JP2018181110A - 揺動切削を行う工作機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揺動切削において、切削工具もしくはワークの駆動機構部に弾性変形が生じても、揺動振幅を確保して所望の切屑細断効果を得られるようにする。
【解決手段】制御装置２０は、位置指令と送り軸Ｍ１の実位置との差である位置偏差に揺動指令を加算して得られる合成指令に基づいて、トルク指令を生成して送り軸Ｍ１を制御する制御部２６と、該トルク指令を基に、工具１１またはワークＷとその送り機構とからなる構造体の弾性変形量を計算する弾性変形量計算部３６と、を備える。揺動指令作成部２３は、ワークＷの回転速度と送り軸Ｍ１の位置指令と上記の弾性変形量とに基づいて上記の揺動指令を作成するようになされている。
【選択図】図６

Description

本発明は、揺動切削を行う工作機械の制御装置に関する。

工作機械の切削工具によりワークを加工する際に切屑が連続して発生すると、切屑が切削工具に絡まる場合がある。このような場合には、切屑を切削工具から除去するために工作機械を停止させる必要があり、時間がかかって生産効率が低下する。さらに、切屑によって、ワークが損傷する可能性があり、ワークの品質が低下する場合がある。
このような欠点を避けるために、加工送り方向に切削工具とワークとを相対的に揺動させることにより切屑を細断する揺動切削が知られている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照）。

また、工作機械においては、サーボモータを用いて駆動される切削工具やワーク等の被駆動体の位置精度を高めるために学習制御が提案されている（例えば特許文献４の図６参照）。学習制御は、所定の周期で同一パターンの動作を被駆動体に繰返させる指令に対し、前記所定の周期毎に、位置指令値と位置フィードバック値との差である位置偏差を補正するための補正量を求めつつ、１周期前に求めた補正量を前記の位置偏差に適用する制御である。この学習制御を周期的な同一パターンの動作に対して繰返し実施することにより、前記の位置偏差をゼロに収束させるための補正量が得られるようになる。

前述した揺動切削を行う工作機械において、切削工具もしくはワークの駆動機構部にバックラッシが在る場合やその駆動機構部の剛性が低い場合には、サーボの応答性を向上させるために制御ゲインを高く設定すると振動が発生し、工具またはワークの位置精度が安定しないことがある。このような場合、サーボの応答性を向上させるのは困難であっても、揺動切削に学習制御を適用すれば、工具またはワークを加工送り方向に相対的に揺動させる周期的な動作指令に対しては高精度な制御が可能となる。

特許第５０３３９２９号公報 特許第５１３９５９２号公報 特許第５５９９５２３号公報 特開２００６−１７２１４９号公報

しかし、前述した揺動切削に使われる切削工具の先端には位置検出器を直接取付けることはできないため、一般的には、モータに送信された指令値と、この指令値に応じて動作されたモータに備わるエンコーダの出力値とに基づいて、切削工具の位置制御が行われるだけである。言い換えれば、工具の先端の実位置を監視して工具の位置制御を行っているわけではない。その一方で、揺動切削において揺動周波数が高くなるほど、切削工具の駆動機構部（例えば、ボールねじ駆動機構またはリニアモータ駆動機構、等）とその切削工具との少なくとも一方において弾性変形量が大きくなる。この結果、工具先端の揺動振幅が所定値に対して不足して、所望の切屑細断効果が得られない問題が起こりうる。よって、このような問題も含めて、より高精度な揺動切削が望まれている。

本開示の一態様は、ワークの外周面または内周面を工具により切削加工する工作機械において、前記ワークおよび前記工具を前記ワークの中心軸線まわりに相対的に回転させる主軸と、前記ワークの前記外周面または前記内周面の母線に沿って前記工具および前記ワークを相対的に送る少なくとも一つの送り軸とを備えた前記工作機械を制御する制御装置であって、
前記ワークおよび前記工具の相対的な回転速度ならびに前記工具および前記ワークの相対的な送り速度に基づいて、前記少なくとも一つの送り軸の位置指令を作成する位置指令作成部と、
前記位置指令により前記少なくとも一つの送り軸を制御する送り軸制御部と、
を備え、
前記送り軸制御部は、前記工具が前記ワークを断続切削するように、前記少なくとも一つの送り軸の揺動指令を作成する揺動指令作成部を具備し、かつ、前記位置指令と前記少なくとも一つの送り軸の実位置との差である位置偏差に前記揺動指令を加算して得られる合成指令に基づいて、トルク指令を生成して前記少なくとも一つの送り軸を制御するように構成され、
前記送り軸制御部は、前記トルク指令に基づいて、前記少なくとも一つの送り軸の出力端と前記断続切削のための揺動を生ずる機械揺動端との間の構造体の弾性変形量を計算する弾性変形量計算部をさらに具備し、
前記揺動指令作成部は、前記回転速度と前記位置指令と前記弾性変形量とに基づいて、前記回転速度に対して正の非整数倍の揺動周波数になるように前記揺動指令を作成する、制御装置でありうる。

上記の一態様によれば、揺動切削において、切削工具もしくはワークの駆動機構部に弾性変形が生じたとしても、揺動振幅を確保して所望の切屑細断効果を得ることができる。

添付図面に示される本開示の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。

一実施形態の制御装置を含む加工システムの図である。 一実施形態の制御装置の動作を示すフローチャートである。 一実施形態の制御装置を含む他の加工システムの図である。 円筒形ワークと工具とを示す図である。 円錐台形状の中空部を有するワークと工具とを示す他の図である。 送り量と回転角度との関係を示す図である。 図１および図３に示された制御装置のより具体的な構成例を示すブロック図である。 図６に示された制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。

次に、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

図１は、一実施形態の制御装置２０を含む加工システム１を示す図である。図１に示されるように、加工システム１は、工作機械１０と、工作機械１０を制御する制御装置２０とを含んでいる。工作機械１０は工具１１を有しており、工具１１は、例えば円筒形、円柱形、円錐形、または円錐台形などを有するワークＷを切削加工する。図１に示される例においては、工具１１は、円柱からなるワークＷの外周面を切削加工するものとする。また、図１などにおいては、ワークＷの回転軸となる該ワークＷの中心軸線をＺ軸、Ｚ軸に対して垂直な軸線をＸ軸としている。工作機械１０は、Ｘ軸方向の工具１１の位置を適宜調整すれば、横断面が楕円形を有する柱状体のようなワークの外周面または内周面を切削加工することもできる。

図１には、実質的に円柱形のワークＷが示されている。工作機械１０の主軸Ｍ０は、ワークＷをその中心軸線まわりに回転させる。さらに、工作機械１０の送り軸Ｍ１は、工具１１をワークＷの外周面の母線に沿って送ることと工具１１をワークＷの外周面の母線に沿って往復運動、すなわち揺動させることの両方を行うことができる。

送り軸Ｍ１は、工具１１の送り機構と該送り機構を駆動するサーボモータとを含むものである。そして、送り軸Ｍ１は主軸Ｍ０と協調動作しつつ工具１１を送りだしてワークＷを切削加工するものとする。なお、主軸Ｍ０および送り軸Ｍ１の必要トルクは、切削負荷を除けばイナーシャと指令の角加速度とより推定できるが、トルクを検出するための検出器Ｇ０、Ｇ１がそれぞれ備えられていても良い。

制御装置２０は、バスを介して互いに接続された、ＲＯＭ（read only memory)やＲＡＭ（random access memory）などのメモリ、ＣＰＵ（control processing unit）、および通信制御部を備えたコンピュータを用いて構成されている。さらに、制御装置２０は位置指令作成部２２、揺動指令作成部２３、制御部２６（送り軸制御部）、および加工条件記憶部２９を備え、それら各部の機能もしくは動作は、上記コンピュータに搭載されたＣＰＵ、メモリ、および該メモリに記憶された制御プログラムが協働することにより達成されうる。

制御装置２０において、加工条件記憶部２９は、ワークＷの少なくとも加工条件を記憶している。制御装置２０にはＣＮＣ（Computer Numerical Controller）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の上位コンピュータ（不図示）が接続されており、その加工条件は上位コンピュータから加工条件記憶部２９に入力されてもよい。ワークＷの加工条件は、ワークＷの回転速度および工具１１の送り速度を含んでいる。また、加工条件記憶部２９は工作機械１０に実行させる加工プログラムを記憶しており、制御装置２０内のＣＰＵが、その加工プログラムからワークＷの回転速度および工具１１の送り速度を加工条件として読みだして位置指令作成部２２や制御部２６に出力するようになっていてもよい。加工条件記憶部２９や位置指令作成部２２は制御装置２０内ではなく、上記の上位コンピュータに備えられていてもよい。

制御装置２０の位置指令作成部２２は、ワークＷの中心軸線まわりにおけるワークＷおよび工具１１の相対的な回転速度ならびに工具１１およびワークＷの相対的な送り速度に基づいて、送り軸Ｍ１の位置指令を作成する機能を有している。この位置指令は、工具１１およびワークＷをＺ軸方向に相対的に送るときの目標位置を制御部２６に対して指示する指令となるものである。

制御装置２０の制御部２６は、前述した回転速度および送り速度に基づいて、前述した回転速度に対して正の非整数倍の揺動周波数になるように且つ工具１１がワークＷを断続切削するように、送り軸Ｍ１の揺動指令を作成する揺動指令作成部２３（図６参照）を有している。揺動指令は、前述した中心軸線まわりにおける回転速度に対して非同期になるように作成された周期的な指令であり、揺動周波数と揺動振幅とを含んでいる。後述する揺動指令の式（１）におけるＳ／６０×Ｉ の項による値が揺動周波数に相当し、式（１）におけるＫ×Ｆ／２ の項による値が揺動振幅に相当する。

なお、断続切削とは、工具１１が周期的にワークＷに接触およびワークＷから離間しながらワークＷを切削加工することを意味し、揺動切削または振動切削ともいう。また、図１においてはワークＷが回転すると共に工具１１がワークＷに対して揺動するようになっているが、工具１１がワークＷの中心軸線まわりに回転すると共にワークＷが工具１１に対して揺動する構成であってもよい。また、図１においては一つの送り軸Ｍ１によりワークＷの送り動作と揺動動作の両方を行っているが、ワークＷの送り動作と揺動動作のそれぞれを別々の送り軸で行う構成であってもよい。

さらに、制御装置２０の制御部２６は、前述の位置指令と送り軸Ｍ１の実位置との差である位置偏差に前述の揺動指令を加算して得られる合成指令（例えば位置指令値）に基づいて、トルク指令を生成して送り軸Ｍ１を制御する機能を有する。送り軸Ｍ１の実位置は、その送り軸Ｍ１に搭載されたエンコーダ等の位置検出器（不図示）により得られる位置フィードバック値に相当する。
制御部２６は、揺動指令から求める揺動位相と上記の合成指令とに基づいて、前記の合成指令の補正量を求めて前記合成指令に加算する学習制御を行う機能を備えていてもよい。

本実施形態においては、上記の制御部２６は、生成されたトルク指令に基づいて、送り軸Ｍ１の出力端から工具１１の先端までの間に構成されている構造体の弾性変形量を計算する弾性変形量計算部３６をさらに備える（図６参照）。この場合、前述の揺動指令作成部２３は、前述した回転速度と位置指令ならびに上記の弾性変形量に基づいて、前述した回転速度に対して正の非整数倍の揺動周波数になるように送り軸Ｍ１の揺動指令を作成する。

図２は、一実施形態の制御装置２０の動作を示すフローチャートである。はじめに、図２のステップＳ１１において、位置指令作成部２２は、加工条件記憶部２９に記憶されたワークＷの回転速度および工具１１の送り速度に基づいて、送り軸Ｍ１の位置指令を作成する。

さらに、ステップＳ１２においては、制御部２６内の揺動指令作成部２３（図６参照）は、前述した回転速度および位置指令に基づいて揺動指令を作成する。図１に示される例においては、工具１１はワークＷの中心軸線のみに沿って揺動するので、送り軸Ｍ１のためだけの揺動指令が作成される。

ここで、図３は本実施形態の制御装置２０を含む他の加工システムを示す図である。図３に示される例においては、円錐台形のワークＷが配置されている。この場合には、工具１１はワークＷの外周面の母線に沿って斜方向に揺動してワークＷの外周面を切削加工するようになっている。工具１１はＸ軸方向およびＺ軸方向の合成方向に移動するので、工具１１を移動させるために二つの送り軸Ｍ１、Ｍ２とこれら送り軸毎の制御部２６とが必要とされる。送り軸Ｍ２もまた、送り機構と該送り機構を駆動するサーボモータとを含むものである。送り軸Ｍ１、Ｍ２は主軸Ｍ０と協調動作しつつ工具１１を送りだしてワークＷを切削加工するものとする。この場合には、ステップＳ１２においては、二つの送り軸Ｍ１、Ｍ２のための揺動指令がそれぞれ、送り軸Ｍ１、Ｍ２毎の制御部２６の揺動指令作成部２３により作成されるものとする。
なお、送り軸Ｍ２の必要トルクも、切削負荷を除けばイナーシャと指令の角加速度とより推定できるが、トルクを検出するための検出器Ｇ２が備えられていても良い。さらに多数の送り軸により工具１１を送る構成であってもよい。

また、図４Ａは円筒形ワークと工具とを示す、図１とは異なる図である。図４Ａにおいては、工具１１が円筒形ワークＷの内周面の母線に沿って揺動して該内周面を切削加工するようになっている。この場合には、工具１１の揺動に使用されるモータは送り軸Ｍ１のみで良いため、ステップＳ１２においては送り軸Ｍ１のためだけの揺動指令が作成される。

これに対し、図４Ｂは円錐台形状の中空部を有するワークと工具とを示す図である。図４Ｂにおいては、工具１１が、円錐台形状の中空部を有するワークＷの内周面の母線に沿って揺動して該内周面を切削加工するようになっている。このような場合には、前述したように二つの送り軸Ｍ１、Ｍ２とこれら送り軸毎の制御部２６とが必要とされ、ステップＳ１２においては、二つの送り軸Ｍ１、Ｍ２のための揺動指令がそれぞれ、送り軸Ｍ１、Ｍ２毎の制御部２６の揺動指令作成部２３により作成される。

以下においては、図１に示されるように工具１１がワークＷの外周面を切削加工する場合について説明する。ただし、以下の説明は、図３、図４Ａおよび図４Ｂに示される場合にも概ね同様である。

図５は送り量と回転角度との関係を示す図である。図５における横軸はワークＷの回転角度を示し、縦軸はワークＷの中心軸線の方向（すなわち、Ｚ軸方向）における工具１１の送り量を示している。図５には斜方向に延びる複数の直線状破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…が示されている。図５から分かるように、破線Ｃ１と縦軸との間の交点の縦軸座標は、次の破線Ｃ２の開始点における縦軸座標に相当する。同様に、破線Ｃ２と縦軸との間の交点の縦軸座標は、次の破線Ｃ３の開始点における縦軸座標に相当する。これら複数の直線状破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…は揺動指令が無い場合においてワークＷ上における工具１１の軌跡を示している。一方、図５に示される曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３…は、揺動指令がある場合においてワークＷ上における工具１１の軌跡を示している。つまり、破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３等は、揺動指令が加算される前の位置指令（元の指令値）のみを示し、曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等は、揺動指令が加算された後の位置指令を示しているものとする。よって、曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３は、破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３により表される各位置指令に余弦波状の揺動指令を加算して得られる指令を示している。

また、曲線Ａ１はワークＷの第一回転目における工具１１の軌跡であり、曲線Ａ２はワークＷの第二回転目における工具１１の軌跡であり、曲線Ａ３はワークＷの第三回転目における工具１１の軌跡である。簡潔にする目的で、ワークＷの第四回転目以降の工具１１の軌跡は図示を省略している。

図２のステップＳ１２において、制御部２６内の揺動指令作成部２３（図６参照）は以下のようにして揺動指令を作成する。位置指令作成部２２において、送り軸Ｍ１の位置指令（破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が決定される。揺動指令作成部２３は、破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の各々を基準軸線とする曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３のような指令を生成するため、余弦波状の揺動指令における揺動周波数を決定する。後述する式（１）におけるＳ／６０×Ｉ の項による値が揺動周波数となる。

上記の揺動周波数を決定する場合、図５に示されるように、或る破線、例えば破線Ｃ２を基準軸線とする余弦波状の曲線Ａ２の初期位相は、一つ前の破線、例えば破線Ｃ１を基準軸線とする余弦波状の曲線Ａ１に対して半周期ズレるのが好ましい。その理由は、半周期ズレた場合には、揺動指令の揺動振幅を最小限にでき、その結果、最も効率的に切屑を細断できるためである。

次いで、揺動指令作成部２３は、破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の各々を基準軸線とする曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３のような指令を生成するため、前述した揺動指令の揺動振幅を決定する。後述する式（１）におけるＫ×Ｆ／２ の項による値が揺動振幅となる。図５に示される曲線Ａ１と曲線Ａ２とは、回転角度が約０度の箇所Ｂ１と回転角度が約２４０度の箇所Ｂ２とにおいて互いに重なっている。図５から分かるように箇所Ｂ１、Ｂ２においては破線Ｃ１に対する曲線Ａ１の最大値は、破線Ｃ２に対する曲線Ａ２の最小値よりも大きい。言い換えれば、揺動指令作成部２３は、前の曲線Ａ１と後の曲線Ａ２とが部分的に互いに重なるように揺動振幅を決定するのが望ましい。なお、曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３においては、送り速度が一定のため、各揺動指令の揺動振幅もすべて同じとなる。

この重なり箇所Ｂ１、Ｂ２においては、工具１１が曲線Ａ２の軌跡で加工しているときにワークＷから離間するので、ワークＷは加工されない。本実施形態においては、このような重なり箇所が周期的に発生するので、いわゆる断続切削を行うことができる。図５に示される例においては、曲線Ａ２に従った動作により切屑が箇所Ｂ１、Ｂ２においてそれぞれ発生することとなる。つまり、第二回転目の曲線Ａ２においては二つの切屑が発生する。このような断続切削が周期的に行われるので振動切削が可能となる。

さらに、破線Ｃ３に対して形成される曲線Ａ３は曲線Ａ１と同じ形状である。曲線Ａ２と曲線Ａ３とは、回転角度が約１２０°の箇所Ｂ３と約３６０°の箇所Ｂ４において重なっている。曲線Ａ３に従った動作により切屑が箇所Ｂ３、Ｂ４においてそれぞれ発生することとなる。つまり、第三回転目の曲線Ａ３においては二つの切屑が発生する。以降、ワーク一回転毎に二つの切屑が発生する。ただし、一回転目では切屑は発生しない。

このようにして揺動周波数と揺動振幅とを定めることにより、制御部２６内の揺動指令作成部２３（図６参照）は揺動指令を作成する（ステップＳ１２）。
例えば、揺動指令は、次式のように表される。
揺動指令＝（Ｋ×Ｆ／２）×ｃｏｓ（２π×Ｓ／６０×Ｉ×ｔ）−（Ｋ×Ｆ／２） ・・・式（１）
式（１）において、Ｋは揺動振幅倍率、ＦはワークＷの一回転当たりの工具１１の移動量、すなわち毎回転送り量［mm/rev］、ＳはワークＷの中心軸線まわりの回転速度[min^-1],or [rpm]、Ｉは揺動周波数倍率、である。ここで、前述の揺動周波数は式（１）におけるＳ／６０×Ｉ の項に相当し、前述の揺動振幅は式（１）におけるＫ×Ｆ／２ の項に相当する。但し、揺動振幅倍率Ｋは１以上の数とし、揺動周波数倍率Ｉはゼロより大きい非整数とする（例えば０．５、０．８、１．２、１．５、１．９、２．３、又は２．５、…等の正の非整数）。揺動振幅倍率Ｋおよび揺動周波数倍率Ｉは定数である（図５の例では、Ｉは１．５である）。
揺動周波数倍率Ｉを整数としない理由は、ワークＷの中心軸線まわりの回転数と全く同じになる揺動周波数の場合には、前述した重なり箇所Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４等を発生させることができず、揺動切削による切屑の細断効果が得られなくなるからである。

また、式（１）によると、揺動指令は、位置指令を示す各破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を基準軸線とする余弦波に対して（Ｋ×Ｆ／２）の項がオフセット値として減じられた指令となっている。このことにより、位置指令に揺動指令を加算して得られる指令値に基づく工具１１の位置軌跡を、工具１１の加工送り方向において位置指令による位置を上限として制御することができる。そのため、図７の曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等は、破線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３等を＋Ｚ軸方向（すなわち、工具１１の加工送り方向）において超えないようになっている。
さらに、式（１）で表されるような揺動指令とすることで、図５の曲線Ａ１から分かるように、工具１１の加工開始点（横軸の０°の位置）で工具１１の送り方向に初めから大きな揺動指令が出ないようにしている。
なお、揺動揺動周波数と揺動振幅とを定める際に調整される各パラメータ（式（１）におけるＫ、Ｉ）の初期値は、工作機械１０の稼働前に加工条件記憶部２９に記憶されているものとする。ワークＷの回転速度（Ｓ）は、加工条件記憶部２９に加工条件として事前に記憶されている。毎回転送り量Ｆは、その回転速度（Ｓ）と位置指令作成部２２が作成した位置指令とから求められる。

その後、図２のステップＳ１３において、制御部２６は、図１に示される位置指令作成部２２により作成から与えられた位置指令と送り軸Ｍ１の実位置との差である位置偏差を求め、位置偏差に対して前述の揺動指令を加算して合成指令を得る。

次いで、図２のステップＳ１４において制御部２６は、前述の合成指令に基づいて送り軸Ｍ１を制御する。主軸Ｍ０は、制御装置２０により、加工条件記憶部２９に記憶されたワークＷの回転速度（Ｓ）に従って制御される。本実施形態では、振動切削情報のテーブルを予め作成する必要がなく、ワークＷの加工条件から、ワークＷを実際に切削加工する前にワークＷの細断条件を決定できる。

ところで、工具１１の駆動機構部にバックラッシが在る場合やその駆動機構部の剛性が低い場合には、サーボの応答性を向上させるために制御ゲインを高く設定すると振動が発生し、工具１１の位置精度が安定しないことがある。例えば、曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等に対応した指令値に基づいて送り軸Ｍ１を駆動したとしても、工具１１の実位置は曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等に完全には追従しない場合がある。この場合、図５に示される重なり箇所Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４等において工具１１の実位置が曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等のような指令値と一致しないと、断続切削が起きず、その結果、切屑が良好に形成されなくなる。

このため、本実施形態では、図２のステップＳ１５に示されるように、学習制御を用いて揺動指令への追従性を向上させる。学習制御は「繰返しパターンの決まった周期指令」への追従性を向上する制御方式であり、１周期目より２周期目、２周期目より３周期目……と周期が進むにつれて位置偏差を減少させることができる。具体的には、ワークＷおよび工具１１の所定数の揺動周期分の位置偏差を学習し補正量とすることにより、揺動指令による周期的な位置偏差の増加を抑制する。さらに言えば、例えば、学習の周期には、上述した式（１）の揺動指令の揺動周波数から求まる周期（例えば、１揺動周期＝１／揺動周波数）を使用することができる。制御部２６は、１揺動周期を回転角度での周期に換算し、その回転角度での周期を所定の分割数で分割して求まる各位相にて、合成指令の補正量を求める。制御部２６において、それら位相ごとに合成指令の補正量を求めて学習１周期分記憶し、１学習周期前の各位相での補正量を位相ごとに現在の合成指令に加算することによって、合成指令に含まれる位置偏差をゼロ付近に低減させる。
その結果、工具１１の実位置は、指令値の曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等に次第に近づくようになり、最終的には指令値の曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等に一致する。この場合には、指令値の曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３等は前述の重なり箇所Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４等を有することとなるので、断続切削が確実に起こり、細断化された切屑を確実に形成することができる。

また、学習制御を行うための学習帯域には上限があり、揺動周波数の上限を超えた場合、学習は収束せず位置偏差が残ってしまう。結果、切屑が良好に形成されないことになる。したがって、本実施形態においては、学習制御を実施することが可能な範囲内で、最適な揺動周波数を求める必要がある。
具体的には、トルクの低減手法と同様、後述するように切屑の長さを調整する（長くする）ことで、揺動指令の揺動周波数を低く抑えることができ、学習帯域に収めることができる。もちろん、加工条件の変更が可能であるなら、主軸Ｍ０の回転速度（すなわちワークＷの回転速度）を低減しても良い。

また、本実施形態の揺動切削においては、最適な揺動周波数および揺動振幅を求めているので、必要トルクを最小化できる。その一方、必要最小化できたとしても、トルク飽和は起こりえる現象であり、避ける必要がある。さらに、学習制御を適用するとトルクは増大し、より飽和しやすい傾向にある。したがって、本実施形態においては、トルク飽和を起こさない範囲内で、最適な揺動周波数および揺動振幅を求める必要がある。

ところで、揺動振幅は可能な限り小さいのが好ましく、揺動周波数が低い場合には、より長い切屑が形成される。その際、送り軸Ｍ１、Ｍ２等に要求されるトルクも小さくて済む。これに対し、揺動振幅が大きい場合には、送り軸Ｍ１、Ｍ２等に要求されるトルクも大きくなる。揺動周波数が高い場合には、切屑の長さは短くなり、送り軸Ｍ１、Ｍ２等に要求されるトルクも大きくなる。

操作者が所望長さの切屑を望んでいる場合には、操作者は切屑の所望の長さを揺動指令作成部２３に入力する。これにより、揺動指令作成部２３は切屑の所望長さに基づいて揺動周波数と揺動振幅とを作成する。例えば短い切屑が要求される場合にはワークＷが傷付くのを避けられ、長い切屑が要求される場合にはトルクおよび学習帯域を抑えて工具１１へかかる負荷を低減できるとともに学習を収束しやすくする。

図６は、図１や図３に示された制御装置２０のより具体的な構成例を示すブロック図である。
図６に示された制御装置２０は、加工条件記憶部２９と位置指令作成部２２と制御部２６（送り軸制御部）とを備える。加工条件記憶部２９と位置指令作成部２２は、制御装置２０に接続されたＮＣ装置等の上位コンピュータ（不図示）に備えられていても良い。
制御部２６は、揺動指令作成部２３、加算部２４、減算部２５、位置速度制御部３４、電流制御部３５、弾性変形量計算部３６、および位相遅れ補償要素３７を備える。さらに、揺動指令作成部２３は、上述した式（１）を用いて揺動指令を計算する揺動指令計算部２３ａを含む。

特に、揺動指令計算部２３ａは、加工条件記憶部２９に記憶されたワークＷの回転速度（Ｓ）と加工指令作成部２２により作成された送り軸Ｍ１の位置指令とを取得し、その位置指令と回転速度（Ｓ）とから工具１１の毎回転送り量（Ｆ）を求め、予め定められた定数（Ｋ）を毎回転送り量（Ｆ）に乗じることにより、揺動振幅（Ｋ×Ｆ／２）を求める。さらに、揺動指令計算部２３ａは、加工条件記憶部２９に記憶されたワークＷの回転速度（Ｓ）に所定の正の非整数（Ｉ）を乗じて得られる値を揺動周波数（Ｓ／６０×Ｉ）として求める。
さらに、揺動指令計算部２３ａは、弾性変形量計算部３６により算出された弾性変形量をその揺動振幅に加算し、該弾性変形量の加算後の揺動振幅と上記の揺動周波数とに基づいて、回転速度（Ｓ）に対して正の非整数倍の揺動周波数になるように揺動指令を求めるようになっている。

工具１１を加工送り方向に移動させる送り軸Ｍ１には、送り軸Ｍ１の回転位置や回転速度を検出するエンコーダ３２が搭載されている。また、制御装置２０の制御部２６は、上述したような学習制御を行う学習制御器（不図示）を備えていてもよい。この場合、制御部２６は、加算部２４から出力された直後の合成指令を学習制御器に対して入力し、その学習制御器により得られた補正量を位置速度制御部３４に入力される直前の合成指令に加算するような構成とされる。なお、学習制御器には合成指令を入力するが、合成指令は、位置指令と位置フィードバック値との差分を含むものであるため、一般的に学習制御器へ入力する位置偏差と同じである。

図７は、図６に示された制御装置２０の動作を示すフローチャートである。
まず、図７のステップＳ２１において、制御装置２０は、揺動切削開始の指令の有無を判断する。揺動切削開始の指令が有る場合は揺動切削が開始されるが、その指令が無ければワークＷの加工が終了する。
揺動切削を開始すると、図６に示された位置指令作成部２２は、加工条件記憶部２９に記憶されているワークＷの回転速度と工具１１の送り速度に基づき、工具１１の加工送り方向の位置を送り軸Ｍ１に指示する位置指令を作成して所定の時間間隔で減算部２５に送信する。上記の所定の時間間隔は、制御部２６の制御周期（サンプリング周期）であってもよいし、それ以外の周期であってもよい。
減算部２５は、位置指令作成部２２から送信された位置指令と送り軸Ｍ１のエンコーダ３２から出力される位置フィードバック値（位置ＦＢ）との差である位置偏差を算出して、加算部２４に送信する。

さらに、図７のステップＳ２２において、揺動指令作成部２３は、上述した式（１）に基づき、揺動指令を作成して上記の所定の時間間隔で加算部２４に送信する。その揺動指令は、揺動指令作成部２３内の揺動指令計算部２３ａにより算出される。具体的には、揺動指令計算部２３ａは、加工条件記憶部２９に記憶されたワークＷの回転速度（Ｓ）と加工指令作成部２２により作成された送り軸Ｍ１の位置指令とを取得し、その位置指令と回転速度（Ｓ）とから工具１１の毎回転送り量（Ｆ）を求める。揺動指令計算部２３ａは、工具１１の毎回転送り量（Ｆ）やワークＷの回転速度（Ｓ）等に基づいて、上述した式（１）により揺動指令の揺動周波数および揺動振幅を算出する。そして、揺動指令計算部２３ａは、算出した揺動周波数および揺動振幅と、揺動切削開始時からの経過時刻ｔとに基づいて揺動指令を生成する。

次のステップＳ２３において、加算部２４は、減算部２５から出力された位置偏差に揺動指令を加算する。このとき、位置偏差と揺動指令とは上記の所定の時間間隔で同期して加算部２４に入力されて足し合わせられる。加算部２４は、位置偏差に揺動指令を加算して得られた合成指令（位置指令値）を位置速度制御部３４に送信する。

位置速度制御部２９は、合成指令に基づいて速度指令を生成して電流制御部３５に供給する。電流制御部３５は、速度指令をトルク指令に変換して送り軸Ｍ１に供給する。このような指令に基づいて、送り軸Ｍ１が制御される。送り軸Ｍ１が回転すると、送り軸Ｍ１に搭載されたエンコーダ３２から送り軸Ｍ１の実位置が減算部２５にフィードバックされる。位置指令値と、合成指令による位置フィードバック値との差が無くなれば、送り軸Ｍ１の実位置が位置指令値に到達したことになる。

ところで、送り軸Ｍ１の出力端と、断続切削のための揺動を生ずる機械揺動端としての工具１１の先端との間の構造体については、揺動切削の揺動周波数を高くするほど、その構造体の弾性変形が大きくなる。このような弾性変形の影響により、実動中の工具１１の揺動振幅が、揺動指令計算部２３ａにより算出された揺動指令の揺動振幅に足りない場合が起こりうる。この場合、断続切削が起きず、その結果、意図したとおりに切屑を細断化することができなくなる。例えば、図５に示されたような重なり箇所Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４等が発生しなくなる。なお、以上の説明および以下の説明では工具１１がワークＷに対して揺動する場合を示しているが、工具１１に対してワークＷを揺動させる場合には、送り軸Ｍ１の出力端と揺動を生ずる機械揺動端との間の構造体は、ワーク保持具と該ワーク保持具を移動させる送り機構となる。送り機構には、回転運動を往復直線運動に変換するボールねじ駆動機構やラックアンドピニオン駆動機構などのような回転直動変換機構、または往復直線運動を直接的に行うリニアモータ駆動機構などを使用することができる。なお、送り軸の出力端とは、回転モータの場合はモータの回転軸における送り機構に接続される部分をいい、リニアモータの場合にはリニアスライダに駆動力を出力する部分をいう。

このような構造体の弾性変形の影響で所望の切屑細断効果が得られない問題に対し、本実施形態の制御装置２０は、位置指令値に応じて揺動切削が行われたときの上記の構造体の弾性変形量を求めて、該弾性変形量によって揺動指令の揺動振幅を補正するようになっている。
したがって、図６に示されるように、電流制御部３５から出力された送り軸Ｍ１のトルク指令は弾性変形量計算部３６にも送られ、弾性変形量計算部３６は、そのトルク指令から弾性変形量を計算する（図７のステップＳ２４）。

例えば、送り軸Ｍ１が工具１１の送り機構と該送り駆動を駆動する回転モータとを含むものであり、その回転モータにより駆動される送り機構がボールねじ駆動機構である場合には、上記の構造体は、工具１１を支持した可動テーブルと該可動テーブルを移動させるボールねじ駆動機構とからなる。このような構造体の弾性変形量は、次のような式（２）により算出されうる。
Δｘ＝α・Ｌ・Ｔ ＋ β・Ｔ ・・・式（２）
Δｘは送り軸方向の弾性変形量、Ｔはボールねじに掛かるモータトルク、Ｌはボールねじの長さ、αはモ回転ータの軸方向における伸縮弾性係数、βは回転モータの軸まわりにおけるねじり弾性係数、を表している。つまり、上記の送り軸方向の弾性変形量Δｘは、回転モータの軸方向の伸縮弾性変形量（α・Ｌ・Ｔ）と回転モータの軸まわりのねじり弾性変形量（β・Ｔ）との和からなる。また、トルクＴは、送り軸Ｍ１のトルク定数と、電流制御部３５が出力するトルク指令としての電流値との積によって求められる。弾性係数α、βは、事前の実験により得るものとする。
但し、ボールねじ駆動機構において、例えばボールねじの太さや材質などによってボールねじの剛性が非常に高い場合には上記のモータの軸方向の伸縮弾性変形量（α・Ｌ・Ｔ）を無視して、上記のモータの軸まわりのねじり弾性変形量（β・Ｔ）のみを送り軸方向の弾性変形量Δｘとする。
また、送り軸Ｍが工具１１の送り機構と該送り機構を駆動するリニアモータとを含むものであり、そのリニアモータにより駆動される送り機構が、工具１１を支持する可動テーブルを有するリニアスライダである場合には、上記構造体は工具１１とリニアスライダとからなる。このような構造体においては、リニアスライダは回転しないため、送り方向のみについての伸縮弾性変形量を考えればよい。したがって、リニアモータによって工具１１またはワークＷを揺動させる場合には、上記の送り軸方向の弾性変形量Δｘを上記のリニアモータの送り方向についての伸縮弾性変形量（α・Ｌ’・Ｔ）のみとする。ここで、Ｌ’はリニアモータのリニアガイドの長さとする。
以上のように、弾性変形量計算部３６は、工具１１またはワークＷを揺動させるための送り機構の構成に応じて、トルクＴと、上記した伸縮弾性係数（α）とねじり弾性係数（β）の少なくとも一方とを用いて、送り軸方向の弾性変形量Δｘを算出することができる。

算出された弾性変形量Δｘは、揺動指令の揺動振幅を補正する補正量として、揺動指令計算部２３ａに対して送られる。揺動指令計算部２３ａは、上述した揺動指令の式（１）におけるＫ×Ｆ／２ の項から求まる揺動振幅に対して上記の補正量（弾性変形量Δｘ）を加算することで該揺動振幅を補正するようになされている。なお、弾性変形量Δｘにて補正した揺動指令は次式（２）のようになる。
揺動指令＝（Ｋ×Ｆ／２＋Δｘ）×ｃｏｓ（２π×Ｓ／６０×Ｉ×ｔ）−（Ｋ×Ｆ／２） ・・・式（２）
但し、位置速度制御部３４や電流制御部３５を経てトルク指令を生成した際にそのトルク指令は元の位置指令に対して位相遅れが発生しているので、上記のように揺動指令の揺動振幅を補正する際の補正量（弾性変形量Δｘ）の位相は、その補正対象の揺動指令の位相に対して遅れている。そのような位相遅れを補償するため、図６に示されるように、弾性変形量計算部３６と揺動指令作成部２３との間に、上記の補正量の位相進み処理を行う位相遅れ補償要素３７が設けられるのが好ましい。この位相遅れ補償要素３７により制御対象の位相遅れを補償して、算出された弾性変形量を揺動指令作成部２３に出力することができる。
したがって、図７に示されるように、ステップＳ２５において、位相遅れ補償要素３７は、計算された補正量（弾性変形量Δｘ）の位相進み処理を行い、揺動指令計算部２３ａは、位相進み処理が行われた補正量によって、式（２）による揺動指令の揺動振幅を補正する。

次いで、ステップＳ２６において、揺動切削終了の指令の有無が判断される。揺動切削終了の指令が出ていれば、ワークＷの加工は終了する。一方、揺動切削終了の指令が無い場合は、上述したステップＳ２２〜ステップＳ２５の一連の処理が繰返される。繰返しの処理のうち、例えばステップＳ２２では、揺動指令作成部２３は、上記のステップＳ２５で補正された揺動振幅を上記の式（２）に適用して揺動指令を作成することになる。
以上に述べたように、揺動切削の間に前述のような構造体の弾性変形を考慮して揺動指令の揺動振幅を補正するようにしたので、その構造体の弾性変形による実際の揺動振幅の低減を抑制することができる。その結果、意図したとおりに切屑を細断化することができる。

また、上述した実施形態では、電流制御部３５から送り軸Ｍ１に上記所定の時間間隔でトルク指令が出力される度に、弾性変形量計算部３６が前述のような構造体の弾性変形量を計算し、該弾性変形量を使って、揺動指令作成部２３で作成される揺動振幅を補正しているが、次のように揺動振幅を補正してもよい。
例えば、弾性変形量計算部３６は、電流制御部３５が上記所定の時間間隔でトルク指令を出力する度に、前述のような構造体の弾性変形量を順次計算して記憶部（不図示）に記憶するように構成される。さらに、揺動指令計算部２３ａは、その記憶部に上記所定の時間間隔で記憶された弾性変形量の時系列データの中から、揺動周波数に基づいた１周期における弾性変形量の最大値を取得し、その最大値のみを使って、揺動指令作成部２３で作成される揺動振幅を補正するように構成される。このような構成においても、工具１１の送り機構等を含む構造体の弾性変形による実際の揺動振幅の低減を抑制することができる。

さらに、図３や図４Ｂに示された例のように、送り軸Ｍ１、Ｍ２などの複数の軸を使用して工具１１を揺動させる場合（例えばテーパ加工）でも、それら全ての軸について、揺動切削の間に前述のような構造体の弾性変形を考慮して揺動指令の揺動振幅を補正するのが好ましい。例えば、図３や図４Ｂに示されたようにテーパ加工を実施する場合、制御部２６は、各々の送り軸Ｍ１、Ｍ２に対して備えられている。この場合、送り軸Ｍ１、Ｍ２毎の制御部２６は、図６に示されるように、揺動指令作成部２３、加算部２４、減算部２５、位置速度制御部３４、弾性変形量計算部３６、および位相遅れ補償要素３７を備えているのと良い。

以上では典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。

また、本開示の少なくとも一つの課題を解決するために、以下のような各種の態様とその効果を提供することができる。
本開示の第一態様は、ワーク（Ｗ）の外周面または内周面を工具（１１）により切削加工する工作機械（１０）において、前記ワーク（Ｗ）および前記工具（１１）を前記ワーク（Ｗ）の中心軸線まわりに相対的に回転させる主軸（Ｍ０）と、前記ワーク（Ｗ）の前記外周面または前記内周面の母線に沿って前記工具（１１）および前記ワーク（Ｗ）を相対的に送る少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）とを備えた前記工作機械（１０）を制御する制御装置（２０）であって、
前記ワーク（Ｗ）および前記工具（１１）の相対的な回転速度ならびに前記工具（１１）および前記ワーク（Ｗ）の相対的な送り速度に基づいて、前記少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）の位置指令を作成する位置指令作成部（２２）と、
前記位置指令により前記少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）を制御する送り軸制御部（２６）と、
を備え、
前記送り軸制御部（２６）は、前記工具（１１）が前記ワーク（Ｗ）を断続切削するように、前記少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）の揺動指令を作成する揺動指令作成部（２３）を具備し、かつ、前記位置指令と前記少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）の実位置との差である位置偏差に前記揺動指令を加算して得られる合成指令に基づいて、トルク指令を生成して前記少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）を制御するように構成され、
前記送り軸制御部（２６）は、前記トルク指令に基づいて、前記少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）の出力端と前記断続切削のための揺動を生ずる機械揺動端との間の構造体の弾性変形量を計算する弾性変形量計算部（３６）をさらに具備し、
前記揺動指令作成部（２３）は、前記回転速度と前記位置指令と前記弾性変形量とに基づいて、前記回転速度に対して正の非整数倍の揺動周波数になるように前記揺動指令を作成する、制御装置（２０）でありうる。
上記第一態様によれば、揺動切削において、切削工具もしくはワークの駆動機構部に弾性変形が生じたとしても、揺動振幅を確保して所望の切屑細断効果を得ることができる。
本開示の第二態様は、上記第一態様の制御装置（２０）であって、
前記揺動指令作成部（２３）は、前記回転速度を基に揺動周波数を計算するとともに前記回転速度と前記位置指令とに基づいて揺動振幅を計算し、前記弾性変形量を前記揺動振幅に加算し、該弾性変形量の加算後の揺動振幅と前記揺動周波数とに基づいて前記揺動指令を求める揺動指令計算部（２３ａ）を含む、制御装置（２０）でありうる。
本開示の第三態様は、上記第一態様または第二態様の制御装置（２０）であって、
前記弾性変形量計算部（３６）は、前記構造体の弾性係数と前記トルク指令とから、前記弾性変形量を計算しており、
前記弾性係数は、前記少なくとも一つの送り軸の伸縮弾性係数とねじり弾性係数のうちの少なくとも一方からなる、制御装置（２０）でありうる。
上記の第二態様および第三態様によれば、上記第一態様と同様、所望の切屑細断効果が得られる。
本開示の第四態様は、上記第一態様から第三態様のいずれかの制御装置（２０）であって、前記弾性変形量に対して位相進み処理を行う位相遅れ補償部（３７）を備えた、制御装置（２０）でありうる。
上記第四態様によれば、位相遅れ補償部により制御対象の位相遅れを補償して、算出された弾性変形量を揺動指令作成部に出力することができる。
本開示の第五態様は、上記第二態様または第三態様のいずれかの制御装置（２０）であって、
前記弾性変形量計算部（３６）は、前記制御部（２６）が所定の時間間隔で前記トルク指令を出力する度に、前記構造体の弾性係数と前記トルク指令とから、前記弾性変形量を順次計算して記憶部に記憶するようになされており、
前記揺動指令計算部（２３ａ）は、前記記憶部に前記所定の時間間隔で記憶された前記弾性変形量の時系列データの中から、前記揺動周波数に基づいた１周期における最大値を取得し、該最大値を前記揺動振幅に加算するようになされた、制御装置（２０）でありうる。
上記第五態様によれば、上記第一態様と同様、所望の切屑細断効果が得られる。
本開示の第六態様は、上記第一態様から第五態様のいずれかの制御装置（２０）であって、
前記揺動指令作成部（２３）は、余弦波の基準軸線に対して揺動振幅がオフセット値として減じられた前記揺動指令を作成する、制御装置（２０）でありうる。
上記第六態様によれば、位置指令に対して揺動指令が加算された後の指令値に基づく工具の位置を、工具の加工送り方向の目標位置である位置指令を上限として制御することができる。
本開示の第七態様は、上記第一態様から第六態様のいずれかの制御装置（２０）であって、
前記揺動指令作成部（２３）は、前記回転速度に基づいて、前記ワークまたは前記工具が一回転する毎に半周期ずつズレるように前記揺動指令の揺動周波数を作成すると共に、前記位置指令に基づいて前記揺動指令の揺動振幅を作成する、制御装置（２０）でありうる。
上記第七態様によれば、揺動指令の揺動周波数がワークまたは工具が一回転する毎に半周期ずつズレるので、揺動振幅を最小にできる。その結果、断続切削を効率的に実施することができる。
本開示の第八態様は、上記第一態様から第七態様のいずれかの制御装置（２０）であって、
前記揺動指令作成部（２３）は、前記少なくとも一つの送り軸（Ｍ１；Ｍ２）のトルクが所定値を越えないように、前記揺動指令の揺動周波数および揺動振幅を作成する、制御装置（２０）でありうる。
上記第八態様によれば、揺動指令が加算された後の位置指令に基づいて送り軸を例えば回転モータにより駆動する際に、回転モータのトルクが飽和するのを避けられる。
本開示の第九態様は、上記第一態様から第八態様のいずれかの制御装置（２０）であって、
前記揺動指令作成部（２３）は、前記工具（１１）が前記ワーク（Ｗ）を加工することにより生じる切屑の所望長さに基づいて前記揺動指令の揺動周波数および揺動振幅を作成する、制御装置（２０）でありうる。
上記第九態様によれば、短い切屑が要求される場合にはワークが傷付くのを避けられ、長い切屑が要求される場合にはトルクを抑えて工具へかかる負荷を低減することができる。

１ 加工システム
１０ 工作機械
１１ 工具
２０ 制御装置
２２ 位置指令作成部
２３ 揺動指令作成部
２３ａ 揺動指令計算部
２４ 加算部
２５ 減算部
２６ 制御部
２９ 加工条件記憶部
３２ エンコーダ
３４ 位置速度制御部
３５ 電流制御部
３６ 弾性変形量計算部
３７ 位相遅れ補償要素
Ｍ０ 主軸
Ｍ１、Ｍ２ 送り軸
Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２ トルク検出器
Ｗ ワーク

Claims (9)

1. ワークの外周面または内周面を工具により切削加工する工作機械において、前記ワークおよび前記工具を前記ワークの中心軸線まわりに相対的に回転させる主軸と、前記ワークの前記外周面または前記内周面の母線に沿って前記工具および前記ワークを相対的に送る少なくとも一つの送り軸とを備えた前記工作機械を制御する制御装置であって、
   前記ワークおよび前記工具の相対的な回転速度ならびに前記工具および前記ワークの相対的な送り速度に基づいて、前記少なくとも一つの送り軸の位置指令を作成する位置指令作成部と、
   前記位置指令により前記少なくとも一つの送り軸を制御する送り軸制御部と、
   を備え、
   前記送り軸制御部は、前記工具が前記ワークを断続切削するように、前記少なくとも一つの送り軸の揺動指令を作成する揺動指令作成部を具備し、かつ、前記位置指令と前記少なくとも一つの送り軸の実位置との差である位置偏差に前記揺動指令を加算して得られる合成指令に基づいて、トルク指令を生成して前記少なくとも一つの送り軸を制御するように構成され、
   前記送り軸制御部は、前記トルク指令に基づいて、前記少なくとも一つの送り軸の出力端と前記断続切削のための揺動を生ずる機械揺動端との間の構造体の弾性変形量を計算する弾性変形量計算部をさらに具備し、
   前記揺動指令作成部は、前記回転速度と前記位置指令と前記弾性変形量とに基づいて、前記回転速度に対して正の非整数倍の揺動周波数になるように前記揺動指令を作成する、制御装置。
2. 前記揺動指令作成部は、前記回転速度を基に揺動周波数を計算するとともに前記回転速度と前記位置指令とに基づいて揺動振幅を計算し、前記弾性変形量を前記揺動振幅に加算し、該弾性変形量の加算後の前記揺動振幅と前記揺動周波数とに基づいて前記揺動指令を求める揺動指令計算部を含む、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記弾性変形量計算部は、前記構造体の弾性係数と前記トルク指令とから、前記弾性変形量を計算しており、
   前記弾性係数は、前記少なくとも一つの送り軸の伸縮弾性係数とねじり弾性係数のうちの少なくとも一方からなる、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記弾性変形量に対して位相進み処理を行う位相遅れ補償部を備えた、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記弾性変形量計算部は、前記制御部が所定の時間間隔で前記トルク指令を出力する度に、前記構造体の弾性係数と前記トルク指令とから、前記弾性変形量を順次計算して記憶部に記憶するようになされており、
   前記揺動指令計算部は、前記記憶部に前記所定の時間間隔で記憶された前記弾性変形量の時系列データの中から、前記揺動周波数に基づいた１周期における前記弾性変形量の最大値を取得し、該最大値を前記揺動振幅に加算するようになされた、請求項２または３に記載の制御装置。
6. 前記揺動指令作成部は、余弦波の基準軸線に対して揺動振幅がオフセット値として減じられた前記揺動指令を作成する、請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記揺動指令作成部は、前記回転速度に基づいて、前記ワークまたは前記工具が一回転する毎に半周期ずつズレるように前記揺動指令の揺動周波数を作成すると共に、前記位置指令に基づいて前記揺動指令の揺動振幅を作成する、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記揺動指令作成部は、前記少なくとも一つの送り軸のトルクが所定値を越えないように、前記揺動指令の揺動周波数および揺動振幅を作成する、請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 前記揺動指令作成部は、前記工具が前記ワークを加工することにより生じる切屑の所望長さに基づいて前記揺動指令の揺動周波数および揺動振幅を作成する、請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。

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