(57)【要約】      （修正有）【課題】工作機械のサーボモータのゲイン及びフィルタの調整を行うタイミングを知らせる。【解決手段】この工作機械１は、主軸４ａと、ワークＷを支持するワーク支持部６と、主軸４ａに対してワーク支持部６を回転又は移動させるサーボモータと、サーボモータを制御する制御装置６０と、を備え、制御装置６０が、サーボモータが新たに取付けられたことを認識した時、ワークＷの加工プログラムが変更された時、又は、サーボモータの動作値又は当該動作値に基づき計算される値が所定の基準から外れた時に、表示装置にサーボモータのゲインおよびフィルタの少なくとも一方を調整するための調整画面を表示させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が取付けられる主軸と、
ワークを支持するワーク支持部と、
前記主軸に対して前記ワーク支持部を回転又は移動させるサーボモータと、
前記工具による前記ワークの加工を行う際に前記サーボモータを制御する制御装置と、を備えた工作機械であって、
前記制御装置が、前記サーボモータが新たに取付けられたことを認識した時、前記ワークの加工プログラムが変更された時、又は、前記サーボモータの動作値又は当該動作値に基づき計算される値が所定の基準から外れた時に、表示装置に、前記サーボモータのゲインおよびフィルタの少なくとも一方を調整するための調整画面を表示させる、又は、前記調整画面に誘導するための表示を行う工作機械。
【請求項２】
前記ワーク支持部が、１以上の回転軸を有する回転テーブルであり、
前記サーボモータの出力軸が、減速機を介さずに前記回転テーブルに接続されている、請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記動作値が、前記サーボモータに回転指令が出された時の前記サーボモータの動作に関する値、又は、前記サーボモータ又は前記回転テーブルにクランプ又はアンクランプの指令が出された時の前記サーボモータの動作に関する値である、請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記動作値に基づき計算される値が、前記ワーク又は前記ワーク支持部を少なくとも含む部分のイナーシャである、請求項２に記載の工作機械。
【請求項５】
前記制御装置が、前記サーボモータのゲインおよびフィルタの自動調整を行う自動調整プログラムを有し、
前記自動調整プログラムが、
前記サーボモータに第１の動作を行わせることによって、前記ゲインおよび前記フィルタの調整を行う調整と、
前記調整において調整された前記ゲインおよび前記フィルタを用いて前記サーボモータに第２の動作を行わせることによって、前記ワーク又は前記ワーク支持部を少なくとも含む部分のイナーシャを求める演算と、
前記演算により推定された前記イナーシャに応じた時定数調整と、
を前記制御装置に実行させる、請求項２に記載の工作機械。
【請求項６】
前記サーボモータと前記制御装置との接続があった時に、前記接続があったことを示す取付信号を前記制御装置が受付けるように構成され、
前記制御装置が、前記表示装置に、新たに取付けられた前記サーボモータの磁極検出を含む初期設定のための画面を表示させた後に、前記調整画面を表示させる、又は、前記調整画面に誘導するための表示を行う請求項１に記載の工作機械。
【請求項７】
前記制御装置が、前記ゲインおよび前記フィルタの前記調整の結果を前記ワークの種類に対応させて記憶部に格納する、請求項５に記載の工作機械。
【請求項８】
前記制御装置が、前記ゲインおよび前記フィルタの前記調整の結果を他の工作機械で用いるために送信する、請求項５に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのゲイン、フィルタ、モータのイナーシャ等の設定を調整するモータシステムが知られている。例えば、特許文献１にこのような技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３５６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、作業に詳しいユーザ以外にとってサーボモータのゲインおよびフィルタの調整は難しく、その調整が必要となるタイミングも知られていない。また、ゲインおよびフィルタの調整が行われたとしても、それが適切であるか否かを判断することは難しい。このため、工作機械に用いられているサーボモータ、例えば付加軸のサーボモータのゲインおよびフィルタの調整が行われないことがあり、加工プログラムの実行時にアラームが頻繁に発生する状況等を招来する。また、サーボモータの性能を十分に発揮させるためには、ゲインおよびフィルタを適切に調整した上で、適切な時定数のパラメータを適用する必要がある。
【０００５】
上述の事情に鑑み、モータのゲイン、フィルタおよび時定数の調整を適切なタイミングで適切に行うことが可能となる工作機械が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１態様は、工具が取付けられる主軸と、ワークを支持するワーク支持部と、前記主軸に対して前記ワーク支持部を回転又は移動させるサーボモータと、前記工具による前記ワークの加工を行う際に前記サーボモータを制御する制御装置と、を備えた工作機械であって、前記制御装置が、前記サーボモータが新たに取付けられたことを認識した時、前記ワークの加工プログラムが変更された時、又は、前記サーボモータの動作値又は当該動作値に基づき計算される値が所定の基準から外れた時に、表示装置に、前記サーボモータのゲインおよびフィルタの少なくとも一方を調整するための調整画面を表示させる、又は、前記調整画面に誘導するための表示を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る工作機械の概略斜視図である。
【図２】本実施形態の工作機械のテーブルユニットの概略斜視図である。
【図３】本実施形態の工作機械の制御装置のブロック図である。
【図４】本実施形態の制御装置の処理の例を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態によって表示される初期設定画面の例である。
【図６】本実施形態によって表示される調整画面の例である。
【図７】本実施形態の制御装置の処理の例を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態の制御装置の処理の例を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態の制御装置の処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態の制御装置の処理の例を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態の記憶部に格納されるデータの例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、一実施形態に係る工作機械１について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る工作機械１は、図１に示されるように、ベース２およびベース２から上方に向かって延びるコラム部３とを有する工作機械本体１ａと、コラム部３に上下方向に移動可能に支持された主軸ユニット４と、ワークＷを支持するテーブルユニット（移動機構）５と、を備えている。主軸ユニット４の主軸４ａに取付けられる工具Ｔを自動で交換するための図示しない工具マガジンが主軸ユニット４に設けられていてもよい。
【０００９】
ベース２は、例えば、レベリングボルト、アンカーボルト等を使用して工作機械１の使用場所に設置される。図２に示されるように、テーブルユニット５はベース２上に配置され、テーブルユニット５のワーク支持部（回転テーブル）６には、ワークＷが任意の固定手段によって固定される。ワーク支持部６およびワークＷは、テーブルユニット５に設けられた後述の複数のモータ１３，２３，３１，３２によって、主軸４ａに対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸周り、および上下方向に延びる軸周りに動く。主軸ユニット４の主軸４ａおよび主軸ヘッド４ｂは、テーブルユニット５の上方に配置されている。
【００１０】
工具Ｔは、ワークＷと接触しワークＷを加工する部分であり、例えば、ドリル、タップフライス、研磨ツール等の任意の種類の工具である。
主軸ヘッド４ｂは主軸４ａを回転可能に支持しており、主軸ヘッド４ｂの上端部には主軸４ａを回転させるための主軸モータ５ａが固定されている。また、主軸ヘッド４ｂは工作機械本体１ａのコラム部３に上下方向に移動可能に支持されている。
【００１１】
具体的に、コラム部３には鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる複数のガイドレール３ａが設けられ、主軸ヘッド４ｂはガイドレール３ａに鉛直方向に移動可能に支持されている。また、コラム部３の上端部にはＺ軸モータ３ｂが固定され、Ｚ軸モータ３ｂの出力軸からの出力は減速機３ｃ等を介してボールネジ３ｄに伝達される。ボールネジ３ｄはガイドレール３ａに沿って配置され、ボールネジ３ｄは主軸ヘッド４ｂの背面部４ｃに固定されたボールネジナットに螺合している。当該構成により、Ｚ軸モータ３ｂの出力軸の回転によって、主軸ユニット４が鉛直方向に移動する。
【００１２】
図２に示されるように、ベース２の上面部には水平方向であるＹ軸方向に延びる複数のガイドレール１１が設けられ、Ｙ方向可動部１２がガイドレール１１にＹ軸方向に移動可能に支持されている。また、ベース２の上端部にはＹ軸モータ１３が固定され、Ｙ軸モータ１３の出力軸からの出力が減速機１３ａ等を介してボールネジ１４に伝達される。ボールネジ１４はガイドレール１１に沿って配置され、ボールネジ１４はＹ方向可動部１２の一部であるボールネジナットに螺合している。当該構成により、Ｙ軸モータ１３の出力軸の回転によって、Ｙ方向可動部１２がＹ軸方向に移動する。
【００１３】
また、図２に示されるように、Ｙ方向可動部１２の上面部には水平方向であるＸ軸方向に延びる複数のガイドレール２１が設けられ、Ｘ−Ｙテーブル２２がガイドレール２１にＸ軸方向に移動可能に支持されている。また、Ｙ方向可動部１２の上面部にはＸ軸モータ２３が固定され、Ｘ軸モータ２３の出力軸からの出力が減速機２３ａ等を介してボールネジ２４に伝達される。ボールネジ２４はガイドレール２１に沿って配置され、ボールネジ２４はＸ−Ｙテーブル２２の一部であるボールネジナットに螺合している。当該構成により、Ｘ軸モータ２３の出力軸の回転によって、Ｘ−Ｙテーブル２２がＸ軸方向に移動する。
【００１４】
Ｘ−Ｙテーブル２２は、典型的には、ワークＷ又はワークＷを固定するための冶具を取付けるためのテーブルである。Ｘ−Ｙテーブル２２の上面には複数の溝２２ａが設けられ、溝２２ａはワークＷ又はワーク固定用の冶具を固定するために用いられる。例えば、溝２２ａはその上端側の幅が狭くなっている。溝２２ａ内に配置された駒にワークＷ又は冶具を挿通したボルトが締め込まれることによって、ワークＷ又はワーク固定用の冶具がＸ−Ｙテーブル２２に固定される。
【００１５】
Ｘ−Ｙテーブル２２にワークＷ又はワーク固定用の冶具が固定される場合、工作機械１は、Ｘ軸モータ２３およびＹ軸モータ１３によってワークＷをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させながら、Ｚ軸モータ３ｂによって工具Ｔを上下方向に移動する。これにより、ワークＷに所定の加工が行われる。
【００１６】
本実施形態では、Ｘ−Ｙテーブル２２に付加軸ユニット（移動機構）ＡＵが固定される。付加軸ユニットＡＵは、ワークＷをＸ軸方向およびＹ軸方向だけではなく、Ｘ軸周りおよび上下方向に延びる軸周りに回転させるためのものである。
付加軸ユニットＡＵは、Ｘ−Ｙテーブル２２に固定される第１支持部３０と、Ｘ−Ｙテーブル２２に固定される第２支持部４０とを有する。図１および図２に示されるように、第１支持部３０と第２支持部４０とが板状の接続部材によって接続されていてもよい。前記固定がされた時、第１支持部３０と第２支持部４０はＸ軸方向に並ぶ。例えば、第１支持部３０および第２支持部４０の一部を挿通したボルトが溝２２ａ内に配置された駒に締め込まれることによって、第１支持部３０および第２支持部４０がＸ−Ｙテーブル２２に固定される。なお、前記固定がされた時に第１支持部３０と第２支持部４０がＹ軸方向に並ぶ場合、付加軸ユニットＡＵはワークＷをＹ軸周りおよび上下方向に延びる軸周りに回転させることになる。
【００１７】
付加軸ユニットＡＵは、第１支持部３０と第２支持部４０とによって支持されたワーク支持部６を有する。ワーク支持部６は、第１支持部３０にＸ軸周りに回転可能に支持された軸５１と、第２支持部４０にＸ軸周りに回転可能に支持された軸５２と、軸５１，５２に両端がそれぞれ固定された板部材５３と、を有する。第１支持部３０には第１付加軸モータ３１が固定され、第１付加軸モータ３１の出力軸は軸５１に直接固定されている。つまり、第１付加軸モータ３１の回転力は軸５１に減速機等のギヤを介さずに伝達される。このような方式はダイレクトドライブと称される場合がある。
【００１８】
板部材５３には固定部５４が設けられ、固定部５４は板部材５３にＸ軸と直交する方向に延びる軸周りに回転可能に支持されている。板部材５３には第２付加軸モータ３２が固定されており、第２付加軸モータ３２の出力軸は固定部５４に直接固定されている。つまり、第２付加軸モータ３２の回転力は固定部５４に減速機等のギヤを介さずに伝達される。当該構造もダイレクトドライブである。
【００１９】
図１および図２に示されるように、第２支持部４０内には、ワーク支持部６の回転の停止させるためのブレーキ４１が設けられている。ブレーキ４１は、軸５２に抱き付くことにより軸５２の回転を止めるものであってもよく、磁力によって軸５２の回転を止めるものであってもよく、また、軸５２に固定されたディスクをピストンで押し付けることによって軸５２の回転を止めるものであってもよい。
【００２０】
固定部５４にはワーク固定用の冶具Ｊが固定され、冶具ＪにワークＷが固定される。固定部５４にワークＷが直接固定されてもよい。
なお、付加軸ユニットＡＵは必要に応じてＸ−Ｙテーブル２２から取外し可能である。当該取外しおよび取付けは、工作機械１のユーザによって実施される場合がある。
【００２１】
Ｘ−Ｙテーブル２２に付加軸ユニットＡＵが取付けられ、付加軸ユニットＡＵの固定部５４に冶具Ｊ又はワークＷが固定される場合、工作機械１は、ワークＷを、Ｘ軸方向およびＹ軸方向だけではなく、Ｘ軸周りおよび上下方向に延びる軸周りに回転できる。当該構成は、ワークＷに複雑且つ精密な加工を行うことを可能とする。
【００２２】
主軸モータ５ａ、Ｚ軸モータ３ｂ、Ｙ軸モータ１３、Ｘ軸モータ２３、第１付加軸モータ３１、および第２付加軸モータ３２は、同期モータ等のサーボモータである。なお、これらモータが同期モータ以外のサーボモータであってもよい。
主軸モータ５ａ、Ｚ軸モータ３ｂ、Ｙ軸モータ１３、Ｘ軸モータ２３、第１付加軸モータ３１、および第２付加軸モータ３２は、それぞれエンコーダ等の作動位置検出装置を内蔵しており、作動位置検出装置の検出結果は工作機械１の制御装置６０に送信される。
【００２３】
主軸モータ５ａ、Ｚ軸モータ３ｂ、Ｙ軸モータ１３、Ｘ軸モータ２３、第１付加軸モータ３１、および第２付加軸モータ３２は、工作機械１の制御装置６０に接続され、制御装置６０がこれらモータ５ａ，３ｂ，１３，２３，３１，３２を制御する。
【００２４】
制御装置６０は、図３に示されるように、ＣＰＵ等を有するプロセッサ６１と、液晶表示装置等の表示装置６２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する記憶部６３と、主軸モータ５ａ、Ｚ軸モータ３ｂ、Ｙ軸モータ１３、Ｘ軸モータ２３、第１付加軸モータ３１、および第２付加軸モータ３２にそれぞれ対応しているサーボ制御器６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆと、操作盤等の入力部６５と、送受信部６６とを備えている。表示装置６２がタッチスクリーン機能を有する場合、表示装置６２も入力部として機能する。
【００２５】
入力部６５は、ポータブルな操作盤、タブレットコンピュータ等であってもよい。これらの場合、入力部６５に表示装置６２の一部又は全部が設けられることになる。表示装置６２は制御装置６０と別体で設けられていてもよい。
【００２６】
記憶部６３にはシステムプログラム６３ａが格納されており、システムプログラム６３ａは制御装置６０の基本機能を担っている。また、記憶部６３には、ワークＷに応じて設定された複数の加工プログラム６３ｂと、初期設定プログラム６３ｃと、自動調整プログラム６３ｄとが格納されている。制御装置６０は、加工プログラム６３ｂの一連のコマンドに沿ってサーボ制御器６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆに制御指令、制御信号等を送信し、これにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸周り、および上下方向に延びる軸周りに動くワークＷに主軸モータ５ａによって回転するツールＴが接触する。これによりワークＷが加工される。
【００２７】
本実施形態では、制御装置６０は、付加軸ユニットＡＵが取付けられた時に、第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタの調整を行うための調整画面を表示装置６２に表示させる。この時の制御装置６０の処理を図４のフローチャートを用いて説明する。
第１付加軸モータ３１が新たに取付けられたことを示す取付信号を制御装置６０が受付けると（ステップＳ１−１）、初期設定プログラム６３ｃに基づき、初期設定画面７１を表示装置６２に表示させる（ステップＳ１−２）。続いて、制御装置６０は、自動調整プログラム６３ｄに基づき、ゲインおよびフィルタの調整画面７２を表示装置６２に表示させる（ステップＳ１−３）。なお、初期設定画面７１は、調整画面７２に誘導するための表示として機能する場合もある。必要に応じて、初期設定画面７１に、調整画面７２に遷移するか否かをオペレータに決定させるための表示が行われてもよい。
【００２８】
例えば、付加軸ユニットＡＵがＸ−Ｙテーブル２２に取付けられ、第１付加軸モータ３１が制御装置６０に接続されると、第１付加軸モータ３１が制御装置６０によって認識される。当該認識の時に第１付加軸モータ３１から制御装置６０に送信される信号、データ等が前記取付信号の例である。
なお、工作機械１の中又は周囲にカメラが設けられ、カメラが制御装置６０に接続されていてもよい。この場合、カメラによってＸ−Ｙテーブル２２が撮像され、第１付加軸モータ３１が取付けられたことを制御装置６０が撮像画像に基づき判断してもよい。
【００２９】
初期設定画面の例が図５に示されている。初期設定画面７１は、第１付加軸モータ３１の磁極検出、原点復帰等を行うための画面である。初期設定画面７１において、磁極検出、原点復帰等の初期設定を実行するためのコマンドボタンが操作されると、初期設定が実行される。
【００３０】
初期設定が完了すると、ステップＳ１−３において、表示装置６２に図６に示されるような調整画面７２が表示される。調整画面７２では、冶具Ｊおよび／又はワークＷの固定部５４への固定を行わせるための表示、ゲイン、フィルタおよび時定数等の他のパラメータの調整を行う対象の付加軸を入力するための表示、調整を手動で行うか自動で行うかを入力するための表示等が行われる。
【００３１】
調整画面７２で自動調整が選択された状態で、調整画面７２の指示に従って操作盤である入力部６５の所定のボタンが押されると、制御装置６０は、自動調整プログラム６３ｄに基づき、第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタの自動調整を行う。この際に、制御装置６０は、固定部５４に固定された冶具Ｊ、ワークＷ等のイナーシャの推定、推定されたイナーシャに応じた時定数等の他のパラメータの調整も自動で行う。この時の制御装置６０の処理を図７のフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
本実施形態で調整されるゲインは、速度ループ比例ゲイン、速度ループ積分ゲイン等の第１付加軸モータ３１の動作速度に関するゲイン、位置ループ比例ゲイン、およびその他の公知のゲインの少なくとも１つを含む。また、本実施形態で調整されるフィルタは、積分時定数、振幅フィルタ、ノイズフィルタ、およびその他の公知のフィルタの少なくとも１つを含む。
【００３３】
実行ボタンが押されると（ステップＳ２−１）、制御装置６０は、ワーク支持部６を所定の低周波数から所定の高周波数まで加振する第１の動作を実行するために、第１付加軸モータ３１を制御する（ステップＳ２−２）。続いて、制御装置６０は、第１の動作を行った際の第１付加軸モータ３１の作動位置検出装置の検出結果、第１付加軸モータ３１の駆動電流の量、サーボ制御器６４ｅの制御内容、これらから得られるボード線図等に基づき、第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタを自動調整する（ステップＳ２−３）。
【００３４】
続いて、制御装置６０は、第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタが調整された後に、ワーク支持部６に例えば揺動動作である第２の動作を行わせるために、第１付加軸モータ３１を制御する（ステップＳ２−４）。第２の動作の揺動の周波数は典型的には第１の動作の中央の周波数よりも低い。
【００３５】
続いて、制御装置６０は、第２の動作を行った際の第１付加軸モータ３１の作動位置検出装置の検出結果、第１付加軸モータ３１の駆動電流の量、サーボ制御器６４ｅの制御内容、ワーク支持部６のイナーシャ等に基づき、冶具Ｊ、ワークＷ等のイナーシャの推定を行う（ステップＳ２−５）。
【００３６】
ステップＳ２−５において、ワーク支持部６、冶具Ｊ、およびワークＷのイナーシャが求められてもよい。固定部５４に冶具Ｊのみが固定されている場合は、ステップＳ２−５において、ワーク支持部６および冶具Ｊのイナーシャが求められてもよい。
【００３７】
続いて、制御装置６０は、設定されたゲインおよびフィルタと推定されたイナーシャとを用いて、時定数等の他のパラメータの調整を行う（ステップＳ２−６）。そして、制御装置６０は、設定されたゲインおよびフィルタと推定されたイナーシャとを用いて第１付加軸モータ３１に所定の動作を行わせる（ステップＳ２−７）。続いて、制御装置６０は、所定の動作を行った際の第１付加軸モータ３１の作動位置検出装置の検出結果、第１付加軸モータ３１の駆動電流の量、サーボ制御器６４ｅの制御内容等に基づき、設定されたゲインおよびフィルタの適否と、推定されたイナーシャにより調整された時定数の適否とを判断する（ステップＳ２−８）。
【００３８】
所定の動作は、加工プログラム６３ｂに基づくものであってもよく、ゲイン、フィルタ、および推定されたイナーシャにより調整された時定数をチェックするために準備された専用の動作であってもよい。
ステップＳ２−７で適切であると判断されると、制御装置６０は設定が適切であることを表示装置６２に表示する（ステップＳ２−９）。一方、ステップＳ２−７で適切でないと判断されると、制御装置６０は調整画面７２を表示装置６２に表示させる（ステップＳ２−１０）。
なお、上記説明において、第１付加軸モータ３１の作動位置検出装置の検出結果、第１付加軸モータ３１の駆動電流の量、およびサーボ制御器６４ｅの制御内容は、第１付加軸モータ３１の動作に関する値である。動作に関する値は、以下の説明で「動作値」と称する場合もある。また、推定されたイナーシャは、動作値に基づき計算される値である。
【００３９】
上記実施形態では、付加軸ユニットＡＵがＸ−Ｙテーブル２２に取付けられた時に、ステップＳ１−１〜Ｓ１−３が実行された。これに対し、あるワークＷの加工が終了し、制御装置６０内に設定されている加工プログラム６３ｂが次のワークＷの加工のために別の加工プログラム６３ｂに変更された時に、制御装置６０が調整画面を表示させてもよい。この場合の制御装置６０の処理を図８のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
制御装置６０は、制御装置６０に実行可能に設定されている加工プログラム６３ｂが別の加工プログラム６３ｂに変更されると（ステップＳ３−１）、ステップＳ１−３と同様の調整画面を表示装置６２に表示させる（ステップＳ３−２）。
【００４１】
また、上記実施形態において、ステップＳ１−３又はステップＳ３−２の前に、制御装置６０が第１付加軸モータ３１に所定の加振動作又は揺動動作を行わせることも可能である。この場合、制御装置６０は、第１付加軸モータ３１のサーボ制御器６４ｅに加振動作又は揺動動作のための回転指令を送信する。制御装置６０は、当該予備動作の際の第１付加軸モータ３１の作動位置検出装置の検出結果、第１付加軸モータ３１の駆動電流の量、およびサーボ制御器６４ｅの制御内容等と所定の基準とを比較する。当該比較において、これらの第１付加軸モータ３１の動作値が所定の基準を外れる場合に、制御装置６０がステップＳ１−３又はステップＳ３−２を行ってもよい。
【００４２】
また、図９に示されるように、制御装置６０が、ワークＷを加工している最中の前記動作値が所定の基準から外れる場合に（ステップＳ４−１）、ステップＳ１−３と同様の調整画面を表示装置６２に表示させてもよい（ステップＳ４−２）。または、前記動作値を用いて推定されるイナーシャが所定の基準から外れる場合に、制御装置６０がステップＳ４−２を行っても良い。
【００４３】
ここで言うイナーシャは、第１付加軸モータ３１が加振又は揺動する部分のイナーシャである。なお、ステップＳ４−１において、制御装置６０がワークＷの加工を実行する代わりに、制御装置６０が第１付加軸モータ３１に所定の加振動作又は揺動動作を行わせてもよい。この場合、制御装置６０は、ステップＳ４−１において、当該加振動作又は揺動動作の最中の前記動作値が所定の基準から外れるか否かを判断する。なお、前記加振動作又は揺動動作は加工プログラム６３ｂの一部又は全部に基づくものであってもよい。
【００４４】
前記動作値が所定の基準から外れる状況は、例えば、作動位置検出装置の検出結果と目標位置との偏差が所定の値以上となる状況、作動位置検出装置の検出結果又は第１付加軸モータ３１の駆動電流の量の波形に所定の大きさ以上の乱れが生ずる状況である。他の状況として、センサの検出結果、リミッターの設定等に基づき所定のアラームが作動し、制御装置６０がアラームの作動を認識する状況もある。
【００４５】
また、図１０に示されるように、第１付加軸モータ３１が動作していない待機状態において、第１付加軸モータ３１に加わる負荷が所定値を超えた時に（ステップＳ５−１）、制御装置６０がステップＳ１−３と同様の調整画面を表示装置６２に表示させてもよい（ステップＳ５−２）。例えば、固定部５４に固定される冶具Ｊの重量が所定値を超えると、第１付加軸モータ３１を待機状態に維持するための電流量が大きくなる。当該電流量は動作値であるとも言える。
【００４６】
なお、固定部５４に加わる負荷を測定するセンサが別途設けられ、当該センサの出力に応じてステップＳ５−１の判断がされてもよい。工作機械１の中又は周囲に前記カメラが設けられる場合、カメラによって固定部５４が撮像され、冶具Ｊが交換されたことを制御装置６０が撮像画像に基づき判断してもよい。この場合、ステップＳ５−１では、冶具Ｊの交換の有無が判断される。
【００４７】
なお、制御装置６０は、例えば図１１に示されるように、調整後のゲイン、フィルタ、およびイナーシャを、ワークＷの種類に対応させて記憶部６３に格納する。
また、制御装置６０は、記憶部６３に格納された調整後のゲイン、フィルタ、およびイナーシャを、対応するワークＷの情報と共に、他の工作機械１で用いるために送信する。当該情報の送信先は、複数の工作機械１が接続された上位制御装置であってもよく、他の工作機械１であってもよい。
【００４８】
一般的に、サーボモータのゲインおよびフィルタの調整は難しく、その調整が必要となるタイミングも知られていない。また、ゲインおよびフィルタの調整が行われたとしても、それが適切であるか否か、ユーザが判断することは極めて難しい。このため、ユーザはサーボモータのゲインおよびフィルタの調整を敬遠する、又は、その調整が必要なことに気付かない場合が多い。
【００４９】
一方、ゲインおよびフィルタが、サーボモータが実施する動作パターン、サーボモータに加わる負荷等に応じて適切に設定されると、サーボモータはスムーズに動作する。しかし、ゲインおよびフィルタが若干適切でない場合、又は、適切でない場合であっても、時定数の条件を落とす等、動作を遅くすることによって、サーボモータは大きな問題無く動く場合もある。この場合、ユーザは、困難なゲインおよびフィルタの調整を実施しないために、本来の性能より低い性能で付加軸を使用しなければならない。
【００５０】
従来は、ゲインおよびフィルタの調整を行うためには、マニュアルに沿って、工作機械１の制御装置６０を操作する必要があった。表示装置６２に表示されるメニュー画面の中において、ゲインおよびフィルタを操作するための画面を探すことに手間がかかる、又は、探すことが難しい場合も少なくない。
【００５１】
上記実施形態では、制御装置６０が第１付加軸モータ３１が新たに取付けられたことを認識した時、加工プログラム６３ｂが変更された時、又は、第１付加軸モータ３１の動作値又は動作値に基づき計算されるイナーシャ等の値が所定の基準から外れると、表示装置６２に第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタを調整するための調整画面７２が表示される。
【００５２】
このため、ユーザは、適切なタイミングで第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタの調整を行うことが可能となる。また、ゲインおよびフィルタの調整を行うための画面を探すための時間を短縮することができる。これは、ユーザが第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタを調整するモチベーションを上げることに資する。
【００５３】
また、上記実施形態の第１付加軸モータ３１は、減速機等のギヤを介さずに、ワーク支持部６に回転力を伝達する。当該構成は、第１付加軸モータ３１とワーク支持部６との間の応答性の向上に資する。一方、当該構成では、第１付加軸モータ３１の作動がワークＷの加工精度に影響し易くなり、第１付加軸モータ３１の発振も生じやすい。また、付加軸ユニットＡＵはユーザが任意に取付けるものである場合が多く、工作機械１のメーカ側での管理がし難い。このため、上記のように、第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタの調整を行う調整画面７２を上記のタイミングで表示させることは、上記の状況を効果的に改善する。
【００５４】
付加軸ユニットＡＵのワーク支持部６は、Ｘ軸モータ２３およびＹ軸モータ１３によって駆動する部分よりも小型である。このため、ワーク支持部６の重量に対する冶具Ｊ又はワークＷの重量の比率が大きくなる。また、Ｘ軸モータ２３及びＹ軸モータ１３はボールねじ等の減速機を介して対象物を駆動することが一般的である。従って、第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタの調整はＸ軸モータ２３およびＹ軸モータ１３のそれよりも重要である場合が多い。
なお、第１付加軸モータ３１がワーク支持部６をＸ軸方向、Ｙ軸方向、又はＺ軸方向に移動させるためのモータであってもよい。この場合でも前述と同様の効果を奏し得る。
【００５５】
なお、上記実施形態では、第１付加軸モータ３１によって駆動される部分のイナーシャが自動的に推定される。当該構成は、第１付加軸モータ３１をよりスムーズに動作させるために有利である。
【００５６】
なお、第２付加軸モータ３２のゲインおよびフィルタの調整と、第２付加軸モータ３２によって駆動される部分のイナーシャの推定を同様に行うことが可能である。また、Ｘ軸モータ２３又はＹ軸モータ１３のゲインおよびフィルタの調整と、Ｘ軸モータ２３又はＹ軸モータ１３によって駆動される部分のイナーシャの推定を同様に行うことも可能である。
また、表示装置６２に第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタの少なくとも一方を調整するための調整画面７２が表示されるならば、前述と同様の効果を奏し得る。
【００５７】
上記実施形態では、制御装置６０は、第１付加軸モータ３１のサーボ制御器６４ｅに回転指令を送信し、その際の第１付加軸モータ３１の動作に関する値に基づき、表示装置６２に調整画面７２を表示させる。例えば、動作に関する値が所定の基準を超える場合だけ、表示装置６２に調整画面７２が表示される。当該構成は、調整画面７２の無用な表示を少なくする。
【００５８】
なお、制御装置６０が付加軸ユニットＡＵのブレーキ４１にクランプ又はアンクランプの制御指令を出した時の第１付加軸モータ３１の動作に関する値に基づき、表示装置６２に調整画面７２を表示させてもよい。当該構成も、調整画面７２の無用な表示を少なくするために有利である。
【００５９】
上記実施形態では、ワーク支持部６を含む部分のイナーシャに基づき、表示装置６２に調整画面７２を表示させる。つまり、ワーク支持部６に取付けられる冶具ＪおよびワークＷの大きさ、重量等に変更があった際に、表示装置６２に調整画面７２を表示される。当該構成は、冶具ＪおよびワークＷの変更時に必要に応じて調整画面７２が表示され、第１付加軸モータ３１をよりスムーズに動作させるために有利である。
【００６０】
上記実施形態では、制御装置６０は、第１付加軸モータ３１のゲインおよびフィルタの自動調整を行う自動調整プログラム６３ｄを有する。また、自動調整プログラム６３ｄは、先ず、ゲインおよびフィルタの調整を行う。その後に、冶具ＪおよびワークＷがワーク支持部６に取付けられた状態で、イナーシャの推定が行われる。当該構成を用いると、第１付加軸モータ３１がワーク支持部６に減速機等のギヤを介さずに接続されている状況において、第１付加軸モータ３１の動作を適切に調整することができる。
【００６１】
上記実施形態では、制御装置６０は、新たに付加軸ユニットＡＵがＸ−Ｙテーブル２２に取付けられた際に、付加軸ユニットＡＵの付加軸モータ３１，３２の磁極検出、原点復帰等を含む初期設定のための初期設定画面７１を表示装置６２に表示させる。その後に、制御装置６０は、調整画面７２を表示装置６２に表示させる。当該構成では、ユーザは付加軸モータ３１，３２のゲインおよびフィルタの調整を必ず行うことになる。
【００６２】
上記実施形態では、制御装置６０は、ゲインおよびフィルタの調整の結果をワークＷの種類に対応させて記憶部６３に格納する。当該構成では、制御装置６０は、次にそのワークＷの加工を行う際に、当該ワークＷに対応させて格納されているゲインおよびフィルタを用いることが可能となる。
【００６３】
上記実施形態において、制御装置６０は、記憶部６３に格納されているゲインおよびフィルタの調整の結果を、他の工作機械１で用いるために、他の工作機械１又は上位制御装置に送信する。当該構成では、他の工作機械１は、ゲインおよびフィルタの調整作業を行わずに、適切なゲインおよびフィルタの調整を行うことが可能となる。
【００６４】
上記実施形態において、調整画面７２は付加軸ユニットが新たに取り付けられた時、加工プログラムが変更された時、又は、サーボモータの動作値が所定の基準から外れた時等に表示されるが、調整画面７２そのものが表示されず、表示装置６２上に調整画面７２に誘導する表示が表示されてもよい。調整画面７２に誘導する表示とは、調整画面７２の表示方法を示したメッセージや、調整画面７２を表示するためのソフトキー等である。
【００６５】
なお、付加軸ユニットＡＵが、第１付加軸モータ３１だけを有するものであってもよく、第２付加軸モータ３２だけを有するものであってもよい。付加軸ユニットＡＵが第２付加軸モータ３２だけを有する場合、付加軸ユニットＡＵは、取付けられたワークＷおよび冶具Ｊを、上下方向に延びる軸周りに回転させる。
また、付加軸ユニットＡＵの設置方向は第１支持部３０と第２支持部４０がＸ軸方向またはＹ軸方向に並ぶ方向に限定されず、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸から任意の角度に傾いた方向でもよい。
また、固定部５４も回転テーブルであり、固定部５４は水平方向の軸線および上下方向の軸線周りに回転する。つまり、固定部５４は２つの回転軸を有する回転テーブルである。固定部５４が３以上の回転軸を有するテーブルであってもよい。これらの場合でも、前述のように、固定部５４に関する初期設定画面７１、調整画面７２等が表示され、これら画面に沿った調整が行われる。
【符号の説明】
【００６６】
１  工作機械
１ａ  工作機械本体
２  ベース
３  コラム部
４  主軸ユニット
４ａ  主軸
４ｂ  主軸ヘッド
５  テーブルユニット（移動機構）
５ａ  主軸モータ
６  ワーク支持部（回転テーブル）
１２  Ｙ方向可動部
１３  Ｙ軸モータ
２２  Ｘ−Ｙテーブル
２２ａ  溝
２３  Ｘ軸モータ
３０  第１支持部
３１  第１付加軸モータ
３２  第２付加軸モータ
４０  第２支持部
４１  ブレーキ
５１，５２  軸
５３  板部材
５４  固定部（回転テーブル）
６０  制御装置
６１  プロセッサ
６２  表示装置
６３  記憶部
６３ａ  システムプログラム
６３ｂ  加工プログラム
６３ｃ  初期設定プログラム
６３ｄ  自動調整プログラム
Ｔ  工具
Ｗ  ワーク
Ｊ  冶具
ＡＵ  付加軸ユニット（移動機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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