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公開番号2025074400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023185172
出願日2023-10-30
発明の名称数値制御装置、制御方法、及び記憶媒体
出願人ブラザー工業株式会社
代理人個人
主分類B23Q 15/12 20060101AFI20250507BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】びびり振動を抑制し加工面品位を向上させる数値制御装置、制御方法、及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】数値制御装置はNCプログラムの実行時において第一切替指令により、切削指令に基づきモータを駆動する時の制御モードを第一モードに切り替える(S4)。第一モードは、切削指令に基づきモータを駆動する時のKVIの大きさをKVI1とする制御モードである。数値制御装置はNCプログラムの実行時において第二切替指令により、切削指令に基づきモータを駆動する時の制御モードを第二モードに切り替える(S6)。第二モードは、切削指令に基づきモータを駆動する時のKVIの大きさをKVI2とする制御モードである。KVI2の大きさは、KVI1の大きさよりも小さい。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
工具を装着し且つ回転する主軸と、被削材を固定するテーブルと、前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる移動機構と、前記移動機構を駆動するサーボモータとを備えた工作機械を、前記被削材を加工するための複数の制御指令を含む加工プログラムに基づき、制御する数値制御装置において、
前記加工プログラムに従って前記被削材を前記工具により加工するときの前記サーボモータの制御モードであって、前記制御指令に基づき、速度ループに関するゲインの大きさを第一ゲインとする第一モード、又は前記速度ループに関するゲインの大きさを前記第一ゲインよりも小さい第二ゲインとする第二モードの何れかの前記制御モードに切り替える切替手段を備えること
を特徴とする数値制御装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記速度ループに関するゲインは、速度ループ積分ゲインであ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】
前記制御指令に基づき、前記加工プログラムを終了するか否かを判定する終了判定手段を備え、
前記終了判定手段により前記加工プログラムを終了すると判定された場合、前記切替手段は前記制御モードを前記第一モードに切り替えること
を特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記制御指令に基づき、前記主軸に装着された前記工具を交換するか否かを判定する交換判定手段を備え、
前記交換判定手段により前記工具を交換すると判定された場合、前記切替手段は前記制御モードを前記第一モードに切り替えること
を特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項５】
前記制御指令が前記サーボモータにより前記移動機構を駆動させるための指令であるか否かを判定する駆動判定手段と、
前記駆動判定手段により前記移動機構を駆動させるための指令であると判定された場合に、前記移動機構を駆動させるための指令が、前記工具により前記被削材を加工するための指令であるか否かを判定する加工判定手段と、
前記加工判定手段により前記被削材を加工するための指令でないと判定された場合、前記速度ループに関するゲインを前記第一ゲインとして前記サーボモータを制御することで、前記制御指令に基づき前記移動機構を駆動させる位置決め手段とを備えること
を特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
【請求項６】
工具を装着し且つ回転する主軸と、被削材を固定するテーブルと、前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる移動機構と、前記移動機構を駆動するサーボモータとを備えた工作機械を、前記被削材を加工するための複数の制御指令を含む加工プログラムに基づき、制御する制御方法において、
前記加工プログラムに従って前記被削材を前記工具により加工するときの前記サーボモータの制御モードであって、前記制御指令に基づき、速度ループに関するゲインの大きさを第一ゲインとする第一モード、又は前記速度ループに関するゲインの大きさを前記第一ゲインよりも小さい第二ゲインとする第二モードの何れかの前記制御モードに切り替える切替工程を備えること
を特徴とする制御方法。
【請求項７】
工具を装着し且つ回転する主軸と、被削材を固定するテーブルと、前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる移動機構と、前記移動機構を駆動するサーボモータとを備えた工作機械を、前記被削材を加工するための複数の制御指令を含む加工プログラムに基づき、制御するコンピュータに、
前記加工プログラムに従って前記被削材を前記工具により加工するときの前記サーボモータの制御モードであって、前記制御指令に基づき、速度ループに関するゲインの大きさを第一ゲインとする第一モード、又は前記速度ループに関するゲインの大きさを前記第一ゲインよりも小さい第二ゲインとする第二モードの何れかの前記制御モードに切り替える切替処理を実行させるための制御プログラムを記憶した記憶媒体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置、制御方法、及び記憶媒体に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
数値制御装置は加工負荷が大きい重切削で主軸の回転数が低下した状態でもサーボエラーを発生することなく加工を継続できるものがある。特許文献１の数値制御装置は主軸の実回転速度を検出する。主軸の実回転速度が所定以下の場合、数値制御装置は加工負荷が大きい重切削の状態であると判定する。重切削では、テーブル由来のびびり振動が発生し切削負荷が変動するため、被削材の加工面品位が低下する。特許文献１の数値制御装置は主軸の回転数の変動を検出するとテーブルを駆動するモータの速度ループ積分ゲイン（Ｋｖｉ）を基準Ｋｖｉから重切削Ｋｖｉに変更する。重切削Ｋｖｉの値は基準Ｋｖｉの値よりも小さい。重切削Ｋｖｉに変更することで、テーブルの振動周波数特性のピークが小さくなるので、重切削において発生するテーブル由来のびびり振動が小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１８９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記数値制御装置は主軸の実回転速度を条件としてＫｖｉを小さくする。故に上記数値制御装置では、びびり振動が発生していても主軸の実回転速度が所定以下に低下しない場合はＫｖｉを小さくできず、びびり振動により加工面品位が低下するという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、びびり振動を抑制し加工面品位を向上させる数値制御装置、制御方法、及び記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一態様に係る数値制御装置は、工具を装着し且つ回転する主軸と、被削材を固定するテーブルと、前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる移動機構と、前記移動機構を駆動するサーボモータとを備えた工作機械を、前記被削材を加工するための複数の制御指令を含む加工プログラムに基づき、制御する数値制御装置において、前記加工プログラムに従って前記被削材を前記工具により加工するときの前記サーボモータの制御モードであって、前記制御指令に基づき、速度ループに関するゲインの大きさを第一ゲインとする第一モード、又は前記速度ループに関するゲインの大きさを前記第一ゲインよりも小さい第二ゲインとする第二モードの何れかの前記制御モードに切り替える切替手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
第一態様の数値制御装置は、第一モードにおいて、速度ループに関するゲインの大きさを第一ゲインとする。数値制御装置は、第二モードにおいて、被削材を加工するときの速度ループに関するゲインの大きさを第二ゲインとする。数値制御装置は第一モードから第二モードに切り替えることでゲインの大きさを小さくし、被削材を加工するときにびびり振動を抑制する。数値制御装置はびびり振動を抑制し加工面品位を向上させることができる。
【０００８】
数値制御装置において、前記速度ループに関するゲインは、速度ループ積分ゲインであってもよい。この場合、低周波数帯におけるサーボモータの応答性が変化する。よって、数値制御装置は低周波数帯でのびびり振動を抑制できる。
【０００９】
数値制御装置は、前記制御指令に基づき、前記加工プログラムを終了するか否かを判定する終了判定手段を備え、前記終了判定手段により前記加工プログラムを終了すると判定された場合、前記切替手段は前記制御モードを前記第一モードに切り替えてもよい。この場合、加工プログラムが開始されたときの制御モードが第一モードとなるので、数値制御装置は被削材を精度よく加工できる。
【００１０】
数値制御装置は、前記制御指令に基づき、前記主軸に装着された前記工具を交換するか否かを判定する交換判定手段を備え、
前記交換判定手段により前記工具を交換すると判定された場合、前記切替手段は前記制御モードを前記第一モードに切り替えてもよい。この場合、主軸に装着された工具を交換されたときに制御モードが第一モードに切り替えられるので、数値制御装置は装着された工具により被削材を精度よく加工できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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