WO2013015124A1 - 工作機械用制御装置 - Google Patents

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analysis
analysis control
sequential analysis
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恭太 小竹
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シチズンホールディングス株式会社
シチズンマシナリーミヤノ株式会社
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    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
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Definitions

  • the present invention relates to a machine tool control device for controlling a machine tool such as an NC automatic lathe device.
  • a correction amount for a thermal displacement amount of a machine tool is known, and the thermal displacement amount is calculated until the saturation thermal displacement amount is reached, Until the displacement reaches the saturation thermal displacement, the thermal displacement is used as the correction amount, and after the thermal displacement reaches the saturation thermal displacement, the saturation thermal displacement is used as the correction amount.
  • a control apparatus for example, refer patent document 1.
  • a sequential analysis control unit that reads and executes a machining program for a workpiece line by line, and a pre-analysis control unit that decodes the machining program in advance, converts it into a predetermined format, and executes it
  • a numerical control device that controls the operation of a machine tool by the sequential analysis control means or the prior analysis control means (for example, see Patent Document 2).
  • Japanese Patent Laid-Open No. 10-143217 (refer to claims, FIGS. 1 to 3)
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-341912 (refer to claims, FIG. 1 to FIG. 3)
  • the above-described machine tool control apparatus has a problem in that it is necessary to measure or calculate the saturation thermal displacement amount in advance, and the thermal displacement cannot be easily corrected.
  • the prior analysis control means can generally control the operation of the machine tool at a higher speed than the sequential analysis control means.
  • the thermal displacement correction value thermal displacement correction amount
  • an object of the present invention is to correct a thermal displacement amount generated in a machine tool, avoid a decrease in processing speed, and realize a machining accuracy improvement of a workpiece. It is to provide a control device for a machine.
  • a machine tool control device includes a sequential analysis control means for reading and executing a workpiece machining program line by line, and decoding the machining program in advance and predetermined.
  • Pre-analysis control means that converts and executes the format
  • correction amount calculation means that sequentially calculates the correction amount when executing the machining program, based on the correction amount calculated by the correction amount calculation means,
  • a machine tool control apparatus that executes a machining program and controls the operation of a machine tool
  • a change amount calculating unit that sequentially calculates a change amount of the correction amount, a prior analysis control unit, and a sequential analysis control unit
  • a mode switching means for switching to the operation mode, wherein the mode switching means operates the pre-analysis control means when the change amount is within a predetermined range.
  • the sequential analysis control means is configured to operate when outside the range, and the prior analysis control means performs the conversion based on a correction amount that causes the change amount to be within a predetermined range, and the prior analysis control means.
  • the invention according to claim 2 is the machine tool control device according to claim 1, wherein the correction amount calculation means calculates the thermal displacement correction amount according to the thermal displacement of the machine tool. It solves the problem further.
  • the invention according to claim 3 is the machine tool control device according to claim 1 or claim 2, wherein the mode switching means starts the prior analysis control means and the sequential analysis control means at the start of one machining cycle.
  • the mode switching means switches from the sequential analysis control means to the prior analysis control means. Then, when the pre-analysis control means is switched to the sequential analysis control means within a predetermined time, the sequential analysis control means is operated continuously for a predetermined predetermined sequential analysis execution time.
  • a machine tool control apparatus according to a pre-analysis control means and a sequential analysis control means according to a change amount of a correction amount without previously measuring or calculating a saturation value of the correction amount.
  • the machining accuracy of the workpiece can be improved by switching between and, and the machining time of the workpiece by the prior analysis control means can be shortened by not reconverting the machining program while the prior analysis control means continues. Can be achieved.
  • the said correction amount calculation means is a thermal displacement correction according to the thermal displacement of a machine tool. Since the amount is calculated, the workpiece can be machined with high accuracy by easily correcting the thermal displacement and controlling the operation of the machine tool without measuring and calculating the saturation thermal displacement in advance.
  • the mode switching means has the prior analysis control means and the sequential analysis control. Since the means is switched at the start of one machining cycle, the machine tool can be controlled at high speed and with high accuracy, and the workpiece can be machined with high accuracy.
  • a machine tool control device has the sequential analysis control means and the pre-analysis control in addition to the effects exhibited by the machine tool control device according to any one of the first to third aspects. It is possible to prevent the machining program from being frequently changed by the prior analysis control means by frequently switching to the means, and further shorten the machining time.
  • a machine tool control apparatus 100 includes a sequential analysis control unit 110, a prior analysis control unit 120, a correction amount calculation unit 130, a change amount calculation unit 140, And a mode switching unit 150 for controlling the machine tool M.
  • the machine tool M is assumed to be, for example, a machine tool that continuously processes a plurality of workpieces, such as an automatic lathe that processes a bar, and includes a spindle M1, a spindle Z-axis motor M2, a Z-axis ball screw M3, and a machining tool M4.
  • the tool rest M5, the X-axis ball screw M6, and the tool rest X-axis motor M7 are provided.
  • the machine tool control device 100 controls the rotation of the spindle Z-axis motor M2 based on a machining program stored in advance, and moves the spindle M1 along the Z-axis ball screw M3 in the Z-axis direction.
  • the machine tool M can process the workpiece W by controlling the rotation of the motor M7 and moving the tool post M5 along the X-axis ball screw M6 in the X-axis direction.
  • the correction amount calculation unit 130 calculates a thermal displacement correction amount for correcting the displacement (thermal displacement) as a correction value, and the change amount calculation unit 140 corrects the displacement.
  • a change amount of the value (correction amount) is calculated.
  • the correction amount calculation unit 130 sequentially calculates correction values at a constant cycle regardless of the machining cycle of the workpiece W, and the correction values are stored in a memory such as a register (not shown). Stored in The correction value is calculated based on the temperature and thermal displacement amount on the machine tool side. Since the calculation method of the correction value is well known, detailed description is omitted.
  • the change amount calculation unit 140 determines whether or not a correction value has been calculated by the correction amount calculation unit 130 (step S101). If the correction value has been calculated, the correction value is calculated. (Step S102), and the amount of change is calculated based on the acquired correction value (step S103). The amount of change can be calculated based on a difference between correction amounts calculated in tandem with each other, a moving average, or the like.
  • step S104 it is determined whether or not the amount of change is within a predetermined range. If the amount of change is within a predetermined threshold (range), a prior analysis flag is set (step S105). In step S104, if the amount of change is not within the predetermined range (outside the threshold), it is determined whether or not the pre-analysis flag is set (step S106). If the pre-analysis flag is not set, When the flow is returned and the pre-analysis flag is set, the pre-analysis flag is reset and the flow is returned.
  • the change amount of the correction value is sequentially calculated according to the correction value, and the preliminary analysis flag is set and reset according to the change amount. Since the correction value is output regardless of the machining cycle of the workpiece W, the pre-analysis flag is also set or reset regardless of the machining cycle of the workpiece W.
  • the sequential analysis control unit (sequential analysis control means) 110 reads and executes a machining program line by line, and executes a sequential analysis mode for controlling the motors, and a prior analysis control unit ( A pre-analysis mode in which the machining program is pre-deciphered in advance by the pre-analysis control means) 120, converted into a predetermined format, and the motors are controlled by the converted program.
  • the sequential analysis mode and the pre-analysis mode are switched and set alternatively by the mode switching unit 150, and the machine tool control device 100 determines whether the workpiece W is in the sequential analysis mode or the pre-analysis mode. Control machining.
  • the mode switching unit 150 determines whether or not the sequential analysis continuation flag set in step S210 and turned off in step S207 is set (step S201), and the sequential analysis continuation flag is set. If not, it is determined whether or not the pre-analysis flag is set (step S202).
  • step S203 it is determined whether or not the sequential analysis mode is set. If the sequential analysis mode is set, the pre-analysis control unit 120 executes the pre-analysis. The preliminary analysis is performed (step S204), and the preliminary analysis mode is set (step S205). If the sequential analysis mode is not set, step S205 is directly executed, and the setting of the pre-analysis mode is continued without performing pre-analysis recalculation.
  • step S208 it is determined whether the pre-analysis mode is set. If the pre-analysis mode is set, the pre-analysis mode is set. Is determined to be continuously set for a predetermined time (step S209).
  • step S211 If the pre-analysis mode has been set for a certain period of time, the sequential analysis mode is set (step S211). If the pre-analysis mode has not been set for a certain period of time, the sequential analysis is continued. A flag is set (step S210), and a sequential analysis mode is set in step S211. Even if the pre-analysis mode is not set in step S208, the sequential analysis mode is set in step S211 and the sequential analysis mode is continued.
  • step S201 if the sequential analysis continuation flag is set, it is determined whether or not the sequential analysis mode is continuously set for a certain time (step S206). If it is determined that the sequential analysis mode is continuously set for a predetermined time, the sequential analysis continuation flag for continuing the sequential analysis mode is reset (step S207), and step S202 is executed. If it is determined in step S206 that the sequential analysis mode has not been continuously executed for a predetermined time, step S211 is executed.
  • the mode switching unit 150 repeatedly executes steps S201 to S211 every time one cycle of machining the workpiece W until the machining operation of the workpiece W by the machine tool M is completed.
  • the machine tool control device 100 sets the pre-analysis mode when the pre-analysis flag is set by the change amount calculation unit 140 at the end of one machining cycle of the workpiece W. If the pre-analysis flag is not set, the sequential analysis mode is set.
  • the sequential analysis continuous operation means for operating the sequential analysis mode continuously for the sequential analysis execution time functions.
  • the sequential analysis control unit 110 corrects based on a correction value (for example, the correction value A in FIG. 2) at the start of one machining cycle of the workpiece W.
  • a correction value for example, the correction value A in FIG. 2
  • the thermal displacement is corrected by executing the machining program line by line, and the machine tool M can machine the workpiece W with high accuracy.
  • the machine tool M When the pre-analysis mode is set in the machine tool control apparatus 100, the machine tool M has the sequential analysis mode set in the machine tool control apparatus 100 by the program converted by the pre-analysis control unit 120. Compared with the case where it exists, the workpiece
  • the conversion calculation of the machining program by the pre-analysis control unit 120 based on the latest correction value (for example, the correction value F in FIG. 2) in which the change amount of the correction value is within the threshold value, The displacement is corrected, and the machining accuracy of the workpiece W is maintained with high accuracy.
  • the correction value used in the conversion calculation of the machining program by the prior analysis control unit 120 is a correction value in which the change amount is within the threshold value
  • the change amount is within the threshold value in addition to the latest correction value.
  • the first correction value for example, the correction value C in FIG. 2
  • the average value of each correction value whose change amount is within the threshold value is also conceivable.
  • the machine tool control device 100 performs control by continuously using the program once converted by the pre-analysis control unit 120.
  • the change of the thermal displacement amount increases with respect to the correction value applied to the conversion calculation of the machining program by the prior analysis control unit 120, and the change amount of the correction value calculated sequentially deviates from the threshold value, The machining accuracy of the workpiece W is lowered, and the machining error is increased.
  • the calculation of the correction value by the correction amount calculation unit 130, the calculation of the change amount by the change amount calculation unit 140, and the setting and resetting of the pre-analysis flag are continuously executed even after the pre-analysis mode is set. Subsequently, as shown in FIG. 5B, the machine tool control apparatus 100 once the amount of change in the correction value is within the threshold value and the amount of change in the correction value remains after the pre-analysis mode is set. When the value falls outside the threshold value, the sequential analysis mode is set again, and the processing accuracy of the workpiece W can be improved by following the thermal displacement amount by the sequential analysis mode based on the current correction value.
  • the machining accuracy of the workpiece by the machine tool M can be maintained with high accuracy, and therefore, a pre-analysis mode is set in the machine tool control device 100 without measuring or calculating the saturation thermal displacement in advance.
  • the processing speed of the workpiece W can be improved by pre-analysis, and after setting to the pre-analysis mode, the processing accuracy of the workpiece W is maintained by resetting to the sequential analysis mode as necessary. can do.
  • the threshold value is set to a value that allows a machining error to be allowed with respect to the design dimension of the workpiece.
  • the processing speed is improved at a predetermined rate per machining cycle of the workpiece W compared to machining the workpiece W in the sequential analysis mode.
  • the cycle time is t and the rate of improvement is ⁇ %
  • the processing time ⁇ ⁇ t / 100 per machining cycle can be shortened by machining the workpiece W in the pre-analysis mode.
  • the processing time of 0.05 t can be shortened per processing cycle.
  • the pre-analysis operation by the pre-analysis control unit 120 needs to be executed before machining.
  • the calculation time is T
  • the calculation time T can be offset by performing processing in the “T / shortening time” (cycle) and the pre-analysis mode
  • the entire machining time can be shortened by machining in the pre-analysis mode for the number of times equal to or greater than the “T / shortening time” cycle, that is, the time equal to or longer than “t ⁇ T / shortening time”.
  • the mode switching unit 150 determines that the mode switching unit 150 is constant in step S209.
  • the time is set to “t ⁇ T / reduced time (for example, T / 0.05 hours)”, and the sequential analysis continuous operation means switches from the pre-analysis mode to the sequential analysis mode within “t ⁇ T / reduced time”.
  • the sequential analysis mode is executed continuously for the sequential analysis execution time regardless of ON / OFF of the prior analysis flag.
  • the sequential analysis execution time only needs to be a time when the thermal displacement is considered to be stable, and can be set to, for example, about t ⁇ T / shortening time.

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Abstract

　工作機械で生じる熱変位量を算出処理する処理負担を軽減するとともに処理速度の低下を回避し、しかもワークの加工精度向上を実現する工作機械用制御装置を提供すること。　逐次解析制御部（１１０）、事前解析制御部（１２０）、補正値算出部（１３０）、変化量算出部（１４０）及びモード切換部（１５０）を備え、工作機械（Ｍ）の構成部分に発生する熱変位量に基づいて補正された加工プログラムを実行して工作機械（Ｍ）を動作させ、ワーク（Ｗ）に対する高精度な加工を実現する工作機械用制御装置（１００）。

Description

工作機械用制御装置
　本発明は、ＮＣ自動旋盤装置等の工作機械を制御する工作機械用制御装置に関するものである。
　従来、加工プログラムを実行する際に順次算出される補正量として、例えば工作機械の熱変位量に対する補正量が知られており、前記熱変位量を飽和熱変位量に到達するまで演算し、熱変位量が飽和熱変位量に到達するまでは、逐次熱変位量を補正量として使用し、熱変位量が飽和熱変位量に到達した後には飽和熱変位量を補正量として使用する工作機械の制御装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
　また、ワークの加工プログラムを１行ずつ読み込んで実行する逐次解析制御手段と、前記加工プログラムを予め一括して解読し、予め定められた形式に変換して実行する事前解析制御手段とを備え、前記逐次解析制御手段又は事前解析制御手段によって工作機械の動作を制御する数値制御装置がある（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０－１４３２１７号公報（特許請求の範囲、図１乃至図３参照。） 特開２００２－３４１９１２号公報（特許請求の範囲、図１乃至図３参照。）
　しかしながら、上述の工作機械の制御装置では、飽和熱変位量を予め計測したり、算出したりする必要があり、熱変位の補正を容易に行うことができないという問題点があった。
　一方事前解析制御手段は、一般的に逐次解析制御手段に比較して高速に工作機械の動作を制御することができるが、上記熱変位の補正を行う必要がある場合、例えばワークの加工１サイクル毎に、熱変位の補正値（熱変位補正量）に基づき加工プログラムを、解読して変換し、実行データを作成することになるため、処理速度の低下を招く場合があり、事前解析制御手段の実行の際に熱変位の補正を行うことは容易ではないという問題点があった。
　そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、工作機械で生じる熱変位量を補正し、処理速度の低下を回避して、ワークの加工精度向上を実現する工作機械用制御装置を提供することである。
　まず、本請求項１の発明に係る工作機械用制御装置は、ワークの加工プログラムを１行ずつ読み込んで実行する逐次解析制御手段と、前記加工プログラムを予め一括して解読し、予め定められた形式に変換して実行する事前解析制御手段と、前記加工プログラムを実行する際の補正量を順次算出する補正量算出手段とを設け、該補正量算出手段によって算出された補正量に基づき、前記加工プログラムを実行し、工作機械の動作を制御する工作機械用制御装置において、前記補正量の変化量を順次算出する変化量算出手段と、前記事前解析制御手段と逐次解析制御手段とを相互に切り換えるモード切換手段とを設け、該モード切換手段が、前記変化量が、予め定められた所定の範囲内の場合に前記事前解析制御手段を作動させ、前記変化量が前記範囲外の場合に、前記逐次解析制御手段を作動させるように構成され、前記事前解析制御手段が、前記変化量が所定範囲内となる補正量に基づき前記変換を行い、事前解析制御手段の継続中、再変換を行わないように構成されることにより、前述した課題を解決したものである。
　そして、本請求項２に係る発明は、請求項１に係る工作機械用制御装置において、前記補正量算出手段が、工作機械の熱変位に応じた熱変位補正量を算出することにより、前述した課題をさらに解決したものである。
　そして、本請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る工作機械用制御装置において、前記モード切換手段が、事前解析制御手段と逐次解析制御手段とを、１加工サイクルの開始時に切り換えるように構成されたことにより、前述した課題をさらに解決したものである。
　そして、本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに係る工作機械用制御装置において、前記モード切換手段が、前記逐次解析制御手段から事前解析制御手段に切り換えた後、予め定められた所定時間内に、前記事前解析制御手段から逐次解析制御手段に切り換えた場合に、逐次解析制御手段を、予め定められた所定の逐次解析実行時間継続して作動させる逐次解析継続作動手段を備えることにより、前述した課題をさらに解決したものである。
　本発明の請求項１に係る工作機械用制御装置は、予め補正量の飽和値を計測したり、演算したりすることなく、補正量の変化量に応じて事前解析制御手段と逐次解析制御手段とを切り換えて作動させることによって、ワークの加工精度を向上させることができるとともに、事前解析制御手段の継続中、加工プログラムの再変換を行わないことによって、事前解析制御手段によるワークの加工時間短縮を図ることができる。
　そして、本請求項２に係る工作機械用制御装置は、請求項１に係る工作機械用制御装置が奏する効果に加えて、前記補正量算出手段が、工作機械の熱変位に応じた熱変位補正量を算出するため、予め飽和熱変位量の計測や演算を行うことなく、容易に熱変位量を補正して工作機械の動作を制御して高精度でワークを加工することができる。
　そして、本請求項３に係る工作機械用制御装置は、請求項１又は請求項２に係る工作機械用制御装置が奏する効果に加えて、前記モード切換手段が、事前解析制御手段と逐次解析制御手段とを、１加工サイクルの開始時に切り換えるように構成されたため、高速且つ高精度で工作機械を制御し、ワークを高精度で加工することができる。
　そして、本請求項４に係る工作機械用制御装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに係る工作機械用制御装置が奏する効果に加えて、前記逐次解析制御手段と事前解析制御手段との切り換えが頻繁に発生して、事前解析制御手段による加工プログラムの変換が頻発することを防止し、加工時間を更に短縮することができる。
本発明の実施例に係る工作機械用制御装置の構成を示したブロック図。 工作機械の加工プログラム及び解析モードを時間軸に沿って示したテーブル。 本発明の実施例に係る工作機械用制御装置の制御フローを示したフローチャート。 本発明の実施例に係る工作機械用制御装置の制御フローを示したフローチャート。 熱変位量、ワーク寸法及び補正値の時間変化グラフと解析モードのタイミングチャート。
　以下、本発明の一実施例に係る工作機械用制御装置１００を説明する。図１に示すように、本発明の実施例に係る工作機械用制御装置１００は、逐次解析制御部１１０と、事前解析制御部１２０と、補正量算出部１３０と、変化量算出部１４０と、モード切換部１５０とを備え、工作機械Ｍを制御する。工作機械Ｍは、例えば、複数のワークを連続して加工する工作機械、例えば棒材を加工する自動旋盤などが想定され、主軸Ｍ１、主軸Ｚ軸モータＭ２、Ｚ軸ボールねじＭ３、加工工具Ｍ４、刃物台Ｍ５、Ｘ軸ボールねじＭ６及び刃物台Ｘ軸モータＭ７を備える。
　工作機械用制御装置１００が、予め記憶された加工プログラムに基づき、主軸Ｚ軸モータＭ２を回転制御し、主軸Ｍ１をＺ軸ボールねじＭ３に沿ってＺ軸方向に移動させるとともに、刃物台Ｘ軸モータＭ７を回転制御し、刃物台Ｍ５をＸ軸ボールねじＭ６に沿ってＸ軸方向に移動させることによって、工作機械Ｍは、ワークＷを加工することができる。
　一般的に前記工作機械ＭによるワークＷの加工時には、各モータの回転やボールネジの摩擦等により熱が発生し、この熱に起因するボールネジの伸び等により加工誤差（熱変位）が発生する。これに対して、本工作機械用制御装置１００は、前記補正量算出部１３０によって、前記変位（熱変位）を補正する熱変位補正量を補正値として算出し、前記変化量算出部１４０によって補正値（補正量）の変化量を算出するように構成されている。
　本実施形態において補正量算出部１３０は、図２に示されるように、ワークＷの加工サイクルとは無関係に、一定周期で補正値を順次算出し、この補正値が不図示のレジスタ等のメモリに格納される。前記補正値は工作機械側の温度や熱変位量等に基づき算出される。なお前記補正値の算出方法等は公知であるため詳細な説明は割愛する。
　前記変化量算出部１４０は、図３に示されるように、補正量算出部１３０より補正値が算出されたか否かを判定し（ステップＳ１０１）、補正値が算出されている場合は、補正値を取得し（ステップＳ１０２）、取得した補正値に基づき変化量を算出する（ステップＳ１０３）。変化量は、時間的に相前後して算出された補正量同士の差分や、移動平均等によって算出することができる。
　次に前記変化量が所定の範囲内か否かを判定し（ステップＳ１０４）、変化量が所定の閾値（範囲）内に収まっている場合、事前解析フラグをセットする（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０４において、変化量が所定の範囲内に収まっていない（閾値外）場合は、事前解析フラグがセットされているか否かを判定し（ステップＳ１０６）、事前解析フラグがセットされていない場合は、フローをリターンし、事前解析フラグがセットされていた場合は、事前解析フラグをリセットしてフローをリターンする。
　以上により補正値に応じて、補正値の変化量が順次算出され、変化量に応じて事前解析フラグのセットとリセットが行われる。なお前記補正値が、ワークＷの加工サイクルとは無関係に出力されるため、事前解析フラグもワークＷの加工サイクルとは無関係にセット又はリセットされる。
　前記工作機械用制御装置１００は、前記逐次解析制御部（逐次解析制御手段）１１０によって、加工プログラムを１行ずつ読み込んで実行し、前記各モータを制御する逐次解析モードと、事前解析制御部（事前解析制御手段）１２０によって、加工プログラムを予め一括して解読し、予め定められた形式に変換し、変換されたプログラムにより前記各モータを制御する事前解析モードとを備えている。前記逐次解析モードと事前解析モードとは、前記モード切換部１５０によって切り換えられて択一的に設定され、前記工作機械用制御装置１００は、逐次解析モードと事前解析モードのいずれかによってワークＷの加工制御を行う。
　モード切換部１５０は、図4に示すように、ステップＳ２１０でセットされ、ステップＳ２０７でＯＦＦされる逐次解析継続フラグがセットされているか否かを判定し（ステップＳ２０１）、逐次解析継続フラグがセットされていない場合には、前記事前解析フラグがセットされているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
　事前解析フラグがセットされている場合は、逐次解析モードが設定されているか否かを判定し（ステップＳ２０３）、逐次解析モードが設定されている場合には事前解析制御部１２０に事前解析を実行させ、事前解析の演算を行い（ステップＳ２０４）、事前解析モードに設定する（ステップＳ２０５）。逐次解析モードが設定されていない場合には、直接ステップＳ２０５を実行し、事前解析の再演算を行うことなく事前解析モードの設定を継続する。
　一方ステップＳ２０２において、事前解析フラグがセットされていない場合には、事前解析モードが設定されているか否かを判定し（ステップＳ２０８）、事前解析モードが設定されていた場合には、事前解析モードが一定時間継続して設定されているか否かを判定する（ステップＳ２０９）。
　事前解析モードが一定時間継続して設定されていた場合には、逐次解析モードを設定し（ステップＳ２１１）、事前解析モードが一定時間継続して設定されていなかった場合には、前記逐次解析継続フラグをセットし（ステップＳ２１０）、ステップＳ２１１で逐次解析モードを設定する。ステップＳ２０８において、事前解析モードが設定されていなかった場合も、ステップＳ２１１で逐次解析モードを設定し、逐次解析モードを継続する。
　ステップＳ２０１において、逐次解析継続フラグがセットされている場合には、逐次解析モードが一定時間継続して設定されているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。逐次解析モードが一定時間継続して設定されていると判定された場合には、逐次解析モードを継続する前記逐次解析継続フラグをリセットし（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０２を実行する。ステップＳ２０６で逐次解析モードが一定時間継続して実行されていないと判定された場合にはステップＳ２１１を実行する。モード切換部１５０は、工作機械ＭによるワークＷの加工動作が終了するまで、ワークＷの加工１サイクルの終了毎に、ステップＳ２０１乃至Ｓ２１１を繰り返し実行する。
　上記モード切換部１５０の作動によって、工作機械用制御装置１００は、ワークＷの加工１サイクル終了の際に、前記変化量算出部１４０によって事前解析フラグがセットされている場合に事前解析モードが設定され、事前解析フラグがセットされていない場合に逐次解析モードが設定される。
　ただし事前解析モードが予め定められた一定時間経過する前に逐次解析モードに切り換えられると、切り換えられた逐次解析モードは、事前解析フラグのセットとは無関係に、予め定められた所定の逐次解析実行時間継続して設定され続ける。ステップＳ２０１，Ｓ２０６，Ｓ２０７によって、逐次解析モードを、前記逐次解析実行時間継続して作動させる逐次解析継続作動手段が機能する。
　工作機械用制御装置１００に逐次解析モードが設定されている場合、前記逐次解析制御部１１０が、ワークＷの加工１サイクル開始時の補正値（例えば図２の補正値Ａ）に基づいて補正しながら、加工プログラムを１行ずつ実行することによって、熱変位が補正され、工作機械Ｍは、ワークＷを高精度に加工することができる。
　工作機械用制御装置１００に事前解析モードが設定されている場合、前記事前解析制御部１２０によって変換されるプログラムにより、工作機械Ｍは、工作機械用制御装置１００に逐次解析モードが設定されている場合に比較して、ワークＷを高速で加工することができる。事前解析制御部１２０による加工プログラムの変換演算を、補正値の変化量が前記閾値内となる最新の補正値（例えば図２の補正値Ｆ）に基づいて実行することによって、事前解析モードにおいて熱変位が補正され、ワークＷの加工精度も高精度に維持される。なお事前解析制御部１２０による加工プログラムの変換演算の際に用いる補正値は、前記変化量が前記閾値内となる補正値であれば、前記最新の補正値の他、前記変化量が前記閾値内となる最初の補正値（例えば図２の補正値Ｃ）や、変化量が閾値内となる各補正値の平均値等を使用することも考えられる。
　ただし事前解析モードが継続して設定される場合、工作機械用制御装置１００は、いったん事前解析制御部１２０によって変換されたプログラムを継続的に使用して制御を行うため、図５（ａ）に示されるように、事前解析制御部１２０による加工プログラムの変換演算に適用した補正値に対して、熱変位量の変化が増大し、順次算出される補正値の変化量が前記閾値から外れると、ワークＷの加工精度が低下し、加工誤差が増大する。
　これに対して、補正量算出部１３０による補正値の算出と、変化量算出部１４０による変化量の算出と事前解析フラグのセット及びリセットが、事前解析モードに設定された後も継続的に実行され続け、工作機械用制御装置１００は、図５（ｂ）に示されるように、いったん補正値の変化量が閾値内に収まり、事前解析モードが設定された後も、補正値の変化量が閾値内から外れると逐次解析モードに再度設定され、現時点での補正値に基づく逐次解析モードによって、熱変位量に追従させて、ワークＷの加工精度を向上させることができる。
　これにより工作機械Ｍによるワークの加工精度を高精度に維持することができ、従って予め飽和熱変位量を計測したり、演算したりすることなく、工作機械用制御装置１００に事前解析モードを設定して、事前解析によってワークＷの加工の処理速度を向上させることができるとともに、事前解析モードに設定した後、必要に応じて逐次解析モードに再設定することによって、ワークＷの加工精度を維持することができる。このため前記閾値は、ワークの設計寸法に対して、加工誤差が許容できる範囲となる値に設定される。
　事前解析モードによってワークＷを加工する場合、逐次解析モードによってワークＷを加工する場合に比べてワークＷの１加工サイクルあたり所定の割合で処理速度が向上するため、逐次解析モードにおける１加工サイクルのサイクルタイムをｔ、向上する割合をα％とすると、事前解析モードでワークＷを加工することで１加工サイクル当たりα・ｔ／１００処理時間を短縮することができる。例えばワークＷの１加工サイクルあたり５％で処理速度が向上する場合は、１加工サイクル当たり、０．０５ｔ処理時間を短縮することができる。
　一方、事前解析モードでワークＷを加工する場合、加工前に事前解析制御部１２０による前記事前解析の演算を実行する必要がある。このため演算時間をＴとすると、逐次解析モードから事前解析モードに一旦切り替わった後、「Ｔ／短縮時間」（サイクル）、事前解析モードで加工を行うことによって、演算時間Ｔを相殺することができ、「Ｔ／短縮時間」サイクル以上の回数、つまり「ｔ・Ｔ／短縮時間」以上の時間、事前解析モードで加工を行うことによって、加工時間全体を短縮できる。例えば短縮時間が上記のように０．０５ｔの場合、「ｔ・Ｔ／０．０５ｔ＝Ｔ／０．０５時間」以上の時間、事前解析モードで加工を行うことによって、加工時間全体を短縮できる。
　ただし逐次解析モードから事前解析モードに切り換わった後、「ｔ・Ｔ／短縮時間」以内に、再度事前解析モードから逐次解析モードに切り換わると、事前解析モードに切り換わる際の演算時間Ｔを相殺することができず、以降逐次解析モードのままであれば、全体の加工時間はかえって長くなる。
　「ｔ・Ｔ／短縮時間」以内に、事前解析モードから逐次解析モードに切り換わるという状態は、熱変位が安定しないために発生すると考えられるため、前記モード切換部１５０は、前記ステップＳ２０９における一定時間を、「ｔ・Ｔ／短縮時間（例えばＴ／０．０５時間）」とし、前記逐次解析継続作動手段によって、「ｔ・Ｔ／短縮時間」以内に、事前解析モードから逐次解析モードに切り換わった場合は、事前解析フラグのＯＮ，ＯＦＦとは無関係に、前記逐次解析実行時間だけ継続して逐次解析モードを実行するように構成されている。
　これにより逐次解析モードと事前解析モードとの切り換えが頻繁に発生することを防止し、加工時間の増加を規制する。逐次解析実行時間は、熱変位が安定すると考えられる時間であればよく、例えば、ｔ・Ｔ／短縮時間の２倍程度に設定することができる。
　１００　・・・　工作機械用制御装置
　１１０　・・・　逐次解析制御部
　１２０　・・・　事前解析制御部
　１３０　・・・　補正量算出部
　１４０　・・・　変化量算出部
　１５０　・・・　モード切換部
　Ｍ　・・・　工作機械
　Ｍ１　・・・　主軸
　Ｍ２　・・・　主軸Ｚ軸モータ
　Ｍ３　・・・　Ｚ軸ボールねじ
　Ｍ４　・・・　加工工具
　Ｍ５　・・・　刃物台
　Ｍ６　・・・　Ｘ軸ボールねじ
　Ｍ７　・・・　刃物台Ｘ軸モータ
　Ｗ　・・・　ワーク

Claims (4)

  1. 　ワークの加工プログラムを１行ずつ読み込んで実行する逐次解析制御手段と、前記加工プログラムを予め一括して解読し、予め定められた形式に変換して実行する事前解析制御手段と、前記加工プログラムを実行する際の補正量を順次算出する補正量算出手段とを設け、該補正量算出手段によって算出された補正量に基づき、前記加工プログラムを実行し、工作機械の動作を制御する工作機械用制御装置において、
    　前記補正量の変化量を順次算出する変化量算出手段と、前記事前解析制御手段と逐次解析制御手段とを相互に切り換えるモード切換手段とを設け、該モード切換手段が、前記変化量が、予め定められた所定の範囲内の場合に前記事前解析制御手段を作動させ、前記変化量が前記範囲外の場合に、前記逐次解析制御手段を作動させるように構成され、前記事前解析制御手段が、前記変化量が所定範囲内となる補正量に基づき前記変換を行い、事前解析制御手段の継続中、再変換を行わないように構成されることを特徴とする工作機械用制御装置。
  2. 　前記補正量算出手段が、工作機械の熱変位に応じた熱変位補正量を算出する請求項１の工作機械用制御装置。
  3. 　前記モード切換手段が、事前解析制御手段と逐次解析制御手段とを、１加工サイクルの開始時に切り換えるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械用制御装置。
  4. 　前記モード切換手段が、前記逐次解析制御手段から事前解析制御手段に切り換えた後、予め定められた所定時間内に、前記事前解析制御手段から逐次解析制御手段に切り換えた場合に、逐次解析制御手段を、予め定められた所定の逐次解析実行時間継続して作動させる逐次解析継続作動手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の工作機械用制御装置。
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