JP7126576B1 - 送り軸の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃や振動を低減しながら、微動機構を用いることなく、コーナー部で発生する軌跡誤差を低減すること。【解決手段】ＮＣプログラムの移動指令を補間、フィルタ処理した位置指令により工作機械の制御応答性が低い送り軸を駆動し、フィルタ処理に起因して生じる目標位置からの工具位置のずれ量を制御応答性が高い送り軸で補正するよう、ＮＣプログラムの移動指令を補間、フィルタ処理した位置指令を補正して制御応答性が高い送り軸を駆動するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、コーナー部で発生する軌跡誤差を低減した工作機械の送り軸の制御方法および制御装置に関する。

例えば、工作機械の送り軸の制御では、ＮＣプログラムを実行する間、工具軌跡のコーナー部では各送り軸の速度が急激に変化するため、工作機械の各部に衝撃や振動が生じることがある。こうした衝撃や振動を低減するために、送り軸の加減速制御や移動量のフィルタ処理が行われる。

こうした衝撃や振動を低減するために、送り軸の加減速制御や移動量のフィルタ処理を行うと、コーナー部において工具軌跡に誤差を生じる。こうした工具軌跡の誤差は、特に固有振動数が低く制御応答性の低い送り軸において発生する。御応答性が低いとは、固有振動数が低い状態だけでなく、制御指令で入力された操作量に対する制御対象の応答が遅い状態を意味し、例えば、送り軸の推力に対して移動させる質量が過大である状態であるときにも、制御応答性が低くなる。特許文献１には、指令された工具軌跡に対して、コーナー部で発生する軌跡誤差を低減するために、送り軸に移動方向が同じ微動機構を備えた工作機械が記載されている。

国際特許公報ＷＯ２０１６／０５１５４２

特許文献１の工作機械では、微動機構を備える必要であり、送り軸自体の質量が増大し、許容できる加速度を大きくできないという課題がある。

本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、衝撃や振動を低減しながら、微動機構を用いることなく、コーナー部で発生する軌跡誤差を低減することを目的としている。

上述の目的を達成するために、本発明によれば、制御応答性が低い送り軸と制御応答性が高い送り軸を有する工作機械の送り軸の制御方法において、ＮＣプログラムを読み取り解釈して移動指令を生成し、移動指令を補間処理して各送り軸の補間周期毎の移動量を生成し、各送り軸の補間周期毎の移動量に基づき工具の目標位置を補間周期毎に演算し、補間周期毎の工具の目標位置と、制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の移動量と、制御応答性の高い送り軸の補間周期毎の移動量とに基づいて、フィルタ処理に起因して生じる目標位置からの工具位置のずれ量を制御応答性が高い送り軸で補正する補間周期毎の補正量を演算し、
フィルタ処理した制御応答性の低い送り軸の移動量に基づいて制御応答性の低い送り軸を駆動し、制御応答性の高い送り軸の移動量に補間周期毎の補正量を加算して算出した補正後移動量に基づいて制御応答性の高い送り軸を駆動するようにした送り軸の制御方法が提供される。

更に、本発明によれば、制御応答性が低い送り軸と制御応答性が高い送り軸を有する工作機械の送り軸の制御装置において、ＮＣプログラムを読み取り解釈して移動指令を生成する読取解釈部と、移動指令を補間処理して各送り軸の補間周期毎の移動量を生成する補間部と、各送り軸の補間周期毎の移動量に基づき工具の目標位置を補間周期毎に演算する工具位置演算部と、補間周期毎の工具の目標位置と、制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の移動量と、制御応答性の高い補間周期毎の移動量とに基づいて、フィルタ処理に起因して生じる目標位置からの工具位置のずれ量を制御応答性が高い送り軸で補正する補間周期毎の補正量を演算する演算部とを具備し、
補間周期毎に平均した制御応答性の低い送り軸の移動量に基づいて制御応答性の低い送り軸を駆動し、補間周期毎に平均した制御応答性の高い送り軸の移動量に補間周期毎の補正量を加算して算出した補正後移動量に基づいて制御応答性の高い送り軸を駆動するようにした送り軸の制御装置が提供される。

本発明によれば、移動方向の異なる送り軸のうち、応答性が低い送り軸の遅れを、応答性の高い送り軸を使い補償するようにしたので、高精度・高効率加工を行うことが可能となる。

本発明の第１の実施形態による送り軸の制御装置のブロック図である。 図１の制御装置の詳細ブロック図である。 本発明の第２の実施形態による送り軸の制御装置の図２と同様のブロック図である。 本発明を実施した場合のシミュレーション工具軌跡であり、補正量を説明するための図である。 本発明を適用する工作機械の一例の一部を破断して示す側面図である。 図５の工作機械の正面図である。 本発明を適用可能な軸構成の他の例を示す略図である。 本発明を適用可能な軸構成の更に他の例を示す略図である。

以下、添付図面を参照して、本願発明の好ましい実施形態を説明する。
図５、６を参照すると、本発明を適用する工作機械の一例として、５軸の数値制御工作機械１０が図示されている。工作機械１０は、工具の姿勢を制御する２つの回転送り軸と、工具に対してワークの位置を相対的に移動する３つの直線送り軸とを備えている。工作機械１０は、工場の床面に固定された基台としてのベッド１２、ベッド１２の後端側（図５では右側）で同ベッド１２の上面に立設、固定されたコラム１４、ベッド１２の前方部分（図５では左側）の上面で前後方向またはＹ軸方向（図５では左右方向）に移動可能に設けられワークＷが固定されるテーブル２６、テーブル２６の上方に設けられ主軸２４を回転可能に支持する主軸頭２２、コラム１４の頂部で左右方向またはＸ軸方向（図５では紙面に垂直な方向）に移動可能に設けられたサドル１６、サドル１６に設けられ主軸頭２２を回転軸線Ｏaを中心として回転可能に支持する主軸頭支持部６０を具備している。主軸頭支持部６０は、サドル１６の前面で上下方向またはＺ軸方向に移動可能に取り付けられＺ軸スライダ１８と、Ｚ軸スライダ１８に第２の回転軸線としての傾斜軸線Ｏcを中心としてＣ軸方向に回転可能に支持されたＣ軸旋回軸２０とを具備している。

コラム１４の上端部には一対のＸ軸ガイドレール２８が水平なＸ軸方向（図５の紙面に垂直な方向）に延設されており、コラム１４には、該Ｘ軸ガイドレール２８上を摺動可能なガイドブロック３０が取り付けられている。サドル１６をＸ軸ガイドレール２８に沿って往復駆動するＸ軸送り装置として、Ｘ軸方向に延設されたボールねじ３２と、該ボールねじの一端に連結されたＸ軸サーボモータ３４が設けられており、サドル１６には、ボールねじ３２に係合するナット（図示せず）が取り付けられている。また、コラム１４の上端には傾斜面１４ａが形成されている。傾斜面１４ａはＸ軸に対して平行に工作機械１０の前面側から背面側へ斜め上方に延びている。傾斜面１４ａの角度は、例えば水平面（ＸＹ平面）に対して４５°とすることができる。

サドル１６の前面には、一対のＺ軸ガイドレール３６が鉛直方向であるＺ軸方向に（図５、６では上下方向）に延設されており、Ｚ軸スライダ１８には、該Ｚ軸ガイドレール３６上を摺動可能なガイドブロック３８が取り付けられている。サドル１６には、Ｚ軸スライダ１８をＺ軸ガイドレール３６に沿って往復駆動するＺ軸送り装置として、Ｚ軸方向に延設されたボールねじ４０と、該ボールねじ４０の一端に連結されたＺ軸サーボモータ４４が設けられており、Ｚ軸スライダ１８には、ボールねじ４０に係合するナットが取り付けられている（図５には、該ナットを取り付けるブラケット４２が図示されている）。

Ｚ軸スライダ１８の下端部には、Ｃ軸旋回軸２０が軸受５０によって傾斜軸線Ｏcを中心として回転可能に支持されている。傾斜軸線Ｏcは、Ｘ軸に対して垂直に工作機械１０の前面側から背面側へ斜め上方に、傾斜面１４ａに対して略平行に延びている。傾斜軸線Ｏcと傾斜面１４ａは同じ方向に傾斜していればよいが、平行に近い方が一層効果的である。Ｚ軸スライダ１８は、また、Ｃ軸旋回軸２０を回転駆動するＣ軸送り装置または第２の回転送り装置としてＣ軸サーボモータ５２を内蔵している。Ｃ軸旋回軸２０の正面側の先端部には、傾斜軸線Ｏcに対して平行に延びる左右一対の腕部２０ａ、２０ｂが形成されている。

主軸頭２２は、主軸２４を主軸軸線Ｏs周りに回転可能に支持し、該主軸２４の先端部に工具Ｔが装着される。Ｃ軸旋回軸２０の左右一対の腕部２０ａ、２０ｂの間に主軸頭２２が配設される。主軸頭２２は、両側部に形成されたＡ軸旋回軸２２ａ、２２ｂによって、傾斜軸線Ｏcに対して垂直な第１の回転軸線としての回転軸線Ｏaを中心としてＡ軸方向に回転可能に主軸頭支持部６０のＣ軸旋回軸２０の腕部２０ａ、２０ｂに支持される。Ａ軸送り装置または第１の回転送り装置として、腕部２０ａ、２０ｂの一方（本実施形態では腕部２０ａ）にＡ軸旋回軸２２ａ、２２ｂの一方（本実施形態ではＡ軸旋回軸２２ａ）に結合されたＡ軸サーボモータ２１が組み込まれている。

なお、傾斜軸線Ｏcは、主軸２４の主軸軸線Ｏsと回転軸線Ｏaとの交点Ｏの近傍を通過する。また、図６に示すように、回転軸線Ｏaが水平のＸ軸と平行となるＣ軸送り装置の回転位置をＣ軸の原点位置とする。更に、Ｃ軸が原点位置にあるとき、主軸２４の主軸軸線Ｏsが鉛直となるＡ軸送り装置の回転位置をＡ軸の原点位置とする。

Ａ軸およびＣ軸が原点位置にあるとき、主軸２４端面および該主軸２４に装着された工具Ｔは、ワーク（図示せず）を取り付けるテーブル２６に対面する。ベッド１２の上面には、一対のＹ軸ガイドレール４６が水平なＹ軸方向（図５の左右方向）に延設されており、テーブル２６には、該Ｙ軸ガイドレール４６上を摺動可能なガイドブロック４８が取り付けられている。ベッド１２には、また、テーブル２６をＹ軸ガイドレール４６に沿って往復駆動するＹ軸送り装置として、Ｙ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＹ軸サーボモータ５１が設けられており、テーブル２６には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。

Ｘ軸サーボモータ３４、Ｙ軸サーボモータ５１、Ｚ軸サーボモータ４４、Ａ軸サーボモータ２１およびＣ軸サーボモータ５２は、工作機械１０の制御装置１００（図５）に接続されており、該制御装置１００によって制御される。

図１を参照すると、制御装置１００は、読取解釈部１０２、補間部１０４、フィルタ１０６、サーボ制御部１０８、工具位置演算部１１０および補正演算部１１２を主要な構成要素として具備する。読取解釈部１０２はＮＣプログラム１３０を読み込み、移動指令１１４を補間部１０４に送出する。補間部１０４は、補間周期毎に各送り軸の移動量１１６を演算する。例えば、補間部１０４は、移動指令１１４に基づいて設定された時間間隔ごとの移動量１１６を算出する。補間部１０４からの各送り軸の移動量１１６は、フィルタ１０６を介してサーボ制御部１０８に出力される。サーボ制御部１０８は、各送り軸の移動量１１８に基づいて各送り軸のサーボモータへ供給する電流１２０を出力し、工作機械１０のＸ軸サーボモータ３４、Ｙ軸サーボモータ５１、Ｚ軸サーボモータ４４、Ａ軸サーボモータ２１、Ｃ軸サーボモータ５２を駆動する。

制御装置１００は、CPU（中央演算素子）、RAM（ランダムアクセスメモリ）やROM（リードオンリーメモリ）のようなメモリ装置、HDD（ハードディスクドライブ）やSSD（ソリッドステートドライブ）のような記憶デバイス、出入力ポート、および、これらを相互接続する双方向バスを含むコンピュータおよび関連するソフトウェアから構成することができ、特に、一般的なＮＣ装置の一部としてソフトウェア的に構成することができる。

図２を参照して、制御装置１００を更に詳細に説明する。
補間部１０４は、読取解釈部１０２が読み取り解釈したＮＣプログラム１３０に記載されている移動指令（工具の位置、姿勢）を補間周期毎に逆運動学的に演算、加減速処理してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各送り軸の移動量ｑ_0X、ｑ_0Y、ｑ_0Z、ｑ_0A、ｑ_0Cを求め、フィルタ１０６へ出力する。

フィルタ１０６は、各送り軸の移動量ｑ_0X、ｑ_0Y、ｑ_0Z、ｑ_0A、ｑ_0Cに対してフィルタ処理を行う。フィルタ処理は、好ましくは移動平均処理である。フィルタ１０６は、補間部１０４が補間周期毎に生成する各送り軸の移動量のデータを時系列的に格納し、これを所定数の直近の移動量を抽出して補間周期毎に平均し、フィルタ後移動量を生成する。

フィルタ１０６は、制御応答性が高い送り軸については弱いフィルタ処理を行い、制御応答性が高い送り軸については強いフィルタ処理を行う。本実施形態では、Ｘ軸とＹ軸は、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸に比べて固有振動数が相対的に低く、制御応答性が低くなっている。Ｚ軸、Ａ軸およびＣ軸については弱いフィルタ処理（移動平均）を行い、平均する補間部１０４の移動量ｑ_0Z、ｑ_0A、ｑ_0Cのデータ数（第１の所定数）を少なくし、Ｘ軸とＹ軸についてフィルタ処理（移動平均）する際の移動量ｑ_0X、ｑ_0Yのデータ数（第２の所定数）をより多くする。

御応答性が低い送り軸は、固有振動数が低い場合のみならず、例えば、送り軸の推力に対して移動させる質量が過大である場合にも制御応答性が低くなる。本発明は、こうした場合にも適用することができる。

例えば、フィルタ１０６は、フィルタ処理前のＸ軸とＹ軸の移動量ｑ_0X、ｑ_0Yに対して第２の所定数として１０個の時系列データを補間周期毎に平均してフィルタ処理後のＸ軸およびＹ軸の移動量ｑ_X、ｑ_Yを出力し、フィルタ処理前のＺ軸、Ａ軸およびＣ軸の移動量ｑ_0Z、ｑ_0A、ｑ_0C対して第１の所定数として５個の時系列データを補間周期毎に平均してフィルタ処理後のＺ軸、Ａ軸およびＣ軸の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cを出力する。

工具位置演算部１１０は、補間部１０４が出力するフィルタ処理前のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各送り軸の移動量ｑ_0X、ｑ_0Y、ｑ_0Z、ｑ_0A、ｑ_0Cに基づき、工具位置ｒ_0X、ｒ_0Y、ｒ_0Zを順運動学的に演算する。工具位置は、工具Ｔがボールエンドミルの場合、工具Ｔの先端部のボール部の中心の座標である。工具位置は、フィルタ処理する前の位置指令が示す位置にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の送り軸があることを前提とした工具位置である（目標工具位置）。

補正演算部１１２は、工具位置演算部１１０から工具位置ｒ_0X、ｒ_0Y、ｒ_0Zを受け取る。補正演算部１１２は、また、フィルタ１０６からフィルタ処理後のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各送り軸の移動量ｑ_X、ｑ_Y、ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cを受け取る。補正演算部１１２は、工具位置ｒ_0X、ｒ_0Y、ｒ_0Zと、フィルタ処理後の移動量ｑ_X、ｑ_Y、ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cに基づき、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸のフィルタ処理後の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cに対する移動量補正値Δｑ_Z、Δｑ_A、Δｑ_Cを演算する。移動量補正値Δｑ_Z、Δｑ_A、Δｑ_Cは、フィルタ１０６からのＺ軸、Ａ軸、Ｃ軸のフィルタ処理後の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cに加算され、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の補正後移動量ｑ′_Z、ｑ′_A、ｑ′_Cが、Ｘ軸およびＹ軸のフィルタ処理後移動量ｑ_X、ｑ_Yと共にサーボ制御部１０８へ入力される。

図４を参照して、補正後移動量について説明する。
図４は、ＸＹ平面内で、工具の移動方向を９０°変更するコーナー部、つまりＸＹ平面内で９０°屈曲する工具軌跡を示している。従来、こうした場合、ＮＣプログラム上では、実線で示す直線的に９０°屈曲する工具軌跡を描くように移動指令となっていても、実際には、補間部１０４からの移動量１１６をフィルタ１０６においてフィルタ処理することによって、工具Ｔは、二点鎖線で示すように、ＮＣプログラムが指示する実線の工具軌跡から内回りしてしまう。補正演算部１１２は、制御応答性の高いＺ軸、Ａ軸およびＣ軸を用いて、工具Ｔが、つまり工具位置が、ＮＣプログラムが指示する実線の工具軌跡に沿って移動するように、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸のフィルタ処理後の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cを補正する。或いは、補正演算部１１２は、実線の工具軌跡と、二点鎖線の工具軌跡のずれを補正するように、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸のフィルタ処理後の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cを補正する。図４の例では、Ａ軸およびＣ軸を補正することにより、工具Ｔの中心軸線は、補正前の中心軸線Ｏ′から中心軸線Ｏに変化している。

次に、図３を参照して、制御装置１００′の変形例を説明する。本例では、フィルタは、第１のフィルタ１２６と第２のフィルタ１２８を具備している点で図１、２の制御装置１００と異なっている。図３において、図２と同様の構成要素には同じ参照符号が付されている。

第１のフィルタ１２６は、補間部１０４からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各送り軸の移動量ｑ_0X、ｑ_0Y、ｑ_0Z、ｑ_0A、ｑ_0Cを受け取り、弱いフィルタ処理を行う。第２のフィルタ１２８は、第１のフィルタ１２６で弱いフィルタ処理を行ったＸ軸、Ｙ軸の各送り軸の移動量を受け取り強いフィルタ処理を行う。例えば、第１のフィルタ１２６は、第１のフィルタ処理前のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の移動量ｑ_0X、ｑ_0Y、ｑ_0Z、ｑ_0A、ｑ_0Cに対して第１の所定数として５個の時系列データを補間周期毎に平均して第１のフィルタ処理を行い、ｑ_1X、ｑ_1Y、ｑ_z、ｑ_A、ｑ_cを出力する。第２のフィルタ１２８は、第２のフィルタ処理前のＸ軸、Ｙ軸の移動量ｑ_1X、ｑ_1Y、対して第２の所定数として第１の所定数よりも多い１０個の時系列データを補間周期毎に平均して第２のフィルタ処理を行い、Ｘ軸、Ｙ軸の移動量ｑ_X、ｑ_Yを出力する。

工具位置演算部１１０は、第１のフィルタ１２６で弱いフィルタ処理を行ったＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各送り軸の移動量ｑ_1X、ｑ_1Y、ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cを取得し、これに基づいて目標工具位置ｒ_0X、ｒ_0Y、ｒ_0Zを順運動学的に演算する。

補正演算部１１２は、工具位置演算部１１０から工具位置ｒ_0X、ｒ_0Y、ｒ_0Zを受け取る。補正演算部１１２は、また、第２のフィルタ１２８からフィルタ処理後のＸ軸およびＹ軸の移動量ｑ_X、ｑ_Yと、第１のフィルタ１２６からＺ軸、Ａ軸、Ｃ軸の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cを受け取る。補正演算部１１２は、工具位置ｒ_0X、ｒ_0Y、ｒ_0Zと、移動量ｑ_X、ｑ_Y、ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cに基づき、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸のフィルタ処理後の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cに対する移動量補正値Δｑ_Z、Δｑ_A、Δｑ_Cを演算する。移動量補正値Δｑ_Z、Δｑ_A、Δｑ_Cは、第１のフィルタ１２６からのＺ軸、Ａ軸、Ｃ軸のフィルタ処理後の移動量ｑ_Z、ｑ_A、ｑ_Cに加算され、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の補正後移動量ｑ′_Z、ｑ′_A、ｑ′_Cが、Ｘ軸およびＹ軸のフィルタ処理後移動量ｑ_X、ｑ_Yと共にサーボ制御部１０８へ入力される。

なお、既述の実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交３軸の直線送り軸と、Ａ軸、Ｃ軸の２つの回転送り軸とを有した５軸の工作機械１０に関連して本発明を説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、図７に示すように、工具位置またはロボットの手先の位置)（ＴＣＰ）が、２つの直線送り軸（Ｘ軸およびＹ軸）と、１つの回転送り軸（Ｃ軸）とによって平面内で移動する軸構成の装置に適用することができる。この場合、例えば、Ｘ軸、Ｃ軸が制御応答性が高く、Ｙ軸が制御応答性が低い場合に、Ｘ軸およびＣ軸の移動量を補正することによって、Ｙ軸の移動軌跡を補正するようにできる。

或いは、図８に示すように、工具位置またはロボットの手先の位置)（ＴＣＰ）が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直交３軸の直線送り軸と、Ａ軸、Ｂ軸の２つの回転送り軸によって、３次元的に移動する軸構成の装置に適用することもできる。この場合、例えば、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸が制御応答性が高く、Ｘ軸、Ｙ軸が制御応答性が低い場合に、Ｚ軸、Ａ軸およびＢ軸の移動量を補正することによって、Ｘ軸、Ｙ軸（ＸＹ平面内）の移動軌跡を補正するようにできる。

更に言えば、記述の実施形態では、工具を把持する主軸側に回転送り軸がある工作機械で説明したが、本願発明はこれに限定されるものではない。例えば、ワークを載置するテーブル側に回転送り軸がある工作機械でも本願発明は適用できる。一例としては、ベッド上を水平に移動する直動送り軸のＹ軸が設けられ、Ｙ軸上にＹ軸で移動可能に回転送り軸のＢ軸が設けられ、Ｂ軸上にＢ軸で回転可能に回転送り軸のＣ軸が設けられ、Ｃ軸上にＣ軸で回転可能にテーブルが構成された工作機械であって、ベッド上面に立設されたコラムに直動送り軸のＸ軸が設けられ、Ｘ軸上にＸ軸で移動可能に直動送り軸のＺ軸が設けられ、Ｚ軸上にＺ軸で移動可能に主軸が構成された工作機械が考えられる。直動送り軸のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動方向はそれぞれ互いに平行でなく、回転送り軸のＢ軸、Ｃ軸の回転軸線も異なる回転軸線で構成される。このような工作機械においても、制御応答性が高いＺ軸、Ｂ軸、Ｃ軸を用いて、制御応答性が低いＸ軸とＹ軸を補正することができる。他にも様々な軸構成で、補正される制御応答性が低い送り軸と移動方向が異なる複数の送り軸を用いることで、本願発明は適用できる。

１０ 工作機械
１２ ベッド
１４ コラム
１６ サドル
１８ Ｚ軸スライダ
２０ Ｃ軸旋回軸
２１ Ａ軸サーボモータ
２２ 主軸頭
２４ 主軸
２６ テーブル
４４ Ｚ軸サーボモータ
５０ 軸受
５１ Ｙ軸サーボモータ
５２ Ｃ軸サーボモータ
６０ 主軸頭支持部
１００ 制御装置
１０２ 読取解釈部
１０４ 補間部
１０６ フィルタ
１０８ サーボ制御部
１１０ 工具位置演算部
１１２ 補正演算部
１１４ 移動指令
１１６ 移動量
１１８ 移動量
１２０ 電流
１２６ 第１のフィルタ
１２８ 第２のフィルタ
１３０ ＮＣプログラム

Claims (12)

1. 制御応答性が低い送り軸と制御応答性が高い送り軸を有する工作機械の送り軸の制御方法において、
   ＮＣプログラムを読み取り解釈して移動指令を生成し、
   移動指令を補間処理して各送り軸の補間周期毎の移動量を生成し、
   各送り軸の補間周期毎の移動量に基づき工具の目標位置を補間周期毎に演算し、
   補間周期毎の工具の目標位置と、制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の移動量と、制御応答性の高い送り軸の補間周期毎の移動量とに基づいて、フィルタ処理に起因して生じる目標位置からの工具位置のずれ量を制御応答性が高い送り軸で補正する補間周期毎の補正量を演算し、
   フィルタ処理した制御応答性の低い送り軸の移動量に基づいて制御応答性の低い送り軸を駆動し、制御応答性の高い送り軸の移動量に補間周期毎の補正量を加算して算出した補正後移動量に基づいて制御応答性の高い送り軸を駆動するようにした送り軸の制御方法。
2. 制御応答性の高い送り軸に関して補間周期毎の移動量に対して第１のフィルタ処理を行い、
   制御応答性の低い送り軸に関して補間周期毎の移動量に対して第１のフィルタ処理よりも強い第２のフィルタ処理を行うことを更に含み、
   補間周期毎の目標位置と、制御応答性の高い送り軸の第１のフィルタ処理後の補間周期毎の移動量と、制御応答性の低い第２のフィルタ処理後の補間周期毎の移動量とに基づいて補間周期毎の補正量を演算するようにした請求項１に記載の送り軸の制御方法。
3. 第１のフィルタ処理は、第１の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均することを含み、第２のフィルタ処理は、第１の所定数よりも多い第２の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均することを含む請求項２に記載の送り軸の制御方法。
4. 各送り軸の補間周期毎の移動量について第１のフィルタ処理を行い、該補間周期毎のフィルタ処理後の移動量に基づいて補間周期毎の目標位置を演算するようにした請求項１に記載の送り軸の制御方法。
5. 制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の移動量に対して前記第１のフィルタ処理よりも強い第２のフィルタ処理を前記第１のフィルタ処理の後に行い、
   補間周期毎の目標位置と、制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の第２のフィルタ処理後の移動量と、制御応答性の高い送り軸の補間周期毎の第１のフィルタ処理後の移動量とに基づいて補間周期毎の補正量を演算するようにした請求項４に記載の送り軸の制御方法。
6. 前記第１のフィルタ処理は、第１の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均することを含み、第２のフィルタ処理は、前記所定数よりも多い第２の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均することを含む請求項５に記載の送り軸の制御方法。
7. 制御応答性が低い送り軸と制御応答性が高い送り軸を有する工作機械の送り軸の制御装置において、
   ＮＣプログラムを読み取り解釈して移動指令を生成する読取解釈部と、
   移動指令を補間処理して各送り軸の補間周期毎の移動量を生成する補間部と、
   各送り軸の補間周期毎の移動量に基づき工具の目標位置を補間周期毎に演算する工具位置演算部と、
   補間周期毎の工具の目標位置と、制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の移動量と、制御応答性の高い補間周期毎の移動量とに基づいて、フィルタ処理に起因して生じる目標位置からの工具位置のずれ量を制御応答性が高い送り軸で補正する補間周期毎の補正量を演算する演算部とを具備し、
   補間周期毎に平均した制御応答性の低い送り軸の移動量に基づいて制御応答性の低い送り軸を駆動し、補間周期毎に平均した制御応答性の高い送り軸の移動量に補間周期毎の補正量を加算して算出した補正後移動量に基づいて制御応答性の高い送り軸を駆動するようにした送り軸の制御装置。
8. 制御応答性の高い送り軸に関して補間周期毎の移動量に対して第１のフィルタ処理を行い、制御応答性の低い送り軸に関して補間周期毎の移動量に対して第１のフィルタ処理よりも強い第２のフィルタ処理を行うフィルタを更に含み、
   補間周期毎の目標位置と、制御応答性の高い送り軸の第１のフィルタ処理後の補間周期毎の移動量と、制御応答性の低い送り軸の第２のフィルタ処理後の補間周期毎の移動量とに基づいて補間周期毎の補正量を演算するようにした請求項７に記載の送り軸の制御装置。
9. 第１のフィルタは、第１の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均することを含み、第２のフィルタは、第１の所定数よりも多い第２の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均する請求項８に記載の送り軸の制御装置。
10. 各送り軸の補間周期毎の移動量についてフィルタ処理を行う第１のフィルタを具備し、該補間周期毎のフィルタ処理後の移動量に基づいて補間周期毎の目標位置を演算するようにした請求項７に記載の送り軸の制御装置。
11. 制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の移動量に対して前記第１のフィルタにおけるフィルタ処理よりも強いフィルタ処理を行う第２のフィルタを更に具備し、
    補間周期毎の目標位置と、制御応答性の高い送り軸の補間周期毎の第１のフィルタにおけるフィルタ処理後の移動量と、制御応答性の低い送り軸の補間周期毎の第２のフィルタにおけるフィルタ処理後の移動量とに基づいて補間周期毎の補正量を演算するようにした請求項１０に記載の送り軸の制御装置。
12. 第１のフィルタは、第１の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均することを含み、第２のフィルタは、第１の所定数よりも多い第２の所定数の直近の移動量を補間周期毎に平均する請求項１１に記載の送り軸の制御装置。

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