机床的控制装置的制作方法

本发明涉及一种进行摆动切削的机床的控制装置。

背景技术：

当用机床的切削工具加工工件时会连续地产生切屑，有时切屑会缠绕于切削工具。在这样的情况下，需要使机床停止，以从切削工具去除切屑，从而耗费时间，导致生产效率降低。并且，有可能由于切屑而损伤工件，有时导致工件的品质降低。

为了避免这种缺点，已知一种通过使切削工具与工件沿加工方向相对摆动来切碎切屑的摆动切削(例如参照专利文献1～3等)。进行摆动切削的机床的控制装置通过向沿加工方向进给切削工具或者工件的进给轴的伺服电动机提供正弦波状的进给指令，来使切削工具与工件沿加工方向相对摆动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5033929号公报

专利文献2：日本专利第5139592号公报

专利文献3：日本专利第5599523号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

例如，在所希望的工件加工形状为圆筒形或者圆柱形的情况下，沿加工方向进给切削工具或者工件的进给轴只是1个轴(例如后述的z轴)。另一方面，例如，在所希望的工件加工形状为圆锥形或者圆锥台形(即，锥形状)的情况下，或者在所希望的工件加工形状包括圆弧形状的情况下，沿加工方向进给切削工具或者工件的进给轴成为多个轴(例如后述的z轴和x轴)。在该情况下，多个轴同时摆动，从而机床的负荷增大，如果设为可耐该负荷的机械，则存在成本增加的问题。

本发明的目的在于提供一种减少因摆动切削引起的机床的负荷的增加的机床的控制装置。

用于解决问题的方案

(1)本发明涉及一种机床的控制装置(例如，后述的机床的控制装置20)，所述机床(例如，后述的机床10)具备使工件(例如，后述的工件w)与工具(例如，后述的工具11)相对旋转的主轴(例如，后述的主轴m0)以及使所述工件与所述工具相对进给的多个进给轴(例如，后述的进给轴m1、m2)，所述机床通过所述主轴与所述进给轴之间的协调动作，一边使所述工具与所述工件相对摆动一边对所述工件进行加工，以切碎因加工而产生的切屑，所述机床的控制装置具备：摆动指令制作部(例如，后述的摆动指令制作部23)，其基于加工条件来制作摆动指令；以及控制部(例如，后述的控制部26)，其基于所述摆动指令和移动指令，一边使所述工具与所述工件相对摆动一边对所述工件进行加工，其中，在所述加工条件表示通过所述多个进给轴中的一个进给轴的插补动作进行的加工的情况下，所述摆动指令制作部制作所述摆动指令，使得所述工具与所述工件沿着沿加工路径的方向相对摆动，在所述加工条件表示通过所述多个进给轴的同时插补动作进行的加工的情况下，所述摆动指令制作部制作所述摆动指令，使得相对于加工路径变更摆动方向。

(2)在(1)所记载的机床的控制装置中，也可以是，所述摆动指令制作部具备：摆动振幅计算部(例如，后述的摆动振幅计算部231)，其基于摆动振幅倍率和所述移动指令来计算摆动振幅；以及摆动指令计算部(例如，后述的摆动指令计算部233)，其基友所述摆动振幅来计算所述摆动指令。

(3)在(2)所记载的机床的控制装置中，也可以是，所述摆动振幅计算部基于所述加工条件和机械条件来计算所述摆动振幅倍率。

(4)在(3)所记载的机床的控制装置中，也可以是，所述加工条件包括用于所述工件的锥或者圆弧的表示通过所述多个进给轴的插补动作进行的加工的信息以及所述工件的锥角度，所述机械条件包括所述工具的角度。

(5)在(2)所记载的机床的控制装置中，也可以是，还具备存储部，所述存储部预先存储多个所述摆动振幅倍率与所述工件的多个锥角度相关联的信息，所述摆动振幅计算部获取所述信息中的与所述工件的锥角度对应的所述摆动振幅倍率。

(6)在(1)至(5)中的任一项所记载的机床的控制装置中，也可以是，在所述加工条件表示通过所述多个进给轴的同时插补动作进行的加工的情况下，所述摆动指令制作部变更所述摆动指令，使得所述工具与所述工件沿所述多个进给轴中的一个进给轴的进给方向相对摆动。

(7)本发明涉及另一种机床的控制装置(例如，后述的机床的控制装置20)，所述机床(例如，后述的机床10)具备使工件(例如，后述的工件w)与工具(例如，后述的工具11)相对旋转的主轴(例如，后述的主轴m0)以及使所述工件与所述工具相对进给的多个进给轴(例如，后述的进给轴m1、m2)，所述机床通过所述主轴与所述进给轴之间的协调动作，一边使所述工具与所述工件相对摆动一边对所述工件进行加工，以切碎因加工而产生的切屑，所述机床的控制装置具备：摆动指令制作部(例如，后述的摆动指令制作部23)，其基于加工条件来制作摆动指令；以及控制部(例如，后述的控制部26)，其基于所述摆动指令和移动指令，一边使所述工具与所述工件相对摆动一边对所述工件进行加工，其中，所述加工条件表示通过所述多个进给轴中的一个进给轴的插补动作进行的加工的情况下，所述摆动指令制作部制作所述摆动指令，使得所述工具与所述工件沿着沿加工路径的方向相对摆动，在所述加工条件表示通过所述多个进给轴的同时插补动作进行的加工的情况下，所述摆动指令制作部变更所述摆动指令，使得摆动停止。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种减少因摆动切削引起的机床的负荷的增加的机床的控制装置。

附图说明

图1是表示具备本实施方式所涉及的控制装置的加工系统的图。

图2是表示本实施方式所涉及的控制装置、特别是摆动指令制作部和控制部的更具体的结构例的框图。

图3是表示进给量与旋转角度之间的关系的图。

图4是用于说明在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下、仅沿不是加工方向的z方向摆动的情况下的进给轴(z轴)的摆动振幅倍率的计算方法的图。

图5是用于将图4的仅沿不是加工方向的z方向摆动的情况下的各进给轴(z轴、x轴)的摆动幅度与沿加工方向摆动的情况下的各进给轴(z轴、x轴)的摆动幅度进行比较的图。

图6是用于说明在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下、沿从z轴方向稍许倾斜且不是加工方向的方向摆动的情况下的各进给轴(z轴、x轴)的摆动振幅倍率的计算方法的图。

图7是用于将图6的沿从z轴方向稍许倾斜且不是加工方向的方向摆动的情况下的各进给轴(z轴、x轴)的摆动幅度与沿加工方向摆动的情况下的各进给轴(z轴、x轴)的摆动幅度进行比较的图。

附图标记说明

1：加工系统；10：机床；11：工具；20：控制装置；22：位置指令制作部；23：摆动指令制作部；231：摆动振幅计算部；232：摆动频率计算部；233：摆动指令计算部；24：加法运算器；25：减法运算器；26：控制部；27：学习控制器；28：位置速度控制器；29：存储部；m0：主轴；m1、m2：进给轴；w：工件。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式的一例。此外，在各附图中对相同或者相当的部分标注相同的标记。

图1是表示具备本实施方式所涉及的控制装置的加工系统的图。图1所示的加工系统1具备机床10以及用于控制机床10的控制装置20。

机床10具有工具11。工具11对具有例如圆筒形、圆柱形、圆锥形、或者圆锥台形等形状的工件进行切削加工。在图1的例子中，工具11对工件w的外周面进行切削加工。在图1的例子中，将成为工件w的旋转轴的该工件的中心轴线设为z轴，将与z轴垂直的轴线设为x轴。

机床10不限于加工沿z轴的方向的形状为直线状的工件，也能够加工沿z轴的方向的形状为圆弧状的工件。另外，机床10不限于加工工件的外周面，也能够加工圆筒形这样的工件的内周面。另外，机床10不限于进行切削加工，也能够进行磨削、研磨等加工。

机床10具有主轴m0、与主轴m0协调动作的至少2个进给轴m1、m2。主轴m0包括主轴电动机或者伺服电动机，进给轴m1、m2包括伺服电动机。主轴m0以及进给轴m1、m2由控制装置20来控制。

主轴m0使工件w绕该工件的中心轴线(z轴)旋转。进给轴m1能够进行沿z轴方向(第一方向)进给工具11以及使工具11沿z轴方向往复运动即摆动这两方。进给轴m2能够进行沿x轴方向(第二方向)进给工具11以及使工具11沿x方向往复运动即摆动这两方。

在对圆柱形或者圆筒形的工件进行车削加工的情况下，使工件w绕该工件的中心轴线(z轴)旋转，并且仅沿着沿工件的外周面的母线的z轴方向(该情况的加工方向)进给工具11。

另一方面，在对如圆锥形或圆锥台形、或者圆弧形的工件那样外径在z轴方向上不同的工件进行车削加工的情况下，使工件w绕该工件的中心轴线(z轴)旋转，并且沿着沿工件的外周面的母线的倾斜方向(z轴方向与x轴方向的合成方向)(该情况下的加工方向)进给工具11。在该情况下，为了沿着沿工件w的外周面的母线的倾斜方向进给工具11，至少需要2个进给轴m1、m2。通过控制进给轴m1和进给轴m2这两方，来沿着沿工件w的外周面的母线的倾斜方向进给工具11。

控制装置20使用计算机来构成，该计算机具备经由总线彼此连接的、rom(readonlymemory：只读存储器)和ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)等存储器、cpu(controlprocessingunit：中央处理单元)、以及通信控制部。并且，控制装置20具备位置指令制作部22、摆动指令制作部23(包括后述的图2的摆动振幅计算部231、摆动频率计算部232以及摆动指令计算部233)、控制部26(包括后述的图2的加法运算器24、减法运算器25、学习控制器27、以及位置速度控制器28)以及存储部29，这些各部的功能或动作通过上述计算机中搭载的cpu、存储器以及该存储器中存储的控制程序相协作来实现。

存储部29存储有工件w的加工条件等。工件w的加工条件包括工件w与工具11的绕工件w的中心轴线的相对的旋转速度、工具11与工件w的相对的进给速度以及进给轴m1、m2的位置指令等。

也可以是，控制装置20与cnc(computernumericalcontroller：计算机数字控制器)、plc(programmablelogiccontroller：可编程逻辑控制器)等上级计算机(未图示)连接，从上级计算机向存储部29输入前述的旋转速度、进给速度等。另外，也可以是，存储部29、位置指令制作部22不在控制装置20内，而是具备于上述的上级计算机。

另外，也可以是，存储部29存储有由机床10执行的加工程序，控制装置20内的cpu(未图示)从该加工程序读出前述的旋转速度和进给速度来作为加工条件，并输出到位置指令制作部22、控制部26。

位置指令制作部22具有基于工件w与工具11的绕工件w的中心轴线的相对的旋转速度以及工具11与工件w的相对的进给速度来制作进给轴m1、m2的位置指令(移动指令)的功能。该位置指令为向控制部26指示沿着沿工件w的外周面的母线的方向(加工方向)相对进给工具11与工件w时的目标位置的指令。

摆动指令制作部23基于前述的旋转速度和进给速度来制作进给轴m1的摆动指令，使得成为前述的旋转速度的正的非整数倍的摆动频率并且使工具11对工件w进行间歇切削。摆动指令是被制作为与前述的绕中心轴线的旋转速度不同步的周期性的指令，包括摆动频率和摆动振幅。后述的摆动指令的式(1)中的基于s/60×i的项的值相当于摆动频率，式(1)中的基于k×f/2的项的值相当于摆动振幅。在后面叙述摆动指令制作部23的详情。

此外，上述的间歇切削是指一边使工具11周期性地与工件w接触和从工件w离开一边对工件w进行切削加工，也称作摆动切削或者振动切削。另外，在图1中设为工件w旋转并且工具11相对于工件w进行摆动，但也可以是工具11绕工件w的中心轴线旋转并且工件w相对于工具11进行摆动的结构。另外，在图1中，由1个进给轴m1、m2进行工件w的进给动作和摆动动作这两方，但也可以是由不同的进给轴分别进行工件w的进给动作和摆动动作的结构。

控制部26具有如下功能：基于对前述的位置指令与进给轴m1、m2的实际位置之差即位置偏差加上前述的摆动指令得到的合成指令(例如位置指令值)来制作转矩指令，来控制进给轴m1、m2。进给轴m1、m2的实际位置相当于由该进给轴m1、m2所搭载的编码器等位置检测部(未图示)得到的位置反馈值。

下面，详细地说明摆动指令制作部23。图3是表示进给量与旋转角度之间的关系的图。图3中的横轴表示工件w的旋转角度，纵轴表示工具11在加工方向(即，图1的沿工件w的外周面的母线的方向)上的进给量。图3示出沿倾斜方向延伸的多条直线状虚线c1、c2、c3…。根据图3可知，虚线c1与纵轴之间的交点的纵轴坐标相当于下一虚线c2的开始点处的纵轴坐标。同样，虚线c2与纵轴之间的交点的纵轴坐标相当于下一虚线c3的开始点处的纵轴坐标。该多个直线状虚线c1、c2、c3…表示在无摆动指令的情况下工具11在工件w上的轨迹。另一方面，图3所示的曲线a1、a2、a3…表示在有摆动指令的情况下工具11在工件w上的轨迹。换句话说，虚线c1、c2、c3等表示加上摆动指令之前的位置指令(原始的指令值)，曲线a1、a2、a3等表示加上摆动指令之后的位置指令。因而，曲线a1、a2、a3表示对由虚线c1、c2、c3表示的各位置指令加上余弦波状的摆动指令得到的指令。

另外，曲线a1是工具11在工件w的第一圈旋转中的轨迹，曲线a2是工具11在工件w的第二圈旋转中的轨迹，曲线a3是工具11在工件w的第三圈旋转中的轨迹。为了简洁，省略工具11在工件w的第四圈旋转以后的旋转中的轨迹的图示。

摆动指令制作部23如以下这样制作摆动指令。摆动指令制作部23决定余弦波状的摆动频率，以制作分别以虚线c1、c2、c3为基准轴线的曲线a1、a2、a3这样的指令，其中，虚线c1、c2、c3是由位置指令制作部22制作出的进给轴m1、m2的位置指令。后述的式(1)中的基于s/60×i的项的值为摆动频率。

在决定上述的摆动频率的情况下，优选如图3所示那样，使以某虚线、例如虚线c2为基准轴线的余弦波状的曲线a2的初始相位相对于以前一条虚线、例如虚线c1为基准轴线的余弦波状的曲线a1偏移半个周期。其原因是，在偏移半个周期的情况下，能够使摆动指令的摆动振幅最小，其结果，能够最高效地切碎切屑。

摆动指令制作部23决定前述的摆动指令的摆动振幅，以制作分别以虚线c1、c2、c3为基准轴线的曲线a1、a2、a3这样的指令。后述的式(1)中的基于k×f/2的项的值为摆动振幅。图3所示的曲线a1与曲线a2在旋转角度约为0度的位置b1和旋转角度约为240度的位置b2处相互重合。根据图3可知，在位置b1、b2处，相对于虚线c1的曲线a1的最大值大于相对于虚线c2的曲线a2的最小值。换言之，优选的是，摆动指令制作部23以前一曲线a1与后一曲线a2彼此部分重合的方式决定摆动振幅。此外，由于进给速度固定，因此在曲线a1、a2、a3中各摆动指令的摆动振幅也全部相同。

在该重合位置b1、b2处，工具11在以曲线a2的轨迹进行加工时与工件w分离，因此不对工件w进行加工。在本实施方式中，周期性地产生这样的重合位置b1、b2，因此能够进行所谓的间歇切削。在图3所示的例子中，通过按照曲线a2的动作，在位置b1、b2处分别产生切屑。换句话说，在第二圈旋转的曲线a2中产生二个切屑。由于周期性地进行这样的间歇切削，因此能够进行振动切削。

并且，相对于虚线c3形成的曲线a3的形状与曲线a1的形状相同。曲线a2与曲线a3在旋转角度约为120°的位置b3和约为360°的位置b4处重合。通过按照曲线a3的动作，在位置b3、b4处分别产生切屑。换句话说，在第三圈旋转的曲线a3中产生二个切屑。以后，工件每旋转一周产生二个切屑。但是，在第一圈旋转中不产生切屑。

通过这样决定摆动频率和摆动振幅，控制部26内的摆动指令制作部23制作摆动指令。

例如，摆动指令表示为下式(1)。

[数式1]

在式(1)中，k为摆动振幅倍率，f为工件w每旋转一周的工具11的移动量，即每转进给量[mm/rev]，s为绕工件w的中心轴线的旋转速度[min^-1]或[rpm]，i为摆动频率倍率。此处，前述的摆动频率相当于式(1)中的s/60×i的项，前述的摆动振幅相当于式(1)中的k×f/2的项。其中，摆动振幅倍率k为1以上的数，摆动频率倍率i为大于零的非整数(例如0.5、0.8、1.2、1.5、1.9、2.3、或者2.5、…等正的非整数)。摆动振幅倍率k以及摆动频率倍率i为常数(在图3的例子中，i为1.5)。

不将摆动频率倍率i设为整数的原因是，在成为与绕工件w的中心轴线的转速完全相同的摆动频率的情况下，无法产生前述的重合位置b1、b2、b3、b4等，无法得到由摆动切削产生的切屑的切碎效果。

另外，根据式(1)，摆动指令为从以表示位置指令的各虚线c1、c2、c3为基准轴线的余弦波减去作为偏移值的(k×f/2)的项来得到的指令。因此，能够在工具11的加工方向上将基于位置指令的位置作为上限，来控制基于对位置指令加上摆动指令得到的合成指令值的工具11的位置轨迹。因此，图3的曲线a1、a2、a3等在+方向(即，工具11的加工方向)上不超过虚线c1、c2、c3等。

并且，通过设为用式(1)表示的那样的摆动指令，根据图3的曲线a1可知，使得不在工具11的加工开始点(横轴的0°的位置)处从最初起在工具11的进给方向上产生大的摆动。

此外，设为在决定摆动频率和摆动振幅时所调整的各参数(式(1)中的k、i)的初始值在机床10运转前存储于存储部29。工件w的旋转速度(s)作为加工条件预先存储于存储部29。根据该旋转速度(s)和由位置指令制作部22制作的位置指令来求出每转进给量f。

图2是表示控制装置20、特别是摆动指令制作部23以及控制部26的更具体的结构例的框图。图2所示的控制装置20具备存储部29、位置指令制作部22、摆动指令制作部23以及控制部26。也可以是，存储部29和位置指令制作部22具备于与控制装置20连接的nc装置等上级计算机(未图示)。

摆动指令制作部23基于加工条件来制作以及变更摆动指令。

一般而言，在工件加工形状为圆筒形、圆柱形的情况下，沿着作为沿工件w的外周面的母线的进给轴m1(z轴)方向的加工方向进行摆动。

另一方面，在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下，一般而言，沿着作为沿工件w的外周面的母线的倾斜方向、即进给轴m1(z轴)方向与进给轴m2(x轴)方向的合成方向的加工方向，进行摆动。该情况下，在进给轴m1、m2中同时进行摆动，从而机床的负荷增大。

因此，在本实施方式中，在工件加工形状为圆筒形、圆柱形的情况下、即加工条件表示仅通过多个进给轴m1、m2中的一个进给轴m1的插补动作进行的加工的情况下，摆动指令制作部23与上述同样地制作摆动指令，使得工具11与工件w沿着沿加工路径的方向、即加工方向(z轴方向)相对摆动。

另一方面，在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下、即加工条件表示通过多个进给轴m1、m2的同时插补动作进行的加工的情况下，摆动指令制作部23变更摆动指令，使得相对于沿加工路径的方向变更摆动方向(例如，可以相对于加工路径的切线方向变更方向)。例如，在使进给轴m2摆动导致机械的负荷变得更大的情况下，通过变更摆动方向使得进给轴m2的摆动变小，能够减小作为机械整体的负荷。

摆动指令制作部23具备摆动振幅计算部231、摆动频率计算部232以及摆动指令计算部233。

摆动振幅计算部231基于加工条件和机械条件来计算各进给轴m1、m2(z轴、x轴)的摆动振幅倍率k，并基于这些摆动振幅倍率k和移动指令来计算各进给轴m1、m2(z轴、x轴)的摆动振幅k×f/2。

此处，加工条件包括用于工件w的锥或圆弧的表示通过多个进给轴m1、m2的插补动作进行的加工的信息以及工件w的锥角度θ1(参照图4以及图6)。机械条件包括工具11的角度θ2、即相对于工件w的中心轴(z轴)的切入角度θ2(参照图4以及图6)。加工条件和机械条件既可以例如预先存储于存储部29，也可以从加工程序中获取。移动指令包括工件w每旋转一周的工具11的移动量f、即每转进给量f[mm/rev]。

具体而言，在工件加工形状为圆筒形、圆柱形的情况下、即加工条件表示仅通过多个进给轴m1、m2中的一个进给轴m1的插补动作进行的加工的情况下，摆动振幅计算部231仅计算进给轴m1(z轴)的摆动振幅倍率k，并基于该摆动振幅倍率k仅计算进给轴m1(z轴)的摆动振幅k×f/2，使得工具11与工件w沿着沿加工路径的方向、即加工方向(沿工件的外周面的母线的z轴方向)相对摆动。更具体而言，摆动振幅计算部231基于规定的摆动振幅倍率k来计算摆动振幅k×f/2。

另一方面，在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下、即加工条件表示通过多个进给轴m1、m2的同时插补动作进行的加工的情况下，摆动振幅计算部231计算各进给轴m1、m2(z轴、x轴)的摆动振幅倍率k，并基于这些摆动振幅倍率k来计算各进给轴m1、m2(z轴、x轴)的摆动振幅k×f/2，使得相对于加工路径变更摆动方向、即使工具11与工件w沿不是加工方向(沿工件的外周面的母线的z轴方向与x轴方向的合成方向)的方向相对摆动。

图4是用于说明在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下、仅沿不是加工方向的z方向摆动的情况下的进给轴m1(z轴)的摆动振幅倍率k的计算方法的图。在图4中，f是工件w每旋转一周的工具11的移动量、即每转进给量[mm/rev]，θ1是工件w的锥角度[rad]，θ2是工具11的角度[rad]，k是摆动振幅倍率[倍]，α是余量(margin)。

例如，图4的箭头部分的摆动振幅倍率k表示为下式(2)。

[数式2]

此外，在图4和图5中，设为余量α＝0。

由此，如图5所示，与沿加工方向摆动的情况下的z轴方向的摆动幅度(虚线箭头)以及x轴方向摆动幅度(虚线箭头)相比较，z轴方向的摆动幅度(实线箭头)稍许增加，但是x轴方向的摆动幅度(实线箭头)为0，因此多个进给轴的总摆动幅度减少。因此，机床整体的负荷减少。

如图4所示，为了通过1个轴摆动来切碎切屑，根据工件的锥角度θ1以及工具的角度θ2而所需的摆动振幅倍率k发生变化。可以固定地设定最大的摆动振幅倍率，但是工件的锥角度越小，摆动振幅越大，因此负荷增大，如果设为可耐该负荷的机械，则成本增加。

此外，在工件加工形状为圆弧的情况下，设为工件的锥角度θ1根据切入角度而改变，来变更摆动振幅倍率即可。

另外，图6是用于说明工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下、沿从z轴方向稍许倾斜的且不是加工方向的方向摆动的情况下的各进给轴m1、m2(z轴、x轴)的摆动振幅倍率k的计算方法的图。在图6中，fz、fx是在工件w每旋转一周的、工具11在z轴或者x轴上的移动量、即在z轴或者x轴上的每转进给量[mm/rev]，θ3是相对于z轴方向的倾斜角度[rad]，kz、kx是z轴或者x轴的摆动振幅倍率[倍]，αz、αx是z轴或者x轴的余量。

例如，每转进给量f的情况下的最小摆动幅度a表示为下式(3)。

[数式3]

a＝fcos(θ1-θ3)+fsin(θ1-θ3)×tan(θ2-θ3)…(3)

由此，例如，各z轴以及x轴的摆动振幅倍率kz、kx表示为下式(4)以及下式(5)。

[数式4]

[数式5]

在式(4)中，当设为θ3＝0时，变为与仅沿z轴方向摆动的式(2)相同。此外，在图6以及图7中，设为余量αz＝0、αx＝0。

由此，如图7所示，与沿加工方向摆动的情况下的z轴方向的摆动幅度(虚线箭头)以及x轴方向摆动幅度(虚线箭头)相比较，z轴方向的摆动幅度az(实线箭头)稍许增加，但是x轴方向的摆动幅度ax(实线箭头)减少。在x轴方向的摆动对机械造成的影响大的情况下，机床整体的负荷减少。

摆动频率计算部232基于加工条件来计算摆动频率。具体而言，摆动频率计算部232基于绕工件w的中心轴线的旋转速度s[min-1]或[rpm]、以及摆动频率倍率i，来计算摆动频率s/60×i。

摆动指令计算部233基于摆动振幅和摆动频率，通过式(1)来计算摆动指令。

接下来，控制部26具备加法运算器24、减法运算器25、学习控制器27以及位置速度控制器28。

减法运算器25求出由位置指令制作部22制作出的位置指令(移动指令)与来自进给轴m1、m2处的编码器的位置反馈(实际位置)之差即位置偏差。加法运算器24将从减法运算器25输出的位置偏差与由摆动指令制作部23制作出的摆动指令相加，来制作合成指令。

学习控制器27输入刚从加法运算器24输出后的合成指令，并进行学习控制使得减小合成指令的校正量，由此求出合成指令的校正量，并将该校正量与将要输入到位置速度控制器28之前的合成指令相加。

位置速度控制器28基于由学习控制器27校正后的合成指令进行位置控制、速度控制以及电流控制，对进给轴m1、m2处的伺服电动机进行驱动控制。

如以上说明的那样，根据本实施方式的机床的控制装置20，在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下，自动地变更摆动指令，使得沿不是加工方向(z轴方向与x轴方向的合成方向)的方向摆动。由此，能够减少多个进给轴的总摆动幅度，能够减少机床整体的负荷，能够减少由摆动切削引起的机床的负荷的增加。另外，能够减少负荷大的进给轴的摆动，能够减少由摆动切削引起的机床的负荷的增加。

另外，在工具11的驱动机构部存在间隙(backlash)的情况下、该驱动机构部的刚性低的情况下，当为了提高伺服的响应性而将控制增益设定得高时，有时产生振动，导致工具11的位置精度不稳定。例如，即使基于与图3所示的曲线a1、a2、a3等对应的指令值来驱动了进给轴m1、m2，有时工具11的实际位置也不完全追随曲线a1、a2、a3等。在该情况下，当在重合位置b1、b2、b3、b4等处，工具11的实际位置与曲线a1、a2、a3等这样的指令值不一致时，不产生间歇切削，其结果，变得不能良好地形成切屑。

因此，在本实施方式中，使用学习控制来提高对摆动指令的追随性。学习控制是提高对“重复模式固定的周期指令”的追随性的控制方式，能够随着从第1周期到第2周期、从第2周期到第3周期……这样周期进展，减少位置偏差。具体而言，学习工件w以及工具11的规定数量的振动周期所对应的位置偏差并设为校正量，由此抑制由摆动指令引起的周期性的位置偏差的增加。进一步说，例如，学习的周期能够使用根据上述的式(1)的摆动指令的摆动频率求出的周期(例如，1个摆动周期＝1/摆动频率)。控制部26将1个摆动周期换算为以旋转角度而言的周期，在将该以旋转角度而言的周期以规定的分割数进行分割求出的各相位处，求出合成指令的校正量。在控制部26中，按这些各相位求出合成指令的校正量并存储与1个学习周期相应的量的校正量，通过将1个学习周期前的各相位处的校正量按各相位与当前的合成指令相加，使合成指令所包括的相位偏差减少到零附近。

其结果，工具11的实际位置逐渐接近指令值的曲线a1、a2、a3等，最终与指令值的曲线a1、a2、a3等一致。在该情况下，指令值的曲线a1、a2、a3等具有前述的重合位置b1、b2、b3、b4等，因此可靠地产生间歇切削，能够可靠地形成切碎化的切屑。

(变形例1)

在上述的实施方式中，摆动振幅计算部231基于加工条件和机械条件来计算摆动振幅倍率。但是，本发明并不限于此，也可以是，控制装置20将对多个摆动振幅倍率与工件的多个锥角度相关联的表格或者函数(信息)预先存储于存储部，摆动振幅计算部231获取表格或者函数中的与工件的锥角度对应的摆动振幅倍率。

(变形例2)

另外，在上述的实施方式中，在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下，摆动指令制作部23自动地变更摆动指令，使得沿不是加工方向(z轴方向与x轴方向的合成方向)的方向摆动、即变更摆动方向。但是并不限于此，也可以是，在工件加工形状为圆锥形、圆锥台形(锥)的情况下或者包括圆弧形的情况下、即加工条件表示通过多个进给轴m1、m2的同时插补动作进行的加工的情况下，摆动指令制作部23变更摆动指令，使得摆动停止。

以上，说明了本发明的实施方式说明，但本发明不限于上述的实施方式，能够进行各种变更和变形。例如，在上述的实施方式中，例示了工件w旋转并且工具11沿工件w的外周面的母线摆动的结构，但是本发明不限于该结构。

本发明所涉及的机床为以下结构即可：对使工件w与工具11绕工件w的中心轴线相对旋转的主轴m0以及使工件w与工具11沿着沿该中心轴线的加工方向相对进给的至少二个进给轴m1、m2等进行控制，来加工工件w。例如，能够设想以下结构：工具11绕工件w的中心轴线旋转并且工件w相对于工具11摆动；或者工件w旋转并且工件w相对于工具11沿着沿工件w的外周面的母线的方向摆动。在本发明中，将工具11绕工件w的中心轴线旋转来切削工件w的加工方法也作为加工的一种。