WO2012032667A1 - スクロール加工方法および加工装置 - Google Patents

Abstract

　主軸に取り付けた工具（１４）を、回転テーブル（１７）に取り付けたワーク（Ｗ）に対して相対移動させ、ワーク（Ｗ）の表面にスクロール形状の壁部（２１）を形成するスクロール加工方法であって、回転テーブル（１７）を第１の方向（Ｒ１）に回転させながら、工具（１４）をワーク（Ｗ）の外側から中心部（２５）に向かい所定経路（Ｌ１）を通って相対移動させ、壁部（２１）の外壁面（２３）および内壁面（２２）のいずれか一方を加工する第１のスクロール加工工程と、回転テーブル（１７）を第１の方向（Ｒ１）と反対の第２の方向（Ｒ２）に回転させながら、工具（１４）をワーク（Ｗ）の中心部（２５）から外側に向かい所定経路（ｌ１）を戻って相対移動させ、壁部（２１）の外壁面（２３）および内壁面（２２）のいずれか他方を加工する第２のスクロール加工工程とを含む。

Description

スクロール加工方法および加工装置

　本発明は、スクロール形状の壁部を加工するスクロール加工方法および加工装置に関する。

　従来、ＸＹ平面上の回転台にワークを取り付けて、ワークを回転させながらワークに対して工具をＸ軸と平行に相対移動させ、ワークにインボリュート曲線形状の壁部を形成するようにした加工方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の方法では、工具をインボリュート曲線の基礎円の半径分だけＹ軸方向にずらした状態で、ワーク中心部に向けてＸ軸と略平行に相対移動させ、壁部の内壁面を加工する。その後、工具をインボリュート曲線の基礎円の半径分だけＹ軸方向反対側にずらした状態で、ワーク中心部からＸ軸と平行に相対移動させ、壁部の外壁面を加工する。すなわち、特許文献１記載の方法では、ワーク中心を原点としたＸＹ象限において、一の象限で内壁面を加工し、ワーク中心を挟んで一の象限の反対側にある他の象限で外壁面を加工する。
　ところで、この種の加工方法を実行する加工装置においては、通常、工具の中心を回転台の中心に合わせた場合に、両者間に少なくとも数μｍ程度の心ずれが生じる。したがって、この心ずれによって壁部の内壁面および外壁面の加工位置が設計値からずれ、内壁面と外壁面との間の壁部の厚さを精度良く加工することが難しい。
　とくに、上記特許文献１記載の方法のように、一の象限で内壁面を加工し、一の象限の反対側にある他の象限で外壁面を加工するようにしたのでは、内壁面および外壁面の加工位置のずれが壁部の厚さにそれぞれ加算され、壁部の厚さが設計値から大きくずれる。

特開２００２−１４４１２８号公報

　本発明は、主軸に取り付けた工具を、回転テーブルに取り付けたワークに対して相対移動させ、ワークの表面にスクロール形状の壁部を形成するスクロール加工方法であって、回転テーブルを第１の方向に回転させながら、工具をワークの外側から中心部に向かい所定経路を通って相対移動させ、壁部の外壁面および内壁面のいずれか一方を加工する第１のスクロール加工工程と、回転テーブルを第１の方向と反対の第２の方向に回転させながら、工具をワークの中心部から外側に向かい所定経路を戻って相対移動させ、壁部の外壁面および内壁面のいずれか他方を加工する第２のスクロール加工工程とを含む。
　また、本発明は、ワークが取り付けられた回転テーブルを回転する第１の駆動手段と、主軸に取り付けられた工具を回転テーブルに対して相対移動する第２の駆動手段と、ワークに、スクロール形状の壁部の外壁面および内壁面のいずれか一方を加工する際に、回転テーブルが第１の方向に回転しながら、工具がワークの外側から中心部に向かい所定経路を通って相対移動し、壁部の外壁面および内壁面のいずれか他方を加工する際に、回転テーブルが第１の方向と反対の第２の方向に回転しながら、工具がワークの中心部から外側に向かい所定経路を戻って相対移動するように、第１の駆動手段および第２の駆動手段を制御する制御手段とを備える。

　図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール加工方法によりスクロール形状を加工するための工作機械の概略構成を示す側面図である。
　図２は、スクロール形状の一例を示すワークの平面図である。
　図３は、本発明が解決すべき問題点を説明する図である。
　図４は、本発明の実施の形態に係る加工装置の構成を示すブロック図である。
　図５は、図４の制御装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。
　図６は、外壁面の加工動作の一例を示す図である。
　図７は、図６からさらに進んだ外壁面の加工動作の一例を示す図である。
　図８は、工具が折り返し点に到達した際の加工動作を示す図である。
　図９は、内壁面の加工動作の一例を示す図である。
　図１０は、図９からさらに進んだ内壁面の加工動作の一例を示す図である。
　図１１は、本発明の実施の形態に係るスクロール加工方法による効果を説明する図である。
　図１２は、工具のＹ軸方向の心ずれが壁部の厚さに与える影響を説明する図である。

　以下、図１~図１２を参照して、本発明によるスクロール加工方法の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール加工方法を用いてワークＷにスクロール形状を加工するための、工作機械１０の概略構成を示す側面図である。工作機械１０としては、例えば５軸立形マシニングセンタが用いられる。
　図１において、ベッド１１上にはコラム１２が立設され、コラム１２には、直線送り機構を介して上下方向（Ｚ軸方向）および水平方向（Ｙ軸方向）に移動可能に主軸頭１３が支持されている。主軸頭１３には、主軸を介して下向きに切削用工具１４が取り付けられている。工具１４は例えばエンドミルであり、主軸頭１３内のスピンドルモータにより回転駆動される。ベッド１１上には、直線送り機構を介して水平方向（Ｘ軸方向）に移動可能にテーブルベース１５が支持されている。直線送り機構は、例えばボールねじとボールねじを回転駆動するサーボモータとにより構成される。
　テーブルベース１５には、回転送り機構を介して、Ｘ軸方向の回転軸Ｌｘを中心としてＡ軸方向に揺動可能に傾斜テーブル１６が取り付けられている。傾斜テーブル１６には、回転送り機構を介して、Ｚ軸方向の回転軸Ｌｚを中心としてＣ軸方向に回転可能に回転テーブル１７が取り付けられている。回転テーブル１７上には、ワーク固定用治具を介してワークＷが固定されている。回転送り機構は、例えばダイレクトドライブモータやサーボモータにより構成される。
　以上の工作機械１０の構成において、主軸頭１３内のスピンドルモータを主軸駆動用モータと、主軸頭１３をＺ軸方向およびＹ軸方向に移動させるモータをそれぞれＺ軸用モータおよびＹ軸用モータと、テーブルベース１５をＸ軸方向に移動させるモータをＸ軸用モータと、回転テーブル１７をＣ軸方向に回転させるモータをＣ軸用モータと、それぞれ称する。
　このような工作機械１０の構成によれば、工具１４とワークＷとが直交３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）に相対移動可能で、かつ、ワークＷがＣ軸方向に回転可能である。このため、ワークＷに対して工具１４を鉛直方向所定位置にセットした状態で、ワークＷをＣ軸方向に回転させながら、ワークＷに対して工具１４を水平方向に相対移動させることで、ワーク表面に所定深さのスクロール形状を加工することができ、所望のスクロール加工物を得ることができる。
　図２は、ワーク表面に加工されるスクロール形状の一例を示すワークＷの平面図である。図では、ワーク中心を原点Ｏ１としたＸＹ平面上に、スクロール形状を示している。ワークＷは、例えばコンプレッサの構成部品であり、基部２０上にスクロール形状の壁部２１が突設され、壁部２１に沿って流路が形成されている。なお、基部２０の形状は、円形、三角形、矩形等いかなるものでもよい。壁部２１の内壁面２２および外壁面２３は、半径ｒ０の基礎円２４を有するインボリュート曲線によって定義され、壁部２１の厚さｔはインボリュート曲線に沿って一定である。
　壁部２１の内壁面２２および外壁面２３には、予め加工代が設けられ、この加工代が工具１４により切削され、最終形状のスクロール加工物が形成される。ワークＷのスクロール加工を行うにあたっては、まず、ワーク中心（基礎円２４の中心Ｏ１）が回転テーブル１７の回転中心に一致するようにワークＷを回転テーブル１７にセットする。その後、予め定められた加工プログラムに従い、ワークＷをＣ軸回りに回転させながら、Ｏ１を中心とした基礎円２４に接する直線Ｌ１に沿って工具１４を相対移動させる。この際、ワークＷの回転量θと工具１４のＸ軸方向の送り量Ｘが一定の比で変化するように、回転量θと送り量Ｘとを同期させる。これにより加工プログラムの構成を簡素化しつつ、スクロール形状を高速かつ高精度に加工することができる。
　ここで、例えば図２に示すように、ワークＷをＲ１方向に回転させながら、工具１４をワークＷの外側から直線Ｌ１に沿って矢印Ａ方向（＋Ｘ軸方向）に相対移動させ、外壁面２３を加工したとする。この外壁面２３の加工に続けて、ワークＷのＣ軸回りの回転方向をＲ１としたまま内壁面２２を加工するためには、図の点線で示すように、工具１４を回転中心Ｏ１のＹ軸方向反対側に基礎円２４の半径ｒ０分だけずらし、基礎円２４に接する直線Ｌ２に沿って、工具１４を＋Ｘ軸方向に相対移動させる必要がある。この場合には、ＸＹ平面の第２象限で外壁面２３が加工され、ＸＹ平面の第４象限で内壁面２２が加工される。
　ところで、この種の加工方法を実行する加工装置においては、通常、工具１４の中心Ｏ２を回転テーブル１７の中心に合わせた場合に、両者間に少なくとも数μｍ程度の心ずれが生じる。すなわち、図３において、仮に心ずれがないとした場合の工具１４の中心（設計値）をＯ３とすると、実際の工具中心Ｏ２は、例えばＸ軸方向にΔＸ、Ｙ軸方向にΔＹだけずれる。この状態で、ワーク回転中心Ｏ１よりも図の左側領域（第２象限）にてワークＷの外壁面２３を加工した場合には、外壁面２３の位置は、図３の実線で示すように設計値（点線）から例えば左側、つまり壁部２１の厚さが増加する方向にずれる。
　このとき、ワークＷのＣ軸回りの回転方向を一定として図の右側領域（第４象限）にて内壁面２２を加工すると、内壁面２２の位置（実線）も設計値（点線）から左側、つまり壁部２１の厚さが増加する方向にずれる。このため、外壁面２３と内壁面２２の位置ずれがそのまま壁部２１の厚さの誤差となり、実際の壁部２１の厚さｔ１（実線）は設計値ｔ０（点線）からずれる。このように壁部２１の厚さｔ１が設計値ｔ０からずれると、スクロール形状に沿った流体の所望の流れを得ることができず、ワークＷをコンプレッサーの構成部品として用いた場合には、コンプレッサー性能を著しく損なうおそれがある。
　そこで、本実施の形態では、工具１４の心ずれがある場合にも、壁部２１の厚さｔ１が設計値ｔ０とほぼ等しくなるように、以下のように加工装置を構成する。
　図４は、本発明の実施の形態に係る加工装置の構成を示すブロック図である。この加工装置は、ワークＷのスクロール加工のための各種情報を入力する入力装置３０と、入力装置３０からの信号に基づき工作機械１０に設置された主軸用モータ３１、Ｘ軸用モータ３２、Ｙ軸用モータ３３、Ｚ軸用モータ３４およびＣ軸用モータ３５をそれぞれ制御する制御装置４０とを備える。
　入力装置３０は、操作パネルやキーボード、外部からの信号を読み取る各種読み取り装置等によって構成され、スクロール形状を規定するパラメータ（例えばインボリュート曲線の基礎円２４の半径ｒ０等）や壁部２１の深さ、工具径、加工開始指令等が入力される。
　制御装置４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。制御装置４０は、入力装置３０からの入力信号に応じて定められた加工プログラムを実行し、工作機械１０の各モータ３１~３５の駆動を制御する。
　図５は、制御装置４０で実行されるスクロール加工処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、ワーク中心Ｏ１を回転テーブル１７の回転中心に一致させるとともに、ワークＷの加工開始点がＸ軸に平行な基礎円２４に接する直線Ｌ１（図２）上に位置するように、回転テーブル１７上にワークＷを固定した後、例えば入力装置３０からの加工開始指令の入力によって開始される。なお、加工開始点は、壁部２１の外壁面２３の終端位置であり、ワーク回転中心Ｏ１から最も離れた外壁面２３の位置に相当する。
　ステップＳ１では、主軸用モータ３１に制御信号を出力し、工具１４を所定速度で回転駆動させる。ステップＳ２では、Ｘ軸用モータ３２、Ｙ軸用モータ３３およびＺ軸用モータ３４にそれぞれ制御信号を出力し、工具１４をワークＷの加工開始位置に相対移動させるとともに、Ｃ軸用モータ３５を加工開始回転角度に割り出す。ここでは、工具１４の回転中心Ｏ２が加工開始点よりも−Ｘ軸方向に工具１４の半径ｒ１分だけずれて位置するように、工具１４を相対移動させる。
　ステップＳ３では、Ｘ軸用モータ３２およびＣ軸用モータ３５にそれぞれ制御信号を出力し、回転テーブル１７をＲ１方向（図２）に回転させながら、工具１４を直線Ｌ１に沿ってワーク中心部に向けて、つまり＋Ｘ軸方向に相対移動させる。これによりワークＷの外壁面２３が加工される。このとき、ワークＷの回転量θと工具１４の移動量Ｘが一定の比で変化するように、具体的にはＸ＝ｒ０・θの関係を満たすように、両者を同期させるとともに、ワークＷの加工点における周速が予め定められた一定の指令値となるように、ワーク中心Ｏ１から加工点までの距離が小さくなるに従い、回転テーブル１７の回転速度を増加させる。
　ステップＳ４では、工具１４の回転中心Ｏ２が、予め直線Ｌ１上に定められた折り返し点に到達したか否かを判定する。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ３に戻る。
　ステップＳ５では、Ｘ軸用モータ３２およびＣ軸用モータ３５にそれぞれ制御信号を出力し、回転テーブル１７をＲ１方向と反対のＲ２方向に回転させながら、工具１４をワーク中心部から直線Ｌ１に沿って−Ｘ軸方向に相対移動させる。これにより、ステップＳ３と同一の経路を戻って工具１４が相対移動しながら、ワークＷの内壁面２２が加工される。このとき、ステップＳ３と同様、ワークＷの回転量θと工具１４の移動量Ｘが一定の比で変化するように両者を同期させるとともに、ワークＷの加工点における周速が予め定められた一定の指令値となるように、ワーク中心Ｏ１から加工点までの距離が大きくなるに従い、回転テーブル１７の回転速度を減少させる。
　ステップＳ６では、工具１４が予め定められたワークＷの加工終了点に到達したか否か、すなわち壁部２１の内壁面２２の終端位置に到達したか否かを判定する。ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとステップＳ５に戻る。
　ステップＳ７では、所定の停止処理を実行する。例えばＸ軸用モータ３２、Ｙ軸用モータ３３およびＺ軸用モータ３４にそれぞれ制御信号を出力し、工具１４を所定の停止位置に移動させるとともに、主軸用モータ３１およびＣ軸用モータ３５にそれぞれ制御信号を出力し、工具１４の回転および回転テーブル１７の回転をそれぞれ停止させる。以上で、スクロール加工処理を終了する。
　本実施の形態に係るスクロール加工方法の手順をまとめると次のようになる。まず、ワーク中心Ｏ１を回転テーブル１７の回転中心に一致させた状態で、ワークＷを回転テーブル１７に固定する。さらに、制御装置４０からの指令により、工具１４を回転させるとともに加工開始位置に相対移動させる（ステップＳ１、ステップＳ２）。
　次いで、回転テーブル１７をＲ１方向に回転させながら、Ｘ軸に平行な基礎円２４の接線Ｌ１に沿って工具１４を＋Ｘ軸方向に相対移動させる（ステップＳ３）。これにより図６、図７に示すように壁部２１の外壁面２３がワークＷの外側から中心部２５にかけて加工される。図中、加工済みの部位を実線で、加工前の部位を点線で示している。このとき、加工点における周速が一定となるように、ワーク中心Ｏ１から加工点までの距離が小さくなるに従い、回転テーブル１７の回転速度を増加させる。これにより加工面の粗さを均一にすることができる。
　工具１４がワーク中心Ｏ１に近づくと、外壁面２３と内壁面２２とが交差するワーク中心部２５の加工が行われる。ワーク中心部２５には、厳密にいうとインボリュート曲線とは異なる形状の箇所が存在するが、本実施の形態では、ワーク中心部２５の加工も、工具１４を直線Ｌ１に沿ってＸ軸と平行に相対移動させることで行われる。
　図８に示すように、ワーク中心部２５の加工時に、工具１４の回転中心Ｏ２が、折り返し点に到達すると、Ｃ軸用モータ３５に制御信号を出力して回転テーブル１７の回転方向を反転させ、回転テーブル１７をＲ２方向に回転させる。これと同時に、工具１４を外壁面２３の加工時と同一経路（直線Ｌ１）を通って−Ｘ軸方向に相対移動させる（ステップＳ５）。これにより図９、図１０に示すように壁部２１の内壁面２２がワークＷの中心部２５から外側にかけて加工される。
　この場合、外壁面２３と内壁面２２とは、ＸＹ平面上の同一象限（第２象限）内で加工される。このため、図３に示したような工具１４の心ずれがあった場合において、図１１に示すように、外壁面２３の位置ずれの方向と内壁面２２の位置ずれの方向が等しくなる。これにより外壁面２３の位置ずれによる壁部２１の厚さの誤差が内壁面２２の位置ずれによって相殺され、壁部２１の厚さｔ１を設計値ｔ０とほぼ等しくすることができる。
　以下、図１１に示した効果を、数式を用いて説明する。
　まず、Ｘ軸方向の心ずれの影響について説明する。一般に、ＸＹ平面上におけるインボリュート曲線は、次式（Ｉ）によって表される。
　Ｘθ＝Ｒ（ｃｏｓθ＋（θ−θ０）ｓｉｎθ）＋Ｘ０
　Ｙθ＝Ｒ（ｓｉｎθ−（θ−θ０）ｃｏｓθ）＋Ｙ０　　　（Ｉ）
　ここで、外壁面２３および内壁面２２の回転開始角度θ０をそれぞれθ２３，θ２２、Ｘ軸方向の工具中心の心ずれ量をΔＸとすると、実際の加工点の外壁面２３および内壁面２２の位置Ｘθ２３，Ｘθ２２は、それぞれ次式（ＩＩ）によって表される。
　Ｘθ２３＝Ｒ（ｃｏｓθ＋（θ−θ２３）ｓｉｎθ）＋ΔＸ
　Ｘθ２２＝Ｒ（ｃｏｓθ＋（θ−θ２２）ｓｉｎθ）＋ΔＸ　　　（ＩＩ）
したがって、Ｘ軸方向の心ずれ量ΔＸを考慮した場合に、壁部２１の厚さｔ１（＝Ｘθ２３−Ｘθ２２）は、次式（ＩＩＩ）によって表される。
　ｔ１＝Ｒ（θ２２−θ２３）ｓｉｎθ　　　　　　　　　　　　（ＩＩＩ）
上式（ＩＩＩ）から明らかなように、厚さｔ１はＸ軸方向の心ずれ量ΔＸの影響を受けない。したがって、Ｘ軸方向の心ずれの有無に拘わらず、壁部２１の厚さｔ１を精度良く加工できる。
　これに対し、図３の例では、加工点の位置Ｘθ２３，Ｘθ２２はそれぞれ次式（ＩＶ）によって表される。
　Ｘθ２３＝−Ｒ（ｃｏｓθ＋（θ−θ２３）ｓｉｎθ）＋ΔＸ
　Ｘθ２２＝Ｒ（ｃｏｓθ＋（θ−θ２２）ｓｉｎθ）＋ΔＸ　　　（ＩＶ）
このため、壁部２１の厚さｔ１は次式（Ｖ）となり、Ｘ軸方向の心ずれ量ΔＸにより厚さｔ１に誤差を生じる。
　ｔ１＝Ｒ（θ２２−θ２３）ｓｉｎθ＋２ΔＸ　　　　　　（Ｖ）
　次に、Ｙ軸方向の心ずれの影響について説明する。図１２に示すように、Ｙ軸方向にΔＹの心ずれがある場合に、外壁面２３および内壁面２２のＸ軸方向の位置ずれＸθａ，Ｘθｂは、それぞれ次式（ＶＩ）によって表される。
　Ｘθａ＝ΔＹｔａｎθａ
　Ｘθｂ＝ΔＹｔａｎθｂ　　　　　　　　　　　　（ＶＩ）
ここで、回転中心Ｏ１から外壁面２３および内壁面２２の加工点（設計値）までのＸ軸方向の長さをそれぞれｒａ、ｒｂとすると、θａ，θｂとΔＹとの間に次式（ＶＩＩ）が成立する。
　ｔａｎθａ＝ΔＹ／ｒａ
　ｔａｎθｂ＝ΔＹ／ｒｂ　　　　　　　　　　　　（ＶＩＩ）
以上より、Ｙ軸方向の心ずれを考慮した場合に、壁部２１の厚さｔ１（＝Ｘｂ−Ｘａ）は次式（ＶＩＩＩ）で表される。
　ｔ１＝ΔＹ（ｔａｎθｂ−ｔａｎθａ）
　　　＝（ΔＹ^２／（ｒａ・ｒｂ））・（ｒａ−ｒｂ）　　（ＶＩＩＩ）
上式（ＶＩＩＩ）において、ΔＹはｒａ，ｒｂに比べて著しく小さいため、ΔＹ^２／（ｒａ・ｒｂ）はほぼ０となる。このため、Ｙ軸方向の心ずれは、壁部２１の厚さｔ１にほとんど影響を与えない。
　本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）回転テーブル１７をＲ１方向に回転させながら、工具１４を基礎円２４の接線Ｌ１に沿って＋Ｘ軸方向に相対移動させて、壁部２１の外壁面２３を加工し（第１のスクロール加工工程）、さらに、回転テーブル１７をＲ２方向に回転させながら、工具１４を接線Ｌ１に沿って−Ｘ軸方向に相対移動させて、壁部２１の内壁面２２を加工するようにした（第２のスクロール加工工程）。これにより工具１４の心ずれの影響を受けずに、壁部２１を精度良く所望の厚さｔ０に加工できる。
（２）壁部２１の外壁面２３および内壁面２２の加工点におけるワークＷの周速が一定となるようにワーク中心Ｏ１から加工点までの距離に応じて回転テーブル１７の回転速度を制御するようにしたので、壁部２１の外壁面２３および内壁面２２の全域にわたって均一な面品位の加工面を形成できる。
（３）外壁面２３の加工と内壁面２２の加工の間に、ワーク中心部２５を加工するようにした（中心部加工工程）。これにより連続的な加工でスクロール形状の壁部２１を効率よく形成できる。
（４）加工開始から加工終了に至るまで、工具１４をＸ軸方向のみに相対移動させるので、工作機械１０の動作がシンプルであり、スクロール形状を精度よく加工できる。
　なお、上記実施の形態では、インボリュート曲線によって定まるスクロール形状を加工する場合について説明したが、他のスクロール形状の加工にも、本発明の加工方法を同様に適用できる。したがって、工具１４の相対移動の経路は、Ｘ軸に平行な直線Ｌ１とは限らない。すなわち、回転テーブル１７を第１の方向Ｒ１に回転させながら、工具１４をワークＷの外側から中心部に向かい所定経路を通って相対移動させて、外壁面２３および内壁面２２のいずれか一方を加工する工程（第１のスクロール加工工程）と、回転テーブル１７を第１の方向と反対の第２の方向Ｒ２に回転させながら、工具１４をワークＷの中心部から外側に向かい所定経路を戻って相対移動させて、外壁面２３および内壁面２２のいずれか他方を加工する工程（第２のスクロール加工工程）とを含むのであれば、本発明のスクロール加工方法は上述したものに限らない。
　例えば、スクロール加工が一旦終了した後に、壁部２１の厚さｔ１を実測し（計測工程）、設計値ｔ０との間にずれがあった場合に、そのずれ分だけ工具１４の半径ｒ１を補正して（補正工程）、次回以降のスクロール加工を行うようにしてもよい。すなわち、本発明のスクロール加工方法によれば、工具１４の心ずれによる厚さｔ１の誤差は解消されるため、厚さｔ１に誤差がある場合には、工具径の誤差であると考えられる。そのため、その誤差分だけ工具径を補正して工具１４をＸ軸方向に相対移動させることで、工具径にばらつきがある場合にも、壁部２１の厚さｔ１を精度良く加工できる。
　上記実施の形態では、直線Ｌ１に沿って工具１４を移動させて、外壁面２３と内壁面２２だけでなくワークＷの中心部２５も加工するようにした。しかし、中心部２５には種々の形状が考えられるため、中心部２５の形状によっては、直線Ｌ１とは別の経路に沿って工具１４を相対移動させ、中心部２５を加工するようにしてもよく、中心部加工工程は上述したものに限らない。ここで、中心部２５とは、内壁面２２と外壁面２３の境界点を挟む所定領域を意味し、中心部２５の形状には、円弧、直線等、インボリュート曲線以外の形状が含まれる。
　上記実施の形態では、Ｃ軸用モータ３５により回転テーブル１７を回転し、Ｘ軸用モータ３２、Ｙ軸用モータ３３およびＺ軸用モータ３４によりワークＷに対して工具１４を相対移動するようにしたが、第１の駆動手段および第２の駆動手段の構成は上述したものに限らない。制御手段としての制御装置４０の構成も上述したものに限らない。
　本発明によれば、回転テーブルを第１の方向に回転させながら、所定経路に沿って工具を相対移動させるとともに、回転テーブルを第２の方向に回転させながら、同一経路を戻って工具を相対移動させるようにしたので、内壁面および外壁面が回転中心に対する同一領域で加工され、壁部の厚さを精度よく加工することができる。

１０　工作機械
１４　工具
１７　回転テーブル
２１　壁部
２２　内壁面
２３　外壁面
３２　Ｘ軸用モータ
３３　Ｙ軸用モータ
３４　Ｚ軸用モータ
３５　Ｃ軸用モータ
４０　制御装置

Claims (6)

1. 　主軸に取り付けた工具を、回転テーブルに取り付けたワークに対して相対移動させ、前記ワークの表面にスクロール形状の壁部を形成するスクロール加工方法であって、
   　前記回転テーブルを第１の方向に回転させながら、前記工具を前記ワークの外側から中心部に向かい所定経路を通って相対移動させ、前記壁部の外壁面および内壁面のいずれか一方を加工する第１のスクロール加工工程と、
   　前記回転テーブルを前記第１の方向と反対の第２の方向に回転させながら、前記工具を前記ワークの中心部から外側に向かい前記所定経路を戻って相対移動させ、前記壁部の外壁面および内壁面のいずれか他方を加工する第２のスクロール加工工程と、を含むことを特徴とするスクロール加工方法。
2. 　請求項１に記載のスクロール加工方法において、
   　前記第１のスクロール加工工程および前記第２のスクロール加工工程により加工された前記壁部の厚さを計測する計測工程と、
   　前記計測工程により計測された前記壁部の厚さに基づき、前記壁部の加工時に設定される工具径を補正する補正工程と、をさらに含む、スクロール加工方法。
3. 　請求項１または２に記載のスクロール加工方法において、
   　前記第１のスクロール加工工程および前記第２のスクロール加工工程では、前記壁部の外壁面および内壁面の加工点における前記ワークの周速が一定となるように、前記ワークの中心部から前記加工点までの距離が小さくなるに従い前記回転テーブルの回転速度を増加させ、前記ワークの中心部から前記加工点までの距離が大きくなるに従い前記回転テーブルの回転速度を減少させる、スクロール加工方法。
4. 　請求項１~３のいずれか１項に記載のスクロール加工方法において、
   　前記第１のスクロール加工工程の後であって、前記第２のスクロール加工工程の前に、前記回転テーブルを回転させながら前記工具を前記ワークに対して相対移動させて前記ワークの中心部を加工する中心部加工工程をさらに含む、スクロール加工方法。
5. 　請求項４に記載のスクロール加工方法において、
   　前記スクロール形状は、インボリュート曲線によって定まり、前記第１のスクロール加工工程、前記第２のスクロール加工工程および前記中心部加工工程では、前記工具を前記インボリュート曲線の基礎円の一の接線に沿ってそれぞれ相対移動させる、スクロール加工方法。
6. 　ワークが取り付けられた回転テーブルを回転する第１の駆動手段と、
   　主軸に取り付けられた工具を前記回転テーブルに対して相対移動する第２の駆動手段と、
   　前記ワークに、スクロール形状の壁部の外壁面および内壁面のいずれか一方を加工する際に、前記回転テーブルが第１の方向に回転しながら、前記工具が前記ワークの外側から中心部に向かい所定経路を通って相対移動し、前記壁部の外壁面および内壁面のいずれか他方を加工する際に、前記回転テーブルが前記第１の方向と反対の第２の方向に回転しながら、前記工具が前記ワークの中心部から外側に向かい前記所定経路を戻って相対移動するように、前記第１の駆動手段および前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする加工装置。

Images