JP2002297212A - 工作機械の数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械の第１の送り軸が移動するとき、前
記第１の送り軸と直交して結合した第２の送り軸は、加
速度の影響で振動し変位する。この変位量を抑制し、か
つ加速度に対する応答を高める工作機械の数値制御装置
の提供を目的とする。 【解決手段】 工作機械の数値制御装置200Aは、加工プ
ログラムおよびＹ軸21と直交して結合したＺ軸31の複数
の繰り出し量に対応して加減速時の振動による変位を抑
制するためにＹ軸の複数の許容加速度を第１データ10A
として入力する入力部110Aと、これらを記憶する記憶部
120Aと、これらを解析して工作機械の指令値を生成する
解析部130Aと、この指令値からＺ軸の算出繰り出し量に
対応したＹ軸の算出許容加速度を算出する算出部140A
と、Ｙ軸の算出許容加速度と前記指令値から移動量を算
出し、駆動部160の各サーボモータ22、32に出力し、Ｙ
軸とＺ軸の位置と速度を制御するサーボ出力部150Aとで
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の送り軸
を加速または減速するとき、工作機械の送り軸が加速度
に影響されて変位することを抑制し、かつ工作機械の送
り軸の加速または減速における時間的応答を高める工作
機械の数値制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を説明するにあたり、従来と
本発明に共通する事柄を図１９および図２０を用いて説
明する。図１９と図２０は工作機械の送り軸であるＹ軸
が移動するとき、Ｙ軸と直交して結合したＺ軸は、Ｙ軸
に載って一緒に移動する場合を想定している。Ｙ軸が加
速または減速して移動する時に、Ｚ軸は振動の影響を受
けて変位する。図１９は、Ｚ軸の繰り出し量Ｌ１が図２
０に比べて大きい場合を表し、図２０は、Ｚ軸の繰り出
し量Ｌ２が図１９に比べて小さい場合を表している。同
一加速度の場合、図１９と図２０を比べた場合、回転中
心からの繰り出し量Ｌ１がＬ２より大きい分だけ、変位
量ｄ１はｄ２より大きくなる。この変位は、工作機械の
送り軸を移動させるとき、振動となって切削加工面に悪
影響を及ぼす。従来は、Ｚ軸の繰り出し量の全域におい
て、振動を抑制するために、Ｚ軸の繰り出し量が最大の
ときのＹ軸に対する加減速時間を単一で数値制御装置に
設定して対応していた。しかし、Ｚ軸の繰り出し量が小
さいときには、変位量ｄ１およびｄ２は小さいためにＹ
軸の加減速時間をより短く設定すべきであった。ところ
が、従来においては、前述のとおりＺ軸の繰り出し量が
最大のときのＹ軸の加減速時間を用いているので、加速
または減速のときの時間的応答が必要以上に低く、従っ
て、ワークを切削して加工する時間が余分にかかるとい
う問題点があった。

【０００３】次に、工作機械の数値制御装置に関する従
来の構成について図１８を用いて説明する。詳細につい
ては後述するが、従来の工作機械の数値制御装置200
は、入力部110、記憶部120、解析部130、サーボ出力部1
50で構成されている。

【０００４】図１８の入力部110には、数字、アルファ
ベット文字および「／」などの特殊記号を入力するとき
に用いる数字キー、アルファベットキーおよび特殊キー
をそれぞれ有するキーボードを備えている。工作機械の
オペレータ17は入力部110のキーボードのキーを操作す
ることで、工作機械を作動する手順またはワークを加工
する手順を指令する加工プログラムを入力部110に入力
する。また、加減速時の振動によるＺ軸31の変位量を加
工精度内にするためにＺ軸31の繰り出し位置の全域に対
して単一でＹ軸21の加減速時間を入力部110に入力す
る。Ｚ軸31に対しては、単一の加減速時間を入力部110
に入力する。さらに、入力部110には、前記加減速時間
以外に工作機械固有の制御用パラメータなど工作機械の
制御に関係する数値情報も入力される。これらの加工プ
ログラム、加減速時間および数値情報は従来のデータ10
に用意され、入力部110から記憶部120に記憶される。ま
た、入力部110には、従来のデータ10をテープ18、また
は、ディスク19にて入力することもできる。また、入力
部110では記憶部120に記憶された一連の加工プログラム
を指定して保持する。加工プログラムが指定されて実行
されると、解析部130は、この加工プログラムを解析し
て、工作機械の指令値（すなわち、Ｙ軸21とＺ軸31の送
り速度ならびに移動量、工作機械の主軸の回転速度およ
び切削工具を選択するための工具番号など）を生成す
る。

【０００５】図１８のサーボ出力部150は、前記加減速
時間と前記指令値から単位時間毎の移動量を生成し、Ｙ
軸21とＺ軸31を駆動するための第１および第２サーボモ
ータ22、32に出力する。さらに、Ｙ軸21とＺ軸31の移動
した位置および速度（または第１および第２サーボモー
タ22、32の回転部の回転移動した位置および速度）を第
２および第４の検出器24、34（または第１および第３の
検出器23、33）からフィードバックして制御する。

【０００６】駆動部160は、Ｙ軸21とＺ軸31の移動した
位置および速度を検出する第２および第４の検出器24、
34（または第１および第２サーボモータ22、32の回転部
の回転移動した位置および速度を検出する第１および第
３の検出器23、33）を有し、Ｙ軸21とＺ軸31を駆動す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決しようとするものであって、その目的は、工作機
械の第１の送り軸と直交して結合した第２の送り軸が、
前記第１の送り軸の加減速移動時に加速度の影響で振動
し変位するので、この変位量を抑制し、かつ前記第１の
送り軸の加速または減速における時間的応答を高める数
値制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明は、加工プログラムおよび工作機械の第１の送り軸
と直交して結合している第２の送り軸の複数の繰り出し
位置に対応して加減速時の振動による前記第２の送り軸
の変位量を加工精度内に抑制すべく前記第１の送り軸に
関する複数の許容加速度を第１データとして入力する入
力部と、前記第１データを記憶する記憶部と、前記第１
データを解析して工作機械を制御する指令値を生成する
解析部と、前記指令値から前記第２の送り軸の算出繰り
出し量を算出して前記算出繰り出し量に対応した前記第
１の送り軸に関する算出許容加速度を算出する算出部
と、前記算出許容加速度と前記指令値から単位時間毎の
移動量を算出して各送り軸を駆動する第１および第２サ
ーボモータに出力すると共に前記各送り軸に関する位置
および速度をフィードバック制御するサーボ出力部とを
備えた工作機械の数値制御装置とした。

【０００９】また、本発明の請求項２記載の発明は、請
求項１において、加減速時間を許容加速度として用い、
算出加減速時間を算出許容加速度として算出したことを
特徴とする工作機械の数値制御装置とした。このように
繰り出し量に対応して算出許容加速度または算出加減速
時間を算出し第１の送り軸の加速または減速時の時間的
応答を高めたので工作機械の切削加工時間を短縮するこ
とが可能になった。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を示
す図面に基づいて説明する。請求項１および請求項２の
発明にかかる以下の説明においては、Ｙ軸を請求項１記
載の第１の送り軸とし、Ｚ軸を請求項１記載の第２の送
り軸として説明する。

【００１１】図１は、本発明における請求項1記載の発
明に対する一実施形態としての構成を示すブロック図で
ある。図１の各部についての詳細は後述するが、この工
作機械の数値制御装置200Aは、図１のように入力部110
A、記憶部120A、解析部130A、算出部140A、サーボ出力
部150Aで構成されている。

【００１２】詳細な説明をする前に、先に説明をした図
１８における従来の工作機械の数値制御装置200と図１
における本発明にかかる工作機械の数値制御装置200Aと
の異なる点について、両者を比較して説明する。図１８
の従来のデータ10および図１の第１データ10Aは、工作
機械の数値制御装置が指令値を生成するために入力する
データの集まりを指している。まず、図１８の従来のデ
ータ10と図１の第１データ10Aの相違点を説明する。従
来の工作機械の数値制御装置200は、Ｙ軸の加減速時間
が単一で用意されるのに対して、図１では、加減速時の
振動によるＺ軸の変位量を加工精度内にするために許容
加速度が複数で用意されている点である。さらに、加減
速時間を単一で使用するために、算出繰り出し量と算出
許容加速度を算出する図１の算出部が、図１８において
は存在しない点である。そのほか、異なる種類のデータ
（すなわち従来のデータ10と第１データ10A）をそれぞ
れ入力、記憶および解析する点において、図１と図１８
の工作機械の数値制御装置200A、200の入力部110、110
A、記憶部120、120A、解析部130、130Aは互いに異な
る。

【００１３】次に、図１を用いて本発明の請求項１記載
の発明を詳細に説明する。図１の入力部110Aには、数
字、アルファベット文字および「／」などの特殊記号を
入力するときに用いる数字キー、アルファベットキーお
よび特殊キーをそれぞれ有するキーボードを備えてい
る。工作機械のオペレータ17は入力部110Aのキーボード
のキーを操作することで、工作機械を作動する手順また
はワークを加工する手順を指令する加工プログラムを入
力部110Aに入力する。また、加減速時の振動によるＺ軸
31の変位量を加工精度内にするためにＺ軸31の複数の繰
り出し位置において予め測定して得たＹ軸21の複数の許
容加速度を入力部110Aに入力する。さらに、入力部110A
には、前記許容加速度以外に工作機械固有の制御用パラ
メータなど工作機械の制御に関係する数値情報も入力さ
れる。これらの加工プログラム、許容加速度、繰り出し
量および数値情報は第１データ10Aとして用意され、入
力部110Aから記憶部120Aに記憶される。また、入力部11
0Aには、前記第１データ10Aをテープ18、または、ディ
スク19にて入力することもできる。また、入力部110Aで
は記憶部120Aに記憶された一連の加工プログラムを指定
して保持する。加工プログラムが指定され、指定された
加工プログラムが実行されると、解析部130Aは、指定さ
れた加工プログラムを解析して、工作機械の指令値（す
なわち、Ｙ軸21とＺ軸31の送り速度ならびに移動量、工
作機械の主軸の回転速度および切削工具を選択するため
の工具番号など）を生成する。算出部140Aは、解析部13
0Aで解析して得られたＺ軸31の移動量を計算して、Ｚ軸
31の実際の繰り出し量を算出する。さらに、算出部140A
では、記憶部120Aに記憶された図１２の例に示すような
Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の表から、該当す
る値（すなわち、Ｚ軸31の実際の繰り出し量の前後にあ
る記憶されたＺ軸31の繰り出し量とＹ軸21の許容加速度
の値）を読込んで、のちほど説明する（式２）に従って
計算し、Ｚ軸31の実際の繰り出し量に対するＹ軸21の算
出許容加速度を算出する。（図１２については、後出の
（００１８）の項で詳述する。）

【００１４】下の（００１７）項に示す（式２）を導く
過程を図３、図５、図６、図７および図８を用いて説明
する。図５は、Ｚ軸の基準座標の位置Pz、加工プログラ
ムが解析されて得られたＺ軸の基準座標に対する位置
Ｐ、Ｚ軸の繰り出しの位置（繰り出し量）Ｄの関係を示
した図である。図５のようにＺ軸の繰り出し量を算出す
るための工作機械のＺ軸31の基準座標に対する位置をPz
とする。解析部130Aで加工プログラムを解析して得られ
た前記基準座標に対する位置をPとすると、繰り出し量D
は、D＝P−Pzとなる。

【００１５】このＺ軸31の繰り出し量Dに対するＹ軸21
の許容加速度Aとの関係を、図６を用いて説明する。図
６は、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の関係を表
した図であるが、図６のようにＺ軸の繰り出し量とＹ軸
の許容加速度の関係が、直線と仮定するとＺ軸の繰り出
し量D1とD2との間のＺ軸の繰り出し量Dに対するＹ軸の
算出許容加速度は、下の（式１）に示されるように比例
式が成り立つ。下の（式１）をAについて展開すると、
下の（式２）で表される。図７は、Ｚ軸の繰り出し量と
Ｙ軸の許容加速度の関係において誤差を表した図である
が、実際の場合においては、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の
許容加速度の関係は図７のように曲線である。このよう
に曲線の場合、下の（式２）を用いるとＺ軸の繰り出し
量D1とD2の距離が長い場合、Ｚ軸の繰り出し量Dに対す
るＹ軸の算出許容加速度Aは、ポイントＰの近くのポイ
ントＰ'におけるＹ軸の算出許容加速度A'として求ま
る。すなわち、（Ａ'−Ａ）の分だけＹ軸の算出許容加
速度は誤差が生じる。そこで、実際には、記憶部に設定
するＺ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の数を増やし
て、Ｚ軸の繰り出し量が、Ｚ軸のどの繰り出し量の間に
あるかを求めて算出しＹ軸の算出許容加速度Ａ''に対し
ては、近似線分から下の（式２）を用いて近似値を求
め、その近似値を用いる。図８を用いてＹ軸の算出許容
加速度Aに対する近似値A''を求める様子を説明する。図
８は、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の関係にお
いて線分に分割して誤差を減じたことを表した図である
が、図８のポイントＰとポイントＰ''、すなわちＡと
Ａ''の関係のように、Ｙ軸の実際の許容加速度Ａの近似
値Ａ''として十分使用が可能となる。

【００１６】さらに、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加
速度の設定の数を増やした場合を図３に示す。図３は、
Ｚ軸の複数の繰り出し位置（繰り出し量）D1、D2、・・
・、Dnに対するＹ軸の複数の許容加速度A1、A2、・・
・、Anとの関係をグラフに表した図であるが、例えば、
図３のように、Ｚ軸の繰り出し量D1に対するＹ軸の許容
加速度をA1とし、Ｚ軸の繰り出し量D2に対するＹ軸の許
容加速度をA2とし、・・・、Ｚ軸の繰り出し量Dnに対す
るＹ軸の許容加速度をAn（ここで、Ｚ軸の繰り出し量D
1、D2、・・・、Dnの大きさの関係には、D1＜D2＜・・
・＜Dnを持たせている。）とすると、Ｚ軸の繰り出し位
置の全域に対して、下の（式３）に数値を当てはめてＹ
軸の許容加速度Aを求めることができる。

【００１７】 （A−A1）／（A2−A1）＝（D−D1）／（D2−D1）・・・（式１） A＝｛（D−D1）／（D2−D1）｝×（A2−A1）＋A1・・・（式２） A＝｛（D−Di）／（Di+1−Di）｝×（Ai+1−Ai）＋Ai・・・（式３） ここで、上の（式１）、（式２）および（式３）におけ
る各項は、 A：求めるＹ軸の算出許容加速度 A1：Ｚ軸の繰り出し量D1のときのＹ軸の許容加速度 A2：Ｚ軸の繰り出し量D2のときのＹ軸の許容加速度 Ai：Ｚ軸の繰り出し量DiのときのＹ軸の許容加速度 Ai+1：Ｚ軸の繰り出し量Di+1のときのＹ軸の許容加速度 D：Ｚ軸の実際の繰り出し量 D1：Ｚ軸の繰り出し量 D2：Ｚ軸の繰り出し量 Di：Ｚ軸の繰り出し量 Di+1：Ｚ軸の繰り出し量 ｉ：１、２、・・・、ｎのいずれかの整数 ｎ：２以上の整数 を意味する。

【００１８】次に、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速
度との関係を示した具体的数値の例を、図12の表と図13
のグラフに示す。図12は、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許
容加速度の一例を表に表した図である。図13は、図12の
表をグラフに表した図である。Ｚ軸の繰り出し量が０mm
から100mm未満のとき、Ｙ軸の許容加速度は300mm／sec
^２ 、Ｚ軸の繰り出し量が100mmのときＹ軸の許容加速度
は300mm／sec^２、・・・、Ｚ軸の繰り出し量が500mmの
ときＹ軸の許容加速度は60mm／sec^２というように図12
の表が示すように、Ｚ軸の複数の繰り出し位置に対応し
たＹ軸の許容加速度が記憶部120Aに設定されている。Ｚ
軸の繰り出し量が100mmから500mmまでの任意の点につい
ては上の（式２）を用いてＹ軸の算出許容加速度Ａを求
めることができる。例えば、250mmの点についてＹ軸の
算出許容加速度Ａを算出すると Ａ＝｛（250−200）／（300−200）｝×（180−240）＋
240＝210 （mm／sec^２） となる。

【００１９】引き続き、図１のサーボ出力部150Aから説
明する。サーボ出力部150Aは、前記算出許容加速度と前
記指令値から各軸の移動量を生成し、Ｙ軸21とＺ軸31を
駆動するための第１および第２サーボモータ22、32に出
力する。さらに、Ｙ軸21とＺ軸31の移動した位置および
速度（または第１および第２サーボモータ22、32の回転
部の回転移動した位置および速度）を第２および第４の
検出器24、34（または第１および第３の検出器23、33）
からフィードバックして制御する。

【００２０】駆動部160は、Ｙ軸21とＺ軸31の移動した
位置および速度を検出する第２および第４の検出器24、
34（または第１および第２サーボモータ22、32の回転部
の回転移動した位置および速度を検出する第１および第
３の検出器23、33）を有し、Ｙ軸21とＺ軸31を駆動す
る。（ここでは４台の検出器を有すると記述したが、第
１から第４の検出器は、１つの送り軸に対してサーボモ
ータか送り軸のどちらか一方に１台あれば位置および速
度のフィードバックは可能である。）

【００２１】図２は、本発明における請求項２記載の発
明に対する一実施形態としての構成を示すブロック図で
あるが、次項の説明のように図１の構成において一部の
項目を置き換えると図２の構成になる。従って、図２の
説明は図１と相違する事柄を中心に説明し、図１と共通
する部分については一部説明を省略する。

【００２２】図２において、工作機械の数値制御装置20
0Aは、図１と同じ構成である。この数値制御装置200Aの
外部には、図１の「第１データ10A」における許容加速
度に対して、図２においては、加減速時間が用意されて
いる。入力部110A、記憶部120Aおよび解析部130Aの各部
においては、「第１データ」を入力し、記憶し、解析す
る点においては同じだが加減速時間を許容加速度として
入力、記憶および解析する点で相違がある。また、図２
の算出部140AがＺ軸の繰り出し量とＹ軸の「加減速時
間」とＺ軸の算出繰り出し量からＹ軸の「算出加減速時
間」を算出するのに対して、図１の算出部140AはＺ軸の
繰り出し量とＹ軸の「許容加速度」とＺ軸の算出繰り出
し量からＹ軸の「算出許容加速度」を算出する点におい
て相違がある。さらに、図２のサーボ出力部150Aが「算
出加減速時間」と「指令値」から加減速時における単位
時間毎の移動量を生成するのに対して、図１では「算出
許容加速度」と「指令値」から加減速時における単位時
間毎の移動量を生成する点において相違がある。これら
の相違により、具体的には、請求項１に関連して説明し
た「図３、図６、図７、図８、図１２、図１３」に対し
て、のちほど説明する請求項２に関連した「図４、図
９、図１０、図１１、図１４、図１５」の相違が生じ
る。

【００２３】下の（００２６）項に示す（式５）を導く
過程を図４、図９、図１０および図１１を用いて説明す
る。

【００２４】上記（００１５）の項でＺ軸の繰り出し量
Dに対するＹ軸の許容加速度との関係を、図６を用いて
説明したが、同様に、Ｚ軸の繰り出し量Dに対するＹ軸
の加減速時間Taとの関係を、図９を用いて説明する。図
９は、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時間の関係を表
した図であるが、図９のようにＺ軸の繰り出し量とＹ軸
の加減速時間の関係が、直線と仮定するとＺ軸の繰り出
し量D1とD2との間のＺ軸の繰り出し量Dに対するＹ軸の
算出加減速時間は、下の（式４）に示されるように比例
式が成り立つ。下の（式４）をTaについて展開すると、
下の（式５）で表される。図１０は、Ｚ軸の繰り出し量
とＹ軸の加減速時間の関係において誤差を表した図であ
るが、実際の場合においては、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸
の加減速時間の関係は図１０のように曲線である。この
ように曲線の場合、下の（式５）を用いるとＺ軸の繰り
出し量D1とD2の距離が長い場合、Ｚ軸の繰り出し量Dに
対するＹ軸の算出加減速時間Taは、ポイントＰの近くの
ポイントＰ'におけるＹ軸の算出加減速時間Ta'として求
まる。すなわち、（Ta'−Ta）分だけＹ軸の算出加減速
時間は誤差が生じる。そこで、実際には、記憶部に設定
するＺ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時間の数を増やし
て、Ｚ軸の繰り出し量が、Ｚ軸のどの繰り出し量の間に
あるかを求めて算出し、Ｙ軸の算出加減速時間Ta''に対
しては、近似線分から下の（式５）を用いて近似値を求
め、その近似値を用いる。図１１を用いてＹ軸の算出加
減速時間Taに対する近似値Ta''を求める様子を説明す
る。図１１は、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時間の
関係において線分に分割して誤差を減じたことを表した
図であるが、図１１のポイントＰとポイントＰ''、すな
わちTaとTa''の関係のように、Ｙ軸の実際の加減速時間
Taの近似値Ta''として十分使用が可能となる。

【００２５】さらに、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速
時間の設定の数を増やした場合を図４に示す。図４は、
Ｚ軸の複数の繰り出し位置（繰り出し量）D1、D2、・・
・、Dnに対するＹ軸の複数の加減速時間Ta1、Ta2、・・
・、Tanとの関係をグラフに表した図であるが、例え
ば、図４のように、Ｚ軸の繰り出し量D1に対するＹ軸の
加減速時間をTa1とし、Ｚ軸の繰り出し量D2に対するＹ
軸の加減速時間をTa2とし、・・・、Ｚ軸の繰り出し量D
nに対するＹ軸の加減速時間をTan（ここで、Ｚ軸の繰り
出し量D1、D2、・・・、Dnの大きさの関係には、D1＜D2
＜・・・＜Dnを持たせている。）とすると、Ｚ軸の繰り
出し位置の全域に対して、下の（式６）に数値を当ては
めてＹ軸の加減速時間Taを求めることができる。

【００２６】 （Ta−Ta1）／（Ta2−Ta1）＝（D−D1）／（D2−D1）・・・（式４） Ta＝｛（D−D1）／（D2−D1）｝×（Ta2−Ta1）＋Ta1・・・（式５） Ta＝｛（D−Di）／（Di+1−Di）｝×（Ta(i+1)−Tai）＋Tai・・・（式６ ） ここで、上の（式４）、（式５）および（式６）におけ
る各項は、 Ta：求めるＹ軸の算出加減速時間 Ta1：Ｚ軸の繰り出し量D1のときのＹ軸の加減速時間 Ta2：Ｚ軸の繰り出し量D2のときのＹ軸の加減速時間 Tai ：Ｚ軸の繰り出し量DiのときのＹ軸の加減速時間 Ta(i+1)：Ｚ軸の繰り出し量Di+1のときのＹ軸の加減速
時間 D：Ｚ軸の実際の繰り出し量 D1：Ｚ軸の繰り出し量 D2：Ｚ軸の繰り出し量 Di：Ｚ軸の繰り出し量 Di+1：Ｚ軸の繰り出し量 ｉ：１、２、・・・、ｎのいずれかの整数 ｎ：２以上の整数 を意味する。

【００２７】次に、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時
間との関係を示した具体的数値の例を、図14の表と図15
のグラフに示す。図14は、Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加
減速時間の一例を表に表した図である。図15は、図14の
表をグラフに表した図である。Ｚ軸の繰り出し量が０mm
から100mm未満のとき、Ｙ軸の加減速時間は56msec、Ｚ
軸の繰り出し量が100mmのときＹ軸の加減速時間は56mse
c、・・・、Ｚ軸の繰り出し量が500mmのときＹ軸の加減
速時間は278msecと図14の表が示すように、Ｚ軸の複数
の繰り出し位置に対応したＹ軸の加減速時間が記憶部12
0Bに設定されている。Ｚ軸の繰り出し量が100mmから500
mmまでの任意の点については上の（式５）を用いてＹ軸
の算出加減速時間Taを求めることができる。例えば、25
0mmの点についてＹ軸の算出加減速時間Taを算出すると Ta＝｛（250−200）／（300−200）｝×（70−93）＋93
≒82 （msec） となる。

【００２８】図１６および図１７を用いて上記の時間的
応答の向上と切削加工時間の短縮について説明する。図
１６および図１７は、工作機械の送り軸の切削加工にお
ける送り速度が変化（すなわち、加速または減速）した
とき、算出許容加速度または算出加減速時間の違いによ
る時間的応答の違いを示した図である。今、図１６およ
び図１７において算出許容加速度A1およびA2または算出
加減速時間Ta１およびTa2とし、切削加工における送り
速度をF1からF2さらにF1へと加速して減速させたときの
所要時間をT1およびT2とすると、所要時間T1とT2の差が
所要時間差T3となる。図１６および図１７においては、
所要時間差T3の分だけ、時間的応答は向上している。切
削加工を長期間繰り返すうちに、所要時間差T3の短縮分
は合計されて何時間も切削加工時間が短縮される。

【００２９】本実施例の説明においては、Ｙ軸を工作機
械の第１の送り軸、Ｚ軸を工作機械の第２の送り軸とし
て説明したが、別の実施の例としては、Ｚ軸を第１の送
り軸、Ｙ軸を第２の送り軸としてもよく、また、Ｘ軸を
用いてＸ軸とＹ軸で実施してもよいし、さらに送り軸の
数を増加して本発明が実施されてもよい。

【００３０】

【発明の効果】工作機械の第１の送り軸を加速または減
速するとき、前記第１の送り軸に直交して結合した第２
の送り軸は加速度に影響されて振動し変位する。その変
位量を抑制しながらも、前記第２の送り軸の複数の繰り
出し位置に対応して前記第１の送り軸に対して複数の算
出許容加速度または算出加減速時間を算出して用いるこ
とで前記第１の送り軸の加速または減速における時間的
応答を高め切削加工時間を短縮することが可能になっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における請求項1記載の発明に対する一
実施形態としての構成を示すブロック図である。

【図２】本発明における請求項２記載の発明に対する一
実施形態としての構成を示すブロック図である。

【図３】Ｚ軸の複数の繰り出し位置（繰り出し量）D1、
D2、…、Dnに対するＹ軸の複数の許容加速度A1、A2、・
・・、Anとの関係をグラフに表した図である。

【図４】Ｚ軸の複数の繰り出し位置（繰り出し量）D1、
D2、・・・、Dnに対するＹ軸の複数の加減速時間Ta1、T
a2、・・・、Tanとの関係をグラフに表した図である。

【図５】Ｚ軸の基準座標の位置Pz、加工プログラムが解
析されて得られたＺ軸の基準座標に対する位置Ｐ、Ｚ軸
の繰り出しの位置（繰り出し量）Ｄの関係を示した図で
ある。

【図６】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の関係を
表した図である。

【図７】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の関係に
おいて誤差を表した図である。

【図８】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の関係に
おいて線分に分割して誤差を減じたことを表した図であ
る。

【図９】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時間の関係を
表した図である。

【図１０】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時間の関係
において誤差を表した図である。

【図１１】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時間の関係
において線分に分割して誤差を減じたことを表した図で
ある。

【図１２】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の許容加速度の一例
を表に表した図である。

【図１３】図１２の表をグラフに表した図である。

【図１４】Ｚ軸の繰り出し量とＹ軸の加減速時間の一例
を表に表した図である。

【図１５】図１４の表をグラフに表した図である。

【図１６】工作機械の送り軸の切削加工における送り速
度が変化（すなわち、加速または減速）したとき、算出
許容加速度の違いによる時間的応答の違いを示した図で
ある。

【図１７】工作機械の送り軸の切削加工における送り速
度が変化（すなわち、加速または減速）したとき、算出
加減速時間の違いによる時間的応答の違いを示した図で
ある。

【図１８】従来の工作機械の数値制御装置の構成を示す
ブロック図である。

【図１９】工作機械においてＹ軸が移動するとき、Ｚ軸
がＹ軸の加速度の影響を受けて変位する様子を示した図
である。（図２０に比べて、Ｚ軸の繰り出し量が大きい
場合を表した図である。）

【図２０】工作機械においてＹ軸が移動するとき、Ｚ軸
がＹ軸の加速度の影響を受けて変位する様子を示した図
である。（図１９に比べて、Ｚ軸の繰り出し量が小さい
場合を表した図である。）

【符号の説明】

10 従来のデータ 10A 第１データ 17 オペレータ 18 テープ 19 ディスク 21 Ｙ軸 22 第１サーボモータ 23 第１検出器 24 第２検出器 31 Ｚ軸 32 第２サーボモータ 33 第３検出器 34 第４検出器 110、110A 入力部 120、120A 記憶部 130、130A 解析部 140A 算出部 150、150A サーボ出力部 160 駆動部 200、200A 工作機械の数値制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工プログラムおよび工作機械の第１の
   送り軸と直交して結合している第２の送り軸の複数の繰
   り出し位置に対応して加減速時の振動による前記第２の
   送り軸の変位量を加工精度内に抑制すべく前記第１の送
   り軸に関する複数の許容加速度を第１データとして入力
   する入力部と、前記第１データを記憶する記憶部と、前
   記第１データを解析して工作機械を制御する指令値を生
   成する解析部と、前記指令値から前記第２の送り軸の算
   出繰り出し量を算出して前記算出繰り出し量に対応した
   前記第１の送り軸に関する算出許容加速度を算出する算
   出部と、前記算出許容加速度と前記指令値から単位時間
   毎の移動量を算出して各送り軸を駆動する第１および第
   ２サーボモータに出力すると共に前記各送り軸に関する
   位置および速度をフィードバック制御するサーボ出力部
   とを備えたことを特徴とする工作機械の数値制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、加減速時間を許容加
   速度として用い、算出加減速時間を算出許容加速度とし
   て算出したことを特徴とする工作機械の数値制御装置。