(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械によるワークの加工手順を規定する加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具の送り速度を特定するための情報を抽出し、かつ、前記切削送り指令プログラムに付加された前記切削工具による実切削の有無を規定する切削／非切削情報を抽出する解析手段と、
前記抽出された情報に基づき、前記切削・非切削情報の内容に応じた前記切削工具の許容送り速度を算出し、前記切削工具の送り速度を前記許容送り速度以下に収まるように最適化する送り速度最適化手段と、
前記最適化した送り速度に基づいて、工作機械の各制御軸に分配すべき制御指令を算出する分配手段と
を有し、
前記送り速度最適化手段は、
非切削送り時の前記切削工具の移動軌跡からの誤差の許容範囲を規定する許容誤差量を設定する非切削送時許容誤差量設定手段と、
切削送り時の前記許容誤差量を設定する切削送時許容誤差量設定手段と、
前記切削／非切削情報の内容に応じて、前記非切削送時許容誤差量設定手段および切削送時許容誤差量設定手段に設定された許容誤差量の一方を選択し、当該選択した許容誤差量に基づいて前記許容送り速度を算出し、前記切削工具の送り速度を前記許容送り速度以下に制限して最適化する目標送り速度算出手段
とを有する工作機械の数値制御装置。
【請求項２】
前記送り速度最適化手段は、
前記切削工具の非切削送り時の許容加速度を設定する非切削時加速度設定手段と、前記切削工具の切削送り時の許容加速度を設定する切削送時加速度設定手段と、
前記切削／非切削情報の内容に応じて、前記非切削時加速度設定手段および切削送時加速度設定手段に設定された許容加速度の一方を選択し、前記切削工具の加速度を当該許容加速度以下に制限する当該切削工具の許容送り速度を算出して前記送り速度を最適化する加減速処理手段と
を有する請求項１に記載の工作機械の数値制御装置。
【請求項３】
前記加減速処理手段は、前記許容送り速度を最適化した送り速度とする
請求項２に記載の工作機械の数値制御装置。
【請求項４】
前記加減速処理手段は、前記目標送り速度算出手段によって最適化された送り速度を最適化する
請求項２または３に記載の工作機械の数値制御装置。
【請求項５】
前記切削送り指令プログラムは、前記切削工具の加工点の移動軌跡を曲線で規定している
請求項１〜４のいずれかに記載の工作機械の数値制御装置。
【請求項６】
前記目標送り速度算出手段は、前記許容誤差量と、前記分配された制御指令に基づいて前記各制御軸を駆動制御するサーボ制御手段の位置ループゲインと、前記切削工具の加工点の移動軌跡の曲率半径とから前記許容送り速度を算出する
請求項１〜５のいずれかに記載の工作機械の数値制御装置。
【請求項７】
前記加減速処理手段は、前記切削工具の加工点の移動軌跡の曲率半径と、前記許容加速度とから前記許容送り速度を算出する
請求項２〜６のいずれかに記載の工作機械の数値制御装置。
【請求項８】
加工プログラムにしたがって工作機械を駆動してワークの切削加工を実行する数値制御装置を備えた工作機械の制御方法であって、
前記工作機械によるワークの加工手順を規定する加工プログラムを作成する加工プログラムステップと、前記加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムに切削工具による実切削の有無を規定する切削／非切削情報を付加する加工情報付加ステップと、
前記切削／非切削情報が付加された加工プログラムを前記数値制御装置にダウンロードし、当該加工プログラムを実行するステップと、
前記数値制御装置において、前記切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具の送り速度を特定するための情報および切削／非切削情報を抽出する抽出ステップと、
前記切削工具の送り速度を特定するための情報に基づき、前記切削／非切削情報の内容に応じた前記切削工具の許容送り速度を算出し、前記切削工具の送り速度を前記許容送り速度以下に収まるように最適化する最適化ステップと、
前記最適化した送り速度に基づいて、工作機械の各制御軸に分配すべき制御指令を算出し、前記各制御軸を駆動制御する制御ステップとを有し、
前記最適化ステップは、
抽出された前記切削／非切削情報に応じて予め設定された非切削送り時および切削送り時の前記許容誤差量の一方を選択し、
当該選択した許容誤差量に基づいて前記許容送り速度を算出する送り速度最適化ステップを有する
工作機械の制御方法。
【請求項９】
前記最適化ステップは、
前記切削／非切削情報の内容に応じて、予め設定された前記切削工具の非切削送り時の許容加速度および切削送り時の許容加速度の一方を選択し、
前記切削工具の加速度を当該許容加速度以下に制限する当該切削工具の許容送り速度を算出し、
前記送り速度最適化ステップで算出された許容送り速度をさらに最適化する加速度最適化ステップをさらに有する
請求項８に記載の工作機械の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、マシニングセンタ等の工作機械の数値制御装置および工作機械の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、マシニングセンタ等の工作機械の数値制御装置（ＮＣ装置）に用いるワークを加工するために作成する加工プログラムでは、ワークに対する切削工具の直線移動を規定する指令には、早送り指令と切削送り指令がある。
早送り指令は、通常、切削工具によってワークを切削しない場合に、ワークと切削工具とを位置決めする指令であり、移動によって生ずる振動や切削工具の加工点の軌跡精度がワークの加工面に与える影響を考慮する必要がない。このため、早送り指令を用いる場合には、切削工具を高い送り速度および加速度で移動させることが可能である。
一方、切削送り指令は、実際に切削工具によってワークを加工することを前提として使用される指令であり、移動によって生ずる振動や切削工具の加工点の軌跡精度がワークの加工面に与える影響を考慮する必要がある。このため、ＮＣ装置では、加工精度を保つ等の観点から、切削送り指令を用いたときの工具の送り速度を早送り指令と比べて制限している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マシニングセンタ等の工作機械では、ワークの高速加工を実現して加工時間を短縮することへの要求が強い。
たとえば、金型等の自由曲面の切削加工は、図１１に示すように、ボールエンドミルＴによる往復切削によって行っている。すなわち、ボールエンドミルＴをＸ軸方向に直線移動する切削送り指令によって移動し、所定の位置に到達したら停止する。そして、ボールエンドミルＴを送りピッチＰでＹ軸方向に直線移動するピックフィード動作を早送り指令によって行う。さらに、Ｘ軸方向の逆向きに直線移動する切削送り指令によってボールエンドミルＴを移動させる。
しかしながら、上記のような手順で自由曲面の切削加工を行うと、ピックフィード動作を行うためにボールエンドミルＴを繰り返し停止させることから、ボールエンドミルＴの位置決めのために急激な加減速が行われ、衝撃が発生しやすいく、また、ピックフィード動作に要する時間がかかり結果として加工時間が長くなるという不利益が存在した。
【０００４】
これを改善する方法として、ボールエンドミルＴのピックフィード動作を直線移動によって行うのではなく、図１１に点線で示す軌跡のように、ボールエンドミルＴの移動軌跡を曲線または円弧とする方法が提案されている。ボールエンドミルＴの移動軌跡を曲線または円弧とすることにより、Ｘ軸方向の切削送り動作からピックフィード動作およびピックフィード動作から逆向きのＸ軸方向の切削送り動作に連続的にかつ滑らか移ることができ、衝撃を緩和できる。
従来のＮＣ装置において、この曲線または円弧の移動軌跡によるピックフィード動作を行うためには、円弧切削送り指令を使用する必要がある。ＪＩＳＢ６３１４に数値制御工作機械の準備機能（Ｇ機能）として標準化されている円弧、曲線送り指令は円弧切削指令しかない。このため、上記したようにピックフィード動作における送り速度が制限され、加工時間を短縮することが困難であるという不利益が存在した。
【０００５】
一方、最近では、上記のような切削加工のための加工プログラムは、ＣＡＤ装置やＣＡＭ装置によって自動プログラミングされている。たとえば、このような加工プログラムを異なる機械性能のマシニングセンタで実行すると、機械性能によってワークの加工面精度が異なってしまう。使用するマシニングセンタの機械性能が異なっても加工面精度を一定に保つためには、各マシニングセンタのＮＣ装置側で加工プログラムにおける送り速度を補正する等の必要があり、非常に手間がかかるという不利益も存在した。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、ワークの加工精度を保ちつつ、加工時間を短縮できる工作機械の数値制御装置および工作機械の制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、同じ加工プログラムを用いて異なる特性の工作機械によってワークの加工を行ってもワークの加工精度を維持できる工作機械の数値制御装置および工作機械の制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点にかかる工作機械の数値制御装置は、工作機械によるワークの加工手順を規定する加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具の送り速度を特定するための情報を抽出し、かつ、前記切削送り指令プログラムに付加された前記切削工具による実切削の有無を規定する切削／非切削情報を抽出する解析手段と、前記抽出された情報に基づき、前記切削・非切削情報の内容に応じた前記切削工具の許容送り速度を算出し、前記切削工具の送り速度を前記許容送り速度以下に収まるように最適化する送り速度最適化手段と、前記最適化した送り速度に基づいて、工作機械の各制御軸に分配すべき制御指令を算出する分配手段とを有し、前記送り速度最適化手段は、
非切削送り時の前記切削工具の移動軌跡からの誤差の許容範囲を規定する許容誤差量を設定する非切削送時許容誤差量設定手段と、切削送り時の前記許容誤差量を設定する切削送時許容誤差量設定手段と、前記切削／非切削情報の内容に応じて、前記非切削送時許容誤差量設定手段および切削送時許容誤差量設定手段に設定された許容誤差量の一方を選択し、当該選択した許容誤差量に基づいて前記許容送り速度を算出し、前記切削工具の送り速度を前記許容送り速度以下に制限して最適化する目標送り速度算出手段とを有する。
【００１０】
好適には、前記送り速度最適化手段は、前記算出した許容送り速度を最適化した送り速度とする。
【００１１】
さらに好適には、前記送り速度最適化手段は、前記切削工具の非切削送り時の許容加速度を設定する非切削時加速度設定手段と、前記切削工具の切削送り時の許容加速度を設定する切削送時加速度設定手段と、前記切削／非切削情報の内容に応じて、前記非切削時加速度設定手段および切削送時加速度設定手段に設定された許容加速度の一方を選択し、前記切削工具の加速度を当該許容加速度以下に制限する当該切削工具の許容送り速度を算出して前記送り速度を最適化する加減速処理手段とを有する。
【００１２】
好適には、前記加減速処理手段は、前記許容送り速度を最適化した送り速度とする。
【００１３】
さらに好適には、前記加減速処理手段は、前記目標送り速度算出手段によって最適化された送り速度を最適化する。
【００１４】
前記切削送り指令プログラムは、前記切削工具の加工点の移動軌跡を曲線で規定している。
【００１５】
前記目標送り速度算出手段は、前記許容誤差量と、前記分配された制御指令に基づいて前記各制御軸を駆動制御するサーボ制御手段の位置ループゲインと、前記切削工具の加工点の移動軌跡の曲率半径とから前記許容送り速度を算出する。
【００１６】
前記加減速処理手段は、前記切削工具の加工点の移動軌跡の曲率半径と、前記許容加速度とから前記許容送り速度を算出する。
【００２０】
好適には、前記送り速度最適化手段は、前記切削工具の加速度を予め設定された許容加速度以下に制限する当該切削工具の許容送り速度を算出し、この許容送り速度に基づいて前記最適化した送り速度をさらに最適化する加減速処理手段をさらに有する。
【００２２】
本発明の第３の観点にかかる工作機械の制御方法は、加工プログラムにしたがって工作機械を駆動してワークの切削加工を実行する数値制御装置を備えた工作機械の制御方法であって、前記工作機械によるワークの加工手順を規定する加工プログラムを作成する加工プログラムステップと、前記加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムに切削工具による実切削の有無を規定する切削／非切削情報を付加する加工情報付加ステップと、
前記切削／非切削情報が付加された加工プログラムを前記数値制御装置にダウンロードし、当該加工プログラムを実行するステップと、前記数値制御装置において、前記切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具の送り速度を特定するための情報および切削／非切削情報を抽出する抽出ステップと、前記切削工具の送り速度を特定するための情報に基づき、前記切削／非切削情報の内容に応じた前記切削工具の許容送り速度を算出し、前記切削工具の送り速度を前記許容送り速度以下に収まるように最適化する最適化ステップと、前記最適化した送り速度に基づいて、工作機械の各制御軸に分配すべき制御指令を算出し、前記各制御軸を駆動制御する制御ステップとを有し、前記最適化ステップは、
抽出された前記切削／非切削情報に応じて予め設定された非切削送り時および切削送り時の前記許容誤差量の一方を選択し、当該選択した許容誤差量に基づいて前記許容送り速度を算出する送り速度最適化ステップを有する。
【００２４】
好適には、前記最適化ステップは、前記切削／非切削情報の内容に応じて、予め設定された前記切削工具の非切削送り時の許容加速度および切削送り時の許容加速度の一方を選択し、前記切削工具の加速度を当該許容加速度以下に制限する当該切削工具の許容送り速度を算出し、前記送り速度最適化ステップで算出された許容送り速度をさらに最適化する加速度最適化ステップをさらに有する。
【００２６】
本発明では、加工プログラムを作成する際に、加工プログラムに含まれる切削送り指令にプログラムに新たに加工情報を付加する。
この加工情報が付加された加工プログラムを実行すると、解析手段では、加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具の送り速度を特定するための情報を抽出するとともに、切削送り指令プログラムに付加された加工情報を抽出する。
送り速度最適化手段では、抽出された情報に基づき、切削工具の送り速度を最適化する。すなわち、送り速度最適化手段では、切削送り指令プログラムに付加する加工情報によって送り速度を決定する。
たとえば、加工情報として、切削工具による実切削の有無を規定する切削／非切削情報を付加することで、実際に切削する場合は送り速度は加工面の精度を保つように制限され、切削しない場合には、高速加工を実現すべく送り速度は可能限り高速に設定される。
【００２７】
また、加工情報として、切削工具の移動軌跡からの許容誤差の情報を切削送り指令プログラムに付加することで、送り速度最適化手段は、許容誤差に規定する加工精度となるように送り速度を最適化する。
つまり、送り速度最適化手段は工作機械の性能、たとえば、サーボ制御手段の位置ループゲインに応じて送り速度を最適化するため、異なる性能の工作機械で同じ加工プログラムを実行しても、加工精度は許容誤差の範囲に保たれる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の数値制御装置によって駆動される工作機械としてのマシニングセンタの一例を示す構成図である。
図１に示すマシニングセンタは、いわゆる門型のマシニングセンタであって、門型のコラム３８の各軸によって両端部を移動可能に支持されたクロスレール３７を備え、このクロスレール３７上に移動可能に支持されたサドル４４を介してラム４５が鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。
【００２９】
サドル４４には、水平方向にクロスレール３７内を通じて図示しないナット部を備え、このナット部にボールねじ４１が螺合している。ボールねじ４１の端部には、Ｘ軸サーボモータ１８が設けられており、ボールねじ４１はＸ軸サーボモータ１８によって回転駆動される。
ボールねじ４１の回転駆動によって、サドル４４はＸ軸方向に移動可能となり、これによってラム４５のＸ軸方向の移動が行われる。
【００３０】
さらに、サドル４４には、鉛直方向に方向に図示しないナット部を備えており、このナット部にボールねじ４２が螺合している。ボールねじ４２の端部には、Ｚ軸サーボモータ２０が設けられている。Ｚ軸サーボモータ２０によってボールねじ４２が回転駆動され、これによりサドル４４に移動可能に設けられたラム４５のＺ軸方向の移動が行われる。
【００３１】
ラム４５内には、主軸モータ３１が内蔵され、主軸モータ３１は、ラム４５の先端に設けられるエンドミルなどの切削工具Ｔを回転駆動する。
ラム４５の下方には、Ｙ軸テーブル３５がＹ軸方向に移動可能に設けられている。Ｙ軸テーブル３５は、図示しないナット部を備えており、このナット部にＹ軸方向に沿って設けられた図示しないボールねじが螺合しており、このボールねじにＹ軸サーボモータ１９が接続されている。
Ｙ軸テーブル３５は、Ｙ軸サーボモータ１９の回転駆動によってＹ軸方向の移動が行われる。
【００３２】
なお、上記のＸ軸サーボモータ１８、Ｙ軸サーボモータ１９およびＺ軸サーボモータ２０の駆動制御は、ＮＣ装置１によって行われる。
また、門型コラム３８には、図示しない雌ねじ部がそれぞれ形成されており、これに螺合するボールねじ３２ａをクロスレール昇降用モータ３２によって回転駆動することによりクロスレール３７は昇降する。
さらに、切削工具Ｔは自動工具交換装置（ＡＴＣ）３９によって種々のものに交換可能になっており、各種アタッチメントの交換も自動交換装置（ＡＡＣ）４０によって種々のものに交換可能になっている。
【００３３】
図２は、本発明の数値制御装置の一実施形態に係るＮＣ装置１の基本構成を示す説明図である。
図２において、ＮＣ装置１は、プログラム解析・指令分配部３と、Ｘ軸サーボ制御部１２、Ｙ軸サーボ制御部１３およびＺ軸サーボ制御部１４と、Ｘ軸サーボドライバ１５、Ｙ軸サーボドライバ１６およびＺ軸サーボドライバ１７とを有している。
また、Ｘ軸サーボドライバ１５、Ｙ軸サーボドライバ１６およびＺ軸サーボドライバ１７には、Ｘ軸サーボモータ１８、Ｙ軸サーボモータ１９およびＺ軸サーボモータ２０が接続されている。Ｘ軸サーボモータ１８、Ｙ軸サーボモータ１９およびＺ軸サーボモータ２０には、たとえば、光学式のロータリエンコーダなどの回転位置検出器１８ａ，１９ａおよび２０ａがそれぞれ備わっている。
【００３４】
プログラム解析処理・指令分配部３は、例えば、被加工物を加工する工具の軌跡データなどを所定の言語でプログラミングした加工プログラムを解析処理して工具の軌跡データを各制御軸に対する位置指令（制御指令）、すなわち、移動量に変換し、これを各制御軸に分配する。なお、プログラム解析処理・指令分配部３の具体的構成については後述する。
【００３５】
Ｘ軸サーボ制御部１２、Ｙ軸サーボ制御部１３およびＺ軸サーボ制御部１４は、位置ループ、速度ループおよび電流ループから構成される。
位置ループは、たとえば、プログラム解析処理・指令分配部３から入力された各制御軸の位置指令（移動量）を受けて、これらの移動量と各サーボモータ１８〜２０の回転位置を検出する回転位置検出器１８ａ〜２０ａからの位置フィードバック信号との偏差に比例動作を施して（位置ループゲインω0 をかける）、これを速度ループに対する速度指令として出力する。
速度ループは、たとえば、前記速度指令と回転位置検出器１８ａ〜２０ａからの位置フィードバック信号のサンプリング時間毎の差分値（速度フィードバック信号）との偏差に比例動作および積分動作を施してトルク指令とし、これを電流ループに出力する。
電流ループは、たとえば、各サーボモータ１８〜２０の駆動電流から換算した各サーボモータ１８〜２０の出力トルク信号と上記トルク指令との偏差に比例動作を施して電流指令とし、これをサーボドライバ１５〜１７に所定の電気信号に変換して出力する。
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４は、本実施形態ではソフトウエアによって実現されるが、ハードウエアによっても実現可能である。
【００３６】
Ｘ軸サーボドライバ１５、Ｙ軸サーボドライバ１６およびＺ軸サーボドライバ１７は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４からの電流指令を増幅した駆動電流をＸ，Ｙ，Ｚサーボモータ１８〜２０に出力する。
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０は駆動電流に応じて駆動され、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０に備わった回転位置検出器１８ａ〜２０ａは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０の回転量に応じた検出パルスをＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４に対して出力する。
回転位置検出器１８ａ〜２０ａとしては、例えば、インクリメンタル方式のロータリエンコーダまたはアブソリュート方式のロータリエンコーダを用いることができる。インクリメンタル方式のロータリエンコーダを用いた場合には、当該ロータリエンコーダは１回転毎の位置信号を回転パルス信号として出力することから、回転パルス信号の数をＸ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４において管理することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボモータ１８〜２０の絶対位置が管理できる。
【００３７】
なお、上記の各機能は、一般的なＮＣ装置に本来的に備わった機能である。また、ＮＣ装置に使用される加工プログラムは、一般的には、ＣＡＤシステムや自動プログラミングシステム、ＣＡＭシステム等によって自動的に作成され、所定の記憶媒体を介して、または、通信手段によってＮＣ装置１にダウンロードされる。
【００３８】
図３は、図２に示したＮＣ装置１のハードウエア構成の一例  を示す図である。
図２に示したＮＣ装置１の各機能は、たとえば、図３に示すような構成のハードウエアによって実現される。
図３において、マイクロプロセッサ２１は、ＲＯＭ（Read Only Memory) ２２、ＲＡＭ（Random Access Memory) ２３、インターフェース回路２４、グラフィック制御回路２５、表示装置２６、キーボード２８、ソフトウエアキー２７等とバスを介して接続されている。
マイクロプロセッサ２１は、ＲＯＭ２２に格納されたシステムプログラムにしたがって、ＮＣ装置１全体を制御する。
【００３９】
ＲＯＭ２２には、上記したプログラム解析・指令分配部３、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸サーボ制御部１２〜１４などを実現するプログラムや、ＮＣ装置１全体を制御するためのシステムプログラムが格納される。
ＲＡＭ２３は、ＲＯＭ２２に格納されたプログラムがダウンロードされたり、各種のＮＣプログラム、データなどが格納され、例えば、後述する補正量データ等が格納される。
【００４０】
グラフィック制御回路２５は、ディジタル信号を表示用の信号に変換し、表示装置２６に与える。
表示装置２６には、例えば、ＣＲＴ表示装置や液晶表示装置が使用される。表示装置２６は、ソフトウエアキー２７またはキーボード２８を用いてオペレータが対話形式でマニュアル操作によって加工プログラムを作成していくときに、形状、加工条件および生成された加工プログラム等を表示する。
オペレータは、表示装置２６に表示される内容（対話形データ入力画面）にしたがってデータを入力することにより、加工プログラムを作成することができる。
表示装置２６の画面には、その画面で受けられる作業またはデータがメニュー形式で表示される。メニューのうちどの項目を選択するかは、メニューの下のソフトウエアキー２７を押すことにより行う。
キーボード２８は、ＮＣ装置１に必要なデータを入力するのに使用される。
【００４１】
インターフェース回路２４は、マイクロプロセッサ２１から出力された位置指令等の指令を所定の信号に変換してＸ〜Ｚ軸サーボドライバ１５〜１７に出力する。
また、インターフェース回路２４は、Ｘ〜Ｚ軸サーボモータ１８〜２０に備わった位置検出器１８ａ〜２０ａからの、たとえば検出パルスを逐次カウントし、所定のディジタル信号に変換してマイクロプロセッサ２１に出力する。
【００４２】
図４は、本発明の一実施形態に係る数値制御装置の構成を示す図であって、上記のプログラム解析・指令分配部３の構成を示している。
プログラム解析・指令分配部３は、解析部５１と、形状評価部５２と、目標送り速度算出部５３と、切削送時許容誤差量設定部５４と、非切削送時許容誤差量設定部５５と、早送時最大速度設定部５６と、加減速処理部５７と、非切削時加速度設定部５８と、切削送時加速度設定部５９と、分配部６０とを有する。
【００４３】
ここで、目標送り速度算出部５３、切削送時許容誤差量設定部５４、非切削送時許容誤差量設定部５５、加減速処理部５７、非切削時加速度設定部５８、切削送時加速度設定部５９および分配部６０は、それぞれ本発明の目標送り速度算出手段、切削送時許容誤差量設定手段、非切削送時許容誤差量設定手段、加減速処理手段、非切削時加速度設定手段と、切削送時加速度設定手段および分配手段の一具体例に対応している。
また、解析部５１および形状評価部５２は本発明の解析手段を構成しており、目標送り速度算出部５３および加減速処理部５７は本発明の送り速度最適化手段を構成している。
【００４４】
解析部５１は、当該解析部５１にダウンロードされる予め用意された加工プログラムＰＲ１を解析し、加工プログラムＰＲ１に含まれる切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具Ｔの最終的な送り速度を特定するための情報を抽出する。
具体的には、加工プログラムＰＲ１において規定された各制御軸方向の単位時間当たりの移動量情報５１ｃや送り速度情報５１ｂを逐次出力する。
【００４５】
また、解析部５１は、上記の加工プログラムＰＲ１に含まれる切削送り指令プログラムに付加された加工情報５１ａを抽出する。
この加工情報５１ａは、具体的には、切削工具Ｔによる実切削の有無を規定する切削／非切削情報である。すなわち、切削送り指令よって送り速度および移動量が規定された切削工具Ｔが実際に切削加工を行うかを示す情報である。
【００４６】
ここで、図５は解析部５１にダウンロードされる加工プログラムＰＲ１の一例を示す図である。また、図６は加工プログラムＰＲ１によって規定される切削工具Ｔの移動軌跡を示す図である。
図５において、シーケンスＮ００のプログラム（１）のＧ００は早送り指令であり、プログラム（１）は切削工具ＴをＸ軸方向のプログラム上の原点位置に早送りするというコードである。
【００４７】
シーケンスＮ０１のプログラム（２）のＧ０１は直線移動の切削送り指令であり、Ｆは切削送りの際の切削送り速度を規定するキャラクタである。
さらに、Ｑは上記の切削／非切削情報５１ｂを規定するモーダルデータである。たとえば、Ｑを０と指定した場合には実際に切削する場合を規定し、Ｑを１と指定した場合には切削しない場合を規定する。
したがって、プログラム（２）は、切削工具ＴをＸ軸方向の原点から９０ｍｍの位置まで送り速度１００００ｍｍ／ｓｅｃで切削送りする指令である。
プログラム（２）によって規定される切削工具Ｔの移動軌跡は、図６に示すように、原点位置Ｐ０（０，０）から位置Ｐ１（９０，０）までの直線である。
【００４８】
シーケンスＮ０２のプログラム（３）におけるＧ０２は、切削送り指令であるが、直線移動ではなく円弧切削送り指令であり、切削工具Ｔを指定された半径Ｒの円弧上を指定したＸ，Ｙの座標まで移動させるコードである。なお、切削送り速度はプログラム（２）で指定された値である。
したがって、プログラム（３）によって規定される切削工具Ｔの移動軌跡は、図６に示すように、位置Ｐ１（９０，０）と位置Ｐ２（１００，１０）とを結ぶ円弧である。
プログラム（３）は、切削工具Ｔを送り速度１００００ｍｍ／ｓｅｃで位置Ｐ１と位置Ｐ２を結ぶ曲率半径Ｒが１０ｍｍの円弧を切削送りする指令であるが、Ｑの値が１であるので実際には切削工具Ｔによって切削を行わない。
【００４９】
シーケンスＮ０３のプログラム（４）は、切削工具Ｔを図６に示す位置Ｐ２（１００，１０）から位置Ｐ３（９０，２０）を結ぶ曲率半径Ｒが１０ｍｍの円弧に沿って切削送り送り速度１００００ｍｍ／ｓｅｃで移動させる指令である。
プログラム（４）では、Ｑの値が０に指定されているので実際に切削工具Ｔによって切削を行う。
【００５０】
解析部５１は、上記の加工プログラムＰＲ１を解析することにより、Ｘ軸およびＹ軸方向の単位時間当たりの移動量情報５１ｃを逐次出力し、また、加工プログラムＰＲ１の切削送り速度Ｆの値を送り速度情報５１ｂとして出力し、さらに加工プログラムＰＲ１のモーダルデータＱで指定された切削／非切削情報５１ａを出力する。
【００５１】
形状評価部５２は、解析部５１から出力されたＸ軸およびＹ軸方向の単位時間当たりの移動量情報５１ｃから切削工具Ｔの移動する移動軌跡を算出し、これを移動軌跡情報５２ａとして目標送り速度算出部５３に出力する。この移動軌跡情報５２ａから切削工具Ｔの移動軌跡の曲率半径等の情報が得られる。
【００５２】
切削送時最大速度設定部５４は、切削送り時の切削工具Ｔの移動軌跡からの誤差の許容範囲を規定する許容誤差量ｄＲ１を保持している。すなわち、上記のプログラム（２）や（４）の切削送り指令Ｇ０１あるいはＧ０２のような切削送り指令によって切削工具Ｔを移動させ、かつ実際に切削を行う場合（上記のモーダルデータＱが０の場合）の、切削工具Ｔの移動軌跡からの位置ずれ（位置誤差）の許容範囲を規定する許容誤差量ｄＲ１を保持している。
【００５３】
非切削送時許容誤差設定部５５は、非切削送り時の切削工具Ｔの移動軌跡からの誤差の許容範囲を規定する許容誤差量ｄＲ２を保持している。すなわち、切削工具Ｔを上記のプログラム（３）のＧ０２のような切削送り指令で移動させる場合であって、かつ実際には切削工具Ｔによる切削を行わない場合（上記のモーダルデータＱが１の場合）の許容誤差量ｄＲ２を保持している。
【００５４】
早送時最大速度設定部５６は、すなわち、切削工具Ｔを上記のプログラム（３）のＧ０２のような切削送り指令で移動させる場合であって、かつ実際には切削工具Ｔによる切削を行わない場合（上記のモーダルデータＱが１の場合）の切削工具Ｔの最大送り速度Ｆmax を保持している。
【００５５】
目標送り速度算出部５３は、解析部５１から切削／非切削情報５１ａ、送り速度情報５１ｂおよび移動軌跡情報５２ａが入力され、これらの情報に基づいて切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを最適化する。
具体的には、目標送り速度算出部５３は、切削工具Ｔによる加工面の精度を一定の範囲に収めるために、たとえば、次式（１）によって、切削工具Ｔの許容送り速度Ｖを算出する。なお、式（１）におけるω0 は、上記した各サーボ制御部１２〜１４の位置ループゲインω0 であり、Ｒは形状評価部５２で算出された切削工具Ｔの移動軌跡の曲率半径であり、ｄＲは切削工具Ｔの移動軌跡からの位置ずれ（位置誤差）の許容範囲を規定する許容誤差量である。
【００５６】
Ｖ＝ω0 ×（２×Ｒ×ｄＲ）1/2     …（１）
【００５７】
目標送り速度算出部５３は、許容誤差量ｄＲとして、入力された切削／非切削情報５１ａ、すなわち、モーダルデータＱの値に応じて、切削送時最大速度設定部５４および非切削送時許容誤差設定部５５にそれぞれ設定された許容誤差量ｄＲ１およびｄＲ２の一方を選択して使用する。
また、目標送り速度算出部５３は、切削工具Ｔの移動軌跡の曲率半径Ｒを形状評価部５２からの移動軌跡情報５２ａから特定する。さらに、位置ループゲインω0 はＮＣ装置１内で予め設定されている。
【００５８】
目標送り速度算出部５３は、たとえば、切削工具Ｔによって実際に切削を行う場合（モーダルデータＱの値が０の場合）に、許容誤差量ｄＲ１を使用して算出した許容送り速度Ｖと解析部５１から得られたプログラム（２）で指定された送り速度Ｆの値とを比較し、送り速度Ｆの値が許容送り速度Ｖを越える場合には、切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを許容送り速度Ｖ以下に制限する。加工時間の短縮化の観点からは、目標送り速度Ｖｒを許容送り速度Ｖと等しくする。決定された目標送り速度Ｖｒは、加減速処理部５７に出力される。
【００５９】
一方、目標送り速度算出部５３は、たとえば、切削工具Ｔによって実際には切削を行なわない場合（モーダルデータＱの値が１の場合）に、許容誤差量ｄＲ２を使用して算出した許容送り速度Ｖ以下に収まるように、切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを最適化する。加工時間の短縮化の観点からは、目標送り速度Ｖｒを許容送り速度Ｖと等しくする。
この場合に、切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒが解析部５１から得られたプログラム（２）で指定された送り速度Ｆの値を越える場合には、切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを早送時最大速度設定部５６に設定された切削工具Ｔの最大送り速度Ｆmax を越えない範囲に設定する。
最適化された目標送り速度Ｖｒは、加減速処理部５７に出力される。
【００６０】
たとえば、上記した加工プログラムＰＲ１のプログラム（３）は、円弧切削送り指令による切削工具Ｔの移動を規定しているが、実際には切削加工を行わないため、このときの切削工具Ｔの切削送り速度はワークの加工精度に影響を与えない。このため、非切削送時許容誤差設定部５５において設定する許容誤差量ｄＲ２の値を切削送時最大速度設定部５４で設定される許容誤差量ｄＲ１よりも大きな値とすることができる。
この結果、許容誤差量ｄＲ２を使用して算出された許容送り速度Ｖは、許容誤差量ｄＲ１を使用して算出された許容送り速度Ｖよりも大きな値となり、実際には切削を行わない場合に切削送り指令を使用しても高速な移動が可能となる。
言い換えれば、加工プログラムＰＲ１を作成する際に、許容誤差量ｄＲ２を大きく設定することにより、加工プログラムＰＲ１側で切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを制御することができる。
【００６１】
切削送時加速度設定部５９は、上記各サーボモータ１８，１９および２０のトルクが飽和したり、マシニングセンタが許容している許容加速度を越えることを防ぐために、切削工具Ｔの切削送り指令による送り動作時に実際に切削を行う場合（モーダルデータＱの値が０の場合）の切削工具Ｔに対する許容加速度Ａ１を保持している。
【００６２】
非切削時加速度設定部５８は、上記トルク飽和や許容加速度を越えることを避ける観点から、切削工具Ｔの切削送り指令による送り動作時に実際には切削を行なわない場合（モーダルデータＱの値が１の場合）の切削工具Ｔに対する許容加速度Ａ２を保持している。許容加速度Ａ２は、非切削時の早送り時の最大加速度であるため、許容加速度Ａ１と比べて大きな値を設定することができる。
【００６３】
加減速処理部５７は、加減速処理部５７には、切削／非切削情報５１ａおよび移動軌跡情報５２ａが入力され、これらの情報に応じて、上記各サーボモータ１８，１９および２０のトルクが飽和したり、マシニングセンタが許容している許容加速度を越えることを防ぐために、駆動機構にかかる加速度が予め設定された許容加速度以下に制限する許容送り速度Ｖａを算出して目標送り速度算出部５３から入力された目標送り速度Ｖｒをさらに最適化する。
【００６４】
加減速処理部５７は、具体的には、次式（２）によって許容送り速度Ｖａを算出する。なお、（２）においてＡは許容加速度であり、Ｒは（１）式と同じ曲率半径である。
【００６５】
Ｖａ＝（Ａ×Ｒ）1/2     …（２）
【００６６】
加減速処理部５７は、許容加速度Ａとして、入力された切削／非切削情報５１ａ、すなわち、モーダルデータＱの値に応じて、切削送時加速度設定部５９および非切削時加速度設定部５８にそれぞれ設定された許容加速度Ａ１およびＡ２の一方を選択して使用する。
【００６７】
加減速処理部５７は、算出した許容速度Ｖａと目標送り速度算出部５３から入力された目標送り速度Ｖｒとを比較し、目標送り速度Ｖｒが許容速度Ｖａを越える場合には、目標送り速度Ｖｒが許容速度Ｖａ以下に収まるように最適化する。高速加工の観点からは、目標送り速度Ｖｒを許容速度Ｖａと同じにするのが好ましい。
加減速処理部５７は、新たに最適化した目標送り速度Ｖｒ’を分配部６０に出力する。
【００６８】
加減速処理部５７においてモーダルデータＱの値に応じて算出された許容速度Ｖａは、算出される許容加速度Ａ１よりも許容加速度Ａ２のほうが値が大きいので、モーダルデータＱの値が１のとき、すなわち、非切削時のほうが値が大きい。
この結果、加減速処理部５７においては、実際には切削を行わない場合に切削送り指令を使用しても不要に切削工具Ｔの送り速度が制限されることがなく、切削工具Ｔの高速な移動が可能となり、加工時間を短縮化することができる。
【００６９】
また、加工プログラムＰＲ１のプログラム（３）および（４）によってそれぞれ規定される円弧からなる移動軌跡は指定された送り速度Ｆも円弧の長さも同じであるが、モーダルデータＱの値を１に設定したプログラム（３）の場合のほうが切削工具Ｔの移動に要する時間が短くなる。
【００７０】
分配部６０は、加減速処理部５７から逐次される最適化された送り速度Ｖｒ’に基づいて、各制御軸に対する位置指令ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ、すなわち、各制御軸が移動すべき移動量を算出し、各サーボ制御部１２，１３，１４に出力する。
【００７１】
次に、上記構成のＮＣ装置１を用いたマシニングセンタの制御方法について図５に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、マシニングセンタによるワークの加工手順を規定する上記したような加工プログラムＰＲ１を作成する（ステップＳ１）。
この加工プログラムＰＲ１は、たとえば、ＣＡＤシステムや自動プログラミングシステム、ＣＡＭシステム等によって自動的に作成することができる。
【００７２】
次いで、作成した加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムに切削工具による実切削の有無を規定する切削／非切削情報を示す上記のモーダルデータＱを付加する（ステップＳ２）。
具体的には、たとえば、金型等の自由曲面の切削加工において、実際には切削を行わない早送り動作である切削工具Ｔのピックフィード動作を上記のＧ０２で示したような円弧切削送り指令を用いて行わせるプログラムに切削／非切削情報を付加する。
【００７３】
次いで、切削／非切削情報が付加された加工プログラムをＮＣ装置１にダウンロードし、当該加工プログラムを実行する（ステップ３）。
【００７４】
次いで、ＮＣ装置１の解析部５１および形状評価部５２において、実行される加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具Ｔの送り速度を特定するための情報である送り速度Ｆや移動軌跡情報５１ｃと切削／非切削情報５１ａを抽出する（ステップＳ４）。
【００７５】
次いで、抽出した送り速度Ｆや移動軌跡情報５１ｃと切削／非切削情報５１ａに基づき、目標送り速度算出部６３において、モーダルデータＱの値に応じた切削工具Ｔの許容送り速度Ｖを算出し、切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを許容送り速度Ｖ以下に収まるように最適化する（ステップＳ５）。好適には、目標送り速度Ｖｒを許容送り速度Ｖとする。
これにより、モーダルデータＱの値が０の場合（切削時）には、ワークの加工精度が一定の範囲に収まるように目標送り速度Ｖｒが最適化され、モーダルデータＱの値が１の場合（非切削時）には、目標送り速度Ｖｒが可能な限り高速化される。
【００７６】
次いで、ワークの加工精度が一定の範囲に収まり、かつ、不必要に速度が低下しないように最適化された目標送り速度Ｖｒを、モータのトルク飽和の防止やマシニングセンタへの衝撃緩和の観点からさらに最適化する。
この場合、切削工具Ｔの送り指令に、実際に切削を行わないのにも関わらず切削送り指令を用いた場合であっても、目標送り速度Ｖｒが不必要に低下しないように最適化し、この最適化した目標送り速度Ｖｒ’を分配部６０に出力する。
【００７７】
次いで、分配部６０において、送り速度Ｖｒ’に基づいて、各制御軸に対する位置指令ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ、すなわち、各制御軸が移動すべき移動量を算出し、各サーボ制御部１２，１３，１４に出力して各制御軸の駆動制御を行う（ステップ６）。
この結果、切削工具Ｔによるワークの切削加工が行われる。
【００７８】
以上のように、本実施形態によれば、たとえば、非切削送り時に、切削工具Ｔの移動軌跡が円弧のような曲線として送り動作を行うのに切削送り指令を用いたような場合に、切削工具Ｔの送り速度が不必要に制限されて、結果として、加工時間が長時間化することを防止することができる。
切削／非切削情報をＮＣ装置側で認識できない構成の場合には、目標速度算出部５３および加減速処理部６４において送り速度が制限されるため、結果として、加工時間が長時間化してしまうが、本実施形態ではこれを防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムに新たに切削／非切削を示す加工情報を付加することで、加工プログラム側で切削工具Ｔの送り速度を最適化することができる。
【００７９】
第２実施形態
図８は、本発明の数値制御装置の第２の実施形態に係るＮＣ装置の構成を示す図であって、ＮＣ装置１のプログラム解析・指令分配部３の他の構成を示している。
本実施形態に係るプログラム解析・指令分配部３は、解析部６１と、形状評価部６２と、目標送り速度算出部６３と、加減速処理部６４と、分配部６５とを有する。
ここで、目標送り速度算出部６３および加減速処理部６４は、本発明の第３の観点に係る工作機械の数値制御装置における送り速度最適化手段を構成しており、分配部６５は分配手段を構成している。
【００８０】
解析部６１は、上述した第１の実施形態に係る解析部５１と同様に、予め用意された加工プログラムＰＲ２を解析し、加工プログラムＰＲ１において規定された各制御軸方向の単位時間当たりの移動量情報５１ｃや送り速度情報５１ｂを逐次出力する。
【００８１】
また、解析部６１は、解析部５１と同様に、上記の加工プログラムＰＲ１に含まれる切削送り指令プログラムに付加された加工情報６１ａを抽出するが、本実施形態における加工情報６１ａは、上述した第１の実施形態において説明した切削工具Ｔの移動軌跡からの誤差の許容範囲を規定する許容誤差量ｄＲである。
【００８２】
ここで、図９は解析部６１にダウンロードされる加工プログラムＰＲ２の一例を示す図である。
図９に示す加工プログラムＰＲ２によって規定される切削工具Ｔの移動軌跡および送り速度Ｆは図５において説明した加工プログラムＰＲ１と全く同じである。
異なる点は、加工プログラムＰＲ２のプログラム（３）および（４）には、切削／非切削情報ではなく、許容誤差量ｄＲの値を指定するモーダルデータＥが付加されている点である。
プログラム（３）には、許容誤差量ｄＲが０．００２ｍｍとして指定されており、プログラム（４）には、許容誤差量ｄＲが０．０５ｍｍとして指定されている。
したがって、プログラム（３）は、図６に示した位置Ｐ１から位置Ｐ２までを０．００２ｍｍの加工精度で円弧送り切削し、プログラム（４）は位置Ｐ２から位置Ｐ３までを０．０５ｍｍの加工精度で円弧送り切削する指令である。
【００８３】
形状評価部６２は、第１の実施形態に係る形状評価部５２と同様に、解析部６１から出力されたＸ軸およびＹ軸方向の単位時間当たりの移動量情報６１ｃから切削工具Ｔの移動する移動軌跡を算出し、これを移動軌跡情報６２ａとして目標送り速度算出部６３に出力する。この移動軌跡情報６２ａから切削工具Ｔの移動軌跡の曲率半径等の情報が得られる。
【００８４】
目標送り速度算出部６３は、第１の実施形態に係る目標送り速度算出部５３と同様に、解析部６１から許容誤差量ｄＲの情報６１ａ、送り速度情報６１ｂおよび移動軌跡情報６２ａが入力され、これらの情報に基づいて切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを最適化する。
具体的には、目標送り速度算出部６３は、切削工具Ｔによる加工面の精度を一定の範囲に収めるために、上記した式（１）によって、切削工具Ｔの許容送り速度Ｖを算出する。
目標送り速度算出部６３は、式（１）を実行する際に、モーダルデータＥで指定された許容誤差量ｄＲの値を使用して許容送り速度Ｖを算出する。
したがって、目標送り速度算出部６３において算出される許容送り速度Ｖは、モーダルデータＥで指定された許容誤差量ｄＲの値に応じた値となり、許容誤差量ｄＲが大きい（加工精度が低い）と高くなり、許容誤差量ｄＲが小さい（加工精度が高い）と低い値になる。
【００８５】
目標送り速度算出部６３は、目標送り速度Ｖｒを許容送り速度Ｖ以下に制限するが、加工時間の短縮化の観点から、許容送り速度Ｖを目標送り速度Ｖｒとする。
これにより、高い加工精度が要求されず許容誤差量ｄＲが大きい場合には、目標送り速度Ｖｒは比較的高い値に設定され、高い加工精度が要求され許容誤差量ｄＲが小さい場合には、目標送り速度Ｖｒは比較的低い値に設定され、目標送り速度Ｖｒは最適化される。
【００８６】
加減速処理部６４は、切削工具Ｔの移動軌跡の曲率半径Ｒと、切削工具Ｔに許容される予め設定された許容加速度Ａとに基づいて、上記した式（２）によって許容送り速度Ｖａを算出する。
加減速処理部６４は、目標送り速度算出部６３から入力された目標送り速度Ｖｒが算出した許容送り速度Ｖａ以下に収まるように、さらに最適化する。好適には、加工時間の短縮化の観点から、許容送り速度Ｖａを目標送り速度Ｖｒとし、目標送り速度Ｖｒ’として分配部６５に出力する。
【００８７】
分配部６５は、第１の実施形態に係る分配部６０と全く同様に機能し、送り速度Ｖｒ’に基づいて、各制御軸に対する位置指令ｒｘ，ｒｙ，ｒｚを算出し、各サーボ制御部１２，１３，１４に出力し。
【００８８】
次に、本実施形態に係るＮＣ装置を用いたマシニングセンタの制御方法について図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、マシニングセンタによるワークの加工手順を規定する加工プログラムを作成する（ステップＳ１１）。
【００８９】
次いで、作成した加工プログラムに含まれる切削送り指令プログラムに切削工具の移動軌跡からの誤差の許容範囲を規定する許容誤差量ｄＲの情報をモーダルデータＥを用いてを付加する適宜付加する（ステップＳ１２）。
この許容誤差量ｄＲの情報の付加は、当然ながら、切削工具Ｔの移動軌跡が円弧等の曲線になる切削送り指令プログラムに対して行う。
【００９０】
次いで、許容誤差量ｄＲの情報が付加された加工プログラムをＮＣ装置にダウンロードし、当該加工プログラムを実行する（ステップＳ１３）。
【００９１】
次いで、ＮＣ装置１の解析部６１および形状評価部６２において、ダウンロードされた切削送り指令プログラムからワークに対する切削工具Ｔの送り速度を特定するための情報６１ｂ、６２ａおよび許容誤差量ｄＲの情報を抽出する（ステップＳ１４）。
【００９２】
次いで、目標送り速度算出部６３において、抽出された各情報に基づき、モーダルデータＥで指定された許容誤差量ｄＲの値に応じた切削工具Ｔの許容送り速度Ｖを算出し、切削工具Ｔの目標送り速度Ｖｒを算出した許容送り速度Ｖ以下に収まるように最適化する（ステップＳ１５）。好適には、目標送り速度Ｖｒを許容送り速度Ｖとする。
【００９３】
これにより、目標送り速度Ｖｒは、加工プログラムで指定された許容誤差量ｄＲに応じた値、すなわち、要求される加工精度に応じた値に最適化される。
【００９４】
上記（２）式で示したように、許容送り速度Ｖは位置ループゲインω0 、移動軌跡の曲率半径Ｒ、および許容誤差量ｄＲに基づいて算出される。
たとえば、位置ループゲインω0 が５０(rad/sec) 、モーダルデータＥで指定した許容誤差量ｄＲが０．００２ｍｍおよび０．０５ｍｍの場合には、許容送り速度Ｖは、それぞれ１０（ｍｍ／ｓｅｃ）、５０（ｍｍ／ｓｅｃ）となる。
したがって、許容送り速度Ｖは要求される加工精度が高いとそれに応じて低くなり、要求される加工精度が低いとそれに応じて高くなる。
また、位置ループゲインω0 が４０(rad/sec) の場合、すなわち、機械性能が上記と比べて低い場合には、許容送り速度Ｖは許容誤差量ｄＲが０．００２ｍｍの場合に８（ｍｍ／ｓｅｃ）、０．０５ｍｍの場合に４０（ｍｍ／ｓｅｃ）となる。
このことから、機械性能に応じて許容送り速度Ｖは調整され、その結果、目標送り速度Ｖｒは最適化される。
【００９５】
次いで、加減速処理部６４において、切削工具Ｔの加速度がサーボモータのトルク飽和やマシニングセンタの許容速度を越えないように、目標送り速度算出部６３において算出した目標送り速度Ｖｒをさらに最適化して目標送り速度Ｖｒ’とする。
【００９６】
最適化した目標送り速度Ｖｒ’に基づいて、マシニングセンタの各制御軸に分配すべき位置指令ｒｘ，ｒｙ，ｒｚを算出し、各制御軸を駆動制御する（ステップＳ１６）。これによりワークの加工が行われる。
【００９７】
以上のように、本実施形態によれば、加工プログラムに加工情報として許容誤差量ｄＲを付加し、ＮＣ装置１側でこの許容誤差量ｄＲの情報を抽出して切削工具Ｔの切削送り速度Ｆを最適化し、比較的高い加工精度が要求される場合には、これに応じて切削工具Ｔの切削送り速度は遅くなり、比較的低い加工精度しか要求されない場合には、これに応じて切削工具Ｔの切削送り速度は速くなる。
このため、許容誤差量ｄＲに関わらず切削送り速度を一律にした場合とくらべて、加工時間を大幅に短縮できるとともに、ワークの加工精度を維持することが可能である。
また、本実施形態によれば、加工プログラムで加工精度を規定しても、加工プログラムを性能の異なるマシニングセンタ等の工作機械に使用しても、工作機械の性能に応じて切削送り速度が最適化される。このため、たとえば、ＣＡＭシステム等を用いて加工プログラムを自動作成された加工プログラムを再度修正する必要がなくなり、加工の省力化、効率化等が可能になる。
【００９８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。
たとえば、第１の実施形態では、切削工具Ｔの送り速度の最適化は、切削／非切削情報に応じて目標送り速度算出部６３で行い、加減速処理部６４でさらに最適化を行う構成としたが、目標送り速度算出部６３および加減速処理部６４のいずれか一方でのみ切削／非切削情報に応じた最適化を行う構成とすることも可能である。
また、上述した各実施形態では、加工情報として切削／非切削情報または許容誤差量の場合について説明したが、その他の加工情報を切削送り指令に付加する構成とすることも可能であり、さらに、切削／非切削情報および許容誤差量の双方を加工情報として切削送り指令に付加する構成とすることも可能である。
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、ワークの加工精度を保ちつつ、加工時間を短縮できる。
また、本発明によれば、同じ加工プログラムを用いて異なる特性の工作機械によってワークの加工を行ってもワークの加工精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の数値制御装置によって駆動される工作機械としてのマシニングセンタの一例を示す構成図である。
【図２】本発明の数値制御装置の一実施形態に係るＮＣ装置１の基本構成を示す説明図である。
【図３】図２に示す数値制御装置のハードウエア構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る数値制御装置の構成を示す図である。
【図５】解析部５１にダウンロードされる加工プログラムＰＲ１の一例を示す図である。
【図６】加工プログラムＰＲ１によって規定される切削工具の移動軌跡を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＮＣ装置を用いたマシニングセンタの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る数値制御装置の構成を示す図である。
【図９】解析部６１にダウンロードされる加工プログラムＰＲ２の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るＮＣ装置を用いたマシニングセンタの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】切削工具のピックフィード動作の一例を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１…ＮＣ装置
３…プログラム解析処理・指令分配部
５１…解析部
５２…形状評価部
５３…目標送り速度算出部
５４…切削送時許容誤差量設定部
５５…非切削送時許容誤差量設定部
５６…早送時最大速度設定部
５７…加減速処理部
５８…非切削時加速度設定部
５９…切削送時加速度設定部
６０…分配部
６１…解析部
６２…形状評価部
６３…目標送り速度算出部
６４…加減速処理部
６５…分配部
ＰＲ１，ＰＲ２…加工プログラム
【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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