JP5321515B2 - 工作機械の数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の数値制御装置に関し、特に、切削中に主軸に装着した工具に生じる振動を抑制できる最適な主軸回動速度を設定可能な工作機械の数値制御装置に関するものである。

従来、数値制御可能な工作機械は、主軸に装着した工具とワークとをＸＹＺ直交座標系における各軸方向へ独立に相対移動させることによって、ワークに所望の機械加工（例えば、「中ぐり」、「フライス削り」、「穴明け」、「切削」等）を施すことができる。

この工作機械においては、加工プログラムに基づいて、主軸に装着した工具でワークに所望の切削加工を施すとき、機械本体の主軸を回転可能に支持する主軸支持機構の剛性が小さい場合、主軸の回転数によっては切削中に振動が発生する。特に、工具とテーブルとをＸ軸方向とＹ軸方向へ相対移動させて円弧運動させて切削加工を行う場合、工具のＸ軸方向とＹ軸方向の切削抵抗の変動に伴い、また、主軸支持機構のＸ軸，Ｙ軸コンプライアンスの相違により、Ｘ軸方向とＹ軸方向の振動の大きさが変化する。そのため、加工精度や仕上面粗度にバラツキが生じ、真円度が悪化するという問題がある。作業者は、本加工前にテスト加工を行った上で、真円加工する場合の良好な切削条件（主軸回転速度や送り速度等）を設定している。

特許文献１の工作機械の振動抑制装置は、回転中の回転軸のＸＹＺ軸方向に生じる時間領域の各振動加速度を検出する複数の振動センサと、これら振動センサの検出値に基づいて回転軸の回転速度を制御する制御装置とを備え、切削中において回転している回転軸に生じるびびり振動に基づいて最適回転速度を算出する。

制御装置は、サンプリング振動数（周波数）が異なる複数のＦＦＴ演算装置と、パラメータ演算装置と、ＮＣ装置とを備えている。各ＦＦＴ演算装置は、各振動センサからの時間領域の振動加速度の信号を受信し、各サンプリング振動数によりフーリエ解析を行い、各最大加速度と回転軸のびびり振動数を算出する。パラメータ演算装置は、各ＦＦＴ演算装置で得た解析結果から各最大加速度のうちの一つが設定基準値を超えた場合に、最適のサンプリング振動数から得たびびり振動数を選択し、そのびびり振動数に基づいて回転軸の最適回転速度を算出する。

特開２００８−２９０１６４号公報

従来の工作機械においては、主軸の回転速度や送り速度を何度も変更して、最適な切削条件を選定できるまでテスト加工を繰返し行い、中には無駄なテスト加工を行うこともあるので、時間とコストがかかり効率的でない。また、全ての条件をテストすることは実質的に不可能であるので、必ずしも最適な主軸回転速度を設定できるとは限らない。

特許文献１の工作機械の振動抑制装置は、例えば、エンドミル加工する場合、切削中に回転軸のＸ軸方向とＹ軸方向で生じる振動の大きさの差を最小にできる回転速度を設定する構成ではない。
本発明は、主軸支持機構のＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差を小さくする最適な主軸回転速度を設定できる工作機械の数値制御装置を提供すること、加工中における主軸支持機構のＸ軸方向の誤差変位量とＹ軸方向の誤差変位量の差を小さくできる工作機械の数値制御装置を提供すること等である。

請求項１の工作機械の数値制御装置は、加工プラグラムに基づいて、主軸に装着した工具でワークを加工する工作機械の数値制御装置において、主軸の回転速度と比例関係にある周波数をパラメータとして、該主軸を回転可能に支持する主軸支持機構の互いに直交するＸ軸方向と、Ｙ軸方向の動的コンプラインアスを夫々測定したＸ軸特性データとＹ軸特性データとを予め記憶したデータベースと、加工プログラムで指定された主軸の指令回転速度の変更可能範囲を記憶する記憶手段と、指令回転速度とその変更可能範囲とから決定される回転速度範囲を演算し、データベースのＸ軸特性データとＹ軸特性データに基づいて、回転速度範囲内で、Ｘ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差の絶対値が最小となる主軸回転速度を検知する回転速度検知手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の工作機械の数値制御装置は、請求項１の発明において、回転速度検知手段が検知した１又は複数の主軸回転速度から１つの主軸回転速度を指令回転速度として決定する主軸回転速度決定手段を有することを特徴としている。

請求項３の工作機械の数値制御装置は、請求項２の発明において、主軸回転速度決定手段は、回転速度検知手段が複数の主軸回転速度を検知した場合は、各主軸回転速度におけるＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスのうちの大きい方を検知し、複数の主軸回転速度のうちから大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を検知して指令速度とすることを特徴としている。

請求項４の工作機械の数値制御装置は、請求項３の発明において、主軸回転速度決定手段は、大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を複数検知したとき、その複数の主軸回転速度のうちの最高の主軸回転速度を指令回転速度とすることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、主軸支持機構のＸ軸方向とＹ軸方向の動的コンプライアンスを夫々測定したＸ軸特性データとＹ軸特性データとを予め記憶したデータベースと、主軸の指令回転速度の変更可能範囲を記憶する記憶手段と、データベースのＸ軸特性データとＹ軸特性データに基づいて、指令回転速度とその変更可能範囲から決定される回転速度範囲内で、Ｘ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差の絶対値が最小となる主軸回転速度を検知する回転速度検知手段とを備えたので、前記回転速度範囲内でＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスを加味して、Ｘ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差を極力小さくする最適な主軸回転速度を設定でき、加工中の主軸支持機構のＸ軸方向の誤差変位量とＹ軸方向の誤差変位量の差を極力小さくすることができる。その結果、製品の加工精度や仕上面粗度を高めることができる。

請求項２の発明によれば、回転速度検知手段が検知した１又は複数の主軸回転速度から１つの主軸回転速度を指令回転速度として決定する主軸回転速度決定手段を有するので、回転速度範囲内で誤差変位量を小さくする最適な主軸回転速度を設定することができる。

請求項３の発明によれば、主軸回転速度決定手段は、回転速度検知手段が複数の主軸回転速度を検知した場合は、各主軸回転速度におけるＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスのうちの大きい方を検知し、複数の主軸回転速度のうちから大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を検知して指令速度とするので、回転速度範囲内で誤差変位量を極力小さくする最適な主軸回転速度を設定することができる。

請求項４の発明によれば、主軸回転速度決定手段は、大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を複数検知したとき、その複数の主軸回転速度のうちの最高の主軸回転速度を指令回転速度とするので、回転速度範囲内で機械稼働率を高めることのできる最適な主軸回転速度を設定することができる。

本発明の実施例に係る工作機械の正面図である。 工作機械の斜視図（機械カバーを省略）である。 数値制御装置の制御系ブロック図である。 主軸支持機構のＸ軸，Ｙ軸特性データである。 主軸回転速度設定制御を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

図１，図２に示す工作機械１は、ワークと工具とを相対移動させることで、ワークに所望の切削加工を施すことができる数値制御式のマシニングセンタである。この工作機械１は、鋳鉄製の本体フレーム２と、この本体フレーム２の上に装備してワークの切削加工を行う機械本体３と、機械本体３と本体フレーム２の上面側を覆う箱状の機械カバー４とを備えている。

機械カバー４の内側に機械本体３とその加工領域を設けている。機械カバー４は、前面に開口部を設け、その開口部に１対のスライド式の開閉扉５，６を設けている。前面開口部の右側に、工作機械１を操作する正面視長方形状の操作パネル１０を設けている。この操作パネル１０は、ティスプレイ１１とテンキーと各種操作スイッチを備えたキーボード１２を有する。ディスプレイ１１は、設定画面又は実行動作を表示する為のもので、キーボード１２の上方に設けている。

作業者は、この操作パネル１０のディスプレイ１１を確認しながらキーボード１２を操作することによって、ワークを加工する為の加工プログラムや、工具情報、各種パラメータを夫々設定する。

図２に示すように、機械本体３は本体フレーム２の上面上に設けてある。機械本体３が加工プログラムに従ってワークの加工を行う。機械本体３は、コラム１３と、コラム１３に対して昇降自在の主軸ヘッド１４と、主軸ヘッド１４に装備した主軸１５と、工具交換装置１６と、本体フレーム２に対してＸ軸方向（左右方向）とＹ軸方向（前後方向）に独立に移動可能なテーブル１７とを備えている。コラム１３は、本体フレーム２の後部に配置したコラム座部１８に固定され且つ鉛直上方に延びている。

自動工具交換装置１６は、主軸ヘッド１４の右側に設けてある。自動工具交換装置１６は、主軸１５の先端に装着する工具付きの工具ホルダを加工プログラムに基づいて自動的に交換する。自動工具交換装置１６は、工具付きの工具ホルダを収納する工具ポットを複数有する工具マガジン１９と、主軸１５から取り外した工具ホルダと主軸１５に取り付ける工具ホルダとを把持して搬送する為の工具交換アーム（図示略）と、工具ポットを工具マガジン１９内で搬送する搬送機構を備えている。コラム１３の背面側に箱状の制御ボックス２１を設けている。この制御ボックス２１は、工作機械１の動作を制御する数値制御装置２２（図３参照）を収納している。

主軸ヘッド１４（主軸支持機構）は、主軸１５を昇降可能に支持している。主軸ヘッド１４は、コラム１３内を上下方向に延びるＺ軸ボールネジシャフト（図示略）に対してナット部（図示略）を介して連結している。主軸ヘッド１４は、サーボモータからなるＺ軸モータ２３（図３参照）によりＺ軸方向（鉛直方向）に昇降する。主軸１５は、主軸ヘッド１４の上部に設けた主軸モータ２４によって回転駆動される。主軸１５は、その先端部分に下方に向かって拡径するホルダ取付穴（図示略）を有する。工具ホルダは、ホルダ取付穴に装着する。

図２に示すように、テーブル１７は、フレーム２の上部にＸ軸方向（左右方向）とＹ軸方向（前後方向）に移動可能に設けている。テーブル１７の移動機構は、テーブル１７を支持する支持台２５と、支持台２５をＸ軸方向に独立に移動させるＸ軸送り機構２６と、支持台２５をＹ軸方向に独立に移動させるＹ軸送り機構２７とを備えている。Ｘ軸送り機構２６は、支持台２５をＸ軸方向にガイドするＸ軸送りガイド（図示略）を備えている。Ｙ軸送り機構２７は、Ｙ軸送りガイド（図示略）を備えている。サーボモータからなるＸ軸モータ２８（図３参照）とＹ軸モータ２９（図３参照）は、支持台２５をＸ軸方向とＹ軸方向に独立に移動制御する。

次に、数値制御装置２２の電気的構成について説明する。
図３に示すように、数値制御装置２２は、制御部３０と、駆動回路３１〜３５等を備えている。制御部３０は、ＣＰＵ３６とＲＯＭ３７とＲＡＭ３８からなるマイクロコンピュータと、入出力インターフェース３９等を備えている。

入出力インターフェース３９は、操作パネル１０のキーボード１２と、表示装置４１と、剛性測定装置４２に電気的に接続されている。入出力インターフェース３９は、Ｘ軸モータ２８を駆動するＸ軸駆動回路３１と、Ｙ軸モータ２９を駆動するＹ軸駆動回路３２と、Ｚ軸モータ２３を駆動するＺ軸駆動回路３３と、主軸モータ２４を駆動する主軸駆動回路３４と、マガジンモータ４０を駆動するマガジン駆動回路３５に電気的に接続されている。

各モータ２３，２４，２８，２９，４０は、夫々ロータリエンコーダ２３ａ，２４ａ，２８ａ，２９ａ，４０ａを有し、ロータリエンコーダ２３ａ，２４ａ，２８ａ，２９ａ，４０ａの検出信号は、夫々、各駆動回路３１，３２，３３，３４，３５へフィードバックされている。

ＲＯＭ３７は、工作機械１の種々のワークを加工する加工プログラムを解析して処理するメインの数値制御プログラム（ＮＣ制御プログラム）、図５に示す、加工プログラムで指定された主軸１５の指令回転速度と指令回転速度の変更可能範囲とから決定される回転速度範囲内の最適な主軸回転速度に変更設定する主軸回転速度設定制御のプログラム等を格納している。

ＲＡＭ３８は、ワーク加工用の複数のワーク別の加工プログラム、図４に示す、主軸ヘッド１４の互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向の動的コンプライアンスを測定した複数種のＸ軸特性データとＹ軸特性データを記憶したデータベースと、周波数と工具の刃数と主軸１５の回転速度から、工具と関連付けて主軸１５の回転速度に対応する周波数の関係を演算したデータベースと、ＣＰＵ３６による種々の演算処理に必要な種々のワークメモリ等を備えている。

次に、加工プログラムについて説明する。
数値制御装置２２は、複数の加工プログラムの中から選択されて、操作パネル１０のディスプレイ１１に表示された加工プログラムに基づいて、機械本体３の動作を制御することによりワークを加工することができる。加工プログラムは複数のブロック（複数行のプログラム）で構成してある。

各ブロックには、ある特定の動作（移動、停止、主軸回転等）を機械本体３に実行させるのに必要な指令コードが含まれている。それ故、それらブロックの指令コードに基づいて、機械本体３にある特定の動作を行わせることができる。

次に、Ｘ軸特性データとＹ軸特性データについて説明する。
Ｘ軸特性データとＹ軸特性データは、ハンマリング試験（加振試験）に基づいて、図４に示すように、主軸１５の回転速度と比例関係にある周波数をパラメータとして、工具を装着した主軸１５の回転に伴う主軸ヘッド１４の互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向の動的コンプライアンスを夫々周波数応答関数として作成したデータである。図４は、Ｘ軸特性データとＹ軸特性データの一例を示すものである。

剛性測定装置４２は、前記のＸ軸の動的コンプライアンスのデータ（Ｘ軸特性データ）とＹ軸の動的コンプライアンスのデータ（Ｙ軸特性データ）とを作成する為に設けてある。
剛性測定装置４２は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとからなるマイクロコンピュータと、高速フーリエ解析器を有する。

ハンマリング試験においては、主軸１５に例えば２枚刃のエンドミル工具を取り付けた状態で、主軸ヘッド１４の下部近傍部位に加速度計を取り付け、インパクトハンマでその近傍部位をハンマリングして加振し、加速度計が主軸ヘッド１４のＸ軸方向とＹ軸方向の振動加速度を計測する。加速度計とインパクトハンマは剛性測定装置４２に直接電気的に接続した状態で計測を行う。

剛性測定装置４２は、インパクトハンマによる加振時の加速度計からのＸ軸方向とＹ軸方向の振動加速度の信号波形をデジタル的にサンプリングしたデータを記憶する。剛性測定装置４２は、記憶したデータを高速フーリエ変換して予め設定した周波数領域（例えば、０〜５００Hz）における各計測値の振動変位量を求め、その振動変位量と加振力から主軸ヘッド１４の動剛性の逆数、即ち、Ｘ軸コンプライアンス（Ｃｘ＝Δｘ／Ｆｘ）とＹ軸コンプライアンス（Ｃｙ＝Δｙ／Ｆｘ）を夫々演算してＸ軸特性データとＹ軸特性データを作成する。

剛性測定装置４２は、Ｘ軸特性データとＹ軸特性データとを工作機械１の制御部３０に出力する。尚、剛性測定装置４２は、Ｘ軸特性データとＹ軸特性データとを制御部３０に入力するときだけ機械本体３に接続すればよい。

次に、主軸回転速度設定制御について、図５のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１，２・・・）は各ステップを示す。
この主軸回転速度設定制御は、作業者が加工プログラムを選択し、キーボード１２の起動キーを操作後、加工プログラムにおける切削加工の為の主軸指令回転速度を読み出す毎に実行する。最初に、ＣＰＵ３６は、加工プログラムで指定された主軸１５の指令回転速度を読み込む（Ｓ１）。次に、ＣＰＵ３６は、加工プログラムで指定された指令回転速度の変更可能範囲を読み込む（Ｓ２）。

Ｓ３において、ＣＰＵ３６は、指令回転速度と変更可能範囲とから主軸回転速度の変更可能な上限値と下限値を夫々演算して回転速度範囲を決定し、ＲＡＭ３８の所定のメモリに記憶する。次に、ＣＰＵ３６は、ＲＡＭ３８に既に記憶しているＸ軸特性データとＹ軸特性データを読み出す。

ＣＰＵ３８は、ＲＡＭ３８に既に記憶しているデータベースを読み出し、主軸１５に装着している工具と関連付けて主軸回転速度に対応する周波数を演算し、これらのデータに基づいて回転速度範囲内において各主軸回転速度を小刻みに変化させながら各主軸回転速度のＸ軸コンプラインアスとＹ軸コンプライアンスの差の絶対値を演算し、その値をＲＡＭ３８の所定のメモリに記憶する。ＣＰＵ３８は、回転速度範囲内における複数の主軸回転速度のうちからＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差の絶対値が最小となる主軸回転速度を検知する（Ｓ４）。

Ｓ１〜Ｓ４の処理においては、例えば、２枚刃のエンドミル工具によるエンドミル加工プログラムで指定された主軸１５の指令回転速度「６０００ｒｐｍ」、変更可能範囲「±１０００ｒｐｍ」から、回転速度範囲を「５０００〜７０００ｒｐｍ」（図４のＡの範囲）に決定する。ＣＰＵ３６は、２枚刃のエンドミル工具に関連付けて主軸回転速度に対応する周波数を演算する。ＣＰＵ３６は、図４に示すＸ軸特性データとＹ軸特性データに基づいて、５０００〜７０００ｒｐｍの範囲内で、主軸回転速度を１００ｒｐｍずつ変化させながら各主軸回転速度の｜Ｘ軸コンプライアンス−Ｙ軸コンプライアンス｜を演算する。ＣＰＵ３６は、複数の主軸回転速度のうちから絶対値が最小の「０」の主軸回転速度「６１００ｒｐｍ」を検知する。

次に、Ｓ５において、ＣＰＵ３６は、Ｓ４で複数の主軸回転速度を検知したか否か判定する。ＣＰＵ３６は、Ｓ４で１つの主軸回転速度を検知した場合（Ｓ５；Ｎｏ）、その主軸回転速度を指令回転速度として設定する（Ｓ９）。

Ｓ５において、ＣＰＵ３６は、Ｓ４で複数の主軸回転速度を検知した場合（Ｓ５；Ｙｅｓ）、各主軸回転速度におけるＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスを比較して大きい方のコンプライアンスを検知する。ＣＰＵ３６は、複数の主軸回転速度のうちから検知した大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を検知する（Ｓ６）。

Ｓ１〜Ｓ６の処理においては、例えば、主軸１５の指令回転速度「４０００ｒｐｍ」、変更可能範囲「±１０００ｒｐｍ」の場合、ＣＰＵ３６は、回転速度範囲を「３０００〜５０００ｒｐｍ」（図４のＢの範囲）に決定する。ＣＰＵ３６は、図４に示すＸ軸特性データとＹ軸特性データに基づいて、３０００〜５０００ｒｐｍの範囲内で、各主軸回転速度の｜Ｘ軸コンプライアンス−Ｙ軸コンプライアンス｜を演算し、複数の主軸回転速度のうちから絶対値が最小の「０」の主軸回転速度「３１００ｒｐｍ」と「４１００ｒｐｍ」を夫々検知する。

ＣＰＵ３６は、各主軸回転速度「３１００ｒｐｍ」、「４１００ｒｐｍ」のＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの大きい方を検知する。ＣＰＵ３６は、３１００ｒｐｍの大きい方のコンプライアンスと４１００ｒｐｍの大きい方のコンプライアンスとを比較して、両者のうちコンプライアンスが最小の主軸回転速度「４１００ｒｐｍ」を検知して指令速度として設定する。

次に、Ｓ７において、ＣＰＵ３６は、Ｓ６で複数の主軸回転速度を検知したか否か判定する。ＣＰＵ３６は、１つの主軸回転速度を検知した場合（Ｓ７；Ｎｏ）、その主軸回転速度を指令回転速度として設定する（Ｓ９）。

Ｓ７において、ＣＰＵ３６は、複数の主軸回転速度を検知した場合（Ｓ７；Ｙｅｓ）、その複数の主軸回転速度のうちの最高の主軸回転速度を検知し（Ｓ８）、その主軸回転速度を指令速度として設定する（Ｓ９）。

Ｓ１〜Ｓ８の処理においては、例えば、主軸１５の指令回転速度「１０５００ｒｐｍ」、変更可能範囲「±１０００ｒｐｍ」の場合、ＣＰＵ３６は、回転速度範囲を「９５００〜１１５００ｒｐｍ」（図４のＣの範囲）に決定する。ＣＰＵ３６は、図４に示すＸ軸特性データとＹ軸特性データに基づいて、９５００〜１１５００ｒｐｍの範囲内で、各主軸回転速度の｜Ｘ軸コンプライアンス−Ｙ軸コンプライアンス｜を演算し、複数の主軸回転速度のうちから絶対値が最小の「０」の主軸回転速度「１０５００ｒｐｍ」と「１０８７５ｒｐｍ」を夫々検知する。

ＣＰＵ３６は、主軸回転速度「１０５００ｒｐｍ」と「１０８７５ｒｐｍ」の大きい方のコンプライアンスが同じ値のとき、最高の主軸回転速度「１０８７５ｒｐｍ」を検知して指令速度として設定する。
尚、Ｓ４を実行するＣＰＵ３６が回転速度検知手段に相当し、Ｓ５〜Ｓ９を実行するＣＰＵ３６が主軸回転速度決定手段に相当する。

以上説明した工作機械１の数値制御装置２２の作用効果について説明する。
数値制御装置２２が実行する加工プログラムに基づいて、主軸１５に装着したエンドミル工具とテーブル１７とをＸ軸方向とＹ軸方向へ相対移動させて真円加工をワークに施す。

この数値制御装置２２においては、主軸１５を回転可能に支持する主軸ヘッド１４のＸ軸動的コンプライアンスとＹ軸動的コンプライアンスを夫々測定したＸ軸特性データとＹ軸特性データに基づいて、加工プログラムで指定された主軸１５の指令回転速度と指令回転速度の変更可能範囲とから決定される回転速度範囲内で主軸ヘッド１４のＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差の絶対値が最小となる主軸回転速度を検知するので、回転速度範囲内で主軸ヘッド１４のＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスを加味して、Ｘ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差を極力小さくする最適な主軸回転速度を設定でき、加工中の主軸ヘッド１４のＸ軸方向の誤差変位量とＹ軸方向の誤差変位量との差を小さくすることができる。その結果、真円加工をする場合の製品の真円度の精度を高めることができる。

数値制御装置２２は、回転速度検知手段が検知した１又は複数の主軸回転速度から１つの主軸回転速度を指令回転速度として決定する主軸回転速度決定手段を有するので、回転速度範囲内で誤差変位量を小さくする最適な主軸回転速度を設定することができる。

また、主軸回転速度決定手段は、回転速度検知手段が複数の主軸回転速度を検知した場合は、各主軸回転速度におけるＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスのうちの大きい方を検知し、複数の主軸回転速度のうちから大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を検知して指令速度とするので、回転速度範囲内で誤差変位量を極力小さくする最適な主軸回転速度を設定することができる。

さらに、主軸回転速度決定手段は、大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を複数検知したとき、その複数の主軸回転速度のうちの最高の主軸回転速度を指令回転速度とするので、回転速度範囲内で機械稼働率を高めることのできる最適な主軸回転速度を設定することができる。

前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］実施例では、２枚刃のエンドミル工具で真円加工する際の主軸回転速度の設定制御について説明したが、３枚、４枚、外周に多数の刃を持つエンドミル工具で加工する場合にも本発明を適用可能である。

２］主軸１５に装着した工具とテーブル１７とをＸ軸方向とＹ軸方向へ同時に並行的に相対移動させて、切削加工するような加工にも本発明を適用することで、製作誤差を小さくし、品質を向上できる。

３］実施例の工作機械１は、縦型のマシニングセンタであるが、横型のマシニングセンタにも本発明を適用可能である。

４］工作機械は、テーブル１７を固定し、コラム１３をＸ軸方向と、Ｙ軸方向に移動可能な構成でもよい。

５］実施例では、剛性測定装置４２を入出力インターフェース３９に接続しているが、必ずしも接続する必要はない。剛性測定装置４２は、Ｘ軸特性データとＹ軸特性データを作成するためだけにある。それ故、剛性測定装置４２で作成されたＸ軸特性データとＹ軸特性データは、予めＲＯＭ３７に記憶させておいてもよい。

１ 工作機械
１４ 主軸ヘッド
１５ 主軸
２２ 数値制御装置
３６ ＣＰＵ
３７ ＲＯＭ
３８ ＲＡＭ

Claims (4)

1. 加工プログラムに基づいて、主軸に装着した工具でワークを加工する工作機械の数値制御装置において、
   主軸の回転速度と比例関係にある周波数をパラメータとして、該主軸を回転可能に支持する主軸支持機構の互いに直交するＸ軸方向と、Ｙ軸方向の動的コンプライアンスを夫々測定したＸ軸特性データとＹ軸特性データとを予め記憶したデータベースと、
   加工プログラムで指定された主軸の指令回転速度の変更可能範囲を記憶する記憶手段と、
   前記指令回転速度とその変更可能範囲とから決定される回転速度範囲を演算し、前記データベースのＸ軸特性データとＹ軸特性データに基づいて、前記回転速度範囲内で、Ｘ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスの差の絶対値が最小となる主軸回転速度を検知する回転速度検知手段と、
   を備えたことを特徴とする工作機械の数値制御装置。
2. 前記回転速度検知手段が検知した１又は複数の主軸回転速度から１つの主軸回転速度を指令回転速度として決定する主軸回転速度決定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の工作機械の数値制御装置。
3. 前記主軸回転速度決定手段は、前記回転速度検知手段が複数の主軸回転速度を検知した場合は、各主軸回転速度におけるＸ軸コンプライアンスとＹ軸コンプライアンスのうちの大きい方を検知し、複数の主軸回転速度のうちから大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を検知して指令速度とすることを特徴とする請求項２に記載の工作機械の数値制御装置。
4. 前記主軸回転速度決定手段は、前記大きい方のコンプライアンスが最小の主軸回転速度を複数検知したとき、その複数の主軸回転速度のうちの最高の主軸回転速度を指令回転速度とすることを特徴とする請求項３に記載の工作機械の数値制御装置。