(57)【要約】【課題】工具の切削送り時に、工具を移動させるトルクを大きくさせる数値制御装置および工具の移動制御方法を提供する。【解決手段】数値制御装置１０は、プログラム１２を解析することで、工具ＴＯを直線に切削送りさせる際の工具の終点位置Ｅ１を取得するプログラム解析部１４と、少なくとも２つの軸方向の各々における予め決められた工具ＴＯの上限移動トルクに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向Ａの傾き角度αを算出する第１角度算出部３０と、工具ＴＯの始点位置Ｓ１と終点位置Ｅ１とに基づいて工具ＴＯの切削送り方向Ｂの傾き角度βを算出する第２角度算出部３２と、合成送り方向Ａの傾き角度αと前記切削送り方向Ｂの傾き角度との差を、テーブルＴＡの回転角度θとして算出する回転角度算出部３４と、回転角度θに基づいて、テーブルＴＡの回転中心位置Ｏを中心にテーブルＴＡの回転を制御するサーボモータ制御部１８Ｔと、を備える。【選択図】図２
2018018295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルによって支持されたワークを加工するための工具であって、少なくとも互いに直交する２つの軸方向に沿って移動可能な前記工具を、プログラムに基づいて移動させる数値制御装置であって、
前記プログラムを解析することで、前記工具を直線に切削送りさせる際の前記工具の終点位置を取得するプログラム解析部と、
少なくとも前記２つの軸方向の各々における予め決められた前記工具の上限移動トルクに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向の傾き角度を算出する第１角度算出部と、
前記工具の始点位置と、前記終点位置とに基づいて前記工具の切削送り方向の傾き角度を算出する第２角度算出部と、
前記合成送り方向の傾き角度と前記切削送り方向の傾き角度との差を、前記テーブルの回転角度として算出する回転角度算出部と、
前記回転角度に基づいて、前記テーブルの回転中心位置を中心に前記テーブルの回転を制御する回転制御部と、
を備えることを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の数値制御装置であって、
前記始点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後始点位置を算出する位置算出部と、
前記２つの軸方向のうち、一方の軸方向に沿って前記工具の移動を制御する第１の移動制御部と、他方の軸方向に沿って前記工具の移動を制御する第２の移動制御部と、
を備え、
前記第１の移動制御部および前記第２の移動制御部は、前記工具が前記始点位置から前記回転後始点位置に移動するように、前記工具の移動を制御する
ことを特徴とする数値制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の数値制御装置であって、
前記位置算出部は、前記終点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後終点位置を算出し、
前記第１の移動制御部および前記第２の移動制御部は、前記工具を前記回転後始点位置まで移動させ、且つ、前記回転制御部によって前記テーブルが前記回転角度だけ回転した後に、前記工具を前記合成送り方向に沿って、前記回転後終点位置まで移動させる
ことを特徴とする数値制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の数値制御装置であって、
前記第１角度算出部は、前記２つの軸方向のうち、一方の軸方向の前記上限移動トルクをτｘ、他方の軸方向の前記上限移動トルクをτｙとしたとき、下記に示す式（１）によって、前記合成送り方向の傾き角度αを求め、
前記第２角度算出部は、既知である前記始点位置を（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、前記終点位置を（Ｘｅ１，Ｙｅ１）としたとき、下記に示す式（２）から前記切削送り方向の傾き角度βを算出する
ことを特徴とする数値制御装置。
【数１】
2018018295.tif 000007
【請求項５】
テーブルによって支持されたワークを加工するための工具であって、少なくとも互いに直交する２つの軸方向に沿って移動可能な前記工具を、数値制御装置がプログラムに基づいて移動させる工具の移動制御方法であって、
前記プログラムを解析することで、前記工具を直線に切削送りさせる際の前記工具の終点位置を取得するプログラム解析ステップと、
少なくとも前記２つの軸方向の各々における予め決められた前記工具の上限移動トルクに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向の傾き角度を算出する第１角度算出ステップと、
前記工具の始点位置と、前記終点位置とに基づいて前記工具の切削送り方向の傾き角度を算出する第２角度算出ステップと、
前記合成送り方向の傾き角度と前記切削送り方向の傾き角度との差を、前記テーブルの回転角度として算出する回転角度算出ステップと、
前記回転角度に基づいて、前記テーブルの回転中心位置を中心に前記テーブルの回転を制御する回転制御ステップと、
を含むことを特徴とする工具の移動制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の工具の移動制御方法であって、
前記始点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後始点位置を算出する第１の位置算出ステップと、
前記工具が前記始点位置から前記回転後始点位置に移動するように、前記工具の移動を制御する第１の移動制御ステップと、
をさらに含むことを特徴とする工具の移動制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の工具の移動制御方法であって、
前記終点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後終点位置を算出する第２の位置算出ステップと、
前記第１の移動制御ステップによって前記工具が前記回転後始点位置まで移動され、且つ、前記回転制御ステップによって前記テーブルが前記回転角度だけ回転した後に、前記工具を前記合成送り方向に沿って、前記回転後終点位置まで移動させる第２の移動制御ステップと、
をさらに含むことを特徴とする工具の移動制御方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の工具の移動制御方法であって、
前記第１角度算出ステップは、前記２つの軸方向のうち、一方の軸方向の前記上限移動トルクをτｘ、他方の軸方向の前記上限移動トルクをτｙとしたとき、下記に示す式（１）によって、前記合成送り方向の傾き角度αを求め、
前記第２角度算出ステップは、既知である前記始点位置を（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、前記終点位置を（Ｘｅ１，Ｙｅ１）としたとき、下記に示す式（２）から前記切削送り方向の傾き角度βを算出する
ことを特徴とする工具の移動制御方法。
【数２】
2018018295.tif 000008
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具の切削送りを制御する数値制御装置および工具の移動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に示すように、工作機械を制御する数値制御装置においては、サーボモータを制御して工具の切削送りを行うことが一般的に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８１１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、工具の切削送りにおいては、切り込み量を多くしたり、切削送り速度を速くするために、より大きなトルクで工具を移動させたいが、各軸に指定されている最大トルクまでしか出せなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、工具の切削送り時に、工具を移動させるトルクを大きくさせる数値制御装置および工具の移動制御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】
【０００６】
本第１の発明は、テーブルによって支持されたワークを加工するための工具であって、少なくとも互いに直交する２つの軸方向に沿って移動可能な前記工具を、プログラムに基づいて移動させる数値制御装置であって、前記プログラムを解析することで、前記工具を直線に切削送りさせる際の前記工具の終点位置を取得するプログラム解析部と、少なくとも前記２つの軸方向の各々における予め決められた前記工具の上限移動トルクに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向の傾き角度を算出する第１角度算出部と、前記工具の始点位置と、前記終点位置とに基づいて前記工具の切削送り方向の傾き角度を算出する第２角度算出部と、前記合成送り方向の傾き角度と前記切削送り方向の傾き角度との差を、前記テーブルの回転角度として算出する回転角度算出部と、前記回転角度に基づいて、前記テーブルの回転中心位置を中心に前記テーブルの回転を制御する回転制御部と、を備える。
【０００７】
この構成により、合成トルクを最大限使うことが可能となり、各軸の上限移動トルクより大きなトルクで工具の切削送りを行うことができる。
【０００８】
本第１の発明は、前記数値制御装置であって、前記始点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後始点位置を算出する位置算出部と、前記２つの軸方向のうち、一方の軸方向に沿って前記工具の移動を制御する第１の移動制御部と、他方の軸方向に沿って前記工具の移動を制御する第２の移動制御部と、を備え、前記第１の移動制御部および前記第２の移動制御部は、前記工具が前記始点位置から前記回転後始点位置に移動するように、前記工具の移動を制御してもよい。これにより、テーブルを回転させるとともに始点位置も回転させるので、回転前の工具の始点位置とテーブルとの相対的な位置関係を保つことができる。
【０００９】
本第１の発明は、前記数値制御装置であって、前記位置算出部は、前記終点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後終点位置を算出し、前記第１の移動制御部および前記第２の移動制御部は、前記工具を前記回転後始点位置まで移動させ、且つ、前記回転制御部によって前記テーブルが前記回転角度だけ回転した後に、前記工具を前記合成送り方向に沿って、前記回転後終点位置まで移動させてもよい。これにより、回転後始点位置から回転後終点位置に向かう工具の切削送り方向を合成送り方向と一致させることができる。したがって、最大合成トルクで工具の切削送りを行うことができる。
【００１０】
本第１の発明は、前記数値制御装置であって、前記第１角度算出部は、前記２つの軸方向のうち、一方の軸方向の前記上限移動トルクをτｘ、他方の軸方向の前記上限移動トルクをτｙとしたとき、下記に示す式（１）によって、前記合成送り方向の傾き角度αを求め、前記第２角度算出部は、既知である前記始点位置を（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、前記終点位置を（Ｘｅ１，Ｙｅ１）としたとき、下記に示す式（２）から前記切削送り方向の傾き角度βを算出してもよい。これにより、簡単に、傾き角度α、βを算出することができる。
【００１１】
【数１】
2018018295.tif 000003
【００１２】
本第２の発明は、テーブルによって支持されたワークを加工するための工具であって、少なくとも互いに直交する２つの軸方向に沿って移動可能な前記工具を、数値制御装置がプログラムに基づいて移動させる工具の移動制御方法であって、前記プログラムを解析することで、前記工具を直線に切削送りさせる際の前記工具の終点位置を取得するプログラム解析ステップと、少なくとも前記２つの軸方向の各々における予め決められた前記工具の上限移動トルクに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向の傾き角度を算出する第１角度算出ステップと、前記工具の始点位置と、前記終点位置とに基づいて前記工具の切削送り方向の傾き角度を算出する第２角度算出ステップと、前記合成送り方向の傾き角度と前記切削送り方向の傾き角度との差を、前記テーブルの回転角度として算出する回転角度算出ステップと、前記回転角度に基づいて、前記テーブルの回転中心位置を中心に前記テーブルの回転を制御する回転制御ステップと、を含む。
【００１３】
この構成により、合成トルクを最大限使うことが可能となり、各軸の上限移動トルクより大きなトルクで工具の切削送りを行うことができる。
【００１４】
本第２の発明は、前記工具の移動制御方法であって、前記始点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後始点位置を算出する第１の位置算出ステップと、前記工具が前記始点位置から前記回転後始点位置に移動するように、前記工具の移動を制御する第１の移動制御ステップと、をさらに含んでもよい。これにより、テーブルを回転させるとともに始点位置も回転させるので、回転前の工具の始点位置とテーブルとの相対的な位置関係を保つことができる。
【００１５】
本第２の発明は、前記工具の移動制御方法であって、前記終点位置を前記回転中心位置を中心に前記回転角度だけ回転させたときの回転後終点位置を算出する第２の位置算出ステップと、前記第１の移動制御ステップによって前記工具が前記回転後始点位置まで移動され、且つ、前記回転制御ステップによって前記テーブルが前記回転角度だけ回転した後に、前記工具を前記合成送り方向に沿って、前記回転後終点位置まで移動させる第２の移動制御ステップと、をさらに含んでもよい。これにより、回転後始点位置から回転後終点位置に向かう工具の切削送り方向を合成送り方向と一致させることができる。したがって、最大合成トルクで工具の切削送りを行うことができる。
【００１６】
本第２の発明は、前記工具の移動制御方法であって、前記第１角度算出ステップは、前記２つの軸方向のうち、一方の軸方向の前記上限移動トルクをτｘ、他方の軸方向の前記上限移動トルクをτｙとしたとき、下記に示す式（１）によって、前記合成送り方向の傾き角度αを求め、前記第２角度算出ステップは、既知である前記始点位置を（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、前記終点位置を（Ｘｅ１，Ｙｅ１）としたとき、下記に示す式（２）から前記切削送り方向の傾き角度βを算出してもよい。これにより、簡単に、傾き角度α、βを算出することができる。
【００１７】
【数２】
2018018295.tif 000004
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、合成トルクを最大限使うことが可能となり、各軸の上限移動トルクより大きなトルクで工具の切削送りを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１Ａは、従来の軸送りの欠点を説明するための図、図１Ｂ、図１Ｃは、本実施の形態の軸送りの概要を説明する図である。
【図２】本実施の形態の数値制御装置の構成図である。
【図３】図２に示す前処理部の各部の構成を説明するための図である。
【図４】数値制御装置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】
【００２０】
本発明に係る数値制御装置および工具の移動制御方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００２１】
本実施の形態の数値制御装置は、テーブルによって支持されたワークを加工するための工具を、プログラムに基づいて移動させる。この工具は、互いに直交する３つの軸方向に沿って移動可能である。この３つの軸方向を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とする。なお、本実施の形態では、説明を簡単にするため、工具をＸＹ平面上で移動させる場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
まず、従来の軸送りの欠点を述べた後、本実施の形態の軸送りの概要について簡単に説明し、その後、本実施の形態の数値制御装置について詳しく説明する。
【００２３】
＜従来の軸送りの欠点および本実施の形態の軸送りの概要＞
図１Ａに示すように、始点位置Ｓ１（座標（ｘ、ｙ）＝（−１００、２００））に位置する工具ＴＯを、＋Ｘ軸方向に沿って終点位置Ｅ１（座標（ｘ、ｙ）＝（３００、２００））まで直線に切削送り（移動）させるとする。このときは、Ｘ軸方向における工具ＴＯの上限移動トルクτｘ以上のトルクで、工具ＴＯを移動させることはできない。なお、始点位置Ｓ１から終点位置Ｅ１に向けて移動する方向（図１Ａでは＋Ｘ方向）を、工具ＴＯの切削送り方向Ｂと呼ぶ。
【００２４】
ここで、工具ＴＯは、Ｙ軸方向にも移動可能であることから、工具ＴＯをＸ軸方向に上限移動トルクτｘで移動させつつ、Ｙ軸方向に上限移動トルクτｙで移動させることで、工具ＴＯを、上限移動トルクτｘ以上のトルクで移動させることができる。この上限移動トルクτｘ、τｙで工具ＴＯを移動させたときの合成トルクを最大合成トルクτｃと呼び、最大合成トルクτｃで移動する直線方向を合成送り方向Ａと呼ぶ（図１Ｂ参照）。
【００２５】
始点位置Ｓ１にある工具ＴＯを合成送り方向Ａに沿って移動させると、当然のことながら、工具ＴＯは、終点位置Ｅ１に到達することができない。しかしながら、この始点位置Ｓ１および終点位置Ｅ１は、テーブル（ワークＷ）との相対的な位置関係によって決められているため、切削送り方向Ｂが合成送り方向Ａと一致するように、回転中心位置（図１Ａ〜図１ＣではＺ軸）を中心にテーブル（ワークＷ）、始点位置Ｓ１、および、終点位置Ｅ１をＸＹ平面上で回転させることで、工具ＴＯとテーブル（ワークＷ）との相対的な位置関係を保つことができる。
【００２６】
つまり、図１Ｂに示すように、合成送り方向Ａ上に、回転後の始点位置Ｓ１（以下、回転後始点位置Ｓ２と呼ぶ。）、および、回転後の終点位置Ｅ１（以下、回転後終点位置Ｅ２と呼ぶ。）が位置するように、始点位置Ｓ１、終点位置Ｅ１、および、テーブル（ワークＷ）を、テーブル（ワークＷ）の回転中心位置（Ｚ軸）を中心に所定の角度だけ回転させる。これにより、テーブル（ワークＷ）を回転させる前のテーブル（ワークＷ）と始点位置Ｓ１および終点位置Ｅ１との相対的な位置関係と、テーブル（ワークＷ）を回転させた後のテーブル（ワークＷ）と回転後始点位置Ｓ２および回転後終点位置Ｅ２との相対的な位置関係とが一致する。
【００２７】
その後、図１Ｃに示すように、回転後始点位置Ｓ２に位置する工具ＴＯを回転後終点位置Ｅ２まで合成送り方向Ａに沿って切削送りさせることで、工具ＴＯの移動トルク（合成トルク）を最大にすることができる。
【００２８】
なお、図１Ａ〜図１Ｃに示す例では、単軸方向（Ｘ軸方向）で工具ＴＯを直線に切削送りさせる場合について例を挙げたが、複数軸方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）で工具ＴＯを移動させることで、結果的に工具ＴＯを直線に切削送りさせる場合にも適用することができる。つまり、工具ＴＯをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させても、その合成トルクが、最大合成トルクτｃと一致していると限らないからである。
【００２９】
＜本実施の形態の数値制御装置１０の説明＞
図２は、本実施の形態の数値制御装置１０の構成図である。図２以降の説明についても、図１Ａ〜図１Ｃにおいて参照符号が付されたものと同様のものについては、同一の参照符号を使用する。数値制御装置１０は、図示しないが、ＣＰＵ等のプロセッサと基本プログラムが格納された記憶媒体とを有し、プロセッサが基本プログラムを実行することで、本実施の形態の数値制御装置１０として機能する。数値制御装置１０は、図示しないが、オペレータが情報および指令等を入力するためにオペレータによって操作可能な入力部および情報を表示するための表示部等も備える。
【００３０】
数値制御装置１０は、プログラム１２、プログラム解析部１４、前処理部１６、および、サーボモータ制御部１８Ｘ、１８Ｙ、１８Ｔを備える。なお、サーボモータ２０Ｘは、工具ＴＯをＸ軸方向に移動させるためのモータであり、サーボモータ２０Ｙは、工具ＴＯをＹ軸方向に移動させるためのモータである。また、サーボモータ２０Ｔは、ワークＷを支持するテーブルＴＡを、テーブルＴＡの回転中心位置Ｏを中心にＸＹ平面上で回転させるためのサーボモータである。なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、および、Ｚ軸方向は互いに直交する。
【００３１】
なお、数値制御装置１０、予め設定されたＸＹＺ座標系を有し、このＸＹＺ座標系で工具ＴＯの位置およびテーブルＴＡの位置を認識する。ＸＹＺ座標系は、実際の機械（工具ＴＯ、テーブルＴＡ）の位置を座標系で表したものである。したがって、ＸＹＺ座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向は、工具ＴＯが実際に移動するＸ軸方向、Ｙ軸方向と一致している。ＸＹＺ座標系のＺ軸方向はテーブルＴＡの回転中心位置Ｏを通るものとする。したがって、ＸＹＺ座標系のＸＹ平面における原点の位置は、回転中心位置Ｏとなる。
【００３２】
プログラム１２は、数値制御装置１０の前記記憶媒体に記憶されており、少なくとも工具ＴＯの切削送りを行うためのプログラムが記述されている。プログラム解析部１４は、プログラム１２を解析することで、指令値である工具ＴＯの終点位置Ｅ１を取得する。この終点位置Ｅ１は、ＸＹＺ座標系に基づく位置である。プログラム解析部１４が取得した終点位置Ｅ１は、前処理部１６に出力される。
【００３３】
なお、終点位置Ｅ１の座標位置を（Ｘｅ１，Ｙｅ１）で表す。また、始点位置（現在の工具ＴＯの位置）Ｓ１の座標位置を（Ｘｓ１，Ｙｓ１）で表す。この始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）は、既知である。位置Ｘｅ１、位置Ｘｓ１は、ＸＹＺ座標系のＸ軸における位置であり、位置Ｙｅ１、位置Ｙｓ１は、ＸＹＺ座標系のＹ軸における位置である。
【００３４】
前処理部１６は、Ｘ軸方向の上限移動トルクτｘとＹ軸方向の上限移動トルクτｙとに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向Ａの傾き角度αを算出する。また、始点位置Ｓ１から終点位置Ｅ１に向けて移動する工具ＴＯの切削送り方向Ｂの傾き角度βを算出する。そして、前処理部１６は、傾き角度α、βを用いて、切削送り方向Ｂを合成送り方向Ａに一致させる（重ねる）ための、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）、および、テーブルＴＡの回転角度θを算出する。
【００３５】
つまり、回転角度θは、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）および終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）が合成送り方向Ａ上に位置するように、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）、およびテーブルＴＡを、回転中心位置Ｏを中心にＺ軸回りに回転させた角度である。なお、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）を回転角度θだけ回転させたときの位置を回転後始点位置Ｓ２と呼び、その座標位置を（Ｘｓ２，Ｙｓ２）で表す。また、終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）を回転角度θだけ回転させたときの位置を回転後終点位置Ｅ２と呼び、その座標位置を（Ｘｅ２，Ｙｅ２）で表す。位置Ｘｅ２，位置Ｘｓ２は、ＸＹＺ座標系のＸ軸における位置であり、位置Ｙｅ２，位置Ｙｓ２は、ＸＹＺ座標系のＹ軸における位置である。
【００３６】
以下、前処理部１６について、図３も用いて具体的に説明する。前処理部１６は、第１角度算出部３０、第２角度算出部３２、回転角度算出部３４、および、位置算出部３６を備える。
【００３７】
第１角度算出部３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各々における予め決められた工具ＴＯの上限移動トルク（ベクトル）τｘ、τｙに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向Ａの傾き角度αを算出する。第１角度算出部３０は、以下に示す式（３）を用いて傾き角度αを算出する。なお、傾き角度αは、Ｘ軸方向と平行する方向に対する傾き角度である。
【００３８】
【数３】
2018018295.tif 000005
【００３９】
なお、上限移動トルクτｘ、τｙは、サーボモータ２０Ｘ、２０Ｙによって工具ＴＯが移動することができる最大移動トルクであってもよいし、オペレータによって予め決められた移動トルクであってもよい。
【００４０】
第２角度算出部３２は、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）と終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）とに基づいて、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）まで移動する工具ＴＯの切削送り方向Ｂの傾き角度βを算出する。第２角度算出部３２は、以下に示す式（４）を用いて傾き角度βを算出する。なお、傾き角度βは、Ｘ軸方向と平行する方向に対する傾き角度である。
【００４１】
【数４】
2018018295.tif 000006
【００４２】
回転角度算出部３４は、傾き角度α、βに基づいて、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）、および、テーブルＴＡの回転角度θを算出する。回転角度算出部３４は、傾き角度αと傾き角度βとの差を、回転角度θとして算出する。図３に示すように、回転中心位置Ｏを中心に左回り（時計周りと反対方向）を正とする場合は、回転角度算出部３４は、傾き角度βから傾き角度αを減算することで回転角度θを算出する。この場合は、回転角度θは、θ＝β−α、の関係を有する。逆に、回転中心位置Ｏを中心に右回り（時計回り）を正とする場合は、回転角度算出部３４は、傾き角度αから傾き角度βを減算することで回転角度θを算出する。この場合は、回転角度θは、θ＝α−β、の関係を有する。
【００４３】
位置算出部３６は、回転角度θに基づいて、回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）および回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）を算出する。位置算出部３６は、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）をテーブルＴＡの回転中心位置Ｏを中心にＺ軸回りに回転角度θだけ回転した位置を算出し、これを回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）とする。図３を見るとわかるように、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）および回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）は、回転中心位置Ｏを中心とした円Ｃ１上に位置する。
【００４４】
位置算出部３６は、終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）をテーブルＴＡの回転中心位置Ｏを中心にＺ軸回りに回転角度θだけ回転した位置を算出し、これを回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）とする。図３を見るとわかるように、終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）および回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）は、回転中心位置Ｏを中心とした円Ｃ２上に位置する。
【００４５】
前処理部１６は、回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）および回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）のＸ軸における位置Ｘｓ２、Ｘｅ２をサーボモータ制御部（第１の移動制御部）１８Ｘに、Ｙ軸における位置Ｙｓ２、Ｙｅ２をサーボモータ制御部（第２の移動制御部）１８Ｙに出力する。また、前処理部１６は、算出した回転角度θをサーボモータ制御部（回転制御部）１８Ｔに出力する。
【００４６】
サーボモータ制御部１８Ｘは、工具ＴＯが位置Ｘｓ１から位置Ｘｓ２まで移動するようにサーボモータ２０Ｘを制御する。また、サーボモータ制御部１８Ｙは、工具ＴＯが位置Ｙｓ１から位置Ｙｓ２まで移動するようにサーボモータ２０Ｙを制御する。これにより、工具ＴＯは、図１Ｂに示すように、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）まで移動する。サーボモータ制御部１８Ｔは、図１Ｂに示すように、テーブルＴＡが回転中心位置Ｏを中心にＺ軸回りに回転するようにサーボモータ２０Ｔを制御する。
【００４７】
したがって、図１Ａ、図１Ｂに示すように、回転後の工具ＴＯの始点位置Ｓ１（回転後始点位置Ｓ２）と回転後のテーブルＴＡ（ワークＷ）との相対的な位置関係は、回転前の工具ＴＯの始点位置Ｓ１と回転前のテーブルＴＡ（ワークＷ）との相対的な位置関係と同じ状態になる。なお、回転後の工具ＴＯの終点位置Ｅ１（回転後終点位置Ｅ２）と回転後のテーブルＴＡ（ワークＷ）との相対的な位置関係も同様に、回転前の工具ＴＯの終点位置Ｅ１と回転前のテーブルＴＡ（ワークＷ）との相対的な位置関係と同じ状態になる。回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）から回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）に向かう工具ＴＯの切削送り方向は、合成送り方向Ａと一致する。
【００４８】
その後、サーボモータ制御部１８Ｘは、上限移動トルクτｘで工具ＴＯが位置Ｘｓ２から位置Ｘｅ２まで移動するようにサーボモータ２０Ｘを制御する。また、サーボモータ制御部１８Ｙは、上限移動トルクτｙで工具ＴＯが位置Ｙｓ２から位置Ｙｅ２まで移動するようにサーボモータ２０Ｙを制御する。これにより、工具ＴＯは、合成送り方向Ａに沿って最大合成トルクτｃで回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）から回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）まで直線に移動する。これにより、工具ＴＯの移動トルクを最大にした状態で、工具ＴＯの切削送りを行うことができる。
【００４９】
次に、図４に示すフローチャートにしたがって数値制御装置１０の動作を説明する。ステップＳＴ１で、プログラム解析部１４は、プログラム１２を解析することで、工具ＴＯの終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）を取得する。
【００５０】
次いで、ステップＳＴ２で、プログラム解析部１４は、プログラム１２を解析することで、切削送りが直線移動か否かを判断する。ステップＳＴ２で、直線移動でないと判断すると、本動作を終了し、ステップＳＴ２で直線移動であると判断すると、ステップＳＴ３に進む。
【００５１】
ステップＳＴ３に進むと、第１角度算出部３０は、合成トルクが最大となる合成送り方向Ａの傾き角度αを算出する。第１角度算出部３０は、式（３）を用いて、Ｘ軸方向における上限移動トルクτｘと、Ｙ軸方向における上限移動トルクτｙとから傾き角度αを算出する。この上限移動トルクτｘ、τｙは、予め決められたトルクである。
【００５２】
次いで、ステップＳＴ４で、第２角度算出部３２は、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）と終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）とに基づいて、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）まで移動する工具ＴＯの切削送り方向Ｂの傾き角度βを算出する。第２角度算出部３２は、式（４）を用いて、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）と終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）とから傾き角度βを算出する。
【００５３】
次いで、ステップＳＴ５で、回転角度算出部３４は、ステップＳＴ３で算出した傾き角度αとステップＳＴ４で算出した傾き角度βとから回転角度θを算出する。回転角度算出部３４は、傾き角度αと傾き角度βとの差をとることで回転角度θを算出する。
【００５４】
次いで、ステップＳＴ６で、位置算出部３６は、ステップＳＴ５で算出した回転角度θに基づいて、回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）および回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）を算出する。回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）は、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）をテーブルＴＡの回転中心位置Ｏを中心にＺ軸回りに回転角度θだけ回転した位置である。回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）は、終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１）をテーブルＴＡの回転中心位置Ｏを中心にＺ軸回りに回転角度θだけ回転した位置である。
【００５５】
次いで、ステップＳＴ７で、サーボモータ制御部１８Ｔは、サーボモータ２０Ｔを制御することで、ステップＳＴ５で算出した回転角度θだけ、テーブルＴＡを回転中心位置Ｏを中心にＺ軸回りに回転させる。それと並行して、サーボモータ制御部１８Ｘ、１８Ｙは、サーボモータ２０Ｘ、２０Ｙを制御することで、工具ＴＯを始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１）から回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）に移動させる。
【００５６】
次いで、ステップＳＴ８で、サーボモータ制御部１８Ｘ、１８Ｙは、サーボモータ２０Ｘ、２０Ｙを制御することで、合成送り方向Ａに沿って、工具ＴＯを回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２）から回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２）まで移動させる。これにより、最大合成トルクτｃで工具ＴＯを直線に切削送りすることができる。
【００５７】
なお、上記実施の形態では、説明をわかり易くするために、Ｘ軸とＹ軸との２次元のＸＹ平面上で、テーブルＴＡを回転させることについて説明したが、同様の原理に基づいて、３次元でテーブルＴＡを回転させてもよい。つまり、ＸＹ平面上、ＸＺ平面上、および、ＹＺ平面上のそれぞれでテーブルＴＡを回転させてもよい。
【００５８】
この場合は、Ｘ軸方向の上限移動トルクτｘ、Ｙ軸方向の上限移動トルクτｙ、および、Ｚ軸方向の上限移動トルクτｙとから、合成トルクが最大となる合成送り方向Ａの傾き角度αが算出される。具体的には、ＸＹ平面上における合成送り方向Ａの傾き角度α（αｘｙ）は、上述したように上限移動トルクτｘ、τｙによって求められる。同様に、ＸＺ平面上における合成送り方向Ａの傾き角度α（αｘｚ）は、上限移動トルクτｘ、τｚによって求められ、ＹＺ平面上における合成送り方向Ａの傾き角度α（αｘｙ）は、上限移動トルクτｙ、τｚによって求められる。
【００５９】
ＸＹ平面、ＸＺ平面、ＹＺ平面毎に、始点位置Ｓ１（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）から終点位置Ｅ１（Ｘｅ１，Ｙｅ１，Ｚｅ１）まで移動する工具ＴＯの切削送り方向Ｂの傾き角度β（βｘｙ、βｘｚ、βｙｚ）が算出される。そして、各平面における傾き角度α（αｘｙ、αｘｚ、αｙｚ）、β（βｘｙ、βｘｚ、βｙｚ）とから平面毎の回転角度θ（θｘｙ、θｘｚ、θｙｚ）が算出され、この平面毎の回転角度θから回転後始点位置Ｓ２（Ｘｓ２，Ｙｓ２，Ｚｓ２）、回転後終点位置Ｅ２（Ｘｅ２，Ｙｅ２，Ｚｅ２）が算出される。
【００６０】
以上の実施の形態の数値制御装置１０は、テーブルＴＡによって支持されたワークＷを加工するための工具ＴＯであって、少なくとも互いに直交する２つの軸方向に沿って移動可能な工具ＴＯを、プログラム１２に基づいて移動させる。数値制御装置１０は、プログラム１２を解析することで、工具ＴＯを直線に切削送りさせる際の工具の終点位置Ｅ１を取得するプログラム解析部１４と、少なくとも２つの軸方向の各々における予め決められた工具ＴＯの上限移動トルクに基づいて、合成トルクが最大となる合成送り方向Ａの傾き角度αを算出する第１角度算出部３０と、工具ＴＯの始点位置Ｓ１と、終点位置Ｅ１とに基づいて工具ＴＯの切削送り方向Ｂの傾き角度βを算出する第２角度算出部３２と、合成送り方向Ａの傾き角度αと切削送り方向Ｂの傾き角度との差を、テーブルＴＡの回転角度θとして算出する回転角度算出部３４と、回転角度θに基づいて、テーブルＴＡの回転中心位置Ｏを中心にテーブルＴＡの回転を制御するサーボモータ制御部１８Ｔと、を備える。
【００６１】
これにより、合成トルクを最大限使うことができるので、各軸の上限移動トルクより大きなトルクで工具ＴＯの切削送りを行うことができる。
【００６２】
数値制御装置１０は、始点位置Ｓ１を回転中心位置Ｏを中心に回転角度θだけ回転させたときの回転後始点位置Ｓ２を算出する位置算出部３６と、２つの軸方向のうち、一方の軸方向に沿って工具ＴＯの移動を制御するサーボモータ制御部１８Ｘと、他方の軸方向に沿って工具ＴＯの移動を制御するサーボモータ制御部１８Ｙと、を備える。サーボモータ制御部１８Ｘおよびサーボモータ制御部１８Ｙは、工具ＴＯが始点位置Ｓ１から回転後始点位置Ｓ２に移動するように、工具ＴＯの移動を制御する。これにより、テーブルＴＡを回転させるとともに始点位置Ｓ１も回転させるので、回転前の工具の始点位置Ｓ１とテーブルＴＡとの相対的な位置関係を保つことができる。
【００６３】
位置算出部３６は、終点位置Ｅ１を回転中心位置Ｏを中心に回転角度θだけ回転させたときの回転後終点位置Ｅ２を算出する。サーボモータ制御部１８Ｘ、１８Ｙは、工具ＴＯを回転後始点位置Ｓ２まで移動させ、且つ、サーボモータ制御部１８ＴによってテーブルＴＡが回転角度θだけ回転した後に、工具ＴＯを合成送り方向Ａに沿って、回転後終点位置Ｅ２まで移動させる。これにより、回転後始点位置Ｓ２から回転後終点位置Ｅ２に向かう工具ＴＯの切削送り方向を合成送り方向Ａと一致させることができる。したがって、最大合成トルクτｃで工具ＴＯの切削送りを行うことができる。
【００６４】
第１角度算出部３０は、２つの軸方向のうち、一方の軸方向の上限移動トルクをτｘ、他方の軸方向の上限移動トルクをτｙとしたとき、上記した式（３）によって、合成送り方向Ａの傾き角度αを求める。第２角度算出部３２は、既知である現在の工具ＴＯの始点位置Ｓ１を（Ｘｓ１，Ｙｓ１）、終点位置Ｅ１を（Ｘｅ１，Ｙｅ１）としたとき、上記した式（４）から切削送り方向Ｂの傾き角度βを算出する。これにより、簡単に、傾き角度α、βを算出することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０…数値制御装置                      １２…プログラム
１４…プログラム解析部                  １６…前処理部
１８Ｘ、１８Ｙ、１８Ｔ…サーボモータ制御部
２０Ｘ、２０Ｙ、２０Ｔ…サーボモータ
３０…第１角度算出部                    ３２…第２角度算出部
３４…回転角度算出部                    ３６…位置算出部
Ａ…合成送り方向                        Ｂ…切削送り方向
Ｃ１、Ｃ２…円                          Ｅ１…終点位置
Ｅ２…回転後終点位置                    Ｏ…回転中心位置
Ｓ１…始点位置                          Ｓ２…回転後始点位置
ＴＡ…テーブル                          ＴＯ…工具
Ｗ…ワーク                              θ…回転角度
α、β…傾き角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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