特開 2023-141961 工作機械及び工作機械の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023141961

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】工作機械及び工作機械の制御装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/416 20060101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

G05B19/416 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022048569

(22)【出願日】2022-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000137856

【氏名又は名称】シチズンマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(72)【発明者】

【氏名】林 領射

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269AB02

3C269BB03

3C269CC01

3C269CC07

3C269CC17

3C269EF02

3C269GG01

3C269MN07

3C269MN26

3C269MN27

3C269MN29

3C269PP02

(57)【要約】

【課題】本発明は、主軸を駆動する駆動部の状態を参照することで、誤差過大アラームの発生を容易に回避することが可能な工作機械及び工作機械の制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ワークを回転可能に保持する主軸を駆動する駆動部と、主軸に保持される前記ワークを加工するために工具を駆動するサーボモータと、少なくとも駆動部、及び、サーボモータへ電力を供給する電源と、サーボモータに入力される電流値を検出する電流検出部と、サーボモータに入力される上限電流値を記憶する記憶部と、サーボモータを制御して工具の駆動制御を実行する制御部と、を具備し、制御部は、主軸の起動直後に、電流検出部によって検出された電流値が上限電流値を超えた場合、加減速時定数を第１時定数から、第１時定数より電力消費が低い第２時定数に変化させてサーボモータの制御を実行する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを回転可能に保持する主軸を駆動する駆動部と、
前記主軸に保持される前記ワークを加工するために工具を駆動するサーボモータと、
少なくとも前記駆動部、及び、前記サーボモータへ電力を供給する電源と、
前記サーボモータに入力される電流値を検出する電流検出部と、
前記サーボモータに入力される上限電流値を記憶する記憶部と、
前記サーボモータを制御して前記工具の駆動制御を実行する制御部と、を具備し、
前記制御部は、前記主軸の起動直後に、前記電流検出部によって検出された電流値が前記上限電流値を超えた場合、加減速時定数を第１時定数から、前記第１時定数より電力消費が低い第２時定数に変化させて前記サーボモータの制御を実行する、
工作機械。

【請求項2】

前記電源から入力される電源電圧値を検出する電圧検出部をさらに具備し、
前記制御部は、前記主軸の起動直後に、前記電流検出部によって検出された前記電流値が前記上限電流値以下であり、且つ、前記電圧検出部によって検出された前記電源電圧値が閾値電圧値以下である場合、前記加減速時定数を前記第１時定数から、前記第１時定数より電力消費が低く、且つ、前記第２時定数より電力消費が高い第３時定数に変化させて前記サーボモータの制御を行う、
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

ワークを回転可能に保持する主軸を駆動する駆動部と、前記主軸に保持される前記ワークを加工するために工具を駆動するサーボモータと、少なくとも前記駆動部、及び、前記サーボモータへ電力を供給する電源と、を含む工作機械の制御装置であって、
前記サーボモータに入力される電流値を検出する電流検出部と、
前記サーボモータに入力される上限電流値を記憶する記憶部と、
前記サーボモータを制御して前記工具の駆動制御を実行する制御部と、を具備し、
前記制御部は、前記主軸の起動直後に、前記電流検出部によって検出された電流値が前記上限電流値を超えた場合、加減速時定数を第１時定数から、前記第１時定数より電力消費が低い第２時定数に変化させて前記サーボモータの制御を実行する、
工作機械の制御装置。

【請求項4】

前記電源から入力される電源電圧値を検出する電圧検出部をさらに具備し、
前記制御部は、前記主軸の起動直後に、前記電流検出部によって検出された前記電流値が前記上限電流値以下であり、且つ、前記電圧検出部によって検出された前記電源電圧値が閾値電圧値以下である場合、前記加減速時定数を前記第１時定数から、前記第１時定数より電力消費が低く、且つ、前記第２時定数より電力消費が高い第３時定数に変化させて前記サーボモータの制御を行う、
請求項３に記載の工作機械の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械及び工作機械の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、ワークを回転可能に支持する主軸及びワークを加工するための工具等を含んで構成される工作機械が知られている。工作機械の工具駆動機構には、サーボモータが設けられており、サーボモータに所定の電流を入力することで、工作機械の工具を動作することが可能である。

【0003】

ところで、工作機械の電源電圧が低下すると、位置の指令値に対してサーボモータの実際の位置が異なる誤差過大アラームが発生するという問題がある。

【0004】

特許文献１では、入力電圧の変動に応じて、電動モータの加速又は減速の反応性を調整する加減速時定数を増加又は減少させる制御を実行することによって、電動モータの安定動作を実現している。特許文献２では、モータへ入力される交流電源の電圧に基づいて、モータの駆動に悪影響を及ぼさないモータ出力の制限値を演算し、その制限を行うための加減速時定数、又は、送りオーバライドの制御パラメータを決定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３２５２１１４号明細書

【特許文献2】特許第５１４９４１０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

工作機械の電源電圧の変動は、最大の消費電力を有する主軸を駆動する駆動部に起因する場合が多く、特に主軸を駆動する駆動部の起動時に起きやすい。しかしながら、主軸を駆動する駆動部の制御に応じて、工具を駆動するサーボモータの加減速時定数を制御することは行われていない。

【0007】

本発明は、主軸を駆動する駆動部の状態を参照することで、誤差過大アラームの発生を容易に回避することが可能な工作機械及び工作機械の制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の実施形態に係る工作機械は、ワークを回転可能に保持する主軸を駆動する駆動部と、主軸に保持されるワークを加工するために工具を駆動するサーボモータと、少なくとも駆動部、及び、サーボモータへ電力を供給する電源と、サーボモータに入力される電流値を検出する電流検出部と、サーボモータに入力される上限電流値を記憶する記憶部と、サーボモータを制御して工具の駆動制御を実行する制御部と、を具備し、制御部は、主軸の起動直後に、電流検出部によって検出された電流値が上限電流値を超えた場合、加減速時定数を第１時定数から、第１時定数より電力消費が低い第２時定数に変化させてサーボモータの制御を実行する。

【0009】

本開示の実施形態に係る工作機械において、電源から入力される電源電圧値を検出する電圧検出部をさらに具備し、制御部は、主軸の起動直後に、電流検出部によって検出された電流値が上限電流値以下であり、且つ、電圧検出部によって検出された電源電圧値が閾値電圧値以下である場合、加減速時定数を第１時定数から、第１時定数より電力消費が低く、且つ、第２時定数より電力消費が高い第３時定数に変化させてサーボモータの制御を行うことが好ましい。

【0010】

本開示の実施形態に係る工作機械の制御装置は、ワークを回転可能に保持する主軸を駆動する駆動部と、主軸に保持されるワークを加工するために工具を駆動するサーボモータと、少なくとも駆動部、及び、サーボモータへ電力を供給する電源と、を含む工作機械の制御装置であって、サーボモータに入力される電流値を検出する電流検出部と、サーボモータに入力される上限電流値を記憶する記憶部と、サーボモータを制御して工具の駆動制御を実行する制御部と、を具備し、制御部は、主軸の起動直後に、電流検出部によって検出された電流値が上限電流値を超えた場合、加減速時定数を第１時定数から、第１時定数より電力消費が低い第２時定数に変化させてサーボモータの制御を実行する。

【0011】

本開示の実施形態に係る工作機械の制御装置において、電源から入力される電源電圧値を検出する電圧検出部をさらに具備し、制御部は、主軸の起動直後に、電流検出部によって検出された電流値が上限電流値以下であり、且つ、電圧検出部によって検出された電源電圧値が閾値電圧値以下である場合、加減速時定数を第１時定数から、第１時定数より電力消費が低く、且つ、第２時定数より電力消費が高い第３時定数に変化させてサーボモータの制御を行うことが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本開示の実施形態に係る工作機械によれば、主軸を駆動する駆動部の状態を参照することで、誤差過大アラームの発生を容易に回避することが可能な工作機械及び工作機械の制御装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態に係る工作機械の部分斜視図である。

【図2】図１に示す工作機械の内部構成を示すブロック図である。

【図3】本実施形態に係る工作機械において実行される一連のワーク加工工程を示すフローチャートである。

【図4】図３に示す一連のワーク加工工程における、サーボモータの時定数決定処理を示すフローチャートである。

【図5】図４に示す電流値の制御によって変化するサーボモータの回転速度の経時的変化の一例を示す波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る工作機械について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0015】

図１は、本実施形態に係る工作機械１の部分斜視図である。図１に示す工作機械１は、丸棒状の長尺の棒材であるワークＷを加工するための装置である。工作機械１は、ワークＷを回転可能に支持する主軸２、Ｂ軸回転工具装置３等を含んで構成される回転工具駆動装置１３、及び、後述する数値制御（Numerically Controlled、ＮＣ）装置５等を含んで構成される。

【0016】

主軸２は、支持台６に設けられている。主軸２は、Ｚ軸方向を軸線として、Ｚ軸を中心としてワークＷを回転可能に保持すると共に、駆動部ＤＵを構成する主軸モータ（第４サーボモータ）ＭＴ４で発生する動力によってワークＷを支持台６の正面側に移動可能に保持する。支持台６は、ベッド７に固定支持される。

【0017】

支持台６の正面側には、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（水平方向とも称される）に沿って延びるレール８が設置される。レール８には、第１サーボモータＭＴ１で発生する動力によって矢印α₁の方向にスライドするベース１０が装着される。ベース１０には、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向（鉛直方向とも称される）に沿って延びるレール１１が設置される。レール１１には、第２サーボモータＭＴ２で発生する動力によって矢印α₂の方向にスライドする回転工具駆動装置１３が装着される。

【0018】

回転工具駆動装置１３は、ワークＷの加工を行うための工具を保持する装置である。この回転工具駆動装置１３は、工具１３１、１３２、並びに、第１工具３１及び第２工具３２を有するＢ軸回転工具装置３を有する。工具１３１、１３２は、先端を下方に向けた状態で、Ｘ軸方向に沿って並設される。第１工具３１及び第２工具３２は、Ｂ軸回転工具装置３を構成するＢ軸回転工具本体部３３に回転可能に保持され、先端を側方に向けた状態で、Ｘ軸方向に沿って並設される。本実施形態に係る工作機械１は、主軸２によってワークＷをＺ軸方向に移動させ、回転工具駆動装置１３を矢印α₁又は矢印α₂の方向に移動させることによって、所定の工具でワークＷの加工を行うことができる。Ｂ軸回転工具本体部３３は、旋回モータ（第３サーボモータ）ＭＴ３で発生する動力によって旋回モータＭＴ３の旋回軸Ａを中心として矢印α₃の方向に旋回可能に支持される。

【0019】

工作機械１内に設けられる各サーボモータＭＴ１～ＭＴ４は、電源ＰＳから供給される電力によって作動する。この電源ＰＳは、家庭用又は商用電源から供給される電力を本実施形態に係る工作機械１において使用可能な電力に変換して、少なくとも各サーボモータＭＴ１～ＭＴ４に、変換した電力を供給する。

【0020】

図２は、図１に示す工作機械１の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、Ｂ軸回転工具装置３は、Ｂ軸回転工具本体部３３、水平方向移動機構Ｍ１、第１サーボモータＭＴ１、鉛直方向移動機構Ｍ２、第２サーボモータＭＴ２、旋回機構Ｍ３、及び、旋回モータＭＴ３等を含んで構成される。

【0021】

水平方向移動機構Ｍ１は、Ｂ軸回転工具本体部３３を含む回転工具駆動装置１３全体を矢印α₁の方向に移動可能とする。第１サーボモータＭＴ１は、入力される電流を機械的出力（トルク及び回転数等の動力）に変換し、水平方向移動機構Ｍ１に与える。これにより、水平方向移動機構Ｍ１は、Ｂ軸回転工具本体部３３を矢印α₁の方向に進退移動する。第１サーボモータＭＴ１の動作は、モーションコントローラＣ１によって制御される。

【0022】

モーションコントローラＣ１は、電源ＰＳからの電力供給を受けて、後述するＮＣ装置５から伝達される制御信号に応じて、第１サーボモータＭＴ１に所定の電流を入力する。モーションコントローラＣ１に伝達される制御信号は、少なくとも、第１サーボモータＭＴ１の回転量（ｒａｄ又はステップ数）及び回転数（ｒｐｍ）を含む。第１サーボモータＭＴ１には、センサＳｅ１が設けられ、センサＳｅ１によって第１サーボモータＭＴ１の実回転量及び実回転数が検出され、モーションコントローラＣ１に伝達される。モーションコントローラＣ１は、制御信号に含まれる第１サーボモータＭＴ１の回転量及び回転数の数値と、センサＳｅ１によって検出される第１サーボモータＭＴ１の実回転量及び実回転数の数値とを比較し、これらの数値の偏差が無くなるように第１サーボモータＭＴ１に所定の電流を入力する。以下、モーションコントローラＣ２～Ｃ４の制御方法はモーションコントローラＣ１の制御方法と同様であるので、詳細な説明を省略する。

【0023】

鉛直方向移動機構Ｍ２は、Ｂ軸回転工具本体部３３を含む回転工具駆動装置１３全体を矢印α₂の方向に上下移動可能とする。第２サーボモータＭＴ２は、鉛直方向移動機構Ｍ２を動作させるための動力を発生する。第２サーボモータＭＴ２の動作は、モーションコントローラＣ２によって制御される。モーションコントローラＣ２による第２サーボモータＭＴ２の制御方法はモーションコントローラＣ１による第１サーボモータＭＴ１の制御方法と同様であるので、詳細な説明を省略する。

【0024】

旋回機構Ｍ３は、旋回モータＭＴ３の旋回軸Ａを中心として矢印α₃の方向にＢ軸回転工具本体部３３を旋回可能とする。旋回モータＭＴ３は、旋回機構Ｍ３を動作させるための動力を発生する。旋回モータＭＴ３の動作は、モーションコントローラＣ３によって制御される。モーションコントローラＣ３による旋回モータＭＴ３の制御方法はモーションコントローラＣ１による第１サーボモータＭＴ１の制御方法と同様であるので、詳細な説明を省略する。

【0025】

図２に示すように、主軸２は、駆動部ＤＵを構成する主軸駆動機構Ｍ４、及び、主軸モータＭＴ４等を含んで構成される。主軸駆動機構Ｍ４は、Ｚ軸方向を軸線として、Ｚ軸を中心としてワークＷを回転自在に支持すると共に、主軸モータＭＴ４で発生する動力によってワークＷを支持台６の正面側に移動可能に支持する。主軸モータＭＴ４は、主軸駆動機構Ｍ４を動作させるための動力を発生する。主軸モータＭＴ４の動作は、モーションコントローラＣ４によって制御される。モーションコントローラＣ４による主軸モータＭＴ４の制御方法はモーションコントローラＣ１による第１サーボモータＭＴ１の制御方法と同様であるので、詳細な説明を省略する。なお、主軸モータＭＴ４は、安定した回転を得られるのであれば、サーボモータでなくても良い。

【0026】

ＮＣ装置５は、主軸２、及び、Ｂ軸回転工具装置３各々の動作を制御するための装置である。図２に示すように、ＮＣ装置５は、インターフェース部５１、記憶部５２、入力部５３、出力部５４、電流検出部５５、電圧検出部５６、及び、制御部５７等を含んで構成される。インターフェース部５１、記憶部５２、入力部５３、出力部５４、電流検出部５５、電圧検出部５６、及び、制御部５７は、バス５８を介して相互に接続される。制御部５７からの各種制御信号は、インターフェース部５１を介してモーションコントローラＣ１～Ｃ５に伝達される。モーションコントローラＣ１～Ｃ４から対応するサーボモータＭＴ１～ＭＴ４に出力された複数の電流値は、インターフェース部５１を介して電流検出部５５へ伝達される。

【0027】

記憶部５２は、例えば、半導体記憶装置を含み、制御部５７での処理に用いられるプログラム及びデータ等を記憶する。記憶部５２は、少なくとも、主軸２、及び、Ｂ軸回転工具装置３によって行われる一連のワーク加工工程を制御部５７に実行させるためのプログラムを記憶する。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部５２にインストールされてもよい。

【0028】

また、記憶部５２は、モーションコントローラＣ１～Ｃ４からサーボモータＭＴ１～ＭＴ４に入力される上限電流値を予め記憶する。上限電流値は、サーボモータが破損する虞のある電流値である。

【0029】

入力部５３は、データの入力が可能であれば一般に知られているどのようなデバイスでもよく、工作機械１のオペレータによる操作に対応する信号を生成する。生成された信号は、オペレータの指示として、制御部５７に供給される。

【0030】

出力部５４は、映像や画像等の表示が可能であれば一般に知られているどのようなデバイスでもよく、制御部５７から供給される映像データに応じた映像や、画像データに応じた画像等を表示する。

【0031】

電流検出部５５は、モーションコントローラＣ１～Ｃ４からサーボモータＭＴ１～ＭＴ４に入力される電流値を検出して、検出結果を制御部５７へ伝達する。電圧検出部５６は、電源ＰＳから主軸２、及び、Ｂ軸回転工具装置３に入力される電源電圧値を検出して、検出結果を制御部５７へ伝達する。

【0032】

制御部５７は、工作機械１の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部５７は、記憶部５２に記憶されるプログラムに従って、一連のワーク加工工程を実行する。制御部５７は、一連のワーク加工工程を実行するための制御信号を、インターフェース部５１を介して、モーションコントローラＣ１～Ｃ４に伝達することによって、サーボモータＭＴ１～ＭＴ４を制御して、工具の駆動制御を実行する。制御信号は、各サーボモータの回転量（ｒａｄ又はステップ数）及び回転数（ｒｐｍ）を含む。

【0033】

図３は、本実施形態に係る工作機械１において実行される一連のワーク加工工程を示すフローチャートである。

【0034】

所定の手順によってワーク加工の指令が入力されると、最初に制御部５７は、記憶部５２に記憶されるプログラムに従って、主軸２の動作制御を実行する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部５７は、インターフェース部５１を介して所定の制御信号（主軸モータＭＴ４の回転量（ｒａｄ又はステップ数）及び回転数（ｒｐｍ））をモーションコントローラＣ４に伝達する。モーションコントローラＣ４は、制御部５７から伝達される制御信号に応じて、主軸モータＭＴ４を制御して、主軸駆動機構Ｍ４を駆動することによって、Ｚ軸を中心としてワークＷを回転させて、ワークＷを支持台６の正面側に移動させる。

【0035】

次に、制御部５７は、工具の動作制御を実行する（ステップＳ１１）。具体的には、制御部５７は、サーボモータＭＴ１、及び、ＭＴ２のうちの少なくとも一つを制御し、Ｂ軸回転工具装置３を移動させて、Ｂ軸回転工具本体部３３を矢印α₁又は矢印α₂の方向に移動させる。これにより、本実施形態に係る工作機械１は、回転しているワークＷに工具１３１、１３２、並びに、第１工具３１及び第２工具３２を押し当てて、ワークＷを加工することが可能になる。

【0036】

最後に、制御部５７は、一連のワーク加工工程が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ワーク加工工程が終了していない場合（ステップＳ１２のＮｏ）、ステップＳ１０に戻り、一連のワーク加工工程が終了した場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、一連のワーク加工工程が終了する。

【0037】

図４は、図３に示す一連のワーク加工工程における、第２サーボモータＭＴ２の時定数決定処理を示すフローチャートである。図４に示す処理は、図３に示す一連のワーク加工工程において、一定の時間間隔で実行される。図４では、一例として、第２サーモモータＭＴ２について説明するが、他のサーボモータＭＴ１、及び、ＭＴ３についても同様の処理を行ってもよい。

【0038】

最初に制御部５７は、主軸２が起動した直後であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。なお、本実施形態において、主軸２が起動した直後とは、モーションコントローラＣ４へ主軸２の回転動作開始のための制御信号が入力されてから、主軸２が定格動作し始めるまでの期間を指す。主軸２が起動した直後でない場合（ステップＳ２０のＮｏ）、加減速時定数を第１時定数に設定して（ステップＳ２３）、一連の処理を終了する。

【0039】

主軸２が起動した直後である場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）、制御部５７は、電流検出部５５によって検出される第２サーボモータＭＴ２へ供給される電流値が記憶部５２に記憶される上限電流値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２１）。第２サーボモータＭＴ２の電流値が上限電流値を超える場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）、第２サーボモータＭＴ２が破損する虞があるため、制御部５７は、加減速時定数を第２時定数に設定して（ステップＳ２５）、一連の処理を終了する。

【0040】

次に、第２サーボモータＭＴ２の電流値が上限電流値を超えない場合（ステップＳ２１のＮо）、制御部５７は、電圧検出部５６によって検出される電源ＰＳの電源電圧値が閾値電圧値以下となるか否か（すなわち、電源ＰＳにおいて電圧降下が生じているか否か）を判定する（ステップＳ２２）。電源ＰＳの電源電圧値が閾値電圧値を超える場合（ステップＳ２２のＮｏ）、第２サーボモータＭＴ２が破損する虞はなく、且つ、電源ＰＳにおいて電圧降下が生じていないため、制御部５７は、加減速時定数を第１時定数に設定して（ステップＳ２３）、一連の処理を終了する。

【0041】

次に、電源ＰＳの電源電圧値が閾値電圧値以下である場合（ステップＳ２２のＹｅｓ）、第２サーボモータＭＴ２が破損する虞はないものの、電源ＰＳにおいて電圧降下が生じているため、制御部５７は、加減速時定数を第３時定数に設定して（ステップＳ２４）、一連の処理を終了する。

【0042】

ここで、加減速時定数は、サーボモータの回転速度が設定した回転速度に達するまでの到達時間に対応する値を指す。第１時定数は、通常動作時において、最短時間で、第２サーボモータＭＴ２の回転速度が設定した回転速度に達するまでの到達時間に対応する。第２時定数は、第２サーボモータＭＴ２の回転速度が設定した回転速度に達するまでの到達時間が、第１時定数より遅く、その結果、第２サーボモータＭＴ２の単位時間当たりの電力消費量が第１時定数の場合よりも低い。第３時定数は、第２サーボモータＭＴ２の回転速度が設定した回転速度に達するまでの到達時間が、第１時定数より遅く、且つ、第２時定数より早く、その結果、第２サーボモータＭＴ２の単位時間当たりの電力消費量が第１時定数の場合よりも低く、且つ、第２時定数の場合よりも高い。

【0043】

図４に示す処理フローにより、第２サーボモータＭＴ２に関して、主軸２の起動直後以外では第１時定数が設定され、主軸２の起動直後では第２サーボモータＭＴ２への電流値や電源電圧値に応じて、第１～第３時定数の何れかが設定されることとなる。

【0044】

図５は、図４に示す電流値の制御によって変化する第２サーボモータＭＴ２の回転速度の経時的変化の一例を示す波形図である。図４において、横軸は時間（時刻ｔ₁～ｔ₃）（ｍｓ）を示し、縦軸はサーボモータの回転速度（ｒ／ｍｉｎ）を示している。

【0045】

制御部５７は、図３に示す一連のワーク加工工程において、第２サーボモータＭＴ２を制御する場合には、そのときに設定されている時定数に基づいた制御信号を生成してモーションコントローラＣ２に伝達する。モーションコントローラＣ２は、伝達された制御信号に応じて、第２サーボモータＭＴ２に入力される電流値を調整する。これにより、本実施形態に係る工作機械１は、入力電圧値及び電源電圧値の変動を気にせず、第２サーボモータＭＴ２を動作させることが可能となる。

【0046】

図５の実線６１は、第１時定数に応じた第２サーボモータＭＴ２の回転速度の経時的変化を示しており、例えば、回転速度Ｐ（ｒ／ｍｉｎ）に達するまで、第１時定数に設定された場合には、動作開始からｔ₁＝７０ｍｓが必要となる。図５の一点鎖線６２は、第２時定数に応じた第２サーボモータＭＴ２の回転速度の経時的変化を示しており、例えば、回転速度Ｐ（ｒ／ｍｉｎ）に達するまで、動作開始からｔ₂＝１００ｍｓが必要となる。図５の破線６３は、第３時定数に応じた第２サーボモータＭＴ２の回転速度の経時的変化を示しており、例えば、回転速度Ｐ（ｒ／ｍｉｎ）に達するまで、第３時定数に設定された場合には、動作開始からｔ₃＝９０ｍｓが必要となる。

【0047】

第１時定数に設定された場合と比較して、第２時定数に設定された場合には、第２サーボモータＭＴ２の回転数を急激に上げなくてもよいので、供給される電流値が上限電流値を超えることがない。その結果、第１時定数に設定された場合と比較して、第２時定数に設定された場合には、第２サーボモータＭＴ２が破損する、及び、誤差過大アラームが発生する可能性が低くなる。同様に、第１時定数に設定された場合と比較して、第３時定数に設定された場合には、第２サーボモータＭＴ２の回転数の上昇を緩やかに設定することができるので、供給される電流値が上限電流値を超えることがない。その結果、第１時定数に設定された場合と比較して、第３時定数に設定された場合には、第２サーボモータＭＴ２が破損する、及び、誤差過大アラームが発生する可能性がさらに低くなる。

【0048】

ここで、本実施形態に係る工作機械１において、第２サーボモータＭＴ２を例として示しているが、他のサーボモータＭＴ１、及び、ＭＴ３についても同様である。

【0049】

また、本実施形態に係る工作機械１において、加減速時定数として、３つの時定数を示しているが、サーボモータの電流値及び電源ＰＳの電源電圧値等のパラメータに応じて、２つ、又は、４つ以上の時定数を設定しても良い。

【0050】

また、本実施形態に係る工作機械１において、主に主軸２及びＢ軸回転工具装置３の動作を行うサーボモータＭＴ１～ＭＴ４について説明したが、工具を駆動するサーボモータ等、上記以外の他のサーボモータについても上記制御を適用可能である。

【0051】

以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明及び技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものである。特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点及び欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神及び範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。

【符号の説明】

【0052】

１ 工作機械
２ 主軸
３ Ｂ軸回転工具装置
５ 数値制御装置（ＮＣ装置）
５１ インターフェース部
５２ 記憶部
５３ 入力部
５４ 出力部
５５ 電流検出部
５６ 電圧検出部
５７ 制御部
ＭＴ１～ＭＴ４ 第１サーボモータ～第４サーボモータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】