JP2021163077A - Numerical control device and numerical control method - Google Patents

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Abstract

To provide a numerical control device and a numerical control method capable of suppressing vibration and reducing time required for processing a material to be cut.SOLUTION: A numerical control device includes a control unit capable of controlling operation of a machine capable of processing a material to be cut fixed to a table by driving a table or a tool, and executing acceleration/deceleration processing, based on a time constant when the table or the tool is moved. The control unit of the numerical control device calculates the time constant (S43). The control unit of the numerical control device calculates the amount of vibration of a machine tool generated by driving the table or the tool (S45, S47). The control unit of the numerical control device corrects the time constant so that the calculated vibration amount does not exceed a preset threshold value (S51). The control unit of the numerical control device performs the acceleration/deceleration processing using the corrected time constant. The control unit of the numerical control device controls the machine tool, based on a velocity waveform after the acceleration/deceleration processing is performed.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、数値制御装置及び数値制御方法に関する。 The present invention relates to a numerical control device and a numerical control method.

特許文献１は、数値制御装置を開示する。数値制御装置は、被削材を固定するテーブルを駆動する時に生じる振動の周波数を求め、該周波数の逆数をフィルタの時定数に決定する。数値制御装置は、テーブルを移動する為の速度指令信号に該フィルタを適用する。数値制御装置は、フィルタ適用後の速度指令信号によりテーブルを移動制御することで、テーブルが移動する時に生じる振動を抑制する。 Patent Document 1 discloses a numerical control device. The numerical control device obtains the frequency of vibration generated when driving a table for fixing the work material, and determines the reciprocal of the frequency as the time constant of the filter. The numerical control device applies the filter to the speed command signal for moving the table. The numerical control device suppresses the vibration generated when the table moves by controlling the movement of the table by the speed command signal after applying the filter.

特開２０１４−１９１６３１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-191631

被削材の加工に要する時間を抑制する為、テーブルを駆動するモータは、被削材の重量等に応じて定まる加速度の許容範囲の最大値（許容加速度と称す）で駆動することが好ましい。しかし、特許文献１に記載の方法では、フィルタ適用後の速度指令信号に応じてモータを駆動した時、加速度が許容加速度より小さくなる時がある。該時、被削材の加工に要する時間を抑制できない時がある。 In order to reduce the time required for processing the work material, it is preferable that the motor for driving the table is driven at the maximum value (referred to as permissible acceleration) of the permissible range of acceleration determined according to the weight of the work material and the like. However, in the method described in Patent Document 1, when the motor is driven in response to the speed command signal after applying the filter, the acceleration may be smaller than the allowable acceleration. At that time, it may not be possible to suppress the time required for processing the work material.

本発明の目的は、振動を抑制し且つ被削材の加工に要する時間を抑制できる数値制御装置及び数値制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a numerical control device and a numerical control method capable of suppressing vibration and suppressing the time required for processing a work material.

本発明の第１態様に係る数値制御装置は、テーブルに固定した被削材を、前記テーブル又は工具を駆動して加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブル又は前記工具の移動時の時定数に基づき加減速処理を実行可能な制御部を備えた数値制御装置において、前記制御部は、前記時定数を算出する時定数算出部と、前記テーブル又は前記工具を駆動することで発生する前記機械の振動量を算出する振動算出部と、前記振動算出部が算出した該振動量が予め設定した閾値を超えないように前記時定数を補正する時定数補正部と、前記時定数補正部が補正した前記時定数を用いて加減速を行う加減速処理部とを備えたことを特徴とする。 The numerical control device according to the first aspect of the present invention controls the operation of a machine capable of processing a work material fixed to a table by driving the table or the tool, and when the table or the tool is moved. In a numerical control device including a control unit capable of executing acceleration / deceleration processing based on a constant, the control unit is generated by driving the time constant calculation unit for calculating the time constant and the table or the tool. The vibration calculation unit that calculates the vibration amount of the machine, the time constant correction unit that corrects the time constant so that the vibration amount calculated by the vibration calculation unit does not exceed a preset threshold value, and the time constant correction unit It is characterized by including an acceleration / deceleration processing unit that accelerates / decelerates using the corrected time constant.

数値制御装置は、機械の振動量が閾値を超えない範囲で時定数を補正することにより、テーブル又は工具の移動速度の低下を抑制できる。故に、数値制御装置は、機械の振動量を抑制しつつ被削材の加工に要する時間を短縮できる。 The numerical control device can suppress a decrease in the moving speed of the table or the tool by correcting the time constant within a range in which the vibration amount of the machine does not exceed the threshold value. Therefore, the numerical control device can shorten the time required for processing the work material while suppressing the vibration amount of the machine.

第１態様において、前記時定数は、前記テーブル又は前記工具の移動時に加速度を制限する前記時定数である第一時定数と、ジャークを制限する前記時定数である第二時定数とを含んでもよい。該時、数値制御装置は、第一時定数を補正することにより、被削材の加工時におけるテーブル又は工具の移動時の加速度を適正に維持できる。数値制御装置は、第二時定数を補正することにより、被削材の加工時におけるテーブル又は工具の移動時のジャークを適正に維持できる。故に、数値制御装置は、テーブル又は工具の移動速度の低下を効率良く抑制できる。 In the first aspect, the time constant may include a first time constant, which is the time constant that limits acceleration when the table or tool moves, and a second time constant, which is the time constant that limits jerk. good. At this time, the numerical control device can appropriately maintain the acceleration when the table or the tool is moved during the machining of the work material by correcting the first temporary constant. By correcting the second time constant, the numerical control device can properly maintain the jerk when the table or tool is moved during machining of the work material. Therefore, the numerical control device can efficiently suppress the decrease in the moving speed of the table or the tool.

第１態様において、前記テーブル又は前記工具のイナーシャの合計である合計イナーシャを算出するイナーシャ算出部を更に備え、前記時定数算出部は、前記テーブル又は前記工具の移動時における速度の変化量と前記イナーシャ算出部が算出した前記合計イナーシャに基づき、前記第一時定数を算出してもよい。数値制御装置は、第一時定数を正確に算出できる。 In the first aspect, an inertia calculation unit for calculating the total inertia, which is the total inertia of the table or the tool, is further provided, and the time constant calculation unit includes the amount of change in speed when the table or the tool is moved and the said. The first temporary constant may be calculated based on the total inertia calculated by the inertia calculation unit. The numerical control device can accurately calculate the first time constant.

第１態様において、前記振動算出部は、前記テーブル又は前記工具の移動時における加速度と前記機械の前記振動量との関係に基づき、前記振動量を振動周波数毎に示す第一振動情報を算出する第一振動算出部と、前記テーブル又は前記工具の移動時における前記時定数と前記加速度の関係を前記機械の固有振動周波数毎に示す第二振動情報を算出する第二振動算出部と、前記第一振動算出部が算出した前記第一振動情報と、前記第二振動算出部が算出した前記第二振動情報に基づき、前記機械の振動を前記機械の固有振動周波数毎に示す第三振動情報を算出する第三振動算出部と、を備えてもよい。数値制御装置は、テーブル又は工具を駆動することで発生する機械の振動量を、時定数に基づき予測できる。 In the first aspect, the vibration calculation unit calculates first vibration information indicating the vibration amount for each vibration frequency based on the relationship between the acceleration when the table or the tool is moving and the vibration amount of the machine. The first vibration calculation unit, the second vibration calculation unit that calculates the second vibration information indicating the relationship between the time constant and the acceleration when the table or the tool is moving for each natural vibration frequency of the machine, and the first vibration calculation unit. (1) Based on the first vibration information calculated by the vibration calculation unit and the second vibration information calculated by the second vibration calculation unit, the third vibration information indicating the vibration of the machine for each natural vibration frequency of the machine is obtained. A third vibration calculation unit for calculation may be provided. The numerical control device can predict the amount of vibration of the machine generated by driving the table or the tool based on the time constant.

第１態様において、前記振動算出部は、前記機械の固有振動周波数毎の前記第三振動情報のうち最大の前記第三振動情報を前記振動量として算出する振動量算出部を更に備えてもよい。数値制御装置は、複数の固有振動周波数のうち最も振動量が大きい固有振動周波数での振動を抑制できる。 In the first aspect, the vibration calculation unit may further include a vibration amount calculation unit that calculates the maximum third vibration information among the third vibration information for each natural vibration frequency of the machine as the vibration amount. .. The numerical control device can suppress vibration at the natural vibration frequency having the largest vibration amount among the plurality of natural vibration frequencies.

第１態様において、前記時定数補正部は、前記振動量が前記閾値以下となる迄前記第一時定数を増加することで、前記第一時定数を補正してもよい。数値制御装置は、テーブル又は工具を移動する為のモータの加速度を最大限維持しつつ、振動量が閾値以上となる速度差の領域について第一時定数を変更できる。故に、数値制御装置は、テーブル又は工具の移動に応じた機械の振動を抑制しつつ、切削加工の加工時間を抑制できる。 In the first aspect, the time constant correction unit may correct the first temporary constant by increasing the first temporary constant until the vibration amount becomes equal to or less than the threshold value. The numerical control device can change the first temporary constant in the region of the speed difference where the vibration amount is equal to or more than the threshold value while maintaining the maximum acceleration of the motor for moving the table or the tool. Therefore, the numerical control device can suppress the machining time of the cutting process while suppressing the vibration of the machine according to the movement of the table or the tool.

第１態様において、時定数補正部は、前記振動量が前記閾値以下となる迄、前記第一時定数及び前記第二時定数の少なくとも一方を増加することで、前記第一時定数及び前記第二時定数の少なくとも一方を補正してもよい。数値制御装置は、テーブルを移動する為のモータの加速度を最大限維持しつつ、振動量が閾値以上となる速度差の領域について第一時定数及び第二時定数の少なくとも一方を変更できる。故に、数値制御装置は、テーブル又は工具の移動に応じた機械の振動を抑制しつつ、切削加工の加工時間を抑制できる。 In the first aspect, the time constant correction unit increases at least one of the first time constant and the second time constant until the vibration amount becomes equal to or less than the threshold value, thereby causing the first time constant and the first time constant. At least one of the two time constants may be corrected. The numerical control device can change at least one of the first temporary constant and the second time constant in the region of the speed difference in which the vibration amount is equal to or more than the threshold value while maintaining the maximum acceleration of the motor for moving the table. Therefore, the numerical control device can suppress the machining time of the cutting process while suppressing the vibration of the machine according to the movement of the table or the tool.

第１態様において、前記振動算出部は、前記テーブルに固定する前記被削材及び前記被削材を前記テーブルに固定するための治具の質量に基づき前記振動量を算出してもよい。数値制御装置は、テーブルに固定した被削材の質量に応じて振動の条件が変動する時も、移動時の時定数を精度良く補正できる。 In the first aspect, the vibration calculation unit may calculate the vibration amount based on the mass of the work material to be fixed to the table and the jig for fixing the work material to the table. The numerical control device can accurately correct the time constant during movement even when the vibration conditions fluctuate according to the mass of the work material fixed to the table.

第１態様において、前記テーブル又は前記工具は、異なる複数の基準軸に沿って相対移動可能であり、前記時定数算出部は、前記複数の基準軸毎の前記時定数を算出し、前記振動算出部は、前記複数の基準軸毎の前記振動量を算出し、前記時定数補正部は、前記複数の基準軸毎の前記時定数を補正し、前記加減速処理部は、前記時定数補正部が補正した複数の前記時定数により、前記複数の基準軸毎に加減速処理を行ってもよい。数値制御装置は、複数の基準軸毎の速度波形に対し、対応する時定数を適用することにより加減速処理を行う。故に、数値制御装置は、テーブル又は工具の移動に応じた振動を、複数の基準軸毎に抑制できるので、振動を更に適切に抑制できる。 In the first aspect, the table or the tool can move relative to each other along a plurality of different reference axes, and the time constant calculation unit calculates the time constant for each of the plurality of reference axes and calculates the vibration. The unit calculates the vibration amount for each of the plurality of reference axes, the time constant correction unit corrects the time constant for each of the plurality of reference axes, and the acceleration / deceleration processing unit is the time constant correction unit. Acceleration / deceleration processing may be performed for each of the plurality of reference axes according to the plurality of time constants corrected by. The numerical control device performs acceleration / deceleration processing by applying the corresponding time constants to the velocity waveforms for each of the plurality of reference axes. Therefore, the numerical control device can suppress the vibration corresponding to the movement of the table or the tool for each of the plurality of reference axes, so that the vibration can be suppressed more appropriately.

第１態様において、前記テーブル又は前記工具は、異なる複数の基準軸に沿って相対移動可能であり、前記時定数算出部は、前記複数の基準軸毎の前記時定数のうち最も長い前記時定数を全軸時定数として算出し、前記振動算出部は、前記複数の基準軸毎の振動量のうち最も大きい前記振動量を全軸振動量として算出し、前記時定数補正部は、前記全軸時定数と前記全軸振動量に基づいて全軸時定数を補正し、前記加減速処理部は、前記時定数補正部が補正した前記全軸時定数に基づき前記複数の基準軸の加算速処理を行ってもよい。該時、数値制御装置は、変更対象となる時定数を限定できるので、時定数の変更に要する処理量を抑制できる。 In the first aspect, the table or the tool can move relative to each other along a plurality of different reference axes, and the time constant calculation unit is the longest of the time constants for each of the plurality of reference axes. Is calculated as the time constant of all axes, the vibration calculation unit calculates the largest vibration amount among the vibration amounts of each of the plurality of reference axes as the total axis vibration amount, and the time constant correction unit calculates the time constant of all axes. The all-axis time constant is corrected based on the time constant and the all-axis vibration amount, and the acceleration / deceleration processing unit performs addition speed processing of the plurality of reference axes based on the all-axis time constant corrected by the time constant correction unit. May be done. At this time, since the numerical control device can limit the time constant to be changed, the processing amount required for changing the time constant can be suppressed.

本発明の第２態様に係る数値制御方法は、テーブルに固定した被削材を、前記テーブル又は工具を駆動して加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブル又は前記工具の移動時の時定数に基づき加減速処理を実行可能な数値制御方法であって、前記時定数を算出する時定数算出工程と、前記テーブル又は前記工具を駆動することで発生する前記機械の振動量を算出する振動算出工程と、前記振動算出工程で算出した該振動量が予め設定した閾値を超えないように前記時定数を補正する時定数補正工程と、前記時定数補正工程で補正した前記時定数を用いて加減速を行う加減速処理工程とを備えたことを特徴とする。 The numerical control method according to the second aspect of the present invention controls the operation of a machine capable of processing a work material fixed to a table by driving the table or the tool, and when the table or the tool is moved. It is a numerical control method that can execute acceleration / deceleration processing based on a constant, and is a time constant calculation process for calculating the time constant and vibration for calculating the vibration amount of the machine generated by driving the table or the tool. Using the calculation step, the time constant correction step of correcting the time constant so that the vibration amount calculated in the vibration calculation step does not exceed a preset threshold value, and the time constant corrected in the time constant correction step. It is characterized by including an acceleration / deceleration processing process for accelerating / decelerating.

工作機械１の斜視図。A perspective view of the machine tool 1. 数値制御装置３０と工作機械１の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical structure of a numerical control device 30 and a machine tool 1. 加減速処理の説明図。Explanatory drawing of acceleration / deceleration processing. 振動抑制方法の説明図。Explanatory drawing of vibration suppression method. 加速度指令のスペクトル、振動の位置スペクトルの算出方法の説明図。Explanatory drawing of calculation method of spectrum of acceleration command and position spectrum of vibration. 振動し易い時定数の範囲の算出方法の説明図。Explanatory drawing of the calculation method of the time constant range which is easy to vibrate. 算出処理の流れ図。Flow chart of calculation process. 主処理の流れ図。Flow diagram of main processing. 補正処理（第一時定数Ｔ１のみ補正）の流れ図。The flow chart of the correction process (correction only for the first temporary constant T1). 補正処理（第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２を補正）の流れ図。The flow chart of the correction process (correction of the first temporary constant T1 and the second time constant T2). 選択処理の流れ図。Flow chart of selection process.

本発明の実施形態を説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械１の左右方向、前後方向、上下方向は夫々工作機械１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。図１に示す工作機械１は主軸９に装着した工具４を回転し、テーブル１３上面に保持した被削材３に切削加工を施す機械である。数値制御装置３０（図２参照）は工作機械１の動作を制御する。 An embodiment of the present invention will be described. In the following description, the left and right, front and back, and top and bottom indicated by arrows in the figure are used. The horizontal direction, the front-rear direction, and the vertical direction of the machine tool 1 are the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction of the machine tool 1, respectively. The machine tool 1 shown in FIG. 1 is a machine that rotates a tool 4 mounted on a spindle 9 and cuts a work material 3 held on the upper surface of a table 13. The numerical control device 30 (see FIG. 2) controls the operation of the machine tool 1.

＜工作機械１の概要＞
図１を参照し、工作機械１の構造を説明する。工作機械１は、基台２、コラム５、主軸ヘッド７、主軸９、テーブル装置１０、工具交換装置２０、制御箱６、操作パネル１５（図２参照）等を備える。基台２は金属製の略直方体状の土台である。コラム５は基台２上部後方に固定する。主軸ヘッド７はコラム５前面に沿ってＺ軸方向に移動可能に設ける。主軸ヘッド７は内部に主軸９を回転可能に支持する。主軸９は下部に装着穴（図示略）を有する。主軸９は該装着穴に工具４を装着し、主軸モータ５２（図２参照）の駆動で回転する。主軸モータ５２は主軸ヘッド７に設ける。主軸ヘッド７はコラム５前面に設けたＺ軸移動機構（図示略）でＺ軸方向に移動する。数値制御装置３０はＺ軸モータ５１（図２参照）の駆動を制御することで、主軸ヘッド７をＺ軸方向に移動制御する。 <Overview of Machine Tool 1>
The structure of the machine tool 1 will be described with reference to FIG. The machine tool 1 includes a base 2, a column 5, a spindle head 7, a spindle 9, a table device 10, a tool changing device 20, a control box 6, an operation panel 15 (see FIG. 2), and the like. The base 2 is a metal base having a substantially rectangular parallelepiped shape. The column 5 is fixed to the rear of the upper part of the base 2. The spindle head 7 is provided so as to be movable in the Z-axis direction along the front surface of the column 5. The spindle head 7 rotatably supports the spindle 9 inside. The spindle 9 has a mounting hole (not shown) at the bottom. The spindle 9 mounts the tool 4 in the mounting hole and rotates by driving the spindle motor 52 (see FIG. 2). The spindle motor 52 is provided on the spindle head 7. The spindle head 7 moves in the Z-axis direction by a Z-axis moving mechanism (not shown) provided on the front surface of the column 5. The numerical control device 30 controls the movement of the spindle head 7 in the Z-axis direction by controlling the drive of the Z-axis motor 51 (see FIG. 2).

テーブル装置１０は、Ｙ軸移動機構（図示略）、Ｙ軸テーブル１２、Ｘ軸移動機構（図示略）、テーブル１３等を備える。Ｙ軸移動機構は基台２上面前側に設け、Ｙ軸レール、Ｙ軸ボール螺子、Ｙ軸モータ５４（図２参照）等を備える。Ｙ軸レールとＹ軸ボール螺子はＹ軸方向に延びる。Ｙ軸レールは上面にＹ軸テーブル１２をＹ軸方向に案内する。Ｙ軸テーブル１２は略直方体状に形成し、底部外面にナット（図示略）を備える。該ナットはＹ軸ボール螺子に螺合する。Ｙ軸モータ５４がＹ軸ボール螺子を回転すると、Ｙ軸テーブル１２はナットと共にＹ軸レールに沿って移動する。故にＹ軸移動機構はＹ軸テーブル１２をＹ軸方向に移動可能に支持する。 The table device 10 includes a Y-axis moving mechanism (not shown), a Y-axis table 12, an X-axis moving mechanism (not shown), a table 13, and the like. The Y-axis moving mechanism is provided on the front side of the upper surface of the base 2, and includes a Y-axis rail, a Y-axis ball screw, a Y-axis motor 54 (see FIG. 2), and the like. The Y-axis rail and the Y-axis ball screw extend in the Y-axis direction. The Y-axis rail guides the Y-axis table 12 on the upper surface in the Y-axis direction. The Y-axis table 12 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a nut (not shown) on the outer surface of the bottom. The nut is screwed into a Y-axis ball screw. When the Y-axis motor 54 rotates the Y-axis ball screw, the Y-axis table 12 moves along the Y-axis rail together with the nut. Therefore, the Y-axis moving mechanism supports the Y-axis table 12 so as to be movable in the Y-axis direction.

Ｘ軸移動機構はＹ軸テーブル１２上面に設け、Ｘ軸レール（図示略）、Ｘ軸ボール螺子（図示略）、Ｘ軸モータ５３（図２参照）等を備える。Ｘ軸レールとＸ軸ボール螺子はＸ軸方向に延びる。テーブル１３は平面視矩形板状に形成し、Ｙ軸テーブル１２上面に設ける。テーブル１３は底部にナット（図示略）を備える。該ナットはＸ軸ボール螺子に螺合する。Ｘ軸モータ５３がＸ軸ボール螺子を回転すると、テーブル１３はナットと共にＸ軸レールに沿って移動する。故にＸ軸移動機構はテーブル１３をＸ軸方向に移動可能に支持する。故にテーブル１３は、Ｙ軸移動機構、Ｙ軸テーブル１２、Ｘ軸移動機構により、基台２上をＸ軸方向とＹ軸方向に移動する。 The X-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the Y-axis table 12, and includes an X-axis rail (not shown), an X-axis ball screw (not shown), an X-axis motor 53 (see FIG. 2), and the like. The X-axis rail and the X-axis ball screw extend in the X-axis direction. The table 13 is formed in a rectangular plate shape in a plan view and is provided on the upper surface of the Y-axis table 12. The table 13 is provided with a nut (not shown) at the bottom. The nut is screwed into the X-axis ball screw. When the X-axis motor 53 rotates the X-axis ball screw, the table 13 moves along the X-axis rail together with the nut. Therefore, the X-axis moving mechanism supports the table 13 so as to be movable in the X-axis direction. Therefore, the table 13 moves on the base 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction by the Y-axis moving mechanism, the Y-axis table 12, and the X-axis moving mechanism.

工具交換装置２０は主軸ヘッド７の前側に設け、円盤型の工具マガジン２１を備える。工具マガジン２１は外周に複数の工具（図示略）を放射状に保持する。工具交換装置２０はマガジンモータ５５（図２参照）により工具マガジン２１を駆動し、工具交換指令が指示する工具を工具交換位置に位置決めする。工具交換指令はＮＣプログラムで指令する。工具交換位置は工具マガジン２１の最下部位置である。工具交換装置２０は主軸９に装着する工具４と工具マガジン２１に取り付けられた工具とを主軸ヘッド７の上昇、工具マガジン２１の回転、主軸ヘッド７の下降の一連の動作により入れ替え交換する。 The tool changing device 20 is provided on the front side of the spindle head 7 and includes a disk-shaped tool magazine 21. The tool magazine 21 holds a plurality of tools (not shown) radially on the outer circumference. The tool changer 20 drives the tool magazine 21 by the magazine motor 55 (see FIG. 2), and positions the tool instructed by the tool change command at the tool change position. The tool change command is given by the NC program. The tool change position is the lowest position of the tool magazine 21. The tool changing device 20 replaces and replaces the tool 4 mounted on the spindle 9 and the tool attached to the tool magazine 21 by a series of operations of raising the spindle head 7, rotating the tool magazine 21, and lowering the spindle head 7.

制御箱６は数値制御装置３０（図２参照）を格納する。数値制御装置３０は、工作機械１に設けたＺ軸モータ５１、主軸モータ５２、Ｘ軸モータ５３、Ｙ軸モータ５４（図２参照）を夫々制御し、テーブル１３及び工具４を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に沿って相対移動する。該時、テーブル１３上に固定した被削材３と主軸９に装着した工具４は相対移動し、各種加工を被削材３に施す。各種加工とは、ドリル、タップ等を用いた穴空け加工、エンドミル、フライス等を用いた側面加工等である。 The control box 6 stores the numerical control device 30 (see FIG. 2). The numerical control device 30 controls the Z-axis motor 51, the spindle motor 52, the X-axis motor 53, and the Y-axis motor 54 (see FIG. 2) provided in the machine tool 1, respectively, and controls the table 13 and the tool 4 in the X-axis direction. , Y-axis direction and Z-axis direction. At this time, the work material 3 fixed on the table 13 and the tool 4 mounted on the spindle 9 move relative to each other, and various processing is performed on the work material 3. The various types of processing include drilling using a drill, tap, etc., side surface processing using an end mill, milling cutter, or the like.

操作パネル１５（図２参照）は、例えば工作機械１を覆うカバー（図示略）の外壁に設ける。操作パネル１５は入力部１６と表示部１７（図２参照）を備える。入力部１６は各種情報、操作指示等の入力を受け付け、数値制御装置３０に出力する。表示部１７は数値制御装置３０からの指令に基づき、各種画面を表示する。 The operation panel 15 (see FIG. 2) is provided, for example, on the outer wall of a cover (not shown) that covers the machine tool 1. The operation panel 15 includes an input unit 16 and a display unit 17 (see FIG. 2). The input unit 16 receives inputs such as various information and operation instructions and outputs them to the numerical control device 30. The display unit 17 displays various screens based on a command from the numerical control device 30.

＜電気的構成＞
図２を参照し、数値制御装置３０と工作機械１の電気的構成を説明する。数値制御装置３０と工作機械１は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、記憶装置３４、入出力部３５、駆動回路５１Ａ〜５５Ａ等を備える。ＣＰＵ３１は数値制御装置３０を統括制御する。ＲＯＭ３２は、主プログラム、算出プログラム等を記憶する。主プログラムは、主処理（図８〜図１１参照）を実行する為のプログラムである。主処理は、ＮＣプログラムを一行ずつ読み込んで各種動作を実行する。ＮＣプログラムは各種制御指令を含む複数行で構成し、工作機械１の軸移動、工具交換等を含む各種動作を行単位で制御する。算出プログラムは、算出処理（図７参照）を実行する為のプログラムである。ＲＡＭ３３は各種情報を一時的に記憶する。記憶装置３４は不揮発性であり、ＮＣプログラム、各種情報を記憶する。ＣＰＵ３１は作業者が操作パネル１５の入力部１６で入力したＮＣプログラムに加え、外部入力で読み込んだＮＣプログラム等を記憶装置３４に記憶できる。 <Electrical configuration>
The electrical configuration of the numerical control device 30 and the machine tool 1 will be described with reference to FIG. The numerical control device 30 and the machine tool 1 include a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, a storage device 34, an input / output unit 35, drive circuits 51A to 55A, and the like. The CPU 31 controls the numerical control device 30 in an integrated manner. The ROM 32 stores a main program, a calculation program, and the like. The main program is a program for executing the main processing (see FIGS. 8 to 11). The main process reads the NC program line by line and executes various operations. The NC program is composed of a plurality of lines including various control commands, and controls various operations including axis movement and tool change of the machine tool 1 on a line-by-line basis. The calculation program is a program for executing the calculation process (see FIG. 7). The RAM 33 temporarily stores various types of information. The storage device 34 is non-volatile and stores NC programs and various information. In addition to the NC program input by the operator in the input unit 16 of the operation panel 15, the CPU 31 can store the NC program or the like read by the external input in the storage device 34.

駆動回路５１ＡはＺ軸モータ５１とエンコーダ５１Ｂに接続する。駆動回路５２Ａは主軸モータ５２とエンコーダ５２Ｂに接続する。駆動回路５３ＡはＸ軸モータ５３とエンコーダ５３Ｂに接続する。駆動回路５４ＡはＹ軸モータ５４とエンコーダ５４Ｂに接続する。駆動回路５５Ａはマガジンモータ５５とエンコーダ５５Ｂに接続する。Ｚ軸モータ５１、主軸モータ５２、Ｘ軸モータ５３、Ｙ軸モータ５４、マガジンモータ５５は何れもサーボモータである。駆動回路５１Ａ〜５５ＡはＣＰＵ３１から指令を受け、対応するモータ５１〜５５に駆動電流を夫々出力する。駆動回路５１Ａ〜５５Ａはエンコーダ５１Ｂ〜５５Ｂからフィードバック信号を受け、位置と速度のフィードバック制御を行う。入出力部３５は操作パネル１５の入力部１６と表示部１７に夫々接続する。以下、モータ５１〜５５を総称する時、モータ５０と称す。駆動回路５１Ａ〜５５Ａを総称する時、駆動回路５０Ａと称す。 The drive circuit 51A is connected to the Z-axis motor 51 and the encoder 51B. The drive circuit 52A is connected to the spindle motor 52 and the encoder 52B. The drive circuit 53A is connected to the X-axis motor 53 and the encoder 53B. The drive circuit 54A is connected to the Y-axis motor 54 and the encoder 54B. The drive circuit 55A is connected to the magazine motor 55 and the encoder 55B. The Z-axis motor 51, the spindle motor 52, the X-axis motor 53, the Y-axis motor 54, and the magazine motor 55 are all servo motors. The drive circuits 51A to 55A receive commands from the CPU 31 and output drive currents to the corresponding motors 51 to 55, respectively. The drive circuits 51A to 55A receive feedback signals from the encoders 51B to 55B and perform position and speed feedback control. The input / output unit 35 is connected to the input unit 16 and the display unit 17 of the operation panel 15, respectively. Hereinafter, when the motors 51 to 55 are collectively referred to, they are referred to as the motor 50. When the drive circuits 51A to 55A are collectively referred to, they are referred to as a drive circuit 50A.

＜加減速処理＞
被削材３に対して工具４をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対移動させて加工するＮＣプログラムの指令（以下、送り軸指令と称す。）に基づき、工作機械１が駆動する時を例示する。以下、被削材３を固定したテーブル１３を、工具４に対してＸ軸方向に相対移動させて加工する時を例示して説明する。工具４に対してテーブル１３をＹ軸方向に相対移動させて加工する時、及び、テーブル１３に対して工具４をＺ軸方向に相対移動させて加工する時については、工具４に対してテーブル１３をＸ軸方向に相対移動させて加工する時と同様であるので、説明は省略する。 <Acceleration / deceleration processing>
When the machine tool 1 is driven based on an NC program command (hereinafter referred to as a feed axis command) for machining by moving the tool 4 relative to the work material 3 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Is illustrated. Hereinafter, a case where the table 13 to which the work material 3 is fixed is moved relative to the tool 4 in the X-axis direction for machining will be described as an example. When machining by moving the table 13 relative to the tool 4 in the Y-axis direction and when machining by moving the tool 4 relative to the table 13 in the Z-axis direction, the table is machined with respect to the tool 4. Since it is the same as the case where 13 is relatively moved in the X-axis direction for processing, the description thereof will be omitted.

ＣＰＵ３１は送り軸指令を読み込んだ時、被削材３を保持したテーブル１３を送り軸指令により指定した位置まで移動する為、テーブル１３の目標位置の時系列データを生成する。ＣＰＵ３１は、所定周期で目標位置のデータを駆動回路５３Ａに出力する。駆動回路５３Ａは、ＣＰＵ３１が出力した目標位置のデータに基づき、Ｘ軸モータ５３を駆動する。Ｘ軸モータ５３は、テーブル１３を目標位置までＸ軸方向に移動する。ＣＰＵ３１が駆動回路５３Ａに目標位置のデータを入力する都度、駆動回路５３ＡはＸ軸モータ５３を駆動する。これにより、テーブル１３は、送り軸指令により指定した位置（以下、指令位置と称す。）に最終的に到達する。送り軸指令に基づきＣＰＵ３１が実行する上記の制御を、送り軸制御と称す。 When the CPU 31 reads the feed axis command, the table 13 holding the work material 3 moves to the position specified by the feed axis command, so that time series data of the target position of the table 13 is generated. The CPU 31 outputs the data of the target position to the drive circuit 53A at a predetermined cycle. The drive circuit 53A drives the X-axis motor 53 based on the target position data output by the CPU 31. The X-axis motor 53 moves the table 13 to the target position in the X-axis direction. Each time the CPU 31 inputs the target position data to the drive circuit 53A, the drive circuit 53A drives the X-axis motor 53. As a result, the table 13 finally reaches the position designated by the feed axis command (hereinafter, referred to as the command position). The above-mentioned control executed by the CPU 31 based on the feed axis command is referred to as feed axis control.

ＣＰＵ３１による目標位置の時系列データの生成方法について説明する。図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、はじめにＣＰＵ３１は、送り軸指令の指定位置までテーブル１３が移動する時の速度が一定（Ｖｍａｘ）に推移する（図３（Ｂ））ように、各目標位置を決定する（図３（Ａ））。次にＣＰＵ３１は、図３（Ｂ）に示す速度の時系列変化を示す波形（以下、速度波形と称す。）に移動平均フィルタ（以下、ＦＩＲフィルタと称す）を二回適用し、速度変化を滑らかにする（図３（Ｃ）（Ｄ））。 A method of generating time-series data of the target position by the CPU 31 will be described. As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), first, the CPU 31 changes the speed at which the table 13 moves to the designated position of the feed axis command at a constant speed (Vmax) (FIG. 3 (B)). Each target position is determined (FIG. 3 (A)). Next, the CPU 31 applies a moving average filter (hereinafter, referred to as an FIR filter) twice to the waveform (hereinafter, referred to as a velocity waveform) showing the time-series change of the speed shown in FIG. 3B, and applies the speed change. Smooth (FIGS. 3 (C) (D)).

一回目に適用するＦＩＲフィルタを第一ＦＩＲフィルタと称し、図３においてＦＩＲ１と表す。第一ＦＩＲフィルタを適用した時の速度の時定数を、第一時定数Ｔ１と称す。二回目に適用するＦＩＲフィルタを第二ＦＩＲフィルタと称し、図３においてＦＩＲ２と表す。第二ＦＩＲフィルタを適用した時の速度の時定数を、第二時定数Ｔ２と称す。 The FIR filter applied for the first time is referred to as a first FIR filter, and is represented as FIR1 in FIG. The time constant of the velocity when the first FIR filter is applied is referred to as the first temporary constant T1. The FIR filter applied for the second time is referred to as a second FIR filter, and is represented as FIR2 in FIG. The time constant of the velocity when the second FIR filter is applied is referred to as the second time constant T2.

図３（Ｂ）に示す速度波形に第一ＦＩＲフィルタを適用した時、図３（Ｃ）に示すように、速度波形のうち速度が０からＶｍａｘまで変化する部分（立ち上がり部分）、及び、速度がＶｍａｘから０まで変化する部分（立ち下がり部分）の傾き（加速度）は一定となる。速度波形の立ち上がり部分及び立ち下がり部分の時間（以下、夫々を立ち上がり時間、立ち下がり時間と称す。）は、何れもｔ１となる。ｔ１は、速度波形に第一ＦＩＲフィルタを適用した時の第一時定数Ｔ１に対応する。故に、第一時定数Ｔ１は、テーブル１３の移動時における加速度を制限する時定数に対応する。 When the first FIR filter is applied to the velocity waveform shown in FIG. 3 (B), as shown in FIG. 3 (C), the portion of the velocity waveform in which the velocity changes from 0 to Vmax (rising portion) and the velocity. The slope (acceleration) of the portion (falling portion) where is changed from Vmax to 0 is constant. The time of the rising portion and the falling portion of the velocity waveform (hereinafter, each is referred to as a rising time and a falling time) is t1. t1 corresponds to the first temporary constant T1 when the first FIR filter is applied to the velocity waveform. Therefore, the first temporary constant T1 corresponds to a time constant that limits the acceleration when the table 13 is moved.

第一ＦＩＲフィルタを適用した速度波形（図３（Ｃ）参照）に第二ＦＩＲフィルタを適用した時、図３（Ｄ）に示すように、速度波形の立ち上がり部分及び立下り部分の傾き（加速度）が一定となる部分の開始部分及び終了部分で、速度は緩やかに変化する。該時、図３（Ｅ）に示すように、加速度の時系列変化を示す波形（以下、「加速度波形」と称す。）において、速度が緩やかに変化する部分に対応する傾きは一定となる。速度波形の立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、夫々ｔ２ずつ増加し、「ｔ１＋ｔ２」となる。ｔ２は、速度波形に第二ＦＩＲフィルタを適用した時の第二時定数Ｔ２に対応する。故に、第二時定数Ｔ２は、工具４の移動時おけるジャーク（加加速度）を制限する時定数に対応する。尚、第一時定数Ｔ１≧第二時定数Ｔ２とする。以下、速度波形に移動平均フィルタを適用する処理を、加減速処理と称す。 When the second FIR filter is applied to the velocity waveform to which the first FIR filter is applied (see FIG. 3C), the inclination (acceleration) of the rising portion and the falling portion of the velocity waveform is shown in FIG. 3D. The speed changes slowly at the start and end of the part where) is constant. At this time, as shown in FIG. 3 (E), in the waveform showing the time-series change of acceleration (hereinafter, referred to as “acceleration waveform”), the slope corresponding to the portion where the velocity changes slowly becomes constant. The rising time and falling time of the velocity waveform increase by t2, respectively, and become "t1 + t2". t2 corresponds to the second time constant T2 when the second FIR filter is applied to the velocity waveform. Therefore, the second time constant T2 corresponds to the time constant that limits the jerk (jerk) during movement of the tool 4. The first temporary constant T1 ≥ the second time constant T2. Hereinafter, the process of applying the moving average filter to the velocity waveform is referred to as acceleration / deceleration process.

ＣＰＵ３１は、ＮＣプログラムの送り軸指令に基づいて、所定周期毎にテーブル１３の速度（図３（Ｂ）参照）を取得し、加減速処理を実行する。より詳細には、ＣＰＵ３１は、取得した速度に第一時定数Ｔ１の第一ＦＩＲフィルタを適用し（図３（Ｃ））、更に第二時定数Ｔ２の第二ＦＩＲフィルタを適用することで（図３（Ｄ））、速度波形の形状に対応する加減速特性を調整する。ＣＰＵ３１は、算出した速度波形（図３（Ｄ）参照）に基づき、所定周期毎の目標位置を決定する。ＣＰＵ３１は、決定した目標位置のデータを所定周期で駆動回路５３Ａに出力する。これにより、駆動回路５３ＡはＸ軸モータ５３を駆動し、Ｘ軸モータ５３は、テーブル１３を目標位置までＸ軸方向に移動する。 The CPU 31 acquires the speed of the table 13 (see FIG. 3B) at predetermined cycles based on the feed axis command of the NC program, and executes the acceleration / deceleration process. More specifically, the CPU 31 applies the first FIR filter of the first temporary constant T1 to the acquired speed (FIG. 3C), and further applies the second FIR filter of the second time constant T2 ((FIG. 3C)). FIG. 3 (D)), the acceleration / deceleration characteristics corresponding to the shape of the velocity waveform are adjusted. The CPU 31 determines the target position for each predetermined cycle based on the calculated velocity waveform (see FIG. 3D). The CPU 31 outputs the determined target position data to the drive circuit 53A at a predetermined cycle. As a result, the drive circuit 53A drives the X-axis motor 53, and the X-axis motor 53 moves the table 13 to the target position in the X-axis direction.

なお、ＣＰＵ３１は、テーブル１３をＹ軸方向に移動する時、及び、工具４をＺ軸方向に移動する時の夫々についても、上述と同様の方法で加減速処理を実行する。ＣＰＵ３１は、決定したＹ軸方向における目標位置のデータを、所定周期で駆動回路５２Ａに出力する。これにより、駆動回路５２ＡはＹ軸モータ５４を駆動し、Ｙ軸モータ５４は、テーブル１３を目標位置までＹ軸方向に移動する。ＣＰＵ３１は、決定したＺ軸方向における目標位置のデータを、所定周期で駆動回路５１Ａに出力する。これにより、駆動回路５１ＡはＺ軸モータ５１を駆動し、Ｚ軸モータ５１は、工具４を目標位置までＺ軸方向に移動する。 The CPU 31 also executes acceleration / deceleration processing in the same manner as described above when the table 13 is moved in the Y-axis direction and when the tool 4 is moved in the Z-axis direction. The CPU 31 outputs the determined target position data in the Y-axis direction to the drive circuit 52A at a predetermined cycle. As a result, the drive circuit 52A drives the Y-axis motor 54, and the Y-axis motor 54 moves the table 13 to the target position in the Y-axis direction. The CPU 31 outputs the determined target position data in the Z-axis direction to the drive circuit 51A at a predetermined cycle. As a result, the drive circuit 51A drives the Z-axis motor 51, and the Z-axis motor 51 moves the tool 4 to the target position in the Z-axis direction.

上記に依り、テーブル１３は所定周期毎に目標位置迄Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動する動作を繰り返す。これにより、テーブル１３は、送り軸指令により指定した指令位置に最終的に到達する。 Based on the above, the table 13 repeats the operation of moving to the target position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction at predetermined intervals. As a result, the table 13 finally reaches the command position specified by the feed axis command.

なお、加減速処理において適用するＦＩＲフィルタの最大数は２つに限らない。ＣＰＵ３１は、加減速処理において第一ＦＩＲフィルタのみ適用してもよいし、３つ以上のＦＩＲフィルタを適用してもよい。 The maximum number of FIR filters applied in the acceleration / deceleration process is not limited to two. The CPU 31 may apply only the first FIR filter in the acceleration / deceleration process, or may apply three or more FIR filters.

＜振動抑制の考え方＞
ＣＰＵ３１は、工作機械１によるテーブル１３及び工具４の移動を高速化して加工時間を抑制する為、例えば図４（Ａ）に示す速度波形の立ち上がり部分の加速度（速度波形の傾き）が、モータ５０にて駆動可能な最大値（以下、許容加速度と称す）となるように、第一ＦＩＲフィルタの第一時定数Ｔ１を決定する。例えば、送り軸指令に応じて移動するテーブル１３又は工具４の移動前後における速度差（以下、「指令速度差」と称す。）がＦ１１の時、ＣＰＵ３１は、モータ５０の加速度が許容加速度となるように、ＦＩＲフィルタの時定数をｔ１１とする。なお指令速度差は、送り軸指令の前にテーブル１３又は工具４が停止していた場合には送り軸指令における指令速度そのものとし、既に移動中であった場合には、送り軸指令における指令速度から現在の移動速度を減じたものとする。指令速度差がＦ１２の時、ＣＰＵ３１は、モータ５０の加速度が許容加速度となるように、ＦＩＲフィルタの時定数をｔ１２とする。該時、図４（Ｂ）に示すように、指令速度差とＦＩＲフィルタの時定数との関係は線形を示す。例えばＦ１１＜Ｆ１２の時、Ｔ１１＜Ｔ１２となる。 <Concept of vibration suppression>
Since the CPU 31 speeds up the movement of the table 13 and the tool 4 by the machine tool 1 and suppresses the machining time, for example, the acceleration (inclination of the speed waveform) at the rising portion of the speed waveform shown in FIG. 4A is the motor 50. The first temporary constant T1 of the first FIR filter is determined so as to have a maximum value that can be driven by (hereinafter referred to as an allowable acceleration). For example, when the speed difference (hereinafter referred to as "command speed difference") before and after the movement of the table 13 or the tool 4 that moves in response to the feed axis command is F11, the acceleration of the motor 50 is the allowable acceleration of the CPU 31. As described above, the time constant of the FIR filter is t11. The command speed difference is the command speed itself in the feed shaft command when the table 13 or the tool 4 is stopped before the feed shaft command, and the command speed in the feed shaft command when it is already moving. It is assumed that the current movement speed is subtracted from. When the command speed difference is F12, the CPU 31 sets the time constant of the FIR filter to t12 so that the acceleration of the motor 50 becomes the allowable acceleration. At this time, as shown in FIG. 4B, the relationship between the command speed difference and the time constant of the FIR filter shows a linear shape. For example, when F11 <F12, T11 <T12.

ＣＰＵ３１は、テーブル１３及び工具４の移動に応じて発生する工作機械１の固有振動を抑制する為、ＦＩＲフィルタの時定数を設定する。具体的には、例えば図４（Ｃ）に示すように、固有振動周波数における振動量が所定の閾値Ｔｈ（図６（Ｄ）参照、後述）よりも大きくなる時定数の範囲（「振動し易い時定数の範囲」という。）が、ｔ１３（指令速度差Ｆ１３）〜ｔ１４（指令速度差Ｆ１４）の時を例示する。該時、ＣＰＵ３１は、時定数がｔ１３〜ｔ１４の範囲とならないよう、指令速度差がＦ１３〜Ｆ１４の範囲で、ＦＩＲフィルタの時定数をｔ１４一定に補正する。尚、ＣＰＵ３１は、加減速処理で第一ＦＩＲフィルタ及び第二ＦＩＲフィルタを用いる時、第一時定数Ｔ１を補正する。 The CPU 31 sets the time constant of the FIR filter in order to suppress the natural vibration of the machine tool 1 generated in response to the movement of the table 13 and the tool 4. Specifically, for example, as shown in FIG. 4C, a time constant range in which the amount of vibration at the natural vibration frequency becomes larger than a predetermined threshold Th (see FIG. 6D, which will be described later) (“easy to vibrate”). The time constant range ”is illustrated when t13 (command speed difference F13) to t14 (command speed difference F14). At this time, the CPU 31 corrects the time constant of the FIR filter to be constant t14 in the range of the command speed difference of F13 to F14 so that the time constant does not fall in the range of t13 to t14. The CPU 31 corrects the first temporary constant T1 when the first FIR filter and the second FIR filter are used in the acceleration / deceleration process.

尚、上記にて時定数が大きくなることに応じ、テーブル１３又は工具４の移動時間は長くなる。しかし、例えば図４（Ｃ）の指令速度差がＦ１３〜Ｆ１４の範囲で時定数をｔ１３で一定とした場合、モータ５０の許容加速度を超えてしまうことになる。よってＣＰＵ３１は、指令速度差がＦ１３〜Ｆ１４の範囲で時定数をｔ１３で一定にできない。 As the time constant increases in the above, the moving time of the table 13 or the tool 4 becomes longer. However, for example, if the command speed difference in FIG. 4C is constant at t13 in the range of F13 to F14, the permissible acceleration of the motor 50 will be exceeded. Therefore, the CPU 31 cannot make the time constant constant at t13 when the command speed difference is in the range of F13 to F14.

＜加速度指令のスペクトルの算出方法＞
振動し易い時定数の範囲を決定する時に用いる加速度指令のスペクトルは、以下の方法に依り導出する。図５（Ａ）に示す指令速度差Ｖの加速度インパルス指令に第一ＦＩＲフィルタ及び第二ＦＩＲフィルタを適用して図５（Ｂ）に示す加速度波形を得る時を例示する。尚、加速度波形を積分した値は、指令速度差Ｖと一致する。第一ＦＩＲフィルタ及び第二ＦＩＲフィルタのラプラス変換結果をＧａｖｒ（ｓ）と表記する時、Ｇａｖｒ（ｓ）は式（１）で表せる。

Figure 2021163077
ｓをｊωで置換したＧａｖｒ（ｊω）の絶対値｜Ｇａｖｒ（ｊω）｜を、フィルタ伝達関数ゲインと称す。ここでωは角周波数［ｒａｄ／ｓ］、ｊは虚数単位である。｜Ｇａｖｒ（ｊω）｜は、第一ＦＩＲフィルタ及び第二ＦＩＲフィルタをあわせた特性を示す伝達関数であり、式（２）で表せる。
Figure 2021163077
 フィルタ伝達関数ゲインに指令速度差を乗算することで、送り軸の加減速による周波数毎の加振力に比例する特性値（以下、「加速度指令のスペクトル」）を得る（式（３）参照）。
加速度指令のスペクトル＝指令速度差×フィルタ伝達関数ゲイン （３） <Calculation method of acceleration command spectrum>
The spectrum of the acceleration command used when determining the range of the time constant that is likely to vibrate is derived by the following method. An example shows a case where the first FIR filter and the second FIR filter are applied to the acceleration impulse command of the command speed difference V shown in FIG. 5 (A) to obtain the acceleration waveform shown in FIG. 5 (B). The integrated value of the acceleration waveform coincides with the command speed difference V. When the Laplace transform results of the first FIR filter and the second FIR filter are expressed as Gavr (s), Gavr (s) can be expressed by the equation (1).
Figure 2021163077
 The absolute value | Gavr (jω) | of Gavr (jω) in which s is replaced by jω is referred to as a filter transfer function gain. Here, ω is an angular frequency [rad / s], and j is an imaginary unit. | Gavr (jω) | is a transfer function showing the combined characteristics of the first FIR filter and the second FIR filter, and can be expressed by the equation (2).
Figure 2021163077
 By multiplying the filter transfer function gain by the command speed difference, a characteristic value proportional to the excitation force for each frequency due to acceleration / deceleration of the feed axis (hereinafter, “acceleration command spectrum”) is obtained (see equation (3)). ..
Acceleration command spectrum = command speed difference x filter transfer function gain (3)

式（３）において、角周波数ωとして固有振動周波数［Ｈｚ］×２πを代入した時、加速度指令のスペクトルは、固有振動周波数における送り軸の加減速による加振力に比例する。 When the natural vibration frequency [Hz] × 2π is substituted as the angular frequency ω in the equation (3), the spectrum of the acceleration command is proportional to the exciting force due to the acceleration / deceleration of the feed shaft at the natural vibration frequency.

＜工作機械１の振動特性の算出方法＞
速度指令に対してＦＩＲフィルタを適用せずに工作機械１を駆動し、テーブル１３又は工具４を移動する（速度ステップ指令）ことで工作機械１の振動特性を測定する。該時の工作機械１の振動量（振幅）を、工作機械１に取り付けた加速度計等により測定する。次に、テーブル１３又は工具４の移動時における加速度と、測定した振動量との関係に基づき、加速度指令に対する振動量を周波数毎に示す特性値（以下、「振動伝達関数の位置ゲイン」と称す。）を算出する（図５（Ｃ）参照）。尚、測定した振動量が極大値を示す時の周波数は、工作機械１の固有振動周波数に対応する。図５（Ｃ−１）に示す例では、１つの固有振動周波数（第一固有振動周波数）に対応する１つの極大値が出現している。固有振動数は二つ以上存在する場合もある。図５（Ｃ−２）に示す例では、（Ｃ−１）に示した一つ目の固有振動周波数（第一固有振動周波数）だけでなく、二つ目の固有振動周波数（第二固有振動周波数）に対応する極大値が出現している。 <Calculation method of vibration characteristics of machine tool 1>
The vibration characteristics of the machine tool 1 are measured by driving the machine tool 1 without applying the FIR filter to the speed command and moving the table 13 or the tool 4 (speed step command). The vibration amount (amplitude) of the machine tool 1 at that time is measured by an accelerometer or the like attached to the machine tool 1. Next, based on the relationship between the acceleration when the table 13 or the tool 4 is moving and the measured vibration amount, a characteristic value indicating the vibration amount with respect to the acceleration command for each frequency (hereinafter referred to as "position gain of the vibration transmission function"). ) Is calculated (see FIG. 5 (C)). The frequency when the measured vibration amount shows the maximum value corresponds to the natural vibration frequency of the machine tool 1. In the example shown in FIG. 5 (C-1), one maximum value corresponding to one natural vibration frequency (first natural vibration frequency) appears. There may be more than one natural frequency. In the example shown in FIG. 5 (C-2), not only the first natural vibration frequency (first natural vibration frequency) shown in (C-1) but also the second natural vibration frequency (second natural vibration). The maximum value corresponding to (frequency) has appeared.

次に、加速度指令のスペクトル（式（３）参照）と振動伝達関数の位置ゲインとを乗算することで、指令速度差に対する工作機械１の振動の大きさを周波数毎に示すパラメータ（以下、「振動の位置スペクトル」と称す。）を算出する。図６（Ｄ）は、上記の方法で固有振動周波数毎に算出した振動の位置スペクトル値とＦＩＲフィルタの時定数の関係を示したグラフである。ＦＩＲフィルタの時定数は、指令速度差と許容加速度の関係から求める（図４（Ｂ）参照）。図６（Ｄ−１）のグラフの極小値は、ＦＩＲフィルタの時定数が図５（Ｃ−１）に示す第一固有振動周波数の逆数となる時定数と、その整数倍の時定数に対応する。これは、ＦＩＲフィルタはその時定数の逆数である周波数の振動を抑える効果がある為である。図６（Ｄ−２）のグラフの極小値は、ＦＩＲフィルタの時定数が図５（Ｃ−２）に示す第二固有振動周波数の逆数となる時定数と、その整数倍の時定数に対応する。第一固有振動周波数＜第二固有振動周波数の関係より、図６（Ｄ−２）のグラフの一つ目の極小値は、図６（Ｄ−１）のグラフの一つ目の極小値よりも小さい。 Next, by multiplying the spectrum of the acceleration command (see equation (3)) and the position gain of the vibration transmission function, a parameter indicating the magnitude of vibration of the machine tool 1 with respect to the command speed difference for each frequency (hereinafter, "" It is called "vibration position spectrum".) Is calculated. FIG. 6D is a graph showing the relationship between the vibration position spectrum value calculated for each natural vibration frequency by the above method and the time constant of the FIR filter. The time constant of the FIR filter is obtained from the relationship between the command speed difference and the allowable acceleration (see FIG. 4B). The minimum value of the graph in FIG. 6 (D-1) corresponds to the time constant in which the time constant of the FIR filter is the reciprocal of the first natural vibration frequency shown in FIG. 5 (C-1) and the time constant which is an integral multiple of the time constant. do. This is because the FIR filter has the effect of suppressing the vibration of the frequency which is the reciprocal of the time constant. The minimum value of the graph in FIG. 6 (D-2) corresponds to the time constant in which the time constant of the FIR filter is the reciprocal of the second natural vibration frequency shown in FIG. 5 (C-2) and the time constant that is an integral multiple of the time constant. do. From the relationship of the first natural vibration frequency <the second natural vibration frequency, the first local minimum value in the graph of FIG. 6 (D-2) is from the first local minimum value of the graph of FIG. 6 (D-1). Is also small.

＜振動し易い時定数の範囲の決定方法＞
図６（Ｄ−１）（Ｄ−２）のグラフのＴｈは、工作機械１の振動の大きさに対する閾値である。例えばＣＰＵ３１は、第一固有振動周波数に関して図６（Ｄ−１）に示した振動の位置スペクトルがＴｈを下回るように第一時定数Ｔ１を決定することで、第一固有振動周波数における工作機械１の振動をＴｈ以下に抑えることができる。同様に、第二固有振動周波数に関して図６（Ｄ−２）に示した振動の位置スペクトルがＴｈを下回るように第二時定数Ｔ２を決定することで、第二固有振動周波数における工作機械１の振動をＴｈ以下に抑えることができる。 <Method of determining the range of time constant that easily vibrates>
Th in the graph of FIGS. 6 (D-1) and 6 (D-2) is a threshold value for the magnitude of vibration of the machine tool 1. For example, the CPU 31 determines the first temporary constant T1 so that the position spectrum of the vibration shown in FIG. 6 (D-1) is lower than Th with respect to the first natural vibration frequency, so that the machine tool 1 at the first natural vibration frequency 1 Vibration can be suppressed to Th or less. Similarly, by determining the second time constant T2 so that the position spectrum of the vibration shown in FIG. 6 (D-2) is lower than Th with respect to the second natural vibration frequency, the machine tool 1 at the second natural vibration frequency Vibration can be suppressed to Th or less.

＜算出処理＞
図７を参照し、算出処理を説明する。ＣＰＵ３１は、工作機械１による被削材３の加工を開始する前に作業者が入力部１６を介して算出処理の実行指示を入力した時、ＲＯＭ３２に記憶した算出プログラムを読み出して実行することにより、算出処理を開始する。尚、算出処理の開始時、振動を測定する為の加速度計等が工作機械１に取り付けてあることを前提とする。又、テーブル１３に被削材３が固定してあることを前提とする。 <Calculation processing>
The calculation process will be described with reference to FIG. 7. When the operator inputs an execution instruction for the calculation process via the input unit 16 before starting the machining of the work material 3 by the machine tool 1, the CPU 31 reads and executes the calculation program stored in the ROM 32. , Start the calculation process. It is assumed that an accelerometer or the like for measuring vibration is attached to the machine tool 1 at the start of the calculation process. Further, it is assumed that the work material 3 is fixed to the table 13.

図７に示すように、ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の何れかを選択する（Ｓ１０１）。ＣＰＵ３１は、選択した軸方向においてテーブル１３又は工具４に対する速度ステップ指令により、工作機械１を駆動する（Ｓ１０３）。工作機械１は、テーブル１３又は工具４の移動に応じて振動する。加速度計等は、工作機械１の振動を周波数毎に測定する。作業者は、加速度計等による測定結果を、入力部１６を介して数値制御装置３０に入力する。ＣＰＵ３１は、入力部１６を介して測定結果を取得する（Ｓ１０５）。 As shown in FIG. 7, the CPU 31 selects one of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction (S101). The CPU 31 drives the machine tool 1 by a speed step command to the table 13 or the tool 4 in the selected axial direction (S103). The machine tool 1 vibrates in response to the movement of the table 13 or the tool 4. An accelerometer or the like measures the vibration of the machine tool 1 for each frequency. The operator inputs the measurement result by the accelerometer or the like to the numerical control device 30 via the input unit 16. The CPU 31 acquires the measurement result via the input unit 16 (S105).

ＣＰＵ３１は、取得した測定結果に基づき、振動量が極大となる周波数を固有振動周波数として決定する（Ｓ１０７）。ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１の処理により選択した軸方向における固有振動周波数として、記憶装置３４に記憶する。ＣＰＵ３１は、取得した測定結果に基づき、速度ステップ指令に応じてテーブル１３又は工具４が移動する時の加速度と、該移動に応じて発生した振動の振動量とを関連付ける。ＣＰＵ３１は、テーブル１３又は工具４が移動する時の加速度と振動量の関係を周波数毎に示すパラメータである振動伝達関数の位置ゲインを算出する（Ｓ１０９）。ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１の処理により選択した軸方向における振動伝達関数の位置ゲインとして記憶装置３４に記憶する。 Based on the acquired measurement result, the CPU 31 determines the frequency at which the vibration amount is maximized as the natural vibration frequency (S107). The CPU 31 stores the natural vibration frequency in the axial direction selected by the process of S101 in the storage device 34. Based on the acquired measurement result, the CPU 31 associates the acceleration when the table 13 or the tool 4 moves in response to the speed step command with the vibration amount of the vibration generated in response to the movement. The CPU 31 calculates the position gain of the vibration transfer function, which is a parameter indicating the relationship between the acceleration and the vibration amount when the table 13 or the tool 4 moves for each frequency (S109). The CPU 31 stores the position gain of the vibration transfer function in the axial direction selected by the process of S101 in the storage device 34.

ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１の処理にてＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全てを選択したか判定する（Ｓ１１１）。ＣＰＵ３１は、選択していない軸方向が残存する時（Ｓ１１１：ＮＯ）処理をＳ１０１に戻す。ＣＰＵ３１は、選択していない軸方向の何れかを選択し（Ｓ１０１）、Ｓ１０３〜Ｓ１０９の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全てを選択したと判定した時（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、算出処理を終了する。 The CPU 31 determines whether all of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are selected in the process of S101 (S111). The CPU 31 returns the process to S101 when the unselected axial direction remains (S111: NO). The CPU 31 selects one of the unselected axial directions (S101), and repeats the processes of S103 to S109. When it is determined that all of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction have been selected (S111: YES), the CPU 31 ends the calculation process.

作業者は、テーブル１３に固定する被削材３の質量が異なる複数の条件で算出処理の実行指示を繰り返し入力する。ＣＰＵ３１は、Ｓ１０７の処理により決定した固有振動周波数を、被削材３の質量と、被削材をテーブル１３に固定する為の治具の質量との合計（以下、合計質量と称す。）毎に記憶装置３４に記憶する。ＣＰＵ３１は、Ｓ１０９の処理により算出した振幅の位置ゲインを、被削材３と治具との合計質量毎に記憶装置３４に記憶する。 The operator repeatedly inputs the execution instruction of the calculation process under a plurality of conditions in which the mass of the work material 3 fixed to the table 13 is different. The CPU 31 sets the natural vibration frequency determined by the processing of S107 for each total (hereinafter, referred to as total mass) of the mass of the work material 3 and the mass of the jig for fixing the work material to the table 13. It is stored in the storage device 34. The CPU 31 stores the position gain of the amplitude calculated by the process of S109 in the storage device 34 for each total mass of the work material 3 and the jig.

＜主処理（固有振動周波数及びＦＩＲフィルタが１つの時）＞
図８〜図１１を参照し、主処理を説明する。ＣＰＵ３１は、工作機械１による被削材３の加工を開始する時、ＲＯＭ３２に記憶した主プログラムを読み出して実行することにより、主処理を開始する。尚、主処理の開始時、算出処理（図７参照）の実行により固有振動周波数と振動伝達関数の位置ゲインが記憶装置３４に記憶してあることを前提とする。又、主処理の開始時、加工対象としてテーブル１３に固定した被削材３と治具との合計質量が記憶装置３４に記憶してあることを前提とする。尚、被削材３と治具との合計質量は、主処理の開始前に作業者が入力部１６を介して数値制御装置３０に入力してもよい。ＣＰＵ３１は、入力部１６を介して被削材３と治具との合計質量を取得し、ＲＡＭ３３に記憶してもよい。 <Main processing (when there is one natural vibration frequency and FIR filter)>
The main processing will be described with reference to FIGS. 8 to 11. When the machine tool 1 starts machining the work material 3, the CPU 31 starts the main process by reading and executing the main program stored in the ROM 32. It is assumed that the natural vibration frequency and the position gain of the vibration transfer function are stored in the storage device 34 by executing the calculation process (see FIG. 7) at the start of the main process. Further, at the start of the main processing, it is assumed that the total mass of the work material 3 fixed to the table 13 and the jig as the processing target is stored in the storage device 34. The total mass of the work material 3 and the jig may be input to the numerical control device 30 by the operator via the input unit 16 before the start of the main process. The CPU 31 may acquire the total mass of the work material 3 and the jig via the input unit 16 and store it in the RAM 33.

ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した変数ｉを初期化する。ＣＰＵ３１は、記憶装置３４に記憶した振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数を取得する（Ｓ１１）。該時、ＣＰＵ３１は、記憶装置３４が被削材３と治具との合計質量毎に記憶した振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数の内、ＲＡＭ３３に記憶した被削材３と治具との合計質量と一致又は近似する合計質量に対応する振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数を取得する（Ｓ１１）。 The CPU 31 initializes the variable i stored in the RAM 33. The CPU 31 acquires the position gain and the natural vibration frequency of the vibration transfer function stored in the storage device 34 (S11). At this time, the CPU 31 includes the work material 3 and the jig stored in the RAM 33 among the position gain and the natural vibration frequency of the vibration transmission function stored by the storage device 34 for each total mass of the work material 3 and the jig. The position gain and the natural vibration frequency of the vibration transfer function corresponding to the total mass corresponding to or close to the total mass of are acquired (S11).

ＣＰＵ３１は、記憶装置３４に記憶したＮＣプログラムのｉ番目の指令を取得する（Ｓ１３）。ＣＰＵ３１は、読み出したｉ番目の指令が送り軸指令であるか判定する（Ｓ１５）。ＣＰＵ３１は、ｉ番目の指令が送り軸指令でないと判定した時（Ｓ１５：ＮＯ）、処理をＳ２３に進める。ＣＰＵ３１は、ｉ番目の指令に応じた駆動方法で工作機械１を制御し、ｉ番目の指令を実行する（Ｓ２３）。ＣＰＵ３１は、処理をＳ２５に進める。 The CPU 31 acquires the i-th command of the NC program stored in the storage device 34 (S13). The CPU 31 determines whether the read i-th command is a feed axis command (S15). When the CPU 31 determines that the i-th command is not a feed axis command (S15: NO), the CPU 31 advances the process to S23. The CPU 31 controls the machine tool 1 by a driving method according to the i-th command, and executes the i-th command (S23). The CPU 31 advances the process to S25.

ＣＰＵ３１は、ｉ番目の指令が送り軸指令であると判定した時（Ｓ１５：ＹＥＳ）、処理をＳ１７に進める。ＣＰＵ３１は、ｉ番目の指令に応じて移動するテーブル１３又は工具４の移動前後におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の夫々の速度差を、指令速度差として算出する（Ｓ１７）。ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の夫々の指令速度差を、ＲＡＭ３３に記憶する。 When the CPU 31 determines that the i-th command is a feed axis command (S15: YES), the CPU 31 advances the process to S17. The CPU 31 calculates the speed difference in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction before and after the movement of the table 13 or the tool 4 that moves in response to the i-th command as the command speed difference (S17). The CPU 31 stores in the RAM 33 each command speed difference in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.

ＣＰＵ３１は、ＦＩＲフィルタの時定数を補正する為に補正処理を実行する（Ｓ１９）。Ｓ１１の処理により取得した固有振動周波数が１つの時、ＣＰＵ３１は、第一ＦＩＲフィルタの第一時定数Ｔ１を補正する為、図９に示す補正処理を実行する。 The CPU 31 executes a correction process in order to correct the time constant of the FIR filter (S19). When the natural vibration frequency acquired by the process of S11 is one, the CPU 31 executes the correction process shown in FIG. 9 in order to correct the first temporary constant T1 of the first FIR filter.

図９を参照し、固有振動周波数が１つの時に実行する補正処理を説明する。ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の何れかを選択する（Ｓ４１）。以下、選択した軸方向を、「選択軸」と称す。ＣＰＵ３１は、選択軸に対応した合計イナーシャを算出する（Ｓ４２）。合計イナーシャは、等価イナーシャと回転部のイナーシャの合計である。等価イナーシャは、テーブル１３又は工具４の可動部分の質量×ボール螺子のリード２÷（２π）２により算出される。回転部のイナーシャは、テーブル１３又は工具４の移動とともに回転するモータの回転子、ボール螺子等のイナーシャの合計であり、予め記憶装置３４に記憶してある。ＣＰＵ３１は、選択軸に沿ってテーブル１３又は工具４が移動する時の加速度が、許容加速度と等しくなるように、第一時定数Ｔ１を算出する（Ｓ４３、図４（Ｂ）参照）。尚、許容加速度は、選択軸に対応するモータ５０（Ｘ軸モータ５３、Ｙ軸モータ５４、Ｚ軸モータ５１）の最大トルク÷合計イナーシャ＝許容加速度により算出される。故に許容加速度は、合計イナーシャに応じて変動する。ＣＰＵ３１は、合計イナーシャに基づき許容加速度を決定し、テーブル１３又は工具４の移動時における指令速度差との関係に基づいて第一時定数Ｔ１を算出する。 With reference to FIG. 9, the correction process executed when the natural vibration frequency is one will be described. The CPU 31 selects any of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction (S41). Hereinafter, the selected axial direction is referred to as a "selected axis". The CPU 31 calculates the total inertia corresponding to the selected axis (S42). The total inertia is the sum of the equivalent inertia and the inertia of the rotating part. The equivalent inertia is calculated by multiplying the mass of the moving part of the table 13 or the tool 4 by the lead 2 of the ball screw ÷ (2π) 2. The inertia of the rotating portion is the total inertia of the rotor of the motor, the ball screw, and the like that rotate with the movement of the table 13 or the tool 4, and is stored in the storage device 34 in advance. The CPU 31 calculates the first temporary constant T1 so that the acceleration when the table 13 or the tool 4 moves along the selection axis becomes equal to the permissible acceleration (see S43, FIG. 4B). The permissible acceleration is calculated by the maximum torque of the motor 50 (X-axis motor 53, Y-axis motor 54, Z-axis motor 51) corresponding to the selected axis / total inertia = permissible acceleration. Therefore, the permissible acceleration fluctuates according to the total inertia. The CPU 31 determines the permissible acceleration based on the total inertia, and calculates the first temporary constant T1 based on the relationship with the command speed difference when the table 13 or the tool 4 is moved.

ＣＰＵ３１は、式（３）に基づき、選択軸における加速度指令のスペクトルを算出する。該時、フィルタ伝達関数ゲインがパラメータとして含む第一時定数Ｔ１として、Ｓ４３の処理によって算出した第一時定数を適用する。ＣＰＵ３１は、Ｓ１１（図８参照）の処理により取得した固有振動周波数×２πを、フィルタ伝達関数ゲインの変数ωとして代入し、指令速度差を乗じることで固有振動周波数における加速度指令のスペクトル値を算出する（Ｓ４５）。該値は、第一ＦＩＲフィルタの第一時定数Ｔ１と、テーブル１３又は工具４の移動時における加速度との関係を固有振動周波数毎に示す。 The CPU 31 calculates the spectrum of the acceleration command on the selection axis based on the equation (3). At this time, the first temporary constant calculated by the processing of S43 is applied as the first temporary constant T1 included in the filter transfer function gain as a parameter. The CPU 31 substitutes the natural vibration frequency × 2π acquired by the process of S11 (see FIG. 8) as the variable ω of the filter transfer function gain, and calculates the spectrum value of the acceleration command at the natural vibration frequency by multiplying by the command speed difference. (S45). The value indicates the relationship between the first temporary constant T1 of the first FIR filter and the acceleration when the table 13 or the tool 4 is moving for each natural vibration frequency.

ＣＰＵ３１は、Ｓ１１（図８参照）の処理により取得した振動伝達関数の位置ゲインのうち選択軸に対応する振動伝達関数の位置ゲインを取得する。ＣＰＵ３１は、取得した振動伝達関数の位置ゲインと、Ｓ４５の処理により算出した加速度指令のスペクトル値とを乗算することで、選択軸の固有振動周波数における振動の大きさを示す振動の位置スペクトル値を算出する（Ｓ４７、図６（Ｄ−１）参照）。 The CPU 31 acquires the position gain of the vibration transfer function corresponding to the selected axis among the position gains of the vibration transfer function acquired by the process of S11 (see FIG. 8). The CPU 31 multiplies the acquired position gain of the vibration transmission function by the spectrum value of the acceleration command calculated by the processing of S45 to obtain a vibration position spectrum value indicating the magnitude of vibration at the natural vibration frequency of the selected axis. Calculate (see S47, FIG. 6 (D-1)).

ＣＰＵ３１は、振動の位置スペクトル値が閾値Ｔｈ以上であるか判定する（Ｓ４９）。ＣＰＵ３１は、振動の位置スペクトル値が閾値Ｔｈ以上であると判定した時（Ｓ４９：ＹＥＳ）、第一時定数Ｔ１に１ｍｓ加算して更新し（Ｓ５１）、処理をＳ４５に戻す。 The CPU 31 determines whether the position spectrum value of vibration is equal to or higher than the threshold value Th (S49). When the CPU 31 determines that the position spectrum value of vibration is equal to or higher than the threshold value Th (S49: YES), the CPU 31 adds 1 ms to the first temporary constant T1 and updates it (S51), and returns the process to S45.

ＣＰＵ３１は、更新した第一時定数Ｔ１に基づいてフィルタ伝達関数ゲインを決定し、加速度指令のスペクトル値を再度算出する（Ｓ４５）。ＣＰＵ３１は、Ｓ４５の処理により算出した加速度指令のスペクトル値と振動伝達関数の位置ゲインとを乗算し、振動の位置スペクトル値を算出する（Ｓ４７）。ＣＰＵ３１は、算出した振動の位置スペクトル値に基づき、振動の位置スペクトル値が閾値Ｔｈ以上であるか判定する（Ｓ４９）。ＣＰＵ３１は、Ｓ４５〜Ｓ４７の処理を、振動の位置スペクトル値が閾値Ｔｈ未満であると判定する迄繰り返す。 The CPU 31 determines the filter transfer function gain based on the updated first temporary constant T1, and recalculates the spectral value of the acceleration command (S45). The CPU 31 multiplies the spectrum value of the acceleration command calculated by the process of S45 with the position gain of the vibration transfer function to calculate the position spectrum value of vibration (S47). Based on the calculated vibration position spectrum value, the CPU 31 determines whether the vibration position spectrum value is equal to or higher than the threshold value Th (S49). The CPU 31 repeats the processes of S45 to S47 until it is determined that the position spectrum value of vibration is less than the threshold value Th.

ＣＰＵ３１は、振動の位置スペクトル値が閾値Ｔｈ未満であると判定した時（Ｓ４９：ＮＯ）、処理をＳ５３に進める。ＣＰＵ３１は、Ｓ４１の処理によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全てを選択したか判定する（Ｓ５３）。ＣＰＵ３１は、選択していない軸方向が残存する時（Ｓ５３：ＮＯ）、処理をＳ４１に進める。ＣＰＵ３１は、選択していない軸方向の何れかを選択し（Ｓ４１）、Ｓ４３〜Ｓ５１の処理を繰り返す。 When the CPU 31 determines that the position spectrum value of the vibration is less than the threshold value Th (S49: NO), the CPU 31 advances the process to S53. The CPU 31 determines whether all of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction have been selected by the process of S41 (S53). When the unselected axial direction remains (S53: NO), the CPU 31 advances the process to S41. The CPU 31 selects one of the unselected axial directions (S41), and repeats the processes of S43 to S51.

ＣＰＵ３１は、Ｓ４３の処理を繰り返すことにより、テーブル１３又は工具４が移動する時の加速度が許容加速度以下となるような第一時定数Ｔ１を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎に算出する。ＣＰＵ３１は、Ｓ４５、Ｓ４７の処理を繰り返すことにより、固有振動周波数に対応する振動の大きさを示す振動の位置スペクトル値を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎に算出する。ＣＰＵ３１は、Ｓ４９、Ｓ５１の処理を繰り返すことにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎の第一時定数Ｔ１を、振動量が閾値Ｔｈ以下となるように補正する。ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全てを選択したと判定した時（Ｓ５３：ＹＥＳ）、補正処理を終了して処理を主処理（図８参照）に戻す。 By repeating the process of S43, the CPU 31 sets a first temporary constant T1 such that the acceleration when the table 13 or the tool 4 moves is equal to or less than the allowable acceleration for each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. calculate. By repeating the processes of S45 and S47, the CPU 31 calculates the position spectrum value of the vibration indicating the magnitude of the vibration corresponding to the natural vibration frequency for each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. By repeating the processes of S49 and S51, the CPU 31 corrects the first temporary constant T1 for each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction so that the vibration amount is equal to or less than the threshold value Th. When the CPU 31 determines that all of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction have been selected (S53: YES), the CPU 31 ends the correction process and returns the process to the main process (see FIG. 8).

図８に示すように、ＣＰＵ３１は、補正処理（Ｓ１９）の終了後、補正後の第一時定数Ｔ１に基づく第一ＦＩＲフィルタにより加減速処理を実行する（Ｓ２１）。より具体的には、ＣＰＵ３１は、テーブル１３をＸ軸方向に移動する時の速度波形に、Ｘ軸方向に対応する補正後の第一時定数Ｔ１に応じた第一ＦＩＲフィルタを適用する。ＣＰＵ３１は、テーブル１３をＹ軸方向に相対移動する時の速度波形に、Ｙ軸方向に対応する補正後の第一時定数Ｔ１に応じた第一ＦＩＲフィルタを適用する。ＣＰＵ３１は、工具４をＺ軸方向に相対移動する時の速度波形に、Ｚ軸方向に対応する補正後の第一時定数Ｔ１に応じた第一ＦＩＲフィルタを適用する。ＣＰＵ３１は、加減速処理後の速度波形に基づき、テーブル１３又は工具４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の夫々に移動して被削材３を加工する（Ｓ２１）。 As shown in FIG. 8, after the correction process (S19) is completed, the CPU 31 executes the acceleration / deceleration process by the first FIR filter based on the corrected first temporary constant T1 (S21). More specifically, the CPU 31 applies a first FIR filter corresponding to the corrected first temporary constant T1 corresponding to the X-axis direction to the velocity waveform when the table 13 is moved in the X-axis direction. The CPU 31 applies a first FIR filter corresponding to the corrected first temporary constant T1 corresponding to the Y-axis direction to the velocity waveform when the table 13 is relatively moved in the Y-axis direction. The CPU 31 applies a first FIR filter corresponding to the corrected first temporary constant T1 corresponding to the Z-axis direction to the velocity waveform when the tool 4 is relatively moved in the Z-axis direction. Based on the speed waveform after the acceleration / deceleration process, the CPU 31 moves the table 13 or the tool 4 in each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction to process the work material 3 (S21).

ＣＰＵ３１は、ＮＣプログラムの指令を最後まで実行したか判定する（Ｓ２５）。ＣＰＵ３１は、ＮＣプログラムの指令総数よりも変数ｉが小さい時、ＮＣプログラムの指令を最後まで実行していないと判定する（Ｓ２５：ＮＯ）。該時、ＣＰＵ３１は、変数ｉに１加算して更新し（Ｓ２７）、処理をＳ１３に戻す。ＣＰＵ３１は、更新後の変数ｉに基づいてＮＣプログラムの次の指令を取得し（Ｓ１３）、Ｓ１５〜Ｓ２５の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、変数ｉがＮＣプログラムの指令総数以上の時、ＮＣプログラムの指令を最後まで実行したと判定する（Ｓ２５：ＹＥＳ）。該時、ＣＰＵ３１は主処理を終了する。 The CPU 31 determines whether or not the instruction of the NC program has been executed to the end (S25). When the variable i is smaller than the total number of commands of the NC program, the CPU 31 determines that the commands of the NC program have not been executed to the end (S25: NO). At this time, the CPU 31 adds 1 to the variable i and updates it (S27), and returns the process to S13. The CPU 31 acquires the next command of the NC program based on the updated variable i (S13), and repeats the processes of S15 to S25. When the variable i is equal to or greater than the total number of NC program commands, the CPU 31 determines that the NC program commands have been executed to the end (S25: YES). At that time, the CPU 31 ends the main process.

＜主処理（固有振動周波数及びＦＩＲフィルタが２つ以上の時）＞
図８に示す主処理のＳ１１の処理により取得した固有振動周波数が２つ以上の時、ＣＰＵ３１は、Ｓ１９の処理により、図１０に示す補正処理を実行する。該時、ＣＰＵ３１は、第一ＦＩＲフィルタの第一時定数Ｔ１及び第二ＦＩＲフィルタの第二時定数Ｔ２の少なくとも一方を補正する。主処理のうち補正処理（Ｓ１９）を除く処理は、固有振動周波数が１つの時と同一であるので、説明を省略又は簡略化する。 <Main processing (when there are two or more natural vibration frequencies and FIR filters)>
When the natural vibration frequencies acquired by the process of the main process S11 shown in FIG. 8 are two or more, the CPU 31 executes the correction process shown in FIG. 10 by the process of S19. At this time, the CPU 31 corrects at least one of the first temporary constant T1 of the first FIR filter and the second time constant T2 of the second FIR filter. Of the main processes, the processes other than the correction process (S19) are the same as when the natural vibration frequency is one, so the description thereof will be omitted or simplified.

図１０に示すように、ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の何れかを、選択軸として選択する（Ｓ６１）。ＣＰＵ３１は、選択軸に沿ってテーブル１３又は工具４が移動する時の加速度が許容加速度と等しくなるように、指令速度差毎の第一時定数Ｔ１の最小値である最小第一時定数Ｔ１ｌｉｍを算出する（Ｓ６３、図４（Ｂ）参照）。ＣＰＵ３１は、Ｓ６３の処理によって算出したＴ１ｌｉｍを、ＲＡＭ３３に記憶した合計時定数Ｔｌｉｍとして設定する（Ｓ６５）。ＣＰＵ３１は、選択処理（図１１参照）を実行する（Ｓ６７）。 As shown in FIG. 10, the CPU 31 selects any of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction as the selection axis (S61). The CPU 31 sets the minimum temporary constant T1lim, which is the minimum value of the first temporary constant T1 for each command speed difference, so that the acceleration when the table 13 or the tool 4 moves along the selection axis becomes equal to the allowable acceleration. Calculate (see S63, FIG. 4B). The CPU 31 sets the T1lim calculated by the process of S63 as the total time constant Tlim stored in the RAM 33 (S65). The CPU 31 executes a selection process (see FIG. 11) (S67).

図１１を参照し、選択処理を説明する。ＣＰＵ３１は、
（ａ）第一時定数Ｔ１と第二時定数Ｔ２とを加算した値がＴｌｉｍと一致し（Ｔ１＋Ｔ２＝Ｔｌｉｍ）、
（ｂ）第一時定数Ｔ１がＴ１ｌｉｍ以上（Ｔ１≧Ｔ１ｌｉｍ）、且つ、第二時定数Ｔ２が０以上（Ｔ２≧０）であり、
（ｃ）第一時定数Ｔ１が第二時定数Ｔ２よりも大きい（Ｔ１＞Ｔ２）
という条件を全て満たす第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせの何れかを選択する（Ｓ８１）。尚、時定数の組合せはＣＰＵ３１の処理周期に依存する。ここでＣＰＵ３１は１ｍｓ周期で動作するものとし、時定数の最小単位は１ｍｓとする。 The selection process will be described with reference to FIG. CPU31
(A) The value obtained by adding the first temporary constant T1 and the second time constant T2 matches Tim (T1 + T2 = Trim).
(B) The first temporary constant T1 is T1 lim or more (T1 ≧ T1 lim), and the second time constant T2 is 0 or more (T2 ≧ 0).
(C) The first temporary constant T1 is larger than the second time constant T2 (T1> T2).
Any combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 that satisfy all of the above conditions is selected (S81). The combination of time constants depends on the processing cycle of the CPU 31. Here, the CPU 31 is assumed to operate in a cycle of 1 ms, and the minimum unit of the time constant is 1 ms.

ＣＰＵ３１は、Ｓ１１の処理により取得した２つ以上の固有振動周波数の何れか一つを選択する（Ｓ８３）。以下、選択した固有振動周波数を、「選択固有振動周波数」と称す。ＣＰＵ３１は、式（３）に基づき、選択軸における加速度指令のスペクトルを算出する。該時、フィルタ伝達関数ゲインがパラメータとして含む第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２として、Ｓ８１の処理によって選択した第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２を適用する。ＣＰＵ３１は、選択固有振動周波数×２πを、フィルタ伝達関数ゲインの変数ωとして代入し、指令速度差を乗じることで選択固有振動周波数における加速度指令のスペクトル値を算出する（Ｓ８５）。該値は、選択固有振動周波数における、第一ＦＩＲフィルタの第一時定数Ｔ１及び第二ＦＩＲフィルタの第二時定数Ｔ２と、テーブル１３又は工具４の移動時における加速度との関係を示す。 The CPU 31 selects any one of the two or more natural vibration frequencies acquired by the process of S11 (S83). Hereinafter, the selected natural vibration frequency is referred to as "selected natural vibration frequency". The CPU 31 calculates the spectrum of the acceleration command on the selection axis based on the equation (3). At this time, as the first temporary constant T1 and the second time constant T2 included in the filter transfer function gain as parameters, the first temporary constant T1 and the second time constant T2 selected by the processing of S81 are applied. The CPU 31 substitutes the selected natural vibration frequency × 2π as the variable ω of the filter transfer function gain, and calculates the spectrum value of the acceleration command at the selected natural vibration frequency by multiplying by the command speed difference (S85). The value indicates the relationship between the first temporary constant T1 of the first FIR filter and the second time constant T2 of the second FIR filter at the selected natural vibration frequency and the acceleration when the table 13 or the tool 4 is moved.

ＣＰＵ３１は、Ｓ１１（図８参照）の処理により取得した振動伝達関数の位置ゲインのうち選択軸に対応する選択固有振動周波数における振動伝達関数の位置ゲインを取得する。ＣＰＵ３１は、取得した振動伝達関数の位置ゲインと、Ｓ８５の処理により算出した加速度指令のスペクトルとを乗算することで、選択軸を選択した時定数で加減速した時の選択固有振動周波数における振動の大きさを示す振動の位置スペクトル値を算出し、記憶する（Ｓ８７、図６（Ｄ−１）（Ｄ−２）参照）。 The CPU 31 acquires the position gain of the vibration transfer function at the selected natural vibration frequency corresponding to the selection axis among the position gains of the vibration transfer function acquired by the process of S11 (see FIG. 8). The CPU 31 multiplies the acquired position gain of the vibration transmission function by the spectrum of the acceleration command calculated by the processing of S85 to obtain the vibration at the selected natural vibration frequency when the selected axis is accelerated or decelerated by the selected time constant. The position spectrum value of the vibration indicating the magnitude is calculated and stored (see S87, FIGS. 6 (D-1) (D-2)).

ＣＰＵ３１は、Ｓ１１の処理により取得した２つ以上の固有振動周波数の全てを、Ｓ８３の処理によって選択したか判定する（Ｓ８９）。ＣＰＵ３１は、選択していない固有振動周波数が残存する時（Ｓ８９：ＮＯ）、処理をＳ８３に戻す。ＣＰＵ３１は、選択していない固有振動周波数の何れか一つを、選択固有振動周波数として選択し（Ｓ８３）、Ｓ８５、Ｓ８７の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、Ｓ１１の処理により取得した２つ以上の固有振動周波数の全てを、Ｓ８３の処理によって選択したと判定した時（Ｓ８９：ＹＥＳ）、処理をＳ９１に進める。 The CPU 31 determines whether all of the two or more natural vibration frequencies acquired by the process of S11 are selected by the process of S83 (S89). When the unselected natural vibration frequency remains (S89: NO), the CPU 31 returns the process to S83. The CPU 31 selects any one of the selected natural vibration frequencies as the selected natural vibration frequency (S83), and repeats the processes of S85 and S87. When it is determined that all of the two or more natural vibration frequencies acquired by the process of S11 are selected by the process of S83 (S89: YES), the CPU 31 advances the process to S91.

ＣＰＵ３１は、Ｓ８７の処理で固有振動周波数毎に記憶した振動の位置スペクトル値の夫々について、閾値Ｔｈと比較する。ＣＰＵ３１は、固有振動周波数毎に記憶した振動の位置スペクトルの何れかが閾値Ｔｈ以上か判定する（Ｓ９１）。ＣＰＵ３１は、Ｓ８７で固有振動周波数毎に記憶した振動の位置スペクトル値が何れも閾値未満であると判定した時（Ｓ９１：ＮＯ）、処理をＳ９３に進める。ＣＰＵ３１は、Ｓ８１の処理により選択した第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせと、Ｓ８７の処理により記憶した振動の位置スペクトル値の最大値を、ＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ９３）。ＣＰＵ３１は、処理をＳ９５に進める。ＣＰＵ３１は、固有振動周波数毎に記憶した振動の位置スペクトルの何れかが閾値Ｔｈ以上と判定した時（Ｓ９１：ＹＥＳ）、処理をＳ９５に進める。 The CPU 31 compares each of the vibration position spectrum values stored for each natural vibration frequency in the process of S87 with the threshold value Th. The CPU 31 determines whether any of the vibration position spectra stored for each natural vibration frequency is equal to or higher than the threshold value Th (S91). When the CPU 31 determines in S87 that the position spectrum values of the vibrations stored for each natural vibration frequency are all less than the threshold value (S91: NO), the processing proceeds to S93. The CPU 31 stores in the RAM 33 the combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 selected by the processing of S81 and the maximum value of the vibration position spectrum value stored by the processing of S87 (S93). The CPU 31 advances the process to S95. When any of the vibration position spectra stored for each natural vibration frequency is determined to be equal to or higher than the threshold value Th (S91: YES), the CPU 31 advances the process to S95.

ＣＰＵ３１は、Ｓ８１の処理によって、（ａ）〜（ｃ）の条件を満たす第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせを全て選択したか判定する（Ｓ９５）。ＣＰＵ３１は、条件を満たす第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２を全て選択していないと判定した時（Ｓ９５：ＮＯ）、処理をＳ８１に戻す。ＣＰＵ３１は、（ａ）〜（ｃ）の条件を満たす第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせのうち未だ選択していな組み合わせを選択し（Ｓ８１）、Ｓ８３〜Ｓ９３の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、条件を満たす第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２を全て選択したと判定した時（Ｓ９５：ＹＥＳ）、選択処理を終了して補正処理（図１０参照）に戻る。 The CPU 31 determines whether or not all the combinations of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 satisfying the conditions of (a) to (c) have been selected by the process of S81 (S95). When it is determined that all the first temporary constant T1 and the second time constant T2 satisfying the conditions have not been selected (S95: NO), the CPU 31 returns the process to S81. The CPU 31 selects a combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 that satisfy the conditions (a) to (c) that have not yet been selected (S81), and repeats the processes of S83 to S93. When the CPU 31 determines that all the first temporary constant T1 and the second time constant T2 satisfying the conditions have been selected (S95: YES), the CPU 31 ends the selection process and returns to the correction process (see FIG. 10).

図１０に示すように、ＣＰＵ３１は、選択処理（Ｓ６７）の終了後、Ｓ９３（図１１参照）の処理により、第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせと固有振動周波数に対応する振動の位置スペクトル値の最大値を一つ以上ＲＡＭ３３に記憶したか判定する（Ｓ６９）。ＣＰＵ３１は、第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせと振動の位置スペクトル値の最大値をＲＡＭ３３に記憶していないと判定した時（Ｓ６９：ＮＯ）、処理をＳ７１に進める。ＣＰＵ３１は、合計時定数Ｔｌｉｍに１ｍｓ加算して更新する（Ｓ７１）。ＣＰＵ３１は、処理をＳ６７に戻す。 As shown in FIG. 10, after the selection process (S67) is completed, the CPU 31 undergoes the process of S93 (see FIG. 11) to vibrate the combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 and the natural vibration frequency. It is determined whether or not one or more maximum values of the position spectrum values of the above are stored in the RAM 33 (S69). When the CPU 31 determines that the combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 and the maximum value of the position spectrum value of the vibration are not stored in the RAM 33 (S69: NO), the processing proceeds to S71. The CPU 31 updates by adding 1 ms to the total time constant Tlim (S71). The CPU 31 returns the process to S67.

ＣＰＵ３１は、更新した合計時定数Ｔｌｉｍに基づき、（ａ）〜（ｃ）の条件を全て満たす第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせを選択しながら（Ｓ８１、図１１参照）、補正処理を繰り返し実行する。ＣＰＵ３１は、第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせと振動の位置スペクトル値の最大値をＲＡＭ３３に記憶したと判定した時（Ｓ６９：ＹＥＳ）、処理をＳ７３に進める。 Based on the updated total time constant Tlim, the CPU 31 corrects while selecting a combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 that satisfy all the conditions (a) to (c) (see S81 and FIG. 11). Repeat the process. When the CPU 31 determines that the combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 and the maximum value of the position spectrum value of the vibration are stored in the RAM 33 (S69: YES), the processing proceeds to S73.

ＣＰＵ３１は、補正処理のＳ９３（図１１参照）の処理によってＲＡＭ３３に記憶した、固有振動周波数毎の振動の位置スペクトル値の最大値のうち、最も小さい値に対応する第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせを選択する（Ｓ７３）。即ち、ＣＰＵ３１は、第一ＦＩＲフィルタの第一時定数Ｔ１及び第二ＦＩＲフィルタの第二時定数Ｔ２を、Ｓ７３の処理によって選択された第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２に補正する。該時、選択した第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせを用いて加減速処理を行うことで、工作機械１を駆動した時の振動量を最も小さくできる。 The CPU 31 has a first temporary constant T1 and a second time constant corresponding to the smallest value among the maximum values of the vibration position spectrum values for each natural vibration frequency stored in the RAM 33 by the processing of the correction process S93 (see FIG. 11). The combination of the time constant T2 is selected (S73). That is, the CPU 31 corrects the first temporary constant T1 of the first FIR filter and the second time constant T2 of the second FIR filter to the first temporary constant T1 and the second time constant T2 selected by the processing of S73. At this time, by performing the acceleration / deceleration process using the combination of the selected first time constant T1 and the second time constant T2, the vibration amount when the machine tool 1 is driven can be minimized.

ＣＰＵ３１は、Ｓ４１の処理によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全てを選択したか判定する（Ｓ７５）。ＣＰＵ３１は、選択していない軸方向が残存する時（Ｓ７５：ＮＯ）、処理をＳ６１に戻す。ＣＰＵ３１は、選択していない軸方向の何れかを選択し（Ｓ６１）、Ｓ６３〜Ｓ７３の処理を繰り返す。ＣＰＵ３１は、Ｓ６３の処理を繰り返すことにより、テーブル１３又は工具４が移動する時の加速度が許容加速度以下となるような指令速度差毎の第一時定数Ｔ１を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎に算出する。ＣＰＵ３１は、選択処理（Ｓ６７参照）を繰り返すことにより、固有振動周波数における振動の大きさを示す振動の位置スペクトル値を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎に算出する。ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎に、振動の位置スペクトル値が閾値Ｔｈ未満となるような第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせを選択する。ＣＰＵ３１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全てを選択したと判定した時（Ｓ７５：ＹＥＳ）、補正処理を終了して処理を主処理（図８参照）に戻す。 The CPU 31 determines whether all of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction have been selected by the process of S41 (S75). When the unselected axial direction remains (S75: NO), the CPU 31 returns the process to S61. The CPU 31 selects one of the unselected axial directions (S61), and repeats the processes of S63 to S73. By repeating the process of S63, the CPU 31 sets the first temporary constant T1 for each command speed difference such that the acceleration when the table 13 or the tool 4 moves is equal to or less than the allowable acceleration in the X-axis direction and the Y-axis direction. Calculated for each Z-axis direction. By repeating the selection process (see S67), the CPU 31 calculates the position spectrum value of the vibration indicating the magnitude of the vibration at the natural vibration frequency for each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The CPU 31 selects a combination of a first temporary constant T1 and a second time constant T2 such that the position spectrum value of vibration is less than the threshold Th for each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. When the CPU 31 determines that all of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction have been selected (S75: YES), the CPU 31 ends the correction process and returns the process to the main process (see FIG. 8).

図８に示すように、ＣＰＵ３１は、補正処理（Ｓ１９）の終了後、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎に算出した補正後の第一時定数Ｔ１に基づき、第一ＦＩＲフィルタにより加減速処理を実行し、且つ、補正後の第二時定数Ｔ２に基づき、第二ＦＩＲフィルタにより加減速処理を実行する（Ｓ２５）。ＣＰＵ３１は、加減速処理後の速度波形に基づき、テーブル１３又は工具４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の夫々に移動して被削材３を加工する（Ｓ２１）。 As shown in FIG. 8, after the correction process (S19) is completed, the CPU 31 is subjected to the first FIR filter based on the corrected first temporary constant T1 calculated for each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The acceleration / deceleration process is executed, and the acceleration / deceleration process is executed by the second FIR filter based on the corrected second time constant T2 (S25). Based on the speed waveform after the acceleration / deceleration process, the CPU 31 moves the table 13 or the tool 4 in each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction to process the work material 3 (S21).

＜本実施形態の主たる作用、効果＞
数値制御装置３０は、工作機械１の振動量を示す振動の位置スペクトル値が閾値Ｔｈを超えない範囲で、ＦＩＲフィルタの時定数を補正する（Ｓ４９、Ｓ５１、Ｓ６９、Ｓ７１）。該時、数値制御装置３０は、加減速制御後の速度波形に基づきテーブル１３又は工具４を駆動した時、テーブル１３又は工具４の移動速度の低下を最小限に抑制できる。故に、数値制御装置３０は、工作機械１の振動量を抑制しつつ被削材３の加工に要する時間を短縮できる。 <Main actions and effects of this embodiment>
The numerical control device 30 corrects the time constant of the FIR filter within a range in which the position spectrum value of the vibration indicating the vibration amount of the machine tool 1 does not exceed the threshold Th (S49, S51, S69, S71). At this time, when the numerical control device 30 drives the table 13 or the tool 4 based on the speed waveform after the acceleration / deceleration control, the decrease in the moving speed of the table 13 or the tool 4 can be suppressed to the minimum. Therefore, the numerical control device 30 can shorten the time required for processing the work material 3 while suppressing the vibration amount of the machine tool 1.

数値制御装置３０は、第一ＦＩＲフィルタの第一時定数Ｔ１を補正することにより、被削材３の加工時におけるテーブル１３又は工具４の移動時の加速度を適正に維持できる。数値制御装置３０は、第二時定数を補正することにより、被削材３の加工時におけるテーブル１３又は工具４の移動時のジャークを適正に維持できる。故に、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４の移動速度の低下を効率良く抑制できる。 By correcting the first temporary constant T1 of the first FIR filter, the numerical control device 30 can appropriately maintain the acceleration when the table 13 or the tool 4 is moved during the machining of the work material 3. By correcting the second time constant, the numerical control device 30 can properly maintain the jerk when the table 13 or the tool 4 is moved when the work material 3 is machined. Therefore, the numerical control device 30 can efficiently suppress a decrease in the moving speed of the table 13 or the tool 4.

数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４の移動時における指令速度差と、テーブル１３又は工具４の合計イナーシャに基づいて、第一時定数Ｔ１を算出する（Ｓ４３）。故に、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４の可動部分に作用するイナーシャを考慮して第一時定数Ｔ１を算出できるので、第一時定数Ｔ１を正確に算出できる。 The numerical control device 30 calculates the first temporary constant T1 based on the command speed difference when the table 13 or the tool 4 is moved and the total inertia of the table 13 or the tool 4 (S43). Therefore, since the numerical control device 30 can calculate the first temporary constant T1 in consideration of the inertia acting on the movable portion of the table 13 or the tool 4, the first temporary constant T1 can be calculated accurately.

数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４の移動時における加速度と工作機械１の振動量との関係に基づき、振動量を振動周波数毎に示す振動伝達関数の位置ゲインを算出する（Ｓ１０９）。ＣＰＵ３１は、テーブル１３又は工具４の移動時における時定数と加速度の関係を、工作機械１の固有振動周波数毎に示す加速度指令のスペクトル値を算出する（Ｓ４５、Ｓ８５）。数値制御装置３０は、振動伝達関数の位置ゲインと加速度指令のスペクトル値に基づき、工作機械１の振動の大きさを固有振動周波数毎に示す振動の位置スペクトル値を算出する（Ｓ４７、Ｓ８７、Ｓ９３）。該時、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４を駆動することで発生する工作機械１の振動量を、ＦＩＲフィルタの時定数に基づき予測できる。故に、数値制御装置３０は、工作機械１の振動量が閾値Ｔｈを超えないように時定数を補正する処理（Ｓ５１、Ｓ７１）を、算出した振動の位置スペクトル値に基づいて精度良く実現できる。 The numerical control device 30 calculates the position gain of the vibration transmission function indicating the vibration amount for each vibration frequency based on the relationship between the acceleration when the table 13 or the tool 4 is moving and the vibration amount of the machine tool 1 (S109). The CPU 31 calculates the spectrum value of the acceleration command indicating the relationship between the time constant and the acceleration when the table 13 or the tool 4 is moving for each natural vibration frequency of the machine tool 1 (S45, S85). The numerical control device 30 calculates the position spectrum value of the vibration indicating the magnitude of the vibration of the machine tool 1 for each natural vibration frequency based on the position gain of the vibration transmission function and the spectrum value of the acceleration command (S47, S87, S93). ). At this time, the numerical control device 30 can predict the amount of vibration of the machine tool 1 generated by driving the table 13 or the tool 4 based on the time constant of the FIR filter. Therefore, the numerical control device 30 can accurately realize the process (S51, S71) of correcting the time constant so that the vibration amount of the machine tool 1 does not exceed the threshold value Th, based on the calculated position spectrum value of the vibration.

数値制御装置３０は、選択した第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせと、対応する振動の位置スペクトル値の最大値をＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ９３）。つまり、数値制御装置３０は、工作機械１の固有振動周波数毎の振動の位置スペクトル値のうち最大値を、工作機械１の振動量として決定する。該時、数値制御装置３０は、工作機械１の固有振動周波数が複数ある時、最も振動量が大きい固有振動周波数での工作機械１が振動することを、時定数の補正により抑制できる。 The numerical control device 30 stores the combination of the selected first temporary constant T1 and the second time constant T2 and the maximum value of the corresponding vibration position spectrum value in the RAM 33 (S93). That is, the numerical control device 30 determines the maximum value of the position spectrum values of vibrations for each natural vibration frequency of the machine tool 1 as the vibration amount of the machine tool 1. At this time, when the machine tool 1 has a plurality of natural vibration frequencies, the numerical control device 30 can suppress the machine tool 1 from vibrating at the natural vibration frequency having the largest vibration amount by correcting the time constant.

数値制御装置３０は、第一時定数Ｔ１に１ｍｓずつ加算する処理（Ｓ５１）を繰り返すことにより、振動量が閾値Ｔｈ未満となるように第一時定数Ｔ１を補正する。該時、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４を移動する為のモータの加速度を最大限維持しつつ、振動量が閾値Ｔｈ以上となる指令速度差の領域について第一時定数Ｔ１を補正できる。故に、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４の移動に応じた工作機械１の振動を抑制しつつ、切削加工の加工時間を抑制できる。 The numerical control device 30 corrects the first temporary constant T1 so that the vibration amount becomes less than the threshold value Th by repeating the process (S51) of adding 1 ms to the first temporary constant T1. At this time, the numerical control device 30 corrects the first temporary constant T1 in the region of the command speed difference in which the vibration amount becomes the threshold value Th or more while maintaining the maximum acceleration of the motor for moving the table 13 or the tool 4. can. Therefore, the numerical control device 30 can suppress the machining time of the cutting process while suppressing the vibration of the machine tool 1 in response to the movement of the table 13 or the tool 4.

数値制御装置３０は、合計時定数Ｔｌｉｍに１ｍｓ加算して更新しながら（Ｓ７１）、条件を満たす第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２の組み合わせを選択する（Ｓ８１）。数値制御装置３０は、選択した組み合わせに応じた振動量が閾値Ｔｈ未満となる迄、合計時定数Ｔｌｉｍを更新する処理を繰り返す。該時、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４を移動する為のモータの加速度を最大限維持しつつ、振動量が閾値Ｔｈ以上となる指令速度差の領域について第一時定数Ｔ１及び第二時定数Ｔ２を補正できる。故に、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４の移動に応じた工作機械１の振動を抑制しつつ、切削加工の加工時間を抑制できる。 The numerical control device 30 selects a combination of the first temporary constant T1 and the second time constant T2 that satisfy the conditions (S81) while adding 1 ms to the total time constant Tlim and updating it (S71). The numerical control device 30 repeats the process of updating the total time constant Tlim until the vibration amount corresponding to the selected combination becomes less than the threshold value Th. At this time, the numerical control device 30 maintains the maximum acceleration of the motor for moving the table 13 or the tool 4, and has the first temporary constant T1 and the first temporary constant T1 in the region of the command speed difference in which the vibration amount is equal to or higher than the threshold Th. The two-time constant T2 can be corrected. Therefore, the numerical control device 30 can suppress the machining time of the cutting process while suppressing the vibration of the machine tool 1 in response to the movement of the table 13 or the tool 4.

数値制御装置３０は、速度ステップ指令に応じてテーブル１３が移動する時の振動量の測定結果に基づき、被削材３と治具との合計質量毎に振動伝達関数の位置ゲインを算出し（Ｓ１０９）、記憶装置３４に予め記憶する。数値制御装置３０は、被削材３と治具との合計質量毎に記憶した振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数の内、実際の被削材３と治具との合計質量と一致又は近似する合計質量に対応する振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数を取得し（Ｓ１１）、加速度指令のスペクトル及び振動の位置スペクトルを算出する（Ｓ４５、Ｓ４７、Ｓ８５、Ｓ８７、Ｓ９３）。故に、数値制御装置３０は、テーブル１３に固定した被削材３と治具との合計質量に応じて振動の条件が変動する時も、時定数を精度良く補正できる。 The numerical control device 30 calculates the position gain of the vibration transfer function for each total mass of the work material 3 and the jig based on the measurement result of the vibration amount when the table 13 moves in response to the speed step command ( S109), stored in the storage device 34 in advance. The numerical control device 30 matches the actual total mass of the work material 3 and the jig among the position gain and the natural vibration frequency of the vibration transmission function stored for each total mass of the work material 3 and the jig. The position gain and natural vibration frequency of the vibration transfer function corresponding to the approximate total mass are acquired (S11), and the spectrum of the acceleration command and the position spectrum of the vibration are calculated (S45, S47, S85, S87, S93). Therefore, the numerical control device 30 can accurately correct the time constant even when the vibration conditions fluctuate according to the total mass of the work material 3 fixed to the table 13 and the jig.

数値制御装置３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎に時定数を算出し、振動伝達関数の位置ゲイン、加速度指令のスペクトル、及び振動の位置スペクトルを算出する。数値制御装置３０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向毎の時定数を、振動量が閾値Ｔｈ未満となるように補正する。該時、数値制御装置３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎の速度波形に対し、対応するＦＩＲフィルタを適用することにより、加減速処理を行う。故に、数値制御装置３０は、テーブル１３又は工具４の移動に応じた工作機械１の振動を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎に抑制できるので、振動を更に適切に抑制できる。 The numerical control device 30 calculates the time constant for each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, and calculates the position gain of the vibration transfer function, the spectrum of the acceleration command, and the position spectrum of vibration. The numerical control device 30 corrects the time constants for each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction so that the vibration amount is less than the threshold value Th. At this time, the numerical control device 30 performs acceleration / deceleration processing by applying the corresponding FIR filter to the velocity waveforms for each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. Therefore, the numerical control device 30 can suppress the vibration of the machine tool 1 in response to the movement of the table 13 or the tool 4 for each of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, so that the vibration can be suppressed more appropriately.

＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限らない。数値制御装置３０は、速度ステップ指令に応じてテーブル１３が移動する時の振動量の測定結果に基づき、被削材３と治具との合計質量毎に振動伝達関数の位置ゲインを算出した（Ｓ１０９）。工作機械１を駆動する時の命令は、速度ステップ指令に限定しない。例えば数値制御装置３０は、加速度インパルス指令等の広いスペクトル成分を有する命令に応じてテーブル１３が移動する時の振動量の測定結果に基づき、振動伝達関数の位置ゲインを算出してもよい。また、インパルスハンマー等による加振試験の結果を用いて振動伝達関数の位置ゲインを算出しても良い。 <Modification example>
The present invention is not limited to the above embodiment. The numerical control device 30 calculated the position gain of the vibration transfer function for each total mass of the work material 3 and the jig based on the measurement result of the vibration amount when the table 13 moves in response to the speed step command ( S109). The command for driving the machine tool 1 is not limited to the speed step command. For example, the numerical control device 30 may calculate the position gain of the vibration transfer function based on the measurement result of the vibration amount when the table 13 moves in response to a command having a wide spectral component such as an acceleration impulse command. Further, the position gain of the vibration transfer function may be calculated using the result of the vibration test using an impulse hammer or the like.

数値制御装置３０は、移動平均フィルタを用いないで加減速処理を実行してもよい。加速度、ジャークに対して制限値（加速度制限値、ジャーク制限値）を設けることで加減速を行う制御系において、例えば数値制御装置３０は、上記処理によって算出した第一時定数Ｔ１で指令速度差を除算することにより、加速度の制限値を求めても良い。又、例えば数値制御装置３０は、上記処理によって算出した第二時定数Ｔ２で加速度の制限値を除算することによりジャークの制限値を求めても良い。 The numerical control device 30 may execute the acceleration / deceleration process without using the moving average filter. In a control system that accelerates and decelerates by setting limit values (acceleration limit value, jerk limit value) for acceleration and jerk, for example, the numerical control device 30 has a command speed difference with the first temporary constant T1 calculated by the above process. You may find the limit value of acceleration by dividing by. Further, for example, the numerical control device 30 may obtain the jerk limit value by dividing the acceleration limit value by the second time constant T2 calculated by the above process.

数値制御装置３０は、移動平均フィルタを用いる場合と用いない場合とを併用してもよい。例えば、複数の固有振動周波数のうち一部に対応する振動は、移動平均フィルタの時定数を補正することにより抑制し、残りの固有振動周波数に対応する振動は、移動平均フィルタを用いない制限値（加速度制限値、ジャーク制限値）を補正することにより抑制してもよい。指令速度差は、常に指令速度そのものとしても良い。 The numerical control device 30 may use the case where the moving average filter is used and the case where the moving average filter is not used in combination. For example, the vibration corresponding to a part of a plurality of natural vibration frequencies is suppressed by correcting the time constant of the moving average filter, and the vibration corresponding to the remaining natural vibration frequencies is a limit value without using the moving average filter. It may be suppressed by correcting (acceleration limit value, jerk limit value). The command speed difference may always be the command speed itself.

工作機械１の振動量を算出する為の方法は、上記方法以外でもよい。具体的には、数値制御装置３０は、振動伝達関数の位置ゲイン、加速度指令のスペクトル、及び振動の位置スペクトルを算出せずに工作機械１の振動量を算出してもよい。数値制御装置３０は、工作機械１の制御系を含む理論モデルに基づくシミュレーションにより、指令速度差、第一時定数Ｔ１、第二時定数Ｔ２に対応する工作機械１の振動量を算出してもよい。数値制御装置３０は、該算出結果に基づいて時定数を決定してもよい。該シミュレーションは、主処理の開始前に予め実行してもよいし、補正処理（図９、図１０参照）において時定数を算出する時に実行してもよい。 The method for calculating the vibration amount of the machine tool 1 may be other than the above method. Specifically, the numerical control device 30 may calculate the vibration amount of the machine tool 1 without calculating the position gain of the vibration transfer function, the spectrum of the acceleration command, and the position spectrum of the vibration. Even if the numerical control device 30 calculates the vibration amount of the machine tool 1 corresponding to the command speed difference, the first temporary constant T1 and the second time constant T2 by the simulation based on the theoretical model including the control system of the machine tool 1. good. The numerical control device 30 may determine the time constant based on the calculation result. The simulation may be executed in advance before the start of the main process, or may be executed when the time constant is calculated in the correction process (see FIGS. 9 and 10).

加減速処理で用いるＦＩＲフィルタの数は、３以上でもよい。該時、数値制御装置３０は、振動量が閾値Ｔｈ未満となるような３つ以上のＦＩＲフィルタの夫々の時定数を決定してもよい。又、固有振動周波数の数とＦＩＲフィルタの数が一致する時、固有振動周波数の夫々にＦＩＲフィルタを対応付けてもよい。数値制御装置３０は、固有振動周波数の振動量を抑制する為の時定数として、対応するＦＩＲフィルタの時定数を補正してもよい。数値制御装置３０は、加減速時の加速度がモータの定格に基づき決定した加速度制限値を超えないように、指令速度差毎の時定数を算出してもよい。 The number of FIR filters used in the acceleration / deceleration process may be 3 or more. At this time, the numerical control device 30 may determine the time constant of each of the three or more FIR filters such that the vibration amount is less than the threshold value Th. Further, when the number of natural vibration frequencies and the number of FIR filters match, FIR filters may be associated with each of the natural vibration frequencies. The numerical control device 30 may correct the time constant of the corresponding FIR filter as the time constant for suppressing the vibration amount of the natural vibration frequency. The numerical control device 30 may calculate the time constant for each command speed difference so that the acceleration during acceleration / deceleration does not exceed the acceleration limit value determined based on the rating of the motor.

時定数を補正する時（Ｓ５１、Ｓ７１）に加算する値は１ｍｓに限らず、他の値でもよい。振動の位置スペクトルと閾値Ｔｈとの差分に応じ、時定数を補正する時に加算する値を切り替えてもよい。 The value to be added when the time constant is corrected (S51, S71) is not limited to 1 ms, and may be another value. The value to be added when the time constant is corrected may be switched according to the difference between the vibration position spectrum and the threshold value Th.

数値制御装置３０は、記憶装置３４が被削材３と治具との合計質量毎に記憶した振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数の内、実際の被削材３と治具との合計質量と一致又は近似する合計質量に対応する振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数を取得し（Ｓ１１）、時定数補正に用いた。数値制御装置３０は、被削材３と治具との合計質量と振動伝達関数の位置ゲインとの関係を示す関係式を記憶装置３４に記憶してもよい。数値制御装置３０は、実際の被削材３と治具との合計質量を、該関係式に適用することで、振動伝達関数の位置ゲインを導出してもよい。数値制御装置３０は、二つ以上の被削材３と治具との合計質量毎に記憶した振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数を用いて、補間もしくは捕外によって、異なる合計質量に対応する振動伝達関数の位置ゲイン及び固有振動周波数を求めても良い。 The numerical control device 30 is the total of the actual work material 3 and the jig among the position gain and the natural vibration frequency of the vibration transmission function stored by the storage device 34 for each total mass of the work material 3 and the jig. The position gain and natural vibration frequency of the vibration transfer function corresponding to the total mass that matches or approximates the mass were acquired (S11) and used for time constant correction. The numerical control device 30 may store in the storage device 34 a relational expression showing the relationship between the total mass of the work material 3 and the jig and the position gain of the vibration transfer function. The numerical control device 30 may derive the position gain of the vibration transfer function by applying the total mass of the actual work material 3 and the jig to the relational expression. The numerical control device 30 uses the position gain and the natural vibration frequency of the vibration transmission function stored for each total mass of the two or more work materials 3 and the jig, and corresponds to different total masses by interpolation or capture. The position gain and the natural vibration frequency of the vibration transmission function to be performed may be obtained.

工作機械１の固有振動周波数は３つ以上であっても良い。また、固有振動周波数として１つの周波数を決定する代わりに、一定の範囲を持った固有振動周波数範囲を決定し、固有振動周波数範囲に含まれる全周波数に対して振動の位置スペクトル値を算出し、すべての振動の位置スペクトル値が閾値以下になるように時定数を補正してもよい。固有振動周波数範囲として、振動伝達関数の位置ゲインが閾値を超える周波数範囲を求めてもよい。 The natural vibration frequency of the machine tool 1 may be 3 or more. Further, instead of determining one frequency as the natural vibration frequency, a natural vibration frequency range having a certain range is determined, and the position spectrum value of vibration is calculated for all frequencies included in the natural vibration frequency range. The time constant may be corrected so that the position spectrum values of all vibrations are below the threshold. As the natural vibration frequency range, a frequency range in which the position gain of the vibration transfer function exceeds the threshold value may be obtained.

数値制御装置３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎に算出した時定数のうち最も大きい時定数を、全軸時定数として算出してもよい。数値制御装置３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎に算出した振動の位置スペクトルのうち最も大きい値を、全軸振動量として算出してもよい。数値制御装置３０は、全軸振動量が閾値Ｔｈ未満となるように全軸時定数を補正してもよい。数値制御装置３０は、補正した全軸時定数を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎の速度波形に適用することで、加算速処理を行ってもよい。数値制御装置３０は、加減速処理により得られたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎の速度波形に基づき、にテーブル１３又は工具４の移動を制御してもよい。該時、数値制御装置３０は、変更対象となる時定数を限定できるので、時定数の変更に要する処理量を抑制できる。 The numerical control device 30 may calculate the largest time constant among the time constants calculated for each of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis as the all-axis time constant. The numerical control device 30 may calculate the largest value among the vibration position spectra calculated for each of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis as the total-axis vibration amount. The numerical control device 30 may correct the omnidirectional time constant so that the omniaxial vibration amount is less than the threshold value Th. The numerical control device 30 may perform addition speed processing by applying the corrected all-axis time constant to the speed waveforms for each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. The numerical control device 30 may control the movement of the table 13 or the tool 4 based on the velocity waveforms for each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis obtained by the acceleration / deceleration process. At this time, since the numerical control device 30 can limit the time constant to be changed, the processing amount required for changing the time constant can be suppressed.

＜その他＞
工作機械１は、本発明の「機械」の一例である。ＣＰＵ３１は、本発明の「制御部」の一例である。Ｓ４３、Ｓ６３の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「時定数算出部」の一例である。Ｓ５１、Ｓ７１の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「時定数補正部」の一例である。Ｓ１０９、Ｓ４５、Ｓ８５、Ｓ４７、Ｓ８７、Ｓ９３の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「振動算出部」の一例である。Ｓ４２の処理は、本発明の「イナーシャ算出部」の一例である。Ｓ１０９の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第一振動算出部」の一例である。Ｓ４５、Ｓ８５の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第二振動算出部」の一例である。Ｓ４７、Ｓ８７の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第三振動算出部」の一例である。Ｓ９３の処理は、本発明の「振動量算出部」の一例である。振動伝達関数の位置ゲインは、本発明の「第一振動情報」の一例である。加速度指令のスペクトルは、本発明の「第二振動情報」の一例である。振動の位置スペクトルは、本発明の「第三振動情報」の一例である。Ｓ２１の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「加減速処理部」の一例である。Ｓ１０９の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第一振動算出処理」の一例である。 <Others>
The machine tool 1 is an example of the "machine" of the present invention. The CPU 31 is an example of the "control unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S43 and S63 is an example of the "time constant calculation unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S51 and S71 is an example of the "time constant correction unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S109, S45, S85, S47, S87, and S93 is an example of the "vibration calculation unit" of the present invention. The process of S42 is an example of the "inertia calculation unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S109 is an example of the "first vibration calculation unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S45 and S85 is an example of the "second vibration calculation unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S47 and S87 is an example of the "third vibration calculation unit" of the present invention. The processing of S93 is an example of the "vibration amount calculation unit" of the present invention. The position gain of the vibration transfer function is an example of the "first vibration information" of the present invention. The spectrum of the acceleration command is an example of the "second vibration information" of the present invention. The vibration position spectrum is an example of the "third vibration information" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S21 is an example of the "acceleration / deceleration processing unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the process of S109 is an example of the "first vibration calculation process" of the present invention.

１ ：工作機械
３ ：被削材
４ ：工具
３０ ：数値制御装置
３１ ：ＣＰＵ
３４ ：記憶装置 1: Machine tool 3: Work material 4: Tool 30: Numerical control device 31: CPU
34: Storage device

Claims (11)

テーブルに固定した被削材を、前記テーブル又は工具を駆動して加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブル又は前記工具の移動時の時定数に基づき加減速処理を実行可能な制御部を備えた数値制御装置において、
前記制御部は、
前記時定数を算出する時定数算出部と、
前記テーブル又は前記工具を駆動することで発生する前記機械の振動量を算出する振動算出部と、
前記振動算出部が算出した該振動量が予め設定した閾値を超えないように前記時定数を補正する時定数補正部と、
前記時定数補正部が補正した前記時定数を用いて加減速を行う加減速処理部と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。 A control unit that controls the operation of a machine that can process a work material fixed to a table by driving the table or tool, and can execute acceleration / deceleration processing based on the time constant during movement of the table or tool. In the numerical control device provided
The control unit
The time constant calculation unit that calculates the time constant and
A vibration calculation unit that calculates the amount of vibration of the machine generated by driving the table or the tool, and
A time constant correction unit that corrects the time constant so that the vibration amount calculated by the vibration calculation unit does not exceed a preset threshold value.
A numerical control device including an acceleration / deceleration processing unit that accelerates / decelerates using the time constant corrected by the time constant correction unit. 前記時定数は、
前記テーブル又は前記工具の移動時に加速度を制限する前記時定数である第一時定数と、ジャークを制限する前記時定数である第二時定数とを含むことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 The time constant is
The first aspect of claim 1, wherein the first time constant, which is the time constant that limits acceleration when the table or the tool is moved, and a second time constant, which is the time constant that limits jerk, are included. Numerical control device. 前記テーブル又は前記工具のイナーシャの合計である合計イナーシャを算出するイナーシャ算出部を更に備え、
前記時定数算出部は、
前記テーブル又は前記工具の移動時における速度の変化量と前記イナーシャ算出部が算出した前記合計イナーシャとに基づき、前記第一時定数を算出することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。 Further provided with an inertia calculation unit for calculating the total inertia, which is the total inertia of the table or the tool.
The time constant calculation unit
The numerical control device according to claim 2, wherein the first temporary constant is calculated based on the amount of change in speed when the table or the tool is moved and the total inertia calculated by the inertia calculation unit. .. 前記振動算出部は、
前記テーブル又は前記工具の移動時における加速度と前記機械の前記振動量との関係に基づき、前記振動量を周波数毎に示す第一振動情報を算出する第一振動算出部と、
前記テーブル又は前記工具の移動時における前記時定数と前記加速度の関係を前記機械の固有振動周波数毎に示す第二振動情報を算出する第二振動算出部と、
前記第一振動算出部が算出した前記第一振動情報と、前記第二振動算出部が算出した前記第二振動情報に基づき、前記機械の振動を前記機械の固有振動周波数毎に示す第三振動情報を算出する第三振動算出部と、
を備えることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の数値制御装置。 The vibration calculation unit
A first vibration calculation unit that calculates first vibration information indicating the vibration amount for each frequency based on the relationship between the acceleration during movement of the table or the tool and the vibration amount of the machine.
A second vibration calculation unit that calculates second vibration information that indicates the relationship between the time constant and the acceleration when the table or the tool is moving for each natural vibration frequency of the machine.
Based on the first vibration information calculated by the first vibration calculation unit and the second vibration information calculated by the second vibration calculation unit, the third vibration indicating the vibration of the machine for each natural vibration frequency of the machine. The third vibration calculation unit that calculates information,
The numerical control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the numerical control device is provided. 前記振動算出部は、
前記機械の固有振動周波数毎の前記第三振動情報のうち最大の前記第三振動情報を前記振動量として算出する振動量算出部
を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。 The vibration calculation unit
The numerical control device according to claim 4, further comprising a vibration amount calculation unit that calculates the maximum third vibration information among the third vibration information for each natural vibration frequency of the machine as the vibration amount. .. 前記時定数補正部は、
前記振動量が前記閾値以下となる迄前記第一時定数を増加することで、前記第一時定数を補正することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。 The time constant correction unit
The numerical control device according to claim 2, wherein the first temporary constant is corrected by increasing the first temporary constant until the vibration amount becomes equal to or less than the threshold value. 前記時定数補正部は、
前記振動量が前記閾値以下となる迄、前記第一時定数及び前記第二時定数の少なくとも一方を増加することで、前記第一時定数及び前記第二時定数の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。 The time constant correction unit
Correcting at least one of the first temporary constant and the second time constant by increasing at least one of the first temporary constant and the second time constant until the vibration amount becomes equal to or less than the threshold value. The numerical control device according to claim 2, wherein the numerical control device is characterized. 前記振動算出部は、
前記テーブルに固定する前記被削材及び前記被削材を前記テーブルに固定するための治具の質量に基づき前記振動量を算出することを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の数値制御装置。 The vibration calculation unit
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the vibration amount is calculated based on the mass of the work material to be fixed to the table and the jig for fixing the work material to the table. Numerical control device. 前記テーブル又は前記工具は、異なる複数の基準軸に沿って相対移動可能であり、
前記時定数算出部は、
前記複数の基準軸毎の前記時定数を算出し、
前記振動算出部は、
前記複数の基準軸毎の前記振動量を算出し、
前記時定数補正部は、
前記複数の基準軸毎の前記時定数を補正し、
前記加減速処理部は、
前記時定数補正部が補正した複数の前記時定数により、前記複数の基準軸毎に加減速処理を行うことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の数値制御装置。 The table or the tool can move relative to each other along different reference axes.
The time constant calculation unit
The time constant for each of the plurality of reference axes is calculated, and the time constant is calculated.
The vibration calculation unit
The vibration amount for each of the plurality of reference axes is calculated, and the vibration amount is calculated.
The time constant correction unit
Correcting the time constant for each of the plurality of reference axes,
The acceleration / deceleration processing unit
The numerical control device according to any one of claims 1 to 8, wherein acceleration / deceleration processing is performed for each of the plurality of reference axes by the plurality of time constants corrected by the time constant correction unit. 前記テーブル又は前記工具は、異なる複数の基準軸に沿って相対移動可能であり、
前記時定数算出部は、
前記複数の基準軸毎の前記時定数のうち最も長い前記時定数を全軸時定数として算出し、
前記振動算出部は、
前記複数の基準軸毎の前記振動量のうち最も大きい前記振動量を全軸振動量として算出し、
前記時定数補正部は、
前記全軸時定数と前記全軸振動量に基づいて前記全軸時定数を補正し、
前記加減速処理部は、
前記時定数補正部が補正した前記全軸時定数に基づき前記複数の基準軸の加算速処理を行うことを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の数値制御装置。 The table or the tool can move relative to each other along different reference axes.
The time constant calculation unit
The longest of the time constants for each of the plurality of reference axes is calculated as the all-axis time constant.
The vibration calculation unit
The largest vibration amount among the vibration amounts for each of the plurality of reference axes is calculated as the total axis vibration amount.
The time constant correction unit
The all-axis time constant is corrected based on the all-axis time constant and the all-axis vibration amount.
The acceleration / deceleration processing unit
The numerical control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the addition speed processing of the plurality of reference axes is performed based on the all-axis time constant corrected by the time constant correction unit. テーブルに固定した被削材を、前記テーブル又は工具を駆動して加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブル又は前記工具の移動時の時定数に基づき加減速処理を実行可能な数値制御方法であって、
前記時定数を算出する時定数算出工程と、
前記テーブル又は前記工具を駆動することで発生する前記機械の振動量を算出する振動算出工程と、
前記振動算出工程で算出した該振動量が予め設定した閾値を超えないように前記時定数を補正する時定数補正工程と、
前記時定数補正工程で補正した前記時定数を用いて加減速を行う加減速処理工程と
を備えたことを特徴とする数値制御方法。 Numerical control method that can control the operation of a machine that can process a work material fixed to a table by driving the table or tool, and can execute acceleration / deceleration processing based on the time constant when the table or tool moves. And
The time constant calculation process for calculating the time constant and
A vibration calculation step for calculating the amount of vibration of the machine generated by driving the table or the tool, and
A time constant correction step of correcting the time constant so that the vibration amount calculated in the vibration calculation step does not exceed a preset threshold value, and a time constant correction step.
A numerical control method including an acceleration / deceleration processing step of accelerating / decelerating using the time constant corrected in the time constant correction step.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023190030A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Ntn株式会社 Control device for industrial equipment
WO2024057784A1 (en) * 2022-09-13 2024-03-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Numerical control device and driving system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04335410A (en) * 1991-05-10 1992-11-24 Fanuc Ltd Acceleration/deceleration time constant control system for servomotor
JP2016151951A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 ファナック株式会社 Numerical control device for reducing load of machine
JP2017102532A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 ブラザー工業株式会社 Numerical controller and method of controlling numerical controller

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5710367B2 (en) * 2011-04-28 2015-04-30 学校法人東京理科大学 Control device, control method, and program
DE112015004133B4 (en) * 2014-09-10 2021-05-12 Mitsubishi Electric Corporation Vibrational mode determining device
JP6435872B2 (en) * 2015-01-20 2018-12-12 ブラザー工業株式会社 Numerical control device and control method
JP7002072B2 (en) * 2017-10-30 2022-01-20 ブラザー工業株式会社 Numerical control device and control method
JP6511573B1 (en) * 2018-06-28 2019-05-15 オークマ株式会社 Method and apparatus for diagnosing abnormality of rolling bearing, abnormality diagnosis program

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04335410A (en) * 1991-05-10 1992-11-24 Fanuc Ltd Acceleration/deceleration time constant control system for servomotor
JP2016151951A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 ファナック株式会社 Numerical control device for reducing load of machine
JP2017102532A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 ブラザー工業株式会社 Numerical controller and method of controlling numerical controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023190030A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Ntn株式会社 Control device for industrial equipment
WO2024057784A1 (en) * 2022-09-13 2024-03-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Numerical control device and driving system

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