JP6423904B2 - 工作機械の数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、誘導モータからなる主軸モータ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。この技術は、誘導モータを、速度指令に基づく速度制御により制御する場合に用いられることが多い。

ところで、例えば主軸モータと送り軸モータとの同期運転を行う場合、主軸モータである誘導モータは、位置指令に基づく位置制御により制御されることが多い。この場合、誘導モータの制御モードは、速度制御から位置制御に切り換えられる。その際、上述したように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い状態で、速度制御から位置制御に切り換えて誘導モータの加減速を行うと、直ぐに最大トルク（加速度）で誘導モータの加減速を行うことができないため、位置指令に追従できない。そのため、位置指令に対する偏差量が大きくなり、主軸のオーバーシュート（行き過ぎ）が発生したり、加工誤差が過大となったりする可能性がある。また、主軸モータと送り軸モータとの同期精度が悪化する可能性がある。

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、位置指令に基づく位置制御の不安定性を改善する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。

そこで、本発明は、発熱の低減と位置制御の安定性との両立を図る工作機械の数値制御装置を提供することを目的とする。

（Ａ） 本発明に係る工作機械の数値制御装置（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）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、前記主軸モータの磁束量が最大の時に前記主軸モータが動作可能な最大加速度を記憶する記憶手段（例えば、後述の記憶手段１０１）と、前記主軸モータの現在の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、前記主軸モータを位置指令を用いて位置制御で動作させる際に、前記記憶手段に記憶された前記主軸モータの最大加速度に基づく位置指令の加速度を、前記磁束量取得手段で取得された前記主軸モータの移動開始時の磁束量に応じて変更する加速度変更手段（例えば、後述の加速度変更手段１０３）とを備える。

（Ｂ） （Ａ）に記載の工作機械の数値制御装置は、前記主軸モータを含む複数のモータ（例えば、後述の誘導モータ１２５及びサーボモータ１４５）を位置制御で同期運転する際に、前記加速度変更手段で変更された前記主軸モータの位置指令の加速度に基づいて、同期運転のための前記複数のモータの位置指令を作成する位置指令作成手段（例えば、後述の位置指令作成手段１０４）を更に備える形態であってもよい。

（Ｃ） （Ａ）又は（Ｂ）に記載の工作機械の数値制御装置において、前記加速度変更手段は、前記主軸モータの移動開始時の磁束量が小さいほど、前記位置指令の加速度を小さく変更してもよい。

（Ｄ） （Ｃ）に記載の工作機械の数値制御装置において、前記加速度変更手段は、前記主軸モータの最大加速度Ａｍａｘと、前記主軸モータの移動開始時の磁束量Φと、任意の比例定数αとに基づく下式（１）より、前記位置指令の加速度Ａを変更してもよい。
Ａ＝Ａｍａｘ×α×Φ ・・・（１）

（Ｅ） （Ｃ）に記載の工作機械の数値制御装置において、前記加速度変更手段は、前記主軸モータの最大加速度Ａｍａｘと、前記主軸モータの最大磁束量Φｍａｘと、前記主軸モータの移動開始時の磁束量Φとに基づく下式（２）より、前記位置指令の加速度Ａを変更してもよい。
Ａ＝Ａｍａｘ×Φ／Φｍａｘ ・・・（２）

（Ｆ） （Ａ）から（Ｅ）のいずれかに記載の工作機械の数値制御装置において、前記磁束量取得手段は、前記主軸モータの現在の磁束量を推定し、推定した磁束量を現在の磁束量として取得してもよい。

（Ｇ） （Ａ）から（Ｆ）のいずれかに記載の工作機械の数値制御装置は、前記磁束量取得手段で取得された前記主軸モータの現在の磁束量を受信し、前記主軸モータの最大磁束量に対する前記主軸モータの現在の磁束量の割合である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１０５）を更に備える形態であってもよく、前記加速度変更手段は、前記主軸モータの最大加速度に基づく前記位置指令の加速度を、前記割合計算手段で計算された磁束量割合に応じて変更してもよい。

本発明によれば、発熱の低減と位置制御の安定性との両立を図る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。 本発明における位置制御のための位置指令の一例を示す図である。 本発明の第２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２実施形態に係る制御システムの動作を示す図である。

〔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５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、数値制御装置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、数値制御装置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。

誘導モータは、速度指令に基づく速度制御により制御されることが多いが、誘導モータ（主軸モータ）５４とサーボモータ（送り軸モータ）５５との同期運転を行う場合には、誘導モータの制御モードは、速度制御から位置指令に基づく位置制御に切り換えられる。その際、誘導モータ５４の磁束が弱い状態で、速度制御から位置制御に切り換えて誘導モータ５４の加減速を行うと、位置指令に追従できず、主軸のオーバーシュート（行き過ぎ）が発生したり、加工誤差が過大となったりする場合がある。また、誘導モータ５４とサーボモータ５５との同期精度が悪化する可能性がある。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。）を数値制御装置５１に送信する。

数値制御装置５１は、この磁束量のデータ、又は、磁束量割合を考慮して誘導モータ５４の位置指令の加速度を変更し、変更した加速度に基づいて作成した位置指令を主軸制御部５２に送信する。また、数値制御装置５１は、サーボモータ５５の位置指令もこの誘導モータ５４の位置指令の加速度に基づいて作成し、送り軸制御部５３に送信する。主軸制御部５２及び送り軸制御部５３は、数値制御装置５１から受信した位置指令に応じて誘導モータ５４及びサーボモータ５５を制御する。

なお、上記のように、主軸制御部５２から、数値制御装置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と数値制御装置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から数値制御装置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、サーボモータ１４５の駆動電流を出力するアンプ１４８とを備える。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。また、図２のアンプ１３０は、図１の主軸制御部５２に対応する。また、図２のアンプ１４８は、図１の送り軸制御部５３に対応する。

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、記憶手段１０１と、磁束量取得手段１０２と、加速度変更手段１０３と、位置指令作成手段１０４とを備える。ここで、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。

記憶手段１０１は、誘導モータ１２５の磁束量が最大の時に当該誘導モータ１２５が動作可能な最大加速度Ａｍａｘ（パラメータ）を記憶する。また、記憶手段１０１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１０１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。

磁束量取得手段１０２は、アンプ１３０から、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φ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。

加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５を位置指令に基づく位置制御で動作させる際に、記憶手段１０１に記憶された誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘに基づく位置指令の加速度Ａを、磁束量取得手段１０２で取得された誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φに応じて変更する。具体的には、加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘと、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φと、任意の比例定数αとに基づく下式（１）より、位置指令の加速度Ａを変更する。
Ａ＝Ａｍａｘ×α×Φ ・・・（１）

位置指令作成手段１０４は、誘導モータ１２５とサーボモータ１４５とを位置制御で同期運転する際に、加速度変更手段１０３で変更された誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａに基づいて、同期運転のための誘導モータ１２５及びサーボモータ１４５の位置指令を作成する。具体的には、位置指令作成手段１０４は、加速度変更手段１０３からの誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａと、加工プログラムＰから取得した誘導モータ１２５のための総移動量Ｓ及び最大速度Ｆｍａｘとに基づいて、誘導モータ１２５の位置指令を作成する。また、位置指令作成手段１０４は、加速度変更手段１０３からの誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａと、加工プログラムＰから取得したサーボモータ１４５のための総移動量及び最大速度とに基づいて、サーボモータ１４５の位置指令を作成する。位置指令作成手段１０４による位置指令の作成方法は、図５に基づいて後に説明する。

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。図３では、誘導モータ１２５とサーボモータ１４５とを位置制御で同期運転する際に、誘導モータ１２５を速度指令に基づく速度制御から位置指令に基づく位置制御に切り換えて動作させるときの動作を想定している。
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（移動開始時）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（移動開始時）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（３）で推定される。
Φ（ｔ）＝Ｍ×Ｉｄ×（１−ｅｘｐ（−ｔ／τ（ｓ））） ・・・（３）

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（移動開始時）の磁束量として取得する。

次に、ステップＳ１２において、加速度変更手段１０３は、記憶手段１０１に記憶された誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘに基づく位置指令の加速度Ａを、磁束量取得手段１０２で取得された誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φに応じて変更する。具体的には、加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘと、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φと、任意の比例定数αとに基づく上式（１）より、位置指令の加速度Ａを変更する。これにより、加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φが小さいほど、位置指令の加速度Ａを小さく変更する。すなわち、現在（移動開始時）の磁束量Φが大きいときには、加速度Ａが大きくなり、一方、現在（移動開始時）の磁束量Φが小さいときには、加速度Ａが小さくなる。

次に、ステップＳ１２において、位置指令作成手段１０４は、加速度変更手段１０３で変更された誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａに基づいて、誘導モータ１２５及びサーボモータ１４５の同期のための位置指令を作成する。具体的には、位置指令作成手段１０４は、加速度変更手段１０３からの誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａと、加工プログラムＰから取得した誘導モータ１２５のための総移動量Ｓ及び最大速度Ｆｍａｘとに基づいて、誘導モータ１２５の位置指令を作成する。また、位置指令作成手段１０４は、加速度変更手段１０３からの誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａと、加工プログラムＰから取得したサーボモータ１４５のための総移動量及び最大速度とに基づいて、サーボモータ１４５の位置指令を作成する。ここで、位置指令の作成方法の一例について、図５を参照しながら説明する。

図５は、位置指令の一例を示す模式図である。図５において、縦軸は単位時間あたりの位置指令を示し、横軸は時間を示す。位置指令作成手段１０４は、図５に実線で示すように、単位時間あたりの位置指令の最大値が最大速度Ｆｍａｘとなり、単位時間あたりの位置指令の変化量、すなわち増加及び減少の傾きが加速度Ａとなり、面積が総移動量Ｓとなるように、位置指令を生成する。

なお、図５には、最大加速度Ａｍａｘに基づいて作成された位置指令が示されている（点線）。これより、本実施形態では、単位時間あたりの位置指令の増加及び減少の傾き、すなわち位置指令の加速度が小さくなっていることがわかる。

位置指令作成手段１０４は、作成した誘導モータ１２５の位置指令をアンプ１３０に出力し、作成したサーボモータ１４５の位置指令をアンプ１４８に出力する。なお、送り軸であるボールねじ１４０の送り位置は、サーボモータ１４５の回転位置と、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の回転位置の変更により、送り軸の送り位置が変更される。

第１実施形態に係る数値制御システム１０においては、位置指令に基づく位置制御を行う際、誘導モータ１２５の磁束量に応じて当該誘導モータ１２５の位置指令の加速度を変更することにより、誘導モータ１２５の軽負荷時の発熱の低減と、誘導モータ１２５の加減速時の位置制御の安定性との両立を図ることができる。
具体的には、誘導モータ１２５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１２５が速度指令に基づく速度制御により制御されるモードにおいて、誘導モータ１２５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。
主軸モータと送り軸モータとの同期運転を行う場合、主軸モータである誘導モータ１２５の制御モードは、速度制御から位置指令に基づく位置制御に切り換えられる。その際、上述したように誘導モータ１２５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、速度制御から位置制御に切り換えて誘導モータ１２５の加減速を行うと、直ぐに最大トルク（最大加速度）で誘導モータ１２５の加減速を行うことができないため、位置指令に追従できない。そのため、位置指令に対する偏差量が大きくなり、主軸のオーバーシュート（行き過ぎ）が発生したり、加工誤差が過大となったりする。しかし、本実施形態においては、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φが小さいときには、誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａを小さくする制御を行っている。これにより、位置指令に追従でき、位置指令に対する偏差量が小さくなる。そのため、主軸のオーバーシュート（行き過ぎ）が発生したり、加工誤差が過大となったりすることを抑制することができ、位置制御の安定性を得ることができる。
また、本実施形態においては、サーボモータ１４５の位置指令の加速度も、変更した誘導モータ１２５の指令速度の加速度に基づいて作成するので、主軸モータと送り軸モータとの同期精度が悪化することを低減することができる。
一般に、誘導モータの制御モードとして位置指令に基づく位置制御を用いる場合、誘導モータの磁束量が最大になるまで待ってから、この最大磁束量の時に誘導モータが動作可能な最大加速度を誘導モータの位置指令の加速度として設定することが考えられる。しかし、本実施形態においては、主軸モータと送り軸モータとの同期運転を行う際、すなわち、主軸モータである誘導モータ１２５の制御モードを速度制御から位置制御に切り換える際、誘導モータの磁束量が最大になるまで待つことなく、直ぐに位置指令を出力して誘導モータ１２５の制御を行うことができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について、図６及び図７を参照しながら詳述する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る数値制御システム２０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２０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。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。

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１０５を更に備える。割合計算手段１０５は、磁束量取得手段１０２によって取得された現在の磁束量Φが、例えば記憶手段１０１に記憶された誘導モータ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。割合計算手段１０５は、計算された磁束量割合Φ／Φｍａｘを加速度変更手段１０３に送信する。

そして、加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘに基づく位置指令の加速度Ａを、割合計算手段１０５により計算された磁束量割合Φ／Φｍａｘに応じて変更する。具体的には、加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘと、誘導モータ１２５の最大磁束量Φｍａｘと、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φとに基づく下式（２）より、位置指令の加速度Ａを変更する。
Ａ＝Ａｍａｘ×Φ／Φｍａｘ ・・・（２）

図７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。図７では、誘導モータ１２５とサーボモータ１４５とを位置制御で同期運転する際に、誘導モータ１２５を速度指令に基づく速度制御から位置指令に基づく位置制御に切り換えて動作させるときの動作を想定している。
ステップＳ２１において、磁束量取得手段１０２は、上述した図３のステップ１１の動作と同様に、アンプ１３０から、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φを取得する。

次に、ステップＳ２２において、割合計算手段１０５は、磁束量取得手段１０２によって取得された現在（移動開始時）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を加速度変更手段１０３に送信する。

次に、ステップＳ２３において、加速度変更手段１０３は、上述した図３のステップ１２の動作と同様に、誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘに基づく位置指令の加速度Ａを、割合計算手段１０５によって計算された磁束量割合Φ／Φｍａｘに応じて変更する。具体的には、加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５の最大加速度Ａｍａｘと、誘導モータ１２５の最大磁束量Φｍａｘと、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量Φとに基づく上式（２）より、位置指令の加速度Ａを変更する。これにより、加速度変更手段１０３は、誘導モータ１２５の現在（移動開始時）の磁束量割合Φ／Φｍａｘが小さいほど、位置指令の加速度Ａを小さく変更する。すなわち、現在（移動開始時）の磁束量割合Φ／Φｍａｘが大きいときには、加速度Ａが大きくなり、一方、現在（移動開始時）の磁束量割合Φ／ΦｍａｘΦが小さいときには、加速度Ａが小さくなる。

次に、ステップＳ２４において、位置指令作成手段１０４は、上述した図３のステップ１３の動作と同様に、加速度変更手段１０３で変更された誘導モータ１２５の位置指令の加速度Ａに基づいて、誘導モータ１２５及びサーボモータ１４５の位置指令を作成し、アンプ１３０及びアンプ１４８にそれぞれ出力する。

〔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実施形態に係る数値制御システム１０と同様に、誘導モータ１２５の磁束量に応じて位置指令の加速度を変更することにより、発熱の低減と位置制御の安定性との両立を図ることができる。また、主軸モータと送り軸モータとの同期精度が悪化することを低減することができる。また、主軸モータと送り軸モータとの同期運転を行う際、すなわち、主軸モータである誘導モータ１２５の制御モードを速度制御から位置制御に切り換える際、直ぐに位置指令を出力して誘導モータ１２５の制御を行うことができる。

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。

例えば、上述した実施形態では、数値制御装置１００または数値制御装置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または数値制御装置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または数値制御装置２００）に提供されてもよい。

また、上述した実施形態では、誘導モータからなる主軸モータとサーボモータからなる送り軸モータの同期制御を例示した。しかし、本発明の特徴はこれに限定されず、誘導モータからなる２つの主軸モータの同期制御にも適用可能である。更に、本発明の特徴は、誘導モータからなる１又は複数の主軸モータと、サーボモータからなる１又は複数の送り軸モータとの複数のモータの同期制御にも適用可能である。この場合、誘導モータからなる複数の主軸モータの磁束量のうちの最も小さい磁束量に基づいて、複数のモータのための位置指令の加速度を変更してもよい。

また、上述した実施形態では、主軸モータとしての誘導モータの磁束を弱めた状態で、誘導モータの制御モードを速度制御から位置制御に切り換えて誘導モータの加減速を行う際に、現在の磁束量に応じて位置指令の加速度を変更した。しかし、本発明の特徴は、誘導モータを最初から位置制御で制御しているときに、誘導モータの磁束を弱めた状態で誘導モータの加減速を行う場合にも適用可能である。

１０ ２０ 数値制御システム
１００ ２００ 数値制御装置
１０１ 記憶手段
１０２ 磁束量取得手段
１０３ 加速度変更手段
１０４ 位置指令作成手段
１０５ 割合計算手段
１２５ 誘導モータ（主軸モータ）
１４５ サーボモータ（送り軸モータ）
１５０ 工作機械

Claims (7)

1. 誘導モータからなる主軸モータを備える工作機械を制御する数値制御装置であって、
   前記主軸モータの磁束量が最大の時に前記主軸モータが動作可能な最大加速度を記憶する記憶手段と、
   前記主軸モータの現在の磁束量を取得する磁束量取得手段と、
   前記主軸モータを位置指令を用いて位置制御で動作させる際に、前記記憶手段に記憶された前記主軸モータの最大加速度に基づく位置指令の加速度を、前記磁束量取得手段で取得された前記主軸モータの移動開始時の磁束量に応じて変更する加速度変更手段と、
   を備える、工作機械の数値制御装置。
2. 前記主軸モータを含む複数のモータを位置制御で同期運転する際に、前記加速度変更手段で変更された前記主軸モータの位置指令の加速度に基づいて、同期運転のための前記複数のモータの位置指令を作成する位置指令作成手段を更に備える、請求項１に記載の工作機械の数値制御装置。
3. 前記加速度変更手段は、前記主軸モータの移動開始時の磁束量が小さいほど、前記位置指令の加速度を小さく変更する、請求項１又は２に記載の工作機械の数値制御装置。
4. 前記加速度変更手段は、前記主軸モータの最大加速度Ａｍａｘと、前記主軸モータの移動開始時の磁束量Φと、任意の比例定数αとに基づく下式（１）より、前記位置指令の加速度Ａを変更する、請求項３に記載の工作機械の数値制御装置。
   Ａ＝Ａｍａｘ×α×Φ ・・・（１）
5. 前記加速度変更手段は、前記主軸モータの最大加速度Ａｍａｘと、前記主軸モータの最大磁束量Φｍａｘと、前記主軸モータの移動開始時の磁束量Φとに基づく下式（２）より、前記位置指令の加速度Ａを変更する、請求項３に記載の工作機械の数値制御装置。
   Ａ＝Ａｍａｘ×Φ／Φｍａｘ ・・・（２）
6. 前記磁束量取得手段は、前記主軸モータの現在の磁束量を推定し、推定した磁束量を現在の磁束量として取得する、請求項１〜５の何れか１項に記載の工作機械の数値制御装置。
7. 前記磁束量取得手段で取得された前記主軸モータの現在の磁束量を受信し、前記主軸モータの最大磁束量に対する前記主軸モータの現在の磁束量の割合である磁束量割合を計算する割合計算手段を更に備え、
   前記加速度変更手段は、前記主軸モータの最大加速度に基づく前記位置指令の加速度を、前記割合計算手段で計算された磁束量割合に応じて変更する、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の工作機械の数値制御装置。

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