WO2023026368A1 - 数値制御装置、及び記憶媒体 - Google Patents

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    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50218—Synchronize groups of axis, spindles

Definitions

  • the present invention relates to numerical controllers and storage media.
  • a machining method that synchronizes the first axis and the second axis. For example, in tapping, a threaded hole is formed while synchronizing so that the speed ratio between the main shaft and the feed shaft is constant.
  • Patent Document 1 there is a description of ⁇ detecting the deviation error amount of the feed axis deviation and the spindle deviation, and judging that there is an abnormality when the detected value exceeds a predetermined value, and stopping the output of the complementary signal. Therefore, it is possible to reliably prevent damage to the tool and crushing of the screw thread due to a synchronous deviation between the main shaft and the feed shaft.”
  • a numerical control device that is one aspect of the present disclosure is a numerical control device that controls a machine tool that includes at least a first axis and a second axis, comprising: a synchronization control unit that controls synchronization of the first axis and the second axis; , a cutting start position acquisition unit that acquires a cutting start position by the tool of the machine tool, a tool information storage unit that stores tool information that is information about the tool of the machine tool, and a cutting start based on the tool shape included in the tool information.
  • a monitoring start position correction unit that calculates a position-corrected monitoring start position, and a synchronization error monitoring unit that starts monitoring a synchronization error when the tool of the machine tool is at or near the monitoring start position.
  • a computer readable storage medium controls synchronization of a first axis and a second axis of a machine tool, and performs cutting by a tool of the machine tool, by being executed by one or more processors. Acquire the start position, store the tool information that is information about the tool, calculate the monitoring start position by correcting the cutting start position based on the tool shape included in the tool information, and the tool of the machine tool reaches the monitoring start position or store computer readable instructions to begin monitoring the synchronization error of the first and second axes as they approach.
  • FIG. 2 is a hardware configuration diagram of a numerical controller
  • FIG. 1 is a block diagram of a numerical controller of the first disclosure
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining synchronous control according to the first disclosure; It is a figure explaining rigid tap processing.
  • FIG. 11 is a block diagram of a numerical controller of the second disclosure; It is an example of a processing program.
  • FIG. 4 is a diagram showing changes in load torque when a pilot hole is formed by a drill; It is an example of tool information.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the R point, the cutting start position, and the synchronization error monitoring start position;
  • FIG. 10 is a diagram showing changes in synchronization error in a conventional numerical control device;
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between a synchronization error and a threshold value in a conventional numerical control device
  • FIG. 5 is a diagram showing changes in synchronization error in the numerical controller of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between synchronization errors and thresholds in the numerical controller of the present disclosure
  • It is an example of a drill tap. It is a figure explaining operation
  • a hardware configuration of a numerical controller 100 that controls a machine tool 200 will be described with reference to FIG.
  • a CPU 111 included in the numerical controller 100 is a processor that controls the numerical controller 100 as a whole.
  • the CPU 111 reads the system program processed in the ROM 112 via the bus and controls the entire numerical controller 100 according to the system program.
  • the RAM 113 temporarily stores calculation data, display data, various data input by the user via the input unit 71, and the like.
  • the display unit 70 is a monitor attached to the numerical controller 100 or the like.
  • the display unit 70 displays an operation screen, a setting screen, and the like of the numerical controller 100 .
  • the input unit 71 is integrated with the display unit 70 or is a keyboard, touch panel, or the like that is separate from the display unit 70 .
  • the user operates the input unit 71 to perform input to the screen displayed on the display unit 70 .
  • the display unit 70 and the input unit 71 may be mobile terminals.
  • the non-volatile memory 114 is, for example, a memory that is backed up by a battery (not shown) so that the memory state is retained even when the power of the numerical controller 100 is turned off.
  • the nonvolatile memory 114 stores programs read from external devices via an interface (not shown), programs input via the input unit 71, and various data ( For example, setting parameters acquired from the machine tool 200, etc.) are stored. Programs and various data stored in the non-volatile memory 114 may be developed in the RAM 113 at the time of execution/use. Various system programs are pre-written in the ROM 112 .
  • the controller 40 that controls the machine tool 200 converts the axis movement command from the CPU 111 into a pulse signal and outputs it to the driver 41 .
  • the driver 41 converts the pulse signal into current to drive the servo motor of the machine tool 200 .
  • the servomotor moves the tool according to the control of the numerical controller 100 .
  • machine tool 200 has at least two axes of rotation and feed.
  • FIG. 2 is a block diagram of the numerical controller 100 of the first disclosure.
  • the numerical controller 100 performs synchronous control of a plurality of axes.
  • This machine tool 200 performs cutting while maintaining synchronization between the first axis and the second axis.
  • the numerical controller 100 includes a synchronization control unit 11 that performs axis synchronization control, a synchronization error monitoring unit 12 that monitors axis synchronization errors, a cutting start position acquisition unit 13 that acquires the cutting start position of the tool and the workpiece, a tool shape, and the like. and a monitoring start position correction unit 15 for correcting the cutting start position based on the tool information.
  • the synchronization control unit 11 controls synchronization of the axes of the machine tool 200 according to synchronization conditions.
  • the synchronization control unit 11 calculates the movement amount of the second axis by multiplying the movement amount of the first axis for each control cycle by the synchronization ratio defined by the synchronization conditions. Then, based on the amount of movement of the first axis and the calculated amount of movement of the second axis, the servo motors that drive the first and second axes are controlled.
  • the synchronization error monitoring unit 12 stores preset threshold values.
  • the synchronization error monitoring unit 12 receives the positional deviation of the first axis and the positional deviation of the second axis. Position deviation is the difference between the actual position and the command.
  • the synchronization error monitor 12 calculates a synchronization error based on this positional deviation.
  • the synchronization error monitoring unit 12 compares the synchronization error with a threshold, and determines that a synchronization error has occurred when the synchronization error exceeds the threshold.
  • synchronization error monitoring is started at or near a monitoring start position, which will be described later.
  • the cutting start position acquisition unit 13 acquires the position of the tool when starting to cut the workpiece.
  • the position includes distance position and temporal position.
  • Methods of acquiring the cutting start position include a method of detecting from the load torque and a method of estimating from a drawing or the like.
  • the method of detecting the cutting start position from the load torque changes in the load torque are monitored, and the position at which the load torque rises is determined to be the position at which the cutting of the tool and work is started.
  • the front rise of the load torque is determined as the cutting start position.
  • the operator inputs the estimation result as a parameter to the numerical controller 100 or describes it in the machining program.
  • the monitoring start position correction unit 15 obtains the synchronization error monitoring start position based on the tool information and the cutting start position.
  • the tool information includes tool shape information.
  • the monitoring start position correction unit 15 corrects deviation of the cutting start position due to the shape of the tool.
  • a position corrected based on the tool information is called a monitoring start position.
  • the synchronous control unit 11 starts synchronous control when the tool reaches the R point.
  • the synchronization error monitoring unit 12 starts monitoring the synchronization error when the tool reaches the monitoring start position or its vicinity. Synchronization error can be sufficiently reduced by performing synchronization control from the R point to the monitoring start position. Since monitoring of the synchronization error is started when the synchronization error becomes sufficiently small, the threshold can be set small. Synchronization accuracy is improved by setting a small threshold.
  • the numerical controller 100 acquires a cutting start position (step S1).
  • the cutting start position can be acquired from information such as the load torque of the tool and drawings.
  • the numerical controller 100 calculates the monitoring start position by correcting the deviation of the cutting start position due to the shape of the tool (step S2).
  • the numerical controller 100 reads out the machining program and moves the tool of the machine tool 200 to the position described in the machining program.
  • the numerical controller 100 moves the tool by rapid feed to the R point (step S3), and moves by cutting feed after passing the R point.
  • the numerical controller 100 starts synchronous control of the first axis and the second axis (step S4).
  • step S5 When the tool reaches the monitoring start position or its vicinity (step S5), the numerical controller 100 starts monitoring the synchronization error (step S6). The numerical controller 100 performs cutting while monitoring the synchronization error (step S7).
  • the numerical control device 100 of the first disclosure is a numerical control device 100 that performs cutting while maintaining synchronization between at least two axes, the first axis and the second axis, and is based on the tool shape. Then, the monitoring start position is calculated by correcting the cutting start position, and monitoring of the synchronization error is started from the monitoring start position.
  • the synchronization error is large at point R, where rapid feed is switched to cutting feed, and gradually converges after passing point R. No monitoring is required because the synchronization deviation from the R point to the start of cutting does not affect the cutting accuracy.
  • the numerical controller 100 of the present disclosure starts monitoring the synchronization error at the monitoring start position where cutting starts.
  • the synchronization error threshold can be set to an appropriate value without detecting unnecessary synchronization deviation, and necessary synchronization control can be ensured.
  • the cycle time can be shortened.
  • FIG. 5 is a block diagram of the numerical control device 100 of the second disclosure.
  • the numerical control device 100 of the second disclosure includes a synchronization control unit 11 that performs axis synchronization control, a synchronization error monitoring unit 12 that monitors axis synchronization errors, and a cutting start position acquisition unit that acquires the cutting start position of a tool and a workpiece. 13, a tool information storage unit 14 that stores tool information such as tool shape, a monitoring start position correction unit 15 that corrects the cutting start position based on the tool information, and a tool determination unit 16 that determines the tool to be used for cutting. .
  • the tool determination unit 16 analyzes the machining program and determines the tools used for machining. In the machining program of FIG. 6, the tool determination unit 16 determines which tool to use based on the code "T1" for tool selection. In the second disclosure, "T1" indicates the type of rigid tap.
  • the monitoring start position correction unit 15 reads tool information based on the determination result of the tool determination unit 16, and corrects deviation of the cutting start position due to the tool shape.
  • the tool information describes how to correct the cutting start position for each tool.
  • the monitoring start position correction unit 15 calculates a position advanced by the length of the bite portion from the cutting start position as the monitoring start position according to the tool information.
  • the numerical control device 100 of the present disclosure by starting monitoring the synchronization error at or near the position where cutting starts, it is possible to appropriately set the threshold for determining the synchronization error. Moreover, since the cutting feed is started without stopping the tool at the R point, the cycle time can be shortened.
  • the numerical control device 100 of the second disclosure includes the tool determination section 16 .
  • the numerical control device 100 determines a tool to be used based on a machining program or the like, and reads out tool information.
  • the tool information describes, for example, a monitoring start position correction program for each tool. Even if there are a plurality of tools to be used, the numerical controller 100 can automatically determine the tool to be used for cutting and correct the monitoring start position according to the shape of the tool.
  • the synchronization control unit 11 controls synchronization between the first axis and the second axis of the machine tool 200.
  • the first axis and the second axis are the principal axis and the Z axis.
  • "G84 Zxx Rxx;” in FIG. 16 is a tapping command.
  • "Zxx” is the distance from the R point to the hole bottom, and "Rxx” is the distance from the initial level to the R point.
  • the synchronization control unit 11 starts synchronization control when reaching the R point.
  • the tool information storage unit 14 stores a method for obtaining a cutting start position for each tool, a method for calculating a monitoring start position, and the like.

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Abstract

少なくとも第１軸及び第２軸を有する工作機械を制御する数値制御装置であって、工作機械の第１軸及び第２軸の同期を制御し、工作機械の工具による切削開始位置を取得し、工具に関する情報である工具情報を記憶し、工具情報に含まれる工具形状を基に切削開始位置を補正した監視開始位置を算出し、工作機械の工具が監視開始位置に到達又は近づくとき、第１軸及び第２軸の同期誤差の監視を開始する。

Description

数値制御装置、及び記憶媒体
　本発明は、数値制御装置、及び記憶媒体に関する。
　従来、第１の軸と第２の軸との同期を取る加工方式が存在する。例えば、タッピング加工では、主軸と送り軸の速度比が一定になるように同期をとりながらねじ穴を形成する。
　特許文献１には、『送り軸偏差および主軸偏差の偏差誤差量を検出し、その値が所定値以上となった場合には異常であると判断して補完信号の出力を停止させるようにしたので、主軸と送り軸との間の同期のズレによる工具の破損やねじ山の潰れ等を確実に防止することができる』と記載されている。
　特許文献１に示すような方法でねじ穴を形成する場合、（１）まず、ドリルで穴を開け、（２）ドリルをタップに交換し、（３）タップを早送りでＲ点まで移動し、（４）穴の内面にねじを形成し、（５）タップを逆回転しながら抜き出す。
　上述したように、ねじ穴の形成では、ねじ山のピッチを一定にするために、主軸の回転速度と、送り速度とを同期させる必要がある。従来のタッピング加工では、主軸の移動をＲ点で一旦停止して同期を取る方法と、Ｒ点での軸停止を実施せずに同期を取る方法がある。一旦停止して同期を取った場合、同期精度が確保できるが、主軸の停止と再開に時間がかかる。Ｒ点で軸停止を実施せずに同期制御を開始すると、サイクルタイムが短縮できる。
特開平６－３０４８１４号公報
　しかしながら、Ｒ点で軸停止を実施しない場合には、Ｒ点到達直前の動作によるエラー量があるため、Ｒ点で同期誤差の監視を開始すると、Ｒ点到達直前の動作によるエラー量を、同期誤差と誤認識することがある。これに対応するために許容誤差を大きくすると、ねじ穴形成中の誤差検出精度が低下する。
　機械加工の分野では、多軸制御の精度を確保しつつ、サイクルタイムを短縮する技術が望まれている。
　本開示の一態様である数値制御装置は、少なくとも第１軸及び第２軸を備える工作機械を制御する数値制御装置であって、第１軸及び第２軸の同期を制御する同期制御部と、工作機械の工具による切削開始位置を取得する切削開始位置取得部と、工作機械の工具に関する情報である工具情報を記憶する工具情報記憶部と、工具情報に含まれる工具形状を基に切削開始位置を補正した監視開始位置を算出する監視開始位置補正部と、記工作機械の工具が監視開始位置又は近傍で、同期誤差の監視を開始する同期誤差監視部と、を備える。
　本開示の一態様であるコンピュータが読み取り可能な記憶媒体は、１つ又は複数のプロセッサが実行することにより、工作機械の第１軸及び第２軸の同期を制御し、工作機械の工具による切削開始位置を取得し、工具に関する情報である工具情報を記憶し、工具情報に含まれる工具形状を基に切削開始位置を補正した監視開始位置を算出し、工作機械の工具が監視開始位置に到達又は近づくとき、第１軸及び第２軸の同期誤差の監視を開始する、コンピュータが読み取り可能な命令を記憶する。
　本発明の一態様により、多軸制御の精度を確保しつつ、サイクルタイムを短縮することができる。
数値制御装置のハードウェア構成図である。 第１の開示の数値制御装置のブロック図である。 第１の開示の同期制御を説明するフローチャートである。 リジッドタップ加工を説明する図である。 第２の開示の数値制御装置のブロック図である。 加工プログラムの一例である。 ドリルによる下穴形成時の負荷トルクの変化を示す図である。 工具情報の一例である。 Ｒ点、切削開始位置、同期誤差の監視開始位置の関係を示す図である。 従来の数値制御装置における同期誤差の変化を示す図である。 従来の数値制御装置における同期誤差と閾値との関係を示す図である。 本開示の数値制御装置における同期誤差の変化を示す図である。 本開示の数値制御装置における同期誤差と閾値との関係を示す図である。 ドリルタップの一例である。 ドリルタップの動作を説明する図である。 加工プログラムの一例である。
　図１を参照して、工作機械２００を制御する数値制御装置１００のハードウェア構成を説明する。数値制御装置１００が備えるＣＰＵ１１１は、数値制御装置１００を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１１は、バスを介してＲＯＭ１１２に加工されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従って数値制御装置１００の全体を制御する。ＲＡＭ１１３には、一時的な計算データや表示データ、入力部７１を介してユーザが入力した各種データ等が一時的に格納される。
　表示部７０は、数値制御装置１００に付属のモニタなどである。表示部７０は、数値制御装置１００の操作画面や設定画面などを表示する。
　入力部７１は、表示部７０と一体、又は、表示部７０とは別のキーボード、タッチパネルなどである。ユーザは入力部７１を操作して、表示部７０に表示された画面への入力などを行う。なお、表示部７０及び入力部７１は、携帯端末でもよい。
　不揮発性メモリ１１４は、例えば、図示しないバッテリでバックアップされるなどして、数値制御装置１００の電源がオフされても記憶状態が保持されるメモリである。不揮発性メモリ１１４には、図示しないインタフェースを介して外部機器から読み込まれたプログラムや入力部７１を介して入力されたプログラム、数値制御装置１００の各部や工作機械２００等から取得された各種データ（例えば、工作機械２００から取得した設定パラメータ等）が記憶される。不揮発性メモリ１１４に記憶されたプログラムや各種データは、実行時／利用時にはＲＡＭ１１３に展開されてもよい。また、ＲＯＭ１１２には、各種のシステム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。
　工作機械２００を制御するコントローラ４０は、ＣＰＵ１１１からの軸の移動指令をパルス信号に変換しドライバ４１に出力する。ドライバ４１はパルス信号を電流に変換して工作機械２００のサーボモータを駆動する。サーボモータは、数値制御装置１００の制御に従い工具を動かす。本開示において工作機械２００は、少なくとも回転と送りの２軸を有する。
［第１の開示］
　図２は、第１の開示の数値制御装置１００のブロック図である。数値制御装置１００は、複数の軸の同期制御を行う。この工作機械２００では、第１軸及び第２軸の同期を維持しながら切削を行う。
　数値制御装置１００は、軸の同期制御を行う同期制御部１１、軸の同期誤差を監視する同期誤差監視部１２、工具とワークの切削開始位置を取得する切削開始位置取得部１３、工具形状などの工具情報を記憶する工具情報記憶部１４、工具情報を基に切削開始位置を補正する監視開始位置補正部１５、を備える。
　同期制御部１１は、同期条件に従い工作機械２００の軸の同期を制御する。同期制御部１１は、制御周期ごとの第１軸の移動量に対して同期条件で定義される同期比を掛けることで、第２軸の移動量を算出する。そして、第１軸の移動量及び算出した第２軸の移動量に基づいて、第１軸及び第２軸を駆動するサーボモータを制御する。
　同期誤差監視部１２は、予め設定された閾値を記憶する。同期誤差監視部１２は、第１軸の位置偏差と第２軸の位置偏差を入力される。位置偏差とは、指令に対する実際の位置の差分である。同期誤差監視部１２は、この位置偏差を基に同期誤差を算出する。同期誤差監視部１２は、同期誤差と閾値とを比較し、同期誤差が閾値を超えると、同期誤差が発生したと判定する。本開示では、後述する監視開始位置又はその近傍で同期誤差の監視を開始する。
　切削開始位置取得部１３は、ワークの切削を開始するときの工具の位置を取得する。位置は、距離的な位置、時間的な位置を含む。
　切削開始位置を取得する方法には、負荷トルクから検出する方法と、図面等から推定する方法がある。
　負荷トルクから切削開始位置を検出する方法では、負荷トルクの変化を監視し、負荷トルクが立ち上がった位置を工具とワークの切削が開始した位置と判断する。同一の面を複数回切削する場合には、手前の負荷トルクの立ち上がりを切削開始位置と判断する。
　図面等から切削開始位置を推定する方法では、例えば、オペレータが推定結果をパラメータとして数値制御装置１００に入力したり、加工プログラムに記述したりする。
　監視開始位置補正部１５は、工具情報と切削開始位置とを基に、同期誤差の監視開始位置を求める。工具情報には、工具の形状情報が含まれる。監視開始位置補正部１５は、工具形状による切削開始位置のずれを補正する。工具情報を基に補正した位置を、監視開始位置と呼ぶ。
　同期制御部１１は、工具がＲ点に到達すると同期制御を開始する。同期誤差監視部１２は、工具が監視開始位置又はその近傍に到達したときに同期誤差の監視を開始する。Ｒ点から監視開始位置までに同期制御を行うことで同期誤差が十分小さくなる。同期誤差が十分小さくなった時点で同期誤差の監視を開始するので、閾値を小さく設定することができる。閾値を小さく設定することにより、同期の精度が向上する。
　図３のフローチャートを参照して第１の開示の同期制御について説明する。
　数値制御装置１００は、切削開始位置を取得する（ステップＳ１）。切削開始位置は、工具の負荷トルクや図面などの情報から取得することができる。
　数値制御装置１００は、切削開始位置と工具情報を基に、工具の形状による切削開始位置のずれを補正した監視開始位置を算出する（ステップＳ２）。
　数値制御装置１００は、加工プログラムを読み出し、工作機械２００の工具を加工プログラムに記述された位置に移動させる。数値制御装置１００は、Ｒ点まで工具を早送りで移動させ（ステップＳ３）、Ｒ点を通過すると切削送りで移動させる。工具がＲ点を通過すると、数値制御装置１００は、第１軸と第２軸の同期制御を開始する（ステップＳ４）。
　工具が監視開始位置又はその近傍に到達すると（ステップＳ５）、数値制御装置１００は同期誤差の監視を開始する（ステップＳ６）。数値制御装置１００は、同期誤差を監視しながら、切削加工を行う（ステップＳ７）。
　以上説明したように、第１の開示の数値制御装置１００は、少なくとも第１軸と第２軸の２軸の同期を維持しつつ切削加工を行う数値制御装置１００であって、工具形状を基に切削開始位置を補正した監視開始位置を算出し、監視開始位置から同期誤差の監視を開始する。
　同期誤差は、早送りから切削送りに切り替わるＲ点で大きく、Ｒ点を通過したのち徐々に収束する。Ｒ点から切削を開始するまでの同期ずれは切削精度に影響しないので、監視は不要である。
　本開示の数値制御装置１００は、切削が開始する監視開始位置で同期誤差の監視を開始する。これにより、不要な同期ずれを検出することなく、同期誤差の閾値を適切な値に設定することができ、必要な同期制御を確保することができる。また、Ｒ点で工具を停止することなく切削送りに移行するので、サイクルタイムを短縮することができる。
［第２の開示］
　リジッドタップ加工を例として第２の開示の数値制御装置１００について説明する。
　前提としてリジッドタップ加工について説明する。リジッドタップ加工は、ドリルで下穴を形成し、下穴の内面にねじを形成する。
　図４の例では、リジッドタップは、（１）Ｉ点（始点）からＲ点まで早送りで移動し、（２）Ｒ点で切削送りに切り替わる。切削送りでは、Ｚ軸方向の送り軸と主軸の回転の同期制御を行う。同期を維持したまま下穴の内面にねじを形成する。切削が終了すると、（３）リジットタップは逆回転しながらＲ点に戻り、（４）Ｒ点を通過した後は早送りで移動する。
　図５は、第２の開示の数値制御装置１００のブロック図である。
　第２の開示の数値制御装置１００は、軸の同期制御を行う同期制御部１１、軸の同期誤差を監視する同期誤差監視部１２、工具とワークの切削開始位置を取得する切削開始位置取得部１３、工具形状などの工具情報を記憶する工具情報記憶部１４、工具情報を基に切削開始位置を補正する監視開始位置補正部１５、切削に使用する工具を判定する工具判定部１６、を備える。
　同期制御部１１は、加工プログラムに従い、工作機械の第１軸と第２軸の同期を制御する。第２の開示において、第１軸と第２軸は主軸とＺ軸である。図６は加工プログラムの例である。「Ｇ８４　Ｚｘｘ　Ｒｘｘ；」はタッピング加工の指令である。「Ｚｘｘ」はＲ点から穴底までの距離であり、「Ｒｘｘ」はイニシャルレベルからＲ点までの距離である。同期制御部１１は、Ｒ点に到達すると同期制御を開始する。
　切削開始位置取得部１３は、下穴形成時のドリルの負荷トルクによりワークの表面の位置を検出する。図７は、下穴形成時の負荷トルクの変化を示す。ドリルがワークに移動し、ドリルの先端がワークに接触すると、負荷トルクが立ち上がる。切削開始位置取得部１３は、主軸の負荷トルクを監視し、工具の切削開始位置を検出する。
　工具情報記憶部１４は、複数種類の工具についての工具形状を記憶する。図８では、２つのリジッドタップの形状について記憶している。工具情報には、例えば、リジッドタップの食いつき部の長さが記述されている。図８のリジッドタップでは、食いつき部の長さが異なる。
　工具判定部１６は、加工プログラムを解析し、加工に使用される工具を判定する。図６の加工プログラムにおいて、工具判定部１６は、工具選択を行うコード「Ｔ１」を基に、どの工具を使用するか判定する。第２の開示では、「Ｔ１」はリジッドタップの種類を示す。
　監視開始位置補正部１５は、工具判定部１６の判定結果を基に、工具情報を読み出し、工具形状による切削開始位置のずれを補正する。工具情報には、工具ごとの切削開始位置の補正方法が記載されている。監視開始位置補正部１５は、工具情報に従い、切削開始位置から食いつき部の長さだけ進んだ位置を監視開始位置として算出する。
　図９に、Ｒ点、切削開始位置、同期誤差の監視開始位置の関係を示す。切削開始位置は、ドリルによる下穴形成時の切削開始位置である。リジッドタップの先端には食いつき部が形成されている。同期誤差の監視開始位置は、リジッドタップの食いつき部の長さだけ進んだ位置にある。補正後の切削開始位置は、同期誤差の監視開始位置となる。
　図１０と図１１を参照して、従来の数値制御装置における同期誤差の変化と閾値の関係を説明する。
　図１０は、従来の数値制御装置における同期誤差の変化である。同期誤差はＲ点で大きくマイナスに変化し、切削を開始するまでにはゼロ付近に収束する。
　従来の数値制御装置では、Ｒ点から同期誤差を監視しているため、この大きな同期誤差がエラーと判定されないよう、誤差検出の閾値（許容誤差）を十分大きく設定している（図１１参照）。しかしながら、閾値を大きく設定すると、切削時に精度に影響する誤差を検出できないことがある。
　図１２は、本開示の数値制御装置１００における同期誤差の変化である。数値制御装置１００は、Ｒ点から監視開始位置まで同期誤差を監視しないので、グラフ上の同期誤差はゼロである。監視開始位置では、同期誤差は十分収束している。
　本開示の数値制御装置１００では、同期誤差が十分収束した監視開始位置から同期誤差の監視を開始するため（図１３参照）、閾値を大きく設定する必要がなく、適切な閾値を設定して同期誤差の判定精度を上げることができる。
　本開示の数値制御装置１００では、切削が開始する位置又はその近傍で同期誤差の監視を開始することにより、同期誤差を判定する閾値を適切に設定できる。また、Ｒ点で工具を停止することなく切削送りに移行するので、サイクルタイムを短縮することができる。
　第２の開示の数値制御装置１００では、工具判定部１６を備える。数値制御装置１００は、加工プログラムなどを基に、使用する工具を判定し、工具情報を読み出す。工具情報は、工具ごとの監視開始位置の補正プログラムなどが記載されている。数値制御装置１００は、使用する工具が複数ある場合であっても、切削に使用する工具を自動で判定し、その工具の形状に合わせて監視開始位置を補正することができる。
［第３の開示］
　ドリルタップを例として第３の開示の数値制御装置１００について説明する。
　前提としてドリルタップ加工について説明する。
　ドリルタップは、穴あけとねじ切りを同時に行うことができる工具である。図１４は、ドリルタップの一例である。ドリルタップの先端は穴あけ部が設けられており、穴あけ部に続いてねじ切り部が設けられている。
　第３の開示のドリルタップの穴あけ部の長さは、第２の開示のリジッドタップの食いつき部の長さに相当する。ドリルタップはＲ点で同期制御を開始し、図１５に示すように、穴あけ部の先端がワークに接触した時点で切削を開始する。数値制御装置１００は、負荷トルクから穴あけ部の先端がワークに接触したことを検出できる。この位置を切削開始位置とする。
　主軸を回転させながらＺ軸に沿って下方向に移動させると、穴あけ部が下穴を形成する。その後、ねじ切り部が下穴の内面にねじを形成する。ねじ切りを開始時の工具の先端位置が監視開始位置である。所定の位置までねじを形成すると、ドリルタップは逆回転をしながら上方向に移動する。
　第３の開示の数値制御装置１００は、第２の開示の数値制御装置１００と同じ構成である。以下、第２の開示の数値制御装置１００と異なる部分を説明する。
　同期制御部１１は、工作機械２００の第１軸と第２軸の同期を制御する。第３の開示において、第１軸と第２軸は主軸とＺ軸である。図１６の「Ｇ８４　Ｚｘｘ　Ｒｘｘ；」はタッピング加工の指令である。「Ｚｘｘ」はＲ点から穴底までの距離であり、「Ｒｘｘ」はイニシャルレベルからＲ点までの距離である。同期制御部１１は、Ｒ点に到達すると同期制御を開始する。
　工具判定部１６は、加工プログラムを解析し、加工に使用される工具の種類を判定する。図１６は、加工プログラムの例である。工具判定部１６は、工具選択を行うコード「Ｔ１」を基に、工具の種類を判定する。第３の開示では、「Ｔ１」はドリルタップを示す。
　工具情報記憶部１４は、工具ごとの切削開始位置の取得方法、監視開始位置の算出方法などを記憶する。
　切削開始位置取得部１３は、工具情報に従い、工具の形状や種類に応じた方法で切削開始位置を取得する。ドリルタップでは、先端がワークに接触した位置が切削開始位置である。
　監視開始位置補正部１５は、工具形状を基に切削開始位置を補正し、同期誤差の監視開始位置とする。監視開始位置は、切削開始位置から穴あけ部の長さだけ進んだ位置である。監視開始位置補正部１５は、切削開始位置に穴あけ部の長さを加算し、同期誤差の監視開始位置を算出する。
　第３の開示の数値制御装置１００は、ドリルタップの工具情報を読み出し、同期誤差の監視開始位置を判定する。第２の開示及び第３の開示によれば、加工に使用する工具を判定し、工具情報に従い、切削開始位置及び監視開始位置を求めることができる。
　　１００　数値制御装置
　　１１　　同期制御部
　　１２　　同期誤差監視部
　　１３　　切削開始位置取得部
　　１４　　工具情報記憶部
　　１５　　監視開始位置補正部
　　１６　　工具判定部
　　１１１　ＣＰＵ
　　１１２　ＲＯＭ
　　１１３　ＲＡＭ
　　１１４　不揮発性メモリ

Claims (5)

  1. 　少なくとも第１軸及び第２軸を備える工作機械を制御する数値制御装置であって、
    　前記第１軸及び第２軸の同期を制御する同期制御部と、
    　前記工作機械の工具による切削開始位置を取得する切削開始位置取得部と、
    　前記工作機械の前記工具に関する情報である工具情報を記憶する工具情報記憶部と、
    　前記工具情報に含まれる工具形状を基に前記切削開始位置を補正した監視開始位置を算出する監視開始位置補正部と、
    　前記工作機械の工具が前記監視開始位置又は近傍で、同期誤差の監視を開始する同期誤差監視部と、
    　を備える数値制御装置。
  2. 　切削に使用する工具を判定する工具判定部を備え、
    　前記工具情報記憶部は、少なくとも２つの工具の工具情報を記憶し、
    　前記監視開始位置補正部は、前記工具判定部が判定した工具情報を、前記工具情報記憶部から読み出し、前記監視開始位置を算出する、請求項１記載の数値制御装置。
  3. 　前記工具情報には、切削開始位置の取得方法が含まれ、
    　前記切削開始位置取得部は、前記取得方法に従い、切削開始位置を取得する、請求項１記載の数値制御装置。
  4. 　前記第１軸は主軸であり、前記第２軸は前記主軸の軸方向の送り軸であり、
    　前記同期制御部は、前記主軸の回転と、前記送り軸の速度との同期を制御し、
    　前記工具はタップであり、
    　前記監視開始位置補正部は、前記タップの先端と前記タップがねじを形成する部分の間の長さを基に、前記切削開始位置を補正した前記監視開始位置を算出する、請求項１記載の数値制御装置。
  5. 　１つ又は複数のプロセッサが実行することにより、
    　工作機械の第１軸及び第２軸の同期を制御し、
    　前記工作機械の工具による切削開始位置を取得し、
    　前記工具に関する情報である工具情報を記憶し、
    　前記工具情報に含まれる工具形状を基に前記切削開始位置を補正した監視開始位置を算出し、
    　前記工作機械の工具が前記監視開始位置に到達又は近づくとき、前記第１軸及び前記第２軸の同期誤差の監視を開始する、
    　コンピュータが読み取り可能な命令を記憶する記憶媒体。
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