(57)【要約】【課題】加工精度を低下させることなく加工速度を上げ、加工時間を短縮できる工作機械を提供する。【解決手段】工作機械は、先端部を有し、先端部を加工対象物に対向させて加工対象物を加工可能な処理部材と、処理部材を支持する支持部材と、支持部材を介して先端部を移動させるサーボモータと、モデリング及びシステム同定により求められたサーボモータから先端部までの動特性を示す動特性データを記憶する記憶部と、動特性データに基づいて、サーボモータの回転方向の位置及び速度を含むサーボモータの状態量と目標値との偏差と、先端部の位置及び速度を含む先端部の状態量と目標値との偏差と、が小さくなるようにサーボモータに制御信号を出力する制御部と、を備える。【選択図】図１
2016078193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部を有し、前記先端部を加工対象物に対向させて前記加工対象物を加工可能な処理部材と、
前記処理部材を支持する支持部材と、
前記支持部材を介して前記先端部を移動させるサーボモータと、
モデリング及びシステム同定により求められた前記サーボモータから前記先端部までの動特性を示す動特性データを記憶する記憶部と、
前記動特性データに基づいて、前記サーボモータの回転方向の位置及び速度を含む前記サーボモータの状態量と目標値との偏差と、前記先端部の位置及び速度を含む前記先端部の状態量と目標値との偏差と、が小さくなるように前記サーボモータに制御信号を出力する制御部と、
を備える工作機械。
【請求項２】
前記サーボモータの目標位置から、回転方向の目標速度、回転方向の目標加速度、及び回転方向の目標ジャークからなる目標値を生成する指令生成部を備え、
前記制御部は、前記目標値からなるフィードフォワード制御信号の大きさを調整することで、動特性の異なる他のサーボモータ、及び他の支持部材との同期精度を確保する前記制御信号を出力する、
請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記サーボモータの目標位置から、回転方向の目標速度、回転方向の目標加速度、及び回転方向の目標ジャークからなる目標値を生成する指令生成部と、
モデリング及びシステム同定により求められた前記サーボモータから前記先端部までの動特性を示す動特性データを記憶する記憶部と、
前記指令生成部にて生成した前記目標値を、前記動特性データに基づいて、新たなサーボモータの目標値、及び前記加工端部の目標値に変換する変換部と、
を備え、
前記制御部は、前記状態量と前記変換部で変換された目標値との偏差が小さくなるように前記制御信号を出力する、
請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記サーボモータの回転方向の位置を検出するセンサと、
前記センサの検出信号と、前記サーボモータへの制御信号と、前記動特性データとに基づいて、前記サーボモータの状態量及び前記先端部の状態量を推定する推定部と、
を備え、
前記制御部は、前記推定部で推定された前記状態量と、前記目標値との偏差が小さくなるように前記制御信号を出力する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項５】
複数の前記サーボモータと、
前記サーボモータに接続され、前記制御部とは別体であるサーボアンプと、を備える、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項６】
前記サーボモータの目標位置を出力する数値制御装置と、
複数の前記サーボモータのそれぞれに接続される複数のサーボアンプと、
前記制御部をそれぞれ含む複数の制御基板と、
を備え、
前記制御基板は、複数の前記サーボアンプのそれぞれに接続される、
請求項５に記載の工作機械。
【請求項７】
前記制御部は、前記数値制御装置の出力周期よりも短い周期で前記制御信号を出力する、
請求項６に記載の工作機械。
【請求項８】
複数の前記サーボモータのうち前記先端部を所定方向に移動するための所定サーボモータに前記制御信号を出力する前記制御部は、他のサーボモータから前記先端部までの動特性を考慮して、前記所定サーボモータに前記制御信号を出力する、
請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項９】
複数の前記制御基板間で少なくとも前記目標値を通信する通信部を備える、
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項１０】
前記先端部は、レーザ光を射出する射出部を含む、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の工作機械。
【請求項１１】
レーザ光を射出可能な射出部を有し、前記射出部を加工対象物に対向させて前記加工対象物を加工可能なノズルと、
前記ノズルを支持する支持部材と、
前記支持部材を介して前記射出部を移動させるサーボモータと、
モデリング及びシステム同定により求められた前記サーボモータから前記射出部までの動特性を示す動特性データを記憶する記憶部と、
前記動特性データに基づいて、前記サーボモータの回転方向の位置及び速度を含む前記サーボモータの状態量と目標値との偏差と、前記射出部の位置及び速度を含む前記射出部の状態量と目標値との偏差と、が小さくなるように前記サーボモータに制御信号を出力する制御部と、
を備えるレーザ加工機。
【請求項１２】
支持部材に支持された処理部材の先端部を移動させるサーボモータから前記先端部までの動特性を示す動特性データを求めることと、
前記サーボモータの回転方向の位置を検出するセンサの検出信号と、前記サーボモータへの制御信号と、前記動特性データとに基づいて、前記サーボモータの状態量及び前記先端部の状態量を求めることと、
前記サーボモータの状態量と目標値との偏差、及び前記先端部の状態量と目標値との偏差が小さくなるように前記サーボモータに出力する制御信号を生成することと、
前記制御信号を前記サーボモータに出力して、前記先端部に対向する加工対象物を加工することと、
を含む工作機械の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、レーザ加工機、及び工作機械の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工対象物を加工する工作機械として、レーザ加工機、電子ビーム加工機、及びマシニングセンタ等が知られている。レーザ光で加工対象物を加工するレーザ加工装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１には、２つのコラムと、コラムに支持されるクロスレールと、クロスレールに支持されるレーザ加工ヘッドとを備える、所謂、門型のレーザ加工装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０６７８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工作機械の加工速度を向上する方法の一つとして、レーザ加工ヘッドの移動速度の高速化が挙げられる。レーザ加工ヘッドの移動速度を高速化すると、レーザ加工ヘッドが振動したり、レーザ加工ヘッドの位置決め精度が低下したりする可能性がある。その結果、加工対象物の目標部位を加工できず、加工精度が低下する可能性がある。レーザ加工ヘッドを移動するために、数値制御装置からサーボアンプを介して制御信号がサーボモータに与えられる。レーザ加工ヘッドの移動速度を高速化しつつ加工精度を確保するためには、複雑な制御を高速で実行する必要があるが、汎用のサーボアンプでは、そのような制御を実現するための計算処理能力が十分ではない。
【０００５】
本発明の態様は、加工精度を低下させることなく加工速度を上げ、加工時間を短縮できる工作機械、レーザ加工機、及び工作機械の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】
本発明の第１の態様に従えば、先端部を有し、前記先端部を加工対象物に対向させて前記加工対象物を加工可能な処理部材と、前記処理部材を支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記先端部を移動させるサーボモータと、モデリング及びシステム同定により求められた前記サーボモータから前記先端部までの動特性を示す動特性データを記憶する記憶部と、前記動特性データに基づいて、前記サーボモータの回転方向の位置及び速度を含む前記サーボモータの状態量と目標値との偏差と、前記先端部の位置及び速度を含む前記先端部の状態量と目標値との偏差と、が小さくなるように前記サーボモータに制御信号を出力する制御部と、を備える工作機械が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、レーザ光を射出可能な射出部を有し、前記射出部を加工対象物に対向させて前記加工対象物を加工可能なノズルと、前記ノズルを支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記射出部を移動させるサーボモータと、モデリング及びシステム同定により求められた前記サーボモータから前記射出部までの動特性を示す動特性データを記憶する記憶部と、前記動特性データに基づいて、前記サーボモータの回転方向の位置及び速度を含む前記サーボモータの状態量と目標値との偏差と、前記射出部の位置及び速度を含む前記射出部の状態量と目標値との偏差と、が小さくなるように前記サーボモータに制御信号を出力する制御部と、を備えるレーザ加工機が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、支持部材に支持された処理部材の先端部を移動させるサーボモータから前記先端部までの動特性を示す動特性データを求めることと、前記サーボモータの回転方向の位置を検出するセンサの検出信号と、前記サーボモータへの制御信号と、前記動特性データとに基づいて、前記サーボモータの状態量及び前記先端部の状態量を求めることと、前記サーボモータの状態量と目標値との偏差、及び前記先端部の状態量と目標値との偏差が小さくなるように前記サーボモータに出力する制御信号を生成することと、前記制御信号を前記サーボモータに出力して、前記先端部に対向する加工対象物を加工することと、を含む工作機械の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、加工精度を低下させることなく加工速度を上げ、加工時間を短縮できる工作機械、レーザ加工機、及び工作機械の制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る工作機械の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るレーザ加工ヘッドの一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る製造システムの一例を示す模式図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る制御システムの一例を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る工作機械の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第１実施形態に係るサーボモータと先端部との関係を模式的に示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る制御システムの一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る制御システムの一例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１２】
以下の説明においては、３次元直交座標系（ＸＹＺ直交座標系）を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内の第１軸と平行な方向をＸ軸方向する。所定面内において第１軸と直交する第２軸と平行な方向をＹ軸方向とする。第１軸及び第２軸と直交する第３軸と平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸（第１軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をＡ軸方向とする。Ｚ軸（第３軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をＣ軸方向とする。所定面は、ＸＹ平面を含む。本実施形態において、所定面は水平面と平行である。Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｘ軸は、ＹＺ平面と直交する。Ｙ軸は、ＸＺ平面と直交する。Ｚ軸は、ＸＹ平面と直交する。ＸＹ平面は、Ｘ軸及びＹ軸を含む。ＸＺ平面は、Ｘ軸及びＺ軸を含む。ＹＺ平面は、Ｙ軸及びＺ軸を含む。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る工作機械１００の一例を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の一部を拡大した図であって、先端部１を有する工作機械１００の処理部材３Ｎの近傍を示す図である。工作機械１００は、加工対象物Ｗを加工する先端部１を有する処理部材３Ｎを有する。処理部材３Ｎは、先端部１を加工対象物Ｗに対向させて、その加工対象物Ｗの少なくとも一部を加工可能である。
【００１４】
本実施形態において、工作機械１００は、レーザ光で加工対象物Ｗを加工するレーザ加工機を含む。レーザ加工機の先端部１は、レーザ光を射出する射出部を含む。レーザ加工機の処理部材３Ｎは、射出部を有するノズルを含む。以下の説明においては、工作機械１００を適宜、レーザ加工機１００、と称し、先端部１を適宜、射出部１、と称し、処理部材３Ｎを適宜、ノズル３Ｎ、と称する。また、以下の説明においては、加工対象物Ｗを適宜、ワークＷ、と称する。
【００１５】
レーザ加工機１００は、射出部１をワークＷに対向させて、そのワークＷの少なくとも一部を加工する。レーザ加工機１００は、射出部１から射出されるレーザ光でワークＷを加工する。レーザ加工機１００は、レーザ光で、ワークＷの切断加工及び穴あけ加工を実施する。
【００１６】
本実施形態において、レーザ加工機１００は、３次元レーザ加工機である。本実施形態において、レーザ加工機１００は、所謂、５軸のレーザ加工機である。射出部１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の３つの方向に移動可能である。更に、レーザ加工機１００は、Ａ軸方向及びＣ軸方向の射出部１の位置又は方向を変更可能である。
【００１７】
レーザ加工機１００は、ベース部材２と、ノズル３Ｎを含むレーザ加工ヘッド（加工ヘッド）３と、レーザ加工ヘッド３を移動する移動システム４と、ワークＷを保持するテーブル装置５と、レーザ加工機１００を制御する制御システム６と、を備えている。レーザ加工機１００は、ノズル３Ｎの射出部１から射出されたレーザ光をテーブル装置５に保持されているワークＷに射出して、そのワークＷをレーザ加工する。
【００１８】
ワークＷに対するレーザ光の照射において、テーブル装置５は、ワークＷが実質的に静止（停止）するように、そのワークＷを保持する。ワークＷに対してレーザ加工ヘッド３が移動しながら、レーザ加工ヘッド３の射出部１からレーザ光が射出される。レーザ加工ヘッド３は、実質的に静止しているワークＷにレーザ光を照射する。
【００１９】
移動システム４は、レーザ加工ヘッド３をＸ軸方向に移動可能な第１移動装置１０と、レーザ加工ヘッド３をＹ軸方向に移動可能な第２移動装置２０と、レーザ加工ヘッド３をＺ軸方向に移動可能な第３移動装置３０と、レーザ加工ヘッド３をＡ軸方向に移動可能な第４移動装置４０と、レーザ加工ヘッド３をＣ軸方向に移動可能な第５移動装置５０と、を有する。
【００２０】
ベース部材２は、支持面ＦＬに固定される。支持面ＦＬは、例えば、レーザ加工機１００が設置される工場の床面を含む。
【００２１】
第１移動装置１０は、ベース部材２に設けられた第１ガイド部１１と、第１ガイド部１１に移動可能に支持される第１可動部材１２と、第１可動部材１２を移動する第１駆動装置１３と、を有する。
【００２２】
第１ガイド部１１は、第１可動部材１２をＸ軸方向にガイドする。第１ガイド部１１は、Ｘ軸方向に長い。第１駆動装置１３は、第１可動部材１２をＸ軸方向に移動する。第１駆動装置１３の少なくとも一部は、ベース部材２に配置される。第１駆動装置１３は、ベース部材２に配置される。第１駆動装置１３は、第１ガイド部１１に設けられたラックと、第１可動部材１２に回転可能に支持され、ラックの歯と噛み合う歯を有するピニオンと、ピニオンを回転させるモータ７Ａと、を有する。モータ７Ａは、サーボモータである。モータ７Ａは、第１可動部材１２に設置されたボックス５５に収容される。ピニオンもボックス５５に収容される。ピニオンがラックと噛み合った状態で、モータ７Ａの作動によりピニオンが回転することによって、第１可動部材１２は、Ｘ軸方向に移動することができる。
【００２３】
ラックは、第１ガイド部１１に固定される。ラックは、Ｘ軸方向に配置される複数の歯を有する。モータ７Ａの作動により、ピニオンが回転する。これにより、ピニオンがラックに対してＸ軸方向に移動する。ピニオンがＸ軸方向に移動することにより、ピニオンに接続されている第１可動部材１２は、ピニオンと一緒に、Ｘ軸方向に移動する。第１可動部材１２は、第１ガイド部１１にガイドされながら、モータ７Ａの作動により、Ｘ軸方向に移動する。
【００２４】
第２移動装置２０は、第１可動部材１２に設けられた第２ガイド部２１と、第２ガイド部２１に移動可能に支持される第２可動部材２２と、第２可動部材２２を移動する第２駆動装置２３と、を有する。
【００２５】
第２ガイド部２１は、第２可動部材２２をＹ軸方向にガイドする。第２ガイド部２１は、Ｙ軸方向に長い。第２駆動装置２３は、第２可動部材２２をＹ軸方向に移動する。第２駆動装置２３の少なくとも一部は、第１可動部材１２に配置される。第２駆動装置２３は、第１可動部材１２に配置されたラックと、第２可動部材２２に回転可能に支持され、ラックの歯と噛み合う歯を有するピニオンと、ピニオンを回転させるモータ７Ｂと、を有する。モータ７Ｂは、サーボモータである。
【００２６】
ラックは、第１可動部材１２に固定される。ラックは、Ｙ軸方向に配置される複数の歯を有する。モータ７Ｂの作動により、ピニオンが回転する。これにより、ピニオンがラックに対してＹ軸方向に移動する。ピニオンがＹ軸方向に移動することにより、ピニオンに接続されている第２可動部材２２は、ピニオンと一緒に、Ｙ軸方向に移動する。第２可動部材２２は、第２ガイド部２１にガイドされながら、モータ７Ｂの作動により、Ｙ軸方向に移動する。
【００２７】
第３移動装置３０は、第２可動部材２２に設けられた第３ガイド部３１と、第３ガイド部３１に移動可能に支持される第３可動部材３２と、第３可動部材３２を移動する第３駆動装置３３と、を有する。
【００２８】
第３ガイド部３１は、第３可動部材３２をＺ軸方向にガイドする。第３ガイド部３１は、Ｚ軸方向に長い。第３駆動装置３３は、第３可動部材３２をＺ軸方向に移動する。第３駆動装置３３の少なくとも一部は、第２可動部材２２に配置される。第３駆動装置３３は、第２可動部材２２に配置されたラックと、第３可動部材３２に回転可能に支持され、ラックの歯と噛み合う歯を有するピニオンと、ピニオンを回転させるモータ７Ｃと、を有する。モータ７Ｃは、サーボモータである。
【００２９】
ラックは、第２可動部材２２に固定される。ラックは、Ｚ軸方向に配置される複数の歯を有する。モータ７Ｃの作動により、ピニオンが回転する。これにより、ピニオンがラックに対してＺ軸方向に移動する。ピニオンがＺ軸方向に移動することにより、ピニオンに接続されている第３可動部材３２は、ピニオンと一緒に、Ｚ軸方向に移動する。第３可動部材３２は、第３ガイド部３１にガイドされながら、モータ７Ｃの作動により、Ｚ軸方向に移動する。
【００３０】
図２に示すように、第５移動装置５０は、第３可動部材３２に設けられた第５ガイド部５１と、第５ガイド部５１に移動可能に支持される第５可動部材５２と、第３可動部材３２を移動する第３駆動装置３３と、を有する。
【００３１】
第５ガイド部５１は、第５可動部材５２をＣ軸方向にガイドする。第５ガイド部５１の外形は、円形である。第５駆動装置５３は、第５可動部材５２をＣ軸方向に移動する。第５駆動装置５３の少なくとも一部は、第３可動部材３２に配置される。第５駆動装置５３は、第５可動部材５２を回転させるモータ７Ｅを有する。モータ７Ｅは、サーボモータである。
【００３２】
モータ７Ｅの作動により、第５可動部材５２は、Ｃ軸方向に移動する。第５可動部材５２は、第５ガイド部５１にガイドされながら、モータ７Ｅの作動により、Ｃ軸方向に移動する。
【００３３】
図２に示すように、第４移動装置４０は、第５可動部材５２に設けられた第４ガイド部４１と、第４ガイド部４１に移動可能に支持される第４可動部材４２と、第４可動部材４２を移動する第４駆動装置４３と、を有する。
【００３４】
第４ガイド部４１は、第４可動部材４２をＡａ軸方向にガイドする。Ａａ軸方向は、Ｚ軸と直交する第４可動部材４２の回転軸を中心とする回転方向（傾斜方向）である。第４可動部材４２の回転軸は、Ｚ軸と直交する。Ｃ軸方向に関する第５可動部材５２の位置により、第４可動部材４２の回転軸は、Ｘ軸と平行となる。Ｃ軸方向に関する第５可動部材５２の位置により、第４可動部材４２の回転軸は、Ｘ軸と非平行となる。Ａａ軸とＸ軸とが平行であるとき、Ａ軸方向とＡａ軸方向とは一致する。
【００３５】
第４ガイド部４１の外形は、円形である。第４駆動装置４３は、第４可動部材４２をＡａ軸方向（Ａ軸方向）に移動する。第４駆動装置４３の少なくとも一部は、第５可動部材５２に配置される。第４駆動装置４３は、第４可動部材４２を回転させるモータ７Ｄを有する。モータ７Ｄは、サーボモータである。
【００３６】
モータ７Ｄの作動により、第４可動部材４２は、Ａａ軸方向（Ａ軸方向）に移動する。第４可動部材４２は、第４ガイド部４１にガイドされながら、モータ７Ｄの作動により、Ａ軸方向に移動する。第４可動部材４２がＡａ軸方向（Ａ軸方向）に移動することにより、Ａ軸方向に関する射出部１の位置又は方向が調整される。
【００３７】
以下の説明においては、モータ７Ｄを含む第４移動装置４０により、第４可動部材４２（レーザ加工ヘッド３）のＡ軸方向の位置又は方向が調整されることとして説明する。
【００３８】
レーザ加工ヘッド３は、第４可動部材４２に支持されている。レーザ加工ヘッド３は、射出部１を含むノズル３Ｎを有する。
【００３９】
第４移動装置４０のモータ７Ｄの作動により第４可動部材４２がＡ軸方向に移動すると、第４可動部材４２と一緒に、レーザ加工ヘッド３がＡ軸方向に移動する。
【００４０】
第５移動装置５０のモータ７Ｅの作動により第５可動部材５２がＣ軸方向に移動すると、第５可動部材５２と一緒に、第４可動部材４２及びレーザ加工ヘッド３がＣ軸方向に移動する。
【００４１】
第３移動装置３０のモータ７Ｃの作動により第３可動部材３２がＺ軸方向に移動すると、第３可動部材３２と一緒に、第５可動部材５２、第４可動部材４２、及びレーザ加工ヘッド３がＺ軸方向に移動する。
【００４２】
第２移動装置２０のモータ７Ｂの作動により第２可動部材２２がＹ軸方向に移動すると、第２可動部材２２と一緒に、第３可動部材３２、第５可動部材５２、第４可動部材４２、及びレーザ加工ヘッド３がＹ軸方向に移動する。
【００４３】
第１移動装置１０のモータ７Ａの作動により第１可動部材１２がＸ軸方向に移動すると、第１可動部材１２と一緒に、第２可動部材２２、第３可動部材３２、第５可動部材５２、第４可動部材４２、及びレーザ加工ヘッド３がＸ軸方向に移動する。
【００４４】
移動システム４は、モータ７Ａ、モータ７Ｂ、モータ７Ｃ、モータ７Ｄ、及びモータ７Ｅを有する。移動システム４は、モータ７Ａ、モータ７Ｂ、モータ７Ｃ、モータ７Ｄ、及びモータ７Ｅを作動して、レーザ加工ヘッド３の射出部１を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ａ軸方向、及びＣ軸方向の５つの方向に移動可能である。
【００４５】
本実施形態において、ノズル３Ｎは、第４可動部材４２に支持される。モータ７Ｄは、第４可動部材４２を介して、射出部１をＡ軸方向に移動可能である。
【００４６】
第４可動部材４２は、第５可動部材５２に支持される。モータ７Ｅは、第５可動部材５２及び第４可動部材４２を介して、射出部１をＣ軸方向に移動可能である。
【００４７】
第５可動部材５２は、第３可動部材３２に支持される。モータ７Ｃは、第３可動部材３２、第５可動部材５２、及び第４可動部材４２を介して、射出部１をＺ軸方向に移動可能である。
【００４８】
第３可動部材３２は、第２可動部材２２に支持される。モータ７Ｂは、第２可動部材２２、第３可動部材３２、第５可動部材５２、及び第４可動部材４２を介して、射出部１をＹ軸方向に移動可能である。
【００４９】
第２可動部材２２は、第１可動部材１２に支持される。モータ７Ａは、第１可動部材１１、第２可動部材２２、第３可動部材３２、第５可動部材５２、及び第４可動部材４２を介して、射出部１をＸ軸方向に移動可能である。
【００５０】
第４可動部材４２、第５可動部材５２、第３可動部材３２、第２可動部材２２、及び第１可動部材１２は、ノズル３Ｎを支持し、モータ７Ａの動力をノズル３Ｎに伝達する第１支持部材として機能する。
【００５１】
第４可動部材４２、第５可動部材５２、第３可動部材３２、及び第２可動部材２２は、ノズル３Ｎを支持し、モータ７Ｂの動力をノズル３Ｎに伝達する第２支持部材として機能する。
【００５２】
第４可動部材４２、第５可動部材５２、及び第３可動部材３２は、ノズル３Ｎを支持し、モータ７Ｃの動力をノズル３Ｎに伝達する第３支持部材として機能する。
【００５３】
第４可動部材４２及び第５可動部材５２は、ノズル３Ｎを支持し、モータ７Ｅの動力をノズル３Ｎに伝達する第５支持部材として機能する。
【００５４】
第４可動部材４２は、ノズル３Ｎを支持し、モータ７Ｄの動力をノズル３Ｎに伝達する第４支持部材として機能する。
【００５５】
したがって、モータ７Ａは、射出部１を含む第１支持部材をＸ軸方向に移動可能なＸ軸サーボモータである。
【００５６】
また、モータ７Ｂは、射出部１を含む第２支持部材をＹ軸方向に移動可能なＹ軸サーボモータである。
【００５７】
また、モータ７Ｃは、射出部１を含む第３支持部材をＺ軸方向に移動可能なＺ軸サーボモータである。
【００５８】
また、モータ７Ｅは、射出部１を含む第５支持部材をＣ軸方向に移動可能なＣ軸サーボモータである。
【００５９】
また、モータ７Ｄは、射出部１を含む第４支持部材をＡ軸方向に移動可能なＡ軸サーボモータである。
【００６０】
本実施形態においては、移動システム４は、サーボモータを複数（本例では５つ）備える。射出部１は、サーボモータの数と同じ数の複数の方向（本例では５つの方向）に移動可能である。
【００６１】
以下の説明においては、移動システム４のモータ７Ａ、モータ７Ｂ、モータ７Ｃ、モータ７Ｄ、及びモータ７Ｅを適宜、モータ７、と総称する。モータ７は、サーボモータである。
【００６２】
本実施形態において、第１可動部材１２は、第１可動部材１２の−Ｙ側の端部を含む第１部分と、第１部分よりも＋Ｙ側に配置され、第１可動部材１２の＋Ｙ側の端部を含む第２部分と、を含む。第１可動部材１２の第１部分が、ベース部材２（第１ガイド部１１）に支持される。第２可動部材２２は、第１可動部材１２第２部分において移動する。すなわち、本実施形態において、第１可動部材１２は、片持ち梁構造を含む。移動システム４の少なくとも一部が片持ち梁構造なので、レーザ加工機１００の前方（＋Ｙ側）が開放される。これにより、レーザ加工ヘッド３から射出されるレーザ光の照射領域にテーブル装置５を容易に設置することができる。本実施形態においては、テーブル装置５は、レーザ加工ヘッド３の下方に円滑に設置される。また、工場におけるレーザ加工機１００のレイアウトの自由度は高い。例えば、門型のレーザ加工機に比べて、片持ち梁構造のレーザ加工機１００は、テーブル装置５の設置の容易性、及びレイアウトの自由度において優れている。
【００６３】
図３は、本実施形態に係るレーザ加工機１００を含む製造システム３００の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、製造システム３００は、ワークＷをプレス成形するプレス装置２００と、レーザ加工機１００とを有する。
【００６４】
製造システム３００は、例えば、自動車の車体を製造する。ワークＷは、例えば、高張力鋼（ハイテン鋼）又は超高張力鋼（スーパーハイテン鋼）を含む。ワークＷとして高張力鋼又は超高張力鋼が使用されることにより、製品（車体）の軽量化及び高強度化が図れる。
【００６５】
本実施形態において、プレス装置２００は、ホットプレス成形を実施する。つまり、加熱され、軟化したワークＷは、プレス装置２００によって、所定の形状に成形される。
【００６６】
本実施形態において、レーザ加工機１００のレーザ装置は、ファイバレーザ又はＹＡＧレーザのような固体レーザを含む。レーザ加工機１００は、プレス装置２００によってホットプレス成形されたワークＷの切断（トリミング）又は穴あけを実施する。
【００６７】
次に、本実施形態に係る制御システム６の一例について説明する。図４は、本実施形態に係る制御システム６の一例を示す機能ブロック図である。
【００６８】
図４に示すように、制御システム６は、数値制御装置（ＮＣ装置）６０と、モータ制御装置７０と、サーボアンプ９と、モータ７と、センサ８と、入力装置６３と、出力装置６４と、を有する。
【００６９】
入力装置６３は、例えば、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。入力装置６３が操作されると、入力信号が生成される。
【００７０】
出力装置６４は、例えば、フラットパネルディスプレイのような表示装置、及びインクジェットプリンタのような印刷装置を含む。
【００７１】
入力装置６３及び出力装置６４は、数値制御装置６０と接続される。入力装置６３及び出力装置６４は、マンマシンインターフェースとして機能する。入力装置６３により生成された入力信号は、数値制御装置６０に供給される。数値制御装置６０から出力された出力信号は、出力装置６４に出力される。出力装置６４は、数値制御装置６０からの出力信号を出力して可視化する。出力装置６４としての表示装置は、数値制御装置６０から出力された出力信号に基づいて、画像又は文字を表示する。出力装置６４としての印刷装置は、数値制御装置６０から出力された出力信号に基づいて、画像又は文字を印刷する。
【００７２】
数値制御装置６０は、コンピュータシステムを含む。本実施形態において、数値制御装置６０は、パーソナルコンピュータを含む。数値制御装置６０は、ワークＷを加工するための数値制御データ（ＮＣデータ）を生成するＮＣデータ生成部６１と、ＮＣデータ生成部６１で生成されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力部６２と、を含む。ＮＣデータ生成部６１は、例えば、入力装置６１からの入力信号に基づいて、ＮＣデータを生成する。
【００７３】
モータ制御装置７０は、モータ７Ａを制御する制御信号を出力する第１制御器７１と、モータ７Ｂを制御する制御信号を出力する第２制御器７２と、モータ７Ｃを制御する制御信号を出力する第３制御器７３と、モータ７Ｄを制御する制御信号を出力する第４制御器７４と、モータ７Ｅを制御する制御信号を出力する第５制御器７５と、を有する。
【００７４】
第１制御器７１は、ＣＰＵのようなプロセッサ及びＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する制御基板を含む。第２制御器７２は、ＣＰＵのようなプロセッサ及びＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する制御基板を含む。第３制御器７３は、ＣＰＵのようなプロセッサ及びＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する制御基板を含む。第４制御器７４は、ＣＰＵのようなプロセッサ及びＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する制御基板を含む。第５制御器７５は、ＣＰＵのようなプロセッサ及びＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する制御基板を含む。
【００７５】
本実施形態において、第１制御器７１の制御基板と、第２制御器７２の制御基板と、第３制御器７３の制御基板と、第４制御器７４の制御基板と、第５制御器７５の制御基板とは、別々の制御基板である。第１制御器７１の制御基板と、第２制御器７２の制御基板と、第３制御器７３の制御基板と、第４制御器７４の制御基板と、第５制御器７５の制御基板とは、同等の構造である。
【００７６】
なお、第１制御器７１の制御基板、第２制御器７２の制御基板、第３制御器７３の制御基板、第４制御器７４の制御基板、及び第５制御器７５の制御基板は、サーボアンプ９とは別体となっている。したがって、サーボアンプ９は汎用品を用いることができる。汎用のサーボアンプ９は、本実施形態に係る制御方法を実行できる計算処理能力がない。よって、各制御基板が、本実施形態に係る制御方法を実行できる計算処理能力を備えることで、汎用のサーボアンプ９を用いつつ、制御を実行することができる。また、後述する第２実施形態のように、ある軸が動くことで他の軸の制御に影響を与えることを考慮した制御（軸間の影響を考慮した制御）を実行するためには、汎用のサーボアンプ間で、目標値等の通信ができなければならないが、汎用のサーボアンプ９には、サーボアンプ間の通信機能がない。よって、本実施形態のように、汎用のサーボアンプ９とは別体で各制御基板を設けることで、軸間の影響を考慮した制御が実行できる。なお、図４のように複数のサーボアンプ９が、各モータ７に対して接続されるのではなく、単体のサーボアンプ９であって、各モータ９、センサ８、各制御器７１、７２、７３、７４、７５との入出力端子を備えたサーボアンプを用いてもよい。このようなサーボアンプは、汎用のサーボアンプではないが、本実施形態に係る制御方法を実行することは可能である。
【００７７】
なお、図４に示す例では、複数のサーボアンプ９（９Ａ〜９Ｅ）が、複数のモータ７（７Ａ〜７Ｅ）のそれぞれに接続される。複数のサーボアンプ９が複数のモータ７のそれぞれに接続されなくてもよい。例えば、一つのサーボアンプ９が、複数のモータ（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ）、複数のセンサ（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ）、及び複数の制御器（７１、７２、７３、７４、７５）との入出力端子を備えてもよい。
【００７８】
以下の説明においては、第１制御器（第１制御基板）７１、第２制御器（第２制御基板）７２、第３制御器（第３制御基板）７３、第４制御器（第４制御基板）７４、及び第５制御器（第５制御基板）７５を適宜、制御器（制御基板）７００、と総称する。
【００７９】
サーボアンプ９は、モータ制御装置７０から供給される制御信号に基づいて、モータ７を作動するための電力（電流）を出力する。本実施形態において、サーボアンプ９は、複数のモータ７のそれぞれに接続されるように、複数設けられる。サーボアンプ９は、モータ７Ａに接続されるサーボアンプ９Ａと、モータ７Ｂに接続されるサーボアンプ９Ｂと、モータ７Ｃに接続されるサーボアンプ９Ｃと、モータ７Ｄに接続されるサーボアンプ９Ｄと、モータ７Ｅに接続されるサーボアンプ９Ｅと、を含む。
【００８０】
複数の制御基板７００は、複数のサーボアンプ９のそれぞれに接続される。
【００８１】
第１制御器７１は、サーボアンプ９Ａと接続される。第１制御器７１は、制御信号をサーボアンプ９Ａに出力する。サーボアンプ９Ａは、モータ７Ａと接続される。サーボアンプ９Ａは、第１制御器７１からの制御信号に基づいて、モータ７Ａに電力を供給する。
【００８２】
第２制御器７２は、サーボアンプ９Ｂと接続される。第２制御器７２は、制御信号をサーボアンプ９Ｂに出力する。サーボアンプ９Ｂは、モータ７Ｂと接続される。サーボアンプ９Ｂは、第２制御器７２からの制御信号に基づいて、モータ７Ｂに電力を供給する。
【００８３】
第３制御器７３は、サーボアンプ９Ｃと接続される。第３制御器７３は、制御信号をサーボアンプ９Ｃに出力する。サーボアンプ９Ｃは、モータ７Ｃと接続される。サーボアンプ９Ｃは、第３制御器７３からの制御信号に基づいて、モータ７Ｃに電力を供給する。
【００８４】
第４制御器７４は、サーボアンプ９Ｄと接続される。第４制御器７４は、制御信号をサーボアンプ９Ｄに出力する。サーボアンプ９Ｄは、モータ７Ｄと接続される。サーボアンプ９Ｄは、第４制御器７４からの制御信号に基づいて、モータ７Ｄに電力を供給する。
【００８５】
第５制御器７５は、サーボアンプ９Ｅと接続される。第５制御器７５は、制御信号をサーボアンプ９Ｅに出力する。サーボアンプ９Ｅは、モータ７Ｅと接続される。サーボアンプ９Ｅは、第５制御器７５からの制御信号に基づいて、モータ７Ｅに電力を供給する。
【００８６】
センサ８は、モータ７の回転方向の位置を検出する。センサ８は、例えばエンコーダを含み、回転方向のモータ７の位置を検出可能である。センサ８にエンコーダを用いる場合、モータ７の後端にエンコーダを取り付け、モータ７の回転軸の回転位置を検出する。各センサ８の検出信号は、サーボアンプ９に一旦入力されて、サーボアンプ９からモータ制御装置７０の各制御器７１、７２，７３，７４，７５に入力される。
【００８７】
センサ８は、複数のモータ７のそれぞれに接続されるように、複数設けられる。センサ８は、モータ７Ａに接続されるセンサ８Ａと、モータ７Ｂに接続されるセンサ８Ｂと、モータ７Ｃに接続されるセンサ８Ｃと、モータ７Ｄに接続されるセンサ８Ｄと、モータ７Ｅに接続されるセンサ８Ｅと、を含む。
【００８８】
センサ８Ａは、モータ７Ａの回転方向の位置を検出する。センサ８Ａの検出信号は、サーボアンプ９を介して第１制御器７１に出力される。
【００８９】
センサ８Ｂは、モータ７Ｂの回転方向の位置を検出する。センサ８Ｂの検出信号は、サーボアンプ９を介して第２制御器７２に出力される。
【００９０】
センサ８Ｃは、モータ７Ｃの回転方向の位置を検出する。センサ８Ｃの検出信号は、サーボアンプ９を介して第３制御器７３に出力される。
【００９１】
センサ８Ｄは、モータ７Ｄの回転方向の位置を検出する。センサ８Ｄの検出信号は、サーボアンプ９を介して第４制御器７４に出力される。
【００９２】
センサ８Ｅは、モータ７Ｅの回転方向の位置を検出する。センサ８Ｅの検出信号は、サーボアンプ９を介して第５制御器７５に出力される。
【００９３】
本実施形態において、数値制御装置６０は、モータ７の目標位置をモータ制御装置７０に出力する。モータ７の目標位置は、モータ７の状態量の目標値を含む。モータ７の状態量は、モータ７の回転方向の位置、及びモータ７の回転方向の速度を含む。モータの状態量の目標値は、モータ７の回転方向の目標位置、及びモータ７の回転方向の目標速度を含む。
【００９４】
本実施形態において、モータ制御装置７０の各制御器７００（７１、７２、７３、７４、７５）の指令生成部８６から出力されるモータ７の目標値は、モータ７の回転方向の目標位置、モータ７の回転方向の目標速度、モータ７の回転方向の目標加速度、及びモータ７の回転方向の目標ジャークを含む。ジャークとは、加速度の微分値である。
【００９５】
数値制御装置６０は、複数のモータ７のそれぞれについて目標位置を出力する。数値制御装置６０は、モータ７Ａの目標位置、モータ７Ｂの目標位置、モータ７Ｃの目標位置、モータ７Ｄの目標位置、及びモータ７Ｅの目標位置を出力する。
【００９６】
数値制御装置６０から出力されたモータ７Ａの目標位置を示す目標データは、第１制御器７１に供給される。
【００９７】
数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｂの目標位置を示す目標値データは、第２制御器７２に供給される。
【００９８】
数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｃの目標位置を示す目標値データは、第３制御器７３に供給される。
【００９９】
数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｄの目標位置を示す目標値データは、第４制御器７４に供給される。
【０１００】
数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｅの目標位置を示す目標値データは、第５制御器７５に供給される。
【０１０１】
第１制御器７１は、制御部８１と、記憶部８２と、フィルタ部８３と、推定部８４と、変換部８５と、指令生成部８６と、を含む。
【０１０２】
第１制御器７１の制御部８１は、モータ７Ａの状態量とモータ７Ａの目標値との偏差、及び射出部１の状態量と射出部１の目標値との偏差が小さくなるように、モータ７Ａに制御信号を出力する。
【０１０３】
モータ７Ａの状態量は、モータ７Ａの回転方向の位置、及びモータ７Ａの回転方向の速度を含む。モータ７Ａの目標値は、モータ７Ａの回転方向の目標位置、及びモータ７Ａの回転方向の目標速度を含む。
【０１０４】
射出部１の状態量は、射出部１の位置（Ｘ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｘ軸方向の移動速度）を含む。射出部１の目標値は、射出部１の目標位置（Ｘ軸方向の目標位置）、及び射出部１の目標速度（Ｘ軸方向の目標速度）を含む。
【０１０５】
第１制御器７１の記憶部８２は、モータ７Ａの状態量を算出するためのデータを記憶する。本実施形態において、第１制御器７１の記憶部８２は、モデリング及びシステム同定により求められたモータ７Ａから射出部１までの動特性を示す動特性データを記憶する。モータ７Ａから射出部１までの動特性は、上述の第１支持部材の動特性を含む。
【０１０６】
なお、動特性データは、後述するように、構造物の質量成分（Ｍ成分）、ダンパ成分（Ｃ成分）、バネ成分（Ｋ成分）や構造物の寸法に関する情報を含む。動特性データは、各モータ７に対して目標値を与える時に、与えられた目標値から、各モータ７の出力によって出力されるべき状態（モータ回転位置、モータ回転速度、射出部１の位置、射出部１の速度）を求めるための変換手段として機能する。構造物の寸法に関する情報は、記憶部８２に記憶されている。
【０１０７】
第１制御器７１のフィルタ部８３は、第１制御器７１の制御部８１から出力される制御信号をフィルタ処理する。第１制御器７１のフィルタ部８３は、ローパスフィルタを含む。第１制御器７１のフィルタ部８３でフィルタ処理された制御信号が、サーボアンプ９Ａに供給される。
【０１０８】
第１制御器７１の推定部８４は、センサ８Ａの検出信号、フィルタ部８３から出力される制御信号（トルク指令値）、及び第１制御器７１の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、モータ７Ａの状態量及び射出部１の状態量を推定する。本実施形態において、第１制御部７１の推定部８４は、モータ７Ａの回転方向の速度、射出部１の位置（Ｘ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｘ軸方向の移動速度）を推定する。
【０１０９】
第１制御器７１の指令生成部８６は、数値制御装置６０から出力されたモータ７Ａの目標位置から、短いサンプリング間隔のモータ７の回転方向の目標位置、モータ７Ａの回転方向の目標速度、モータ７Ａの回転方向の目標加速度、及びモータ７Ａの回転方向の目標ジャークを生成する。
【０１１０】
第１制御器７１の変換部８５は、指令生成部８６から供給されたモータ７Ａの目標値から、射出部１の目標値を生成する。また、第１制御器７１の変換部８５は、第１制御器７１の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、指令生成部８６から供給されたモータ７Ａの目標値を，新たなモータ７Ａの目標値に変換する。
【０１１１】
本実施形態において、第１制御器７１と、第２制御器７２と、第３制御器７３と、第４制御器７４と、第５制御器７５とは、同等の構成である。第１制御器７１、第２制御器７２、第３制御器７３、第４制御器７４、及び第５制御器７５のそれぞれが、制御部８１、記憶部８２、フィルタ部８３、推定部８４、変換部８５、及び指令生成部８６を有する。換言すれば、複数（５つ）の制御基板のそれぞれに、制御部８１、記憶部８２、フィルタ部８３、推定部８４、変換部８５、及び指令生成部８６が設けられる。
【０１１２】
制御部８１は、複数のモータ７（７Ａ〜７Ｅ）のそれぞれに設けられる。同様に、記憶部８２、フィルタ部８３、推定部８４、変換部８５、及び指令生成部８６は、複数のモータ７（７Ａ〜７Ｅ）のそれぞれに設けられる。
【０１１３】
第２制御器７２の制御部８１は、モータ７Ｂの状態量とモータ７Ｂの目標値との偏差、及び射出部１の状態量と射出部１の目標値との偏差が小さくなるように、モータ７Ｂに制御信号を出力する。
【０１１４】
モータ７Ｂの状態量は、モータ７Ｂの回転方向の位置、及びモータ７Ｂの回転方向の速度を含む。モータ７Ｂの目標値は、モータ７Ｂの回転方向の目標位置、及びモータ７Ｂの回転方向の目標速度を含む。
【０１１５】
射出部１の状態量は、射出部１の位置（Ｙ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｙ軸方向の移動速度）を含む。射出部１の目標値は、射出部１の目標位置（Ｙ軸方向の目標位置）、及び射出部１の目標速度（Ｙ軸方向の目標速度）を含む。
【０１１６】
第２制御器７２の記憶部８２は、モータ７Ｂの状態量を算出するためのデータを記憶する。本実施形態において、第２制御器７２の記憶部８２は、モデリング及びシステム同定により求められたモータ７Ｂから射出部１までの動特性を示す動特性データを記憶する。モータ７Ｂから射出部１までの動特性は、上述の第２支持部材の動特性を含む。
【０１１７】
第２制御器７２のフィルタ部８３は、第２制御器７２の制御部８１から出力される制御信号をフィルタ処理する。第２制御器７２のフィルタ部８３は、ローパスフィルタを含む。第２制御器７２のフィルタ部８３でフィルタ処理された制御信号が、サーボアンプ９Ｂに供給される。
【０１１８】
第２制御器７２の推定部８４は、センサ８Ｂの検出信号、フィルタ部８３から出力される制御信号（トルク指令値）、及び第２制御器７２の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、モータ７Ｂの状態量及び射出部１の状態量を推定する。本実施形態において、第２制御部７２の推定部８４は、モータ７Ｂの回転方向の速度、射出部１の位置（Ｙ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｙ軸方向の移動速度）を推定する。
【０１１９】
第２制御器７２の指令生成部８６は、数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｂの目標位置から、短いサンプリング間隔のモータ７Ｂの回転方向の目標位置、モータ７Ｂの回転方向の目標速度、モータ７Ｂの回転方向の目標加速度、及びモータ７Ｂの回転方向の目標ジャークを生成する。
【０１２０】
第２制御器７２の変換部８５は、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｂの目標値から、射出部１の目標値を生成する。また、第２制御器７２の変換部８５は、第２制御器７２の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｂの目標値を、新たなモータ７Ｂの目標値に変換する。
【０１２１】
第３制御器７３の制御部８１は、モータ７Ｃの状態量とモータ７Ｃの目標値との偏差、及び射出部１の状態量と射出部１の目標値との偏差が小さくなるように、モータ７Ｃに制御信号を出力する。
【０１２２】
モータ７Ｃの状態量は、モータ７Ｃの回転方向の位置、及びモータ７Ｃの回転方向の速度を含む。モータ７Ｃの目標値は、モータ７Ｃの回転方向の目標位置、及びモータ７Ｃの回転方向の目標速度を含む。
【０１２３】
射出部１の状態量は、射出部１の位置（Ｚ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｚ軸方向の移動速度）を含む。射出部１の目標値は、射出部１の目標位置（Ｚ軸方向の目標位置）、及び射出部１の目標速度（Ｚ軸方向の目標速度）を含む。
【０１２４】
第３制御器７３の記憶部８２は、モータ７Ｃの状態量を算出するためのデータを記憶する。本実施形態において、第３制御器７３の記憶部８２は、モデリング及びシステム同定により求められたモータ７Ｃから射出部１までの動特性を示す動特性データを記憶する。モータ７Ｃから射出部１までの動特性は、上述の第３支持部材の動特性を含む。
【０１２５】
第３制御器７３のフィルタ部８３は、第３制御器７３の制御部８１から出力される制御信号をフィルタ処理する。第３制御器７３のフィルタ部８３は、ローパスフィルタを含む。第３制御器７３のフィルタ部８３でフィルタ処理された制御信号が、サーボアンプ９Ｃに供給される。
【０１２６】
第３制御器７３の推定部８４は、センサ８Ｃの検出信号、フィルタ部８３から出力される制御信号（トルク指令値）、及び第３制御器７３の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、モータ７Ｃの状態量及び射出部１の状態量を推定する。本実施形態において、第３制御部７３の推定部８４は、モータ７Ｃの回転方向の速度、射出部１の位置（Ｚ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｚ軸方向の移動速度）を推定する。
【０１２７】
第３制御器７３の指令生成部８６は、数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｃの目標位置から、短いサンプリング間隔のモータ７Ｃの回転方向の目標位置、モータ７Ｃの回転方向の目標速度、モータ７Ｃの回転方向の目標加速度、及びモータ７Ｃの回転方向の目標ジャークを生成する。
【０１２８】
第３制御器７３の変換部８５は、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｃの目標値から、射出部１の目標値を生成する。また、第３制御器７３の変換部８５は、第３制御器７３の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｃの目標値を、新たなモータ７Ｃの目標値に変換する。
【０１２９】
第４制御器７４の制御部８１は、モータ７Ｄの状態量とモータ７Ｄの目標値との偏差、及び射出部１の状態量と射出部１の目標値との偏差が小さくなるように、モータ７Ｄに制御信号を出力する。
【０１３０】
モータ７Ｄの状態量は、モータ７Ｄの回転方向の位置、及びモータ７Ｄの回転方向の速度を含む。モータ７Ｄの目標値は、モータ７Ｄの回転方向の目標位置、及びモータ７Ｄの回転方向の目標速度を含む。
【０１３１】
射出部１の状態量は、射出部１の位置（Ａ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ａ軸方向の移動速度）を含む。射出部１の目標値は、射出部１の目標位置（Ａ軸方向の目標位置）、及び射出部１の目標速度（Ａ軸方向の目標速度）を含む。
【０１３２】
第４制御器７４の記憶部８２は、モータ７Ｄの状態量を算出するためのデータを記憶する。本実施形態において、第４制御器７４の記憶部８２は、モデリング及びシステム同定により求められたモータ７Ｄから射出部１までの動特性を示す動特性データを記憶する。モータ７Ｄから射出部１までの動特性は、上述の第４支持部材の動特性を含む。
【０１３３】
第４制御器７４のフィルタ部８３は、第４制御器７４の制御部８１から出力される制御信号をフィルタ処理する。第４制御器７４のフィルタ部８３は、ローパスフィルタを含む。第４制御器７４のフィルタ部８３でフィルタ処理された制御信号が、サーボアンプ９Ｄに供給される。
【０１３４】
第４制御器７４の推定部８４は、センサ８Ｄの検出信号、フィルタ部８３から出力される制御信号（トルク指令値）、及び第４制御器７４の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、モータ７Ｄの状態量及び射出部１の状態量を推定する。本実施形態において、第４制御部７４の推定部８４は、モータ７Ｄの回転方向の速度、射出部１の位置（Ａ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ａ軸方向の移動速度）を推定する。
【０１３５】
第４制御器７４の指令生成部８６は、数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｄの目標位置から、短いサンプリング間隔のモータ７Ｄの回転方向の目標位置、モータ７Ｄの回転方向の目標速度、モータ７Ｄの回転方向の目標加速度、及びモータ７Ｄの回転方向の目標ジャークを生成する。
【０１３６】
第４制御器７４の変換部８５は、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｄの目標値から、射出部１の目標値を生成する。また、第４制御器７４の変換部８５は、第４制御器７４の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｄの目標値を、新たなモータ７Ｄの目標値に変換する。
【０１３７】
第５制御器７５の制御部８１は、モータ７Ｅの状態量とモータ７Ｅの目標値との偏差、及び射出部１の状態量と射出部１の目標値との偏差が小さくなるように、モータ７Ｅに制御信号を出力する。
【０１３８】
モータ７Ｅの状態量は、モータ７Ｅの回転方向の位置、及びモータ７Ｅの回転方向の速度を含む。モータ７Ｅの目標値は、モータ７Ｅの回転方向の目標位置、及びモータ７Ｅの回転方向の目標速度を含む。
【０１３９】
射出部１の状態量は、射出部１の位置（Ｃ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｃ軸方向の移動速度）を含む。射出部１の目標値は、射出部１の目標位置（Ｃ軸方向の目標位置）、及び射出部１の目標速度（Ｃ軸方向の目標速度）を含む。
【０１４０】
第５制御器７５の記憶部８２は、モータ７Ｅの状態量を算出するためのデータを記憶する。本実施形態において、第５制御器７５の記憶部８２は、モデリング及びシステム同定により求められたモータ７Ｅから射出部１までの動特性を示す動特性データを記憶する。モータ７Ｅから射出部１までの動特性は、上述の第５支持部材の動特性を含む。
【０１４１】
第５制御器７５のフィルタ部８３は、第５制御器７５の制御部８１から出力される制御信号をフィルタ処理する。第５制御器７５のフィルタ部８３は、ローパスフィルタを含む。第５制御器７５のフィルタ部８３でフィルタ処理された制御信号が、サーボアンプ９Ｅに供給される。
【０１４２】
第５制御器７５の推定部８４は、センサ８Ｅの検出信号、フィルタ部８３から出力される制御信号（トルク指令値）、及び第５制御器７５の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、モータ７Ｅの状態量及び射出部１の状態量を推定する。本実施形態において、第５制御部７５の推定部８４は、モータ７Ｅの回転方向の速度、射出部１の位置（Ｃ軸方向の位置）、及び射出部１の速度（Ｃ軸方向の移動速度）を推定する。
【０１４３】
第５制御器７５の変換部８５は、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｅの目標値から、射出部１の目標値を生成する。また、第５制御器７５の変換部８５は、第５制御器７５の記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、指令生成部８６から供給されたモータ７Ｅの目標値を、新たなモータ７Ｅの目標値に変換する。
【０１４４】
第５制御器７５の指令生成部８６は、数値制御装置６０から出力されたモータ７Ｅの目標位置から、短いサンプリング間隔のモータ７Ｅの回転方向の目標位置、モータ７Ｅの回転方向の目標速度、モータ７Ｅの回転方向の目標加速度、及びモータ７Ｅの回転方向の目標ジャークを生成する。
【０１４５】
本実施形態において、数値制御装置６０からモータ制御装置７０に対して第１周期（第１時間間隔）で目標位置のデータ（目標位置信号）が供給され、モータ制御装置７０の各制御部８１からモータ７（サーボアンプ９）に対して第２周期（第２時間間隔）で、目標値となる制御信号が供給される。本実施形態において、第１時間間隔は、例えば２ミリ秒である。第２時間間隔は、例えば０．１ミリ秒である。すなわち、制御部８１は、数値制御装置６０の目標位置信号の出力周期よりも短い周期で制御信号を出力する。
【０１４６】
次に、本実施形態に係る工作機械１００の制御方法の一例について説明する。図５は、本実施形態に係る工作機械（レーザ加工機）１００の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【０１４７】
以下の説明においては、図６に示す模式図のように、１つのモータ７（例えばモータ７Ａ）が射出部１の動きを制御する例について説明する。１つのモータ７と射出部１とは、支持部材９０（例えば第１支持部材）を介して接続される。モータ７は、支持部材９０を介して、射出部１を移動させる。
【０１４８】
本実施形態において、制御システム６は、複数の制御器７００（第１制御器７１、第２制御器７２、第３制御器７３、第４制御器７４、及び第５制御器７５）を使って、複数のモータ７（モータ７Ａ、モータ７Ｂ、モータ７Ｃ、モータ７Ｄ、及びモータ７Ｅ）のそれぞれを制御する。換言すれば、複数のモータ７は、複数の制御器７００により並列に制御される。
【０１４９】
図７は、本実施形態に係る制御システム６の一部を示すブロック図である。本実施形態においては、複数の制御器７００のうち、ある１つの制御器７００（例えば第１制御器７１）の制御方法について説明する。複数の制御器７００それぞれの制御方法は、同様である。
【０１５０】
モータ７から射出部１までの支持部材９０を含む構造物のモデリングが行われる（ステップＳＰ１）。なお、図６では、モータ７から射出部１までの支持部材９０を含む構造物のモデリングを示しているが、モータ７から射出部１までにある支持部材９０に対して、所定の位置で少なくとも一つの点を取り、それらの点も制御対象とするために、後述するように各点の動特性データを求めるためのモデリングおよびシステム同定を行ってもよい。例えば、支持部材９０を含む構造物に対して、質量成分（Ｍ成分）、ダンパ成分（Ｃ成分）、及びバネ成分（Ｋ成分）を有する制御対象であるとしてモデリングが行われる。モデリングとは、数学モデルの定義であり、対象とする制御対象の振る舞いを特徴づけるモデルを構築する作業であって、制御対象を単純化した数学的表現に変換する作業である。
【０１５１】
次に、モータ７から射出部１までの支持部材９０を含む構造物のシステム同定が行われる（ステップＳＰ２）。システム同定は、先に行われたモデリングの正しさを実験によって検証する作業である。その作業は以下のようにして行うことができる。例えば、実験的に、各モータ７に対して様々な周波数の制御信号を入力し、各モータ７が出力する回転速度の振幅や位相を測定する。その回転速度の振幅や位相は、各サーボアンプ９が出力する信号を計測することで得ることができる。さらに、各モータ７に対して様々な周波数の制御信号を入力した際、射出部１の加速度を計測する。加速度は、例えば加速度センサを射出部１に取り付けて、加速度センサの出力を計測することで得ることができる。このように実験的なシステム同定の作業を行うことでモデリングの正しさを検証する。
【０１５２】
システム同定の結果から、モータ７から射出部１までの支持部材９０を含む構造物の動特性を示す動特性データが求められる（ステップＳＰ３）。動特性データは、構造物の質量成分（Ｍ成分）、ダンパ成分（Ｃ成分）、バネ成分（Ｋ成分）などである。また、動特性データは、各支持部材を動かすために備えられたラックやピニオンに係る寸法（例えば、ピニオン径や減速比）といった既知の寸法などを含む。つまり、動特性データは、ステップＳＰ３で得られた動特性データや既知の構造物の寸法を含む。そのような動特性データは、記憶部８２に記憶される。
【０１５３】
以上に説明したステップＳＰ１〜ＳＰ３は、予めオフラインで少なくとも１回実行される。その結果、動特性データを取得することができる。つまり、ステップＳＰ１〜ＳＰ３は、ワークＷを加工する度に必要な作業ではない。
【０１５４】
ステップＳＰ４から、ワークＷの加工がスタートする。まず、図７に示すように、数値制御装置６０からモータ７の目標位置が出力される。数値制御装置６０から出力されるモータ７の目標位置から、指令生成部８６にてモータ７の回転方向の目標位置、モータ７の回転方向の目標速度、モータ７の回転方向の目標加速度、及びモータ７の回転方向の目標ジャークといった目標値が生成される。
【０１５５】
指令生成部８６から出力されたモータ７の目標値は、変換部８５に供給される。変換部８５は、指令生成部８６から供給されたモータ７の目標値を、モータ７の状態量及び射出部１の状態量に対する目標値に変換する。変換部８５は、記憶部８２に記憶されている動特性データに基づいて、指令生成部８６から供給されたモータ７の目標値を、新たなモータ７の目標値及び射出部１の目標値に変換する。すなわち、変換部８５は、モータ７の回転方向の目標位置、モータ７の回転方向の目標速度、射出部１の目標位置、及び射出部１の目標速度を生成する（ステップＳＰ４）。
【０１５６】
モータ７から射出部１までの構造物の動特性データは、モデリング及び同定により求められている。したがって、加工形状と加工条件（速度や加速度等），つまり，射出部１の目標値が生成されることにより、モータ７から射出部１までの構造物の動特性データに基づいて、その射出部１の目標値に応じたモータ７の状態量の新たな目標値が逆算できる。つまり、射出部１の目標値が決まると、動特性データが得られているため、モータ７に与えるべき目標値（新たな目標値）を求めることができる。
【０１５７】
モータ７の回転方向の位置は、センサ８によって検出される。センサ８の検出信号は、推定部８４に供給される。フィルタ部８３から出力されるトルク指令値も、推定部８４に供給される。また、記憶部８２のデータ（動特性データ）も、推定部８４に供給される。推定部８４は、センサ８の検出信号と、記憶部８２の動特性データと、トルク指令値とに基づいて、モータ７の状態量（位置及び速度）と、射出部１の状態量（位置及び速度）とを推定する（ステップＳＰ５）。
【０１５８】
推定部８４は、求めた状態量（推定値）を出力する。本実施形態において、推定部８４から出力される状態量は、モータ７の回転方向の位置、モータ７の回転方向の速度、射出部１の位置、及び射出部１の速度である。
【０１５９】
本実施形態において、モータ７の回転方向の位置は、センサ８により検出される。モータ７から射出部１までの構造物の動特性データは、モデリング及び同定により求められている。したがって、モータ７の回転方向の位置の検出信号とフィルタ部８３から出力されるトルク指令値が与えられることにより、センサ８の検出信号、トルク指令値、及び動特性データに基づいて、射出部１の状態量を求めることができる。
【０１６０】
推定部８４は、例えば、モータ７の動き（回転方向の速度及び加速度）に基づく支持部材９０の撓み量又は撓み速度などを考慮して、射出部１の状態量を求めることができる。
【０１６１】
変換部８５により生成されたモータ７及び射出部１の状態量に関する目標値と、推定部８４で生成されたモータ７及び射出部の状態量（状態量に関する推定値）との偏差が算出される（ステップＳＰ６）。
【０１６２】
図７に示すように、算出された偏差量は、制御部８１に供給される。また、目標値も制御部８１に供給される。制御部８１は、モータ７の状態量とモータ７の目標値との偏差、及び射出部１の状態量と射出部１の目標値との偏差が小さくなるように、モータ７に出力する制御信号を生成する（ステップＳＰ７）。制御部８１に供給される目標値（モータ７の目標位置、目標速度、目標加速度、及び目標ジャーク）は、フィードフォワード制御信号の構成に用いられる。そして，各モータ７に対するフィードフォワード制御信号の大きさを調整することで、動特性の異なる他のモータ、及び他の可動部材の同期精度を確保する。
【０１６３】
モータの同期精度の確保とは、つまり、各モータ７に対するフィードフォワード制御信号の大きさを調整することで、動特性が異なる各モータ７が、同じ応答速度で動くことが可能となり、ワークＷの加工精度を確保することができることである。例えば、ＸＹ平面に置かれたワーク１００に対し、レーザ加工機１００で丸穴を加工する場合、レーザ加工ヘッド３をＸ軸方向及びＹ軸方向に動かす必要があるが、Ｘ軸方向の動きを担うモータ７ＡとＹ軸方向の動きを担うモータ７Ｂとが、同じ応答速度で動くことで、より真円に近い丸穴を加工することができる。また、支持部材の同期精度の確保とは、以下のことである。各可動部材の負荷（重量）は異なる。第１可動部材１２は、例えば数百ｋｇであるのに対し第４可動部材は、数ｋｇであり、両者は大きく重量が異なる。したがって、軽い可動部材は高速で動きやすく、重い可動部材は高速で動きにくいという特性がある。この特性を考慮して、各モータ７に対するフィードフォワード制御信号の大きさを調整することで各可動部材の応答性を合わせることができる。
【０１６４】
制御部８１は、生成した制御信号を出力する（ステップＳＰ８）。本実施形態においては、制御部８１から出力された制御信号は、フィルタ部８３においてフィルタ処理される。フィルタ部８３からモータ７（サーボアンプ９）に制御信号が出力される。本実施形態においては、トルク指令値が制御信号として出力される。
【０１６５】
制御信号が出力されることにより、射出部１が目標位置に移動する。射出部１に対向するワークＷに射出部１から射出されたレーザ光が照射される。これにより、ワークＷがレーザ加工される。
【０１６６】
状態量に対する目標値の生成（ステップＳＰ１）から制御信号の出力（ステップＳＰ８）までは、前述の第２時間間隔（例えば０．１ミリ秒）で繰り返し実行される。入力装置６３により生成された入力信号に基づくレーザ加工が終了、かつ、サーボオフしたか否かが、図示しない終了判断部によって判断される（ステップＳＰ９）。入力装置６３により生成された入力信号に対するワークＷの加工が全て終了した状態が、レーザ加工の終了であるが、その状態では、さらに入力装置６３による追加入力が可能であり、追加入力された場合、追加入力についての入力信号に基づきワークＷの加工が可能である。レーザ加工が終了し、所定の操作スイッチを操作することでサーボオフとすることができる。サーボオフがされると、入力装置６３で追加入力が行われても、追加入力に基づくワークＷの加工はできなくなる。ステップＳＰ９において、レーザ加工が終了、サーボオフしたと判断された場合（ステップＳＰ９：Ｙｅｓ）、処理が終了する。一方、終了判断部によって、レーザ加工が終了、かつ、サーボオフしていないと判断された場合（ステップＳＰ９：Ｎｏ）、ステップＳＰ９に戻り、処理が継続される。
【０１６７】
以上説明したように、本実施形態によれば、モータ７の状態量と射出部１の状態量とを求め、モータ７の状態量とモータ７の目標値との偏差、及び射出部１の状態量と射出部１の目標値との偏差が小さくなるように、モータ７に制御信号を出力するようにしたので、レーザ加工ヘッド３の移動速度を高速化し、加工精度を低下させることなく加工速度を上げ、結果として従来よりも加工時間を短縮することができる。
【０１６８】
本実施形態によれば、モータ７の状態量及び射出部１の状態量の両方が考慮されるので、モータ７が高速で作動しても、支持部材９０の撓み量などが考慮された射出部１の状態量が高精度に制御される。したがって、射出部１の振動が抑制され、射出部１を用いてワークＷの加工対象部位を高速且つ高精度に加工することができる。モータ７にはセンサ８が取り付けられているので、モータ７の状態量を得ることができるが、センサ８の検出信号だけでは、射出部１の状態量を得ることができないが、本実施形態によれば、射出部１の状態量を得ることができるため、ワークＷの加工対象部位を高速且つ高精度に加工することができる。
【０１６９】
また、本実施形態においては、変換部８５における目標値の生成、及び推定部８４における状態量（推定値）の生成の両方において、モデリング及びシステム同定により求められたモータ７から射出部１までの構造物（支持部材９０を含む）の動特性を示す動特性データが使用される。制御部８１は、変換部８５で生成された目標値と、推定部８４で生成された状態量の推定値との偏差が小さくなるように、制御信号を出力する。すなわち、本実施形態において、制御部８１は、動特性データに基づいて、制御信号を出力する。モータ７の状態量及び射出部１の状態量の両方の偏差が小さくなる制御信号によって、ロバスト性が高い制御が実施される。
【０１７０】
また、本実施形態に係るレーザ加工機１００は、５軸のレーザ加工機１００であり、５つのモータ７を有する。制御部８１が複数のモータ７のそれぞれに設けられ、並列して制御することにより、演算負荷が分散され、複数の制御部８１それぞれの制御の負担が軽減される。
【０１７１】
また、本実施形態においては、複数のモータ７のそれぞれから射出部１までの構造物の動特性が考慮される。構造物の応答性は、支持部材の重量や剛性などに基づいて変化する。第１支持部材の応答性、第２支持部材の応答性、第３支持部材の応答性、第４支持部材の応答性、及び第５支持部材の応答性のそれぞれ、すなわち構造物の応答性が考慮された制御が、複数の制御器７００によって実施される。なお、構造物の応答性とは、モータ７が発生した動力に対して構造物が動き出し、整定することができる性能である。ここでの整定とは、モータ７に与える目標値に対して、出力は、目標値が与えられた直後において目標値に対して大きくずれるが、時間の経過に伴い、出力が所定のずれ量の範囲に収まった状態のことである。
【０１７２】
また、本実施形態においては、それら複数の制御部８１は、数値制御装置６０とサーボアンプ９との間に配置された複数の制御基板（制御器）７００のそれぞれに配置される。これにより、第１支持部材（モータ７Ａ）、第２支持部材（モータ７Ｂ）、第３支持部材（モータ７Ｃ）、第４支持部材（モータ７Ｄ）、及び第５支持部材（モータ７Ｅ）のそれぞれの動特性に最適な制御が実施される。
【０１７３】
また、本実施形態において、数値制御装置６０からモータ制御装置７０に対して第１周期（第１時間間隔）で目標値信号が供給され、モータ制御装置７０の各制御部８１からモータ７（サーボアンプ９）に対して第２周期（第２時間間隔）で制御信号が供給される。本実施形態において、第１時間間隔は、例えば２ミリ秒である。第２時間間隔は、例えば０．１ミリ秒である。すなわち、制御部８１は、数値制御装置６０の目標値信号の出力周期よりも短い周期で制御信号を出力する、これにより、制御部８１は、高精度な制御を実施できる。
【０１７４】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１７５】
図８は、本実施形態に係る制御システム６Ｂの一例を示す図である。図８に示すように、モータ制御装置７０は、複数の制御器（制御基板）７００間で、少なくとも他の軸の目標値あるいはセンサ８の検出信号を通信する通信器７６（通信部）を備えている。なお、通信機７６の機能（通信部）が、各制御器７１、７２、７３、７４、７５に備えてあって、各制御器間で通信するようにしてもよい。
【０１７６】
上述の実施形態においては、複数の制御部８１が、複数のモータ７のそれぞれを並列に制御することとした。換言すれば、複数の制御部８１は、それぞれ別個独立して、複数のモータ７を制御することとした。
【０１７７】
本実施形態においては、複数の制御器７００間が通信可能である。本実施形態において、射出部１のある方向（軸）を制御する制御器７００（例えば第１制御器７１）が、射出部１の他の方向（軸）を制御する制御器７００（例えば第２制御器７２）を考慮して制御してもよい。
【０１７８】
例えば、複数のモータ７のうち、射出部１をＸ軸方向に移動するためのモータ７Ａに制御信号を出力する第１制御器７１の制御部８１は、他のモータ７（例えばモータ７Ｂ）から射出部１までの動特性、つまり、他のモータ７（例えばモータ７Ｂ）の目標値を考慮して、モータ７Ａに制御信号を出力してもよい。
【０１７９】
例えば、第１可動部材１２がＸ軸方向に移動すると、構造的な連成などに起因して、射出部１がＹ軸方向にシフトする現象が発生する可能性がある。射出部１のＹ軸方向のシフト量は、Ｘ軸方向の第１支持部材の加速度と相関が高い。Ｘ軸方向に関する第１支持部材の状態量は、モータ７Ａに対して第１制御器７１が出力する制御信号及び第１支持部材の動特性などに基づいて推定可能である。第２制御器７２は、第１制御器７１が出力する目標値あるいはセンサ８Ａの検出信号を、通信部を介して受信し、その目標値あるいはセンサ８Ａの検出信号を用いて、モータ７Ｂに制御信号を出力してもよい 。
【０１８０】
すなわち、第１制御器７１から第２制御器７２に、モータ７Ａの目標加速度が送信されることにより、射出部１のＹ軸方向のシフト量が推定されるので、第２制御器７２は、その推定されたシフト量を考慮して、射出部１が目標位置に配置されるように、モータ７Ｂに出力するための制御信号を生成してもよい。
【０１８１】
同様に、例えば、第２可動部材２２がＹ軸方向に移動すると、重力の作用（構造物の撓み）などに起因して、射出部１のＺ軸方向の位置がシフトする現象が生じる可能性がある。その場合、第２制御器７２から第３制御器７３にモータ７Ｂの目標位置が送信されることにより、Ｚ軸方向の射出部１のシフト量が推定される。第２制御器７２は、その推定されたシフト量を考慮して、射出部１が目標位置に配置されるように、モータ７Ｃに出力するための制御信号を生成してもよい。
【０１８２】
なお、上述の実施形態においては、工作機械１００がレーザ加工機であることとした。処理部材とワークＷとが離れた状態でワークＷを加工する工作機械であれば、レーザ加工機とは別の工作機械１００に適用可能である。上述の各実施形態で説明した制御システム６及び制御方法が、処理部材とワークＷとが離れた状態でワークＷを加工する工作機械１００に適用されることにより、先端部１の移動速度の高速化を実現しつつ、先端部１の振動を抑制して、高い精度でワークＷを加工することができる。なお、工作機械１００は、処理部材をワークＷに接触させてワークＷを加工してもよい。
【０１８３】
また、上述の実施形態においては、工作機械１００が片持ち梁構造を有したレーザ加工機であることとした。上述の各実施形態で説明した制御システム６及び制御方法は、門型構造のレーザ加工機に用いられてもよい。レーザ加工機の移動装置の剛性面からみると、設計寸法にもよるが片持ち構造のほうが門型構造よりも剛性は低く、上述の各実施形態で説明した制御システム６及び制御方法は、移動装置の撓みが出やすい片持ち構造のレーザ加工機において、より効果的に加工速度の高速化と加工精度の確保を図ることができる。
【０１８４】
工作機械１００は、例えば、電子ビーム加工機、マシニングセンタ、及びホーニング加工機、及び研削盤の少なくとも一つでもよい。これら工作機械も、処理部材の先端部をワークＷに対向させることによって、ワークＷを加工することができる。例えば、電子ビーム加工機は、電子ビームを射出する射出部を含むノズルをワークＷに対向させた状態で射出部から電子ビームを射出して、ワークＷを加工することができる。
【符号の説明】
【０１８５】
１  射出部（先端部）
２  ベース部材
３  レーザ加工ヘッド（加工ヘッド）
３Ｎ  ノズル（処理部材）
４  移動システム
５  テーブル装置
６  制御システム
７  モータ（サーボモータ）
７Ａ  モータ（サーボモータ）
７Ｂ  モータ（サーボモータ）
７Ｃ  モータ（サーボモータ）
７Ｄ  モータ（サーボモータ）
７Ｅ  モータ（サーボモータ）
８  センサ（エンコーダ）
８Ａ  センサ
８Ｂ  センサ
８Ｃ  センサ
８Ｄ  センサ
８Ｅ  センサ
９  サーボアンプ
９Ａ  サーボアンプ
９Ｂ  サーボアンプ
９Ｃ  サーボアンプ
９Ｄ  サーボアンプ
９Ｅ  サーボアンプ
１０  第１移動装置
１１  第１ガイド部
１２  第１可動部材
１３  第１駆動装置
２０  第２移動装置
２１  第２ガイド部
２２  第２可動部材
２３  第２駆動装置
３０  第３移動装置
３１  第３ガイド部
３２  第３可動部材
３３  第３駆動装置
４０  第４移動装置
４１  第４ガイド部
４２  第４可動部材
４３  第４駆動装置
５０  第５移動装置
５１  第５ガイド部
５２  第５可動部材
５３  第５駆動装置
６０  数値制御装置
６１  ＮＣデータ生成部
６２  ＮＣデータ出力部
６３  入力装置
６４  出力装置
７０  モータ制御装置
７１  第１制御器
７２  第２制御器
７３  第３制御器
７４  第４制御器
７５  第５制御器
７６  通信器（通信部）
８１  制御部
８２  記憶部
８３  フィルタ部
８４  推定部
８５  変換部
８６  指令生成部
９０  支持部材
１００  レーザ加工機（工作機械）
７００  制御器（制御基板）
Ｗ  ワーク（加工対象物）
【図１】
2016078193.tif 000003
【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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