JP7218701B2 - 工作機械、フィードバック制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本技術は、工具を装着する主軸の回転速度を制御する工作機械、フィードバック制御方法及びコンピュータプログラムに関する。

主軸に装着した工具によってワークを加工する場合、工具に振動が発生する事がある。振動の振幅が大きくなった場合、ワークの加工面の粗さが大きくなり、製品の品質が悪化する。従来、主軸の回転速度の増減パターンを工作機械の制御装置に格納し、格納した増減パターンに基づいて主軸の回転速度を変更する工作機械が提案されている。主軸の回転速度を変更することで、振動の増幅を抑制することができる（例えば特許文献１参照）。

特開２００５－１４４５８０号公報

前記工作機械は、工具に作用する負荷が小さい場合であっても、負荷が大きい場合と同様に、主軸の回転速度を変更する。即ち、工具の振動が小さい場合であっても、工具の振動が大きい場合と同じように、工作機械は主軸の回転速度を変更する。工具の振動が小さい場合、回転速度の変更によって、ワークの加工面の粗さが大きくなるおそれがある。

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、工具に作用する負荷の大小に応じて、主軸の回転速度を制御することができる工作機械、フィードバック制御方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る工作機械は、工具を装着する主軸の回転速度をフィードバック制御する制御装置を備える工作機械において、前記制御装置は、前記主軸の周方向位置を取得する取得部と、前記主軸の回転に関する速度ループゲイン及び前記主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成する作成部とを備え、前記取得部にて取得した前記主軸の周方向位置及び前記作成部にて作成したゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御する。

本開示の一実施形態においては、ゲインマップを作成し、作成したゲインマップに基づいて、主軸の回転速度を制御するので、工具に作用する負荷の大小に応じて、回転速度の制御量も大小となる。

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記作成部は前記主軸に装着する工具の刃数に基づいてゲインマップを作成する。

本開示の一実施形態においては、ゲインマップは工具の刃数に基づいているので、各刃に対応した速度ループゲインを設定できる。

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記速度ループゲインは速度ループ比例ゲイン又は速度ループ積分ゲインである。

本開示の一実施形態においては、速度ループ比例ゲイン又は速度ループ積分ゲインを設定することによって、工具に作用する負荷の大小に応じた回転速度の制御を実現できる。

本開示の一実施形態に係る工作機械は、前記制御装置は、前記主軸の目標回転速度が所定回転速度以下であるか否かを判定する判定部と、前記ゲインマップに基づいて定まる前記速度ループゲインとは異なる第二速度ループゲインを格納する格納部とを備え、前記判定部にて所定回転速度以下であると判定した場合、前記ゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御し、前記判定部にて所定回転速度以下でないと判定した場合、前記第二速度ループゲインに基づいて、前記主軸の回転速度を制御する。

本開示の一実施形態においては、主軸の回転速度が所定回転速度以下でない場合、即ち主軸が高速回転している場合、慣性力が主軸に働くため、主軸の速度を変更することは難しい。そのため、主軸が高速回転している場合、第二速度ループゲインに基づいて、主軸の回転速度を適切に制御する。

本開示の一実施形態に係るフィードバック制御方法は、主軸の回転速度のフィードバック制御方法において、前記主軸の周方向位置を取得し、前記主軸に装着する工具の刃数に基づいて、前記主軸の回転に関する速度ループゲイン及び前記主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成し、取得した前記主軸の周方向位置及び作成したゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御する。

本開示の一実施形態においては、ゲインマップを作成し、作成したゲインマップに基づいて、主軸の回転速度を制御するので、工具に作用する負荷の大小に応じて、回転速度の制御量も大小となる。

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、主軸の回転速度をフィードバック制御する制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、前記制御装置に、前記主軸の周方向位置を取得させ、前記主軸に装着する工具の刃数に基づいて、前記主軸の回転に関する速度ループゲイン及び前記主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成させ、取得した前記主軸の周方向位置及び作成したゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御させる。

本開示の一実施形態においては、ゲインマップを作成し、作成したゲインマップに基づいて、主軸の回転速度を制御するので、工具に作用する負荷の大小に応じて、回転速度の制御量も大小となる。

本開示の一実施形態に係る工作機械、フィードバック制御方法及びコンピュータプログラムにあっては、ゲインマップを作成し、作成したゲインマップに基づいて、主軸の回転速度を制御するので、工具に作用する負荷の大小に応じて、回転速度の制御量も大小となる。

実施の形態１に係る工作機械の縦断面図である。 工作機械の制御装置を略示するブロック図である。 主軸制御回路、主軸モータ、エンコーダ及び微分器のブロック線図である。 主軸の回転に関する速度ループゲイン及び主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成するマップ作成処理を説明するフローチャートである。 工具及びワークを示す模式図である。 主軸の回転角度に対する速度ループ比例ゲインＧ１のゲインマップの一例を示す図である。 主軸の回転角度に対する速度ループ積分ゲインＧ２のゲインマップの一例を示す図である。 ＣＰＵによる主軸の駆動処理を説明するフローチャートである。 第一負荷Ｔ１が工具に作用した場合における主軸の出力トルクＰ１、主軸の回転速度Ｓ１、速度ループ比例ゲインＧ１、速度ループ積分ゲインＧ２のタイミングチャートである。 第二負荷Ｔ２が工具に作用した場合における主軸の出力トルクＰ２、主軸の回転速度Ｓ２、速度ループ比例ゲインＧ１、速度ループ積分ゲインＧ２のタイミングチャートである。 実施の形態２に係るＣＰＵによる主軸の駆動処理を説明するフローチャートである。

（実施の形態１）以下本発明を、実施の形態１に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。図１は、工作機械の縦断面図である。以下の説明では図中矢印で示す上下左右前後を使用する。図１に示す如く、工作機械は前後に長い矩形の基台１を備える。立柱２は基台１の後部に固定する。基台１の前部にワークを保持するワーク保持部１０を設けてある。ワーク保持部１０は、前後方向に移動するＹ方向移動部１１、左右方向に移動するＸ方向移動部１２、ワークを固定する台１３を備える。Ｙ方向移動部１１はＹ軸モータ１６（図２参照）を備え、Ｙ軸モータ１６の駆動によってＹ方向移動部１１は前後移動する。Ｘ方向移動部１２はＸ軸モータ２３（図２参照）を備え、Ｘ軸モータ２３によってＸ方向移動部１２は左右移動する。

Ｙ方向移動部１１は基台１上に設けてあり、Ｘ方向移動部１２はＹ方向移動部１１上に設けてある。台１３はＸ方向移動部１２上に設けてある。Ｘ方向移動部１２とＹ方向移動部１１の左右前後移動は、台１３に固定したワークの左右前後の位置を決定する。

上下方向に移動可能な主軸ヘッド３は立柱２の前面に設けてある。Ｚ軸モータ３３（図２参照）は立柱２に設けてあり、Ｚ軸モータ３３は主軸ヘッド３を上下移動する。主軸ヘッド３は上下に延びた主軸（図示略）を軸回りに回転可能に保持する。主軸モータ８は主軸ヘッド３の上端部に設けてあり、主軸モータ８の駆動によって主軸は回転する。二つの支持板７は立柱２から前方に突出し且つ左右に並ぶ。支持板７は工具マガジン６を支持し、工具マガジン６は工具５を保持する。マガジンモータ６０（図２参照）の駆動によって、工具マガジン６は回転し、所定の工具５を最下位置、即ち交換位置に送る。

図２は、工作機械の制御装置５０を略示するブロック図である。図２に示す如く、制御装置５０はＣＰＵ５１、記憶部５２、ＲＡＭ５３、入出力インタフェース５４を備える。記憶部５２は書き換え可能なメモリであり、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等である。記憶部５２はワークを加工する加工プログラム、主軸ヘッド３と工具マガジン６の動作プログラム、タッピング動作及び主軸の位置決め動作等に使用するゲイン、後述するゲインマップを作成するプログラム等を記憶する。制御装置５０は記憶部５２に記憶したプログラムに基づいて、工作機械を制御する。ＣＰＵ５１は、加工プログラムを構成する複数の指令を順次読み込み、読み込んだ指令を実行する。制御装置５０は予めプログラムを格納したＲＯＭを備えていてもよい。

作業者が操作部１４を操作した場合、操作部１４から入出力インタフェース５４に信号が入力する。操作部１４はキーボード、ボタン、タッチパネル等である。入出力インタフェース５４は表示部１５に信号を出力する。表示部１５は文字、図形、記号等を表示する。表示部１５は、例えば液晶表示パネルである。

制御装置５０はＸ軸モータ２３に対応したＸ軸制御回路５５、サーボアンプ５５ａ、微分器２３ｂを備える。Ｘ軸モータ２３はエンコーダ２３ａを備える。Ｘ軸制御回路５５はＣＰＵ５１からの指令に基づき、電流量を示す命令をサーボアンプ５５ａに出力する。サーボアンプ５５ａは前記命令を受け、Ｘ軸モータ２３に駆動電流を出力する。エンコーダ２３ａはＸ軸制御回路５５に位置フィードバック信号を出力する。Ｘ軸制御回路５５は位置フィードバック信号に基づき位置のフィードバック制御を実行する。エンコーダ２３ａは微分器２３ｂに位置フィードバック信号を出力し、微分器２３ｂは位置フィードバック信号を速度フィードバック信号に変換して、Ｘ軸制御回路５５に出力する。Ｘ軸制御回路５５は速度フィードバック信号に基づき、速度のフィードバック制御を実行する。電流検出器５５ｂはサーボアンプ５５ａが出力した駆動電流の値を検出する。電流検出器５５ｂは駆動電流の値をＸ軸制御回路５５にフィードバックする。Ｘ軸制御回路５５は駆動電流の値に基づき、電流制御を実行する。

制御装置５０はＹ軸モータ１６に対応したＹ軸制御回路５６、サーボアンプ５６ａ、微分器１６ｂ、電流検出器５６ｂを備え、Ｙ軸モータ１６はエンコーダ１６ａを備える。Ｙ軸制御回路５６、サーボアンプ５６ａ、微分器１６ｂ、Ｙ軸モータ１６、エンコーダ１６ａ、電流検出器５６ｂはＸ軸のものと同様であり、その説明を省略する。制御装置５０はＺ軸モータ３３に対応したＺ軸制御回路５７、サーボアンプ５７ａ、電流検出器５７ｂ、微分器３３ｂを備える。Ｚ軸モータ３３はエンコーダ３３ａを備える。Ｚ軸制御回路５７、サーボアンプ５７ａ、微分器３３ｂ、Ｚ軸モータ３３、エンコーダ３３ａ、電流検出器５７ｂはＸ軸のものと同様であり、その説明を省略する。制御装置５０はマガジンモータ６０に対応したマガジン制御回路５８、サーボアンプ５８ａ、電流検出器５８ｂ、微分器６０ｂを備える。マガジンモータ６０はエンコーダ６０ａを備える。マガジン制御回路５８、サーボアンプ５８ａ、微分器６０ｂ、マガジンモータ６０、エンコーダ６０ａ、電流検出器５８ｂはＸ軸のものと同様であり、その説明を省略する。

制御装置５０は主軸モータ８に対応した主軸制御回路７９、サーボアンプ７９ａ、電流検出器７９ｂ、微分器８０ｂを備える。主軸モータ８はエンコーダ８０ａを備える。サーボアンプ７９ａ、微分器８０ｂ、主軸モータ８、エンコーダ８０ａ、電流検出器７９ｂはＸ軸のものと同様であり、その説明を省略する。主軸制御回路７９は基本的にＸ軸のものと同様であるが、以下に説明するように、Ｘ軸のものとは異なる構成も備える。

図３は、主軸制御回路７９、主軸モータ８、エンコーダ８０ａ及び微分器８０ｂのブロック線図である。ブロック線図はラプラス変換した形式にて表す。図３において、サーボアンプ７９ａ及び電流検出器７９ｂの記載を省略する。主軸制御回路７９は、第一加算器７０、第一伝達要素７１、第二加算器７２、第二伝達要素７３、第三加算器７４、積分器７５、及び第三伝達要素７６を備える。なお主軸制御回路７９は微分器８０ｂを備えてもよい。

第一加算器７０に、ＣＰＵ５１から位置指令値が入力し、エンコーダ８０ａから位置フィードバック指令値が入力する。第一加算器７０にて、位置指令値から位置フィードバック指令値を減算し、第一伝達要素７１に出力する。

第一伝達要素７１は位置ループ比例ゲインＧ０であり、第一加算器７０の出力値にＧ０を乗算し、第二加算器７２に出力する。第二加算器７２に第一伝達要素７１からの出力値と、微分器８０ｂからの速度フィードバック指令値とが入力する。第二加算器７２にて、第一伝達要素７１の出力値から速度フィードバック指令値を減算し、第二伝達要素７３及び積分器７５に出力する。

第二伝達要素７３は、例えば速度ループ比例ゲインＧ１を格納し、第二加算器７２の出力値にＧ１を乗算し、第三加算器７４に出力する。積分器７５は第二加算器７２の出力値を積分し、第三伝達要素７６に出力する。第三伝達要素７６は、例えば速度ループ積分ゲインＧ２を格納し、積分器７５の出力値にＧ２を乗算し、第三加算器７４に出力する。

第三加算器７４にて、第二伝達要素７３及び第三伝達要素７６の出力値を加算し、主軸モータ８に出力する。主軸モータ８の駆動によってエンコーダ８０ａが回転し、エンコーダ８０ａの出力値、即ち位置フィードバック指令値が微分器８０ｂ及び第一加算器７０に入力する。

図４は、主軸の回転に関する速度ループゲイン及び主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成するマップ作成処理を説明するフローチャート、図５は、工具５及びワーク４０を示す模式図である。ユーザが操作部１４を操作し、ゲインマップを作成する指令を入力した場合、ＣＰＵ５１はゲインマップを作成する。ＣＰＵ５１は、前記Ｇ１及びＧ２についてゲインマップを夫々作成する。

ＣＰＵ５１は、工具５の刃数の入力があったか否か判定する（Ｓ１）。ユーザは操作部１４を操作し、刃数ｎを入力する。刃数の入力がない場合（Ｓ１：ＮＯ）、Ｓ１に処理を戻す。例えば図５に示す如く、工具５の刃数が四つの場合、ｎは４である。

刃数の入力があった場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はゲインを変更する角度を算出する（Ｓ２）。ＣＰＵ５１は、工具５の刃の位相間隔は等間隔であるとして、３６０度／ｎを算出する。例えばｎが４である場合、９０度を算出する。

ＣＰＵ５１は、９０度毎に、異なる大きさのゲインを設定したゲインマップを作成して、記憶部５２に記憶し（Ｓ３）、処理を終了する。

図６は、主軸の回転角度に対する速度ループ比例ゲインＧ１のゲインマップの一例を示す図、図７は、主軸の回転角度に対する速度ループ積分ゲインＧ２のゲインマップの一例を示す図である。記憶部５２は、例えば、図６に示す如く、３６０／ｎ度毎に、値Ａと、値Ａよりも大きい値Ｂとに、Ｇ１を変更するゲインマップを記憶し、図７に示す如く、３６０／ｎ度毎に、値Ｃと、値Ｃよりも大きい値Ｄとに、Ｇ２を変更するゲインマップを記憶する。

ＣＰＵ５１は、工具５の位置決めを行う場合、主軸の周方向位置と工具５の刃の周方向位置とを対応付ける。また主軸の周方向位置と、各ゲインマップにおけるゲインの値を変更する角度とを対応付ける。即ち、主軸の周方向位置と各ゲインマップにおけるゲインの値を変更する角度とを対応付ける。

図８は、ＣＰＵ５１による主軸の駆動処理を説明するフローチャートである。ＣＰＵ５１は、主軸の駆動処理の為の変数設定が終了したか否か判定する（Ｓ１１）。ユーザは操作部１４を操作し、変数設定を行う。変数設定が終了していない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１１に処理を戻す。

変数設定が終了している場合、ＣＰＵ５１は現在実行している加工プログラムの指令から、主軸回転指令を実行しているか否か判定する（Ｓ１２）。主軸回転指令を実行している場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はエンコーダ８０ａから主軸の角度、即ち周方向位置を取得する（Ｓ１３）。

ＣＰＵ５１は、実行中の主軸回転指令が通常回転指令であるか否か判定する（Ｓ１４）。通常回転指令とは、切削加工の為の回転指令であり、例えばＭコードのＭ３、Ｍ４指令が該当する。タッピングの為の回転指令、例えばＧコードのＧ６３、Ｇ７４指令、又は位置決めの為の指令、例えばＭコードのＭ１９指令等は、通常回転指令とは異なる回転指令である。

通常回転指令である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はＧ１及びＧ２のマップを参照し（図６、図７参照）、Ｓ１３にて取得した主軸角度に応じたＧ１及びＧ２の値、即ちゲインを取得する（Ｓ１５）。

通常回転指令でない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は記憶部５２を参照し、実行中の指令に対応する速度ループ比例ゲイン及び速度ループ積分ゲインを取得する（Ｓ１６）。記憶部５２は、例えば、タッピングの為の回転指令又は位置決めの為の指令に対応した速度ループ比例ゲインＧ３及び速度ループ積分ゲインＧ４を予め記憶している。前記Ｇ３及びＧ４の値は、例えば定数である。

Ｓ１５又はＳ１６においてゲインを取得した後、取得したゲインを第二伝達要素７３及び第三伝達要素７６に設定し、主軸モータ８のフィードバック制御を行う（Ｓ１７）。Ｓ１５においてゲインＧ１及びＧ２を取得した場合、第二伝達要素７３にゲインＧ１を設定し、第三伝達要素７６にゲインＧ２を設定する。Ｓ１６においてゲインＧ３及びＧ４を取得した場合、第二伝達要素７３にゲインＧ３を設定し、第三伝達要素７６にゲインＧ４を設定する。

Ｓ１７のフィードバック制御の実行後、又はＳ１２において、主軸回転指令を実行していないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ５１はリセット要求があったか否か判定する（Ｓ１８）。

リセット要求がない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、ＣＰＵ５１はＳ１２に処理を戻し、加工プログラムの次の指令を読み込み、主軸回転指令を実行しているか否か判定する。リセット要求があった場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はステップＳ１１に処理を戻す。

図９は、第一負荷Ｔ１が工具５に作用した場合における主軸の出力トルクＰ１、主軸の回転速度Ｓ１、速度ループ比例ゲインＧ１、速度ループ積分ゲインＧ２のタイミングチャートである。図９のＳＡは主軸の目標回転数を示す。第一負荷Ｔ１はトルクとして表すことができる。

図９に示す如く、ゲインＧ１がＢである場合、ゲインＧ１がＡである場合よりも、主軸の出力トルクＰ１の応答速度は速く、第一負荷Ｔ１に近似したトルクを出力し、回転速度の減少も僅かである。またゲインＧ２がＤである場合、ゲインＧ２がＣである場合よりも、主軸の出力トルクＰ１の応答速度は速く、第一負荷Ｔ１に近似したトルクを出力し、回転速度の減少も僅かである。

図１０は、第二負荷Ｔ２が工具５に作用した場合における主軸の出力トルクＰ２、主軸の回転速度Ｓ２、速度ループ比例ゲインＧ１、速度ループ積分ゲインＧ２のタイミングチャートである。図１０のＳＡは主軸の目標回転数を示す。第二負荷Ｔ２はトルクとして表すことができ、第一負荷Ｔ１よりも小さい。

図１０に示す如く、ゲインＧ１がＢである場合、ゲインＧ１がＡである場合よりも、主軸の出力トルクＰ２の応答速度は速く、第二負荷Ｔ２に近似したトルクを出力し、回転速度の減少も僅かである。またゲインＧ２がＤである場合、ゲインＧ２がＣである場合よりも、主軸の出力トルクＰ１の応答速度は速く、第二負荷Ｔ２に近似したトルクを出力し、回転速度の減少も僅かである。

図９及び図１０に示すように、ゲインＧ１又はゲインＧ２の値を定期的に変更することによって、回転速度が定期的に変更され、主軸は高速回転及び低速回転を繰り返す。そのため、工具５の振動の増幅を抑制することができる。

図９及び図１０に示すように、第二負荷Ｔ２が工具５に作用している場合、主軸の回転速度の変動量は、第一負荷Ｔ１が工具５に作用している場合よりも小さい。即ち工具５に作用する負荷の大小に応じて、主軸の回転速度の制御量も大小となり、回転速度は安定する。

ゲインマップは工具５の刃数に基づいているので、各刃に対応した速度ループゲインを設定できる。また速度ループ比例ゲインＧ１又は速度ループ積分ゲインＧ２を設定することによって、工具５に作用する負荷の大小に応じた回転速度の制御を実現できる。

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。実施の形態２に係る構成の内、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

工作機械の記憶部５２は、速度ループ比例ゲインＧ５及び速度ループ積分ゲインＧ６を予め記憶する。速度ループ比例ゲインＧ５は、図６に示すゲインマップによって定まる速度ループ比例ゲインＧ１とは異なる。速度ループ積分ゲインＧ６は、図７に示すゲインマップによって定まる速度ループ積分ゲインＧ２とは異なる。前記Ｇ５及びＧ６の値は、例えば定数であり、Ｇ５及びＧ６は夫々Ｇ１及びＧ２よりも大きい。記憶部５２は閾値回転速度Ｖを予め記憶する。速度ループ比例ゲインＧ５及び速度ループ積分ゲインＧ６は第二速度ループゲインを構成する。

図１１は、ＣＰＵ５１による主軸の駆動処理を説明するフローチャートである。図１１におけるＳ２１～Ｓ２４は、図８のＳ１１～Ｓ１４と同じ処理であり、Ｓ２５は図８のＳ１６と同じ処理であり、Ｓ３０は図８のＳ１８と同じ処理であるので、その詳細な説明は省略する。ここではＳ２６～Ｓ２９について説明する。

Ｓ２４において、実行中の主軸回転指令が通常回転指令であると判定した場合、ＣＰＵ５１は、主軸回転指令の目標回転速度が閾値回転速度Ｖ以下であるか否か判定する（Ｓ２６）。目標回転速度が閾値回転速度Ｖ以下でない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は記憶部５２から速度ループ比例ゲインＧ５及び速度ループ積分ゲインＧ６を取得する（Ｓ２７）。閾値回転速度は刃数が４の時、１５００rpmとしている。

目標回転速度が閾値回転速度Ｖ以下である場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１はＧ１及びＧ２のマップを参照し（図６、図７参照）、Ｓ２３にて取得した主軸角度に応じた速度ループ比例ゲインＧ１及び速度ループ積分ゲインＧ２を取得する（Ｓ２８）。

Ｓ２５、Ｓ２７又はＳ２８においてゲインを取得した後、取得したゲインを第二伝達要素７３及び第三伝達要素７６に設定し、主軸モータ８のフィードバック制御を行う（Ｓ２９）。Ｓ２８においてゲインＧ１及びＧ２を取得した場合、第二伝達要素７３にゲインＧ１を設定し、第三伝達要素７６にゲインＧ２を設定する。Ｓ２５においてゲインＧ３及びＧ４を取得した場合、第二伝達要素７３にゲインＧ３を設定し、第三伝達要素７６にゲインＧ４を設定する。Ｓ２７においてゲインＧ５及びＧ６を取得した場合、第二伝達要素７３にゲインＧ５を設定し、第三伝達要素７６にゲインＧ６を設定する。

主軸の回転速度が閾値回転速度Ｖ以下でない場合、即ち主軸が高速回転している場合、慣性力が主軸に働くため、主軸の速度を変更することは難しい。そのため、主軸が高速回転している場合、速度ループ比例ゲインＧ５及び速度ループ積分ゲインＧ６、即ち第二速度ループゲインに基づいて、主軸の回転速度を適切に制御する。Ｇ５及びＧ６をＧ１及びＧ２よりも大きい定数とすることによって、高速回転している主軸を適切に制御し易くなる。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

５ 工具
８ 主軸モータ
１４ 操作部
５０ 制御装置
５１ ＣＰＵ
５２ 記憶部
５４ 入出力インタフェース
７１ 第一伝達要素
７３ 第二伝達要素
７５ 積分器
７６ 第三伝達要素
７９ 主軸制御回路
７９ａ サーボアンプ
８０ａ エンコーダ
８０ｂ 微分器

Claims (5)

1. 工具を装着する主軸の回転速度をフィードバック制御する制御装置を備える工作機械において、
   前記制御装置は、
   前記主軸の周方向位置を取得する取得部と、
   前記主軸の回転に関する速度ループゲイン及び前記主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成する作成部と
   を備え、
   前記取得部にて取得した前記主軸の周方向位置及び前記作成部にて作成したゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御し、
   前記作成部は３６０／ｎ（ｎは前記主軸に装着する工具の刃数）度毎にゲインの値が変更されるゲインマップを作成する
   工作機械。
2. 前記速度ループゲインは速度ループ比例ゲイン又は速度ループ積分ゲインである
   請求項１に記載の工作機械。
3. 前記制御装置は、
   前記主軸の目標回転速度が所定回転速度以下であるか否かを判定する判定部と、
   前記ゲインマップに基づいて定まる前記速度ループゲインとは異なる第二速度ループゲインを格納する格納部と
   を備え、
   前記判定部にて所定回転速度以下であると判定した場合、前記ゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御し、
   前記判定部にて所定回転速度以下でないと判定した場合、前記第二速度ループゲインに基づいて、前記主軸の回転速度を制御する
   請求項１又は２に記載の工作機械。
4. 主軸の回転速度のフィードバック制御方法において、
   前記主軸の周方向位置を取得し、
   前記主軸に装着する工具の刃数に基づいて、前記主軸の回転に関する速度ループゲイン及び前記主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成し、
   取得した前記主軸の周方向位置及び作成したゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御し、
   ３６０／ｎ（ｎは前記主軸に装着する工具の刃数）度毎にゲインの値が変更されるゲインマップを作成する
   フィードバック制御方法。
5. 主軸の回転速度をフィードバック制御する制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
   前記制御装置に、
   前記主軸の周方向位置を取得させ、
   前記主軸に装着する工具の刃数に基づいて、前記主軸の回転に関する速度ループゲイン及び前記主軸の周方向位置の関係を示すゲインマップを作成させ、
   取得した前記主軸の周方向位置及び作成したゲインマップに基づいて、前記主軸の回転速度を制御させ、
   ３６０／ｎ（ｎは前記主軸に装着する工具の刃数）度毎にゲインの値が変更されるゲインマップを作成させる
   コンピュータプログラム。

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