JP6333928B1 - 工作機械の数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現すると共に、軽切削時における効率的な切削を実現可能な工作機械の数値制御装置を提供すること。【解決手段】数値制御装置１００は、加工開始時の磁束量に基づいて、送り軸駆動用モータにおける加工開始時の送り速度を指令速度よりも遅い初期速度に変更させる第１速度変更手段１０３Ａと、加工開始時からの経過時間と磁束量変化の時定数とに基づいて、送り速度を初期速度から指令速度に連続的又は間欠的に変更させる第２速度変更手段１０３Ｂと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、誘導モータからなる主軸モータと、送り軸駆動用モータとを備える工作機械の数値制御装置に関する。

主軸と送り軸とを有する工作機械を用いてワークを加工する際、主軸の動きと送り軸の動きとが連動する場合が比較的多い。このような場合、工作機械を制御する数値制御装置では、主軸に係る特性値や測定値を用いて送り軸を制御したり、逆に、送り軸に係る特性値や測定値を用いて主軸を制御したりすることが一般的に実施されている。

例えば、特許文献１は、主軸モータとして用いられているスピンドルモータの実速度に急激な変動があった場合でも高精度の加工を可能とするため、スピンドルモータの回転数について、回転数の変化量を用いて補正したデータを用いて、送り速度を制御する技術を開示している。

また、特許文献２は、１枚目に加工する半導体ウェーハ等の被加工物について、１回の加工によって所望の平坦度に加工するため、加工中のモータの負荷電流値が所望平坦度に対応する最大負荷電流値以下になるように、加工送り手段の送り速度を制御する技術を開示している。

また、特許文献３は、金型加工の加工状態を把握するため、静圧磁気複合軸受の励磁電流を検出する技術を開示している。

特開平５−６９２７５号公報 特開２０１３−５６３９２号公報 特開２０００−２６３３７７号公報

工作機械の主軸モータとして、誘導モータが用いられることがある。ここで誘導モータとは、固定子（ステータ）コイルに励磁電流を流して回転磁界を発生させると共に、回転子（ロータ）に誘導電流を発生させ、その電磁力により、回転子が回転磁界の回転を追いかけるように回転するモータのことである。誘導モータには、固定子コイルに励磁電流が流れることにより発熱が伴うという欠点がある。この欠点の回避を目的として、誘導モータに対する負荷が軽く、高いトルクが必要とされない場合に、回転磁界の磁束又は励磁電流を弱める技術がある。しかし、この技術を用いた場合、主軸モータである誘導モータの磁束を弱めることによりトルクが小さくなった状態で、送り軸駆動用モータにより、主軸モータに対して大きな負荷が与えられる重切削（切削抵抗が大きい切削）を開始すると、切削開始時の急激な負荷変動により、主軸速度が大きく低下したり、主軸が停止したりする場合がある。

この点、上記の特許文献１及び２は、発熱を低減させると共に、主軸速度の低下や主軸の停止を未然に防ぐことを目的としてはいなかった。また、特許文献３は、検出された励磁電流値は、あくまで加工状態を把握するために用いられるにすぎなかった。

また更には、発熱や重切削時の安定的な切削を実現するための調整がなされた状態で軽切削が行われる場合、例えば、送り軸速度が遅いままであると切削効率が低減するため、このような課題も同時に解決する技術が望まれている。

本発明は、発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現すると共に、軽切削時における効率的な切削を実現可能な工作機械の数値制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る数値制御装置（例えば、後述の数値制御装置１００、２００）は、誘導モータからなる主軸モータ（例えば、後述の誘導モータ１２５）と、送り軸駆動用モータ（例えば、後述のサーボモータ１４５）とを備える工作機械（例えば、後述の工作機械１５０）を制御する数値制御装置であって、前記主軸モータにおける磁束量を取得する磁束量取得手段（例えば、後述の磁束量取得手段１０２）と、前記主軸モータにおける磁束量変化の時定数を記憶する記憶手段（例えば、記憶手段１０９）と、指令速度を受け付けると共に、送り軸駆動用モータに対して送り速度を指示する速度指示手段（例えば、速度指示手段１０８）と、加工開始時からの経過時間を算出する経過時間算出手段（例えば、後述の経過時間算出手段１０７）と、前記磁束量取得手段により取得された加工開始時の磁束量に基づいて、前記送り軸駆動用モータにおける加工開始時の送り速度を指令速度よりも遅い初期速度に変更するよう前記速度指示手段に指示する第１速度変更手段（例えば、後述の第１速度変更手段１０３Ａ）と、前記経過時間算出手段により算出された経過時間と、前記記憶手段により記憶された前記磁束量変化の時定数とに基づいて、前記送り速度を前記初期速度から前記指令速度に連続的又は間欠的に変更するよう前記速度指示手段に指示する第２速度変更手段（例えば、後述の第２速度変更手段１０３Ｂ）と、を備える。

また、前記磁束量取得手段（例えば、後述の磁束量取得手段１０２）は、前記主軸モータ（例えば、後述の誘導モータ１２５）の磁束量を推定し、推定した磁束量を磁束量として取得してもよい。

また、前記第１速度変更手段（例えば、後述の第１速度変更手段１０３Ａ）は、最大磁束量に対する前記加工開始時の磁束量の割合である磁束量割合に基づいて、前記送り軸駆動用モータ（例えば、後述のサーボモータ１４５）の送り速度を前記初期速度に変更するよう前記速度指示手段（例えば、後述の速度指示手段１０８）に指示してもよい。

また、上記の数値制御装置（例えば、後述の数値制御装置１００、２００）は、前記磁束量取得手段（例えば、後述の磁束量取得手段１０２）により取得された前記磁束量により、前記磁束量割合を計算する割合計算手段（例えば、後述の割合計算手段１０４）と、前記割合計算手段により計算された前記磁束量割合を、前記第１速度変更手段に通知する割合通知手段（例えば、後述の割合通知手段１０５）と、を更に備えてもよい。

本発明によれば、発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現すると共に、軽切削時における効率的な切削を実現可能な工作機械の数値制御装置を提供することができる。

本発明の概念図である。 本発明の第１実施形態に係る制御システムの構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る制御システムの動作を示す図である。 本発明における磁束量の推定方法の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る制御システムの動作を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る制御システムの構成を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る制御システムの動作を示す図である。 本発明における第２速度変更手段が送り速度を変更する方法の説明図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１から図４を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の基本的な概念を示す図である。ここで、数値制御システム５０は、数値制御部５１、主軸制御部５２、送り軸制御部５３、主軸モータとしての誘導モータ５４、送り軸駆動用モータとしてのサーボモータ５５を備える。また、数値制御部５１は、主軸制御部５２を介して、誘導モータ５４を制御し、送り軸制御部５３を介して、サーボモータ５５を制御するものとする。図１の概念図において、数値制御装置は、数値制御部５１および送り軸制御部５３により構成される。

主軸モータとして誘導モータを用いる場合、誘導モータ５４の磁束が弱い状態で、重切削を開始すると、切削開始時の急激な負荷変動により、主軸速度が大きく低下したり、主軸が停止したりする場合がある。そこで、主軸制御部５２は、誘導モータ５４の磁束量を取得する。主軸制御部５２は、この磁束量、又は、他の一例として、誘導モータ５４における最大磁束量に対する現在の磁束量の割合（以下「磁束量割合」ともいう。）を数値制御部５１に送信する。数値制御部５１は、この磁束量のデータ、又は、磁束量割合を、送り軸制御部５３に送信する。

本実施形態においては、送り軸制御部５３は、加工開始時の磁束量データ、又は、加工開始時の磁束割合に基づいて、加工開始時における送り速度（初期速度）等の情報を含む移動指令をサーボモータ５５に送信する。また、本実施形態においては、送り軸制御部５３は、加工開始時からの経過時間と磁束量変化の時定数とに基づいて算出された送り速度等の情報を含む移動指令をサーボモータ５５に連続的又は間欠的に送信する。

なお、上記のように、主軸制御部５２から、数値制御部５１に対し、磁束量又は磁束量割合を送信しているが、実際には、主軸制御部５２と数値制御部５１とは、一定周期毎に双方向の通信をしている。そのため、この通信内において、磁束量又は磁束量割合を、主軸制御部５２から数値制御部５１に渡してもよい。

図２は、本発明の第１実施形態に係る数値制御システム１０の構成例を示す。数値制御システム１０は、数値制御装置１００と、工作機械１５０と備える。工作機械１５０は、加工物１１０を取り付ける主軸１１５と、変速器１２０と、上記の主軸モータとしての誘導モータ１２５であって、変速器１２０を介して主軸１１５を回転させる主軸モータとしての誘導モータ１２５と、誘導モータ１２５の駆動電流を出力するアンプ１３０と、上記の加工物１１０を切削する刃物１３５と、刃物１３５を軸方向に移動させるボールねじ１４０と、上記の送り軸駆動用モータとして、ボールねじ１４０を回転させるサーボモータ１４５とを備える。

また、数値制御装置１００は、誘導モータ１２５の回転に伴って回転する主軸１１５に取り付けられた加工物１１０に対して、ボールねじ１４０の回転に伴って移動する刃物１３５により所望の切削加工を行うように、上記の誘導モータ１２５とサーボモータ１４５とを制御する。具体的には、数値制御装置１００は、アンプ１３０に対して一定回転指令信号を入力する一定回転指令手段１０１と、アンプ１３０から、誘導モータ１２５の現在の磁束量を取得する磁束量取得手段１０２と、サーボモータ１４５に移動指令としての速度情報を出力する速度指示手段１０８と、第１速度変更手段１０３Ａと、第２速度変更手段１０３Ｂと、経過時間算出手段１０７と、記憶手段１０９と、を備える。
ここで、軸が回転するモータの場合、速度とは回転速度のことである。また、図示はしないが、数値制御装置１００は、通常の数値制御装置と同様の構成要素及び機能を備えてもよい。なお、モータは、軸が回転するモータに制限されず、リニアモータであってもよい。リニアモータの場合、速度とは直線状又は曲線状の速度のことである。
本実施形態において、図２のアンプ１３０は、図１の主軸制御部５２に対応する。図２の速度指示手段１０８と、第１速度変更手段１０３Ａと、第２速度変更手段１０３Ｂとは、図１の送り軸制御部５３に対応する。

磁束量取得手段１０２は、アンプ１３０から誘導モータ１２５の現在の磁束量を取得する。磁束量取得手段１０２は、アンプ１３０から誘導モータ１２５の加工開始時における磁束量を取得する。磁束量取得手段１０２における磁束量に関する情報取得（推測）の方法は、図４に基づいて後に説明する。

速度指示手段１０８は、サーボモータ１４５に移動指令としての速度情報を出力する。詳細には、速度指示手段１０８は、通常、例えば加工プログラムＰから指令速度の情報を受け付けると共に、指令速度の情報に基づいてサーボモータ１４５に対して送り速度を指示する。

また、速度指示手段１０８は、後述の第１速度変更手段１０３Ａより、加工開始時におけるサーボモータ１４５の送り速度を指令速度よりも遅い初期速度に変更するよう指示を受ける。そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度に変更するよう指示する（初期速度情報を出力する）。

更に、速度指示手段１０８は、後述の第２速度変更手段１０３Ｂより、サーボモータ１４５の送り速度を初期速度から指令速度に連続的又は間欠的に変更するよう指示を受ける。そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度から指令速度に変更するよう連続的又は間欠的に指示する（変更した速度情報を連続的又は間欠的に出力する）。

上述の通り、速度指示手段１０８は、例えば、加工プログラムＰから取得した指令速度をサーボモータ１４５に出力すると共に、第１速度変更手段１０３Ａおよび第２速度変更手段１０３Ｂからの変更指示に基づいて、変更した速度をサーボモータ１４５に出力するよう構成される。

第１速度変更手段１０３Ａは、磁束量取得手段１０２により取得された加工開始時の磁束量に基づいて、サーボモータ１４５における加工開始時の送り速度を指令速度よりも遅い初期速度に変更するよう速度指示手段１０８に指示する。これにより、サーボモータ１４５の送り速度は、発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現する速度に調整される。

第２速度変更手段１０３Ｂは、後述の経過時間算出手段１０７により算出された経過時間と、後述の記憶手段１０９により記憶された磁束量変化の時定数とに基づいて、送り速度を初期速度から指令速度に連続的又は間欠的に変更するよう速度指示手段に指示する。これにより、サーボモータ１４５の送り速度は、時定数に応じて、所定時間で初速度から指令速度に変更される。

経過時間算出手段１０７は、加工開始時からの経過時間を算出する。経過時間算出手段１０７は、例えば、不図示のクロック部から時間情報を取得して、加工開始からの経過時間を算出する。

記憶手段１０９は、誘導モータ１２５における磁束量変化の時定数を記憶する。記憶手段１０９は、一つの時定数を記憶していてもよく、加工開始時の磁束量に応じて設定された複数の時定数を記憶していてもよい。

図３は、第１実施形態に係る数値制御システム１０の動作を示す。
ステップＳ１１において、磁束量取得手段１０２は、アンプ１３０から、誘導モータ１２５の現在（加工開始時）の磁束量Φを取得する。

磁束量取得手段１０２は、誘導モータ１２５の現在（加工開始時）の磁束量Φを、誘導モータ１２５において直接取得してもよく、又は検知してもよい。あるいは、例えば、誘導モータ１２５の励磁電流量等に応じて、現在の磁束量Φを推定してもよい。ここで、推定方法の一例について、図４を参照しながら説明する。

誘導モータの磁束量Φは、磁束を作るための励磁電流（Ｉｄ）と、誘導モータの相互インダクタンスＭとの積に比例する。誘導モータの数値制御装置は、目標とする磁束量に応じて励磁電流を変化させるが、実際の磁束は、励磁電流の変化に対し、時定数τ（ｓ）の一次遅れの応答を示す。励磁電流Ｉｄ＝０かつ磁束量Φ＝０の状態から、一定の励磁電流Ｉｄを流し続けたとき、ｔ（ｓｅｃ）後の磁束量Φ（ｔ）は、図４に示すように、以下の式で推定される。
Φ（ｔ）＝Ｍ×Ｉｄ×（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ（ｓ）））

実際の計算では、励磁電流Ｉｄには、励磁電流の指令値、又はフィードバック値のいずれかを使用し、制御周期毎に得られるＭ×Ｉｄに対し、時定数τの一次ローパスフィルタを適用して得られる出力を、磁束推定値として使用する。磁束量取得手段１０２は、誘導モータ１２５の磁束量を推定し、推定した磁束量を現在（加工開始時）の磁束量として取得する。

続けて、ステップＳ１２において、第１速度変更手段１０３Ａは、磁束量取得手段１０２が取得した、誘導モータ１２５の現在（加工開始時）の磁束量Φに応じて、サーボモータ１４５の回転速度を指令速度よりも遅い初期速度に変更するよう速度指示手段２０８に指示する。具体的には、現在（加工開始時）の磁束量Φが大きいときには、サーボモータ１４５の回転速度を大きくし、一方、現在（加工開始時）の磁束量Φが小さいときには、サーボモータ１４５の回転速度を小さくする。送り軸であるボールねじ１４０の送り速度は、サーボモータ１４５の回転速度と、ボールねじ１４０のピッチ幅の積となるため、サーボモータ１４５の回転速度の変更により、送り軸の送り速度が変更される。
そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度に変更するよう指示する（初期速度情報を出力する）。

続けて、ステップＳ１３において、第２速度変更手段１０３Ｂは、経過時間算出手段１０７により算出された経過時間と、記憶手段１０９により記憶された磁束量変化の時定数とに基づいて、送り速度を初期速度から指令速度に連続的又は間欠的に変更するよう速度指示手段１０８に指示する。そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度から指令速度に変更するよう連続的又は間欠的に指示する（変更した速度情報を連続的又は間欠的に出力する）。

続けて、ステップＳ１４において、サーボモータ１４５の送り速度が指令速度に到達していない場合（Ｎ）、処理はステップＳ１３に戻る。そして、サーボモータ１４５の送り速度が指令速度に到達した場合（Ｙ）、処理は終了し、速度指示手段１０８は、指令速度をサーボモータ１４５に出力する。

〔第１実施形態による効果〕
第１実施形態に係る数値制御システム１０においては、誘導モータの磁束量に応じて送り速度を変更することにより、発熱の低減と重切削時の安定的な切削ができる。
具体的には、誘導モータにおける固定子コイルに励磁電流が流れることにより発熱が伴うという欠点の回避を目的として、誘導モータに対する負荷が軽く、高いトルクが必要とされない場合に、回転磁界の磁束又は励磁電流を弱める技術を用いた場合を想定する。この場合、主軸モータである誘導モータの磁束を弱めることによりトルクが小さくなった状態で、送り軸駆動用モータにより、主軸モータに対して大きな負荷が与えられる重切削（切削抵抗が大きい切削）を開始すると、切削開始時に急激な負荷変動が発生する。しかし、本実施形態においては、現在の磁束量Φが小さいときには、サーボモータ１４５の速度を小さくする制御を行っている。サーボモータ１４５の速度が小さければ、切削抵抗は比較的小さい。そのため、現在の磁束量Φが小さいときには、主軸モータに対して大きな負荷を与えることを防ぐと同時に、重切削時においても安定的な切削ができる。

更には、第１実施形態に係る数値制御システム１０においては、切削開始からの経過時間に応じて、送り速度が指令速度を目標として変更される。具体的には、サーボモータ１４５の送り速度は、時定数に応じて、所定時間で初速度から指令速度に変更される。これにより、本実施形態によれば、数値制御システム１０は、発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現すると共に、軽負荷時において送り速度が上がらないという課題を解決可能に構成される。数値制御システム１０は、発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現すると共に、軽切削時における効率的な切削を実現することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について、図５を参照しながら詳述する。
第２実施形態に係る数値制御システム２０は、第１実施形態に係る数値制御システム１０と基本的には同一の構成を備えるため、その図示を省略する。ただし、第１実施形態とは異なり、数値制御装置１００は、割合計算手段１０４（不図示）を更に備える。

割合計算手段１０４は、磁束量取得手段１０２によって取得された現在（加工開始時）の磁束量Φが、誘導モータ１２５の最大磁束量Φｍａｘに占める割合を計算する。更に、割合計算手段１０４は、この計算された磁束量割合を速度変更手段１０３に送信し、速度変更手段１０３は、この磁束量割合に基づいて、サーボモータ１４５の回転速度を変更する。送り軸の送り速度は、サーボモータ１４５の回転速度と、ボールねじ１４０のピッチ幅との積となるため、回転速度の変更により、送り軸の送り速度が変更される。

図５は、第２実施形態に係る数値制御システム２０の動作を示す。
ステップＳ２１において、磁束量取得手段１０２は、アンプ１３０から、誘導モータ１２５の現在（加工開始時）の磁束量Φを取得する。

ステップＳ２２において、割合計算手段１０４は、磁束量取得手段１０２によって取得された現在（加工開始時）の磁束量Φが、誘導モータ１２５の最大磁束量Φｍａｘに占める割合Φ／Φｍａｘ（以下「磁束量割合Φ／Φｍａｘ」ともいう。）を計算し、この磁束量割合Φ／Φｍａｘを、第１速度変更手段１０３Ａに送信する。

ステップＳ２３において、第１速度変更手段１０３Ａは、割合計算手段１０４によって計算された磁束量割合Φ／Φｍａｘに基づいて、サーボモータ１４５における加工開始時の送り速度を指令速度よりも遅い初期速度に変更するよう速度指示手段１０８に指示する。具体的には、現在（加工開始時）の磁束量割合Φ／Φｍａｘが大きいときには、サーボモータ１４５の回転速度を大きくし、一方、現在（加工開始時）の磁束量割合Φ／Φｍａｘが小さいときには、サーボモータ１４５の回転速度を小さくする。送り軸であるボールねじ１４０の送り速度は、サーボモータ１４５の回転速度と、ボールねじ１４０のピッチ幅の積となるため、回転速度の変更により、送り軸の送り速度が変更される。そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度に変更するよう指示する（初期速度情報を出力する）。

続けて、ステップＳ２３において、第２速度変更手段１０３Ｂは、経過時間算出手段１０７により算出された経過時間と、記憶手段１０９により記憶された磁束量変化の時定数とに基づいて、送り速度を初期速度から指令速度に連続的又は間欠的に変更するよう速度指示手段１０８に指示する。そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度から指令速度に変更するよう連続的又は間欠的に指示する（変更した速度情報を連続的又は間欠的に出力する）。

続けて、ステップＳ２４において、サーボモータ１４５の送り速度が指令速度に到達していない場合（Ｎ）、処理はステップＳ２３に戻る。そして、サーボモータ１４５の送り速度が指令速度に到達した場合（Ｙ）、処理は終了し、速度指示手段１０８は、指令速度をサーボモータ１４５に出力する。

〔第２実施形態による効果〕
第２実施形態に係る数値制御システム２０においても、第１実施形態に係る制御システム１０と同様に、発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現すると共に、軽切削時における効率的な切削を実現することができる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について、図６から図８を参照しながら詳述する。

図６は、本発明の第３実施形態に係る数値制御システム３０の構成例を示す。なお、第１実施形態に係る数値制御システム１０と同一の構成要素については、同一の符号を用いて示し、その説明を省略する。

数値制御システム３０は、第１実施形態に係る数値制御システム１０とは異なり、数値制御装置２００を備える。
数値制御装置２００は、第１実施形態に係る数値制御装置１００とは異なり、割合計算手段１０４及び割合通知手段１０５を更に備える。割合計算手段１０４は、第２実施形態における割合計算手段１０４と同様に、磁束量取得手段１０２によって取得された現在（加工開始時）の磁束量Φが、誘導モータ１２５の最大磁束量Φｍａｘに占める割合（磁束量割合Φ／Φｍａｘ）を計算する。また、割合計算手段１０４はこの計算された磁束量割合Φ／Φｍａｘを割合通知手段１０５に送信する。割合通知手段１０５は、割合計算手段１０４から受信した磁束量割合Φ／Φｍａｘを、第１速度変更手段１０３Ａに通知する。ここで、図示はしないが、数値制御装置２００は、通常の数値制御装置と同様の構成要素及び機能を備えてもよい。

図７は、第３実施形態に係る数値制御システム３０の動作を示す。
ステップＳ３１において、磁束量取得手段１０２は、アンプ１３０から、誘導モータ１２５の現在（加工開始時）の磁束量Φを取得する。

ステップＳ３２において、割合計算手段１０４は、磁束量取得手段１０２によって取得された磁束量割合Φ／Φｍａｘを計算する。

ステップＳ３３において、割合通知手段１０５は、割合計算手段１０４によって計算された磁束量割合Φ／Φｍａｘを第１速度変更手段１０３Ａに通知する。

ステップＳ３４において、第１速度変更手段１０３Ａは、数値制御装置２００で実行される加工プログラムＰから、指令速度情報である送り速度指令値Ｆｐを取得する。

ステップＳ３５において、第１速度変更手段１０３Ａは、初期速度Ｆｉを、数式Ｆｉ＝Ｆｐ×Φ／Φｍａｘを用いて決定し、サーボモータ１４５の送り速度を初期速度Ｆｉに変更するよう速度指示手段１０８に指示する。具体的には、現在（加工開始時）の磁束量割合Φ／Φｍａｘが大きいときには、サーボモータ１４５の回転速度を大きくし、一方、現在の磁束量割合Φ／Φｍａｘが小さいときには、サーボモータ１４５の回転速度を小さくする。送り軸であるボールねじ１４０の送り速度は、サーボモータ１４５の回転速度と、ボールねじ１４０のピッチ幅の積となるため、回転速度の変更により、送り軸の送り速度が変更される。そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度に変更するよう指示する（初期速度情報を出力する）。

続けて、ステップＳ３６において、第２速度変更手段１０３Ｂは、経過時間算出手段１０７により算出された経過時間ｔ（ｓ）と、記憶手段１０９により記憶された磁束量変化の時定数τ（ｓ）とに基づいて、送り速度を初期速度から指令速度に連続的又は間欠的に変更するよう速度指示手段１０８に指示する。

具体的には、第２速度変更手段１０３Ｂは、図８に示すように、下記式Ｆ（ｔ）により送り速度を連続的又は間欠的に算出し、算出した速度の情報を含む変更指示を速度指示手段１０８に出力する。
Ｆ（ｔ）＝Ｆｉ＋（Ｆｐ−Ｆｉ）×（１−ｅｘｐ（−ｔ/τ))

そして、速度指示手段１０８は、受け付けた変更指示に基づいて、サーボモータ１４５に、送り速度を初期速度から指令速度に変更するよう連続的又は間欠的に指示する（変更した速度情報を連続的又は間欠的に出力する）。

続けて、ステップＳ３７において、サーボモータ１４５の送り速度が指令速度に到達していない場合（Ｎ）、処理はステップＳ３３に戻る。そして、サーボモータ１４５の送り速度が指令速度に到達した場合（Ｙ）、処理は終了し、速度指示手段１０８は、指令速度をサーボモータ１４５に出力する。

〔第３実施形態による効果〕
第３実施形態に係る数値制御システム３０においても、第１実施形態に係る制御システム１０、及び第２実施形態に係る数値制御システム２０と同様に、発熱の低減と重切削時の安定的な切削を実現すると共に、軽切削時における効率的な切削を実現することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
本実施形態によれば、数値制御装置１００又は数値制御装置２００による制御方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ（数値制御装置１００又は数値制御装置２００）にインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。更に、これらのプログラムは、ダウンロードされることなくネットワークを介したＷｅｂサービスとしてユーザのコンピュータ（数値制御装置１００又は数値制御装置２００）に提供されてもよい。

また、本実施形態によれば、数値制御装置は、送り速度が初期速度から指令速度まで、磁束量の時定数に基づいて変更するように構成されるが、これに限定されず、例えば、経過時間に応じて速くなればよく、他の規定（算出式等）に基づいて変更するように構成されていてもよい。

１０ ２０ ３０ 数値制御システム
１００ ２００ 数値制御装置
１０２ 磁束量取得手段
１０３Ａ 第１速度変更手段
１０３Ｂ 第２速度変更手段
１０４ 割合計算手段
１０５ 割合通知手段
１０７ 経過時間算出手段
１０８ 速度指示手段
１０９ 記憶手段
１２５ 誘導モータ（主軸モータ）
１４５ サーボモータ（送り軸駆動用モータ）
１５０ 工作機械

Claims (4)

1. 誘導モータからなる主軸モータと、送り軸駆動用モータと、を備える工作機械を制御する数値制御装置であって、
   前記主軸モータにおける磁束量を取得する磁束量取得手段と、
   前記主軸モータにおける磁束量変化の時定数を記憶する記憶手段と、
   指令速度を受け付けると共に、送り軸駆動用モータに対して送り速度を指示する速度指示手段と、
   加工開始時からの経過時間を算出する経過時間算出手段と、
   前記磁束量取得手段により取得された加工開始時の磁束量に基づいて、前記送り軸駆動用モータにおける加工開始時の送り速度を指令速度よりも遅い初期速度に変更するよう前記速度指示手段に指示する第１速度変更手段と、
   前記経過時間算出手段により算出された経過時間と、前記記憶手段により記憶された前記磁束量変化の時定数とに基づいて、前記送り速度を前記初期速度から前記指令速度に連続的又は間欠的に変更するよう前記速度指示手段に指示する第２速度変更手段と、を備える数値制御装置。
2. 前記磁束量取得手段は、前記主軸モータの磁束量を推定し、推定した磁束量を現在の磁束量として取得する請求項１に記載の数値制御装置。
3. 前記第１速度変更手段は、最大磁束量に対する前記加工開始時の磁束量の割合である磁束量割合に基づいて、前記送り軸駆動用モータの送り速度を前記初期速度に変更するよう前記速度指示手段に指示する請求項１又は２に記載の数値制御装置。
4. 前記磁束量取得手段により取得された前記磁束量により、前記磁束量割合を計算する割合計算手段と、
   前記割合計算手段により計算された前記磁束量割合を、前記第１速度変更手段に通知する割合通知手段と、を更に備える請求項３に記載の数値制御装置。

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