JP2021022272A - Numerical control device and control method - Google Patents

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Abstract

To provide a numerical control device and control method capable of appropriately determining a time constant of a filter in order to limit acceleration and determining a variable vibration damping time constant corresponding to a vibration frequency unique to a machine which changes according to loading mass even if the maximum torque of a motor changes according to the loading mass.SOLUTION: A numerical control device executes acceleration/deceleration processing for processing, by filters, a velocity waveform generated from a position command of a table supporting a work material. A control unit of the numerical control device determines a torque suppression time constant corresponding to the maximum torque of a motor which changes according to loading mass of a table (S25). The control unit determines an inverse number of a variable vibration damping time frequency corresponding to a vibration frequency unique to a machine tool and changing according to the loading mass, as a variable vibration damping time constant (S27). The control unit executes acceleration/deceleration processing by using a first filter having the torque suppressing time constant and a second filter having the variable vibration damping time constant (S33).SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、数値制御装置及び制御方法に関する。 The present invention relates to a numerical control device and a control method.

特許文献１に記載の数値制御装置は交差する２軸方向の軸毎に設けたモータを制御し、被削材を支持するテーブルを所望の位置に移動する。第１低域通過フィルタは、２軸方向のうち一方の軸方向に発生する振動の周波数の逆数を時定数とする。第２低域通過フィルタは、２軸方向のうち他方の軸方向に発生する振動の周波数の逆数を時定数とする。数値制御装置は、モータ夫々を変速する変速信号を第１低域通過フィルタ及び第２低域通過フィルタに通過して平滑化する。 The numerical control device described in Patent Document 1 controls a motor provided for each axis in two intersecting axial directions, and moves a table supporting a work material to a desired position. The first low-pass filter uses the reciprocal of the frequency of vibration generated in one of the two axial directions as the time constant. The second low-pass filter uses the reciprocal of the frequency of vibration generated in the other axial direction of the two axial directions as the time constant. The numerical control device passes the shift signal for shifting the speed of each motor through the first low-pass filter and the second low-pass filter for smoothing.

特許第６１０７３０６号公報Japanese Patent No. 6107306

数値制御装置はテーブルの移動時、ＮＣプログラムの位置指令から生成した速度波形にフィルタを適用してモータを駆動する。該フィルタの時定数は、モータの加速度が最大時のトルクである最大トルクが、モータの定格トルクを超えないことが好ましい。ここで、モータの最大トルクは、テーブルに積載する治具及び被削材の質量（積載質量と称す）に応じて変化する。しかし、特許文献１に記載の数値制御装置は、振動の周波数の逆数に応じて第１低域通過フィルタ及び第２低域通過フィルタの時定数を決定するのみであり、積載質量が変化しても時定数を変更しない。故に、積載質量に応じてモータの最大トルクが変化した時、加速度を制限する為の適切な時定数を決定できないという問題点がある。 When the table is moved, the numerical control device applies a filter to the velocity waveform generated from the position command of the NC program to drive the motor. As for the time constant of the filter, it is preferable that the maximum torque, which is the torque at the maximum acceleration of the motor, does not exceed the rated torque of the motor. Here, the maximum torque of the motor changes according to the mass (referred to as the loaded mass) of the jig and the work material to be loaded on the table. However, the numerical control device described in Patent Document 1 only determines the time constants of the first low-pass filter and the second low-pass filter according to the reciprocal of the vibration frequency, and the loaded mass changes. Does not change the time constant. Therefore, when the maximum torque of the motor changes according to the loaded mass, there is a problem that an appropriate time constant for limiting the acceleration cannot be determined.

本発明の目的は、積載質量に応じてモータの最大トルクが変化しても、加速度を制限する為のフィルタの時定数を適切に決定できると同時に、積載質量に応じて変化する機械に固有の振動周波数に応じた可変制振時定数を決定できる数値制御装置及び制御方法を提供することである。 An object of the present invention is unique to a machine that can appropriately determine the time constant of a filter for limiting acceleration even if the maximum torque of the motor changes according to the loaded mass, and at the same time, changes according to the loaded mass. It is an object of the present invention to provide a numerical control device and a control method capable of determining a variable vibration suppression time constant according to a vibration frequency.

本発明の第一態様に係る数値制御装置は、テーブルをモータで移動し、主軸に装着した工具で前記テーブル上に治具で支持した被削材を加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブルの位置指令から生成した速度波形をフィルタで処理する加減速処理を実行可能な制御部を備えた数値制御装置において、前記制御部は、前記治具、及び、前記テーブル上の前記被削材を含む積載物の質量である積載質量に応じて変化する前記モータの最大トルクに応じた時定数であるトルク抑制時定数を決定する第一決定部と、前記積載質量に応じて変化する前記機械に固有の振動周波数に応じた可変制振周波数の逆数を、可変制振時定数として決定する第二決定部と、前記第一決定部により決定した前記トルク抑制時定数を有する第一フィルタと、前記第二決定部により決定した前記可変制振時定数を有する第二フィルタを用いて前記加減速処理を実行する処理部とを備えたことを特徴とする。 The numerical control device according to the first aspect of the present invention moves a table with a motor, controls the operation of a machine capable of processing a work material supported by a jig on the table with a tool mounted on a spindle, and controls the operation of the machine. In a numerical control device including a control unit capable of executing acceleration / deceleration processing for processing a speed waveform generated from a position command of a table with a filter, the control unit is the jig and the work material on the table. The first determination unit that determines the torque suppression time constant, which is the time constant according to the maximum torque of the motor, which changes according to the load mass, which is the mass of the load including the above, and the machine, which changes according to the load mass. A second determination unit that determines the inverse number of the variable vibration suppression frequency according to the vibration frequency inherent in the above as a variable vibration suppression time constant, and a first filter having the torque suppression time constant determined by the first determination unit. It is characterized by including a processing unit that executes the acceleration / deceleration process using the second filter having the variable vibration suppression time constant determined by the second determination unit.

第一態様において、数値制御装置は、積載質量に応じて変化するモータの最大トルクに応じたトルク抑制時定数を決定し、トルク抑制時定数を有する第一フィルタを用いて加減速処理を実行する。故に、数値制御装置は、積載質量の変化によってモータの加速度に応じたトルクが変化しても、最大トルクが定格トルクを超えないように加減速処理を適切に実行できる。更に数値制御装置は、前記積載質量に応じて変化する機械に固有の振動周波数に応じた可変制振時定数を決定し、可変制振時定数を有する第二フィルタを用いて加減速処理を実行する。故に、数値制御装置は、積載質量に応じて周波数が変化する機械の振動も適切に抑制できる。 In the first aspect, the numerical control device determines the torque suppression time constant according to the maximum torque of the motor that changes according to the loaded mass, and executes the acceleration / deceleration process using the first filter having the torque suppression time constant. .. Therefore, the numerical control device can appropriately execute the acceleration / deceleration process so that the maximum torque does not exceed the rated torque even if the torque corresponding to the acceleration of the motor changes due to the change in the load mass. Further, the numerical control device determines a variable vibration damping time constant according to the vibration frequency peculiar to the machine, which changes according to the loaded mass, and executes acceleration / deceleration processing using a second filter having a variable vibration damping time constant. To do. Therefore, the numerical control device can appropriately suppress the vibration of the machine whose frequency changes according to the loaded mass.

第一態様において、前記積載質量と前記可変制振周波数とが非線形の関係を有してもよい。該時、数値制御装置は、積載質量に基づいて可変制振時定数を精度良く決定できる。 In the first aspect, the load mass and the variable damping frequency may have a non-linear relationship. At this time, the numerical control device can accurately determine the variable vibration damping time constant based on the loaded mass.

第一態様において、前記制御部は、前記積載質量に応じて変化しない前記機械に固有の振動周波数に応じた固定制振周波数の逆数を、固定制振時定数として決定する第三決定部を更に備え、前記処理部は、前記第三決定部により決定した前記固定制振時定数を有する第三フィルタを更に用いて前記加減速処理を実行してもよい。故に、数値制御装置は、積載質量に応じて変化しない機械の振動を適切に抑制できる。 In the first aspect, the control unit further comprises a third determination unit that determines the reciprocal of the fixed vibration damping frequency according to the vibration frequency peculiar to the machine, which does not change according to the loaded mass, as the fixed vibration damping time constant. In addition, the processing unit may execute the acceleration / deceleration processing by further using a third filter having the fixed vibration damping time constant determined by the third determination unit. Therefore, the numerical control device can appropriately suppress the vibration of the machine which does not change according to the loaded mass.

第一態様において、前記制御部は、前記テーブルの移動時、前記モータのトルクと加速度とを取得する取得部と、前記取得部により取得した前記トルクと前記加速度とに基づき、前記積載質量を推定する推定部とを更に実行し、前記第一決定部は、前記推定部により推定した前記積載質量に基づき、前記トルク抑制時定数を決定し、前記第二決定部は、前記推定部により推定した前期積載質量に基づき、前記可変制振時定数を決定してもよい。該時、数値制御装置は、作業者が予め積載質量を測定しなくても、トルク抑制時定数及び可変制振時定数を精度良く決定できる。 In the first aspect, the control unit estimates the load mass based on the acquisition unit that acquires the torque and acceleration of the motor when the table is moved, and the torque and acceleration acquired by the acquisition unit. The first determination unit determines the torque suppression time constant based on the load mass estimated by the estimation unit, and the second determination unit estimates by the estimation unit. The variable vibration damping time constant may be determined based on the load mass in the previous period. At this time, the numerical control device can accurately determine the torque suppression time constant and the variable vibration suppression time constant without the operator measuring the loaded mass in advance.

第一態様において、前記テーブルは、交差する二軸方向へ移動可能であって、前記モータは、前記二軸方向の軸毎に夫々設け、前記第一決定部は、前記軸毎に前記トルク抑制時定数を決定し、前記第二決定部は、前記軸毎に前記可変制振時定数を決定し、前記処理部は、前記軸毎に前記加減速処理を実行可能であってもよい。数値制御装置は、テーブルの二つの移動方向の夫々に対応するモータの最大トルクが積載質量に応じて変化しても、加減速処理を適切に実行できる。 In the first aspect, the table is movable in the intersecting biaxial directions, the motor is provided for each of the axes in the biaxial direction, and the first determination unit suppresses the torque for each of the axes. The time constant may be determined, the second determination unit may determine the variable vibration damping time constant for each of the axes, and the processing unit may be able to execute the acceleration / deceleration process for each of the axes. The numerical control device can appropriately execute the acceleration / deceleration process even if the maximum torque of the motor corresponding to each of the two moving directions of the table changes according to the load mass.

第一態様において、前記フィルタはＦＩＲフィルタであってもよい。該時、数値制御装置は、加減速処理により速度波形を適切に平滑化できる。 In the first aspect, the filter may be an FIR filter. At this time, the numerical control device can appropriately smooth the velocity waveform by the acceleration / deceleration process.

本発明の第二態様に係る制御方法は、テーブルをモータで移動し、主軸に装着した工具で前記テーブル上に治具で支持した被削材を加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブルの位置指令から生成した速度波形をフィルタで処理する加減速処理を実行可能な制御方法であって、前記治具、及び、前記テーブル上の前記被削材を含む積載物の質量である積載質量に応じて変化する前記モータの最大トルクに応じた時定数であるトルク抑制時定数を決定する第一決定工程と、前記積載質量に応じて変化する前記機械に固有の振動周波数に応じた可変制振周波数の逆数を、可変制振時定数として決定する第二決定工程と、前記第一決定工程により決定した前記トルク抑制時定数を有する第一フィルタと、前記第二決定工程により決定した前記可変制振時定数を有する第二フィルタを用いて前記加減速処理を実行する処理工程とを備えたことを特徴とする。第二態様によれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。 In the control method according to the second aspect of the present invention, the table is moved by a motor, and the operation of a machine capable of processing a work material supported by a jig on the table with a tool mounted on a spindle is controlled. It is a control method capable of executing acceleration / deceleration processing that processes the velocity waveform generated from the position command of the above, and is the mass of the load including the jig and the work material on the table. The first determination step of determining the torque suppression time constant, which is the time constant according to the maximum torque of the motor, which changes according to the load, and the variable control according to the vibration frequency peculiar to the machine, which changes according to the load mass. A second determination step in which the inverse number of the vibration frequency is determined as a variable vibration suppression time constant, a first filter having the torque suppression time constant determined in the first determination step, and the variable determination in the second determination step. It is characterized by including a processing step of executing the acceleration / deceleration process using a second filter having a vibration damping time constant. According to the second aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

工作機械１０の概略側面図。Schematic side view of the machine tool 10. 数値制御装置２０と工作機械１０の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical structure of a numerical control device 20 and a machine tool 10. 可変振動の周波数特性を示すグラフ。A graph showing the frequency characteristics of variable vibration. 積載質量Ｍと可変制振周波数Ｆｖａｒとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the load mass M and the variable vibration damping frequency Fvar. 主処理の流れ図。Flow diagram of main processing. 変形例における主処理の流れ図。The flow chart of the main processing in the modification.

以下、本発明の実施形態を説明する。図１に示す工作機械１０は、主軸９に装着した工具４を高速回転し、テーブル５０上に治具（図示略）で支持した被削材Ｗに接触することで、被削材Ｗの切削加工等を行う。数値制御装置２０は、工作機械１０の動作を制御する。工作機械１０の左右方向、前後方向、上下方向は、夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The machine tool 10 shown in FIG. 1 cuts the work material W by rotating the tool 4 mounted on the spindle 9 at high speed and contacting the work material W supported by a jig (not shown) on the table 50. Perform processing, etc. The numerical control device 20 controls the operation of the machine tool 10. The horizontal direction, the front-rear direction, and the vertical direction of the machine tool 10 are the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, respectively.

＜工作機械１０の構成＞
図１に示すように、工作機械１０は、ベッド部２、コラム５、主軸ヘッド７、主軸９、テーブル装置４０、操作盤１６（図２参照）等を備える。工作機械１０は、テーブル装置４０のテーブル５０がＸ軸、Ｙ軸の二軸方向に移動する。ベッド部２は、工作機械１０の土台である。コラム５は、ベッド部２上面後部に固定する。主軸ヘッド７は、コラム５前面に沿ってＺ軸方向に移動する。コラム５は前面にＺ軸移動機構（図示略）を備える。Ｚ軸移動機構は、Ｚ軸モータ１１（図２参照）を駆動源とする。Ｚ軸移動機構は、後述するＹ軸移動機構と同様の構造である。主軸９は主軸ヘッド７内部をＺ軸方向に延び、回転可能に設ける。主軸９の下端部に設けた工具装着穴（図示略）は、主軸９下部に設ける。工具４は工具装着穴に装着する。 <Structure of machine tool 10>
As shown in FIG. 1, the machine tool 10 includes a bed portion 2, a column 5, a spindle head 7, a spindle 9, a table device 40, an operation panel 16 (see FIG. 2), and the like. In the machine tool 10, the table 50 of the table device 40 moves in the biaxial directions of the X-axis and the Y-axis. The bed portion 2 is the base of the machine tool 10. The column 5 is fixed to the rear portion of the upper surface of the bed portion 2. The spindle head 7 moves in the Z-axis direction along the front surface of the column 5. The column 5 is provided with a Z-axis moving mechanism (not shown) on the front surface. The Z-axis movement mechanism uses a Z-axis motor 11 (see FIG. 2) as a drive source. The Z-axis moving mechanism has the same structure as the Y-axis moving mechanism described later. The spindle 9 extends inside the spindle head 7 in the Z-axis direction and is rotatably provided. A tool mounting hole (not shown) provided at the lower end of the spindle 9 is provided at the lower portion of the spindle 9. The tool 4 is mounted in the tool mounting hole.

テーブル装置４０は、ベッド部２上面で且つ主軸ヘッド７下方に設ける。テーブル装置４０は、テーブル５０をＸ軸とＹ軸の二軸方向に移動可能に支持する。なお、説明の便宜上、図１に示すテーブル装置４０は、テーブル５０をＹ軸方向に移動するＹ軸移動機構のみを図示し、Ｘ軸移動機構は省略する。テーブル装置４０は、ベッド４１、Ｙ軸ガイドレール４２、Ｙ軸モータ１４、継手４３、ボールねじ４４、軸受部４５、ナット４６、テーブル５０等を備える。ベッド４１、Ｙ軸ガイドレール４２、Ｙ軸モータ１４、継手４３、ボールねじ４４、軸受部４５、ナット４６は、Ｙ軸移動機構を構成する。 The table device 40 is provided on the upper surface of the bed portion 2 and below the spindle head 7. The table device 40 supports the table 50 so as to be movable in the biaxial directions of the X-axis and the Y-axis. For convenience of explanation, the table device 40 shown in FIG. 1 illustrates only the Y-axis moving mechanism that moves the table 50 in the Y-axis direction, and omits the X-axis moving mechanism. The table device 40 includes a bed 41, a Y-axis guide rail 42, a Y-axis motor 14, a joint 43, a ball screw 44, a bearing portion 45, a nut 46, a table 50, and the like. The bed 41, the Y-axis guide rail 42, the Y-axis motor 14, the joint 43, the ball screw 44, the bearing portion 45, and the nut 46 constitute a Y-axis moving mechanism.

ベッド４１は、ベッド部２上面に設置する。ベッド４１は左右方向中央部にＹ軸方向に長い凹部（図示略）を備え、該凹部の内側に、後述するＹ軸移動機構の大部分を格納する。Ｙ軸ガイドレール４２は、ベッド４１上部に設け、Ｙ軸方向に延びる。Ｙ軸ガイドレール４２は、テーブル５０をＹ軸方向に移動可能に案内する。Ｙ軸モータ１４は、ベッド４１の凹部後側に設ける。ボールねじ４４は、ベッド４１の凹部内側に設け、Ｙ軸方向に延びる。継手４３は、Ｙ軸モータ１４の前方に突出する出力軸と、ボールねじ４４の後端部を互いに連結する。軸受部４５は、ボールねじ４４前端部を回転可能に支持する。故にＹ軸モータ１４の出力軸が回転すると、継手４３を介してボールねじ４４は回転する。ナット４６はテーブル５０の下面に固定し、ボールねじ４４に螺合する。故にボールねじ４４の回転に伴い、テーブル５０はナット４６と共にＹ軸方向に移動する。 The bed 41 is installed on the upper surface of the bed portion 2. The bed 41 is provided with a recess (not shown) long in the Y-axis direction in the central portion in the left-right direction, and most of the Y-axis moving mechanism described later is stored inside the recess. The Y-axis guide rail 42 is provided on the upper part of the bed 41 and extends in the Y-axis direction. The Y-axis guide rail 42 guides the table 50 so as to be movable in the Y-axis direction. The Y-axis motor 14 is provided on the rear side of the recess of the bed 41. The ball screw 44 is provided inside the recess of the bed 41 and extends in the Y-axis direction. The joint 43 connects the output shaft protruding forward of the Y-axis motor 14 and the rear end of the ball screw 44 to each other. The bearing portion 45 rotatably supports the front end portion of the ball screw 44. Therefore, when the output shaft of the Y-axis motor 14 rotates, the ball screw 44 rotates via the joint 43. The nut 46 is fixed to the lower surface of the table 50 and screwed into the ball screw 44. Therefore, as the ball screw 44 rotates, the table 50 moves in the Y-axis direction together with the nut 46.

尚、テーブル装置４０は、上記Ｙ軸移動機構に加え、Ｘ軸の移動機構を備える。Ｘ軸移動機構は、Ｙ軸移動機構をＸ軸方向に移動可能に支持する。Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸モータ１３（図２参照）を駆動源とし、Ｙ軸移動機構の構造と同様である。 The table device 40 includes an X-axis moving mechanism in addition to the Y-axis moving mechanism. The X-axis moving mechanism supports the Y-axis moving mechanism so as to be movable in the X-axis direction. The X-axis movement mechanism has the same structure as the Y-axis movement mechanism, using the X-axis motor 13 (see FIG. 2) as a drive source.

図２に示すように、操作盤１６は、入力部１７と表示部１８を備える。入力部１７は各種入力、指示、設定等を行う為の機器である。表示部１８は各種画面を表示する機器である。 As shown in FIG. 2, the operation panel 16 includes an input unit 17 and a display unit 18. The input unit 17 is a device for performing various inputs, instructions, settings, and the like. The display unit 18 is a device that displays various screens.

＜電気的構成＞
図２に示すように、数値制御装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、記憶装置２４、入出力部２５、駆動回路２６〜２９等を備える。ＣＰＵ２１は、数値制御装置２０を統括制御する。ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１が後述の主処理を実行する為のプログラム、設定値を記憶する。ＲＡＭ２３は、各種処理実行中の各種データを記憶する。記憶装置２４は不揮発性メモリであり、ＮＣプログラムの他、各種データを記憶する。入出力部２５は、操作盤１６に接続する。駆動回路２６〜２９はサーボアンプである。Ｚ軸モータ１１はエンコーダ１１Ａを備える。主軸モータ１２はエンコーダ１２Ａを備える。Ｘ軸モータ１３はエンコーダ１３Ａを備える。Ｙ軸モータ１４はエンコーダ１４Ａを備える。駆動回路２６はＺ軸モータ１１とエンコーダ１１Ａに接続する。駆動回路２７は主軸モータ１２とエンコーダ１２Ａに接続する。駆動回路２８はＸ軸モータ１３とエンコーダ１３Ａに接続する。駆動回路２９はＹ軸モータ１４とエンコーダ１４Ａに接続する。 <Electrical configuration>
As shown in FIG. 2, the numerical control device 20 includes a CPU 21, a ROM 22, a RAM 23, a storage device 24, an input / output unit 25, drive circuits 26 to 29, and the like. The CPU 21 controls the numerical control device 20 in an integrated manner. The ROM 22 stores a program and a set value for the CPU 21 to execute a main process described later. The RAM 23 stores various data during execution of various processes. The storage device 24 is a non-volatile memory and stores various data in addition to the NC program. The input / output unit 25 is connected to the operation panel 16. The drive circuits 26 to 29 are servo amplifiers. The Z-axis motor 11 includes an encoder 11A. The spindle motor 12 includes an encoder 12A. The X-axis motor 13 includes an encoder 13A. The Y-axis motor 14 includes an encoder 14A. The drive circuit 26 is connected to the Z-axis motor 11 and the encoder 11A. The drive circuit 27 is connected to the spindle motor 12 and the encoder 12A. The drive circuit 28 is connected to the X-axis motor 13 and the encoder 13A. The drive circuit 29 is connected to the Y-axis motor 14 and the encoder 14A.

ＣＰＵ２１は、被削材Ｗを加工する為のＮＣプログラムを読込み、送り軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）、主軸９等の各駆動軸を目標位置に移動する為の制御指令を駆動回路２６〜２９に送信する。駆動回路２６〜２９は、ＣＰＵ２１から受信した制御指令（駆動信号）に応じて対応するモータ１１〜１４に駆動電流を夫々出力する。駆動回路２６〜２９はエンコーダ１１Ａ〜１４Ａからフィードバック信号（位置と速度の信号）を受け、モータ１１〜１４の位置と速度の制御を行う。操作盤１６は、数値制御装置２０の入出力部２５に接続する。 The CPU 21 reads the NC program for processing the work material W, and sends a control command for moving each drive axis such as the feed axis (X axis, Y axis, Z axis) and the spindle 9 to the target position. Send to 26-29. The drive circuits 26 to 29 output drive currents to the corresponding motors 11 to 14 in response to the control command (drive signal) received from the CPU 21. The drive circuits 26 to 29 receive feedback signals (position and speed signals) from the encoders 11A to 14A and control the positions and speeds of the motors 11 to 14. The operation panel 16 is connected to the input / output unit 25 of the numerical control device 20.

＜送り軸制御＞
被削材Ｗに対して工具４をＸ軸方向又はＹ軸方向に相対移動させて加工するＮＣプログラムの指令（以下、「送り軸指令」と称す。）に基づき、工作機械１０が駆動する場合を例示する。以下、被削材Ｗに対して工具４をＹ軸方向に相対移動させて加工する場合を例示して説明する。被削材Ｗに対して工具４をＸ軸方向に相対移動させて加工する場合については、工具４をＹ軸方向に相対移動させて加工する場合と同様であるので、説明は省略する。 <Feed axis control>
When the machine tool 10 is driven based on an NC program command (hereinafter referred to as "feed axis command") for machining by moving the tool 4 relative to the work material W in the X-axis direction or the Y-axis direction. Is illustrated. Hereinafter, a case where the tool 4 is moved relative to the work material W in the Y-axis direction for machining will be described as an example. The case of machining by moving the tool 4 relative to the work material W in the X-axis direction is the same as the case of machining by moving the tool 4 relative to the Y-axis direction, and thus the description thereof will be omitted.

ＣＰＵ２１は送り軸指令を読み込んだ時、被削材Ｗを保持したテーブル５０を送り軸指令により指定した位置まで移動する為、テーブル５０の目標位置の時系列データを生成する。ＣＰＵ２１は、所定周期で目標位置のデータを駆動回路２９に出力する。駆動回路２９は、ＣＰＵ２１が出力した目標位置のデータに基づき、Ｙ軸モータ１４を駆動する。Ｙ軸モータ１４は、テーブル５０を目標位置までＹ軸方向に移動する。ＣＰＵ２１が駆動回路２９に目標位置のデータを入力する都度、駆動回路２９はＹ軸モータ１４を駆動する。ＣＰＵ２１はＸ軸モータ１３についても同様に駆動する。これにより、テーブル５０は、送り軸指令により指定した位置（以下、「指令位置」と称す。）に最終的に到達する。送り軸指令に基づきＣＰＵ２１が実行する上記の制御を、「送り軸制御」と称す。 When the CPU 21 reads the feed axis command, the table 50 holding the work material W is moved to the position specified by the feed axis command, so that time series data of the target position of the table 50 is generated. The CPU 21 outputs the data of the target position to the drive circuit 29 at a predetermined cycle. The drive circuit 29 drives the Y-axis motor 14 based on the target position data output by the CPU 21. The Y-axis motor 14 moves the table 50 to the target position in the Y-axis direction. Each time the CPU 21 inputs the data of the target position to the drive circuit 29, the drive circuit 29 drives the Y-axis motor 14. The CPU 21 drives the X-axis motor 13 in the same manner. As a result, the table 50 finally reaches the position designated by the feed axis command (hereinafter, referred to as “command position”). The above-mentioned control executed by the CPU 21 based on the feed axis command is referred to as "feed axis control".

上記において目標位置の時系列データを生成する時、はじめにＣＰＵ２１は、送り軸指令の指定位置までテーブル５０が移動する時の速度が一定に推移するように、各目標位置を決定する。次にＣＰＵ２１は、速度の時系列変化を示す波形（以下、「速度波形」と称す。）に移動平均フィルタを適用することで、速度波形の形状に対応する加減速特性を調整する。移動平均フィルタは、有限時間のインパルス応答をもつデジタルフィルタ、即ちＦＩＲフィルタである。ＣＰＵ２１は、移動平均フィルタを適用して算出した速度波形に基づき、所定周期毎の目標位置を決定する。ＣＰＵ２１は、決定した目標位置のデータを所定周期で駆動回路２９に出力する。上記の移動平均フィルタの時定数を、加減速時定数と称す。移動平均フィルタを速度波形に適用して加減速特性を調整する処理を、加減速処理と称す。詳細は後述するが、ＣＰＵ２１は、後述する３つの加速度時定数（トルク抑制時定数ｔ１、可変制振時定数ｔ２、固定制振時定数ｔ３）の各々を有する３つの移動平均フィルタ（第一フィルタＦＩＲ１、第二フィルタＦＩＲ２、第三フィルタＦＩＲ３）を速度波形に適用することで、加減速処理を実行する。 When generating the time-series data of the target position in the above, the CPU 21 first determines each target position so that the speed at which the table 50 moves to the designated position of the feed axis command changes constantly. Next, the CPU 21 adjusts the acceleration / deceleration characteristics corresponding to the shape of the velocity waveform by applying the moving average filter to the waveform showing the time-series change of the velocity (hereinafter, referred to as “velocity waveform”). The moving average filter is a digital filter having an impulse response for a finite time, that is, an FIR filter. The CPU 21 determines the target position for each predetermined cycle based on the velocity waveform calculated by applying the moving average filter. The CPU 21 outputs the determined target position data to the drive circuit 29 at a predetermined cycle. The time constant of the above moving average filter is referred to as an acceleration / deceleration time constant. The process of applying the moving average filter to the velocity waveform to adjust the acceleration / deceleration characteristics is called the acceleration / deceleration process. Although the details will be described later, the CPU 21 has three moving average filters (torque suppression time constant t 1 , variable vibration suppression time constant t 2 , fixed vibration suppression time constant t 3 ) having each of the three acceleration time constants (torque suppression time constant t 1 , fixed vibration suppression time constant t 3 ) described later. Acceleration / deceleration processing is executed by applying the first filter FIR1, the second filter FIR2, and the third filter FIR3) to the velocity waveform.

＜トルク抑制時定数ｔ１＞
ＣＰＵ２１は、送り軸制御の実行時にＹ軸モータ１４に生じるトルクの最大値（以下、「最大トルク」と称す）を制限する為、トルク抑制時定数ｔ１を有する第一フィルタＦＩＲ１を速度波形に適用する。尚、送り軸制御の実行時におけるＹ軸モータ１４の最大トルクは、負荷質量Ｍ１に応じて変化する。負荷質量Ｍ１は、テーブル５０自体の質量、送り機構の等価質量、及び積載質量Ｍの総和に対応する。ここで送り機構の等価質量とは、テーブル５０の送り機構を構成するＹ軸モータ１４、継手４３、ボールねじ４４、ナット４６のイナーシャの合計を質量に換算したものである。積載質量Ｍとは、テーブル５０に設けた治具の質量、及び、治具が保持する被削材Ｗの質量の合計である。テーブル５０の質量及び送り機構の等価質量は定数である。故に負荷質量Ｍ１は積載質量Ｍが変化するときに変化する。よって、最大トルクを抑制する為のトルク抑制時定数ｔ１も、積載質量Ｍに応じて変化する。ＣＰＵ２１は、積載質量Ｍに応じた適切なトルク抑制時定数ｔ１及び第一フィルタＦＩＲ１を決定して速度波形に適用することにより、積載質量Ｍに応じてＹ軸モータ１４の最大トルクが変化した時も、最大トルクを制限しつつ送り軸制御を実行できる。 <Torque suppression time constant t 1 >
In order to limit the maximum value of torque generated in the Y-axis motor 14 (hereinafter referred to as "maximum torque") when the feed axis control is executed, the CPU 21 uses the first filter FIR1 having the torque suppression time constant t 1 as a velocity waveform. Apply. The maximum torque of the Y-axis motor 14 at the time of the feed axis control execution will vary depending on the load mass M 1. The load mass M 1 corresponds to the total mass of the table 50 itself, the equivalent mass of the feed mechanism, and the load mass M. Here, the equivalent mass of the feed mechanism is the total of the inertias of the Y-axis motor 14, the joint 43, the ball screw 44, and the nut 46 constituting the feed mechanism of the table 50 converted into mass. The load mass M is the total mass of the jig provided on the table 50 and the mass of the work material W held by the jig. The mass of the table 50 and the equivalent mass of the feed mechanism are constants. Therefore, the load mass M 1 changes when the load mass M changes. Therefore, the torque suppression time constant t 1 for suppressing the maximum torque also changes according to the load mass M. The CPU 21 determines an appropriate torque suppression time constant t 1 and a first filter FIR 1 according to the load mass M and applies them to the velocity waveform, so that the maximum torque of the Y-axis motor 14 changes according to the load mass M. At times, feed axis control can be performed while limiting the maximum torque.

トルク抑制時定数ｔ１の算出方法は次の通りである。Ｙ軸モータ１４にて許容するトルクの最大値（以下、「定格トルク」という。）をＴｍａｘ［Ｎ］と称す。Ｙ軸モータ１４が定格トルクＴｍａｘで駆動した時のテーブル５０の加速度を、ａ［ｍ／ｓ２］と称す。定格トルクＴｍａｘと、負荷質量Ｍ１［ｋｇ］及び加速度ａとは、次の式（１）の関係を満たす。
Ｔｍａｘ ＝ Ｍ１×ａ （１） The calculation method of the torque suppression time constant t 1 is as follows. The maximum value of torque allowed by the Y-axis motor 14 (hereinafter referred to as "rated torque") is referred to as Tmax [N]. The acceleration of the table 50 when the Y-axis motor 14 is driven with the rated torque Tmax is referred to as a [m / s 2 ]. The rated torque Tmax, the load mass M 1 [kg], and the acceleration a satisfy the relationship of the following equation (1).
Tmax = M 1 × a (1)

更に、工作機械１０にて規定したテーブル５０の最大速度を、Ｖｍａｘ［ｍ／ｓ］と称する。トルク抑制時定数ｔ１と、最大速度Ｖｍａｘ、負荷質量Ｍ１、定格トルクＴｍａｘ、加速度ａとは、次の式（２）の関係を満たす。
ｔ１ ＝ Ｖｍａｘ／ａ ＝ Ｖｍａｘ／（Ｔｍａｘ／Ｍ１） （２） Further, the maximum speed of the table 50 defined by the machine tool 10 is referred to as Vmax [m / s]. The torque suppression time constant t 1 and the maximum velocity Vmax, load mass M 1 , rated torque Tmax, and acceleration a satisfy the relationship of the following equation (2).
t 1 = Vmax / a = Vmax / (Tmax / M 1 ) (2)

＜可変制振時定数ｔ２、固定制振時定数ｔ３＞
ＣＰＵ２１は、送り軸制御の実行時において工作機械１０に発生する振動を制限する為、可変制振時定数ｔ２を有する第二フィルタＦＩＲ２、及び、固定制振時定数ｔ３を有する第三フィルタＦＩＲ３を、夫々速度波形に適用する。尚、送り軸制御の実行により工作機械１０に発生する振動は、移動物質量Ｍ２に応じて固有周波数が変化する振動（以下、「可変振動」という。）と、移動物質量Ｍ２に応じて固有周波数が変化しない振動（以下、「固定振動」という。）がある。移動物質量Ｍ２は、テーブル５０の質量と積載質量Ｍの和である。この時テーブル５０の質量は定数であるので、移動物質量Ｍ２は積載質量Ｍに応じて変化する。すなわち、可変振動は積載質量Ｍに応じて変化する。固定周波数とは、テーブル５０が移動した時に工作機械１０が最も振動し易い周波数であり、工作機械１０の構成等に応じて定まる固有の周波数を意味する。固有周波数の逆数を時定数として有する移動平均フィルタを速度波形に適用することで、送り軸制御の実行時における工作機械１０の振動を制限できる。以下、可変振動の固有周波数を、可変制振周波数Ｆｖａｒと称し、固定振動の固有周波数を、固定制振周波数Ｆｆｉｘと称す。 <Variable damping time constant t 2 , fixed damping time constant t 3 >
CPU21 is to limit the vibration generated in the machine tool 10 at the time of the feed axis control run, the second filter FIR2 having a variable damping time constant t 2, and a third filter having a fixed damping time constant t 3 FIR3 is applied to each velocity waveform. The vibration generated in the machine tool 10 due to the execution of the feed axis control depends on the vibration in which the natural frequency changes according to the amount of moving substance M 2 (hereinafter referred to as "variable vibration") and the amount of moving substance M 2 . There is vibration in which the natural frequency does not change (hereinafter referred to as "fixed vibration"). The amount of transferred substance M 2 is the sum of the mass of the table 50 and the loaded mass M. At this time, since the mass of the table 50 is constant, the amount of moving substance M 2 changes according to the loaded mass M. That is, the variable vibration changes according to the loaded mass M. The fixed frequency is a frequency at which the machine tool 10 is most likely to vibrate when the table 50 is moved, and means a unique frequency determined according to the configuration of the machine tool 10 or the like. By applying a moving average filter having the reciprocal of the natural frequency as a time constant to the velocity waveform, it is possible to limit the vibration of the machine tool 10 when the feed axis control is executed. Hereinafter, the natural frequency of the variable vibration is referred to as a variable damping frequency Fvar, and the natural frequency of the fixed vibration is referred to as a fixed damping frequency Ffix.

可変振動は、主に、送り軸制御の実行時においてテーブル５０のＹ軸方向の振動である。図３は、積載質量Ｍに応じて可変制振周波数Ｆｖａｒが変化する様子を示すグラフである。グラフにおいてピークを示す周波数が、可変制振周波数Ｆｖａｒに対応する。図３（ａ）に示すように、積載質量Ｍが１００ｋｇの時、可変制振周波数Ｆｖａｒは約４０Ｈｚである。図３（ｂ）に示すように、積載質量Ｍが２５０ｋｇの時、可変制振周波数Ｆｖａｒは約３５Ｈｚである。可変制振周波数Ｆｖａｒと移動物質量Ｍ２とは、次の式（３）の関係を満たす。
２π×Ｆｖａｒ ＝ √（ｋ／Ｍ２） （３）
移動物質量Ｍ２が積載質量Ｍによって変化するので、Ｆｖａｒは積載質量Ｍによって変化する。尚、ｋはテーブル５０のＹ軸方向の剛性であり、設計値もしくは、式（３）に実測値を代入することで求められる係数である。図４は、積載質量Ｍと可変制振周波数Ｆｖａｒとの関係を、式（３）に基づきグラフ化したものである。このように、積載質量Ｍと可変制振周波数Ｆｖａｒとは、非線形の関係を有する。 The variable vibration is mainly the vibration in the Y-axis direction of the table 50 when the feed axis control is executed. FIG. 3 is a graph showing how the variable damping frequency Fvar changes according to the loaded mass M. The frequency showing the peak in the graph corresponds to the variable damping frequency Fvar. As shown in FIG. 3A, when the loaded mass M is 100 kg, the variable damping frequency Fvar is about 40 Hz. As shown in FIG. 3B, when the loaded mass M is 250 kg, the variable damping frequency Fvar is about 35 Hz. The variable damping frequency Fvar and the amount of moving substance M 2 satisfy the relationship of the following equation (3).
2π x Fvar = √ (k / M 2 ) (3)
Since the amount of transferred substance M 2 changes with the loaded mass M, Fvar changes with the loaded mass M. Note that k is the rigidity of the table 50 in the Y-axis direction, and is a coefficient obtained by substituting the design value or the measured value into the equation (3). FIG. 4 is a graph showing the relationship between the loaded mass M and the variable damping frequency Fvar based on the equation (3). As described above, the loaded mass M and the variable damping frequency Fvar have a non-linear relationship.

可変制振周波数Ｆｖａｒの逆数１／Ｆｖａｒは、可変振動を抑制することが可能な移動平均フィルタの時定数である可変制振時定数ｔ２を示す（式（４）参照）。
ｔ２＝１／Ｆｖａｒ ＝ ２π×√（Ｍ２／ｋ） （４）
ＣＰＵ２１は、積載質量Ｍに応じた適切な可変制振時定数ｔ２に基づき第二フィルタＦＩＲ２を決定し、速度波形に適用する。これにより、ＣＰＵ２１は、可変振動を抑制しつつ送り軸制御を実行できる。 The reciprocal 1 / Fvar of the variable damping frequency Fvar indicates the variable damping time constant t 2 which is the time constant of the moving average filter capable of suppressing the variable vibration (see equation (4)).
t 2 = 1 / Fvar = 2π × √ (M 2 / k) (4)
CPU21 is a second filter FIR2 determined based on the appropriate variable damping time constant t 2 corresponding to the load weight M, applied to the velocity waveform. As a result, the CPU 21 can execute the feed axis control while suppressing the variable vibration.

固定振動は、主に、送り軸制御の実行時において発生する機械全体の振動である。固定制振周波数Ｆｆｉｘの逆数１／Ｆｆｉｘは、固定振動を抑制することが可能な移動平均フィルタの時定数である固定制振時定数ｔ３を示す（式（５）参照）。
ｔ３＝１／Ｆｆｉｘ （５）
ＣＰＵ２１は、積載質量Ｍに依らず一定である固定制振時定数ｔ３に基づき第三フィルタＦＩＲ３を決定して速度波形に適用する。これにより、ＣＰＵ２１は、固定振動を抑制しつつ送り軸制御を実行できる。 The fixed vibration is mainly the vibration of the entire machine generated when the feed axis control is executed. The reciprocal 1 / Ffix of the fixed vibration damping frequency Ffix indicates the fixed vibration damping time constant t 3 which is the time constant of the moving average filter capable of suppressing the fixed vibration (see equation (5)).
t 3 = 1 / Ffix (5)
CPU21 applies the velocity waveform to determine the third filter FIR3 based on certain fixed damping time constant t 3 is regardless of the load mass M. As a result, the CPU 21 can execute the feed axis control while suppressing the fixed vibration.

＜主処理＞
図５を参照し、主処理について説明する。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶したプログラムを読み出して実行することにより、主処理を開始する。ＣＰＵ２１は、主処理の実行時、ＲＯＭ２２に記憶した設定値を参照する。該設定値は、Ｘ軸に対応する定格トルクＴｍａｘ、最大速度Ｖｍａｘ、係数ｋ、固定制振周波数Ｆｆｉｘと、Ｙ軸に対応する定格トルクＴｍａｘ、最大速度Ｖｍａｘ、係数ｋ、固定制振周波数Ｆｆｉｘと、最大積載質量Ｍｍａｘである。最大積載質量Ｍｍａｘは、工作機械１０において許容する最大の積載質量Ｍである。 <Main processing>
The main processing will be described with reference to FIG. The CPU 21 starts the main process by reading and executing the program stored in the ROM 22. The CPU 21 refers to the set value stored in the ROM 22 when the main process is executed. The set values are the rated torque Tmax, maximum speed Vmax, coefficient k, and fixed vibration damping frequency Ffix corresponding to the X-axis, and the rated torque Tmax, maximum speed Vmax, coefficient k, and fixed vibration damping frequency Ffix corresponding to the Y-axis. , Maximum loading mass Mmax. The maximum load mass Mmax is the maximum load mass M allowed in the machine tool 10.

ＣＰＵ２１は、記憶装置２４に記憶したＮＣプログラムの指令を１つ読み出す（Ｓ１１）。ＣＰＵ２１は、読み出した指令に応じた工作機械１０の動作が、早送り動作であるか判定する（Ｓ１３）。早送り動作とは、工作機械１０において設定可能な最大速度でＸ軸モータ１３又はＹ軸モータ１４が回転する動作を示す。 The CPU 21 reads out one command of the NC program stored in the storage device 24 (S11). The CPU 21 determines whether the operation of the machine tool 10 in response to the read command is a fast-forward operation (S13). The fast-forward operation means an operation in which the X-axis motor 13 or the Y-axis motor 14 rotates at a maximum speed that can be set in the machine tool 10.

ＣＰＵ２１は、早送り動作であると判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＮＣプログラムに基づき工作機械１０が早送り動作を初めて実行するか判定する（Ｓ１７）。ＣＰＵ２１は、早送り動作を初めて実行すると判定した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、処理をＳ１９に進める。以下では、Ｘ軸モータ１３及びＹ軸モータ１４が夫々最大速度で回転する早送り動作であることを前提とする。Ｘ軸に対応する定格トルクＴｍａｘ、最大速度Ｖｍａｘ、係数ｋ、固定制振周波数Ｆｆｉｘを、各々、定格トルクＴｍａｘ（ｘ）、最大速度Ｖｍａｘ（ｘ）、係数ｋ（ｘ）、固定制振周波数Ｆｆｉｘ（ｘ）と称す。Ｙ軸に対応する定格トルクＴｍａｘ、最大速度Ｖｍａｘ、係数ｋ、固定制振周波数Ｆｆｉｘを、各々、定格トルクＴｍａｘ（ｙ）、最大速度Ｖｍａｘ（ｙ）、係数ｋ（ｙ）、固定制振周波数Ｆｆｉｘ（ｙ）と称す。ＣＰＵ２１は、積載質量Ｍを推定する為、Ｓ１９〜Ｓ２３の処理を実行する。 When the CPU 21 determines that the fast-forward operation is performed (S13: YES), the CPU 21 determines whether the machine tool 10 executes the fast-forward operation for the first time based on the NC program (S17). When the CPU 21 determines that the fast-forward operation is executed for the first time (S17: YES), the CPU 21 advances the process to S19. In the following, it is assumed that the X-axis motor 13 and the Y-axis motor 14 each rotate at the maximum speed in a fast-forward operation. Rated torque Tmax, maximum speed Vmax, coefficient k, fixed vibration damping frequency Ffix corresponding to the X axis, respectively, rated torque Tmax (x), maximum speed Vmax (x), coefficient k (x), fixed vibration damping frequency Ffix, respectively. It is called (x). Rated torque Tmax, maximum speed Vmax, coefficient k, fixed vibration damping frequency Ffix corresponding to the Y axis, respectively, rated torque Tmax (y), maximum speed Vmax (y), coefficient k (y), fixed vibration damping frequency Ffix, respectively. It is called (y). The CPU 21 executes the processes S19 to S23 in order to estimate the loaded mass M.

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶した定格トルクＴｍａｘ（ｘ）、最大速度Ｖｍａｘ（ｘ）、最大積載質量Ｍｍａｘに対応するＭ１（ｘ）を式（２）に代入し、Ｘ軸に対応するトルク抑制時定数ｔ１の暫定値（トルク抑制時定数ｔ１（ｘ´）と称す。）を算出する。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶した係数ｋ（ｘ）、最大積載質量Ｍｍａｘに対応するＭ２（ｘ）を式（４）に代入し、Ｘ軸に対応する可変制振時定数ｔ２の暫定値（可変制振時定数ｔ２（ｘ´）と称す）を算出する。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶した固定制振周波数Ｆｆｉｘ（ｘ）を式（５）に代入し、Ｘ軸に対応する固定制振時定数ｔ３の暫定値（固定制振時定数ｔ３（ｘ´）と称す）を算出する。ＣＰＵ２１は、トルク抑制時定数ｔ１（ｘ´）を有する第一フィルタＦＩＲ１と、可変制振時定数ｔ２（ｘ´）を有する第二フィルタＦＩＲ２と、固定制振時定数ｔ３（ｘ´）を有する第三フィルタＦＩＲ３（ＦＩＲ３（ｘ´）と称す）を用いて加減速処理を実行し、早送り動作においてＸ軸モータ１３によりテーブル５０をＸ軸方向に移動する為の速度波形を調整する。 The CPU 21 substitutes M 1 (x) corresponding to the rated torque Tmax (x), the maximum speed Vmax (x), and the maximum load mass Mmax stored in the ROM 22 into the equation (2), and when the torque is suppressed corresponding to the X axis. (referred to as the torque restriction time constant t 1 (x').) provisional value of the constant t 1 is calculated. The CPU 21 substitutes the coefficient k (x) stored in the ROM 22 and the M 2 (x) corresponding to the maximum load mass Mmax into the equation (4), and substitutes the provisional value of the variable vibration suppression time constant t 2 corresponding to the X axis ( The variable vibration damping time constant t 2 (referred to as'x')) is calculated. CPU21 is fixed damping frequency Ffix stored in the ROM22 (x) is substituted into Equation (5), fixed damping when the provisional value of the constant t 3 when corresponding to the X-axis (fixed damping time constant t 3 (x' ) Is calculated. The CPU 21 includes a first filter FIR1 having a torque suppression time constant t 1 (x'), a second filter FIR2 having a variable vibration suppression time constant t 2 (x'), and a fixed vibration suppression time constant t 3 (x'). The acceleration / deceleration process is executed using the third filter FIR3 (referred to as FIR3 (x')) having), and the speed waveform for moving the table 50 in the X-axis direction is adjusted by the X-axis motor 13 in the fast-forward operation. ..

尚、詳細説明は省略するが、ＣＰＵ２１は、Ｙ軸に対応するトルク抑制時定数ｔ１の暫定値（トルク抑制時定数ｔ１（ｙ´）と称す。）、可変制振時定数ｔ２の暫定値（固定制振時定数ｔ３（ｙ´）と称す）、固定制振時定数ｔ３の暫定値（固定制振時定数ｔ３（ｙ´）と称す）についても同様の方法で算出する。ＣＰＵ２１は、トルク抑制時定数ｔ１（ｙ´）を有する第一フィルタＦＩＲ１、可変制振時定数ｔ２（ｙ´）を有する第二フィルタＦＩＲ２、固定制振時定数ｔ３（ｙ´）を有する第三フィルタＦＩＲ３を用いて加減速処理を実行し、早送り動作においてＹ軸モータ１４によりテーブル５０をＹ軸方向に移動する為の速度波形を調整する。 Although detailed description will be omitted, the CPU 21 has a provisional value of the torque suppression time constant t 1 corresponding to the Y axis (referred to as the torque suppression time constant t 1 (y ′)) and the variable vibration suppression time constant t 2 . calculated provisional value (fixed damping time constant t 3 referred to as (y ')), the provisional value of the fixed damping time constant t 3 (referred to as the fixed damping time constant t 3 (y')) similar method for To do. The CPU 21 uses a first filter FIR1 having a torque suppression time constant t 1 (y ′), a second filter FIR2 having a variable vibration suppression time constant t 2 (y ′), and a fixed vibration suppression time constant t 3 (y ′). Acceleration / deceleration processing is executed using the third filter FIR3, and the speed waveform for moving the table 50 in the Y-axis direction is adjusted by the Y-axis motor 14 in the fast-forward operation.

ＣＰＵ２１は、調整した速度波形に基づいて送り軸制御を実行し、工作機械１０による早送り動作を制御する（Ｓ１９）。駆動回路２８は、Ｓ１９により工作機械１０が早送り動作を実行する間、エンコーダ１３Ａが出力する信号に基づき、Ｘ軸モータ１３の加速度ａ（ｘ）及びトルクＴ（ｘ）を特定する。駆動回路２９は、Ｓ１９により工作機械１０が早送り動作を実行する間、エンコーダ１４Ａが出力する信号に基づき、Ｙ軸モータ１４の加速度ａ（ｙ）及びトルクＴ（ｙ）を特定する。ＣＰＵ２１は、駆動回路２８、２９が特定したＸ軸モータ１３及びＹ軸モータ１４の各々の加速度ａ（ｘ）、ａ（ｙ）（加速度ａと総称する）、及びトルクＴ（ｘ）、Ｔ（ｙ）（トルクＴと総称する）を取得する（Ｓ２１）。ＣＰＵ２１は、加速度ａ及びトルクＴを次の式（６）に代入し、負荷質量Ｍ１を推定する。
Ｍ１ ＝ Ｔ／ａ （６）
ＣＰＵ２１は更に、加速度ａ（ｘ）及びトルクＴ（ｘ）に基づき推定した負荷質量Ｍ１である負荷質量Ｍ１（ｘ）に対応する積載質量Ｍ（ｘ）と、加速度ａ（ｙ）及びトルクＴ（ｙ）に基づき推定した負荷質量Ｍ１である負荷質量Ｍ１（ｙ）に対応する積載質量Ｍ（ｙ）との平均値を、積載質量Ｍとして推定する（Ｓ２３）。なお、「積載質量Ｍ＝負荷質量Ｍ１−送り機構の等価質量−テーブル５０の質量」である。本推定処理はＸ軸及びＹ軸が同時に早送り動作を行わない場合も実行可能である。Ｘ軸のみが早送り動作を行う場合、推定可能な負荷質量Ｍ１（ｘ）に対応する積載質量Ｍ（ｘ）を積載質量Ｍとして推定する。Ｙ軸のみが早送り動作を行う場合、推定可能な負荷質量Ｍ２（ｙ）に対応する積載質量Ｍ（ｙ）を積載質量Ｍとして推定する。 The CPU 21 executes feed axis control based on the adjusted velocity waveform, and controls the fast-forward operation by the machine tool 10 (S19). The drive circuit 28 identifies the acceleration a (x) and the torque T (x) of the X-axis motor 13 based on the signal output by the encoder 13A while the machine tool 10 executes the fast-forward operation by S19. The drive circuit 29 identifies the acceleration a (y) and the torque T (y) of the Y-axis motor 14 based on the signal output by the encoder 14A while the machine tool 10 executes the fast-forward operation by S19. The CPU 21 includes accelerations a (x), a (y) (collectively referred to as acceleration a), and torques T (x), T (generally referred to as acceleration a) of the X-axis motor 13 and the Y-axis motor 14 specified by the drive circuits 28 and 29. y) (collectively referred to as torque T) is acquired (S21). CPU21 is the acceleration a and torque T are substituted into the following equation (6), to estimate the load mass M 1.
M 1 = T / a (6)
The CPU 21 further includes a load mass M (x) corresponding to a load mass M 1 (x), which is a load mass M 1 estimated based on the acceleration a (x) and the torque T (x), and the acceleration a (y) and the torque. T the average value of the load mass M corresponding to the load weight M 1 is a load mass M 1 which is estimated based on (y) (y) (y ), is estimated as a payload M (S23). It should be noted that "load mass M = load mass M 1- equivalent mass of feed mechanism-mass of table 50". This estimation process can be executed even when the X-axis and the Y-axis do not perform the fast-forward operation at the same time. When only the X-axis performs the fast-forward operation, the load mass M (x) corresponding to the estimated load mass M 1 (x) is estimated as the load mass M. When only the Y-axis performs the fast-forward operation, the load mass M (y) corresponding to the estimated load mass M 2 (y) is estimated as the load mass M.

ＣＰＵ２１は、推定した積載質量Ｍに対応する負荷質量Ｍ１（ｘ）と、ＲＯＭ２２に記憶した定格トルクＴｍａｘ（ｘ）、最大速度Ｖｍａｘ（ｘ）を式（２）に代入し、Ｘ軸に対応するトルク抑制時定数ｔ１（トルク抑制時定数ｔ１（ｘ）と称す）を決定する（Ｓ２５）。ＣＰＵ２１は、推定した積載質量Ｍに対応する移動物質量Ｍ２（ｘ）と、ＲＯＭ２２に記憶した係数ｋ（ｘ）を式（４）に代入し、Ｘ軸に対応する可変制振時定数ｔ２（可変制振時定数ｔ２（ｘ）と称す）を決定する（Ｓ２７）。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶した固定制振周波数Ｆｆｉｘ（ｘ）を式（５）に代入し、Ｘ軸に対応する固定制振時定数ｔ３（固定制振時定数ｔ３（ｘ）と称す）を決定する（Ｓ２９）。尚、固定制振時定数ｔ３（ｘ）は、Ｓ１９で早送り動作を実行する時に算出した固定制振時定数ｔ３（ｘ´）と同一である。尚、詳細説明は省略するが、ＣＰＵ２１は、Ｙ軸に対応するトルク抑制時定数ｔ１（トルク抑制時定数ｔ１（ｙ）と称す）、可変制振時定数ｔ２（可変制振時定数ｔ２（ｙ）と称す）、固定制振時定数ｔ３（固定制振時定数ｔ３（ｙ）と称す）についても同様の算出方法により決定する。ＣＰＵ２１は、決定したトルク抑制時定数ｔ１（ｘ）、ｔ１（ｙ）、可変制振時定数ｔ２（ｘ）、ｔ２（ｙ）、固定制振時定数ｔ３（ｘ）、ｔ３（ｙ）をＲＡＭ２３に記憶する（Ｓ３１）。ＣＰＵ２１は処理をＳ３５に進める。 The CPU 21 substitutes the load mass M 1 (x) corresponding to the estimated load mass M, the rated torque Tmax (x) and the maximum speed Vmax (x) stored in the ROM 22 into the equation (2), and corresponds to the X axis. The torque suppression time constant t 1 (referred to as the torque suppression time constant t 1 (x)) is determined (S25). The CPU 21 substitutes the moving substance amount M 2 (x) corresponding to the estimated loaded mass M and the coefficient k (x) stored in the ROM 22 into the equation (4), and the variable vibration damping time constant t corresponding to the X axis. 2 (referred to as a variable vibration damping time constant t 2 (x)) is determined (S27). The CPU 21 substitutes the fixed vibration damping frequency Ffix (x) stored in the ROM 22 into the equation (5), and the fixed vibration damping time constant t 3 corresponding to the X axis (referred to as the fixed vibration damping time constant t 3 (x)). Is determined (S29). The fixed vibration damping time constant t 3 (x) is the same as the fixed vibration damping time constant t 3 (x') calculated when the fast-forward operation is executed in S19. Although detailed description is omitted, the CPU 21 has a torque suppression time constant t 1 (referred to as torque suppression time constant t 1 (y)) and a variable vibration suppression time constant t 2 (variable vibration suppression time constant) corresponding to the Y axis. t 2 is referred to as (y)), referred to as fixed damping time constant t 3 (fixed damping time constant t 3 (y)) is determined by the same method of calculation also. The CPU 21 has determined torque suppression time constants t 1 (x), t 1 (y), variable vibration suppression time constants t 2 (x), t 2 (y), fixed vibration suppression time constants t 3 (x), t. 3 (y) is stored in the RAM 23 (S31). The CPU 21 advances the process to S35.

ＣＰＵ２１は、Ｓ１１の処理で、ＮＣプログラムの最後の指令を読み出したか判定する（Ｓ３５）。ＣＰＵ２１は、ＮＣプログラムの最後の指令を読み出していないと判定した場合（Ｓ３５：ＮＯ）、処理をＳ１１に戻す。ＣＰＵ２１は、ＮＣプログラムの次の指令を１つ読み出し（Ｓ１１）、処理をＳ１３に進める。 The CPU 21 determines whether or not the last command of the NC program has been read in the process of S11 (S35). When the CPU 21 determines that the last command of the NC program has not been read (S35: NO), the processing returns to S11. The CPU 21 reads one of the next commands of the NC program (S11) and proceeds with the process to S13.

ＣＰＵ２１は、早送り動作でないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、読み出した指令に応じた動作（通常動作と称す）で工作機械１０が駆動するように、工作機械１０を制御する（Ｓ１５）。詳細はここには記述しないが、通常動作は切削動作、タップ動作、工具交換動作などを含み、それぞれに固有の時定数を用いて動作する。すなわち通常動作時においてテーブル５０がＸ軸方向に移動する時、トルク抑制時定数ｔ１（ｘ）、可変制振時定数ｔ２（ｘ）、固定制振時定数ｔ３（ｘ）とは異なる時定数を用いて、Ｘ軸モータ１３によりテーブル５０をＸ軸方向に移動する為の速度波形を調整する。又、通常動作時においてテーブル５０がＹ軸方向に移動する時、トルク抑制時定数ｔ１（ｙ）、可変制振時定数ｔ２（ｙ）、固定制振時定数ｔ３（ｙ）とは異なる時定数を用いて、Ｙ軸モータ１４によりテーブル５０をＹ軸方向に移動する為の速度波形を調整する。ＣＰＵ２１は、調整した速度波形に基づいて送り軸制御を実行し、工作機械１０による通常動作を制御する（Ｓ１５）。ＣＰＵ２１は、処理をＳ３５に進める。 When it is determined that the operation is not the fast-forward operation (S13: NO), the CPU 21 controls the machine tool 10 so that the machine tool 10 is driven by an operation (referred to as a normal operation) according to the read command (S15). Although details are not described here, the normal operation includes a cutting operation, a tap operation, a tool changing operation, and the like, and operates using a time constant unique to each. That is, when the table 50 moves in the X-axis direction during normal operation, it is different from the torque suppression time constant t 1 (x), the variable vibration suppression time constant t 2 (x), and the fixed vibration suppression time constant t 3 (x). Using the time constant, the X-axis motor 13 adjusts the speed waveform for moving the table 50 in the X-axis direction. Further, when the table 50 moves in the Y-axis direction during normal operation, what are the torque suppression time constant t 1 (y), the variable vibration suppression time constant t 2 (y), and the fixed vibration suppression time constant t 3 (y)? Using different time constants, the Y-axis motor 14 adjusts the speed waveform for moving the table 50 in the Y-axis direction. The CPU 21 executes feed axis control based on the adjusted velocity waveform, and controls the normal operation by the machine tool 10 (S15). The CPU 21 advances the process to S35.

ＣＰＵ２１は、早送り動作であると判定し（Ｓ１３：ＹＥＳ）、且つ、２回目以降の早送り動作であると判定した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、工作機械１０が早送り動作で駆動するように、工作機械１０を制御する（Ｓ３３）。該時、ＣＰＵ２１は、早送り動作によりテーブル５０がＸ軸方向に移動する時、Ｓ３１の処理でＲＡＭ２３に記憶したトルク抑制時定数ｔ１（ｘ）を有する第一フィルタＦＩＲ１、可変制振時定数ｔ２（ｘ）を有する第二フィルタＦＩＲ２、固定制振時定数ｔ３（ｘ）を有する第三フィルタＦＩＲ３を用いて加減速処理を実行し、Ｘ軸モータ１３によりテーブル５０をＸ軸方向に移動する為の速度波形を調整する。又、早送り動作によりテーブル５０がＹ軸方向に移動する時、ＣＰＵ２１は、Ｓ３１の処理でＲＡＭ２３に記憶したトルク抑制時定数ｔ１（ｙ）を有する第一フィルタＦＩＲ１、可変制振時定数ｔ２（ｙ）を有する第二フィルタＦＩＲ２、固定制振時定数ｔ３（ｙ）を有する第三フィルタＦＩＲ３を用いて加減速処理を実行し、通常動作においてＹ軸モータ１４によりテーブル５０をＹ軸方向に移動する為の速度波形を調整する。ＣＰＵ２１は、調整した速度波形に基づいて送り軸制御を実行し、工作機械１０による早送り動作を制御する（Ｓ３３）。ＣＰＵ２１は、処理をＳ３５に進める。 When the CPU 21 determines that the fast-forward operation is performed (S13: YES) and determines that the second and subsequent fast-forward operations are performed (S17: NO), the machine tool 10 is driven by the fast-forward operation. 10 is controlled (S33). At this time, when the table 50 moves in the X-axis direction due to the fast-forward operation, the CPU 21 has a first filter FIR1 having a torque suppression time constant t 1 (x) stored in the RAM 23 in the process of S31, and a variable vibration suppression time constant t. Acceleration / deceleration processing is executed using the second filter FIR2 having 2 (x) and the third filter FIR3 having the fixed vibration suppression time constant t 3 (x), and the table 50 is moved in the X-axis direction by the X-axis motor 13. Adjust the speed waveform to do. Further, when the table 50 moves in the Y-axis direction due to the fast-forward operation, the CPU 21 has a first filter FIR1 having a torque suppression time constant t 1 (y) stored in the RAM 23 in the process of S31, and a variable vibration suppression time constant t 2. Acceleration / deceleration processing is executed using the second filter FIR2 having (y) and the third filter FIR3 having the fixed vibration damping time constant t 3 (y), and the table 50 is moved in the Y-axis direction by the Y-axis motor 14 in normal operation. Adjust the velocity waveform to move to. The CPU 21 executes feed axis control based on the adjusted velocity waveform, and controls the fast-forward operation by the machine tool 10 (S33). The CPU 21 advances the process to S35.

ＣＰＵ２１は、Ｓ１１の処理で、ＮＣプログラムの最後の指令を読み出したと判定した場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、主処理を終了する。 When the CPU 21 determines that the last command of the NC program has been read in the process of S11 (S35: YES), the CPU 21 ends the main process.

＜本発明の主たる作用、効果＞
数値制御装置２０は、積載質量Ｍ、最大速度Ｖｍａｘ、及び定格トルクＴｍａｘに応じたトルク抑制時定数ｔ１を決定し（Ｓ２５）、トルク抑制時定数ｔ１を有する第一フィルタＦＩＲ１を用いて加減速処理を実行する（Ｓ３３）。故に、数値制御装置２０は、積載質量Ｍの変化によってＸ軸モータ１３及びＹ軸モータ１４の加速度に応じたトルクが変化しても、Ｘ軸モータ１３及びＹ軸モータ１４の最大トルクが定格トルクＴｍａｘを超えないように加減速処理を適切に実行できる。更に数値制御装置２０は、工作機械１０の可変振動を抑制するための可変制振時定数ｔ２を決定し（Ｓ２７）、可変制振時定数ｔ２を有する第二フィルタＦＩＲ２を用いて加減速処理を実行する（Ｓ３３）。故に、数値制御装置２０は、積載質量Ｍに応じて可変振動の周波数が変化する場合でも、工作機械１０の可変振動を適切に抑制できる。 <Main actions and effects of the present invention>
The numerical control device 20 determines the torque suppression time constant t 1 according to the load mass M, the maximum speed Vmax, and the rated torque Tmax (S25), and applies the torque suppression time constant t 1 using the first filter FIR 1 having the torque suppression time constant t 1. The deceleration process is executed (S33). Therefore, in the numerical control device 20, even if the torque corresponding to the acceleration of the X-axis motor 13 and the Y-axis motor 14 changes due to the change of the loaded mass M, the maximum torque of the X-axis motor 13 and the Y-axis motor 14 is the rated torque. Acceleration / deceleration processing can be appropriately executed so as not to exceed Tmax. Further, the numerical control device 20 determines a variable vibration damping time constant t 2 for suppressing the variable vibration of the machine tool 10 (S27), and accelerates / decelerates using the second filter FIR 2 having the variable vibration damping time constant t 2. The process is executed (S33). Therefore, the numerical control device 20 can appropriately suppress the variable vibration of the machine tool 10 even when the frequency of the variable vibration changes according to the loaded mass M.

数値制御装置２０は、積載質量Ｍと可変制振周波数Ｆｖａｒとが非線形の関係を有することを前提として可変制振時定数ｔ２を決定する。故に、数値制御装置２０は、積載質量Ｍが変化したことに応じて可変制振周波数Ｆｖａｒが変化する場合でも、可変振動を抑制可能な可変制振時定数ｔ２を精度良く決定できる。 The numerical control device 20 determines the variable damping time constant t 2 on the premise that the loaded mass M and the variable damping frequency Fvar have a non-linear relationship. Therefore, the numerical control device 20 can accurately determine the variable vibration damping time constant t 2 capable of suppressing the variable vibration even when the variable vibration damping frequency Fvar changes according to the change in the loaded mass M.

数値制御装置２０は、工作機械１の固有振動を抑制する為の固定制振時定数ｔ３を決定し（Ｓ２９）、固定制振時定数ｔ３を有する第三フィルタＦＩＲ３を用いて加減速処理を実行する（Ｓ３３）。故に、数値制御装置２０は、積載質量Ｍに応じて変化しない工作機械１０の振動を適切に抑制できる。 The numerical control device 20 determines a fixed vibration damping time constant t 3 for suppressing the natural vibration of the machine tool 1 (S29), and accelerates / decelerates using a third filter FIR 3 having a fixed vibration damping time constant t 3 (S29). Is executed (S33). Therefore, the numerical control device 20 can appropriately suppress the vibration of the machine tool 10 which does not change according to the loaded mass M.

数値制御装置２０は、積載質量Ｍを推定し（Ｓ１９〜Ｓ２３）、推定した積載質量Ｍに基づいて、トルク抑制時定数ｔ１及び可変制振時定数ｔ２を決定する（Ｓ２５、Ｓ２７）。該時、数値制御装置２０は、積載質量Ｍが未定である場合でも、トルク抑制時定数ｔ１及び可変制振時定数ｔ２を精度良く決定できる。該時、数値制御装置２０は、積載質量Ｍに関する事前情報が不要となる。故に、数値制御装置２０は、作業者が予め積載質量Ｍを測定しなくても、トルク抑制時定数ｔ１及び可変制振時定数ｔ２を精度良く決定できる。 The numerical control device 20 estimates the load mass M (S19 to S23), and determines the torque suppression time constant t 1 and the variable vibration suppression time constant t 2 based on the estimated load mass M (S25, S27). At this time, the numerical control device 20 can accurately determine the torque suppression time constant t 1 and the variable vibration suppression time constant t 2 even when the load mass M is undecided. At this time, the numerical control device 20 does not need prior information regarding the load mass M. Therefore, the numerical control device 20 can accurately determine the torque suppression time constant t 1 and the variable vibration suppression time constant t 2 without the operator measuring the load mass M in advance.

数値制御装置２０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にテーブル５０を移動可能である。数値制御装置２０は、Ｘ軸及びＹ軸の夫々についてトルク抑制時定数ｔ１、可変制振時定数ｔ２、及び固定制振時定数ｔ３を決定し、Ｘ軸及びＹ軸の夫々について加減速処理を実行する。従って、数値制御装置２０は、Ｘ軸モータ１３及びＹ軸モータ１４の夫々について最大トルクが積載質量Ｍに応じて変化しても、加減速処理を適切に実行できる。 The numerical control device 20 can move the table 50 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The numerical control device 20 determines the torque suppression time constant t 1 , the variable vibration suppression time constant t 2 , and the fixed vibration suppression time constant t 3 for each of the X-axis and the Y-axis, and adds the torque suppression time constant t 3 for each of the X-axis and the Y-axis. Execute deceleration processing. Therefore, the numerical control device 20 can appropriately execute the acceleration / deceleration process even if the maximum torque of each of the X-axis motor 13 and the Y-axis motor 14 changes according to the load mass M.

数値制御装置２０は、加減速処理時の移動平均フィルタとして、ＦＩＲフィルタを用いる。これにより数値制御装置２０は、加減速処理により速度波形を平滑化できる。 The numerical control device 20 uses an FIR filter as a moving average filter during acceleration / deceleration processing. As a result, the numerical control device 20 can smooth the velocity waveform by the acceleration / deceleration process.

＜変形例＞
図６を参照し、変形例における主処理について説明する。図５と異なる点は、使用者が入力部１７（図２参照）を介して入力した積載質量Ｍに基づいてトルク抑制時定数ｔ１（ｘ）、ｔ１（ｙ）、可変制振時定数ｔ２（ｘ）、ｔ２（ｙ）、固定制振時定数ｔ３（ｘ）、ｔ３（ｙ）を決定する点である。該為、ＣＰＵ２１は積載質量の推定を行わない。以下、図５と相違する処理について詳細に説明し、同一処理についての説明は簡略化する。 <Modification example>
The main processing in the modified example will be described with reference to FIG. The difference from FIG. 5 is that the torque suppression time constants t 1 (x), t 1 (y), and the variable vibration suppression time constant are based on the load mass M input by the user via the input unit 17 (see FIG. 2). This is a point for determining t 2 (x), t 2 (y), fixed vibration suppression time constants t 3 (x), and t 3 (y). Therefore, the CPU 21 does not estimate the loaded mass. Hereinafter, the processing different from that of FIG. 5 will be described in detail, and the description of the same processing will be simplified.

ＣＰＵ２１は、入力部１７を介して使用者が入力した積載質量Ｍを取得する（Ｓ５１）。ＣＰＵ２１は、取得した積載質量Ｍに対応する負荷質量Ｍ１（ｘ）と、定格トルクＴｍａｘ（ｘ）、最大速度Ｖｍａｘ（ｘ）を式（２）に代入してトルク抑制時定数ｔ１（ｘ）を決定し、取得した積載質量Ｍに対応する負荷質量Ｍ１（ｙ）と、定格トルクＴｍａｘ（ｙ）、最大速度Ｖｍａｘ（ｙ）を式（２）に代入してトルク抑制時定数ｔ１（ｙ）を決定する（Ｓ５３）。ＣＰＵ２１は、取得した積載質量Ｍに対応する移動物質量Ｍ２（ｘ）と係数ｋ（ｘ）を式（４）に代入して可変制振時定数ｔ２（ｘ）を決定し、取得した積載質量Ｍに対応する移動物質量Ｍ２（ｙ）と係数ｋ（ｙ）を式（４）に代入して可変制振時定数ｔ２（ｙ）を決定する（Ｓ５５）。ＣＰＵ２１は、固定制振周波数Ｆｆｉｘ（ｘ）を式（５）に代入して固定制振時定数ｔ３（ｘ）を決定し、固定制振周波数Ｆｆｉｘ（ｙ）を式（５）に代入して固定制振時定数ｔ３（ｙ）を決定する（Ｓ５７）。ＣＰＵ２１は、決定したトルク抑制時定数ｔ１（ｘ）、ｔ１（ｙ）、可変制振時定数ｔ２（ｘ）、ｔ２（ｙ）、固定制振時定数ｔ３（ｘ）、ｔ３（ｙ）をＲＡＭ２３に記憶する（Ｓ５９）。 The CPU 21 acquires the load mass M input by the user via the input unit 17 (S51). The CPU 21 substitutes the load mass M 1 (x) corresponding to the acquired load mass M, the rated torque Tmax (x), and the maximum speed Vmax (x) into the equation (2), and the torque suppression time constant t 1 (x). ) Is determined, and the load mass M 1 (y) corresponding to the acquired load mass M, the rated torque Tmax (y), and the maximum speed Vmax (y) are substituted into the equation (2), and the torque suppression time constant t 1 (Y) is determined (S53). The CPU 21 substitutes the amount of moving material M 2 (x) and the coefficient k (x) corresponding to the acquired loaded mass M into the equation (4) to determine the variable vibration damping time constant t 2 (x), and acquires the variable vibration damping time constant t 2 (x). The variable vibration damping time constant t 2 (y) is determined by substituting the moving substance amount M 2 (y) corresponding to the loaded mass M and the coefficient k (y) into the equation (4) (S55). The CPU 21 substitutes the fixed damping frequency Ffix (x) into the equation (5) to determine the fixed damping time constant t 3 (x), and substitutes the fixed damping frequency Ffix (y) into the equation (5). To determine the fixed vibration damping time constant t 3 (y) (S57). The CPU 21 has determined torque suppression time constants t 1 (x), t 1 (y), variable vibration suppression time constants t 2 (x), t 2 (y), fixed vibration suppression time constants t 3 (x), t. 3 (y) is stored in the RAM 23 (S59).

ＣＰＵ２１は、記憶装置２４に記憶したＮＣプログラムの指令を１つ読み出す（Ｓ６１）。ＣＰＵ２１は、読み出した指令に応じた工作機械１０の動作が、早送り動作であるか判定する（Ｓ６３）。ＣＰＵ２１は、早送り動作であると判定した場合（Ｓ６３：ＹＥＳ）、工作機械１０が早送り動作で駆動するように、工作機械１０を制御する（Ｓ６５）。該処理の詳細は、図５のＳ３３と同一である。ＣＰＵ２１は、処理をＳ６９に進める。一方、ＣＰＵ２１は、早送り動作でないと判定した場合（Ｓ６３：ＮＯ）、読み出した指令に応じた通常動作で工作機械１０が駆動するように、工作機械１０を制御する（Ｓ６７）。該処理の詳細は図５のＳ１５と同一である。ＣＰＵ２１は、処理をＳ６９に進める。 The CPU 21 reads out one command of the NC program stored in the storage device 24 (S61). The CPU 21 determines whether the operation of the machine tool 10 in response to the read command is a fast-forward operation (S63). When the CPU 21 determines that the fast-forward operation is performed (S63: YES), the CPU 21 controls the machine tool 10 so that the machine tool 10 is driven by the fast-forward operation (S65). The details of the process are the same as in S33 of FIG. The CPU 21 advances the process to S69. On the other hand, when the CPU 21 determines that the fast-forward operation is not performed (S63: NO), the CPU 21 controls the machine tool 10 so that the machine tool 10 is driven by the normal operation according to the read command (S67). The details of the process are the same as in S15 of FIG. The CPU 21 advances the process to S69.

ＣＰＵ２１は、Ｓ６１の処理で、ＮＣプログラムの最後の指令を読み出したか判定する（Ｓ６９）。ＣＰＵ２１は、ＮＣプログラムの最後の指令を読み出していないと判定した場合（Ｓ６９：ＮＯ）、処理をＳ６１に戻す。ＣＰＵ２１は、Ｓ６１の処理で、ＮＣプログラムの最後の指令を読み出したと判定した場合（Ｓ６９：ＹＥＳ）、主処理を終了する。 The CPU 21 determines whether or not the last command of the NC program has been read in the process of S61 (S69). When the CPU 21 determines that the last command of the NC program has not been read (S69: NO), the process returns to S61. When the CPU 21 determines in the process of S61 that the last command of the NC program has been read (S69: YES), the CPU 21 ends the main process.

＜その他の変形例＞
本発明は上記実施形態に限らない。加減速制御に用いた時定数の数は３つ（トルク抑制時定数ｔ１、可変制振時定数ｔ２、固定制振時定数ｔ３）に限らず、他の時定数が用いられてもよい。 <Other variants>
The present invention is not limited to the above embodiment. The number of time constants used for acceleration / deceleration control is not limited to three (torque suppression time constant t 1 , variable vibration suppression time constant t 2 , fixed vibration suppression time constant t 3 ), and other time constants may be used. Good.

数値制御装置２０は、式（２）に基づいてトルク抑制時定数ｔ１を決定し、式（４）に基づいて可変制振時定数ｔ２を決定した。これに対して数値制御装置２０は、別の方法でトルク抑制時定数ｔ１、可変制振時定数ｔ２を決定してもよい。例えば数値制御装置２０は、積載質量Ｍが０ｋｇ、１００ｋｇ、２５０ｋｇの場合のトルク抑制時定数ｔ１、可変制振時定数ｔ２を予め算出し、ＲＯＭ２２に記憶していてもよい。以下、積載質量Ｍが０ｋｇ、１００ｋｇ、２５０ｋｇの場合の夫々のトルク抑制時定数ｔ１を、ｔ１（０）、ｔ１（１００）、ｔ１（２５０）と表記する。積載質量Ｍが０ｋｇ、１００ｋｇ、２５０ｋｇの場合の夫々の可変制振時定数ｔ２を、ｔ２（０）、ｔ２（１００）、ｔ２（２５０）と表記する。数値制御装置２０は、例えば積載質量Ｍが０〜１００ｋｇの範囲内の値（Ｍａと表記する）の場合、トルク抑制時定数ｔ１（０）、ｔ１（１００）、可変制振時定数ｔ２（０）、ｔ２（１００）、を用いた線形補完により、以下の式（１１−１）（１１−２）に基づいてトルク抑制時定数ｔ１と可変制振時定数ｔ２を算出してもよい。
ｔ１ ＝ （ｔ１（１００）−ｔ１（０））×Ｍａ／（１００−０） （１１−１）
ｔ２ ＝ （ｔ２（１００）−ｔ２（０））×Ｍａ／（１００−０） （１１−２） The numerical control device 20 determines the torque suppression time constant t 1 based on the equation (2), and determines the variable vibration suppression time constant t 2 based on the equation (4). On the other hand, the numerical control device 20 may determine the torque suppression time constant t 1 and the variable vibration suppression time constant t 2 by another method. For example, the numerical control device 20 may calculate in advance the torque suppression time constant t 1 and the variable vibration suppression time constant t 2 when the loaded mass M is 0 kg, 100 kg, and 250 kg, and store them in the ROM 22. Hereinafter, the torque suppression time constants t 1 when the loaded mass M is 0 kg, 100 kg, and 250 kg are referred to as t 1 (0), t 1 (100), and t 1 (250), respectively. The variable vibration damping time constants t 2 when the loaded mass M is 0 kg, 100 kg, and 250 kg are referred to as t 2 (0), t 2 (100), and t 2 (250). For example, when the load mass M is a value in the range of 0 to 100 kg (expressed as Ma), the numerical control device 20 has a torque suppression time constant t 1 (0), t 1 (100), and a variable vibration suppression time constant t. The torque suppression time constant t 1 and the variable vibration suppression time constant t 2 are calculated based on the following equations (11-1) and (11-2) by linear complementation using 2 (0) and t 2 (100). You may.
t 1 = (t 1 (100) -t 1 (0)) x Ma / (100-0) (11-1)
t 2 = (t 2 (100) -t 2 (0)) x Ma / (100-0) (11-2)

同様に、数値制御装置２０は、例えば積載質量Ｍが１００〜２５０ｋｇの範囲内の値（Ｍｂと表記する）の場合、トルク抑制時定数ｔ１（１００）、ｔ１（２５０）、可変制振時定数ｔ２（１００）、ｔ２（２５０）を用いた線形補完により、以下の式（１２−１）（１２−２）に基づいてトルク抑制時定数ｔ１と可変制振時定数ｔ２を算出してもよい。
ｔ１ ＝ （ｔ１（２５０）−ｔ１（１００））×Ｍｂ／（２５０−１００） （１２−１）
ｔ２ ＝ （ｔ２（２５０）−ｔ２（１００））×Ｍｂ／（２５０−１００） （１２−２） Similarly, in the numerical control device 20, for example, when the loaded mass M is a value in the range of 100 to 250 kg (denoted as Mb), the torque suppression time constants t 1 (100), t 1 (250), and variable vibration damping By linear complementation using the time constants t 2 (100) and t 2 (250), the torque suppression time constant t 1 and the variable vibration suppression time constant t 2 are based on the following equations (12-1) and (12-2). May be calculated.
t 1 = (t 1 (250) -t 1 (100)) x Mb / (250-100) (12-1)
t 2 = (t 2 (250) -t 2 (100)) x Mb / (250-100) (12-2)

図４に示すグラフが線形近似され、近似関数が予め導出されてもよい。数値制御装置２０は、導出した近似関数に積載質量Ｍを代入することにより、可変制振周波数Ｆｖａｒを算出し、式（４）に代入することで可変制振時定数ｔ２を決定してもよい。 The graph shown in FIG. 4 may be linearly approximated and an approximate function may be derived in advance. Even if the numerical control device 20 calculates the variable vibration damping frequency Fvar by substituting the loaded mass M into the derived approximate function and substitutes it in the equation (4) to determine the variable vibration damping time constant t 2. Good.

数値制御装置２０は、トルク抑制時定数ｔ１を有する第一フィルタＦＩＲ１、及び、可変制振時定数ｔ２を有する第二フィルタＦＩＲ２のみを用いて加減速制御を行ってもよい。この場合、数値制御装置２０は、固定制振時定数ｔ３を有する第三フィルタ３を用いなくてもよい。加減速制御は、Ｘ軸又はＹ軸のうち何れか一方について実行され、他方は実行されなくてもよい。加減速処理に用いる移動平均フィルタは、ＦＩＲフィルタに限らず、無限インパルス応答フィルタ（ＩＩＲフィルタ）でもよい。可変制振時定数ｔ２及び可変制振時定数ｔ２に応じたＦＩＲフィルタを２つ以上用いて加減速処理を行っても良い。固定制振時定数ｔ３及び固定制振時定数ｔ３に応じたＦＩＲフィルタを２つ以上用いて加減速処理を行っても良い。Ｘ軸の加減速制御を行う際にＹ軸の時定数も用いても良い。例えば、Ｘ軸のトルク抑制時定数ｔ１（ｘ）と、Ｘ軸の可変制振時定数ｔ２（ｘ）と、Ｙ軸の可変制振時定数ｔ２（ｙ）と、Ｘ軸の固定制振時定数ｔ３（ｘ）の４つの時定数に対応するＦＩＲフィルタを用いて加減速処理を行っても良い。同様にＹ軸の加減速制御を行う際に、Ｘ軸の時定数も用いても良い。Ｚ軸の加減速を行う際に、Ｘ軸やＹ軸の加減速時定数を用いても良い。 The numerical control device 20 comprises a first filter FIR1 having time constants t 1 torque restriction, and may be carried out acceleration and deceleration control using only the second filter FIR2 having a variable damping time constant t 2. In this case, the numerical control device 20 does not have to use the third filter 3 having the fixed vibration damping time constant t 3 . Acceleration / deceleration control may be performed on either the X-axis or the Y-axis and may not be performed on the other. The moving average filter used for the acceleration / deceleration process is not limited to the FIR filter, but may be an infinite impulse response filter (IIR filter). Acceleration / deceleration processing may be performed using two or more FIR filters corresponding to the variable vibration damping time constant t 2 and the variable vibration damping time constant t 2 . Acceleration / deceleration processing may be performed using two or more FIR filters corresponding to the fixed vibration damping time constant t 3 and the fixed vibration damping time constant t 3 . The Y-axis time constant may also be used when performing X-axis acceleration / deceleration control. For example, the X-axis torque suppression time constant t 1 (x), the X-axis variable vibration suppression time constant t 2 (x), the Y-axis variable vibration suppression time constant t 2 (y), and the X-axis fixation. Acceleration / deceleration processing may be performed using an FIR filter corresponding to the four time constants of the vibration damping time constant t 3 (x). Similarly, when performing acceleration / deceleration control on the Y-axis, the time constant on the X-axis may also be used. When accelerating or decelerating the Z-axis, the acceleration / deceleration time constant of the X-axis or the Y-axis may be used.

＜その他＞
工作機械１は本発明の「機械」の一例である。ＣＰＵ２１は本発明の「制御部」の一例である。Ｓ２５、Ｓ５３の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の「第一決定部」の一例である。Ｓ２７、Ｓ５５の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の「第二決定部」の一例である。Ｓ３３、Ｓ６５の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の「処理部」の一例である。Ｓ２９、Ｓ５７の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の「第三決定部」の一例である。Ｓ２５、Ｓ５３の処理は本発明の「第一決定工程」の一例である。Ｓ２７、Ｓ５５の処理は本発明の「第二決定工程」の一例である。Ｓ３３、Ｓ６５の処理は本発明の「処理工程」の一例である。 <Others>
The machine tool 1 is an example of the "machine" of the present invention. The CPU 21 is an example of the "control unit" of the present invention. The CPU 21 that performs the processes of S25 and S53 is an example of the "first determination unit" of the present invention. The CPU 21 that performs the processing of S27 and S55 is an example of the "second determination unit" of the present invention. The CPU 21 that performs the processing of S33 and S65 is an example of the "processing unit" of the present invention. The CPU 21 that performs the processes of S29 and S57 is an example of the "third determination unit" of the present invention. The processing of S25 and S53 is an example of the "first determination step" of the present invention. The treatments of S27 and S55 are an example of the "second determination step" of the present invention. The treatment of S33 and S65 is an example of the "treatment step" of the present invention.

１ ：工作機械
４ ：工具
９ ：主軸
１０ ：工作機械
１３ ：Ｘ軸モータ
１４ ：Ｙ軸モータ
１６ ：操作盤
２０ ：数値制御装置
２１ ：ＣＰＵ
５０ ：テーブル
ＦＩＲ１ ：第一フィルタ
ＦＩＲ２ ：第二フィルタ
ＦＩＲ３ ：第三フィルタ
Ｆｆｉｘ ：固定制振周波数
Ｆｖａｒ ：可変制振周波数
Ｍ ：積載質量
ｔ１ ：トルク抑制時定数
ｔ２ ：可変制振時定数
ｔ３ ：固定制振時定数 1: Machine tool 4: Tool 9: Main shaft 10: Machine tool 13: X-axis motor 14: Y-axis motor 16: Operation panel 20: Numerical control device 21: CPU
50: Table FIR1: First filter FIR2: Second filter FIR3: Third filter Ffix: Fixed damping frequency Fvar: Variable damping frequency M: Loaded mass t1: Torque suppression time constant t2: Variable damping time constant t3: Fixed Vibration suppression time constant

Claims (7)

テーブルをモータで移動し、主軸に装着した工具で前記テーブル上に治具で支持した被削材を加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブルの位置指令から生成した速度波形をフィルタで処理する加減速処理を実行可能な制御部を備えた数値制御装置において、
前記制御部は、
前記治具、及び、前記テーブル上の前記被削材を含む積載物の質量である積載質量に応じて変化する前記モータの最大トルクに応じた時定数であるトルク抑制時定数を決定する第一決定部と、
前記積載質量に応じて変化する前記機械に固有の振動周波数に応じた可変制振周波数の逆数を、可変制振時定数として決定する第二決定部と、
前記第一決定部により決定した前記トルク抑制時定数を有する第一フィルタと、前記第二決定部により決定した前記可変制振時定数を有する第二フィルタを用いて前記加減速処理を実行する処理部と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。 The table is moved by a motor, the operation of a machine capable of processing a work material supported by a jig on the table with a tool mounted on the spindle is controlled, and the velocity waveform generated from the position command of the table is processed by a filter. In a numerical control device equipped with a control unit capable of executing acceleration / deceleration processing
The control unit
First, the torque suppression time constant, which is the time constant according to the maximum torque of the motor, which changes according to the load mass, which is the mass of the load including the work material on the jig and the work material, is determined. Decision department and
A second determination unit that determines the reciprocal of the variable damping frequency according to the vibration frequency peculiar to the machine, which changes according to the loaded mass, as the variable damping time constant.
A process of executing the acceleration / deceleration process using the first filter having the torque suppression time constant determined by the first determination unit and the second filter having the variable vibration damping time constant determined by the second determination unit. A numerical control device characterized by having a unit. 前記積載質量と前記可変制振周波数とが非線形の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 The numerical control device according to claim 1, wherein the loaded mass and the variable vibration damping frequency have a non-linear relationship. 前記制御部は、
前記積載質量に応じて変化しない前記機械に固有の振動周波数に応じた固定制振周波数の逆数を、固定制振時定数として決定する第三決定部を更に備え、
前記処理部は、
前記第三決定部により決定した前記固定制振時定数を有する第三フィルタを更に用いて前記加減速処理を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御装置。 The control unit
Further provided with a third determination unit that determines the reciprocal of the fixed vibration damping frequency according to the vibration frequency peculiar to the machine, which does not change according to the loaded mass, as the fixed vibration damping time constant.
The processing unit
The numerical control device according to claim 1 or 2, wherein the acceleration / deceleration process is further performed by further using a third filter having the fixed vibration damping time constant determined by the third determination unit. 前記制御部は、
前記テーブルの移動時、前記モータのトルクと加速度とを取得する取得部と、
前記取得部により取得した前記トルクと前記加速度とに基づき、前記積載質量を推定する推定部と
を更に実行し、
前記第一決定部は、
前記推定部により推定した前記積載質量に基づき、前記トルク抑制時定数を決定し、
前記第二決定部は、
前記推定部により推定した前期積載質量に基づき、前記可変制振時定数を決定することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の数値制御装置。 The control unit
An acquisition unit that acquires the torque and acceleration of the motor when the table is moved,
Based on the torque and the acceleration acquired by the acquisition unit, the estimation unit for estimating the loaded mass is further executed.
The first decision unit
The torque suppression time constant is determined based on the load mass estimated by the estimation unit.
The second decision unit
The numerical control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the variable vibration damping time constant is determined based on the load mass estimated in the previous period by the estimation unit. 前記テーブルは、交差する二軸方向へ移動可能であって、
前記モータは、前記二軸方向の軸毎に夫々設け、
前記第一決定部は、前記軸毎に前記トルク抑制時定数を決定し、
前記第二決定部は、前記軸毎に前記可変制振時定数を決定し、
前記処理部は、前記軸毎に前記加減速処理を実行可能であること
を特徴とする請求項１から４の何れかに記載の数値制御装置。 The table is movable in the intersecting biaxial directions and
The motor is provided for each of the axes in the biaxial direction.
The first determination unit determines the torque suppression time constant for each of the axes.
The second determination unit determines the variable vibration damping time constant for each of the axes.
The numerical control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the processing unit can execute the acceleration / deceleration process for each of the axes. 前記フィルタはＦＩＲフィルタであることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の数値制御装置。 The numerical control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the filter is an FIR filter. テーブルをモータで移動し、主軸に装着した工具で前記テーブル上に治具で支持した被削材を加工可能な機械の動作を制御し、前記テーブルの位置指令から生成した速度波形をフィルタで処理する加減速処理を実行可能な制御方法であって、
前記治具、及び、前記テーブル上の前記被削材を含む積載物の質量である積載質量に応じて変化する前記モータの最大トルクに応じた時定数であるトルク抑制時定数を決定する第一決定工程と、
前記積載質量に応じて変化する前記機械に固有の振動周波数に応じた可変制振周波数の逆数を、可変制振時定数として決定する第二決定工程と、
前記第一決定工程により決定した前記トルク抑制時定数を有する第一フィルタと、前記第二決定工程により決定した前記可変制振時定数を有する第二フィルタを用いて前記加減速処理を実行する処理工程と
を備えたことを特徴とする制御方法。 The table is moved by a motor, the operation of a machine capable of processing a work material supported by a jig on the table with a tool mounted on the spindle is controlled, and the velocity waveform generated from the position command of the table is processed by a filter. It is a control method that can execute acceleration / deceleration processing.
First, the torque suppression time constant, which is the time constant according to the maximum torque of the motor, which changes according to the load mass, which is the mass of the load including the work material on the jig and the work material, is determined. The decision process and
The second determination step of determining the reciprocal of the variable damping frequency according to the vibration frequency peculiar to the machine, which changes according to the loaded mass, as the variable damping time constant.
A process of executing the acceleration / deceleration process using the first filter having the torque suppression time constant determined by the first determination step and the second filter having the variable vibration damping time constant determined by the second determination step. A control method characterized by having a process.
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