JP2004195616A

JP2004195616A - 主軸同期制御方法及びその装置

Info

Publication number: JP2004195616A
Application number: JP2002369351A
Authority: JP
Inventors: Shiyouichi Sagazaki; 正一嵯峨崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP4110959B2

Abstract

【課題】角材を支持する２つの主軸モータ間において角材ワークのねじれで発生する主軸モータ間の位置誤差を補正する主軸同期制御方法及びその装置を得ること。
【解決手段】ワーク１００３を保持するメイン主軸１００４を駆動するメイン主軸モータ１３ａとワークをガイドするロータリガイドブッシュ１００５を駆動するロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとを同期制御する主軸同期制御装置において、支持した角材ワークにねじれがある場合、角材ワークのねじれ分を検出するワークねじれ量検出手段４０とこのワークねじれ量検出手段４１が検出した値と予め設定された補正倍率から補正量を算出し、回転位置指令としてロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対して出力する補正実行手段４１とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は主軸同期制御方法及びその装置に係わり、特に角材ワークを支持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと、前記角材ワークを支持するサブ主軸モータとを同期制御する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと、前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータ（サブ主軸モータ）とを同期制御する主軸同期制御において、前記ワークと前記ロータリガイドブッシュとの間に生じるすきま量に基づいて前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出し、この補正量をメイン主軸モータの回転位置指令に対して補正した回転位置指令を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令とするものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
また、メイン主軸とサブ主軸間での角材ワークの受け渡しの際に、メイン主軸とサブ主軸の各々の基準位置からの回転座標値を主軸位置検出器から検出し、両者の回転座標値の差異を算出し、また、算出された該差異（初期値のみ）をＮ分割し、該分割された差異をメイン主軸またはサブ主軸の位置指令に加算または減算してメイン主軸とサブ主軸の各々の基準位置を一致させて角材ワークの受け渡しを行っているものがある。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
更にまた、ワークをメイン主軸と背面主軸（サブ主軸）とで両側から把持し、両主軸を同期させてワークを回転させることによりワーク加工する機械がある。（例えば、特許文献３参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３４４０１号公報（第３頁〜第１８頁、図１〜図３７）
【特許文献２】
特開平２−１０９６０５号公報（第２頁〜第３頁、第１図〜第４図）
【特許文献３】
特開平７−１８６００７号公報（第２頁〜第３頁、図７、図８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１２に示すように、軸線に対し所定角度ねじれている角材ワーク（例えば断面８角形の棒材ワーク）を前記特許文献１に開示の機械にて加工する際、特にガイドブッシュ主軸モータを、メイン主軸モータに対し最適な制御をしなければ、ガイドブッシュ主軸モータが発熱したり、過負荷等のアラームで停止したりする。
また、前記特許文献３に開示の機械にて加工する際も同様に、背面主軸モータをメイン主軸モータに対し最適な制御をしなければ、背面主軸モータ（サブ主軸モータ）が発熱したり、過負荷等のアラームで停止したりする。
ところが、前記特許文献には、軸線に対し所定角度ねじれている角材ワークを前記特許文献１に開示の機械、或いは前記特許文献３に開示の機械にて加工する場合における、ガイドブッシュ主軸モータまたは背面主軸モータの発熱や過負荷を防止する制御について全く考慮されていない。
【０００７】
このことを詳述すると、次の通りである。
前記特許文献１に開示の機械（自動旋盤）は、図８及び図９に示すような構成となっている。なお、図９は図８で示す機械のメイン主軸とロータリガイドブッシュの詳細な構成図である。
即ち、１本の長い角材ワーク１００３（図１２に示すような角材ワーク）が、メイン主軸１００４（メイン主軸モータ１３a自身が主軸台を構成する形になっている）のチャック（図示せず）と、タイミングベルト１００７を介してプーリ１００６と連結されロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂにより駆動されるロ−タリガイドブッシュ１００５とで支持されている。そして、該ワーク１００３はメイン主軸１００４に対する回転指令で回転し、さらに右から左へ移動させられて（Ｚ軸方向へ移動させられて）、Ｘ軸方向のみへ上下動する工具１００１（工具台１００２に保持されている）によって旋削加工される。このとき、ロ−タリガイドブッシュ１００５はメイン主軸１００４に同期して回転するように制御されている。
例えば、ロ−タリガイドブッシュ１００５とロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの連結比が１：１であった場合、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが１０００ｒｐｍで回転すれば、ロ−タリガイドブッシュ１００５も１０００ｒｐｍで回転する。なお、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの方がメイン主軸モータ１３ａよりもトルク特性・出力特性が小さいのが一般的である。
【０００８】
このような機械にて角材ワーク１００３を加工する場合、例えばメイン主軸１００４側では、図１０に示すように、チャック１００８は角材ワークと同じ形のチャックを使用する。また、ロータリガイドブッシュ１００５側も同様に角材ワーク１００３と同じ形のガイドブッシュを使用する。従って、図１２に示すように角材ワーク１００３がねじれている場合には、例えば図１２のメイン主軸側の角材ワーク断面Ｍとロータリガイドブッシュ主軸側の角材ワーク断面Ｇを見た場合、図１１に示すようになる。
ここでメイン主軸の位置（角度）を基準とした場合、図１１に示すようにロータリガイドブッシュ主軸側の断面は角材ワーク１００３のねじれによる位置の差、即ち角度差（図１１ではロータリガイドブッシュ主軸側のねじれ角をαで示している）が生じている。言い換えれば、出力トルクの小さい方の主軸モータ（本例ではロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂ）は出力トルクの大きい方の主軸モータ（本例ではメイン主軸モータ１３ａ）に負けるため、出力トルクの大きい方の主軸モータ（本例ではメイン主軸モータ１３ａ）を基準とした位置と出力トルクの小さい方の主軸モータ（本例ではロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂ）の位置（フィードバック位置）に、図１１に示すような差異（ねじれ角：α）が生じる。
【０００９】
また、主軸回転中、数値制御装置からの回転位置指令と主軸モータの実際の位置（フィードバック位置）にはもともと差異があるが、これに加えてロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂには前述のねじれ角分の差異が加わるため、数値制御装置からの回転位置指令とロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの実際の位置には大きな差異が生ずることになる。従ってロータリガイドブッシュ主軸アンプは該差異をなくすべくロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに過大な電流を流すことになる。その結果、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが発熱し、さらには、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが過負荷等のアラームで停止してしまう問題点があった。
【００１０】
また、前記特許文献３に開示の機械にて角材ワーク１００３を加工する場合にも、前記と同様の現象（動作）により、背面主軸モータが発熱し、さらには、背面主軸モータが過負荷等のアラームで停止してしまう問題点があった。
【００１１】
なお、特許文献２に開示の制御は、角材ワークの受け渡しの際にワークがねじれていた場合、ねじれ角を０にするような補正（メイン主軸とサブ主軸の基準位置が一致するような補正）がメイン主軸またはサブ主軸に指令される制御のため、相変わらずねじれたワークとメイン主軸またはサブ主軸が反発し合うことになり、このため特許文献２に開示の制御を用いても、主軸モータが過負荷等のアラームで停止することは防止できない。また、主軸回転指令時に補正（位相合わせ）を検出されたメイン主軸とサブ主軸の回転座標値の差異（初期値のみ）をＮ分割してメイン主軸またはサブ主軸の位置指令に加算または減算しているだけなので、ダイナミックに変化するワークのねじれに対する補正はできない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、角材ワークがねじれていた場合であっても、サブ主軸モータが発熱したり、過負荷等のアラームで停止したりするのを防止できる主軸同期制御方法及びその装置を提供することを目的とする。
このためこの発明に係わる主軸同期制御方法は、角材ワークを支持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと、前記角材ワークを支持するサブ主軸モータとを駆動する主軸同期制御方法において、前記角材ワークにおけるメイン主軸側とサブ主軸側との間のねじれ量を検出し、この検出された該ねじれ量からメイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対する回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を、前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令するものである。
【００１３】
またこの発明に係わる主軸同期制御方法は、角材ワークのねじれ角を確認しながら補正を繰り返し実行するものである。
【００１４】
またこの発明に係わる主軸同期制御方法は、所定の補正倍率をかけた補正量を、前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令するものである。
【００１５】
またこの発明に係わる主軸同期制御方法は、前記ねじれ角を監視し、該ねじれ角が既定値を超えた場合、前記補正を自動的に実行するものである。
【００１６】
またこの発明に係わる主軸同期制御方法は、前記ねじれ角を、メイン主軸とワークを支持するサブ主軸モータの位置の差、またはサブ主軸モータの電流値に基づいて求めるものである。
【００１７】
またこの発明に係わる主軸同期制御装置は、角材ワークを支持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと、前記角材ワークを支持するサブ主軸モータとを駆動する主軸同期制御装置において、前記角材ワークにおけるメイン主軸側とサブ主軸側との間のねじれ量を検出するワークねじれ量検出手段と、このワークねじれ量検出手段にて検出された該ねじれ量からメイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対する回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を、前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令する補正実行手段とを備える構成としたものである。
【００１８】
またこの発明に係わる主軸同期制御装置は、前記補正実行手段を、角材ワークのねじれ角を確認しながら補正を繰り返し実行するものとしたものである。
【００１９】
またこの発明に係わる主軸同期制御装置は、前記補正実行手段を、所定の補正倍率をかけた補正量を前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令するものとしたものである。
【００２０】
またこの発明に係わる主軸同期制御装置は、前記補正実行手段を、前記ねじれ角を監視し、該ねじれ角が既定値を超えた場合、前記補正を自動的に実行するものとしたものである。
【００２１】
更にまたこの発明に係わる主軸同期制御装置は、前記ねじれ角を、メイン主軸とワークを支持するサブ主軸モータの位置の差、またはサブ主軸モータの電流値に基づいて求めるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図１２に基づいて説明する。
なお、図１はこの実施の形態１による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部を示すブロック図で、図８及び図９に示す機械を制御するものである。また、図２はメイン主軸モータの回転・停止等を制御する加工プログラムを示す図、図３は角材ワークがねじれていた場合のロータリガイドブッシュ主軸モータに対する回転位置指令の補正手順を示すフローチャート、図４はメイン主軸モータとロータリガイドブッシュ主軸モータのドループ量と角材ワークがねじれている場合のドループ量の関係を示す図、図５は角材ワークがねじれていた場合のロータリガイドブッシュ主軸モータに対する回転位置指令の補正パターン例とロータリガイドブッシュ主軸モータの電流変化例を示す図、図６は機械制御信号処理部とラダー回路とのインタフェースの一例を示す図、図７は角材ワークがねじれていた場合のロータリガイドブッシュ主軸モータのトルク（力）と角材ワークの弾性変形による力の関係を示す図である。
【００２３】
図１において、１は数値制御装置、２は加工プログラム、３は加工プログラム解析処理部、４は補間処理部、５はラダー回路、６は機械制御信号処理部、７はメモリ、８はパラメータ設定部、９は画面表示部、１０ａはメイン主軸の軸制御部（以下、メイン軸制御部という）、１０ｂはロータリガイドブッシュ主軸の軸制御部（以下、ロータリガイドブッシュ軸制御部という）、１１はデータ入出力回路、１２ａはメイン主軸の主軸アンプ（以下、メイン主軸アンプという）、１２ｂはロータリガイドブッシュ主軸の主軸アンプ（以下、ロータリガイドブッシュ主軸アンプという）、１３ａはメイン主軸の主軸モータ（以下、メイン主軸モータという）、１３ｂはロータリガイドブッシュ主軸の主軸モータ（サブ主軸モータ）（以下、ロータリガイドブッシュ主軸モータという）、４０はワークねじれ量検出手段、４１は補正実行手段である。
なお、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの方がメイン主軸モータ１３ａよりもトルク特性・出力特性が小さいものとなっている。
【００２４】
また、図２に示すメイン主軸モータ１３aを駆動する部分の加工プログラム２は、指令Ｍ３がメイン主軸モータ１３ａの回転起動指令を、指令Ｓ１がメイン主軸モータ１３ａの回転速度指令（この場合は、１０００ｒｐｍで回転する）を、そして指令Ｍ５がメイン主軸モータ１３ａの回転停止指令をそれぞれ表している。
【００２５】
次に図１に示す数値制御装置の動作について説明する。
先ず、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期して回転することを、パラメータ設定部８より予めパラメータ設定しておく。テープリーダ等から読み込まれた加工プログラム２はメモリ７に格納される。加工プログラム２を実行する際には、加工プログラム解析処理部３がメモリ７から１ブロックずつ加工プログラム２を読み出し、読み出された加工プログラム２は加工プログラム解析処理部３で処理される。
【００２６】
図２の加工プログラム例で説明すると、まずメイン主軸モータ１３ａの回転起動指令Ｍ３と回転速度指令Ｓ１を加工プログラム解析処理部３がメモリ７から読み出す。次に読み出されたこれらの指令は、加工プログラム解析処理部３で切削油オン・オフ等の機械制御信号の制御を記述するラダー回路５に通知すべき指令と判断されて、機械制御信号処理部６に解析結果が通知される。機械制御信号処理部６は、通知された解析結果を機械制御信号に変換してラダー回路５に出力する。ラダー回路５は、メイン主軸モータ１３ａが回転可能な状態かどうか判定した後、回転可能な状態であれば回転起動信号を機械制御信号処理部６に出力する。
【００２７】
機械制御信号処理部６に入力された回転起動信号と回転速度データは補間処理部４に渡される。補間処理部４では回転速度データからメイン主軸モータ１３ａの回転位置指令に換算する。また、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期制御されることを予めパラメータ等で設定されているため、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対しても、メイン主軸モータ１３ａの回転速度データからロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令を計算する。メイン主軸モータ１３ａとロ−タリロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとロータリガイドブッシュ軸制御部１０ｂにそれぞれ出力される。
【００２８】
これらの回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとロータリガイドブッシュ軸制御部１０ｂにおいて、予め指定された加減速パターンに従って加減速を考慮した単位時間あたりのサーボ位置指令に計算し直されて、データ入出力回路１１に出力される。これらのサーボ位置指令は、データ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとロータリガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂのそれぞれに送信される。
【００２９】
メイン主軸アンプ１２ａとロータリガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは、受信したサーボ位置指令に従って、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ位置制御しながら回転させる。ここで、メイン主軸用主軸モータ１３ａに対応するメイン軸制御部１０ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対応するロータリガイドブッシュ軸制御部１０ｂの加減速パターンが同じになるように調整されているため、メイン主軸１００４にチャッキングされたワーク１００３とロ−タリガイドブッシュ１００５は回転速度が変化している場合でも同期して回転することができる。
【００３０】
次に、メイン主軸の回転停止を意味する加工プログラム指令Ｍ５が実行されると、加工プログラム解析処理部３が解析結果を機械制御信号処理部６に通知し、機械制御信号処理部６がラダー回路５に対して出力する。ラダー回路５では回転停止指令Ｍ５を受けて回転開始信号をオフする。機械制御信号処理部６が、回転開始信号がオフになったことを検出して補間処理部４に回転停止指令を通知する。補間処理部４では、メイン軸制御部１０ａとロータリガイドブッシュ軸制御部１０ｂに回転速度指令０を指令する。
【００３１】
この指令はこれらのメイン軸制御部１０ａ，ロータリガイドブッシュ軸制御部１０ｂで予め指定された加減速パターンに従って加減速を考慮したサーボ位置指令に計算し直して、データ入出力回路１１に出力される。そして、このサーボ位置指令は、データ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとロータリガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送信される。これらのメイン主軸アンプ１２ａ，ロータリガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは、受信した指令に従ってメイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを同期しながら減速停止させることになる。
【００３２】
次に図３のフローチャートを使って、角材ワーク１００３が図１２に示すようにねじれている場合における、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正について説明する。
即ち、ステップ３１では加工プログラム２で指令された回転速度データが機械制御信号処理部６を介して入力され、補間処理部４に渡される。補間処理部４では回転速度データからメイン主軸モータ１３ａの回転位置指令に換算する。また、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期制御されることを予めパラメータ等で設定されているため、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対してもメイン主軸モータ１３ａの回転速度データからロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令を計算する。メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａ・ロータリガイドブッシュ軸制御部１０ｂとデータ入出力回路１１を介して各々の主軸アンプ１２ａ、１２ｂに出力される。
【００３３】
ステップ３２では、ワークねじれ量検出手段４０がメイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのドループ量を検出する。ドループ量とは、数値制御装置１が主軸アンプに指令した回転位置指令と主軸モータの実際の位置（フィードバック位置）の差異を示しており、主軸アンプ１２ａ、１２ｂで計算される。従って、ワークねじれ量検出手段４０は、主軸アンプ１２ａ、１２ｂで計算されたドループ量をデータ入出力回路１１、軸制御部１０ａ、１０ｂを介して取得する。また、主軸モータは回転すると追従遅れが発生するため、主軸モータ回転中は通常ドループが発生しているが、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが同じ回転数で制御されている場合、図４（ａ）に示すように、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのドループ量は同じになる（ドループ量Ａ＝ドループ量Ｂ）。従って、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのドループ量の差を計算すると通常は「０」になる。
【００３４】
しかしながら、図１２に示すように支持している角材ワークがねじれている場合には、角材ワークのねじれによってロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂがずらされて（図１１の例ではねじれ角α分ずらされて）、図４（ｂ）に示すように、メイン主軸モータ１３ａとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのドループ量に差異が生ずる。
従って、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのドループ量からメイン主軸モータ１３ａのドループ量を減算すれば、ねじれ角α相当のドループ量（ねじれ角α相当のドループ量＝ドループ量Ｂ‘−ドループ量Ａ）を得ることができる。また、ここで、ドループ量は方向性を持った値で、具体的には正転方向はプラス、逆転方向はマイナスの符号がついている。従って、図４（ｃ）に示すように、回転が逆転方向の場合はねじれ角α相当のドループ量はマイナスとなる。この符号を判断することによって、次のステップ３３で計算されるロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する補正を正転方向か逆転方向に掛けるかが判定できる。
以上のようにメイン主軸モータとガイドブッシュ主軸モータのドループ差（ねじれ角）が既定値を超えたかどうかを常時監視しているため、ワーク挿入時においても加工途中（ワーク押し出し時）においてもねじれ角が既定値を超えれば補正が開始されることになる。
【００３５】
ワークねじれ量検出手段４０は、この検出されたねじれ角α相当のドループ量を、予め決められた値（ねじれ角既定値：単位は角度°）と比べる。なお、該ねじれ角既定値は、図６に示すようにラダー回路５と機械制御信号処理部６とのインタフェースであるレジスタ（図６の「Ｒ４０１」、「Ｒ４０２」はレジスタ番号を示している）に、ラダー回路５にてその値が設定されているので、機械制御信号処理部６を経由してワークねじれ量検出手段４０がその値を読み込む。
また、補正倍率も合わせてレジスタ（Ｒ４０２）に設定されている。これについては後述する。
この判定は以下のように行う。即ち、実際に検出される主軸モータのドループ量の単位は１回転あたりのパルス数（例えば４０９６パルス／１回転）であるため、まず、この値を式（１）で角度に換算する。
ねじれ角α（°）＝ねじれ角α相当のドループ量×３６０／４０９６
ワークねじれ量検出手段４０はこのねじれ角αをねじれ角既定値と比べる。ねじれ角既定値以下の場合は処理を終了する。ねじれ角既定値を超えた場合はステップ３３に進む。
【００３６】
ステップ３３では、ワークねじれ量検出手段４０からの通知を受けて補正実行手段４１がステップ３２でワークねじれ量検出手段４０によって計算されたねじれ角αを読み込み、またラダー回路５がレジスタ（Ｒ４０２）にセットした補正倍率の値を機械制御信号処理部６経由で読み込む。これらの値から補正実行手段４１が補正量を算出する。なお、補正量の算出は以下のように行う。
補正量（パルス）＝計算されたねじれ角α×補正倍率×４０９６／３６０
【００３７】
次にステップ３４では、補正実行手段４１は補正量の符号を判定し、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令に符号がプラスの場合は加算し、また、符号がマイナスの場合は減算して、その計算結果である回転位置指令を軸制御部１０ｂ、データ入出力回路１１を介してロータリガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに出力する。次に、ステップ３２戻り、検出されたねじれ角αがねじれ角既定値より小さくなるまで処理を繰り返す。
【００３８】
なお、処理を繰り返す理由は以下の通りである。
即ち、角材ワーク１００３がねじれてロータリガイドブッシュ主軸の状態が図７に示すようになっていた場合（角材がＤ方向にねじれていた場合）、メイン主軸を基準とした位置Ａとロータリガイドブッシュ主軸の実際の位置（フィードバック位置）Ｂには角材ねじれ分の差異が生じている。
これは以下の状態であると推測される。即ち、ロータリガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは該差異をなくすべくロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに過大な電流を流し、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きなトルクを発生させる。これによって図７の例では角材ワーク１００３には相対的にＣ方向のトルク（力）が加わる。このため角材ワーク１００３は弾性変形し、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのトルクと角材ワーク１００３の弾性変形による反力（Ｄ方向の力）が釣り合っているところがねじれ角αして検出される。ここで検出されたねじれ角を回転位置指令に加算または減算した指令をロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに出力した場合、メイン主軸を基準とした位置Ａとガイドブッシュ主軸の実際の位置Ｂは一致するはずであるが、補正によってロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのトルクが減少すると、実際は角材ワーク１００３の弾性変形による力（Ｄ方向の力）が再びロータリガイドブッシュ１００５を押す。従って、メイン主軸を基準とした位置Ａとガイドブッシュ主軸の実際の位置Ｂに再び差異が生ずる。従って、再び、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの回転位置指令を補正する必要がある。このため、補正を繰り返す。
【００３９】
また、補正倍率は補正効率を上げるためのもので、具体的には補正時に補正倍率で指定された値を補正量に掛けてロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの補正量（パルス）を算出する。これによって補正の回数を低減し、補正時間を短縮することができる。但し、この補正倍率については機械やワーク材質／径等で適正値が変わるため、実験的に値を決定する必要がある。
【００４０】
図５はロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに補正をかけたときのロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値挙動を示すものである。この例では角材ワーク１００３のねじれによってロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値はＩ１からＩ２に上昇し、時刻ｔ２で補正開始後、３回の補正でロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値がＩ２から角材ワークのねじれがない状態のＩ１に低減していることが分かる。
【００４１】
なお、この実施の形態１において、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの方がメイン主軸モータ１３ａよりもトルク特性・出力特性が小さいものとなっているため、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに補正をかけるようにしたが、メイン主軸モータ１３ａの方がロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂよりもトルク特性・出力特性が小さいものとなっている場合には、メイン主軸モータ１３ａが発熱するので、メイン主軸モータ１３ａに補正をかけるようにする。
【００４２】
実施の形態２．
以上、メイン主軸モータ１３aとロータリガイドブッシュ１００５を駆動するロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとの同期について説明したが、ロータリガイドブッシュ１００５を駆動するロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの代わりに、背面主軸１００８で角材ワーク１００３を支持してメイン主軸と同期して回転する背面主軸モータであっても同様な効果を奏する。具体的には図１３に示すように、角材ワーク１００３がメイン主軸１００４と背面主軸１００８の間に連結され、タレット１００９に装着されたホルダとツール１０１０で角材ワーク１００３を切削するような場合でも、角材ワーク１００３にねじれがあり、背面主軸１００８の実際の位置がメイン主軸を基準とした位置からずらされた場合でも、前記と同様に背面主軸１００８またはメイン主軸１００４に補正をかければ、背面主軸１００８がアラームになることもなく切削を続けることが可能になる。
【００４３】
また、前記実施の形態１では、角材ワーク１００３のねじれをメイン主軸モータ１３aとロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂのドループの差から求めたが、ねじれがあると、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が上昇するため、ロータリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を測定することにより、角材ワーク１００３のねじれ量を検出することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、角材ワークがねじれている場合であっても、サブ主軸モータに過大な電流を流れることはなく、サブ主軸モータが発熱したり、または過負荷等のアラームで停止したりしまうことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による、メイン主軸モータの回転・停止等を制御する要部の加工プログラムを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による、角材ワークのねじれ量を検出し回転位置指令を補正する手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による、メイン主軸モータとロータリガイドブッシュ主軸モータのドループ量と角材ワークがねじれている場合のドループ量の関係を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１による、回転位置指令を補正した場合の補正パターン例とロータリガイドブッシュ主軸モータの電流変化例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１による、機械制御信号処理部６とラダー回路５とのインタフェースの一例を示す図である。
【図７】角材ワークがねじれていた場合のロータリガイドブッシュ主軸モータのトルク（力）と角材ワークの弾性変形による力の関係を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１による工作機械の一種である自動旋盤の構成図である。
【図９】図８で示すメイン主軸とロータリガイドブッシュの詳細な構成図である。
【図１０】角材ワークをチャックで支持した場合の説明図である。
【図１１】角材ワークがねじれていた場合のメイン主軸側とガイドブッシュ側の位置関係を説明する図である。
【図１２】ねじれた角材ワークのイメージ図である。
【図１３】背面主軸で角材ワークを支持し、メイン主軸と同期して回転している状態で角材ワークを加工（切削）する機械を示す図である。
【符号の説明】
４補間処理部、４０ワークねじれ量検出手段、４１補正実行手段、５ラダー回路、６機械制御信号処理部、７メモリ、１３ａメイン主軸モータ、１３ｂロータリガイドブッシュ主軸モータ、１００３ワーク、１００４メイン主軸、１００５ロータリガイドブッシュ。

Claims

角材ワークを支持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと、前記角材ワークを支持するサブ主軸モータとを駆動する主軸同期制御方法において、前記角材ワークにおけるメイン主軸側とサブ主軸側との間のねじれ量を検出し、この検出された該ねじれ量からメイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対する回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を、前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令することを特徴とする主軸同期制御方法。
角材ワークのねじれ角を確認しながら補正を繰り返し実行することを特徴とする請求項第１項に記載の主軸同期制御方法。
所定の補正倍率をかけた補正量を、前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令することを特徴とする請求項第１項または第２項に記載の主軸同期制御方法。
前記ねじれ角を監視し、該ねじれ角が既定値を超えた場合、前記補正を自動的に実行することを特徴とする請求項第１項〜第３項の何れかに記載の主軸同期制御方法。
前記ねじれ角を、メイン主軸とワークを支持するサブ主軸モータの位置の差、またはサブ主軸モータの電流値に基づいて求めることを特徴とする請求項第１項〜第４項の何れかに記載の主軸同期制御方法。
角材ワークを支持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと、前記角材ワークを支持するサブ主軸モータとを駆動する主軸同期制御装置において、前記角材ワークにおけるメイン主軸側とサブ主軸側との間のねじれ量を検出するワークねじれ量検出手段と、このワークねじれ量検出手段にて検出された該ねじれ量からメイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対する回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を、前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令する補正実行手段とを備えてなる主軸同期制御装置。
前記補正実行手段は、角材ワークのねじれ角を確認しながら補正を繰り返し実行するものであることを特徴とする請求項第６項に記載の主軸同期制御装置。
前記補正実行手段は、所定の補正倍率をかけた補正量を前記メイン主軸モータまたはサブ主軸モータに対して指令するものであることを特徴とする請求項第６項または第７項に記載の主軸同期制御装置。
前記補正実行手段は、前記ねじれ角を監視し、該ねじれ角が既定値を超えた場合、前記補正を自動的に実行するものであることを特徴とする請求項第６項〜第８項の何れかに記載の主軸同期制御装置。
前記ねじれ角を、メイン主軸とワークを支持するサブ主軸モータの位置の差、またはサブ主軸モータの電流値に基づいて求めることを特徴とする請求項第６項〜第９項の何れかに記載の主軸同期制御装置。