JP5732289B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

この発明は、サーボモータの目標位置指令に応じ、該サーボモータの回転によって被加工物が載置された移動体を移動させると共に、前記目標位置指令によって前記サーボモータの回転方向が反転する際に前記被加工物に生じる象限突起を軽減するように補正する工作機械に関する。

一般に、工作機械では、サーボモータが完全に停止したにもかかわらず、テーブル等の移動体は停止せず、移動体とガイド部との摩擦抵抗分によるロストモーションを解消するように、前記移動体は少しずつ移動する。このため、工作機械が動作中のロストモーション量の補正だけではなく、該工作機械が停止してからのロストモーション量の補正が必要になる。

特許文献１には、工作機械が運転中のロストモーション量の補正に加え、該工作機械が停止してからのロストモーション量の補正が可能な位置制御装置が開示されている。特許文献１の位置制御装置では、停止時間補正成分算出器が、サーボモータの移動方向信号およびサーボモータの停止時間カウント数に応じ、ロストモーション補正量テーブルからロストモーション補正量を読み出して出力する。その後、上記の位置制御装置では、減算器によって、ロストモーション補正量の変位量成分から停止時間成分を減算し、ロストモーションの位置指令補正量を出力する。

特開２００７−５８２７７号公報

ところで、工作機械では、サーボモータの回転方向が反転するときに、サーボモータの動きに対して移動体の動きが遅れると、被加工物に円弧切削加工を行う場合には、０度、９０度、１８０度、２７０度で象限が変わる際に、突起や食い込み等の象限突起が生じることがある。したがって、上記の工作機械では、各種の補正値を用い、象限突起を軽減することが行われている。

しかしながら、従来は、作業者が何度も工作機械を運転して試行錯誤を繰り返し、被加工物の加工状態を観察した上で、各種の補正値を選定していた。このため、補正値を選定することは、作業者に負担を課すことになり、容易な作業ではなかった。

さらに、作業者が試行錯誤を繰り返して補正値を選定しているため、選定された補正値の良否は、作業者の技量によって変動することが考えられる。したがって、作業者が異なると、選定される補正値も変動し、これに伴って、象限突起の大きさ等も変動する可能性がある。よって、象限突起の大きさ等が予測できず、被加工物の加工精度が低下してしまうおそれもある。

この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、象限突起を軽減する補正値を容易に算出することができ、被加工物の加工精度を向上させることができる工作機械を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る工作機械は、サーボモータの目標位置指令に応じ、該サーボモータの回転によって被加工物が載置された移動体を移動させると共に、前記目標位置指令によって前記サーボモータの回転方向が反転する際に前記被加工物に生じる象限突起を軽減するように補正する工作機械において、前記移動体の位置を検出する位置検出部と、前記回転方向が反転した後に、前記サーボモータの回転速度を前記回転方向が反転する前の前記回転速度に同期するように漸減補正する回転速度漸減補正値を算出する回転速度漸減補正値算出部と、を備え、前記回転速度漸減補正値算出部は、前記目標位置指令と前記位置検出部からフィードバックされる前記移動体の位置との位置偏差を積分した位置偏差積分値と、所定の位置ループゲインとの乗算結果に応じて前記回転速度漸減補正値を算出し、前記位置偏差が略零になるように前記サーボモータの回転速度を制御する回転速度制御部を備え、前記回転速度制御部は、前記位置偏差に応じて算出される前記サーボモータの回転速度指令と前記回転速度漸減補正値との加算値に基づいて、前記回転速度を制御することを特徴とする。
請求項１の発明に係る工作機械によれば、回転速度漸減補正値算出部によって、目標位置指令と位置検出部からフィードバックされる移動体の位置との位置偏差に基づいて、回転速度漸減補正値を算出する。回転速度漸減補正値は、サーボモータの回転方向が反転した後に、該サーボモータの回転速度を、サーボモータの回転方向が反転する前の回転速度に同期するように漸減補正する。
このため、回転速度漸減補正値算出部により、目標位置指令と位置検出部からフィードバックされる移動体の位置との位置偏差に基づいて、回転速度漸減補正値を算出すれば、作業者を介在させずに、回転速度漸減補正値算出部が、回転速度漸減補正値を算出することができる。
よって、回転速度漸減補正値を算出するために、作業者が何度も工作機械を運転して試行錯誤を繰り返す必要がないため、作業者に負担がかからず、回転速度漸減補正値算出部によって、回転速度漸減補正値を容易に算出することができる。
また、回転速度漸減補正値によって、サーボモータの回転速度を、該サーボモータの回転方向が反転する前の回転速度に同期させれば、前記回転方向が反転した場合であっても、サーボモータの目標位置指令を受けて、前記回転速度が前記回転方向が反転する前の回転速度に到達するまでの時間遅れを抑制することができる。
したがって、被加工物には、前記時間遅れに起因した象限突起が生成されることが抑えられる。これに伴って、被加工物の加工精度を向上させることができる。

請求項１の発明によれば、回転速度制御部は、前記回転速度指令と前記回転速度漸減補正値との加算値に基づいて、サーボモータの回転速度を制御する。
このため、サーボモータの回転方向が反転し、該サーボモータの回転速度が、前記回転方向が反転する前の回転速度に比べて減速することによって、一時的に位置偏差が大きくなる場合であっても、該位置偏差に応じて算出される前記回転速度指令に、回転速度漸減補正値を加算した値により、回転速度制御部が、回転速度を増速する制御を行えば、位置偏差が大きくなることが抑えられる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記回転速度漸減補正値算出部は、前記回転速度漸減補正値を、時間の経過に伴って、前記回転速度漸減補正値を漸減させる時定数によって該回転速度漸減補正値の最大値から漸減するようにして、前記位置偏差積分値の立ち上がり時間に応じ、前記時定数を算出することを特徴とする。
請求項２の発明によれば、回転速度漸減補正値算出部が、位置偏差積分値の立ち上がり時間に応じ、回転速度漸減補正値を漸減させる時定数を算出する。
このため、回転速度漸減補正値算出部により、位置偏差積分値の立ち上がり時間の変化に応じ、前記時定数をそれぞれ異なる値に定めることができる。
したがって、回転速度漸減補正値算出部は、位置偏差が変化する場合であっても、前記位置偏差に応じて変化する位置偏差積分値の立ち上がり時間に見合った時定数を算出することができる。

請求項３の発明は、請求項１において、前記移動体と螺合する螺旋溝を有すると共に前記サーボモータの回転軸と組み合わされて回転することにより前記移動体を直線移動させるボールネジ機構を備え、前記回転速度漸減補正値算出部は、前記回転速度漸減補正値を、時間の経過に伴って、前記回転速度漸減補正値を漸減させる時定数によって該回転速度漸減補正値の最大値から漸減するようにして、前記ボールネジ機構毎にそれぞれ異なる値に設定されて前記回転速度漸減補正値を調整する補正調整値と、前記位置偏差と、に応じ、前記回転速度漸減補正値の最大値を算出することを特徴とする。
請求項３の発明によれば、前記回転速度漸減補正値を調整する補正調整値は、ボールネジ機構毎に、それぞれ異なる値に設定されているため、該補正調整値を、ボールネジ機構に合わせて変化させることができる。
したがって、ボールネジ機構に合わせて変化させた補正調整値や位置偏差に基づいて、回転速度漸減補正値算出部が、回転速度漸減補正値の最大値を算出することにより、サーボモータの回転速度を該サーボモータの回転方向が反転する前の回転速度に到達させるまでの時間を短縮させるために、ボールネジ機構や位置偏差毎に、回転速度漸減補正値の最大値を、最適な値に調整することができる。

本発明の工作機械によれば、回転速度漸減補正値算出部によって、目標位置指令と位置検出部からフィードバックされる移動体の位置との位置偏差に基づいて、回転速度漸減補正値を算出する。回転速度漸減補正値は、サーボモータの回転方向が反転した後に、該サーボモータの回転速度を、サーボモータの回転方向が反転する前の回転速度に同期するように漸減補正する。
このため、回転速度漸減補正値算出部により、目標位置指令と位置検出部からフィードバックされる移動体の位置との位置偏差に基づいて、回転速度漸減補正値を算出すれば、作業者を介在させずに、回転速度漸減補正値算出部が、回転速度漸減補正値を算出することができる。
よって、回転速度漸減補正値を算出するために、作業者が何度も工作機械を運転して試行錯誤を繰り返す必要がないため、作業者に負担がかからず、回転速度漸減補正値算出部によって、回転速度漸減補正値を容易に算出することができる。
また、回転速度漸減補正値によって、サーボモータの回転速度を、該サーボモータの回転方向が反転する前の回転速度に同期させれば、前記回転方向が反転した場合であっても、サーボモータの目標位置指令を受けて、前記回転速度が前記回転方向が反転する前の回転速度に到達するまでの時間遅れを抑制することができる。
したがって、被加工物には、前記時間遅れに起因した象限突起が生成されることが抑えられる。これに伴って、被加工物の加工精度を向上させることができる。

本発明の実施形態１のマシニングセンタにおいて象限突起を軽減する制御を行う制御ブロック線図である。 同制御ブロック線図中の補正データ算出部が実行する処理に関するフローチャートである。 サーボモータの回転方向を反転させた場合に生じる位置偏差の波形である。 同位置偏差の時間積分値の波形である。 回転速度補正データの波形及び象限突起の経時変化を示した図である。 実施形態２の補正データ算出部が実行する処理に関するフローチャートである。 実施形態２における回転速度補正データの波形及び象限突起の経時変化を示した図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１ないし図５を参照しつつ説明する。図１は、実施形態１のマシニングセンタ１において象限突起を軽減する制御を行う制御ブロック線図である。図示の制御ブロック線図は、位置指令部１０と、補正データ算出部２０と、位置制御部３０と、速度制御部４０と、電流制御部５０と、サーボモータ６０と、テーブル送り機構７０と、リニアスケール８０とを備えている。なお、マシニングセンタ１は、本発明の工作機械の一例である。

マシニングセンタ１では、研削砥石車（図示せず。）を回転させることにより、ワークに対し、円弧状の研削加工を行う。これにより、ワークには、鏡面の研削加工が行われる。一般に、サーボモータ６０を所定の速度で回転させている時に、該サーボモータ６０の回転方向を反転させると、一時的に、テーブル７１の移動速度が所定の速度を下回る。これにより、ワークが固定されたテーブル７１が目標位置に到達せず、研削砥石車の研削点が、所定の円弧状の軌跡に追従できず、該円弧状の軌跡を外れる。この場合には、所定の円弧状の軌跡の半径と、該所定の円弧状の軌跡を外れた軌跡の半径とが異なることになる。これに起因して、ワークの鏡面に、象限突起が発生する。なお、ワークは、本発明の被加工物の一例である。

位置指令部１０は、目標位置指令Ｓ１を生成する。目標位置指令Ｓ１は、テーブル送り機構７０を上述した所定の円弧状の軌跡に追従させるために、該テーブル送り機構７０に対し、Ｘ方向（図１参照。）における位置を指令する。

補正データ算出部２０は、回転速度補正データＳ２を算出する。ここでは、一例として、補正データ算出部２０が、可搬型のパーソナルコンピュータによって構成されている。回転速度補正データＳ２は、象限突起の発生を軽減するために用いられる。位置制御部３０は、速度指令Ｓ３を生成する。速度指令Ｓ３は、サーボモータ６０の回転速度を制御するために用いられる。図中の減算点１５においては、目標位置指令Ｓ１からリニアスケール８０によって検出された前記Ｘ方向における位置検出値Ｓ７が減算される。これにより、目標位置指令Ｓ１と前記位置検出値Ｓ７との位置偏差ｅが算出される。さらに、位置偏差ｅに所定の位置ループゲインＫｐが乗算されて、速度指令Ｓ３が算出される。その後、位置制御部３０によって、速度指令Ｓ３は、図示するように、速度制御部４０に送信される。

速度制御部４０は、電流指令Ｓ４を生成する。電流指令Ｓ４は、位置偏差ｅを零に近づけるために、サーボモータ６０へ供給する電流を制御するために用いられる。速度制御部４０では、以下に説明する処理により、電流指令Ｓ４を生成する。図１に示すように、微分処理部８５により、後述のリニアスケール８０によって検出された前記位置検出値Ｓ７の時間微分値Ｓ８が算出される。時間微分値Ｓ８は、速度制御部４０に入力される。

速度制御部４０は、上記の速度指令Ｓ３と前記時間微分値Ｓ８との偏差ｅ１（図示せず。）を算出する。速度制御部４０には、図示するように、回転速度補正データＳ２も入力されている。速度制御部４０は、偏差ｅ１に回転速度補正データＳ２を加算して、電流指令Ｓ４を生成する。速度制御部４０によって、電流指令Ｓ４は、電流制御部５０に送信される。なお、偏差ｅ１は、本発明の回転速度指令の一例である。

電流制御部５０は、駆動電流Ｉを生成する。駆動電流Ｉは、サーボモータ６０に供給されて、該サーボモータ６０を駆動するために用いられる。駆動電流Ｉの電流値は、サーボモータ６０の回転方向が反転することにより、一時的に所定の速度よりも低下した該サーボモータ６０の回転速度を、所定の速度に同期させることができるものに設定可能である。

テーブル送り機構７０は、テーブル７１と、カップリング７２と、ボールネジ７３とを備えている。テーブル７１の上面には、ワークが着脱自在に固定される。なお、テーブル７１は、本発明の移動体の一例である。

テーブル７１は、カップリング７２を介し、ボールネジ７３と螺合されている。カップリング７２には、ボールネジ７３と螺合するナット（図示せず。）が設けられている。ここでは、ボールネジ７３の雄ねじ部７３Ａが、ナットの雌ねじ部と螺合している。雄ねじ部７３Ａは、ボールネジ７３の表面に、螺旋状に刻設されている。なお、雄ねじ部７３Ａは、本発明の螺旋溝の一例である。

ボールネジ７３の一端には、サーボモータ６０の回転軸（図示せず。）が接続されている。上記の駆動電流Ｉにより、サーボモータ６０の回転軸が駆動される。これにより、サーボモータ６０の回転軸が、所定の速度で回転する。

その後、前記回転軸の回転動力は、該回転軸に接続されたボールネジ７３及びナット（カップリング７２）を通じ、テーブル７１に対し、該テーブル７１を直線運動させる力として作用する。これにより、テーブル７１は、ボールネジ７３の回転軸方向（図中のＸ方向）へ移動する。なお、テーブル送り機構７０は、本発明のボールネジ機構の一例である。

リニアスケール８０は、光源と、メインスケールと、インデックススケールと、受光器とを備えている。メインスケールには、所定のピッチで格子が刻まれており、該メインスケールは、テーブル７１と共に移動する。インデックススケールは、メインスケールと対向して配置されている。インデックススケールには、メインスケールの移動方向を判別するために、９０度の位相差を持たせた２つの格子が形成されている。受光器は、インデックススケールの背後に配置されている。

リニアスケール８０では、テーブル７１がＸ方向（図１参照。）に移動すると、光源から放たれた光が、メインスケール及びインデックススケールの格子を通過して受光器に至る。このとき、受光器には、正弦波状の光が入射する。その後、リニアスケール８０では、正弦波状の光をパルス信号に変換し、Ｘ方向におけるテーブル７１の移動量に応じたパルスを取得する。

さらに、リニアスケール８０は、取得パルスを積分することにより、Ｘ方向におけるテーブル７１の現在位置を検出する。その後、リニアスケール８０は、現在位置に相当する位置検出値Ｓ７を、上記の微分処理部８５及び減算点１５に送信（フィードバック）する。なお、リニアスケール８０は、本発明の位置検出部の一例である。

次に、上記の補正データ算出部２０において、回転速度補正データＳ２を算出する方法を説明する。回転速度補正データＳ２を算出する際には、作業者がボタンを操作してマシニングセンタ１を調整モードに切り替える。補正データ算出部２０は、マシニングセンタ１が調整モードに切り替えられていると判断し（Ｓ１０）、サーボモータ６０を所定の速度で回転させている時に、該サーボモータ６０の回転方向を反転させた場合には、図２に示すように、位置偏差取得処理（Ｓ１１）を実行する。位置偏差取得処理（Ｓ１１）では、位置偏差ｅ（図１参照。）を取得する。図３には、サーボモータ６０の回転方向を反転させた場合に生じる位置偏差ｅの波形を示した。図中の符号ｔ１は、サーボモータ６０の回転方向を反転させた時点を示す。

図２に示すように、位置偏差取得処理（Ｓ１１）の後には、補正データ算出部２０は、積分処理（Ｓ１２）を実行する。本実施形態では、回転速度補正データＳ２を下記の式（１）のように定め、回転速度を補正する時間を５Ｔとした。回転速度補正データＳ２は、補正時間が５Ｔの時点で初期値（下記の最大補正値Ｖｍ）の０．７パーセント程度になりほぼ零とみなすことができる。
Ｓ２＝Ｖｍ×ｅｘｐ（−ｔ／Ｔ）・・・（１）
ここで、Ｖｍは最大補正値、Ｔは減衰時定数、ｔは補正時間
回転速度補正データＳ２の積分値Ｅは、定積分によって、下記の式（２）のように算出される。
Ｅ＝Ｖｍ×Ｔ×［１−ｅｘｐ（−５）］・・・（２）

図２に示すように、積分処理（Ｓ１２）の後には、補正データ算出部２０は、最大補正値取得処理（Ｓ１３）を実行する。最大補正値取得処理（Ｓ１３）では、位置偏差取得処理（Ｓ１１）によって取得したすべての位置偏差ｅから最大の値ｅｍを抽出する。その後、最大補正値取得処理（Ｓ１３）では、最大値ｅｍに、予め定めた調整値を乗算することにより、最大補正値Ｖｍを取得する。調整値は、実測値であり、サーボモータ６０の回転方向を反転させて上述した円弧状の研削加工を行う際に、異なる構造を有するテーブル送り機構７０毎に実測した結果に基づいて決定した。これにより、例えば、各テーブル送り機構７０のボールネジ７３（雄ねじ部７３Ａ）の形状等が異なる場合であっても、該形状等に応じ、回転速度補正データＳ２の最大補正値Ｖｍを調整することができる。一例として、調整値は、０．１９６［（ｍｍ／ｓ）／（μｍ）］が挙げられる。なお、補正データ算出部２０は、本発明の回転速度漸減補正値算出部の一例である。また、前記調整値は、本発明の補正調整値の一例である。

図２に示すように、最大補正値取得処理（Ｓ１３）の後には、補正データ算出部２０は、回転速度補正データ第１確定処理（Ｓ１４）を実行する。回転速度補正データ第１確定処理（Ｓ１４）では、以下の処理を順次行って、回転速度補正データＳ２を確定する。

補正データ算出部２０には、例えば、作業者によって、位置ループゲインＫｐと同一の値が入力される。回転速度補正データ第１確定処理（Ｓ１４）では、補正データ算出部２０に入力される位置偏差ｅの時間積分値の内の最大積分値に、作業者によって補正データ算出部２０に入力された位置ループゲインＫｐと同一の値を乗算する。その後、回転速度補正データ第１確定処理（Ｓ１４）では、位置偏差ｅの時間積分値の内の最大積分値と位置ループゲインＫｐと同一の値との乗算結果の値を、上記の式（２）中の積分値Ｅに代入する。図４には、位置偏差ｅの時間積分値の波形を示した。なお、位置偏差ｅの時間積分値は、本発明の位置偏差積分値の一例である。

回転速度補正データ第１確定処理（Ｓ１４）では、上記の式（２）の積分値Ｅに、前記時間積分値の内の最大積分値と位置ループゲインＫｐと同一の値との乗算結果の値を代入すると共に、式（２）の最大補正値Ｖｍに、最大補正値取得処理（Ｓ１３）によって取得した値を代入する。これにより、式（２）を変形し、式（２）中の未知数である減衰時定数Ｔを算出することができる。

以上の処理によって、式（１）中の最大補正値Ｖｍ及び減衰時定数Ｔがそれぞれ算出されるため、式（１）に、該最大補正値Ｖｍ及び該減衰時定数Ｔを代入することにより、回転速度補正データＳ２を算出することができる。

図５には、回転速度補正データＳ２の波形を示すと共に、象限突起の経時変化を示した。図５に示すように、回転速度補正データＳ２の値は、時間の経過に伴って、上記の減衰時定数Ｔによって最大補正値Ｖｍから漸減する。このため、回転速度補正データＳ２に基づいて、サーボモータ６０の回転軸を回転させる場合には、回転速度補正データＳ２の値を漸減させることにより、回転軸の回転動力が急激に零になることがない。これにより、テーブル７１が急停止することを防ぐと共に、該テーブル７１が、ボールネジ７３に衝撃を加えることを防ぐことができる。なお、回転速度補正データＳ２は、本発明の回転速度漸減補正値の一例である。

さらに、本実施形態のように、回転速度補正データＳ２を用いた場合には、図５に示すように、該回転速度補正データＳ２を用いない場合と比較して、サーボモータ６０の回転方向を反転させてから間もない時間における象限突起の発生が軽減される。

一方、Ｓ１０において、補正データ算出部２０が調整モードに切り替えられていないと判断した場合には、上述したすべての処理（Ｓ１１〜Ｓ１４）を実行しない。

＜実施形態１の効果＞
実施形態１のマシニングセンタ１では、補正データ算出部２０が実行する各処理（Ｓ１１〜Ｓ１４）において、位置偏差ｅに基づき、回転速度補正データＳ２を算出する。マシニングセンタ１では、回転速度補正データＳ２に基づいて、駆動電流Ｉが生成され、該駆動電流Ｉは、上述したように、一時的に低下したサーボモータ６０の回転速度を、所定の速度に同期させることができるものに設定可能である。
実施形態１のように、位置偏差ｅに基づき、各処理（Ｓ１１〜Ｓ１４）によって、回転速度補正データＳ２を算出すれば、作業者を介さずに、各処理（Ｓ１１〜Ｓ１４）によって、回転速度補正データＳ２を算出することができる。
よって、回転速度補正データＳ２を算出するために、作業者が何度もマシニングセンタ１を運転して試行錯誤を繰り返す必要がないため、作業者に負担がかからず、各処理（Ｓ１１〜Ｓ１４）によって、回転速度補正データＳ２を容易に算出することができる。
また、回転速度補正データＳ２に基づいて、サーボモータ６０の回転速度を、該サーボモータ６０の回転方向が反転する前の回転速度に同期させれば、前記回転方向が反転した場合であっても、サーボモータ６０の目標位置指令Ｓ１を受けて、前記回転速度が前記回転方向が反転する前の回転速度に到達するまでの時間遅れを抑制することができる。
したがって、ワークには、前記時間遅れに起因した象限突起が生成されることが抑えられる。これに伴って、ワークの加工精度を向上させることができる。

また、速度制御部４０は、偏差ｅ１と回転速度補正データＳ２を加算して、電流指令Ｓ４を生成し、その後、電流指令Ｓ４に応じた駆動電流Ｉにより、サーボモータ６０の回転速度を制御する。偏差ｅ１は、速度指令Ｓ３と位置検出値Ｓ７の時間微分値Ｓ８との差分値である。
上述したように、サーボモータ６０の回転方向が反転し、該サーボモータ６０の回転速度が、回転方向が反転する前の回転速度に比べて低下することにより、テーブル７１が目標位置に到達せず、目標位置指令Ｓ１と位置検出値Ｓ７との位置偏差ｅが、一時的に大きくなる場合がある。
このような場合であっても、位置偏差ｅに応じて算出される偏差ｅ１に、回転速度補正データＳ２を加算した値により、速度制御部４０が、サーボモータ６０の回転速度を上昇させる制御を行えば、サーボモータ６０の回転動力をテーブル７１に作用させ、該テーブル７１を目標位置に近づけることができる。これに伴って、位置偏差ｅが大きくなることが抑えられる。

さらに、回転速度補正データＳ２の最大補正値Ｖｍの調整値は、テーブル送り機構７０毎に実測して互いに異なる値に定めることができるため、該調整値を、テーブル送り機構７０に合わせて変化させることができる。
したがって、テーブル送り機構７０に合わせて変化させた調整値や位置偏差ｅに基づき、最大補正値取得処理（Ｓ１３）において、回転速度補正データＳ２の最大補正値Ｖｍを算出することにより、サーボモータ６０の回転速度を該サーボモータ６０の回転方向が反転する前の回転速度に到達させるまでの時間を短縮させるために、テーブル送り機構７０や位置偏差ｅに合わせ、回転速度補正データＳ２の最大補正値Ｖｍを、最適な値に調整することができる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図４、図６及び図７を参照しつつ説明する。ここでは、実施形態１と同一の構成は同一の符号を付しその説明を省略する。図６に示すように、実施形態１とは異なり、実施形態２では、補正データ算出部２０が、最大補正値取得処理（Ｓ１３）に代えて、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）を実行し、回転速度補正データ第１確定処理（Ｓ１４）に代えて、回転速度補正データ第２確定処理（Ｓ１４Ａ）を実行する。

時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）では、以下の手順に従って時定数を算出する。時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）では、補正データ算出部２０に入力される位置偏差ｅの時間積分値の内の最大積分値Ｖ２Ａ（図４参照。）を抽出する。その後、最大積分値Ｖ２Ａの６３．２パーセントに相当する積分値Ｖ２Ｂ（図４参照。）を推定する。

続いて、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）では、図４に示すように、積分値Ｖ２Ｂの位置から位置偏差ｅの時間積分値の波形に触れる接線を引く。さらに、接線が時間軸（図４の横軸）と交わる点（Ａ点）と、位置偏差ｅの積分値が積分値Ｖ２Ｂに到達する時間（Ｂ点）との差分値Ｔ２を算出する。最後に、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）では、差分値Ｔ２を、上述した式（２）中の減衰時定数Ｔとして決定する。位置偏差ｅの時間積分値の波形の立ち上がり傾斜に対応する立ち上がり時間に応じ、該時間積分値の波形に触れる接線の傾きが変化する。したがって、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）では、時間積分値の波形の立ち上がり時間の変化に応じ、図４中のＡ点も変化する。このため、時間積分値の波形の立ち上がり時間の変化に応じ、差分値Ｔ２も変化する。

回転速度補正データ第２確定処理（Ｓ１４Ａ）では、式（２）の減衰時定数Ｔに、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）によって算出した差分値Ｔ２を代入すると共に、式（２）の積分値Ｅに、最大積分値Ｖ２Ａと位置ループゲインＫｐと同一の値との乗算結果の値を代入する。これにより、式（２）を変形し、式（２）中の未知数である最大補正値Ｖｍを算出することができる。以上の処理によって、式（１）中の最大補正値Ｖｍ及び減衰時定数Ｔ（差分値Ｔ２）がそれぞれ算出されるため、式（１）に、該最大補正値Ｖｍ及び該差分値Ｔ２を代入することにより、回転速度補正データＳ２を算出することができる。

図７には、本実施形態における回転速度補正データＳ２の波形を示すと共に、象限突起の経時変化を示した。図７に示すように、回転速度補正データＳ２の値は、時間の経過に伴って、減衰時定数Ｔ（差分値Ｔ２）によって最大補正値Ｖｍから漸減する。さらに、回転速度補正データＳ２を用いた場合には、図７に示すように、該回転速度補正データＳ２を用いない場合と比較して、サーボモータ６０の回転方向を反転させてから間もない時間における象限突起の発生が軽減される。

＜実施形態２の効果＞
実施形態２では、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）において、図４に示したように、位置偏差ｅの時間積分値の波形の立ち上がり時間に応じ、回転速度補正データＳ２を漸減させる減衰時定数Ｔを算出する。
このため、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）においては、前記立ち上がり時間の変化に応じ、減衰時定数Ｔをそれぞれ異なる値に定めることができる。
したがって、時定数算出処理（Ｓ１３Ａ）では、位置偏差ｅが変化する場合であっても、該位置偏差ｅに応じて変化する前記時間積分値の波形の立ち上がり時間に見合った減衰時定数Ｔを算出することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。本実施形態（実施形態１、２）では、リニアスケール８０によって、テーブル７１の現在位置を検出したが、リニアスケール８０以外の適宜の位置検出装置によって、テーブル７１の現在位置を検出してもよい。

また、本実施形態では、最大補正値Ｖｍ又は減衰時定数Ｔを算出するために、作業者によって、補正データ算出部２０に位置ループゲインＫｐと同一の値を入力したが、これに限定されない。例えば、補正データ算出部２０と位置制御部３０との間に通信線を敷設し、位置ループゲインＫｐを、該通信線を通じて位置制御部３０から補正データ算出部２０に転送してもよい。
さらに、本実施形態のように、減衰時定数Ｔが差分値Ｔ２と同一の値である必要はなく、例えば、差分値Ｔ２に所定の係数を乗じて減衰時定数Ｔを算出する如く、差分値Ｔ２は、減衰時定数Ｔと特定の関係を有するものであってもよい。

１・・マシニングセンタ、２０・・補正データ算出部、４０・・速度制御部、６０・・サーボモータ、７０・・テーブル送り機構、７１・・テーブル、７３Ａ・・雄ねじ部、８０・・リニアスケール、ｅ・・位置偏差、Ｅ・・位置偏差の積分値、Ｋｐ・・位置ループゲイン、Ｓ１・・目標位置指令、Ｓ２・・回転速度補正データ、Ｓ７・・位置検出値、Ｔ・・減衰時定数、Ｔ２・・差分値。

Claims (3)

1. サーボモータの目標位置指令に応じ、該サーボモータの回転によって被加工物が載置された移動体を移動させると共に、前記目標位置指令によって前記サーボモータの回転方向が反転する際に前記被加工物に生じる象限突起を軽減するように補正する工作機械において、
   前記移動体の位置を検出する位置検出部と、
   前記回転方向が反転した後に、前記サーボモータの回転速度を前記回転方向が反転する前の前記回転速度に同期するように漸減補正する回転速度漸減補正値を算出する回転速度漸減補正値算出部と、を備え、
   前記回転速度漸減補正値算出部は、前記目標位置指令と前記位置検出部からフィードバックされる前記移動体の位置との位置偏差を積分した位置偏差積分値と、所定の位置ループゲインとの乗算結果に応じて前記回転速度漸減補正値を算出し、
   前記位置偏差が略零になるように前記サーボモータの回転速度を制御する回転速度制御部を備え、
   前記回転速度制御部は、前記位置偏差に応じて算出される前記サーボモータの回転速度指令と前記回転速度漸減補正値との加算値に基づいて、前記回転速度を制御することを特徴とする工作機械。
2. 前記回転速度漸減補正値算出部は、前記回転速度漸減補正値を、時間の経過に伴って、前記回転速度漸減補正値を漸減させる時定数によって該回転速度漸減補正値の最大値から漸減するようにして、前記位置偏差積分値の立ち上がり時間に応じ、前記時定数を算出することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記移動体と螺合する螺旋溝を有すると共に前記サーボモータの回転軸と組み合わされて回転することにより前記移動体を直線移動させるボールネジ機構を備え、
   前記回転速度漸減補正値算出部は、
   前記回転速度漸減補正値を、時間の経過に伴って、前記回転速度漸減補正値を漸減させる時定数によって該回転速度漸減補正値の最大値から漸減するようにして、前記ボールネジ機構毎にそれぞれ異なる値に設定されて前記回転速度漸減補正値を調整する補正調整値と、前記位置偏差と、に応じ、前記回転速度漸減補正値の最大値を算出することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。

Images