工作機械の加工制御方法
【課題】加工効率の高い旋削加工により被加工物に対する三次元加工を行うことができる工作機械の加工制御方法を提供すること。
【解決手段】被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、加工工具が取り付けられた支持テーブルと、主軸を第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、支持テーブルを第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法。試削加工プロセスＳ３においては、目標形状値に基づいて製作した試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定し、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、試削加工プログラムを生産加工プログラムとし、この加工誤差が所定許容値より大きいと、試削加工時の切削抵抗を考慮して試削加工プログラムを修正する。
【解決手段】被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、加工工具が取り付けられた支持テーブルと、主軸を第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、支持テーブルを第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法。試削加工プロセスＳ３においては、目標形状値に基づいて製作した試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定し、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、試削加工プログラムを生産加工プログラムとし、この加工誤差が所定許容値より大きいと、試削加工時の切削抵抗を考慮して試削加工プログラムを修正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を旋削加工により三次元加工するに適した工作機械の加工制御方向に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物を三次元加工する場合、一般的にその加工データは三次元座標で示されるが、その加工のデータ量は膨大な点群データとなり、これら点群データを用いた加工は、５軸加工機によるエンドミル加工や研削加工となる。これらの加工では、膨大な点群データを用いる故に、データの処理速度に起因して低速送り、低除去量での加工となり、加工効率が悪くなる問題がある。
【０００３】
このようなことから、被加工物を三次元に加工する加工制御方法として、砥石を用いた加工制御方法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの加工制御方法では、工作機械として研削盤が用いられ、例えば特許文献１に開示されたものでは、研削盤本体に砥石台がＸ軸方向に移動自在に、またテーブルがＺ軸方向に移動自在に支持されている。砥石台には砥石が回転自在に取り付けられ、この砥石の回転軸線はＸ軸に対して傾斜して設けられている。また、テーブルには主軸台と心押し台が設けられ、かかる主軸台に設けられたチャックに被加工物（例えば、カムシャフト）の一端部が保持され、チャックに保持された被加工物の他端部は心押し台に支持される。
【０００４】
この研削盤を用いた加工制御方法では、加工用砥石が所定方向に回動され、かかる砥石が被加工物に作用して研削加工が行われる。この研削加工の際には、テーブル（即ち、被加工物）はＺ軸方向に一定速度で移動されるとともに、砥石台（即ち、加工用砥石）が被加工物の回転角度に応じてＸ軸方向に移動され、このようにして砥石を用いて被加工物（例えば、カムシャフト）に対して三次元加工が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４１７１号公報
【特許文献２】特開２００６−３１５１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような研削盤を用いた加工方法では、加工工具として砥石を用いるために単位時間当たりの加工量が少なく、被加工物を所定の形状に加工するための加工時間が長くなる問題がある。このような問題は、砥石を用いた研削加工に起因するものであり、それ故に、研削加工以外の他の加工制御方法による加工効率の高い三次元加工制御方法の実現が望まれている。
【０００７】
本発明は、加工効率の高い旋削加工により被加工物に対する三次元加工を行うことができる工作機械の加工制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の工作機械の加工制御方法は、被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を試削加工する試削加工プロセスにおいては、目標形状値に基づいて作成された試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定し、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記試削加工プログラムを生産加工プログラムとし、この測定加工形状値と前記目標形状値との加工誤差が前記所定許容値より大きいと、試削加工時の切削抵抗を考慮して前記試削加工プログラムを修正することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の工作機械の加工制御方法では、前記試削加工プログラムの修正の際に、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記切削抵抗テーブルを用いて前記試削加工プログラムにおける位置情報の修正を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載の工作機械の加工制御方法では、前記試削加工プロセスにおいては、第１回目の試削加工では、試削加工後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、第１回目の試削加工における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及び第１回目の試削加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を演算し、そして、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに第２回目の試削加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載の工作機械の加工制御方法は、被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を生産加工する生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムを用いて被加工物に荒加工を施し、この荒加工後の被加工物の加工形状値と仕上げ切込みを考慮した目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記生産加工プログラムを荒加工時の切削抵抗を考慮して修正して仕上げ加工プログラムとし、この仕上げ加工プログラムを用いて荒加工後の被加工物を仕上げ加工することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載の工作機械の加工制御方法では、前記生産加工プログラムの修正に際して、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記生産加工プログラムを前記切削抵抗テーブルを用いて前記仕上げ加工プログラムに変換することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載の工作機械の加工制御方法では、被加工物を加工した後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、この加工時における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及びこの加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を予め演算し、前記生産加工プロセスにおいては、前記生産加工プログラムによる荒加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに荒加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて荒加工後の被加工物の加工形状を演算し、また前記仕上げ加工プログラムによる仕上げ加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに仕上げ加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて仕上げ加工後の被加工物の加工形状を演算することを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の請求項７に記載の工作機械の加工制御方法は、被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
目標形状値に基づいて作成した加工プログラムを用いて前記加工工具により被加工物に加工を施し、この加工後の被加工物の加工形状の測定においては、前記加工工具の加工先端部の形状と同一の形状の測定子を有する形状測定器を前記支持テーブルに取り付け、前記形状測定器を用いて被加工物の加工形状を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の工作機械の加工制御方法によれば、試削加工プロセスにおいては、目標形状値に基づいて作成された試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定する。そして、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、この試削加工プログラムが適切な加工プログラムであるとし、この試削加工プログラムを用いて生産加工プログラムを設定するので、この生産加工プログラムを用いて被加工物を精度良く生産加工することができる。一方、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より大きいと、この試削加工プログラムを用いて生産加工すると加工誤差が大きくなるとして試削加工プログラムの修正を行う。このとき、試削加工時の切削抵抗を考慮して試削加工プログラムの修正を行うので、この修正は、実際の切削加工を考慮したものとなり、この修正試削加工プログラムを用いて加工を行うことにより、加工誤差を少なくすることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に記載の工作機械の加工制御方法によれば、試削加工プログラムの修正の際に、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、切削抵抗テーブルを用いて試削加工プログラムにおける位置情報の修正を行うので、試削加工時の切削抵抗を考慮した試削加工プログラムの修正を所要の通りに行うことができる。
【００１７】
また、本発明の請求項３に記載の工作機械の加工制御方法によれば、試削加工プロセスにおいては、第１回目の試削加工では、試削加工後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、第１回目の試削加工における測定加工形状値と支持テーブルに関する応答値との位置誤差及び第１回目の試削加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を演算し、そして、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を、この負荷係数並びに第２回目の試削加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算するので、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を比較的短時間に且つ容易に把握することができる。尚、試削加工を３回以上行う場合、３回以降においても、２回目と同様に、この負荷係数並びに第３回目の試削加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項４に記載の工作機械の加工制御方法によれば、生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムを用いて被加工物に荒加工を施し、この荒加工後の被加工物の加工形状値と仕上げ切込みを考慮した目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、この生産加工プログラムにより適切に荒加工されたとする。そして、このときには、荒加工時の切削抵抗を考慮してこの生産加工プログラムを修正して仕上げ加工プログラムと設定するので、この仕上げ加工プログラムを用いて被加工物を高精度に仕上げ加工することができる。また、このように荒加工した後に仕上げ加工プログラムを用いて仕上げ加工をするので、被加工物の素材形状のバラツキによる外乱を補償することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項５に記載の工作機械の加工制御方法によれば、生産加工プログラムの修正に際して、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、生産加工プログラムを切削抵抗テーブルを用いて仕上げ加工プログラムに変換するので、生産加工プログラムに荒加工時の切削抵抗を考慮して仕上げ加工プログラムを作成し、この仕上げ加工プログラムを用いて荒加工後の被加工物を高精度に仕上げ加工することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項６に記載の工作機械の加工制御方法によれば、被加工物を加工した後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、この加工時における測定加工形状値と支持テーブルに関する応答値との位置誤差及びこの加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を予め演算し、生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムによる荒加工後の被加工物の加工形状を、この負荷係数並びに荒加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて荒加工後の被加工物の加工形状を演算するので、荒加工後の被加工物の加工形状を比較的短時間に容易に把握することができる。また、仕上げ加工プログラムによる仕上げ加工後の被加工物の加工形状を、この負荷係数並びに仕上げ加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて仕上げ加工後の被加工物の加工形状を演算するので、仕上げ加工後の被加工物の加工形状を比較的短時間に容易に把握することができる。
【００２１】
更に、本発明の請求項７に記載の工作機械の加工制御方法によれば、目標形状値に基づいて作成された加工プログラムを用いて加工工具により被加工物に加工を施し、この加工後の被加工物の加工形状の測定においては、この加工工具の加工先端部の形状と同一の形状の測定子を有する形状測定器を支持テーブルに取り付けて測定するので、測定子の被加工物への干渉などを回避してその加工形状を比較的簡単に且つ正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に従う加工制御方法を実施するための工作機械の一例としてのＮＣ旋盤を簡略的に示す斜視図。
【図２】図１のＮＣ旋盤の制御系を簡略的に示すブロック図。
【図３】図２の制御系による制御全体の流れを簡略的に示すフローチャート。
【図４】図３のフローチャートにおける基本動作プログラムの作成の流れを示すフローチャート。
【図５】図２の制御系における機上動作プロセスの流れを示すフローチャート。
【図６】図２の制御系における試削加工プロセスの流れを示すフローチャート。
【図７】図２の制御系における生産加工プロセスの流れを示すフローチャート。
【図８】切込み量、すくい角及びモータの負荷との関係を示す図。
【図９】図８の関係を三次元的に示す図。
【図１０】図１０（ａ）は、加工工具の一例を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、被加工物の加工後の形状を測定するための形状測定器を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う工作機械の加工制御方法について説明する。まず、図１を参照して、この加工制御方法を実施するための工作機械の一例としてのＮＣ旋盤について説明する。
【００２４】
図１において、図示のＮＣ旋盤２は、工場の床面などに設置されるベッド本体４を備え、ベッド本体４の片側部（図１において右上部）に主軸部６が配設され、この主軸部６とベッド本体４との間に第１支持機構（図示せず）が介在されている。主軸部６には主軸（図示せず）が回転自在に支持され、この主軸にチャック手段８が装着され、加工すべき被加工物１０は、このチャック手段８に着脱自在に保持される。
【００２５】
第１支持機構は、第１の方向（主軸の軸線方向のＺ軸方向であって、図１において左下から右上の方向）に延びる一対の第１案内支持部（図示せず）を有し、かかる一対の第１案内支持部がベッド本体４の片側部上面に配設され、主軸部６は、第１支持機構の一対の案内支持部に支持され、これらに沿って第１の方向に往復移動自在に支持される。
【００２６】
また、ベッド本体４の他側部（図１において左下部）には支持テーブル１２が配設され、この支持テーブル１２とベッド本体４との間に第２支持機構（図示せず）が介在されている。支持テーブル１２は矩形状であり、その上部に工具取付部１４が設けられている。この工具取付部１４には工具ホルダ１６が回転自在に装着され、かかる工具ホルダ１６に加工工具１８（例えば、切削工具）が取り付けられる。
【００２７】
第２支持機構は、第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向（主軸の軸線に対して実質上垂直なＸ軸方向であって、図１において右下から左上の方向）に延びる一対の第２案内支持部（図示せず）を有し、一対の第２案内支持部がベッド本体４の他側部上面に配置され、支持テーブル１２は、第２支持機構の一対の第２案内支持部に支持され、これらに沿って第２の方向に往復移動自在に支持されている。
【００２８】
図１とともに図２を参照して、このＮＣ旋盤２においては、主軸部６の主軸（図示せず）に関連して、例えば電動モータから構成される主軸移動用駆動源２０及び主軸回転用駆動源２２が設けられ、主軸移動用駆動源２０がベッド本体４に配設され、主軸回転用駆動源２２が主軸部６に配設されている。主軸移動用駆動源２０は、リニアモータから構成するのが好ましく、その可動子が主軸部６に取り付けられ、可動子が所定方向（又は所定方向と反対方向）に移動すると、主軸部６が矢印３２（又は矢印３４）で示す方向、即ちＮＣ旋盤２の背面側に向けて（又はＮＣ旋盤２の手前側に向けて）に移動する。
主軸移動用駆動源２０と主軸部６との間には例えばボールねじ機構（図示せず）が介在され、この主軸移動用駆動源２０が所定方向（又は所定方向と反対方向）に回動すると、ボールねじ機構を介して主軸部６が矢印２４（又は矢印２６）で示す方向、即ち加工工具１８に近接する方向（又は離隔する方向）に移動する。また、主軸回転用駆動源２２が所定方向に回動すると、主軸及びチャック手段８が矢印２７で示す方向に回動する。
【００２９】
また、支持テーブル１２の加工工具１８に関連して、例えば電動モータから構成される工具移動用駆動源２８及び工具回転用駆動源３０が設けられ、工具移動用駆動源２８がベッド本体４に配設され、工具回転用駆動源３０が支持テーブル１２に配設されている。工具移動用駆動源２８は、リニアモータから構成するのが好ましく、その可動子が支持テーブル１２に取り付けられ、可動子が所定方向（又は所定方向と反対方向）に移動すると、支持テーブル１２が矢印３２（又は矢印３４）で示す方向、即ちＮＣ旋盤２の左側に向けて（又はＮＣ旋盤２の右側に向けて）に移動する。また、工具回転用駆動源３０が所定方向に回動すると、工具ホルダ１６及び加工工具１８は、矢印３６で示す方向に回動する。尚、この実施形態では、加工工具１８は、図２において上から見て反時計方向に回転させているが、これとは反対に、図２において上から見て時計方向に回転させるようにしてもよい。
【００３０】
このＮＣ旋盤２においては、図１に示すように、加工工具１８（この形態では、切削工具）は、断面が円形状のものから構成され、その上端部全周が加工用刃先として機能し、後述するように被加工物１０の表面に作用して切削加工を行う。
【００３１】
このＮＣ旋盤２は、図２に示す制御系を備えており、かかる制御系によって後述する如くして被加工物１０の加工が行われる。この制御系は、ＮＣ旋盤２（即ち、主軸移動用駆動源２０、主軸回転駆動源２２、工具移動用駆動源２８及び工具回転用駆動源３０）を作動制御するためのコントローラ４０を備えており、このコントローラ４０は、基本動作プログラム作成手段４２、プログラム設定手段４３、機上動作プログラム修正手段４４、応答値演算手段４６、機上動作プログラム判定手段４８及び試削加工プログラム修正手段５０を含んでいる。基本動作プログラム作成手段４２は、被加工物１０の加工形状の目標形状値（Ａ）に基づいて後述するように基本動作プログラムを作成し、プログラム設定手段４３は、機上動作プロセスに移った際にこの基本動作プログラムを後述する如くして機上動作プログラムとして設定する。また、このプログラム設定手段４３は、後に説明するように、機上動作プロセスから試削加工プロセスに移った際に機上動作プログラムを後述する如くして試削加工プログラムとして設定し、また試削加工プロセスから生産加工プロセスに移った際に試削加工プログラムを後述する如くして生産加工プログラムとして設定する。また、機上動作プログラム修正手段４４は、摩擦力テーブルに基づいて機上動作プログラムを後述する如く修正する。
【００３２】
応答値演算手段４６は、次のようにして応答値（Ｂ）を演算する。この形態では、応答値（Ｂ）を演算するためにリニアスケール（ＬＭスケール）５２が用いられ、図１に示すように、ベッド本体４側に固定側スケール５４が取り付けられ、また支持テーブル１２側に動作側スケール５６が取り付けられ、このリニアスケール５４からの検知信号がコントローラ４０に送給され、この応答値演算手段４６は、かかるリニアスケール５４からの検知信号に基づいて応答値（換言すると、ベッド本体４（被加工物１０）に対する支持テーブル１２（加工工具１８）の相対的な位置ずれ量）を演算する。
【００３３】
更に、機上動作プログラム判定手段４８は、機上動作プログラムの修正が必要か否かの判定を行う。また、試削加工プログラム修正手段５０は、切削抵抗テーブルに基づいて試削加工プログラムを後述する如く修正する。
【００３４】
このコントローラ４０は、更に、負荷係数演算手段５８、加工誤差演算手段６０、試削加工プログラム判定手段６２、加工形状演算手段６４、工具摩耗判定手段６６及び仕上げ加工プログラム作成手段６８及びメモリ手段７０を含んでいる。この形態では、試削加工後の後に生産加工を行っていることから、負荷係数演算手段５８は、この試削加工において負荷係数を演算しているが、試削加工を行わずに生産加工を行うときには、この生産加工において負荷係数を演算するようになる。
【００３５】
この負荷係数演算手段５８は、試削加工後の被加工物１０について実際に測定した加工形状値（Ｃ）と、試削加工時のリニアスケール５２の応答値（Ｂ２）と、工具移動用駆動源２８（リニアモータ）の推力（Ｆ１）（リニアモータの場合、駆動用電流値から算出される推力）に基づいて演算し、この負荷係数（α）は、
負荷係数α＝Ｆ１／（Ｃ−Ｂ２） ・・・（１）
で表され、上記（１）式を利用して演算することができる。尚、工具移動用駆動源２８の推力を演算するために、その駆動回路に駆動用電流を検知するための電流検知手段５１が設けられ、この電流検知手段５１からの検知信号がコントローラ４０に送給され、このコントローラ４０は、電流検知手段５１からの検知信号に基づいてモータの負荷値（リニアモータの推力値）を演算する推力演算手段４７を含んでいる。
【００３６】
また、加工誤差演算手段６０は、加工形状値（測定した加工形状値（Ｃ）又は演算した加工形状値（Ｇ））と目標形状値（Ａ）との加工誤差を演算し、試削加工プログラム判定手段６２は、試削加工プログラムの修正が必要であるか否かの判定を行う。更に、加工形状演算手段６４は、試削加工時の工具移動用駆動源２８の推力（Ｆ１）と、負荷係数演算手段５８により演算された負荷係数（α）と、試削加工時のリニアスケール５２の応答値（Ｂ２）に基づいて被加工物１０の加工形状（加工形状値）を演算し、試削加工時の被加工物１０の加工形状（Ｇ１）は、
加工形状（Ｇ１）＝（Ｆ１／α）＋Ｂ２ ・・・（２）
で表され、上記（２）式を用いて演算することができる。尚、この形態では、後述するように、この加工形状演算手段６４は、生産加工後の被加工物１０の加工形状（Ｇ２）及び仕上げ加工後の被加工物１０の加工形状（Ｇ３）も演算する。
【００３７】
更に、工具摩耗判定手段６６は、後述する如くして加工工具１８が摩耗しているか否かを判定する。また、仕上げ加工プログラム生成手段６８は、後述する如くして仕上げ加工プログラムを生成する。更にまた、メモリ手段７０には、図２に示すように、後述する如くして測定した測定加工形状データ、負荷係数演算手段５８により演算された負荷係数（α）、リニアスケール５２の応答値データ、各種許容値データ、摩擦力テーブル、切削抵抗テーブルが登録されているとともに、基本動作プログラム、機上動作プログラム、試削加工プログラム、生産加工プログラム及び仕上げ加工プログラムなどが登録される。
【００３８】
次に、図１及び図２とともに図３〜図７を参照して、上述した制御系による加工制御の概要について説明する。この実施形態では、図３に示すように、まず、基本動作プロセスＳ１が遂行され、この基本動作プロセスＳ１において、形状データに基づいて基本動作プログラムが作成される。次いで、機上動作プロセスＳ２が遂行され、この機上動作プロセスＳ２において、作成された基本動作プログラムに基づいて機上動作プログラムが作成され、この機上動作プログラムでの動作（非加工での動作）が行われる。そして、機上動作プログラムが適正であると、この機上動作プログラムが完成する。尚、機上動作プログラムが適正でないと、摩擦力テーブルに基づいてその修正が行われ、この修正が１回又は複数回行われて機上動作プログラムが完成する。
【００３９】
次に、試削加工プロセスＳ３が遂行され、被加工物１０に対する試削加工が行われる。この試削加工プロセスＳ３においては、完成した機上動作プログラムに基づいて試削加工プログラムが作成され、この試削加工プログラムを用いて試削加工が行われる。そして、試削加工プログラムが適正であると、試削加工プログラムが完成する。尚、試削加工プログラムが適正でないと、切削抵抗テーブルに基づいてその修正が行われ、この修正が１回又は複数回行われて試削加工プログラムが完成する。
【００４０】
その後、生産加工プロセスＳ４が遂行され、被加工物１０に対する荒加工及び仕上げ加工が行われる。この生産加工プロセスＳ４においては、試削加工プログラムに基づいて仕上げ切込み（Ｔ）を考慮して生産加工プログラムが作成され、この生産加工プログラムを用いて被加工物の荒加工が行われる。そして、被加工物１０に対する荒加工が適正であると、切削抵抗テーブルに基づいて生産加工プログラムの修正が行われて仕上げ加工プログラムが作成され、この仕上げ加工プログラムを用いて被加工物１０に対する仕上げ加工が行われ、この仕上げ加工が適正であると、商品（加工部品）が完成し、このようにして被加工物１０に対する加工が施される。
【００４１】
次に、上述したフローチャートにおける各動作プロセスについて、更に、具体的に説明する。まず、図３とともに図４を参照して、基本動作プロセスＳ１について説明する。ＮＣ旋盤２のコントローラ４０に関連して入力装置８２が設けられ、この入力装置８２は、手で入力操作するための操作パネルの如き操作入力装置８４と、作成したデータを入力するためのデータ入力装置８６とを備えている。この形態では、基本動作プロセスＳ１はコントローラ４０と別個のパソコン（図示せず）にて行われ、パソコンにて作成された基本動作プログラムがデータ入力装置８６を介してコントローラ４０に送られ、そのメモリ手段７０に登録される。
【００４２】
基本動作プロセスＳ１においては、被加工物１０の加工形状に関するデータの入力が行われ（ステップＳ１−１）、このデータの入力及び入力されたデータの処理は、パソコン（図示せず）にて行われる。
【００４３】
次いで、被加工物１０の所定回転角度（即ち、主軸の所定回転角度）毎の被加工物１０の加工位置を設定する。この所定回転角度とは、例えば、０．５〜２度程度の角度、例えば１度の角度に設定することができ、この回転角度が１度の場合、被加工物１０の全周を３６０に分割して次の通りの作業が行われる。そして、各加工位置において、加工工具１８のすくい面と被加工物１０の形状表面（例えば、三次元カムの表面）との交線を作成する（ステップＳ１−２）。
【００４４】
次に、ステップＳ１−２にて得られた交線のスプライン曲線上に加工工具１８の送り量を考慮した通過点を改めてこのスプライン曲線上に作成する（ステップＳ１−３）。このとき、加工工具１８の形状に起因して、その半径の影響でもって加工位置により切込みすぎる箇所が生じるために、加工工具１８のすくい面上においてスプライン曲線の法線方向に加工工具１８の半径Ｒだけオフセットした基準点軌跡点列を作成する（ステップＳ１−４）。そして、この基準点軌跡点列を連結することによって、軌跡点列連結データを作成する。
【００４５】
その後、ステップＳ１−４で作成された基準点軌跡点列を連結した軌跡点列連結データに基づいて被加工物１０の所定回転角度毎の第１の方向（即ち、図１のＺ軸方向）における送り速度が一定となる補正基準点軌跡点列を作成する（ステップＳ１−５）。そして、ステップＳ１−５にて作成した補正基準点軌跡点列を連結した補正軌跡点列連結データに基づいて主軸（即ち、被加工物１０）の所定回転角度毎の第２の方向（図１においてＸ軸方向）の送り量を算出し、第１の方向の所定送り量及び第２の方向の算出された送り量に基づいて旋削加工データを作成する（ステップＳ１−６）。
【００４６】
このように作成された切削加工データ、即ち目標形状値（Ａ）は、データ入力装置８６を介してコントローラ４０に入力され、かかる入力の際に、操作入力手段８４を入力操作して必要な命令が付加され、このようにして基本加工制御プログラム、即ち基本動作プログラムが作成され（ステップＳ１−７）、作成された基本動作プログラムがコントローラ４０のメモリ手段７０に登録される。尚、この基本プログラムの作成方法については、特願２０１０−２１８０３８号（出願日：平成２２年９月２９日）の明細書及び図面に開示された方法と実質上同一であり、従って、その詳細についてはその明細書及び図面を参照されたい。
【００４７】
基本動作プロセスＳ１の次に実行される機上動作プロセスＳ２は、図５に示すフローチャートに沿って遂行される。図２及び図５において、機上動作プロセスＳ２においては、摩擦力テーブルに基づいて基本動作プログラムが修正され（ステップＳ２−１）、またこの修正の際に補間処理及び加減速処理が行われ、プログラム設定手段４３は、基本動作プログラムをこのように修正して機上動作プログラムとして設定する（ステップＳ２−２）。メモリ手段７０に登録されている摩擦力テーブルとは、ＮＣ旋盤２の摩擦特性に関するテーブルであって、主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）の移動の際に生じる摩擦力に関する第１摩擦力テーブルと、支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）の移動の際に生じる摩擦力に関する第２摩擦力テーブルとを含み、この摩擦力テーブルに基づいて、基本動作プログラムにおける第１の方向（Ｚ軸方向）の送り量及び第２の方向（Ｘ軸方向）の送り量が修正され、このようにして機上動作プログラムが作成される。
【００４８】
そして、作成された機上動作プログラムを用いて、このＮＣ旋盤２のテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われる（ステップＳ２−３）。このテーブル動作においては、被加工物１０をチャック手段８に装着することなく行われる（即ち、非切削で行わる）。
【００４９】
このテーブル動作の際には、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ１）を演算し（ステップＳ２−４）、演算された応答値（Ｂ１）がメモリ手段７０に記憶される。
【００５０】
その後、ステップＳ２−５に移り、作成された機上動作プログラムが適正であるか否かが判断される。リニアスケール５２による応答値（Ｂ１）と目標形状値（Ａ）との誤差値（Ｂ１−Ａ）が許容値（ｄ１）より小さい（Ｂ１−Ａ＜ｄ１）ときには、加工の際の摩擦力による影響が許容範囲内として、機上動作プログラム判定手段４８は機上動作プログラムが適正であると判定し、これでもって機上動作プログラムが完成し（ステッＳ２−６）、完成した機上動作プログラムがメモリ手段７０に登録され、その後試削加工プロセスＳ３に移る。
【００５１】
一方、リニアスケール５２による応答値（Ｂ１）と目標形状値（Ａ）との誤差値（Ｂ１−Ａ）が許容値（ｄ１）より大きい（Ｂ１−Ａ≧ｄ１）ときには、加工の際の摩擦力による影響が許容範囲を超えて精度の高い加工ができないとして、機上動作プログラム判定手段４８は機上動作プログラムが適正でないと判定し、ステップＳ２−５からステップＳ−７に移る。このときには、機上動作プログラムの動作補償（学習制御）が行われ、ステップＳ２−１に戻って摩擦力テーブルに基づいて、機上動作プログラムにおける第１の方向（Ｚ軸方向）の送り量及び第２の方向（Ｘ軸方向）の送り量が修正され、このようにして機上動作プログラム修正手段４４による機上動作プログラムの修正が行われる。その後、上述したと同様にしてテーブル動作が行われた後に機上操作プログラムが適正であるか否かの判断が行われ、機上動作プログラム判定手段４８が機上動作プログラムが適正であると判定するまで、上述したステップＳ２−１〜ステップＳ２−５及びステップＳ２−７が繰返し遂行され、このように機上動作プログラムを修正して最終的な機上動作プログラムが完成する。
【００５２】
機上動作プロセスＳ２の次に実行される試削加工プロセスＳ３は、図６に示すフローチャートに沿って遂行される。試削加工プロセスＳ３においては、切削抵抗テーブルに基づいて機上動作プログラムが修正され（ステップＳ３−１）、またこの修正の際に補間処理及び加減速処理が行われ、プログラム設定手段４３は、機上動作プログラムをこのように修正して試削加工プログラムとして設定する（ステップＳ３−２）。
【００５３】
ここで図８〜図１０を参照して切削抵抗テーブルについて説明する。この切削抵抗テーブルは、加工中に発生する外乱が切込み量とすくい角の変動に大きく依存するために、試削加工、後述する荒加工及び仕上げ加工の各条件毎に作成するのが好ましい。一般的な素材（被加工物１０）についての切削抵抗は、公知の算出方法が存在しており、この算出方法を用いて基礎となる切削抵抗の表を作成し、この表に基づいて切削抵抗テーブルを作成する。
【００５４】
例えば、（ｎ−１）順目のｊ番目の点（座標点）における被加工物の形状値をＸＳｎ−１，ｊとし、（ｎー１）順目のｊ番目の点におけるスケールフィードバック値をＸｎ−１，ｊとし、ｎ順目のｊ番目の点における被加工物の形状値をＸＳｎ，ｊとし、ｎ順目のｊ番目の点におけるスケールフィードバック値をＸｎ，ｊとし、（ｎー１）順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（リニアモータの推力）をＦｘｎ−１，ｊとし、ｎ順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（リニアモータの推力）をＦｘｎ，ｊとし、工具歪み係数をαとすると、（ｎ−１）順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（Ｆｘｎ−１，ｊ）は、
Ｆｘｎ−１，ｊ＝α（ＸＳｎ−１，ｊ−Ｘｎ−１，ｊ ） ・・・（３）
となり、この（３）式を利用して工具歪み係数（α）を算出すると、
α＝Ｆｘｎ−１，ｊ ／（ＸＳｎ−１，ｊ −Ｘｎ−１，ｊ ） ・・・（４）
となる。同様にｎ順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（Ｆｘｎ，ｊ）は、
Ｆｘｎ，ｊ＝α（ＸＳｎ，ｊ−Ｘｎ，ｊ ） ・・・（５）
となり、この（５）式を利用してｎ順目のｊ番目の点における被加工物の形状値（Ｘｓｎ，ｊ）を算出すると、
Ｘｓｎ，ｊ ＝（Ｆｘｎ，ｊ／α）＋Ｘｎ，ｊ ・・・（６）
となる。
【００５５】
ここで、切込み量（ｔ）を算出すると、切込み量（ｔｊ）は、
ｔｊ＝ＸＳｎ−１，ｊ −ＸＳｎ，ｊ ・・・（７）
となる。そして、切込み量とモータ負荷（リニアモータの推力）との関係をテーブル化するために、切込み量（ｔｊ）とモータ負荷（Ｆｘｎ，ｊ）との関係係数をβとすると、モータ負荷（Ｆｘｎ，ｊ）は、
Ｆｘｎ，ｊ ＝βｊ×ｔｊ
＝βｊ（ＸＳｎ−１，ｊ −ＸＳｎ，ｊ ） ・・・（８）
と表すことができ、このことから、切込み量（ｔ）とモータ負荷（Ｆｘ）とのデータテーブルとして表すことができる。
【００５６】
そして、このような関係を利用して図８に示す表を作成することができ、この図８は、切込み量ｔ（ｍｍ）、すくい角（度）及びモータ負荷（リニアモータの推力）との関係を示す、この図８の関係を三次元的に示すと図９に示す通りとなる。図８及び図９のデータを得るには、加工工具１８のすくい角の変化の最大値と最小値の範囲内で少なくとも３つの条件（この実施形態では、すくい角２８度、３６度及び４４度の三つの条件）で加工を行って作成することができ、図９において、すくい角２８度のデータが曲線Ａ−１で示す通りとなり、すくい角３６度のデータが曲線Ａ−２で示す通りとなり、またすくい角４４度のデータが曲線Ａ−３で示す通りとなり、その他のすくい角に関するテータは、これら三つのデータを利用した補間処理により算出することができる。
【００５７】
この試削加工プロセスＳ３においては、作成された試削加工プログラムを用い、チャック手段８に被加工物１０を取り付け、支持テーブル１２（工具ホルダ１６）に加工工具１８（切削工具）を取り付け、このＮＣ旋盤２のテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われ（ステップＳ３−３）、このようにして被加工物１０に対する試削加工が行われる。
【００５８】
このテーブル動作の際には、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ１）を演算し（ステップＳ３−４）、演算された応答値（Ｂ２）がメモリ手段７０に記憶される。また、電流検知手段５１からの検知電流に基づいて推力演算手段４７が工具移動用駆動源２８の負荷値（この形態では、リニアモータの推力値）を演算し（ステップＳ３−４）、この負荷値（推力値）がメモリ手段７０に登録される。
【００５９】
その後、負荷係数（α）が算出されているか否か（換言すると、第１回目の試削が否か）が判断され、負荷係数（α）が算出されていないときには、ステップＳ３−５からステップＳ３−６に進み、試削加工後の被加工物１０の加工形状（Ｃ）の測定が行われ、負荷係数演算手段５８は、この加工形状値（Ｃ）を用い、上記式（１）を利用して負荷係数（α）を演算し（ステップＳ３−７）、演算された負荷係数（α）は、メモリ手段７０に登録される。
【００６０】
この被加工物１０の加工形状の測定は、加工工具１８の加工先端部（具体的には、被加工物１０を加工する刃先部）と同一形状のものを用い、この測定子を有する測定具を支持テーブル１２の工具ホルダ１６に取り付けて被加工物１０の外形形状を測定するのが好ましい。例えば、円筒形の加工工具１８を用いた場合、この加工工具１８の円筒形の一部と同一形状の円弧状の測定子を用いて被加工物１０の外形形状を測定するのが望ましい。また、例えば、図１０（ａ）に示す切削工具１０２を用いて被加工物１０Ａを切削加工した場合、その加工工具１０２の加工先端部１０４（刃先部）と同一形状の測定子１０８を有する測定具１０６を用いて加工するのが望ましく、このような測定子１０８を備えた測定具１０６を用いることにより、比較的簡単に且つ正確に被加工物１０Ａの外形形状を測定することができる。
【００６１】
このようにして負荷係数（α）が演算されると、ステップＳ３−８に進み、この試削加工が適正に行われたか否かが判断される。即ち、加工誤差演算手段６０は、被加工物１０の加工形状測定値（Ｃ）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｃ−Ａ）を演算し、試削加工プログラム判定手段６２は、演算された加工誤差が許容値（ｄ２）より小さい（Ｃ−Ａ＜ｄ２）と試削加工が適切に行われ、この試削加工プログラムが適正であると判定し、ステップＳ３−９に進み、試削加工プログラムが完成し、完成した試削加工プログラムがメモリ手段７０に登録され、その後生産加工プロセスＳ４に移る。
【００６２】
一方、加工誤差演算手段６０により演算されたこの加工誤差（Ｃ−Ａ）が許容値（ｄ２）より大きい（Ｃ＝Ａ≧ｄ２）ときには、被加工物１０の試削が適切に行われず、精度の高い加工ができないとして、試削加工プログラム判定手段６２は試削加工プログラムが適正でないと判定し、ステップＳ３−８からステップＳ３−１０に移る。このときには、試削加工プログラムの動作補償（学習制御）が行われ、ステップＳ３−１に戻って切削抵抗テーブルに基づいて、試削加工プログラムにおける第１の方向（Ｚ軸方向）の送り量及び第２の方向（Ｘ軸方向）の送り量が修正される。このとき、試削加工時の切削抵抗、換言するとテーブル動作時のテータ推力に基づき、この切削定稿テーブルを用いて試削加工プログラム修正手段５０による試削加工プログラムの修正が行われる。その後、上述したと同様にして被加工物１０に対する試削加工が行われ、その後ステップＳ３−４及びステップＳ３−５を経てステップＳ３−１１に移り、負荷係数（α）を用いて被加工物１０の加工形状の演算が行われる。即ち、加工形状演算手段６４は、試削加工時の工具移動用駆動源２８の負荷値（Ｆ１）（リニアモータの推力）、リニアスケール５２の応答値（Ｂ２）及び負荷係数（α）を用い、上記（２）式を利用して加工形状を演算し、このように演算することによって、比較的短時間に且つ用に被加工物１０の加工形状を把握することができる。
【００６３】
その後、ステップＳ３−１２に進み、加工誤差演算手段６０は、この演算した加工形状（Ｇ１）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｇ１−Ａ）を演算し、試削加工プログラム判定手段６２は、この加工誤差（Ｇ１−Ａ）が許容値（ｄ２）より小さい（Ｇ１−Ａ＜ｄ２）と修正後の試削加工が適切に行われ、この試削加工プログラムが適正であると判定する。そして、ステップＳ３−９に進み、この修正によって試削加工プログラムが完成し、完成した試削加工プログラムがメモリ手段７０に登録され、生産加工プロセスＳ４に移る。尚、この加工誤差（Ｇ１−Ａ）が許容値（ｄ２）より大きい（Ｇ１−Ａ≧ｄ２）ときには、ステップＳ３−１０に戻り、ステップＳ３−１〜ステップＳ３−５、ステップＳ３−１１及びステップＳ３−１２が繰り返し遂行され、このように試削加工プログラムを修正して最終的な試削加工プログラムが完成する。
【００６４】
試削加工プロセスＳ３の次に実行される生産加工プロセスＳ４は、図７に示すフローチャートに沿って遂行される。この生産加工プロセスＳ４においては、プログラム設定手段４３は、上述した如くして作成された切削加工プログラムに基づき仕上げ切込み（Ｔ）を考慮して生産加工プログラムを作成し、作成した生産加工プログラムがメモリ手段７０に登録される（ステップＳ４−１）。そして、この生産加工プログラムを用い、チャック手段８に被加工物１０を取り付け、支持テーブル１２（工具ホルダ１６）に加工工具１８（切削工具）を取り付け、このＮＣ旋盤２のテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われ（ステップＳ４−２）、このようにして被加工物１０に対する荒加工が行われる。
【００６５】
このテーブル動作の際には、上述したと同様に、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ３）を演算し（ステップＳ４−３）、演算された応答値（Ｂ３）がメモリ手段７０に記憶される。また、電流検知手段５１からの検知電流に基づいて推力演算手段４７が工具移動用駆動源２８の負荷値（この形態では、リニアモータの推力値）を演算し（ステップＳ４−３）、この負荷値（Ｆ２）（推力値）がメモリ手段７０に登録される。
【００６６】
その後、負荷係数（α）を用いて被加工物１０の加工形状（Ｇ２）の演算が行われる（ステップＳ４−４）。即ち、加工形状演算手段６４は、荒加工時の工具移動用駆動源２８の負荷値（Ｆ２）（リニアモータの推力）、リニアスケール５２の応答値（Ｂ３）及び負荷係数（α）を用い、上記（２）式を利用して加工形状（Ｇ２）を演算し、このように演算することによって、比較的短時間に且つ容易に被加工物１０の加工形状を把握することができる。
【００６７】
そして、ステップＳ４−５において、荒加工が適正に行われたか否かが判断される。即ち、加工誤差演算手段６０は、この演算した被加工物１０の加工形状（Ｇ２）と仕上げ切込み（Ｔ）を加えた値（Ｇ２＋Ｔ）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｇ２＋Ｔ−Ａ）が許容値（ｄ３）より大きい（Ｇ２＋Ｔ−Ａ≧ｄ３）と、加工工具１８による荒加工が適正に行われず、加工工具１８が摩耗している可能性が高いとしてステップＳ４−６に進み、加工工具１８の摩耗確認が行われ、生産加工プロセスＳ４の遂行が終了する。
【００６８】
一方、この加工誤差（Ｇ２＋Ｔ−Ａ）が許容値（ｄ３）より小さい（Ｇ２＋Ｔ−Ａ＜ｄ３）ときには、被加工物１０に対する荒加工が適正に行われたとして仕上げ加工に移る。この仕上げ加工に移る際に、商品の最終形状が目標形状値（Ａ）となるように、仕上げ加工の切込み量（ｔ）が設定され、この切込み量（ｔ）は、（Ｇ２−Ａ）に設定される（ステップＳ４−７）。また、このとき、仕上げ加工プログラム作成手段６８は、切削抵抗テーブルを利用して生産加工プログラムを修正し、補間処理及び加減速処理を施して仕上げ加工プログラムを作成する（Ｓ４−９）。この切削抵抗テーブルを用いた修正は、仕上げ加工時の切込み量（ｔ）より切削抵抗テーブルを用いて切削抵抗を算出する。リニアモータの場合、この切削抵抗は加速度と比例することから、これに加速度換算係数を乗じ、更に算出した加速度を２回積分して変位とし、生産加工プログラムにこの変位を加算することによって、切削抵抗による偏差を補償する。例えば、切削抵抗の負荷をＦ、支持テーブル１２の質量をｍとすると、Ｆ＝ｍａで表すことができ、このときの負荷Ｆが発生する加工点（加工工具１８により加工する部位）に加速度ａを２回積分した変位成分を加えることにより補償する。
【００６９】
このようにして仕上げ加工プログラムが作成されると、荒加工後の被加工物１０に対してこの仕上げ加工プログラムを用いたテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われ（ステップＳ４−１０）、このようにして被加工物１０に対する仕上げ加工が行われる。
【００７０】
このテーブル動作の際には、上述したと同様に、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ４）を演算し（ステップＳ４−１１）、演算された応答値（Ｂ４）がメモリ手段７０に記憶される。また、電流検知手段５１からの検知電流に基づいて推力演算手段４７が工具移動用駆動源２８の負荷値（リニアモータの推力値）を演算し（ステップＳ４−１１）、この負荷値（Ｆ３）（推力値）がメモリ手段７０に登録される。
【００７１】
そして、上述したと同様に、負荷係数（α）を用いて仕上げ加工後の被加工物１０の加工形状（Ｇ３）の演算が行われる（ステップＳ４−１２）。即ち、加工形状演算手段６４は、仕上げ加工時の工具移動用駆動源２８の負荷値（Ｆ３）（リニアモータの推力）、リニアスケール５２の応答値（Ｂ４）及び負荷係数（α）を用い、上記（２）式を利用して加工形状（Ｇ３）を演算し、このように演算することによって、比較的短時間に且つ容易に仕上げ加工後の被加工物１０の加工形状を把握することができる。
【００７２】
そして、ステップＳ４−１３において、仕上げ加工が適正に行われたか否かが判断される。即ち、加工誤差演算手段６０は、この演算した被加工物１０の加工形状（Ｇ３）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｇ３−Ａ）が許容値（ｄ４）より大きい（Ｇ３−Ａ≧ｄ４）と、加工工具１８による仕上げ加工が適正に行われず、加工工具１８が摩耗している可能性が高いとしてステップＳ４−６に進み、加工工具１８の摩耗確認が行われ、生産加工プロセスＳ４の遂行が終了する。
【００７３】
一方、この加工誤差（Ｇ３−Ａ）が許容値（ｄ４）より小さい（Ｇ３−Ａ＜ｄ４）ときには、被加工物１０に対する仕上げ加工が適正に行われ、かく仕上げ加工した被加工物１０が商品（部品）として完成し、被加工物１０に対する加工が終了する。また、新たな被加工物１０に対する荒加工及び仕上げ加工を行うときには、ステップＳ４−１４からステップＳ４−２に戻り、被加工物１０に対する生産が終了するまで上述したステップＳ４−２〜ステップＳ４−１４が繰り返し遂行され、このようにして被加工物１０に対する加工が行われる。
【００７４】
以上、本発明に従う工作機械の加工制御方法の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。
【００７５】
例えば、上述した実施形態では、試削加工プロセスＳ３において、第１回目の試削加工の後に負荷係数（α）を演算して求めているが、この負荷係数は、例えば切削抵抗テーブルを作成する際に求めることもでき、この場合、第１回目の試削加工を省略することができる。
【００７６】
また、例えば、上述した実施形態では、基本動作プロセスＳ１の後に機上動作プロセスＳ２を実施し、次いで試削加工プロセスＳ３を実施し、その後仕上げ加工プロセスＳ４を実施しているが、機上動作プロセスＳ２と試削加工プロセスＳ３とを組み合わせて実施するようにしてもよく、或いは機上動作プロセスＳ２と生産加工プロセスＳ４とを組み合わせて実施するようにしてもよい。
【００７７】
また、例えば、上述した実施形態では、主軸部６が第１の方向（Ｚ軸方向）に移動自在に、支持テーブル１２が第２の方向（Ｘ軸方向）に移動自在に支持された形態のものに適用して説明したが、このような形態に限定されず、例えば、主軸部６が第２の方向（Ｘ軸方向）に移動自在に、支持テーブル１２が第１の方向（Ｚ軸方向）に移動自在に支持された形態のものなどにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
２ ＮＣ旋盤
４ ベッド本体
６ 主軸部
１０ 被加工物
１２ 支持テーブル
１８ 加工工具（切削工具）
２８ 工具移動用駆動源（リニアモータ）
４０ コントローラ
４２ 基本動作プログラム作成手段
４３ プログラム設定手段
４４ 機上動作プログラム修正手段
４６ 応答値演算手段
４７ 推力演算手段
４８ 機上動作プログラム判定手段
５０ 試削加工プログラム修正手段
５２ リニアスケール
５８ 負荷係数演算手段
６２ 試削加工プログラム判定手段
６４ 加工形状演算手段
６８ 仕上げ加工プログラム作成手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を旋削加工により三次元加工するに適した工作機械の加工制御方向に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物を三次元加工する場合、一般的にその加工データは三次元座標で示されるが、その加工のデータ量は膨大な点群データとなり、これら点群データを用いた加工は、５軸加工機によるエンドミル加工や研削加工となる。これらの加工では、膨大な点群データを用いる故に、データの処理速度に起因して低速送り、低除去量での加工となり、加工効率が悪くなる問題がある。
【０００３】
このようなことから、被加工物を三次元に加工する加工制御方法として、砥石を用いた加工制御方法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの加工制御方法では、工作機械として研削盤が用いられ、例えば特許文献１に開示されたものでは、研削盤本体に砥石台がＸ軸方向に移動自在に、またテーブルがＺ軸方向に移動自在に支持されている。砥石台には砥石が回転自在に取り付けられ、この砥石の回転軸線はＸ軸に対して傾斜して設けられている。また、テーブルには主軸台と心押し台が設けられ、かかる主軸台に設けられたチャックに被加工物（例えば、カムシャフト）の一端部が保持され、チャックに保持された被加工物の他端部は心押し台に支持される。
【０００４】
この研削盤を用いた加工制御方法では、加工用砥石が所定方向に回動され、かかる砥石が被加工物に作用して研削加工が行われる。この研削加工の際には、テーブル（即ち、被加工物）はＺ軸方向に一定速度で移動されるとともに、砥石台（即ち、加工用砥石）が被加工物の回転角度に応じてＸ軸方向に移動され、このようにして砥石を用いて被加工物（例えば、カムシャフト）に対して三次元加工が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４１７１号公報
【特許文献２】特開２００６−３１５１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような研削盤を用いた加工方法では、加工工具として砥石を用いるために単位時間当たりの加工量が少なく、被加工物を所定の形状に加工するための加工時間が長くなる問題がある。このような問題は、砥石を用いた研削加工に起因するものであり、それ故に、研削加工以外の他の加工制御方法による加工効率の高い三次元加工制御方法の実現が望まれている。
【０００７】
本発明は、加工効率の高い旋削加工により被加工物に対する三次元加工を行うことができる工作機械の加工制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の工作機械の加工制御方法は、被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を試削加工する試削加工プロセスにおいては、目標形状値に基づいて作成された試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定し、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記試削加工プログラムを生産加工プログラムとし、この測定加工形状値と前記目標形状値との加工誤差が前記所定許容値より大きいと、試削加工時の切削抵抗を考慮して前記試削加工プログラムを修正することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の工作機械の加工制御方法では、前記試削加工プログラムの修正の際に、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記切削抵抗テーブルを用いて前記試削加工プログラムにおける位置情報の修正を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載の工作機械の加工制御方法では、前記試削加工プロセスにおいては、第１回目の試削加工では、試削加工後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、第１回目の試削加工における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及び第１回目の試削加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を演算し、そして、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに第２回目の試削加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載の工作機械の加工制御方法は、被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を生産加工する生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムを用いて被加工物に荒加工を施し、この荒加工後の被加工物の加工形状値と仕上げ切込みを考慮した目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記生産加工プログラムを荒加工時の切削抵抗を考慮して修正して仕上げ加工プログラムとし、この仕上げ加工プログラムを用いて荒加工後の被加工物を仕上げ加工することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載の工作機械の加工制御方法では、前記生産加工プログラムの修正に際して、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記生産加工プログラムを前記切削抵抗テーブルを用いて前記仕上げ加工プログラムに変換することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載の工作機械の加工制御方法では、被加工物を加工した後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、この加工時における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及びこの加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を予め演算し、前記生産加工プロセスにおいては、前記生産加工プログラムによる荒加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに荒加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて荒加工後の被加工物の加工形状を演算し、また前記仕上げ加工プログラムによる仕上げ加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに仕上げ加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて仕上げ加工後の被加工物の加工形状を演算することを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の請求項７に記載の工作機械の加工制御方法は、被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
目標形状値に基づいて作成した加工プログラムを用いて前記加工工具により被加工物に加工を施し、この加工後の被加工物の加工形状の測定においては、前記加工工具の加工先端部の形状と同一の形状の測定子を有する形状測定器を前記支持テーブルに取り付け、前記形状測定器を用いて被加工物の加工形状を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の工作機械の加工制御方法によれば、試削加工プロセスにおいては、目標形状値に基づいて作成された試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定する。そして、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、この試削加工プログラムが適切な加工プログラムであるとし、この試削加工プログラムを用いて生産加工プログラムを設定するので、この生産加工プログラムを用いて被加工物を精度良く生産加工することができる。一方、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より大きいと、この試削加工プログラムを用いて生産加工すると加工誤差が大きくなるとして試削加工プログラムの修正を行う。このとき、試削加工時の切削抵抗を考慮して試削加工プログラムの修正を行うので、この修正は、実際の切削加工を考慮したものとなり、この修正試削加工プログラムを用いて加工を行うことにより、加工誤差を少なくすることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に記載の工作機械の加工制御方法によれば、試削加工プログラムの修正の際に、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、切削抵抗テーブルを用いて試削加工プログラムにおける位置情報の修正を行うので、試削加工時の切削抵抗を考慮した試削加工プログラムの修正を所要の通りに行うことができる。
【００１７】
また、本発明の請求項３に記載の工作機械の加工制御方法によれば、試削加工プロセスにおいては、第１回目の試削加工では、試削加工後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、第１回目の試削加工における測定加工形状値と支持テーブルに関する応答値との位置誤差及び第１回目の試削加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を演算し、そして、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を、この負荷係数並びに第２回目の試削加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算するので、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を比較的短時間に且つ容易に把握することができる。尚、試削加工を３回以上行う場合、３回以降においても、２回目と同様に、この負荷係数並びに第３回目の試削加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項４に記載の工作機械の加工制御方法によれば、生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムを用いて被加工物に荒加工を施し、この荒加工後の被加工物の加工形状値と仕上げ切込みを考慮した目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、この生産加工プログラムにより適切に荒加工されたとする。そして、このときには、荒加工時の切削抵抗を考慮してこの生産加工プログラムを修正して仕上げ加工プログラムと設定するので、この仕上げ加工プログラムを用いて被加工物を高精度に仕上げ加工することができる。また、このように荒加工した後に仕上げ加工プログラムを用いて仕上げ加工をするので、被加工物の素材形状のバラツキによる外乱を補償することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項５に記載の工作機械の加工制御方法によれば、生産加工プログラムの修正に際して、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、生産加工プログラムを切削抵抗テーブルを用いて仕上げ加工プログラムに変換するので、生産加工プログラムに荒加工時の切削抵抗を考慮して仕上げ加工プログラムを作成し、この仕上げ加工プログラムを用いて荒加工後の被加工物を高精度に仕上げ加工することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項６に記載の工作機械の加工制御方法によれば、被加工物を加工した後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、この加工時における測定加工形状値と支持テーブルに関する応答値との位置誤差及びこの加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を予め演算し、生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムによる荒加工後の被加工物の加工形状を、この負荷係数並びに荒加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて荒加工後の被加工物の加工形状を演算するので、荒加工後の被加工物の加工形状を比較的短時間に容易に把握することができる。また、仕上げ加工プログラムによる仕上げ加工後の被加工物の加工形状を、この負荷係数並びに仕上げ加工における支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて仕上げ加工後の被加工物の加工形状を演算するので、仕上げ加工後の被加工物の加工形状を比較的短時間に容易に把握することができる。
【００２１】
更に、本発明の請求項７に記載の工作機械の加工制御方法によれば、目標形状値に基づいて作成された加工プログラムを用いて加工工具により被加工物に加工を施し、この加工後の被加工物の加工形状の測定においては、この加工工具の加工先端部の形状と同一の形状の測定子を有する形状測定器を支持テーブルに取り付けて測定するので、測定子の被加工物への干渉などを回避してその加工形状を比較的簡単に且つ正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に従う加工制御方法を実施するための工作機械の一例としてのＮＣ旋盤を簡略的に示す斜視図。
【図２】図１のＮＣ旋盤の制御系を簡略的に示すブロック図。
【図３】図２の制御系による制御全体の流れを簡略的に示すフローチャート。
【図４】図３のフローチャートにおける基本動作プログラムの作成の流れを示すフローチャート。
【図５】図２の制御系における機上動作プロセスの流れを示すフローチャート。
【図６】図２の制御系における試削加工プロセスの流れを示すフローチャート。
【図７】図２の制御系における生産加工プロセスの流れを示すフローチャート。
【図８】切込み量、すくい角及びモータの負荷との関係を示す図。
【図９】図８の関係を三次元的に示す図。
【図１０】図１０（ａ）は、加工工具の一例を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、被加工物の加工後の形状を測定するための形状測定器を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う工作機械の加工制御方法について説明する。まず、図１を参照して、この加工制御方法を実施するための工作機械の一例としてのＮＣ旋盤について説明する。
【００２４】
図１において、図示のＮＣ旋盤２は、工場の床面などに設置されるベッド本体４を備え、ベッド本体４の片側部（図１において右上部）に主軸部６が配設され、この主軸部６とベッド本体４との間に第１支持機構（図示せず）が介在されている。主軸部６には主軸（図示せず）が回転自在に支持され、この主軸にチャック手段８が装着され、加工すべき被加工物１０は、このチャック手段８に着脱自在に保持される。
【００２５】
第１支持機構は、第１の方向（主軸の軸線方向のＺ軸方向であって、図１において左下から右上の方向）に延びる一対の第１案内支持部（図示せず）を有し、かかる一対の第１案内支持部がベッド本体４の片側部上面に配設され、主軸部６は、第１支持機構の一対の案内支持部に支持され、これらに沿って第１の方向に往復移動自在に支持される。
【００２６】
また、ベッド本体４の他側部（図１において左下部）には支持テーブル１２が配設され、この支持テーブル１２とベッド本体４との間に第２支持機構（図示せず）が介在されている。支持テーブル１２は矩形状であり、その上部に工具取付部１４が設けられている。この工具取付部１４には工具ホルダ１６が回転自在に装着され、かかる工具ホルダ１６に加工工具１８（例えば、切削工具）が取り付けられる。
【００２７】
第２支持機構は、第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向（主軸の軸線に対して実質上垂直なＸ軸方向であって、図１において右下から左上の方向）に延びる一対の第２案内支持部（図示せず）を有し、一対の第２案内支持部がベッド本体４の他側部上面に配置され、支持テーブル１２は、第２支持機構の一対の第２案内支持部に支持され、これらに沿って第２の方向に往復移動自在に支持されている。
【００２８】
図１とともに図２を参照して、このＮＣ旋盤２においては、主軸部６の主軸（図示せず）に関連して、例えば電動モータから構成される主軸移動用駆動源２０及び主軸回転用駆動源２２が設けられ、主軸移動用駆動源２０がベッド本体４に配設され、主軸回転用駆動源２２が主軸部６に配設されている。主軸移動用駆動源２０は、リニアモータから構成するのが好ましく、その可動子が主軸部６に取り付けられ、可動子が所定方向（又は所定方向と反対方向）に移動すると、主軸部６が矢印３２（又は矢印３４）で示す方向、即ちＮＣ旋盤２の背面側に向けて（又はＮＣ旋盤２の手前側に向けて）に移動する。
主軸移動用駆動源２０と主軸部６との間には例えばボールねじ機構（図示せず）が介在され、この主軸移動用駆動源２０が所定方向（又は所定方向と反対方向）に回動すると、ボールねじ機構を介して主軸部６が矢印２４（又は矢印２６）で示す方向、即ち加工工具１８に近接する方向（又は離隔する方向）に移動する。また、主軸回転用駆動源２２が所定方向に回動すると、主軸及びチャック手段８が矢印２７で示す方向に回動する。
【００２９】
また、支持テーブル１２の加工工具１８に関連して、例えば電動モータから構成される工具移動用駆動源２８及び工具回転用駆動源３０が設けられ、工具移動用駆動源２８がベッド本体４に配設され、工具回転用駆動源３０が支持テーブル１２に配設されている。工具移動用駆動源２８は、リニアモータから構成するのが好ましく、その可動子が支持テーブル１２に取り付けられ、可動子が所定方向（又は所定方向と反対方向）に移動すると、支持テーブル１２が矢印３２（又は矢印３４）で示す方向、即ちＮＣ旋盤２の左側に向けて（又はＮＣ旋盤２の右側に向けて）に移動する。また、工具回転用駆動源３０が所定方向に回動すると、工具ホルダ１６及び加工工具１８は、矢印３６で示す方向に回動する。尚、この実施形態では、加工工具１８は、図２において上から見て反時計方向に回転させているが、これとは反対に、図２において上から見て時計方向に回転させるようにしてもよい。
【００３０】
このＮＣ旋盤２においては、図１に示すように、加工工具１８（この形態では、切削工具）は、断面が円形状のものから構成され、その上端部全周が加工用刃先として機能し、後述するように被加工物１０の表面に作用して切削加工を行う。
【００３１】
このＮＣ旋盤２は、図２に示す制御系を備えており、かかる制御系によって後述する如くして被加工物１０の加工が行われる。この制御系は、ＮＣ旋盤２（即ち、主軸移動用駆動源２０、主軸回転駆動源２２、工具移動用駆動源２８及び工具回転用駆動源３０）を作動制御するためのコントローラ４０を備えており、このコントローラ４０は、基本動作プログラム作成手段４２、プログラム設定手段４３、機上動作プログラム修正手段４４、応答値演算手段４６、機上動作プログラム判定手段４８及び試削加工プログラム修正手段５０を含んでいる。基本動作プログラム作成手段４２は、被加工物１０の加工形状の目標形状値（Ａ）に基づいて後述するように基本動作プログラムを作成し、プログラム設定手段４３は、機上動作プロセスに移った際にこの基本動作プログラムを後述する如くして機上動作プログラムとして設定する。また、このプログラム設定手段４３は、後に説明するように、機上動作プロセスから試削加工プロセスに移った際に機上動作プログラムを後述する如くして試削加工プログラムとして設定し、また試削加工プロセスから生産加工プロセスに移った際に試削加工プログラムを後述する如くして生産加工プログラムとして設定する。また、機上動作プログラム修正手段４４は、摩擦力テーブルに基づいて機上動作プログラムを後述する如く修正する。
【００３２】
応答値演算手段４６は、次のようにして応答値（Ｂ）を演算する。この形態では、応答値（Ｂ）を演算するためにリニアスケール（ＬＭスケール）５２が用いられ、図１に示すように、ベッド本体４側に固定側スケール５４が取り付けられ、また支持テーブル１２側に動作側スケール５６が取り付けられ、このリニアスケール５４からの検知信号がコントローラ４０に送給され、この応答値演算手段４６は、かかるリニアスケール５４からの検知信号に基づいて応答値（換言すると、ベッド本体４（被加工物１０）に対する支持テーブル１２（加工工具１８）の相対的な位置ずれ量）を演算する。
【００３３】
更に、機上動作プログラム判定手段４８は、機上動作プログラムの修正が必要か否かの判定を行う。また、試削加工プログラム修正手段５０は、切削抵抗テーブルに基づいて試削加工プログラムを後述する如く修正する。
【００３４】
このコントローラ４０は、更に、負荷係数演算手段５８、加工誤差演算手段６０、試削加工プログラム判定手段６２、加工形状演算手段６４、工具摩耗判定手段６６及び仕上げ加工プログラム作成手段６８及びメモリ手段７０を含んでいる。この形態では、試削加工後の後に生産加工を行っていることから、負荷係数演算手段５８は、この試削加工において負荷係数を演算しているが、試削加工を行わずに生産加工を行うときには、この生産加工において負荷係数を演算するようになる。
【００３５】
この負荷係数演算手段５８は、試削加工後の被加工物１０について実際に測定した加工形状値（Ｃ）と、試削加工時のリニアスケール５２の応答値（Ｂ２）と、工具移動用駆動源２８（リニアモータ）の推力（Ｆ１）（リニアモータの場合、駆動用電流値から算出される推力）に基づいて演算し、この負荷係数（α）は、
負荷係数α＝Ｆ１／（Ｃ−Ｂ２） ・・・（１）
で表され、上記（１）式を利用して演算することができる。尚、工具移動用駆動源２８の推力を演算するために、その駆動回路に駆動用電流を検知するための電流検知手段５１が設けられ、この電流検知手段５１からの検知信号がコントローラ４０に送給され、このコントローラ４０は、電流検知手段５１からの検知信号に基づいてモータの負荷値（リニアモータの推力値）を演算する推力演算手段４７を含んでいる。
【００３６】
また、加工誤差演算手段６０は、加工形状値（測定した加工形状値（Ｃ）又は演算した加工形状値（Ｇ））と目標形状値（Ａ）との加工誤差を演算し、試削加工プログラム判定手段６２は、試削加工プログラムの修正が必要であるか否かの判定を行う。更に、加工形状演算手段６４は、試削加工時の工具移動用駆動源２８の推力（Ｆ１）と、負荷係数演算手段５８により演算された負荷係数（α）と、試削加工時のリニアスケール５２の応答値（Ｂ２）に基づいて被加工物１０の加工形状（加工形状値）を演算し、試削加工時の被加工物１０の加工形状（Ｇ１）は、
加工形状（Ｇ１）＝（Ｆ１／α）＋Ｂ２ ・・・（２）
で表され、上記（２）式を用いて演算することができる。尚、この形態では、後述するように、この加工形状演算手段６４は、生産加工後の被加工物１０の加工形状（Ｇ２）及び仕上げ加工後の被加工物１０の加工形状（Ｇ３）も演算する。
【００３７】
更に、工具摩耗判定手段６６は、後述する如くして加工工具１８が摩耗しているか否かを判定する。また、仕上げ加工プログラム生成手段６８は、後述する如くして仕上げ加工プログラムを生成する。更にまた、メモリ手段７０には、図２に示すように、後述する如くして測定した測定加工形状データ、負荷係数演算手段５８により演算された負荷係数（α）、リニアスケール５２の応答値データ、各種許容値データ、摩擦力テーブル、切削抵抗テーブルが登録されているとともに、基本動作プログラム、機上動作プログラム、試削加工プログラム、生産加工プログラム及び仕上げ加工プログラムなどが登録される。
【００３８】
次に、図１及び図２とともに図３〜図７を参照して、上述した制御系による加工制御の概要について説明する。この実施形態では、図３に示すように、まず、基本動作プロセスＳ１が遂行され、この基本動作プロセスＳ１において、形状データに基づいて基本動作プログラムが作成される。次いで、機上動作プロセスＳ２が遂行され、この機上動作プロセスＳ２において、作成された基本動作プログラムに基づいて機上動作プログラムが作成され、この機上動作プログラムでの動作（非加工での動作）が行われる。そして、機上動作プログラムが適正であると、この機上動作プログラムが完成する。尚、機上動作プログラムが適正でないと、摩擦力テーブルに基づいてその修正が行われ、この修正が１回又は複数回行われて機上動作プログラムが完成する。
【００３９】
次に、試削加工プロセスＳ３が遂行され、被加工物１０に対する試削加工が行われる。この試削加工プロセスＳ３においては、完成した機上動作プログラムに基づいて試削加工プログラムが作成され、この試削加工プログラムを用いて試削加工が行われる。そして、試削加工プログラムが適正であると、試削加工プログラムが完成する。尚、試削加工プログラムが適正でないと、切削抵抗テーブルに基づいてその修正が行われ、この修正が１回又は複数回行われて試削加工プログラムが完成する。
【００４０】
その後、生産加工プロセスＳ４が遂行され、被加工物１０に対する荒加工及び仕上げ加工が行われる。この生産加工プロセスＳ４においては、試削加工プログラムに基づいて仕上げ切込み（Ｔ）を考慮して生産加工プログラムが作成され、この生産加工プログラムを用いて被加工物の荒加工が行われる。そして、被加工物１０に対する荒加工が適正であると、切削抵抗テーブルに基づいて生産加工プログラムの修正が行われて仕上げ加工プログラムが作成され、この仕上げ加工プログラムを用いて被加工物１０に対する仕上げ加工が行われ、この仕上げ加工が適正であると、商品（加工部品）が完成し、このようにして被加工物１０に対する加工が施される。
【００４１】
次に、上述したフローチャートにおける各動作プロセスについて、更に、具体的に説明する。まず、図３とともに図４を参照して、基本動作プロセスＳ１について説明する。ＮＣ旋盤２のコントローラ４０に関連して入力装置８２が設けられ、この入力装置８２は、手で入力操作するための操作パネルの如き操作入力装置８４と、作成したデータを入力するためのデータ入力装置８６とを備えている。この形態では、基本動作プロセスＳ１はコントローラ４０と別個のパソコン（図示せず）にて行われ、パソコンにて作成された基本動作プログラムがデータ入力装置８６を介してコントローラ４０に送られ、そのメモリ手段７０に登録される。
【００４２】
基本動作プロセスＳ１においては、被加工物１０の加工形状に関するデータの入力が行われ（ステップＳ１−１）、このデータの入力及び入力されたデータの処理は、パソコン（図示せず）にて行われる。
【００４３】
次いで、被加工物１０の所定回転角度（即ち、主軸の所定回転角度）毎の被加工物１０の加工位置を設定する。この所定回転角度とは、例えば、０．５〜２度程度の角度、例えば１度の角度に設定することができ、この回転角度が１度の場合、被加工物１０の全周を３６０に分割して次の通りの作業が行われる。そして、各加工位置において、加工工具１８のすくい面と被加工物１０の形状表面（例えば、三次元カムの表面）との交線を作成する（ステップＳ１−２）。
【００４４】
次に、ステップＳ１−２にて得られた交線のスプライン曲線上に加工工具１８の送り量を考慮した通過点を改めてこのスプライン曲線上に作成する（ステップＳ１−３）。このとき、加工工具１８の形状に起因して、その半径の影響でもって加工位置により切込みすぎる箇所が生じるために、加工工具１８のすくい面上においてスプライン曲線の法線方向に加工工具１８の半径Ｒだけオフセットした基準点軌跡点列を作成する（ステップＳ１−４）。そして、この基準点軌跡点列を連結することによって、軌跡点列連結データを作成する。
【００４５】
その後、ステップＳ１−４で作成された基準点軌跡点列を連結した軌跡点列連結データに基づいて被加工物１０の所定回転角度毎の第１の方向（即ち、図１のＺ軸方向）における送り速度が一定となる補正基準点軌跡点列を作成する（ステップＳ１−５）。そして、ステップＳ１−５にて作成した補正基準点軌跡点列を連結した補正軌跡点列連結データに基づいて主軸（即ち、被加工物１０）の所定回転角度毎の第２の方向（図１においてＸ軸方向）の送り量を算出し、第１の方向の所定送り量及び第２の方向の算出された送り量に基づいて旋削加工データを作成する（ステップＳ１−６）。
【００４６】
このように作成された切削加工データ、即ち目標形状値（Ａ）は、データ入力装置８６を介してコントローラ４０に入力され、かかる入力の際に、操作入力手段８４を入力操作して必要な命令が付加され、このようにして基本加工制御プログラム、即ち基本動作プログラムが作成され（ステップＳ１−７）、作成された基本動作プログラムがコントローラ４０のメモリ手段７０に登録される。尚、この基本プログラムの作成方法については、特願２０１０−２１８０３８号（出願日：平成２２年９月２９日）の明細書及び図面に開示された方法と実質上同一であり、従って、その詳細についてはその明細書及び図面を参照されたい。
【００４７】
基本動作プロセスＳ１の次に実行される機上動作プロセスＳ２は、図５に示すフローチャートに沿って遂行される。図２及び図５において、機上動作プロセスＳ２においては、摩擦力テーブルに基づいて基本動作プログラムが修正され（ステップＳ２−１）、またこの修正の際に補間処理及び加減速処理が行われ、プログラム設定手段４３は、基本動作プログラムをこのように修正して機上動作プログラムとして設定する（ステップＳ２−２）。メモリ手段７０に登録されている摩擦力テーブルとは、ＮＣ旋盤２の摩擦特性に関するテーブルであって、主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）の移動の際に生じる摩擦力に関する第１摩擦力テーブルと、支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）の移動の際に生じる摩擦力に関する第２摩擦力テーブルとを含み、この摩擦力テーブルに基づいて、基本動作プログラムにおける第１の方向（Ｚ軸方向）の送り量及び第２の方向（Ｘ軸方向）の送り量が修正され、このようにして機上動作プログラムが作成される。
【００４８】
そして、作成された機上動作プログラムを用いて、このＮＣ旋盤２のテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われる（ステップＳ２−３）。このテーブル動作においては、被加工物１０をチャック手段８に装着することなく行われる（即ち、非切削で行わる）。
【００４９】
このテーブル動作の際には、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ１）を演算し（ステップＳ２−４）、演算された応答値（Ｂ１）がメモリ手段７０に記憶される。
【００５０】
その後、ステップＳ２−５に移り、作成された機上動作プログラムが適正であるか否かが判断される。リニアスケール５２による応答値（Ｂ１）と目標形状値（Ａ）との誤差値（Ｂ１−Ａ）が許容値（ｄ１）より小さい（Ｂ１−Ａ＜ｄ１）ときには、加工の際の摩擦力による影響が許容範囲内として、機上動作プログラム判定手段４８は機上動作プログラムが適正であると判定し、これでもって機上動作プログラムが完成し（ステッＳ２−６）、完成した機上動作プログラムがメモリ手段７０に登録され、その後試削加工プロセスＳ３に移る。
【００５１】
一方、リニアスケール５２による応答値（Ｂ１）と目標形状値（Ａ）との誤差値（Ｂ１−Ａ）が許容値（ｄ１）より大きい（Ｂ１−Ａ≧ｄ１）ときには、加工の際の摩擦力による影響が許容範囲を超えて精度の高い加工ができないとして、機上動作プログラム判定手段４８は機上動作プログラムが適正でないと判定し、ステップＳ２−５からステップＳ−７に移る。このときには、機上動作プログラムの動作補償（学習制御）が行われ、ステップＳ２−１に戻って摩擦力テーブルに基づいて、機上動作プログラムにおける第１の方向（Ｚ軸方向）の送り量及び第２の方向（Ｘ軸方向）の送り量が修正され、このようにして機上動作プログラム修正手段４４による機上動作プログラムの修正が行われる。その後、上述したと同様にしてテーブル動作が行われた後に機上操作プログラムが適正であるか否かの判断が行われ、機上動作プログラム判定手段４８が機上動作プログラムが適正であると判定するまで、上述したステップＳ２−１〜ステップＳ２−５及びステップＳ２−７が繰返し遂行され、このように機上動作プログラムを修正して最終的な機上動作プログラムが完成する。
【００５２】
機上動作プロセスＳ２の次に実行される試削加工プロセスＳ３は、図６に示すフローチャートに沿って遂行される。試削加工プロセスＳ３においては、切削抵抗テーブルに基づいて機上動作プログラムが修正され（ステップＳ３−１）、またこの修正の際に補間処理及び加減速処理が行われ、プログラム設定手段４３は、機上動作プログラムをこのように修正して試削加工プログラムとして設定する（ステップＳ３−２）。
【００５３】
ここで図８〜図１０を参照して切削抵抗テーブルについて説明する。この切削抵抗テーブルは、加工中に発生する外乱が切込み量とすくい角の変動に大きく依存するために、試削加工、後述する荒加工及び仕上げ加工の各条件毎に作成するのが好ましい。一般的な素材（被加工物１０）についての切削抵抗は、公知の算出方法が存在しており、この算出方法を用いて基礎となる切削抵抗の表を作成し、この表に基づいて切削抵抗テーブルを作成する。
【００５４】
例えば、（ｎ−１）順目のｊ番目の点（座標点）における被加工物の形状値をＸＳｎ−１，ｊとし、（ｎー１）順目のｊ番目の点におけるスケールフィードバック値をＸｎ−１，ｊとし、ｎ順目のｊ番目の点における被加工物の形状値をＸＳｎ，ｊとし、ｎ順目のｊ番目の点におけるスケールフィードバック値をＸｎ，ｊとし、（ｎー１）順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（リニアモータの推力）をＦｘｎ−１，ｊとし、ｎ順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（リニアモータの推力）をＦｘｎ，ｊとし、工具歪み係数をαとすると、（ｎ−１）順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（Ｆｘｎ−１，ｊ）は、
Ｆｘｎ−１，ｊ＝α（ＸＳｎ−１，ｊ−Ｘｎ−１，ｊ ） ・・・（３）
となり、この（３）式を利用して工具歪み係数（α）を算出すると、
α＝Ｆｘｎ−１，ｊ ／（ＸＳｎ−１，ｊ −Ｘｎ−１，ｊ ） ・・・（４）
となる。同様にｎ順目のｊ番目の点におけるＸ軸方向のモータ負荷（Ｆｘｎ，ｊ）は、
Ｆｘｎ，ｊ＝α（ＸＳｎ，ｊ−Ｘｎ，ｊ ） ・・・（５）
となり、この（５）式を利用してｎ順目のｊ番目の点における被加工物の形状値（Ｘｓｎ，ｊ）を算出すると、
Ｘｓｎ，ｊ ＝（Ｆｘｎ，ｊ／α）＋Ｘｎ，ｊ ・・・（６）
となる。
【００５５】
ここで、切込み量（ｔ）を算出すると、切込み量（ｔｊ）は、
ｔｊ＝ＸＳｎ−１，ｊ −ＸＳｎ，ｊ ・・・（７）
となる。そして、切込み量とモータ負荷（リニアモータの推力）との関係をテーブル化するために、切込み量（ｔｊ）とモータ負荷（Ｆｘｎ，ｊ）との関係係数をβとすると、モータ負荷（Ｆｘｎ，ｊ）は、
Ｆｘｎ，ｊ ＝βｊ×ｔｊ
＝βｊ（ＸＳｎ−１，ｊ −ＸＳｎ，ｊ ） ・・・（８）
と表すことができ、このことから、切込み量（ｔ）とモータ負荷（Ｆｘ）とのデータテーブルとして表すことができる。
【００５６】
そして、このような関係を利用して図８に示す表を作成することができ、この図８は、切込み量ｔ（ｍｍ）、すくい角（度）及びモータ負荷（リニアモータの推力）との関係を示す、この図８の関係を三次元的に示すと図９に示す通りとなる。図８及び図９のデータを得るには、加工工具１８のすくい角の変化の最大値と最小値の範囲内で少なくとも３つの条件（この実施形態では、すくい角２８度、３６度及び４４度の三つの条件）で加工を行って作成することができ、図９において、すくい角２８度のデータが曲線Ａ−１で示す通りとなり、すくい角３６度のデータが曲線Ａ−２で示す通りとなり、またすくい角４４度のデータが曲線Ａ−３で示す通りとなり、その他のすくい角に関するテータは、これら三つのデータを利用した補間処理により算出することができる。
【００５７】
この試削加工プロセスＳ３においては、作成された試削加工プログラムを用い、チャック手段８に被加工物１０を取り付け、支持テーブル１２（工具ホルダ１６）に加工工具１８（切削工具）を取り付け、このＮＣ旋盤２のテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われ（ステップＳ３−３）、このようにして被加工物１０に対する試削加工が行われる。
【００５８】
このテーブル動作の際には、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ１）を演算し（ステップＳ３−４）、演算された応答値（Ｂ２）がメモリ手段７０に記憶される。また、電流検知手段５１からの検知電流に基づいて推力演算手段４７が工具移動用駆動源２８の負荷値（この形態では、リニアモータの推力値）を演算し（ステップＳ３−４）、この負荷値（推力値）がメモリ手段７０に登録される。
【００５９】
その後、負荷係数（α）が算出されているか否か（換言すると、第１回目の試削が否か）が判断され、負荷係数（α）が算出されていないときには、ステップＳ３−５からステップＳ３−６に進み、試削加工後の被加工物１０の加工形状（Ｃ）の測定が行われ、負荷係数演算手段５８は、この加工形状値（Ｃ）を用い、上記式（１）を利用して負荷係数（α）を演算し（ステップＳ３−７）、演算された負荷係数（α）は、メモリ手段７０に登録される。
【００６０】
この被加工物１０の加工形状の測定は、加工工具１８の加工先端部（具体的には、被加工物１０を加工する刃先部）と同一形状のものを用い、この測定子を有する測定具を支持テーブル１２の工具ホルダ１６に取り付けて被加工物１０の外形形状を測定するのが好ましい。例えば、円筒形の加工工具１８を用いた場合、この加工工具１８の円筒形の一部と同一形状の円弧状の測定子を用いて被加工物１０の外形形状を測定するのが望ましい。また、例えば、図１０（ａ）に示す切削工具１０２を用いて被加工物１０Ａを切削加工した場合、その加工工具１０２の加工先端部１０４（刃先部）と同一形状の測定子１０８を有する測定具１０６を用いて加工するのが望ましく、このような測定子１０８を備えた測定具１０６を用いることにより、比較的簡単に且つ正確に被加工物１０Ａの外形形状を測定することができる。
【００６１】
このようにして負荷係数（α）が演算されると、ステップＳ３−８に進み、この試削加工が適正に行われたか否かが判断される。即ち、加工誤差演算手段６０は、被加工物１０の加工形状測定値（Ｃ）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｃ−Ａ）を演算し、試削加工プログラム判定手段６２は、演算された加工誤差が許容値（ｄ２）より小さい（Ｃ−Ａ＜ｄ２）と試削加工が適切に行われ、この試削加工プログラムが適正であると判定し、ステップＳ３−９に進み、試削加工プログラムが完成し、完成した試削加工プログラムがメモリ手段７０に登録され、その後生産加工プロセスＳ４に移る。
【００６２】
一方、加工誤差演算手段６０により演算されたこの加工誤差（Ｃ−Ａ）が許容値（ｄ２）より大きい（Ｃ＝Ａ≧ｄ２）ときには、被加工物１０の試削が適切に行われず、精度の高い加工ができないとして、試削加工プログラム判定手段６２は試削加工プログラムが適正でないと判定し、ステップＳ３−８からステップＳ３−１０に移る。このときには、試削加工プログラムの動作補償（学習制御）が行われ、ステップＳ３−１に戻って切削抵抗テーブルに基づいて、試削加工プログラムにおける第１の方向（Ｚ軸方向）の送り量及び第２の方向（Ｘ軸方向）の送り量が修正される。このとき、試削加工時の切削抵抗、換言するとテーブル動作時のテータ推力に基づき、この切削定稿テーブルを用いて試削加工プログラム修正手段５０による試削加工プログラムの修正が行われる。その後、上述したと同様にして被加工物１０に対する試削加工が行われ、その後ステップＳ３−４及びステップＳ３−５を経てステップＳ３−１１に移り、負荷係数（α）を用いて被加工物１０の加工形状の演算が行われる。即ち、加工形状演算手段６４は、試削加工時の工具移動用駆動源２８の負荷値（Ｆ１）（リニアモータの推力）、リニアスケール５２の応答値（Ｂ２）及び負荷係数（α）を用い、上記（２）式を利用して加工形状を演算し、このように演算することによって、比較的短時間に且つ用に被加工物１０の加工形状を把握することができる。
【００６３】
その後、ステップＳ３−１２に進み、加工誤差演算手段６０は、この演算した加工形状（Ｇ１）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｇ１−Ａ）を演算し、試削加工プログラム判定手段６２は、この加工誤差（Ｇ１−Ａ）が許容値（ｄ２）より小さい（Ｇ１−Ａ＜ｄ２）と修正後の試削加工が適切に行われ、この試削加工プログラムが適正であると判定する。そして、ステップＳ３−９に進み、この修正によって試削加工プログラムが完成し、完成した試削加工プログラムがメモリ手段７０に登録され、生産加工プロセスＳ４に移る。尚、この加工誤差（Ｇ１−Ａ）が許容値（ｄ２）より大きい（Ｇ１−Ａ≧ｄ２）ときには、ステップＳ３−１０に戻り、ステップＳ３−１〜ステップＳ３−５、ステップＳ３−１１及びステップＳ３−１２が繰り返し遂行され、このように試削加工プログラムを修正して最終的な試削加工プログラムが完成する。
【００６４】
試削加工プロセスＳ３の次に実行される生産加工プロセスＳ４は、図７に示すフローチャートに沿って遂行される。この生産加工プロセスＳ４においては、プログラム設定手段４３は、上述した如くして作成された切削加工プログラムに基づき仕上げ切込み（Ｔ）を考慮して生産加工プログラムを作成し、作成した生産加工プログラムがメモリ手段７０に登録される（ステップＳ４−１）。そして、この生産加工プログラムを用い、チャック手段８に被加工物１０を取り付け、支持テーブル１２（工具ホルダ１６）に加工工具１８（切削工具）を取り付け、このＮＣ旋盤２のテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われ（ステップＳ４−２）、このようにして被加工物１０に対する荒加工が行われる。
【００６５】
このテーブル動作の際には、上述したと同様に、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ３）を演算し（ステップＳ４−３）、演算された応答値（Ｂ３）がメモリ手段７０に記憶される。また、電流検知手段５１からの検知電流に基づいて推力演算手段４７が工具移動用駆動源２８の負荷値（この形態では、リニアモータの推力値）を演算し（ステップＳ４−３）、この負荷値（Ｆ２）（推力値）がメモリ手段７０に登録される。
【００６６】
その後、負荷係数（α）を用いて被加工物１０の加工形状（Ｇ２）の演算が行われる（ステップＳ４−４）。即ち、加工形状演算手段６４は、荒加工時の工具移動用駆動源２８の負荷値（Ｆ２）（リニアモータの推力）、リニアスケール５２の応答値（Ｂ３）及び負荷係数（α）を用い、上記（２）式を利用して加工形状（Ｇ２）を演算し、このように演算することによって、比較的短時間に且つ容易に被加工物１０の加工形状を把握することができる。
【００６７】
そして、ステップＳ４−５において、荒加工が適正に行われたか否かが判断される。即ち、加工誤差演算手段６０は、この演算した被加工物１０の加工形状（Ｇ２）と仕上げ切込み（Ｔ）を加えた値（Ｇ２＋Ｔ）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｇ２＋Ｔ−Ａ）が許容値（ｄ３）より大きい（Ｇ２＋Ｔ−Ａ≧ｄ３）と、加工工具１８による荒加工が適正に行われず、加工工具１８が摩耗している可能性が高いとしてステップＳ４−６に進み、加工工具１８の摩耗確認が行われ、生産加工プロセスＳ４の遂行が終了する。
【００６８】
一方、この加工誤差（Ｇ２＋Ｔ−Ａ）が許容値（ｄ３）より小さい（Ｇ２＋Ｔ−Ａ＜ｄ３）ときには、被加工物１０に対する荒加工が適正に行われたとして仕上げ加工に移る。この仕上げ加工に移る際に、商品の最終形状が目標形状値（Ａ）となるように、仕上げ加工の切込み量（ｔ）が設定され、この切込み量（ｔ）は、（Ｇ２−Ａ）に設定される（ステップＳ４−７）。また、このとき、仕上げ加工プログラム作成手段６８は、切削抵抗テーブルを利用して生産加工プログラムを修正し、補間処理及び加減速処理を施して仕上げ加工プログラムを作成する（Ｓ４−９）。この切削抵抗テーブルを用いた修正は、仕上げ加工時の切込み量（ｔ）より切削抵抗テーブルを用いて切削抵抗を算出する。リニアモータの場合、この切削抵抗は加速度と比例することから、これに加速度換算係数を乗じ、更に算出した加速度を２回積分して変位とし、生産加工プログラムにこの変位を加算することによって、切削抵抗による偏差を補償する。例えば、切削抵抗の負荷をＦ、支持テーブル１２の質量をｍとすると、Ｆ＝ｍａで表すことができ、このときの負荷Ｆが発生する加工点（加工工具１８により加工する部位）に加速度ａを２回積分した変位成分を加えることにより補償する。
【００６９】
このようにして仕上げ加工プログラムが作成されると、荒加工後の被加工物１０に対してこの仕上げ加工プログラムを用いたテーブル動作、即ち主軸部６の第１の方向（Ｚ軸方向）への移動及び支持テーブル１２の第２の方向（Ｘ軸方向）への移動が行われ（ステップＳ４−１０）、このようにして被加工物１０に対する仕上げ加工が行われる。
【００７０】
このテーブル動作の際には、上述したと同様に、リニアスケール５２からの検知信号がコントローラ４０に送られ、応答値演算手段４６は、リニアスケール５２からの検知信号に基づいて応答値（Ｂ４）を演算し（ステップＳ４−１１）、演算された応答値（Ｂ４）がメモリ手段７０に記憶される。また、電流検知手段５１からの検知電流に基づいて推力演算手段４７が工具移動用駆動源２８の負荷値（リニアモータの推力値）を演算し（ステップＳ４−１１）、この負荷値（Ｆ３）（推力値）がメモリ手段７０に登録される。
【００７１】
そして、上述したと同様に、負荷係数（α）を用いて仕上げ加工後の被加工物１０の加工形状（Ｇ３）の演算が行われる（ステップＳ４−１２）。即ち、加工形状演算手段６４は、仕上げ加工時の工具移動用駆動源２８の負荷値（Ｆ３）（リニアモータの推力）、リニアスケール５２の応答値（Ｂ４）及び負荷係数（α）を用い、上記（２）式を利用して加工形状（Ｇ３）を演算し、このように演算することによって、比較的短時間に且つ容易に仕上げ加工後の被加工物１０の加工形状を把握することができる。
【００７２】
そして、ステップＳ４−１３において、仕上げ加工が適正に行われたか否かが判断される。即ち、加工誤差演算手段６０は、この演算した被加工物１０の加工形状（Ｇ３）と目標形状値（Ａ）との加工誤差（Ｇ３−Ａ）が許容値（ｄ４）より大きい（Ｇ３−Ａ≧ｄ４）と、加工工具１８による仕上げ加工が適正に行われず、加工工具１８が摩耗している可能性が高いとしてステップＳ４−６に進み、加工工具１８の摩耗確認が行われ、生産加工プロセスＳ４の遂行が終了する。
【００７３】
一方、この加工誤差（Ｇ３−Ａ）が許容値（ｄ４）より小さい（Ｇ３−Ａ＜ｄ４）ときには、被加工物１０に対する仕上げ加工が適正に行われ、かく仕上げ加工した被加工物１０が商品（部品）として完成し、被加工物１０に対する加工が終了する。また、新たな被加工物１０に対する荒加工及び仕上げ加工を行うときには、ステップＳ４−１４からステップＳ４−２に戻り、被加工物１０に対する生産が終了するまで上述したステップＳ４−２〜ステップＳ４−１４が繰り返し遂行され、このようにして被加工物１０に対する加工が行われる。
【００７４】
以上、本発明に従う工作機械の加工制御方法の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。
【００７５】
例えば、上述した実施形態では、試削加工プロセスＳ３において、第１回目の試削加工の後に負荷係数（α）を演算して求めているが、この負荷係数は、例えば切削抵抗テーブルを作成する際に求めることもでき、この場合、第１回目の試削加工を省略することができる。
【００７６】
また、例えば、上述した実施形態では、基本動作プロセスＳ１の後に機上動作プロセスＳ２を実施し、次いで試削加工プロセスＳ３を実施し、その後仕上げ加工プロセスＳ４を実施しているが、機上動作プロセスＳ２と試削加工プロセスＳ３とを組み合わせて実施するようにしてもよく、或いは機上動作プロセスＳ２と生産加工プロセスＳ４とを組み合わせて実施するようにしてもよい。
【００７７】
また、例えば、上述した実施形態では、主軸部６が第１の方向（Ｚ軸方向）に移動自在に、支持テーブル１２が第２の方向（Ｘ軸方向）に移動自在に支持された形態のものに適用して説明したが、このような形態に限定されず、例えば、主軸部６が第２の方向（Ｘ軸方向）に移動自在に、支持テーブル１２が第１の方向（Ｚ軸方向）に移動自在に支持された形態のものなどにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
２ ＮＣ旋盤
４ ベッド本体
６ 主軸部
１０ 被加工物
１２ 支持テーブル
１８ 加工工具（切削工具）
２８ 工具移動用駆動源（リニアモータ）
４０ コントローラ
４２ 基本動作プログラム作成手段
４３ プログラム設定手段
４４ 機上動作プログラム修正手段
４６ 応答値演算手段
４７ 推力演算手段
４８ 機上動作プログラム判定手段
５０ 試削加工プログラム修正手段
５２ リニアスケール
５８ 負荷係数演算手段
６２ 試削加工プログラム判定手段
６４ 加工形状演算手段
６８ 仕上げ加工プログラム作成手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を試削加工する試削加工プロセスにおいては、目標形状値に基づいて作成した試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定し、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記試削加工プログラムを生産加工プログラムとし、この測定加工形状値と前記目標形状値との加工誤差が前記所定許容値より大きいと、試削加工時の切削抵抗を考慮して前記試削加工プログラムを修正することを特徴とする工作機械の加工制御方法。
【請求項２】
前記試削加工プログラムの修正の際に、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記切削抵抗テーブルを用いて前記試削加工プログラムにおける位置情報の修正を行うことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項３】
前記試削加工プロセスにおいては、第１回目の試削加工では、試削加工後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、第１回目の試削加工における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及び第１回目の試削加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を演算し、そして、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに第２回目の試削加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算することを特徴とする請求項１に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項４】
被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を生産加工する生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムを用いて被加工物に荒加工を施し、この荒加工後の被加工物の加工形状値と仕上げ切込みを考慮した目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記生産加工プログラムを荒加工時の切削抵抗を考慮して修正して仕上げ加工プログラムとし、この仕上げ加工プログラムを用いて荒加工後の被加工物を仕上げ加工することを特徴とする工作機械の加工制御方法。
【請求項５】
前記生産加工プログラムの修正に際して、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記生産加工プログラムを前記切削抵抗テーブルを用いて前記仕上げ加工プログラムに変換することを特徴とする請求項４に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項６】
被加工物を加工した後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、この加工時における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及びこの加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を予め演算し、前記生産加工プロセスにおいては、前記生産加工プログラムによる荒加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに荒加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて荒加工後の被加工物の加工形状を演算し、また前記仕上げ加工プログラムによる仕上げ加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに仕上げ加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて仕上げ加工後の被加工物の加工形状を演算することを特徴とする請求項４に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項７】
被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
目標形状値に基づいて製作した加工プログラムを用いて前記加工工具により被加工物に加工を施し、この加工後の被加工物の加工形状の測定においては、前記加工工具の加工先端部の形状と同一の形状の測定子を有する形状測定器を前記支持テーブルに取り付け、前記形状測定器を用いて被加工物の加工形状を測定することを特徴とする工作機械の加工制御方法。
【請求項１】
被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を試削加工する試削加工プロセスにおいては、目標形状値に基づいて作成した試削加工プログラムを用いて被加工物に試削加工を施し、この試削加工後の被加工物の加工形状を測定し、この測定加工形状値と目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記試削加工プログラムを生産加工プログラムとし、この測定加工形状値と前記目標形状値との加工誤差が前記所定許容値より大きいと、試削加工時の切削抵抗を考慮して前記試削加工プログラムを修正することを特徴とする工作機械の加工制御方法。
【請求項２】
前記試削加工プログラムの修正の際に、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記切削抵抗テーブルを用いて前記試削加工プログラムにおける位置情報の修正を行うことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項３】
前記試削加工プロセスにおいては、第１回目の試削加工では、試削加工後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、第１回目の試削加工における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及び第１回目の試削加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を演算し、そして、第２回目の試削加工における被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに第２回目の試削加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて被加工物の加工形状を演算することを特徴とする請求項１に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項４】
被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
被加工物を生産加工する生産加工プロセスにおいては、生産加工プログラムを用いて被加工物に荒加工を施し、この荒加工後の被加工物の加工形状値と仕上げ切込みを考慮した目標形状値との加工誤差が所定許容値より小さいと、前記生産加工プログラムを荒加工時の切削抵抗を考慮して修正して仕上げ加工プログラムとし、この仕上げ加工プログラムを用いて荒加工後の被加工物を仕上げ加工することを特徴とする工作機械の加工制御方法。
【請求項５】
前記生産加工プログラムの修正に際して、加工工具の切込み量及びすくい角と切削抵抗との関係を示す切削抵抗テーブルを用い、前記生産加工プログラムを前記切削抵抗テーブルを用いて前記仕上げ加工プログラムに変換することを特徴とする請求項４に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項６】
被加工物を加工した後の被加工物の加工形状を形状測定器を用いて測定し、この加工時における測定加工形状値と前記支持テーブルに関する応答値との位置誤差及びこの加工時における加工負荷に基づいて負荷係数を予め演算し、前記生産加工プロセスにおいては、前記生産加工プログラムによる荒加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに荒加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて荒加工後の被加工物の加工形状を演算し、また前記仕上げ加工プログラムによる仕上げ加工後の被加工物の加工形状を、前記負荷係数並びに仕上げ加工における前記支持テーブルに関する応答値及び加工負荷に基づいて仕上げ加工後の被加工物の加工形状を演算することを特徴とする請求項４に記載の工作機械の加工制御方法。
【請求項７】
被加工物を保持するためのチャック手段が装着された主軸と、被加工物を加工するための加工工具が取り付けられた支持テーブルと、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して第１の方向に移動自在に支持するための第１支持機構と、前記主軸及び前記支持テーブルのいずれか一方をそれらの他方に対して前記第１の方向に対して実質上垂直な第２の方向に移動自在に支持するための第２支持機構と、を備えた工作機械の加工制御方法において、
目標形状値に基づいて製作した加工プログラムを用いて前記加工工具により被加工物に加工を施し、この加工後の被加工物の加工形状の測定においては、前記加工工具の加工先端部の形状と同一の形状の測定子を有する形状測定器を前記支持テーブルに取り付け、前記形状測定器を用いて被加工物の加工形状を測定することを特徴とする工作機械の加工制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５９８３９（Ｐ２０１３−５９８３９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１０１７（Ｐ２０１１−２０１０１７）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【出願人】（５９１０１４８３５）高松機械工業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【出願人】（５９１０１４８３５）高松機械工業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
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