JP2001312309A - 数値制御工作機械及びその加減速制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 数値制御工作機械の切削送り速度の大小にか
かわらず、切削加工時間の短縮を図り、機械的なショッ
クを引き起こすことがなくなめらかに送り動作できる数
値制御工作機械及びその加減速制御方法を提供する。 【解決手段】 数値制御工作機械の切削送り速度に合っ
た加減速曲線パラメータを加減速曲線パラメータ決定部
１７で求め、加減速曲線パラメータ決定部１７で求めた
加減速曲線パラメータに基づいて補間加減速制御部９で
切削送りの加減速制御を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御工作機械
及びその加減速制御方法に関し、特に加工時の切削加工
時間の短縮を図り、機械的なショックを引き起こすこと
がなくなめらかに送り動作することができる数値制御工
作機械及びその加減速制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】数値制御工作機械における送りの加減速
制御には、直線型加減速制御と直線と２次曲線を組み合
わせたいわゆるベル型加減速制御の主に２つのパターン
がある。主として早送りによる位置決め時に行われる直
線型加減速制御の場合は、送り速度に対して加速度一定
であり、加減速時定数を小さくすると加速度変化が大き
くなり、機械的なショックが起りやすいため加速度を大
きくすることができない。

【０００３】これに対して、主として切削送り時に行わ
れる直線と２次曲線を組み合わせたベル型加減速制御の
場合は、２次曲線部の加減速時定数は切削送り速度にか
かわらず一定に設定するのが通常であり、例えば高速切
削送り速度に対応した比較的大きい加減速時定数を一定
値として設定すると、高速切削送り速度の場合は直線部
の加速度を大きくすることができるが、低速切削送り速
度の場合は高速切削送り速度に合わせて設定した大きい
加減速時定数がわざわいして、直線部がほとんどなくな
り加速度を大きくすることができず、指令した切削送り
速度に達するまでに時間がかかり、切削加工時間が長く
なってしまう。

【０００４】逆に、２次曲線部の加減速時定数を低速切
削送り速度に対応した比較的小さい一定値として設定す
ると、低速切削送り速度の場合は機械的なショックは起
きないが、高速切削送り速度の場合は低速切削送り速度
に合わせて設定した小さい加減速時定数がわざわいし
て、機械的なショックが起り加工精度に悪影響を及ぼし
てしまう。

【０００５】送りの加減速制御に関する技術として、例
えば次のような従来技術がある。第１の従来技術とし
て、特開平４−３６２７１０公報に開示のサーボモータ
の最適加減速制御方式がある。これは、モータのトルク
カーブから動摩擦分を差し引いた速度―加速度曲線に、
移動指令に対するモータの速度―加速度曲線が接すると
きの加減速制御部における加速度を求め、その求めた加
速度で送りの加減速制御を行うものである。すなわち早
送りによる位置決め時に、移動指令による移動量が小さ
く、指令速度まで実送り速度が立上がらないうちに目的
位置に到達してしまう場合に、その実送り速度に応じた
加減速制御を行うものである。

【０００６】第２の従来技術として、特開平７−１３４
６０８公報に開示の最短早送り制御方法がある。これ
は、実送り速度が最高早送り速度に到達しない内に減速
制御しなければならない短距離移動時の早送りにおい
て、プログラムメモリから最適速度演算制御部に軸移動
データを取り込みプログラム内容の先読みを行い、最適
速度演算制御部で移動体の移動距離に関連して最適早送
り速度における時定数を算出して既存の時定数を書き換
え、速度制御部で移動体の軸移動に際し、最適早送り速
度で台形加減速特性に基づいて最短早送りするものであ
る。すなわち早送り時に、移動体の移動距離が短くなれ
ばなるほど加減速時定数を小さくして、早送り速度を低
く抑え、同一距離を移動するのに要する時間を短縮する
ものである。換言すれば、最適早送り速度で台形加減速
特性により送りの加減速制御を行うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１及び第２の
従来技術は、いずれも早送りによる位置決めに関する技
術、すなわち早送り時における直線型加減速制御の加減
速時定数は一定であり、その送り速度は最高送り速度で
指令されるが、移動距離が短いと最高送り速度に到達す
る前に位置決めが終了することとなり、最高送り速度に
到達する前の比較的低速の送り速度に合わせて加減速制
御を行うことになる。このような場合に、比較的低速の
送り速度では送り軸モータにトルクの余裕があるので、
余裕のある範囲内で加減速時定数を小さくして、既存の
加減速時定数等のパラメータを書き換えて送りの加減速
制御を行うものである。

【０００８】ここで、上述の第１及び第２の従来技術
は、非切削の位置決め時、すなわち工具がワークと接触
しない状態で最高送り速度を指令する早送り時の加減速
制御を行うことを目的としたものである。これに対し
て、切削加工時は、直線部と２次曲線部で成るベル型加
減速制御を行うのが一般的である。上述の第１及び第２
の従来技術は、早送り時の加減速制御に関するものであ
り、切削加工時、すなわち要求される加工精度や加工能
率により切削送り速度が頻繁に変更されるような場合の
加減速制御にはそのまま適用できるものではない。

【０００９】また、本発明出願人の特開平５−６１５２
８公報や特開平５−１２７７３１公報に開示されている
ように、コーナ部や微小ブロックが連続する加工部分で
は、数値制御プログラムで指令されている切削送り速度
より小さい切削送り速度に自動的に減速されてしまうの
で、実際の切削送り速度を特定するのが困難である。切
削加工時は、切削送り速度に合った最適な加減速制御、
すなわち機械的なショックを引き起こすことなく、なめ
らかに、精度良く、かつ短時間で送り動作できる加減速
時定数を設定してベル型加減速制御を行うことが非常に
重要である。しかも、同時２軸加工、同時３軸加工等の
場合は、各軸が正確に同期して加減速制御されることが
重要である。

【００１０】本発明は、上述の従来技術の問題点を解決
することを技術課題としており、切削送り速度に合った
加減速制御を行うことができる数値制御工作機械及びそ
の加減速制御方法を提供することを目的とする。本発明
の別の目的は、切削送り速度に合った加減速曲線パラメ
ータを求めて、そのパラメータに基づく加減速曲線で切
削送りの加減速制御を行い、機械的なショックがなく、
切削加工時間の短縮を図ることができる数値制御工作機
械及びその加減速制御方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的に鑑みて、本
発明は数値制御工作機械の切削送り速度に合った加減速
曲線パラメータを求め、その求めた加減速曲線パラメー
タに基づいて切削送りの加減速制御を行うようにしたも
のである。

【００１２】本発明によれば、数値制御プログラムデー
タを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆動制御
する数値制御工作機械の加減速制御方法において、前記
数値制御工作機械の切削送り速度に合った加減速曲線パ
ラメータを求め、前記求めた加減速曲線パラメータに基
づいて切削送りの加減速制御を行う数値制御工作機械の
加減速制御方法が提供される。

【００１３】また本発明によれば、数値制御プログラム
データを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆動
制御する数値制御工作機械の加減速制御方法において、
前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加減速
曲線パラメータを予め設定し、前記数値制御プログラム
データに基づく切削送り速度データに合った加減速曲線
パラメータを前記予め設定した加減速曲線パラメータか
ら決定し、前記決定した加減速曲線パラメータに基づい
て切削送りの加減速制御を行う数値制御工作機械の加減
速制御方法が提供される。

【００１４】さらに本発明によれば、数値制御プログラ
ムデータを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆
動制御する数値制御工作機械の加減速制御方法におい
て、前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加
減速曲線パラメータを予め設定し、前記数値制御プログ
ラムデータを先読みして前記数値制御工作機械の実際の
切削送り速度を予測演算し、前記予測演算した切削送り
速度に合った加減速曲線パラメータを前記予め設定した
加減速曲線パラメータから決定し、前記決定した加減速
曲線パラメータに基づいて切削送りの加減速制御を行う
数値制御工作機械の加減速制御方法が提供される。

【００１５】さらに本発明によれば、数値制御プログラ
ムデータを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆
動制御する数値制御工作機械の加減速制御方法におい
て、前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加
減速曲線パラメータを予め設定し、前記数値制御工作機
械の実際の切削送り速度または補間加減速制御部から出
力される切削送り速度指令値を検出し、前記検出した切
削送り速度に合った加減速曲線パラメータを前記予め設
定した加減速曲線パラメータから決定し、前記決定した
加減速曲線パラメータに基づいて切削送りの加減速制御
を行う数値制御工作機械の加減速制御方法が提供され
る。

【００１６】さらに本発明によれば、数値制御プログラ
ムデータを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆
動制御する数値制御工作機械において、前記数値制御工
作機械の切削送り速度に合った加減速曲線パラメータを
求める加減速曲線パラメータ決定部と、前記加減速曲線
パラメータ決定部で求めた加減速曲線パラメータに基づ
いて切削送りの加減速制御を行う補間加減速制御部と、
を具備し送り制御を行う数値制御工作機械が提供され
る。

【００１７】さらに本発明によれば、数値制御プログラ
ムデータを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆
動制御する数値制御工作機械において、前記数値制御工
作機械の切削送り速度に対応した加減速曲線パラメータ
を設定・記憶するデータ記憶部と、前記数値制御プログ
ラムデータに基づく切削送り速度データに合った加減速
曲線パラメータを前記データ記憶部に設定・記憶した加
減速曲線パラメータから決定する加減速曲線パラメータ
決定部と、前記加減速曲線パラメータ決定部で決定した
加減速曲線パラメータに基づいて切削送りの加減速制御
を行う補間加減速制御部と、を具備し送り制御を行う数
値制御工作機械が提供される。

【００１８】さらに本発明によれば、数値制御プログラ
ムデータを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆
動制御する数値制御工作機械において、前記数値制御工
作機械の切削送り速度に対応した加減速曲線パラメータ
を設定・記憶するデータ記憶部と、前記数値制御プログ
ラムデータを先読みして前記数値制御工作機械の実際の
切削送り速度を予測演算する切削送り速度予測演算部
と、前記切削送り速度予測演算部で予測演算した切削送
り速度に合った加減速曲線パラメータを前記データ記憶
部に設定・記憶した加減速曲線パラメータから決定する
加減速曲線パラメータ決定部と、前記加減速曲線パラメ
ータ決定部で決定した加減速曲線パラメータに基づいて
切削送りの加減速制御を行う補間加減速制御部と、を具
備し送り制御を行う数値制御工作機械が提供される。

【００１９】さらに本発明によれば、数値制御プログラ
ムデータを読み込み解釈して実行し、送り軸モータを駆
動制御する数値制御工作機械において、前記数値制御工
作機械の切削送り速度に対応した加減速曲線パラメータ
を設定・記憶するデータ記憶部と、前記数値制御工作機
械の実際の切削送り速度または補間加減速制御部から出
力される切削送り速度指令値を検出する切削送り速度検
出部と、前記切削送り速度検出部で検出された切削送り
速度に合った加減速曲線パラメータを前記データ記憶部
に設定・記憶した加減速曲線パラメータから決定する加
減速曲線パラメータ決定部と、前記加減速曲線パラメー
タ決定部で決定した加減速曲線パラメータに基づいて切
削送りの加減速制御を行う補間加減速制御部と、を具備
し送り制御を行う数値制御工作機械が提供される。

【００２０】

【作用】本発明の作用は、数値制御工作機械の切削送り
速度に合った加減速曲線パラメータを求め、その求めた
加減速曲線パラメータに基づいて切削送りの加減速制御
を行うようにしたものである。従って、その時々の切削
送り速度に合った加減速曲線パラメータに基づいた加減
速曲線で切削送りの加減速制御が行われ、機械的なショ
ックがなく、しかも切削加工時間を短縮することができ
る。

【００２１】本発明と上述の従来技術とを対比すると、
第１及び第２の従来技術は、非切削の位置決め時、すな
わち工具がワークと接触しない状態で最高送り速度を指
令する早送り時の直線型加減速制御を行うものであり、
本発明は、切削加工時の直線と２次曲線で成るベル型加
減速制御を行うものであり、切削送り速度に合った加減
速制御、すなわち機械的なショックがなく、なめらか
に、精度良く、かつ短時間で動ける加減速曲線パラメー
タを求めて、その求めた加減速曲線パラメータに基づい
て切削送りのベル型加減速制御を行うことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】まず、図１を参照して本発明の第
１実施形態の数値制御工作機械及びその加減速制御方法
を説明する。これはＮＣフライス盤、マシニングセン
タ、ＮＣ研削盤、ＮＣ旋盤等の数値制御工作機械の直線
送り軸や回転送り軸を数値制御により送り軸モータ１３
で駆動する構成を示している。

【００２３】数値制御工作機械に行わせたい動作命令を
予め順次コーディングした数値制御プログラム１をプロ
グラム読取解釈部３で読み取り解釈し、 解釈済みの数値
制御プログラムデータを解釈済みプログラム記憶部５に
一時記憶する。プログラム実行指令部７は、数値制御工
作機械の動作の進行に応じて解釈済みプログラム記憶部
５から数値制御プログラムデータを受け取り、補間加減
速制御部９に出力する。

【００２４】補間加減速制御部９は、 数値制御プログラ
ムデータを受け取り、各送り軸の移動のための補間演算
と、補間前または補間後に送りの加減速曲線に従って加
減速の実行または演算とを行い、演算結果をサーボ制御
部１１に出力する。加減速曲線の作成については後述す
る。

【００２５】サーボ制御部１１は、 位置制御部と速度制
御部等から成り、 各送り軸の移動指令値、速度指令値、
及び加速度指令値から送り軸モータ１３に供給すべきト
ルク指令値または電流指令値を発生させ、 送り軸モータ
駆動部を介して実際に送り軸モータ１３を駆動できる電
流を発生し、 送り軸モータ１３に出力する。このように
して、数値制御工作機械は数値制御プログラム１に予め
入力した動作命令に従って所望の動作を行うのである。

【００２６】数値制御工作機械は、通常例えば直線型加
減速制御またはベル型加減速制御の固有の加減速パター
ンが予め与えられ、そして初期値として加減速曲線を決
定する加減速曲線パラメータである加減速時定数ととも
に、補間加減速制御部９に設定されている。後述するよ
うにこの加減速時定数は、数値制御プログラムデータの
切削送り速度の大小に応じて逐次その値が書き換えられ
る。なお、加減速パターンは直線型及びベル型に限られ
るものではなく、サインカーブ等でもよい。

【００２７】データ記憶部１５には、切削送り速度に対
応させて加減速曲線を決定するための加減速曲線パラメ
ータが記憶されている。例えば直線型加減速制御の場合
は、その直線部の傾きを決定する１つの加減速時定数を
加減速曲線パラメータとして記憶しておく。また、直線
と２次曲線を組み合わせたベル型加減速制御の場合は、
直線部の傾きを決定する加減速時定数Ｔ１と２次曲線部
の傾きを決定する加減速時定数Ｔ２を加減速曲線パラメ
ータとして記憶しておく。データ記憶部１５に加減速曲
線パラメータとして加減速時定数のみを記憶させるので
はなく、加減速パターンと加減速時定数を加減速曲線パ
ラメータとして切削送り速度と対応させて記憶してもよ
い。このようにテーブル形式で記憶する他に、加減速時
定数を切削送り速度の関数として設定・記憶してもよ
い。

【００２８】加減速曲線パラメータ決定部１７は、解釈
済みプログラム記憶部５に一時記憶された解釈済みプロ
グラムデータから切削送り速度データを受け取り、受け
取った切削送り速度データに対応した加減速曲線パラメ
ータとしての加減速時定数をデータ記憶部１５に記憶し
てある加減速曲線パラメータとしての加減速時定数から
選択し、補間加減速制御部９に出力する。またある関数
式に基づいて、受け取った切削送り速度データに対応し
た加減速曲線パラメータとしての加減速時定数を演算す
るようにしてもよい。さらに、データ記憶部１５に加減
速パターンと加減速時定数を加減速曲線パラメータとし
て切削送り速度と対応させて記憶した場合は、切削送り
速度データを受け取り、受け取った切削送り速度データ
に対応した加減速曲線パラメータをデータ記憶部１５に
記憶してある加減速パターン及び加減速時定数で成る加
減速曲線パラメータから選択し、補間加減速制御部９に
出力するようにしてもよい。

【００２９】補間加減速制御部９は、予め設定された加
減速時定数を加減速曲線パラメータ決定部１７から出力
された加減速曲線パラメータとしての加減速時定数に書
き換え、書き換えた加減速時定数と数値制御工作機械に
予め設定された固有の加減速パターンとに基づいて加減
速曲線を決定し、その加減速曲線に従って切削送りの補
間前の加減速制御を行う。また、加減速パターン及び加
減速時定数を加減速曲線パラメータとして選択して補間
加減速制御部９に出力した場合は、予め設定された加減
速曲線パターン及び加減速時定数を加減速曲線パラメー
タ決定部１７から出力された加減速曲線パラメータとし
ての加減速パターン及び加減速時定数に書き換え、書き
換えた加減速パターン及び加減速時定数に基づいて加減
速曲線を決定し、その加減速曲線に従って切削送りの補
間前の加減速制御を行うようにしてもよい。

【００３０】データ記憶部１５が存在せず、加減速時定
数の切削送り速度による関数が加減速曲線パラメータ決
定部１７内に予め設けられ、解釈済みプログラム記憶部
５から受け取った切削送り速度データを関数式に入力し
て、加減速曲線パラメータとしての加減速時定数を直接
演算してもよい。さらに、この加減速曲線パラメータ決
定部１７が数値制御装置内に組み込まれていてもよい。

【００３１】次に、図２を参照して本発明の第２実施形
態の数値制御工作機械及びその加減速制御方法を説明す
る。なお、数値制御プログラムデータを読み取り解釈し
て実行し数値制御工作機械の送り軸モータ１３を駆動制
御するための構成は、上述の第１実施形態と同様であ
る。第１実施形態と異なる構成は、実際の切削送り速度
を予測演算する切削送り速度予測演算部１９を有してい
ることである。

【００３２】切削送り速度予測演算部１９は、解釈済み
プログラム記憶部５に一時記憶された解釈済みプログラ
ムデータから速度に関するデータ、加工形状や移動距離
に関するデータ、例えば切削送り速度指令値や移動指令
値等を受け取り、実際の切削送り速度を予測演算する。

【００３３】切削送り速度予測演算部１９は、解釈済み
プログラム記憶部５からの数値制御プログラムデータを
先読みし、例えば移動距離が短い場合に指令された切削
送り速度により送り軸モータ１３を駆動制御したときど
こまで実際の切削送り速度が上げられるか、また、コー
ナ部では切削送り速度を下げるのが一般的であるが、指
令された切削送り速度により送り軸モータ１３を駆動制
御したときコーナ部の大小に応じてどこまで切削送り速
度が下げられるか、また微小ブロックが連続するような
加工の場合、加工形状の複雑さに応じてどこまで切削送
り速度が下げられるか等を予測演算するものである。

【００３４】データ記憶部１５には、切削送り速度に対
応させて加減速曲線を決定するための加減速曲線パラメ
ータが記憶されている。例えば直線型加減速制御の場合
は、その直線部の傾きを決定する１つの加減速時定数を
加減速曲線パラメータとして記憶しておく。また、直線
と２次曲線を組み合わせたベル型加減速制御の場合は、
直線部の傾きを決定する加減速時定数Ｔ１と２次曲線部
の傾きを決定する加減速時定数Ｔ２を加減速曲線パラメ
ータとして記憶しておく。データ記憶部１５に加減速曲
線パラメータとして加減速時定数のみを記憶させるので
はなく、加減速パターンと加減速時定数を加減速曲線パ
ラメータとして切削送り速度と対応させて記憶してもよ
い。

【００３５】加減速曲線パラメータ決定部１７は、切削
送り速度予測演算部１９で予測演算された実際の切削送
り速度データを受け取り、受け取った実際の切削送り速
度データに対応した加減速曲線パラメータとしての加減
速時定数をデータ記憶部１５に記憶してある加減速曲線
パラメータとしての加減速時定数から選択し、補間加減
速制御部９に出力する。またある関数式に基づいて、受
け取った実際の切削送り速度データに対応した加減速曲
線パラメータとしての加減速時定数を演算するようにし
てもよい。さらに、データ記憶部１５に加減速パターン
と加減速時定数を加減速曲線パラメータとして切削送り
速度と対応させて記憶した場合は、実際の切削送り速度
データを受け取り、受け取った実際の切削送り速度デー
タに対応した加減速曲線パラメータをデータ記憶部１５
に記憶してある加減速パターン及び加減速時定数で成る
加減速曲線パラメータから選択し、補間加減速制御部９
に出力するようにしてもよい。

【００３６】補間加減速制御部９は、予め設定された加
減速時定数を加減速曲線パラメータ決定部１７から出力
された加減速曲線パラメータとしての加減速時定数に書
き換え、書き換えた加減速時定数と数値制御工作機械に
予め設定された固有の加減速パターンとに基づいて加減
速曲線を決定し、その加減速曲線に従って切削送りの補
間前の加減速制御を行う。また、加減速パターン及び加
減速時定数を加減速曲線パラメータとして選択して補間
加減速制御部９に出力した場合は、予め設定された加減
速曲線パターン及び加減速時定数を加減速曲線パラメー
タ決定部１７から出力された加減速曲線パラメータとし
ての加減速パターン及び加減速時定数に書き換え、書き
換えた加減速パターン及び加減速時定数に基づいて加減
速曲線を決定し、その加減速曲線に従って切削送りの補
間前の加減速制御を行うようにしてもよい。

【００３７】ここでは、切削送り速度予測演算部１９を
独立的に設けた場合を説明したが、解釈済みプログラム
記憶部５内に実際の切削送り速度を予測演算する部分を
設けてもよい。

【００３８】次に、図３を参照して本発明の第３実施形
態の数値制御工作機械及びその加減速制御方法を説明す
る。なお、数値制御プログラムデータを読み取り解釈し
て実行し数値制御工作機械の送り軸モータ１３を駆動制
御するための構成は、上述の第１実施形態及び第２実施
形態と同様である。第１実施形態及び第２実施形態と異
なるのは、補間加減速制御部９から実際に指令される切
削送り速度（以下、実切削送り速度という）を検出し、
検出した実切削送り速度に合った切削送りの加減速制御
を行うことである。ここでいう実切削送り速度は、各軸
に分配される前の合成切削送り速度のことである。

【００３９】切削送り速度検出部２１は、補間加減速制
御部９から各軸に分配される前の合成切削送り速度指令
値を検出し、後述の加減速曲線パラメータ決定部１７に
実切削送り速度として出力する。また、補間加減速制御
部９からサーボ制御部１１に出力される各軸に分配され
た後の切削送り速度指令値を検出し、それらを合成演算
した結果を実切削送り速度として加減速曲線パラメータ
決定部１７に出力するようにしてもよい。さらに、各軸
の送り軸モータ１３の回転エンコーダから出力される各
軸の実切削送り速度を検出し、それらを合成演算した結
果を実切削送り速度として加減速曲線パラメータ決定部
１７に出力するようにしてもよい。

【００４０】データ記憶部１５には、切削送り速度に対
応させて加減速曲線を決定するための加減速曲線パラメ
ータが記憶されている。例えば直線型加減速制御の場合
は、その直線部の傾きを決定する１つの加減速時定数を
加減速曲線パラメータとして記憶しておく。また、直線
と２次曲線を組み合わせたベル型加減速制御の場合は、
直線部の傾きを決定する加減速時定数Ｔ１と２次曲線部
の傾きを決定する加減速時定数Ｔ２を加減速曲線パラメ
ータとして記憶しておく。データ記憶部１５に加減速曲
線パラメータとして加減速時定数のみを記憶させるので
はなく、加減速パターンと加減速時定数を加減速曲線パ
ラメータとして切削送り速度と対応させて記憶してもよ
い。

【００４１】加減速曲線パラメータ決定部１７は、切削
送り速度検出部２１から実切削送り速度指令値を受け取
り、受け取った実切削送り速度指令値に対応した加減速
曲線パラメータとしての加減速時定数をデータ記憶部１
５に記憶してある加減速曲線パラメータとしての加減速
時定数から選択し、補間加減速制御部９に出力する。ま
たある関数式に基づいて、受け取った実切削送り速度指
令値に対応した加減速曲線パラメータとしての加減速時
定数を演算するようにしてもよい。さらに、データ記憶
部１５に加減速パターンと加減速時定数を加減速曲線パ
ラメータとして切削送り速度と対応させて記憶した場合
は、実切削送り速度指令値を受け取り、受け取った実切
削送り速度指令値に対応した加減速曲線パラメータをデ
ータ記憶部１５に記憶してある加減速パターン及び加減
速時定数で成る加減速曲線パラメータから選択し、補間
加減速制御部９に出力するようにしてもよい。

【００４２】補間加減速制御部９は、予め設定された加
減速時定数を加減速曲線パラメータ決定部１７から出力
された加減速曲線パラメータとしての加減速時定数に書
き換え、書き換えた加減速時定数と数値制御工作機械に
予め設定された固有の加減速パターンとに基づいて加減
速曲線を決定し、その加減速曲線に従って切削送りの補
間前の加減速制御を行う。また、加減速パターン及び加
減速時定数を加減速曲線パラメータとして選択して補間
加減速制御部９に出力した場合は、予め設定された加減
速曲線パターン及び加減速時定数を加減速曲線パラメー
タ決定部１７から出力された加減速曲線パラメータとし
ての加減速パターン及び加減速時定数に書き換え、書き
換えた加減速パターン及び加減速時定数に基づいて加減
速曲線を決定し、その加減速曲線に従って切削送りの補
間前の加減速制御を行うようにしてもよい。

【００４３】さらに、第１の実施形態と第３の実施形態
とを同時に実施してもよい。すなわち数値制御プログラ
ム１で指令された切削送り速度に基づいて加減速曲線パ
ラメータ決定部１７で加減速曲線パラメータをまず決定
して補間加減速制御を行い、その後、切削送り速度検出
部２１で実切削送り速度を検出して加減速曲線パラメー
タを決定しなおすというような制御を行ってもよい。

【００４４】図４からわかるように、高速切削送り速度
Ｆ１の場合は、直線部が立った短めの加減速時定数Ｔ１
を決定し（大きい加速度とし）、その分２次曲線部で比
較的長い加減速時定数Ｔ２を決定し、機械的なショック
の発生を抑えて立上り時間を短縮している。低速切削送
り速度Ｆ０の場合は、２次曲線部の加減速時定数Ｔ２を
短くする分、直線部をねかせて比較的長めの加減速時定
数Ｔ１を決定し（小さい加速度とし）、機械的なショッ
クの発生を抑えて立上り時間を短縮している。つまり高
速切削送り速度、低速切削送り速度のそれぞれに合った
加減速曲線パラメータを決定しているので、切削送り速
度の大小にかかわらず、機械的なショックのない、加減
速時間の短い切削送りが達成できる。

【００４５】図５（ａ）からわかるように、本発明の加
減速制御を行うことによって、従来の加減速制御を行っ
たときと比べて短時間で所望の加工が完了する。そのと
きの送り軸モータ１３のトルクの発生状態は図５（ｂ）
の通りであり、そのときの送り軸モータ１３のトルクは
図５（ｃ）からわかるように、送り軸モータ１３の瞬時
定格トルクの範囲内に納まり、かつ送り軸モータ１３の
瞬時定格トルクをできるだけ広く有効に活用している。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、各種
の方法で切削送り速度に合った最適な加減速制御を行
う、すなわち切削送り速度に合った加減速曲線パラメー
タを求めて切削送りの加減速制御を行うようにしたの
で、高速切削送りの場合でも、低速切削送りの場合でも
機械的なショックを引き起こすことなくなめらかに送り
動作することができ、従来の加減速時定数一定の加減速
制御方法に比べて切削加工時間を短縮することができ
る。

【００４７】そして実際の切削送り速度は、比較的長い
直線加工の場合は数値制御プログラムで指令された切削
送り速度指令値とほぼ同じであり、きついコーナ部や微
小ブロックの連続する加工の場合は切削送り速度指令値
より低速の切削送り速度になるよう自動的に速度クラン
プがなされるが、その速度クランプの制御方式を利用し
て実際の切削送り速度を予測演算したり、また予測演算
が行えない場合は補間加減速制御部や送り軸モータの回
転エンコーダから実際の切削送り速度を検出している。
従って場合場合に応じて実際の切削送り速度に合った加
減速曲線パラメータを求めることができ、高速かつ高精
度な加工を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の数値制御工作機械及び
その加減速制御方法を示す構成ブロック図である。

【図２】本発明の第２実施形態の数値制御工作機械及び
その加減速制御方法を示す構成ブロック図である。

【図３】本発明の第３実施形態の数値制御工作機械及び
その加減速制御方法を示す構成ブロック図である。

【図４】本発明の加減速制御を行った場合の高速切削送
り速度の加減速曲線と低速切削送り速度の加減速曲線を
表わした図である。

【図５】本発明の加減速制御と従来の加減速制御とを対
比した図であり、（ａ）は加減速曲線を表わしたもので
あり、（ｂ）は送り軸モータのトルクと時間との関係を
表わしたものであり、（ｃ）は送り軸モータのトルクと
送り軸モータの回転速度との関係を表わしたものであ
る。

【符号の説明】

１…ＮＣプログラム ３…プログラム読取解釈部 ５…解釈済みプログラム記憶部 ７…プログラム実行指令部 ９…補間加減速制御部 １１…サーボ制御部 １３…送り軸モータ １５…データ記憶部 １７…加減速曲線パラメータ決定部 １９…切削送り速度予測演算部 ２１…切削送り速度検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 規雄 神奈川県愛甲郡愛川町三増359番地の３ 株式会社牧野フライス製作所内 Ｆターム(参考） 5H269 AB01 BB03 BB05 EE01 EE03 EE11 QB15 RB11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械の加減速制御方法において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に合った加減速曲
   線パラメータを求め、 前記求めた加減速曲線パラメータに基づいて切削送りの
   加減速制御を行うことを特徴とする数値制御工作機械の
   加減速制御方法。
2. 【請求項２】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械の加減速制御方法において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加減速
   曲線パラメータを予め設定し、 前記数値制御プログラムデータに基づく切削送り速度デ
   ータに合った加減速曲線パラメータを前記予め設定した
   加減速曲線パラメータから決定し、 前記決定した加減速曲線パラメータに基づいて切削送り
   の加減速制御を行うことを特徴とする数値制御工作機械
   の加減速制御方法。
3. 【請求項３】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械の加減速制御方法において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加減速
   曲線パラメータを予め設定し、 前記数値制御プログラムデータを先読みして前記数値制
   御工作機械の実際の切削送り速度を予測演算し、 前記予測演算した切削送り速度に合った加減速曲線パラ
   メータを前記予め設定した加減速曲線パラメータから決
   定し、 前記決定した加減速曲線パラメータに基づいて切削送り
   の加減速制御を行うことを特徴とする数値制御工作機械
   の加減速制御方法。
4. 【請求項４】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械の加減速制御方法において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加減速
   曲線パラメータを予め設定し、 前記数値制御工作機械の実際の切削送り速度または補間
   加減速制御部から出力される切削送り速度指令値を検出
   し、 前記検出した切削送り速度に合った加減速曲線パラメー
   タを前記予め設定した加減速曲線パラメータから決定
   し、 前記決定した加減速曲線パラメータに基づいて切削送り
   の加減速制御を行うことを特徴とする数値制御工作機械
   の加減速制御方法。
5. 【請求項５】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に合った加減速曲
   線パラメータを求める加減速曲線パラメータ決定部と、 前記加減速曲線パラメータ決定部で求めた加減速曲線パ
   ラメータに基づいて切削送りの加減速制御を行う補間加
   減速制御部と、 を具備し、送り制御を行うことを特徴とする数値制御工
   作機械。
6. 【請求項６】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加減速
   曲線パラメータを設定・記憶するデータ記憶部と、 前記数値制御プログラムデータに基づく切削送り速度デ
   ータに合った加減速曲線パラメータを前記データ記憶部
   に設定・記憶した加減速曲線パラメータから決定する加
   減速曲線パラメータ決定部と、 前記加減速曲線パラメータ決定部で決定した加減速曲線
   パラメータに基づいて切削送りの加減速制御を行う補間
   加減速制御部と、 を具備し、送り制御を行うことを特徴とする数値制御工
   作機械。
7. 【請求項７】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加減速
   曲線パラメータを設定・記憶するデータ記憶部と、 前記数値制御プログラムデータを先読みして前記数値制
   御工作機械の実際の切削送り速度を予測演算する切削送
   り速度予測演算部と、 前記切削送り速度予測演算部で予測演算した切削送り速
   度に合った加減速曲線パラメータを前記データ記憶部に
   設定・記憶した加減速曲線パラメータから決定する加減
   速曲線パラメータ決定部と、 前記加減速曲線パラメータ決定部で決定した加減速曲線
   パラメータに基づいて切削送りの加減速制御を行う補間
   加減速制御部と、 を具備し、送り制御を行うことを特徴とする数値制御工
   作機械。
8. 【請求項８】 数値制御プログラムデータを読み込み解
   釈して実行し、送り軸モータを駆動制御する数値制御工
   作機械において、 前記数値制御工作機械の切削送り速度に対応した加減速
   曲線パラメータを設定・記憶するデータ記憶部と、 前記数値制御工作機械の実際の切削送り速度または補間
   加減速制御部から出力される切削送り速度指令値を検出
   する切削送り速度検出部と、 前記切削送り速度検出部で検出された切削送り速度に合
   った加減速曲線パラメータを前記データ記憶部に設定・
   記憶した加減速曲線パラメータから決定する加減速曲線
   パラメータ決定部と、 前記加減速曲線パラメータ決定部で決定した加減速曲線
   パラメータに基づいて切削送りの加減速制御を行う補間
   加減速制御部と、 を具備し、送り制御を行うことを特徴とする数値制御工
   作機械。