JP7448658B2

JP7448658B2 - 工作機械の制御装置と制御方法及びスレーブ軸制御装置

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Description

本発明は、工作機械の制御装置と制御方法及びスレーブ軸制御装置に関する。

数値制御装置（Numerical Control device）を適用した工作機械におけるタッピング動作の制御において、加工しようとするねじのピッチに合わせて送り指令と回転指令とを数値制御装置（以下、ＮＣ装置という）内で生成し、主軸の回転量を検出し、検出された回転量に従って送りモータを駆動する装置が特許文献１に記載されている。

具体的には、特許文献１には、主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、機械の送り位置を検出する送り位置検出手段とを備え、主軸を回転する回転モータと送りを駆動する送りモータとを同期運転してタッピング加工動作を行うねじ加工装置が記載されている。そして、ねじ加工装置が、回転指令値と検出された主軸の回転位置との回転偏差を演算する回転偏差演算手段と、その回転偏差に従って回転モータを駆動する回転駆動手段と、回転の速度及び加速度を算出し、その算出値からねじピッチに基づいて相当する送り指令値を演算する送り指令値演算手段と、検出された主軸の回転位置からねじピッチに基づいて相当する送り補正値を演算する送り補正値演算手段と、その送り補正値と検出された機械の送り量との送り偏差を演算する送り偏差演算手段と、その送り偏差により前記送り指令値を補正する補正手段と、その補正手段により補正された送り指令値に従って送りモータを駆動する送り駆動手段と、を備えることが記載されている。

特許第２６２９７２９号

マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う軸構成が含まれる工作機械の制御装置において、主軸等のマスタ軸に対する送り軸等のスレーブ軸の追従の遅れ、特に、反転直後の加速動作におけるマスタ軸に対するスレーブ軸の追従の遅れが生じやすい。

よって、マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う軸構成が含まれる工作機械の制御装置において、マスタ軸に対するスレーブ軸の追従性を改善して同期精度を向上させることが望まれる。

（１）本開示の第１の態様は、マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う、マスタ軸及びスレーブ軸が含まれる工作機械の制御装置であって、
前記マスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記スレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力するマスタ軸指令部、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力するスレーブ軸指令部、及び前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力する先行反転指令部を有する数値制御部と、
を備え、
前記スレーブ軸制御部は、
前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶する記憶部と、
前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令に対する反転補正量を求める反転補正量計算部とを備える、制御装置である。

（２）本開示の第２の態様は、マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う、マスタ軸及びスレーブ軸が含まれる工作機械の制御装置の制御方法であって、
前記制御装置は、前記マスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記スレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力し、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力する数値制御部と、
を備え、
前記スレーブ軸制御部は、前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶部に記憶し、
前記記憶部に前記第２の反転指令、前記追従結果及び前記反転補正量が記憶された後に、前記数値制御部は、前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力し、
前記スレーブ軸制御部は、前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令の反転補正量を求める、制御方法である。

（３）本開示の第３の態様は、工作機械のマスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記工作機械のスレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力するマスタ軸指令部、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力するスレーブ軸指令部、及び前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力する先行反転指令部を有する数値制御部と、
を備えた制御装置のスレーブ軸制御部となるスレーブ軸制御装置であって、
前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶する記憶部と、
前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令に対する反転補正量を求める反転補正量計算部とを備えた、スレーブ軸制御装置である。

本開示の各態様によれば、マスタ軸に対するスレーブ軸の追従性を改善して同期精度を向上させることができる。

本開示の実施形態の工作機械の制御装置の一構成例を示すブロック図である。本実施形態における、Ｚ軸方向におけるねじ加工におけるタッピング動作を示す説明図である。本実施形態におけるスレーブ軸制御部の構成を示すブロック図である。本実施形態の制御装置の動作の一部を示すフローチャートである。本実施形態の制御装置の動作の一部を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細について説明する。
図１は、本開示の実施形態の工作機械の制御装置の一構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、工作機械の制御装置１０は、コンピュータ数値制御部（Computerized Numerical Control unit）１００、マスタ軸制御部２００、及びスレーブ軸制御部３００を備えている。マスタ軸制御部２００は工作機械のマスタ軸のモータ４００を駆動し、スレーブ軸制御部３００は工作機械のスレーブ軸のモータ５００を駆動する。制御装置１０において、コンピュータ数値制御部（以下、ＣＮＣ部という）１００が加工プログラムに基づいてマスタ軸制御部２００及びスレーブ軸制御部３００を制御し、マスタ軸制御部２００及びスレーブ軸制御部３００がそれぞれモータ４００及びモータ５００を駆動して機械加工を行う。制御装置１０によって制御される工作機械は、例えば３軸加工機である。工作機械は３軸加工機に限定されず、例えば５軸加工機でもよい。工作機械の構成は既に知られているので、図１では工作機械のモータ４００及び５００のみを示し、他の構成部材の図示を省略している。マスタ軸は例えば工具を取り付けて回転させる主軸であり、モータを含む。スレーブ軸は、例えば被加工物に加工を施すための工具又は被加工物に送り運動を与える送り軸であり、モータを含む。
数値制御部は、ＣＮＣ部を含み、ＣＮＣ部は、数値制御部のうちコンピュータによって数値制御を行う数値制御部をいう。

なお、図１では、マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う制御装置１０の１つのスレーブ軸制御部３００及び１つのモータ５００のみを示しているが、工作機械が３軸加工機である場合は、スレーブ軸となる送り軸はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸となり、送り軸を制御する制御部及びモータはＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸についてそれぞれ設けられる。

以下の説明では、制御装置１０は、マスタ・スレーブ方式で同期動作を行うねじ加工を制御するものとして説明する。図２はＺ軸方向におけるねじ加工におけるタッピング動作を示す説明図である。制御装置１０のＣＮＣ部１００は、被加工物のねじ加工の開始点まで、タップ工具が取り付けられたマスタ軸６００が移動するようにスレーブ軸指令となる送り指令を生成する。そして、ＣＮＣ部１００は、マスタ軸６００の先端に取り付けられたタップ工具が、被加工物のねじ加工の開始点からねじの穴底に到達し、送り方向（Ｚ軸方向）及び回転方向が反転し、タップ工具がねじの穴底から開始点まで移動するように、ねじのピッチに合わせてスレーブ軸指令となる送り指令とマスタ軸指令となる回転指令とを生成する。制御装置１０は、反転時における、マスタ軸６００の先端のタップ工具の送り量と回転量とのずれが生じないように、スレーブ軸指令と、位置フィードバック情報となるマスタ軸のモータ４００の回転量とに基づいてスレーブ軸のモータ５００の回転を制御して、タップ工具の送り量を調整する。このようにして、制御装置１０は、モータ４００とモータ５００を同期させて制御する。

以下、制御装置１０の各構成部について説明する。以下の説明では、マスタ軸６００はＸ軸方向及びＹ軸方向の移動はなく、制御装置１０が、Ｚ軸方向におけるねじ加工を行う場合について説明する。

＜ＣＮＣ部＞
ＣＮＣ部１００は、図１に示すように、マスタ軸指令部１０１、プログラム解析部１０２、同期比乗算部１０３、スレーブ軸指令部１０４、及び先行反転指令部１０５を備えている。

マスタ軸指令部１０１は、プログラム解析部１０２から出力される、マスタ軸の回転を指令する第１の移動指令に基づいて、マスタ軸の回転を指令するマスタ軸指令を生成して、そのマスタ軸指令をマスタ軸制御部２００の指令演算部２０１に出力する。マスタ軸指令は、マスタ軸６００の回転方向の極性（正転又は逆転）を含み、回転速度、及び／又は加速度等に関する情報を含む反転指令（第１の反転指令となる）を含んでいる。

プログラム解析部１０２は、ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置によって作成された加工プログラム（ＮＣデータ）から主軸の回転のデータ及びＺ軸の移動のデータを含むブロックを逐次読みだして解析する。そして、プログラム解析部１０２は、解析結果に基づいて、マスタ軸の回転を指令する第１の移動指令と、スレーブ軸となるＺ軸の移動を指令する第２の移動指令とを作成し、第１の移動指令と第２の移動指令とをそれぞれ解析結果として、マスタ軸指令部１０１と同期比乗算部１０３とに出力する。
プログラム解析部１０２は、マスタ軸指令部１０１に対して第１の移動指令を送出するに先だって、マスタ軸の回転を指令する第１の移動指令に含まれる、反転時のマスタ軸の回転を指令する移動指令を先行反転指令部１０５に出力する。

同期比乗算部１０３は、第２の移動指令に同期比を掛けてスレーブ軸指令部１０４に出力する。工作機械の加工においては、マスタ軸の動きに対してスレーブ軸の動きが１：１以外の比率で追従を要求されることがある。同期比乗算部１０３は、この比率を「同期比」として第２の移動指令に掛ける。同期比は、ユーザがプログラムに記述して指定され、又はあらかじめＣＮＣ部１００のパラメータとして指定される。

スレーブ軸指令部１０４は、同期比乗算部１０３から出力される同期比が掛けられた第２の移動指令と、モータ４００の位置検出量となる位置フィードバック情報とに基づいて、Ｚ軸の移動を指令するスレーブ軸指令を生成して、スレーブ軸指令をＺ軸のスレーブ軸制御部３００の指令演算部３０１に出力する。スレーブ軸指令は、スレーブ軸の移動方向の極性（正転又は逆転）を含み、回転速度及び／又は加速度等に関する情報を含む反転指令（第２の反転指令となる）を含んでいる。モータ４００の位置検出量となる位置フィードバック情報を用いてスレーブ軸指令を生成することで、マスタ軸６００の先端のタップ工具の送り量と回転量とのずれを抑制するように工作機械を制御できる。

先行反転指令部１０５は、プログラム解析部１０２から、反転時のマスタ軸の回転を指令する移動指令を受けると先行反転指令をスレーブ軸制御部３００に送る。先行反転指令はマスタ軸６００の極性（正転又は逆転）を含み、回転速度、及び／又は加速度等に関する情報を含んでいる。上述したように、プログラム解析部１０２が、マスタ軸指令部１０１に対して第１の移動指令を送出するに先だって、反転時のマスタ軸の回転を指令する移動指令を先行反転指令部１０５に出力するため、先行反転指令部１０５はマスタ軸指令部１０１が反転指令を含むマスタ軸指令を出力するのに先だって、スレーブ軸制御部３００に先行反転指令を出力できる。

＜マスタ軸制御部＞
マスタ軸制御部２００は指令演算部２０１を備えている。
指令演算部２０１は、ＣＮＣ部１００のマスタ軸指令部１０１から、マスタ軸指令として位置指令が入力されると、位置指令とモータ４００からの位置フィードバック情報との差（位置偏差）を求める。指令演算部２０１は、求めた位置偏差に基づいて速度指令を求め、求めた速度指令に基づいてトルク指令を求める。更に指令演算部２０１は、求めたトルク指令に基づいて電流指令を求め、モータ４００の回転動作を制御する。位置フィードバック情報はスレーブ軸指令部１０４に出力される。指令演算部２０１の構成及び動作は既に知られているため、指令演算部２０１の構成部の図示及び詳細な説明は省略する。

＜スレーブ軸制御部＞
スレーブ軸制御部３００は、指令演算部３０１、反転追従情報出力部３０２、反転補正量計算部３０３及び記憶部３０４を備えている。スレーブ軸制御部３００はスレーブ軸制御装置となる。図３はスレーブ軸制御部の構成を示すブロック図である。

指令演算部３０１は、ＣＮＣ部１００のスレーブ軸指令部１０４から、スレーブ軸指令として位置指令が入力されると、位置指令とモータ５００からの位置フィードバック情報との差（位置偏差）を求める。指令演算部３０１は、求めた位置偏差に基づいて速度指令を求め、求めた速度指令に基づいてトルク指令を求める。更に指令演算部３０１は、求めたトルク指令に基づいて電流指令を求め、モータ５００の回転動作を制御する。指令演算部３０１の構成及び動作は既に知られているため、指令演算部３０１の構成部の図示及び詳細な説明は省略する。

反転追従情報出力部３０２は、反転補正量計算部３０３から、先行反転指令に基づいて計算された反転補正量を取得する。また、反転追従情報出力部３０２は、指令演算部３０１から、反転指令と、その反転指令に基づく反転追従結果となる位置偏差とを取得する。反転追従情報出力部３０２は、指令演算部３０１に入力されるスレーブ軸指令の極性の反転を検出して反転時を求め、反転時の速度、及び／又は加速度等の情報を検出することができる。
そして、反転追従情報出力部３０２は、反転指令と位置偏差と反転補正量とを関連付けて記憶部３０４に記憶する。位置偏差と反転補正量は反転追従情報となる。反転指令としては速度、加速度等の情報を記憶する。反転追従結果は位置偏差に限定されず、他の情報、例えば速度偏差を用いてよい。速度偏差は、速度指令と位置フィードバック情報の微分値との差である。
記憶部３０４には、スレーブ軸制御部３００に先行反転指令が入力される前の、過去の反転指令と、過去の反転指令に対する反転補正量及び反転追従結果となる位置偏差との情報の組が記憶される。例えば、記憶部３０４は、反転指令、反転補正量及び位置偏差の情報の組がｎ個（ｎは自然数）記憶されている。

反転補正量計算部３０３は、図３に示すように、反転指令照合部３０３１及び反転補正量調整部３０３３を備えている。
反転指令照合部３０３１は、先行反転指令部１０５から先行反転指令を受けると、先行反転指令に含まれる、反転時の速度と加速度との少なくとも一方情報と記憶部３０４に記憶された反転指令の速度と加速度との少なくとも一方の情報とを照合し、先行反転指令に最も近い反転指令を探す。
そして、反転指令照合部３０３１は、探した反転指令に関連する位置偏差及び反転補正量を記憶部３０４から読み出し、読み出した位置偏差及び反転補正量を反転補正量調整部３０３２に出力する。
反転補正量調整部３０３２は、位置偏差が遅れの極性かどうかを判断し、位置偏差が遅れの極性の場合は、反転補正量が増加するように調整し、位置偏差が行き過ぎの極性の場合には、反転補正量が減少するように調整し、調整された反転補正量を指令演算部３０１及び反転追従情報出力部３０２に出力する。反転補正量を調整する値は、位置偏差の値に基づいて決めたり、所定の値に予め設定することができる。指令演算部３０１に入力される反転補正量は、指令演算部３０１において加速度又はトルクの補正に適用される。指令演算部３０１に入力される反転補正量は、位置、位置偏差又は速度の補正に適用してもよい。

＜マスタ軸及びスレーブ軸のモータ＞
マスタ軸のモータ４００は、タップ工具が取り付けられた軸を回転させる。スレーブ軸のモータ５００は、タップ工具又は被加工物をＺ軸方向に移動させる。Ｚ軸方向の移動は回転するモータとボールねじを用いても、リニアモータを用いてもよい。

以上、制御装置１０に含まれる機能ブロックについて説明した。
これらの機能ブロックを実現するために、制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置を備える。また、制御装置１０は、アプリケーションソフトウェア又はＯＳ（Operating System）等の各種の制御用プログラムを格納したＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の補助記憶装置や、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Random Access Memory）といった主記憶装置も備える。

そして、制御装置１０において、演算処理装置が補助記憶装置からアプリケーションソフトウェア又はＯＳを読み込み、読み込んだアプリケーションソフトウェア又はＯＳを主記憶装置に展開させながら、これらのアプリケーションソフトウェア又はＯＳに基づいた演算処理を行なう。また、この演算結果に基づいて、各装置が備える各種のハードウェアを制御する。これにより、本実施形態の機能ブロックは実現される。つまり、本実施形態は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。

次に、制御装置１０の動作についてフローチャートを用いて説明する。図４及び図５は制御装置１０の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、ＣＮＣ部１００からスレーブ軸制御部３００に先行反転指令を通知する。先行反転指令は、マスタ軸６００の極性（正転又は逆転）を含み、反転時の回転速度、及び／又は加速度等に関する情報を含んでいる。

ステップＳ１２において、スレーブ軸制御部３００の反転指令照合部３０３１は、先行反転指令と記憶された反転指令とを照合する。記憶された反転指令は、スレーブ軸の反転時の速度、及び／又は加速度等の情報を含んでいる。
ステップＳ１３において、反転指令照合部３０３１は、先行反転指令の反転時の速度と加速度の少なくとも一方が、反転時の速度と加速度の少なくとも一方と一致する又は類似する反転指令に関連する、位置偏差と反転補正量とを読み出す。

ステップＳ１４において、反転補正量調整部３０３２は、位置偏差がないかどうか、位置偏差が遅れの極性か、及び位置偏差が行き過ぎの極性かどうかを判断する。
反転補正量調整部３０３２は、位置偏差が遅れの極性の場合は、ステップＳ１５において、反転補正量を増加で調整し、位置偏差がない場合は、ステップＳ１６において、反転補正量をそのまま用い（反転補正量の調整なし）、位置偏差が行き過ぎの極性である場合は、ステップＳ１７において、反転補正量を減少で調整する。

ステップＳ１８において、ＣＮＣ部１００は、マスタ軸制御部２００に反転指令を通知する。
ステップＳ１９において、マスタ軸の位置フィードバックがスレーブ軸指令部１０４に入力され、マスタ軸の反転動作がスレーブ軸の反転指令に反映されて、反転指令がスレーブ軸指令部１０４からスレーブ軸制御部３００の指令演算部３０１に出力される。

ステップＳ２０において、スレーブ軸制御部３００は、指令演算部３０１における反転動作に、ステップＳ１５～Ｓ１７で反転補正量調整部３０３２によって調整された又は調整されない反転補正量を適用する。
ステップＳ２１において、スレーブ軸制御部３００の指令演算部３０１は、反転補正量を適用してモータ５００を制御して、マスタ軸に対するスレーブ軸の反転追従動作を実施し、反転追従情報出力部３０２は、反転指令、反転追従結果となる位置偏差及び反転補正量を記憶する。

以上説明した実施態様によれば、マスタ軸に対するスレーブ軸の追従性、特に、スレーブ軸の追従性が悪くなりやすい反転直後の加速動作についての追従性、を改善して同期精度を向上させることができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、制御装置１０はその機能の全部又は一部はソフトウェアで実現することができる。しかし制御装置１０の機能をハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。制御装置１０がハードウェアで構成される場合、制御装置１０の各構成部の一部又は全部を、例えば、ＬＳＩ(Large Scale Integrated circuit)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等の集積回路（ＩＣ）で構成することができる。

制御装置１０がソフトウェアによって実現する場合、制御装置１０を動作させる、図４及び図５に示したような動作を記述した、ハードディスク装置、ＲＯＭ等の第１記憶部に記憶された制御アプリケーションに従い、演算に必要な情報をＲＡＭ等の第２記憶部に記憶し、ＣＰＵが処理を実行することで制御装置１０の動作をプログラムで実行ことができる。制御アプリケーションは、プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な媒体からハードディスク等の第１記憶部に読み込むことができる。

コンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。コンピュータ可読媒体は非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を含む。コンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ等）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。

上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

本開示による制御装置と制御方法及びスレーブ軸制御装置は、上述した実施形態を含め、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。

（１）マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う、マスタ軸及びスレーブ軸が含まれる工作機械の制御装置であって、
前記マスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記スレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力するマスタ軸指令部、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力するスレーブ軸指令部、及び前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力する先行反転指令部を有する数値制御部と、
を備え、
前記スレーブ軸制御部は、
前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶する記憶部と、
前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令に対する反転補正量を求める反転補正量計算部とを備える、制御装置。

この制御装置によれば、マスタ軸に対するスレーブ軸の追従性を改善して同期精度を向上させることができる。

（２）前記追従結果は、前記スレーブ軸指令部から出力される位置指令と前記スレーブ軸からのフィードバック情報との差となる位置偏差である、上記（１）に記載の制御装置。

（３）前記反転補正量は、加速度又はトルクに対する補正量である、上記（１）又は（２）に記載の制御装置。

（４）マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う、マスタ軸及びスレーブ軸が含まれる工作機械の制御装置の制御方法であって、
前記制御装置は、前記マスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記スレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力し、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力する数値制御部と、
を備え、
前記スレーブ軸制御部は、前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶部に記憶し、
前記記憶部に前記第２の反転指令、前記追従結果及び前記反転補正量が記憶された後に、前記数値制御部は、前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力し、
前記スレーブ軸制御部は、前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令の反転補正量を求める、制御方法。

この制御方法によれば、マスタ軸に対するスレーブ軸の追従性を改善して同期精度を向上させることができる。

（５）工作機械のマスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記工作機械のスレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力するマスタ軸指令部、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力するスレーブ軸指令部、及び前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力する先行反転指令部を有する数値制御部と、
を備えた制御装置のスレーブ軸制御部となるスレーブ軸制御装置であって、
前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶する記憶部と、
前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令に対する反転補正量を求める反転補正量計算部とを備えた、スレーブ軸制御装置。

このスレーブ軸制御装置によれば、マスタ軸に対するスレーブ軸の追従性を改善して同期精度を向上させることができる。

１０制御装置
１００ＣＮＣ部
１０１マスタ軸指令部
１０２プログラム解析部
１０３同期比乗算部
１０４スレーブ軸指令部
１０５先行反転指令部
２００マスタ軸制御部
２０１指令演算部
３００スレーブ軸制御部
３０１指令演算部
３０２反転追従情報出力部
３０３反転補正量計算部
３０４記憶部
４００マスタ軸のモータ
５００スレーブ軸のモータ

Claims

マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う、マスタ軸及びスレーブ軸が含まれる工作機械の制御装置であって、
前記マスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記スレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力するマスタ軸指令部、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力するスレーブ軸指令部、及び前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力する先行反転指令部を有する数値制御部と、
を備え、
前記スレーブ軸制御部は、
前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶する記憶部と、
前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令に対する反転補正量を求める反転補正量計算部とを備える、制御装置。
前記追従結果は、前記スレーブ軸指令部から出力される位置指令と前記スレーブ軸からのフィードバック情報との差となる位置偏差である、請求項１に記載の制御装置。
前記反転補正量は、加速度又はトルクに対する補正量である、請求項１又は２に記載の制御装置。
マスタ・スレーブ方式で同期動作を行う、マスタ軸及びスレーブ軸が含まれる工作機械の制御装置の制御方法であって、
前記制御装置は、前記マスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記スレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力し、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力する数値制御部と、
を備え、
前記スレーブ軸制御部は、前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶部に記憶し、
前記記憶部に前記第２の反転指令、前記追従結果及び前記反転補正量が記憶された後に、前記数値制御部は、前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力し、
前記スレーブ軸制御部は、前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令の反転補正量を求める、制御方法。
工作機械のマスタ軸の回転動作を制御するマスタ軸制御部と、
前記工作機械のスレーブ軸の送り動作を制御するスレーブ軸制御部と、
加工プログラムに基づいて第１の反転指令を前記マスタ軸制御部に出力するマスタ軸指令部、前記加工プログラムと前記マスタ軸からのフィードバック情報とに基づいて、前記フィードバック情報に追従する第２の反転指令を前記スレーブ軸制御部に出力するスレーブ軸指令部、及び前記マスタ軸制御部への前記第１の反転指令の出力に先だって前記スレーブ軸制御部に先行反転指令を出力する先行反転指令部を有する数値制御部と、
を備えた制御装置のスレーブ軸制御部となるスレーブ軸制御装置であって、
前記第２の反転指令、前記第２の反転指令に対する追従結果、及び前記第２の反転指令に対する反転補正量を関連付けて記憶する記憶部と、
前記先行反転指令に基づいて特定される前記記憶部に記憶された前記第２の反転指令に関連づけられた、前記追従結果と前記反転補正量とから、前記先行反転指令の出力後に出力される前記第２の反転指令に対する反転補正量を求める反転補正量計算部とを備えた、スレーブ軸制御装置。