JP3648858B2 - 主軸同期制御方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は主軸同期制御方法及びその装置に係わり、更に詳しくは、自動旋盤等のメイン主軸とガイドブッシュ主軸の同期制御を行う主軸同期制御方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動旋盤等のメイン主軸とガイドブッシュ主軸の同期制御を行う従来例としては、例えば特開昭６２−１９９３０４号公報に記載されているように、メイン主軸を駆動する主軸モータとガイドブッシュを駆動する主軸モータとを同期モータとし、速度フィードバック制御を用いて両者を正確に同期させるものがある。しかしながら、このような方式では丸材ワークを切削している場合において、ガイドブッシュを駆動する主軸モータに負荷がかかり、負荷角が増えるなどして電流が増加し、結果的にガイドブッシュを加熱してしまうという問題点が生じていた。
【０００３】
この点を更に他の例を用いて説明する。図３３は自動旋盤のメイン主軸を駆動する主軸モータ（以下、メイン主軸モータという。）と、ロータリガイドブッシュを駆動する主軸モータ（以下、ガイドブッシュ主軸モータという。）の同期制御を行う数値制御装置の要部を示すブロック図である。図３４は工作機械の一種である自動旋盤の構成図である。図３５は図３４で示したメイン主軸とロータリガイドブッシュの詳細な構成図である。図３６はメイン主軸モータの回転・停止等を制御する要部の加工プログラムである。
【０００４】
図において、１は数値制御装置、２は加工プログラム、３は加工プログラム解析処理部、４は補間処理部、５はラダー回路、６は機械制御信号処理部、７はメモリ、８はパラメータ設定部、９は画面表示部、１０ａはメイン主軸の軸制御部（以下、メイン軸制御部という。）、１０ｂはロータリガイドブッシュ主軸の軸制御部（以下、ガイドブッシュ軸制御部という。）、１１はデータ入出力回路、１２ａはメイン主軸の主軸アンプ（以下、メイン主軸アンプという。）、１２ｂはロータリガイドブッシュ主軸の主軸アンプ（以下、ガイドブッシュ主軸アンプという。）、１３ａはメイン主軸の主軸モータ（以下、メイン主軸モータという。）、１３ｂはロータリガイドブッシュ主軸の主軸モータ（以下、ガイドブッシュ主軸モータという。）である。
【０００５】
又、１０００は自動旋盤の機械の筐体、１００１は後述のワークを切削するための工具、１００２は工具１００１を保持するホルダ、１００３はバー材といわれる１本の長い丸い金属材料からなるワーク、１００４はメイン主軸、１００５はロータリガイドブッシュ、１００６はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの軸端に設けられたプーリ、１００７はタイミングベルトである。
【０００６】
次に、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの主軸同期制御の動作について説明する。１本の長いワーク１００３はメイン主軸１００４のチャック（図示せず）とロ−タリガイドブッシュ１００５で支持されている。そして、該ワーク１００３はメイン主軸１００４に対する回転指令で回転し、さらに右から左へ移動させられて、上下する工具１００２によって旋削加工される。このとき、ロ−タリガイドブッシュ１００５はメイン主軸１００４に同期して回転するようにされている。ここで図３４に示すように、自動旋盤の座標系は、通常左右方向にＺ軸を上下方向にＸ軸を取っている。ホルダ１００２はＸ軸方向のみ移動する構成となっている。
【０００７】
本例では、図３５に示すように、メイン主軸１００４はメイン主軸モータ１３ａ自身が主軸台を構成する形になっている。そして、ロ−タリガイドブッシュ１００５はタイミングベルト１００７を介してプーリ１００８と連結され、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂにより駆動される。
【０００８】
図３６に示す主軸モータを駆動する部分の加工プログラムは、指令Ｍ３がメイン主軸モータ１３ａの回転起動指令を、指令Ｓ１はメイン主軸モータ１３ａの回転速度指令（この場合は、１０００ｒｐｍで回転する）を、そして指令Ｍ５はメイン主軸モータ１３ａの回転停止指令をそれぞれ表している。
【０００９】
まず、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期して回転することを予めパラメータ等で設定しておく。テープリーダ等から読み込まれた加工プログラム２はメモリ７に格納される。加工プログラム２を実行する際には、加工プログラム解析処理部３がメモリ７から１ブロックずつ加工プログラム２を読み出し、読み出された加工プログラム２は加工プログラム解析処理部３で処理される。
【００１０】
図３６の加工プログラム例で説明すると、まずメイン主軸モータ１３ａの回転起動指令Ｍ３と回転速度指令Ｓ１を加工プログラム解析処理部３がメモリ７から読み出す。次に読み出されたこれらの指令は、加工プログラム解析処理部３で切削油のオン・オフ等の機械制御信号の制御を記述するラダー回路５に通知すべき指令と判断されて、機械制御信号処理部６に解析結果を通知される。機械制御信号処理部６は通知された解析結果を機械制御信号に変換してラダー回路５に出力する。ラダー回路５はメイン主軸モータ１３ａが回転可能な状態かまたは回転起動指令Ｍ３が適正かどうか判定した後、回転可能な状態であれば回転起動信号を機械制御信号処理部６に出力し、回転速度指令Ｓ１が適正であれば、指令された回転速度信号を機械制御信号処理部６に出力する。
【００１１】
機械制御信号処理部６に入力された回転起動信号と回転速度信号は補間処理部４に渡される。補間処理部４では回転速度信号からメイン主軸モータ１３ａの回転位置指令に換算する。また、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期制御されることを予めパラメータ等で設定されているため、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対してもメイン主軸モータ１３ａの回転速度信号からガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令を計算する。メイン主軸モータ１３ａとロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂにそれぞれ出力される。
【００１２】
これらの回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂにおいて、あらかじめ指定された加減速パターンに従って加減速を考慮した単位時間あたりのサーボ位置指令に計算しなおされて、データ入出力回路１１に出力される。これらのサーボ位置指令はデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂそれぞれ送信される。
【００１３】
メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは、受信したサーボ位置指令に従って、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ位置制御しながら回転させる。ここで、メイン主軸用主軸モータ１３ａに対応するメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対応するガイドブッシュ軸制御部１０ｂの加減速パターンが同じになるように調整されているため、メイン主軸１００４にチャッキングされたワーク１００３とロ−タリガイドブッシュ１００５は回転速度が変化している場合でも同期して回転することができることになる。
【００１４】
次に、メイン主軸の回転停止を意味する加工プログラム指令Ｍ５が実行されると、加工プログラム解析処理部３が解析結果を機械制御信号処理部６を通してラダー回路５に出力する。ラダー回路５では回転停止指令Ｍ５を受けて回転開始信号をオフする。機械制御信号処理部６が、回転開始信号がオフになったことを検出して補間処理部４に回転停止指令を通知する。補間処理部４ではメイン軸制御部１０ａとロ−タリガイドブッシュ軸制御部１０ｂに回転速度指令０を指令する。
【００１５】
この指令はこれらのメイン軸制御部１０ａ，ガイドブッシュ軸制御部１０ｂであらかじめ指定された加減速パターンに従って加減速を考慮したサーボ位置指令に計算しなおして、データ入出力回路１１に出力される。そして、このサーボ位置指令はデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送信される。これらのメイン主軸アンプ１２ａ，ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは受信した指令に従ってメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを同期させながら減速停止させることになる。
【００１６】
そこで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が同期制御期間中にどのように変化するかを見てみると、図３７の如くなる。即ち、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが一定の速度で回転している場合において、ワーク１００３を切削する前においては、ロ−タリガイドブッシュ１００５を回転させるために必要な電流として電流値Ｉ１がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れている。
【００１７】
時刻ｔ１において切削が開始すると、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流は電流値Ｉ１から徐々に増加し電流値Ｉ２で一定になる。この電流値Ｉ２は切削が終了する時刻ｔ２まで続く。そして切削終了後は再び電流値は減少し、ロ−タリガイドブッシュ１００５を回転させるために必要な電流値Ｉ１に戻ることになる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の主軸同期制御方法及びその装置では、ワーク１００３が丸材ワークの場合には、ロ−タリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流が切削開始から切削終了するまでの間大きくなるため、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが発熱し、発生した熱がタイミングベルト１００７または雰囲気を介してロ−タリガイドブッシュ１００５に伝わり、ロ−タリガイドブッシュ１００５が加熱され、ワーク１００３の加工精度が悪化するなどの問題点があった。
【００２０】
更に、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期して回転しているため、各々の主軸モータを独立に最適に速度制御する場合に比べて加速時間や減速時間が余分にかかるという問題点があった。
【００２１】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、メイン主軸を駆動するメイン主軸モータとロ−タリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータの主軸同期制御方法及びその装置において、ワークが丸材と等価な形状の場合、ワーク切削時にロータリガイドブッシュを駆動する主軸モータに大きな電流が流れて発熱することがない主軸同期制御方法及びその装置を得ることを目的としている。
【００２３】
更に、ワークが丸材と等価の場合、主軸モータの加速時間や減速時間を短縮できる主軸同期制御方法及びその装置を得ることを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる主軸同期制御方法においては、丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御方法において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令とするものである。
【００２５】
又、パラメータ入力されたすきま量に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２６】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が、前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２７】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２８】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２９】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたものである。
【００３０】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除し、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期制御を行うものである。
【００３１】
又、主軸同期制御装置においては、丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御装置において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出する同期補正量計算手段と、この同期補正量計算手段からの補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令として生成する補間処理手段と、を備えたものである。
【００３２】
又、パラメータ入力されたすきま量に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３３】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が、前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３４】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３５】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３６】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたものである。
【００３７】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除する同期解除手段と、この同期解除手段により同期が解除された状態で駆動される前記メイン主軸モータの速度と前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータとを同期させる速度制御・位置制御切り替え手段と、を備えたものである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図８に基づいて第１の実施の形態を説明する。図１はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ａの要部を示すブロック図、図２は数値制御装置１ａのパラメータ設定画面、図３は異形材信号を機械制御信号処理部６に出力するラダー回路図、図４はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の両者の位置関係を示す断面図、図５はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図６は加工前の作業者の手順を示すフローチャート、図７は切削開始前のガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂの電流値を読み出し記憶する手順を示すフローチャート、図８は丸材ワークの切削中にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかける手順を示したフローチャートである。
【００３９】
図において従来例と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ａは補間処理部、２０は従来の補間処理部４と同じ機能を有する補間処理手段、２１は同期補正量計算手段、２２は切削判定手段、６ａは機械制御信号処理部、２３は従来の機械制御信号処理部６と同じ機能を有する機械制御信号処理手段、２４は異形材信号検出手段である。
【００４０】
図２に示すパラメータ設定画面において、表示タイトルは「準備パラメータ」であり、データの設定は画面左下の「＃（ ）データ( ）」の部分で行う。画面の底部にはその画面の表示タイトルを選択するためのメニュー「基本１、基本２、準備パラ、原点復帰、サーボ」が用意されている。この画面では、２つのパラメータが表示されており、１つのパラメータの「ワーク外形寸法」のパラメータ値は「２０」、他のパラメータの「ガイドブッシュ隙間量」のパラメータ値は「２０」である。
【００４１】
又図３に示すラダー回路において、接点信号Ｍｘｘがオフのときは異形材信号を表わす出力信号Ｙ３０３は機械制御信号処理部６ａに出力されず、接点信号Ｍｘｘがオンのときに出力信号Ｙ３０３が機械制御信号処理部６ａに出力されるものである。
【００４２】
又図４に示すロ−タリガイドブッシュと丸材ワークの位置関係を示す断面図において、ロ−タリガイドブッシュの内径をＤ２、丸材ワークの外径をＤ１とすると、通常、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との間には（Ｄ２−Ｄ１）のすきまが存在する。ここで、メイン主軸１００４が丸材ワーク１００３をチャックして矢印Ａの方向に回転する場合、ロ−タリガイドブッシュ１００５はメイン主軸１００４にチャッキングされた丸材ワーク１００３と同期して回転する。
【００４３】
また、このときロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３の外形部とが接触して回転しているため、ロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３外径部との接触点Ｃは、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３の回転とともに移動していくことになる。ここで、ロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３の外径部と間にすべりがないと仮定した場合には、丸材ワーク１００３が丁度一回転すると、ロ−タリガイドブッシュ１００５の内径と丸材ワーク１００３の外径に差すなわちすきまがあるため、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との接触点は、π（Ｄ２−Ｄ１）だけ遅れたポイントＤとなる。
【００４４】
ここで、π（Ｄ２−Ｄ１）はポイントＣとポイントＤとの距離に相当する。しかしながら、実際はロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との間にはすべりが発生するため、丸材ワーク１００３が丁度一回転したときにロ−タリガイドブッシュ１００５はポイントＤではなくポイントＣにいることになる。したがって、ロ−タリガイドブッシュ１００５を回転させるのに必要な電流値は極めて小さくて良い状態でガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは回転することになる。
【００４５】
しかしながら、旋削等によって丸材ワーク１００３が切削負荷を矢印Ｅの方向から受けた場合、接触点Ｃの摩擦抵抗が大きくなり、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３がすべりにくくなる。このとき、丸材ワーク１００３が丁度一回転すると、ロ−タリガイドブッシュ１００５はポイントＤにいることになる。ところが、ロ−タリガイドブッシュ１００５に対する回転指令位置はポイントＣであるため、ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは切削負荷による摩擦抵抗に打ち勝ってポイントＣに位置決めしようとしてトルクを発生する。
【００４６】
このように、メイン主軸モータ１３ａが一回転する度に、接触点Ｄは矢印Ｂの方向に移動し、指令位置Ｃとの差がどんどん大きくなっていくことになる。即ち、ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生しなければならないようになる。ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂがある程度トルクを発生すると、切削負荷による摩擦抵抗に打ち勝つので、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との間にがすべりが発生し、これによって接触点が矢印Ｂの方向へ移動することはなくなる。すなわち、指令位置Ｃとロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３外径部との接触点が一定の差を保ちながら回転し続けることになる。
【００４７】
したがって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは切削負荷による摩擦抵抗に丁度打ち勝つだけのトルクを発生し続けることになる。このため、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが発生するトルクは切削開始後から切削終了するまで大きい値となってしまう。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂには大きな電流が流れ、それによりガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが発熱していた。そこで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令を補正し、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置と一致させるように制御すれば、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂがトルクを発生するのを防止することができる。
【００４８】
即ち、図６に示す加工前の作業者の手順を示すフローチャートにおいて、まずステップＳ１０１において、作業者はゲージ等を使用して図４に示したロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３とのすきま量を測定する。次にステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で測定したすきま量を図２に示した「準備パラメータ」のパラメータ設定画面の「ガイドブッシュ隙間量」の項目に設定する。この例では２０［μｍ］である。又このとき、併せて「ワーク外形寸法」も設定する。この例では２０［ｍｍ］である。ステップＳ１０３においては、作業者が異形材信号をオフまたは無効にする。
【００４９】
この異形材信号は機械操作盤のスイッチに設けてもよいし、数値制御装置１ａの設定画面で設定するようにしてもよい。この異形材信号を設ける理由は、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかけた場合、メイン主軸とロ−タリガイドブッシュとの間に異形材ワークが挿入されていると、この補正により、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとが反発し合うことになり、挿入された異形材ワークがねじれてしまう問題が生じる。従って、ロータリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されているか、又は丸材ワークが挿入されているかを予め判断しておく必要があるためである。
【００５０】
次に、図７のフローチャートに基づいて、切削開始前のガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂの電流値を読み出し記憶する手順について説明する。まずステップＳ２０１において、補間処理部４ａの切削判定手段２２が加工プログラム解析処理部３の解析結果から主軸回転速度が変更されるような指令が出されたかどうかをチェックする。ここで主軸回転速度（又は主軸速度）が変更されていなければ処理を終了する。もし変更されていた場合には、ステップＳ２０２において、切削判定手段２２がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度をメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介してそれぞれ読み出し、指令された回転速度と比較する。
【００５１】
ここで、指令した回転速度に到達していない場合は、再びステップＳ２０１へ戻り前述の動作を実行する。もし指令した回転速度に到達した場合には、ステップＳ２０３において、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を読み出して、メモリ７にこの電流値を書き込む。ここで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値は、ステップＳ２０２の場合と同様にして、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出される。
【００５２】
次に、図８のフローチャートを用いて、丸材ワーク１００３を切削中に、ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかける手順を説明する。まずステップＳ３０１において、切削判定手段２２がラダー回路５からの異形材信号がオンかどうかをチェックする。ここで検出方法は、例えば次のようにして行う。図３に示したラダー回路において、ステップＳ１０３で作業者は異形材信号をオフする操作を行っているため、接点信号Ｍｘｘはオフの状態にあり、異形材信号Ｙ３０３は機械制御信号処理部６ａに出力されない。そして、機械制御信号処理部６ａはこの状態を補間処理部４ａの切削判定手段２２に通知する。
【００５３】
そこで、切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａからの異形材信号がオフ状態であるという通知を受けてステップＳ３０２へ進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。ステップＳ３０２においては、切削判定手段２２が加工プログラム解析処理部３の解析結果から切削指令が指令されたかどうかを判定し、切削指令が指令されている場合にはステップＳ３０３に進む。又指令されていない場合には処理を終了する。次にステップＳ３０３では、前述のステップＳ２０３と同様にして、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を読み出す。そしてステップＳ３０４において、切削判定手段２２はステップＳ３０３で読み出した電流値が一定になったかどうかを判定する。
【００５４】
ここで、ステップＳ３０４において、電流値が一定という状態は、図５におけるガイドブッシュ主軸モータの電流値がＩ１またはＩ２であることを示している。ステップＳ３０５では、切削判定手段２２が、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶したガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値を読み出して、ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値と比較する。ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して同期補正量計算手段２１に通知してステップＳ３０６に進む。一方、ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値以下の場合には切削中でないと判断して処理を終了する。
【００５５】
このことを更に図５のタイムチャートを用いて説明する。今メモリ７に記憶されたガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの第１の設定電流値をＩ１とＩ２の間に設定した電流値とすると、ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がＩ１であれば、メモリ７に記憶された第１の設定電流値より小さいので、ここで処理を終了する。又ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がＩ２であれば、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、同期補正量計算手段２１が切削判定手段２２からの切削中通知を受けて、図２のパラメータ設定画面で設定されたワーク外形寸法とガイドブッシュ隙間量の値から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を計算する。
【００５６】
この補正量は、ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径の比から計算するものであり、下式で表わされる。
回転位置指令の補正量＝（単位時間回転位置指令）×（１−（ワーク外径寸 法）／（ロータリガイドブッシュ内径））
ここで、ロータリガイドブッシュ内径＝（ワーク外径）＋（すきま量）
である。
【００５７】
例えば、具体的な数値例として、回転速度を１４００ｒｐｍ、一回転当りに発生する検出器のパルス数を４０９６パルス／回転、数値制御装置の補間周期や重み係数等を考慮した係数をｋ１、ワーク外径寸法を２０ｍｍ，ロータリガイドブッシュ内径寸法（ワーク外径寸法＋すきま量）を２０．０２０ｍｍとすると、
単位時間回転位置指令＝４０９６×１４００×ｋ１（パルス）
となり、
となる。
【００５８】
次にステップＳ３０７では、補間処理手段２０が、同期補正量計算手段２１が算出した補正量に基づいて、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの回転位置指令を次のように算出する。即ち、
回転位置指令＝回転位置指令＋（単位時間回転位置指令±補正量）
【００５９】
ここで、補正量を加算するか減算するかはガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の変化する方向で判定する。図５のタイムチャートに示すように、切削開始後電流値が増加する場合は、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置がメイン主軸モータ１３ａの位置よりも遅れていると判定して、補正量を単位時間回転位置指令に加算する。また、切削開始後電流値が減少する場合は、補正量を単位時間回転位置指令から減算することになる。
【００６０】
次にステップＳ３０８では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとに対する回転位置指令は、それぞれ対応するメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、データ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂにそれぞれ送信され、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを制御する。補正を開始すると、図５のタイムチャートに示す時刻ｔ２で示す補正開始点から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値は補正開始点（時刻ｔ２）を境にして減少に転じることになる。また、時刻ｔ３は切削が終了した時点を示し、時刻ｔ２において補正をしない場合には時刻ｔ３から電流が減少し始める様子を一転鎖線で示している。
【００６１】
また、この実施の形態では、切削判定手段２２によって、切削判定を行ってから補正をかけていたが、切削判定を行わずに補正をかけてもよいケースがあれば切削判定を行わなくてもよい。
【００６２】
以上説明したように、この実施の形態によれば、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの回転位置指令を、下式に示すように、
回転位置指令＝回転位置指令＋（単位時間回転位置指令±補正量）
補正量＝（単位時間回転位置指令）×（１−（ワーク外径寸法）／
（ロータリガイドブッシュ内径））
とし、ロータリガイドブッシュ内径とワーク外径との差であるすきま量に基づいて算出された補正量で補正するようにしたので、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致することになって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【００６３】
実施の形態２．
図９〜図１２に基づいて第２の実施の形態を説明する。図９はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｂの要部を示すブロック図、図１０はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図１１はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の電流変化到達時間とすきま量推定値との関係を示すすきま量推定表、図１２は切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂ電流変化からすきま量を推定し、これから丸材ワークを切削中にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令を補正する手順を示したフローチャートである。
【００６４】
図において、従来例及び実施の形態１と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｂは補間処理部、２１ａは同期補正量計算手段、２９はすきま量推定手段、３０は電流変化到達時間検出手段である。
【００６５】
次に、この実施の形態の動作を説明する。図１０は、丸材ワーク切削時にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの切削直後の電流がロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量の違いによってどのように変化するかを模式的に表したものである。ここで、時刻ｔ１は切削開始点を、電流値Ｉ１は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を、電流値Ｉ２は切削中のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を表している。又、電流値変化Ａはロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が小さい場合を表わし、電流値変化Ｂはすきま量が大きい場合を表わしている。
【００６６】
（ｔ２ーｔ１）及び（ｔ３ーｔ１）は、切削開始後、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が増加して一定になるまでの時間である電流変化到達時間を示しており、すきま量が大きいほど電流変化到達時間は長くなる。即ち、この例では電流値変化Ｂの電流変化到達時間（ｔ３ーｔ１）の方が、電流値変化Ａの電流変化到達時間（ｔ２ーｔ１）より大きくなっている。このような、すきま量によって電流変化到達時間が異なる現象は実際に確認されており、再現性のあるものである。
【００６７】
図１１は電流変化到達時間に対するすきま量推定値をテーブルにしたものであり、このテーブルは、すきま量を変えて切削開始後に電流値が一定になるまでの時間すなわち電流変化到達時間を実際に測定し、この測定結果をまとめたものである。ここで、これらの測定結果からすきま量と電流変化到達時間に相関関係が存在し、すきま量と電流変化到達時間を近似式で表現できる場合には、必ずしも図１２に示すようなテーブルを用いる必要はない。
【００６８】
次に、図１２に示すフローチャートを用いて、すきま量の推定結果から丸材ワークの切削中に、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかける手順を説明する。まずステップＳ４０１において、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。この切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば、切削指令が実行中かどうかを確認するために加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行いステップＳ４０２に進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。
【００６９】
ステップＳ４０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合にはステップＳ４０３に進む。一方、実行中でないと判断した場合には処理を終了する。ステップＳ４０３では、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出す。ステップＳ４０４では、切削判定手段２２がステップＳ４０３で読み出した電流値が一定になったかどうかを判定する。
【００７０】
一定でない場合にはステップＳ４０３へ戻る。電流値が一定になった場合はステップＳ４０５に進み、切削判定手段２２がステップＳ２０３でメモリ７に記憶したガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値とステップＳ４０３で読み出された電流値と比較する。ステップＳ４０３で読み出された電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶されたガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して、同期補正量計算手段２１とすきま量推定手段２９に通知してステップＳ４０６に進む。一方、ステップＳ４０３で読み出された電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値以下の場合には切削中でないと判断して処理を終了する。
【００７１】
ここで、電流変化到達時間検出手段３０は一定の時間間隔でロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をサンプリングして、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値変化点を捉える。電流値変化開始点（図１０における時刻ｔ１）はサンプリングした電流値から所定の電流値を引いた値を監視し、この差分値が一定値を越えた場合に電流値変化開始点と判定している。又ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値のサンプリングはステップＳ４０３におけると同様の手順で読み出される。
【００７２】
次に、電流変化到達時間検出手段３０はサンプリングされた電流値から電流値が一定になる点（時刻）を判定する。たとえば前回サンプリングした電流値と今回サンプリングした電流値の差がほぼ０になったときを電流値が一定となった点（時刻）と判定する。図１０においては、時刻ｔ２と時刻ｔ３が電流値一定ポイントとなる。ここですきま量が大きい程電流値が変化開始してから一定になるまでの時間は長くなっている。即ち、（ｔ３−ｔ１）の方が（ｔ２−ｔ１）より大きくなっている。この要因の一つとしては、すきま量が大きいほどロータリガイドブッシュとワークとの接触点での圧力が小さく滑り易いためと考えられる。
【００７３】
すきま量推定手段２９が切削判定手段２２からの切削中通知と電流変化到達時間検出手段３０から切削開始後電流値が変化開始してから一定になるまでの時間を読み取り、図１１のすきま量推定表からすきま量を推定する。または、前述の如く、電流変化到達時間とすきま量の近似式が得られれば、この近似式からすきま量を推定することもできる。ステップＳ４０７では、同期補正量計算手段２１ａが切削判定手段２２からの切削中通知を受けてステップＳ４０６で推定されたすきま量と予めパラメータ等で設定されたワーク外形寸法からガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を計算する。この補正量は、実施の形態１で示した如く、ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径の比から計算する。
【００７４】
次に、ステップＳ４０８では、補間処理手段２０が、実施の形態１でのステップＳ３０７におけると同様にして、ステップＳ４０７で計算された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。又ステップＳ４０９では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令を、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂにそれぞれ送信され、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御することになる。
【００７５】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、電流変化到達時間とすきま量の関係を示すデータに基づいてすきま量を推定して回転位置指令の補正量を算出するので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性も向上することができる。
【００７６】
このように自動的に、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【００７７】
実施の形態３．
図１３〜図１５に基づいて第３の実施の形態を説明する。図１３はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｃの要部を示すブロック図、図１４はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図１５は丸材ワークの切削中にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して一定間隔で補正量を更新し、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が切削開始前の電流値になるまで補正量を更新し続ける手順を示したフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１、２と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｃは補間処理部、３１は補正量決定手段である。
【００７８】
次に、この実施の形態における動作を説明する。まず、図１４のタイムチャートは、ワーク切削後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が補正開始後どのような変化を示すかを模式的に表したものである。時刻ｔ１は切削開始ポイントを、Ｉ１は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を、Ｉ２は切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を示している。時刻ｔ２は補正開始点を示し、時刻ｔ３は補正が完了して切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が切削開始前の電流値に等しくなった点を示している。また、時刻ｔ２からｔ３における電流値の変化は、補正によってどのように電流値が変化するかをを表わしている。そして、Δｔは補正量を更新する間隔を表している。
【００７９】
次に、図１５のフローチャートにおいて、まずステップＳ５０１では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。切削判定手段２２は、機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば、切削指令が実行中かどうかを確認するために加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行い、ステップＳ５０２に進む。他方、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。
【００８０】
ステップＳ５０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合にはステップＳ５０３に進む。また実行中でないと判断した場合には処理を終了する。ステップＳ５０３では、電流検出手段を有する切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを通して読み出す。ステップＳ５０４では、切削判定手段２２がステップＳ５０３で読み出した電流値が一定になったかを判定する。一定でない場合には再びステップＳ５０３を実行する。電流値が一定になった場合はステップＳ５０５に進む。
【００８１】
ステップＳ５０５では、切削判定手段２２がステップＳ２０３でメモリ７に記憶したロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値をメモリ７から読み出してステップＳ５０３で読み出された電流値と比較する。ステップＳ５０３で読み出された電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して補正量決定手段３１に通知してステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、第１の補正量決定手段を有する補正量決定手段３１が切削判定手段２２からの切削中の通知を受けて、予めパラメータ等で設定された補正量の初期値とオフセット量に基づいて、以下に示す式を用いて順次補正量を計算していく。
補正量＝補正量初期値＋オフセット量
【００８２】
次にステップＳ５０７では、補間処理手段２０が実施の形態１、２と同様にして、ステップＳ５０６で計算された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。ステップＳ５０９では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介して、メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御開始する。図１４の補正開始点である時刻ｔ２がこの点に相当する。
【００８３】
ステップＳ５０９では、ステップＳ５０３と同様にして、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂの電流値を読み出す。次にステップＳ５１０では、補正量決定手段３１がステップＳ５０９で読み出した電流値と、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値とを比較する。そして、ステップＳ５０９で読み出した電流値がメモリ７に記憶された設定電流値より大きければステップＳ５０６に戻り、以下ステップＳ５０７、ステップＳ５０８、ステップＳ５０９、ステップＳ５１０を再び実行する。このステップＳ５０６〜Ｓ５１０を実行する時間が図１４に示すΔｔに相当する。
【００８４】
このように、ステップＳ５０７〜ステップＳ５１０を繰り返し実行することによって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値は、図１４の時刻ｔ２からｔ３の電流によって示すように、補正値を更新する度に減少していき、最後にステップＳ５０９で読み出された電流値と、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値とがほぼ等しくなったときに処理を終了する。そして、第２の補正量決定手段を有する補正量決定手段３１が、このときの補正量を正規の補正量として設定する。、即ち、ステップＳ５０９で読み出した電流値とステップＳ２０３でメモリ７に記憶された電流値との比較は、例えば設定電流値に一定値を加算また減算した値の範囲内に、ステップＳ５０９で読み出した電流値が入っているかどうかをチェックすることによって行うことができる。
【００８５】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、回転位置指令の補正量をわずかづつ徐々に変化させてガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をチェックし、この電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶した設定電流値とほぼ等しくなれば補正量が正しく設定されたと判断して、この補正量を正規の補正量として設定するので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定して補正量を算出する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量制御ができ、かつ作業者の測定誤差に起因する補正量制御の信頼性も向上することができる。
【００８６】
このようにフィードバック制御により、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【００８７】
実施の形態４．
図１６〜図１９に基づいて第４の実施の形態を説明する。図１６はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｄの要部を示すブロック図、図１７はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図１８及び図１９はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に所定の補正量（補正量の初期値）をかけた後、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の変化量からワークとロ−タリガイドブッシュのすきま量を推定し、丸材ワークを切削中にロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に補正をかける手順を示したフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１〜３と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｄは補間処理部、２１ｂは同期補正量計算手段、３２は電流変化量検出手段である。
【００８８】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図１７は丸材ワーク切削時のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が、補正後にロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量の違いによってどのように変わるかを示したものである。ｔ１は切削開始点を、Ｉ１は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を、Ｉ２は切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を示している。ΔＩ（Ｌ）及びΔＩ（Ｓ）は、補正開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の変化量を表わしており、ΔＩ（Ｌ）はロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が大きい場合を、ΔＩ（Ｓ）はロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が小さい場合を表わしている。
【００８９】
ここで、すきま量が小さいほど電流変化量は大きくなっている。ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の補正開始直後の変化がロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量によって異なる現象は、実際に確認されており、再現性のあるものである。この理由の一つとしては、すきま量が大きいほど、ロ−タリガイドブッシュとワークとの接触点での圧力が小さく滑り易いため、電流変化量が小さくなると考えられる。
【００９０】
図１８及び図１９のフローチャートにおいて、ステップＳ６０１では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば切削指令が実行中かどうかを確認するために加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行いステップＳ６０２に進む。他方、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。ステップＳ６０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合にはステップＳ６０３に進む。他方、実行中でないと判断した場合には処理を終了する。
【００９１】
ステップＳ６０３では、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出す。次にステップＳ６０４では、切削判定手段２２がステップＳ６０３で読み出した電流値が一定になったかどうかを判定する。一定でない場合には再びステップＳ６０３へ戻る。電流値が一定になった場合はステップＳ６０５に進む。ステップＳ６０５では、切削判定手段２２が、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶したガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値をステップＳ６０３で読み出した電流値と比較する。
【００９２】
ステップＳ６０３で読み出した電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶した設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して電流変化量検出手段３２と同期補正量計算手段２１に通知しステップＳ６０６に進む。一方、ステップＳ６０３で読み出した電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶した設定電流値以下の場合には、切削中でないと判断して処理を終了する。ステップＳ６０６では、切削判定手段２２からの切削中の判定を受けて電流変化量検出手段３２が予め決めた所定の同期補正量を補間処理手段２０に通知する。補間処理手段２０は電流変化量検出手段３２から通知されたこの補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。
【００９３】
次にステップＳ６０７では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御する。
【００９４】
次に、ステップＳ６０８では、電流変化量検出手段３２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出し、ステップＳ６０３で読み出した電流値（補正量の初期値で補正する前の電流値）との差すなわち変化量を計算する。そしてこの計算結果をすきま量推定手段２９に通知する。ステップＳ６０９では、すきま量推定手段２９が電流変化量検出手段３２から通知された電流変化量からロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量を推定する。
【００９５】
ここで、すきま量の推定は次のように行うものである。まず、基準すきま量を予め決めておき、このすきま量から計算された補正量でガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに補正をかけた場合の電流変化量を測定する。この電流変化量を基準電流変化量とし、ステップＳ６０８で読み出された電流変化量と基準電流変化量との比率からすきま量を推定する。図１７においては、電流変化量ΔＩ（Ｌ）の場合はすきま量の推定値は大きなり、電流変化量ΔＩ（Ｓ）の場合はすきま量の推定値は小さくなる。
【００９６】
次に、すきま量推定手段２９は推定したすきま量を同期補正量計算手段２１ｂに通知する。ステップＳ６１０では、同期補正量計算手段２１ｂが、すきま量推定手段２９がステップＳ６０９で推定したガイドブッシュすきま量と予めパラメータ等で設定されたワーク外形寸法から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を計算する。又ステップＳ６１１では、同期補正量計算手段２１ｂが、ステップＳ６１０で計算した補正量を補間処理手段２０に通知する。そして補間処理手段２０は、同期補正量計算手段２１ｂから通知された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。
【００９７】
そしてステップＳ６１２では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令が、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御する。
【００９８】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、最初に任意に与えた所定の補正量に起因するガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流の変化量等の応答状態に基づいてすきま量を推定し、このすきま量に基づいて回転位置指令の補正量を算出するので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量制御ができ、かつ作業者の測定誤差に起因する補正量制御の信頼性も向上することができる。
【００９９】
このように自動的に、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【０１００】
実施の形態５．
図２０〜図２４に基づいて第５の実施の形態を説明する。図２０はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｅの要部を示すブロック図、図２１はメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差を示すタイムチャート、図２２はメイン主軸とロータリガイドブッシュの相対位置誤差を示す説明図、図２３は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとメイン主軸モータ１３ａの相対位置誤差を読み出し記憶する手順を示すフローチャート、図２４は切削開始後のメインモータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差の変化量から補正量を決定し、この補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正する手順を示したフローチャートである。
【０１０１】
図において、従来例及び実施の形態１〜４と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｅは補間処理部、３３は位置誤差補正量計算手段、３４は位置誤差検出手段、３５は単位時間位置誤差変化量検出手段である。
【０１０２】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図２１では、ワーク切削直後において、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差が、ロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量の違いによってどのような変化を示すかを表したものである。時刻ｔ１は切削開始点を、Ａはロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が小さい場合の相対位置誤差を、Ｂはすきま量が大きい場合の相対位置誤差を表わしている。メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差の切削開始直後の変化がロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量によって異なる現象は実際に確認されており、再現性のある現象である。
【０１０３】
次に、図２２に基づいて相対位置誤差を説明する。図２２はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の断面図を表している。１００３は丸材ワークを、１００５はロ−タリガイドブッシュを表している。Ｄ、Ｃはそれぞれメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３とロ−タリガイドブッシュ１００５の主軸同期中の特定の位置を表している。Ｃはロータリガイドブッシュ１００５の特定の位置を、Ｄはメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３の特定の位置を表している。
【０１０４】
主軸同期中の場合にはロータリガイドブッシュ１００５とメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３の相対的な位置は一致している。すなわち、Ｃ点とＤ点の相対的な位置は回転中は一致しており、一回転する度に同じ位置に戻って来る。今、たとえば、Ｄ点がＥ点にずれた場合を考えると、ロ−タリガイドブッシュ１００５とメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３とは相対的な位置の差すなわち相対位置誤差としての距離ＤＥを生じたことになる。
【０１０５】
図２３のフローチャートにおいて、まずステップＳ７０１では、切削判定手段２２が加工プログラム解析処理部３の解析結果から主軸回転速度が変更されるような指令が出されたかどうかをチェックする。主軸回転速度が変更されていなければ処理を終了する。一方、変更されていた場合にはステップＳ７０２で、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出し、指令された回転速度と比較する。ここで、指令した回転速度に到達していない場合は再びステップＳ７０２を実行する。
【０１０６】
他方、指令した回転速度に到達した場合にはステップＳ７０３で、位置誤差検出手段３４がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差を算出して、これを第１の相対位置誤差（これは無負荷状態の相対位置誤差である。）としてメモリ７に書き込む。ここで、相対位置誤差は次のようにして算出する。まず、位置誤差検出手段３４がメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂに対して、各々の主軸モータの位置を読み込むようにリクエストする。各々の軸制御部１０ａ、１０ｂは各々の主軸アンプ１２ａ、１２ｂが読み出した各々の主軸モータ１３ａ、１３ｂの位置をデータ入出力回路１１を介して取り込み、位置誤差検出手段３４に返す。位置誤差検出手段３４は、取り込んだこれらのデータから、メイン主軸モータ１３ａの位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置の差（これは丸材ワーク１００３とロータリガイドブッシュ１００５との位置の差に等しい。）すなわち相対位置誤差を計算する。
【０１０７】
図２１の例では相対位置誤差が正の値になっているので、メイン主軸モータ１３ａの位置がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置より進んでいるか、または、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置がメイン主軸モータ１３ａの位置より遅れているかのどちらかである。
【０１０８】
図２４のフローチャートにおいて、まずステップＳ８０１では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば、切削指令が実行中かどうかを確認するために、加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行い、ステップＳ８０２に進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。ステップＳ８０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合には、ステップＳ８０３に進む。他方、実行中でないと判断した場合には処理を終了する。
【０１０９】
次に、ステップｓ８０３では、位置誤差検出手段３４はステップＳ７０３と同様にしてメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差を算出する。又ステップＳ８０４では、位置誤差検出手段３４がステップＳ８０３で読み出した相対位置誤差が一定になったかどうかを判定する。一定でない場合には再びステップＳ８０３を実行する。相対位置誤差が一定になった場合はステップＳ８０５に進む。ステップＳ８０５では、位置誤差検出手段３４が、ステップＳ７０３でメモリ７に記憶された第１の相対位置誤差とステップＳ８０３で算出された相対位置誤差の情報を切削判定手段２２に渡し、切削判定手段２２はこれらの相対位置誤差を比較する。
【０１１０】
ステップＳ８０３で算出された相対位置誤差がメモリ７に記憶された第１の相対位置誤差より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して、切削実行中であるという情報を位置誤差補正量計算手段３３に通知してステップＳ８０６に進む。他方ステップＳ８０３で、メモリ７に記憶された第１の相対位置誤差以下の場合には切削中でないと判断して処理を終了する。
【０１１１】
次にステップＳ８０６では、単位時間位置誤差変化量検出手段３５が一定の時間間隔でメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置をサンプリングして両者の相対位置誤差を算出し、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差の変化点を捉える。この相対位置誤差の変化点はサンプリングした相対位置誤差からメモリ７に記憶された第１の相対位置誤差を引いた値を監視し、この差分値が一定値を越えた場合に相対位置誤差の変化点と判定する。
【０１１２】
すなわち図２１において、切削開始点である時刻ｔ１が相対位置誤差の変化点に相当する。ここで、両方の主軸モータの相対位置誤差の算出はステップＳ８０３と同様の手順で行われる。次に単位時間位置誤差変化量検出手段３５は算出された相対位置誤差から相対位置誤差が一定になる点（時刻）を判定する。たとえば前回算出した相対位置誤差と今回算出した相対位置誤差の差がほぼ０になったときを相対位置誤差が一定となる点（時刻）と判定する。図２１の例では、時刻ｔ２、ｔ３がそれぞれＡ、Ｂの場合の相対位置誤差が一定となる点である。
【０１１３】
ここで、すきま量が大きい程、相対位置誤差が変化開始してから一定になるまでの時間は長くなる。すなわち相対位置誤差の変化量が小さくなる。図２１の例では、すきま量が大きい場合が時刻ｔ３に相当し、すきま量が小さい場合が時刻ｔ２に相当する。位置誤差補正量計算手段３３が切削判定手段２２からの切削中であるという通知と単位時間位置誤差変化量検出手段３５から相対位置誤差の変化量を読み取り、補正係数を算出する。
【０１１４】
次にステップＳ８０７では、位置誤差補正量計算手段３３がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を補正係数を用いて、次の式で算出する。
補正量＝相対位置誤差×補正係数
そして、補間処理手段２０が、算出された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。ステップＳ８０８では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御する。
【０１１５】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、メイン主軸モータ１３ａの位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置の差、即ち丸材ワーク１００３とロータリガイドブッシュ１００５との位置の差、である相対位置誤差の変化量がすきま量に密接に関係があることに着目し、この相対位置誤差の変化量から補正係数を算出し、そしてこの補正係数に相対位置誤差を乗算することにより回転位置指令の補正量を算出したので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量制御ができ、かつ作業者の測定誤差に起因する補正量制御の信頼性も向上することができる。
【０１１６】
このように自動的に、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【０１１７】
実施の形態６．
図２５〜図２８に基づいて第６の実施の形態を説明する。図２５はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｆの要部を示すブロック図、図２６はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値と回転速度を示すタイムチャート、図２７はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークまたは異形材ワークが挿入された場合の断面図、図２８は丸材・異形材判別手段３６がロ−タリガイドブッシュに挿入されたワークが丸材か異形材かを判定する手順を示すフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１〜５と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｆは補間処理部、３６は丸材・異形材判別手段、４３は電流制限設定手段である。
【０１１８】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図２６はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入されている場合で、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を徐々に増加させていき、丸材ワークとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂがすべってガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転を始めたときに、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値と回転速度がどのように変化するかを表したものである。時刻ｔ１は電流制限を開始した点を、時刻ｔ２はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転を開始した点を、電流値Ｉ１は回転中のロ−タリガイドブッシュを駆動する主軸モータ１３の電流値を表している。電流値△Ｉは電流制限値を徐々に上げていったときの一回あたりの電流制限値の増分量を表している。また、回転速度Ｎ１はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転する回転速度を表している。
【０１１９】
次に、図２８に示すフローチャートにおいて、まずステップＳ９０１では、作業者が機械操作盤（図示せず。）の同期解除のスイッチをオンする。この同期解除信号は、ラダー回路５でメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの主軸同期解除条件をチェックし、ＯＫならば、機械制御信号処理部６に同期解除信号を出力する。同期解除手段を有する機械制御信号処理部６は、ラダー回路５からの同期解除信号を受けて補間処理手段２０に対して同期解除指示を行う。そして、補間処理手段２０は、機械制御信号処理部６からの同期解除指示を受けて、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令を、回転位置ではなく回転速度を指令する指令、すなわち速度制御指令に切り替える。また、メイン主軸モータ１３ａに対する回転速度指令から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの指令を計算することをやめる。
【０１２０】
これによって、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの同期状態は解除される。そして、これ以降メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを別々に回転させることが可能となる。次にステップＳ９０２では、作業者が丸材ワークまたは異形材ワークをロ−タリガイドブッシュに挿入する。図２７（ａ）はロ−タリガイドブッシュ１００５ワーク１００３として丸材ワークが挿入された場合の断面図を、図２７（ｂ）はロ−タリガイドブッシュ１００５にワーク１００３として異形材ワークが挿入された場合の断面図を示している。
【０１２１】
次にステップＳ９０３では、丸材・異形材判別手段３６が、機械制御信号処理部６に対してメイン主軸のチャック閉のリクエスト信号を出す。そして、この丸材・異形材判別手段３６からのチャック閉信号は、機械制御信号処理部６とラダー回路５を介して工作機械のリレー盤（図示せず。）のリレー等を制御することによってチャックを閉じる。次に、メイン主軸モータ１３ａの拘束手段を有する丸材・異形材判別手段３６は、メイン主軸モータ１３ａに回転速度０の指令を出力する。この指令はメイン軸制御部１０ａ、データ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａに送られる。メイン主軸アンプ１２ａが「０」の回転速度指令を実行すると、メイン主軸モータ１３ａは停止したままで励磁される。
【０１２２】
次にステップＳ９０４では、丸材・異形材判別手段３６からの指令で、電流制限設定手段４３が、パラメータ等によりメモリ７に予め記憶された電流制限値の初期値を読み出して、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂに電流制限の実行リクエストを出す。一般に、電流制限値はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの定格電流値の百分率で表される。このデータはガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、データ入出力回路１１を介してガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られる。ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは、受けた電流制限値に従ってガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを制御する。
【０１２３】
ここで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに電流制限をかける理由は、電流制限をかけないでガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを回転させると、ロ−タリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されている場合、異形材ワークをねじってしまう可能性があるからである。次にステップＳ９０５では、速度指令手段を有する補間処理手段２０がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対して回転指令を与える。この回転速度指令は１００ｒｐｍ程度を指令する。この回転速度指令はガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、データ入出力回路１１を介してガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂはガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを１００ｒｐｍで回転させようとする。
【０１２４】
しかしながら、ロ−タリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されている場合でも、または丸材ワークが挿入されている場合でも、ロ−タリガイドブッシュとワークの接触面に摩擦抵抗があるため、電流制限によってガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転力が摩擦抵抗を下回るときには、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは回転しない。ステップＳ９０６では、丸材・異形材判別手段３６が、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂからデータ入出力回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度を読み出してそれが回転しているかどうか判定する。
【０１２５】
回転していない場合にはステップＳ９０７に進む。他方、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転力がロ−タリガイドブッシュと丸材ワークの接触面の摩擦抵抗を上回って回転した場合にはステップＳ９１０に進み、丸材・異形材判別手段３６が丸材ワークと判定し、判定結果を切削判定手段２２に通知する。図２６では、回転が開始する点である時刻ｔ２よりガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転速度Ｎ１で回転しているため、丸材・異形材判別手段３６は丸材ワークと判定することになる。
【０１２６】
次にステップＳ９０７では、丸材・異形材判別手段３６が、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する電流制限値の初期値に予め決めた所定値であるオフセット量を加算する。このオフセット量は、通常、主軸モータの定格電流値の１％程度にする。そしてステップＳ９０８では、丸材・異形材判別手段３６がステップＳ９０７で設定した電流制限値が規定値を越えたかどうかチェックする。規定値を越えた場合には、ステップＳ９０９に進み、丸材・異形材判別手段３６が異形材ワークと判定し、判定結果を切削判定手段２２に通知する。一方、規定値を越えていない場合には、再びステップＳ９０６から実行する。
【０１２７】
ここで、電流制限値が規定値を越えたかどうかをチェックする理由は、規定値を設けず電流制限値を上げていくと、メイン主軸は励磁されてロック状態にあるため、ロ−タリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されていた場合には、ロ−タリガイドブッシュが大きな力で回転しようとすると異形材ワークをねじってしまう可能性があるからである。また、この定値をワークの材質や外径によって変えることにより、より正確な判定を行うこともできる。
【０１２８】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの同期制御を解除して別々に回転可能にし、ワーク１００３をメイン主軸１００４とロータリガイドブッシュ１００５とにセットし、メイン主軸モータ１３ａを励磁してワークを拘束させた状態で、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに低い速度指令を与えながら、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへ供給する電流を徐々に大きくすることにより、供給電流の大きさとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転状態をチェックして、ワークが丸材ワークか異形材ワークかを自動的に判別するので、ワークが丸材ワークか異形材ワークかを作業者がわざわざ調べてパラメータとして設定する必要がなく、又機械の加工対象とするワークの形状を気にする必要もなく、加工の自動化を促進することができる。
【０１２９】
実施の形態７．
図２９〜図３２に基づいて第７の実施の形態を説明する。図２９はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｇの要部を示すブロック図、図３０はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の断面図、図３１は加工プログラム２でメイン主軸モータ１３ａに対して回転速度を変更した場合におけるメイン主軸モータ１３ａの速度とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの速度の変化を示すタイムチャート、図３２はメイン主軸モータ１３ａに対して回転起動または回転速度変更等を指令した場合におけるメイン主軸モータ１３ａ及びガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する速度制御／位置制御の切り替えの手順を示すフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１〜６と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｇは補間処理部、３９は速度制御・位置制御切り替え手段である。
【０１３０】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図３０はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入されている場合のロ−タリガイドブッシュと丸材ワークの位置関係を説明しているもので、Ａ点は回転中のロ−タリガイドブッシュ１００５のある時刻の位置を示し、Ｂ点はメイン主軸１００４にチャッキングされた丸材ワーク１００３のある時刻の位置を示している。今Ａ点とＢ点とは一致している。また、Ｃ点は回転中のロ−タリガイドブッシュ１００５の他の時刻の位置を示しており、このときはロータリガイドブッシュ１００５は丸材ワーク１００３に比べて角度θだけずれていることを示している。
【０１３１】
図３１は、加工プログラム２でメイン主軸モータ１３ａの回転速度を変更した場合の、メイン主軸モータ１３ａの速度とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの速度の変化を示したものである。ここで、（ａ）は異形材信号がオンの場合、（ｂ）は異形材信号がオフの場合を示す。時刻ｔ１はメイン主軸モータ１３ａに回転起動指令を与えた点を、時刻ｔ２及び時刻ｔ３はメイン主軸モータ１３ａに回転速度を変更する指令を与えた点を、時刻ｔ４及び時刻ｔ５はメイン主軸モータ１３ａに逆転指令を与えた点を、時刻ｔ６及び時刻ｔ７はメイン主軸モータ１３ａに与えた逆転指令をオフした点を示している。
【０１３２】
又、Ｍ１〜Ｍ８は、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの主軸同期の動作モードを示している。Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ７は回転位置指令すなわち主軸同期による動作モードを示し、この動作モードにおいては、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとは、回転速度及び位置とも一致している。又Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８は速度制御による動作モードすなわち主軸同期が解除されている状態を表しており、加減速中は、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとは、回転速度や位置は一致していない。
【０１３３】
さて、図３２に示すフローチャートにおいて、まずステップＳ１００１では、速度制御・位置制御切り替え手段３９が加工プログラム解析処理部３の解析結果からメイン主軸モータ１３ａに対する回転速度指令が変更されたかどうかチェックする。この指令が変更されていない場合には処理を終了する。他方、この指令が変更されている場合にはステップＳ１００２に進む。そしてステップＳ１００２では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、速度制御・位置制御切り替え手段３９に通知する。この異形材信号の状態がオフ状態であればステップＳ１００３に進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。
【０１３４】
次にステップＳ１００３では、補間処理手段２０が、同期解除手段を有する速度制御・位置制御切り替え手段３９からの同期解除通知を受けて、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとに対する、回転位置指令すなわち位置制御による指令を回転速度のみの指令すなわち速度制御による指令に切り替える。又ステップＳ１００４では、補間処理手段２０がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとに対する指令をメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂとに与え、データ入出力手段１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂとに送る。
【０１３５】
次にステップＳ１００５では、それぞれの主軸モータ１３ａ、１３ｂは速度制御により駆動されるため、それぞれの主軸モータ１３ａ、１３ｂはそれぞれの主軸アンプ１２ａ、１２ｂの特性に従って加速または減速される。又ステップＳ１００６では、速度制御・位置制御切り替え手段３９がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度を、メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出力回路１１、及びメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読みとる。
【０１３６】
そして速度制御・位置制御切り替え手段３９は読み取った両主軸モータの回転速度が、ステップＳ１００４で指令した回転速度と一致しているかどうかをチェックする。一致していない場合にはステップＳ１００６を再び実行する。他方、一致した場合にはステップＳ１００７に進む。ステップＳ１００７では、速度制御・位置制御切り替え手段３９がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの制御を速度制御から位置制御に切り替える。
【０１３７】
ここで、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが速度制御で回転中の場合に位置制御へ切り替える手順は以下のようにして行う。まず、速度制御・位置制御切り替え手段３９が、速度制御で回転中のメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置を、メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出力回路１１、及びメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読みとる。
【０１３８】
次に、回転速度から単位時間あたりの指令位置を計算する。また、予めパラメータ等で設定された処理遅れを含む主軸モータの追従おくれを考慮して、主軸モータの回転位置指令を計算する。本計算を行う理由は主軸モータ１３には指令に対する追従おくれが必ず存在するためである。ここで、回転位置指令の計算は以下のようにして行う。
回転位置指令＝現在の主軸モータの位置＋単位時間回転位置指令
＋主軸モータの追従おくれ
【０１３９】
そして、速度制御・位置制御切り替え手段３９は、これらの回転位置指令をメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力１１を介して、それぞれメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送る。これらの主軸アンプ１２ａ、１２ｂは、速度制御・位置制御切り替え手段３９から送られた回転位置指令に基づいて、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを位置制御に切り換える。
【０１４０】
又図３１（ｂ）に示すように、丸材ワークであり異形材信号がオフの場合は、加速区間Ｍ２、減速区間Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８では、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは各々の主軸アンプ１２ａ、１２ｂの特性に従って加速または減速されているため、すなわち速度制御されているため、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置関係は保証されない。すなわち、図３０に示すように、ある時刻において、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとが特定の位置であるＡ点とＢ点にいたとしても、メイン主軸モータ１３ａが一回転した後の時刻では、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂはＣ点の位置にきている場合があり、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置関係は保証されない。
【０１４１】
他方図３１（ａ）に示すように、異形材ワークであり異形材信号がオンの場合は、主軸モータが加減速中であろうと一定回転速度で回転していようと、回転位置指令で制御されているときすなわち位置制御されている場合には、図３０に示すように、メイン主軸モータ１３ａが一回転した後の時刻においても、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置はＡ点にきている。すなわち、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置関係は保証されていることになる。
【０１４２】
しかしながら、図３１（ａ）の場合では、主軸モータの加速および減速中も回転位置指令で制御されているため、加減速中は速度制御に切り替えている場合に比べて、加速または減速に時間がかかる。その理由は次の通りである。即ち、回転位置指令で制御して加速または減速する場合は、両方の主軸モータの特性を満足するようにあらかじめ設定された加減速パターンに従って、この加減速特性を考慮したサーボ位置指令に計算しなおされるので、加速または減速の傾きは緩やかになってしまうためである。したがって、図３１では、加減速中に速度制御に切り替えている図３１（ｂ）の方が、図３１（ａ）の場合より、時間Δｔだけ加工時間が短縮されることになる。
【０１４３】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、ワークが丸材ワークであるか異形材ワークであるかをチェックし、丸材ワークの場合においては、加減速中の期間だけ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの同期制御を解除して別々に最短時間で加減速させ、両主軸モータの回転速度が一定になり一致したときに、両主軸モータの同期制御を行うので、常に同期制御を採用してメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを駆動する場合に比べて、加減速時間が短縮でき、しいては加工のサイクルタイムを短くすることができる。
【０１４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１４５】
丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御方法において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令とするので、ガイドブッシュ主軸モータの実際に存在する位置と回転位置指令による位置とが一致してガイドブッシュ主軸モータが大きなトルクを発生する必要、即ちガイドブッシュ主軸モータに大きな電流を流す必要がなくなり、ガイドブッシュ主軸モータの発熱による機械の加工精度に及ぼす影響をなくし機械の加工精度を向上させる効果がある。
【０１４６】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上する効果がある。
【０１４７】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正誤差を小さくする効果がある。
【０１４８】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正量の算出を簡単にする効果がある。
【０１４９】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量とするので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量から補正量をわざわざ算出する必要がなくなり、効率が良く信頼性の高い回転位置指令の補正量設定が自動的にでき、かつ補正誤差を小さくしかも早く補正を完了させる効果がある。
【０１５０】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除し、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期制御を行うので、同期制御を必要としないときにはそれぞれの主軸モータを別々に最適に制御することになり、加減速時間の短縮ひいては加工サイクルタイムを短縮する効果がある。
【０１５１】
丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御装置において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出する同期補正量計算手段と、この同期補正量計算手段からの補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令として生成する補間処理手段と、を備えたので、ガイドブッシュ主軸モータの実際に存在する位置と回転位置指令による位置とが一致してガイドブッシュ主軸モータが大きなトルクを発生する必要即ちガイドブッシュ主軸モータに大きな電流を流す必要がなくなり、ガイドブッシュ主軸モータの発熱による機械の加工精度に及ぼす影響をなくし機械の加工精度を向上させる効果がある。
【０１５２】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上させる効果がある。
【０１５３】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正誤差を小さくする効果がある。
【０１５４】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正量の算出を簡単にする効果がある。
【０１５５】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量から補正量をわざわざ算出する必要がなくなり、効率が良く信頼性の高い回転位置指令の補正量設定が自動的にでき、かつ補正誤差を小さくしかも早く補正を完了させる効果がある。
【０１５６】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除する同期解除手段と、この同期解除手段により同期が解除された状態で駆動される前記メイン主軸モータの速度と前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータとを同期させる速度制御・位置制御切り替え手段と、を備えたので、同期制御を必要としないときにはそれぞれの主軸モータを別々に最適に制御することになり、加減速時間の短縮しいては加工サイクルタイムを短縮する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態１による主軸同期制御装置を有する数値制御装置のパラメータ設定画面の説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態１による異形材信号を機械制御信号処理部に出力するラダー回路図の説明図である。
【図４】 本発明の実施の形態１によるロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の両者の位置関係を示す断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態１による加工前の作業者の手順を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の実施の形態１による切削開始前のガイドブッシュ主軸アンプの電流値を読み出し記憶する手順を示すフローチャートである。
【図８】 本発明の実施の形態１による丸材ワークの切削中にガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対して補正をかける手順を示したフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態２による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図１０】 本発明の実施の形態２によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図１１】 本発明の実施の形態２によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の電流変化到達時間とすきま量推定値との関係を示すすきま量推定表である。
【図１２】 本発明の実施の形態２による切削開始後のガイドブッシュ主軸モータの電流変化からすきま量を推定し、回転位置指令を補正する手順を示したフローチャートである。
【図１３】 本発明の実施の形態３による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図１４】 本発明の実施の形態３によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図１５】 本発明の実施の形態３によるガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を一定間隔で補正更新し、電流値が切削開始前の電流値になるまで補正更新する手順を示したフローチャートである。
【図１６】 本発明の実施の形態４による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図１７】 本発明の実施の形態４によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図１８】 本発明の実施の形態４によるガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に補正をかけた後、電流値の変化量からすきま量を推定し、回転位置指令に補正をかける手順を示したフローチャートである。
【図１９】 本発明の実施の形態４によるガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に補正をかけた後、電流値の変化量からすきま量を推定し、回転位置指令に補正をかける手順を示したフローチャートである。
【図２０】 本発明の実施の形態５による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２１】 本発明の実施の形態５によるメイン主軸モータとガイドブッシュ主軸モータの相対位置誤差を示すタイムチャートである。
【図２２】 本発明の実施の形態５による切削開始前のガイドブッシュ主軸モータとメイン主軸モータの相対位置誤差を読み出し記憶する手順を示すフローチャートである。
【図２３】 本発明の実施の形態５による切削開始前のガイドブッシュ主軸モータとメイン主軸モータの相対位置誤差を読み出し記憶する手順を示すフローチャートである。
【図２４】 本発明の実施の形態５による切削開始後のメインモータとガイドブッシュ主軸モータの相対位置誤差の変化量から補正量を決定し、回転位置指令に対して補正する手順を示したフローチャートである。
【図２５】 本発明の実施の形態６による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２６】 本発明の実施の形態６によるガイドブッシュ主軸モータの電流値と回転速度を示すタイムチャートである。
【図２７】 本発明の実施の形態６によるロ−タリガイドブッシュに丸材ワークまたは異形材ワークが挿入された状態を示す断面図である。
【図２８】 本発明の実施の形態６による丸材・異形材判別手段がロ−タリガイドブッシュに挿入されたワークが丸材か異形材かを判定する手順を示すフローチャートである。
【図２９】 本発明の実施の形態７による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図３０】 本発明の実施の形態７によるロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された状態を示す断面図である。
【図３１】 本発明の実施の形態７による加工プログラムでメイン主軸モータに対して回転速度を変更した場合におけるメイン主軸モータの速度とガイドブッシュ主軸モータの速度の変化を示すタイムチャートである。
【図３２】 本発明の実施の形態７によるメイン主軸モータ及びガイドブッシュ主軸モータに対する速度制御／位置制御の切り替えの手順を示すフローチャートである。
【図３３】 従来の自動旋盤のメイン主軸を駆動する主軸モータと、ロータリガイドブッシュを駆動する主軸モータの同期制御を行う数値制御装置の要部ブロック図である。
【図３４】 従来及び本発明の実施の形態１〜７による工作機械の一種である自動旋盤の構成図である。
【図３５】 図３４で示したメイン主軸とロータリガイドブッシュの詳細な構成図である。
【図３６】 従来及び本発明の実施の形態１〜７によるメイン主軸モータの回転・停止等を制御する要部の加工プログラムである。
【図３７】 従来のガイドブッシュ主軸モータの電流の同期制御期間中における変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
４ｃ、４ｄ，４ｅ、４ｆ、４ｇ 補間処理部、６、６ａ 機械制御信号処理部、１３ａ メイン主軸モータ、１３ｂ ガイドブッシュ主軸モータ、
２１、２１ａ、２１ｂ 同期補正量計算手段、２０ 補間処理手段、２２ 切削判定手段、２９ すきま量推定手段、３０ 電流変化到達時間検出手段、
３１ 補正量決定手段、３２ 電流変化量検出手段、３３ 位置誤差補正量計算手段、３４ 位置誤差検出手段、３５ 単位時間位置誤差変化量検出手段、
３６ 丸材・異形材判別手段、３９ 速度制御・位置制御切り替え手段、
４３ 電流制限設定手段、１００３ ワーク、１００４ メイン主軸、
１００５ ロータリガイドブッシュ。
【発明の属する技術分野】
この発明は主軸同期制御方法及びその装置に係わり、更に詳しくは、自動旋盤等のメイン主軸とガイドブッシュ主軸の同期制御を行う主軸同期制御方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動旋盤等のメイン主軸とガイドブッシュ主軸の同期制御を行う従来例としては、例えば特開昭６２−１９９３０４号公報に記載されているように、メイン主軸を駆動する主軸モータとガイドブッシュを駆動する主軸モータとを同期モータとし、速度フィードバック制御を用いて両者を正確に同期させるものがある。しかしながら、このような方式では丸材ワークを切削している場合において、ガイドブッシュを駆動する主軸モータに負荷がかかり、負荷角が増えるなどして電流が増加し、結果的にガイドブッシュを加熱してしまうという問題点が生じていた。
【０００３】
この点を更に他の例を用いて説明する。図３３は自動旋盤のメイン主軸を駆動する主軸モータ（以下、メイン主軸モータという。）と、ロータリガイドブッシュを駆動する主軸モータ（以下、ガイドブッシュ主軸モータという。）の同期制御を行う数値制御装置の要部を示すブロック図である。図３４は工作機械の一種である自動旋盤の構成図である。図３５は図３４で示したメイン主軸とロータリガイドブッシュの詳細な構成図である。図３６はメイン主軸モータの回転・停止等を制御する要部の加工プログラムである。
【０００４】
図において、１は数値制御装置、２は加工プログラム、３は加工プログラム解析処理部、４は補間処理部、５はラダー回路、６は機械制御信号処理部、７はメモリ、８はパラメータ設定部、９は画面表示部、１０ａはメイン主軸の軸制御部（以下、メイン軸制御部という。）、１０ｂはロータリガイドブッシュ主軸の軸制御部（以下、ガイドブッシュ軸制御部という。）、１１はデータ入出力回路、１２ａはメイン主軸の主軸アンプ（以下、メイン主軸アンプという。）、１２ｂはロータリガイドブッシュ主軸の主軸アンプ（以下、ガイドブッシュ主軸アンプという。）、１３ａはメイン主軸の主軸モータ（以下、メイン主軸モータという。）、１３ｂはロータリガイドブッシュ主軸の主軸モータ（以下、ガイドブッシュ主軸モータという。）である。
【０００５】
又、１０００は自動旋盤の機械の筐体、１００１は後述のワークを切削するための工具、１００２は工具１００１を保持するホルダ、１００３はバー材といわれる１本の長い丸い金属材料からなるワーク、１００４はメイン主軸、１００５はロータリガイドブッシュ、１００６はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの軸端に設けられたプーリ、１００７はタイミングベルトである。
【０００６】
次に、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの主軸同期制御の動作について説明する。１本の長いワーク１００３はメイン主軸１００４のチャック（図示せず）とロ−タリガイドブッシュ１００５で支持されている。そして、該ワーク１００３はメイン主軸１００４に対する回転指令で回転し、さらに右から左へ移動させられて、上下する工具１００２によって旋削加工される。このとき、ロ−タリガイドブッシュ１００５はメイン主軸１００４に同期して回転するようにされている。ここで図３４に示すように、自動旋盤の座標系は、通常左右方向にＺ軸を上下方向にＸ軸を取っている。ホルダ１００２はＸ軸方向のみ移動する構成となっている。
【０００７】
本例では、図３５に示すように、メイン主軸１００４はメイン主軸モータ１３ａ自身が主軸台を構成する形になっている。そして、ロ−タリガイドブッシュ１００５はタイミングベルト１００７を介してプーリ１００８と連結され、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂにより駆動される。
【０００８】
図３６に示す主軸モータを駆動する部分の加工プログラムは、指令Ｍ３がメイン主軸モータ１３ａの回転起動指令を、指令Ｓ１はメイン主軸モータ１３ａの回転速度指令（この場合は、１０００ｒｐｍで回転する）を、そして指令Ｍ５はメイン主軸モータ１３ａの回転停止指令をそれぞれ表している。
【０００９】
まず、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期して回転することを予めパラメータ等で設定しておく。テープリーダ等から読み込まれた加工プログラム２はメモリ７に格納される。加工プログラム２を実行する際には、加工プログラム解析処理部３がメモリ７から１ブロックずつ加工プログラム２を読み出し、読み出された加工プログラム２は加工プログラム解析処理部３で処理される。
【００１０】
図３６の加工プログラム例で説明すると、まずメイン主軸モータ１３ａの回転起動指令Ｍ３と回転速度指令Ｓ１を加工プログラム解析処理部３がメモリ７から読み出す。次に読み出されたこれらの指令は、加工プログラム解析処理部３で切削油のオン・オフ等の機械制御信号の制御を記述するラダー回路５に通知すべき指令と判断されて、機械制御信号処理部６に解析結果を通知される。機械制御信号処理部６は通知された解析結果を機械制御信号に変換してラダー回路５に出力する。ラダー回路５はメイン主軸モータ１３ａが回転可能な状態かまたは回転起動指令Ｍ３が適正かどうか判定した後、回転可能な状態であれば回転起動信号を機械制御信号処理部６に出力し、回転速度指令Ｓ１が適正であれば、指令された回転速度信号を機械制御信号処理部６に出力する。
【００１１】
機械制御信号処理部６に入力された回転起動信号と回転速度信号は補間処理部４に渡される。補間処理部４では回転速度信号からメイン主軸モータ１３ａの回転位置指令に換算する。また、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期制御されることを予めパラメータ等で設定されているため、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対してもメイン主軸モータ１３ａの回転速度信号からガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令を計算する。メイン主軸モータ１３ａとロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂにそれぞれ出力される。
【００１２】
これらの回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂにおいて、あらかじめ指定された加減速パターンに従って加減速を考慮した単位時間あたりのサーボ位置指令に計算しなおされて、データ入出力回路１１に出力される。これらのサーボ位置指令はデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂそれぞれ送信される。
【００１３】
メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは、受信したサーボ位置指令に従って、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ位置制御しながら回転させる。ここで、メイン主軸用主軸モータ１３ａに対応するメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対応するガイドブッシュ軸制御部１０ｂの加減速パターンが同じになるように調整されているため、メイン主軸１００４にチャッキングされたワーク１００３とロ−タリガイドブッシュ１００５は回転速度が変化している場合でも同期して回転することができることになる。
【００１４】
次に、メイン主軸の回転停止を意味する加工プログラム指令Ｍ５が実行されると、加工プログラム解析処理部３が解析結果を機械制御信号処理部６を通してラダー回路５に出力する。ラダー回路５では回転停止指令Ｍ５を受けて回転開始信号をオフする。機械制御信号処理部６が、回転開始信号がオフになったことを検出して補間処理部４に回転停止指令を通知する。補間処理部４ではメイン軸制御部１０ａとロ−タリガイドブッシュ軸制御部１０ｂに回転速度指令０を指令する。
【００１５】
この指令はこれらのメイン軸制御部１０ａ，ガイドブッシュ軸制御部１０ｂであらかじめ指定された加減速パターンに従って加減速を考慮したサーボ位置指令に計算しなおして、データ入出力回路１１に出力される。そして、このサーボ位置指令はデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送信される。これらのメイン主軸アンプ１２ａ，ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは受信した指令に従ってメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを同期させながら減速停止させることになる。
【００１６】
そこで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が同期制御期間中にどのように変化するかを見てみると、図３７の如くなる。即ち、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが一定の速度で回転している場合において、ワーク１００３を切削する前においては、ロ−タリガイドブッシュ１００５を回転させるために必要な電流として電流値Ｉ１がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れている。
【００１７】
時刻ｔ１において切削が開始すると、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流は電流値Ｉ１から徐々に増加し電流値Ｉ２で一定になる。この電流値Ｉ２は切削が終了する時刻ｔ２まで続く。そして切削終了後は再び電流値は減少し、ロ−タリガイドブッシュ１００５を回転させるために必要な電流値Ｉ１に戻ることになる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の主軸同期制御方法及びその装置では、ワーク１００３が丸材ワークの場合には、ロ−タリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流が切削開始から切削終了するまでの間大きくなるため、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが発熱し、発生した熱がタイミングベルト１００７または雰囲気を介してロ−タリガイドブッシュ１００５に伝わり、ロ−タリガイドブッシュ１００５が加熱され、ワーク１００３の加工精度が悪化するなどの問題点があった。
【００２０】
更に、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは常に同期して回転しているため、各々の主軸モータを独立に最適に速度制御する場合に比べて加速時間や減速時間が余分にかかるという問題点があった。
【００２１】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、メイン主軸を駆動するメイン主軸モータとロ−タリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータの主軸同期制御方法及びその装置において、ワークが丸材と等価な形状の場合、ワーク切削時にロータリガイドブッシュを駆動する主軸モータに大きな電流が流れて発熱することがない主軸同期制御方法及びその装置を得ることを目的としている。
【００２３】
更に、ワークが丸材と等価の場合、主軸モータの加速時間や減速時間を短縮できる主軸同期制御方法及びその装置を得ることを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる主軸同期制御方法においては、丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御方法において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令とするものである。
【００２５】
又、パラメータ入力されたすきま量に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２６】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が、前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２７】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２８】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００２９】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたものである。
【００３０】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除し、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期制御を行うものである。
【００３１】
又、主軸同期制御装置においては、丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御装置において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出する同期補正量計算手段と、この同期補正量計算手段からの補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令として生成する補間処理手段と、を備えたものである。
【００３２】
又、パラメータ入力されたすきま量に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３３】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が、前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３４】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３５】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて、前記補正量を算出するものである。
【００３６】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたものである。
【００３７】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除する同期解除手段と、この同期解除手段により同期が解除された状態で駆動される前記メイン主軸モータの速度と前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータとを同期させる速度制御・位置制御切り替え手段と、を備えたものである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図８に基づいて第１の実施の形態を説明する。図１はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ａの要部を示すブロック図、図２は数値制御装置１ａのパラメータ設定画面、図３は異形材信号を機械制御信号処理部６に出力するラダー回路図、図４はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の両者の位置関係を示す断面図、図５はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図６は加工前の作業者の手順を示すフローチャート、図７は切削開始前のガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂの電流値を読み出し記憶する手順を示すフローチャート、図８は丸材ワークの切削中にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかける手順を示したフローチャートである。
【００３９】
図において従来例と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ａは補間処理部、２０は従来の補間処理部４と同じ機能を有する補間処理手段、２１は同期補正量計算手段、２２は切削判定手段、６ａは機械制御信号処理部、２３は従来の機械制御信号処理部６と同じ機能を有する機械制御信号処理手段、２４は異形材信号検出手段である。
【００４０】
図２に示すパラメータ設定画面において、表示タイトルは「準備パラメータ」であり、データの設定は画面左下の「＃（ ）データ( ）」の部分で行う。画面の底部にはその画面の表示タイトルを選択するためのメニュー「基本１、基本２、準備パラ、原点復帰、サーボ」が用意されている。この画面では、２つのパラメータが表示されており、１つのパラメータの「ワーク外形寸法」のパラメータ値は「２０」、他のパラメータの「ガイドブッシュ隙間量」のパラメータ値は「２０」である。
【００４１】
又図３に示すラダー回路において、接点信号Ｍｘｘがオフのときは異形材信号を表わす出力信号Ｙ３０３は機械制御信号処理部６ａに出力されず、接点信号Ｍｘｘがオンのときに出力信号Ｙ３０３が機械制御信号処理部６ａに出力されるものである。
【００４２】
又図４に示すロ−タリガイドブッシュと丸材ワークの位置関係を示す断面図において、ロ−タリガイドブッシュの内径をＤ２、丸材ワークの外径をＤ１とすると、通常、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との間には（Ｄ２−Ｄ１）のすきまが存在する。ここで、メイン主軸１００４が丸材ワーク１００３をチャックして矢印Ａの方向に回転する場合、ロ−タリガイドブッシュ１００５はメイン主軸１００４にチャッキングされた丸材ワーク１００３と同期して回転する。
【００４３】
また、このときロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３の外形部とが接触して回転しているため、ロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３外径部との接触点Ｃは、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３の回転とともに移動していくことになる。ここで、ロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３の外径部と間にすべりがないと仮定した場合には、丸材ワーク１００３が丁度一回転すると、ロ−タリガイドブッシュ１００５の内径と丸材ワーク１００３の外径に差すなわちすきまがあるため、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との接触点は、π（Ｄ２−Ｄ１）だけ遅れたポイントＤとなる。
【００４４】
ここで、π（Ｄ２−Ｄ１）はポイントＣとポイントＤとの距離に相当する。しかしながら、実際はロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との間にはすべりが発生するため、丸材ワーク１００３が丁度一回転したときにロ−タリガイドブッシュ１００５はポイントＤではなくポイントＣにいることになる。したがって、ロ−タリガイドブッシュ１００５を回転させるのに必要な電流値は極めて小さくて良い状態でガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは回転することになる。
【００４５】
しかしながら、旋削等によって丸材ワーク１００３が切削負荷を矢印Ｅの方向から受けた場合、接触点Ｃの摩擦抵抗が大きくなり、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３がすべりにくくなる。このとき、丸材ワーク１００３が丁度一回転すると、ロ−タリガイドブッシュ１００５はポイントＤにいることになる。ところが、ロ−タリガイドブッシュ１００５に対する回転指令位置はポイントＣであるため、ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは切削負荷による摩擦抵抗に打ち勝ってポイントＣに位置決めしようとしてトルクを発生する。
【００４６】
このように、メイン主軸モータ１３ａが一回転する度に、接触点Ｄは矢印Ｂの方向に移動し、指令位置Ｃとの差がどんどん大きくなっていくことになる。即ち、ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生しなければならないようになる。ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂがある程度トルクを発生すると、切削負荷による摩擦抵抗に打ち勝つので、ロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３との間にがすべりが発生し、これによって接触点が矢印Ｂの方向へ移動することはなくなる。すなわち、指令位置Ｃとロ−タリガイドブッシュ１００５の内径部と丸材ワーク１００３外径部との接触点が一定の差を保ちながら回転し続けることになる。
【００４７】
したがって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは切削負荷による摩擦抵抗に丁度打ち勝つだけのトルクを発生し続けることになる。このため、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが発生するトルクは切削開始後から切削終了するまで大きい値となってしまう。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂには大きな電流が流れ、それによりガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが発熱していた。そこで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令を補正し、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置と一致させるように制御すれば、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂがトルクを発生するのを防止することができる。
【００４８】
即ち、図６に示す加工前の作業者の手順を示すフローチャートにおいて、まずステップＳ１０１において、作業者はゲージ等を使用して図４に示したロ−タリガイドブッシュ１００５と丸材ワーク１００３とのすきま量を測定する。次にステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で測定したすきま量を図２に示した「準備パラメータ」のパラメータ設定画面の「ガイドブッシュ隙間量」の項目に設定する。この例では２０［μｍ］である。又このとき、併せて「ワーク外形寸法」も設定する。この例では２０［ｍｍ］である。ステップＳ１０３においては、作業者が異形材信号をオフまたは無効にする。
【００４９】
この異形材信号は機械操作盤のスイッチに設けてもよいし、数値制御装置１ａの設定画面で設定するようにしてもよい。この異形材信号を設ける理由は、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかけた場合、メイン主軸とロ−タリガイドブッシュとの間に異形材ワークが挿入されていると、この補正により、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとが反発し合うことになり、挿入された異形材ワークがねじれてしまう問題が生じる。従って、ロータリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されているか、又は丸材ワークが挿入されているかを予め判断しておく必要があるためである。
【００５０】
次に、図７のフローチャートに基づいて、切削開始前のガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂの電流値を読み出し記憶する手順について説明する。まずステップＳ２０１において、補間処理部４ａの切削判定手段２２が加工プログラム解析処理部３の解析結果から主軸回転速度が変更されるような指令が出されたかどうかをチェックする。ここで主軸回転速度（又は主軸速度）が変更されていなければ処理を終了する。もし変更されていた場合には、ステップＳ２０２において、切削判定手段２２がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度をメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介してそれぞれ読み出し、指令された回転速度と比較する。
【００５１】
ここで、指令した回転速度に到達していない場合は、再びステップＳ２０１へ戻り前述の動作を実行する。もし指令した回転速度に到達した場合には、ステップＳ２０３において、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を読み出して、メモリ７にこの電流値を書き込む。ここで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値は、ステップＳ２０２の場合と同様にして、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出される。
【００５２】
次に、図８のフローチャートを用いて、丸材ワーク１００３を切削中に、ロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかける手順を説明する。まずステップＳ３０１において、切削判定手段２２がラダー回路５からの異形材信号がオンかどうかをチェックする。ここで検出方法は、例えば次のようにして行う。図３に示したラダー回路において、ステップＳ１０３で作業者は異形材信号をオフする操作を行っているため、接点信号Ｍｘｘはオフの状態にあり、異形材信号Ｙ３０３は機械制御信号処理部６ａに出力されない。そして、機械制御信号処理部６ａはこの状態を補間処理部４ａの切削判定手段２２に通知する。
【００５３】
そこで、切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａからの異形材信号がオフ状態であるという通知を受けてステップＳ３０２へ進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。ステップＳ３０２においては、切削判定手段２２が加工プログラム解析処理部３の解析結果から切削指令が指令されたかどうかを判定し、切削指令が指令されている場合にはステップＳ３０３に進む。又指令されていない場合には処理を終了する。次にステップＳ３０３では、前述のステップＳ２０３と同様にして、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を読み出す。そしてステップＳ３０４において、切削判定手段２２はステップＳ３０３で読み出した電流値が一定になったかどうかを判定する。
【００５４】
ここで、ステップＳ３０４において、電流値が一定という状態は、図５におけるガイドブッシュ主軸モータの電流値がＩ１またはＩ２であることを示している。ステップＳ３０５では、切削判定手段２２が、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶したガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値を読み出して、ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値と比較する。ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して同期補正量計算手段２１に通知してステップＳ３０６に進む。一方、ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値以下の場合には切削中でないと判断して処理を終了する。
【００５５】
このことを更に図５のタイムチャートを用いて説明する。今メモリ７に記憶されたガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの第１の設定電流値をＩ１とＩ２の間に設定した電流値とすると、ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がＩ１であれば、メモリ７に記憶された第１の設定電流値より小さいので、ここで処理を終了する。又ステップＳ３０３で読み出された一定になった電流値がＩ２であれば、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、同期補正量計算手段２１が切削判定手段２２からの切削中通知を受けて、図２のパラメータ設定画面で設定されたワーク外形寸法とガイドブッシュ隙間量の値から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を計算する。
【００５６】
この補正量は、ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径の比から計算するものであり、下式で表わされる。
回転位置指令の補正量＝（単位時間回転位置指令）×（１−（ワーク外径寸 法）／（ロータリガイドブッシュ内径））
ここで、ロータリガイドブッシュ内径＝（ワーク外径）＋（すきま量）
である。
【００５７】
例えば、具体的な数値例として、回転速度を１４００ｒｐｍ、一回転当りに発生する検出器のパルス数を４０９６パルス／回転、数値制御装置の補間周期や重み係数等を考慮した係数をｋ１、ワーク外径寸法を２０ｍｍ，ロータリガイドブッシュ内径寸法（ワーク外径寸法＋すきま量）を２０．０２０ｍｍとすると、
単位時間回転位置指令＝４０９６×１４００×ｋ１（パルス）
となり、
【００５８】
次にステップＳ３０７では、補間処理手段２０が、同期補正量計算手段２１が算出した補正量に基づいて、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの回転位置指令を次のように算出する。即ち、
回転位置指令＝回転位置指令＋（単位時間回転位置指令±補正量）
【００５９】
ここで、補正量を加算するか減算するかはガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の変化する方向で判定する。図５のタイムチャートに示すように、切削開始後電流値が増加する場合は、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置がメイン主軸モータ１３ａの位置よりも遅れていると判定して、補正量を単位時間回転位置指令に加算する。また、切削開始後電流値が減少する場合は、補正量を単位時間回転位置指令から減算することになる。
【００６０】
次にステップＳ３０８では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとに対する回転位置指令は、それぞれ対応するメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、データ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂにそれぞれ送信され、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを制御する。補正を開始すると、図５のタイムチャートに示す時刻ｔ２で示す補正開始点から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値は補正開始点（時刻ｔ２）を境にして減少に転じることになる。また、時刻ｔ３は切削が終了した時点を示し、時刻ｔ２において補正をしない場合には時刻ｔ３から電流が減少し始める様子を一転鎖線で示している。
【００６１】
また、この実施の形態では、切削判定手段２２によって、切削判定を行ってから補正をかけていたが、切削判定を行わずに補正をかけてもよいケースがあれば切削判定を行わなくてもよい。
【００６２】
以上説明したように、この実施の形態によれば、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの回転位置指令を、下式に示すように、
回転位置指令＝回転位置指令＋（単位時間回転位置指令±補正量）
補正量＝（単位時間回転位置指令）×（１−（ワーク外径寸法）／
（ロータリガイドブッシュ内径））
とし、ロータリガイドブッシュ内径とワーク外径との差であるすきま量に基づいて算出された補正量で補正するようにしたので、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致することになって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【００６３】
実施の形態２．
図９〜図１２に基づいて第２の実施の形態を説明する。図９はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｂの要部を示すブロック図、図１０はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図１１はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の電流変化到達時間とすきま量推定値との関係を示すすきま量推定表、図１２は切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂ電流変化からすきま量を推定し、これから丸材ワークを切削中にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令を補正する手順を示したフローチャートである。
【００６４】
図において、従来例及び実施の形態１と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｂは補間処理部、２１ａは同期補正量計算手段、２９はすきま量推定手段、３０は電流変化到達時間検出手段である。
【００６５】
次に、この実施の形態の動作を説明する。図１０は、丸材ワーク切削時にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの切削直後の電流がロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量の違いによってどのように変化するかを模式的に表したものである。ここで、時刻ｔ１は切削開始点を、電流値Ｉ１は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を、電流値Ｉ２は切削中のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を表している。又、電流値変化Ａはロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が小さい場合を表わし、電流値変化Ｂはすきま量が大きい場合を表わしている。
【００６６】
（ｔ２ーｔ１）及び（ｔ３ーｔ１）は、切削開始後、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が増加して一定になるまでの時間である電流変化到達時間を示しており、すきま量が大きいほど電流変化到達時間は長くなる。即ち、この例では電流値変化Ｂの電流変化到達時間（ｔ３ーｔ１）の方が、電流値変化Ａの電流変化到達時間（ｔ２ーｔ１）より大きくなっている。このような、すきま量によって電流変化到達時間が異なる現象は実際に確認されており、再現性のあるものである。
【００６７】
図１１は電流変化到達時間に対するすきま量推定値をテーブルにしたものであり、このテーブルは、すきま量を変えて切削開始後に電流値が一定になるまでの時間すなわち電流変化到達時間を実際に測定し、この測定結果をまとめたものである。ここで、これらの測定結果からすきま量と電流変化到達時間に相関関係が存在し、すきま量と電流変化到達時間を近似式で表現できる場合には、必ずしも図１２に示すようなテーブルを用いる必要はない。
【００６８】
次に、図１２に示すフローチャートを用いて、すきま量の推定結果から丸材ワークの切削中に、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正をかける手順を説明する。まずステップＳ４０１において、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。この切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば、切削指令が実行中かどうかを確認するために加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行いステップＳ４０２に進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。
【００６９】
ステップＳ４０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合にはステップＳ４０３に進む。一方、実行中でないと判断した場合には処理を終了する。ステップＳ４０３では、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出す。ステップＳ４０４では、切削判定手段２２がステップＳ４０３で読み出した電流値が一定になったかどうかを判定する。
【００７０】
一定でない場合にはステップＳ４０３へ戻る。電流値が一定になった場合はステップＳ４０５に進み、切削判定手段２２がステップＳ２０３でメモリ７に記憶したガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値とステップＳ４０３で読み出された電流値と比較する。ステップＳ４０３で読み出された電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶されたガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して、同期補正量計算手段２１とすきま量推定手段２９に通知してステップＳ４０６に進む。一方、ステップＳ４０３で読み出された電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値以下の場合には切削中でないと判断して処理を終了する。
【００７１】
ここで、電流変化到達時間検出手段３０は一定の時間間隔でロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をサンプリングして、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値変化点を捉える。電流値変化開始点（図１０における時刻ｔ１）はサンプリングした電流値から所定の電流値を引いた値を監視し、この差分値が一定値を越えた場合に電流値変化開始点と判定している。又ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値のサンプリングはステップＳ４０３におけると同様の手順で読み出される。
【００７２】
次に、電流変化到達時間検出手段３０はサンプリングされた電流値から電流値が一定になる点（時刻）を判定する。たとえば前回サンプリングした電流値と今回サンプリングした電流値の差がほぼ０になったときを電流値が一定となった点（時刻）と判定する。図１０においては、時刻ｔ２と時刻ｔ３が電流値一定ポイントとなる。ここですきま量が大きい程電流値が変化開始してから一定になるまでの時間は長くなっている。即ち、（ｔ３−ｔ１）の方が（ｔ２−ｔ１）より大きくなっている。この要因の一つとしては、すきま量が大きいほどロータリガイドブッシュとワークとの接触点での圧力が小さく滑り易いためと考えられる。
【００７３】
すきま量推定手段２９が切削判定手段２２からの切削中通知と電流変化到達時間検出手段３０から切削開始後電流値が変化開始してから一定になるまでの時間を読み取り、図１１のすきま量推定表からすきま量を推定する。または、前述の如く、電流変化到達時間とすきま量の近似式が得られれば、この近似式からすきま量を推定することもできる。ステップＳ４０７では、同期補正量計算手段２１ａが切削判定手段２２からの切削中通知を受けてステップＳ４０６で推定されたすきま量と予めパラメータ等で設定されたワーク外形寸法からガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を計算する。この補正量は、実施の形態１で示した如く、ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径の比から計算する。
【００７４】
次に、ステップＳ４０８では、補間処理手段２０が、実施の形態１でのステップＳ３０７におけると同様にして、ステップＳ４０７で計算された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。又ステップＳ４０９では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令を、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂにそれぞれ送信され、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御することになる。
【００７５】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、電流変化到達時間とすきま量の関係を示すデータに基づいてすきま量を推定して回転位置指令の補正量を算出するので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性も向上することができる。
【００７６】
このように自動的に、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【００７７】
実施の形態３．
図１３〜図１５に基づいて第３の実施の形態を説明する。図１３はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｃの要部を示すブロック図、図１４はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図１５は丸材ワークの切削中にガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して一定間隔で補正量を更新し、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が切削開始前の電流値になるまで補正量を更新し続ける手順を示したフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１、２と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｃは補間処理部、３１は補正量決定手段である。
【００７８】
次に、この実施の形態における動作を説明する。まず、図１４のタイムチャートは、ワーク切削後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が補正開始後どのような変化を示すかを模式的に表したものである。時刻ｔ１は切削開始ポイントを、Ｉ１は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を、Ｉ２は切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を示している。時刻ｔ２は補正開始点を示し、時刻ｔ３は補正が完了して切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が切削開始前の電流値に等しくなった点を示している。また、時刻ｔ２からｔ３における電流値の変化は、補正によってどのように電流値が変化するかをを表わしている。そして、Δｔは補正量を更新する間隔を表している。
【００７９】
次に、図１５のフローチャートにおいて、まずステップＳ５０１では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。切削判定手段２２は、機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば、切削指令が実行中かどうかを確認するために加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行い、ステップＳ５０２に進む。他方、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。
【００８０】
ステップＳ５０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合にはステップＳ５０３に進む。また実行中でないと判断した場合には処理を終了する。ステップＳ５０３では、電流検出手段を有する切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを通して読み出す。ステップＳ５０４では、切削判定手段２２がステップＳ５０３で読み出した電流値が一定になったかを判定する。一定でない場合には再びステップＳ５０３を実行する。電流値が一定になった場合はステップＳ５０５に進む。
【００８１】
ステップＳ５０５では、切削判定手段２２がステップＳ２０３でメモリ７に記憶したロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値をメモリ７から読み出してステップＳ５０３で読み出された電流値と比較する。ステップＳ５０３で読み出された電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して補正量決定手段３１に通知してステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、第１の補正量決定手段を有する補正量決定手段３１が切削判定手段２２からの切削中の通知を受けて、予めパラメータ等で設定された補正量の初期値とオフセット量に基づいて、以下に示す式を用いて順次補正量を計算していく。
補正量＝補正量初期値＋オフセット量
【００８２】
次にステップＳ５０７では、補間処理手段２０が実施の形態１、２と同様にして、ステップＳ５０６で計算された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。ステップＳ５０９では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介して、メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御開始する。図１４の補正開始点である時刻ｔ２がこの点に相当する。
【００８３】
ステップＳ５０９では、ステップＳ５０３と同様にして、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂの電流値を読み出す。次にステップＳ５１０では、補正量決定手段３１がステップＳ５０９で読み出した電流値と、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値とを比較する。そして、ステップＳ５０９で読み出した電流値がメモリ７に記憶された設定電流値より大きければステップＳ５０６に戻り、以下ステップＳ５０７、ステップＳ５０８、ステップＳ５０９、ステップＳ５１０を再び実行する。このステップＳ５０６〜Ｓ５１０を実行する時間が図１４に示すΔｔに相当する。
【００８４】
このように、ステップＳ５０７〜ステップＳ５１０を繰り返し実行することによって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値は、図１４の時刻ｔ２からｔ３の電流によって示すように、補正値を更新する度に減少していき、最後にステップＳ５０９で読み出された電流値と、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶された設定電流値とがほぼ等しくなったときに処理を終了する。そして、第２の補正量決定手段を有する補正量決定手段３１が、このときの補正量を正規の補正量として設定する。、即ち、ステップＳ５０９で読み出した電流値とステップＳ２０３でメモリ７に記憶された電流値との比較は、例えば設定電流値に一定値を加算また減算した値の範囲内に、ステップＳ５０９で読み出した電流値が入っているかどうかをチェックすることによって行うことができる。
【００８５】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、回転位置指令の補正量をわずかづつ徐々に変化させてガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をチェックし、この電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶した設定電流値とほぼ等しくなれば補正量が正しく設定されたと判断して、この補正量を正規の補正量として設定するので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定して補正量を算出する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量制御ができ、かつ作業者の測定誤差に起因する補正量制御の信頼性も向上することができる。
【００８６】
このようにフィードバック制御により、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【００８７】
実施の形態４．
図１６〜図１９に基づいて第４の実施の形態を説明する。図１６はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｄの要部を示すブロック図、図１７はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャート、図１８及び図１９はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に所定の補正量（補正量の初期値）をかけた後、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の変化量からワークとロ−タリガイドブッシュのすきま量を推定し、丸材ワークを切削中にロ−タリガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に補正をかける手順を示したフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１〜３と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｄは補間処理部、２１ｂは同期補正量計算手段、３２は電流変化量検出手段である。
【００８８】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図１７は丸材ワーク切削時のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値が、補正後にロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量の違いによってどのように変わるかを示したものである。ｔ１は切削開始点を、Ｉ１は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を、Ｉ２は切削開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を示している。ΔＩ（Ｌ）及びΔＩ（Ｓ）は、補正開始後のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の変化量を表わしており、ΔＩ（Ｌ）はロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が大きい場合を、ΔＩ（Ｓ）はロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が小さい場合を表わしている。
【００８９】
ここで、すきま量が小さいほど電流変化量は大きくなっている。ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値の補正開始直後の変化がロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量によって異なる現象は、実際に確認されており、再現性のあるものである。この理由の一つとしては、すきま量が大きいほど、ロ−タリガイドブッシュとワークとの接触点での圧力が小さく滑り易いため、電流変化量が小さくなると考えられる。
【００９０】
図１８及び図１９のフローチャートにおいて、ステップＳ６０１では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば切削指令が実行中かどうかを確認するために加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行いステップＳ６０２に進む。他方、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。ステップＳ６０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合にはステップＳ６０３に進む。他方、実行中でないと判断した場合には処理を終了する。
【００９１】
ステップＳ６０３では、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出す。次にステップＳ６０４では、切削判定手段２２がステップＳ６０３で読み出した電流値が一定になったかどうかを判定する。一定でない場合には再びステップＳ６０３へ戻る。電流値が一定になった場合はステップＳ６０５に進む。ステップＳ６０５では、切削判定手段２２が、ステップＳ２０３でメモリ７に記憶したガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの設定電流値をステップＳ６０３で読み出した電流値と比較する。
【００９２】
ステップＳ６０３で読み出した電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶した設定電流値より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して電流変化量検出手段３２と同期補正量計算手段２１に通知しステップＳ６０６に進む。一方、ステップＳ６０３で読み出した電流値がステップＳ２０３でメモリ７に記憶した設定電流値以下の場合には、切削中でないと判断して処理を終了する。ステップＳ６０６では、切削判定手段２２からの切削中の判定を受けて電流変化量検出手段３２が予め決めた所定の同期補正量を補間処理手段２０に通知する。補間処理手段２０は電流変化量検出手段３２から通知されたこの補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。
【００９３】
次にステップＳ６０７では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御する。
【００９４】
次に、ステップＳ６０８では、電流変化量検出手段３２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出し、ステップＳ６０３で読み出した電流値（補正量の初期値で補正する前の電流値）との差すなわち変化量を計算する。そしてこの計算結果をすきま量推定手段２９に通知する。ステップＳ６０９では、すきま量推定手段２９が電流変化量検出手段３２から通知された電流変化量からロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量を推定する。
【００９５】
ここで、すきま量の推定は次のように行うものである。まず、基準すきま量を予め決めておき、このすきま量から計算された補正量でガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに補正をかけた場合の電流変化量を測定する。この電流変化量を基準電流変化量とし、ステップＳ６０８で読み出された電流変化量と基準電流変化量との比率からすきま量を推定する。図１７においては、電流変化量ΔＩ（Ｌ）の場合はすきま量の推定値は大きなり、電流変化量ΔＩ（Ｓ）の場合はすきま量の推定値は小さくなる。
【００９６】
次に、すきま量推定手段２９は推定したすきま量を同期補正量計算手段２１ｂに通知する。ステップＳ６１０では、同期補正量計算手段２１ｂが、すきま量推定手段２９がステップＳ６０９で推定したガイドブッシュすきま量と予めパラメータ等で設定されたワーク外形寸法から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を計算する。又ステップＳ６１１では、同期補正量計算手段２１ｂが、ステップＳ６１０で計算した補正量を補間処理手段２０に通知する。そして補間処理手段２０は、同期補正量計算手段２１ｂから通知された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。
【００９７】
そしてステップＳ６１２では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令が、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御する。
【００９８】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、最初に任意に与えた所定の補正量に起因するガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流の変化量等の応答状態に基づいてすきま量を推定し、このすきま量に基づいて回転位置指令の補正量を算出するので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量制御ができ、かつ作業者の測定誤差に起因する補正量制御の信頼性も向上することができる。
【００９９】
このように自動的に、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【０１００】
実施の形態５．
図２０〜図２４に基づいて第５の実施の形態を説明する。図２０はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｅの要部を示すブロック図、図２１はメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差を示すタイムチャート、図２２はメイン主軸とロータリガイドブッシュの相対位置誤差を示す説明図、図２３は切削開始前のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとメイン主軸モータ１３ａの相対位置誤差を読み出し記憶する手順を示すフローチャート、図２４は切削開始後のメインモータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差の変化量から補正量を決定し、この補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転位置指令に対して補正する手順を示したフローチャートである。
【０１０１】
図において、従来例及び実施の形態１〜４と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｅは補間処理部、３３は位置誤差補正量計算手段、３４は位置誤差検出手段、３５は単位時間位置誤差変化量検出手段である。
【０１０２】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図２１では、ワーク切削直後において、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差が、ロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量の違いによってどのような変化を示すかを表したものである。時刻ｔ１は切削開始点を、Ａはロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量が小さい場合の相対位置誤差を、Ｂはすきま量が大きい場合の相対位置誤差を表わしている。メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差の切削開始直後の変化がロ−タリガイドブッシュとワークのすきま量によって異なる現象は実際に確認されており、再現性のある現象である。
【０１０３】
次に、図２２に基づいて相対位置誤差を説明する。図２２はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の断面図を表している。１００３は丸材ワークを、１００５はロ−タリガイドブッシュを表している。Ｄ、Ｃはそれぞれメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３とロ−タリガイドブッシュ１００５の主軸同期中の特定の位置を表している。Ｃはロータリガイドブッシュ１００５の特定の位置を、Ｄはメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３の特定の位置を表している。
【０１０４】
主軸同期中の場合にはロータリガイドブッシュ１００５とメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３の相対的な位置は一致している。すなわち、Ｃ点とＤ点の相対的な位置は回転中は一致しており、一回転する度に同じ位置に戻って来る。今、たとえば、Ｄ点がＥ点にずれた場合を考えると、ロ−タリガイドブッシュ１００５とメイン主軸にチャッキングされた丸材ワーク１００３とは相対的な位置の差すなわち相対位置誤差としての距離ＤＥを生じたことになる。
【０１０５】
図２３のフローチャートにおいて、まずステップＳ７０１では、切削判定手段２２が加工プログラム解析処理部３の解析結果から主軸回転速度が変更されるような指令が出されたかどうかをチェックする。主軸回転速度が変更されていなければ処理を終了する。一方、変更されていた場合にはステップＳ７０２で、切削判定手段２２がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度をガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読み出し、指令された回転速度と比較する。ここで、指令した回転速度に到達していない場合は再びステップＳ７０２を実行する。
【０１０６】
他方、指令した回転速度に到達した場合にはステップＳ７０３で、位置誤差検出手段３４がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差を算出して、これを第１の相対位置誤差（これは無負荷状態の相対位置誤差である。）としてメモリ７に書き込む。ここで、相対位置誤差は次のようにして算出する。まず、位置誤差検出手段３４がメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂに対して、各々の主軸モータの位置を読み込むようにリクエストする。各々の軸制御部１０ａ、１０ｂは各々の主軸アンプ１２ａ、１２ｂが読み出した各々の主軸モータ１３ａ、１３ｂの位置をデータ入出力回路１１を介して取り込み、位置誤差検出手段３４に返す。位置誤差検出手段３４は、取り込んだこれらのデータから、メイン主軸モータ１３ａの位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置の差（これは丸材ワーク１００３とロータリガイドブッシュ１００５との位置の差に等しい。）すなわち相対位置誤差を計算する。
【０１０７】
図２１の例では相対位置誤差が正の値になっているので、メイン主軸モータ１３ａの位置がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置より進んでいるか、または、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置がメイン主軸モータ１３ａの位置より遅れているかのどちらかである。
【０１０８】
図２４のフローチャートにおいて、まずステップＳ８０１では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、切削判定手段２２に通知する。切削判定手段２２は機械制御信号処理部６ａから通知された異形材信号の状態がオフ状態であれば、切削指令が実行中かどうかを確認するために、加工プログラム解析手段３に対して解析結果の要求を行い、ステップＳ８０２に進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。ステップＳ８０２では、切削判定手段２２が加工プログラム解析手段３の解析結果から切削指令が実行中かどうかを判定し、切削指令が実行中と判定した場合には、ステップＳ８０３に進む。他方、実行中でないと判断した場合には処理を終了する。
【０１０９】
次に、ステップｓ８０３では、位置誤差検出手段３４はステップＳ７０３と同様にしてメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差を算出する。又ステップＳ８０４では、位置誤差検出手段３４がステップＳ８０３で読み出した相対位置誤差が一定になったかどうかを判定する。一定でない場合には再びステップＳ８０３を実行する。相対位置誤差が一定になった場合はステップＳ８０５に進む。ステップＳ８０５では、位置誤差検出手段３４が、ステップＳ７０３でメモリ７に記憶された第１の相対位置誤差とステップＳ８０３で算出された相対位置誤差の情報を切削判定手段２２に渡し、切削判定手段２２はこれらの相対位置誤差を比較する。
【０１１０】
ステップＳ８０３で算出された相対位置誤差がメモリ７に記憶された第１の相対位置誤差より大きい場合には、切削判定手段２２が切削中と判定して、切削実行中であるという情報を位置誤差補正量計算手段３３に通知してステップＳ８０６に進む。他方ステップＳ８０３で、メモリ７に記憶された第１の相対位置誤差以下の場合には切削中でないと判断して処理を終了する。
【０１１１】
次にステップＳ８０６では、単位時間位置誤差変化量検出手段３５が一定の時間間隔でメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置をサンプリングして両者の相対位置誤差を算出し、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの相対位置誤差の変化点を捉える。この相対位置誤差の変化点はサンプリングした相対位置誤差からメモリ７に記憶された第１の相対位置誤差を引いた値を監視し、この差分値が一定値を越えた場合に相対位置誤差の変化点と判定する。
【０１１２】
すなわち図２１において、切削開始点である時刻ｔ１が相対位置誤差の変化点に相当する。ここで、両方の主軸モータの相対位置誤差の算出はステップＳ８０３と同様の手順で行われる。次に単位時間位置誤差変化量検出手段３５は算出された相対位置誤差から相対位置誤差が一定になる点（時刻）を判定する。たとえば前回算出した相対位置誤差と今回算出した相対位置誤差の差がほぼ０になったときを相対位置誤差が一定となる点（時刻）と判定する。図２１の例では、時刻ｔ２、ｔ３がそれぞれＡ、Ｂの場合の相対位置誤差が一定となる点である。
【０１１３】
ここで、すきま量が大きい程、相対位置誤差が変化開始してから一定になるまでの時間は長くなる。すなわち相対位置誤差の変化量が小さくなる。図２１の例では、すきま量が大きい場合が時刻ｔ３に相当し、すきま量が小さい場合が時刻ｔ２に相当する。位置誤差補正量計算手段３３が切削判定手段２２からの切削中であるという通知と単位時間位置誤差変化量検出手段３５から相対位置誤差の変化量を読み取り、補正係数を算出する。
【０１１４】
次にステップＳ８０７では、位置誤差補正量計算手段３３がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令の補正量を補正係数を用いて、次の式で算出する。
補正量＝相対位置誤差×補正係数
そして、補間処理手段２０が、算出された補正量をガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する指令に加算また減算する。ステップＳ８０８では、補間処理手段２０から出力されたメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令は、メイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂをそれぞれ制御する。
【０１１５】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、メイン主軸モータ１３ａの位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置の差、即ち丸材ワーク１００３とロータリガイドブッシュ１００５との位置の差、である相対位置誤差の変化量がすきま量に密接に関係があることに着目し、この相対位置誤差の変化量から補正係数を算出し、そしてこの補正係数に相対位置誤差を乗算することにより回転位置指令の補正量を算出したので、丸材ワーク外径とロータリガイドブッシュ内径とのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなく、効率良く回転位置指令の補正量制御ができ、かつ作業者の測定誤差に起因する補正量制御の信頼性も向上することができる。
【０１１６】
このように自動的に、実際のガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが存在する位置とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令による位置とが一致するように制御でき、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが大きなトルクを発生する必要がなくなる。その結果、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに大きな電流が流れなくなって、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの発熱が機械の加工精度に影響を及ぼすことがなくなり、機械の加工精度を向上させることができる。
【０１１７】
実施の形態６．
図２５〜図２８に基づいて第６の実施の形態を説明する。図２５はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｆの要部を示すブロック図、図２６はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値と回転速度を示すタイムチャート、図２７はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークまたは異形材ワークが挿入された場合の断面図、図２８は丸材・異形材判別手段３６がロ−タリガイドブッシュに挿入されたワークが丸材か異形材かを判定する手順を示すフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１〜５と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｆは補間処理部、３６は丸材・異形材判別手段、４３は電流制限設定手段である。
【０１１８】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図２６はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入されている場合で、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値を徐々に増加させていき、丸材ワークとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂがすべってガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転を始めたときに、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの電流値と回転速度がどのように変化するかを表したものである。時刻ｔ１は電流制限を開始した点を、時刻ｔ２はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転を開始した点を、電流値Ｉ１は回転中のロ−タリガイドブッシュを駆動する主軸モータ１３の電流値を表している。電流値△Ｉは電流制限値を徐々に上げていったときの一回あたりの電流制限値の増分量を表している。また、回転速度Ｎ１はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転する回転速度を表している。
【０１１９】
次に、図２８に示すフローチャートにおいて、まずステップＳ９０１では、作業者が機械操作盤（図示せず。）の同期解除のスイッチをオンする。この同期解除信号は、ラダー回路５でメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの主軸同期解除条件をチェックし、ＯＫならば、機械制御信号処理部６に同期解除信号を出力する。同期解除手段を有する機械制御信号処理部６は、ラダー回路５からの同期解除信号を受けて補間処理手段２０に対して同期解除指示を行う。そして、補間処理手段２０は、機械制御信号処理部６からの同期解除指示を受けて、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する回転位置指令を、回転位置ではなく回転速度を指令する指令、すなわち速度制御指令に切り替える。また、メイン主軸モータ１３ａに対する回転速度指令から、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへの指令を計算することをやめる。
【０１２０】
これによって、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの同期状態は解除される。そして、これ以降メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを別々に回転させることが可能となる。次にステップＳ９０２では、作業者が丸材ワークまたは異形材ワークをロ−タリガイドブッシュに挿入する。図２７（ａ）はロ−タリガイドブッシュ１００５ワーク１００３として丸材ワークが挿入された場合の断面図を、図２７（ｂ）はロ−タリガイドブッシュ１００５にワーク１００３として異形材ワークが挿入された場合の断面図を示している。
【０１２１】
次にステップＳ９０３では、丸材・異形材判別手段３６が、機械制御信号処理部６に対してメイン主軸のチャック閉のリクエスト信号を出す。そして、この丸材・異形材判別手段３６からのチャック閉信号は、機械制御信号処理部６とラダー回路５を介して工作機械のリレー盤（図示せず。）のリレー等を制御することによってチャックを閉じる。次に、メイン主軸モータ１３ａの拘束手段を有する丸材・異形材判別手段３６は、メイン主軸モータ１３ａに回転速度０の指令を出力する。この指令はメイン軸制御部１０ａ、データ入出力回路１１を介してメイン主軸アンプ１２ａに送られる。メイン主軸アンプ１２ａが「０」の回転速度指令を実行すると、メイン主軸モータ１３ａは停止したままで励磁される。
【０１２２】
次にステップＳ９０４では、丸材・異形材判別手段３６からの指令で、電流制限設定手段４３が、パラメータ等によりメモリ７に予め記憶された電流制限値の初期値を読み出して、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂに電流制限の実行リクエストを出す。一般に、電流制限値はガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの定格電流値の百分率で表される。このデータはガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、データ入出力回路１１を介してガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られる。ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂは、受けた電流制限値に従ってガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを制御する。
【０１２３】
ここで、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに電流制限をかける理由は、電流制限をかけないでガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを回転させると、ロ−タリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されている場合、異形材ワークをねじってしまう可能性があるからである。次にステップＳ９０５では、速度指令手段を有する補間処理手段２０がガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対して回転指令を与える。この回転速度指令は１００ｒｐｍ程度を指令する。この回転速度指令はガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、データ入出力回路１１を介してガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送られ、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂはガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを１００ｒｐｍで回転させようとする。
【０１２４】
しかしながら、ロ−タリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されている場合でも、または丸材ワークが挿入されている場合でも、ロ−タリガイドブッシュとワークの接触面に摩擦抵抗があるため、電流制限によってガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転力が摩擦抵抗を下回るときには、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは回転しない。ステップＳ９０６では、丸材・異形材判別手段３６が、ガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂからデータ入出力回路１１、ガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度を読み出してそれが回転しているかどうか判定する。
【０１２５】
回転していない場合にはステップＳ９０７に進む。他方、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転力がロ−タリガイドブッシュと丸材ワークの接触面の摩擦抵抗を上回って回転した場合にはステップＳ９１０に進み、丸材・異形材判別手段３６が丸材ワークと判定し、判定結果を切削判定手段２２に通知する。図２６では、回転が開始する点である時刻ｔ２よりガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが回転速度Ｎ１で回転しているため、丸材・異形材判別手段３６は丸材ワークと判定することになる。
【０１２６】
次にステップＳ９０７では、丸材・異形材判別手段３６が、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する電流制限値の初期値に予め決めた所定値であるオフセット量を加算する。このオフセット量は、通常、主軸モータの定格電流値の１％程度にする。そしてステップＳ９０８では、丸材・異形材判別手段３６がステップＳ９０７で設定した電流制限値が規定値を越えたかどうかチェックする。規定値を越えた場合には、ステップＳ９０９に進み、丸材・異形材判別手段３６が異形材ワークと判定し、判定結果を切削判定手段２２に通知する。一方、規定値を越えていない場合には、再びステップＳ９０６から実行する。
【０１２７】
ここで、電流制限値が規定値を越えたかどうかをチェックする理由は、規定値を設けず電流制限値を上げていくと、メイン主軸は励磁されてロック状態にあるため、ロ−タリガイドブッシュに異形材ワークが挿入されていた場合には、ロ−タリガイドブッシュが大きな力で回転しようとすると異形材ワークをねじってしまう可能性があるからである。また、この定値をワークの材質や外径によって変えることにより、より正確な判定を行うこともできる。
【０１２８】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの同期制御を解除して別々に回転可能にし、ワーク１００３をメイン主軸１００４とロータリガイドブッシュ１００５とにセットし、メイン主軸モータ１３ａを励磁してワークを拘束させた状態で、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに低い速度指令を与えながら、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂへ供給する電流を徐々に大きくすることにより、供給電流の大きさとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転状態をチェックして、ワークが丸材ワークか異形材ワークかを自動的に判別するので、ワークが丸材ワークか異形材ワークかを作業者がわざわざ調べてパラメータとして設定する必要がなく、又機械の加工対象とするワークの形状を気にする必要もなく、加工の自動化を促進することができる。
【０１２９】
実施の形態７．
図２９〜図３２に基づいて第７の実施の形態を説明する。図２９はこの実施の形態による主軸同期制御装置を有する数値制御装置１ｇの要部を示すブロック図、図３０はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の断面図、図３１は加工プログラム２でメイン主軸モータ１３ａに対して回転速度を変更した場合におけるメイン主軸モータ１３ａの速度とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの速度の変化を示すタイムチャート、図３２はメイン主軸モータ１３ａに対して回転起動または回転速度変更等を指令した場合におけるメイン主軸モータ１３ａ及びガイドブッシュ主軸モータ１３ｂに対する速度制御／位置制御の切り替えの手順を示すフローチャートである。図において、従来例及び実施の形態１〜６と同一符号は同一又は相当部分を示し、４ｇは補間処理部、３９は速度制御・位置制御切り替え手段である。
【０１３０】
次に、この実施の形態における動作を説明する。図３０はロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入されている場合のロ−タリガイドブッシュと丸材ワークの位置関係を説明しているもので、Ａ点は回転中のロ−タリガイドブッシュ１００５のある時刻の位置を示し、Ｂ点はメイン主軸１００４にチャッキングされた丸材ワーク１００３のある時刻の位置を示している。今Ａ点とＢ点とは一致している。また、Ｃ点は回転中のロ−タリガイドブッシュ１００５の他の時刻の位置を示しており、このときはロータリガイドブッシュ１００５は丸材ワーク１００３に比べて角度θだけずれていることを示している。
【０１３１】
図３１は、加工プログラム２でメイン主軸モータ１３ａの回転速度を変更した場合の、メイン主軸モータ１３ａの速度とガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの速度の変化を示したものである。ここで、（ａ）は異形材信号がオンの場合、（ｂ）は異形材信号がオフの場合を示す。時刻ｔ１はメイン主軸モータ１３ａに回転起動指令を与えた点を、時刻ｔ２及び時刻ｔ３はメイン主軸モータ１３ａに回転速度を変更する指令を与えた点を、時刻ｔ４及び時刻ｔ５はメイン主軸モータ１３ａに逆転指令を与えた点を、時刻ｔ６及び時刻ｔ７はメイン主軸モータ１３ａに与えた逆転指令をオフした点を示している。
【０１３２】
又、Ｍ１〜Ｍ８は、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの主軸同期の動作モードを示している。Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ７は回転位置指令すなわち主軸同期による動作モードを示し、この動作モードにおいては、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとは、回転速度及び位置とも一致している。又Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８は速度制御による動作モードすなわち主軸同期が解除されている状態を表しており、加減速中は、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとは、回転速度や位置は一致していない。
【０１３３】
さて、図３２に示すフローチャートにおいて、まずステップＳ１００１では、速度制御・位置制御切り替え手段３９が加工プログラム解析処理部３の解析結果からメイン主軸モータ１３ａに対する回転速度指令が変更されたかどうかチェックする。この指令が変更されていない場合には処理を終了する。他方、この指令が変更されている場合にはステップＳ１００２に進む。そしてステップＳ１００２では、機械制御信号処理部６ａがラダー回路５からの異形材信号を検出し、速度制御・位置制御切り替え手段３９に通知する。この異形材信号の状態がオフ状態であればステップＳ１００３に進む。もし、異形材信号がオン状態であれば処理を終了する。
【０１３４】
次にステップＳ１００３では、補間処理手段２０が、同期解除手段を有する速度制御・位置制御切り替え手段３９からの同期解除通知を受けて、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとに対する、回転位置指令すなわち位置制御による指令を回転速度のみの指令すなわち速度制御による指令に切り替える。又ステップＳ１００４では、補間処理手段２０がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとに対する指令をメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂとに与え、データ入出力手段１１を介してメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂとに送る。
【０１３５】
次にステップＳ１００５では、それぞれの主軸モータ１３ａ、１３ｂは速度制御により駆動されるため、それぞれの主軸モータ１３ａ、１３ｂはそれぞれの主軸アンプ１２ａ、１２ｂの特性に従って加速または減速される。又ステップＳ１００６では、速度制御・位置制御切り替え手段３９がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの回転速度を、メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出力回路１１、及びメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読みとる。
【０１３６】
そして速度制御・位置制御切り替え手段３９は読み取った両主軸モータの回転速度が、ステップＳ１００４で指令した回転速度と一致しているかどうかをチェックする。一致していない場合にはステップＳ１００６を再び実行する。他方、一致した場合にはステップＳ１００７に進む。ステップＳ１００７では、速度制御・位置制御切り替え手段３９がメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの制御を速度制御から位置制御に切り替える。
【０１３７】
ここで、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂが速度制御で回転中の場合に位置制御へ切り替える手順は以下のようにして行う。まず、速度制御・位置制御切り替え手段３９が、速度制御で回転中のメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置を、メイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂ、データ入出力回路１１、及びメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂを介して読みとる。
【０１３８】
次に、回転速度から単位時間あたりの指令位置を計算する。また、予めパラメータ等で設定された処理遅れを含む主軸モータの追従おくれを考慮して、主軸モータの回転位置指令を計算する。本計算を行う理由は主軸モータ１３には指令に対する追従おくれが必ず存在するためである。ここで、回転位置指令の計算は以下のようにして行う。
回転位置指令＝現在の主軸モータの位置＋単位時間回転位置指令
＋主軸モータの追従おくれ
【０１３９】
そして、速度制御・位置制御切り替え手段３９は、これらの回転位置指令をメイン軸制御部１０ａとガイドブッシュ軸制御部１０ｂ、及びデータ入出力１１を介して、それぞれメイン主軸アンプ１２ａとガイドブッシュ主軸アンプ１２ｂに送る。これらの主軸アンプ１２ａ、１２ｂは、速度制御・位置制御切り替え手段３９から送られた回転位置指令に基づいて、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを位置制御に切り換える。
【０１４０】
又図３１（ｂ）に示すように、丸材ワークであり異形材信号がオフの場合は、加速区間Ｍ２、減速区間Ｍ４、Ｍ６、Ｍ８では、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂは各々の主軸アンプ１２ａ、１２ｂの特性に従って加速または減速されているため、すなわち速度制御されているため、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置関係は保証されない。すなわち、図３０に示すように、ある時刻において、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂとが特定の位置であるＡ点とＢ点にいたとしても、メイン主軸モータ１３ａが一回転した後の時刻では、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂはＣ点の位置にきている場合があり、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置関係は保証されない。
【０１４１】
他方図３１（ａ）に示すように、異形材ワークであり異形材信号がオンの場合は、主軸モータが加減速中であろうと一定回転速度で回転していようと、回転位置指令で制御されているときすなわち位置制御されている場合には、図３０に示すように、メイン主軸モータ１３ａが一回転した後の時刻においても、ガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置はＡ点にきている。すなわち、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの位置関係は保証されていることになる。
【０１４２】
しかしながら、図３１（ａ）の場合では、主軸モータの加速および減速中も回転位置指令で制御されているため、加減速中は速度制御に切り替えている場合に比べて、加速または減速に時間がかかる。その理由は次の通りである。即ち、回転位置指令で制御して加速または減速する場合は、両方の主軸モータの特性を満足するようにあらかじめ設定された加減速パターンに従って、この加減速特性を考慮したサーボ位置指令に計算しなおされるので、加速または減速の傾きは緩やかになってしまうためである。したがって、図３１では、加減速中に速度制御に切り替えている図３１（ｂ）の方が、図３１（ａ）の場合より、時間Δｔだけ加工時間が短縮されることになる。
【０１４３】
以上詳述したように、この実施の形態によれば、ワークが丸材ワークであるか異形材ワークであるかをチェックし、丸材ワークの場合においては、加減速中の期間だけ、メイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂの同期制御を解除して別々に最短時間で加減速させ、両主軸モータの回転速度が一定になり一致したときに、両主軸モータの同期制御を行うので、常に同期制御を採用してメイン主軸モータ１３ａとガイドブッシュ主軸モータ１３ｂを駆動する場合に比べて、加減速時間が短縮でき、しいては加工のサイクルタイムを短くすることができる。
【０１４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１４５】
丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御方法において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令とするので、ガイドブッシュ主軸モータの実際に存在する位置と回転位置指令による位置とが一致してガイドブッシュ主軸モータが大きなトルクを発生する必要、即ちガイドブッシュ主軸モータに大きな電流を流す必要がなくなり、ガイドブッシュ主軸モータの発熱による機械の加工精度に及ぼす影響をなくし機械の加工精度を向上させる効果がある。
【０１４６】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上する効果がある。
【０１４７】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正誤差を小さくする効果がある。
【０１４８】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正量の算出を簡単にする効果がある。
【０１４９】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量とするので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量から補正量をわざわざ算出する必要がなくなり、効率が良く信頼性の高い回転位置指令の補正量設定が自動的にでき、かつ補正誤差を小さくしかも早く補正を完了させる効果がある。
【０１５０】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除し、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期制御を行うので、同期制御を必要としないときにはそれぞれの主軸モータを別々に最適に制御することになり、加減速時間の短縮ひいては加工サイクルタイムを短縮する効果がある。
【０１５１】
丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御装置において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出する同期補正量計算手段と、この同期補正量計算手段からの補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令として生成する補間処理手段と、を備えたので、ガイドブッシュ主軸モータの実際に存在する位置と回転位置指令による位置とが一致してガイドブッシュ主軸モータが大きなトルクを発生する必要即ちガイドブッシュ主軸モータに大きな電流を流す必要がなくなり、ガイドブッシュ主軸モータの発熱による機械の加工精度に及ぼす影響をなくし機械の加工精度を向上させる効果がある。
【０１５２】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上させる効果がある。
【０１５３】
又、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正誤差を小さくする効果がある。
【０１５４】
又、前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて前記補正量を算出するので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量を作業者がわざわざ測定する必要がなくなり、効率の良い回転位置指令の補正量設定ができ、かつ作業者の測定誤差を排除して補正量設定の信頼性を向上し補正量の算出を簡単にする効果がある。
【０１５５】
又、前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたので、ワークとロータリガイドブッシュとのすきま量から補正量をわざわざ算出する必要がなくなり、効率が良く信頼性の高い回転位置指令の補正量設定が自動的にでき、かつ補正誤差を小さくしかも早く補正を完了させる効果がある。
【０１５６】
又、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除する同期解除手段と、この同期解除手段により同期が解除された状態で駆動される前記メイン主軸モータの速度と前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータとを同期させる速度制御・位置制御切り替え手段と、を備えたので、同期制御を必要としないときにはそれぞれの主軸モータを別々に最適に制御することになり、加減速時間の短縮しいては加工サイクルタイムを短縮する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態１による主軸同期制御装置を有する数値制御装置のパラメータ設定画面の説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態１による異形材信号を機械制御信号処理部に出力するラダー回路図の説明図である。
【図４】 本発明の実施の形態１によるロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された場合の両者の位置関係を示す断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態１による加工前の作業者の手順を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の実施の形態１による切削開始前のガイドブッシュ主軸アンプの電流値を読み出し記憶する手順を示すフローチャートである。
【図８】 本発明の実施の形態１による丸材ワークの切削中にガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対して補正をかける手順を示したフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態２による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図１０】 本発明の実施の形態２によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図１１】 本発明の実施の形態２によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の電流変化到達時間とすきま量推定値との関係を示すすきま量推定表である。
【図１２】 本発明の実施の形態２による切削開始後のガイドブッシュ主軸モータの電流変化からすきま量を推定し、回転位置指令を補正する手順を示したフローチャートである。
【図１３】 本発明の実施の形態３による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図１４】 本発明の実施の形態３によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図１５】 本発明の実施の形態３によるガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を一定間隔で補正更新し、電流値が切削開始前の電流値になるまで補正更新する手順を示したフローチャートである。
【図１６】 本発明の実施の形態４による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図１７】 本発明の実施の形態４によるガイドブッシュ主軸モータに流れる電流の時間的変化を示すタイムチャートである。
【図１８】 本発明の実施の形態４によるガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に補正をかけた後、電流値の変化量からすきま量を推定し、回転位置指令に補正をかける手順を示したフローチャートである。
【図１９】 本発明の実施の形態４によるガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に補正をかけた後、電流値の変化量からすきま量を推定し、回転位置指令に補正をかける手順を示したフローチャートである。
【図２０】 本発明の実施の形態５による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２１】 本発明の実施の形態５によるメイン主軸モータとガイドブッシュ主軸モータの相対位置誤差を示すタイムチャートである。
【図２２】 本発明の実施の形態５による切削開始前のガイドブッシュ主軸モータとメイン主軸モータの相対位置誤差を読み出し記憶する手順を示すフローチャートである。
【図２３】 本発明の実施の形態５による切削開始前のガイドブッシュ主軸モータとメイン主軸モータの相対位置誤差を読み出し記憶する手順を示すフローチャートである。
【図２４】 本発明の実施の形態５による切削開始後のメインモータとガイドブッシュ主軸モータの相対位置誤差の変化量から補正量を決定し、回転位置指令に対して補正する手順を示したフローチャートである。
【図２５】 本発明の実施の形態６による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図２６】 本発明の実施の形態６によるガイドブッシュ主軸モータの電流値と回転速度を示すタイムチャートである。
【図２７】 本発明の実施の形態６によるロ−タリガイドブッシュに丸材ワークまたは異形材ワークが挿入された状態を示す断面図である。
【図２８】 本発明の実施の形態６による丸材・異形材判別手段がロ−タリガイドブッシュに挿入されたワークが丸材か異形材かを判定する手順を示すフローチャートである。
【図２９】 本発明の実施の形態７による主軸同期制御装置を有する数値制御装置の要部ブロック図である。
【図３０】 本発明の実施の形態７によるロ−タリガイドブッシュに丸材ワークが挿入された状態を示す断面図である。
【図３１】 本発明の実施の形態７による加工プログラムでメイン主軸モータに対して回転速度を変更した場合におけるメイン主軸モータの速度とガイドブッシュ主軸モータの速度の変化を示すタイムチャートである。
【図３２】 本発明の実施の形態７によるメイン主軸モータ及びガイドブッシュ主軸モータに対する速度制御／位置制御の切り替えの手順を示すフローチャートである。
【図３３】 従来の自動旋盤のメイン主軸を駆動する主軸モータと、ロータリガイドブッシュを駆動する主軸モータの同期制御を行う数値制御装置の要部ブロック図である。
【図３４】 従来及び本発明の実施の形態１〜７による工作機械の一種である自動旋盤の構成図である。
【図３５】 図３４で示したメイン主軸とロータリガイドブッシュの詳細な構成図である。
【図３６】 従来及び本発明の実施の形態１〜７によるメイン主軸モータの回転・停止等を制御する要部の加工プログラムである。
【図３７】 従来のガイドブッシュ主軸モータの電流の同期制御期間中における変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
４ｃ、４ｄ，４ｅ、４ｆ、４ｇ 補間処理部、６、６ａ 機械制御信号処理部、１３ａ メイン主軸モータ、１３ｂ ガイドブッシュ主軸モータ、
２１、２１ａ、２１ｂ 同期補正量計算手段、２０ 補間処理手段、２２ 切削判定手段、２９ すきま量推定手段、３０ 電流変化到達時間検出手段、
３１ 補正量決定手段、３２ 電流変化量検出手段、３３ 位置誤差補正量計算手段、３４ 位置誤差検出手段、３５ 単位時間位置誤差変化量検出手段、
３６ 丸材・異形材判別手段、３９ 速度制御・位置制御切り替え手段、
４３ 電流制限設定手段、１００３ ワーク、１００４ メイン主軸、
１００５ ロータリガイドブッシュ。
Claims (14)
- 丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御方法において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出し、この補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令とすることを特徴とする主軸同期制御方法。
- パラメータ入力されたすきま量に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の主軸同期制御方法。
- 前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が、前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の主軸同期制御方法。
- 前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の主軸同期制御方法。
- 前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の主軸同期制御方法。
- 前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたことを特徴とする請求項１に記載の主軸同期制御方法。
- 前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除し、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに、前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の主軸同期制御方法。
- 丸材ワークを保持するメイン主軸を駆動するメイン主軸モータと前記ワークをガイドするロータリガイドブッシュを駆動するガイドブッシュ主軸モータとの位置及び速度を同期制御する主軸同期制御装置において、前記ワークの外径（Ｄ１）と前記ロータリガイドブッシュの内径（Ｄ２）との間に生じるすきま量（Ｄ２−Ｄ１）に対応する前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量を算出する同期補正量計算手段と、この同期補正量計算手段からの補正量を前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令に対し加算または減算したものを、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令として生成する補間処理手段と、を備えたことを特徴とする主軸同期制御装置。
- パラメータ入力されたすきま量に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項８に記載の主軸同期制御装置。
- 前記ガイドブッシュ主軸モータの電流が、前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの電流変化状態に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項８に記載の主軸同期制御装置。
- 前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令の補正量として所定の補正量を与え、この補正量による前記ガイドブッシュ主軸モータの電流の応答状態に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項８に記載の主軸同期制御装置。
- 前記メイン主軸と前記ロータリガイドブッシュの相対位置誤差が前記ワークの切削開始により変化する時点から一定値になるまでの相対位置誤差変化状態に基づいて、前記補正量を算出することを特徴とする請求項８に記載の主軸同期制御装置。
- 前記ワークの切削中に、前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令を前記メイン主軸モータの回転位置指令に対して所定の補正量だけ変化させ、この補正量に基づいて生成された前記ガイドブッシュ主軸モータの回転位置指令により駆動される前記ガイドブッシュ主軸モータの電流値が所定の値になったとき、前記変化させた所定の補正量を合計し、この合計したものを、前記補正量としたことを特徴とする請求項８に記載の主軸同期制御装置。
- 前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が変化しているときは前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータの同期を解除する同期解除手段と、この同期解除手段により同期が解除された状態で駆動される前記メイン主軸モータの速度と前記ガイドブッシュ主軸モータの速度が一定となりかつ一致したときに前記メイン主軸モータと前記ガイドブッシュ主軸モータとを同期させる速度制御・位置制御切り替え手段と、を備えたことを特徴とする請求項８に記載の主軸同期制御装置。
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