特許 7574590 数値制御装置と制御方法

(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】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】数値制御装置と制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4093 20060101AFI20241022BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20241022BHJP

   B23B 39/08 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4093 Z

B23Q15/00 303B

B23B39/08

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020162031

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2021064363

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2023-03-17

(31)【優先権主張番号】P 2019186535

(32)【優先日】2019-10-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(72)【発明者】

【氏名】久留美 賢祐

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１８０６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１２５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００４３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０２７８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０８５５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０００３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３７９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １５／００

Ｂ２３Ｇ １／１６

Ｂ２３Ｂ ３９／０８

Ｇ０５Ｂ １９／４０９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被削材を保持する作業台に対して工具を第一軸方向に相対移動する第一軸モータと前記第一軸方向と直交する第二軸方向に相対移動する第二軸モータを駆動し、前記被削材を切削する切削加工を制御する数値制御装置であり、
前記切削加工の過程で前記被削材に対する前記工具の相対位置を位置決めする為の指令を含むプログラムを記憶する記憶部と、
前記プログラムに基づき前記第一軸モータと前記第二軸モータを制御して前記工具を位置決めする制御部と
を備え、
前記プログラムは、
前記第一軸方向の位置を規定した第ｍ終了位置（ｍは１以上の整数）、第ｍ＋１開始位置、第ｍ＋１加工位置、前記第二軸方向の位置を規定した第ｍ切削位置、第ｍ＋１切削位置の相互間で前記工具を移動する指令であり、
前記作業台に対して前記工具を前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置迄、前記第二軸方向に沿って相対移動する為の第ｎ指令（ｎは１以上の整数）、
前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に沿って前記作業台に近接する向きである近接向きに前記第ｍ終了位置から前記第ｍ＋１開始位置迄相対移動する為の第ｎ＋１指令、
前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に沿って前記近接向きに前記第ｍ＋１加工位置迄相対移動し、前記作業台から離隔する向きである離隔向きに前記第ｍ＋１加工位置から第ｍ＋１終了位置迄相対移動する為の第ｎ＋２指令を少なくとも含み、
前記制御部は、
前記第ｍ終了位置と前記第ｍ＋１開始位置の間の前記第一軸方向における距離である第ｎ＋１指令距離と、前記第一軸モータの駆動に依る前記工具の最大速度と、前記工具の加減速時の時定数に基づき、前記第ｍ終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置と前記第ｍ終了位置との間の距離を惰走距離として算出する第一算出部と、
前記第ｎ指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動部と、
前記第一移動部に依り前記工具が前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第一算出部に依り算出した前記惰走距離に応じた前記惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動部と、
前記第二移動部に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第ｍ終了位置を通過時、前記第一移動部に依り相対移動する前記工具が前記第ｍ＋１切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第二算出部と、
前記第二移動部に依り前記工具が前記惰走位置に到達し、且つ前記第二算出部に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し前記惰走位置から前記第ｍ終了位置を経由して前記ｍ＋１開始位置迄、前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動部と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。

【請求項2】

前記第一算出部は、
前記時定数に基づき減速しながら前記第ｍ終了位置から前記第ｎ＋１指令距離分前記近接向きに相対移動して前記第ｍ＋１開始位置に位置決めするための前記第ｍ終了位置での速度が前記最大速度より小さい経過速度となる時、前記時定数に基づき加速しながら前記第ｍ終了位置に向けて前記近接向きに相対移動して前記第ｍ終了位置で前記経過速度となる移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第ｍ終了位置の間の距離をｎ＋１指令距離に基づき前記惰走距離として算出することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。

【請求項3】

前記第三移動部は、
前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記経過速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第ｎ＋１指令距離分相対移動する間の速度を前記経過速度から前記時定数に基づき減速することを特徴とする請求項２に記載の数値制御装置。

【請求項4】

前記第一算出部は、
前記時定数に基づき減速しながら前記第ｍ終了位置から前記第ｎ＋１指令距離分前記近接向きに相対移動して前記第ｍ＋１開始位置に位置決めするための前記第ｍ終了位置での速度が前記最大速度となる時、前記時定数に基づき加速しながら前記第ｍ終了位置に向けて前記近接向きに相対移動した時に前記第ｍ終了位置で前記最大速度となる相対移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第ｍ終了位置の間の距離を前記時定数と前記最大速度に基づき前記惰走距離として算出することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。

【請求項5】

前記第三移動部は、
前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記最大速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第ｎ＋１指令距離分相対移動する間の速度を前記最大速度から前記時定数に基づき減速することを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。

【請求項6】

被削材を保持する作業台に対して工具を第ｍ切削位置（ｍは１以上の整数）から第ｍ＋１切削位置迄第二軸方向に沿って相対移動する為の第ｎ指令（ｎは１以上の整数）、前記作業台に対して前記工具を前記第二軸方向と直交する第一軸方向に沿って作業台に近接する向きである近接向きに第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄相対移動する為の第ｎ＋１指令、前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に沿って前記近接向きに第ｍ＋１加工位置迄相対移動し、前記作業台から離隔する向きである離隔向きに前記第ｍ＋１加工位置から第ｍ＋１終了位置迄相対移動する為の第ｎ＋２指令を少なくとも含むプログラムに基づき、前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に相対移動する第一軸モータと前記第二軸方向に相対移動する第二軸モータを制御して前記被削材を切削する切削加工を制御する制御方法であり、
前記第ｍ終了位置と前記第ｍ＋１開始位置の間の前記第一軸方向における距離である第ｎ＋１指令距離と、前記第一軸モータの駆動に依る前記工具の最大速度と、前記工具の加減速時の時定数に基づき、前記第ｍ終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置と前記第ｍ終了位置との間の距離を惰走距離として算出する第一算出工程と、
前記第ｎ指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動工程と、
前記第一移動工程に依り前記工具が前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第一算出工程に依り算出した前記惰走距離に応じた前記惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動工程と、
前記第二移動工程に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第ｍ終了位置を通過時、前記第一移動工程に依り相対移動する前記工具が前記第ｍ＋１切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第二算出工程と、
前記第二移動工程に依り前記工具が前記惰走位置に到達し且つ前記第二算出工程に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し、前記惰走位置から前記第ｍ終了位置を経由して前記ｍ＋１開始位置迄前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動工程と
を備えたことを特徴とする制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は数値制御装置と制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の数値制御装置はＺ軸モータが主軸ヘッドを切削動作の完了位置から復帰位置に向けて上方に移動し、更に復帰位置を超えた位置迄主軸ヘッドを上方に惰走する。該時、数値制御装置は主軸ヘッドが完了位置から復帰位置に到達する迄、Ｚ軸モータの速度を維持する。故に数値制御装置は主軸ヘッドを完了位置から復帰位置迄移動する時間を短縮できる。数値制御装置は惰走移動中の主軸ヘッドを水平方向に移動して位置決め後、惰走移動に依る移動距離だけ主軸ヘッドを下方に移動して元の復帰位置に戻す。数値制御装置は復帰位置にある主軸ヘッドを完了位置迄下方に移動して次の切削動作を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２３７９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

切削加工の作業時間を短縮する為には完了位置から復帰位置迄主軸ヘッドを上方に移動する時間だけでなく、切削動作時に復帰位置から完了位置迄主軸ヘッドを下方に移動する時間も短縮するのが有効である。数値制御装置は復帰位置で主軸ヘッドを一端停止後、Ｚ軸モータが主軸ヘッドを移動開始して完了位置迄下方に移動する。故に切削動作時に復帰位置から完了位置迄主軸ヘッドを下方に移動する時間が相対的に長くなるので、切削加工の作業時間を短縮できない時がある。

【0005】

本発明の目的は切削加工の作業時間を短縮できる数値制御装置と制御方法の提供である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に係る発明の数値制御装置は、被削材を保持する作業台に対して工具を第一軸方向に相対移動する第一軸モータと前記第一軸方向と直交する第二軸方向に相対移動する第二軸モータを駆動し、前記被削材を切削する切削加工を制御する数値制御装置であり、前記切削加工の過程で前記被削材に対する前記工具の相対位置を位置決めする為の指令を含むプログラムを記憶する記憶部と、前記プログラムに基づき前記第一軸モータと前記第二軸モータを制御することに依り前記工具を位置決めする制御部とを備え、前記プログラムは、前記第一軸方向の位置を規定した第ｍ加工位置（ｍは１以上の整数）、第ｍ終了位置、第ｍ＋１開始位置、第ｍ＋１加工位置と、前記第二軸方向の位置を規定した第ｍ切削位置、第ｍ＋１切削位置の相互間で前記工具を移動する指令であり、前記作業台に対して前記工具を、前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置迄、前記第二軸方向に沿って相対移動する為の第ｎ指令（ｎは１以上の整数）、前記作業台に対して前記工具を、前記第一軸方向に沿って前記作業台に近接する向きである近接向きに前記第ｍ終了位置から前記第ｍ＋１開始位置迄相対移動する為の第ｎ＋１指令、前記作業台に対して前記工具を、前記第一軸方向に沿って前記近接向きに前記第ｍ＋１加工位置迄相対移動し、前記作業台から離隔する向きである離隔向きに前記第ｍ＋１加工位置から前記第ｍ＋１終了位置迄相対移動する為の第ｎ＋２指令を少なくとも含み、前記制御部は、前記第ｎ指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動部と、前記第一移動部に依り前記工具が前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第ｍ終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動部と、前記第二移動部に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第ｍ終了位置を通過時、前記第一移動部に依り相対移動する前記工具が前記第ｍ＋１切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第一算出部と、前記第二移動部に依り前記工具が前記惰走位置に到達し、且つ前記第一算出部に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し前記惰走位置から前記第ｍ終了位置を経由して前記ｍ＋１開始位置迄、前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動部とを備えたことを特徴とする。

【0007】

数値制御装置は工具を下向きに相対移動する時に第ｍ終了位置で速度を維持できる。故に数値制御装置は工具に依る被削材の切削加工に要する作業時間を短縮できる。

【0008】

請求項２に係る発明の数値制御装置の前記惰走位置と前記第ｍ終了位置との間の距離を惰走距離として算出する第二算出部を備え、前記第二移動部は、前記第二算出部に依り算出した前記惰走距離に応じた前記惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動し、前記第二算出部は、前記第ｍ終了位置と前記第ｍ＋１開始位置の間の前記第一軸方向における距離である第ｎ＋１指令距離、前記第一軸モータの駆動に依る前記工具の最大速度、前記工具の加減速時の時定数に基づき前記惰走距離を算出する。該時、数値制御装置は第ｍ終了位置を下向きに通過する工具の速度を最大化できるので、切削加工に要する作業時間を更に短縮できる。

【0009】

請求項３に係る発明の数値制御装置の前記第二算出部は、前記時定数に基づき減速しながら前記第ｍ終了位置から前記第ｎ＋１指令距離分前記近接向きに相対移動して前記第ｍ終了位置での速度が、前記最大速度より小さい経過速度の時、前記時定数に基づき加速しながら前記第ｍ終了位置に向けて前記近接向きに相対移動して前記第ｍ終了位置で前記経過速度となる移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第ｍ終了位置の間の距離をｎ＋１指令距離に基づき前記惰走距離として算出する。該時、数値制御装置は適切な惰走距離を容易に算出できる。

【0010】

請求項４に係る発明の数値制御装置の前記第三移動部は、前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記経過速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第ｎ＋１指令距離分相対移動する間の速度を前記経過速度から前記時定数に基づき減速する。該時、数値制御装置は時定数と経過速度の範囲で工具の速度を最大化できる。故に数値制御装置は工具が第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄相対移動する時に要する時間を最大限短縮できる。

【0011】

請求項５に係る発明の数値制御装置の前記第二算出部は、前記時定数に基づき減速しながら前記第ｍ終了位置から前記第ｎ＋１指令距離分前記近接向きに相対移動する時の前記第ｍ終了位置での速度が前記最大速度の時、前記時定数に基づき加速しながら前記第ｍ終了位置に向けて前記近接向きに相対移動した時に前記第ｍ終了位置で前記最大速度となる相対移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第ｍ終了位置の間の距離を前記時定数と前記最大速度に基づき前記惰走距離として算出する。該時、数値制御装置は適切な惰走距離を容易に算出できる。

【0012】

請求項６に係る発明の数値制御装置の前記第三移動部は、前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記最大速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第ｎ＋１指令距離分相対移動する間の速度を前記最大速度から前記時定数に基づき減速する。該時、数値制御装置は時定数と最大速度の範囲で工具の速度を最大化できる。故に数値制御装置は工具が第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄相対移動する時に要する時間を最大限短縮できる。

【0013】

請求項７に係る発明の制御方法は、被削材を保持する作業台に対して工具を第ｍ切削位置（ｍは１以上の整数）から第ｍ＋１切削位置迄第二軸方向に沿って相対移動する為の第ｎ指令（ｎは１以上の整数）、前記作業台に対して前記工具を前記第二軸方向と直交する第一軸方向に沿って作業台に近接する向きである近接向きに第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄相対移動する為の第ｎ＋１指令、前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に沿って前記近接向きに第ｍ＋１加工位置迄相対移動し、前記作業台から離隔する向きである離隔向きに前記第ｍ＋１加工位置から前記第ｍ＋１終了位置迄相対移動する為の第ｎ＋２指令を少なくとも含むプログラムに基づき、前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に相対移動する第一軸モータと前記第二軸方向に相対移動する第二軸モータを制御して前記被削材を切削する切削加工を制御する制御方法であり、前記第ｎ指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動工程と、前記第一移動工程に依り前記工具が前記第ｍ切削位置から前記第ｍ＋１切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第ｍ終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動工程と、前記第二移動工程に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第ｍ終了位置を通過時、前記第一移動工程に依り相対移動する前記工具が前記第ｍ＋１切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第一算出工程と、前記第二移動工程に依り前記工具が前記惰走位置に到達し且つ前記第一算出工程に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し、前記惰走位置から前記第ｍ終了位置を経由して前記ｍ＋１開始位置迄前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動工程とを備えたことを特徴とする。該時、技術方案１と同様の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】工作機械１０の概要を示す左側面図。

【図2】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。

【図3】第ｎ指令～第ｎ＋２指令に基づき移動する工具４の相対移動軌跡を示す図。

【図4】工具４の移動速度を示す図表。

【図5】工具４の移動速度を示す図表（Ｘ軸方向）。

【図6】主処理の流れ図。

【図7】図６に続く主処理の流れ図。

【図8】第一算出処理の流れ図。

【図9】第二算出処理の流れ図。

【図10】第三算出処理の流れ図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１に示す工作機械１０は主軸９に装着した工具４で作業台５０上の被削材Ｗの切削加工等を行う。図２の数値制御装置２０は工作機械１０の動作を制御する。工作機械１０の前側、後側、左側、右側、上側、下側は夫々図１の左側、右側、奥側、手前側、上側、下側に対応する。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。

【0016】

図１の如く、工作機械１０は基台２、立柱５、主軸ヘッド７、主軸９、作業台装置４０、操作盤１６（図２参照）等を備える。工作機械１０は作業台装置４０の作業台５０がＸ軸、Ｙ軸の二軸方向に移動する。基台２は工作機械１０の土台である。立柱５は基台２上面後部に固定する。主軸ヘッド７は立柱５前面に沿ってＺ軸方向に移動する。立柱５は前面にＺ軸移動機構を備える。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。主軸ヘッド７は内部に主軸９を回転可能に設ける。工具４は主軸９下端に設けた工具装着穴に装着する。

【0017】

作業台装置４０は基台２上面且つ主軸ヘッド７下方に設ける。作業台装置４０は作業台５０をＸ軸とＹ軸の二軸方向に移動可能に支持する。図１に示す作業台装置４０は作業台５０をＹ軸方向に移動するＹ軸移動機構のみ図示し、Ｘ軸移動機構は省略する。作業台装置４０はベッド４１、Ｙ軸軌道４２、Ｙ軸モータ１４、継手４３、ボール螺子４４、軸受部４５、ナット４６、作業台５０等を備える。ベッド４１、Ｙ軸軌道４２、Ｙ軸モータ１４、継手４３、ボール螺子４４、軸受部４５、ナット４６はＹ軸移動機構を構成する。ベッド４１は基台２上面に設置する。ベッド４１は左右方向中央部にＹ軸方向に長い凹部を備え、該凹部の内側にＹ軸移動機構の大部分を格納する。Ｙ軸軌道４２はベッド４１上部に設け、Ｙ軸方向に延びる。Ｙ軸軌道４２は作業台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。ボール螺子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の出力軸と、ボール螺子４４後端部を互いに連結する。軸受部４５はボール螺子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を介してボール螺子４４は回転する。ナット４６は作業台５０下面に固定し、ボール螺子４４に螺合する。故にボール螺子４４の回転に伴い作業台５０はナット４６と共にＹ軸方向に移動する。作業台装置４０は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）を駆動源し、Ｙ軸移動機構の構造と同様である。

【0018】

以下、Ｘ軸移動機構に応じて被削材Ｗを保持する作業台５０を工具４に対してＸ軸方向に移動することを、（被削材Ｗに対して）工具４をＸ軸方向に移動すると言い換える。Ｙ軸移動機構に応じて被削材Ｗを保持する作業台５０を工具４に対してＹ軸方向に移動することを、（被削材Ｗに対して）工具４をＹ軸方向に移動すると換言する。

【0019】

図２の如く、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。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、各種パラメータ等を記憶する。ＮＣプログラムは所定のプログラム言語に依る複数の制御指令で工作機械１０の動作を記述する。各制御指令は工作機械１０に依る切削加工の過程で工具４を位置決めする為の指令等である。各種パラメータは最大速度Ｖｘｍａｘ（Ｘ軸モータ１３の最大速度）、Ｖｙｍａｘ（Ｙ軸モータ１４の最大速度）、Ｖｚｍａｘ（Ｚ軸モータ１１の最大速度），後述する時定数Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚを含む。入出力部２５は操作盤１６、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、記憶装置２４、駆動回路２６～２９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。駆動回路２６～２９を駆動回路３０と総称する。Ｚ軸モータ１１、主軸モータ１２、Ｘ軸モータ１３、Ｙ軸モータ１４をモータ１５と総称する。エンコーダ１１Ａ～１４Ａをエンコーダ１５Ａと総称する。エンコーダ１５Ａが駆動回路３０に出力する検出結果はＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向における工具４と被削材Ｗの位置関係を示す。ＣＰＵ２１は記憶装置２４に記憶したＮＣプログラムを読込み、制御指令に基づき工具４を目標位置に位置決めする為の駆動信号を駆動回路３０に送信する。駆動回路３０はＣＰＵ２１から受信した駆動信号に応じ、対応するモータ１５に駆動電流を夫々出力する。駆動回路３０はエンコーダ１５Ａからフィードバック信号を受け、モータ１５の位置と速度の制御を行う。

【0020】

被削材Ｗに対して工具４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に夫々移動するＮＣプログラムの指令（送り軸指令と称す）に基づき、工作機械１０が駆動する時を示す。被削材Ｗに対して工具４をＺ軸方向に移動して加工する時を説明する。被削材Ｗに対して工具４をＸ軸方向、Ｙ軸方向に夫々移動して加工する時も同様である。

【0021】

ＣＰＵ２１はＮＣプログラムの送り軸指令を読込んだ時、主軸９を保持した主軸ヘッド７を送り軸指令に依り指定した位置迄移動する為、主軸ヘッド７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２６に出力する。駆動回路２６はＣＰＵ２１が出力した目標位置のデータに基づきＺ軸モータ１１を駆動する。Ｚ軸モータ１１は主軸ヘッド７を介して工具４を目標位置迄Ｚ軸方向に移動する。ＣＰＵ２１が駆動回路２６に目標位置のデータを入力する都度、駆動回路２６はＺ軸モータ１１を駆動する。結果、工具４は送り軸指令に依り指定した位置（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が実行する制御を送り軸制御と称す。

【0022】

ＣＰＵ２１は目標位置の時系列データを生成時、初めに指令位置迄工具４がＺ軸方向に移動する時の速度が一定に推移するよう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（速度波形と称す）に移動平均フィルタを適用し、速度波形の立上り特性と立下り特性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持つデジタルフィルタ、即ちＦＩＲフィルタである。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。加減速処理を実行した速度波形の立上りと立下り夫々の傾きはＺ軸モータ１１の回転開始時と回転終了時の加減速度に対応し、移動平均フィルタの時定数Ｃｚに基づき変動する。

【0023】

ＣＰＵ２１は加減速処理を実行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２６に出力する。該時、駆動回路２６が駆動するＺ軸モータ１１に依り移動する工具４は移動開始時、移動平均フィルタの時定数Ｃｚに基づく加速度で加速し、移動終了時、移動平均フィルタの時定数Ｃｚに基づく加速度で減速する。上記と同じ方法で作業台５０をＸ軸方向に移動する時に適用する移動平均フィルタの時定数をＣｘと称し、作業台５０をＹ軸方向に移動する時に適用する移動平均フィルタの時定数をＣｙと称す。

【0024】

工作機械１０の動作の一例として、穴あけ加工の概要を説明する。穴あけ加工は被削材Ｗに対して工具４をＺ軸方向に移動して、Ｚ軸方向と平行に延びる穴を被削材Ｗに形成する。例えば被削材Ｗに第ｍ＋１穴（ｍは０以上の整数）を形成する為のＮＣプログラムは送り軸指令として第ｎ指令（ｎは１以上の整数）、第ｎ＋１指令、第ｎ＋２指令の少なくとも何れかを含む。第ｎ指令、第ｎ＋１指令、第ｎ＋２指令を第Ｎ指令と総称する。ＣＰＵ２１は該指令を序数Ｎの順番で実行する。

【0025】

図３は作業台５０と被削材Ｗに対する工具４の相対位置の推移を作業台５０と被削材Ｗを基準として示す。図３の如く、工作機械１０がＸ，Ｙ軸方向にて第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置まで工具４を移動し、Ｘ，Ｙ軸方向にて第ｍ＋１切削位置に第ｍ＋１穴を形成する時を例に挙げる。第ｍ終了位置は工具４の初期位置を示す。第ｍ＋１開始位置、第ｍ＋１加工位置、第ｍ＋１終了位置は夫々、第ｍ＋１穴を形成する時に位置決めする工具４の指令位置を示す。第ｍ終了位置、第ｍ＋１開始位置、第ｍ＋１終了位置はＺ軸方向にて、作業台５０に対して上側に離隔する。第ｍ＋１加工位置はＺ軸方向にて被削材Ｗと重なる。第ｍ終了位置と第ｍ＋１終了位置のＺ軸方向の位置関係は図３に限らない。

【0026】

第ｎ指令は工具４を第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置迄、Ｘ，Ｙ軸方向の少なくとも一方に沿って水平移動する為の命令である。工具４は水平移動する為、第ｎ指令に基づく移動後の工具４のＺ軸方向の位置は移動前と同じ第ｍ終了位置である。以下、第ｎ指令に基づき工具４がＸ軸方向に移動し、Ｙ軸方向に移動しないことを前提とする。第ｎ指令に依る工具４の移動距離を第ｎ指令距離Ｌｘｙと称す。
第ｎ＋１指令は第ｎ指令に基づき第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置に移動した工具４を第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄、Ｚ軸方向に沿って下向きに移動する為の命令である。第ｎ＋１指令に依る工具４の移動距離を第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎと称す。
第ｎ＋２指令は第ｎ＋１指令に基づき第ｍ＋１開始位置迄下向きに移動した工具４を第ｍ＋１開始位置から第ｍ＋１加工位置迄、Ｚ軸方向に沿って下向きに移動し、次に第ｍ＋１加工位置から第ｍ＋１終了位置迄、Ｚ軸方向に沿って上向きに移動する為の指令である。第ｎ＋２指令は２つの制御指令を含んでもよい。該時、一つ目の指令は第ｍ＋１開始位置迄下向きに移動した工具４を第ｍ＋１開始位置から第ｍ＋１加工位置迄、Ｚ軸方向に沿って下向きに移動する為の指令である。二つ目の指令は第ｍ＋１加工位置から第ｍ＋１終了位置迄、Ｚ軸方向に沿って上向きに移動する為の指令である。

【0027】

数値制御装置２０の送り軸制御（図３、図４参照）は第ｎ指令、第ｎ＋１指令、第ｎ＋２指令を繰り返し含むＮＣプログラムに基づきＣＰＵ２１が送り軸制御を実行する。該時、ＮＣプログラムは第ｎ指令、第ｎ＋１指令、第ｎ＋２指令を少なくとも含む。穴あけ加工を短時間で実行する為、工具４が第ｎ＋１指令に基づき第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄下方に移動するのに要する時間は短い方が良い。故に工具４が第ｍ終了位置から下方に移動開始時、初速は０より大きいのが良い。図３の如く、ＣＰＵ２１は第ｎ指令に基づき工具４を第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置迄Ｘ軸方向に移動時、同時に工具４を第ｍ終了位置から第ｍ終了位置より上側の位置（惰走位置と称す）に向けて上向きに移動する。ＣＰＵ２１は工具４が惰走位置に到達後、第ｎ＋１指令に基づき工具４を第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄下向きに移動する前に、工具４を惰走位置から第ｍ終了位置迄下向きに移動する。該時、ＣＰＵ２１は第ｍ終了位置で工具４を停止せず下向きに第ｍ＋１開始位置迄移動し続ける。故にＣＰＵ２１は工具４が第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄移動するのに要する時間を短縮でき、穴あけ加工を短時間で実行できる。

【0028】

図４を用いて二つの動作型について説明する。

【0029】

図４（ａ）は、第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎ（指令距離Ｌｚと示す）が式（１－１）の関係を満たす。Ｃｚは時定数、Ｖｚｍａｘは最大速度である。第ｎ＋１指令に基づき移動する工具４は第ｍ終了位置（時機ｔ５５）から時定数Ｃｚに基づき減速しながら指令距離Ｌｚ下向きに移動し、第ｍ＋１開始位置で停止する（時機ｔ５６）。該時、工具４が第ｍ終了位置を通過する時の移動速度は最大速度Ｖｚｍａｘより小さい経過速度Ｖｚｄｏｗｎとなる。指令距離Ｌｚは時機ｔ５５～ｔ５６間における第ｎ＋１指令の速度直線の積分値である。尚、時定数Ｃｚは工具４が移動開始してから移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘに達する迄の経過時間及び、工具４が最大速度Ｖｚｍａｘから減速を開始してから工具４が停止する（移動速度が０となる）迄の経過時間と同じである。

【数1】

【0030】

工具４が惰走位置から下向きに加速し、第ｍ終了位置で経過速度Ｖｚｄｏｗｎとなる時（時機ｔ５５）、工具４の移動開始時機である時機ｔ５４は時定数Ｃｚに応じた加速度に基づき、以下の方法に依り決定する。時機ｔ５４における工具４のＺ軸方向の位置は惰走位置である。惰走位置と第ｍ終了位置の間のＺ軸方向の距離（惰走距離Ｌｄと称す）は時機ｔ５４～ｔ５５間における第ｎ＋１指令の速度直線の積分値であり、指令距離Ｌｚ（＝第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎ）と等しい。故に惰走距離Ｌｄは式（１－２）の関係を満たす。

【数2】

ＣＰＵ２１は工具４が惰走位置から下向きに惰走距離Ｌｄ分移動する時の移動速度を時定数Ｃｚに基づき経過速度Ｖｚｄｏｗｎ迄加速する。ＣＰＵ２１は工具４が第ｍ終了位置から下向きに第ｎ＋１指令距離Ｌｄｏｗｎ移動する時の移動速度を経過速度Ｖｚｄｏｗｎから時定数Ｃｚに基づき０迄減速し、工具４を第ｍ＋１開始位置迄移動する。

【0031】

工具４は第ｍ終了位置から惰走位置迄上向きに移動時、時機ｔ５１から時定数Ｃｚに基づき加速する（時機ｔ５１～ｔ５２）。工具４は惰走距離Ｌｄ分移動して惰走位置に到達し停止するよう移動速度を加速から減速に切り替える（時機ｔ５２）。工具４は時定数Ｃｚに基づき減速し、惰走位置で停止する（時機ｔ５３）。工具４は惰走位置に向けた上向きの移動を開始時（時機ｔ５１）、第ｎ指令でＸ軸方向の移動を開始する。工具４は第ｍ切削位置からＸ軸方向に移動開始する。工具４は時機ｔ５５で第ｍ＋１切削位置に到達し停止する。

【0032】

ＣＰＵ２１は工具４が第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置迄移動するのに要する時間（移動時間Ｔｘｙ）を算出する。図５は工具４のＸ軸方向における移動速度の時間変化を示す図表である。最大速度ＶｘｍａｘはＸ軸モータ１３を所定の最大回転速度で回転時の工具４の移動速度である。工具４がＸ軸方向に移動開始時、工具４の移動速度は時定数Ｃｘに基づき加速する。工具４が移動終了時、工具４の移動速度は時定数Ｃｘに基づき減速する。時定数Ｃｘは工具４がＸ軸方向に移動開始してから移動速度が最大速度Ｖｘｍａｘに達する迄の経過時間及び、工具４が最大速度Ｖｘｍａｘから減速を開始してから工具４が停止する（移動速度が０となる）迄の経過時間と同じである。第ｎ指令の速度直線と横軸とで囲む面積は第ｎ指令距離Ｌｘｙである。図５（ａ）は工具４の移動速度が０から最大速度Ｖｘｍａｘ迄増加する前に減速を開始して０に戻る時を示す。該時の加速時間と減速時間をＣｘ´と称す。最大速度Ｖｘｍａｘは式（１－３）の関係を示す。工具４の移動時の最大速度をＶｘと称す。

【数3】

【0033】

該時、Ｖｘｍａｘ／Ｃｘ＝Ｖｘ／Ｃｘ´、Ｌｘｙ＝Ｃｘ´Ｖｘ／２の関係を満たす。二式からＣｘ´を求めた時、ＴｘｙはＣｘ´を二倍した値と一致するので式（１－４）の関係を示す。

【数4】

【0034】

図５（ｂ）は工具４の移動速度が０から最大速度Ｖｘｍａｘ迄増加して維持し、該後減速を開始して移動速度０に戻る時を示す。最大速度Ｖｘｍａｘは式（１－５）の関係を示す。

【数5】

【0035】

該時、Ｔｘｙは式（１－６）の関係を示す。

【数6】

【0036】

ＣＰＵ２１は第ｎ指令でＸ軸方向に移動する工具４が第ｍ＋１切削位置に到達する時機と、惰走位置から下向きに移動する工具４が第ｍ終了位置を通過する時機が一致するよう惰走位置にある工具４を下向きに移動開始する時機（時機ｔ５４）を以下の如く決定する。図４の如く、工具４が惰走位置から下向きに移動開始してから第ｍ終了位置を通過する迄の時間をＴｚｄｏｗｎと称す。最大速度Ｖｚｍａｘと時定数Ｃｚとの比は、経過速度Ｖｚｄｏｗｎと時間Ｔｚｄｏｗｎとの比と一致する。故に式（１－７）の関係を満たす。

【数7】

【0037】

第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎは時機ｔ５５～ｔ５６間における第ｎ＋１指令の指令直線の積分値である為、式（１－８）の関係を満たす。

【数8】

【0038】

式（１－７）（１－８）から、時間Ｔｚｄｏｗｎは式（１－９）の関係を満たす。

【数9】

ｎ指令で工具４が移動開始する時機ｔ５１からの遅れ時間Ｔｄｅｌａｙは、式（１－１０）を満たす。

【数10】

ＣＰＵ２１は式（１－４）又は（１－６）と、（１－９）（１－１０）を用いて時機ｔ５４を決定する。該時、ＣＰＵ２１は惰走位置からＺ軸方向に沿って下向きに移動した工具４が第ｍ終了位置を通過する時機ｔ５５で、ｎ指令で移動する工具４が第ｍ＋１切削位置に到達できる時機ｔ５４を決定する。

【0039】

図４（ｂ）は、指令距離Ｌｚが式（２－１）の関係を満たす。

【数11】

【0040】

工具４が惰走位置から下向きに加速し、第ｍ終了位置で最大速度Ｖｚｍａｘとなる（時機ｔ６５）時、工具４の移動開始時機である時機ｔ６４は時定数Ｃｚ、加速度に基づき、以下の方法に依り決定する。時機ｔ６４における工具４のＺ軸方向の位置は惰走位置である。惰走距離Ｌｄは時機ｔ６４～ｔ６５間における第ｎ＋１指令の速度直線の積分値であり、式（２－２）の関係を満たす。

【数12】

ＣＰＵ２１は工具４が惰走位置から下向きに惰走距離Ｌｄ分移動する時の速度を時定数Ｃｚに基づき最大速度Ｖｚｍａｘ迄加速する。工具４は惰走位置から第ｍ終了位置迄移動する。ＣＰＵ２１は工具４が第ｍ終了位置から下向きに第ｎ＋１指令距離Ｌｄｏｗｎ移動する時の速度を最大速度Ｖｚｍａｘで維持し、該後、時定数Ｃｚに基づき０迄減速する。該時、工具４は第ｍ＋１開始位置迄移動する。

【0041】

工具４は第ｍ終了位置から惰走位置迄上向きに移動時、時機ｔ６１から時定数Ｃｚに基づき加速する（時機ｔ６１～ｔ６２）。工具４は惰走距離Ｌｄ分移動して惰走位置に到達し停止するよう移動速度を加速から減速に切り替える（時機ｔ６２）。工具４は時定数Ｃｚに基づき減速を開始後惰走位置で停止する（時機ｔ６３）。工具４は惰走位置に向けた上向きの移動を開始時（時機ｔ６１）、第ｎ指令でＸ軸方向の移動を開始する。工具４は第ｍ切削位置からＸ軸方向に移動開始する。工具４は時機ｔ６５で第ｍ＋１切削位置に到達する。工具４が第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置迄移動するのに要する時間は移動時間Ｔｘｙである。該時、ＣＰＵ２１は第ｎ指令でＸ軸方向に移動する工具４が第ｍ＋１切削位置に到達する時機と、惰走位置から下向きに移動する工具４が第ｍ終了位置を通過する時機が一致するよう、惰走位置にある工具４を下向きに移動開始する時機（時機ｔ６４）を以下の如く決定する。ｎ指令で工具４が移動開始する時機ｔ６１からの遅れ時間Ｔｄｅｌａｙは式（２－３）の関係を満たす。

【数13】

ＣＰＵ２１はｎ指令で工具４が移動開始する時機ｔ６１からの遅れ時間Ｔｄｅｌａｙを式（２－３）を用いて算出し、時機ｔ６４を決定する。

【0042】

図６、図７を用い主処理を説明する。数値制御装置２０のＣＰＵ２１は工作機械１０の電源を投入時、ＲＯＭ２２に記憶したプログラムを読み出して実行することで主処理を開始する。ＣＰＵ２１は主処理の開始時、ＲＡＭ２３に記憶した変数ｎに１を設定する。図６の如く、ＣＰＵ２１はＮＣプログラムから第ｎ指令、第ｎ＋１指令、第ｎ＋２指令を読込む（Ｓ１１）。ＣＰＵ２１は第ｎ指令が切削加工を終了する為の制御指令か判定する（Ｓ１３）。ＣＰＵ２１は第ｎ指令が切削加工を終了する為の制御指令と判定時（Ｓ１３：ＹＥＳ）、主処理を終了する。ＣＰＵ２１は第ｎ指令が切削加工を終了する為の制御指令でないと判定時（Ｓ１３：ＮＯ）、第ｎ＋１指令がＺ軸方向に沿って下向きに工具４を移動する為の送り軸指令（Ｚ軸下向き指令と称す）か判定する（Ｓ１５）。ＣＰＵ２１は第ｎ＋１指令がＺ軸下向き指令でないと判定時（Ｓ１５：ＮＯ）、第ｎ指令に基づき工作機械１０を制御する（Ｓ４１）。ＣＰＵ２１はＲＡＭ２３に記憶した変数ｎに１加算し（Ｓ４３）、処理をＳ１１に戻す。ＣＰＵ２１は更新した変数ｎに基づき処理を繰り返す。ＣＰＵ２１は第ｎ＋１指令がＺ軸下向き指令と判定時（Ｓ１５：ＹＥＳ）、第ｎ指令がＸ軸方向に沿って工具４を移動する為の送り軸指令（Ｘ軸指令と称す）か判定する（Ｓ１７）。ＣＰＵ２１は第ｎ指令がＸ軸指令でないと判定時（Ｓ１７：ＮＯ）、処理をＳ４１に進める。ＣＰＵ２１は第ｎ指令がＸ軸指令と判定時（Ｓ１７：ＹＥＳ）、移動時間Ｔｘｙを算出する為、第一算出処理（図８参照）を実行する（Ｓ３１）。

【0043】

図８を参照し、第一算出処理を説明する。ＣＰＵ２１は工具４が移動速度０から最大速度Ｖｘｍａｘ迄増加する前に減速を開始して０に戻るか判定する（Ｓ１０１）。ＣＰＵ２１は式（１－３）を満たす時、工具４の移動速度が０から最大速度Ｖｘｍａｘ迄増加する前に減速を開始して０に戻ると判定する（Ｓ１０１：ＹＥＳ）。該時、ＣＰＵ２１は式（１－４）に基づき、移動時間Ｔｘｙを決定し（Ｓ１０３）、第一算出処理を終了する。ＣＰＵ２１は式（１－３）を満たさない時、工具４が移動速度０から最大速度Ｖｘｍａｘ迄増加して維持した後減速を開始して移動速度０に戻ると判定する（Ｓ１０１：ＮＯ、式（１－５）参照）。該時、ＣＰＵ２１は式（１－６）に基づき移動時間Ｔｘｙを決定し（Ｓ１０５）、第一算出処理を終了する。

【0044】

図６の如く、ＣＰＵ２１は惰走距離Ｌｄを算出する為、第二算出処理（図９参照）を実行する（Ｓ３３）。図９を参照し、第二算出処理を説明する。ＣＰＵ２１は工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘ迄増加する前に工具４が第ｍ終了位置に到達するか判定する（Ｓ１１１）。ＣＰＵ２１は式（１－１）に基づき、工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘ迄増加する前に工具４が第ｍ終了位置に到達すると判定時（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、式（１－２）に基づき、第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎ（＝Ｌｚ）を惰走距離Ｌｄとして決定し（Ｓ１１３）、第二算出処理を終了する。ＣＰＵ２１は工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘ迄増加後に工具４が第ｍ終了位置に到達すると判定時（Ｓ１１１：ＮＯ）、式（２－２）に基づき惰走距離Ｌｄを決定し（Ｓ１１５）、第二算出処理を終了する。
図６の如く、ＣＰＵ２１は工具４が惰走位置から下向きに移動開始してから第ｍ終了位置を通過する迄の時間Ｔｚｄｏｗｎ（惰走距離移動時間と称す）を算出する為、第三算出処理（図１０参照）を実行する（Ｓ３５）。図１０を参照し、第三算出処理を説明する。ＣＰＵ２１は工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘ迄増加する前に工具４が第ｍ終了位置に到達するか判定する（Ｓ１２１）。式（１－１）に基づき、ＣＰＵ２１は工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘ迄増加する前に工具４が第ｍ終了位置に到達すると判定時（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、式（１－９）を満たす惰走距離移動時間Ｔｚｄｏｗｎを決定し（Ｓ１２３）、第三算出処理を終了する。ＣＰＵ２１は式（２－１）に基づき、工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘ迄増加後に工具４が第ｍ終了位置に到達すると判定時（Ｓ１２１：ＮＯ）、惰走距離移動時間Ｔｚｄｏｗｎとして時定数Ｃｚを決定し（Ｓ１２５、式（２－３）参照）、第三算出処理を終了する。

【0045】

図６の如く、ＣＰＵ２１は工具４を惰走位置から下向きに移動開始する時機を算出する為、遅れ時間を算出する（Ｓ２１）。遅れ時間Ｔｄｅｌａｙは第一算出処理（Ｓ３１参照）で算出した移動時間Ｔｘｙから第三算出処理（Ｓ３５参照）で算出した惰走距離移動時間Ｔｚｄｏｗｎを減算する。
ＣＰＵ２１はＸ軸モータ１３を駆動し、第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置に向けて工具４をＸ軸方向に移動する動作を開始する（Ｓ２３）。同時にＣＰＵ２１はＺ軸モータ１１を駆動し、工具４を第ｍ終了位置から惰走位置に向けて上向きに移動する動作を開始する（Ｓ２３）。ＣＰＵ２１は工具４のＸ軸方向の移動を開始してからの経過時間の計測を開始する（Ｓ２９）。ＣＰＵ２１は処理をＳ５１（図７参照）に進める。

【0046】

図７の如く、ＣＰＵ２１はＳ２３に依り上向き移動を開始した工具４が惰走位置に到達し且つＳ２９に依り計測を開始した経過時間が遅れ時間Ｔｄｅｌａｙと一致して開始時機が到来したか判定する（Ｓ５１）。ＣＰＵ２１は、第二算出処理（Ｓ３３参照）に依り算出した惰走距離Ｌｄに応じた惰走位置に工具４が到達していない、又は経過時間がＳ２１に依り算出した遅れ時間Ｔｄｅｌａｙと一致せず開始時機が到来していないと判定時（Ｓ５１：ＮＯ）、処理をＳ５１に戻す。ＣＰＵ２１は工具４が惰走位置に到達し且つ経過時間が遅れ時間Ｔｄｅｌａｙと一致して開始時機が到来したと判定時（Ｓ５１：ＹＥＳ）、惰走位置から第ｍ＋１開始位置に向けて工具４の下向き移動を開始する（Ｓ５３）。Ｓ２３に依りＸ軸方向に沿って移動を開始した工具４が第ｍ＋１切削位置に到達する時機はＳ５３に依り下向きの移動を開始した工具４が第ｍ終了位置を通過する時機と一致する。

【0047】

ＣＰＵ２１はＳ２３に依りＸ軸方向に沿って移動を開始した工具４が第ｍ＋１切削位置に到達し且つＳ５３に依り下向きの移動を開始した工具４が第ｍ＋１開始位置に到達したか判定する（Ｓ５５）。ＣＰＵ２１は工具４が第ｍ＋１切削位置に到達していない又は工具４が第ｍ＋１開始位置に到達していない時（Ｓ５５：ＮＯ）、処理をＳ５５に戻し、処理を繰り返す。工具４が第ｍ＋１切削位置に到達し且つ工具４が第ｍ＋１開始位置に到達時（Ｓ５５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は処理をＳ５７に進める。ＣＰＵ２１は第ｎ＋２指令で第ｍ＋１開始位置迄下向きに移動した工具４を第ｍ＋１開始位置から第ｍ＋１加工位置迄Ｚ軸方向に沿って下向きに移動する。ＣＰＵ２１は工具４を第ｍ＋１加工位置から第ｍ＋１終了位置迄、Ｚ軸方向に沿って上向きに移動する（Ｓ５７）。ＣＰＵ２１はＲＡＭ２３に記憶した変数ｎに２加算し（Ｓ５９）、処理をＳ１１（図６参照）に戻す。

【0048】

数値制御装置２０は惰走距離Ｌｄと遅れ時間Ｔｄｅｌａｙを算出する（Ｓ３３、Ｓ２１）。工具４を第ｍ切削位置から第ｍ＋１切削位置に移動し（Ｓ２３）、同時に工具４を惰走位置迄上向きに移動する（Ｓ２３）。数値制御装置２０は工具４が惰走位置に到達し且つ工具４のＸ軸方向への移動を開始してから遅れ時間Ｔｄｅｌａｙが経過時（Ｓ５１：ＹＥＳ）、工具４を惰走位置から下向きに第ｍ終了位置を経由して第ｍ＋１開始位置迄移動する（Ｓ５３）。該時、数値制御装置２０は工具４を下向きに移動する時に第ｍ終了位置で移動速度を維持できる。故に数値制御装置２０は工具４に依る被削材Ｗの切削加工に要する作業時間を短縮できる。

【0049】

数値制御装置２０は工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘより小さい経過速度Ｖｚｄｏｗｎで最大となる時、第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎに基づき惰走距離Ｌｄを算出する（式（１－２））。該時、数値制御装置２０は適切な惰走距離Ｌｄを容易に算出できる。数値制御装置２０は工具４が惰走位置から下向きに惰走距離Ｌｄ移動する間の速度を、時定数Ｃｚに基づき経過速度Ｖｚｄｏｗｎ迄加速する。数値制御装置２０は工具４が下向きに第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎ移動する間の速度を経過速度Ｖｚｄｏｗｎから時定数Ｃｚに基づき減速する。該時、数値制御装置２０は時定数Ｃｚと経過速度Ｖｚｄｏｗｎの範囲で工具４の移動速度を最大化できる。故に数値制御装置２０は工具が第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄移動する時に要する時間を最大限短縮できる。

【0050】

数値制御装置２０は工具４の移動速度が最大速度Ｖｚｍａｘで最大となる時、時定数Ｃｚと最大速度Ｖｚｍａｘに基づき惰走距離Ｌｄを算出する（式（２－２））。該時、数値制御装置２０は適切な惰走距離Ｌｄを時定数Ｃｚと最大速度Ｖｚｍａｘに基づき容易に算出できる。数値制御装置２０は工具４が惰走位置から下向きに惰走距離Ｌｄ移動する間の移動速度を時定数Ｃｚに基づき最大速度Ｖｚｍａｘ迄加速して最大速度Ｖｚｍａｘで維持する。次に数値制御装置２０は工具４が下向きに第ｎ＋１指令距離Ｌｚｄｏｗｎ分移動する間の移動速度を最大速度Ｖｚｍａｘから時定数Ｃｚに基づき減速する。該時、数値制御装置２０は時定数Ｃｚと最大速度Ｖｚｍａｘの範囲で工具４の移動速度を最大化できる。故に数値制御装置２０は工具４が第ｍ終了位置から第ｍ＋１開始位置迄移動する時に要する時間を最大限短縮できる。

【0051】

本発明は上記実施形態に限らない。数値制御装置２０は算出した惰走距離Ｌｄに所定移動量を加算して惰走距離としてよい。該時、惰走位置は上記で決定した位置に対して被削材Ｗから上向きに更に離隔する。

【0052】

数値制御装置２０は惰走位置から工具４を下向きに移動する開始時機を遅れ時間Ｔｄｅｌａｙ以外の変数に基づき決定してよい。例えば数値制御装置２０はＸ軸モータ１３に接続するエンコーダ１３Ａから取得した信号に基づき、工具４のＸ軸方向の移動量を決定してよい。数値制御装置２０は決定した移動量が所定閾値と一致時、工具４を下向きに移動する開始時機を決定してよい。数値制御装置２０は遅れ時間Ｔｄｅｌａｙ、第ｎ指令の指令距離、時定数Ｃｚ、最大速度Ｖｚｍａｘに基づき、所定閾値を予め算出してよい。該時、数値制御装置２０は遅れ時間Ｔｄｅｌａｙに依り開始時機を決定する時と比べ、工具４が第ｍ＋１切削位置に到達する時機と、工具４が第ｍ終了位置を通過する時機をより精度良く一致できる。

【0053】

第ｎ指令の指令距離が短い時がある。該時、惰走位置迄移動した工具４を直ぐに下向きに移動しても、工具４が第ｍ終了位置を下向きに通過する時機より、工具４がＸ軸方向に移動して第ｍ＋１切削位置に到達する時機が早くなる時がある。該時、切削加工の作業時間が長くなり好ましくない。該時、算出した惰走距離Ｌｄから所定移動量を減算した値を惰走距離として決定してよい。

【0054】

工作機械１は作業台５０の代わりに工具４をＸ，Ｙ軸方向に移動することに依り、被削材Ｗに対して工具４をＸ，Ｙ軸方向に夫々相対移動してよい。工作機械１は主軸ヘッド７の代わりに作業台５０をＺ軸方向に移動することに依り、被削材Ｗに対して工具４をＺ軸方向に相対移動してよい。

【0055】

Ｚ軸方向は本発明の第一軸方向の一例である。Ｚ軸モータ１１は本発明の第一軸モータの一例である。Ｘ軸方向とＹ軸方向は本発明の第二軸方向の一例である。Ｘ軸モータ１３、Ｙ軸モータ１４は本発明の第二軸モータの一例である。記憶装置２４は本発明の記憶部の一例である。上向きは本発明の離隔向きの一例である。下向きは本発明の近接向きの一例である。Ｓ２１の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の第一算出部の一例である。Ｓ３３の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の第二算出部の一例である。Ｓ２３の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の第一移動部、第二移動部の一例である。Ｓ５３の処理を行うＣＰＵ２１は本発明の第三移動部の一例である。Ｓ２１の処理は本発明の第一算出工程の一例である。Ｓ３３の処理は本発明の第二算出工程の一例である。Ｓ２３の処理は本発明の第一移動工程、第二移動工程の一例である。Ｓ５３の処理は本発明の第三移動工程の一例である。

【符号の説明】

【0056】

４ ：工具
９ ：主軸
１０ ：工作機械
１１ ：Ｚ軸モータ
１２ ：主軸モータ
１３ ：Ｘ軸モータ
１４ ：Ｙ軸モータ
２０ ：数値制御装置
２１ ：ＣＰＵ
２４ ：記憶装置
Ｃｚ ：時定数
Ｌｄ ：惰走距離
Ｖｚｍａｘ ：最大速度
Ｖｚｕｐ ：経過速度
Ｗ ：被削材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】