(57)【要約】【課題】発熱の低減と重切削時の安定性とを両立させうる工作機械の数値制御装置を提供すること。【解決手段】数値制御装置２０は、工作機械１０の主軸制御部１１に速度指令値および磁束量指令値を送信する指令送信部２１と、工作機械１０で使用される可能性がある工具Ｔに対応する磁束量を記憶する記憶部２２と、を備える。また、工作機械１０で選択されている工具Ｔを検知する工具検知部２３と、工具検知部２３が検知した工具Ｔに対応する磁束量Φを記憶部２２から読み出し、この磁束量Φを工作機械１０の主軸制御部１１に出力するよう指令送信部２１に指令する磁束量設定部２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸モータを駆動する主軸制御部を有する工作機械を制御する数値制御装置であって、
前記主軸制御部に速度指令値および磁束量指令値を送信する指令送信手段と、
前記工作機械で使用される可能性がある工具に対応する磁束量を記憶する記憶手段と、
前記工作機械で選択されている工具を検知する工具検知手段と、
前記工具検知手段が検知した工具に対応する磁束量を前記記憶手段から読み出して前記主軸制御部に出力するよう前記指令送信手段に指令する磁束量設定手段と、
を備えている工作機械の数値制御装置。
【請求項２】
前記工作機械で選択されている工具は、ドリル用の工具である請求項１に記載の工作機械の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械においては、その主軸モータとして誘導モータが用いられることがある。ここで、誘導モータとは、固定子（ステータ）コイルに励磁電流を流して回転磁界を発生させると共に、回転子（ロータ）に誘導電流を発生させ、その電磁力により、回転子が回転磁界の回転を追いかけるように回転するモータのことである。誘導モータには、固定子コイルに励磁電流が流れることにより発熱が伴うという欠点がある。この欠点の回避を目的として、誘導モータに対する負荷が軽く、高いトルクが必要とされない場合に、回転磁界の磁束又は励磁電流を弱める技術がある。
【０００３】
なお、誘導電動機（誘導モータ）の制御装置に関する従来技術としては、特許文献１に記載された発明がある。また、電動機（モータ）の磁束制御方法に関する従来技術としては、特許文献２に記載された発明がある。さらに、交流スピンドルモータ制御方法に関する従来技術としては、特許文献３に記載された発明がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２８７９３号公報
【特許文献２】特開昭６２−２１７８９６号公報
【特許文献３】特開昭６３−０１５６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした技術を用いた場合、主軸モータである誘導モータの磁束を弱めることによりトルクが小さくなった状態で、送り軸駆動用モータにより、主軸モータに対して大きな負荷が与えられる重切削（切削抵抗が大きい切削）を開始すると、切削開始時の急激な負荷変動により、主軸速度が大きく低下したり、主軸が停止したりして、重切削時の安定性を欠く場合がある。
【０００６】
この点、特許文献１には、トルクに応じて鉄損補償電流を記憶する技術が開示されているに過ぎない。また、特許文献２には、無負荷時に磁束指令と励磁インダクタンスの関係を測定して記憶する技術が開示されているにとどまる。さらに、特許文献３には、数値制御装置において、スピンドルモータの制御（速度指令と励磁電流指令を入力して制御）する技術が開示されているに過ぎない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、発熱の低減と重切削時の安定性とを両立させることが可能な工作機械の数値制御装置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】
【０００８】
本発明に係る工作機械の数値制御装置（例えば、後述の数値制御装置２０）は、主軸モータ（例えば、後述の主軸モータ１２）を駆動する主軸制御部（例えば、後述の主軸制御部１１）を有する工作機械（例えば、後述の工作機械１０）を制御する数値制御装置であって、前記主軸制御部に速度指令値および磁束量指令値を送信する指令送信手段（例えば、後述の指令送信部２１）と、前記工作機械で使用される可能性がある工具（例えば、後述の工具Ｔ）に対応する磁束量（例えば、後述の磁束量Φ）を記憶する記憶手段（例えば、後述の記憶部２２）と、前記工作機械で選択されている工具を検知する工具検知手段（例えば、後述の工具検知部２３）と、前記工具検知手段が検知した工具に対応する磁束量を前記記憶手段から読み出して前記主軸制御部に出力するよう前記指令送信手段に指令する磁束量設定手段（例えば、後述の磁束量設定部２４）と、を備えている。
【０００９】
前記工作機械で選択されている工具は、ドリル用の工具であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、選択中の工具に応じて主軸モータの磁束指令を適宜変更することにより、発熱の低減と重切削時の安定性とを両立させることが可能な工作機械の数値制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る数値制御システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る数値制御システムの動作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】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る数値制御システムの構成を示す図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る数値制御システムの動作を示すフローチャートである。
【００１４】
この第１実施形態に係る数値制御システム１は、図１に示すように、工作機械１０および数値制御装置２０から構成されている。工作機械１０は、アンプなどの主軸制御部１１と、主軸モータ１２と、回転力伝達装置１３と、主軸１４と、を備えている。そして、主軸１４にワークＷが装着された状態で、主軸制御部１１から主軸モータ１２に駆動電流が出力されると、主軸モータ１２の回転力が回転力伝達装置１３を介して主軸１４に伝達され、ワークＷが回転する。この状態で、このワークＷに工具Ｔを当てることにより、ワークＷを工具Ｔで切削することができる。
【００１５】
主軸モータ１２としては、誘導モータが用いられる。このように、主軸モータ１２として誘導モータを用いる場合、上述したとおり、発熱の低減を目的として軽負荷時に誘導モータの磁束を弱めると、重切削時の安定性を欠く恐れがある。
【００１６】
そこで、こうした不都合の発生を未然に防止するため、数値制御装置２０は、図１に示すように、指令送信手段としての指令送信部２１と、記憶手段としての記憶部２２と、工具検知手段としての工具検知部２３と、磁束量設定手段としての磁束量設定部２４と、を備えている。
【００１７】
指令送信部２１は、工作機械１０の主軸制御部１１に速度指令値および磁束量指令値を送信する。
【００１８】
記憶部２２は、数値制御装置２０に内蔵されて、工作機械１０で使用される可能性がある工具Ｔに対応する磁束量Φを記憶する。
【００１９】
工具検知部２３は、工作機械１０で使用される可能性がある工具Ｔのうち、工作機械１０で選択されている工具Ｔを検知する。その具体的な方法については、後述する。
【００２０】
磁束量設定部２４は、工具検知部２３が検知した工具Ｔに対応する磁束量Φを記憶部２２から読み出し、この磁束量Φを工作機械１０の主軸制御部１１に出力するよう指令送信部２１に指令する。
【００２１】
次に、数値制御システム１の動作を図２に基づいて説明する。なお、この動作は、例えば、加工プログラムを実行する直前のタイミングで行われる。
【００２２】
ステップＳ１において、工具検知部２３は、工作機械１０で使用される可能性がある工具Ｔのうち、工作機械１０で選択されている工具Ｔを検知する。具体的には、工具検知部２３は、工作機械１０で実行する加工プログラムを参照し、この加工プログラムから工具番号を読み取り、この工具番号に対応する工具Ｔを選択工具として検知する。
【００２３】
ステップＳ２において、磁束量設定部２４は、工具検知部２３が検知した工具Ｔに対応する磁束量Φを記憶部２２から読み出す。
【００２４】
ステップＳ３において、磁束量設定部２４は、この磁束量Φを工作機械１０の主軸制御部１１に出力するよう指令送信部２１に指令する。この指令を受けて、指令送信部２１は、この磁束量Φを工作機械１０の主軸制御部１１に出力する。
【００２５】
このように、工具Ｔは、その種類や大きさなどによって最大の切削負荷が異なるところ、この数値制御システム１では、選択中の工具Ｔに合わせて、磁束（励磁電流）指令を変更する（重切削を行う可能性がある工具Ｔが選択されている場合は、予め磁束を高める）ことにより、工作機械の数値制御装置２０において、発熱の低減と重切削時の安定性とを両立させることが可能となる。
【００２６】
特に、フライス加工などで使用するフライス用の工具ＴでワークＷの表面を削る場合に比べて、穴あけ用途で使用するようなドリル用の工具Ｔでは、ワークＷとの接触開始時の接触面積が大きい。そのため、負荷が急激に大きくなり、主軸１４の速度低下や停止が発生してしまうことが多く、磁束量Φを大きくしておく必要性が高い。したがって、このようなドリル用の工具Ｔでは、本発明が有用になる。
【００２７】
また、基本的に、同種類の工具Ｔで同じ加工を行う場合には、工具Ｔの径の大きい方が負荷は大きくなるので、磁束量Φを大きくしておくことが好ましい。したがって、この場合も、本発明が有用になる。
【００２８】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００２９】
例えば、上述した第１実施形態では、数値制御装置２０の工具検知部２３が工作機械１０で選択されている工具Ｔを検知する際に、加工プログラム中の工具番号に基づいて工具Ｔを検知する場合について説明した。しかし、工具Ｔの検知方法は特に限定されない。例えば、すべての工具Ｔにバーコードを付けておき、このバーコードをバーコードスキャナ（バーコードリーダ）で読み取ることにより、工具Ｔを検知するようにしてもよい。或いは、工具Ｔそのものを画像センサで読み取ることにより、工具Ｔを検知するようにしても構わない。
【００３０】
また、上述した第１実施形態では、数値制御装置２０に記憶部２２が内蔵されている場合について説明したが、この記憶部２２は、必ずしも数値制御装置２０に内蔵されている必要はない。例えば、クラウド上に記憶部２２を設けておき、この記憶部２２から必要な磁束量Φをネットワーク経由で取得してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１……数値制御システム
１０……工作機械
１１……主軸制御部
１２……主軸モータ
１３……回転力伝達装置
１４……主軸
２０……数値制御装置
２１……指令送信部（指令送信手段）
２２……記憶部（記憶手段）
２３……工具検知部（工具検知手段）
２４……磁束量設定部（磁束量設定手段）
Ｔ……工具
Ｗ……ワーク
【図１】
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【図２】
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