工作機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種工作機(jī)械，其能將由難加工材料所構(gòu)成的工件的加工質(zhì)量穩(wěn)定于高品級，同時(shí)能抑制火災(zāi)發(fā)生，并且具有實(shí)用性而不受限于工件的加工形狀，再者，即便使切削工具及/或工件在多個(gè)軸進(jìn)行低頻率振動(dòng)，仍能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)地切斷切屑的低頻率振動(dòng)切削。為了達(dá)成該目的，該工作機(jī)械具有用以保持工件加工用的切削工具(4)的切削工具臺(5)；以及用以保持工件(2)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)，為使該切削工具(4)相對于該工件(2)相對地在多個(gè)軸方向進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作，而移動(dòng)自如地設(shè)置該切削工具臺(5)或該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)，為使該工件(2)與該切削工具(4)相對地在多個(gè)軸方向同步地進(jìn)行低頻率振動(dòng)，還設(shè)有控制裝置(8)，以控制該切削工具臺(5)或該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的移動(dòng)。
【專利說明】工作機(jī)械
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使切削工具或工件旋轉(zhuǎn)，而對工件進(jìn)行切削加工的工作機(jī)械。更詳細(xì)而言，涉及一種使切削工具及/或工件低頻率振動(dòng)，以對工件進(jìn)行切削加工的工作機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]作為現(xiàn)有的工作機(jī)械，已知相對于工件使車刀等切削工具相對地朝一定的方向行進(jìn)，以對上述工件進(jìn)行切削加工，也就是所謂的進(jìn)行慣用切削加工的工作機(jī)械。此外，另一方面，已知對切削工具的刀尖一邊使用壓電組件以供給超聲波領(lǐng)域的振動(dòng)一邊對工件進(jìn)行切削加工，也就是所謂的進(jìn)行超聲波振動(dòng)切削加工的工作機(jī)械(例如，專利文獻(xiàn)I)。并且更進(jìn)一步，如專利文獻(xiàn)2所記載，在切削工具上安裝振動(dòng)器的工作機(jī)械也是眾所周知。
[0003]當(dāng)將此專利文獻(xiàn)2所記載的工作機(jī)械參照圖13進(jìn)行說明時(shí)，該工作機(jī)械100具有第一導(dǎo)引路101，該第一導(dǎo)引路101是用以導(dǎo)引與油壓汽缸102的活塞桿103相連結(jié)的刀架104，向與工件W的軸心O呈直角的朝向移動(dòng)。此外，工作機(jī)械100具有振動(dòng)器105，該振動(dòng)器105具有產(chǎn)生朝向與工件W的軸心O平行的送給方向的振動(dòng)的振動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及用以裝卸自如地固定切削工具106的裝置，而且更進(jìn)一步，在與送給汽缸107的活塞桿108相連結(jié)而固定在刀架104的第二導(dǎo)引路109上，能夠向送給方向的朝向移動(dòng)。于是，通過使如此所構(gòu)成的工作機(jī)械100振動(dòng)，能對圍繞軸心O旋轉(zhuǎn)的工件W進(jìn)行切削加工。
[0004][在先技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本特開2000-052101號公報(bào)
[0007][專利文獻(xiàn)2]日本特公昭49-17790號公報(bào)
[0008][專利文獻(xiàn)3]日本特開平6-285701號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009][發(fā)明所要解決的課題]
[0010]然而，現(xiàn)有的工作機(jī)械中具有如下所述的問題。即，進(jìn)行慣用切削加工的工作機(jī)械，是使車刀等切削工具相對地朝一定的方向行進(jìn)，以對上述工件進(jìn)行切削加工，但卻因無法潤滑以及有效地冷卻此時(shí)所發(fā)生的切削熱或摩擦熱，故而具有讓切削工具的刀尖顯著地被磨耗，工件的加工質(zhì)量產(chǎn)生差異等問題。再者，因切削加工之際所發(fā)生的切屑會黏附至上述切削工具，故而不僅質(zhì)量上產(chǎn)生差異，還會有發(fā)生火災(zāi)等問題。
[0011]另一方面，進(jìn)行超聲波振動(dòng)切削加工的工作機(jī)械，雖然具有能夠進(jìn)行難加工材料的切削加工的優(yōu)點(diǎn)，但不僅加工時(shí)間會大幅增加，價(jià)格還非常地昂貴，更進(jìn)一步，由于使用了壓電組件，所以用以將切削工具安裝至工作機(jī)械的適配器的工具的設(shè)置場所，會有被限制等問題產(chǎn)生。因此，進(jìn)行上述超聲波振動(dòng)切削加工的工作機(jī)械具有缺乏實(shí)用性的問題。
[0012]此外，另一方面，在切削工具上已安裝振動(dòng)器的工作機(jī)械，雖然具有能夠進(jìn)行難加工材料的切削加工的優(yōu)點(diǎn)，但卻具有工件的加工形狀會被限定的問題。即，工作機(jī)械100由于安裝有振動(dòng)器105，所以使切削工具106僅可朝垂直方向與水平方向移動(dòng)，如果欲將工件加工成為如圖13所示的工件W的加工形狀時(shí)，則當(dāng)對工件W的圓弧部WR進(jìn)行切削加工之際，必須使工作機(jī)械100往箭頭符號PlO的朝向旋轉(zhuǎn)，以進(jìn)行切削加工。然而，實(shí)際上，如果欲使工作機(jī)械100往箭頭符號PlO方向旋轉(zhuǎn)，則會對工件W或圖13中未圖示的其他機(jī)械產(chǎn)生干涉，故往箭頭符號PlO方向旋轉(zhuǎn)在物理上是不可能的。因此，切削工具上已安裝振動(dòng)器的工作機(jī)械，具有工件的加工形狀會被限定的問題。
[0013]在此，為解決如上述的問題點(diǎn)，也可考慮使用如專利文獻(xiàn)3所記載的NC旋削加工裝置，以進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削的設(shè)計(jì)變更。即，該NC旋削加工裝置利用伺服電動(dòng)機(jī)，使工具重復(fù)僅移動(dòng)預(yù)定距離便暫時(shí)停止，然后僅反方向移動(dòng)預(yù)定距離，由此切斷成某程度長度的切屑，來對工件進(jìn)行切削加工。在此，也可考慮應(yīng)用此動(dòng)作，在不停止工具的動(dòng)作下，重復(fù)前進(jìn)后退，以使上述工具進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削。
[0014]然而，當(dāng)欲將上述那樣的NC旋削加工裝置利用于多個(gè)軸僅進(jìn)行低頻率振動(dòng)時(shí)，則將無法按照理想加以控制，而無法實(shí)現(xiàn)低頻率振動(dòng)。即，具有無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)地切斷切屑的低頻率振動(dòng)切削的問題。
[0015]在此，本發(fā)明鑒于上述問題點(diǎn)，主要是以提供一種工作機(jī)械為目的，其能將由難加工材料所構(gòu)成的工件的加工質(zhì)量穩(wěn)定于高品級的同時(shí)，還能抑制火災(zāi)發(fā)生，并且具實(shí)用性而不受限于工件的加工形狀，再者，即便使切削工具及/或工件利用于多個(gè)軸進(jìn)行低頻率振動(dòng)，仍能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)地切斷切屑的低頻率振動(dòng)切削。
[0016][用于解決課題的手段]
[0017]上述本發(fā)明的目的可通過以下方式達(dá)成。此外，雖在括號內(nèi)添附后述實(shí)施方式中所用的參照符號進(jìn)行說明，但本發(fā)明并未因而受其所限定。
[0018]第I發(fā)明的工作機(jī)械，具有:切削工具保持單元(切削工具臺5，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31)，其保持工件加工用的切削工具(4);以及工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，工件夾持機(jī)構(gòu)32)，其保持工件(2)，為使該切削工具(4)相對于該工件(2)相對地在多個(gè)軸方向進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作，移動(dòng)自如地設(shè)置所述切削工具保持單元(切削工具臺5，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31)或所述工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，工件夾持機(jī)構(gòu)32)，為使所述工件(2)與所述切削工具(4)相對地在多個(gè)軸方向同步地進(jìn)行低頻率振動(dòng)，設(shè)有控制機(jī)構(gòu)(控制裝置8)，用于控制所述切削工具保持單元(切削工具臺5,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31)或所述工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3,工件夾持機(jī)構(gòu)32)的移動(dòng)。
[0019]另一方面，第2發(fā)明的工作機(jī)械的特征在于，在上述第I發(fā)明的工作機(jī)械中，將所述切削工具保持單元(切削工具臺5，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31)移動(dòng)自如地設(shè)置在多個(gè)軸方向上。
[0020]此外，第3發(fā)明的工作機(jī)械的特征在于，在上述第I發(fā)明的工作機(jī)械中，將所述工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，工件夾持機(jī)構(gòu)32)移動(dòng)自如地設(shè)置在多個(gè)軸方向上。
[0021]再者，第4發(fā)明的工作機(jī)械的特征在于，在上述第I發(fā)明的工作機(jī)械中，移動(dòng)自如地設(shè)置所述切削工具保持單元(切削工具臺5)及所述工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3)，所述切削工具保持單元(切削工具臺5)與所述工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3)協(xié)同地進(jìn)行移動(dòng)，使所述切削工具(4)相對于所述工件(2)相對地在多個(gè)軸方向進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作。
[0022]另一方面，第5發(fā)明的工作機(jī)械的特征在于，在上述第I發(fā)明的工作機(jī)械中，設(shè)有振動(dòng)切削信息儲存單元(振動(dòng)切削信息儲存部83)，其預(yù)先儲存著用以使所述工件(2)與所述切削工具(4)進(jìn)行所述低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)，所述控制機(jī)構(gòu)(控制裝置8)根據(jù)儲存于所述振動(dòng)切削信息儲存單元(振動(dòng)切削信息儲存部83)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。
[0023][發(fā)明效果]
[0024]其次，針對本發(fā)明的效果加以說明。此外，雖在括號內(nèi)添附后述實(shí)施方式中所用參照符號進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于此。
[0025]第I發(fā)明的工作機(jī)械中，通過控制機(jī)構(gòu)(控制裝置8)控制切削工具保持單元(切削工具臺5，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31)或工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，工件夾持機(jī)構(gòu)32)的移動(dòng)，使得工件(2)與切削工具(4)相對地在多個(gè)軸方向同步地進(jìn)行低頻率振動(dòng)。由此，在工件(2)與切削工具⑷內(nèi)所產(chǎn)生的空間(K)(參照第I圖等)中發(fā)生空穴現(xiàn)象，由于在此吸入了進(jìn)行切削加工時(shí)所使用的冷卻劑等，因此可有效地進(jìn)行潤滑及冷卻對工件(2)加工之際所產(chǎn)生的切削熱或摩擦熱。因此，依據(jù)本發(fā)明，可穩(wěn)定工件的加工質(zhì)量。
[0026]此外，依據(jù)本發(fā)明，當(dāng)利用切削工具(4)對工件(2)進(jìn)行切削加工之際，經(jīng)由低頻率振動(dòng)而讓工件(2)的切屑變成粉狀，隨而切屑將不易黏附至切削工具。因此，質(zhì)量可維持穩(wěn)定，更進(jìn)一步可以抑制火災(zāi)的發(fā)生。
[0027]再者，依據(jù)本發(fā)明，由于在使工件(2)與切削工具(4)相對地在多個(gè)軸方向同步地進(jìn)行低頻率振動(dòng)時(shí)，僅利用控制機(jī)構(gòu)(控制裝置8)加以控制，所以構(gòu)造較為簡便而具有實(shí)用性，并且能夠發(fā)揮不受限于工件的加工形狀的效果。
[0028]并且，依據(jù)本發(fā)明，利用控制機(jī)構(gòu)(控制裝置8)來控制切削工具保持單元(切削工具臺5，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31)或工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，工件夾持機(jī)構(gòu)32)的移動(dòng)，當(dāng)工件(2)與切削工具(4)相對地在多個(gè)軸方向進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作之際，使其同步地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作以進(jìn)行低頻率振動(dòng)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)地切斷切屑的低頻率振動(dòng)切削。
[0029]此外，對于上述的工作機(jī)械，如第2發(fā)明的工作機(jī)械，也可將切削工具保持單元(切削工具臺5，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31)移動(dòng)自如地設(shè)在多個(gè)軸方向上。此外，如第3發(fā)明的工作機(jī)械，也可將該工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3,工件夾持機(jī)構(gòu)32)移動(dòng)自如地設(shè)在多個(gè)軸方向上。更進(jìn)一步，也可如第4發(fā)明的工作機(jī)械，移動(dòng)自如地設(shè)置切削工具保持單元(切削工具臺5)及工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3),使切削工具保持單元(切削工具臺5)與工件保持單元(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3)協(xié)同地進(jìn)行移動(dòng)，使切削工具(4)相對于工件(2)相對地在多個(gè)軸方向進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作。
[0030]另一方面，如第5發(fā)明的工作機(jī)械，若設(shè)有振動(dòng)切削信息儲存單元(振動(dòng)切削信息儲存部83)，其預(yù)先儲存著用以使工件(2)與切削工具(4)進(jìn)行如上述那樣的低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)，則上述控制機(jī)構(gòu)(控制裝置8)可根據(jù)儲存于振動(dòng)切削信息儲存單元(振動(dòng)切削信息儲存部83)內(nèi)的數(shù)據(jù)而進(jìn)行控制。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)以可精細(xì)地切斷切屑的最佳的振動(dòng)，來進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削。即，頻率在理論上是由振幅及其內(nèi)插速度所決定，但實(shí)際上，振幅或其內(nèi)插速度與頻率間的關(guān)是，因工作機(jī)械的機(jī)械特性(例如，工作臺上的質(zhì)量或電動(dòng)機(jī)特性等)而有各式各樣的變化，不會像比例關(guān)系那樣呈一定的關(guān)系，只講究理論的計(jì)算則無法達(dá)成預(yù)期的振動(dòng)(最佳的頻率及振幅)。此外,如果以切斷切屑為目的,欲實(shí)現(xiàn)低頻率振動(dòng)切削，則必須將工件的轉(zhuǎn)速或切削工具的轉(zhuǎn)速與低頻率振動(dòng)切削之際的周期設(shè)定成不同步，但這樣的周期以計(jì)算的方式算出是非常地困難。因此，在振動(dòng)切削信息儲存單元(振動(dòng)切削信息儲存部83)內(nèi)，事先儲存著用以使工件(2)與切削工具(4)進(jìn)行如上述那樣的低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)的話，可根據(jù)此數(shù)據(jù)以上述控制機(jī)構(gòu)(控制裝置8)進(jìn)行控制，能實(shí)現(xiàn)以可精細(xì)地切斷切屑的最佳的振動(dòng)，進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削。
[0031]另外，本說明書中所謂的低頻率是指大于OHz且在1000Hz以下的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的工作機(jī)械的概略構(gòu)成的方塊圖。
[0033]圖2是該實(shí)施方式的控制裝置的方塊圖。
[0034]圖3是儲存于該實(shí)施方式的振動(dòng)切削信息儲存部的表格圖。
[0035]圖4是使該實(shí)施方式的切削工具通過直線內(nèi)插等從A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn)的情況的說明圖。
[0036]圖5是該實(shí)施方式的工作機(jī)械的一使用例的流程圖。
[0037]圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的工作機(jī)械的概略構(gòu)成的方塊圖。
[0038]圖7是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的工作機(jī)械的概略構(gòu)成的方塊圖。
[0039]圖8是說明該實(shí)施方式的工作機(jī)械的動(dòng)作的說明圖。
[0040]圖9是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的工作機(jī)械的概略構(gòu)成的方塊圖。
[0041]圖10是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的工作機(jī)械的概略構(gòu)成的方塊圖。
[0042]圖11是使用實(shí)施例1的工作機(jī)械對工件進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削加工之際的加工品的圖。
[0043]圖12是使用實(shí)施例2或比較例I的工作機(jī)械對工件進(jìn)行切削加工之際的加工品的圖。
[0044]圖13是現(xiàn)有工作機(jī)械的概略構(gòu)成的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]<第一實(shí)施方式>
[0046]以下，針對本發(fā)明的第一實(shí)施方式，參照第I圖?圖5加以具體說明。
[0047]本實(shí)施方式的工作機(jī)械I由CNC車床構(gòu)成，如第I圖所示，具有:旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，可旋轉(zhuǎn)自如地支撐作為被加工物的工件2 ;切削工具送給機(jī)構(gòu)7，設(shè)于基座6上，并且載置著用以保持對上述工件2進(jìn)行切削加工的切削工具(圖中所示為車刀)4的切削工具臺5 ;以及控制裝置8，經(jīng)由伺服放大器9來控制切削工具送給機(jī)構(gòu)7的動(dòng)作，使得切削工具4進(jìn)行預(yù)期的低頻率振動(dòng)。另外，在第I圖中，雖僅圖示Z軸上的切削工具送給機(jī)構(gòu)7，但與其正交的X軸上也具有切削工具送給機(jī)構(gòu)。
[0048]上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3具有主軸電動(dòng)機(jī)3a，夾持機(jī)構(gòu)3c能夠旋轉(zhuǎn)地被安裝在該主軸電動(dòng)機(jī)3a的主軸3b上。而且，該夾持機(jī)構(gòu)3c內(nèi)可夾持作為被加工物的工件2，被夾持的該工件2則通過主軸電動(dòng)機(jī)3a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),而圍繞旋轉(zhuǎn)軸R進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0049]另一方面，上述切削工具送給機(jī)構(gòu)7具有切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a，該切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a由可作為相對于工件2而進(jìn)退自如(參照箭頭符號Pl)地使切削工具4進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)源的線性伺服電動(dòng)機(jī)所構(gòu)成。該切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a由動(dòng)子7al與定子7a2所構(gòu)成，該動(dòng)子7al是由磁性體的結(jié)構(gòu)物上卷繞勵(lì)磁線圈所構(gòu)成，定子7a2則是將多個(gè)磁石排列在長邊方向上所構(gòu)成。
[0050]并且，該動(dòng)子7al設(shè)于載置著上述切削工具臺5的工作臺7b的下部，定子7a2設(shè)在設(shè)于上述基座6上的導(dǎo)軌7c的上部。此外，在上述工作臺7b的下部，還設(shè)有成對的導(dǎo)件7d，用以導(dǎo)引此工作臺7b沿著上述導(dǎo)軌7c移動(dòng)。
[0051]為了使如此所構(gòu)成的切削工具送給機(jī)構(gòu)7相對于工件2進(jìn)退自如(參照箭頭符號PD地移動(dòng)，首先，伺服放大器9根據(jù)控制裝置8所送出的指令，將電流送出至動(dòng)子7al。由此，由于動(dòng)子7al與定子7a2各自的磁極將相互吸引/排斥，故而產(chǎn)生前后方向(參照箭頭符號Pl)的推力，伴隨此推力而讓工作臺7b往前后方向(參照箭頭符號Pl)移動(dòng)。于是，當(dāng)伴隨此推力而讓工作臺7b移動(dòng)時(shí)，由于設(shè)有成對的導(dǎo)件7d，可以通過此成對的導(dǎo)件7d，而讓工作臺7b沿著導(dǎo)軌7c移動(dòng)。因此，可使切削工具送給機(jī)構(gòu)7相對于工件2進(jìn)退自如(參照箭頭符號Pl)地移動(dòng)。此外，在本實(shí)施方式中，作為切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a，雖然是使用線性伺服電動(dòng)機(jī)，但并非僅限在此，使用任何一種線性電動(dòng)機(jī)亦可。此外，也不限于線性電動(dòng)機(jī)，也可使用伺服電動(dòng)機(jī)，但在使用伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，將須使用滾珠螺桿。因此，當(dāng)進(jìn)行切削工具送給機(jī)構(gòu)7的進(jìn)退動(dòng)作之際，而發(fā)生反沖力時(shí)，由于振動(dòng)將會被吸收，所以使用無須使用滾珠螺桿等而能夠直接控制的線性電動(dòng)機(jī)較佳。
[0052]在此，針對控制裝置8，將使用圖2及圖3進(jìn)一步詳細(xì)說明如下?？刂蒲b置8如圖2所示，由以CPU等所構(gòu)成的中央控制部80、由觸摸模板等所構(gòu)成的輸入部81、將使用者使用該輸入部81所程序化的程序信息儲存的程序信息儲存部82、儲存著用以使切削工具4在多個(gè)軸方向(圖中例示了X軸與Z軸的二軸方向)同步地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作以進(jìn)行低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)的振動(dòng)切削信息儲存部83、經(jīng)由伺服放大器9而控制切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a的動(dòng)作的電動(dòng)機(jī)控制部84、以及由液晶顯示器等所構(gòu)成的顯示部85所構(gòu)成。 [0053]振動(dòng)切削信息儲存部8 3儲存著如圖3所示的振動(dòng)切削信息表VC_TBL。即，在振動(dòng)切削信息表VC_TBL中，儲存著與程序設(shè)定值(工件2的轉(zhuǎn)速(rpm)、工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量(mm))相對應(yīng)的數(shù)據(jù)(切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)量(mm)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退量(mm)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)速度(mm/min)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退速度(mm/min)、切削工具4的振動(dòng)頻率(Hz))。更具體而言，使用者使用輸入部81,例如將工件2的轉(zhuǎn)速程序化為1000 (rpm)的情況下,則可設(shè)定成0.005 (mm)、0.01 (mm)、及0.015 (mm)的三種類送給量，作為與該工件2的轉(zhuǎn)速1000 (rpm)合適的工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量。并且，在振動(dòng)切削信息表VC_TBL中，儲存著與這些送給量(0.005 (mm)、0.0I (mm)、0.015 (mm))相對應(yīng)的切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)量(0.035 (mm)、
0.04 (mm)、0.045 (mm))、切削工具送給機(jī)構(gòu) 7 的后退量(0.03 (mm)、0.03 (mm)、0.03 (mm))、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)速度(290 (mm/min)、300 (mm/min)、350 (mm/min))切削工具送給機(jī)構(gòu)?的后退速度(290 (mm/min)、300 (mm/min)、350 (mm/min))、及切削工具4的振動(dòng)頻率(25 (Hz)、25 (Hz)、25 (Hz))。如此，在振動(dòng)切削信息表VC_TBL中，儲存著與使用者使用輸入部81所程序化的轉(zhuǎn)速(rpm)及其每旋轉(zhuǎn)一周的送給量(mm)相對應(yīng)的切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)量(mm)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退量(mm)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)速度(mm/min)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退速度(mm/min)、及切削工具4的振動(dòng)頻率(Hz)。
[0054]由此，例如當(dāng)使用者使用輸入部81，將工件2的轉(zhuǎn)速程序化為1000 (rpm)，且該工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量程序化為0.005 (mm)時(shí)，則切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)量將被選定為0.035 (mm)，切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退量將被選定為0.03 (mm)，切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)速度將被選定為290 (mm/min),切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退速度將被選定為290 (mm/min)，由于根據(jù)此些被選定的數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)控制部84可經(jīng)由伺服放大器9控制切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a的動(dòng)作，所以切削工具4可進(jìn)行低頻率振動(dòng)。另外，儲存于振動(dòng)切削信息表VC_TBL中的切削工具4的振動(dòng)頻率25 (Hz)是被顯示在顯示部85上的，不會與切削工具4的低頻率振動(dòng)有任何關(guān)連。因此，在振動(dòng)切削信息表VC_TBL中，雖然也可不儲存切削工具4的振動(dòng)頻率，但為了簡單且容易確認(rèn)與用戶所程序化的工件2的轉(zhuǎn)速(rpm)、該工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量(mm)相對應(yīng)的切削工具4的振動(dòng)頻率(Hz)，以儲存有切削工具4的振動(dòng)頻率較佳。
[0055]另外，如上述，在本實(shí)施方式中所示的振動(dòng)切削信息表VC_TBL所儲存的數(shù)值僅用于例示而已，可以事先儲存與工作機(jī)械的機(jī)械特性相應(yīng)的各種各樣的數(shù)值。
[0056]順便一提，與此工作機(jī)械的機(jī)械特性相應(yīng)的數(shù)值，可以利用該工作機(jī)械事先進(jìn)行動(dòng)作實(shí)驗(yàn)，并收集該實(shí)驗(yàn)所得資料而決定。
[0057]其次，作為本實(shí)施方式的工作機(jī)械I的一使用例，針對使切削工具4在X軸與Z軸的二軸方向上同步地從圖4所示的A點(diǎn)(u0，w0)移動(dòng)至B點(diǎn)(U，W)為止的方法，使用圖5加以說明。此外，此處的A點(diǎn)是用以表示切削工具4的當(dāng)前位置。
[0058]首先，用戶使用輸入部81，用NC語言制作出程序。具體而言，輸入工件2的轉(zhuǎn)速，執(zhí)行進(jìn)行由通常的切削(慣用切削)到低頻率振動(dòng)切削的情況下的振動(dòng)切削指令編碼的輸入。另外，當(dāng)然地，在不進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削的情況下，不必進(jìn)行振動(dòng)切削指令編碼的輸入。
[0059]接著，使用者使用輸入部81，進(jìn)行作為切削工具4的移動(dòng)地點(diǎn)的B點(diǎn)(U，W)的輸入，并且，當(dāng)進(jìn)行至B點(diǎn)為止的移動(dòng)之際，邊進(jìn)行直線內(nèi)插邊使切削工具4移動(dòng)、或者是邊往順時(shí)鐘方向進(jìn)行圓弧內(nèi)插邊使切削工具4移動(dòng)、亦或是邊往逆時(shí)鐘方向進(jìn)行圓弧內(nèi)插邊使切削工具4移動(dòng)的任一種內(nèi)插方法的輸入；當(dāng)進(jìn)行圓弧內(nèi)插時(shí)的半徑的輸入；以及工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量的輸入，利用NC語言制作成程序。如具體表示此程序，則舉例來說可描述如下。
[0060]〈NC 程序 >
[0061]SlOOO (工件2的轉(zhuǎn)速)；
[0062]M123 (振動(dòng)切削ON編碼);
[0063]Gl (直線內(nèi)插)XU ZW(移動(dòng)地點(diǎn)為止的坐標(biāo)值)
[0064]F0.0K工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量);
[0065]或
[0066]G2(圓弧內(nèi)插(順時(shí)鐘方向))XU Zff (移動(dòng)地點(diǎn)為止的坐標(biāo)值)
[0067]R10.0 (圓弧半徑)
[0068]F0.0K工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量);
[0069]或
[0070]G3(圓弧內(nèi)插(逆時(shí)鐘方向))XU Zff (移動(dòng)地點(diǎn)為止的坐標(biāo)值)
[0071]R10.0 (圓弧半徑)
[0072]F0.0K工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量);
[0073]M456 (振動(dòng)切削OFF編碼);[0074]上述NC程序，首先，通過描述「S1000」，將工件2的轉(zhuǎn)速程序設(shè)定為1000 (rpm)。接著，通過描述「M123」，可將振動(dòng)切削設(shè)定為0N，如果是進(jìn)行將切削工具4移動(dòng)到B點(diǎn)為止的直線內(nèi)插，則描述「G1XU ZW」，更進(jìn)一步，通過描述「F0.01」，將工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量程序設(shè)定為0.01 (mm)。
[0075]另一方面，如果是進(jìn)行將切削工具4移動(dòng)到B點(diǎn)為止的圓弧內(nèi)插(順時(shí)鐘方向)，則描述「G2XU ZW」，接著，通過描述「R10.0」，將進(jìn)行圓弧內(nèi)插之際的圓弧半徑程序設(shè)定為10.0 (mm)，更進(jìn)一步，通過描述「F0.01」，將工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量程序設(shè)定為 0.01 (mm)。
[0076]另一方面，如果是進(jìn)行將切削工具4移動(dòng)到B點(diǎn)為止的圓弧內(nèi)插(逆時(shí)鐘方向)，則描述「G3XU ZW」，接著，通過描述「R10.0」，將進(jìn)行圓弧內(nèi)插之際的圓弧半徑程序設(shè)定為10.0 (mm)，更進(jìn)一步，通過描述「F0.0lJ,將工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量程序設(shè)定為 0.01 (mm)。
[0077]接著，在描述完這樣的程序后，通過描述「M456」，可將振動(dòng)切削設(shè)定為OFF。此外，當(dāng)不進(jìn)行振動(dòng)切削，而進(jìn)行通常的切削(慣用切削)的情況下，則不描述「M123」「M456」的振動(dòng)切削指令編碼即可。
[0078]因此，當(dāng)如上所述的程序制作完成時(shí)，中央控制部80將所制作出的程序儲存至程序信息儲存部82 (步驟SI)。另外，上述NC程序中的「M123」「M456」僅是用于例示而已，能夠變更為任意的編碼。
[0079]制作完上述程序后，用戶使用輸入部81執(zhí)行上述制作完成的程序的執(zhí)行指令(步驟S2)。由此，中央控制部80讀取出儲存在程序信息儲存部82內(nèi)的程序，進(jìn)行切削模式的確認(rèn)(步驟S3)。
[0080]若切削模式是進(jìn)行通常的切削(慣用切削)的模式(「M123」的振動(dòng)切削指令編碼未被程序化)(步驟S3:否)，則中央控制部80會進(jìn)行根據(jù)上述被程序化的切削工具4的移動(dòng)地點(diǎn)的B點(diǎn)(U，W)為止的內(nèi)插方法的內(nèi)插軌道的運(yùn)算處理，將其運(yùn)算結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)控制部84。接著，接收該信息的電動(dòng)機(jī)控制部84則根據(jù)此信息，使切削工具4在A點(diǎn)(u0，w0)至B點(diǎn)(U，W)為止，經(jīng)由伺服放大器9控制切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a，從而沿著上述內(nèi)插軌道移動(dòng)(步驟S4)。之后，中央控制部80結(jié)束該信息處理。
[0081]另一方面，如果切削模式為進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削的模式(「M123」的振動(dòng)切削指令編碼已程序化)(步驟S3:是)，則中央控制部80將會確認(rèn)與儲存在振動(dòng)切削信息儲存部83內(nèi)的振動(dòng)切削信息表VC_TBL的程序設(shè)定值相一致的工件2的轉(zhuǎn)速、及工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量是否已被程序化(步驟SS)。如果未進(jìn)行與振動(dòng)切削信息表VC_TBL的程序設(shè)定值相一致的程序設(shè)定(步驟S5:否)，則將由中央控制部80使顯示部85顯示適當(dāng)值未被程序設(shè)定的旨意的警告(步驟S6)，并結(jié)束處理。即，例如，當(dāng)使用者使用輸入部81將工件2的轉(zhuǎn)速程序化為1000 (rpm)時(shí)，將工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量程序化為0.020 (mm)時(shí)，從圖3所示的振動(dòng)切削信息表VC_TBL來看即可明白得知，工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量0.020 (mm)，與相對于工件2的轉(zhuǎn)速為1000 (rpm)的合適的工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量(0.005 (mm) ,0.01 (mm), 0.015 (mm))的程序設(shè)定值并不一致。因此，中央控制部80將會使顯示部85顯示適當(dāng)值未被設(shè)定的警告。由此，使用者可以切實(shí)地設(shè)定工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的合適的送給量。[0082]此外，另一方面，如果進(jìn)行了與振動(dòng)切削信息表VC_TBL的程序設(shè)定值相一致的程序設(shè)定(步驟S5:是)，則中央控制部80根據(jù)儲存在振動(dòng)切削信息儲存部83內(nèi)的振動(dòng)切削信息表VC_TBL，選定與由使用者使用輸入部81所程序化的工件2的轉(zhuǎn)速及工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量相對應(yīng)的切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)速度、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退速度、及切削工具4的振動(dòng)頻率。接著，更進(jìn)一步，中央控制部80會利用儲存在程序信息儲存部82內(nèi)的切削工具4到作為移動(dòng)地點(diǎn)的B點(diǎn)為止的內(nèi)插方法的程序信息、與上述已選定的信息(切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的前進(jìn)速度、切削工具送給機(jī)構(gòu)7的后退速度)，來進(jìn)行沿著內(nèi)插軌道的前進(jìn)、后退運(yùn)動(dòng)的運(yùn)算處理。然后，中央控制部80將此運(yùn)算結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)控制部84，同時(shí)將上述已選定的切削工具4的振動(dòng)頻率輸出至顯示部85。(步驟S7)。
[0083]接收此運(yùn)算結(jié)果的電動(dòng)機(jī)控制部84則根據(jù)此信息，經(jīng)由伺服放大器9來控制切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a，以使切削工具4進(jìn)行低頻率振動(dòng)。即，電動(dòng)機(jī)控制部84可進(jìn)行使切削工具送給機(jī)構(gòu)7根據(jù)上述運(yùn)算結(jié)果，重復(fù)前進(jìn)、后退的動(dòng)作的處理。由此，切削工具4在如第I圖所示的實(shí)線位置、點(diǎn)線位置間交互移動(dòng)，便可進(jìn)行低頻率振動(dòng)。如此一來，電動(dòng)機(jī)控制部84可邊使切削工具4在X軸與Z軸的二軸方向上同步，以沿著上述內(nèi)插軌道重復(fù)前進(jìn)后退的動(dòng)作來振動(dòng)，同時(shí)由A點(diǎn)(u0，w0)移動(dòng)至B點(diǎn)(U，W)為止(步驟S8)。由此，能夠通過使工件2進(jìn)行低頻率振動(dòng)的切削工具4來進(jìn)行加工。另外，被輸出至顯示部85的切削工具4的振動(dòng)頻率,將被顯示至顯示部85。
[0084]依據(jù)以上已說明的本實(shí)施方式，由控制裝置8控制進(jìn)行切削加工工件2的切削工具4的進(jìn)給動(dòng)作的切削工具送給機(jī)構(gòu)7的驅(qū)動(dòng)源即切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a，使得上述切削工具4進(jìn)行低頻率振動(dòng)。由此，如第I圖所示，在工件2與切削工具4內(nèi)所產(chǎn)生的空間K中所發(fā)生的空穴現(xiàn)象，由于吸入了進(jìn)行切削加工之際所使用的冷卻劑等，而可有效地冷卻及潤滑對工件2加工之際所產(chǎn)生的切削熱或摩擦熱。因此，依據(jù)本實(shí)施方式，即可穩(wěn)定工件的加工質(zhì)量。
[0085]此外，依據(jù)本實(shí)施方式，由于切削工具4邊進(jìn)行低頻率振動(dòng)，邊對工件2進(jìn)行切削加工，所以經(jīng)由低頻率振動(dòng)而能夠讓工件2的切屑變成粉狀，從而切屑將不易黏附至切削工具。因此，質(zhì)量可維持穩(wěn)定，還可抑制火災(zāi)的發(fā)生。
[0086]再者，依據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)使切削工具4進(jìn)行低頻率振動(dòng)時(shí)，由于僅利用控制裝置8來控制切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a，所以構(gòu)造較為簡便，因而具有實(shí)用性。另外，由于可以利用控制裝置8來將切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a往內(nèi)插方向控制，所以能夠自如地對工件進(jìn)行加工。因而，能夠發(fā)揮不受限于工件的加工形狀的效果。
[0087]并且，依據(jù)本實(shí)施方式，由于是利用控制裝置8進(jìn)行控制使得切削工具4在多個(gè)軸方向上同步地進(jìn)行低頻率振動(dòng)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)地切斷切屑的低頻率振動(dòng)切削。
[0088]另一方面，依據(jù)本實(shí)施方式，由于振動(dòng)切削信息儲存部83內(nèi)事先儲存著根據(jù)工件2的轉(zhuǎn)速和該工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量，用以使切削工具4在多個(gè)軸方向上同步來進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作以進(jìn)行低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)以可精細(xì)地切斷切屑的最佳的振動(dòng),來進(jìn)行低頻率振動(dòng)切削。
[0089]再者，更進(jìn)一步依據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)用戶制作NC程序之際，除執(zhí)行通常的慣用切削的程序以外，僅制作追加振動(dòng)切削指令編碼(振動(dòng)切削ON編碼、振動(dòng)切削OFF編碼)的程序，就能夠以最佳的振動(dòng)來執(zhí)行低頻率振動(dòng)切削。
[0090]另外，在本實(shí)施方式中，就內(nèi)插方法而言，雖僅例示了直線內(nèi)插與圓弧內(nèi)插，但是并非僅限在此，當(dāng)然也可以是錐體內(nèi)插等任何一種內(nèi)插方法。
[0091]〈第二實(shí)施方式〉
[0092]其次，針對本發(fā)明的第二實(shí)施方式，參照圖6加以具體說明的。另外，關(guān)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成，附上相同的符號，并省略其說明。
[0093]本實(shí)施方式的工作機(jī)械10由CNC車床構(gòu)成，如圖6所示，具有:切削工具臺5，用以保持對作為被加工物的工件2進(jìn)行切削加工的切削工具4 ;旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，可旋轉(zhuǎn)自如地支撐上述工件2 ;工件送給機(jī)構(gòu)11，使設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的下部的工件2相對于切削工具4，進(jìn)退自如(參照箭頭符號P2)地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作；控制裝置8，經(jīng)由伺服放大器9控制該工件送給機(jī)構(gòu)11的動(dòng)作，使得工件2進(jìn)行預(yù)期的低頻率振動(dòng)。另外，在圖6中，雖僅圖示Z軸上的工件送給機(jī)構(gòu)11，但在相正交的X軸上，也具有工件送給機(jī)構(gòu)。
[0094]工件送給機(jī)構(gòu)11具有工件送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I la，該工件送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I Ia由相對于切削工具4可進(jìn)退自如(參照箭頭符號P2)地使工件2進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)源即線性伺服電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。該工件送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)Ila由動(dòng)子Ilal與定子lla2構(gòu)成,該動(dòng)子Ilal是由磁性體的結(jié)構(gòu)物上卷繞勵(lì)磁線圈所構(gòu)成，定子lla2則是將多個(gè)磁石排列在長邊方向上所構(gòu)成。
[0095]另外，該動(dòng)子Ilal設(shè)于上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的主軸電動(dòng)機(jī)3a的下部，定子lla2設(shè)于設(shè)置在基座12的上端部的導(dǎo)軌Ilb的上部。此外，在上述主軸電動(dòng)機(jī)3a的下部，還設(shè)有成對的導(dǎo)件11c，用以導(dǎo)引此主軸電動(dòng)機(jī)3a沿著上述導(dǎo)軌Ilb移動(dòng)。此外，在基座12的另一上端部，設(shè)有上述切削工具臺5。
[0096]為了使如此所構(gòu)成的工件送給機(jī)構(gòu)11相對于切削工具4進(jìn)退自如(參照箭頭符號P2)地移動(dòng)，首先，伺服放大器9根據(jù)由控制裝置8所送出的指令，將電流送出至動(dòng)子Ilal0由此，由于動(dòng)子Ilal與定子Ilbl各自的磁極將相互吸引/排斥，故而產(chǎn)生前后方向(參照箭頭符號P2)的推力，伴隨此推力而讓主軸電動(dòng)機(jī)3a往前后方向(參照箭頭符號P2)移動(dòng)。于是，當(dāng)伴隨此推力而讓主軸電動(dòng)機(jī)3a移動(dòng)時(shí)，由于設(shè)有成對的導(dǎo)件11c，可以通過該成對的導(dǎo)件11c，而讓上述主軸電動(dòng)機(jī)3a沿著導(dǎo)軌Ilb移動(dòng)。因此，可使工件送給機(jī)構(gòu)11相對于切削工具4進(jìn)退自如(參照箭頭符號P2)地移動(dòng)。此外，在本實(shí)施方式中，作為工件送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)11a，雖然使用線性伺服電動(dòng)機(jī)，但并非僅限在此，可以使用任何一種線性電動(dòng)機(jī)。此外，也不限于線性電動(dòng)機(jī)，也可使用伺服電動(dòng)機(jī)，但在使用伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于使用滾珠螺桿，因而當(dāng)進(jìn)行工件送給機(jī)構(gòu)的進(jìn)退動(dòng)作之際，而發(fā)生反沖力時(shí)，由于振動(dòng)將會被吸收，所以使用無須使用滾珠螺桿等而能夠直接控制的線性電動(dòng)機(jī)較佳。
[0097]其次，針對使這樣構(gòu)成的工作機(jī)械10的工件2同步于多個(gè)軸方向(圖中為X軸與Z軸的二軸方向)如圖6所示那樣在實(shí)線位置、點(diǎn)線位置間交互移動(dòng)而振動(dòng)的同時(shí)，以切削工具4來進(jìn)行切削加工的方法加以說明。此外，由于該方法幾乎與第一實(shí)施方式相同，因此僅記述與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)。
[0098]在振動(dòng)切削信息儲存部83內(nèi)，儲存著用以使工件2在多個(gè)軸方向(圖中例示X軸與Z軸的二軸方向)上同步地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作以進(jìn)行低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)，也就是振動(dòng)切削信息表VC_TBL (參照圖3)。在該振動(dòng)切削信息表VC_TBL (參照圖3)中，儲存著與使用者使用輸入部81所程序化的工件2的轉(zhuǎn)速(rpm)及工件2每旋轉(zhuǎn)一周的工件2的送給量(mm)相對應(yīng)的工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)量(mm)、工件送給機(jī)構(gòu)11的后退量(mm)、工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)速度(mm/min)、工件送給機(jī)構(gòu)11的后退速度(mm/min)、及工件2的振動(dòng)頻率(Hz)。由此，中央控制部80選定與使用者使用輸入部81所程序化的工件2的轉(zhuǎn)速及工件2每旋轉(zhuǎn)一周的工件2的送給量相對應(yīng)的工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)量、工件送給機(jī)構(gòu)11的后退量、工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)速度、工件送給機(jī)構(gòu)11的后退速度、及工件2的振動(dòng)頻率。并且，中央控制部80利用儲存在程序信息儲存部82內(nèi)的工件2到移動(dòng)地點(diǎn)的B點(diǎn)為止的內(nèi)插方法的程序信息、與上述已選定的信息(工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)量、工件送給機(jī)構(gòu)11的后退量、工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)速度、工件送給機(jī)構(gòu)11的后退速度)，來進(jìn)行沿著內(nèi)插軌道的前進(jìn)、后退運(yùn)動(dòng)的運(yùn)算處理。然后，中央控制部80將此運(yùn)算結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)控制部84，同時(shí)將上述已選定的工件2的振動(dòng)頻率輸出至顯示部85。
[0099]電動(dòng)機(jī)控制部84根據(jù)上述運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行控制，使得工件2在多個(gè)軸方向(圖中例示了 X軸與Z軸的二軸方向)上同步地，如圖6所示那樣在實(shí)線位置、點(diǎn)線位置交互移動(dòng)。由此，工件2邊進(jìn)行低頻率振動(dòng)，邊以切削工具4進(jìn)行切削加工。另外，被輸出至顯示部85的工件2的振動(dòng)頻率會顯示至顯示部85。
[0100]另外，由于本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式間，僅進(jìn)行低頻率振動(dòng)的對象不同而已，所以本實(shí)施方式可以發(fā)揮與第一實(shí)施方式相同的效果。
[0101]〈第三實(shí)施方式〉
[0102]其次，針對本發(fā)明的第三實(shí)施方式，參照圖7加以具體說明的。另外，關(guān)于與第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式相同的構(gòu)成，附上相同的符號，并省略其說明。
[0103]本實(shí)施方式的工作機(jī)械20由CNC車床構(gòu)成，如圖7所示，在Z軸上設(shè)有:旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，可旋轉(zhuǎn)自如地支撐作為被加工物的工件2 ;以及工件送給機(jī)構(gòu)11，設(shè)在該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的下部，并且可使設(shè)在基座21上的上述工件2進(jìn)退自如(參照箭頭符號P3)地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作。接著，在與Z軸相垂直的X軸上設(shè)有切削工具送給機(jī)構(gòu)7，其設(shè)于基座22上，可使對上述工件2進(jìn)行切削加工的切削工具4進(jìn)退自如(參照箭頭符號P4)地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作。并且更進(jìn)一步，工作機(jī)械20中具有控制裝置8，其經(jīng)由伺服放大器9分別控制該切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的動(dòng)作，使得切削工具4及工件2進(jìn)行預(yù)期的低頻率振動(dòng)。另外，圖7中，雖僅圖示Z軸上的工件送給機(jī)構(gòu)11、及X軸上的切削工具送給機(jī)構(gòu)7，但與XZ軸相正交的Y軸上，也具有工件送給機(jī)構(gòu)、切削工具送給機(jī)構(gòu)。
[0104]其次，關(guān)于使這樣構(gòu)成的工作機(jī)械20的工件2及切削工具4，協(xié)同地在多個(gè)軸方向(圖中為X軸與Z軸與Y軸的三軸方向)上同步，如圖7所示在實(shí)線位置、點(diǎn)線位置交互移動(dòng)而邊進(jìn)行振動(dòng)邊利用上述切削工具4對上述工件2進(jìn)行切削加工的方法，可使用圖8加以說明。此外，由于該方法幾乎與第一實(shí)施方式相同，因此僅記述與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)。
[0105]在振動(dòng)切削信息儲存部83內(nèi)，儲存著用以使工件2及切削工具4在多個(gè)軸方向(圖中例示了 X軸、Z軸、Y軸的三軸方向)同步地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作以進(jìn)行低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)，也就是振動(dòng)切削信息表VC_TBL (參照圖3)。在該振動(dòng)切削信息表VC_TBL (參照圖3)中，儲存著與使用者使用輸入部81所程序化的工件2的轉(zhuǎn)速(rpm)及該工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4與工件2的送給量(mm)相對應(yīng)的切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)量(_)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的后退量(mm)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)速度(mm/min)、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的后退速度(mm/min)、及切削工具4與工件2的振動(dòng)頻率(Hz)。由此，中央控制部80選定與使用者使用輸入部81所程序化的工件2的轉(zhuǎn)速及該工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4與工件2的送給量相對應(yīng)的切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的后退量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)速度、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的后退速度、以及切削工具4與工件2的振動(dòng)頻率。并且，中央控制部80會利用儲存在程序信息儲存部82內(nèi)的工件2及切削工具4到移動(dòng)地點(diǎn)的B點(diǎn)為止的內(nèi)插方法的程序信息、與上述已選定的信息(切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的后退量、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的前進(jìn)速度、切削工具送給機(jī)構(gòu)7及工件送給機(jī)構(gòu)11的后退速度)，來進(jìn)行沿著內(nèi)插軌道的前進(jìn)、后退運(yùn)動(dòng)的運(yùn)算處理。然后，中央控制部80將此運(yùn)算結(jié)果輸出至電動(dòng)機(jī)控制部84，同時(shí)將上述已選定的切削工具4及工件2的振動(dòng)頻率輸出至顯示部85。
[0106]電動(dòng)機(jī)控制部84根據(jù)上述運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行控制，使得切削工具4及工件2如圖7所示那樣在實(shí)線位置、點(diǎn)線位置交互移動(dòng)。由此，工件2被切削工具4進(jìn)行切削加工。另外，輸出至顯示部85的切削工具4及工件2的振動(dòng)頻率被顯示在顯示部85。
[0107]另外，像這樣進(jìn)行低頻率振動(dòng)的切削工具4及工件2并不會各自分別動(dòng)作，而是相互協(xié)同地同步動(dòng)作。針對此點(diǎn)使用圖8加以說明。
[0108]圖8是用以說明X軸與Z軸的二軸邊協(xié)同地加以同步，邊使用切削工具4對工件2切削加工的過程的圖。在此，表示使工件2沿著Z軸移動(dòng)由點(diǎn)TPlZ到點(diǎn)TPlOZ為止的TLlZ距離，并且使切削工具4沿著X軸移動(dòng)由點(diǎn)TPlX到點(diǎn)TPlOX為止的TLlX距離的情況。
[0109]首先，如果使工件2及切削工具4前進(jìn)移動(dòng)由點(diǎn)(TP1X，TP1Z)到點(diǎn)(TP2X，TP2Z)為止的TL2距離，則使工件2沿著Z軸前進(jìn)移動(dòng)TL2Z距離，并使切削工具4沿著X軸前進(jìn)移動(dòng)TL2X距離。由此，與XZ 二軸相協(xié)同地同步，使工件2及切削工具4前進(jìn)移動(dòng)TL2距離。
[0110]接著，在到達(dá)點(diǎn)(TP2X，TP2Z)后，如果要使工件2及切削工具4后退移動(dòng)到點(diǎn)(TP3X，TP3Z)為止的TL3距離，則使工件2沿著Z軸后退移動(dòng)TL3Z距離，并使切削工具4沿著X軸后退移動(dòng)TL3X距離。由此，在XZ軸二軸協(xié)同且同步地，使工件2及切削工具4后退移動(dòng)TL3距離。
[0111]如此，重復(fù)進(jìn)行使工件2及切削工具4前進(jìn)移動(dòng)TL2距離，也就是使工件2沿著Z軸前進(jìn)移動(dòng)TL2Z距離，并使切削工具4沿著X軸前進(jìn)移動(dòng)TL2X距離，接著使工件2及切削工具4后退移動(dòng)TL3距離，也就是使工件2沿著Z軸后退移動(dòng)TL3Z距離，并使切削工具4沿著X軸后退移動(dòng)TL3X距離等動(dòng)作，由此，讓切削工具4及工件2移動(dòng)由點(diǎn)(TP1X，TP1Z)到點(diǎn)(TP10X, TP10Z)為止的TLl距離。
[0112]由此，沿著由連結(jié)點(diǎn)(TP1X，TPIZ)的位置到點(diǎn)(TP10X，TP10Z)為止的直線(錐體)，可利用切削工具4對工件2進(jìn)行切削加工。
[0113]如此，進(jìn)行低頻率振動(dòng)的切削工具4及工件2并不會各自分別動(dòng)作，而是X軸與Z軸的二軸協(xié)同地同步動(dòng)作。從而，若從切削工具4側(cè)來觀看切削工具4及工件2的動(dòng)作，像是工件2維持停止一樣，從工件2側(cè)來觀看，則像是切削工具4維持停止一樣。因此，本實(shí)施方式中的動(dòng)作，與第一實(shí)施方式中所示的切削工具4的動(dòng)作、或第二實(shí)施方式中所示的工件2的動(dòng)作在實(shí)質(zhì)上是相同。此外，在包含與XZ軸相正交的Y軸的三軸的情況下，三軸可協(xié)同地同步動(dòng)作。
[0114]另外，由于本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式間，僅進(jìn)行低頻率振動(dòng)的對象不同而已，所以本實(shí)施方式可以發(fā)揮與第一實(shí)施方式相同的效果。
[0115]此外，在第一?第三實(shí)施方式中，雖然僅例示了使工件2旋轉(zhuǎn)，而以切削工具4對工件2進(jìn)行切削加工，但是，例如圖9及圖10所示的這種使切削工具4旋轉(zhuǎn)而利用切削工具4對工件2切削加工的第四實(shí)施方式及第五實(shí)施方式的工作機(jī)械中也可適用。
[0116]〈第四實(shí)施方式〉
[0117]S卩，如圖9所示，第四實(shí)施方式的工作機(jī)械30由CNC車床構(gòu)成，設(shè)有:工件夾持機(jī)構(gòu)32，用以支撐作為被加工物的工件2 ;旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31，可旋轉(zhuǎn)自如地支撐對上述工件2進(jìn)行切削加工的切削工具4 ;及切削工具送給機(jī)構(gòu)34，設(shè)在該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31的下部，并且使設(shè)在基座33上的切削工具4進(jìn)退自如(參照箭頭符號P5)地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作。并且，在該工作機(jī)械30中具有控制裝置8，經(jīng)由伺服放大器9控制上述切削工具送給機(jī)構(gòu)34的動(dòng)作，使得切削工具4進(jìn)行預(yù)期的低頻率振動(dòng)。另外，圖9中，雖僅圖示Z軸上的切削工具送給機(jī)構(gòu)34，但在相正交的X軸上，也可具有切削工具送給機(jī)構(gòu)。此外，切削工具送給機(jī)構(gòu)34的構(gòu)成幾乎與工件送給機(jī)構(gòu)11相同，只是將工件送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)Ila以切削工具送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7a加以取代而已。因此，附上相同的符號，并省略其說明。
[0118]另一方面，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3具有主軸電動(dòng)機(jī)31a，切削工具夾持機(jī)構(gòu)31c可旋轉(zhuǎn)地被安裝在該主軸電動(dòng)機(jī)31a的主軸31b上。而且，在該切削工具夾持機(jī)構(gòu)31c可夾持切削工具4，被夾持的該切削工具4通過主軸電動(dòng)機(jī)31a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，而圍繞旋轉(zhuǎn)軸R進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。此外，使這樣構(gòu)成的工作機(jī)械30的切削工具4，如圖9所示那樣在實(shí)線位置、點(diǎn)線位置交互移動(dòng)而邊進(jìn)行振動(dòng)邊使工件2進(jìn)行切削加工的方法，幾乎與第一實(shí)施方式相同，不同點(diǎn)僅在于將與儲存在振動(dòng)切削信息儲存部83內(nèi)的振動(dòng)切削信息表VC_TBL(參照圖3)內(nèi)所儲存的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的程序設(shè)定值，變?yōu)槭褂谜呤褂幂斎氩?1所程序化的切削工具4的轉(zhuǎn)速(rpm)及該切削工具4每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量(mm)，其他都相同。
[0119]〈第五實(shí)施方式〉
[0120]另一方面，如圖10所示，第五實(shí)施方式的工作機(jī)械40由CNC車床構(gòu)成，其設(shè)有:工件夾持機(jī)構(gòu)32，用以支撐作為被加工物的工件2 ;旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)31，可旋轉(zhuǎn)自如地支撐對上述工件2進(jìn)行切削加工的切削工具4 ;及工件送給機(jī)構(gòu)11，設(shè)在該工件夾持機(jī)構(gòu)32的下部，并且使設(shè)在基座41上的工件2進(jìn)退自如(參照箭頭符號P6)地進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作。并且，在該工作機(jī)械40中具有控制裝置8，其經(jīng)由伺服放大器9控制上述工件送給機(jī)構(gòu)11的動(dòng)作，使得工件2進(jìn)行預(yù)期的低頻率振動(dòng)。另外，圖10中，雖僅圖示Z軸上的工件送給機(jī)構(gòu)11，但在相正交的X軸上，也具有工件送給機(jī)構(gòu)。此外，針對與第二實(shí)施方式的工作機(jī)械20及圖9所示的工作機(jī)械30相同的構(gòu)成，則附上相同的符號，并省略其說明。
[0121]使這樣構(gòu)成的工作機(jī)械40的工件2如圖10所示那樣在實(shí)線位置、點(diǎn)線位置交互移動(dòng)而進(jìn)行振動(dòng)的方法，幾乎與第二實(shí)施方式相同，不同點(diǎn)僅在于將與儲存在振動(dòng)切削信息儲存部83內(nèi)的振動(dòng)切削信息表VC_TBL(參照圖3)內(nèi)所儲存的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的程序設(shè)定值，變?yōu)槭褂谜呤褂幂斎氩?1所程序化的切削工具4的轉(zhuǎn)速(rpm)及該切削工具4每旋轉(zhuǎn)一周的工件2的送給量(mm)，其他都相同。
[0122][實(shí)施例]
[0123]其次，使用實(shí)施例及比較例，以對本發(fā)明更進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0124]〈實(shí)施例1>
[0125]使用第三實(shí)施方式的工作機(jī)械20對工件2進(jìn)行加工。使用Citizen Machinery公司制的L16CNC自動(dòng)車床當(dāng)作工作機(jī)械20。此外，使用SKDll-(tl2.0的棒材當(dāng)作工件2，切削工具4則使用尺寸12mm的車刀。此外，使用滾珠螺桿與伺服電動(dòng)機(jī)的組合來當(dāng)作切削工具送給機(jī)構(gòu)7。接著，將工件2的轉(zhuǎn)速程序設(shè)定為600rpm，該工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4及工件2的送給量則分別程序設(shè)定為0.01_，來對工件2進(jìn)行切削加工。其結(jié)果，可以制作完成如圖11所示的加工品。另外，將與上述程序設(shè)定的數(shù)值相應(yīng)的切削工具4及工件2的低頻率振動(dòng)的振幅分別設(shè)定為0.03，頻率則分別設(shè)定為9Hz。
[0126]另一方面，不進(jìn)行頻率設(shè)定，而使用相同機(jī)械來進(jìn)行慣用切削，由此制作完成由如圖11所示加工形狀所構(gòu)成的加工品。然而，由于因共振所造成的工具破損，所以無法進(jìn)行切削加工本身。
[0127]由以上可得知，與現(xiàn)有的慣用切削相比，低頻率振動(dòng)切削的切削抵抗較小，加工性能特別優(yōu)異。另外，在如圖13所示的切削工具上安裝振動(dòng)器的工作機(jī)械100，由于具有上述問題，所以無法加工出如圖11所示的加工品中的尖端部的錐體形狀。
[0128]〈實(shí)施例2>
[0129]其次，使用第一實(shí)施方式的工作機(jī)械1，通過低頻率振動(dòng)切削，對工件2進(jìn)行可制作成如圖12所示的加工品的加工。使用Citizen Machinery公司制的NL-10CNC車床當(dāng)作工作機(jī)械I。此外，使用Φ 10-SUS304的棒材當(dāng)作工件2，切削工具4則使用Kyocera公司制的DCGTl 1T304ER-U-PR930。此外，使用三菱公司制的線性伺服電動(dòng)機(jī)當(dāng)作切削工具送給機(jī)構(gòu)7。接著，將工件2的轉(zhuǎn)速程序設(shè)定為3750rpm，該工件2每旋轉(zhuǎn)一周的切削工具4的送給量程序設(shè)定為0.0lmm,使用日本Grease公司制的SUNCUT EF-5N(非水溶性)當(dāng)作冷卻齊U。另外，將與上述程序設(shè)定的數(shù)值相應(yīng)的切削工具4的低頻率振動(dòng)的振幅設(shè)定為0.03，頻率則設(shè)定為48Hz。
[0130]<比較例1>
[0131]另一方面，通過慣用切削，使用第一實(shí)施方式的工作機(jī)械1，對工件2進(jìn)行可制作成如圖12所示的加工品的加工。使用Citizen Machinery公司制的NL-10CNC車床當(dāng)作工作機(jī)械I。此外，使用Φ 10-SUS304的棒材當(dāng)作工件2，切削工具4則使用Kyocera公司制的DCGTl 1T304ER-U-PR930。此外，使用三菱公司制的線性伺服電動(dòng)機(jī)當(dāng)作切削工具送給機(jī)構(gòu)7。接著，為了切削時(shí)間與上述實(shí)施例2的低頻率振動(dòng)切削相同，將送給量設(shè)定成28mm/min。另外，使用日本Grease公司制的SUNCUT EF_5N(非水溶性)當(dāng)作冷卻劑。
[0132]〈切削精度評估〉
[0133]測定由上述實(shí)施例2、比較例I所得到的加工品的Tl及T2 (參照圖12)的直徑，測定T3(參照圖12)的毛邊。將其測定結(jié)果表示于表I中。
[0134][表 I]
[0135]
【權(quán)利要求】
1.一種工作機(jī)械，其包含: 切削工具保持單元，其保持工件加工用的切削工具；以及 工件保持單兀，其保持工件， 移動(dòng)自如地設(shè)置所述切削工具保持單元或所述工件保持單元，以使得所述切削工具相對于所述工件相對地在多個(gè)軸方向進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作， 設(shè)有控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)控制所述切削工具保持單元或所述工件保持單元的移動(dòng)，以使得所述工件與所述切削工具相對地在多個(gè)軸方向同步地進(jìn)行低頻率振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作機(jī)械，其中， 在多個(gè)軸方向上移動(dòng)自如地設(shè)置所述切削工具保持單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作機(jī)械，其中， 在多個(gè)軸方向上移動(dòng)自如地設(shè)置所述工件保持單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作機(jī)械，其中， 移動(dòng)自如地設(shè)置所述切削工具保持單元以及所述工件保持單元，所述切削工具保持單元與所述工件保持單元協(xié)同地進(jìn)行移動(dòng)，使所述切削工具相對于所述工件相對地在多個(gè)軸方向進(jìn)行進(jìn)給動(dòng)作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作機(jī)械，其中， 設(shè)有振動(dòng)切削信息儲存單元，其預(yù)先儲存著用于使所述工件與所述切削工具進(jìn)行所述低頻率振動(dòng)的數(shù)據(jù)， 所述控制機(jī)構(gòu)根據(jù)儲存在所述振動(dòng)切削信息儲存單元中的數(shù)據(jù)來進(jìn)行控制。
【文檔編號】B23Q15/013GK103781576SQ201280041139
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月10日
【發(fā)明者】榛木龍, 小林孝一, 今崎能吉 申請人:西鐵城精機(jī)宮野股份有限公司