラム解析部１１２から送信された制御信号に従って、前記送り機構部１０７の動作を制御、例えば、工具１０８を移動させる速度（送り速度）を制御し（速度制御）、また、工具１０８の刃先の移動位置を制御する（位置制御）。
　また、前記パラメータ記憶部１１５は、前記送り制御部１１４が、ねじ切り加工を定義する「Ｇ９８５」を実行する際に用いられる振動振幅（本例では片振幅）の値、及び振動の位相に関する値を記憶する機能部であり、これらのデータが予め外部から入力されて当該パラメータ記憶部１１５に格納される。
　以上の構成を備えた本例の工作機械１００によれば、ワークＷをチャック１０５により把持した状態で、制御装置１１０による制御の下で、プログラム記憶部１１１に格納された適宜ＮＣプログラムに従って、主軸モータ１０４及び送り機構部１０７を動作させることにより、チャック１０５に把持されたワークＷが工具１０８によって旋削される。そして、本例では、上述したねじ切り加工を定義する「Ｇ９８５」を制御装置１０が実行することで、工具１０８のＸ軸方向の振動を伴ったねじ切り加工が実行される。以下、本例のねじ切り加工の態様について説明する。
　図１１は、本例のねじ切り加工を説明するための説明図でもある。図１１において、工具１０８の刃先の移動経路（ツールパス）を破線で示している。図１１に示すように、本例のねじ切り加工では、工具１０８の刃先が開始位置（Ｘａ，Ｚａ）に位置決めされた後、所定の送り速度で、Ｘ軸方向の１回目の切り込み位置（Ｘ１，Ｚａ）まで、所定の切削送り速度で移動し、その後、ねじピッチに応じた１回転当たり送り速度（ｍｍ／ｒｅｖ）で、位置（Ｘ１，Ｚ１）まで移動してワークＷをねじ切り加工し、次いで逃げ位置（Ｘａ，Ｚｂ）まで移動した後、開始位置（Ｘａ，Ｚａ）に戻り、１回目のねじ切り加工を完了する。次いで、ワークＷに対して、所定の切り込み量で工具１０８を切り込ませながら、同様の経路で工具１０８を移動させて、ワークＷに対して複数回、本例では、一例として７回のねじ切り加工を行う。但し、ねじ切り加工を行う回数は７回に限定されるものではなく、少なくとも４回のねじ切り加工を行うのが好ましく、８回以上のねじ切り加工を行うようにしてもよい。
　複数回のねじ切り加工のツールパスは以下の通りとなる。
ａ）１回目のねじ切り加工（第１ねじ切り加工）
　（Ｘａ，Ｚａ）→（Ｘ１，Ｚａ）→（Ｘ１，Ｚ１）→（Ｘａ，Ｚｂ）→（Ｘａ，Ｚａ）
ｂ）２回目のねじ切り加工（第２ねじ切り加工）
　（Ｘａ，Ｚａ）→（Ｘ２，Ｚａ）→（Ｘ２，Ｚ２）→（Ｘａ，Ｚｂ）→（Ｘａ，Ｚａ）
ｃ）３回目のねじ切り加工（第３ねじ切り加工）
　（Ｘａ，Ｚａ）→（Ｘ３，Ｚａ）→（Ｘ３，Ｚ３）→（Ｘａ，Ｚｂ）→（Ｘａ，Ｚａ）
ｄ）４回目のねじ切り加工（第４ねじ切り加工）
　（Ｘａ，Ｚａ）→（Ｘ４，Ｚａ）→（Ｘ４，Ｚ４）→（Ｘａ，Ｚｂ）→（Ｘａ，Ｚａ）
ｅ）５回目のねじ切り加工（第５ねじ切り加工）
　（Ｘａ，Ｚａ）→（Ｘ５，Ｚａ）→（Ｘ５，Ｚ５）→（Ｘａ，Ｚｂ）→（Ｘａ，Ｚａ）
ｆ）６回目のねじ切り加工（第６ねじ切り加工）
　（Ｘａ，Ｚａ）→（Ｘ６，Ｚａ）→（Ｘ６，Ｚ６）→（Ｘａ，Ｚｂ）→（Ｘａ，Ｚａ）
ｇ）７回目のねじ切り加工（第７ねじ切り加工）
　（Ｘａ，Ｚａ）→（Ｘ７，Ｚａ）→（Ｘ７，Ｚ７）→（Ｘａ，Ｚｂ）→（Ｘａ，Ｚａ）
　そして、その際、送り制御部１１４は、少なくとも工具１０８をＺ軸に沿って移動させる切削動作において、工具１０８を、所定の振動振幅及び周波数、並びにワークＷの回転位相（回転角度）に対して設定される位相で、Ｘ軸方向に振動させる。
　このようなねじ切り加工を行うための一例としてのＮＣプログラムを図１３に示す。このＮＣプログラムは、ねじ切り加工に関するブロックを抜粋したものであり、他の加工を含めたＮＣプログラムの一部を構成するものである。このＮＣプログラムは上述したツールパスに対応しており、第１ねじ切り加工から第７ねじ切り加工までの７回のねじ切り加工が実行される。「Ｇ９８５」は振動加工を定義するコードであり、「Ｐ２」は振動加工を有効にすることを定義するコードであり、「Ｐ０」は振動加工を無効にすることを定義するコードである。「Ｇ９８５」及び「Ｐ２」が実行されると振動加工指令が有効になり、「Ｇ９８５」及び「Ｐ０」が実行されると振動加工指令が無効になる。「Ｑ＊」は振動条件に関するコードであり、前記パラメータ記憶部１５に格納された振動条件が参照される。また、「Ｇ９５」は、Ｆコードで指令される送り速度が、１回転当たりの送り量であることを定義するコードであり、このＦコードで指令される送り速度は、ねじの１ピッチに対応する。
　次に、振動加工を伴うねじ切り加工であって、従来開示されない新規且つ有用な加工態様として、第１の態様、第２の態様及び第３の態様について説明する。
（第１の態様）
　この態様の振動加工では、第１ねじ切り加工から第７ねじ切り加工において、以下の振動加工が実行される。振幅は片振幅である。また、周波数倍率は、上述したように、ワークＷが１回転する間の工具１０８の振動回数である。また、１回目の加工の切り込み量は、ワークＷの外周面と工具１０８の刃先の振動中心位置との半径方向における距離である。２回目の加工の切り込み量は、前後の加工における工具１０８の刃先の振動中心位置の半径方向における距離である。各ねじ切り加工における振動条件は、上述したように、Ｑコード（Ｑ１－Ｑ７）で定義され、前記パラメータ記憶部１５に格納されている（図１４参照）。そして、送り制御部１１４は、Ｑコードを実行する際に、パラメータ記憶部１１５に格納された振動条件を参照して、前記送り機構部１０７を制御して、工具１０８を振動させる。
　図１４を参照すると、振動加工の条件は、以下の通りとなる。尚、図１４に設定される切り込み量及び振幅の数値は絶対値ではなく相対値である。ねじ切り加工の全体の絶対値としての切り込み量は、ねじ山とねじ底との距離に対応する。また、位相は振動加工を開始するワークＷの回転角度を意味する。また、切り込み量については、本例では、ＮＣプログラム上で指定されるため、特に、前記パラメータ記憶部１１５に格納する必要はない。
ａ）第１ねじ切り加工（１回目）
　第１ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１は、周波数倍率が１．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第１の振幅（相対値１０）及び第１の位相（０°）に設定される。第１の切り込み量は第１の振幅と同じ値である。
ｂ）第２ねじ切り加工（２回目）
　第２ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２は、周波数倍率が１．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第１の振幅（相対値１０）及び第２の位相（９０°）に設定される。第２の位相は第１の位相に対して９０°ずれている。
ｃ）第３ねじ切り加工（３回目）
　第３ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ３は、周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第２の振幅（相対値５）及び第１の位相（０°）に設定される。
ｄ）第４ねじ切り加工（４回目）
　第４ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ４は、周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第２の振幅（相対値５）及び第２の位相（９０°）に設定される。
ｅ）第５ねじ切り加工（５回目）
　第５ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ５は、周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第３の振幅（相対値２）及び第１の位相（０°）に設定される。
ｆ）第６ねじ切り加工（６回目）
　第６ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ６は、周波数倍率が２．０、第２の切り込み量（相対値２）、第３の振幅（相対値２）及び第２の位相（９０°）に設定される。
ｇ）第７ねじ切り加工（７回目）
　第７ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ７は、周波数倍率が０．０、第２の切り込み量（相対値３）、振動動作無し（即ち、第４の振幅（相対値０））に設定される。
　以上のねじ切り加工における工具１０８の刃先の移動経路（ツールパス）を図１５及び図１６に示す。図１５は、縦軸が工具１０８の刃先のＸ軸方向（半径方向）における位置、横軸が、ワークＷの回転角度に応じた工具１０８の刃先のＺ軸方向（軸線方向）における位置を表している。また、図１６は、ワークＷの回転角度に応じた工具１０８の刃先のＸ軸方向（半径方向）における位置を表しており、ワークＷをその軸線方向から見た図に相当する。
　この第１の態様では、第１ねじ切り加工（１回目）から第７ねじ切り加工（７回目）の各加工において、振動振幅が切り込み量に依存しない状態に設定されている。このため、図１５に示すように、第１ねじ切り加工から第６ねじ切り加工におけるツールパスは、前後間で、その一部に重なり合いが生じるようになっており、このようにツールパスが重なり合うことで、切屑が確実に分断される。また、ツールパスの重なり合いの程度を、各ねじ切り加工で異なる重なり合いに設定することができる。例えば、本例のように、第１から第４ねじ切り加工では振幅を大とし、第５及び第６ねじ切り加工では、これよりも小さい振幅とすることで、切屑の分断を実現しながら、切削負荷を次第に小さくすることができる。
　また、第７ねじ切り加工では工具１０８を振動させないようにしているので、工具１０８によるワークＷの加工面（ねじ溝面）を面精度の良いものに仕上げることができる。
　尚、この第１の態様において、ツールパスが重なり合わない第５ねじ切り加工以降については、必ずしも必須の工程ではなく、適宜省略することができる。
（第２の態様）
　この態様においても、第１ねじ切り加工（１回目）から第７ねじ切り加工（７回目）の７回のねじ切り加工を行うものとし、また、１回目の加工の切り込み量は、ワークＷの外周面と工具１０８の刃先の振動中心位置との半径方向における距離であり、２回目の加工の切り込み量は、前後の加工における工具１０８の刃先の振動中心位置の半径方向における距離である。各ねじ切り加工における振動条件は、上述したように、Ｑコード（Ｑ１１－Ｑ１７）で定義され、前記パラメータ記憶部１１５に格納されている（図７参照）。送り制御部１１４は、Ｑコードを実行する際に、パラメータ記憶部１１５に格納された振動条件を参照して、前記送り機構部１０７を制御して、工具１０８を振動させる。
　図１７を参照すると、振動加工の条件は、以下の通りとなる。尚、図１７に設定される切り込み量及び振幅の数値は絶対値ではなく相対値である。ねじ切り加工の全体の絶対値としての切り込み量は、ねじ山とねじ底との距離に対応する。また、位相は振動加工を開始するワークＷの回転角度を意味する。また、切り込み量については、本例では、ＮＣプログラム上で指定されるため、特に、前記パラメータ記憶部１１５に格納する必要はない。
ａ）第１ねじ切り加工（１回目）
　第１ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１１は、周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第１の振幅（相対値１０）及び第１の位相（０°）に設定される。第１の切り込み量は第１の振幅と同じ値である。
ｂ）第２ねじ切り加工（２回目）
　第２ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１２は周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、前記第１の振幅（相対値１０）及び第２の位相（９０°）に設定される。第２の位相は第１の位相に対して９０°ずれている。
ｃ）第３ねじ切り加工（３回目）
　第３ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１３は、周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第２の振幅（相対値５）及び第１の位相（０°）に設定される。
ｄ）第４ねじ切り加工（４回目）
　第４ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１４は、周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第２の振幅（相対値５）及び第２の位相（９０°）に設定される。
ｅ）第５ねじ切り加工（５回目）
　第５ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１５は、周波数倍率が２．０、第２の切り込み量（相対値５）、第３の振幅（相対値２）及び第１の位相（０°）に設定される。
ｆ）第６ねじ切り加工（６回目）
　第６ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１６は、周波数倍率が２．０、第２の切り込み量（相対値５）、前記第３の振幅（相対値２）及び第２の位相（９０°）に設定される。
ｇ）第７ねじ切り加工（７回目）
　第７ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ１７は、周波数倍率が０．０、第３の切り込み量（相対値３）、振動動作無し（即ち、第４の振幅（相対値０））に設定される。
　以上のねじ切り加工における工具１０８の刃先の移動経路（ツールパス）を図１８及び図１９に示す。図１８は、縦軸が工具１０８の刃先のＸ軸方向（半径方向）における位置、横軸が、ワークＷの回転角度に応じた工具１０８の刃先のＺ軸方向（軸線方向）における位置を表している。また、図１９は、ワークＷの回転角度に応じた工具１０８の刃先のＸ軸方向（半径方向）における位置を表しており、ワークＷをその軸線方向から見た図に相当する。
　この第２の態様においても、第１ねじ切り加工から第７ねじ切り加工の各加工において、振動振幅が切り込み量に依存しない状態に設定されている。このため、図１８に示すように、第１ねじ切り加工から第５ねじ切り加工におけるツールパスは、前後間で、その一部に重なり合いが生じるようになっており、このようにツールパスが重なり合うことで、切屑が確実に分断される。また、ツールパスの重なり合いの程度を、各ねじ切り加工で異なる重なり合いに設定することができる。例えば、本例のように、第１及び第２ねじ切り加工では振幅を大とし、第３及び第４ねじ切り加工では、これよりも小さい振幅とし、第５ねじ切り加工では、更に小さい振幅とすることで、切屑の分断を実現しながら、切削負荷を次第に小さくすることができる。
　一方、第６ねじ切り加工から第７ねじ切り加工におけるツールパスは、その前後間で、重なり合いが生じない設定となっている。このようにしても、ワークＷの材質や工具の形状によっては、ツールパスが接近する部分で切屑を分断させることは可能であり、このようにすることで、振動動作における振幅を小さくすることができ、工作機械１の主軸モータ４や送り機構７に与える負荷を軽減することができる。また、第７ねじ切り加工では工具８を振動させないようにしているので、工具１０８によるワークＷの加工面（ねじ溝面）を面精度の良いものに仕上げることができる。
　尚、この第２の態様において、第５ねじ切り加工以降については、必ずしも必須の工程ではなく、適宜省略することができる。
（第３の態様）
　この態様においても、第１ねじ切り加工から第７ねじ切り加工の７回のねじ切り加工を行うものとし、ワークＷの１回転当たりの振動数は、各ねじ切り加工において同じ２回に設定され、振幅は片振幅としている。また、１回目の加工の切り込み量は、ワークＷの外周面と工具１０８の刃先の振動中心位置との半径方向における距離である。２回目の加工の切り込み量は、前後の加工における工具１０８の刃先の振動中心位置の半径方向における距離である。各ねじ切り加工における振動条件は、上述したように、Ｑコード（Ｑ２１－Ｑ２７）で定義され、前記パラメータ記憶部１１５に格納されている（図２０参照）。送り制御部１１４は、Ｑコードを実行する際に、パラメータ記憶部１１５に格納された振動条件を参照して、前記送り機構部１０７を制御して、工具１０８を振動させる。
　図２０を参照すると、振動加工の条件は、以下の通りとなる。尚、図２０に設定される切り込み量及び振幅の数値は絶対値ではなく相対値である。ねじ切り加工の全体の絶対値としての切り込み量は、ねじ山とねじ底との距離に対応する。また、位相は振動加工を開始するワークＷの回転角度を意味する。また、切り込み量については、本例では、ＮＣプログラム上で指定されるため、特に、前記パラメータ記憶部１１５に格納する必要はない。
ａ）第１ねじ切り加工（１回目）
　第１ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２１は、周波数倍率が２．０、第１の切り込み量（相対値１０）、第１の振幅（相対値１０）及び第１の位相（０°）に設定される。第１の切り込み量は第１の振幅と同じ値である。
ｂ）第２ねじ切り加工（２回目）
　第２ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２２は、周波数倍率が２．０、第２の切り込み量（相対値８）、第２の振幅（相対値５）及び第２の位相（４５°）に設定される。第２の位相は第１の位相に対して４５°ずれている。
ｃ）第３ねじ切り加工（３回目）
　第３ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２３は、周波数倍率が２．０、第３の切り込み量（相対値６）、第３の振幅（相対値８）及び第３の位相（９０°）に設定される。第３の位相は第２の位相に対して４５°ずれ、第１の位相に対して９０°ずれている。
ｄ）第４ねじ切り加工（４回目）
　第４ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２４は、周波数倍率が２．０、第４の切り込み量（相対値４）、第２の振幅（相対値５）及び第４の位相（１３５°）に設定される。第４の位相は第３の位相に対して４５°ずれ、第２の位相に対して９０°ずれ、第１の位相に対して１３５°ずれている。
ｅ）第５ねじ切り加工（５回目）
　第５ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２５は、周波数倍率が２．０、第５の切り込み量（相対値３）、第４の振幅（相対値２）及び第１の位相（０°）に設定される。
ｆ）第６ねじ切り加工（６回目）
　第６ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２６は、周波数倍率が２．０、第６の切り込み量（相対値２）、第４の振幅（相対値２）及び第２の位相（４５°）に設定される。
ｇ）第７ねじ切り加工（７回目）
　第７ねじ切り加工における振動加工の条件Ｑ２７は、周波数倍率が０．０、第５の切り込み量（相対値３）、振動動作無し（即ち、第５の振幅（相対値０））に設定される。
　以上のねじ切り加工における工具８の刃先の移動経路（ツールパス）を図２１及び図２２に示す。図２１は、縦軸が工具１０８の刃先のＸ軸方向（半径方向）における位置、横軸が、ワークＷの回転角度に応じた工具１０８の刃先のＺ軸方向（軸線方向）における位置を表している。また、図２２は、ワークＷの回転角度に応じた工具１０８の刃先のＸ軸方向（半径方向）における位置を表しており、ワークＷをその軸線方向から見た図に相当する。
　この第３の態様においても、第１ねじ切り加工から第７ねじ切り加工の各加工において、振動振幅が切り込み量に依存しない状態に設定されている。そして、第１ねじ切り加工から第６ねじ切り加工において、全て異なる切り込み量に設定し、振動動作では、第１ねじ切り加工から第５ねじ切り加工の全ての加工において、異なる位相で工具１０８を振動させている。一方、振幅については、第１ねじ切り加工から第３ねじ切り加工においては、それぞれ異なる振幅である第１の振幅、第２の振幅、第３の振幅で工具８を振動させ、第４ねじ切り加工においては、第２ねじ切り加工と同じ第２の振幅で工具８を振動させ、第５ねじ切り加工及び第６ねじ切り加工では同じ第４の振幅で工具８を振動させている。
　このため、図２１に示すように、第１ねじ切り加工から第６ねじ切り加工におけるツールパスは、前後間で、その一部に重なり合いが生じるようになっており、このようにツールパスが重なり合うことで、切屑が確実に分断される。また、ツールパスの重なり合いの程度を、各ねじ切り加工で異なる重なり合いに設定することができ、このようにすることで、切屑の分断を実現しながら、切削負荷を小さくすることができる。
　一方、第７ねじ切り加工では工具１０８を振動させないようにしているので、工具１０８によるワークＷの加工面（ねじ溝面）を面精度の良いものに仕上げることができる。
　尚、この第１の態様において、ツールパスが重なり合わない第５ねじ切り加工以降については、必ずしも必須の工程ではなく、適宜省略することができる。
　以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明が採り得る態様は何ら上例のものに限定されるものではない。
　例えば、上例では、工具１０８を振動させる振動条件をパラメータとしてパラメータ記憶部１１５に格納し、振動動作を実行させる際に、パラメータ記憶部１１５に格納された振動条件を参照して、送り機構部１０７による振動動作を制御するようにしたが、このような構成に限られるものではなく、振動動作を行うための工具１０８の刃先位置をＮＣプログラム上で逐次指定するようにしてもよい。
Ｗ　　　ワーク
１　　　工作機械
２　　　主軸（ワーク保持部）
３ａ　　ねじ切り工具（工具）
４　　　工具保持部
１０　　工具送り駆動部（送り駆動部）
１１　　主軸駆動部（回転駆動部）
２３　　駆動制御部（ねじ切り制御部）
 

Claims (8)

  1. 　ねじを加工するためのＮＣプログラムの作成方法であって、
    　前記ＮＣプログラムにＧコードまたはＭコードを挿入する位置を設定する第１工程と、
    　工具の移動経路に対し、ねじの径方向への振動成分を付与するための設定を行う第２工程と、
    　前記第２工程の設定をＮＣプログラムに反映させるための指示に基づいて、ＮＣプログラムの前記位置に、前記ねじの径方向への振動成分を付与するためのＧコードまたはＭコードを挿入し、ねじを加工するためのＮＣプログラムを作成する第３工程と、を備えるねじを加工するためのＮＣプログラムの作成方法。
  2. 　工具の送り速度を設定する第４工程と、
    　前記第４工程後に、ワークの回転数と工具の送り速度との表示上に推奨条件か設定値を表示する第５工程とを、備える、請求項１記載のＮＣプログラム作成方法。
  3. 　工具を保持する工具保持部と、
    　ワークを保持するワーク保持部と、
    　前記ワーク保持部を軸線中心に回転させる回転駆動部と、
    　前記ワーク保持部と前記工具保持部とを相対的に、前記軸線に沿った方向、及び前記軸線と直交する方向に移動させる送り駆動部と、
    　前記回転駆動部及び送り駆動部をＮＣプログラムに従って制御する数値制御部と、を備えた工作機械において用いられる、前記ＮＣプログラムを作成する装置であって、
    　画面表示する表示部と、
    　前記表示部における画面表示を制御する表示制御部と、
    　前記表示部に表示された画面を介してデータの入力を受け付けるデータ入力部と、
    　前記データ入力部から入力されたデータに基づいてＮＣプログラムを作成するプログラム作成部と、を備え、
    　前記プログラム作成部は、前記ワークに対して、前記工具を前記軸線と平行な方向に切削移動させる動作中に、前記軸線と直交する方向に所定の周波数で進退振動させる振動切削動作を実行させるためのＮＣコードを含んだＮＣプログラムを作成するように構成され、
    　前記表示制御部は、前記振動切削動作について予め設定された複数の動作態様の中から一の動作態様を選択するための選択画面を前記表示部に表示するように構成され、
    　前記データ入力部は、前記表示部に表示された選択画面を介して選択された動作態様に係る選択情報を入力されるように構成され、
    　前記プログラム作成部は、前記データ入力部から入力された選択情報に対応した振動切削動作を実行するためのＮＣコードを含むＮＣプログラムを作成するように構成されたＮＣプログラム作成装置。
  4. 　前記表示制御部が前記表示部に表示する選択画面は、振動周波数に応じて設定された複数の前記動作態様の中から一の動作態様を選択するための選択画面である請求項３記載のＮＣプログラム作成装置。
  5. 　前記プログラム作成部は、振動切削動作を実行するためのＮＣプログラムとして、振動実行を定義するＮＣコード、振動周波数を定義するＮＣコード、及び振動振幅を定義するＮＣコードを含んだＮＣプログラムを作成するように構成された請求項３記載のＮＣプログラム作成装置。
  6. 　前記プログラム作成部は、作成した振動切削動作用のＮＣプログラムを、予め作成されたＮＣプログラム中に挿入して、新たなＮＣプログラムとして作成するように構成された請求項３記載のＮＣプログラム作成装置。
  7. 　前記プログラム作成部は、作成した前記ＮＣプログラムを、前記工作機械の数値制御部に送信するように構成された請求項６記載のＮＣプログラム作成装置。
  8. 　ワークを加工するための工具を保持する工具保持部と、
    　前記ワークを保持するワーク保持部と、
    　前記ワーク保持部を軸線中心に回転させる回転駆動部と、
    　前記ワーク保持部と前記工具保持部とを相対的に、前記軸線に沿った方向、及び該軸線と直交する方向に移動させる送り駆動部と、
    　前記回転駆動部及び送り駆動部をＮＣプログラムに従って制御する数値制御部とを備え、更に、
    　前記請求項３から７のいずれか１項に記載したＮＣプログラム作成装置を備えた工作機械。
     
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