WO2024057784A1 - 数値制御装置および駆動システム - Google Patents

Abstract

数値制御装置（６０）は、駆動系（ＤＳ）に対する加速動作または減速動作の開始時に、駆動系（ＤＳ）の固有振動数の半周期分の時間幅を有するジャークと、このジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な他のジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部（６１）と、駆動系（ＤＳ）に動力を付与するモータ（３０）のサーボ回路（７０）に、速度波形に基づく制御信号を出力する出力部（６３）と、を備える。

Description

数値制御装置および駆動システム

　本発明は、対象物を移送するための信号を生成する数値制御装置および当該数値制御装置を備えた駆動システムに関する。

　近年、レーザ加工機やフライス盤などの制御において数値制御装置が用いられている。数値制御装置は、位置、速度および加速度などの条件に基づいて、モータのサーボ回路に制御信号を出力する。サーボ回路は、数値制御装置からの制御信号に基づいて、モータを駆動させる。これにより、加工部（たとえば、レーザユニットやフライスなど）を移送する駆動機構の速度および加速度が、目標値となるよう駆動される。

　上記のようにモータを駆動させる場合、加速開始時および加速終了時のジャークよって加工部に振動が生じると、被加工物にバリ等が発生し、加工精度が低下してしまう。これに対し、以下の特許文献１には、加速開始のタイミングで与えられる第１加速度と、第１加速度に伴って発生する振動を抑制するタイミングおよび大きさで第１加速度に対して重畳的に与えられる第２加速度と、加速終了のタイミングで与えられる第４加速度と、第４加速度の重畳的な付与によって抑制されるような振動を発生させるタイミングおよび大きさで第４加速度に対して先行して与えられる第３加速度と、を設定する数値制御装置が記載されている。

特開２００２－３４１９１６号公報

　上記特許文献１の装置では、固有振動数に基づく駆動系の振動は抑制されるものの、加速開始時および加速終了時のジャークによる衝撃振動が、依然として駆動系に生じてしまう。

　かかる課題に鑑み、本発明は、固有振動数に基づく駆動系の振動を抑制し、且つ、駆動系に生じる衝撃振動を抑制することが可能な数値制御装置および駆動システムを提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様に係る数値制御装置は、駆動系に対する加速動作または減速動作の開始時に、前記駆動系の固有振動数の半周期分の時間幅を有するジャークと、前記ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な他のジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部と、前記駆動系に動力を付与するモータのサーボ回路に前記速度波形に基づく制御信号を出力する出力部と、を備える。

　第１の態様に係る数値制御装置によれば、制御信号による加速動作または減速動作の開始時に、先行するジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動が、他のジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動によって略打ち消される。また、先行するジャークは、固有振動数の半周期の時間幅を有する緩やかな波形であるため、駆動系に衝撃振動が生じにくい。よって、加速動作または減速動作の開始によって生じる、固有振動数に基づく駆動系の振動を抑制でき、且つ、これらのジャークによって駆動系に生じる衝撃振動を抑制できる。

　本発明の第２の態様に係る数値制御装置は、駆動系に対する加速動作または減速動作の終了時に、前記駆動系の固有振動数の半周期分の時間幅を有するジャークと、前記ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な他のジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部と、前記駆動系に動力を付与するモータのサーボ回路に前記速度波形に基づく制御信号を出力する出力部と、を備える。

　第２の態様に係る数値制御装置によれば、第１の態様と同様、制御信号による加速動作または減速動作の終了時に、先行するジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動が他のジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動によって略打ち消され、且つ、これらジャークによって駆動系に衝撃振動が発生することが抑制される。よって、加速動作または減速動作の終了によって生じる、固有振動数に基づく駆動系の振動を抑制でき、且つ、これらジャークによって駆動系に生じる衝撃振動を抑制できる。

　上記第１および第２の態様において、先行するジャークと他のジャークは、たとえば、同一の波形とされてよい。ここで、「同様の波形」とは、これらのジャークの波形が同一であることの他、実質的に同一であることを含むものである。ただし、これに限らず、他のジャークは、先行するジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動を実質的に打ち消し得るものであればよい。

　本発明の第３の態様に係る駆動システムは、上記第１および第２の態様に係る数値制御装置の少なくとも一方と、前記サーボ回路と、前記モータと、前記駆動系と、を備える。

　本態様に係る駆動システムによれば、上記第１の態様または第２の態様に係る数値制御装置と同様の効果が奏される。

　以上のとおり、本発明によれば、固有振動数に基づく駆動系の振動を抑制し、且つ、駆動系に生じる衝撃振動を抑制することが可能な数値制御装置および駆動システムを提供できる。

　本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係る、駆動システムの加工装置の構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る、駆動システムの構成を示すブロック図である。 図３は、比較例１に係る、速度波形を模式的に示す図である。 図４は、比較例１に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系に生じる振動を模式的に示すグラフである。 図５は、比較例２に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系に生じる振動を模式的に示すグラフである。 図６は、比較例３に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系に生じる振動を模式的に示すグラフである。 図７は、実施形態に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系に生じる振動を模式的に示すグラフである。 図８は、実施形態に係る、加速開始から加速終了までの期間における、他の条件に基づく速度、加速度、ジャークおよび駆動系に生じる振動を模式的に示すグラフである。 図９は、実施形態に係る、減速開始から減速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系に生じる振動を模式的に示すグラフである。 図１０（ａ）は、変更例１に係る、加速開始から加速終了までの期間におけるジャークを模式的に示すグラフである。図１０（ｂ）は、変更例２に係る、加速開始から加速終了までの期間におけるジャークを模式的に示すグラフである。

　ただし、図面はもっぱら説明のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

　以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。

　図１は、駆動システムの加工装置の構成を模式的に示す斜視図である。図１には、便宜上、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸正方向は、加工装置の高さ方向である。

　加工装置は、駆動系ＤＳと、モータ３０と、エンコーダ４０と、設置部５１とを備える。設置部５１の上面に、加工対象の基板５２が設置される。加工装置は、駆動系ＤＳに設置されたレーザユニット２０をＸ軸方向に移送して、基板５２に対する加工を行う。

　駆動系ＤＳは、駆動機構１０およびレーザユニット２０を備える。

　駆動機構１０は、ボールねじ１１と、一対の固定部材１２と、移動部材１３と、ガイドレール１４と、を備える。ボールねじ１１は、Ｘ軸に平行となるよう一対の固定部材１２に支持されている。ボールねじ１１には、移動部材１３に設置された軸受けが噛み合っている。移動部材１３は、ガイドレール１４に摺動可能に支持されている。ガイドレール１４は、Ｘ軸に平行となるように、一対の固定部材１２に支持されている。

　一対の固定部材１２の一方には、モータ３０が設置されている。モータ３０の回転軸は、ボールねじ１１の一方の端部に接続されている。モータ３０には、エンコーダ４０が設置されている。エンコーダ４０は、モータ３０の回転位置を検出する。

　レーザユニット２０は、移動部材１３の下面に設置されている。レーザユニット２０は、所定波長のレーザ光を下方向（Ｚ軸負方向）に出射する。モータ３０の駆動によってボールねじ１１が回転すると、移動部材１３およびレーザユニット２０がＸ軸方向に移送される。このとき、レーザユニット２０の発光が制御されることにより、レーザユニット２０からのレーザ光によって、設置部５１上の基板５２が加工される。

　図２は、駆動システム１の構成を示すブロック図である。

　上位コントローラ２は、たとえば、入力部および表示部を備えたコンピュータである。オペレータは、上位コントローラ２の入力部を操作して、基板５２に対して行う加工の設定情報を入力する。設定情報は、レーザユニット２０のＸ軸方向における始点および終点と、レーザユニット２０を移送する速度と、レーザユニット２０に付与する最大加速度と、を含む。上位コントローラ２は、入力された設定情報を、駆動システム１に出力する。

　駆動システム１は、数値制御装置６０と、サーボ回路７０と、モータ３０と、エンコーダ４０と、駆動系ＤＳと、を備える。駆動システム１は、上位コントローラ２からの設定情報に基づいて、図１のレーザユニット２０を移送するとともにレーザユニット２０の発光を制御し、レーザユニット２０から出射されるレーザを用いて、設置部５１上の基板５２を加工する。

　数値制御装置６０は、速度波形生成部６１と、記憶部６２と、出力部６３と、を備える。数値制御装置６０は、たとえば、速度波形生成部６１、記憶部６２および出力部６３にそれぞれ対応する回路部が形成された回路基板である。

　記憶部６２は、駆動系ＤＳの固有振動数ｆに関する参照情報を記憶している。参照情報は、固有振動数ｆそのものでもよく、固有振動数ｆから得られる周期Ｔ（１／ｆ）または半周期Ｔ／２に対応する時間であってもよい。速度波形生成部６１は、上位コントローラ２からの設定情報に基づいて、参照情報の固有振動数ｆを用いて速度波形を生成する。出力部６３は、速度波形に基づく制御信号を生成する。制御信号は、たとえば、速度波形から得られる各タイミングの速度を含む。出力部６３は、所定の時間間隔（たとえば、０．１秒）で、生成した制御信号をサーボ回路７０に出力する。本実施形態の速度波形については、追って図７～９を参照して説明する。

　サーボ回路７０は、エンコーダ４０から出力されるモータ３０の回転位置に基づいて、レーザユニット２０の実際の移送速度を算出し、算出した移送速度と、受信した制御信号に含まれる速度とを比較して、レーザユニット２０が制御信号の速度となるようにモータ３０に電流を印加する。たとえば、実際の移送速度が制御信号の速度より小さい場合には、レーザユニット２０の移送速度が制御信号の速度に近づくようにモータ３０に電流を印加する。こうして、レーザユニット２０が、始点から終点へと所望の速度で移送される。

　ところで、数値制御装置６０が、上位コントローラ２からの設定情報に基づいて急峻に加速が開始および終了される速度波形を生成すると、この速度波形に従って駆動された駆動系ＤＳ（図１参照）には、駆動系ＤＳの固有振動数ｆに基づく振動と、ジャーク（躍度、加加速度）に基づく衝撃振動とが生じる。この場合、レーザユニット２０からのレーザ光の照射位置にも同様の振動が生じ、結果、被加工物である基板５２の加工精度が低下してしまう。

　これに対し、本実施形態の数値制御装置６０は、上記のような駆動系ＤＳの振動が抑制されるように速度波形を生成する。これにより、駆動系ＤＳの振動が抑制され、レーザユニット２０による加工精度が高く維持される。

　以下、図３～６の比較例１～３を参照して、駆動系ＤＳに生じる振動について説明し、図７～９の実施形態を参照して、駆動系ＤＳの振動が効果的に抑制されることについて説明する。

　図３は、比較例１に係る、速度波形を模式的に示す図である。

　図３の比較例１では、レーザユニット２０をＸ軸方向において座標０ｍｍの地点から座標１００ｍｍの地点まで移送させること、および、速度１０ｍｍ／ｓおよび最大加速度１０ｍｍ／ｓ^２でレーザユニット２０を移送させることを含む設定情報が、上位コントローラ２から数値制御装置６０に入力されている。

　この場合、数値制御装置６０の速度波形生成部６１は、図３に示すように、最大加速度が１０ｍｍ／ｓ^２を超えないように目標加速度を設定し、且つ、移送速度が１０ｍｍ／ｓとなるように速度波形を生成する。そして、出力部６３は、図３に示すような速度波形に基づく制御信号（速度）を、所定の時間間隔でサーボ回路７０に出力する。これにより、レーザユニット２０が、図３に示す速度波形に応じて移送される。

　図４は、比較例１に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系ＤＳに生じる振動を模式的に示すグラフである。図４の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は、たとえば、図３の加速開始時（時刻＝０）から加速終了時（時刻＝１）までの期間に対応する。

　図４の最上段に示すように、速度波形が時刻ｔ１から時刻ｔ２までリニアに変化する場合、加速度は、時刻ｔ１においてａ１まで急激に上昇し、時刻ｔ２において急激に０まで下降する。このように時刻ｔ１、ｔ２において加速度が急激に変化すると、ジャーク（加加速度）が急激に変化し、ジャーク波形がインパルス状になる。インパルス状のジャークには駆動系ＤＳの固有振動数ｆに対応する周波数成分が含まれるため、このジャークにより、駆動系ＤＳに固有振動数ｆに基づく振動が生じる。また、インパルス状のジャークは、駆動系ＤＳに衝撃を与えるため、このジャークにより駆動系ＤＳに短時間の衝撃振動が生じる。このように、インパルス状のジャークが生じると、図４の最下段に示すように、駆動系ＤＳにおいて、駆動系ＤＳの固有振動数ｆに基づく振動（周期Ｔの振動）と、短時間の衝撃振動とが生じることになる。

　図５は、比較例２に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系ＤＳに生じる振動を模式的に示すグラフである。

　比較例１では、図４に示したように、加速終了の時刻ｔ２が、加速開始の時刻ｔ１から、駆動系ＤＳの固有振動数ｆの半周期Ｔ／２の奇数倍の時間が経過したタイミングであった。これに対し、比較例２では、図５に示すように、加速終了の時刻ｔ２が、加速開始の時刻ｔ１から、固有振動数ｆの周期Ｔの倍数の時間が経過したタイミングとなっている。

　比較例２によれば、時刻ｔ１のジャークにより生じた固有振動数ｆに基づく振動を打ち消すように、時刻ｔ２のジャークにより、固有振動数ｆに基づく振動（点線参照）が生じるため、加速終了後（時刻ｔ２以降）において、固有振動数ｆに基づく振動が抑制される。

　しかしながら、時刻ｔ１～ｔ２においては、比較例１と同様、固有振動数ｆに基づく振動が依然として生じており、時刻ｔ１、ｔ２においてインパルス状のジャークにより短時間の衝撃振動が依然として生じている。

　図６は、比較例３に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系ＤＳに生じる振動を模式的に示すグラフである。

　比較例３では、時刻ｔ１においてインパルス状のジャークが生じてから、固有振動数ｆの半周期分の時間幅（Ｔ／２）が経過した時刻ｔ１１において、時刻ｔ１のジャークと同様のジャークが生じるように速度波形が生成される。また、時刻ｔ２においてインパルス状のジャークが生じるタイミングに対して、固有振動数ｆの半周期分の時間幅（Ｔ／２）だけ前の時刻ｔ２１において、時刻ｔ２のジャークと同様のジャークが生じるように速度波形が生成される。

　比較例３によれば、時刻ｔ１１で生じた固有振動数ｆに基づく振動（点線参照）が、時刻ｔ１で生じた固有振動数ｆに基づく振動を打ち消すため、時刻ｔ１１～ｔ２１において振動を抑制できる。また、時刻ｔ２で生じた固有振動数ｆに基づく振動（点線参照）が、時刻ｔ２１で生じた固有振動数ｆに基づく振動を打ち消すため、時刻ｔ２以降において振動を抑制できる。しかしながら、時刻ｔ１、ｔ１１、ｔ２１、ｔ２においてインパルス状のジャークにより、依然として短時間の衝撃振動が生じている。

　図７は、実施形態に係る、加速開始から加速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系ＤＳに生じる振動を模式的に示すグラフである。

　実施形態では、加速開始時に、固有振動数ｆの半周期分の時間幅Ｔ／２を有する第１ジャークと、第１ジャークと同じ波形の第２ジャークとが連続するような速度波形が生成される。また、加速終了時に、固有振動数ｆの半周期分の時間幅Ｔ／２を有する第３ジャークと、第３ジャークと同じ波形の第４ジャークとが連続するような速度波形が生成される。第１ジャークは時刻ｔ１～ｔ１１で生じ、第２ジャークは時刻ｔ１１～ｔ１２で生じ、第３ジャークは時刻ｔ２１～ｔ２２で生じ、第４ジャークは時刻ｔ２２～ｔ２で生じている。時刻ｔ１と時刻ｔ１１の差分、時刻ｔ１１と時刻ｔ１２の差分、時刻ｔ２１と時刻ｔ２２の差分、および、時刻ｔ２２と時刻ｔ２の差分は、いずれも時間幅Ｔ／２である。第１、第２、第３および第４ジャークは、いずれも正弦波形状を有する。本実施形態では、時刻ｔ２のタイミングは、時刻ｔ１からの経過時間に関係なく設定可能である。

　これにより、第２ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動（点線参照）が、第１ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動を打ち消すため、時刻ｔ１１～ｔ２１の固有振動数ｆに基づく振動が抑制される。同様に、第４ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動（点線参照）が、第３ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動を打ち消すため、時刻ｔ２以降において固有振動数ｆに基づく振動が抑制される。また、第１～第４ジャークは、いずれも正弦波形状であるため、第１～第４ジャークは、いずれも滑らかな波形である。これにより、比較例１～３に示したような短時間の衝撃振動が抑制される。

　数値制御装置６０の速度波形生成部６１は、上位コントローラ２からの設定情報（始点、終点、速度および最大加速度）に基づいて、加速動作における目標加速度を設定し、目標加速度に応じた第１、第２、第３および第４ジャークを規定する。具体的には、速度波形生成部６１は、記憶部６２に記憶された駆動系ＤＳの固有振動数ｆに関する参照情報に基づいて、第１～第４ジャークの時間幅Ｔ／２を取得する。そして、速度波形生成部６１は、上位コントローラ２からの設定情報に含まれる速度および最大加速度に基づいて、第１～第４ジャークの振幅を算出する。

　速度波形生成部６１は、このように規定した第１～第４ジャークに基づいて速度波形を生成する。たとえば、速度波形生成部６１は、ジャークの波形を時刻ｔ１から各時刻まで積分して加速度の波形を算出し、ジャークの波形を時刻ｔ１から各時刻まで２回積分して速度の波形を算出する。出力部６３は、こうして得られた速度波形に基づいて所定の時間間隔ごとの制御信号（速度）を生成し、所定の時間間隔で制御信号（速度）をサーボ回路７０に出力する。サーボ回路７０は、エンコーダ４０から出力される回転位置に基づく移送速度と、受信した制御信号（速度）とを比較して、レーザユニット２０が制御信号の速度となるようにモータ３０に電流を印加する。

　図８は、実施形態に係る、加速開始から加速終了までの期間における、他の条件に基づく速度、加速度、ジャークおよび駆動系ＤＳに生じる振動を模式的に示すグラフである。

　図８に示す例では、図７に示す例と比較して、上位コントローラ２からの設定情報に含まれる速度および最大加速度が大きくなっている。すなわち、上位コントローラ２からの設定情報に含まれる速度ｖ２が、図７の速度ｖ１よりも大きく、上位コントローラ２からの設定情報に含まれる最大加速度ａ２が、図７の最大加速度ａ１よりも大きくなっている。この場合も、速度波形生成部６１は、記憶部６２に記憶された駆動系ＤＳの固有振動数ｆに関する参照情報に基づき、速度および最大加速度に応じて第１～第４ジャークを規定する。これにより、規定される第１～第４ジャークの振幅Ａ２は、図７の振幅Ａ１よりも大きくなる。

　図９は、実施形態に係る、減速開始から減速終了までの期間における、速度、加速度、ジャークおよび駆動系ＤＳに生じる振動を模式的に示すグラフである。

　図９に示す例は、図７のように加速動作によって速度がｖ１となった後、速度が０となるように減速動作が実行される状態を示している。減速動作における加速度およびジャークは、図７と比較して、正負を反転した形状となる。

　図９の減速動作においても、図７の加速動作と同様、駆動系ＤＳに対する減速動作の開始時に、駆動系ＤＳの固有振動数ｆの半周期分の時間幅Ｔ／２を有する第１ジャークと、第１ジャークと同じ波形の第２ジャークとが連続し、且つ、駆動系ＤＳに対する減速動作の終了時に、時間幅Ｔ／２を有する第３ジャークと、第３ジャークと同じ波形の第４ジャークとが連続するような速度波形を生成する。出力部６３は、駆動系ＤＳに動力を付与するモータ３０のサーボ回路７０に速度波形に基づく制御信号を出力する。

　これにより、図７の加速動作と同様、第２ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動（点線参照）が、第１ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動を打ち消すため、時刻ｔ３１～ｔ４１の固有振動数ｆに基づく振動が抑制される。同様に、第４ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動（点線参照）が、第３ジャークによる固有振動数ｆに基づく振動を打ち消すため、時刻ｔ４以降において固有振動数ｆに基づく振動が抑制される。また、第１～第４ジャークは、いずれも正弦波形状であるため、第１～第４ジャークは、いずれも滑らかな波形である。これにより、短時間の衝撃振動が抑制される。

　＜実施形態の効果＞
　以上、実施形態によれば、以下の効果が奏される。

　図７～９に示したように、速度波形生成部６１は、駆動系ＤＳに対する加速動作または減速動作の開始時に、駆動系ＤＳの固有振動数ｆの半周期分の時間幅Ｔ／２を有する第１ジャークと、第１ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な第２ジャーク（ここでは、第１ジャークと同様の波形のジャーク）とが連続し、且つ、駆動系ＤＳに対する加速動作または減速動作の終了時に、時間幅Ｔ／２を有する第３ジャークと、第３ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な第４ジャーク（ここでは、第３ジャークと同様の波形のジャーク）とが連続するような速度波形を生成する。出力部６３は、駆動系ＤＳに動力を付与するモータ３０のサーボ回路７０に速度波形に基づく制御信号を出力する。

　この構成によれば、制御信号による加速動作または減速動作の開始時に、第１ジャークにより生じる固有振動数ｆに基づく駆動系ＤＳの振動が、第２ジャークにより生じる固有振動数ｆに基づく駆動系ＤＳの振動によって略打ち消される。また、第１ジャークは、固有振動数ｆの半周期の時間幅Ｔ／２を有する緩やかな波形であるため、駆動系ＤＳに衝撃振動が生じにくい。よって、加速動作または減速動作の開始によって生じる、固有振動数ｆに基づく駆動系ＤＳの振動を抑制でき、且つ、第１および第２ジャークによって駆動系ＤＳに生じる衝撃振動を抑制できる。同様に、制御信号による加速動作または減速動作の終了時においても、第３ジャークにより生じる固有振動数ｆに基づく駆動系ＤＳの振動が第４ジャークにより生じる固有振動数ｆに基づく駆動系ＤＳの振動によって略打ち消され、且つ、これらジャークによって駆動系ＤＳに衝撃振動が発生することが抑制される。よって、加速動作または減速動作の終了によって生じる、固有振動数ｆに基づく駆動系ＤＳの振動を抑制でき、且つ、第３および第４ジャークによって駆動系ＤＳに生じる衝撃振動を抑制できる。

　図７～９に示したように、第２および第４ジャーク（他のジャーク）の時間幅は、第１および第３ジャーク（先行するジャーク）の時間幅と実質的に等しい。これにより、第２および第４ジャーク（他のジャーク）は、実質的に固有振動数ｆの半周期の時間幅Ｔ／２を有する緩やかな波形であるため、第２および第４ジャーク（他のジャーク）によって駆動系ＤＳに衝撃振動が生じることを抑制できる。

　図７～９に示したように、第１および第３ジャーク（ジャーク）および第２および第４ジャーク（他のジャーク）は、いずれも曲線で描かれる波形形状を有する。具体的には、第１、第２、第３および第４ジャークは、いずれも正弦波形状を有する。この構成によれば、第１、第２、第３および第４ジャークの形状が滑らかになるため、第１、第２、第３および第４ジャークによって駆動系ＤＳに生じる衝撃振動を確実に抑制できる。

　記憶部６２は、駆動系ＤＳの固有振動数ｆに関する参照情報を記憶し、速度波形生成部６１は、参照情報に基づき、加速動作または減速動作における目標加速度に応じた前記第１、第２、第３および第４ジャークを規定する。この構成によれば、図７、８に示したように、種々の目標加速度に応じた第１、第２、第３および第４ジャークを規定できる。よって、目標加速度が変更された場合も、速度波形を円滑に生成できる。

　図２に示したように、駆動システム１は、数値制御装置６０と、サーボ回路７０と、モータ３０と、駆動系ＤＳと、を備え、図１に示したように、駆動系ＤＳは、レーザユニット２０（加工部）と、レーザユニット２０（加工部）を移送する駆動機構１０と、を備える。この構成によれば、上述したように駆動系ＤＳにおける振動が抑制されるため、レーザユニット２０（加工部）による加工を、安定的かつ精度良く行うことができる。

　＜変更例＞
　数値制御装置６０および駆動システム１の構成は、上記実施形態に示した構成以外に、種々の変更が可能である。

　上記実施形態では、第１～第４ジャークは、いずれも正弦波形状を有するように規定されたが、第１～第４ジャークが駆動系ＤＳの固有振動数ｆの半周期分の時間幅Ｔ／２を有する限り、第１～第４ジャークの形状はこれに限らない。たとえば、第１～第４ジャークは、正円や楕円、長円の形状でもよく、矩形等の多角形形状でもよく、曲線と直線が混ざった形状であってもよい。

　たとえば、図１０（ａ）の変更例１に示すように、第１～第４ジャークの形状が、楕円の半分の形状であってもよく、図１０（ｂ）の変更例２に示すように、第１～第４ジャークの形状が、台形形状であってもよい。ただし、図１０（ｂ）のように、第１～第４ジャークの形状に尖った角部分が含まれると、この部分において、ジャークの値が大きく変動することにより短時間の衝撃振動がやや生じる可能性がある。したがって、第１～第４ジャークの形状は、図７～９および図１０（ａ）のように、曲線で描かれる波形形状（滑らかな形状）であることが好ましい。

　上記実施形態では、第１ジャークおよび第２ジャークの波形が、互いに同一であったが、実質的に同一（同様の波形）であれば、僅かに相違していてもよい。同様に、第３ジャークおよび第４ジャークの波形が、互いに同一であったが、実質的に同一（同様の波形）であれば、僅かに相違していてもよい。

　また、第１ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能なであれば、第２ジャークの形状が第１ジャークの形状と異なっていてもよい。たとえば、第１ジャークの形状が楕円の半分の形状であり、第２ジャークの形状が長円（トラック形状）の半分の形状であってもよい。同様に、第３ジャークと第４ジャークの形状が互いに異なっていてもよい。第２および第４ジャークは、第１および第３ジャークによる振動を実質的に打ち消し得る振動（エネルギー）を生じさせるものであればよい。

　上記実施形態において、加速動作の開始時に生じる短時間の衝撃振動が問題とならない場合には、加速動作の開始時に、図６の比較例３と同様の連続するインパルス状のジャークが規定され、加速動作の終了時に、図７、８の実施形態と同様の連続するジャークが規定されてもよい。また、加速動作の終了時に生じる短時間の衝撃振動が問題とならない場合には、加速動作の開始時に、図７、８の実施形態と同様の連続するジャークが規定され、加速動作の終了時に、比較例３と同様の連続するインパルス状のジャークが規定されてもよい。

　同様に、減速動作の開始時に生じる短時間の衝撃振動が問題とならない場合には、減速動作の開始時に、図６の比較例３と同様の連続するインパルス状のジャークの正負を反転させたジャークが規定され、減速動作の終了時に、図９の実施形態と同様の連続するジャークが規定されてもよい。また、減速動作の終了時に生じる短時間の衝撃振動が問題とならない場合には、減速動作の開始時に、図９の実施形態と同様の連続するジャークが規定され、減速動作の終了時に、比較例３と同様の連続するインパルス状のジャークの正負を反転させたジャークが規定されてもよい。

　上記実施形態では、加速動作時に図７、８に示すようなジャークが規定され、減速動作時に図９に示すようなジャークが規定された。しかしながら、これに限らず、加速動作時に生じる短時間の衝撃振動が問題とならない場合には、加速動作時のジャークは、図６の比較例３のように規定されてもよい。また、減速動作時に生じる短時間の衝撃振動が問題とならない場合には、減速動作時のジャークは、図６の比較例３のジャークの正負を反転させた波形に規定されてもよい。

　上記実施形態では、加速開始時と加速終了時との間の時刻ｔ１２～ｔ２１において、図７、８に示したように速度がリニアに変化したが、これに限らず、この期間の速度はリニアに変化しなくてもよい。また、減速開始時と減速終了時との間の時刻ｔ３２～ｔ４１において、図９に示したように速度がリニアに変化したが、これに限らず、この期間の速度はリニアに変化しなくてもよい。

　上記実施形態では、駆動システム１において加工を行う加工部は、レーザユニット２０であったが、これに限らず、駆動システム１において他の加工を行う場合、加工部は、他の構成であってもよい。たとえば、加工部は、フライス盤のフライスであってもよい。この場合、駆動機構１０は、フライス（加工部）を水平方向に駆動するよう構成される。また、上記実施形態では、加工装置を備える駆動システム１に本発明が適用されたが、加工装置以外の装置を備える駆動システム１に適用されてもよい。

　この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
（付記）
　以上の実施形態の記載により、下記の技術が開示される。

　（技術１）
　駆動系に対する加速動作または減速動作の開始時に、前記駆動系の固有振動数の半周期分の時間幅を有するジャークと、前記ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な他のジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部と、
　前記駆動系に動力を付与するモータのサーボ回路に前記速度波形に基づく制御信号を出力する出力部と、を備える、
ことを特徴とする数値制御装置。

　この技術によれば、制御信号による加速動作または減速動作の開始時に、先行するジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動が、他のジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動によって略打ち消される。また、先行するジャークは、固有振動数の半周期の時間幅を有する緩やかな波形であるため、駆動系に衝撃振動が生じにくい。よって、加速動作または減速動作の開始によって生じる、固有振動数に基づく駆動系の振動を抑制でき、且つ、これらのジャークによって駆動系に生じる衝撃振動を抑制できる。

　（技術２）
　駆動系に対する加速動作または減速動作の終了時に、前記駆動系の固有振動数の半周期分の時間幅を有するジャークと、前記ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な他のジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部と、
　前記駆動系に動力を付与するモータのサーボ回路に前記速度波形に基づく制御信号を出力する出力部と、を備える。

　この技術によれば、上記技術１と同様、制御信号による加速動作または減速動作の終了時に、先行するジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動が他のジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動によって略打ち消され、且つ、これらジャークによって駆動系に衝撃振動が発生することが抑制される。よって、加速動作または減速動作の終了によって生じる、固有振動数に基づく駆動系の振動を抑制でき、且つ、これらジャークによって駆動系に生じる衝撃振動を抑制できる。

　（技術３）
　技術１または２に記載の数値制御装置において、
　前記他のジャークの時間幅は、前記ジャークの前記時間幅と実質的に等しい、
ことを特徴とする数値制御装置。

　この技術によれば、他のジャークは、実質的に固有振動数ｆの半周期の時間幅Ｔ／２を有する緩やかな波形であるため、他のジャークによって駆動系に衝撃振動が生じることを抑制できる。

　（技術４）
　技術１ないし３の何れか１つに記載の数値制御装置において、
　前記ジャークおよび前記他のジャークは、いずれも曲線で描かれる波形形状を有する、
ことを特徴とする数値制御装置。

　（技術５）
　技術４に記載の数値制御装置において、
　前記第１、第２、第３および第４ジャークは、いずれも正弦波形状を有する、
ことを特徴とする数値制御装置。

　技術４、５によれば、第１、第２、第３および第４ジャークの形状が滑らかになるため、第１、第２、第３および第４ジャークによって駆動系に生じる衝撃振動を確実に抑制できる。

　（技術６）
　技術１ないし５の何れか１つに記載の数値制御装置において、
　前記駆動系の固有振動数に関する参照情報を記憶する記憶部を備え、
　前記速度波形生成部は、前記参照情報に基づき、前記加速動作または減速動作における目標加速度に応じた前記第１、第２、第３および第４ジャークを規定する、
ことを特徴とする数値制御装置。

　この技術によれば、種々の目標加速度に応じた第１、第２、第３および第４ジャークを規定できる。よって、目標加速度が変更された場合も、速度波形を円滑に生成できる。

　（技術７）
　技術１ないし６の何れか１つに記載の数値制御装置と、
　前記サーボ回路と、
　前記モータと、
　前記駆動系と、を備える、
ことを特徴とする駆動システム。

　この技術によれば、上記数値制御装置と同様の効果が奏される。

　（技術８）
　技術７に記載の駆動システムにおいて、
　前記駆動系は、
　　加工部と、
　　前記加工部を移送する駆動機構と、を備える、
ことを特徴とする駆動システム。

　この技術によれば、上述したように駆動系における振動が抑制されるため、加工部（たとえば、レーザユニットやフライスなど）による加工を、安定的かつ精度良く行うことができる。

　（技術９）
　駆動系に対する加速動作の開始時もしくは終了時または減速動作の開始時もしくは終了時に、前記駆動系の固有振動数の半周期分の時間幅を有する第１ジャークと、前記第１ジャークと同様の波形の第２ジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部と、
　前記駆動系に動力を付与するモータのサーボ回路に前記速度波形に基づく制御信号を出力する出力部と、を備える、
ことを特徴とする数値制御装置。

　この技術によれば、制御信号による加速動作の開始時もしくは終了時または減速動作の開始時もしくは終了時に、第１ジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動が、第２ジャークにより生じる固有振動数に基づく駆動系の振動によって略打ち消される。また、第１ジャークおよび第２ジャークは、固有振動数の半周期の時間幅を有する緩やかな波形であるため、駆動系に衝撃振動が生じにくい。よって、加速動作の開始もしくは終了または減速動作の開始もしくは終了によって生じる、固有振動数に基づく駆動系の振動を抑制でき、且つ、第１および第２ジャークによって駆動系に生じる衝撃振動を抑制できる。

　１　駆動システム
　１０　駆動機構
　２０　レーザユニット（加工部）
　３０　モータ
　６０　数値制御装置
　６１　速度波形生成部
　６２　記憶部
　６３　出力部
　７０　サーボ回路
　ＤＳ　駆動系

Claims (8)

1. 　駆動系に対する加速動作または減速動作の開始時に、前記駆動系の固有振動数の半周期分の時間幅を有するジャークと、前記ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な他のジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部と、
   　前記駆動系に動力を付与するモータのサーボ回路に前記速度波形に基づく制御信号を出力する出力部と、を備える、
   ことを特徴とする数値制御装置。
    
2. 　駆動系に対する加速動作または減速動作の終了時に、前記駆動系の固有振動数の半周期分の時間幅を有するジャークと、前記ジャークにより生じる振動を実質的に打ち消し可能な他のジャークとが連続するような速度波形を生成する速度波形生成部と、
   　前記駆動系に動力を付与するモータのサーボ回路に前記速度波形に基づく制御信号を出力する出力部と、を備える、
   ことを特徴とする数値制御装置。
    
3. 　請求項１または２に記載の数値制御装置において、
   　前記他のジャークの時間幅は、前記ジャークの前記時間幅と実質的に等しい、
   ことを特徴とする数値制御装置。
    
4. 　請求項１または２に記載の数値制御装置において、
   　前記ジャークおよび前記他のジャークは、いずれも曲線で描かれる波形形状を有する、
   ことを特徴とする数値制御装置。
    
5. 　請求項４に記載の数値制御装置において、
   　前記ジャークおよび前記他のジャークは、いずれも正弦波形状を有する、
   ことを特徴とする数値制御装置。
    
6. 　請求項１または２に記載の数値制御装置において、
   　前記駆動系の固有振動数に関する参照情報を記憶する記憶部を備え、
   　前記速度波形生成部は、前記参照情報に基づき、前記加速動作または減速動作における目標加速度に応じた前記ジャークおよび前記他のジャークを規定する、
   ことを特徴とする数値制御装置。
    
7. 　請求項１および２の少なくとも一方に記載の数値制御装置と、
   　前記サーボ回路と、
   　前記モータと、
   　前記駆動系と、を備える、
   ことを特徴とする駆動システム。
    
8. 　請求項７に記載の駆動システムにおいて、
   　前記駆動系は、
   　　加工部と、
   　　前記加工部を移送する駆動機構と、を備える、
   ことを特徴とする駆動システム。

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