JP6444934B2 - モータ温度に応じて動作を変更する制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械のマスタ軸及びスレーブ軸を駆動するモータの温度に応じて、該工作機械の動作を変更する機能を備えた制御装置、及び該工作機械の制御方法に関する。

モータにより駆動される主軸や送り軸を有する工作機械では、その主軸において、重切削加工や加減速頻度の高い加工を行うと、モータ温度が上昇し、主軸駆動用モータがオーバヒートになることがある。このような不具合を回避するため、例えば特許文献１には、可動体を駆動するサーボモータの温度を検出し、検出された温度に応じて可動体の加減速時定数を変更してモータのトルクを下げることにより、サーボモータを制御する技術が記載されている。

また、特許文献２には、送り軸モータの温度を予測演算して温度データを作成し、該温度データと予め記憶した所定の温度データとを比較し、その比較結果に応じて送り軸の加減速時定数を変更する技術が記載されている。

更に、特許文献３には、横編機のキャリッジ駆動用モータの平均負荷トルクに基づいて仮想的なモータ温度を算出し、仮想温度が許容値を超えているときに、モータへの印加電力を低減させる技術が記載されている。

特開２００３−９５６３号公報 特開平０９−１７９６２３号公報 特開２００９−４１１３０号公報 特開２０１３−８５３８８号公報 特開２０１５−７５９９４号公報

しかし、上記の特許文献１乃至３に係る発明は、マスタスレーブ同期方式で動作する駆動システムに適用可能ではなかった。

具体的には、マスタスレーブ同期方式で動作する駆動システムは、例えば図７のブロック図に示すような構成を有する。マスタ軸モータ５２２Ａとスレーブ軸モータ５２２Ｂとを同期駆動させる駆動システム５００は、数値制御部５２０とマスタ軸モータ駆動部５２１Ａとスレーブ軸モータ駆動部５２１Ｂとを備え、マスタ軸モータ駆動部５２１Ａはマスタ軸モータ５２２Ａを、スレーブ軸モータ駆動部５２１Ｂはスレーブ軸モータ５２２Ｂを駆動させる。
数値制御部５２０には、マスタ軸動作指令作成部５３１が設けられており、該マスタ軸動作指令作成部５３１によって作成されたマスタ軸動作指令は、通信回路５３２−１を介して、マスタ軸モータ駆動部５２１Ａ内のマスタ軸動作指令受信部５３３に送信される。マスタ軸モータ駆動部５２１Ａ内の制御部５３４−Ａは、上記のマスタ軸動作指令受信部５３３から受信したマスタ軸動作指令とマスタ軸モータ５２２Ａの駆動の結果生じる位置フィードバック情報とに基づき、マスタ軸モータ５２２Ａの駆動を制御する。
また、マスタ軸モータ５２２Ａの駆動の結果生じる位置フィードバック情報は、通信回路５３２−２を介して、スレーブ軸モータ駆動部５２１Ｂに伝送される。伝送された該位置フィードバック情報には、所定の同期比が乗算されて、スレーブ軸モータ駆動部５２１Ｂ内の制御部５３４−Ｂに送信される。制御部５３４−Ｂは受信した該位置フィードバック情報と、スレーブ軸モータ５２２Ｂからの位置フィードバック情報とに基づき、スレーブ軸モータ５２２Ｂを駆動させる。これにより、マスタ軸モータ５２２Ａとスレーブ軸モータ５２２Ｂとの同期駆動が実現される。

ここで、例えば特許文献１から特許文献３に係る発明を、図１に記載のマスタスレーブ同期方式で動作する駆動システム５００に適用しても、スレーブ軸のオーバヒートを回避することは出来なかった。具体的には、特許文献１から特許文献３に係る発明を図１に記載の駆動システム５００に適用した場合、マスタ軸のオーバヒートを防ぐためにマスタ軸モータ５２２Ａの駆動を制御しても、スレーブ軸モータ５２２Ｂは、仮にその温度が上昇しても独自に制御することが出来ないため、スレーブ軸のオーバヒートが生じる可能性があった。

そこで本発明は、マスタ軸及びスレーブ軸双方のオーバヒートを防ぐことが可能な、モータ温度に応じて動作を変更する制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る制御装置（例えば、後述の制御装置１００、２００）は、マスタ軸モータ（例えば、後述のマスタ軸モータ１２２Ａ、２２２Ａ）を駆動するマスタ軸モータ駆動部（例えば、後述のマスタ軸モータ駆動部１２１Ａ、２２１Ａ）と、スレーブ軸モータ（例えば、後述のスレーブ軸モータ１２２Ｂ、２２２Ｂ）を駆動するスレーブ軸モータ駆動部（例えば、後述のスレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂ、２２１Ｂ）と、前記マスタ軸モータ駆動部に対してマスタ軸動作指令を送信する数値制御部（例えば、後述の数値制御部１２０、２２０）とを備え、前記マスタ軸モータ駆動部は、前記数値制御部から受信した前記マスタ軸動作指令に基づき、前記マスタ軸モータを駆動させ、前記スレーブ軸モータ駆動部は、前記マスタ軸モータから前記マスタ軸モータ駆動部経由で受信した位置フィードバック情報に基づき、前期マスタ軸モータと同期するように前記スレーブ軸モータを駆動させる、工作機械の制御装置であって、前記マスタ軸モータ駆動部は、前記マスタ軸モータの温度を取得する第一の温度取得部（例えば、後述の温度取得部１３５Ａ、２３６Ａ）を備え、前記スレーブ軸モータ駆動部は、前記スレーブ軸モータの温度を取得する第二の温度取得部（例えば、後述の温度取得部１３５Ｂ、２３６Ｂ）を備え、前記数値制御部は、前記第一の温度取得部から受信した前記マスタ軸モータの温度が第一の所定値を超えたか、または、前記第二の温度取得部から受信した前記スレーブ軸モータの温度が第二の所定値を超えた際、前記マスタ軸モータの出力を制限するように動作を変更する前記マスタ軸動作指令（例えば、後述のマスタ軸動作指令作成部１３１、２３１によって作成される指令）を作成する。

更に好適には、前記マスタ軸モータ駆動部は、前記マスタ軸モータが加減速動作を行っているか、加減速以外の動作を行っているかを判定する加減速判定部（例えば、後述の加減速判定部２３５）と、前記マスタ軸モータの加減速動作期間において流れた電流による前記マスタ軸モータの温度変化分を推定する第一の温度変化量推定部（例えば、後述の第１温度変化量推定部２３７Ａ）と、前記マスタ軸モータの加減速動作以外の動作の期間において流れた電流による前記マスタ軸モータの温度変化分を推定する第二の温度変化量推定部（例えば、後述の第２温度変化量推定部２３８Ａ）とを備え、前記スレーブ軸モータ駆動部は、前記マスタ軸モータの加減速動作期間において流れた電流による前記スレーブ軸モータの温度変化分を推定する第三の温度変化量推定部（例えば、後述の第３温度変化量推定部２３７Ｂ）と、前記マスタ軸モータの加減速動作以外の動作の期間において流れた電流による前記スレーブ軸モータの温度変化分を推定する第四の温度変化量推定部（例えば、後述の第４温度変化量推定部２３８Ｂ）とを備え、前記数値制御部は、前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との比較結果、及び、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第四の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との比較結果の少なくとも一方に基づいて、前記マスタ軸モータの動作を変更するマスタ軸動作指令を作成する。

更に好適には、前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分より大きい場合、または、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第四の温度変化分によって推定された温度変化分より大きい場合は、前記数値制御部は、前記マスタ軸モータの加減速時出力が制限されるように、前記マスタ軸モータの動作を変更するマスタ軸動作指令を作成する制御装置とするとよい。

更に好適には、前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分より小さい場合、または、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第四の温度変化量推定部によって推定された温度変化分より小さい場合は、前記数値制御部は、前記マスタ軸に対する加工時負荷が制限されるように、前記マスタ軸モータの動作を変更するマスタ軸動作指令を作成する制御装置とするとよい。

更に好適には、前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との差分が所定値以内にある場合、または、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第四の温度変化部によって推定された温度変化分との差分が所定値以内にある場合は、前記数値制御部は、前記マスタ軸モータの加減速時出力と前記マスタ軸に対する加工時負荷とが制限されるように、前記マスタ軸モータの動作を変更するマスタ軸動作指令を作成する制御装置とするとよい。

本発明に係る制御方法は、マスタ軸モータを駆動するマスタ軸モータ駆動部と、スレーブ軸モータを駆動するスレーブ軸モータ駆動部と、前記マスタ軸モータ駆動部に対してマスタ軸動作指令を送信する数値制御部とを用い、前記マスタ軸モータ駆動部が、前記数値制御部から受信した前記マスタ軸動作指令に基づき、前期マスタ軸モータと同期するように前記マスタ軸モータを駆動させるステップと、前記スレーブ軸モータ駆動部が、前記マスタ軸モータから前記マスタ軸モータ駆動部経由で受信した位置フィードバック情報に基づき、前記スレーブ軸モータを駆動させるステップと、を含む工作機械の制御方法であって、前記マスタ軸モータ駆動部が有する第一の温度取得部が、前記マスタ軸モータの温度を取得するステップと、前記スレーブ軸モータ駆動部が有する第二の温度取得部が、前記スレーブ軸モータの温度を取得するステップと、前記数値制御部が、前記第一の温度取得部から受信した前記マスタ軸モータの温度が第一の所定値を超えたか、前記第二の温度取得部から受信した前記スレーブ軸モータの温度が第二の所定値を超えた際、前記マスタ軸モータの出力を制限するように動作を変更する前記マスタ軸動作指令を作成するステップと、を含む。

本発明によれば、マスタ軸モータのモータ温度だけではなく、スレーブ軸モータのモータ温度も監視した上で、マスタ軸に対する動作制御によってスレーブ軸の動作を制御することにより、マスタ軸だけではなく、スレーブ軸のオーバヒートをも回避することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る制御装置のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御装置で用いられる動作フロー図である。 本発明の第２の実施形態に係る制御装置のブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る制御装置で用いられる動作フロー図である。 本発明の第２の実施形態に係る制御装置で用いられる動作フロー図である。 本発明の第２の実施形態に係る制御装置で用いられる動作フロー図である。 マスタスレーブ同期方式で動作する駆動システムの例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図１から図６を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
まず、図１及び図２を参照しながら、第１の実施形態について詳述する。

図１に示すように、第１の実施形態に係る制御装置１００は、数値制御部１２０、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａ、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂを備える。更に、数値制御部１２０は、マスタ軸動作指令作成部１３１と判定部１３６を備え、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａは、マスタ軸動作指令受信部１３３、制御部１３４Ａ、及び温度取得部１３５Ａを備え、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂは、制御部１３４Ｂと温度取得部１３５Ｂを備える。

ここで、制御装置１００は、マスタ軸とスレーブ軸を有し、マスタスレーブ方式で動作する工作機械に対する制御装置である。当該工作機械としては、例えば、ワークを加工してギア（歯車）を製造するギア加工機が挙げられる。この場合、通常は、工具軸をマスタ軸、ワーク軸をスレーブ軸、すなわち、工具用モータをマスタ軸モータ、ワーク用モータをスレーブ軸モータとした上で、工具用モータとワーク用モータとの間で同期運転が実現される。

また、上記のマスタ軸モータ駆動部１２１Ａ、及び、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂは、各々、マスタ軸モータ１２２Ａ、及び、スレーブ軸モータ１２２Ｂに交流の駆動電力を供給するために設けられた逆変換器である。

図１に記載の制御装置１００が備える構成要素のうち、数値制御部１２０が備えるマスタ軸動作指令作成部１３１、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａが備えるマスタ軸動作指令受信部１３３、及び制御部１３４Ａ、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂが備える制御部１３４Ｂは、図７に記載の従来のマスタスレーブ同期方式で動作する駆動システム５００が備える、各要素に対応する構成要素と同様の機能を有する。具体的には、マスタ軸動作指令作成部１３１で作成されたマスタ軸動作指令は、通信回路１３２−１を経由して、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａが備えるマスタ軸動作指令受信部１３３に送信される。更に、マスタ軸動作指令受信部１３３は、受信したマスタ軸動作指令を、制御部１３４Ａに送信する。制御部１３４Ａは、マスタ軸動作指令受信部１３３から受信したマスタ軸動作指令と、マスタ軸モータ１２２Ａから受信した位置フィードバック情報とに基づき、マスタ軸モータ１２２Ａの動作を制御する。また、該位置フィードバック情報は、通信回路１３２−２を経由して、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂに送信される。スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂに送信された位置フィードバック情報は、所定の同期比が乗算されて、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂ内の制御部１３４Ｂに送信される。制御部１３４Ｂは受信した該位置フィードバック情報とスレーブ軸モータ１２２Ｂからの位置フィードバック情報とに基づき、スレーブ軸モータ１２２Ｂを駆動させる。これにより、マスタ軸モータ１２２Ａとスレーブ軸モータ１２２Ｂとの同期駆動が実現される。

一方で、図７に記載の従来のマスタスレーブ同期方式で動作する駆動システム５００に比較して、図１に記載の制御装置１００は、主として、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａが温度取得部１３５Ａを備え、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂが温度取得部１３５Ｂを備え、数値制御部１２０が判定部１３６を備える点で異なる。
具体的には、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａの温度取得部１３５Ａは、マスタ軸モータ１２２Ａの温度を取得し、取得したマスタ軸モータ１２２Ａの温度を、数値制御部１２０の判定部１３６に送信する。同様に、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂの温度取得部１３５Ｂは、スレーブ軸モータ１２２Ｂの温度を取得し、取得したスレーブ軸モータ１２２Ｂの温度を、数値制御部１２０の判定部１３６に送信する。数値制御部１２０の判定部１３６は、取得されたマスタ軸モータ１２２Ａの温度と第一の所定値との比較結果、及び、取得されたスレーブ軸モータ１２２Ｂの温度と第二の所定値との比較結果をマスタ軸動作指令作成部１３１に送信する。マスタ軸動作指令作成部１３１は、上記の２つの比較結果の内、少なくとも一方に基づいて、マスタ軸動作指令を作成し、当該マスタ軸動作指令をマスタ軸モータ駆動部１２１Ａが備えるマスタ軸動作指令受信部１３３に送信する。

ここで、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａが備える温度取得部１３５Ａ、及び、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂが備える温度取得部１３５Ｂは、周知の方法で各モータの温度を検出または推定する。例えば、モータから出力される電流値と、モータ内の巻線温度との相関値を事前に求め、動作中の電流値と当該相関値に基づき巻線温度を算出し、当該巻線温度に基づいて各モータの温度を検出してもよい。あるいは、例えば特許文献４に記載のように、モータハウジング内の油温、モータの熱容量及び発熱量等を用いて、モータ温度を推定してもよい。

図２は、上記の制御装置１００の動作フローを示す。まず、ＳＴＥＰ１１において、マスタ軸モータ駆動部１２１Ａの温度取得部１３５Ａは、マスタ軸モータ１２２Ａのモータ温度Ｔｍを取得し、スレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂの温度取得部１３５Ｂは、スレーブ軸モータ１２２Ｂのモータ温度Ｔｓを取得する。

次に、ＳＴＥＰ１２において、判定部１３６は、マスタ軸モータ１２２Ａのモータ温度Ｔｍを所定値ＴＬｍと比較し、スレーブ軸モータ１２２Ｂのモータ温度Ｔｓを所定値ＴＬｓと比較する。ＴｍがＴＬｍよりも大きい場合、または、ＴｓがＴＬｓよりも大きい場合（ＳＴＥＰ１２のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ１３に進み、マスタ軸出力が制限されるように、マスタ軸モータ１２２Ａの動作を変更する。スレーブ軸モータ１２２Ｂは、マスタ軸モータ１２２Ａと同期駆動されているため、スレーブ軸モータ１２２Ｂの動作も、同様に変更される。

ここで、マスタ軸モータ１２２Ａの動作変更としては、例えば、マスタ軸モータ１２２Ａへの印加電力を低減し、トルクを下げることが挙げられる。しかし、本発明の実施形態はこれには限定されない。

ＳＴＥＰ１２において、ＴｍがＴＬｍ以下であると共に、ＴｓがＴＬｓ以下である場合（ＳＴＥＰ１２のＮＯ）は、ＳＴＥＰ１３を省略し、動作変更はしないものとする。

＜第２の実施形態＞
次に、図３から図６を参照しながら、第２の実施形態について詳述する。

図３に示すように、第２の実施形態に係る制御装置２００は、数値制御部２２０、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａ、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂを備える。更に、数値制御部２２０は、マスタ軸動作指令作成部２３１と判定部２３９を備え、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａは、マスタ軸動作指令受信部２３３、制御部２３４Ａ、加減速判定部２３５、温度取得部２３６Ａ、第１温度変化量推定部２３７Ａ、第２温度変化量推定部２３８Ａを備え、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂは、制御部２３４Ｂ、温度取得部２３６Ｂ、第３温度変化量推定部２３７Ｂ、第４温度変化量推定部２３８Ｂを備える。

図３に記載の制御装置２００が備える構成要素のうち、数値制御部２２０が備えるマスタ軸動作指令作成部２３１、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａが備えるマスタ軸動作指令受信部２３３、制御部２３４Ａ、及び温度取得部２３６Ａ、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂが備える制御部２３４Ｂ、及び温度取得部２３６Ｂは、図１に記載の第１の実施形態に係る制御装置１００が備える、各要素に対応する構成要素と同様の機能を有するため、説明を省略する。

第２の実施形態に係る制御装置２００は、第１の実施形態に係る制御装置１００と異なり、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａが、加減速判定部２３５、第１温度変化量推定部２３７Ａ、第２温度変化量推定部２３８Ａを有する。加減速判定部２３５は、マスタ軸動作指令受信部２３３から受信したマスタ軸動作指令を基に、マスタ軸モータ２２２Ａが加減速の状態にあるか否かを判定する。なお、図３の点線で示すように、加減速判定部２３５は、マスタ軸動作指令受信部２３３から受信したマスタ軸動作指令ではなく、マスタ軸モータ２２２Ａの実測度を所定のサンプリング周期で取り込んで加減速状態の判定をしてもよい。第１温度変化量推定部２３７Ａは、加減速判定部２３５から、現時点が加減速状態にある旨の通知を受け取った場合は、加減速状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度変化分を推定する。第２温度変化量推定部２３８Ａは、加減速判定部２３５から、現時点が加減速状態にない旨の通知を受け取った場合は、加減速状態以外の状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度変化分を推定する。なお、上記の加減速判定部２３５による加減速状態にあるか否かの判断、及び、第１温度変化量推定部２３７Ａ及び第２温度変化量推定部２３８Ａによるモータ温度変化分の推定は、例えば、特許文献５に記載の方法を用いて実現することが可能である。

また、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂは、第１の実施形態に係る制御装置１００のスレーブ軸モータ駆動部１２１Ｂと異なり、第３温度変化量推定部２３７Ｂ、及び第４温度変化量推定部２３８Ｂを有する。第３温度変化量推定部２３７Ｂは、通信回路２３２−２を経由して、加減速判定部２３５から現時点が加減速状態にある旨の通知を受け取った場合は、加減速状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度変化分を推定する。第４温度変化量推定部２３８Ｂは、通信回路２３２−２を経由して、加減速判定部２３５から現時点が加減速状態にない旨の通知を受け取った場合は、加減速状態以外の状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度変化分を推定する。なお、図３においては、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂには、加減速判定部が記載されていないが、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａが備える加減速判定部２３５とは別個に、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂが加減速判定部を備え、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂが独自に、スレーブ軸モータ２２２Ｂが加減速状態にあるか否かを判定してもよい。

マスタ軸モータ駆動部２２１Ａの温度取得部２３６Ａは、マスタ軸モータ２２２Ａの温度を取得し、取得したマスタ軸モータ２２２Ａの温度を、数値制御部２２０の判定部２３９に送信する。同様に、スレーブ軸モータ２２２Ｂの温度取得部２３６Ｂは、スレーブ軸モータ２２２Ｂの温度を取得し、取得したスレーブ軸モータ２２２Ｂの温度を、数値制御部２２０の判定部２３９に送信する。また、上記の第１温度変化量推定部２３７Ａ、第２温度変化量推定部２３８Ａ、第３温度変化量推定部２３７Ｂ、第４温度変化量推定部２３８Ｂの各々は、各々が推定した温度変化量を数値制御部２２０の判定部２３９に送信する。数値制御部２２０の判定部２３９は、取得されたマスタ軸モータ２２２Ａの温度と第一の所定値との第一の比較結果、取得されたスレーブ軸モータ２２２Ｂの温度と第二の所定値との第二の比較結果、第１温度変化量推定部２３７Ａによって推定された温度変化量と第２温度変化量推定部２３８Ａによって推定された温度変化量との第三の比較結果、及び、第３温度変化量推定部２３７Ｂによって推定された温度変化量と第４温度変化量推定部２３８Ｂによって推定された温度変化量との第四の比較結果をマスタ軸動作指令作成部２３１に送信する。マスタ軸動作指令作成部２３１は、第一の比較結果と第二の比較結果のうち少なくとも一方、及び、第三の比較結果と第四の比較結果のうち少なくとも一方に基づいて、マスタ軸動作指令を作成し、該マスタ軸動作指令をマスタ軸モータ駆動部２２１Ａが備えるマスタ軸動作指令受信部２３３に送信する。

上記の制御装置２００の動作フローの第１の例は、第１の実施形態に係る制御装置１００の動作フローである図２に記載のフローと基本的に同一であるが、このフローのうち、ＳＴＥＰ１３は、具体的には図４に記載のフローとなる。
まず、ＳＴＥＰ１３−０１において、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａの第１温度変化量推定部２３７Ａは、加減速状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度上昇分を推定し、第２温度変化量推定部２３８Ａは、加減速状態以外の状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度上昇分を推定する。また、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂの第３温度変化量推定部２３７Ｂは、加減速状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度上昇分を推定し、第４温度変化量推定部２３８Ｂは、加減速状態以外の状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度上昇分を推定する。

次に、ＳＴＥＰ１３−０２において、判定部２３９は、第１温度変化量推定部２３７Ａによって推定された温度上昇分Ｔ１ｍと、第２温度変化量推定部２３８Ａによって推定された温度上昇分Ｔ２ｍとを比較し、第３温度変化量推定部２３７Ｂによって推定された温度上昇分Ｔ１ｓと、第４温度変化量推定部２３８Ｂによって推定された温度上昇分Ｔ２ｓとを比較する。Ｔ１ｍがＴ２ｍよりも大きい場合、または、Ｔ１ｓがＴ２ｓよりも大きい場合（ＳＴＥＰ１３−０２のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ１３−０３に進み、マスタ軸の加減速時出力が制限されるように、マスタ軸モータ２２２Ａの動作を変更する。スレーブ軸モータ２２２Ｂは、マスタ軸モータ２２２Ａと同期駆動されているため、スレーブ軸モータ２２２Ｂの動作も、同様に変更される。

ここで、マスタ軸の加減速時出力が制限されるようなマスタ軸モータ２２２Ａの動作変更としては、例えば、マスタ軸モータ２２２Ａの加減速時定数を変更して、モータのトルクを下げることが挙げられる。しかし、本発明の実施形態はこれには限定されない。

ＳＴＥＰ１３−０２において、Ｔ１ｍがＴ２ｍ以下であると共に、Ｔ１ｓがＴ２ｓ以下である場合（ＳＴＥＰ１３−０２のＮＯ）は、ＳＴＥＰ１３−０３を省略し、動作変更はしないものとする。

上記の制御装置２００の動作フローの第２の例は、第１の実施形態に係る制御装置１００の動作フローである図２に記載のフローと基本的に同一であるが、このフローのうち、ＳＴＥＰ１３は、具体的には図５に記載のフローとなる。まず、ＳＴＥＰ１３＿１１において、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａの第１温度変化量推定部２３７Ａは、加減速状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度上昇分を推定し、第２温度変化量推定部２３８Ａは、加減速状態以外の状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度上昇分を推定する。また、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂの第３温度変化量推定部２３７Ｂは、加減速状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度上昇分を推定し、第４温度変化量推定部２３８Ｂは、加減速状態以外の状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度上昇分を推定する。

次に、ＳＴＥＰ１３＿１２において、判定部２３９は、第１温度変化量推定部２３７Ａによって推定された温度上昇分Ｔ１ｍと、第２温度変化量推定部２３８Ａによって推定された温度上昇分Ｔ２ｍとを比較し、第３温度変化量推定部２３７Ｂによって推定された温度上昇分Ｔ１ｓと、第４温度変化量推定部２３８Ｂによって推定された温度上昇分Ｔ２ｓとを比較する。Ｔ２ｍがＴ１ｍよりも大きい場合、または、Ｔ２ｓがＴ１ｓよりも大きい場合（ＳＴＥＰ１３＿１２のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ１３＿１３に進み、マスタ軸に対する加工時負荷が制限されるように、マスタ軸モータ２２２Ａの動作を変更する。スレーブ軸モータ２２２Ｂは、マスタ軸モータ２２２Ａと同期駆動されているため、スレーブ軸モータ２２２Ｂの動作も、同様に変更される。

ここで、マスタ軸に対する加工時負荷が制限されるようなマスタ軸モータ２２２Ａの動作変更としては、例えば、マスタ軸モータ２２２Ａが主軸モータであり、スレーブ軸モータ２２２Ｂが送り軸モータである場合、マスタ軸モータ２２２Ａへの速度指令を減少させることにより、送り軸モータであるスレーブ軸モータ２２２Ｂの回転速度を減少させる措置が挙げられる。しかし、本発明の実施形態はこれには限定されない。

ＳＴＥＰ１３＿１２において、Ｔ１ｍがＴ２ｍ以上であると共に、Ｔ１ｓがＴ２ｓ以上である場合（ＳＴＥＰ１３＿１２のＮＯ）は、ＳＴＥＰ１３＿１３を省略し、動作変更はしないものとする。

上記の制御装置２００の動作フローの第３の例は、第１の実施形態に係る制御装置１００の動作フローである図２に記載のフローと基本的に同一であるが、このフローのうち、ＳＴＥＰ１３は、具体的には図６に記載のフローとなる。まず、ＳＴＥＰ１３＿２１において、マスタ軸モータ駆動部２２１Ａの第１温度変化量推定部２３７Ａは、加減速状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度上昇分を推定し、第２温度変化量推定部２３８Ａは、加減速状態以外の状態にある間のマスタ軸モータ２２２Ａのモータ温度上昇分を推定する。また、スレーブ軸モータ駆動部２２１Ｂの第３温度変化量推定部２３７Ｂは、加減速状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度上昇分を推定し、第４温度変化量推定部２３８Ｂは、加減速状態以外の状態にある間のスレーブ軸モータ２２２Ｂのモータ温度上昇分を推定する。

次に、ＳＴＥＰ１３＿２２において、判定部２３９は、第１温度変化量推定部２３７Ａによって推定された温度上昇分Ｔ１ｍと、第２温度変化量推定部２３８Ａによって推定された温度上昇分Ｔ２ｍとを比較し、第３温度変化量推定部２３７Ｂによって推定された温度上昇分Ｔ１ｓと、第４温度変化量推定部２３８Ｂによって推定された温度上昇分Ｔ２ｓとを比較する。Ｔ１ｍとＴ２ｍがほぼ同一である場合、または、Ｔ１ｓとＴ２ｓがほぼ同一である場合、具体的には、Ｔ１ｍとＴ２ｍとの差分が所定の範囲内にある場合、または、Ｔ１ｓとＴ２ｓとの差分が所定の範囲内にある場合（ＳＴＥＰ１３＿２２のＹＥＳ）は、ＳＴＥＰ１３＿２３に進み、マスタ軸の加減速時出力とマスタ軸に対する加工時負荷との双方が制限されるように、マスタ軸モータ２２２Ａの動作を変更する。スレーブ軸モータ２２２Ｂは、マスタ軸モータ２２２Ａと同期駆動されているため、スレーブ軸モータ２２２Ｂの動作も、同様に変更される。

ここで、マスタ軸の加減速時出力が制限されるようなマスタ軸モータ２２２Ａの動作変更としては、第１の例と同様に、例えば、マスタ軸モータ２２２Ａの加減速時定数を変更して、モータのトルクを下げることが挙げられる。しかし、本発明の実施形態はこれには限定されない。

また、マスタ軸に対する加工時負荷が制限されるようなマスタ軸モータ２２２Ａの動作変更としては、第２の例と同様に、例えば、マスタ軸モータ２２２Ａが主軸モータであり、スレーブ軸モータ２２２Ｂが送り軸モータである場合、マスタ軸モータ２２２Ａへの速度指令を減少させることにより、送り軸モータであるスレーブ軸モータ２２２Ｂの回転速度を減少させる措置が挙げられる。しかし、本発明の実施形態はこれには限定されない。

ＳＴＥＰ１３＿２２において、Ｔ１ｍとＴ２ｍとの差分が所定の範囲内になく、かつ、Ｔ１ｓとＴ２ｓの差分も所定の範囲内にない場合（ＳＴＥＰ１３＿２２のＮＯ）は、ＳＴＥＰ１３＿２３を省略し、動作変更はしないものとする。

上記の第１の実施形態に係る制御装置１００及び第２の実施形態に係る制御装置２００のいずれを用いても、マスタ軸及びスレーブ軸双方のモータ温度を監視し、マスタ軸に対する動作制御によってスレーブ軸の動作を制御することにより、両軸のオーバヒートを回避することが可能となる。とりわけ、第２の実施形態に係る制御装置２００においては、モータ温度の温度上昇の要因が、加減速かそれ以外の要因かによって、マスタ軸モータ２２２Ａ、ひいてはスレーブ軸モータ２２２Ｂに対する動作指令の内容を変えることが可能であり、より一層、両軸のオーバヒートを回避することが可能となる。

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。

制御装置１００または制御装置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（制御装置１００または制御装置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（制御装置１００または制御装置２００）に提供されてもよい。

１００ ２００ 制御装置
１２０ ２２０ 数値制御部
１２１Ａ ２２１Ａ マスタ軸モータ駆動部
１２１Ｂ ２２１Ｂ スレーブ軸モータ駆動部
１２２Ａ ２２２Ａ マスタ軸モータ
１２２Ｂ ２２２Ｂ スレーブ軸モータ
１３１ ２３１ マスタ軸動作指令作成部
１３２−１ １３２−２ ２３２−１ ２３２−２ ２３２−３ 通信回路
１３３ ２３３ マスタ軸動作指令受信部
１３４Ａ １３４Ｂ ２３４Ａ ２３４Ｂ 制御部
１３５Ａ １３５Ｂ ２３６Ａ ２３６Ｂ 温度取得部
１３６ ２３９ 判定部
２３５ 加減速判定部
２３７Ａ 第１温度変化量推定部
２３８Ａ 第２温度変化量推定部
２３７Ｂ 第３温度変化量推定部
２３８Ｂ 第４温度変化量推定部
５００ 駆動システム
５２０ 数値制御部
５２１Ａ マスタ軸モータ駆動部
５２１Ｂ スレーブ軸モータ駆動部
５２２Ａ マスタ軸モータ
５２２Ｂ スレーブ軸モータ
５３１ マスタ軸動作指令作成部
５３２−１ ５３２−２ 通信回路
５３３ マスタ軸動作指令受信部
５３４−Ａ ５３４−Ｂ 制御部

Claims (5)

1. マスタ軸モータを駆動するマスタ軸モータ駆動部と、スレーブ軸モータを駆動するスレーブ軸モータ駆動部と、前記マスタ軸モータ駆動部に対してマスタ軸動作指令を送信する数値制御部とを備え、前記マスタ軸モータ駆動部は、前記数値制御部から受信した前記マスタ軸動作指令に基づき、前記マスタ軸モータを駆動させ、前記スレーブ軸モータ駆動部は、前記マスタ軸モータから前記マスタ軸モータ駆動部経由で受信した位置フィードバック情報に基づき、前記マスタ軸モータと同期するように前記スレーブ軸モータを駆動させる、工作機械の制御装置であって、
   前記マスタ軸モータ駆動部は、
   前記マスタ軸モータの温度を取得する第一の温度取得部と、
   前記マスタ軸モータが加減速動作を行っているか、加減速以外の動作を行っているかを判定する加減速判定部と、
   前記マスタ軸モータの加減速動作期間において流れた電流による前記マスタ軸モータの温度変化分を推定する第一の温度変化量推定部と、
   前記マスタ軸モータの加減速動作以外の動作の期間において流れた電流による前記マスタ軸モータの温度変化分を推定する第二の温度変化量推定部とを備え、
   前記スレーブ軸モータ駆動部は、
   前記スレーブ軸モータの温度を取得する第二の温度取得部と、
   前記マスタ軸モータの加減速動作期間において流れた電流による前記スレーブ軸モータの温度変化分を推定する第三の温度変化量推定部と、
   前記マスタ軸モータの加減速動作以外の動作の期間において流れた電流による前記スレーブ軸モータの温度変化分を推定する第四の温度変化量推定部とを備え、
   前記数値制御部は、前記第一の温度取得部から受信した前記マスタ軸モータの温度が第一の所定値を超えたか、または、前記第二の温度取得部から受信した前記スレーブ軸モータの温度が第二の所定値を超えた際、前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との比較結果に基づいて、前記マスタ軸モータの出力を低減するように動作を変更する前記マスタ軸動作指令を作成し、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第四の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との比較結果に基づいて、前記マスタ軸モータの出力を低減するように動作を変更する前記マスタ軸動作指令を作成する制御装置。
2. 前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分より大きい場合、または、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第四の温度変化分によって推定された温度変化分より大きい場合は、前記数値制御部は、前記マスタ軸モータの加減速時出力が低減されるように、前記マスタ軸モータの動作を変更するマスタ軸動作指令を作成する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分より小さい場合、または、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分が前記第四の温度変化分によって推定された温度変化分より小さい場合は、前記数値制御部は、マスタ軸に対する加工時負荷が低減されるように、前記マスタ軸モータの動作を変更するマスタ軸動作指令を作成する請求項１に記載の制御装置。
4. 前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との差分が所定値以内にある場合、または、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第四の温度変化部によって推定された温度変化分との差分が所定値以内にある場合は、前記数値制御部は、前記マスタ軸モータの加減速時出力とマスタ軸に対する加工時負荷とが低減されるように、前記マスタ軸モータの動作を変更するマスタ軸動作指令を作成する請求項１に記載の制御装置。
5. マスタ軸モータを駆動するマスタ軸モータ駆動部と、スレーブ軸モータを駆動するスレーブ軸モータ駆動部と、前記マスタ軸モータ駆動部に対してマスタ軸動作指令を送信する数値制御部とを用い、前記マスタ軸モータ駆動部が、前記数値制御部から受信した前記マスタ軸動作指令に基づき、前記マスタ軸モータと同期するように前記マスタ軸モータを駆動させるステップと、前記スレーブ軸モータ駆動部が、前記マスタ軸モータから前記マスタ軸モータ駆動部経由で受信した位置フィードバック情報に基づき、前記スレーブ軸モータを駆動させるステップと、を含む工作機械の制御方法であって、
   前記マスタ軸モータ駆動部が有する第一の温度取得部が、前記マスタ軸モータの温度を取得するステップと、
   前記マスタ軸モータ駆動部が有する加減速判定部が、前記マスタ軸モータが加減速動作を行っているか、加減速以外の動作を行っているかを判定するステップと、
   前記マスタ軸モータ駆動部が有する第一の温度変化量推定部が、前記マスタ軸モータの加減速動作期間において流れた電流による前記マスタ軸モータの温度変化分を推定するステップと、
   前記マスタ軸モータ駆動部が有する第二の温度変化量推定部が、前記マスタ軸モータの加減速動作以外の動作の期間において流れた電流による前記マスタ軸モータの温度変化分を推定するステップと、
   前記スレーブ軸モータ駆動部が有する第二の温度取得部が、前記スレーブ軸モータの温度を取得するステップと、
   前記スレーブ軸モータ駆動部が有する第三の温度変化量推定部が、前記マスタ軸モータの加減速動作期間において流れた電流による前記スレーブ軸モータの温度変化分を推定するステップと、
   前記スレーブ軸モータ駆動部が有する第四の温度変化量推定部が、前記マスタ軸モータの加減速動作以外の動作の期間において流れた電流による前記スレーブ軸モータの温度変化分を推定するステップと、
   前記数値制御部が、前記第一の温度取得部から受信した前記マスタ軸モータの温度が第一の所定値を超えたか、前記第二の温度取得部から受信した前記スレーブ軸モータの温度が第二の所定値を超えた際、前記第一の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第二の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との比較結果に基づいて、前記マスタ軸モータの出力を低減するように動作を変更する前記マスタ軸動作指令を作成し、前記第三の温度変化量推定部によって推定された温度変化分と前記第四の温度変化量推定部によって推定された温度変化分との比較結果に基づいて、前記マスタ軸モータの出力を制限低減するように動作を変更する前記マスタ軸動作指令を作成するステップと、を含む制御方法。

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