JP2007293532A - 多軸モータ制御装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械の処理速度を低下することなく、電源装置を小型化・コンパクト化することが可能な多軸モータ制御装置及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】主軸制御手段及び複数の送り制御手段に対する回転指令を主軸制御手段と複数の送り制御手段とに転送する。主軸制御手段と送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出し、算出された電力の総和が、電源装置の能力を超えるか否かを判断する。超えると判断した場合、一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、工作機械その他の多軸駆動系の駆動制御に用いられる多軸モータ制御装置及びコンピュータプログラムに関する。

近年の工作機械では、機械の効率向上や生産性向上のために、主軸モータ及び送りモータの高速化、高加減速化等の要請が強まっている。また、省配線、省スペース等を具現化するために、主軸モータ及び複数の送りモータに対して電力を供給する共通コンバータ等の共通電源を使用するシステムが増加している。

しかし、共通コンバータ等の共通電源を用いて高速化、高加減速化を実現するためには、各軸の瞬時最大必要電力に基づいて共通電源の能力を決定する必要がある。したがって、例えば起動時のように必要となる電力量が最大となる場合に、共通電源の能力を上回ることの無いように共通電源の能力を決定した場合、起動時等の大量に電力を消費する場合以外は、過剰な能力の共通電源を設置している状態となり、工作機械全体の低コスト化、低スペース化等が困難となっている。

斯かる問題を解決するために、例えば特許文献１では、速度指令及び各モータの回転軸の軸慣性に基づいて必要とする電力を算出し、算出した電力量が電源装置の能力を超える場合には、主軸の速度指令の増減率を制限する、又は種族のトルク制限値を抑制する多軸モータ制御装置が開示されている。

また、特許文献２では、同一のタイミングで加速するモータ出力の総和を算出し、算出されたモータ出力の総和が電源装置の能力を下回るようにモータの加速度又は速度を制限するモータ制御装置が開示されている。
特開２００２−２９１２７４号公報 特開２００２−２７２１５３号公報

しかし、上述した特許文献１では、主軸モータの速度指令の増減率又はトルク制限を行うことにより、工作機械全体の処理速度が低下し、加工時間が増加するという問題点があった。また、特許文献２では、各モータの加速度又は速度を制限していることから、結局特許文献１と同様、工作機械全体の処理速度が低下し、加工時間が増加するという問題点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、工作機械の処理速度を低下することなく、電源装置を小型化・コンパクト化することが可能な多軸モータ制御装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る多軸モータ制御装置は、主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段とを有し、該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送する多軸モータ制御装置において、前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段と、該電力算出手段により算定された電力の総和が、電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段と、該判断手段で電源装置の能力を超えると判断した場合、一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる遅延手段とを備えることを特徴とする。

また、第２発明に係る多軸モータ制御装置は、第１発明において、前記一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる場合、該一又は複数の送り制御手段のアンクランプ動作のタイミングは、遅延させないようにしてあることを特徴とする。

また、第３発明に係る多軸モータ制御装置は、主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段とを有し、該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送する多軸モータ制御装置において、一又は複数の送り制御手段の回転指令を受け付ける手段と、該手段で回転指令を受け付けた場合、前記主軸モータが起動途上であるときには該回転指令を無視する回転禁止手段とを備えることを特徴とする。

また、第４発明に係る多軸モータ制御装置は、第３発明において、前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段と、該電力算出手段により算出された電力の総和が電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段とを備え、前記回転禁止手段は、該判断手段で前記電源装置の能力を超えると判断した場合にのみ、受け付けた一又は複数の送り制御手段の回転指令を無視するようにしてあることを特徴とする。

また、第５発明に係るコンピュータプログラムは、主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段とを有し、該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送するコンピュータで実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記コンピュータを、前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段、該電力算出手段で算出された電力の総和が電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段、及び該判断手段で電源装置の能力を超えると判断した場合、一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる遅延手段として機能させることを特徴とする。

また、第６発明に係るコンピュータプログラムは、第５発明において、前記コンピュータを、該一又は複数の送り制御器のアンクランプ動作のタイミングを遅延させず、前記一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングのみを遅延させる手段として機能させることを特徴とする。

また、第７発明に係るコンピュータプログラムは、主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段とを有し、該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送するコンピュータで実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、前記コンピュータを、一又は複数の送り制御手段の回転指令を受け付ける手段、及び該手段で回転指令を受け付けた場合、前記主軸モータが起動途上であるときには該回転指令を無視する回転禁止手段として機能させることを特徴とする。

また、第８発明に係るコンピュータプログラムは、第７発明において、前記コンピュータを、前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段、該電力算出手段で算出された電力の総和が電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段、及び該判断手段で電源装置の能力を超えると判断した場合にのみ、受け付けた一又は複数の送り制御手段の回転指令を無視する手段として機能させることを特徴とする。

第１発明、及び第５発明では、主軸制御手段と送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する。算出された電力の総和が、電源装置の供給能力を超える場合、一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる。例えば加工時間に直接影響を与えない送りモータにつき回転起動タイミングを、電力の総和が電源装置の供給能力内に収まる時間まで遅延させることにより、工作機械の加工時間を増大させること無く、小型の電源装置により駆動することが可能となる。

第２発明、及び第６発明では、一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる場合、該一又は複数の送りモータのアンクランプ動作のタイミングは、遅延させない。これにより、アンクランプに要する時間分だけ送りモータの起動立ち上がりが早くなり、回転起動タイミングの遅延による起動時間の拡大を最小限に止めることが可能となる。

第３発明、及び第７発明では、一又は複数の送り制御手段の回転指令を受け付けた場合、主軸モータが起動途上であるときには該回転指令を無視する。主軸モータが起動途上である場合には消費される電力の総和が大きくなることから、主軸モータの回転が定常状態となるまでは、受け付けた送り制御手段の回転指令を無視することにより、消費される電力の総和が増加することを未然に防止することが可能となる。

第４発明、及び第８発明では、主軸制御手段と送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する。算出された電力の総和が、電源装置の能力を超える場合にのみ、受け付けた一又は複数の送り制御手段の回転指令を無視する。これにより、算定された必要な電力の総和が、電源装置の能力を超える場合にのみ、受け付けた一又は複数の送り制御手段の回転指令を無視することで、消費される電力の総和が電源装置の能力を超えることを未然に防止することが可能となる。

本発明によれば、例えば加工時間に直接影響を与えない送りモータにつき回転起動タイミングを、消費される電力の総和が電源装置の供給能力内に収まる時間まで遅延させることにより、工作機械の加工時間を増大させること無く、小型の電源装置により駆動することが可能となる。

また、主軸モータが起動途上である場合には消費される電力の総和が大きくなることから、主軸モータの回転が定常状態となるまでは、受け付けた送り制御手段の回転指令を無視することにより、消費される電力の総和が増加することを未然に防止することが可能となる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の態様で実施できることは言うまでもない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る多軸モータ制御装置は、数値制御装置１と、主軸モータ１５、送りモータ１６、１７、１８をそれぞれ動作させる主軸制御アクチュエータ（主軸制御手段）６、送り制御アクチュエータ（送り制御手段）７、８、９とが、制御通信線２を介して接続されている。また、数値制御装置１は、その他の送りモータ１９、２０、２１、２２をそれぞれ動作させる送り制御アクチュエータ（送り制御手段）１０、１１、１２、１３とも、制御通信線２を介して接続されている。

交流電源３０から供給された電力は、電力線３、継断リレー４を介してＡＣ／ＤＣコンバータ５へ供給される。ＡＣ／ＤＣコンバータ５は整流回路１４を内蔵しており、交流電源３０から供給された電力を直流に変換した後、主軸制御アクチュエータ６及び各送り制御アクチュエータ７、８、９、１０、１１、１２、１３へ供給する。なお、図１にて破線で示されている部分は、制御対象となる工作機械に応じて増減可能な付加軸を示している。

図２は、本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置１の構成を示すブロック図である。数値制御装置１は、少なくとも、ＣＰＵ（中央演算装置）１０１、記憶手段１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、入力手段１０５、表示手段１０６、及び外部とのデータ送受信を行う通信手段１０７が、内部バス１０８を介して接続されている。

ＣＰＵ１０１は、内部バス１０８を介して数値制御装置１の上述したようなハードウェア各部と接続されており、上述したハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ１０３に記憶された加工プログラムに従って、通信手段１０７を介して接続されている主軸制御アクチュエータ６及び各送り制御アクチュエータ７、８、９、１０、１１、１２、１３の動作を制御する。

ＲＡＭ１０４は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成されソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータ、ソフトウェアの実行に必要なデータ等を記憶する。入力手段１０５は、数値制御装置１を操作するために必要な文字キー、テンキー、各種のファンクションキー等を備えたキーボード、マウス等の入力媒体である。表示手段１０６は、液晶表示装置、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置であり、数値制御装置１の動作状態を示す画像、ユーザへ操作入力を促す画像等を表示する。なお、表示手段１０６をタッチパネル方式とすることにより、入力手段１０５の各種のファンクションキーの内の一部又は全部を表示手段１０６が代用することも可能である。通信手段１０７は、外部からのデータの取得、主軸制御アクチュエータ６及び各送り制御アクチュエータ７、８、９、１０、１１、１２、１３の動作制御データ等を送受信する。

記憶手段１０２は、不揮発メモリ、ハードディスク等の固定型記憶装置であり、主軸モータ１５を含む複数の送りモータ１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２について、起動タイミングに関する制御情報を記憶する軸モータ情報記憶部１２１を備えている。

上述した構成の数値制御装置１は、加工プログラムに従って、主軸モータ１５を含む複数の送りモータ１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２を回転起動する。主軸モータ１５と同時に回転起動するよう指令された送りモータの数が多くなった場合、電力を供給する電源装置、例えば交流電源３０、ＡＣ／ＤＣコンバータ５等の能力を超えた場合、加工プログラムに従った加工を実行することができない。そこで、本実施の形態１では、所定の送りモータの回転起動タイミングを遅延させることにより、多軸モータの回転起動時の消費される電力の総和を抑制する。図３は、本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置１のＣＰＵ１０１の処理手順を示すフローチャートである。

数値制御装置１のＣＰＵ１０１は、加工プログラムによる主軸モータ１５を含む複数の送りモータの回転起動指令を受け付ける（ステップＳ３０１）。ＣＰＵ１０１は、受け付けた回転起動指令を解釈して、回転起動の対象となる送りモータを識別する情報、例えばモータＩＤを取得する（ステップＳ３０２）。

ＣＰＵ１０１は、取得したモータＩＤを、記憶手段１０２の軸モータ情報記憶部１２１に記憶してある軸モータ情報と照会して、各モータの回転起動時に必要な消費電力の総和を算出する（ステップＳ３０３）。ＣＰＵ１０１は、算出された消費電力の総和が、電源装置で供給することが可能な能力を超えているか否かを判断する（ステップＳ３０４）。電源装置で供給することが可能な能力とは、例えば交流電源３０による供給能力、ＡＣ／ＤＣコンバータ５での変換能力等である。

ＣＰＵ１０１が、電源装置で供給することが可能な能力を超えていないと判断した場合（ステップＳ３０４：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、加工プログラムに従って正常に運転することが可能であると判断し、回転起動の対象となる主軸モータ１５の主軸制御アクチュエータ６及び送りモータの送り制御アクチュエータに対して回転起動指令を送信する（ステップＳ３０５）。ＣＰＵ１０１が、電源装置で供給することが可能な能力を超えると判断した場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、加工プログラムに従って正常に運転することができないと判断し、取得したモータＩＤを、記憶手段１０２の軸モータ情報記憶部１２１に記憶してある軸モータ情報と照会して、主軸モータ１５と同時に回転起動する必要が無い送りモータを特定する（ステップＳ３０６）。

図４は、軸モータ情報記憶部１２１のデータ構成の例示図である。図４に示すように、軸モータ情報記憶部１２１には、主軸モータ１５その他のモータを識別する情報であるモータＩＤに対応付けて、回転起動時に必要となる実効電力とともに、主軸モータ１５と同期させて回転起動する必要の有無を示す同期フラグを記憶してある。図４では、モータＩＤ‘Ｓ’が主軸モータ１５を、モータＩＤ‘Ｘ’、‘Ｙ’、‘Ｚ’はそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の送りモータ１６、１７、１８を、モータＩＤ‘Ａ１’、‘Ｂ１’、‘Ａ２’、‘Ｂ２’は、他の送りモータ１９、２０、２１、２２を、それぞれ示す。

同期フラグが‘１’である送りモータについては、主軸モータ１５と同時に回転起動する必要があることから、起動タイミングを遅延させることができない。したがって、同期フラグが‘１’であるモータの起動時実効電力の総和を消費電力の総和として算出する。図４の例では、‘９．７’と算出される。

電源装置の電力の供給能力の上限値が‘１１’である場合、同期フラグが‘１’であるモータのみを同時に起動した場合には、消費電力の総和は電源装置の供給能力を超えない。したがって、ステップＳ３０６では、同期フラグが‘０（ゼロ）’である送りモータを特定することになる。

ＣＰＵ１０１は、特定された送りモータを除く他の送りモータ、すなわち主軸モータ１５と同時に回転起動する必要がある送りモータ及び主軸モータ１５の各制御アクチュエータに対して回転起動指令を送信し（ステップＳ３０７）、ＣＰＵ１０１内蔵のタイマを用いて所定の時間経過したか否かを判断する（ステップＳ３０８）。ＣＰＵ１０１は、所定の時間経過するまで待ち状態となり（ステップＳ３０８：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１が、所定の時間経過したと判断した場合（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、特定された送りモータの送り制御アクチュエータに対して回転起動指令を送信する（ステップＳ３０９）。

図５は、本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。図５（ａ）は従来の多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図であり、図５（ｂ）は、実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。

図５（ａ）に示すように、従来は主軸モータ１５及び送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）が同時に回転起動することから、主軸モータ１５により回転する主軸の回転角速度が定常状態となるまで、及び送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）により回転する付加軸の回転角速度が定常状態となるまでに消費電力の総和が最大値をとる。したがって、主軸の消費電力及び付加軸の消費電力の総和は電源装置の供給能力Ｗ０を超えることから、安定した稼動を行うことができないという問題が発生していた。

それに対して本実施の形態１では、図５（ｂ）に示すように、主軸モータ１５及び送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）が同時に回転起動するのではなく、主軸モータ１５と同時に回転起動する必要がない送りモータについては回転起動タイミングを遅延させている。図５（ｂ）の例では、送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）のすべてが主軸モータ１５と同時に回転起動する必要がない場合を示している。

この場合、主軸モータが時刻ｔ１に回転起動してから時刻ｔ２にて定常回転となり消費電力が急速に減少する。したがって、時刻ｔ２以降に送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）を回転起動させることにより、消費電力の総和は電源装置の供給能力Ｗ０を超えることが無い。

もちろん、送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）の回転起動タイミングは、時刻ｔ２以降であることに限定されるものではなく、消費電力の総和が電源装置の供給能力Ｗ０を超えない範囲で時刻ｔ２よりも前に回転起動させることも可能である。

以上のように本実施の形態１によれば、例えば加工時間に直接影響を与えない送りモータにつき、消費電力の総和が電源装置の供給能力内に収まる時間まで、回転起動タイミングを遅延させることにより、工作機械の加工時間を増大させること無く、また電源装置を大型化、大容量化することなく、工作機械を安定して駆動することが可能となる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る多軸モータ制御装置について図面を参照しながら具体的に説明する。本実施の形態２に係る多軸モータ制御装置の構成は実施の形態１と略同一であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。本実施の形態２は、送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）により回転する付加軸のアンクランプ動作は、主軸モータ１５の回転起動タイミングと同期させて実行し、回転起動タイミングのみを遅延させる点において実施の形態１と相違する。

図６は、本発明の実施の形態２に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。図６（ａ）は実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図であり、図６（ｂ）は、実施の形態２に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。

すなわち図５（ｂ）に付加軸のアンクランプ動作に要する時間Δｔを含めて回転起動タイミングをより正確に示した図が図６（ａ）となる。図６（ａ）に示すように、付加軸のアンクランプ動作の開始タイミングも遅延させた場合、実際に付加軸が回転を始めるまで、すなわち消費電力の総和が上昇するまでにアンクランプ時間Δｔだけさらに遅延が生じる。したがって、その分だけ付加軸の回転が定常状態となるまでに多くの時間を要することとなり、起動時間が長時間化するという問題が発生する。

それに対して本実施の形態２では、図６（ｂ）に示すように、付加軸のアンクランプ動作は主軸の回転起動時刻ｔ１と同期させているが、付加軸の回転起動タイミングは、時刻ｔ２まで遅延させている。これにより、付加軸の回転が定常になる時刻ｔ３を時刻ｔ４まで短縮することができ、工作機械を定常運転させるまでに要する時間を短縮することが可能となる。

付加軸のアンクランプ動作は、数値制御装置１に接続されている、付加軸ごとのクランプアクチュエータによりクランプ機構を動作させて行う。図７は、本発明の実施の形態２に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置１のＣＰＵ１０１の処理手順を示すフローチャートである。

数値制御装置１のＣＰＵ１０１は、加工プログラムによる主軸モータ１５を含む複数の送りモータの回転起動指令を受け付ける（ステップＳ７０１）。ＣＰＵ１０１は、受け付けた回転起動指令を解釈して、回転起動の対象となる送りモータを識別する情報、例えばモータＩＤを取得する（ステップＳ７０２）。

ＣＰＵ１０１は、取得したモータＩＤを、記憶手段１０２の軸モータ情報記憶部１２１に記憶してある軸モータ情報と照会して、各モータの回転起動時に必要な消費電力の総和を算出する（ステップＳ７０３）。ＣＰＵ１０１は、算出された消費電力の総和が、電源装置で供給することが可能な能力を超えているか否かを判断する（ステップＳ７０４）。電源装置で供給することが可能な能力とは、例えば交流電源３０による供給能力、ＡＣ／ＤＣコンバータ５での変換能力等である。

ＣＰＵ１０１が、電源装置で供給することが可能な能力を超えていないと判断した場合（ステップＳ７０４：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、加工プログラムに従って正常に運転することが可能であると判断し、回転起動の対象となる主軸モータ１５の主軸制御アクチュエータ６及び送りモータの送り制御アクチュエータに対して回転起動指令を送信する（ステップＳ７０５）。ＣＰＵ１１が、電源装置で供給することが可能な能力を超えると判断した場合（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、加工プログラムに従って正常に運転することができないと判断し、取得したモータＩＤを、記憶手段１０２の軸モータ情報記憶部１２１に記憶してある軸モータ情報と照会して、主軸モータ１５と同時に回転起動する必要が無い送りモータを特定する（ステップＳ７０６）。

ＣＰＵ１０１は、特定された送りモータを除く他の送りモータ、すなわち主軸モータ１５と同時に回転起動する必要がある送りモータ及び主軸モータ１５の各制御アクチュエータに対して回転起動指令を送信し（ステップＳ７０７）、同時に特定された送りモータに対応する付加軸、すなわち主軸の回転起動と同期させて回転起動する必要が無い付加軸のクランプ動作を制御するクランプアクチュエータに対してアンクランプ指令を送信する（ステップＳ７０８）。

ＣＰＵ１０１は、内蔵するタイマを用いて所定の時間経過したか否かを判断する（ステップＳ７０９）。ＣＰＵ１０１は、所定の時間経過するまで待ち状態となり（ステップＳ７０９：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１が、所定の時間経過したと判断した場合（ステップＳ７０９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、特定された送りモータの送り制御アクチュエータに対して回転起動指令を送信する（ステップＳ７１０）。

以上のように本実施の形態２によれば、送りモータの回転起動タイミングを遅延させる場合に、送りモータに対応する付加軸のアンクランプ動作のタイミングを遅延させないようにすることで、アンクランプ動作に要する時間分だけ送りモータの回転が定常状態となるまでの時間を短縮することができ、回転起動タイミングの遅延による起動時間の拡大を最小限に止めることが可能となる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３に係る多軸モータ制御装置について図面を参照しながら具体的に説明する。本実施の形態３に係る多軸モータ制御装置の構成は実施の形態１と略同一であることから、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。本実施の形態３は、所定の送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）に対して外部から回転起動指令を受け付けた場合、主軸モータ１５による主軸の回転が定常状態となっていない場合には、該送りモータに対応する付加軸のアンクランプ動作のみ実行し、回転起動は、主軸モータ１５による主軸の回転が定常状態となるまで遅延させる点において実施の形態１と相違する。

図８は、本発明の実施の形態３に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。図８（ａ）は主軸モータ１５による主軸の回転が定常状態となる途上である時刻ｔ５において送りモータの回転起動指令を受け付けた場合の、従来の多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図であり、図８（ｂ）は、実施の形態３に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。

具体的には、例えばパレットチェンジャーを装備し、付加軸が複数設置されているライン設備等において、一のパレットではワークの加工を実行し、他のパレットではワークの着脱を行う場合が想定される。この場合、ワークの着脱を行うために、該パレットにおいては、作業者が外部操作を行うことにより付加軸を回転させる必要が生じる。

図８（ａ）は、時刻ｔ５に回転起動指令を外部から受け付けた場合、付加軸のアンクランプ動作に要する時間Δｔを含めて回転起動タイミングを示した図である。図８（ａ）に示すように、時刻ｔ５に回転起動指令を受け付けた後、付加軸のアンクランプ動作に要する時間Δｔが経過した時点でも主軸モータ１５による主軸の回転は定常状態となっていない。したがって、主軸の消費電力及び付加軸の消費電力の総和が電源装置の供給能力Ｗ０を超える場合が生じることから、安定した稼動を行うことができないという問題が発生していた。

それに対して本実施の形態３では、図８（ｂ）に示すように、主軸モータ１５による主軸の回転が定常状態となる途上で付加軸に対する回転起動指令を受け付けた場合、該付加軸のアンクランプ動作のみを実行し、回転起動は主軸モータ１５による主軸の回転が定常状態となるまで禁止する。この場合、主軸モータが時刻ｔ１に回転起動してから時刻ｔ２にて定常回転となり消費電力の総和が急速に減少する。したがって、時刻ｔ２以降に送りモータ１６、１７、１８（、１９、２０、２１、２２）を回転起動させることにより、消費電力の総和は電源装置の供給能力Ｗ０を超えることが無い。

付加軸のアンクランプ動作は、数値制御装置１に接続されている、付加軸ごとのクランプアクチュエータによりクランプ機構を動作させて行う。図９は、本発明の実施の形態３に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置１のＣＰＵ１０１の処理手順を示すフローチャートである。

数値制御装置１のＣＰＵ１０１は、所定の付加軸を回転させる送りモータの回転起動指令を受け付ける（ステップＳ９０１）。ＣＰＵ１０１は、主軸モータ１５が起動しているか否かを判断する（ステップＳ９０２）。ＣＰＵ１０１が、主軸モータ１５が起動していないと判断した場合（ステップＳ９０２：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、処理を後述するステップＳ９０６へスキップする。ＣＰＵ１０１が、主軸モータ１５が起動していると判断した場合（ステップＳ９０２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、主軸モータ１５が定常状態となっているか否か、すなわち回転起動途上であるか否かを判断する（ステップＳ９０３）。

ＣＰＵ１０１が、主軸モータ１５が定常状態となっていると判断した場合（ステップＳ９０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、処理を後述するステップＳ９０６へスキップする。ＣＰＵ１０１が、主軸モータ１５が定常状態となっていないと判断した場合（ステップＳ９０３：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、回転起動指令に係る付加軸のクランプ動作を制御するクランプアクチュエータに対してアンクランプ指令を送信する（ステップＳ９０４）。

ＣＰＵ１０１は、内蔵するタイマ等を用いて所定の時間経過したか、すなわち主軸モータ１５が定常状態となっているか否かを判断する（ステップＳ９０５）。ＣＰＵ１０１が、主軸モータ１５が定常状態となっていないと判断した場合（ステップＳ９０５：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は定常状態となるまで待ち状態となり、ＣＰＵ１０１が、主軸モータ１５が定常状態となっていると判断した場合（ステップＳ９０２：ＮＯ、ステップＳ９０３：ＹＥＳ、ステップＳ９０５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、付加軸に対応する送りモータの送り制御アクチュエータに対して回転起動指令を送信する（ステップＳ９０６）。

もちろん、実施の形態１と同様に、外部から所定の付加軸の回転起動指令を受け付けた時点で、該付加軸を回転起動させた場合の消費電力の総和が、電源装置の能力を超えるか否かを判断し、超えると判断した場合にのみ上述した処理を実行するようにしても良い。

以上のように本実施の形態３によれば、付加軸の回転起動指令を外部から受け付けた場合、主軸モータが起動途上であるときには該回転起動指令を無視することにより、主軸モータの回転が定常状態となるまでに消費電力の総和が電源装置の能力を超えることを未然に防止することができ、電源装置を大型化、大容量化することなく、工作機械を安定して駆動することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 軸モータ情報記憶部のデータ構成の例示図である。 本発明の実施の形態１に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る多軸モータ制御装置の各モータの回転起動タイミングを示す図である。 本発明の実施の形態３に係る多軸モータ制御装置の数値制御装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 数値制御装置
５ ＡＣ／ＤＣコンバータ（電源装置）
６ 主軸制御アクチュエータ（主軸制御手段）
７、８、９、１０、１１、１２、１３ 送り制御アクチュエータ（送り制御手段）
１５ 主軸モータ
１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２ 送りモータ
３０ 交流電源

Claims (8)

1. 主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、
   複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段と
   を有し、
   該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送する多軸モータ制御装置において、
   前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段と、
   該電力算出手段により算定された電力の総和が、電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段と、
   該判断手段で電源装置の能力を超えると判断した場合、一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる遅延手段と
   を備えることを特徴とする多軸モータ制御装置。
2. 前記一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる場合、該一又は複数の送り制御手段のアンクランプ動作のタイミングは、遅延させないようにしてあることを特徴とする請求項１記載の多軸モータ制御装置。
3. 主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、
   複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段と
   を有し、
   該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送する多軸モータ制御装置において、
   一又は複数の送り制御手段の回転指令を受け付ける手段と、
   該手段で回転指令を受け付けた場合、前記主軸モータが起動途上であるときには該回転指令を無視する回転禁止手段と
   を備えることを特徴とする多軸モータ制御装置。
4. 前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段と、
   該電力算出手段により算出された電力の総和が電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段と
   を備え、
   前記回転禁止手段は、該判断手段で前記電源装置の能力を超えると判断した場合にのみ、受け付けた一又は複数の送り制御手段の回転指令を無視するようにしてあることを特徴とする請求項３記載の多軸モータ制御装置。
5. 主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、
   複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段と
   を有し、
   該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送するコンピュータで実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記コンピュータを、
   前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段、
   該電力算出手段で算出された電力の総和が電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段、及び
   該判断手段で電源装置の能力を超えると判断した場合、一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングを遅延させる遅延手段
   として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
6. 前記コンピュータを、
   該一又は複数の送り制御器のアンクランプ動作のタイミングを遅延させず、前記一又は複数の送り制御手段の回転起動タイミングのみを遅延させる手段
   として機能させることを特徴とする請求項５記載のコンピュータプログラム。
7. 主軸モータの回転を制御する主軸制御手段と、
   複数の送りモータの回転を制御する複数の送り制御手段と
   を有し、
   該主軸制御手段及び複数の該送り制御手段に対する回転指令を前記主軸制御手段と複数の前記送り制御手段とに転送するコンピュータで実行することが可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記コンピュータを、
   一又は複数の送り制御手段の回転指令を受け付ける手段、及び
   該手段で回転指令を受け付けた場合、前記主軸モータが起動途上であるときには該回転指令を無視する回転禁止手段
   として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
8. 前記コンピュータを、
   前記主軸制御手段と前記送り制御手段とに付与される回転指令に基づいて、各モータの回転起動時に必要な電力の総和を算出する電力算出手段、
   該電力算出手段で算出された電力の総和が電源装置の能力を超えるか否かを判断する判断手段、及び
   該判断手段で電源装置の能力を超えると判断した場合にのみ、受け付けた一又は複数の送り制御手段の回転指令を無視する手段
   として機能させることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラム。

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