特許 7481447 工作機械の制御装置及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】工作機械の制御装置及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   B23G 1/16 20060101AFI20240501BHJP

   B23G 1/02 20060101ALI20240501BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20240501BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

B23G1/16 A

B23G1/02 A

B23Q15/00 303B

G05B19/18 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022533931

(86)(22)【出願日】2021-06-24

(86)【国際出願番号】 JP2021023927

(87)【国際公開番号】W WO2022004546

(87)【国際公開日】2022-01-06

【審査請求日】2023-01-19

(31)【優先権主張番号】P 2020112599

(32)【優先日】2020-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】田嶋 大輔

(72)【発明者】

【氏名】森田 有紀

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特許第６００１６３３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開昭６２－２２４５２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｇ １／０２，１／１６；

Ｂ２３Ｑ １５／００；

Ｇ０５Ｂ １９／１８，１９／４１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置であって、
タップ加工プログラムに基づき主軸指令及び送り軸指令を作成する数値制御部と、
前記主軸指令に従って前記主軸の回転動作を制御する主軸制御部と、
前記主軸の回転位置を検出する回転検出部と、
前記回転位置に基づいて、前記送り軸指令に従って前記送り軸の送り動作を制御する送り軸制御部と、を備え、
前記数値制御部は、
加工開始位置から目標位置まで任意の回数で切り込み動作及び引き抜き動作を行う際に、前記切り込み動作及び前記引き抜き動作における前記主軸の回転量及び最高回転速度を前記タップ加工プログラムから取得し、前記主軸の前記回転量及び前記最高回転速度を前記主軸指令として前記主軸制御部に送る主軸指令出力部を有し、
前記主軸制御部は、
前記最高回転速度を目標値として前記加工開始位置から前記目標位置に向かって前記主軸を、駆動源の許容電流を最大限に利用した最大能力で加速回転させる初期動作制御部と、
前記最大能力での加速回転中に前記回転位置に基づいて最大加速度を検出する最大加速度検出部と、
前記回転量及び前記回転位置に基づいて、現在位置から前記目標位置に至るまでの前記主軸の残回転量を検出する残回転量検出部と、
前記回転位置に基づいて前記主軸の現在速度を検出する現在速度検出部と、
前記最大能力での加速回転の後に、前記最大加速度、前記残回転量及び前記現在速度に基づいて、前記主軸を前記最大加速度に対応する最大減速度で減速回転させて前記目標位置に到達させる位置決め動作制御部と、
を有する、制御装置。

【請求項2】

前記主軸指令出力部は、前記主軸制御部による前記主軸の移動開始前に、前記切り込み動作及び前記引き抜き動作における前記主軸の前記回転量及び前記最高回転速度を前記タップ加工プログラムから取得し、前記主軸の前記回転量及び前記最高回転速度を前記主軸指令として前記主軸制御部に送る、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記主軸制御部は、前記主軸指令出力部から送られた次の切り込み動作又は次の引き抜き動作における前記主軸の回転量及び前記最高回転速度を前記主軸指令として、他の主軸指令に先行して前記主軸の移動を開始する、請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記主軸の前記回転量及び前記最高回転速度は、前記切り込み動作又は前記引き抜き動作中の所定の位置において変更され、
前記主軸指令出力部は、
前記主軸の変更前の第１の回転量、変更後の第２の回転量、変更前の第１の最高回転速度及び変更後の第２の最高回転速度を前記タップ加工プログラムから取得し、
前記第１の回転量、前記第２の回転量、前記第１の最高回転速度及び前記第２の最高回転速度を前記主軸指令として前記主軸制御部に送る、
請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記主軸の前記回転量及び前記最高回転速度は、前記引き抜き動作後の前記切り込み動作中の前記所定の位置において変更され、
前記所定の位置は、直前の前記引き抜き動作における前記目標位置であり、
請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御方法であって、
加工開始位置から目標位置まで任意の回数で切り込み動作及び引き抜き動作を行う際に、前記切り込み動作及び前記引き抜き動作における前記主軸の回転量及び最高回転速度をタップ加工プログラムから取得するステップと、
前記最高回転速度を目標値として前記加工開始位置から前記目標位置に向かって前記主軸を、駆動源の許容電流を最大限に利用した最大能力で加速回転させるステップと、
前記最大能力での加速回転中に前記主軸の回転位置フィードバック値に基づいて最大加速度を検出するステップと、
前記回転量及び前記回転位置フィードバック値に基づいて、現在位置から前記目標位置に至るまでの前記主軸の残回転量を検出するステップと、
前記回転位置フィードバック値に基づいて前記主軸の現在速度を検出するステップと、
前記最大能力での加速回転の後に、前記最大加速度、前記残回転量及び前記現在速度に基づいて、前記主軸を前記最大加速度に対応する最大減速度で減速回転させて前記目標位置に到達させるステップと、
を備える制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械の制御装置及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、主軸と送り軸との同期運転によりタップ加工を行う工作機械において、加工精度を向上させる又はサイクルタイムを短縮させるために様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、簡単な構成で、主軸の加速能力を最大限に発揮させる制御を行ってサイクルタイムを短縮することができる制御装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－７８２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような工作機械の制御装置において、サイクルタイムを更に短縮するために、パスの動作終了から次のパスの動作開始までの指令待ち時間をより低減することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る制御装置は、主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置であって、タップ加工プログラムに基づき主軸指令及び送り軸指令を作成する数値制御部と、前記主軸指令に従って前記主軸の回転動作を制御する主軸制御部と、前記主軸の回転位置を検出する回転検出部と、前記回転位置に基づいて、前記送り軸指令に従って前記送り軸の送り動作を制御する送り軸制御部と、を備える。前記数値制御部は、加工開始位置から目標位置まで任意の回数で切り込み動作及び引き抜き動作を行う際に、前記切り込み動作及び前記引き抜き動作における前記主軸の回転量及び最高回転速度を前記タップ加工プログラムから取得し、前記主軸の前記回転量及び前記最高回転速度を前記主軸指令として前記主軸制御部に送る主軸指令出力部を有する。前記主軸制御部は、前記最高回転速度を目標値として前記加工開始位置から前記目標位置に向かって前記主軸を、駆動源の許容電流を最大限に利用した最大能力で加速回転させる初期動作制御部と、前記最大能力での加速回転中に前記回転位置に基づいて最大加速度を検出する最大加速度検出部と、前記回転量及び前記回転位置に基づいて、現在位置から前記目標位置に至るまでの前記主軸の残回転量を検出する残回転量検出部と、前記回転位置に基づいて前記主軸の現在速度を検出する現在速度検出部と、前記最大能力での加速回転の後に、前記最大加速度、前記残回転量及び前記現在速度に基づいて、前記主軸を前記最大加速度に対応する最大減速度で減速回転させて前記目標位置に到達させる位置決め動作制御部と、を有する、制御装置。

【0006】

本開示に係る制御方法は、主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御方法であって、加工開始位置から目標位置まで任意の回数で切り込み動作及び引き抜き動作を行う際に、前記切り込み動作及び前記引き抜き動作における前記主軸の回転量及び最高回転速度をタップ加工プログラムから取得するステップと、前記最高回転速度を目標値として前記加工開始位置から前記目標位置に向かって前記主軸を、駆動源の許容電流を最大限に利用した最大能力で加速回転させるステップと、前記最大能力での加速回転中に前記主軸の回転位置フィードバック値に基づいて最大加速度を検出するステップと、前記回転量及び前記回転位置フィードバック値に基づいて、現在位置から前記目標位置に至るまでの前記主軸の残回転量を検出するステップと、前記回転位置フィードバック値に基づいて前記主軸の現在速度を検出するステップと、前記最大能力での加速回転の後に、前記最大加速度、前記残回転量及び前記現在速度に基づいて、前記主軸を前記最大加速度に対応する最大減速度で減速回転させて前記目標位置に到達させるステップと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、指令待ち時間をより低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】制御装置の概要を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る制御装置によるタップ加工について説明する図である。

【図3】第１実施形態に係る制御装置によるタップ加工の処理を示すフローチャートである。

【図4】第２実施形態に係る制御装置によるタップ加工について説明する図である。

【図5】第２実施形態に係る制御装置によるタップ加工の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、制御装置２００の概要を示す図である。図１に示すように、制御装置２００は、主軸１０１と送り軸１０５との同期運転によりタップ加工を行う工作機械（例えば旋盤、ボール盤、マシニンングセンタ等）において、送り軸１０５が、タップ加工プログラム５００で指定されるねじピッチを考慮しながら、主軸１０１の回転動作に追従するように動作する同期運転（いわゆるマスター・スレーブ同期方式）を制御する装置である。

【0010】

制御装置２００は、数値制御部２１０と、主軸制御部２２０と、回転検出部２３０と、送り軸制御部２４０とを備える。

【0011】

数値制御部２１０は、主軸指令出力部２１１と、プログラム解釈部２１２と、送り軸指令出力部２１３とを備える。数値制御部２１０は、公知のＣＮＣ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）装置のハードウェア構成を有することができる。

【0012】

主軸指令出力部２１１は、タップ加工の開始に先立ち、プログラム解釈部２１２が解釈したタップ加工プログラム５００の指令値から、加工開始位置（回転位置）から目標ねじ深さ（回転位置）に至る間の主軸１０１の総回転量Ｓと、最高回転速度Ｖとを取得して、これら総回転量Ｓと最高回転速度Ｖとを主軸指令ＣＳとして主軸制御部２２０に送る。

【0013】

例えばタップ加工プログラム５００が、主軸１０１の最高回転速度（この例では１分間当りの最大回転数）Ｖを３０００ｒｅｖ／ｍｉｎとして、ねじピッチ１．２５ｍｍ、ねじ深さ３０ｍｍの雌ねじを加工する指令を含む場合、加工開始位置から目標ねじ深さに至る間の主軸１０１の総回転量Ｓは、３０÷１．２５＝２４（ｒｅｖ）となる。よって、主軸指令出力部２１１は、最高回転速度Ｖ＝３０００（ｒｅｖ／ｍｉｎ）と総回転量Ｓ＝２４（ｒｅｖ）とを主軸制御部２２０に通知する。このように主軸指令ＣＳは、主軸１０１を目標ねじ深さまで回転運動させるための位置指令や加減速指令を含まないものとなっている。

【0014】

また、主軸指令出力部２１１は、加工開始位置から目標位置まで任意の回数で切り込み動作及び引き抜き動作を行う際に、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸１０１の回転量Ｓ及び最高回転速度Ｖをタップ加工プログラム５００から取得する。そして、主軸指令出力部２１１は、主軸１０１の回転量Ｓ及び最高回転速度Ｖを主軸指令として主軸制御部２２０に送る。

【0015】

具体的には、主軸指令出力部２１１は、主軸制御部２２０による主軸１０１の移動開始前に、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸の回転量Ｓ及び最高回転速度Ｖをタップ加工プログラム５００から取得し、主軸１０１の回転量Ｓ及び最高回転速度Ｖを主軸指令として主軸制御部２２０に送る。

【0016】

また、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量Ｓ及び最高回転速度Ｖとしての主軸指令によって、数値制御部２１０からの指令に先行して主軸１０１の移動を開始する。

【0017】

プログラム解釈部２１２は、タップ加工プログラム５００を解釈する。
送り軸指令出力部２１３は、プログラム解釈部２１２の解釈に従い送り軸指令ＣＦを作成して、送り軸制御部２４０に送り軸指令ＣＦを送る。

【0018】

主軸制御部２２０は、初期動作制御部２２１と、最大加速度検出部２２２と、残回転量検出部２２３と、現在速度検出部２２４と、位置決め動作制御部２２５とを備えている。
初期動作制御部２２１は、主軸指令出力部２１１から送られた最高回転速度Ｖを目標値とする速度制御により加工開始位置から主軸１０１を、駆動源の許容電流を最大限に利用した最大能力で加速回転させる。

【0019】

最大加速度検出部２２２は、最大能力での加速回転中に回転位置ＦＢＳに基づいて最大加速度Ａ０（ｍｉｎ^－１／ｓ）を検出する。
残回転量検出部２２３は、主軸指令出力部２１１から送られた総回転量Ｓと、回転検出部２３０から出力される回転位置ＦＢＳとに基づいて、現在位置（回転位置）から目標ねじ深さに至るまでの主軸１０１の残回転量Ｓｒ（ｒｅｖ）を検出する。

【0020】

現在速度検出部２２４は、回転検出部２３０から出力される回転位置ＦＢＳに基づき、主軸１０１の現在速度Ｖｃ（ｍｉｎ^－１）を検出する。現在速度Ｖｃが、最高回転速度Ｖに達したときに主軸１０１の回転を加速回転から最高回転速度Ｖの回転とする。

【0021】

位置決め動作制御部２２５は、最大能力での加速回転の後に、最大加速度Ａ０と、残回転量Ｓｒと、現在速度Ｖｃとに基づいて、主軸１０１を最大加速度に対応する最大減速度で減速回転させて目標ねじ深さに到達させるための位置制御を実行する。

【0022】

一実施形態では、位置決め動作制御部２２５は、主軸１０１を最大加速度に対応する最大減速度で減速回転させるとともに、目標ねじ深さで停止させるように構成できる。また、一実施形態では、位置決め動作制御部２２５は、主軸１０１を目標ねじ深さで停止させることなく（つまり加速度を零にすることなく）、減速回転における最大減速度Ａ０（負の値）と同じ逆回転の加速度Ａ０（負の値）で、主軸１０１を予め定めた回転位置まで加速逆回転させるように構成されてもよい。
る。

【0023】

また、主軸制御部２２０は、回転検出部２３０が検出した主軸１０１の回転位置ＦＢＳ（すなわちフィードバック値）を用いて、一般的なフィードバック制御によりトルク指令値を主軸１０１に送り、主軸１０１の回転動作を制御する。

【0024】

回転検出部２３０は、主軸１０１の動作位置を検出するエンコーダ等の位置検出器１０２の出力から、回転位置ＦＢＳを取得することができる。

【0025】

送り軸制御部２４０は、送り軸指令出力部２１３から送られた送り軸指令ＣＦに従って、送り軸１０５の動作位置を検出するエンコーダ等の位置検出器１０２からの送り位置のフィードバック値に加えて、主軸１０１の回転位置ＦＢＳを用いて、フィードバック制御により主軸１０１の動作に追従する送り軸１０５の送り動作を制御する。なお、送り軸制御部２４０は、ワークに対して送り軸１０５をＺ方向に対して直線送りしている。しかし、ワーク又は工具をＸ軸方向及びＹ軸方向に対して送り動作させる２つの送り軸を制御する２つの送り軸制御部をさらに備えていてもよい。

【0026】

主軸制御部２２０が主軸の加工開始位置から目標ねじ深さまでの回転動作を制御する間、送り軸制御部２２は、主軸１０１の回転位置ＦＢＳを用いて、送り軸１０５を主軸１２の動作に追従するように制御して送り動作を行わせる。数値制御部２１０は、主軸制御部２２０がタップ加工処理を実行する間、主軸制御部２２０から通知される残回転量Ｓｒを監視して、残回転量Ｓｒが第１の所定値（零に近い極小値）以下になったときに、タップ加工が目標ねじ深さに達したと判断する。

【0027】

＜第１実施形態＞
図２は、第１実施形態に係る制御装置２００によるタップ加工について説明する図である。
制御装置２００は、加工開始位置から目標位置（穴底）まで任意の回数で切り込み動作及び引き抜き動作を行うことによってタップ加工を行う。

【0028】

図２に示すように、主軸制御部２２０は、タップ加工開始位置から第１の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ０及び最高回転速度Ｖ０によって行う。
次に、主軸制御部２２０は、切り込み動作が終了した第１の目標位置から第２の目標位置まで引き抜き動作を主軸１０１の回転量Ｓ１及び最高回転速度Ｖ１によって行う。

【0029】

次に、主軸制御部２２０は、引き抜き動作が終了した第２の目標位置から第３の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ３及び最高回転速度Ｖ０によって行う。

【0030】

このようにタップ加工は、切込み動作及び引き抜き動作を繰り返すことによって行われ、最終的に主軸１０１は、目標位置（穴底）に到達する。なお、図２に示す例では、切り込み動作における最高回転速度は、Ｖ０であり、引き抜き動作における最高回転速度は、Ｖ１である。

【0031】

図３は、第１実施形態に係る制御装置２００によるタップ加工の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、主軸指令出力部２１１は、主軸制御部２２０による主軸１０１の回転制御の開始前に、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸１０１の回転量Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２・・・及び最高回転速度Ｖ０，Ｖ１をタップ加工プログラム５００から取得する。そして、主軸指令出力部２１１は、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸１０１の回転量Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２・・・及び最高回転速度Ｖ０，Ｖ１を主軸指令として主軸制御部２２０に送る。

【0032】

ステップＳ２において、主軸制御部２２０は、主軸１０１の回転量Ｓ０及び最高回転速度Ｖ０を主軸指令として、主軸１０１の移動を開始する。

【0033】

ステップＳ３において、主軸制御部２２０は、タップ加工開始位置から第１の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ０及び最高回転速度Ｖ０によって行う。

【0034】

ステップＳ４において、主軸制御部２２０は、主軸１０１が回転量Ｓ０を移動完了したか否かを判定する。主軸１０１が回転量Ｓ０を移動完了した場合（ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ５へ移る。主軸１０１が回転量Ｓ０を移動完了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ３へ戻る。

【0035】

ステップＳ５において、ステップ３における切込み動作の終了後、すなわち回転量Ｓ０の移動完了後、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量Ｓ１及び最高回転速度Ｖ１を主軸指令として、数値制御部２１０からの指令に先行して主軸１０１の移動を開始する。

【0036】

ステップＳ６において、主軸制御部２２０は、切り込み動作が終了した第１の目標位置から第２の目標位置まで引き抜き動作を主軸１０１の回転量Ｓ１及び最高回転速度Ｖ１によって行う。

【0037】

ステップＳ７において、主軸制御部２２０は、主軸１０１が回転量Ｓ１を移動完了したか否かを判定する。主軸１０１が回転量Ｓ１を移動完了した場合（ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ８へ移る。主軸１０１が回転量Ｓ１を移動完了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ６へ戻る。

【0038】

ステップＳ８において、ステップ６における引き抜き動作の終了後、すなわち回転量Ｓ１の移動完了後、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量Ｓ２及び最高回転速度Ｖ０を主軸指令として、数値制御部２１０からの指令に先行して主軸１０１の移動を開始する。

【0039】

ステップＳ９において、主軸制御部２２０は、引き抜き動作が終了した第２の目標位置から第３の目標位置まで切込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ２及び最高回転速度Ｖ０によって行う。

【0040】

そして、処理は、主軸１０１が穴底へ到達するまで、ステップＳ３からステップＳ９までと同様の処理を繰り返し、処理は、その後、ステップＳ１０へ移る。

【0041】

ステップＳ１０において、主軸１０１が穴底へ到達した後、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量Ｓｎ及び最高回転速度Ｖ１を主軸指令として、主軸１０１のタップ加工開始位置への移動を開始する。

【0042】

ステップＳ１１において、主軸制御部２２０は、穴底からタップ加工開始位置まで引き抜き動作を主軸１０１の回転量Ｓｎ及び最高回転速度Ｖ１によって行う。
そして、主軸制御部２２０は、主軸１０１がタップ加工開始位置へを移動完了したか否かを判定する。主軸１０１がタップ加工開始位置へ移動完了した場合（ＹＥＳ）、処理は、その後終了する。主軸１０１がタップ加工開始位置へ移動完了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ１１を繰り返す。

【0043】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る制御装置２００によるタップ加工の処理について説明する。
第２実施形態は、切り込み動作又は引き抜き動作において回転量及び最高回転速度が変更される点が第１実施形態とは異なる。

【0044】

具体的には、主軸１０１の回転量及び最高回転速度は、切り込み動作又は引き抜き動作中の所定の位置において変更される。
そして、主軸指令出力部２１１は、主軸１０１の変更前の第１の回転量、変更後の第２の回転量、変更前の第１の最高回転速度及び変更後の第２の最高回転速度をタップ加工プログラム５００から取得する。そして、主軸指令出力部２１１は、第１の回転量、第２の回転量、第１の最高回転速度及び第２の最高回転速度を主軸指令として主軸制御部２２０に送る。

【0045】

より具体的には、主軸１０１の回転量及び最高回転速度は、引き抜き動作後の切り込み動作中の所定の位置において変更され、所定の位置は、直前の引き抜き動作における目標位置であってもよい。ここで、引き抜き動作後の切り込み動作において、制御装置２００は、引き抜き動作の目標位置（到達位置）から切り込み動作を開始する。

【0046】

引き抜き動作が行われた部分は、既に加工済みであるため、工具は、加工済みの部分をなぞり、切り込み動作は、無負荷加工となる。そのため、加工済みの部分における主軸１０１の最高回転速度は、切削速度よりも早い速度とすることができ、サイクルタイムを更に短縮することができる。

【0047】

また、主軸１０１の回転量及び最高回転速度は、切り込み動作後の引き抜き動作中の所定の位置において変更されてもよい。

【0048】

図４は、第２実施形態に係る制御装置２００によるタップ加工について説明する図である。図４に示すように、主軸制御部２２０は、タップ加工開始位置から第１の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ０及び最高回転速度Ｖ０によって行う。
次に、主軸制御部２２０は、切り込み動作が終了した第１の目標位置から第２の目標位置まで引き抜き動作を主軸１０１の回転量Ｓ１及び最高回転速度Ｖ１によって行う。

【0049】

次に、主軸制御部２２０は、引き抜き動作が終了した第２の目標位置から切り込み動作が終了した第１の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ２及び最高回転速度Ｖ１によって行う。
更に、主軸制御部２２０は、第１の目標位置から第３の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ３及び最高回転速度Ｖ０によって行う。

【0050】

このように既に切り込みが完了している第２の目標位置から第１の目標位置までの切り込み動作を回転量Ｓ２及び最高回転速度Ｖ１によって行うことにより、実際の切り込み動作における最高回転速度Ｖ０よりも早い速度で主軸１０１を移動することができる。

【0051】

このようタップ加工は、切込み動作及び引き抜き動作を繰り返すことによって行われ、最終的に主軸１０１は、目標ねじ深さ（穴底）に到達する。

【0052】

図５は、第２実施形態に係る制御装置２００によるタップ加工の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ２１において、主軸指令出力部２１１は、主軸制御部２２０による主軸１０１の回転制御の開始前に、主軸制御部２２０による主軸１０１の回転制御の開始前に、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸１０１の回転量Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・及び最高回転速度Ｖ０，Ｖ１をタップ加工プログラム５００から取得する。そして、主軸指令出力部２１１は、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸１０１の回転量Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・及び最高回転速度Ｖ０，Ｖ１を主軸指令として主軸制御部２２０に送る。

【0053】

ステップＳ２２において、主軸制御部２２０は、主軸１０１の回転量Ｓ０及び最高回転速度Ｖ０を主軸指令として、主軸１０１の移動を開始する。

【0054】

ステップＳ２３において、主軸制御部２２０は、タップ加工開始位置から第１の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ０及び最高回転速度Ｖ０によって行う。

【0055】

ステップＳ２４において、主軸制御部２２０は、主軸１０１が回転量Ｓ０を移動完了したか否かを判定する。主軸１０１が回転量Ｓ０を移動完了した場合（ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ２５へ移る。主軸１０１が回転量Ｓ０を移動完了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ２３へ戻る。

【0056】

ステップＳ２５において、ステップ１３における切込み動作の終了後、すなわち回転量Ｓ０の移動完了後、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量Ｓ１及び最高回転速度Ｖ１を主軸指令として、数値制御部２１０からの指令に先行して主軸１０１の移動を開始する。

【0057】

ステップＳ２６において、主軸制御部２２０は、切り込み動作が終了した第１の目標位置から第２の目標位置まで引き抜き動作を主軸１０１の回転量Ｓ１及び最高回転速度Ｖ１によって行う。

【0058】

ステップＳ２７において、主軸制御部２２０は、主軸１０１が回転量Ｓ１を移動完了したか否かを判定する。主軸１０１が回転量Ｓ１を移動完了した場合（ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ２８へ移る。主軸１０１が回転量Ｓ１を移動完了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ２６へ戻る。

【0059】

ステップＳ２８において、ステップ１６における引き抜き動作の終了後、すなわち回転量Ｓ１の移動完了後、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量Ｓ２及び最高回転速度Ｖ１、並びに回転量Ｓ３及び最高回転速度Ｖ０を主軸指令として、数値制御部２１０からの指令に先行して主軸１０１の移動を開始する。

【0060】

ステップＳ２９において、主軸制御部２２０は、引き抜き動作が終了した第２の目標位置から切り込み動作が終了した第１の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ２及び最高回転速度Ｖ１によって行う。
更に、主軸制御部２２０は、第１の目標位置から第３の目標位置まで切り込み動作を主軸１０１の回転量Ｓ３及び最高回転速度Ｖ０によって行う。

【0061】

そして、処理は、主軸１０１が穴底へ到達するまで、ステップＳ２３からステップＳ２９までと同様の処理を繰り返し、処理は、その後、ステップＳ３０へ移る。

【0062】

ステップＳ３０において、主軸１０１が穴底へ到達した後、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量Ｓｎ及び最高回転速度Ｖ１を主軸指令として、主軸１０１のタップ加工開始位置への移動を開始する。

【0063】

ステップＳ３１において、主軸制御部２２０は、穴底からタップ加工開始位置まで引き抜き動作を主軸１０１の回転量Ｓｎ及び最高回転速度Ｖ１によって行う。
そして、主軸制御部２２０は、主軸１０１がタップ加工開始位置へを移動完了したか否かを判定する。主軸１０１がタップ加工開始位置へ移動完了した場合（ＹＥＳ）、処理は、その後終了する。主軸１０１がタップ加工開始位置へ移動完了していない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ３１を繰り返す。

【0064】

以上説明したように、上述した実施形態によれば、工作機械の制御装置２００は、タップ加工プログラム５００に基づき主軸指令及び送り軸指令を作成する数値制御部２１０と、主軸指令に従って主軸１０１の回転動作を制御する主軸制御部２２０と、主軸１０１の回転位置を検出する回転検出部２３０と、回転位置に基づいて、送り軸指令に従って送り軸の送り動作を制御する送り軸制御部２４０と、を備える。数値制御部２１０は、加工開始位置から目標位置まで任意の回数で切り込み動作及び引き抜き動作を行う際に、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸１０１の回転量及び最高回転速度をタップ加工プログラム５００から取得し、主軸１０１の回転量及び最高回転速度を主軸指令として主軸制御部２２０に送る主軸指令出力部２１１を有する。

【0065】

これにより、主軸制御部２２０は、事前に送られた主軸１０１の回転量及び最高回転速度を用いることによって、切り込み動作又は引き抜き動作の完了後に、次の引き抜き動作又は切り込み動作における主軸１０１の移動を開始することができる。そのため、制御装置２００は、主軸制御部２２０における指令待ち時間をより低減することができる。したがって、制御装置２００は、タップ加工のサイクルタイムを短縮することができる。

【0066】

また、主軸指令出力部２１１は、主軸制御部２２０による主軸１０１の移動開始前に、切り込み動作及び引き抜き動作における主軸１０１の回転量及び最高回転速度をタップ加工プログラム５００から取得し、主軸１０１の回転量及び最高回転速度を主軸指令として主軸制御部２２０に送る。

【0067】

これにより、主軸制御部２２０は、主軸１０１の移動開始前に、主軸１０１の回転量及び最高回転速度を取得することによって、切り込み動作又は引き抜き動作の完了後に、次の引き抜き動作又は切り込み動作における主軸１０１の移動を開始することができる。そのため、制御装置２００は、主軸制御部２２０における指令待ち時間をより低減することができる。

【0068】

また、主軸制御部２２０は、主軸指令出力部２１１から送られた回転量及び最高回転速度を主軸指令として、数値制御部２１０からの指令に先行して主軸１０１の移動を開始する。これにより、制御装置２００は、主軸制御部２２０における指令待ち時間をより低減することができる。

【0069】

また、主軸１０１の回転量及び最高回転速度は、切り込み動作又は引き抜き動作中の所定の位置において変更される。主軸指令出力部２１１は、主軸１０１の変更前の第１の回転量、変更後の第２の回転量、変更前の第１の最高回転速度及び変更後の第２の最高回転速度をタップ加工プログラム５００から取得する。そして、主軸指令出力部２１１は、第１の回転量、第２の回転量、第１の最高回転速度及び第２の最高回転速度を主軸指令として主軸制御部２２０に送る。

【0070】

これにより、制御装置２００は、切り込み動作又は引き抜き動作中に主軸１０１の回転量及び最高回転速度を変更することにより、タップ加工のサイクルタイムを更に短縮することができる。

【0071】

また、主軸１０１の回転量及び最高回転速度は、引き抜き動作後の切り込み動作中の所定の位置において変更され、所定の位置は、直前の前記引き抜き動作における目標位置である。これにより、制御装置２００は、引き抜き動作後の切り込み動作中に主軸１０１の回転量及び最高回転速度を変更することにより、タップ加工のサイクルタイムを更に短縮することができる。

【0072】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の制御装置２００は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の制御装置２００により行なわれる制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

【0073】

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。

【0074】

また、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記各実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

【符号の説明】

【0075】

２００ 制御装置
２１０ 数値制御部
２１１ 主軸指令出力部
２１２ プログラム解釈部
２１３ 送り軸指令出力部
２２０ 主軸制御部
２２１ 初期動作制御部
２２２ 回転量検出部
２２３ 残回転量検出部
２２４ 現在速度検出部
２２５ 位置決め動作制御部
２３０ 回転検出部
２４０ 送り軸制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】