JPH1078810A - 数値制御装置および数値制御装置の主軸モータ加減速制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タップ加工などにおける送り軸と主軸の同期
制御において、主軸モータの加減速を急速に行っても主
軸モータと送り軸モータとの位置誤差が大きくなること
がなく、タップ加工などに要するサイクルタイムを短縮
すると共に加工精度を向上すること。 【解決手段】 主軸モータを制御する主軸制御部７と、
送り軸モータを制御する送り軸制御部６とを備え、主軸
と送り軸とを同期制御する数値制御装置における主軸モ
ータ加減速制御方法において、位置ループ制御状態の主
軸モータ２３を速度ループ制御状態の主軸モータの加減
速パターンに類似した加減速パターンで制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、数値制御装置お
よび数値制御装置の主軸モータ加減速制御方法に関し、
さらに詳細には、マシニングセンタなどの工作機械にお
いて、タップ加工などのために送り軸と主軸の同期制御
を行うことができる数値制御装置および数値制御装置の
主軸モータ加減速制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタなどでタップ加工を行
う場合に、主軸と送り軸（主軸の軸線に沿う方向の軸）
を同期制御する技術は従来より公知であり、この技術
は、例えば特開昭６３−８９９０４号公報に開示されて
いる。

【０００３】図２８は、特開昭６３−８９９０４号公報
に開示された数値制御装置の構成を示している。数値制
御装置６００は、加工プログラムＰを解析する中央演算
処理部（以下ＣＰＵと称す）６０１と、送り軸演算部６
０２を含み、タップ加工の上下軸（Ｚ軸）の軸移動を制
御する送り軸駆動部６０３と、主軸演算部６０４を含
み、タップ加工の主軸７００の回転を制御する主軸駆動
部６０５とを有している。

【０００４】主軸７００は、マシニングセンタなどの工
作機械に設けられ、主軸駆動部６０５により制御される
主軸モータ７０１によって回転駆動される。主軸７００
の先端にはフロート機構なしのタップ工具Ｔが取り付け
られている。

【０００５】主軸７００には送りねじ機構７０２が接続
されており、主軸７００は送りねじ７０３の回転により
軸線方向（Ｚ軸方向）に軸移動する。送りねじ７０３は
送り軸駆動部６０３により制御される送り軸モータ７０
４によって回転駆動される。

【０００６】ワークテーブル７０５にはタップ加工され
るワークＷが載置されている。

【０００７】なお、送り軸演算部６０２と主軸演算部６
０４とは同期信号Ｓｓｙにより相互に同期をとる。

【０００８】ＣＰＵ６０１は、加工プログラムＰよりタ
ップ加工指令を解読すると、予め設定された送り軸制御
系のゲインと時定数に基づいて送り軸制御系のゲインお
よび時定数と主軸制御系のゲインおよび時定数とを一致
させ、主軸回転情報および送り軸移動情報を算出し、主
軸回転情報を主軸演算部６０４に出力すると共に、送り
軸移動情報を送り軸演算部６０２に出力し、また主軸回
転情報および送り軸移動情報に基づいて主軸（Ｃ軸）と
送り軸（Ｚ軸）の補間制御を行い、これらの補間データ
を主軸演算部６０４と送り軸演算部６０２へ転送する。

【０００９】主軸演算部６０４はＣＰＵ６０１より与え
られた主軸回転情報に基づいて主軸モータ７０１の加減
速指令を演算し、この加減速指令を主軸駆動部６０５に
出力する。これにより主軸モータ７０１が回転し、主軸
７００のタップ工具Ｔが回転する。

【００１０】送り軸演算部６０２は、主軸モータ７０１
と同じ加減速指令とＣＰＵ６０１より与えられた送り軸
移動情報に基づいて送り軸モータ７０４の加減速指令を
演算し、この加減速指令を主軸制御系に同期して送り軸
駆動部６０３に出力する。これにより送り軸モータ７０
４が回転し、送りねじ７０３の回転によって主軸７００
のタップ工具Ｔが下降する。これによりタップ工具Ｔ
が、ワークＷの下穴ｈ中に入り、下穴の内面に雌ねじを
刻むタップ切削加工を行う。

【００１１】所定長のタップ加工が終了すると、主軸演
算部６０４は、主軸モータ７０１の加減速指令を主軸駆
動部６０５に出力し、主軸モータ７０１を逆回転させ、
タップ工具Ｔを逆回転させる。またこれに同期して送り
軸演算部６０２は、送り軸モータ７０４の加減速指令を
送り軸駆動部６０３に出力し、送り軸モータ７０４を逆
回転させ、タップ工具Ｔを上昇させる。これによりタッ
プ工具ＴがワークＷより引き抜かれる。

【００１２】上述のようなタップ加工において、サイク
ルタイムを短縮するには、主軸モータ７０１の回転数が
短時間で所定の高回転数に到達すればよい。即ち、タッ
プ加工動作の加減速の傾き（加速度）を大きくすればよ
い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
数値制御装置では、加減速の傾き度合いが一定で、直線
的な加減速パターンをもって加減速が行われており、タ
ップ加工における加減速の傾きを大きくすると、主軸系
統のイナーシャが送り軸系統のイナーシャに比べて大き
いため、主軸モータは送り軸モータに対して、停止状態
からの加速開始時、加速終了時（定速回転）の直前、定
速回転からの減速開始時および減速終了時（停止状態）
の直前等に追従遅れが発生し易くなり、同期状態を保持
し難くなる。このため、主軸モータと送り軸モータとの
位置誤差が大きくなってタップのねじ山を潰すことにな
り、タップ加工における主軸モータの回転速度を短時間
にそれほど速くすることができないと云う問題点があっ
た。

【００１４】また、従来の数値制御装置では、効率的な
タップ加工を行うためにタップ引き抜き動作の回転速度
をタップ切削加工動作の回転速度に対して増速させるこ
とはできるが、主軸モータの回転速度を短時間に速くす
ると、主軸モータと送り軸モータの位置誤差が大きくな
るため、タップ引き抜き動作の速度もそれほど速くする
ことができないと云う問題点があった。

【００１５】また、従来の数値制御装置では、タップ加
工において主軸モータの加速動作の主軸のイナーシャと
減速動作の主軸のイナーシャとが異なるにも拘らず、加
速パターンと減速パターンとは同様であったため、加速
動作または減速動作のいずれかは、最適ではない加速パ
ターンまたは減速パターンで制御されることになり、サ
イクルタイムに無駄な時間が生じると云う問題点があっ
た。

【００１６】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、タップ加工などにおける送り軸と
主軸の同期制御において、主軸モータの加減速を急速に
行っても主軸モータと送り軸モータとの位置誤差が大き
くなることがなく、またタップ引き抜き動作の速度もタ
ップ切削加工動作のそれより速くすることや、主軸モー
タの加速動作の主軸のイナーシャと減速動作の主軸のイ
ナーシャとが異なっている場合には加速動作と減速動作
のいずれにおいても最適な加速パターンまたは減速パタ
ーンで制御することができる数値制御装置および数値制
御装置の主軸モータ加減速制御方法を得ることを目的と
している。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による数値制御装置は、主軸モータを制
御する主軸制御部と、送り軸モータを制御する送り軸制
御部とを備え、主軸と送り軸とを同期制御する数値制御
装置において、位置ループ制御状態の主軸モータを速度
ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似し
た加減速パターンで制御するための加減速パターン用デ
ータを記憶する主軸加減速パターン用データ記憶手段
と、前記主軸加減速パターン用データ記憶手段に記憶さ
れた加減速パターン用データに基づいて位置ループ制御
状態の主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの
加減速パターンに類似した加減速パターンで制御するた
めの指令を算出する主軸加減速制御手段と、前記主軸加
減速制御手段より出力される指令を前記主軸制御部と前
記送り軸制御部の同期状態を保持するように分配する分
配手段とを備えているものである。

【００１８】この発明による数値制御装置では、主軸加
減速パターン用データ記憶手段に記憶された加減速パタ
ーン用データに基づいて位置ループ制御状態の主軸モー
タを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターン
に類似した加減速パターンで制御するための指令を主軸
加減速制御手段によって算出し、位置ループ制御状態の
主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速
パターンに類似した加減速パターンで制御することによ
り、主軸モータの応答性が向上し、主軸のイナーシャが
送り軸のイナーシャに比べて大きい場合でも主軸モータ
は送り軸モータに対して、停止状態からの加速開始時、
加速終了時（定速回転）の直前、定速回転からの減速開
始時および減速終了時（停止状態）の直前等に追従遅れ
が発生し難くなる。

【００１９】つぎの発明による数値制御装置は、主軸モ
ータを制御する主軸制御部と、送り軸モータを制御する
送り軸制御部とを備え、主軸と送り軸とを同期制御する
数値制御装置において、位置ループ制御状態の主軸モー
タを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターン
に類似した加減速パターンで制御するための複数種類の
加減速パターン用データを記憶する主軸加減速パターン
用データ記憶手段と、前記主軸加減速パターン用データ
記憶手段に記憶された複数種類の加減速パターン用デー
タから任意の加減速パターン用データを選択する主軸加
減速パターン用データ選択手段と、前記主軸加減速パタ
ーン用データ選択手段により選択された主軸加減速パタ
ーン用データに基づいて位置ループ制御状態の主軸モー
タを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターン
に類似した加減速パターンで制御するための指令を算出
する主軸加減速制御手段と、前記主軸加減速制御手段よ
り出力される指令を前記主軸制御部と前記送り軸制御部
の同期状態を保持するように分配する分配手段とを備え
ているものである。

【００２０】この発明による数値制御装置では、主軸加
減速パターン用データ記憶手段が位置ループ制御状態の
主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速
パターンに類似した加減速パターンで制御するための主
軸加減速パターン用データを複数種類、記憶しており、
主軸加減速パターン用データ記憶手段、主軸加減速パタ
ーン用データ選択手段によってワークの材質、工具の材
質および形状に適した速度ループ制御状態の主軸モータ
の加減速パターンに類似した加減速パターンを選択で
き、選択された主軸加減速パターン用のデータに基づい
て位置ループ制御状態の主軸モータを制御することによ
り、主軸モータの応答性が的確に向上する。

【００２１】つぎの発明による数値制御装置は、上述の
数値制御装置において、前記主軸加減速パターン用デー
タ選択手段は、加工プログラムに指令されたタップ切削
加工動作の主軸加減速パターン用データとタップ引き抜
き動作の主軸加減速パターン用データを、前記主軸加減
速パターン用データ記憶手段に記憶された複数種類のデ
ータから選択し、主軸加減速制御手段はタップ切削加工
動作時とタップ引き抜き動作時とで互いに異なった加減
速パターンで制御するための指令を算出するものであ
る。

【００２２】この発明による数値制御装置では、主軸加
減速パターン用データ選択手段がタップ切削加工動作お
よびタップ引き抜き動作に適した別々の速度ループ制御
状態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パ
ターンを選択設定し、選択設定された主軸加減速パター
ン用のデータに基づいて位置ループ制御状態の主軸モー
タを制御するから、タップ切削加工動作時とタップ引き
抜き動作時とで各々主軸モータの応答性が最適状態で向
上する。

【００２３】つぎの発明による数値制御装置は、上述の
数値制御装置において、前記主軸加減速パターン用デー
タの選択設定を加工プログラムに記述されたデータの解
析により行うものである。

【００２４】この発明による数値制御装置では、加工プ
ログラムに記述されたデータの解析により主軸加減速パ
ターン用データが選択設定される。

【００２５】つぎの発明による数値制御装置は、上述の
数値制御装置において、前記主軸加減速パターン用デー
タ記憶手段は、加速指令処理用の主軸加速パターン用デ
ータと減速指令処理用の主軸減速パターン用データとを
記憶しており、主軸加減速制御手段は加速時と減速時と
で互いに異なった加速・減速パターンで制御するための
指令を算出するものである。

【００２６】この発明による数値制御装置では、加速動
作、減速動作に適した別々の速度ループ制御状態の主軸
モータの加減速パターンに類似した加減速パターンが設
定され、設定された主軸加速パターン用のデータ、主軸
減速パターン用のデータに基づいて位置ループ制御状態
の主軸モータを制御するから、加速動作時と減速動作時
とで各々主軸モータの応答性が最適状態で向上する。

【００２７】つぎの発明による数値制御装置は、上述の
数値制御装置において、速度ループ制御状態の主軸モー
タを停止状態から回転させた時の加速データと速度ルー
プ制御状態の主軸モータを定速回転状態から停止させた
時の減速データを前記主軸制御部より受け取り、これを
記憶する主軸加減速データ記憶手段と、前記主軸加減速
データ記憶手段に記憶された加速・減速データを解析
し、位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御
状態の主軸モータの加速・減速パターンに類似した加速
パターン、減速パターンで制御するための主軸加速パタ
ーン用データ、主軸減速パターン用データを算出し、こ
れらデータを前記主軸加減速パターン用データ記憶手段
に設定する主軸加減速データ解析手段とを備えたもので
ある。

【００２８】この発明による数値制御装置では、速度ル
ープ制御状態の主軸モータを停止状態から回転駆動させ
ること、および速度ループ制御状態の主軸モータを定速
回転状態から停止させることにより、この時の主軸加速
データと主軸減速データとが主軸加減速データ記憶手段
に格納され、主軸加減速データ解析手段が主軸加減速デ
ータ記憶手段に記憶された加速・減速データを解析し、
位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態
の主軸モータの加速・減速パターンに類似した加速パタ
ーン、減速パターンで制御するための主軸加速パターン
用データ、主軸減速パターン用データを算出し、この主
軸加減速パターン用データが自動的に主軸加減速パター
ン用データ記憶部に設定される。

【００２９】つぎの発明による数値制御装置は、上述の
数値制御装置において、前記主軸加減速データ記憶手段
に記憶された前記加減速パターン用データ、あるいは前
記加速パターン用データ、前記減速パターン用データ
は、加速・減速過程を複数段に区分した各段における時
定数と主軸回転数とにより構成されているものである。

【００３０】この発明による数値制御装置では、加速・
減速過程を複数段に区分した各段における時定数と主軸
回転数とにより、主軸モータの加減速パターン用デー
タ、あるいは加速パターン用データ、減速パターン用デ
ータが構成される。

【００３１】また、上述の目的を達成するために、この
発明による数値制御装置の主軸モータ加減速制御方法
は、主軸モータを制御する主軸制御部と、送り軸モータ
を制御する送り軸制御部とを備え、主軸と送り軸とを同
期制御する数値制御装置の主軸モータ加減速制御方法に
おいて、位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ
制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減
速パターンで制御するものである。

【００３２】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、位置ループ制御状態の主軸モータ
を速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに
類似した加減速パターンで制御することにより、主軸モ
ータの応答性が向上し、主軸のイナーシャが送り軸のイ
ナーシャに比べて大きい場合でも主軸モータは送り軸モ
ータに対して、停止状態からの加速開始時、加速終了時
（定速回転）の直前、定速回転からの減速開始時および
減速終了時（停止状態）の直前等に追従遅れが発生し難
くなる。

【００３３】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法は、上述の数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法において、位置ループ制御状態の主軸モ
ータを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パター
ンに類似した加減速パターンで制御するための加減速パ
ターン用データを主軸加減速パターン用データ記憶手段
に記憶させておき、主軸加減速パターン用データ記憶手
段に記憶された加減速パターン用データに基づいて位置
ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態の主
軸モータの加減速パターンに類似した加減速パターンで
制御するための指令を主軸加減速制御手段によって算出
し、主軸加減速制御手段より出力される指令を分配手段
によって前記主軸制御部と前記送り軸制御部の同期状態
を保持するように分配するものである。

【００３４】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、主軸加減速パターン用データ記憶
手段に記憶された加減速パターン用データに基づいて位
置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態の
主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パターン
で制御するための指令を主軸加減速制御手段によって算
出し、位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制
御状態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速
パターンで制御することにより、主軸モータの応答性が
向上し、主軸のイナーシャが送り軸のイナーシャに比べ
て大きい場合でも主軸モータは送り軸モータに対して、
停止状態からの加速開始時、加速終了時（定速回転）の
直前、定速回転からの減速開始時および減速終了時（停
止状態）の直前等に追従遅れが発生し難くなる。

【００３５】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法は、上述の数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法において、主軸加減速パターン用データ
記憶手段は加減速パターン用データを複数種類、記憶し
ており、主軸加減速パターン用データ選択手段によって
選択された種類の加減速パターン用データに基づいて位
置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態の
主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パターン
で制御するための指令を主軸加減速制御手段によって算
出するものである。

【００３６】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、ワークの材質、工具の材質および
形状に適した速度ループ制御状態の主軸モータの加減速
パターンに類似した加減速パターンを選択でき、選択さ
れた主軸加減速パターン用のデータに基づいて位置ルー
プ制御状態の主軸モータを制御することにより、主軸モ
ータの応答性が的確に向上する。

【００３７】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法は、上述の数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法において、主軸加減速パターン用データ
の選択指令を加工プログラムの記述により行うものであ
る。

【００３８】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、加工プログラムの記述により主軸
加減速パターン用データの選択指令が行われる。

【００３９】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法は、上述の数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法において、加工プログラムによる主軸加
減速パターン用データの選択指令をタップ切削加工動作
時とタップ引き抜き動作時とで個別に行い、タップ切削
加工動作時とタップ引き抜き動作時とで互いに異なった
加減速パターンで主軸モータの加減速制御を行うもので
ある。

【００４０】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、タップ切削加工動作およびタップ
引き抜き動作に適した別々の速度ループ制御状態の主軸
モータの加減速パターンに類似した加減速パターンを選
択設定し、選択設定された主軸加減速パターン用のデー
タに基づいて位置ループ制御状態の主軸モータを制御す
るから、タップ切削加工動作時とタップ引き抜き動作時
とで各々主軸モータの応答性が最適状態で向上する。

【００４１】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法は、上述の数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法において、加速時と主軸減速時とで異な
る加速パターン、減速パターンで主軸モータを制御する
ものである。

【００４２】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、加速動作、減速動作に適した別々
の速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに
類似した加減速パターンを設定し、設定された主軸加速
パターン用のデータ、主軸減速パターン用のデータに基
づいて位置ループ制御状態の主軸モータを制御するか
ら、加速動作時と減速動作時とで各々主軸モータの応答
性が最適状態で向上する。

【００４３】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法は、上述の数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法において、位置ループ制御状態の主軸モ
ータを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パター
ンに類似した加減速パターンで制御するためデータを、
主軸モータを実際に速度ループ制御状態で加減速したと
きに得られる加速度特性に基づいて設定するものであ
る。

【００４４】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、速度ループ制御状態の主軸モータ
を停止状態から回転駆動させること、および速度ループ
制御状態の主軸モータを定速回転状態から停止させるこ
とにより、主軸加減速パターン用データが自動的に主軸
加減速パターン用データ記憶部に設定される。

【００４５】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法は、上述の数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法において、主軸モータの加減速パターン
用データ、あるいは加速パターン用データ、減速パター
ン用データは、加速・減速過程を複数段に区分した各段
における時定数と主軸回転数とにより構成されているも
のである。

【００４６】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法では、加速・減速過程を複数段に区分し
た各段における時定数と主軸回転数とにより、主軸モー
タの加減速パターン用データ、あるいは加速パターン用
データ、減速パターン用データが構成される。

【００４７】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１はこの発明による数値制御装置の
実施の形態１を示している。

【００４８】この数値制御装置１は、演算部２と、主軸
加減速パターン用データ記憶部３と、主軸加減速制御部
４と、分配器５と、送り軸制御部６と、主軸制御部７と
を有している。

【００４９】演算部２は、プログラム解析部であり、加
工プログラムＰより読み取った加工指令情報に基づいて
軸制御のための演算を行う。

【００５０】主軸加減速パターン用データ記憶部３は位
置ループ制御状態の主軸モータ２３を速度ループ制御状
態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パタ
ーンで制御するためのデータ（加減速パターン用デー
タ）を記憶する。

【００５１】主軸加減速制御部４は、演算部２より軸制
御指令を与えられ、主軸加減速パターン用データ記憶部
３に記憶されている加減速パターンデータに基づいて位
置ループ制御状態の主軸モータ２３を速度ループ制御状
態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パタ
ーンで制御するための指令を算出する。

【００５２】分配器５は主軸加減速制御部４より出力さ
れる指令を送り軸制御部６と主軸制御部７とに同期状態
を保持するように分配する。

【００５３】送り軸制御部６は、タップ加工の送り軸モ
ータ２１を制御する軸制御部であり、分配器５より与え
らる指令と送り軸モータ２１のパルスエンコーダ（Ｐ
Ｇ）２２が出力する位置情報とにより位置ループ制御状
態で送り軸モータ２１を制御する。

【００５４】主軸制御部７は、タップ加工の主軸モータ
２３を制御する軸制御部であり、分配器５より与えられ
る指令と主軸モータ２３のパルスエンコーダ（ＰＧ）２
４が出力する位置情報とにより位置ループ制御状態で主
軸モータ２３を制御する。

【００５５】図２は主軸モータ２３の速度ループ制御状
態の加減速パターンの一例を示している。主軸モータ２
３の回転速度が指示された指令回転速度ＣＭＤ＿Ｓに達
するまでの加速時にあっては、停止状態からの加速開始
時には緩やかに加速し、その後、ほぼ一定の傾きで加速
し続け、主軸モータ２３の回転速度が指示された指令回
転速度ＣＭＤ＿Ｓ付近に達すると、再び緩やかな加速と
なり、主軸モータ２３の回転速度が指令回転速度ＣＭＤ
＿Ｓに達すれば、指令回転速度ＣＭＤ＿Ｓで定速回転と
なり、減速時にはその逆になる。

【００５６】主軸加減速パターン用データ記憶部３には
上述のような加減速パターンで加減速するためのデータ
が図３に例示されているように格納されている。この例
では、加減速が四段階で行われるようになっており、一
段目時定数Ｔ１と一段目主軸回転速度ＳＰＤ１は一段目
の加減速の傾きを決定するためのデータ、二段目時定数
Ｔ２と二段目主軸回転速度ＳＰＤ２は二段目の加減速の
傾きを決定するためのデータ、三段目時定数Ｔ３と三段
目主軸回転速度ＳＰＤ３は三段目の加減速の傾きを決定
するためのデータ、四段目時定数Ｔ４と四段目主軸回転
速度ＳＰＤ４は四段目の加減速の傾きを決定するための
データである。

【００５７】図４は主軸加減速制御部４が算出する加速
時出力指令の一例であり、図３に示す主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に記憶されたデータを参照して説明
する。

【００５８】一段目の加速出力指令Ａ１は、主軸モータ
２３の回転速度が０（停止状態）から一段目主軸回転速
度ＳＰＤ１に達するまでの加速出力指令であり、主軸加
減速パターン用データ記憶部３に記憶されている一段目
時定数Ｔ１および一段目主軸回転速度ＳＰＤ１に基づい
て算出される。

【００５９】二段目の加速出力指令Ａ２は、主軸モータ
２３の回転速度が一段目主軸回転速度ＳＰＤ１から二段
目主軸回転速度ＳＰＤ２に達するまでの加速出力指令で
あり、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶され
ている二段目時定数Ｔ２および二段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄ２に基づいて算出される。

【００６０】三段目の加速出力指令Ａ３は、主軸モータ
２３の回転速度が二段目主軸回転速度ＳＰＤ２から三段
目主軸回転速度ＳＰＤ３に達するまでの加速出力指令で
あり、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶され
ている三段目時定数Ｔ３および三段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄ３に基づいて算出される。

【００６１】四段目の加速出力指令Ａ４は、主軸モータ
２３の回転速度が三段目主軸回転速度ＳＰＤ３から四段
目主軸回転速度ＳＰＤ４に達するまでの加速出力指令で
あり、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶され
ている四段目時定数Ｔ４および四段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄ４に基づいて算出される。

【００６２】定速時の出力指令Ｓは、四段目主軸回転速
度ＳＰＤ４に基づいて算出される。

【００６３】このように、各段ごとの加速出力指令Ａ
１、Ａ２、Ａ３、Ａ４および定速時の出力指令Ｓに基づ
いて位置ループ制御状態の主軸モータ２３を、図２に示
す主軸モータの速度ループ制御状態の加速パターンに類
似した加速パターン、即ち主軸モータ２３が加速するの
に適した加速パターンで制御するための指令が作成され
る。

【００６４】ここでは、加工プログラムＰに指令された
主軸回転速度が四段目主軸回転速度ＳＰＤ４以上の値で
あり、かつ主軸と同期状態を保持する送り軸の移動指令
値が、主軸モータ２３が四段目主軸回転速度ＳＰＤ４に
達するのに充分な値である例を示したが、主軸と同期状
態を保持する送り軸の移動指令値が、主軸モータ２３が
加工プログラムＰに指令された主軸回転速度および四段
目主軸回転速度ＳＰＤ４に達するのに充分な値でない場
合には、加速可能な主軸回転速度まで加速後、減速を開
始する。

【００６５】また、加工プログラムＰに指令された主軸
回転速度が四段目主軸回転速度ＳＰＤ４未満であり、か
つ主軸と同期状態を保持する送り軸の移動指令値が主軸
モータ２３が加工プログラムＰに指令された主軸回転速
度に達するのに充分な値である場合には、主軸モータ２
３は加工プログラムＰに指令された主軸回転速度に達す
ると定速回転を行う。

【００６６】図５は主軸加減速制御部４が算出する減速
時出力指令の一例であり、図３に示す主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に記憶されたデータを参照して説明
する。

【００６７】定速時の出力指令Ｓは、加速時と同等に四
段目主軸回転速度ＳＰＤ４に基づいて算出される。

【００６８】四段目の減速出力指令Ｄ４は、減速処理の
開始により、主軸モータ２３の回転速度が四段目主軸回
転速度ＳＰＤ４から三段目主軸回転速度ＳＰＤ３未満に
達するまでの減速出力指令であり、主軸加減速パターン
用データ記憶部３に記憶されている四段目時定数Ｔ４お
よび四段目主軸回転速度ＳＰＤ４に基づいて算出され
る。

【００６９】三段目の減速出力指令Ｄ３は、主軸モータ
２３の回転速度が三段目主軸回転速度ＳＰＤ３から二段
目主軸回転速度ＳＰＤ２未満に達するまでの減速出力指
令であり、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶
されている三段目時定数Ｔ３および三段目主軸回転速度
ＳＰＤ３に基づいて算出される。

【００７０】二段目の減速出力指令Ｄ２は、主軸モータ
２３の回転速度が二段目主軸回転速度ＳＰＤ２から一段
目主軸回転速度ＳＰＤ１未満に達するまでの減速出力指
令であり、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶
されている二段目時定数Ｔ２および二段目主軸回転速度
ＳＰＤ２に基づいて算出される。

【００７１】一段目の減速出力指令Ｄ１は、主軸モータ
２３の回転速度が一段目主軸回転速度ＳＰＤ１から０
（停止状態）に達するまでの減速出力指令であり、主軸
加減速パターン用データ記憶部３に記憶されている一段
目時定数Ｔ１および一段目主軸回転速度ＳＰＤ１に基づ
いて算出される。

【００７２】このように、定速時の出力指令Ｓおよび各
段ごとの減速出力指令Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に基づい
て、位置ループ制御状態の主軸モータ２３を、主軸モー
タ２３の速度ループ制御状態の減速パターンに類似した
減速パターン、即ち主軸モータ２３が減速するのに適し
た減速パターンで制御するための指令が作成される。

【００７３】また、ここでは、主軸モータ２３の回転速
度が四段目主軸回転速度ＳＰＤ４から減速を開始する例
を示したが、主軸モータ２３の回転速度が三段目主軸回
転速度ＳＰＤ３以上かつ四段目主軸回転速度ＳＰＤ４未
満から減速を開始する場合には、四段目の減速出力指令
Ｄ４、三段目の減速出力指令Ｄ３、二段目の減速出力指
令Ｄ２および一段目の減速出力指令Ｄ１に基づいて、主
軸モータ２３の回転速度が二段目主軸回転速度ＳＰＤ２
以上かつ三段目主軸回転速度ＳＰＤ３未満から減速を開
始する場合には、三段目の減速出力指令Ｄ３、二段目の
減速出力指令Ｄ２および一段目の減速出力指令Ｄ１に基
づいて、主軸モータ２３の回転速度が一段目主軸回転速
度ＳＰＤ１以上かつ二段目主軸回転速度ＳＰＤ２未満か
ら減速を開始する場合には、二段目の減速出力指令Ｄ２
および一段目の減速出力指令Ｄ１に基づいて、主軸モー
タ２３の回転速度が一段目主軸回転速度ＳＰＤ１未満か
ら減速を開始する場合には、一段目の減速出力指令Ｄ１
に基づいて、位置ループ制御状態の主軸モータ２３を主
軸モータの速度ループ制御状態の減速パターンに類似し
た減速パターン、つまり主軸モータ２３が減速するのに
適した減速パターンで制御するための指令を作成する。

【００７４】図６はタップ切削加工動作またはタップ引
き抜き動作の処理開始時に１度だけ実行される初期化処
理のフローチャートである。この初期化処理では、図７
および図８に示されているタップ加工処理ルーチンで使
用するフラグＦ１〜フラグＦ３の初期化、即ちフラグＦ
１〜フラグＦ３に「０」をセットすることを行う（ステ
ップＳ１）。

【００７５】図７および図８は、タップ切削加工動作ま
たはタップ引き抜き動作の処理のフローチャートであ
り、図３に示す主軸加減速パターン用データ記憶部３に
記憶されたデータ、図４に示す主軸加減速制御部４の加
速時出力指令および図５に示す主軸加減速制御部４の減
速時出力指令を参照して説明する。

【００７６】初期化処理（図６に示すステップＳ１）が
終了した後、主軸と主軸の同期状態を保持する送り軸の
加速処理、即ち加工プログラムＰで指令された加工情
報、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶されて
いる一段目時定数Ｔ１および一段目主軸回転速度ＳＰＤ
１に基づく図４の一段目の加速出力指令Ａ１による一段
目の加速指令処理を行う（ステップＳ２）。

【００７７】つぎに、加工プログラムＰで指令された主
軸と同期状態を保持する送り軸の移動指令値に基づいて
減速指令処理を開始するか否かを判別する（ステップＳ
３）。

【００７８】減速指令処理を開始すると判別すれば、一
段目の加速指令処理を終了してステップＳ２３に移行
し、減速指令処理を開始する。

【００７９】これに対し、減速指令処理を開始すると判
別しなければ、一段目の加速指令処理を続行し、主軸モ
ータ２３の主軸回転速度が加工プログラムＰで指令され
た主軸回転速度に到達したか否かを判別する（ステップ
Ｓ４）。

【００８０】主軸モータ２３の主軸回転速度が加工プロ
グラムＰで指令された主軸回転速度に到達したと判別す
れば、一段目の加速指令処理を終了し、ステップＳ２１
に移行し、定速指令処理を開始する。

【００８１】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が加工プログラムＰで指令された主軸回転速度に到達
したと判別しなければ、一段目の加速指令処理を続行
し、主軸モータ２３の主軸回転速度が主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に記憶されている一段目主軸回転速
度ＳＰＤ１に到達したか否かを判別する（ステップＳ
５）。

【００８２】主軸モータ２３の主軸回転速度が一段目主
軸回転速度ＳＰＤ１に到達したと判別しなければ、一段
目の加速指令処理を続行し、ステップＳ３に戻り、再度
一段目の加速指令処理を終了する判別（ステップＳ３〜
ステップＳ５）を実行する。

【００８３】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が一段目主軸回転速度ＳＰＤ１に到達したと判別すれ
ば、一段目の加速指令処理を終了し、フラグＦ１に
「１」をセットし（ステップＳ６）、加工プログラムＰ
で指令された加工情報、主軸加減速パターン用データ記
憶部３に記憶されている二段目時定数Ｔ２および二段目
主軸回転速度ＳＰＤ２に基づく図４の二段目の加速出力
指令Ａ２による二段目の加速指令処理を実行する（ステ
ップＳ７）。

【００８４】つぎに、加工プログラムＰで指令された主
軸と同期状態を保持する送り軸の移動指令値に基づいて
減速指令処理を開始するか否かを判別する（ステップＳ
８）。

【００８５】減速指令処理を開始すると判別すれば、二
段目の加速指令処理を終了し、ステップＳ２３に移行
し、減速指令処理を開始する。

【００８６】これに対し、減速指令処理を開始すると判
別しなければ、二段目の加速指令処理を続行し、主軸モ
ータ２３の主軸回転速度が加工プログラムＰで指令され
た主軸回転速度に到達したか否かを判別する（ステップ
Ｓ９）。

【００８７】主軸モータ２３の主軸回転速度が加工プロ
グラムＰで指令された主軸回転速度に到達したと判別す
れば、二段目の加速指令処理を終了し、ステップＳ２１
に移行し、定速指令処理を開始する。

【００８８】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が加工プログラムＰで指令された主軸回転速度に到達
したと判別しなければ、二段目の加速指令処理を続行
し、主軸モータ２３の主軸回転速度が主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に記憶されている二段目主軸回転速
度ＳＰＤ２に到達したか否かを判別する（ステップＳ１
０）。

【００８９】主軸モータ２３の主軸回転速度が二段目主
軸回転速度ＳＰＤ２に到達したと判別しなければ、二段
目の加速指令処理を続行し、ステップＳ８に戻り、再度
二段目の加速指令処理を終了する判別（ステップＳ８〜
ステップＳ１０）を実行する。

【００９０】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が二段目主軸回転速度ＳＰＤ２に到達したと判別すれ
ば、二段目の加速指令処理を終了し、フラグＦ２に
「１」をセットし（ステップＳ１１）、加工プログラム
Ｐで指令された加工情報、主軸加減速パターン用データ
記憶部３に記憶されている三段目時定数Ｔ３および三段
目主軸回転速度ＳＰＤ３に基づいて図４の三段目の加速
出力指令Ａ３による三段目の加速指令処理を実行する
（ステップＳ１２）。

【００９１】つぎに、加工プログラムＰで指令された主
軸と同期状態を保持する送り軸の移動指令値に基づいて
減速指令処理を開始するか否かを判別する（ステップＳ
１３）。

【００９２】減速指令処理を開始すると判別すれば、三
段目の加速指令処理を終了し、ステップＳ２３に移行
し、減速指令処理を開始する。

【００９３】これに対し、減速指令処理を開始すると判
別しなければ、三段目の加速指令処理を続行し、主軸モ
ータ２３の主軸回転速度が加工プログラムＰで指令され
た主軸回転速度に到達したか否かを判別する（ステップ
Ｓ１４）。

【００９４】主軸モータ２３の主軸回転速度が加工プロ
グラムＰで指令された主軸回転速度に到達したと判別す
れば、三段目の加速指令処理を終了し、ステップＳ２１
に移行し、定速指令処理を開始する。

【００９５】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が加工プログラムＰで指令された主軸回転速度に到達
したと判別しなければ、三段目の加速指令処理を続行
し、主軸モータ２３の主軸回転速度が主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に記憶された三段目主軸回転速度Ｓ
ＰＤ３に到達したか否かを判別する（ステップＳ１
５）。

【００９６】主軸モータ２３の主軸回転速度が三段目主
軸回転速度ＳＰＤ３に到達したと判別しなければ、三段
目の加速指令処理を続行し、ステップＳ１３に戻り、再
度三段目の加速指令処理を終了する判別（ステップＳ１
３〜ステップＳ１５）を実行する。

【００９７】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が三段目主軸回転速度ＳＰＤ３に到達したと判別すれ
ば、三段目の加速指令処理を終了し、フラグＦ３に
「１」をセットし（ステップＳ１６）、加工プログラム
Ｐで指令された加工情報、主軸加減速パターン用データ
記憶部３に記憶されている四段目時定数Ｔ４および四段
目主軸回転速度ＳＰＤ４に基づく図４の加速出力指令Ａ
４による四段目の加速指令処理を実行する（ステップＳ
１７）。

【００９８】つぎに、図８において、加工プログラムＰ
で指令された主軸と同期状態を保持する送り軸の移動指
令値に基づいて減速指令処理を開始するか否かを判別す
る（ステップＳ１８）。

【００９９】減速指令処理を開始すると判別すれば、四
段目の加速指令処理を終了し、ステップＳ２３に移行
し、減速指令処理を開始する。

【０１００】これに対し、減速指令処理を開始すると判
別しなければ、四段目の加速指令処理を続行し、主軸モ
ータ２３の主軸回転速度が加工プログラムＰで指令され
た主軸回転速度に到達したか否かを判別する（ステップ
Ｓ１９）。

【０１０１】主軸モータ２３の主軸回転速度が加工プロ
グラムＰで指令された主軸回転速度に到達したと判別す
れば、四段目の加速指令処理を終了し、ステップＳ２１
に移行し、定速指令処理を開始する。

【０１０２】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が加工プログラムＰで指令された主軸回転速度に到達
したと判別しなければ、四段目の加速指令処理を続行
し、主軸モータ２３の主軸回転速度が主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に記憶されている四段目主軸回転速
度ＳＰＤ４に到達したか否かを判別する（ステップＳ２
０）。

【０１０３】主軸モータ２３の主軸回転速度が四段目主
軸回転速度ＳＰＤ４に到達したと判別しなければ、四段
目の加速指令処理を続行し、ステップＳ１８に戻り、再
度四段目の加速指令処理を終了する判別（ステップＳ１
８〜ステップＳ２０）を実行する。

【０１０４】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が四段目主軸回転速度ＳＰＤ４に到達したと判別すれ
ば、四段目の加速指令処理を終了し、加工プログラムＰ
で指令された加工情報に基づいて図４に示した定速時の
出力指令Ｓの定速指令処理を開始する（ステップＳ２
１）。

【０１０５】つぎに、加工プログラムＰで指令された主
軸と同期状態を保持する送り軸の移動指令値に基づいて
減速指令処理を開始するか否かを判別する（ステップＳ
２２）。減速指令処理を開始すると判別しなければ、定
速時の出力指令Ｓによる定速指令処理を続行し、再度ス
テップＳ２２を実行する。これに対し、減速指令処理を
開始すると判別すれば、定速指令処理を終了し、つぎに
ステップＳ２３に移る。

【０１０６】ステップＳ２３では、フラグＦ３に「１」
がセットされているか否によって四段目の減速指令処理
を行うか否かを判別する。

【０１０７】フラグＦ３に「１」がセットされていると
判別しなければ、ステップＳ２６に移行し、三段目の減
速指令処理を行うか否かを判別する処理を実行する。

【０１０８】これに対し、フラグＦ３に「１」がセット
されていると判別すれば、加工プログラムＰで指令され
た加工情報、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記
憶されている四段目時定数Ｔ４および四段目主軸回転速
度ＳＰＤ４に基づく図５に示した四段目の減速出力指令
Ｄ４による四段目の減速指令処理を実行する（ステップ
Ｓ２４）。

【０１０９】つぎに、主軸モータ２３の主軸回転速度が
主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶された三段
目主軸回転速度ＳＰＤ３未満になったか否かを判別する
（ステップＳ２５）。

【０１１０】主軸モータ２３の主軸回転速度が三段目主
軸回転速度ＳＰＤ３未満になったと判別しなければ、四
段目の減速指令処理を続行し、再度ステップＳ２５を実
行する。

【０１１１】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が三段目主軸回転速度ＳＰＤ３未満になったと判別す
れば、フラグＦ２に「１」がセットされているか否かに
よって三段目の減速指令処理を行うか否かを判別する
（ステップＳ２６）。

【０１１２】フラグＦ２に「１」がセットされていると
判別しなければ、ステップＳ２９に移行し、二段目の減
速指令処理を行うか否かを判別する処理を実行する。

【０１１３】これに対し、フラグＦ２に「１」がセット
されていると判別すれば、加工プログラムＰで指令され
た加工情報、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記
憶された三段目時定数Ｔ３および三段目主軸回転速度Ｓ
ＰＤ３に基づいて図５に示した三段目の減速出力指令Ｄ
３による三段目の減速指令処理を実行する（ステップＳ
２７）。

【０１１４】つぎに主軸モータ２３の主軸回転速度が主
軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶されている二
段目主軸回転速度ＳＰＤ２未満になったか否かを判別す
る（ステップＳ２８）。

【０１１５】主軸モータ２３の主軸回転速度が二段目主
軸回転速度ＳＰＤ２未満になったと判別しなければ、三
段目の減速指令処理を続行し、再度ステップＳ２８を実
行する。

【０１１６】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が二段目主軸回転速度ＳＰＤ２未満になったと判別す
れば、フラグＦ１に「１」がセットされているか否かに
よって二段目の減速指令処理を行うか否かを判別する
（ステップＳ２９）。

【０１１７】フラグＦ１に「１」がセットされていると
判別しなければ、ステップＳ３２に移行し、一段目の減
速指令処理を実行する。

【０１１８】これに対し、フラグＦ１に「１」がセット
されていると判別すれば、加工プログラムＰで指令され
た加工情報、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記
憶された二段目時定数Ｔ２および二段目主軸回転速度Ｓ
ＰＤ２に基づく図５に示した二段目の減速出力指令Ｄ２
による二段目の減速指令処理を実行する（ステップＳ３
０）。

【０１１９】つぎに、主軸モータ２３の主軸回転速度が
主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶された一段
目主軸回転速度ＳＰＤ１未満になったか否かを判別する
（ステップＳ３１）。

【０１２０】主軸モータ２３の主軸回転速度が一段目主
軸回転速度ＳＰＤ１未満になったと判別しなければ、二
段目の減速指令処理を続行し、再度ステップＳ３１を実
行する。

【０１２１】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が一段目主軸回転速度ＳＰＤ１未満になったと判別す
れば、つぎに、加工プログラムＰで指令された加工情
報、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶されて
いる一段目時定数Ｔ１および一段目主軸回転速度ＳＰＤ
１に基づく図５に示した一段目の減速出力指令Ｄ１によ
るの一段目の減速指令処理を実行する（ステップＳ３
２）。

【０１２２】つぎに、加工プログラムＰで指令された主
軸と同期状態を保持する送り軸の移動指令値に基づいて
一段目の減速指令処理を終了するか否かを判別し（ステ
ップＳ３３）、一段目の減速指令処理を終了すると判別
すれば、タップ切削加工動作またはタップ引き抜き動作
が終了する。一段目の減速指令処理を終了すると判別し
なければ、一段目の減速指令処理を続行し、再度ステッ
プＳ３３を実行する。

【０１２３】この結果、図４に示されている一段目の加
速出力指令Ａ１、二段目の加速出力指令Ａ２、三段目の
加速出力指令Ａ３、四段目の加速出力指令Ａ４の各段の
加速出力指令、および図５に示されている四段目の減速
出力指令Ｄ１、三段目の減速出力指令Ｄ３、二段目の減
速出力指令Ｄ２、一段目の減速出力指令Ｄ１の各段の減
速出力指令に基づいて、位置ループ制御状態の主軸モー
タ２３を、図２に示す主軸モータの速度ループ制御状態
の加減速パターンに類似した加減速パターン、即ち主軸
モータ２３が加減速するのに最適な加減速パターンで制
御することができる。

【０１２４】これにより主軸モータ２３の応答性が向上
し、タップ加工に要するサイクルタイムを短縮するため
に、加減速の傾き（加速度）を大きくする方法を用いる
場合においても、主軸モータ２３は送り軸モータ２１に
対して、停止状態からの加速開始時、加速終了時（定速
回転）の直前、定速回転からの減速開始時および減速終
了時（停止状態）の直前等に追従遅れが発生し難くな
り、加工精度の向上だけでなくサイクルタイムの短縮が
実現できる。

【０１２５】なお、上述の実施の形態では、位置ループ
制御状態の主軸モータ２３を、速度ループ制御状態の加
減速パターンに類似した加減速パターンで制御するため
に、主軸加減速パターン用データ記憶部３に四段分の主
軸加減速パターン用データを記憶したが、主軸加減速パ
ターン用データは四段分以外の多段分であってもよい。

【０１２６】（実施の形態２）図９はこの発明による数
値制御装置の実施の形態２を示している。尚、図９に於
いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の
符号を付けてその説明を省略する。

【０１２７】この実施の形態では、主軸加減速パターン
用データ記憶部３は、位置ループ制御状態の主軸モータ
２３を速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パター
ンに類似した加減速パターンで制御するための主軸加減
速パターン用データを複数種類、記憶しており、主軸加
減速パターン用データ記憶部３に記憶された複数種類の
データから任意の主軸加減速パターン用データを選択す
る主軸加減速パターン用データ選択部８が設けられてい
る。

【０１２８】主軸加減速制御部４は、主軸加減速パター
ン用データ選択部８により選択された主軸加減速パター
ン用データに基づいて、位置ループ制御状態の主軸モー
タ２３を速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パタ
ーンに類似した加減速パターンで制御するための指令を
算出する。

【０１２９】図１０は主軸加減速パターン用データ記憶
部３における複数種類の主軸加減速パターン用データの
格納例を示している。この例では、番号１〜番号４の４
種類の主軸加減速パターン用データが主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に格納されている。

【０１３０】主軸加減速パターン番号１の主軸加減速パ
ターン用データは、一段目時定数Ｔ１１、二段目時定数
Ｔ１２、三段目時定数Ｔ１３、一段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄ１１、二段目主軸回転速度ＳＰＤ１２、三段目主軸回
転速度ＳＰＤ１３よりなり、主軸加減速パターン番号２
の主軸加減速パターン用データは、一段目時定数Ｔ２
１、二段目時定数Ｔ２２、三段目時定数Ｔ２３、一段目
主軸回転速度ＳＰＤ２１、二段目主軸回転速度ＳＰＤ２
２、三段目主軸回転速度ＳＰＤ２３よりなり、主軸加減
速パターン番号３の主軸加減速パターン用データは、一
段目時定数Ｔ３１、二段目時定数Ｔ３２、三段目時定数
Ｔ３３、四段目時定数Ｔ３４、一段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄ３１、二段目主軸回転速度ＳＰＤ３２、三段目主軸回
転速度ＳＰＤ３３、四段目主軸回転速度ＳＰＤ３４より
なり、主軸加減速パターン番号４の主軸加減速パターン
用データは、一段目時定数Ｔ４１、二段目時定数Ｔ４
２、三段目時定数Ｔ４３、四段目時定数Ｔ４４、一段目
主軸回転速度ＳＰＤ４１、二段目主軸回転速度ＳＰＤ４
２、三段目主軸回転速度ＳＰＤ４３、四段目主軸回転速
度ＳＰＤ４４よりなる。

【０１３１】各々の主軸加減速パターン用データ群にお
いて、一段目時定数Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１と
一段目主軸回転速度ＳＰＤ１１、ＳＰＤ２１、ＳＰＤ３
１、ＳＰＤ４１は一段目の加減速の傾きを決定するため
の主軸加減速パターン用データ、二段目時定数Ｔ１２、
Ｔ２２、Ｔ３２、Ｔ４２と二段目主軸回転速度ＳＰＤ１
２、ＳＰＤ２２、ＳＰＤ３２、ＳＰＤ４２は二段目の加
減速の傾きを決定するための主軸加減速パターン用デー
タ、三段目時定数Ｔ１３、Ｔ２３、Ｔ３３、Ｔ４３と三
段目主軸回転速度ＳＰＤ１３、ＳＰＤ２３、ＳＰＤ３
３、ＳＰＤ４３は三段目の加減速の傾きを決定するため
の主軸加減速パターン用データ、四段目時定数Ｔ３４、
Ｔ４４と四段目主軸回転速度ＳＰＤ３４、ＳＰＤ４４は
四段目の加減速の傾きを決定するための主軸加減速パタ
ーン用データである。

【０１３２】図１１は主軸加減速制御部４のタップ加工
動作の出力指令の一例を示している。図１１において、
は主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶された
主軸加減速パターン番号１の主軸加減速パターン用デー
タに基づいた加減速出力指令を、は主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に記憶された主軸加減速パターン番
号２の主軸加減速パターン用データに基づいた加減速出
力指令を、は主軸加減速パターン用データ記憶部３に
記憶された主軸加減速パターン番号３の主軸加減速パタ
ーン用データに基づいた加減速出力指令を、は主軸加
減速パターン用データ記憶部３に記憶された主軸加減速
パターン番号４の主軸加減速パターン用データに基づい
た加減速出力指令を各々示している。

【０１３３】加減速出力指令〜は、ワーク（図示せ
ず）の材質、工具（図示せず）の材質および形状に基づ
いて主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶された
複数種類の主軸加減速パターン用データ群から最適な主
軸加減速パターン用データを選択し、かつ選択された主
軸加減速パターン用データに基づいて加減速出力指令を
実行できる。

【０１３４】図１２はこの実施の形態におけるタップ加
工処理のフローチャートであり、図１０に示す主軸加減
速パターン用データ記憶部３に記憶された主軸加減速パ
ターン用データ群、図１１に示す主軸加減速制御部４の
加減速出力指令を参照して説明する。

【０１３５】先ず、主軸加減速パターン用データ選択部
８は、主軸加減速パターン用データ記憶部３からワーク
（図示せず）の材質、工具（図示せず）の材質および形
状に基づいて加工プログラムＰで指示された主軸加減速
パターン番号の主軸加減速パターン用データを選択する
（ステップＳ１０１）。この説明では、図１０に示す主
軸加減速パターン番号２の主軸加減速パターン用データ
を選択したこととする。

【０１３６】つぎに、加工プログラムＰで指令された加
工情報および選択された図１０における主軸加減速パタ
ーン番号２の主軸加減速パターン用データに基づいて図
１１のタップ切削加工動作指令処理を実行する（ステッ
プＳ１０２）。

【０１３７】この後にタップ切削加工が穴底まで到達し
たか否かを判別し（ステップＳ１０３）、タップ切削加
工が穴底まで到達したと判別しなければ、タップ切削加
工動作指令処理を続行する。これに対しタップ切削加工
が穴底まで到達したと判別すれば、タップ切削加工動作
指令処理を終了し、加工プログラムＰで指令された加工
情報および選択された図１０に示す主軸加減速パターン
番号２の主軸加減速パターン用データに基づいて図１１
のタップ引き抜き動作指令処理を実行する（ステップＳ
１０４）。

【０１３８】この後にタップ加工開始位置まで戻ったか
否かを判別し（ステップＳ１０５）、タップ加工位置ま
で戻ったと判別すれば、タップ加工処理を終了する。タ
ップ加工開始位置まで戻ったと判別しなければ、タップ
引き抜き動作指令処理を続行し、再度ステップＳ１０５
を実行する。

【０１３９】この結果、位置ループ制御状態の主軸モー
タ２３を、主軸モータの速度ループ制御状態の加減速パ
ターンに類似した加減速パターンで制御するだけでな
く、複数種類の主軸加減速パターン用データ群からワー
ク（図示せず）の材質、工具（図示せず）の材質および
形状に基づいて最適な加減速パターンに基づいて制御す
ることができる。

【０１４０】これにより、主軸モータ２３の応答性が的
確に向上し、タップ加工に要するサイクルタイムを短縮
するため、加減速の傾きを大きくする方法を用いる場合
においても、効率的なタップ加工およびタップ加工精度
の向上が実現できる。

【０１４１】なお、上記実施の形態２では、位置ループ
制御状態の主軸モータ２３を、速度ループ制御状態の加
減速パターンに類似した加減速パターンで制御するため
に主軸加減速パターン用データ記憶部３に４種類（主軸
加減速パターン番号１〜主軸加減速パターン番号４）の
主軸加減速パターン用データを記憶したが、主軸加減速
パターン用データの種類数は４種類に限られることはな
い。

【０１４２】（実施の形態３）図１３はこの発明による
数値制御装置の実施の形態３を示している。尚、図１３
に於いて、図１、図９に対応する部分は図１、図９に付
した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。

【０１４３】この実施の形態では、加工プログラムＰに
タップ切削加工動作の主軸加減速パターン番号とタップ
引き抜き動作の主軸加減速パターン番号を記述設定する
入力部９が設けられている。

【０１４４】主軸加減速パターン用データ選択部３は、
加工プログラムＰに指令された番号（種類）によるタッ
プ切削加工動作の主軸加減速パターン用データとタップ
引き抜き動作の主軸加減速パターン用データを、主軸加
減速パターン用データ記憶部３に記憶された複数種類の
データから選択して読み出す。

【０１４５】この場合も、主軸加減速制御部４は、主軸
加減速パターン用データ選択部８により選択された主軸
加減速パターン用データに基づいて、位置ループ制御状
態の主軸モータ２３を速度ループ制御状態の主軸モータ
の加減速パターンに類似した加減速パターンで制御する
ための指令を算出する。

【０１４６】図１４は主軸加減速パターン用データ記憶
部３における複数種類の主軸加減速パターン用データの
格納例を示している。この例では、番号１〜番号４の４
種類の主軸加減速パターン用データが主軸加減速パター
ン用データ記憶部３に格納されている。

【０１４７】主軸加減速パターン番号１の主軸加減速パ
ターン用データは、一段目時定数Ｔ１１、二段目時定数
Ｔ１２、三段目時定数Ｔ１３、一段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄ１１、二段目主軸回転速度ＳＰＤ１２、三段目主軸回
転速度ＳＰＤ１３よりなり、主軸加減速パターン番号２
の主軸加減速パターン用データは、一段目時定数Ｔ２
１、二段目時定数Ｔ２２、三段目時定数Ｔ２３、四段目
時定数Ｔ２４、一段目主軸回転速度ＳＰＤ２１、二段目
主軸回転速度ＳＰＤ２２、三段目主軸回転速度ＳＰＤ２
３、四段目主軸回転速度ＳＰＤ２４よりなり、主軸加減
速パターン番号３の主軸加減速パターン用データは、一
段目時定数Ｔ３１、二段目時定数Ｔ３２、三段目時定数
Ｔ３３、四段目時定数Ｔ３４、一段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄ３１、二段目主軸回転速度ＳＰＤ３２、三段目主軸回
転速度ＳＰＤ３３、四段目主軸回転速度ＳＰＤ３４より
なり、主軸加減速パターン番号４の主軸加減速パターン
用データは、一段目時定数Ｔ４１、二段目時定数Ｔ４
２、三段目時定数Ｔ４３、四段目時定数Ｔ４４、五段目
時定数Ｔ４５、一段目主軸回転速度ＳＰＤ４１、二段目
主軸回転速度ＳＰＤ４２、三段目主軸回転速度ＳＰＤ４
３、四段目主軸回転速度ＳＰＤ４４、五段目主軸回転速
度ＳＰＤ４５よりなる。

【０１４８】各々の主軸加減速パターン用データ群にお
いて、一段目時定数Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１と
一段目主軸回転速度ＳＰＤ１１、ＳＰＤ２１、ＳＰＤ３
１、ＳＰＤ４１は一段目の加減速の傾きを決定するため
の主軸加減速パターン用データ、二段目時定数Ｔ１２、
Ｔ２２、Ｔ３２、Ｔ４２と二段目主軸回転速度ＳＰＤ１
２、ＳＰＤ２２、ＳＰＤ３２、ＳＰＤ４２は二段目の加
減速の傾きを決定するための主軸加減速パターン用デー
タ、三段目時定数Ｔ１３、Ｔ２３、Ｔ３３、Ｔ４３と三
段目主軸回転速度ＳＰＤ１３、ＳＰＤ２３、ＳＰＤ３
３、ＳＰＤ４３は三段目の加減速の傾きを決定するため
の主軸加減速パターン用データ、四段目時定数Ｔ２４、
Ｔ３４、Ｔ４４と四段目主軸回転速度ＳＰＤ２４、ＳＰ
Ｄ３４、ＳＰＤ４４は四段目の加減速の傾きを決定する
ための主軸加減速パターン用データ、五段目時定数Ｔ４
５と五段目主軸回転速度ＳＰＤ４５は五段目の加減速の
傾きを決定するための主軸加減速パターン用データであ
る。

【０１４９】図１５は加工プログラムＰのブロック記述
において、タップ切削加工動作の主軸加減速パターン番
号とタップ引き抜き動作の主軸加減速パターン番号を指
令したタップ加工のプログラム例を示している。タップ
切削加工動作の主軸加減速パターン番号とタップ引き抜
き動作の主軸加減速パターン番号の指令は、”Ｑ＿，Ｑ
＿”で行われ、この例では、タップ切削加工動作の主軸
加減速パターン番号が１を、タップ引き抜き動作の主軸
加減速パターン番号が４を指令している。

【０１５０】主軸加減速パターン用データの選択設定は
加工プログラムＰに上述のように記述されたアドレスデ
ータ”Ｑ＿，Ｑ＿”の解析により行われる。

【０１５１】図１６は実施の形態３における主軸加減速
制御部４のタップ加工動作の出力指令の一例を示してい
る。図１６において、は主軸加減速パターン用データ
記憶部３に記憶された主軸加減速パターン番号１の主軸
加減速パターン用データに基づいたタップ切削加工動作
の加減速出力指令を、は主軸加減速パターン用データ
記憶部３に記憶された主軸加減速パターン番号２の主軸
加減速パターン用データに基づいたタップ切削加工動作
の加減速出力指令を、は主軸加減速パターン用データ
記憶部３に記憶された主軸加減速パターン番号３の主軸
加減速パターン用データに基づいたタップ引き抜き動作
の加減速出力指令を、は主軸加減速パターン用データ
記憶部３に記憶された主軸加減速パターン番号４の主軸
加減速パターン用データに基づいたタップ引き抜き動作
の加減速出力指令を各々示している。

【０１５２】タップ引き抜き動作は切削を伴わないか
ら、タップ切削加工動作より高速に行うことができる。
このことから、タップ引き抜き動作の加減速出力指令が
タップ切削加工動作の加減速出力指令と同一の加減速パ
ターンによるものであると、タップ加工に要するサイク
ルタイムが長くなり、非効率的である。

【０１５３】このため、この実施の形態では、タップ引
き抜き動作の加減速出力指令、は、タップ切削加工
動作の加減速出力指令、による加減速パターンより
加減速に要する時間が短いものを主軸加減速パターン用
データ記憶部３から選択し、選択された主軸加減速パタ
ーン用データに基づいて加減速出力指令を実行する。

【０１５４】図１６に示されている例では、主軸加減速
パターン用データ記憶部３に記憶された主軸加減速パタ
ーン番号１の主軸加減速パターン用データおよび主軸加
減速パターン番号２の主軸加減速パターン用データに基
づいてタップ切削加工動作の加減速出力指令を決定して
いるが、種々条件により、主軸加減速パターン用データ
記憶部３に記憶された主軸加減速パターン番号３の主軸
加減速パターン用データまたは主軸加減速パターン番号
４の主軸加減速パターン用データに基づいてタップ切削
加工動作の加減速出力指令を決定してもよく、また主軸
加減速パターン用データ記憶部３に記憶された主軸加減
速パターン番号１の主軸加減速パターン用データまたは
主軸加減速パターン番号２の主軸加減速パターン用デー
タに基づいてタップ引き抜き動作の加減速出力指令を決
定してもよい。

【０１５５】図１７はこの実施の形態におけるタップ加
工処理のフローチャートであり、図１４に示す主軸加減
速パターン用データ記憶部３に記憶された主軸加減速パ
ターン用データ群、図１５に示すタップ切削加工動作の
主軸加減速パターン番号およびタップ引き抜き動作の主
軸加減速パターン番号を指示したタップ加工のプログラ
ム、図１６に示す主軸加減速制御部４の加減速出力指令
を参照して説明する。

【０１５６】先ず、主軸加減速パターン用データ選択部
８はタップ加工のプログラムＰにより指令されたタップ
切削加工動作用の主軸加減速パターン番号の主軸加減速
パターン用データを主軸加減速パターン用データ記憶部
３から選択する（ステップＳ２０１）。図１５に示され
ているタップ加工のプログラムでは、タップ切削加工動
作の主軸加減速パターン番号が１であることを指示して
いるので、図１４における主軸加減速パターン番号１の
主軸加減速パターン用データを選択する。

【０１５７】つぎに、タップ加工のプログラムで指令さ
れた加工情報および前ステップで選択された主軸加減速
パターン番号１の主軸加減速パターン用データに基づい
て図１６にてで示すタップ切削加工動作指令処理を実
行する（ステップＳ２０２）。

【０１５８】つぎに、タップ切削加工が穴底まで到達し
たか否かを判別し（ステップＳ２０３）、タップ切削加
工が穴底まで到達したと判別しなければ、タップ切削加
工動作指令処理を続行し、再度ステップＳ２０３を実行
する。

【０１５９】これに対し、タップ切削加工が穴底まで到
達したと判別すれば、タップ切削加工動作指令処理を終
了し、つぎに主軸加減速パターン用データ選択部８がタ
ップ加工のプログラムにより指令されたタップ引き抜き
動作用の主軸加減速パターン番号の主軸加減速パターン
用データを主軸加減速パターン用データ記憶部３から選
択する（ステップＳ２０４）。図１５に示されているタ
ップ加工のプログラムでは、タップ引き抜き動作の主軸
加減速パターン番号が４であることを指示しているの
で、主軸加減速パターン番号４の主軸加減速パターン用
データを選択する。

【０１６０】つぎに、タップ加工のプログラムで指令さ
れた加工情報および前ステップで選択された主軸加減速
パターン番号４の主軸加減速パターン用データに基づい
て図１６にてで示すタップ引き抜き動作指令処理を実
行する（ステップＳ２０５）。

【０１６１】つぎに、タップ加工開始位置まで戻ったか
否かを判別し（ステップＳ２０６）、タップ加工位置ま
で戻ったと判別すれば、タップ加工処理を終了する。タ
ップ加工開始位置まで戻ったと判別しなければ、タップ
引き抜き動作指令処理を続行し、再度ステップＳ２０６
を実行する。

【０１６２】この結果、位置ループ制御状態の主軸モー
タ２３を主軸モータの速度ループ制御状態の加減速パタ
ーンに類似した加減速パターンで制御するだけでなく、
複数種類の主軸加減速パターン用データ群からタップ切
削加工動作とタップ引き抜き動作とで最適な加減速パタ
ーンに基づいて制御することができる。

【０１６３】これにより、タップ切削加工動作時とタッ
プ引き抜き動作時とで各々主軸モータの応答性が最適状
態で向上し、タップ加工に要するサイクルタイムを短縮
するため、加減速の傾きを大きくする方法を用いる場合
においても、効率的にタップ加工を実行することがで
き、タップ加工に要するサイクルタイムを短縮すること
が可能となる。

【０１６４】また、複数種類の主軸加減速パターン用デ
ータ群から選択されたタップ切削加工動作およびタップ
引き抜き動作に最適な加減速パターンデータに基づいて
制御するから、タップ加工のプログラムよりタップ切削
加工動作の主軸回転速度およびタップ引き抜き動作の主
軸回転速度をタップ加工のプログラムより別々に指示す
れば、さらに効率的にタップ加工を実行することがで
き、タップ加工に要するサイクルタイムの短縮が可能と
なる。

【０１６５】（実施の形態４）図１８はこの発明による
数値制御装置の実施の形態４を示している。尚、図１８
に於いて、図１、図９、図１３に対応する部分は図１、
図９、図１３に付した符号と同一の符号を付けてその説
明を省略する。

【０１６６】この実施の形態では、主軸加速パターン用
・主軸減速パターン用データ記憶部（主軸加減速パター
ン用データ記憶部）１０が設けられている。主軸加速パ
ターン用・主軸減速パターン用データ記憶部１０は、位
置ループ制御状態の主軸モータ２３を速度ループ制御状
態の主軸モータの加速パターンに類似した加速パターン
で制御するための主軸加速パターン用データと、位置ル
ープ制御状態の主軸モータ２３を速度ループ制御状態の
主軸モータの減速パターンに類似した減速パターンで制
御するための主軸減速パターン用データとを、各々複数
種類、記憶している。

【０１６７】主軸加減速パターン用データ選択部８は、
主軸加速パターン用・主軸減速パターン用データ記憶部
１０に記憶された複数種類のデータから指示された加速
指令処理の主軸加速パターン用データと、減速指令処理
の主軸減速パターン用データをそれぞれ選択する。

【０１６８】主軸加減速制御部４は主軸加減速パターン
用データ選択部８によって選択された主軸加速パターン
用データ、主軸減速パターン用データに基づいて位置ル
ープ制御状態の主軸モータ２３を速度ループ制御状態の
主軸モータの加減速パターンに類似した個別の加速パタ
ーン、減速パターンで制御するための指令を算出する。

【０１６９】図１９は主軸加速パターン用・主軸減速パ
ターン用データ記憶部１０における複数種類の主軸加減
速パターン用データの格納例を示している。この例で
は、番号１、番号２の２種類の主軸加速パターン用デー
タと、番号１、番号２の２種類の主軸減速パターン用デ
ータが主軸加速パターン用・主軸減速パターン用データ
記憶部１０に格納されている。

【０１７０】主軸加速パターン番号１の主軸加速パター
ン用データは、一段目加速時定数Ｔａ１１、二段目加速
時定数Ｔａ１２、三段目加速時定数Ｔａ１３、四段目加
速時定数Ｔａ１４、一段目主軸回転速度ＳＰＤａ１１、
二段目主軸回転速度ＳＰＤａ１２、三段目主軸回転速度
ＳＰＤａ１３、四段目主軸回転速度ＳＰＤａ１４よりな
り、主軸減速パターン番号１の主軸減速パターン用デー
タは、一段目減速時定数Ｔｄ１１、二段目減速時定数Ｔ
ｄ１２、三段目減速時定数Ｔｄ１３、一段目主軸回転速
度ＳＰＤｄ１１、二段目主軸回転速度ＳＰＤｄ１２、三
段目主軸回転速度ＳＰＤｄ１３よりなり、この両データ
は同一パターン番号でペアリングされている。

【０１７１】主軸加速パターン番号２の主軸加速パター
ン用データは、一段目加速時定数Ｔａ２１、二段目加速
時定数Ｔａ２２、三段目加速時定数Ｔａ２３、四段目加
速時定数Ｔａ２４、一段目主軸回転速度ＳＰＤａ２１、
二段目主軸回転速度ＳＰＤａ２２、三段目主軸回転速度
ＳＰＤａ２３、四段目主軸回転速度ＳＰＤａ２４よりな
り、主軸減速パターン番号２の主軸減速パターン用デー
タは、一段目減速時定数Ｔｄ２１、二段目減速時定数Ｔ
ｄ２２、三段目減速時定数Ｔｄ２３、一段目主軸回転速
度ＳＰＤｄ２１、二段目主軸回転速度ＳＰＤｄ２２、三
段目主軸回転速度ＳＰＤｄ２３よりなり、この両データ
も同一パターン番号でペアリングされている。

【０１７２】各々の主軸加速パターン用データ群におい
て、一段目加速時定数Ｔａ１１、Ｔａ２１と一段目主軸
回転速度ＳＰＤａ１１、ＳＰＤａ２１は一段目の加速の
傾きを決定するための主軸加速パターン用データ、二段
目加速時定数Ｔａ１２、Ｔａ２２と二段目主軸回転速度
ＳＰＤａ１２、ＳＰＤａ２２は二段目の加速の傾きを決
定するための主軸加速パターン用データ、三段目加速時
定数Ｔａ１３、Ｔａ２３と三段目主軸回転速度ＳＰＤａ
１３、ＳＰＤａ２３は三段目の加速の傾きを決定するた
めの主軸加速パターン用データ、四段目加速時定数Ｔａ
１４、Ｔａ２４と四段目主軸回転速度ＳＰＤａ１４、Ｓ
ＰＤａ２４は四段目の加速の傾きを決定するための主軸
加速パターン用データである。

【０１７３】また、一段目減速時定数Ｔｄ１１、Ｔｄ２
１と一段目主軸回転速度ＳＰＤｄ１１、ＳＰＤｄ２１は
一段目の減速の傾きを決定するための主軸減速パターン
用データ、二段目減速時定数Ｔｄ１２、Ｔｄ２２と二段
目主軸回転速度ＳＰＤｄ１２、ＳＰＤｄ２２は二段目の
減速の傾きを決定するための主軸減速パターン用デー
タ、三段目減速時定数Ｔｄ１３、Ｔｄ２３と三段目主軸
回転速度ＳＰＤｄ１３、ＳＰＤｄ２３は三段目の減速の
傾きを決定するための主軸減速パターン用データであ
る。

【０１７４】図２０は実施の形態３における主軸加減速
制御部４のタップ加工動作の出力指令の一例である。図
２０において、ａは主軸加速パターン用・主軸減速パ
ターン用データ記憶部１０に記憶されている主軸加速パ
ターン番号１の主軸加速パターン用データに基づいた加
速出力指令、ｄは主軸加速パターン用・主軸減速パタ
ーン用データ記憶部１０に記憶されている主軸減速パタ
ーン番号１の主軸減速パターン用データに基づいた減速
出力指令である。

【０１７５】また、ａは主軸加速パターン用・主軸減
速パターン用データ記憶部１０に記憶されている主軸加
速パターン番号２の主軸加速パターン用データに基づい
た加速出力指令、ｄは主軸加速パターン用・主軸減速
パターン用データ記憶部１０に記憶されている主軸減速
パターン番号２の主軸減速パターン用データに基づいた
減速出力指令である。

【０１７６】加速出力指令ａ、ａと、減速出力指令
ｄ、ｄでは、加速動作と減速動作で共通の主軸加減
速パターン用データを選択し、選択された主軸加減速パ
ターン用データに基づいて加速出力指令、減速出力指令
を実行すると、主軸モータの加速動作の主軸のイナーシ
ャと減速動作の主軸のイナーシャが異なるため、サイク
ルタイムに無駄な時間が生じることから、加速動作では
主軸加速パターン用データ、減速動作では主軸減速パタ
ーン用データを選択し、選択された主軸加速パターン用
データ、または主軸減速パターン用データに基づいて加
速出力指令、減速出力指令を実行する。

【０１７７】この実施の形態でも、実施の形態３におけ
る場合と同様に、入力部９によって加工プログラムＰに
タップ切削加工動作の主軸加速パターン番号とタップ引
き抜き動作の主軸減速パターン番号とを設定することが
できる。

【０１７８】図２１はこの実施の形態におけるタップ加
工処理のフローチャートであり、図１９に示す主軸加速
パターン用・主軸減速パターン用データ記憶部１０に記
憶された主軸加速パターン用データ群、主軸減速パター
ン用データ群、図２０に示す主軸加減速制御部４の加速
出力指令、減速出力指令を参照して説明する。

【０１７９】先ず、主軸加減速パターン用データ選択部
８は、主軸加速パターン用・主軸減速パターン用データ
記憶部１０から指示された主軸加速パターン番号の主軸
加速パターン用データを選択する（ステップＳ３０
１）。ここでは、図１９に示されている主軸加速パター
ン番号１の主軸加速パターン用データを選択したことと
する。

【０１８０】つぎに、加工プログラムＰで指示された加
工情報および前ステップで選択された主軸加速パターン
番号１の主軸加速パターン用データに基づいて図２０に
てａで示されている加速指令処理を実行する（ステッ
プＳ３０２）。

【０１８１】つぎに、減速指令処理を開始するか否かを
判別（ステップＳ３０３）し、減速指令処理を開始する
と判別すれば、加速指令処理を終了し、ステップＳ３０
７に移り、減速指令処理を開始すると判別しなければ、
加速指令処理を続行し、加速指令処理を終了するか否か
を判別する（ステップＳ３０４）。

【０１８２】加速指令処理を終了すると判別すれば、加
速指令処理を終了し、加工プログラムＰで指示された加
工情報に基づいて定速指令処理を実行する（ステップＳ
３０５）。これに対し、加速指令処理を終了すると判別
しなければ、加速指令処理を続行し、ステップＳ３０３
に戻る。

【０１８３】定速指令処理が実行されれば、つぎに減速
指令処理を開始するか否かを判別し（ステップＳ３０
６）、減速指令処理を開始すると判別しなければ、定速
指令処理を続行し、再度ステップＳ３０６を実行する。

【０１８４】これに対し、減速指令処理を開始すると判
別すれば、定速指令処理を終了し、主軸加減速パターン
用データ選択部８が主軸加速パターン用・主軸減速パタ
ーン用データ記憶部１０から指示された主軸減速パター
ン番号の主軸減速パターン用データを選択する（ステッ
プＳ３０７）。ここでは、図１９に示されている主軸減
速パターン番号１の主軸減速パターン用データを選択し
たこととする。

【０１８５】つぎに、加工プログラムＰで指令された加
工情報および前ステップで選択された主軸減速パターン
番号１の主軸減速パターン用データに基づいて図２０に
てｄで示されている減速指令処理を実行する（ステッ
プＳ３０８）。

【０１８６】つぎに、減速指令処理を終了するか否かを
判別し（ステップＳ３０９）、減速指令処理を終了する
と判別すれば、減速指令処理を終了する。減速指令処理
を終了すると判別しなければ、減速指令処理を続行し、
再度ステップＳ３０９を実行する。

【０１８７】この結果、位置ループ制御状態の主軸モー
タ２３を主軸モータの速度ループ制御状態の加速・減速
パターンに類似した加減速パターンで制御するだけでな
く、複数種類の主軸加速パターン用データ群、主軸減速
パターン用データ群から加速指令処理、減速指令処理に
最適な個別の加速パターン、減速パターンに基づいて制
御することができる。

【０１８８】これにより主軸モータの加速動作の主軸の
イナーシャと減速動作の主軸のイナーシャが異なる場合
においても、加速動作時と減速動作時とで各々主軸モー
タの応答性が最適状態で向上し、最適な加速パターンお
よび減速パターンでタップ加工を実行することができ、
タップ加工に要するサイクルタイムに無駄な時間が生じ
させないようにすることが可能となる。

【０１８９】（実施の形態５）図２２はこの発明による
数値制御装置の実施の形態５を示している。尚、図２２
に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同
一の符号を付けてその説明を省略する。

【０１９０】この実施の形態では、主軸加速パターン用
・主軸減速パターン用データ記憶部１０に、主軸加速パ
ターン用データと主軸減速パターン用データを設定する
ことが、入力部１１によるオペレータ入力以外に、主軸
加減速データ解析部１２よりのデータ転送により自動的
に行えるようになっている。

【０１９１】このため、この実施の形態では、主軸制御
部７が主軸モータ２３の速度センサ（ＴＧ）２５よりの
速度信号による速度ループ制御状態で主軸モータ２３を
制御している時の主軸モータ２３の加速データ、減速デ
ータを記憶する主軸加減速データ記憶部１３が設けられ
ている。

【０１９２】主軸加減速データ解析部１２は、主軸加減
速データ記憶部１３に記憶された主軸加速・減速データ
を解析し、位置ループ制御状態の主軸モータ２３を、速
度ループ制御状態の主軸モータの加速・減速パターンに
類似した加速パターン、減速パターンで制御するための
主軸加減速パターン用データを生成し、これを主軸加速
パターン用・主軸減速パターン用データ記憶部１０に設
定する。

【０１９３】図２３は、主軸モータ２３の速度ループ制
御状態の加減速データの一例を示している。図２３は主
軸モータ２３の回転速度が指示された指令回転速度ＣＭ
Ｄ＿Ｓ２に達するまでの加速データおよび主軸モータ２
３が指令回転速度ＣＭＤ＿Ｓ２から停止するまでの減速
データを示している。

【０１９４】主軸モータ２３は、停止状態からの加速開
始時にあっては、緩やかに加速し、その後、ほぼ一定の
傾きで加速し続ける。主軸モータ２３の回転速度が指示
された指令回転速度ＣＭＤ＿Ｓ２付近に達すると、緩や
かな加速となり、指令回転速度ＣＭＤ＿Ｓ２に達すれ
ば、定速回転を行う。

【０１９５】主軸モータ２３は、停止を指示されると、
定速回転から緩やかに減速し、その後、ほぼ一定の傾き
で減速し続ける。主軸モータ２３は、停止状態付近にな
ると緩やかな減速となり、回転停止する。

【０１９６】図２４は主軸加速パターン用・主軸減速パ
ターン用データ記憶部１０における主軸加減速パターン
用データの格納例を示している。

【０１９７】主軸加速パターン用データは、一段目加速
時定数Ｔａ１、二段目加速時定数Ｔａ２、三段目加速時
定数Ｔａ３、四段目加速時定数Ｔａ４、一段目主軸回転
速度ＳＰＤａ１、二段目主軸回転速度ＳＰＤａ２、三段
目主軸回転速度ＳＰＤａ３、四段目主軸回転速度ＳＰＤ
ａ４よりなり、主軸減速パターン用データは、一段目減
速時定数Ｔｄ１、二段目減速時定数Ｔｄ２、三段目減速
時定数Ｔｄ３、四段目減速時定数Ｔｄ４、一段目主軸回
転速度ＳＰＤｄ１、二段目主軸回転速度ＳＰＤｄ２、三
段目主軸回転速度ＳＰＤｄ３、四段目主軸回転速度ＳＰ
Ｄｄ４よりなっている。

【０１９８】主軸加速パターン用データにおいて、一段
目加速時定数Ｔａ１と一段目主軸回転速度ＳＰＤａ１は
一段目の加速の傾きを決定するための主軸加速パターン
用データ、二段目加速時定数Ｔａ２と二段目主軸回転速
度ＳＰＤａ２は二段目の加速の傾きを決定するための主
軸加速パターン用データ、三段目加速時定数Ｔａ３と三
段目主軸回転速度ＳＰＤａ３は三段目の加速の傾きを決
定するための主軸加速パターン用データ、四段目加速時
定数Ｔａ４と四段目主軸回転速度ＳＰＤａ４は四段目の
加速の傾きを決定するための主軸加速パターン用データ
である。

【０１９９】また、一段目減速時定数Ｔｄ１と一段目主
軸回転速度ＳＰＤｄ１は一段目の減速の傾きを決定する
ための主軸減速パターン用データ、二段目減速時定数Ｔ
ｄ２と二段目主軸回転速度ＳＰＤｄ２は二段目の減速の
傾きを決定するための主軸減速パターン用データ、三段
目減速時定数Ｔｄ３と三段目主軸回転速度ＳＰＤｄ３は
三段目の減速の傾きを決定するための主軸減速パターン
用データ、四段目減速時定数Ｔｄ４と四段目主軸回転速
度ＳＰＤｄ４は四段目の減速の傾きを決定するための主
軸減速パターン用データである。

【０２００】主軸加速パターン用データと主軸加速パタ
ーン用データを主軸加速パターン用・主軸減速パターン
用データ記憶部１０に設定することは、オペレータ操作
によってパラメータ設定式に入力部１１より入力設定す
ることができる。

【０２０１】しかし、オペレータが加工条件や機械条件
に適した主軸加速パターン用データ、主軸減速パターン
用データを入力部１１より設定するのは、非効率的であ
るだけでなく、設定を誤る可能性もある。

【０２０２】このため、この実施の形態では、オペレー
タは速度ループ制御状態の主軸モータ２３を停止状態か
ら定速回転状態まで回転駆動させること、および速度ル
ープ制御状態の主軸モータ２３を定速回転状態から停止
させるだけで、主軸加速パターン用データ、主軸減速パ
ターン用データを自動的に主軸加速パターン用・主軸減
速パターン用データ記憶部１０に設定することができ
る。

【０２０３】オペレータは、入力部１１より主軸加減速
データ変化ポイント数を設定した後に、入力部１１によ
り主軸加減速パターン用データ設定モードに切り替え、
速度ループ制御状態の主軸モータ２３を停止状態から定
速回転状態まで回転駆動させる。オペレータは、主軸モ
ータ２３が定速回転まで加速したことを確認後、主軸モ
ータ２３を停止させる。この操作により主軸加減速デー
タ記憶部１３は速度ループ制御状態の主軸モータ２３の
加減速データを記憶する。

【０２０４】図２５は主軸加減速データ解析部１２が主
軸加減速データ記憶部１３に記憶された主軸モータ２３
の速度ループ制御状態の加速データに基づいて主軸加速
パターン用データを算出し、これを主軸加速パターン用
・主軸減速パターン用データ記憶部１０に設定する例を
示している。

【０２０５】図２５に示す主軸モータ２３の速度ループ
制御状態の加速データにおいて、Ｐａ１は一段目の加速
データ変化ポイント、Ｐａ２は二段目の加速データ変化
ポイント、Ｐａ３は三段目の加速データ変化ポイント、
Ｐａ４は四段目の加速データ変化ポイントであり、主軸
モータ２３の速度ループ制御状態の加速データの変化の
著しいポイントを示す。

【０２０６】Ｔａ１は主軸モータ２３の回転速度が０
（停止状態）から一段目の加速データ変化ポイントＰａ
１に到達するまでの加速データの傾きにおける一段目加
速時定数、Ｔａ２は一段目の加速データ変化ポイントＰ
ａ１から二段目の加速データ変化ポイントＰａ２に到達
するまでの加速データの傾きにおける二段目加速時定
数、Ｔａ３は二段目の加速データ変化ポイントＰａ２か
ら三段目の加速データ変化ポイントＰａ３に到達するま
での加速データの傾きにおける三段目加速時定数、Ｔａ
４は三段目の加速データ変化ポイントＰａ３から四段目
の加速データ変化ポイントＰａ４に到達するまでの加速
データの傾きにおける四段目加速時定数である。

【０２０７】ＳＰＤａ１は一段目の加速データ変化ポイ
ントＰａ１の一段目主軸回転速度、ＳＰＤａ２は二段目
の加速データ変化ポイントＰａの二段目主軸回転速度、
ＳＰＤａ３は三段目の加速データ変化ポイントＰａ３の
三段目主軸回転速度、ＳＰＤａ４は四段目の加速データ
変化ポイントＰａ４の四段目主軸回転速度である。

【０２０８】このように、主軸加減速データ解析部１２
は主軸加減速データ記憶部１３に記憶された主軸モータ
２３の速度ループ制御状態の加速データを解析し、加速
データの変化の著しいポイントＰａ１〜Ｐａ４に基づい
て位置ループ制御状態の主軸モータ２３を速度ループ制
御状態の主軸モータの加速パターンに類似した加速パタ
ーンで制御するための主軸加速パターン用データを算出
し、この主軸加速パターン用データを主軸加速パターン
用・主軸減速パターン用データ記憶部１０に設定する。

【０２０９】図２６は主軸加減速データ解析部１２が主
軸加減速データ記憶部１３に記憶された主軸モータ２３
の速度ループ制御状態の減速データに基づいて主軸減速
パターン用データを算出し、これを主軸加速パターン用
・主軸減速パターン用データ記憶部１０に設定する例を
示している。

【０２１０】図２６に示す主軸モータ２３の速度ループ
制御状態の加速データにおいて、Ｐｄ４は主軸モータ２
３が定速回転から減速を開始する四段目の減速データ変
化ポイント、Ｐｄ３は三段目の減速データ変化ポイン
ト、Ｐｄ２は二段目の減速データ変化ポイント、Ｐｄ１
は一段目の減速データ変化ポイント、Ｐｄ０は回転停止
ポイントであり、主軸モータ２３の速度ループ制御状態
の減速データの変化の著しいポイントを示す。

【０２１１】Ｔｄ４は四段目の減速データ変化ポイント
（主軸モータ２３が定速回転から減速を開始するポイン
ト）Ｐｄ４から三段目の減速データ変化ポイントＰｄ３
に到達するまでの減速データの傾きにおける四段目減速
時定数、Ｔｄ３は三段目の減速データ変化ポイントＰｄ
３から二段目の減速データ変化ポイントＰｄ２に到達す
るまでの減速データの傾きにおける三段目減速時定数、
Ｔｄ２は二段目の減速データ変化ポイントＰｄ２から一
段目の減速データ変化ポイントＰｄ１に到達するまでの
減速データの傾きにおける二段目減速時定数、Ｔｄ１は
一段目の減速データ変化ポイントＰｄ１から主軸モータ
２３が回転停止するポイントＰｄ０に到達するまでの減
速データの傾きにおける一段目減速時定数である。

【０２１２】ＳＰＤｄ４は四段目の減速データ変化ポイ
ントＰｄ４の四段目主軸回転速度、ＳＰＤｄ３は三段目
の減速データ変化ポイントＰｄ３の三段目主軸回転速
度、ＳＰＤｄ２は二段目の減速データ変化ポイントＰｄ
２の二段目主軸回転速度、ＳＰＤｄ１は一段目の減速デ
ータ変化ポイントＰｄ１の一段目主軸回転速度である。

【０２１３】このように、主軸加減速データ解析部１２
は主軸加減速データ記憶部１３に記憶された主軸モータ
２３の速度ループ制御状態の減速データを解析し、減速
データの変化の著しいポイントＰｄ１〜Ｐｄ４に基づい
て位置ループ制御状態の主軸モータ２３を速度ループ制
御状態の主軸モータの減速パターンに類似した減速パタ
ーンで制御するための主軸減速パターン用データを算出
し、この主軸減速パターン用データを主軸加速パターン
用・主軸減速パターン用データ記憶部１０に設定する。

【０２１４】図２７は主軸加減速パターン用データ設定
処理のフローチャートである。

【０２１５】先ず、主軸加減速データ解析部１２は主軸
加減速データ記憶部１３に書き込まれた速度ループ制御
状態での主軸モータ２３の加速・減速データを取り込む
（ステップＳ４０１）。主軸モータ２３の加速・減速デ
ータの取り込みが終了すると、取り込んだ主軸加速・減
速データの一定時間ごとの変化量を算出する（ステップ
Ｓ４０２）。

【０２１６】つぎに、取り込んだすべての主軸加速・減
速データの一定時間ごとの変化量算出が終了したか否か
を判別し（ステップＳ４０３）、取り込んだすべての主
軸加速・減速データの一定時間ごとの変化量算出が終了
すれば、この主軸加速・減速データの変化量に基づいて
主軸加速・減速データの変化量の大きいポイントを順に
主軸加減速変化ポイントとして設定する（ステップＳ４
０４）。

【０２１７】つぎに、設定ポイント数が指示された主軸
加減速変化ポイントに達したか否かを判別する（ステッ
プＳ４０５）。指示された主軸加減速変化ポイントに達
したと判別しなければ、ステップＳ４０４に戻り、主軸
加速・減速データの変化量に基づいて主軸加速・減速デ
ータの変化量の大きいポイントを順に主軸加減速変化ポ
イントとすることを繰り返す。

【０２１８】これに対し、指示された主軸加減速変化ポ
イントに達したと判別すれば、主軸モータ２３の加速に
おける主軸加速変化ポイントを停止状態から定速回転の
順に、一段目の加速データ変化ポイントＰａ１、二段目
の加速データ変化ポイントＰａ２、三段目の加速データ
変化ポイントＰａ３、四段目の加速データ変化ポイント
Ｐａ４と云うように並べ替べかえ、また主軸モータ２３
の減速における主軸減速変化ポイントを定速回転から停
止状態の順に、四段目の減速データ変化ポイントＰｄ
１、三段目の減速データ変化ポイントＰｄ３、二段目の
減速データ変化ポイントＰｄ２、一段目の減速データ変
化ポイントＰｄ１と云うように並べ替えかえる（ステッ
プＳ４０６）。

【０２１９】つぎに、前ステップで加速順または減速順
に並べ替えた主軸加速データ変化ポイントＰａ１〜Ｐａ
４および主軸減速データ変化ポイントＰｄ１〜Ｐｄ４の
時定数および主軸回転速度を主軸加速・減速データに基
づいて算出する（ステップＳ４０７）。

【０２２０】最後に、前ステップで算出した主軸加速・
減速データ変化ポイントごとの時定数および主軸回転速
度を主軸加速パターン用・主軸減速パターン用データ記
憶部１０に設定する。

【０２２１】上述のように、オペレータが速度ループ制
御状態の主軸モータ２３を停止状態から回転駆動させる
こと、および速度ループ制御状態の主軸モータ２３を定
速回転状態から停止させることにより、主軸加減速デー
タ記憶部１３と主軸データ解析部１２とにより主軸加減
速パターン用データを自動的に主軸加速パターン用・主
軸減速パターン用データ記憶部１０に設定するから、オ
ペレータの作業量を低減できると共にオペレータの誤設
定を防止できる。

【０２２２】なお、上述の説明では、主軸加減速データ
解析部１２は主軸加速データおよび主軸減速データにそ
れぞれ４個づつの主軸加速・減速データ変化ポイントを
設定したが、主軸加速・減速データ変化ポイントは４個
以外の複数個であってもよく、また主軸加減速データ解
析部１２は主軸加速データおよび主軸減速データにそれ
ぞれ４個づつの主軸加速・減速データ変化ポイントを設
定したが、主軸加速データ変化ポイント数と主軸減速デ
ータ変化ポイント数は必ずしも同じでなくてもよい。

【０２２３】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による数値制御装置によれば、タップ加工などに要す
るサイクルタイムを短縮するため、加減速の傾き（加速
度）を大きくする方法を用いる場合において、主軸加減
速パターン用データ記憶手段に記憶された加減速パター
ン用データに基づいて位置ループ制御状態の主軸モータ
を速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに
類似した加減速パターンで制御するための指令を主軸加
減速制御手段によって算出し、位置ループ制御状態の主
軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パ
ターンに類似した加減速パターンで制御することによ
り、主軸モータの応答性が向上し、主軸のイナーシャが
送り軸のイナーシャに比べて大きい場合でも主軸モータ
は送り軸モータに対して、停止状態からの加速開始時、
加速終了時（定速回転）の直前、定速回転からの減速開
始時および減速終了時（停止状態）の直前等に追従遅れ
が発生し難くなるから、タップ加工などに要するサイク
ルタイムを短縮することができると共に加工精度を向上
させることができる。

【０２２４】つぎの発明による数値制御装置によれば、
タップ加工などに要するサイクルタイムを短縮するた
め、加減速の傾き（加速度）を大きくする方法を用いる
場合において、主軸加減速パターン用データ選択手段に
よってワークの材質、工具の材質および形状に適した速
度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似
した加減速パターンを選択でき、選択された主軸加減速
パターン用のデータに基づいて位置ループ制御状態の主
軸モータを制御することにより、主軸モータの応答性が
的確に向上するから、主軸および送り軸の加工条件に最
適な加減速指令処理を実行することができ、タップ加工
精度を向上できる。

【０２２５】つぎの発明による数値制御装置によれば、
タップ加工に要するサイクルタイムを短縮するため、加
減速の傾き（加速度）を大きくする方法を用いる場合に
おいて、主軸加減速パターン用データ選択手段がタップ
切削加工動作およびタップ引き抜き動作に適した別々の
速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに類
似した加減速パターンを選択設定し、選択設定された主
軸加減速パターン用のデータに基づいて位置ループ制御
状態の主軸モータを制御するから、タップ切削加工動作
時とタップ引き抜き動作時とで各々主軸モータの応答性
が最適状態で向上し、主軸および送り軸のタップ切削加
工動作およびタップ引き抜き動作に最適な加減速指令処
理を実行することができ、タップ加工に要するサイクル
タイムを短縮できる。

【０２２６】つぎの発明による数値制御装置によれば、
加工プログラムに記述されたデータの解析により主軸加
減速パターン用データが選択設定されるから、主軸加減
速パターン用データの選択設定が加工プログラム上にお
いて簡便に行われるようになる。

【０２２７】つぎの発明による数値制御装置によれば、
加速動作、減速動作に適した別々の速度ループ制御状態
の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パター
ンを設定され、設定された主軸加速パターン用のデー
タ、主軸減速パターン用のデータに基づいて位置ループ
制御状態の主軸モータを制御するから、加速動作時と減
速動作時とで各々主軸モータの応答性が最適状態で向上
し、主軸および送り軸の機械条件に最適な加速指令処
理、減速指令処理を実行することができることにより、
加速動作の主軸のイナーシャと減速動作の主軸のイナー
シャが異なる場合においても、最適な加速パターンおよ
び減速パターンで制御でき、サイクルタイムに無駄な時
間が生じないようにできる。

【０２２８】つぎの発明による数値制御装置によれば、
オペレータが速度ループ制御状態の主軸モータを停止状
態から回転駆動させることおよび速度ループ制御状態の
主軸モータを定速回転状態から停止させることにより、
主軸加減速データ記憶手段と主軸データ解析手段とによ
り主軸加減速パターン用データを自動的に主軸加減速パ
ターン用データ記憶手段に設定するから、オペレータの
作業量を低減できると共にオペレータの誤設定を防止で
きる。

【０２２９】つぎの発明による数値制御装置によれば、
加速・減速過程を複数段に区分した各段における時定数
と主軸回転数とにより、主軸モータの加減速パターン用
データ、あるいは加速パターン用データ、減速パターン
用データが構成されているから、所要の効果が得られる
段数設定により最小限のデータ数で、位置ループ制御状
態の主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの加
減速パターンに類似した加減速パターンで制御すること
ができる。

【０２３０】この発明による数値制御装置の主軸モータ
加減速制御方法によれば、タップ加工などに要するサイ
クルタイムを短縮するために加減速の傾き（加速度）を
大きくする方法を用いる場合において、位置ループ制御
状態の主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの
加減速パターンに類似した加減速パターンで制御するこ
とにより、主軸モータの応答性が向上するから、主軸の
イナーシャが送り軸のイナーシャに比べて大きい場合で
も主軸モータは送り軸モータに対して、停止状態からの
加速開始時、加速終了時（定速回転）の直前、定速回転
からの減速開始時および減速終了時（停止状態）の直前
等に追従遅れが発生し難くなり、タップ加工などに要す
るサイクルタイムを短縮できると共に加工精度を向上で
きる。

【０２３１】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法によれば、主軸加減速パターン用デー
タ記憶手段に記憶された加減速パターン用データに基づ
いて位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御
状態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パ
ターンで制御するための指令を主軸加減速制御手段によ
って算出し、位置ループ制御状態の主軸モータを速度ル
ープ制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似した
加減速パターンで制御することにより、主軸モータの応
答性が向上し、主軸のイナーシャが送り軸のイナーシャ
に比べて大きい場合でも主軸モータは送り軸モータに対
して、停止状態からの加速開始時、加速終了時（定速回
転）の直前、定速回転からの減速開始時および減速終了
時（停止状態）の直前等に追従遅れが発生し難くなるか
ら、タップ加工などに要するサイクルタイムを短縮でき
ると共に加工精度を向上できる。

【０２３２】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法によれば、タップ加工などに要するサ
イクルタイムを短縮するため、加減速の傾き（加速度）
を大きくする方法を用いる場合において、ワークの材
質、工具の材質および形状に適した速度ループ制御状態
の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パター
ンを選択でき、選択された主軸加減速パターン用のデー
タに基づいて位置ループ制御状態の主軸モータを制御す
ることにより、主軸モータの応答性が的確に向上するか
ら、主軸および送り軸の加工条件に最適な加減速指令処
理を実行することができ、タップ加工精度を向上でき
る。

【０２３３】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法によれば、加工プログラムの記述によ
り主軸加減速パターン用データの選択指令が行われるか
ら、主軸加減速パターン用データの選択指令が加工プロ
グラム上で簡便に行われるようになる。

【０２３４】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法によれば、タップ加工に要するサイク
ルタイムを短縮するため、加減速の傾き（加速度）を大
きくする方法を用いる場合において、タップ切削加工動
作およびタップ引き抜き動作に適した別々の速度ループ
制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減
速パターンを選択設定し、選択設定された主軸加減速パ
ターン用のデータに基づいて位置ループ制御状態の主軸
モータを制御するから、タップ切削加工動作時とタップ
引き抜き動作時とで各々主軸モータの応答性が最適状態
で向上し、主軸および送り軸のタップ切削加工動作およ
びタップ引き抜き動作に最適な加減速指令処理を実行す
ることができ、タップ加工に要するサイクルタイムを短
縮できる。

【０２３５】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法によれば、加速動作、減速動作に適し
た別々の速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パタ
ーンに類似した加減速パターンを設定し、設定された主
軸加速パターン用のデータ、主軸減速パターン用のデー
タに基づいて位置ループ制御状態の主軸モータを制御す
るから、加速動作時と減速動作時とで各々主軸モータの
応答性が最適状態で向上し、主軸および送り軸の機械条
件に最適な加速指令処理、減速指令処理を実行すること
ができることにより、加速動作の主軸のイナーシャと減
速動作の主軸のイナーシャが異なる場合においても、最
適な加速パターンおよび減速パターンで制御でき、サイ
クルタイムに無駄な時間が生じないようにできる。

【０２３６】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法によれば、速度ループ制御状態の主軸
モータを停止状態から回転駆動させること、および速度
ループ制御状態の主軸モータを定速回転状態から停止さ
せることにより、主軸加減速パターン用データが自動的
に主軸加減速パターン用データ記憶手段に設定されるか
ら、オペレータの作業量を低減できると共にオペレータ
の誤設定を防止できる。

【０２３７】つぎの発明による数値制御装置の主軸モー
タ加減速制御方法によれば、加速・減速過程を複数段に
区分した各段における時定数と主軸回転数とにより、主
軸モータの加減速パターン用データ、あるいは加速パタ
ーン用データ、減速パターン用データが構成されるか
ら、所要の効果が得られる段数設定により最小限のデー
タ数で、位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ
制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似した加減
速パターンにより制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による数値制御装置の実施の形態１
の要部を示すブロック図である。

【図２】 主軸モータの速度ループ制御状態の加速パタ
ーンの一例を示す加速特性線図である。

【図３】 実施の形態１における主軸加減速パターン用
データ記憶部のデータ内容の一例を示す説明図である。

【図４】 実施の形態１における主軸加減速制御部の加
速時出力指令の一例を示す線図である。

【図５】 実施の形態１における主軸加減速制御部の減
速時出力指令の一例を示す線図である。

【図６】 実施の形態１におけるタップ加工動作の初期
化処理を示すフローチャートである。

【図７】 実施の形態１におけるタップ加工動作処理の
前半部を示すフローチャートである。

【図８】 実施の形態１におけるタップ加工動作処理の
後半部を示すフローチャートである。

【図９】 この発明による数値制御装置の実施の形態２
の要部を示すブロック図である。

【図１０】 実施の形態２における主軸加減速パターン
用データ記憶部のデータ内容の一例を示す説明図であ
る。

【図１１】 実施の形態２におけるタップ加工動作の出
力指令の一例を示す線図である。

【図１２】 実施の形態２におけるタップ加工動作処理
を示すフローチャートである。

【図１３】 この発明による数値制御装置の実施の形態
３の要部を示すブロック図である。

【図１４】 実施の形態３における主軸加減速パターン
用データ記憶部のデータ内容の一例を示す説明図であ
る。

【図１５】 実施の形態３におけるタップ加工のプログ
ラム例を示す説明図である。

【図１６】 実施の形態３におけるタップ加工動作の出
力指令の一例を示す線図である。

【図１７】 実施の形態３におけるタップ加工動作処理
を示すフローチャートである。

【図１８】 この発明による数値制御装置の実施の形態
４の要部を示すブロック図である。

【図１９】 実施の形態４における主軸加減速パターン
用データ記憶部のデータ内容の一例を示す説明図であ
る。

【図２０】 実施の形態４におけるタップ加工動作の出
力指令の一例を示す線図である。

【図２１】 実施の形態４におけるタップ加工動作処理
を示すフローチャートである。

【図２２】 この発明による数値制御装置の実施の形態
５の要部を示すブロック図である。

【図２３】 主軸モータの速度ループ制御状態の加減速
特性の一例を示す特性線図である。

【図２４】 実施の形態５における主軸加減速パターン
用データ記憶部のデータ内容の一例を示す説明図であ
る。

【図２５】 実施の形態５における主軸加速パターン用
データ算出の一例を示す説明図である。

【図２６】 実施の形態５における主軸減速パターン用
データ算出の一例を示す説明図である。

【図２７】 実施の形態５における主軸加減速パターン
用データ設定処理を示すフローチャートである。

【図２８】 従来における数値制御装置の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 数値制御装置，２ 演算部，３ 主軸加減速パター
ン用データ記憶部，４主軸加減速制御部，５ 分配器，
６ 送り軸制御部，７ 主軸制御部，８ 主軸加減速パ
ターン用データ選択部，９ 入力部，１０ 主軸加速パ
ターン用・主軸減速パターン用データ記憶部，１１ 入
力部，１２ 主軸加減速データ解析部，１３ 主軸加減
速データ記憶部，２１ 送り軸モータ，２２ ロータリ
エンコーダ，２３ 主軸モータ，２４ ロータリエンコ
ーダ，２５ 速度センサ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年８月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７６】初期化処理（図６に示すステップＳ１）が
終了した後、主軸と送り軸の同期状態を保持する送り軸
の加速処理、即ち加工プログラムＰで指令された加工情
報、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶されて
いる一段目時定数Ｔ１および一段目主軸回転速度ＳＰＤ
１に基づく図４の一段目の加速出力指令Ａ１による一段
目の加速指令処理を行う（ステップＳ２）。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２１】これに対し、主軸モータ２３の主軸回転速
度が一段目主軸回転速度ＳＰＤ１未満になったと判別す
れば、つぎに、加工プログラムＰで指令された加工情
報、主軸加減速パターン用データ記憶部３に記憶されて
いる一段目時定数Ｔ１および一段目主軸回転速度ＳＰＤ
１に基づく図５に示した一段目の減速出力指令Ｄ１によ
る一段目の減速指令処理を実行する（ステップＳ３
２）。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２３】この結果、図４に示されている一段目の加
速出力指令Ａ１、二段目の加速出力指令Ａ２、三段目の
加速出力指令Ａ３、四段目の加速出力指令Ａ４の各段の
加速出力指令、および図５に示されている四段目の減速
出力指令Ｄ４、三段目の減速出力指令Ｄ３、二段目の減
速出力指令Ｄ２、一段目の減速出力指令Ｄ１の各段の減
速出力指令に基づいて、位置ループ制御状態の主軸モー
タ２３を、図２に示す主軸モータの速度ループ制御状態
の加減速パターンに類似した加減速パターン、即ち主軸
モータ２３が加減速するのに最適な加減速パターンで制
御することができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１４４】主軸加減速パターン用データ選択部８は、
加工プログラムＰに指令された番号（種類）によるタッ
プ切削加工動作の主軸加減速パターン用データとタップ
引き抜き動作の主軸加減速パターン用データを、主軸加
減速パターン用データ記憶部３に記憶された複数種類の
データから選択して読み出す。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１７４】図２０は実施の形態４における主軸加減速
制御部４のタップ加工動作の出力指令の一例である。図
２０において、ａは主軸加速パターン用・主軸減速パ
ターン用データ記憶部１０に記憶されている主軸加速パ
ターン番号１の主軸加速パターン用データに基づいた加
速出力指令、ｄは主軸加速パターン用・主軸減速パタ
ーン用データ記憶部１０に記憶されている主軸減速パタ
ーン番号１の主軸減速パターン用データに基づいた減速
出力指令である。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２００

【補正方法】変更

【補正内容】

【０２００】主軸加速パターン用データと主軸減速パタ
ーン用データを主軸加速パターン用・主軸減速パターン
用データ記憶部１０に設定することは、オペレータ操作
によってパラメータ設定式に入力部１１より入力設定す
ることができる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０２１８】これに対し、指示された主軸加減速変化ポ
イントに達したと判別すれば、主軸モータ２３の加速に
おける主軸加速変化ポイントを停止状態から定速回転の
順に、一段目の加速データ変化ポイントＰａ１、二段目
の加速データ変化ポイントＰａ２、三段目の加速データ
変化ポイントＰａ３、四段目の加速データ変化ポイント
Ｐａ４と云うように並べ替べかえ、また主軸モータ２３
の減速における主軸減速変化ポイントを定速回転から停
止状態の順に、四段目の減速データ変化ポイントＰｄ
４、三段目の減速データ変化ポイントＰｄ３、二段目の
減速データ変化ポイントＰｄ２、一段目の減速データ変
化ポイントＰｄ１と云うように並べ替えかえる（ステッ
プＳ４０６）。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１４】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２７】

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸モータを制御する主軸制御部と、送
   り軸モータを制御する送り軸制御部とを備え、主軸と送
   り軸とを同期制御する数値制御装置において、 位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態
   の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パター
   ンで制御するための加減速パターン用データを記憶する
   主軸加減速パターン用データ記憶手段と、 前記主軸加減速パターン用データ記憶手段に記憶された
   加減速パターン用データに基づいて位置ループ制御状態
   の主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの加減
   速パターンに類似した加減速パターンで制御するための
   指令を算出する主軸加減速制御手段と、 前記主軸加減速制御手段より出力される指令を前記主軸
   制御部と前記送り軸制御部の同期状態を保持するように
   分配する分配手段と、 を備えたことを特徴とする数値制御装置。
2. 【請求項２】 主軸モータを制御する主軸制御部と、送
   り軸モータを制御する送り軸制御部とを備え、主軸と送
   り軸とを同期制御する数値制御装置において、 位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態
   の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パター
   ンで制御するための複数種類の加減速パターン用データ
   を記憶する主軸加減速パターン用データ記憶手段と、 前記主軸加減速パターン用データ記憶手段に記憶された
   複数種類の加減速パターン用データから任意の加減速パ
   ターン用データを選択する主軸加減速パターン用データ
   選択手段と、 前記主軸加減速パターン用データ選択手段により選択さ
   れた主軸加減速パターン用データに基づいて位置ループ
   制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モー
   タの加減速パターンに類似した加減速パターンで制御す
   るための指令を算出する主軸加減速制御手段と、 前記主軸加減速制御手段より出力される指令を前記主軸
   制御部と前記送り軸制御部の同期状態を保持するように
   分配する分配手段と、 を備えたことを特徴とする数値制御装置。
3. 【請求項３】 前記主軸加減速パターン用データ選択手
   段は、加工プログラムに指令されたタップ切削加工動作
   の主軸加減速パターン用データとタップ引き抜き動作の
   主軸加減速パターン用データを、前記主軸加減速パター
   ン用データ記憶手段に記憶された複数種類のデータから
   選択し、主軸加減速制御手段はタップ切削加工動作時と
   タップ引き抜き動作時とで互いに異なった加減速パター
   ンで制御するための指令を算出することを特徴とする請
   求項２に記載の数値制御装置。
4. 【請求項４】 前記主軸加減速パターン用データの選択
   設定を加工プログラムに記述されたデータの解析により
   行うことを特徴とする請求項２または３に記載の数値制
   御装置。
5. 【請求項５】 前記主軸加減速パターン用データ記憶手
   段は、加速指令処理用の主軸加速パターン用データと減
   速指令処理用の主軸減速パターン用データとを記憶して
   おり、主軸加減速制御手段は加速時と減速時とで互いに
   異なった加速・減速パターンで制御するための指令を算
   出することを特徴とする請求項１〜４のいづれか一つに
   記載の数値制御装置。
6. 【請求項６】 速度ループ制御状態の主軸モータを停止
   状態から回転させた時の加速データと速度ループ制御状
   態の主軸モータを定速回転状態から停止させた時の減速
   データを前記主軸制御部より受け取り、これを記憶する
   主軸加減速データ記憶手段と、 前記主軸加減速データ記憶手段に記憶された加速・減速
   データを解析し、位置ループ制御状態の主軸モータを速
   度ループ制御状態の主軸モータの加速・減速パターンに
   類似した加速パターン、減速パターンで制御するための
   主軸加速パターン用データ、主軸減速パターン用データ
   を算出し、これらデータを前記主軸加減速パターン用デ
   ータ記憶手段に設定する主軸加減速データ解析手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいづれか一つ
   に記載の数値制御装置。
7. 【請求項７】 前記主軸加減速データ記憶手段に記憶さ
   れた前記加減速パターン用データ、あるいは前記加速パ
   ターン用データ、前記減速パターン用データは、加速・
   減速過程を複数段に区分した各段における時定数と主軸
   回転数とにより構成されていることを特徴とする請求項
   １〜６のいづれか一つに記載の数値制御装置。
8. 【請求項８】 主軸モータを制御する主軸制御部と、送
   り軸モータを制御する送り軸制御部とを備え、主軸と送
   り軸とを同期制御する数値制御装置の主軸モータ加減速
   制御方法において、 位置ループ制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態
   の主軸モータの加減速パターンに類似した加減速パター
   ンで制御するステップを含むことを特徴とする数値制御
   装置の主軸モータ加減速制御方法。
9. 【請求項９】 位置ループ制御状態の主軸モータを速度
   ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似し
   た加減速パターンで制御するための加減速パターン用デ
   ータを主軸加減速パターン用データ記憶手段に記憶させ
   るステップと、 主軸加減速パターン用データ記憶手段に記憶された加減
   速パターン用データに基づいて位置ループ制御状態の主
   軸モータを速度ループ制御状態の主軸モータの加減速パ
   ターンに類似した加減速パターンで制御するための指令
   を主軸加減速制御手段によって算出するステップと、 主軸加減速制御手段より出力される指令を分配手段によ
   って前記主軸制御部と前記送り軸制御部の同期状態を保
   持するように分配するステップと、 を含むことを特徴とする請求項８に記載の数値制御装置
   の主軸モータ加減速制御方法。
10. 【請求項１０】 主軸加減速パターン用データ記憶手段
    は加減速パターン用データを複数種類、記憶するステッ
    プと、 主軸加減速パターン用データ選択手段によって選択され
    た種類の加減速パターン用データに基づいて位置ループ
    制御状態の主軸モータを速度ループ制御状態の主軸モー
    タの加減速パターンに類似した加減速パターンで制御す
    るための指令を主軸加減速制御手段によって算出するス
    テップと、 を含むことを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置
    の主軸モータ加減速制御方法。
11. 【請求項１１】 主軸加減速パターン用データの選択指
    令を加工プログラムの記述により行うステップを含むこ
    とを特徴とする請求項９または１０に記載の数値制御装
    置の主軸モータ加減速制御方法。
12. 【請求項１２】 加工プログラムによる主軸加減速パタ
    ーン用データの選択指令をタップ切削加工動作時とタッ
    プ引き抜き動作時とで個別に行うステップと、 タップ切削加工動作時とタップ引き抜き動作時とで互い
    に異なった加減速パターンで主軸モータの加減速制御を
    行うステップと、 を含むことを特徴とする請求項１１に記載の数値制御装
    置の主軸モータ加減速制御方法。
13. 【請求項１３】 主軸加速時と主軸減速時とで異なる加
    速パターン、減速パターンで主軸モータを制御するステ
    ップを含むことを特徴とする請求項８〜１２に記載の数
    値制御装置の主軸モータ加減速制御方法。
14. 【請求項１４】 位置ループ制御状態の主軸モータを速
    度ループ制御状態の主軸モータの加減速パターンに類似
    した加減速パターンで制御するためデータを、主軸モー
    タを実際に速度ループ制御状態で加減速したときに得ら
    れる加速度特性に基づいて設定するステップを含むこと
    を特徴とする請求項８〜１３に記載の数値制御装置の主
    軸モータ加減速制御方法。
15. 【請求項１５】 主軸モータの加減速パターン用デー
    タ、あるいは加速パターン用データ、減速パターン用デ
    ータは、加速・減速過程を複数段に区分した各段におけ
    る時定数と主軸回転数とにより構成されるステップを含
    むことを特徴とする請求項８〜１３に記載の数値制御装
    置の主軸モータ加減速制御方法。