JP4660012B2 - 数値制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送り駆動系を加減速させる数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械等の送り駆動系を加減速させる際には、一般に振動が発生してしまう。これは、加速度付与の開始時や停止時に、いわゆる加振力が発生することに起因する。
【０００３】
金属加工等の加工作業中においては、加工面の精度に前記振動が大きく影響し得る。このため、前記振動が所定の許容範囲内に収まることが必要であり、加速度の値自体が低めに設定されている。このことは、加工時間の短縮化が図れないことを意味する。
【０００４】
また、加減速を繰り返すような加工作業中においては、前記振動がなかなか収束しないで、長く続いてしまう場合がある。これは、前の加減速制御において発生した振動が減衰（収束）する前に、次の加減速制御による振動が発生すること等に起因する。現在の数値制御装置では、連続する加減速制御によって振動が加振されるか制振されるかは、全くの偶然に任せられている。
【０００５】
一方、振動を抑制する手段として、幾つかのタイプの制振装置が知られている。これらは、振動を抑制する方向に加振力を発生させる事で制振を行う装置である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
金属加工等の加工作業中において、加工時間の短縮化を図るためには、加速度付与に伴う振動を効果的に制振することが必要である。各加速度制御における制振が有効に作用すれば、加減速制御が連続する場合であっても、振動が加振される可能性を顕著に低減できる。
【０００７】
当該課題は、前記の公知の制振装置を数値制御装置に取り付けることによって解決可能であるが、制振装置と数値制御装置とが別体であるため、設置スペース上及びコスト上の問題がある。
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、工作機械等の送り駆動系を加減速させる際に発生し得る振動を効果的に抑制することができる数値制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送り駆動系を加減速させる数値制御装置であって、所定の目標条件に基づいて、前記送り駆動系に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部と、前記加速度設定部によって設定された加速度を前記送り駆動系に与える制御本体部と、を備え、前記加速度設定部は、加速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度と、前記第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される前記送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで前記第１加速度に対して更に重畳的に与えられ始める第２加速度（第１加速度と同じ向き）と、加速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、前記第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続によって制振され得るような振動を前記送り駆動系に発生させるようなタイミング及び大きさで前記第４加速度に対して先行して与えられ始める第３加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、を設定するようになっていることを特徴とする数値制御装置である。
【００１０】
本発明によれば、第１加速度と第２加速度とを対として、第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第２加速度が与えられ始める。すなわち、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
また、本発明によれば、第３加速度と第４加速度とを対として、第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第３加速度が先行して与えられ始める。すなわち、第３加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第４加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００１１】
具体的には、前記第２加速度の付与の開始のタイミングは、前記送り駆動系の振動の振幅の絶対値が小さくなって零に戻った瞬間である。この時、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う振動と第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う振動とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。
【００１２】
第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動を直ちに制振するためには、前記送り駆動系の振動の振幅の絶対値が最初に零に戻った瞬間に第２加速度の付与が開始されることが好ましい。
【００１３】
また、第２加速度の大きさは、理論上、第１加速度の大きさと同一である。もっとも、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動は、たとえ１／２周期であっても微小量は減衰する。この減衰を考慮する場合、第２加速度の大きさは、第１加速度の大きさよりも前記微小量だけ小さい値とすることが好ましい。
【００１４】
また、一般に、送り駆動系の振動は、当該送り駆動系の固有振動数に基づいて発生される。すなわち、第２加速度の付与の開始のタイミングは、送り駆動系の固有振動数に依存する。
【００１５】
従って、例えば、前記加速度設定部は、前記送り駆動系の固有振動数を記憶する記憶部と、前記送り駆動系の固有振動数に基づいて前記第２加速度の付与の開始のタイミングを決定するタイミング決定部と、を有し得る。
【００１６】
この場合、送り駆動系の固有振動数は前もって正確に測定され、当該測定値が前記記憶部に記憶されていることが好ましい。
【００１７】
あるいは、送り駆動系の固有振動数は、送り駆動系の剛性と前記送り駆動系の移動物重量とから理論上の計算によって求めることも可能である。
【００１８】
従って、例えば、前記加速度設定部は、前記送り駆動系の剛性と前記送り駆動系の移動物重量とから、前記送り駆動系の固有振動数を求める演算部を更に備え得る。
【００１９】
この場合、前記演算部によって求められた送り駆動系の固有振動数が、前記記憶部に記憶され得る。
【００２０】
実際には、１つの数値制御装置が制御対象とする送り駆動系は複数軸である場合が多い。そのような場合、最も固有振動数の低い軸について本発明が適用されることが有効である。
【００２４】
同様に、対の加速度付与によって振動抑制を図るという思想は、減速開始時においても有効である。
【００２５】
すなわち、本発明は、送り駆動系を加減速させる数値制御装置であって、所定の目標条件に基づいて、前記送り駆動系に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部と、前記加速度設定部によって設定された加速度を前記送り駆動系に与える制御本体部と、を備え、前記加速度設定部は、減速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度と、前記第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される前記送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで前記第１加速度に対して更に重畳的に与えられ始める第２加速度と、減速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、前記第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続によって制振され得るような振動を前記送り駆動系に発生させるようなタイミング及び大きさで前記第４加速度に対して先行して与えられ始める第３加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、を設定するようになっていることを特徴とする数値制御装置である。
【００２６】
本発明によれば、第１加速度と第２加速度とを対として、第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第２加速度が与えられ始める。すなわち、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
また、本発明によれば、第３加速度と第４加速度とを対として、第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第３加速度が先行して与えられ始める。すなわち、第３加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第４加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施の形態による数値制御装置を示す概略ブロック図である。本実施の形態の数値制御装置１０は、制御対象としての送り駆動系５０に接続されている。
【００３２】
図１に示すように、数値制御装置１０は、所定の目標条件に基づいて、送り駆動系５０に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部２０と、加速度設定部によって設定された加速度を送り駆動系５０に与える制御本体部３０と、を備えている。
【００３３】
所定の目標条件とは、この場合、加速制御時間と加速終了時の速度である。以下の説明から分かるように、本実施の形態の送り駆動系５０は、３段階の等加速工程によって加速され得る。
【００３４】
本実施の形態の加速度設定部２０は、図２に示すように、加速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度Ａ１と、第１加速度Ａ１の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系５０の振動Ｖ１を制振するようなタイミング及び大きさで第１加速度Ａ１に対して重畳的に与えられ始める第２加速度Ａ２と、を設定するようになっている。
【００３５】
加速度設定部２０によって設定される第２加速度Ａ２の付与の開始のタイミングは、第１加速度Ａ１付与による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が下がって最初に零に戻った瞬間とされている。また、第２加速度Ａ２の大きさは、振動Ｖ１の１／２周期分の減衰を考慮して、第１加速度Ａ１の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００３６】
ここで、送り駆動系５０の振動は、当該送り駆動系５０の固有振動数に基づいて発生されるようになっている。従って、加速度設定部２０は、送り駆動系５０の固有振動数を記憶する記憶部２１と、送り駆動系５０の固有振動数に基づいて第２加速度の付与の開始のタイミングを決定するタイミング決定部２２と、を有している。
【００３７】
さらに本実施の形態の加速度設定部２０は、送り駆動系５０の剛性と送り駆動系５０の移動物重量とから、送り駆動系５０の固有振動数を求める演算部２３をも有している。
【００３８】
また、本実施の形態の加速度設定部２０は、加速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、第４加速度Ａ４の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系５０の振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を送り駆動系５０に発生させるようなタイミング及び大きさで第４加速度Ａ４に対して先行して与えられ始める第３加速度Ａ３（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、を設定するようになっている。
【００３９】
ここで、加速度設定部２０によって設定される第４加速度Ａ４の付与の開始のタイミングは、第３加速度Ａ３付与による送り駆動系５０の振動Ｖ３の振幅が上がって最初に零に戻った瞬間と一致するようになっている。
【００４０】
すなわち、タイミング決定部２２は、送り駆動系５０の固有振動数に基づいて、第３加速度Ａ３の付与の開始のタイミングをも決定するようになっている。
【００４１】
また、第４加速度Ａ４の大きさは、振動Ｖ３の１／２周期分の減衰を考慮して、第３加速度Ａ３の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００４２】
次に、本実施の形態の作用について図２及び図３を参照して説明する。図２は、図１に示す数値制御装置１０により加速制御される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。また、図３は、比較のため、従来の１段階の等加速度制御によって加速される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。
【００４３】
まず、加減速制御の実施に先だって、送り駆動系５０の固有振動数が求められ、記憶部２１に記憶される。これは、演算部２３によって計算で求められてもよいし、実際の測定を利用してもよい。
【００４４】
そして、所定の目標条件である加速制御時間と、得られた送り駆動系５０の固有振動数とに基づいて、タイミング決定部２２が、各加速度Ａ１〜Ａ４の付与の開始のタイミングを決定する。
【００４５】
そして、所定の目標条件である加速終了時の速度等に基づいて、加速度設定部２０が、各加速度Ａ１〜Ａ４の大きさを設定する。
【００４６】
以後、加速度設定部２０によって設定された加速度を、制御本体部３０が送り駆動系に与える。
【００４７】
詳細には、図２に示すように、まず加速開始時において、第１加速度Ａ１が与えられ始める（第１の等加速工程）。この時、加振力Ｆ１が発生し、当該加振力Ｆ１によって振動Ｖ１が発生する。
【００４８】
第１加速度Ａ１付与の開始及び継続による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が下がって（振幅の絶対値が小さくなって）最初に零に戻った瞬間に、第２加速度Ａ２の付与が開始される。第２加速度Ａ２は第１加速度Ａ１に重畳的に付与される。この時、加振力Ｆ２が発生し、当該加振力Ｆ２によって振動Ｖ２が発生する。
【００４９】
このような第２加速度Ａ２の付与の開始及び継続により、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ１と第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ２とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ１＋Ｖ２≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００５０】
第２加速度Ａ２の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２の等加速度制御が実施される（第２の等加速工程）。
【００５１】
所定の加速制御時間の終了時には、加速度を零に戻す必要がある一方、制振された状態となっている必要がある。すなわち、加速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４と対をなすように、当該第４加速度Ａ４の付与の開始及び継続に伴って発生され得る振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を発生させるタイミング及び大きさで、第３加速度Ａ３が先行して付与され始める。
【００５２】
第３加速度Ａ３の付与により、加振力Ｆ３が発生し、当該加振力Ｆ３によって振動Ｖ３が発生する。
【００５３】
第３加速度Ａ３の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２＋第３加速度Ａ３の等加速度制御が実施される（第３の等加速工程）。ここで、Ａ１＞０、Ａ２＞０、及び、Ａ３＜０である。
【００５４】
そして、第４加速度Ａ４が付与されて、加振力Ｆ４が発生し、当該加振力Ｆ４によって振動Ｖ４が発生する。これにより、第３加速度Ａ３の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ３と第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ４とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ３＋Ｖ４≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００５５】
本実施の形態によれば、図２に示すように、極めて良好な制振状態が得られる。加速開始時及び加速終了時の各々において、送り駆動系５０の固有振動数による１／２周期だけ振動が存在するが、他の時間領域においては実質的制振状態が維持され得る。図３に示す従来例と比較すれば、本実施の形態の作用効果が極めて顕著であることが一目瞭然である。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によれば、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ１による振動Ｖ１が、第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ２による振動Ｖ２によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
【００５７】
また、第３加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ３による振動Ｖ３が、第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ４による振動Ｖ４によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００５８】
なお、第１加速度と第２加速度とを対とした加速開始態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急加速制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００５９】
同様に、第３加速度と第４加速度とを対とした加速終了態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急加速終了制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態について図４及び図５を用いて説明する。
【００６１】
本実施の形態の加速度設定部２０は、図４に示すように、減速開始のタイミングで与えられ始める負の第１加速度Ａ１と、第１加速度Ａ１の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系５０の振動Ｖ１を制振するようなタイミング及び大きさで第１加速度Ａ１に対して重畳的に与えられ始める負の第２加速度Ａ２と、を設定するようになっている。
【００６２】
加速度設定部２０によって設定される負の第２加速度Ａ２の付与の開始のタイミングは、負の第１加速度Ａ１付与による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が上がって最初に零に戻った瞬間とされている。また、第２加速度Ａ２の大きさは、振動Ｖ１の１／２周期分の減衰を考慮して、第１加速度Ａ１の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００６３】
また、本実施の形態の加速度設定部２０は、減速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、第４加速度Ａ４の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系５０の振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を送り駆動系５０に発生させるようなタイミング及び大きさで第４加速度Ａ４に対して先行して与えられ始める第３加速度Ａ３（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、を設定するようになっている。
【００６４】
ここで、加速度設定部２０によって設定される第４加速度Ａ４の付与の開始のタイミングは、第３加速度Ａ３付与による送り駆動系５０の振動Ｖ３の振幅が下がって最初に零に戻った瞬間と一致するようになっている。
【００６５】
また、第４加速度Ａ４の大きさは、振動Ｖ３の１／２周期分の減衰を考慮して、第３加速度Ａ３の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００６６】
その他の構成は、図１を用いて説明した第１の実施の形態と略同様である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材には同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００６７】
次に、本実施の形態の作用について図４及び図５を参照して説明する。図４は、本実施の形態の数値制御装置により減速制御される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。また、図５は、比較のため、従来の１段階の等加速度制御によって減速される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。
【００６８】
まず、加減速制御の実施に先だって、送り駆動系５０の固有振動数が求められ、記憶部２１に記憶される。これは、演算部２３によって計算で求められてもよいし、実際の測定を利用してもよい。
【００６９】
そして、所定の目標条件である加速（減速）制御時間と、得られた送り駆動系５０の固有振動数とに基づいて、タイミング決定部２２が、各加速度Ａ１〜Ａ４の付与の開始のタイミングを決定する。
【００７０】
そして、所定の目標条件である加速（減速）終了時の速度等に基づいて、加速度設定部２０が、各加速度Ａ１〜Ａ４の大きさを設定する。
【００７１】
以後、加速度設定部２０によって設定された加速度を、制御本体部３０が送り駆動系に与える。
【００７２】
詳細には、図４に示すように、まず減速開始時において、第１加速度Ａ１が与えられ始める（第１の等加速工程）。この時、加振力Ｆ１が発生し、当該加振力Ｆ１によって振動Ｖ１が発生する。
【００７３】
第１加速度Ａ１付与の開始及び継続による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が上がって（振幅の絶対値が小さくなって）最初に零に戻った瞬間に、第２加速度Ａ２の付与が開始される。第２加速度Ａ２は第１加速度Ａ１に重畳的に付与される。この時、加振力Ｆ２が発生し、当該加振力Ｆ２によって振動Ｖ２が発生する。
【００７４】
このような第２加速度Ａ２の付与の開始及び継続により、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ１と第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ２とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ１＋Ｖ２≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００７５】
第２加速度Ａ２の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２の等加速度制御が実施される（第２の等加速工程）。
【００７６】
所定の加速（減速）制御時間の終了時には、加速度を零に戻す必要がある一方、制振された状態となっている必要がある。すなわち、減速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４と対をなすように、当該第４加速度Ａ４の付与の開始及び継続に伴って発生され得る振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を発生させるタイミング及び大きさで、第３加速度Ａ３が先行して付与され始める。
【００７７】
第３加速度Ａ３の付与により、加振力Ｆ３が発生し、当該加振力Ｆ３によって振動Ｖ３が発生する。
【００７８】
第３加速度Ａ３の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２＋第３加速度Ａ３の等加速度制御が実施される（第３の等加速工程）。ここで、Ａ１＜０、Ａ２＜０、及び、Ａ３＞０である。
【００７９】
そして、第４加速度Ａ４が付与されて、加振力Ｆ４が発生し、当該加振力Ｆ４によって振動Ｖ４が発生する。これにより、第３加速度Ａ３の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ３と第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ４とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ３＋Ｖ４≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００８０】
本実施の形態によれば、図４に示すように、極めて良好な制振状態が得られる。減速開始時及び減速終了時の各々において、送り駆動系５０の固有振動数による１／２周期だけ振動が存在するが、他の時間領域においては実質的制振状態が維持され得る。図５に示す従来例と比較すれば、本実施の形態の作用効果が極めて顕著であることが一目瞭然である。
【００８１】
以上のように、本実施の形態によれば、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ１による振動Ｖ１が、第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ２による振動Ｖ２によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
【００８２】
また、第３加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ３による振動Ｖ３が、第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ４による振動Ｖ４によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００８３】
なお、第１加速度と第２加速度とを対とした減速開始態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急減速制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００８４】
同様に、第３加速度と第４加速度とを対とした減速終了態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急減速終了制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、第１加速度と第２加速度とを対として、第１加速度の付与の開始に伴って発生される送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第２加速度が与えられ始める。すなわち、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
また、本発明によれば、第３加速度と第４加速度とを対として、第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第３加速度が先行して与えられ始める。すなわち、第３加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第４加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による数値制御装置を示す概略ブロック図。
【図２】図１に示す数値制御装置により加速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【図３】従来の１段階の等加速度制御によって加速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【図４】本発明の第２の実施の形態の数値制御装置により減速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【図５】従来の１段階の等加速度制御によって減速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【符号の説明】
１０ 数値制御装置
２０ 加速度設定部
２１ 記憶部
２２ タイミング決定部
２３ 演算部
３０ 制御本体部
５０ 送り駆動系
【発明の属する技術分野】
本発明は、送り駆動系を加減速させる数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械等の送り駆動系を加減速させる際には、一般に振動が発生してしまう。これは、加速度付与の開始時や停止時に、いわゆる加振力が発生することに起因する。
【０００３】
金属加工等の加工作業中においては、加工面の精度に前記振動が大きく影響し得る。このため、前記振動が所定の許容範囲内に収まることが必要であり、加速度の値自体が低めに設定されている。このことは、加工時間の短縮化が図れないことを意味する。
【０００４】
また、加減速を繰り返すような加工作業中においては、前記振動がなかなか収束しないで、長く続いてしまう場合がある。これは、前の加減速制御において発生した振動が減衰（収束）する前に、次の加減速制御による振動が発生すること等に起因する。現在の数値制御装置では、連続する加減速制御によって振動が加振されるか制振されるかは、全くの偶然に任せられている。
【０００５】
一方、振動を抑制する手段として、幾つかのタイプの制振装置が知られている。これらは、振動を抑制する方向に加振力を発生させる事で制振を行う装置である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
金属加工等の加工作業中において、加工時間の短縮化を図るためには、加速度付与に伴う振動を効果的に制振することが必要である。各加速度制御における制振が有効に作用すれば、加減速制御が連続する場合であっても、振動が加振される可能性を顕著に低減できる。
【０００７】
当該課題は、前記の公知の制振装置を数値制御装置に取り付けることによって解決可能であるが、制振装置と数値制御装置とが別体であるため、設置スペース上及びコスト上の問題がある。
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、工作機械等の送り駆動系を加減速させる際に発生し得る振動を効果的に抑制することができる数値制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送り駆動系を加減速させる数値制御装置であって、所定の目標条件に基づいて、前記送り駆動系に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部と、前記加速度設定部によって設定された加速度を前記送り駆動系に与える制御本体部と、を備え、前記加速度設定部は、加速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度と、前記第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される前記送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで前記第１加速度に対して更に重畳的に与えられ始める第２加速度（第１加速度と同じ向き）と、加速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、前記第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続によって制振され得るような振動を前記送り駆動系に発生させるようなタイミング及び大きさで前記第４加速度に対して先行して与えられ始める第３加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、を設定するようになっていることを特徴とする数値制御装置である。
【００１０】
本発明によれば、第１加速度と第２加速度とを対として、第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第２加速度が与えられ始める。すなわち、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
また、本発明によれば、第３加速度と第４加速度とを対として、第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第３加速度が先行して与えられ始める。すなわち、第３加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第４加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００１１】
具体的には、前記第２加速度の付与の開始のタイミングは、前記送り駆動系の振動の振幅の絶対値が小さくなって零に戻った瞬間である。この時、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う振動と第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う振動とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。
【００１２】
第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動を直ちに制振するためには、前記送り駆動系の振動の振幅の絶対値が最初に零に戻った瞬間に第２加速度の付与が開始されることが好ましい。
【００１３】
また、第２加速度の大きさは、理論上、第１加速度の大きさと同一である。もっとも、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動は、たとえ１／２周期であっても微小量は減衰する。この減衰を考慮する場合、第２加速度の大きさは、第１加速度の大きさよりも前記微小量だけ小さい値とすることが好ましい。
【００１４】
また、一般に、送り駆動系の振動は、当該送り駆動系の固有振動数に基づいて発生される。すなわち、第２加速度の付与の開始のタイミングは、送り駆動系の固有振動数に依存する。
【００１５】
従って、例えば、前記加速度設定部は、前記送り駆動系の固有振動数を記憶する記憶部と、前記送り駆動系の固有振動数に基づいて前記第２加速度の付与の開始のタイミングを決定するタイミング決定部と、を有し得る。
【００１６】
この場合、送り駆動系の固有振動数は前もって正確に測定され、当該測定値が前記記憶部に記憶されていることが好ましい。
【００１７】
あるいは、送り駆動系の固有振動数は、送り駆動系の剛性と前記送り駆動系の移動物重量とから理論上の計算によって求めることも可能である。
【００１８】
従って、例えば、前記加速度設定部は、前記送り駆動系の剛性と前記送り駆動系の移動物重量とから、前記送り駆動系の固有振動数を求める演算部を更に備え得る。
【００１９】
この場合、前記演算部によって求められた送り駆動系の固有振動数が、前記記憶部に記憶され得る。
【００２０】
実際には、１つの数値制御装置が制御対象とする送り駆動系は複数軸である場合が多い。そのような場合、最も固有振動数の低い軸について本発明が適用されることが有効である。
【００２４】
同様に、対の加速度付与によって振動抑制を図るという思想は、減速開始時においても有効である。
【００２５】
すなわち、本発明は、送り駆動系を加減速させる数値制御装置であって、所定の目標条件に基づいて、前記送り駆動系に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部と、前記加速度設定部によって設定された加速度を前記送り駆動系に与える制御本体部と、を備え、前記加速度設定部は、減速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度と、前記第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される前記送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで前記第１加速度に対して更に重畳的に与えられ始める第２加速度と、減速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、前記第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続によって制振され得るような振動を前記送り駆動系に発生させるようなタイミング及び大きさで前記第４加速度に対して先行して与えられ始める第３加速度（第１加速度及び第２加速度と逆向き）と、を設定するようになっていることを特徴とする数値制御装置である。
【００２６】
本発明によれば、第１加速度と第２加速度とを対として、第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第２加速度が与えられ始める。すなわち、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
また、本発明によれば、第３加速度と第４加速度とを対として、第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第３加速度が先行して与えられ始める。すなわち、第３加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第４加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施の形態による数値制御装置を示す概略ブロック図である。本実施の形態の数値制御装置１０は、制御対象としての送り駆動系５０に接続されている。
【００３２】
図１に示すように、数値制御装置１０は、所定の目標条件に基づいて、送り駆動系５０に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部２０と、加速度設定部によって設定された加速度を送り駆動系５０に与える制御本体部３０と、を備えている。
【００３３】
所定の目標条件とは、この場合、加速制御時間と加速終了時の速度である。以下の説明から分かるように、本実施の形態の送り駆動系５０は、３段階の等加速工程によって加速され得る。
【００３４】
本実施の形態の加速度設定部２０は、図２に示すように、加速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度Ａ１と、第１加速度Ａ１の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系５０の振動Ｖ１を制振するようなタイミング及び大きさで第１加速度Ａ１に対して重畳的に与えられ始める第２加速度Ａ２と、を設定するようになっている。
【００３５】
加速度設定部２０によって設定される第２加速度Ａ２の付与の開始のタイミングは、第１加速度Ａ１付与による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が下がって最初に零に戻った瞬間とされている。また、第２加速度Ａ２の大きさは、振動Ｖ１の１／２周期分の減衰を考慮して、第１加速度Ａ１の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００３６】
ここで、送り駆動系５０の振動は、当該送り駆動系５０の固有振動数に基づいて発生されるようになっている。従って、加速度設定部２０は、送り駆動系５０の固有振動数を記憶する記憶部２１と、送り駆動系５０の固有振動数に基づいて第２加速度の付与の開始のタイミングを決定するタイミング決定部２２と、を有している。
【００３７】
さらに本実施の形態の加速度設定部２０は、送り駆動系５０の剛性と送り駆動系５０の移動物重量とから、送り駆動系５０の固有振動数を求める演算部２３をも有している。
【００３８】
また、本実施の形態の加速度設定部２０は、加速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、第４加速度Ａ４の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系５０の振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を送り駆動系５０に発生させるようなタイミング及び大きさで第４加速度Ａ４に対して先行して与えられ始める第３加速度Ａ３（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、を設定するようになっている。
【００３９】
ここで、加速度設定部２０によって設定される第４加速度Ａ４の付与の開始のタイミングは、第３加速度Ａ３付与による送り駆動系５０の振動Ｖ３の振幅が上がって最初に零に戻った瞬間と一致するようになっている。
【００４０】
すなわち、タイミング決定部２２は、送り駆動系５０の固有振動数に基づいて、第３加速度Ａ３の付与の開始のタイミングをも決定するようになっている。
【００４１】
また、第４加速度Ａ４の大きさは、振動Ｖ３の１／２周期分の減衰を考慮して、第３加速度Ａ３の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００４２】
次に、本実施の形態の作用について図２及び図３を参照して説明する。図２は、図１に示す数値制御装置１０により加速制御される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。また、図３は、比較のため、従来の１段階の等加速度制御によって加速される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。
【００４３】
まず、加減速制御の実施に先だって、送り駆動系５０の固有振動数が求められ、記憶部２１に記憶される。これは、演算部２３によって計算で求められてもよいし、実際の測定を利用してもよい。
【００４４】
そして、所定の目標条件である加速制御時間と、得られた送り駆動系５０の固有振動数とに基づいて、タイミング決定部２２が、各加速度Ａ１〜Ａ４の付与の開始のタイミングを決定する。
【００４５】
そして、所定の目標条件である加速終了時の速度等に基づいて、加速度設定部２０が、各加速度Ａ１〜Ａ４の大きさを設定する。
【００４６】
以後、加速度設定部２０によって設定された加速度を、制御本体部３０が送り駆動系に与える。
【００４７】
詳細には、図２に示すように、まず加速開始時において、第１加速度Ａ１が与えられ始める（第１の等加速工程）。この時、加振力Ｆ１が発生し、当該加振力Ｆ１によって振動Ｖ１が発生する。
【００４８】
第１加速度Ａ１付与の開始及び継続による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が下がって（振幅の絶対値が小さくなって）最初に零に戻った瞬間に、第２加速度Ａ２の付与が開始される。第２加速度Ａ２は第１加速度Ａ１に重畳的に付与される。この時、加振力Ｆ２が発生し、当該加振力Ｆ２によって振動Ｖ２が発生する。
【００４９】
このような第２加速度Ａ２の付与の開始及び継続により、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ１と第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ２とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ１＋Ｖ２≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００５０】
第２加速度Ａ２の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２の等加速度制御が実施される（第２の等加速工程）。
【００５１】
所定の加速制御時間の終了時には、加速度を零に戻す必要がある一方、制振された状態となっている必要がある。すなわち、加速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４と対をなすように、当該第４加速度Ａ４の付与の開始及び継続に伴って発生され得る振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を発生させるタイミング及び大きさで、第３加速度Ａ３が先行して付与され始める。
【００５２】
第３加速度Ａ３の付与により、加振力Ｆ３が発生し、当該加振力Ｆ３によって振動Ｖ３が発生する。
【００５３】
第３加速度Ａ３の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２＋第３加速度Ａ３の等加速度制御が実施される（第３の等加速工程）。ここで、Ａ１＞０、Ａ２＞０、及び、Ａ３＜０である。
【００５４】
そして、第４加速度Ａ４が付与されて、加振力Ｆ４が発生し、当該加振力Ｆ４によって振動Ｖ４が発生する。これにより、第３加速度Ａ３の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ３と第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ４とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ３＋Ｖ４≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００５５】
本実施の形態によれば、図２に示すように、極めて良好な制振状態が得られる。加速開始時及び加速終了時の各々において、送り駆動系５０の固有振動数による１／２周期だけ振動が存在するが、他の時間領域においては実質的制振状態が維持され得る。図３に示す従来例と比較すれば、本実施の形態の作用効果が極めて顕著であることが一目瞭然である。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によれば、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ１による振動Ｖ１が、第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ２による振動Ｖ２によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
【００５７】
また、第３加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ３による振動Ｖ３が、第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ４による振動Ｖ４によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００５８】
なお、第１加速度と第２加速度とを対とした加速開始態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急加速制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００５９】
同様に、第３加速度と第４加速度とを対とした加速終了態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急加速終了制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態について図４及び図５を用いて説明する。
【００６１】
本実施の形態の加速度設定部２０は、図４に示すように、減速開始のタイミングで与えられ始める負の第１加速度Ａ１と、第１加速度Ａ１の付与の開始及び継続に伴って発生される送り駆動系５０の振動Ｖ１を制振するようなタイミング及び大きさで第１加速度Ａ１に対して重畳的に与えられ始める負の第２加速度Ａ２と、を設定するようになっている。
【００６２】
加速度設定部２０によって設定される負の第２加速度Ａ２の付与の開始のタイミングは、負の第１加速度Ａ１付与による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が上がって最初に零に戻った瞬間とされている。また、第２加速度Ａ２の大きさは、振動Ｖ１の１／２周期分の減衰を考慮して、第１加速度Ａ１の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００６３】
また、本実施の形態の加速度設定部２０は、減速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、第４加速度Ａ４の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系５０の振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を送り駆動系５０に発生させるようなタイミング及び大きさで第４加速度Ａ４に対して先行して与えられ始める第３加速度Ａ３（第１加速度Ａ１及び第２加速度Ａ２と逆向き）と、を設定するようになっている。
【００６４】
ここで、加速度設定部２０によって設定される第４加速度Ａ４の付与の開始のタイミングは、第３加速度Ａ３付与による送り駆動系５０の振動Ｖ３の振幅が下がって最初に零に戻った瞬間と一致するようになっている。
【００６５】
また、第４加速度Ａ４の大きさは、振動Ｖ３の１／２周期分の減衰を考慮して、第３加速度Ａ３の大きさより微小量だけ小さい値とされている。
【００６６】
その他の構成は、図１を用いて説明した第１の実施の形態と略同様である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材には同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００６７】
次に、本実施の形態の作用について図４及び図５を参照して説明する。図４は、本実施の形態の数値制御装置により減速制御される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。また、図５は、比較のため、従来の１段階の等加速度制御によって減速される送り駆動系５０の速度波形、加速度波形及び振動状態を示している。
【００６８】
まず、加減速制御の実施に先だって、送り駆動系５０の固有振動数が求められ、記憶部２１に記憶される。これは、演算部２３によって計算で求められてもよいし、実際の測定を利用してもよい。
【００６９】
そして、所定の目標条件である加速（減速）制御時間と、得られた送り駆動系５０の固有振動数とに基づいて、タイミング決定部２２が、各加速度Ａ１〜Ａ４の付与の開始のタイミングを決定する。
【００７０】
そして、所定の目標条件である加速（減速）終了時の速度等に基づいて、加速度設定部２０が、各加速度Ａ１〜Ａ４の大きさを設定する。
【００７１】
以後、加速度設定部２０によって設定された加速度を、制御本体部３０が送り駆動系に与える。
【００７２】
詳細には、図４に示すように、まず減速開始時において、第１加速度Ａ１が与えられ始める（第１の等加速工程）。この時、加振力Ｆ１が発生し、当該加振力Ｆ１によって振動Ｖ１が発生する。
【００７３】
第１加速度Ａ１付与の開始及び継続による送り駆動系５０の振動Ｖ１の振幅が上がって（振幅の絶対値が小さくなって）最初に零に戻った瞬間に、第２加速度Ａ２の付与が開始される。第２加速度Ａ２は第１加速度Ａ１に重畳的に付与される。この時、加振力Ｆ２が発生し、当該加振力Ｆ２によって振動Ｖ２が発生する。
【００７４】
このような第２加速度Ａ２の付与の開始及び継続により、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ１と第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ２とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ１＋Ｖ２≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００７５】
第２加速度Ａ２の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２の等加速度制御が実施される（第２の等加速工程）。
【００７６】
所定の加速（減速）制御時間の終了時には、加速度を零に戻す必要がある一方、制振された状態となっている必要がある。すなわち、減速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度Ａ４と対をなすように、当該第４加速度Ａ４の付与の開始及び継続に伴って発生され得る振動Ｖ４によって制振され得るような振動Ｖ３を発生させるタイミング及び大きさで、第３加速度Ａ３が先行して付与され始める。
【００７７】
第３加速度Ａ３の付与により、加振力Ｆ３が発生し、当該加振力Ｆ３によって振動Ｖ３が発生する。
【００７８】
第３加速度Ａ３の付与開始後は、第１加速度Ａ１＋第２加速度Ａ２＋第３加速度Ａ３の等加速度制御が実施される（第３の等加速工程）。ここで、Ａ１＜０、Ａ２＜０、及び、Ａ３＞０である。
【００７９】
そして、第４加速度Ａ４が付与されて、加振力Ｆ４が発生し、当該加振力Ｆ４によって振動Ｖ４が発生する。これにより、第３加速度Ａ３の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ３と第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う振動Ｖ４とが、逆位相の関係で足し合わされて、両振動の振幅が相殺される。すなわち、Ｖ３＋Ｖ４≒０なる関係により、極めて効果的な制振作用が得られる。
【００８０】
本実施の形態によれば、図４に示すように、極めて良好な制振状態が得られる。減速開始時及び減速終了時の各々において、送り駆動系５０の固有振動数による１／２周期だけ振動が存在するが、他の時間領域においては実質的制振状態が維持され得る。図５に示す従来例と比較すれば、本実施の形態の作用効果が極めて顕著であることが一目瞭然である。
【００８１】
以上のように、本実施の形態によれば、第１加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ１による振動Ｖ１が、第２加速度Ａ２の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ２による振動Ｖ２によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
【００８２】
また、第３加速度Ａ１の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ３による振動Ｖ３が、第４加速度Ａ４の付与開始及び付与継続に伴う加振力Ｆ４による振動Ｖ４によって、相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【００８３】
なお、第１加速度と第２加速度とを対とした減速開始態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急減速制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００８４】
同様に、第３加速度と第４加速度とを対とした減速終了態様は、当該加速度の対を複数組み合わせることによって、制振状態を維持した急減速終了制御の実現を可能とする。ここで、各対毎に制振が実現されるため、異なる対の加速度間では、異なる値が採用され得る。また、加速度の対を組み合わせる態様としては、独立に連続的に組み合わせる他、重畳的に組み合わせてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、第１加速度と第２加速度とを対として、第１加速度の付与の開始に伴って発生される送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第２加速度が与えられ始める。すなわち、第１加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第２加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく加速開始時の振動を効果的に抑制することができる。
また、本発明によれば、第３加速度と第４加速度とを対として、第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続に伴って発生され得る送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで第３加速度が先行して与えられ始める。すなわち、第３加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動が、第４加速度の付与開始及び付与継続に伴う加振力による振動によって相殺される（打ち消される）。これにより、所定の目標条件に基づく減速終了時の振動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による数値制御装置を示す概略ブロック図。
【図２】図１に示す数値制御装置により加速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【図３】従来の１段階の等加速度制御によって加速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【図４】本発明の第２の実施の形態の数値制御装置により減速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【図５】従来の１段階の等加速度制御によって減速制御される送り駆動系の速度波形、加速度波形及び振動状態を示すグラフ。
【符号の説明】
１０ 数値制御装置
２０ 加速度設定部
２１ 記憶部
２２ タイミング決定部
２３ 演算部
３０ 制御本体部
５０ 送り駆動系
Claims (8)
- 送り駆動系を加減速させる数値制御装置であって、
所定の目標条件に基づいて、前記送り駆動系に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部と、
前記加速度設定部によって設定された加速度を前記送り駆動系に与える制御本体部と、
を備え、
前記加速度設定部は、
加速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度と、
前記第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される前記送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで前記第１加速度に対して更に重畳的に与えられ始める第２加速度と、
加速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度と、
前記第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続によって制振され得るような振動を前記送り駆動系に発生させるようなタイミング及び大きさで前記第４加速度に対して先行して与えられ始める第３加速度と、
を設定するようになっている
ことを特徴とする数値制御装置。 - 前記第２加速度の付与の開始のタイミングは、前記送り駆動系の振動の振幅の絶対値が小さくなって零に戻った瞬間である
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 - 前記送り駆動系の振動は、当該送り駆動系の固有振動数に基づいて発生されるようになっており、
前記加速度設定部は、
前記送り駆動系の固有振動数を記憶する記憶部と、
前記送り駆動系の固有振動数に基づいて前記第２加速度の付与の開始のタイミングを決定するタイミング決定部と、
を有している
ことを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。 - 前記加速度設定部は、
前記送り駆動系の剛性と前記送り駆動系の移動物重量とから、前記送り駆動系の固有振動数を求める演算部
を更に備えている
ことを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。 - 送り駆動系を加減速させる数値制御装置であって、
所定の目標条件に基づいて、前記送り駆動系に与えるべき加速度の大きさとタイミングとを設定する加速度設定部と、
前記加速度設定部によって設定された加速度を前記送り駆動系に与える制御本体部と、
を備え、
前記加速度設定部は、
減速開始のタイミングで与えられ始める第１加速度と、
前記第１加速度の付与の開始及び継続に伴って発生される前記送り駆動系の振動を制振するようなタイミング及び大きさで前記第１加速度に対して更に重畳的に与えられ始める第２加速度と、
減速終了のタイミングで与えられ始める第４加速度と、
前記第４加速度の重畳的な付与の開始及び継続によって制振され得るような振動を前記送り駆動系に発生させるようなタイミング及び大きさで前記第４加速度に対して先行して与えられ始める第３加速度と、
を設定するようになっている
ことを特徴とする数値制御装置。 - 前記第２加速度の付与の開始のタイミングは、前記送り駆動系の振動の振幅の絶対値が小さくなって零に戻った瞬間である
ことを特徴とする請求項５に記載の数値制御装置。 - 前記送り駆動系の振動は、当該送り駆動系の固有振動数に基づいて発生されるようになっており、
前記加速度設定部は、
前記送り駆動系の固有振動数を記憶する記憶部と、
前記送り駆動系の固有振動数に基づいて前記第２加速度の付与の開始のタイミングを決定するタイミング決定部と、
を有している
ことを特徴とする請求項６に記載の数値制御装置。 - 前記加速度設定部は、
前記送り駆動系の剛性と前記送り駆動系の移動物重量とから、前記送り駆動系の固有振動数を求める演算部
を更に備えている
ことを特徴とする請求項７に記載の数値制御装置。
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