CN104808593A - 机床的数值控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的机床的数值控制装置具备：加减速特性取得部，其取得表示主轴的指令转速和主轴的可设定的最大加速度之间的对应关系的预先确定的加减速特性信息；旋转量取得部，其取得表示从主轴的进给动作开始到丝锥刀具到达工件的孔底为止的期间的主轴的旋转量的预先确定的旋转量信息；加工时间计算部，其根据加减速特性信息和旋转量信息，计算主轴的指令转速和主轴达到旋转量所需要的加工时间之间的对应关系；速度决定部，其根据由加工时间计算部计算出的对应关系，决定加工时间为最小的主轴的指令转速的最优值。

Description

机床的数值控制装置

技术领域

本发明涉及一种进行工件的丝锥加工的机床的数值控制装置。

背景技术

在通过机床进行工件的丝锥加工时，必须使安装了丝锥刀具的主轴和使主轴进行进给动作的进给轴高精度地同步。另外，为了缩短丝锥加工的循环时间，必须决定主轴的转速和加速度等使得因进给轴产生的主轴的移动时间针对预先确定的主轴的旋转量为最小。但是，这些参数的决定依赖于熟练的操作者的技能和经验的程度大，因此对于许多操作者来说是困难的操作。

与之关联地，在日本JP-A-H3-117515中，公开了根据丝锥加工的切入深度1和螺钉间距P，计算加工时间为最小的加减速时间常数T的技术。更具体地说，在日本JP-A-H3-117515的技术中，使用在主轴的加速度α、以及加减速时间常数T的期间成立的关系式：S＝1/P＝αT2计算加减速时间常数T。但是，日本JP-A-H3-117515的技术的目的在于计算与预先确定的主轴的转速对应的适当的加减速时间常数，而无法求出加工时间为最小的主轴的转速。另外，日本JP-A-H3-117515的技术只设想了主轴加速到指令转速为止后立即减速那样的情况，因此未必能够在所有的情况下计算出最优的加减速时间常数。

要求能够求出丝锥加工的加工时间为最小的主轴的指令转速的数值控制装置。

发明内容

根据本发明的第一形式，提供一种数值控制装置，是通过安装有丝锥刀具的主轴和使主轴进行进给动作的进给轴进行工件的丝锥加工的机床的数值控制装置，具备：加减速特性取得部，其取得表示主轴的指令转速和主轴的可设定的最大加速度之间的对应关系的预先确定的加减速特性信息；旋转量取得部，其取得表示从主轴的进给动作开始到丝锥刀具到达工件的孔底为止的期间的主轴的旋转量的预先确定的旋转量信息；加工时间计算部，其根据加减速特性信息和旋转量信息，计算主轴的指令转速和主轴达到旋转量所需要的加工时间之间的对应关系；速度决定部，其根据由加工时间计算部计算出的对应关系，决定加工时间为最小的主轴的指令转速的最优值。

根据本发明的第二形式，提供一种数值控制装置，其在第一形式中，还具备：指令速度取得部，其取得主轴的指令转速的多个选择值，其中，加工时间计算部计算多个选择值的各个和加工时间之间的对应关系，速度决定部从多个选择值中决定主轴的指令转速的最优值。

根据本发明的第三形式，提供一种数值控制装置，其在第一或第二形式中，在将主轴的指令转速设为v，将最大加速度设为a(v)，将旋转量设为D，将加工时间设为T(v)时，加工时间计算部使用下述的公式(1)计算主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系。

公式1

$T\left(v\right)=\frac{v}{a\left(v\right)}+\frac{D}{v}---\left(1\right)$

根据本发明的第四形式，提供一种数值控制装置，其在第一～第三形式的任意一个中，数值控制装置还具备：加减速特性修正部，其考虑到因丝锥加工的负荷造成的主轴的转矩降低而修正加减速特性信息中的最大加速度，其中，加工时间计算部根据加减速特性修正部进行修正后的加减速特性信息，计算主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系。

根据本发明的第五形式，提供一种数值控制装置，其在第一～第四形式的任意一个中，还具备：显示部，其显示通过加工时间计算部计算出的主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系。

根据本发明的第六形式，提供一种数值控制装置，其在第五形式中，旋转量取得部取得分别表示多个旋转量的多个旋转量信息，加工时间计算部根据多个旋转量信息的各个，计算主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系，显示部针对多个旋转量的各个显示主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系。

根据本发明的第七形式，提供一种数值控制装置，其在第五或第六形式中，加减速特性取得部取得针对多个主轴的各个确定的加减速特性信息，加工时间计算部根据多个加减速特性信息的各个，计算主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系，显示部针对多个主轴的各个显示主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系。

参照附图所示的本发明的示例实施方式的详细说明，能够进一步了解这些和其他的本发明的目的、特征和优点。

附图说明

图1是表示具备本发明的第一实施方式的示例的数值控制装置的加工系统的结构的框图。

图2是用于说明图1的加工系统的工件的丝锥加工的图。

图3是表示到图1中的机床的主轴达到指令转速为止的期间的主轴的转速的时间变化的图表。

图4是表示到图1中的机床的主轴达到规定的旋转量为止的期间的主轴的转速的时间变化的第一图表。

图5是表示图1中的机床的主轴的加减速特性的图表。

图6是表示到图1中的机床的主轴达到规定的旋转量为止的期间的主轴的转速的实际的时间变化的第二图表。

图7是表示图1中的机床的主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系的图表。

图8是图7的图表的部分放大图。

图9是表示图1中的数值控制装置决定主轴的最优转速的处理的步骤的流程图。

图10是表示具备本实施方式的其他示例的数值控制装置的加工系统的结构的框图。

图11是表示具备本发明的第二实施方式的数值控制装置的加工系统的结构的框图。

图12是对比地表示本实施方式的数值控制装置的加减速特性修正部进行修正前后的加减速特性信息的图表。

图13是表示具备本发明的第三实施方式的数值控制装置的加工系统的结构的框图。

图14是表示通过本实施方式的数值控制装置的显示部显示出的主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，以下的记载并不限定权利要求所记载的发明的技术范围、术语的含义等。

参照图1～图10，说明本发明的第一实施方式的机床的数值控制装置。图1是表示具备本实施方式的示例的数值控制装置1的加工系统的结构的框图。本实施方式的数值控制装置1是对能够执行工件的丝锥加工的机床MC进行数值控制的数值控制装置。如图1那样，本例子的机床MC具备安装有丝锥刀具的主轴A1、使主轴A1进行进给动作的进给轴A2、使主轴A1旋转的主轴电动机M1、使进给轴A2旋转的进给轴电动机M2。另外，数值控制装置1对主轴电动机M1和进给轴电动机M2进行同步控制，由此机床MC执行工件的丝锥加工。

在此，参照图2说明图1的加工系统的工件的丝锥加工。图2概要地表示安装在机床MC的主轴A1上的丝锥刀具TL的近旁的侧面图。在本例子的丝锥加工中，首先相对于形成在工件W上的孔H定位主轴A1。由此，如图2那样，将丝锥刀具TL的前端部配置在孔H的上方的加工开始点R1。接着，通过主轴电动机M1和进给轴电动机M2的同步控制，丝锥刀具TL一边旋转一边相对于工件W移动。由此，在工件W的孔H的内周壁顺序地形成螺钉槽。然后，如果丝锥刀具TL的前端部到达工件W的孔底的加工结束点R2，则丝锥刀具TL的前端部再次返回到加工开始点R1。这时，对主轴电动机M1和进给轴电动机M2进行同步控制，使得主轴A1的每一圈旋转的因进给轴A2产生的移动量p(mm/rev)与规定的螺钉间距相等。另外，如果将从图2的加工开始点R1到加工结束点R2为止的距离设为主轴A1的进给动作的移动距离L，则根据主轴A1的移动距离L和移动量p(mm/rev)，根据下述的公式(2)，计算从开始主轴A1的进给动作到丝锥刀具TL到达工件W的孔底为止的期间的主轴A1的旋转量D(rev)。例如可以从加工程序取得主轴A1的移动距离L和移动量p。

公式2

$D=\frac{L}{p}---\left(2\right)$

另外，例如可以从加工程序取得丝锥刀具TL从加工开始点R1移动到加工结束点R2为止的期间的主轴A1的指令转速。图3是表示到图1中的机床MC的主轴A1的转速达到规定的指令转速v0为止的期间的主轴A1的转速的时间变化的图表。如图3那样，控制主轴A1的转速使其以固定的加速度增加而达到指令转速v0为止。即，图3的图表是以主轴A1的加速度为斜率的直线，根据主轴A1指令转速v0、到主轴A1的转速达到指令转速v0为止的时间常数ta这样的2个参数决定主轴A1的加速度。如后述那样，主轴A1的可设定的最大加速度可能与主轴A1的指令转速对应地变化(参照图5)。

图4是表示到图1中的机床MC的主轴A1达到规定的旋转量D为止的期间的主轴A1的转速的时间变化的图表。在图4中，表示出与3个任意的最大加速度a1、a2、a3(a1>a2>a3)的各个对应的图表G41、G42、G43。与3个图表G41、G42、G43的各个对应的主轴A1的指令转速v是v1、v2、v3(v1>v2>v3)，分别对3个图表G41、G42、G43进行时间积分所得的积分值都与主轴A1的规定的旋转量D相等。如对3个图表G41、G42、G43进行比较可知的那样，越是增大主轴A1的指令转速v和最大加速度a(＝v/ta)，则越是能够缩短主轴A1达到规定的旋转量D所需要的时间T(T1<T2<T3)。以下将主轴A1达到规定的旋转量D所需要的时间T称为加工时间T。但是，一般电动机的输出转矩在高速旋转区域中低下，因此主轴A1的可设定的最大加速度a在高速旋转区域中被限制。即，无法同时增大主轴A1的指令转速v和最大加速度a的双方，因此为了缩短加工时间T，理想的是在考虑到主轴A1的每个转速的加减速特性的基础上，决定最优的指令转速v。以下详细说明本例子的机床MC的主轴A1的加减速特性。

图5是表示图1中的机床MC的主轴A1的加减速特性的图表。如图5那样，本例子的主轴A1的最大加速度a在指令转速v不满规定值v_b的范围内与指令转速v无关地是固定值(a＝a_max)，但是在指令转速v为规定值v_b以上的范围内与指令转速v成反比地减少。即，根据下述的公式(3)，用指令转速v的函数a(v)表示本例子的主轴A1的最大加速度a。以下，有时将在图5的图表中最大加速度a开始减少时的指令转速v_b称为基础转速v_b。

公式3

$a\left(v\right)=\left\{\begin{array}{cc}{a}_{\max }& (0\&le;v\&le;v_b)\\ \frac{a_{\max }}{v}\&CenterDot;v_b& (v\&GreaterEqual;v_b)\end{array}\right.---\left(3\right)$

图6是表示到图1中的机床MC的主轴A1达到规定的旋转量D为止的期间的主轴A1的转速的时间变化的与图4相同的图表。其中，与在图4中表示出没有考虑到主轴A1的加减速特性的转速的时间变化相对地，在图6中，表示出考虑到图5的例子的主轴A1的加减速特性的转速的时间变化。更具体地说，在图6中，表示出与图5的图表中的3个指令转速v_b1、v_b2、v_b3(v_b1<v₁<v₂)的各个对应的图表G60、G61、G62。与图4相同地，分别对3个图表G60、G61、G62进行时间积分所得的值都与主轴A1的规定的旋转量D相等。如从图5的图表可知的那样，3个指令转速v_b、v₁、v₂分别与最大加速度a_max、a₁、a₂对应(a_max>a₁>a₂)。另外，如对比与3个图表G60、G61、G62的各个对应的加工时间T_b、T₁、T₂可知的那样，在主轴A1的最大加速度a在高速旋转区域中减少的情况下，增大主轴A1的指令转速v未必会缩短加工时间T(T₂>T_b>T₁)。特别在与最大加速度a₂对应的图表G62中，在主轴A1的转速得到指令转速v₂之前开始减少，因此加工时间T比较长。因此，本实施方式的数值控制装置1具有考虑到图5那样的主轴A的加减速特性而决定加工时间T为最小的主轴A1的最优的指令转速v的功能。

再次参照图1，说明本实施方式的数值控制装置1的结构。如图1那样，本例子的数值控制装置1具备存储部10、加减速特性取得部11、旋转量取得部12、加工时间计算部13、速度决定部14。以下详细说明这些构成要素的功能。本例子的加减速特性取得部11具有以下功能：取得表示主轴A1的指令转速v和可设定的最大加速度a之间的对应关系的预先确定的加减速特性信息I1。在图5的图表中表示出本例子的加减速特性信息I1所示的对应关系的一个例子。例如可以根据主轴电动机M1的输出特性的规格值或实测值预先制作加减速特性信息I1并存储在存储部10中。本例子的旋转量取得部12具有以下功能：取得表示从开始主轴A1的进给动作到丝锥刀具TL到达工件W的孔底为止的期间的主轴A1的旋转量D的预先确定的旋转量信息I2。例如可以根据主轴A1的移动距离L和移动量p计算出旋转量信息I2并存储在存储部10中(参照上述公式(2))。

接着，说明本例子的数值控制装置1的加工时间计算部13。本例子的加工时间计算部13具有以下功能：根据上述的加减速特性信息I1和旋转量信息I2，计算出主轴A1的指令转速v和主轴A1达到规定的旋转量D所需要的加工时间T之间的对应关系。更具体地说，加工时间计算部13使用以指令转速v为变量的加工时间T的函数T(v)，计算指令转速v和加工时间T之间的对应关系。以下详细说明该点。此外，如图6所示，在本例子的丝锥加工中，假设主轴A1以可设定的最大加速度直线地加速乃至减速。

首先，加工时间计算部13求出主轴A1的规定的旋转量D、给出图5那样的加减速特性时指令转速v可取的范围、即函数T(v)的定义域(0≤v≤vmax)。更具体地说，加工时间计算部13计算出主轴A1加速乃至减速的期间的转数Da与规定的转数F一致时的指令转速v作为函数T(v)的定义域的上限值vmax。通过下述的公式(4)表示主轴A1加速乃至减速的期间的转数Da。公式中的ta是主轴A1的加减速时间常数。

公式4

$\mathrm{Da}=\frac{v}{a\left(v\right)}\&times;v=\mathrm{ta}\&times;v---\left(4\right)$

在此，如果再次参照图6，则可知与根据上述公式(4)计算出的旋转量Da和主轴A1的规定的旋转量D的大小关系对应地，表示主轴A1的转速的时间变化的图表的形状如以下这样变化。

Da<D的情况：主轴A1加速到指令转速v为止，以指令转速v恒速旋转后减速。因此，该情况下的时间变化的图表具有图6的图表G60那样的梯形的形状。

Da＝D的情况：主轴A1加速到指令转速v为止，不恒速旋转而减速。因此，该情况下的时间变化的图表具有图6的图表G61那样的三角形的形状。

Da>D的情况：主轴A1的最大加速度a比Da＝D的情况小(即加速时的斜率小)，因此主轴A1不加速到指令转速v为止而中途减速。因此，该情况下的时间变化的图表具有图6的图表G62那样的底边比较长的三角形的形状。

如以上那样，在Da>D的情况下，主轴A1不加速到指令转速v为止而中途减速，因此Da>D的情况下的加工时间T(例如与图6的图表G62对应的加工时间T2)不比Da＝D的情况下的加工时间T(例如与图6的图表G61对应的加工时间T1)短。因此，加工时间计算部13计算出Da＝D的情况下的主轴A1的指令转速v作为函数T(v)的定义域的上限值vmax。由此，将Da>D的情况下的主轴A1的指令转速v从函数T(v)的定义域中排除。另外，在Da＝D的情况下，根据上述公式(4)、以及下述的公式(5)和公式(6)，导出下述的公式(7)，因此通过下述的公式(8)表示函数T(v)的定义域的上限值vmax。

公式5

$t_a=\frac{v_{\max }}{a\left(v_{\max }\right)}---\left(5\right)$

公式6

$a\left(v_{\max }\right)=a_{\max }\&times;\frac{v_b}{v_{\max }}---\left(6\right)$

公式7

$D=v_{\max }\&times;t_a=\frac{{v_{\max }}^2}{a\left(v_{\max }\right)}=\frac{{v_{\max }}^3}{a_{\max }\&times;v_b}---\left(7\right)$

公式8

$v_{\max }=\sqrt[3]{a_{\max }\&CenterDot;v_b\&CenterDot;D}---\left(8\right)$

接着，加工时间计算部13依照以下的步骤，计算主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系。首先，加工时间计算部13计算主轴A1的加速和减速所需要的时间即加减速时间Ta。更具体地说，主轴A1的加速和减速所需要的时间分别是v/a(v)，因此通过下述的公式(9)表示主轴A1的加减速时间Ta。

公式9

$\mathrm{Ta}=\frac{2v}{a\left(v\right)}---\left(9\right)$

接着，加工时间计算部13计算主轴A1以指令转速v恒速旋转的时间即恒速旋转时间Tb。更具体地说，用D-Da表示主轴A1恒速旋转的期间的旋转量，用上述的公式(4)表示Da，因此通过下述的公式(10)表示主轴A1的恒速旋转时间Tb。

公式10

$\mathrm{Tb}=(D-\frac{v}{a\left(v\right)}\&times;v)\&divide;v=\frac{D}{v}-\frac{v}{a\left(v\right)}---\left(10\right)$

接着，加工时间计算部13通过将主轴A1的加减速时间Ta和恒速旋转时间Tb相加来计算加工时间T。更具体地说，分别通过上述公式(9)和公式(10)表示主轴A1的加减速时间Ta和恒速旋转时间Tb，因此通过下述的公式(11)表示加工时间T。即，加工时间计算部13使用以主轴A1的指令转速v为变量的加工时间T的函数T(v)，计算主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系。

公式11

$T\left(v\right)=\mathrm{Ta}+\mathrm{Tb}=\frac{2v}{a\left(v\right)}+\frac{D}{v}-\frac{v}{a\left(v\right)}=\frac{v}{a\left(v\right)}+\frac{D}{v}---\left(11\right)$

另外，在通过上述公式(3)表示主轴A1的加减速特性的情况下，在0≤v≤vmax、并且v<v_b的范围内通过下述的公式(12)表示函数T(v)，在0≤v≤vmax、并且v≥v_b的范围内通过下述的公式(13)表示函数T(v)。

公式12

$T\left(v\right)=\frac{v}{a_{\max }}+\frac{D}{v}$

0≤v≤vmax、并且v<v_b     (12)

公式13

$T\left(v\right)=\frac{v^2}{a_{\max }{v}_b}+\frac{D}{v}$

0≤v≤vmax、并且v≥v_b     (13)

接着，说明本例子的数值控制装置1的速度决定部14。本例子的速度决定部14具有以下功能：根据通过加工时间计算部13计算出的主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系，决定加工时间T为最小的主轴A1的指令转速v的最优值v_p。以下将这样的指令转速v的最优值v_p称为最优转速v_p。更具体地说，本例子的速度决定部14使用分别对上述的公式(12)和公式(13)进行一阶微分所得到的下述公式(14)和公式(15)，计算给出函数T(v)的极小值的指令转速v。

公式14

$T^{\&prime;}\left(v\right)=\frac{1}{a_{\max }}-\frac{D}{v^2}---\left(14\right)$

公式15

$T^{\&prime;}\left(v\right)=\frac{2v}{a_{\max }{v}_b}-\frac{D}{v^2}---\left(15\right)$

在此，如果在上述公式(14)中设为T`(v)＝0，则得到下述的公式(16)，并且根据下述的公式(16)导出下述的公式(17)。

公式16

$\frac{1}{a_{\max }}-\frac{D}{v^2}=0---\left(16\right)$

公式17

$v=\sqrt{a_{\max }D}---\left(17\right)$

同样，如果在上述公式(15)中设为T`(v)＝0，则得到下述的公式(18)，并且根据下述的公式(18)导出下述的公式(19)。

公式18

$\frac{2v}{a_{\max }{v}_b}-\frac{D}{v^2}=0---\left(18\right)$

公式19

$v=\sqrt[3]{\frac{a_{\max }\&CenterDot;D\&CenterDot;v_b}{2}}---\left(19\right)$

另外，如果将根据上述公式(17)计算出的指令转速v设为指令转速v1，则在0≤v<v_b、并且v₁<v_b时，根据上述公式(12)计算出的函数值T(0)、T(v₁)、T(v_b)中的最小的值为函数T(v)的最小值。另外，在0≤v<v_b、并且v₁>v_b时，根据上述公式(12)计算出的函数值T(0)、T(v_b)中的小的值为函数T(v)的最小值。

另一方面，如果将根据上述公式(19)计算出的指令转速v设为指令转速v₂，则v≥v_b、并且v₂>v_b时的函数T(v)的最小值是根据上述公式(13)计算出的函数值T(v_b)、T(v₂)中的小的值。另外，v≥v_b、并且v₂＝v_b时的函数T(v)的最小值是根据上述公式(13)计算出的函数值T(v₂)，v≥v_b、并且v₂<v_b时的函数T(v)的最小值是根据上述公式(13)计算出的函数值T(v_b)。将给出根据公式(12)和公式(13)计算出的上述函数值中的最小的值的指令转速v决定为主轴A1的最优转速v_p。此外，通过下述的公式(20)表示与主轴A1的最优转速v_p对应的加减速时间常数ta。

公式20

$\mathrm{ta}=\frac{v_p}{a\left(v_p\right)}---\left(20\right)$

接着，说明主轴A1的旋转量D和给出加减速特性时的加工时间T和最优转速v_p的具体计算结果。图7是表示将以下的表1所示的具体数值代入到上述公式(12)和公式(13)时的主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系的图表，图8是图7的部分放大图。在本例子中，采用上述公式(3)所示的函数a(v)作为主轴A1的加减速特性(也参照图5)。如根据图8可知的那样，本例子的加工时间T在v＝2800rpm的近旁为最小。另外，如果使用上述公式(17)和公式(19)计算最优转速v_p，则公式(17)的计算结果是5480rpm，公式(19)的计算结果是2824rpm。在此，公式(17)的适用范围是0≤v<1500rpm，公式(19)的适用范围是0≥1500rpm，因此可知本例子的最优转速v_p是2824rpm。

表1

主轴A1的一圈旋转的移动量p	5mm/rev
		主轴A1的移动距离L	125mm
主轴A1的旋转量D	125/5＝25rev
		主轴A1的最大加速度amax	333.8rps/sec
主轴A1的基础旋转速度vb	1500rps

接着，参照流程图说明本实施方式的数值控制装置1的动作的概要。图9是表示图1的数值控制装置1决定主轴A1的最优转速v_p的处理的步骤的流程图。如图9那样，首先，在步骤S901中，加减速特性取得部11从存储部10取得主轴A1的加减速特性信息I1。例如通过上述公式(3)表示基于在S901中取得的加减速特性信息I1的指令转速v和最大加速度a之间的对应关系(也参照图5)。

接着，在步骤S902中，旋转量取得部12从存储部10取得主轴A1的旋转量信息I2。接着，在步骤S903中，根据在步骤S901中取得的加减速特性信息I1和在步骤S902中取得的旋转量信息I2，加工时间计算部13计算指令转速v和加工时间T之间的对应关系。例如，加工时间计算部13使用上述公式(11)，计算指令转速v和加工时间T之间的对应关系。接着，在步骤S904中，根据在步骤S903中计算出的指令转速v和加工时间T之间的对应关系，计算加工时间T为最小的主轴A1的最优转速v_p。

如以上那样，根据本实施方式的数值控制装置1，根据机床MC的主轴A1的加减速特性信息I1和旋转量信息I2计算主轴A1的指令转速v和丝锥加工的加工时间T之间的对应关系，因此能够决定机床MC进行丝锥加工的加工时间T为最小的主轴A1的最优转速v_p。此外，在以上的说明中，使用公式(14)～公式(19)，只根据加减速特性信息I1和旋转量信息I2计算最优转速v_p，但本实施方式的数值控制装置1对最优转速v_p的决定方法并不限于这样的例子。例如，本实施方式的数值控制装置1也可以从使用者取得指令转速v的多个选择值，并且针对这些多个选择值的各个使用上述公式(12)～公式(13)计算加工时间T，将给出这些加工时间T的最小值的选择值决定为最优转速v_p。图10是表示本例子的数值控制装置1的结构的框图。

如图10那样，本例子的数值控制装置1除了具备存储部10、加减速特性取得部11、旋转量取得部12、加工时间计算部13、以及速度决定部14以外，还具备指令速度取得部15和加速度抽出部16。本例子的指令速度取得部15具有取得成为主轴A1的最优转速v_p的候选的指令转速v的多个选择值的功能。更具体地说，指令速度取得部15能够从数值控制装置取得由使用者预先选择出的多个选择值。但是，本例子的指令速度取得部15也可以使用专用的软件从使用者直接取得多个选择值。另外，本例子的加速度抽出部16具有根据加减速特性信息I1取得与指令转速v的多个选择值的各个对应的最大加速度的功能。另外，本例子的加工时间计算部13通过将由指令速度取得部15取得的多个选择值的各个和由加速度抽出部16抽出的最大加速度代入到上述公式(12)～公式(13)，来计算与多个选择值的各个对应的加工时间T。另外，本例子的速度决定部14将由加工时间计算部13计算出的加工时间T为最小的选择值决定为主轴A1的最优转速v_p。这样，根据本例子的数值控制装置1，能够将主轴A1的指令转速v的多个选择值中的加工时间T为最小的选择值决定为最优值v_p。

接着，参照图11和图12，说明本发明的第二实施方式的数值控制装置。本实施方式的数值控制装置除了以下具体说明的部分以外，具有与上述第一实施方式的数值控制装置相同的结构。因此，对具有与第一实施方式相同的结构的部分使用与第一实施方式相同的符号，省略对这些具有相同的结构的部分的说明。

图11是表示具备本实施方式的示例的数值控制装置1的加工系统的结构的框图。如图11那样，本例子的数值控制装置1除了具备上述的存储部10、加减速特性取得部11、旋转量取得部12、加工时间计算部13、速度决定部14以外，还具备加减速特性修正部17。本例子的数值控制装置1也可以还具备上述的指令速度取得部15和加速度抽出部16。另外，本例子的加减速特性修正部17具有考虑到因丝锥加工的负荷造成的主轴A1的转矩降低而修正加减速特性信息I1中的主轴A1的最大加速度a的功能。图12是对比地表示本例子的加减速特性修正部17进行修正前后的加减速特性信息I1的图表。图中的实线的图表G120表示加减速特性修正部17进行修正前的加减速特性信息I1，图中的虚线的图表G121表示加减速特性修正部17进行修正后的加减速特性信息I1。

本例子的加减速特性修正部17通过将从主轴A1的最大输出转矩排除了切削部分的转矩所得的最大输出转矩除以惯性，来计算考虑到转矩降低的主轴A1的输出特性，并且根据该输出特性修正加减速特性信息I1。然后，本例子的加工时间计算部13根据加减速特性修正部17进行修正后的加减速特性信息I1，计算主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系。这样，根据本实施方式的数值控制装置1，根据考虑到因丝锥加工的负荷造成的主轴A1的转矩降低而修正后的加减速特性信息I1，计算主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系，因此，即使在主轴A1的转矩降低大的情况下，也能够正确地决定主轴A1的最优转速v_p。

接着，参照图13和图14，说明本发明的第三实施方式的数值控制装置。本实施方式的数值控制装置除了以下具体说明的部分以外，具有与上述第一实施方式的数值控制装置相同的结构。因此，对具有与第一实施方式相同的结构的部分使用与第一实施方式相同的符号，省略对这些具有相同的结构的部分的说明。

图13是表示具备本实施方式的示例的数值控制装置1的加工系统的结构的框图。如图13那样，本例子的数值控制装置1除了具备上述的存储部10、加减速特性取得部11、旋转量取得部12、加工时间计算部13、速度决定部14以外，还具备显示部18。本例子的数值控制装置1也可以还具备上述的指令速度取得部15和加速度抽出部16、以及上述的加减速特性修正部17的至少一方。本例子的显示部18具有显示通过加工时间计算部13计算出的主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系的功能。另外，在本例子的数值控制装置1中，旋转量取得部12取得分别表示主轴A1的多个旋转量D的多个旋转量信息I2，并且加工时间计算部13根据多个旋转量信息I2的各个，计算主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系。

图14是表示通过本例子的显示部18显示出的主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系的图表。如图14那样，本例子的显示部18针对多个旋转量D的各个显示主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系。更具体地说，图中的虚线的图表G141表示根据某旋转量D1计算出的指令转速v和加工时间T之间的对应关系，图中的实线的图表G142表示根据与旋转量D1不同的其他旋转量D2计算出的指令转速v和加工时间T之间的对应关系。进而，本例子的显示部18强调地显示各图表G141、G142中的加工时间T为最小的点，并且显示根据多个旋转量D1、D2的各个计算最优转速v_p1、v_p2的结果。

另外，在本例子的数值控制装置1中，加减速特性取得部11可以取得针对多个主轴的各个确定的加减速特性信息I1，并且加工时间计算部13可以根据多个加减速特性信息I1的各个，计算主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系。由此，针对多个主轴的各个显示主轴A1的指令转速v和加工时间T之间的对应关系，因此能够视觉地确认多个机床MC的各个的加工时间T。

发明效果

根据本发明的第一形式，根据机床的主轴的加减速特性信息和旋转量计算主轴的指令转速和丝锥加工的加工时间之间的对应关系，因此能够决定机床的丝锥加工的加工时间为最小的主轴的指令转速作为最优值。

根据本发明的第二形式，能够决定主轴的指令转速的多个选择值中的加工时间为最小的选择值作为最优值。

根据本发明的第三形式，能够容易计算主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系。

根据本发明的第四形式，根据考虑到因丝锥加工的负荷造成的主轴的转矩降低而修正后的加减速特性信息，计算主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系，因此即使在主轴的转矩降低大的情况下，也能够正确地决定加工时间为最小的主轴的指令转速。

根据本发明的第五形式，显示主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系，因此能够是视觉地确认主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系。

根据本发明的第六形式，针对多个旋转量的各个显示主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系，因此能够视觉地确认伴随着旋转量的变更的加工时间的变化。

根据本发明的第七形式，针对多个主轴的各个显示主轴的指令转速和加工时间之间的对应关系，因此能够视觉地确认多个主轴的各个的加工时间。

本发明并不只限于上述实施方式，在权利要求所记载的范围内能够进行各种改变。另外，上述的各部的尺寸、形状、材质等只不过是一个例子，为了达到本发明的效果，可以采用多样的尺寸、形状、材质等。

Claims (7)

1.一种数值控制装置(1)，是通过安装有丝锥刀具(TL)的主轴(A1)和使上述主轴(A1)进行进给动作的进给轴(A2)而进行工件(W)的丝锥加工的机床(MC)的数值控制装置(1)，其特征在于，具备：

加减速特性取得部(11)，其取得表示上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述主轴(A1)的可设定的最大加速度(a)之间的对应关系的预先确定的加减速特性信息(I1)；

旋转量取得部(12)，其取得表示从上述主轴(A1)的进给动作开始到上述丝锥刀具(TL)到达工件(W)的孔底为止期间的上述主轴(A1)的旋转量(D)的预先确定的旋转量信息(I2)；

加工时间计算部(13)，其根据上述加减速特性信息(I1)和旋转量信息(I2)，计算上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述主轴(A1)达成上述旋转量(D)所需要的加工时间(T)之间的对应关系；

速度决定部(14)，其根据由上述加工时间计算部(13)计算出的对应关系，决定上述加工时间(T)为最小的上述主轴(A1)的指令转速(v)的最优值。

2.根据权利要求1所述的数值控制装置(1)，其特征在于，

还具备：指令速度取得部(15)，其取得上述主轴(A1)的指令转速(v)的多个选择值，其中

上述加工时间计算部(13)计算上述多个选择值的每一个和上述加工时间(T)之间的对应关系，上述速度决定部(14)从上述多个选择值中决定上述主轴(A1)的指令转速(v)的最优值。

3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置(1)，其特征在于，

在将上述主轴(A1)的指令转速(v)设为v，将上述最大加速度(a)设为a(v)，将上述旋转量(D)设为D，将上述加工时间(T)设为T(v)时，

上述加工时间计算部(13)使用下述的公式(1)计算上述主轴(A1)的指令转速(v)和加工时间(T)之间的对应关系。

公式1

$T\left(v\right)=\frac{v}{a\left(v\right)}+\frac{D}{v}---\left(1\right)$

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的数值控制装置(1)，其特征在于，

还具备：加减速特性修正部(17)，其考虑到因丝锥加工的负荷造成的上述主轴(A1)的转矩降低而修正上述加减速特性信息(I1)的上述最大加速度(a)，其中

上述加工时间计算部(13)根据上述加减速特性修正部(17)进行修正后的上述加减速特性信息(I1)，计算上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述加工时间(T)之间的对应关系。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的数值控制装置(1)，其特征在于，

还具备：显示部(18)，其显示通过上述加工时间计算部(13)计算出的上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述加工时间(T)之间的对应关系。

6.根据权利要求5所述的数值控制装置(1)，其特征在于，

上述旋转量取得部(12)取得分别表示多个上述旋转量(D)的多个上述旋转量信息(I2)，

上述加工时间计算部(13)根据多个上述旋转量信息(I2)的每一个，计算上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述加工时间(T)之间的对应关系，

上述显示部(18)针对多个上述旋转量(D)的每一个显示上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述加工时间(T)之间的对应关系。

7.根据权利要求5或6所述的数值控制装置(1)，其特征在于，

上述加减速特性取得部(11)取得针对多个上述主轴(A1)的每一个确定的上述加减速特性信息(I1)，

上述加工时间计算部(13)根据多个上述加减速特性信息(I1)的每一个，计算上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述加工时间(T)之间的对应关系，

上述显示部(18)针对多个上述主轴(A1)的每一个显示上述主轴(A1)的指令转速(v)和上述加工时间(T)之间的对应关系。