(57)【要約】【課題】加工条件に合わせた制御パラメータを自動的に設定できる加工装置及び加工方法を提供する。【解決手段】加工装置１は、工作物Ｗの加工条件に基づいて、予め決定される少なくとも工作物Ｗの回転駆動部６２及び加工用工具２の回転駆動部４１の制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶部９５と、加工対象の工作物Ｗの加工条件に対応する制御パラメータを制御パラメータ記憶部９５から選択する制御パラメータ選択部９８と、制御パラメータ選択部９８で選択される制御パラメータに基づいて、加工対象の工作物Ｗの回転駆動部６２及び加工用工具２の回転駆動部４１を制御する制御部９０Ａ，９０Ｂと、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を加工して少なくとも歯車を創成する加工装置であって、
前記歯車を創成する際、加工用工具の回転中心軸線を前記工作物の回転中心軸線に対し傾斜させ、前記加工用工具を回転させるとともに前記工作物を前記加工用工具の回転と同期させて回転させ、前記加工用工具を前記工作物に対し前記工作物の回転中心軸線方向へ相対移動させる加工装置において、
前記工作物の加工条件に基づいて、予め決定される少なくとも前記工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部の制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶部と、
加工対象の前記工作物の加工条件に対応する前記制御パラメータを前記制御パラメータ記憶部から選択する制御パラメータ選択部と、
前記制御パラメータ選択部で選択される前記制御パラメータに基づいて、前記加工対象の工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部を制御する制御部と、
を備える、加工装置。
【請求項２】
前記制御パラメータ記憶部には、前記工作物の加工種類に対応して前記制御パラメータが記憶される、請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記制御パラメータ選択部は、前記加工対象の工作物の加工用のプログラムに書き込まれる前記加工対象の工作物の加工条件、又は作業者により入力される前記加工対象の工作物の加工条件に基づいて、前記制御パラメータを前記制御パラメータ記憶部から選択する、請求項１又は２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記制御部は、作業者により入力される前記制御パラメータに基づいて、前記加工対象の工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部を制御する、請求項１又は２に記載の加工装置。
【請求項５】
前記制御パラメータ選択部は、前記加工条件として前記加工用工具の工具情報に基づいて、前記制御パラメータを前記制御パラメータ記憶部から選択する、請求項１−４の何れか一項に記載の加工装置。
【請求項６】
前記制御パラメータ選択部は、前記加工条件として前記加工対象の工作物の工作物情報に基づいて、前記制御パラメータを前記制御パラメータ記憶部から選択する、請求項１−５の何れか一項に記載の加工装置。
【請求項７】
工作物を加工して少なくとも歯車を創成する加工方法であって、
前記歯車を創成する際、加工用工具の回転中心軸線を前記工作物の回転中心軸線に対し傾斜させ、前記加工用工具を回転させるとともに前記工作物を前記加工用工具の回転と同期させて回転させ、前記加工用工具を前記工作物に対し前記工作物の回転中心軸線方向へ相対移動させる加工方法において、
前記工作物の加工条件に基づいて、予め決定される少なくとも前記工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部の制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶工程と、
加工対象の前記工作物の加工条件に対応する前記制御パラメータを前記記憶した制御パラメータの中から選択する制御パラメータ選択工程と、
前記選択した前記制御パラメータに基づいて、前記加工対象の工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部を制御する制御工程と、
を備える、加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物を加工する加工装置及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、通常切削時と重切削時において、加工用工具の移動用のサーボモータの速度ループ積分ゲインを変更することで、重切削時に発生する振動を抑制する加工装置が記載されている。また、特許文献２には、加工ヘッドの移動用のサーボ機構部の位置偏差量に基づいて、サーボ機構部の補正ポジションゲインを算出し、サーボ機構部のポジションゲインを補正ポジションゲインに切り換えることで、加工ヘッドを高精度に位置決めする加工装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１８９０３９号公報
【特許文献２】特許５１６６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
加工装置における加工には、外周に複数の工具刃を有する加工用工具の中心軸線（回転軸線）と工作物の中心軸線（回転軸線）とを傾斜させて交差角を有する状態とし、加工用工具及び工作物をそれぞれの中心軸線回りに同期回転させながら、加工用工具を工作物の中心軸線方向に相対移動して工作物に歯車を創成するスカイビング加工がある。創成する歯車の種類としては、内歯歯車や外歯歯車等があり、各歯車において加工条件が異なる。
【０００５】
上述のように、スカイビング加工においては、加工用工具（加工用工具を保持する工具主軸）と工作物（工作物を保持するワーク主軸）とを同期回転させる必要があるため、工具主軸を回転させる工具主軸モータ及びワーク主軸を回転させるワーク主軸モータのゲインパラメータを例えば内歯歯車の加工に合わせた場合、内歯歯車の加工精度は向上するが、加工条件が異なる外歯歯車の加工精度は低下するおそれがある。この場合、一種類のゲインパラメータ（制御パラメータ）での対応自体が難しいため、作業者が加工条件に合わせてゲインパラメータを手動で調整または変更する必要があるが、手間が掛かり、誤調整や誤変更が発生し、加工用工具等を破損する等のおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、加工条件に合わせた制御パラメータを自動的に設定できる加工装置及び加工方法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】
【０００７】
本発明の加工装置は、工作物を加工して少なくとも歯車を創成する加工装置であって、前記歯車を創成する際、加工用工具の回転中心軸線を前記工作物の回転中心軸線に対し傾斜させ、前記加工用工具を回転させるとともに前記工作物を前記加工用工具の回転と同期させて回転させ、前記加工用工具を前記工作物に対し前記工作物の回転中心軸線方向へ相対移動させる加工装置において、前記工作物の加工条件に基づいて、予め決定される少なくとも前記工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部の制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶部と、加工対象の前記工作物の加工条件に対応する前記制御パラメータを前記制御パラメータ記憶部から選択する制御パラメータ選択部と、前記制御パラメータ選択部で選択される前記制御パラメータに基づいて、前記加工対象の工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部を制御する制御部と、を備える。
【０００８】
本発明の加工方法は、工作物を加工して少なくとも歯車を創成する加工方法であって、前記歯車を創成する際、加工用工具の回転中心軸線を前記工作物の回転中心軸線に対し傾斜させ、前記加工用工具を回転させるとともに前記工作物を前記加工用工具の回転と同期させて回転させ、前記加工用工具を前記工作物に対し前記工作物の回転中心軸線方向へ相対移動させる加工方法において、前記工作物の加工条件に基づいて、予め決定される少なくとも前記工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部の制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶工程と、加工対象の前記工作物の加工条件に対応する前記制御パラメータを前記記憶した制御パラメータの中から選択する制御パラメータ選択工程と、前記選択した前記制御パラメータに基づいて、前記加工対象の工作物の回転駆動部及び前記加工用工具の回転駆動部を制御する制御工程と、を備える。
【０００９】
本発明の加工装置及び加工方法によれば、従来のように作業者が加工条件に合わせて制御パラメータを手動で調整する必要はなく、加工条件に合わせた制御パラメータを自動的に設定できるので、加工条件変更時の調整、設定時間が短縮され、加工時間の短縮を図ることができるとともに、誤調整の発生を防止して加工精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る加工装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の加工装置の加工用工具として歯切り工具を示す斜視図である。
【図３】図１の加工装置の制御装置の構成を示す図である。
【図４Ａ】図１の加工装置における加工動作を説明するための前半のフローチャートである。
【図４Ｂ】図１の加工装置における加工動作を説明するための後半のフローチャートである。
【図５Ａ】図３の制御装置の動作を説明するための前半のフローチャートである。
【図５Ｂ】図３の制御装置の動作を説明するための後半のフローチャートである。
【図６】ゲインパラメータの設定用の加工条件の項目と加工種類の対応、及び制御対象のゲインパラメータと加工種類の対応を示すテーブルデータである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１．加工装置の概略構成）
本実施形態では、加工装置の一例として、５軸マシニングセンタを例に挙げ、図１を参照して説明する。つまり、当該加工装置１は、駆動軸として、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）及び２つの回転軸（Ｘ軸線に平行なＡ軸、Ａ軸線に直角なＣ軸）を有する装置である。なお、Ａ軸がＸ軸線に平行でない場合やＣ軸がＡ軸線に直角でない場合もある。図１に示すように、加工装置１は、ベッド１０と、コラム２０と、サドル３０と、工具主軸４０と、テーブル５０と、チルトテーブル６０と、工作物主軸７０と、工作物ホルダ８０と、制御装置９０等とを備える。なお、図示省略するが、ベッド１０と並んで既知の自動工具交換装置が設けられる。
【００１２】
ベッド１０は、床上に配置される。このベッド１０の上面には、コラム２０をＸ軸線に平行な方向に駆動するための、図略のＸ軸ボールねじが配置される。そして、ベッド１０には、Ｘ軸ボールねじを回転駆動するＸ軸モータ１１ｃが配置される。
コラム２０のＹ軸線に平行な側面（摺動面）２０ａには、サドル３０をＹ軸線に平行な方向に駆動するための、図略のＹ軸ボールねじが配置される。そして、コラム２０には、Ｙ軸ボールねじを回転駆動するＹ軸モータ２３ｃが配置される。
【００１３】
工具主軸４０は、加工用工具２を支持し、サドル３０内に回転可能に支持され、サドル３０内に収容された工具主軸モータ４１（回転駆動部）により回転される。加工用工具２は、図略の工具ホルダに保持されて工具主軸４０の先端に装着され、工具主軸４０の回転に伴って回転する。また、加工用工具２は、コラム２０及びサドル３０の移動に伴ってベッド１０に対してＸ軸線に平行な方向及びＹ軸線に平行な方向に移動する。さらに、ベッド１０の上面には、テーブル５０をＺ軸線に平行な方向に駆動するための、図略のＺ軸ボールねじが配置される。そして、ベッド１０には、Ｚ軸ボールねじを回転駆動するＺ軸モータ１２ｃが配置される。
【００１４】
テーブル５０の上面には、チルトテーブル６０を支持するチルトテーブル支持部６３が設けられる。そして、チルトテーブル支持部６３には、チルトテーブル６０がＡ軸線に平行な軸線回りで回転（揺動）可能に設けられる。チルトテーブル６０は、テーブル５０内に収容されたＡ軸モータ６１により回転（揺動）される。
チルトテーブル６０には、工作物主軸７０がＣ軸線に平行な軸線回りで回転可能に設けられる。工作物主軸７０には、工作物Ｗを保持する工作物ホルダ８０が装着される。工作物主軸７０は、工作物Ｗ及び工作物ホルダ８０とともに工作物主軸モータ６２（回転駆動部）により回転される。また、チルトテーブル６０でなく、Ｘ軸線に平行な方向に移動する機構と、Ｙ軸線に平行な軸線回りで回転する機構と、Ｚ軸線に平行な軸線回りで回転する機構を備えてもよい。
【００１５】
制御装置９０は、工具主軸モータ４１を駆動制御して、加工用工具２を回転させ、また、工作物主軸モータ６２を駆動制御して、工作物Ｗを回転させる。また、Ｘ軸モータ１１ｃ、Ｚ軸モータ１２ｃ、Ｙ軸モータ２３ｃを駆動制御して、工作物Ｗと加工用工具２とをＸ軸線に平行な方向、Ｚ軸線に平行な方向、Ｙ軸線に平行な方向に相対移動する。また、Ａ軸モータ６１を駆動制御して、工作物ＷをＡ軸線回りに回転（揺動）させる。
【００１６】
以上の構成の加工装置１は、スカイビング加工の他に例えばタッピング加工、穴明け加工、旋削加工、面取り加工等が可能である。スカイビング加工では、加工用工具２（歯切り工具）及び工作物Ｗを回転させる。タッピング加工及び穴明け加工では、加工用工具２（タップ、ドリル）を回転させ、工作物Ｗを回転させずに固定する。旋削加工及び面取り加工では、加工用工具２（バイト）を回転させずに固定し、工作物Ｗを回転させる。
【００１７】
（２．加工用工具）
加工用工具２としては、上述のように、歯切り工具、タップ、ドリル、バイト等があるが、歯切り工具以外は一般的な加工用工具であるため詳細な説明は省略し、以下では歯切り工具２Ａについて説明する。図２に示すように、歯切り工具２Ａの形状は、中心軸線Ｔ回りの外周に複数の工具刃２ａを備える。歯切り工具２Ａは、軸方向の端面にすくい面２ｓを備える。すくい面２ｓは、歯切り工具２Ａの中心軸線Ｔを中心としたテーパ状としてもよいし、一つの工具刃２ａ毎に異なる方向を向く面状に形成してもよい。
【００１８】
また、歯切り工具２Ａの複数の工具刃２ａの外接円は、円錐台形状に形成される。つまり、複数の工具刃２ａの先端面は、すくい面２ｓに対して、前逃げ角αを有する前逃げ面となる。従って、工具刃２ａの一方端面から刃すじ方向（刃溝方向に等しい）に行くに従って、刃先面における歯切り工具２Ａの中心軸線Ｔからの距離が徐々に小さくなっている。
【００１９】
また、複数の工具刃２ａの刃側面は、すくい面２ｓに対して、側逃げ角γを有する側逃げ面となる。さらに、複数の工具刃２ａは、中心軸線Ｔに対してねじれ角βを有している。ただし、加工対象の歯車の歯のねじれ角と、加工装置１での歯車と歯切り工具２Ａとの交差角η（図参照）に応じて、工具刃２ａのねじれ角βは適宜異なる。そこで、工具刃２ａは、ねじれ角βを有しない場合も存在する。
【００２０】
（３．加工装置における加工動作）
次に、加工装置１における加工動作の一例として、円筒状の工作物Ｗを所定の内外径を有する円筒部材に旋削加工し、円筒部材の内周に内歯をスカイビング加工し（円筒部材の外周に外歯をスカイビング加工する場合もある）、内歯の歯面に面取りを面取り加工し、円筒部材の外周から内周に貫通する穴を穴明け加工し（貫通しない穴を穴明け加工する場合もある）、穴の内周にねじをタッピング加工するときの概略動作を図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。なお、工作物ホルダ８０には、円筒状の工作物Ｗが既に保持されているものとする。
【００２１】
制御装置９０は、自動工具交換装置の動作を制御してバイトを工具主軸４０の先端に装着する（図４ＡのステップＳ１）。そして、工作物Ｗ（工作物主軸７０）を回転させ（図４ＡのステップＳ２）、バイト（コラム２０、サドル３０）と工作物Ｗ（テーブル５０）とを相対移動させて、バイトで円筒状の工作物Ｗの外周及び内周を旋削加工する（図４ＡのステップＳ３）。そして、工作物Ｗが所定の内外径を有する円筒部材（目標通りの円筒部形状）に旋削加工されたか否かを確認する（図４ＡのステップＳ４）。
【００２２】
制御装置９０は、工作物Ｗが所定の内外径を有する円筒部材に旋削加工されたら、自動工具交換装置の動作を制御してバイトを歯切り工具２Ａに工具交換する（図４ＡのステップＳ５）。そして、円筒部材（チルトテーブル６０）を揺動して歯切り工具２Ａの回転軸線（中心軸線Ｔ）と円筒部材の回転軸線Ｃ（中心軸線）とを傾斜させて所定の交差角を有する状態に設定（スカイビング加工諸条件も設定）し（図４ＡのステップＳ６）、歯切り工具２Ａ（工具主軸４０）及び円筒部材（工作物主軸７０）をそれぞれの中心軸線Ｔ，Ｃ回りに同期回転させる（図４ＡのステップＳ７）。
【００２３】
制御装置９０は、歯切り工具２Ａ（コラム２０、サドル３０）と工作物Ｗ（テーブル５０）とを相対移動させて、円筒部材の内周に内歯を切削加工するための加工開始点に歯切り工具２Ａを位置決めし（図４ＡのステップＳ８）、歯切り工具２Ａを円筒部材の中心軸線Ｃ方向に相対移動して円筒部材の内周に内歯をスカイビング加工する（図４ＡのステップＳ９）。そして、円筒部材の内周に内歯歯車が創成されたか否かを確認する（図４ＡのステップＳ１０）。また、荒加工と仕上げ加工などある場合、歯車の位相を合わせてから加工する。
【００２４】
制御装置９０は、円筒部材の内周に内歯歯車が創成されたら、自動工具交換装置の動作を制御して歯切り工具２Ａをバイトに工具交換する（図４ＡのステップＳ１１）。そして、バイト（コラム２０、サドル３０）と円筒部材（テーブル５０）とを相対移動させて、バイトで内歯の歯面の面取りを面取り加工する（図４ＢのステップＳ１２）。そして、内歯の歯面の面取りが完了したか否かを確認する（図４ＢのステップＳ１３）。
【００２５】
制御装置９０は、内歯の歯面の面取りが完了したら、自動工具交換装置の動作を制御してバイトをドリルに工具交換する（図４ＢのステップＳ１４）。そして、ドリル（工具主軸４０）を中心軸線回りに回転させ（図４ＢのステップＳ１５）、ドリル（コラム２０、サドル３０）と円筒部材（テーブル５０）とを相対移動させて、ドリルを円筒部材の外周の穴明け位置に位置決めする（図４ＢのステップＳ１６）。
【００２６】
制御装置９０は、ドリル（サドル３０）を移動させて円筒部材の外周から内周に貫通する穴を穴明け加工する（図４ＢのステップＳ１７）。そして、円筒部材の外周から内周に貫通する穴明けが完了したか否かを確認する（図４ＢのステップＳ１８）。そして、円筒部材の外周から内周に貫通する穴明けが完了したら、自動工具交換装置の動作を制御してドリルをタップに工具交換する（図４ＢのステップＳ１９）。
【００２７】
制御装置９０は、タップ（コラム２０、サドル３０）と円筒部材（テーブル５０）とを相対移動させて、タップを円筒部材の外周に穿孔した穴に位置決めする（図４ＢのステップＳ２０）。そして、タップ（工具主軸４０）を中心軸線回りに回転させつつタップ（サドル３０）を移動させ、穴の内周にねじをタッピング加工する（図４ＢのステップＳ２１）。そして、穴の内周にねじがタッピング加工されたか否かを確認し（図４ＢのステップＳ２２）、穴の内周にねじがタッピング加工されたら全ての処理を終了する。
【００２８】
上述のように、本実施形態の加工装置１は、スカイビング加工が可能であるが、課題で述べたように、内歯歯車と外歯歯車では加工条件が異なるため、制御装置９０は、一種類のゲインパラメータでの対応では高精度な加工が困難である。さらに、本実施形態の加工装置１は、スカイビング加工の他に種々の加工が可能であり各加工の加工条件は異なるため、制御装置９０は、一種類のゲインパラメータで各加工に対応すると問題が発生する場合がある。
【００２９】
例えば、スカイビング加工においては歯切り工具２Ａの回転位置と円筒部材の回転位置とを同期させる必要があり、また、タッピング加工においてはねじピッチを一定にするためタップの回転位置（角度）と送り位置とを同期させる必要がある。このため、工具主軸を回転させる工具主軸モータ及びワーク主軸を回転させるワーク主軸モータに対応したゲインパラメータ（制御パラメータ）を、工具主軸を回転させる工具主軸モータ及びサドル３０を移動させるＺ軸モータ１２ｃに対応させると、機械特性に合わず、例えばＺ軸モータ振動が発生するおそれがある。
【００３０】
逆に、工具主軸を回転させる工具主軸モータ及びサドル３０を移動させるＺ軸モータ１２ｃに対応したゲインパラメータを、工具主軸を回転させる工具主軸モータ及びワーク主軸を回転させるワーク主軸モータに対応させると、同期回転の追従性が悪化して加工精度が低下するおそれがある。そこで、本実施形態の加工装置１の制御装置９０は、加工条件に対応した工具主軸モータ４１、工作物主軸モータ６２、Ｘ軸モータ１１ｃ、Ｚ軸モータ１２ｃ、Ｙ軸モータ２３ｃ、Ａ軸モータ６１のゲインパラメータの組を加工種類毎に複数予め準備して記憶しておき、加工条件及び加工種類に合わせて自動的に設定できる構成となっている。
【００３１】
ゲインパラメータの設定用の加工条件の項目としては、例えば図６に示すように、加工用工具２の諸元、工作物Ｗの諸元、加工用工具２の作動、工作物Ｗの作動が挙げられる。加工用工具２の諸元としては、加工用工具２の形状（直径等）やイナーシャ（重量）等、工作物Ｗの諸元としては、工作物Ｗの素材、形状（直径等）やイナーシャ（重量）等、加工用工具２の作動としては、加工用工具２の回転数（回転速度）、送り量、切込量等、工作物Ｗの作動としては、工作物Ｗの回転数（回転速度）等が挙げられる。
【００３２】
そして、スカイビング加工（内歯、外歯）、タッピング加工、穴明け加工、旋削加工、面取り加工の加工種類毎に、制御対象である工具主軸モータ４１、工作物主軸モータ６２、Ｘ軸モータ１１ｃ、Ｚ軸モータ１２ｃ、Ｙ軸モータ２３ｃ、Ａ軸モータ６１の位置制御（例えばＰＩＤ）、速度制御（例えばＰＩＤ）、電流制御（例えばＰＩＤ）に関する各ゲインパラメータが決定され、テーブルデータとして記憶される。これにより、各加工による工作物Ｗの加工精度を向上できる。
【００３３】
また、速度ループ積分時定数、トルク指令フィルタ時定数などやイナーシャ（モータ、負荷など）を考慮して調整されるパラメータも設定される。そして、スカイビング加工では、工具主軸と工作物主軸をホブ加工などと比べ高速同期させて高効率に加工するため、工具主軸と工作物主軸のそれぞれの加工状態を考慮して、高速同期できる制御パラメータをそれぞれ設定する必要がある。そこで、工具主軸と工作物主軸のそれぞれを設定することで、高効率に加工することが可能となり、タッピング加工、穴明け加工、旋削加工、面取り加工においてもそれぞれに制御パラメータを設定することで、加工に合わせて高精度、高能率で加工可能となる。
【００３４】
そして、このテーブルデータには、加工種類毎のゲインパラメータの他に、加工装置１に初期設定される標準ゲインパラメータも記憶される。なお、図６においては、加工種類に対応する加工条件、及びゲインパラメータの具体例は表示せず、便宜上記号としている。また、加工条件及び加工種類は、図に示すものに限定されるものではない。また、ゲインパラメータは、各モータ４１，６２，１１ｃ，１２ｃ，２３ｃ，６１のうち必要なモータのみ決定するようにしてもよい。
【００３５】
（４．制御装置の構成）
次に、図３を参照して制御装置９０の構成を説明する。図３に示すように、制御装置９０は、第１制御部９０Ａ、第２制御部９０Ｂ、ゲインパラメータ記憶部９５、ゲインパラメータ指示部９６、データ入力部９７、ゲインパラメータ選択部９８、ゲインパラメータ入力部９９を備える。
【００３６】
そして、第１制御部９０Ａは、工具主軸モータ４１の主軸位置指令部９１Ｓ及び工作物主軸モータ６２の工作物位置指令部９１Ｗを備える。第２制御部９０Ｂは、工具主軸モータ４１の位置制御処理部９２Ｓ、速度制御処理部９３Ｓ、電流制御処理部９４Ｓ、減算器ＳＳと、工作物主軸モータ６２の位置制御処理部９２Ｗ、速度制御処理部９３Ｗ、電流制御処理部９４Ｗ、減算器ＳＷを備える。さらに、主軸位置指令部９１Ｓと工作物位置指令部９１Ｗは、回転同期を取る同期信号を送受信して同期位相調整を行う。
【００３７】
第１制御部９０Ａは、ＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ）装置であり、第２制御部９０Ｂは、サーボアンプリファイアに相当する。ＮＣプログラム（Ｇコードなど）に基づいて、ゲインパラメータに関するものは、ゲインパラメータ選択部９８、ゲインパラメータ指示部９６で制御される。工具主軸モータ４１の制御指令は、主軸位置指令部９１Ｓで作成（演算）する。工作物主軸モータ６２の制御指令は、工作物位置指令部９１Ｗで作成（演算）する。
【００３８】
なお、図３では、便宜上、第１制御部９０Ａ、第２制御部９０Ｂにおいては、工具主軸モータ４１及び工作物主軸モータ６２の各指令部、各処理部を備える構成を示すが、実際は、各モータ１１ｃ，１２ｃ，２３ｃ，６１毎に同様の指令部及び処理部を備える構成となっている。また、第１制御部９０Ａと第２制御部９０Ｂは、１つの制御ユニットとしているが、別々の制御ユニットでもよく、その場合は通信用ケーブルで接続される。また、主軸位置指令部９１Ｓ、工具主軸モータ４１の各処理部９２Ｓ，９３Ｓ，９４Ｓ、工作物位置指令部９１Ｗ、工作物主軸モータ６２の各処理部９２Ｗ，９３Ｗ，９４Ｗをそれぞれ別々の制御装置としてもよいし、１つの制御装置としてもよい。
【００３９】
ゲインパラメータ記憶部９５には、図６に示すゲインパラメータのテーブルデータ、すなわち加工条件に対応した各モータ４１，６２，１１ｃ，１２ｃ，２３ｃ，６１のゲインパラメータの組が加工種類毎に複数記憶される。ゲインパラメータ指示部９６は、作業者により入力されるゲインパラメータの選択指令、すなわち標準ゲインパラメータの選択指令、ＮＣプログラムに書き込まれている加工用工具２の諸元、加工用工具２の作動、工作物Ｗの作動等の加工条件に基づくゲインパラメータの選択指令、又はデータ入力部９７から作業者により入力される上記加工条件に基づくゲインパラメータの選択指令をゲインパラメータ選択部９８に指示する。これにより、加工に最適なゲインパラメータを選択できる。なお、加工条件のうち工作物Ｗの諸元については、倉庫に保管されている加工対象の工作物Ｗに付属のＩＣタグをリーダで作業者が読み取らせることで、ゲインパラメータ選択部９８に無線送信される。
【００４０】
ゲインパラメータ選択部９８は、ゲインパラメータ指示部９６から入力されるゲインパラメータの選択指令に従って、標準のゲインパラメータ、又は上記加工条件に該当するゲインパラメータをゲインパラメータ記憶部９５から選択し、選択したゲインパラメータをゲインパラメータ入力部９９へ送り、ゲインパラメータ入力部９９から位置制御処理部９２Ｓ，９２Ｗ、速度制御処理部９３Ｓ，９３Ｗ、電流制御処理部９４Ｓ，９４Ｗに振り分けて設定する。特に、加工条件として加工用工具２の工具情報や加工対象の工作物Ｗの工作物情報に基づいて、ゲインパラメータを選択する場合、加工用工具２や工作物Ｗのびびり振動等を抑制できる。ゲインパラメータ入力部９９は、ゲインパラメータ記憶部９５に記憶されているゲインパラメータを使用しない場合、作業者により入力されるゲインパラメータを位置制御処理部９２Ｓ，９２Ｗ、速度制御処理部９３Ｓ，９３Ｗ、電流制御処理部９４Ｓ，９４Ｗに振り分けて設定する。これにより、作業者の望む加工を高精度に行うことができる。また、切削加工速度（切込量、回転速度）を上げる設定をすると高効率加工ができる。
【００４１】
主軸位置指令部９１Ｓは、ＮＣプログラムに書き込まれている工具主軸モータ４１の回転位置指令を読み込んで減算器ＳＳに入力する。減算器ＳＳでは、工具主軸モータ４１の回転位置指令と、工具主軸モータ４１のエンコーダ４１ａで検出される検出回転位置との差分、すなわち位置偏差量を算出する。位置制御処理部９２Ｓは、減算器ＳＳで算出される位置偏差量及びゲインパラメータに基づいて、速度指令を算出して速度制御処理部９３Ｓに入力する。速度制御処理部９３Ｓは、位置制御処理部９２Ｓで算出される速度指令及びゲインパラメータに基づいて、電流指令を算出して電流制御処理部９４Ｓに入力する。電流制御処理部９４Ｓは、速度制御処理部９３Ｓで算出される電流指令及びゲインパラメータに基づいて、工具主軸モータ４１の回転を制御する。
【００４２】
工作物位置指令部９１Ｗは、ＮＣプログラムに書き込まれている工作物主軸モータ６２の回転位置指令を読み込んで減算器ＳＷに入力する。減算器ＳＷでは、工作物主軸モータ６２の回転位置指令と、工作物主軸モータ６２のエンコーダ６２ａで検出される検出回転位置との差分、すなわち位置偏差量を算出する。位置制御処理部９２Ｗは、減算器ＳＷで算出される位置偏差量及びゲインパラメータに基づいて、速度指令を算出して速度制御処理部９３Ｗに入力する。速度制御処理部９３Ｗは、位置制御処理部９２Ｓで算出される速度指令及びゲインパラメータに基づいて、電流指令を算出して電流制御処理部９４Ｗに入力する。電流制御処理部９４Ｗは、速度制御処理部９３Ｗで算出される電流指令及びゲインパラメータに基づいて、工作物主軸モータ６２の回転を制御する。
【００４３】
（５．制御装置の動作）
次に、制御装置９０の動作（加工方法）としてモータ制御処理について、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明する。なお、図５Ａ及び図５Ｂでは、便宜上、工具主軸モータ４１のモータ制御処理のみについて説明するが、各モータ６２，１１ｃ，１２ｃ，２３ｃ，６１のモータ制御処理についても同様である。また、ゲインパラメータ記憶部９５には、図６に示すゲインパラメータのテーブルデータが予め記憶されているものとする（ゲインパラメータ記憶工程）。また、ゲインパラメータ選択部９８には、工作物Ｗに付属のＩＣタグから工作物情報が入力されているものとする。
【００４４】
制御装置９０は、作業者によるゲインパラメータの入力設定の有無を判断し（図５ＡのステップＳ３１）、ゲインパラメータの入力設定が有るときは、ステップＳ３７に進み、当該ゲインパラメータを各処理部９２Ｓ，９３Ｓ，９４Ｓに設定する。具体的には、ゲインパラメータ入力部９９は、作業者によりゲインパラメータが入力されたら、位置制御処理部９２Ｓ、速度制御処理部９３Ｓ、電流制御処理部９４Ｓにそれぞれ対応するゲインパラメータを設定する。
【００４５】
一方、制御装置９０は、ステップＳ３１において、ゲインパラメータの入力設定が無いときは、ゲインパラメータの選択指令は標準であるか、作業者の入力情報（画面などよりの入力情報）に基づくものであるか、ＮＣプログラムに基づくものであるかを判断する（図５ＡのステップＳ３２）。具体的には、ゲインパラメータ選択部９８は、ゲインパラメータ指示部９６から作業者により入力されるゲインパラメータの選択指令が、標準ゲインパラメータの選択指令、ＮＣプログラムに書き込まれている加工用工具２の諸元、加工用工具２の作動、工作物Ｗの作動等の加工条件に基づくゲインパラメータの選択指令、又はデータ入力部９７から作業者により入力される上記加工条件に基づくゲインパラメータの選択指令であるかを判断する。
【００４６】
制御装置９０は、ステップＳ３２において、ゲインパラメータの選択指令が標準であるときは、標準ゲインパラメータを選択し（図５ＡのステップＳ３３）、ステップＳ３７に進み、標準ゲインパラメータを各処理部９２，９３，９４に設定する。具体的には、ゲインパラメータ選択部９８は、ゲインパラメータ記憶部９５から標準ゲインパラメータを選択し、位置制御処理部９２Ｓ、速度制御処理部９３Ｓ、電流制御処理部９４Ｓにそれぞれ対応するゲインパラメータを設定する。
【００４７】
また、制御装置９０は、ステップＳ３２において、ゲインパラメータの選択指令が作業者の入力情報に基づくものであるときは、入力される情報に基づいてゲインパラメータを選択し（図５ＡのステップＳ３４、ゲインパラメータ選択工程）、ステップＳ３７に進み、選択したゲインパラメータを各処理部９２Ｓ，９３Ｓ，９４Ｓに設定する。具体的には、ゲインパラメータ選択部９８は、入力される加工条件と加工種類に基づいてゲインパラメータ記憶部９５からゲインパラメータを選択し、位置制御処理部９２Ｓ、速度制御処理部９３Ｓ、電流制御処理部９４Ｓにそれぞれ対応するゲインパラメータを設定する。
【００４８】
また、制御装置９０は、ステップＳ３２において、ゲインパラメータの選択指令がＮＣプログラムに基づくものであるときは、ＮＣプログラムを読み込み（図５ＡのステップＳ３５）、ＮＣプログラムの情報に基づいてゲインパラメータを選択し（図５ＡのステップＳ３６、ゲインパラメータ選択工程）、選択したゲインパラメータを各処理部９２Ｓ，９３Ｓ，９４Ｓに設定する（図５ＡのステップＳ３７）。具体的には、ゲインパラメータ選択部９８は、ＮＣプログラムに書き込まれている加工条件と加工種類に基づいてゲインパラメータ記憶部９５からゲインパラメータを選択し、位置制御処理部９２Ｓ、速度制御処理部９３Ｓ、電流制御処理部９４Ｓにそれぞれ対応するゲインパラメータを設定する。
【００４９】
そして、制御装置９０は、加工プログラム（ＮＣプログラムなど）から主軸位置指令を読出し、第１制御部９０Ａから第２制御部９０Ｂへ入力する（図５ＢのステップＳ３８）。制御装置９０は、第２制御部９０Ｂで工具主軸モータ４１のエンコーダ４１ａから主軸検出位置を入力し（図５ＢのステップＳ３９）、主軸位置指令及び主軸検出位置から位置偏差量を算出する（図５ＢのステップＳ４０）。具体的には、主軸位置指令部９１は、ＮＣプログラムに書き込まれている工具主軸モータ４１の回転位置指令を読み込んで減算器ＳＳに入力する。減算器ＳＳは、工具主軸モータ４１のエンコーダ４１ａで検出される検出回転位置を入力し、工具主軸モータ４１の回転位置指令と検出回転位置との差分を位置偏差量として算出する。
【００５０】
そして、制御装置９０は、位置偏差量が０になったか否かを判断し（図５ＢのステップＳ４１）、位置偏差量が０になっていないときはステップＳ３９に戻って上述の処理を繰り返す。一方、位置偏差量が０になったときは、位置制御処理、速度制御処理、電流処理を行って主軸回転制御を行う（図５ＢのステップＳ４２−Ｓ４５）。具体的には、位置制御処理部９２Ｓは、減算器ＳＳで算出される位置偏差量及びゲインパラメータに基づいて、速度指令を算出して速度制御処理部９３Ｓに入力する（制御工程）。速度制御処理部９３Ｓは、位置制御処理部９２Ｓで算出される速度指令及びゲインパラメータに基づいて、電流指令を算出して電流制御処理部９４Ｓに入力する（制御工程）。電流制御処理部９４Ｓは、速度制御処理部９３Ｓで算出される電流指令及びゲインパラメータに基づいて、工具主軸モータ４１の回転を制御する（制御工程）。
【００５１】
そして、ＮＣプログラムが終了したか否かを判断し（図５ＢのステップＳ４６）、ＮＣプログラムが終了していないときはステップＳ３９に戻って上述の処理を繰り返し、ＮＣプログラムが終了したときは全ての処理を終了する。この加工装置１によれば、従来のように作業者が加工条件に合わせてゲインパラメータを手動で調整する必要はなく、加工条件に合わせたゲインパラメータを自動的に設定できるので、加工時間の短縮を図ることができるとともに、誤調整の発生を防止して加工精度を向上できる。また、第２制御部９０Ｂから第１制御部９０Ａへエンコーダ４１ａの位置情報（Ａ相、Ｂ相、Ｚ相など）や回転速度などの情報を送信してもよく、これらの情報に基づいて、主軸位置指令を調整してもよい。
【００５２】
（６．その他）
上述の例では、５軸マシニングセンタである加工装置１は、工作物ＷをＡ軸旋回可能とするものとした。これに対して、５軸マシニングセンタは、縦形マシニングセンタとして、加工用工具２をＡ軸旋回可能とする構成としてもよい。また、本発明をマシニングセンタに適用する場合を説明したが、歯車加工の専用機に対しても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１：加工装置、  ２：加工用工具、  ４１：工具主軸モータ、  ６２：工作物主軸モータ、  ９０：制御装置、  ９０Ａ：第１制御部、  ９０Ｂ：第２制御部、  ９１Ｓ：主軸位置指令部、  ９１Ｗ：工作物位置指令部、  ９２Ｓ，９２Ｗ：位置制御処理部、  ９３Ｓ，９３Ｗ：速度制御処理部、  ９４Ｓ，９４Ｗ：電流制御処理部、  ９５：ゲインパラメータ記憶部、  ９６：ゲインパラメータ指示部、  ９７：データ入力部、  ９８：ゲインパラメータ選択部、  ９９：ゲインパラメータ入力部、  Ｗ：工作物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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