(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣ工作機械の主軸を主軸用駆動体によって所定の回転速度に制御可能な主軸回転速度制御部と、
前記主軸の回転速度を、指令された回転速度に対して所定の変動幅で変動させる主軸回転速度変動制御を有効または無効とするための主軸変動制御用補助機能指令の有無を判断する第１の判断部と、
前記ＮＣ工作機械で使用する工具毎に前記主軸回転速度変動制御を有効指定または無効指定とする工具毎指令の有無を判断する第２の判断部とを備え、
前記第１の判断部および前記第２の判断部の少なくとも一方が、前記主軸回転速度変動制御が有効であると判断したとき、前記主軸回転速度制御部によって前記主軸の回転速度の変動制御を行う制御装置であって、
前記ＮＣ工作機械で使用する前記工具の工具番号に対応させて前記主軸回転速度変動制御が有効か否かを表示する主軸回転速度変動制御画面を表示可能な表示手段と、少なくとも前記工具毎指令の入力が可能な入力手段とを備え、
実際に加工を始めてみるとびびり振動が発生した場合、前記主軸回転速度変動制御画面を表示している状態でオペレータが前記工具毎指令を入力するようにしたことを特徴とするＮＣ工作機械の制御装置。
【請求項２】
前記主軸変動制御用補助機能指令は、前記主軸の回転速度の変動率を付加させることができるものであることを特徴とする請求項１に記載のＮＣ工作機械の制御装置。
【請求項３】
前記主軸回転速度変動制御画面を表示している状態で入力する前記工具毎指令には、前記主軸の回転速度の変動率を付加させることができるものであることを特徴とする請求項１に記載のＮＣ工作機械の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＣ（数値制御）工作機械を制御して、加工中に発生するびびり振動を抑制するための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤，マシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）などＮＣ工作機械は、コンピュータを内蔵したＮＣ装置により制御されている。ＮＣ装置は、各種加工を行うためのＮＣ加工プログラム（以下、ＮＣプログラムと記載）を、ＮＣ加工プログラムメモリに記憶している。
加工作業を行う場合には、必要なＮＣプログラムをＮＣ加工プログラムメモリから呼び出して、工作物と工具の相対位置等を制御することにより、工作物が加工される。
【０００３】
この加工中に、工作物や工具の剛性，工具の形状，切削加工条件などに影響されて、工具等が振動する「びびり振動」が発生する場合がある。たとえば、荒加工時に発生するびびり振動の多くは、多重再生効果による自励びびり振動（いわゆる、再生びびり）であるといわれている。
この再生びびりは、初めのうちは微小な振動が、主軸の１回転の度に以前の切削面の軌跡の影響で次第に増幅，拡大され、切削不可能なほどの大きさになってしまうような振動である。
【０００４】
この再生びびり振動を抑制する対策として、主軸の回転速度を変動させる技術が、特開昭４９−１０５２７７号公報等に既に提案されている。
また、実公昭６１−３５２２号公報には、補助機能コードで主軸の回転数（すなわち、回転速度）を変動させるか否かの指令を行い、工具毎に変動周期および変動幅を設定器で設定し、仕上げ加工時にびびり振動が生じた場合には、主軸を変速回転させて鏡面加工を行う汎用数値制御旋盤を用いた鏡面仕上げ装置に関する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この実公昭６１−３５２２号公報に記載の技術では、びびり振動の抑制のために各工具に対応して各種設定器を別途設ける必要がある。また、加工中にびびり振動が発生した場合には、加工状況に応じて主軸の回転速度の変動幅を調整したり、主軸回転速度の変動の有効・無効の切替え等を行う必要があり、そのための操作が面倒である。
たとえば、びびり振動が発生すると、オペレータは、プログラムの実行を中断し、びびり振動が生じたＮＣプログラムの実行箇所を探し、ＮＣプログラムの編集を行って必要な補助機能コードを挿入するという煩雑な操作を行う必要があった。
また、この編集操作はＮＣ装置の操作に熟練したオペレータでないと行うことが困難であるので、あまり熟練していないオペレータでも簡単に操作できる方法が求められていた。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、加工中のびびり振動の抑制を簡単な操作で行うことができるＮＣ工作機械の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明にかかるＮＣ工作機械の制御装置は、ＮＣ工作機械の主軸を主軸用駆動体によって所定の回転速度に制御可能な主軸回転速度制御部と、前記主軸の回転速度を、指令された回転速度に対して所定の変動幅で変動させる主軸回転速度変動制御を有効または無効とするための主軸変動制御用補助機能指令の有無を判断する第１の判断部と、前記ＮＣ工作機械で使用する工具毎に前記主軸回転速度変動制御を有効指定または無効指定とする工具毎指令の有無を判断する第２の判断部と、前記第１の判断部および前記第２の判断部の少なくとも一方が、前記主軸回転速度変動制御が有効であると判断したとき、前記主軸回転速度制御部によって前記主軸の回転速度の変動制御を行う制御装置であって、前記ＮＣ工作機械で使用する前記工具の工具番号に対応させて前記主軸回転速度変動制御が有効か否かを表示する主軸回転速度変動制御画面を表示可能な表示手段と、少なくとも前記工具毎指令の入力が可能な入力手段とを備え、実際に加工を始めてみるとびびり振動が発生した場合、前記主軸回転速度変動制御画面を表示している状態でオペレータが前記工具毎指令を入力するようにしている。
【０００８】
前記主軸変動制御用補助機能指令は、前記主軸の回転速度の変動率を付加させることができるものであるのが好ましい。
前記主軸回転速度変動制御画面を表示している状態で入力する前記工具毎指令には、前記主軸の回転速度の変動率を付加させることができるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態の一例を図１から図５を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるＮＣ工作機械の制御装置（ＮＣ装置）のブロック図、図２は工具番号に対応して所定の主軸回転速度変動制御の有効・無効を付与した状態を示す表示画面の説明図、図３はＮＣ加工プログラムの一部を示す説明図、図４は入力手段を示す正面図、図６は時間と主軸回転速度との関係を示すグラフである。
図１から図４に示すように、ＮＣ装置（数値制御装置）１は、ＮＣ旋盤，ＭＣ（マシニングセンタ），ターニングセンタ，研削盤などＮＣ工作機械を制御して加工を行う。
本実施形態では、ＮＣ旋盤で工作物を旋削加工する場合を例にとって説明するが、他のＮＣ工作機械であってもよい。
【００１０】
ＮＣ装置１により制御されるＮＣ旋盤は、主軸を直接にまたは歯車列など回転駆動力伝達手段を介して回転駆動する主軸用駆動体としての主軸モータ２と、Ｚ軸およびＸ軸用の各サーボモータ４，３等とを有する。
Ｚ軸およびＸ軸用の各サーボモータ４，３は、ＮＣ旋盤で使用する工具が割出し可能にタレットに取付けられた刃物台を、主軸軸線と平行な方向であるＺ方向およびこのＺ軸方向と直交するＸ軸方向にそれぞれ移動させる。
そして、主軸の先端に取付けられたチャックで把持されて回転する工作物に対して、刃物台の工具をＺ軸方向およびＸ軸方向にそれぞれ移動させることにより、工作物を旋削加工する。
【００１１】
ＮＣ装置１は、ＮＣ旋盤の主軸の回転速度を変動制御して旋削加工中のびびり振動を抑制する機能を有している。ＮＣ装置１は、ＣＰＵ（中央処理装置）５により統括制御されており、ＣＰＵ５にはバスライン６が接続されている。
オペレータがＮＣ装置１を操作してデータや指令等を入力するための入力手段７と、文字，図形，表等を表示するための表示手段としてのディスプレイ８が、それぞれインターフェース９，１０を介してバスライン６に接続されている。
表示手段としては、たとえば、液晶ディスプレイ，ＥＬパネル，ブラウン管（ＣＲＴ）等が使用され、入力手段７にはキーボード３０，タッチパネル等が使用される。
【００１２】
バスライン６には、ＮＣ旋盤の各移動部位を数値制御等するためのシステムプログラム等を記憶しているＲＯＭ１１と、パラメータなど各種データを一時的に記憶するとともに、各種プログラム，データがロードされるＲＡＭ１２と、一つまたは複数のＮＣプログラム（ＮＣ加工プログラム）１３を記憶しているＮＣ加工プログラムメモリ１４とが接続されている。
ＣＰＵ５は、ＲＡＭ１２にロードされたシステムプログラム，各種プログラムおよびデータに従って動作する。
ＮＣ旋盤によって工作物の各種加工を行うためのＮＣプログラム１３は、所望の仕上げ形状を得るための工具軌跡である移動・位置決めデータ，主軸の回転速度や送り速度等のデータ，切削油剤の使用の有無等の指令を組み合わせたプログラムになっている。
【００１３】
主軸モータ２は、バスライン６に接続された主軸モータ制御部２０に、アンプ２１を介して接続されており、主軸回転速度指令（Ｓ＊＊＊＊），主軸時計方向回転指令（Ｍ０３）等に従って主軸を回転駆動する。
主軸モータ２の回転速度（回転数）は、主軸モータ用の検出器２２により常時検出され、検出器２２からの出力信号はアンプ２１にフィードバックされるので、主軸モータ２は指令された所定の回転速度になるように制御される。
【００１４】
Ｘ軸用サーボモータ３は、バスライン６に接続されたＸ軸用の移動軸制御部２３にアンプ２４を介して接続されており、移動指令に従って刃物台を主軸に対して相対的にＸ軸方向に移動・位置決め制御する。
Ｘ軸用の検出器２５から出力される速度データ，位置データは、フィードバック信号として移動軸制御部２３とアンプ２４にフィードバックされて、刃物台の相対移動のＸ軸方向の位置および移動速度が所定値になるように制御される。
Ｚ軸用サーボモータ４は、Ｘ軸用サーボモータ３と同様に、バスライン６に接続されたＺ軸用の移動軸制御部２６にアンプ２７を介して接続されている。Ｚ軸用サーボモータ４は、刃物台を主軸に対して相対的にＺ軸方向に移動・位置決め制御する。Ｚ軸用の検出器２８から出力される速度データ，位置データは、移動軸制御部２６とアンプ２７にフィードバックされる。
【００１５】
入力手段７は、ＮＣ装置１のデータ，指令等の入力に使用されるものであり、入力手段７の上部にはディスプレイ８が配設されている。入力手段７は、多数のキーが配列されたキーボード３０と、キーボード３０の上部に配設されたファンクションキー部３１とを有している。ファンクションキー部３１には、機能を選択するための複数のファンクションキーＦ１ 〜Ｆ９ が配列されている。
キーボード３０には、カーソルキー３２，ページキー３３，表示画面（以下、画面と記載）３４に表示されるデータを入力する場合等に使用される入力キー３５等が配列されている。
【００１６】
カーソルキー３２は、ディスプレイ８に表示された画面３４上のカーソル３６を上下，左右方向に移動させるためのキーである。ページキー３３は、補正データなどを複数のページにわたって表示する場合、そのページを正方向または逆方向にめくるためのキーである。さらに、キーボード３０には、数字キー４１，英字キー４２などが配列されている。
画面３４内の下部には、ファンクション表示部４３が表示されている。ファンクション表示部４３に表示された機能に対応する位置にあるいずれかのファンクションキーをオン（押圧）すれば、その機能が実行され、また、必要に応じて画面３４の表示が切り換わる。
【００１７】
ディスプレイ８は、図２に示すように、工具の工具番号Ｔに対応させて主軸回転速度変動制御（以下、主軸変動制御と記載）が有効か否かを表示する主軸回転速度変動制御画面（以下、主軸変動制御画面と記載）３８を表示可能になっている。主軸変動制御画面３８では、主軸回転速度変動制御一覧表（以下、主軸変動制御一覧表と記載）３７が表示されている。
ファンクションキーＦ８ に対応するファンクション表示部４３が「機能戻り」の表示になっている時にファンクションキーＦ８ をオンすると、主軸変動制御画面３８を表示する以前の機能の表示（たとえば、総合画面（図示せず））に戻る。
【００１８】
主軸変動制御画面３８中の主軸変動制御一覧表３７は、工具番号Ｔに対応して、その工具の種別，工具名，主軸変動制御の変動率を指定するための指令値Ｂなどのデータを表示している。
主軸変動制御一覧表３７の下部には、現在使用している工具の番号Ｔ１  ，指令されている回転速度（指令回転数〔ｍｉｎ−１〕Ｓ１ ），実際の回転速度（実回転数〔ｍｉｎ−１〕Ｓ２ ）等がリアルタイムで表示されている。
なお、画面３４が総合画面の時にも、指令回転数Ｓ１ ，実回転数Ｓ２ は総合画面中に表示されている。
画面３４の下部にはキー入力表示エリア４４が設けられており、このエリア４４には、キーボード３０から入力された英数字等が表示される。
主軸変動制御一覧表３７の工具を選択する場合には、カーソルキー３２およびページキー３３などを操作して、カーソル３６を所望の工具の番号のところに移動させる。
【００１９】
本実施形態では、加工中のびびり振動を抑制するために所定の変動率で主軸の回転速度を変動させる制御を、プログラムの指令で指定するプログラム指令と、指定工具による加工時に主軸の回転速度を変動させる工具毎指令の、いずれか一方または両方の指令で行えるようにしている。
プログラム指令は、加工時にびびり振動が発生することが前もって分かっている工具の場合に、回転速度に対して所定の変動幅で変動させる主軸変動制御を行う指令をプログラムに挿入しておいて指令することになる。プログラム指令と工具毎指令の両方がある時にはプログラム指令が優先される。
【００２０】
プログラム指令の場合に、ＮＣプログラム１３に挿入される主軸変動制御用補助機能指令には、主軸変動制御を有効にする指令（たとえば、Ｍ２８５）と、主軸変動制御を無効にする指令（たとえば、Ｍ２８６）とがある。
主軸変動制御用補助機能指令は、主軸の回転速度の変動率を付加させることができるようになっている。主軸変動制御有効指令の場合には、主軸の回転速度の変動率（すなわち、指令値Ｂに対応する値）の指令を行うことができる。なお、指令値Ｂの指令を行わない場合には、所定の変動率が自動設定される。
この有効指令から主軸変動制御無効指令の間は、プログラム指令の指令値Ｂで主軸の変動制御が自動的に実行されて、主軸の回転速度が所定の変動率で変動する。
【００２１】
一方、びびり振動が予測できず、実際に加工を始めてみるとびびり振動が発生したような場合には、オペレータは、画面３４を主軸変動制御画面３８に切換えて工具指定を行う。
すなわち、ＮＣプログラム１３に主軸変動制御有効指令が挿入されていない場合でも、所望の工具に主軸変動制御を行えるように工具毎指定を指令することができる。この主軸変動制御画面３８を表示している状態で入力する工具毎の指令でも、主軸の回転速度の変動率を設定して付加させることもできる。
この工具毎指定を行うと、加工時には、指定された工具のＴコードが実行され、主軸の回転指令が実行されたとき主軸の回転速度の変動制御が実行されて、主軸の回転速度が所定の変動率で変動する。
【００２２】
ＮＣ装置１は、主軸回転速度制御部５０と第１，第２の判断部５１，５２とを備え、主軸回転速度制御部５０は、主軸の回転速度を変動制御可能な主軸変動制御データ演算部５９ａと、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジックコントローラ）６０内の主軸変動制御指令演算部５９ｂとからなっている。主軸変動制御データ演算部５９ａとＰＬＣ６０は、それぞれバスライン６に接続されている。
主軸回転速度制御部５０は、主軸を主軸モータ２によって所定の回転速度に制御することができるようになっている。主軸変動制御データ演算部５９ａは、主軸回転速度指令，変動率等から、主軸を変動制御させるためのデータである一周期波形分割数ｎ，変動時間ｄｔ，変動回転速度ｄｎ（図６参照）を演算し、そのデータをＰＬＣ６０の主軸変動制御指令演算部５９ｂに送出する。なお、図６に示すグラフの横軸は時間ｔ，縦軸は主軸回転速度Ｎである。
主軸変動制御指令演算部５９ｂは、前記データに従って主軸変動させるための主軸回転速度指令値を演算して主軸モータ制御部２０に出力し、主軸モータ２を所定の変動率で変動させる主軸変動制御を行う。
【００２３】
第１，第２の判断部５１，５２は、それぞれバスライン６に接続されている。第１の判断部５１は、指令された回転速度に対して所定の変動幅で変動させる主軸変動制御を有効または無効にするための主軸変動制御用補助機能指令（すなわち、ＮＣプログラム１３に挿入される主軸変動制御有効指令または主軸変動制御無効指令）の有無を判断する。
第２の判断部５２は、主軸変動制御画面３８から入力手段７の操作で工具毎に設定された主軸変動制御の有効指定または無効指定を指令するための工具毎指令の有無を判断する。
【００２４】
第１，第２の判断部５１，５２の少なくとも一方の判断部が、主軸変動制御を有効と判断した場合には、主軸回転速度制御部５０により主軸の回転速度を変動制御して、加工中のびびり振動を抑制している。
主軸回転速度制御部５０は、第１の判断部５１および第２の判断部５２の両方が、主軸変動制御が有効であると判断したとき、第１の判断部５１の判断を優先する制御を行っている。
したがって、プログラム指令と工具毎指令の両方がある場合には、ＮＣプログラム１３に挿入された主軸変動制御用補助機能指令が優先するので、オペレータの指示どおりに主軸の回転速度を所定の変動率で変動制御することができる。すなわち、同一工具でも変動制御を行う加工箇所と、変動制御を行わない加工箇所の指令を行うことができる。
【００２５】
さらに、ＮＣ装置１は主軸変動制御データ制御部５４を備えている。この主軸変動制御データ制御部５４は、工具の番号Ｔに対応した主軸変動制御データを一覧表形式で表示している主軸変動制御一覧表３７を主軸変動制御画面３８に表示させるとともに、主軸変動制御データを主軸変動制御データメモリ５３に記憶する制御を行う。主軸変動制御データ制御部５４および主軸変動制御データメモリ５３は、それぞれバスライン６に接続されている。
このように、加工中のびびり振動を抑制することができるＮＣ装置１は、主軸回転速度制御部５０，第１，第２の判断部５１，５２，主軸変動制御データ制御部５４および主軸変動制御データメモリ５３を備えている。
【００２６】
次に、工具指定の方法について説明する。
カーソルキー３２およびページキー３３等を操作して、主軸変動制御一覧表３７内でカーソル３６を所望の工具番号Ｔの位置に移動させ工具の選択を行う。
主軸変動制御データ制御部５４は、工具毎の有効指定または無効指定の選択の表示として、主軸変動制御一覧表３７の工具番号Ｔの欄に表示された工具番号のうち、有効指定の工具の番号の近傍に、所定のマーク（たとえば、アスタリスク「＊」）５８を付与して表示している。
すなわち、主軸変動制御一覧表３７を表示した主軸変動制御画面３８で、特定された工具番号のところにマーク５８を表示することにより、この工具の主軸変動制御を有効指定としたことが確認できる。
また、主軸変動制御データ制御部５４は、主軸変動制御データメモリ５３に有効指定の選択があった旨を、この工具番号に対応させて記憶させる。
なお、有効指定を示すその他の表示方法としては、たとえば、有効指定された工具番号の色を変える方法、工具番号を示す数字，文字等の反転表示を行う方法等であってもよい。
【００２７】
マーク５８を付与する場合には、所望の工具の番号のところにカーソル３６を位置させた後、ファンクション表示部４３の「設定」に対応する位置にあるファンクションキーＦ１ をオンする。すると、所望の工具番号のところにマーク５８が表示される。また、主軸変動制御データメモリ５３に、設定されたことが記憶される。
一方、所望の工具のマーク５８，指令値Ｂなどデータを消去する場合には、ファンクション表示部４３の「データ消去」の位置に対応するファンクションキーＦ７ をオンすると、画面３４上の主軸変動制御一覧表３７のマーク５８が消去される。
また、主軸変動制御データメモリ５３に、この工具が無効指定となった旨をこの工具番号に対応させて記憶させる。すなわち、工具番号に対応させた有効指定のデータを消去する。また、データ（所望の工具のマーク５８と指令値Ｂなど）は一括消去や個別消去ができるようにしてもよい。
なお、この「設定」，「データ消去」の操作を有効とするか否かを確認させる操作を行うと、操作ミスをする恐れがなくなる。
【００２８】
工具毎指定で主軸の回転速度の変動率を指定するためには、たとえば、主軸変動制御画面３８上でカーソル３６を主軸変動制御一覧表３７の所望の工具の番号Ｔにおける指令値Ｂの位置に移動させた後、キーボード３０で数値を入力する。この数値も、主軸変動制御データメモリ５３の工具番号に対応した所定の記憶領域に記憶される。
これにより、所望の変動率を設定することができる。指令値Ｂに対応する変動率の一例を下記に示す。
（指令値Ｂ）          （変動率）
５０．０    →    ±７．５％
１００．０    →    ±１５％
１１０．０    →    ±１６．５％
２００．０    →    ±３０％
【００２９】
また、主軸変動制御有効指令で主軸の回転速度の変動率を指定する場合には、変動率指定値を主軸変動制御有効指令に続けてプログラムすればよい。たとえば、「Ｍ２８５  Ａ１００．０；」とプログラムすれば、変動率が±１５％で主軸変動制御を有効指令したことになる。主軸変動制御有効指令等は、この指令が実行されたときに、主軸変動制御データメモリ５３に変動率が記憶される。
なお、変動率の指令値Ｂが指定されていない場合には、指令値Ｂを「１００．０」に自動設定する。
さらに、この実施形態では、指令値を計算して変動率を求めているが、変動率の数値を直接指定してもよい。たとえば、指令値Ｂの値１５．０が変動率±１５％となるようにしてもよい。
【００３０】
たとえば、工具番号４の工具に関して指令値Ｂを１００．０に設定し、この工具の所定の回転速度（指令回転数Ｓ１  ）が８００ｍｉｎ−１の場合には、この工具で加工する時に、主軸の回転速度を、８００ｍｉｎ−１に対して±１５％の変動率すなわち６８０〜９２０ｍｉｎ−１の範囲で変動させることになる。
図２に示す例では、工具番号３，６の工具についてはＮＣプログラムに主軸変動制御有効指令を挿入して行っている。すなわち、工具番号３の工具で加工を行うＮＣプログラムには、「Ｍ２８５  Ａ１１０．０；」の指令が挿入され、工具番号６の工具で加工を行うＮＣプログラムには、「Ｍ２８５  Ａ１００．０；」の指令が挿入されている。
また、工具番号４，９の工具は、工具毎指定で主軸変動制御を指令された工具である。
【００３１】
次に、主軸の回転速度を変動制御する手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。
図１から図５に示すように、工作物を工具で加工する場合には、ＮＣ加工プログラムメモリ１４に記憶されているＮＣプログラム１３を１ブロック読み取る（ステップ１０１）。
読み取ったブロックがＴコード（たとえば、ＮＣ旋盤の場合には刃物台割出し指令など）か否かが第２の判断部５２で判断される（ステップ１０２）。Ｔコードの場合には、工具毎指定（マーク「＊」５８で表示）が付与された指定工具か否かが判断される（ステップ１０３）。
【００３２】
指定工具の場合には、主軸の回転速度を変動制御する主軸変動制御モードを有効に設定し（ステップ１０４）、刃物台割出し指令が実行されたのち（ステップ１０５）、ステップ１０１に戻って次のブロックを読み取る。指定工具でない場合には、ステップ１０５に移行し刃物台割出しを実行した後、ステップ１０１に戻る。
ステップ１０２でＴコードでない場合には、第１の判断部５１は、読み取ったブロックに主軸変動制御有効指令（すなわち、Ｍ２８５）があるか否かを判断する（ステップ１０６）。有効指令がある場合には、主軸変動制御モードを有効に設定した後（ステップ１０７）、ステップ１０１に戻って次のブロックを読み取る。
ステップ１０６で有効指令がない場合には、第１の判断部５１は、読み取ったブロックに主軸変動制御無効指令（すなわち、Ｍ２８６）があるか否かを判断する（ステップ１０８）。無効指令がある場合には、主軸変動制御モードを無効に設定した後（ステップ１０９）、ステップ１０１に戻って次のブロックを読み取る。
【００３３】
ステップ１０８で無効指令（Ｍ２８６）がない場合には、主軸回転指令（たとえば、Ｍ０３，Ｍ０４）の有無が判断され（ステップ１１０）、主軸回転指令である場合には、ねじ切り加工の指令か否かが判断される（ステップ１１１）。ねじ切り加工の場合に、主軸変動制御で加工するのは不適切であるからである。
ねじ切り加工でない場合には、主軸変動制御モードが有効に設定されているか否かが判断される（ステップ１１２）。主軸変動制御モードが有効に設定されている場合には、ＮＣ加工プログラムメモリ１４から主軸変動制御データ演算のプログラムデータを読み出す（ステップ１１３）。
主軸回転速度制御部５０がこの主軸変動制御データ演算用プログラムを主軸変動制御データ演算部５９ａで実行することにより、図６に示すような一周期波形分割数ｎ，変動時間ｄｔ，変動回転速度ｄｎを求める。そして、ＰＬＣ６０にこのデータｎ，ｄｔ，ｄｎを出力する。
ＰＬＣ６０は、主軸変動制御指令演算部５９ｂで変速時間毎の主軸回転速度指令値を計算し、この主軸回転速度指令値を主軸モータ制御部２０に指令する。この指令により、主軸モータ制御部２０が主軸モータ２の回転速度を変動制御する主軸変動制御が実行される。
これにより、主軸は、指令値Ｂで指定された変動率で回転速度を変動させながら回転する（ステップ１１４）。
【００３４】
ねじ切り加工の場合と（ステップ１１１）、主軸変動制御モードが有効に設定されていない場合には（ステップ１１２）、主軸回転速度指令に従って主軸は通常の所定回転速度の回転が実行される。これにより、主軸は一定の回転速度で回転する（ステップ１１５）。
ステップ１１０で主軸回転指令でない場合には、プログラムエンドの指令（すなわち、Ｍ３０，Ｍ０２等）であるか否かが判断される（ステップ１１６）。このプログラムエンド指令である場合には処理を終了し、プログラムエンド指令でない場合には、読み取ったブロックの指令を実行してステップ１０１に戻る（ステップ１１７）。すなわち、工作物を工具で旋削するための軸移動指令であれば移動を行う。
ステップ１１４，１１５が終了した後も、同様にステップ１０１に戻って次のブロックを読み取る処理が続行される。
【００３５】
なお、この主軸変動制御は、周速一定制御状態および周速一定解除状態のどちらでも有効とすることができる。
図３のＮＣプログラム１３に従ってさらに説明を行う。
図３（ａ）に示すように、「Ｔ０３００」を読み取ると、ステップ１０２，１０３の処理によって、工具番号３の工具が工具毎指定されていないことが判断されるので、ステップ１１７の読取りブロックの実行で、工具番号３の工具を加工位置に割出す（図３中の手順２００）。
「Ｍ２８５  Ａ１１０．０」を読み取ると（図３中の２０１）、ステップ１０６，１０７の処理によって主軸変動制御を±１６．５％の変動率として有効状態とする。
「Ｓ１０００  Ｍ０３」を読み取ると、ステップ１１０，１１２，１１３，１１４の処理により、主軸を８３５〜１１６５ｍｉｎ−１（１０００ｍｉｎ−１±１６．５％）の幅で変動回転させる（図３中の２０２）。
【００３６】
「Ｇ０１…」を読み取ると、切削送りによる移動指令であるのでステップ１１７の処理で切削送りにより移動し、主軸変動制御による加工が行われる（図３中の２０３）。
「Ｍ２８６」を読み取ると、主軸変動制御を無効状態とする（図３中の２０４）。「Ｔ０４００」を読み取ると、工具毎指定された工具であることがステップ１０２，１０３の処理によって判断されるので、主軸変動制御を±１５％の変動率として有効状態とする（図３中の２１０）。
「Ｓ１５００…」を読み取ると、１３５０〜１６５０ｍｉｎ−１（１５００ｍｉｎ−１±１０％）の幅で変動回転させる（図３中の２１１）。
【００３７】
「Ｇ０１…」を読み取ると切削送り速度で軸移動させて、主軸変動制御による加工が行われる（図３中の２１２）。「Ｔ０５００」を読み取ると、工具毎指定された工具でないことが判断される（図３中の２２０）。
「Ｇ０１…」を読み取ると、主軸変動制御モードになっていないため、主軸回転速度指令で指令された回転速度で一定回転している状態で軸移動し、旋削加工が行われる（図３中の２２１）。
「Ｔ０６００」を読み取った場合も、「Ｔ０３００」を読み取った場合の２００から２０４までの手順と同様にして、±１５％の変動率として制御される。
【００３８】
また、図３（ｂ）に示すように、「Ｔ０９００」を読み取ると、工具毎指定された工具であることが判断されるので、主軸変動制御有効状態とし（図３中の２４０）、「Ｇ０１…」で主軸変動制御による加工が行われる（図３中の２４１）。
「Ｍ２８６」を読み取ると、主軸変動制御無効指令であるとともにプログラム指令を優先することになっているため、主軸変動制御を無効状態とする（図３中の２４２）。「Ｇ０１…」で主軸変動制御を無効にした一定回転している状態で加工が行われる（図３中の２４３）。
【００３９】
主軸を一定の回転速度で回転して加工している時にびびり振動が発生した場合には、そのまま加工し続けることはできないので、オペレータはＮＣプログラムを一旦休止する。
ディスプレイ８の画面３４で主軸変動制御画面３８を選択すると、この選択により、ディスプレイ８は図２に示す主軸変動制御画面３８を表示する。そして、キーボード３０を操作して、びびり振動が発生した工具の番号のところにマーク５８を付与するとともに、所望の変動率になるような指令値Ｂの数値をキーボード３０から入力する。これにより、びびり振動が発生した工具に関して、主軸変動制御を有効にするための工具毎指定を入力することができる。
その後、ＮＣプログラムをプログラム休止したブロックから再開すると、図５に示す手順に従って、この工具での旋削加工の時には、主軸変動制御が実行されてびびり振動が抑制される。
【００４０】
このように、本発明によれば、びびり振動の発生が前もって分かっている工具の場合には、ＮＣプログラムに主軸変動制御有効指令を挿入して、主軸の回転速度の変動制御を行うことができる。
また、びびり振動の発生を予測していなかったが実際に加工してみるとびびり振動が発生した工具の場合には、オペレータが工具毎指定を簡単な操作で短時間のうちに行うことができる。
したがって、従来必要としていた各種設定器などを設けなくとも、実際の加工状況に応じて臨機応変にびびり振動を抑制することができ、使い勝手も良好である。
また、工具毎指定の操作が簡単であるので、熟練したオペレータでなくても操作することができる。すなわち、オペレータがＮＣプログラムの各指令を読めなくても操作することができる。
さらに、この加工の結果をフィードバックして、熟練したオペレータがＮＣプログラムに主軸変動制御有効指令および無効指令を挿入すれば、工作物とＮＣプログラムとの対応がとれる。
【００４１】
図２に示す主軸変動制御画面３８を表示すれば、オペレータは、マーク５８の有無，指令値Ｂの数値により、プログラム指令および工具毎指定に関する内容を容易に確認することができる。
なお、総合画面中にも工具番号Ｔ，指令回転数Ｓ１ ，実回転数Ｓ２ が表示されているので、総合画面の表示中も、オペレータは、主軸変動制御が現在実行されているか否かを容易に確認することができる。
【００４２】
この実施形態では、ＮＣ装置１側で、一周期波形分割数ｎ，変動時間ｄｔ，変動回転速度ｄｎを計算してＰＬＣ６０に出力し、ＰＬＣ６０側で変動する主軸回転速度指令値を作成して、主軸モータ制御部２０を制御している説明を行っているが、ＮＣ装置側で主軸変動制御に必要なデータの計算と、変動主軸回転速度指令の作成を行い、主軸モータ制御部を制御してもよい。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、実際に加工を始めてみるとびびり振動が発生した場合、主軸回転速度変動制御画面を表示している状態でオペレータが工具毎指令を入力するようにしたので、オペレータが工具毎指定を簡単な操作で短時間のうちに行うことができることになり、従来必要としていた各種設定器などを設けなくとも、実際の加工状況に応じて臨機応変にびびり振動を抑制することができる。また、工具毎指定の操作が簡単であるので、熟練したオペレータでなくても操作することができる。さらに、ＮＣプログラムに主軸変動制御有効指令が挿入されていない場合でも、所望の工具に主軸変動制御を行えるように工具毎指定を指令することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１から図５は本発明の一実施形態を示す図で、図１はＮＣ工作機械の制御装置（ＮＣ装置）のブロック図である。
【図２】  表示画面の説明図である。
【図３】  ＮＣ加工プログラムの一部を示す説明図である。
【図４】  入力手段を示す正面図である。
【図５】  主軸の回転速度を変動制御する手順を示すフローチャートである。
【図６】  時間と主軸回転速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１      ＮＣ装置（ＮＣ工作機械の制御装置）
２      主軸モータ（主軸用駆動体）
７      入力手段
８      ディスプレイ（表示手段）
３８    主軸回転速度変動制御画面
５０    主軸回転速度制御部
５１    第１の判断部
５２    第２の判断部
Ｔ      工具番号
Ｍ２８５    主軸変動制御有効指令（主軸変動制御用補助機能指令）
Ｍ２８６    主軸変動制御無効指令（主軸変動制御用補助機能指令）
【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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