JP2001170843A - 工作機械の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置データの記憶容量を増加させることな
く、工具による被加工物の加工精度を向上することが可
能な工作機械の駆動制御装置を提供すること。 【解決手段】 ＣＰＵ２２は、主軸回転用モータ１１の
累積回転数が位置データテーブルＴに設定された累積回
転数に到達する毎に、到達した累積回転数及び次に到達
する累積回転数における被加工物及び工具の移動位置を
位置データ記憶部２５から読み出し、到達した累積回転
数と次に到達する累積回転数との間の移動速度特性を位
置データテーブルＴにおける補助動作指令にしたがって
移動速度特性記憶部２７から読み出す。その後ＣＰＵ２
２は、到達した累積回転数を始点とすると共に次に到達
する累積回転数を終点として始点と終点との間を所定の
タイミングにて分割して、読み出された被加工物及び工
具の移動位置及び移動速度特性に基づいて分割された夫
々のタイミングにおける、被加工物及び工具の移動位置
を確定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を所定の
軸を中心として回転させると共に、被加工物及び被加工
物を加工する工具のうちの少なくともいずれか一方を移
動させて、被加工物を所望の形状に加工するための工作
機械の駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の工作機械の駆動制御装置とし
て、たとえば特開平３−２９６１０９号公報に開示され
たようなものが知られている。この特開平３−２９６１
０９号公報に開示された工作機械の駆動制御装置は、従
来、機械要素であるカムによる制御であった工作機械の
駆動制御を電子化したものであって、回転物に取付けら
れたパルスエンコーダと、パルスエンコーダが出力する
パルス信号を読み込んで時々刻々の回転位置データを記
憶する回転位置記憶手段と、回転物の単位回転位置毎に
対応して夫々設定された移動軸の指令位置データを記憶
する指令位置記憶手段とを備え、上述した回転位置デー
タと指令位置データとから時々刻々の移動軸の移動指令
データを生成すると共に、この移動指令データと上述し
た回転位置データとから回転物の回転速度に同期する移
動軸の指令速度データを生成して、生成した移動指令デ
ータ及び指令速度データに基づいて工具の位置を制御す
るようにしている。

【０００３】また、同様な工作機械の駆動制御装置とし
て、たとえば特許第２７６２８１０号公報に開示された
ようなものも知られている。この特許第２７６２８１０
号公報に開示された工作機械の駆動制御装置は、ある時
刻におけるカム軸のカム位相を演算するカム位相演算手
段と、カム位相に調整位相を加算し調整後カム位相を求
める調整位相加算手段と、カム曲線を記憶するカム曲線
メモリーと、カム曲線メモリーを参照して調整後カム位
相に対応する軸位置を演算する位置参照手段と、軸位置
に移動比率を乗算して比率後位置を求める移動比率乗算
手段と、比率後位置に調整移動量を加算して最終指令位
置を求める調整移動量加算手段とを備え、調整移動量加
算手段にて求められた最終指令位置に基づいて工具の位
置を制御するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−２９６１０９号公報に開示されたような駆動制御装
置では、指令位置記憶手段としてＲＡＭ等のメモリー
に、回転物の単位回転位置毎に対応して夫々設定された
移動軸の指令位置データを記憶する、すなわち所望の加
工形状に関わる多数の位置データを全て記憶する必要が
あり、メモリーの記憶容量が大きくなってしまう。ま
た、工具による被加工物の加工精度を高めるためには、
上述した単位回転位置を細かく設定して位置データの数
を更に増やす必要があり、記憶容量が大幅に増加するこ
とにもなる。

【０００５】一方、特許第２７６２８１０号公報に開示
されたような駆動制御装置は、機械要素してのカムの形
状をあらわすカム位置（半径）を、カム位相とカム位置
とのテーブルとしてメモリー（カム曲線メモリー）に記
憶させたものにすぎず、たとえばカムと工具（バイト）
との間のリンク機構、工具（バイト）の長さ調節機構等
を考慮するための演算を実行して、メモリー（カム曲線
メモリー）に記憶されたカム位置（半径）から工具の移
動位置を求める必要がある。また、上述したテーブルに
おいては、カム位相が所定の不等間隔で設定されている
ものの、ｍ−１番目のカム位相とｍ番目のカム位相との
間は、ｍ−１番目のカム位相に対応するカム位置とｍ番
目のカム位相に対応するカム位置を比例配分してカム位
置を求めるようにしているので、ｍ−１番目のカム位相
とｍ番目のカム位相との間では工具の移動速度を変化さ
せることができず、工具による被加工物の加工精度を高
めることに限界がある。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、位置データの記憶容量を増加させることなく、工具
による被加工物の加工精度を向上することが可能な工作
機械の駆動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】本発明に係る工作機械の
駆動制御装置は、被加工物を所定の軸を中心として回転
させると共に、被加工物及び被加工物を加工する工具の
うちの少なくともいずれか一方を移動させて、被加工物
を所望の形状に加工するための工作機械の駆動制御装置
であって、所定の軸における所定回転角度毎に、基準タ
イミング信号を発生させる基準タイミング信号発生手段
と、基準タイミング信号の発生回数をカウントする基準
タイミング信号カウント手段と、複数の異なる発生回数
のカウント値毎に対応して夫々設定され、被加工物及び
工具のうちの少なくともいずれか一方の移動位置をあら
わす位置データを記憶する位置データ記憶手段と、位置
データのうちの２点間における被加工物及び工具のうち
の少なくともいずれか一方の移動速度特性が記憶された
移動速度特性記憶手段と、基準タイミング信号カウント
手段にてカウントされる基準タイミング信号の発生回数
がカウント値に到達する毎に、到達したカウント値と次
に到達するカウント値とに対応する位置データを位置デ
ータ記憶手段から読み出すと共に、到達したカウント値
と次に到達するカウント値との間に対応する移動速度特
性を移動速度特性記憶手段から読み出し、到達したカウ
ント値と次に到達するカウント値との間を所定のタイミ
ングにて分割して、読み出された位置データ及び移動速
度特性に基づいて分割された夫々のタイミングにおけ
る、被加工物及び工具のうちの少なくともいずれか一方
の移動位置を確定する移動位置確定手段と、を備え、移
動位置確定手段にて確定した移動位置に基づいて、被加
工物及び工具のうちの少なくともいずれか一方を移動さ
せることを特徴としている。

【０００８】本発明に係る工作機械の駆動制御装置で
は、上述したように、基準タイミング信号発生手段、基
準タイミング信号カウント手段、位置データ記憶手段、
移動速度特性記憶手段及び移動位置確定手段を備えてお
り、特に、移動位置確定手段が、基準タイミング信号カ
ウント手段にてカウントされる基準タイミング信号の発
生回数がカウント値に到達する毎に、到達したカウント
値と次に到達するカウント値とに対応する位置データを
位置データ記憶手段から読み出すと共に、到達したカウ
ント値と次に到達するカウント値との間に対応する移動
速度特性を移動速度特性記憶手段から読み出し、到達し
たカウント値と次に到達するカウント値との間を所定の
タイミングにて分割して、読み出された位置データ及び
移動速度特性に基づいて分割された夫々のタイミングに
おける、被加工物及び工具のうちの少なくともいずれか
一方の移動位置を確定するので、到達したカウント値を
始点として、また、次に到達するカウント値を終点し
て、この始点と終点との間に対応する加工形状を直線区
間として近似することになる。したがって、位置データ
記憶手段には上述した始点（到達したカウント値）と終
点（次に到達するカウント値）に対応する位置データを
記憶させておけばよいので、上述した従来の技術のよう
に、加工形状に関わる多数の位置データを全て記憶する
必要はなく、位置データ記憶手段における位置データの
記憶容量を大幅に削減することができる。また、位置デ
ータ記憶手段には、被加工物及び工具のうちの少なくと
もいずれか一方の移動位置をあらわす位置データが記憶
されているので、上述した従来の技術のように、リンク
機構、長さ調節機構等を考慮するための演算が必要な
く、分割された夫々のタイミングにおける、被加工物及
び工具のうちの少なくともいずれか一方の移動位置を速
やかに確定することができる。更に、始点と終点との間
に対応する加工形状を直線区間として近似して、この直
線区間内における被加工物及び工具のうちの少なくとも
いずれか一方の移動速度が移動速度特性記憶手段に記憶
された移動速度特性にしたがって制御されるので、被加
工物における始点（到達したカウント値）と終点（次に
到達するカウント値）との間に対応する部分を加工する
ときに、被加工物及び工具のうちの少なくともいずれか
一方の移動速度を移動速度特性に基づいて適切に変化さ
せることが可能となり、工具による被加工物の加工精度
を向上することができる。

【０００９】また、工作機械は、被加工物及び工具のう
ちの少なくともいずれか一方を移動させる駆動モータ部
を備えており、移動位置確定手段は、確定した移動位置
を指令データとして、所定の軸の回転に対応して順次駆
動モータ部に出力することが好ましい。このように、移
動位置確定手段が、確定した移動位置を指令データとし
て、所定の軸の回転に対応して順次駆動モータ部に出力
することにより、たとえば、所定の軸の回転に変動が生
じた場合においても、この回転変動を加味した状態で確
定した移動位置が指令データとして駆動モータ部に出力
されることになる。このため、工具による被加工物の加
工精度をより一層向上することができる。

【００１０】また、工作機械は、被加工物及び工具のう
ちの少なくともいずれか一方を移動させる駆動モータ部
を備えており、移動位置確定手段は、確定した移動位置
を指令データとして、分割されたタイミングにて順次駆
動モータ部に出力することが好ましい。このように、移
動位置確定手段が、確定した移動位置を指令データとし
て、分割されたタイミングにて順次駆動モータ部に出力
することにより、確定した移動位置を指令データとして
駆動モータ部に出力し得る構成を極めて簡易なもので実
現可能となる。

【００１１】また、カウント値は、カウント値に対応し
て設定された位置データが、所望の形状における変曲
点、角部又は曲率変更点等の加工形状が変更される位置
における移動位置をあらわすように規定されていること
が好ましい。このように、カウント値が、カウント値に
対応して設定された位置データが、所望の形状における
変曲点、角部又は曲率変更点等の加工形状が変更される
位置における移動位置をあらわすように規定されること
により、被加工物の加工形状における直線部分を分割す
ることが抑制されて、所望の形状における変曲点、角部
又は曲率変更点等の加工形状が変更される位置を始点あ
るいは終点として設定されることになり、位置データ記
憶手段における位置データの記憶容量をより一層大幅に
削減することができる。

【００１２】また、カウント値は、所望の形状における
曲線部分を分割した分割位置における移動位置をあらわ
すように規定されていることが好ましい。このように、
カウント値が、所望の形状における曲線部分を分割した
分割位置における移動位置をあらわすように規定される
ことにより、被加工物の加工形状に曲線部分が存在する
場合においても、始点と終点との間に対応する加工形状
を直線区間として近似することが可能となり、曲線部分
おいても加工精度を犠牲にすることなく良好に被加工物
を加工することができる。

【００１３】また、移動速度特性は、移動速度特性の終
端近傍において、被加工物及び工具のうちの少なくとも
いずれか一方の移動速度が減速されるように、設定され
ていることが好ましい。このように、移動速度特性が、
移動速度特性の終端近傍において、被加工物及び工具の
うちの少なくともいずれか一方の移動速度が減速される
ように設定されることにより、加工形状における終点に
対応する位置近傍において移動速度が減速されることに
なり、加工を継続しながら精度良い加工を行うことが可
能となる。この結果、加工時間の増加を抑制することが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による工作機械の駆動制御装置の好適な実施形態につい
て詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施形態に係る工作機械
の駆動制御装置を示すブロック図である。図１におい
て、工作機械１は、主軸回転用モータ１１、工具移動用
モータ１４、被加工物移動用モータ１７及び各モータ１
１，１４，１７の駆動を制御するための制御ユニット部
２１を有している。主軸回転用モータ１１は、被加工物
が保持可能に構成された主軸（図示せず）を回転駆動さ
せるためのもので、主軸回転用モータ駆動部１２を介し
て制御ユニット部２１に接続されている。また、主軸回
転用モータ１１には、主軸回転用モータ１１の回転を検
出するパルスエンコーダ１３が設けられている。このパ
ルスエンコーダ１３の出力は制御ユニット部２１及び主
軸回転用モータ駆動部１２に接続されており、パルスエ
ンコーダ１３の回転検出信号が制御ユニット部２１及び
主軸回転用モータ駆動部１２に入力される。パルスエン
コーダ１３は、主軸回転用モータ１１（主軸）の所定回
転角度毎に、基準タイミング信号としての回転検出信号
を発生して、制御ユニット部２１及び主軸回転用モータ
駆動部１２に出力する。ここで、パルスエンコーダ１３
は、各請求項における基準タイミング信号発生手段を構
成している。また、主軸回転用モータ１１（主軸）の回
転中心軸が、各請求項における所定の軸を構成してい
る。主軸回転用モータ駆動部１２は、後述する制御ユニ
ット部２１から出力される主軸回転速度指令信号に基づ
いて主軸回転用モータ１１への供給電力を制御すると共
に、入力されるパルスエンコーダ１３の回転検出信号が
入力されることにより、主軸回転用モータ１１への供給
電力をフィードバック制御するように構成されている。

【００１６】工具移動用モータ１４は、被加工物を加工
するための工具を、たとえば主軸回転用モータ１１（主
軸）の回転中心軸に対して直交する方向（Ｘ軸方向）に
移動させるためのもので、工具移動用モータ駆動部１５
を介して制御ユニット部２１に接続されている。また、
工具移動用モータ１４には、工具移動用モータ１４の回
転を検出するパルスエンコーダ１６が設けられている。
このパルスエンコーダ１６の出力は制御ユニット部２１
及び工具移動用モータ駆動部１５に接続されており、パ
ルスエンコーダ１６の回転検出信号が制御ユニット部２
１及び工具移動用モータ駆動部１５に入力される。パル
スエンコーダ１６は、工具移動用モータ１４の所定回転
角度毎に回転検出信号を発生して、制御ユニット部２１
及び工具移動用モータ駆動部１５に出力する。工具移動
用モータ駆動部１５は、後述する制御ユニット部２１か
ら出力される工具位置指令信号に基づいて工具移動用モ
ータ１４への供給電力を制御すると共に、入力されるパ
ルスエンコーダ１６の回転検出信号が入力されることに
より、工具移動用モータ１４への供給電力をフィードバ
ック制御するように構成されている。ここで、工具移動
用モータ１４及び工具移動用モータ駆動部１５は、各請
求項における駆動モータ部を構成している。

【００１７】被加工物移動用モータ１７は、被加工物
を、たとえば主軸回転用モータ１１（主軸）の回転中心
軸に対して平行な方向（Ｚ軸方向）に移動させるための
もので、被加工物移動用モータ駆動部１８を介して制御
ユニット部２１に接続されている。また、被加工物移動
用モータ１７には、被加工物移動用モータ１７の回転を
検出するパルスエンコーダ１９が設けられている。この
パルスエンコーダ１９の出力は制御ユニット部２１及び
被加工物移動用モータ駆動部１８に接続されており、パ
ルスエンコーダ１９の回転検出信号が制御ユニット部２
１及び被加工物移動用モータ駆動部１８に入力される。
パルスエンコーダ１９は、被加工物移動用モータ１７の
所定回転角度毎に回転検出信号を発生して、制御ユニッ
ト部２１及び被加工物移動用モータ駆動部１８に出力す
る。被加工物移動用モータ駆動部１８は、後述する制御
ユニット部２１から出力される被加工物位置指令信号に
基づいて被加工物移動用モータ１７への供給電力を制御
すると共に、入力されるパルスエンコーダ１９の回転検
出信号が入力されることにより、被加工物移動用モータ
１７への供給電力をフィードバック制御するように構成
されている。ここで、被加工物移動用モータ１７及び被
加工物移動用モータ駆動部１８は、各請求項における駆
動モータ部を構成している。

【００１８】図２は、工作機械１における、被加工物２
の加工（切削加工）動作の一例を説明するための図であ
り、軸状の被加工物２は、図２に示されるように、主軸
回転用モータ１１により主軸回転用モータ１１（主軸）
の回転中心軸ｌ回り（図２中矢印Ａ方向）に回転すると
共に、被加工物移動用モータ１７により主軸回転用モー
タ１１の回転中心軸ｌと平行な方向（図２中矢印Ｃ方
向）に移動することになる。また、工具３は、工具移動
用モータ１４により主軸回転用モータ１１の回転中心軸
ｌと直交する方向（図２中矢印Ｂ方向）に移動すること
になり、被加工物２を所望の形状に加工する。図２に示
された被加工物２の加工動作は、いわゆるスイス型工作
機械によるものである。なお、図２においては、矢印Ｂ
方向が上述したＸ軸方向となり、矢印Ｃ方向が上述した
Ｚ軸方向となる。

【００１９】制御ユニット部２１は、図１に示されるよ
うに、ＣＰＵ２２、カウント部２３、分割カウンタ／タ
イマー部２４、位置データ記憶手段としての位置データ
記憶部２５、ＲＯＭ２６、インターフェース部２８、Ｒ
ＡＭ２９等を有している。ＣＰＵ２２は、制御ユニット
部２１全体の信号処理等をつかさどる演算部であり、各
請求項における移動位置確定手段を構成するものであ
る。カウント部２３は、インターフェース部２８に接続
されており、パルスエンコーダ１３から出力された回転
検出信号がインターフェース部２８を介して入力され、
この入力された回転検出信号の発生回数をカウントする
ように構成されている。また、カウント部２３は、ＣＰ
Ｕ２２にも接続されており、パルスエンコーダ１３から
出力された回転検出信号の発生回数をカウントした結果
をＣＰＵ２２に出力するようにも構成されている。ここ
で、カウント部２３は各請求項における基準タイミング
信号カウント手段を構成している。分割カウンタ／タイ
マー部２４は、所定の周期、たとえば４ミリ秒周期のタ
イミング信号を生成して出力するように構成されてお
り、分割カウンタ／タイマー部２４にて生成された４ミ
リ秒周期のタイミング信号はＣＰＵ２２に出力される。
なお、タイミング信号の周期は上述した４ミリ秒に限ら
れることなく、ＣＰＵ２２の処理能力、パルスエンコー
ダ１３の分解能、各モータ１１，１４，１７の性能等を
考慮して適宜設定可能である。

【００２０】位置データ記憶部２５は、カウント部２３
にてカウントされた回転検出信号の発生回数のカウント
値のうち、複数の異なるカウント値毎に対応して、被加
工物２の移動位置をあらわす被加工物位置データと、工
具３の移動位置をあらわす工具位置データと、を記憶す
るもので、ＲＡＭ等のメモリーにより構成されている。
位置データ記憶部２５においては、上述した被加工物位
置データ及び工具位置データ等が、図３に示されるよう
な位置データテーブルＴの形で記憶されている。なお、
図３に示される位置データテーブルＴにおいては、回転
検出信号の発生回数のカウント値そのものを用いる代わ
りに、このカウント値から求められる主軸回転用モータ
１１（主軸）の累積回転数（θ）を用いるようにしてい
る。もちろん、カウント値そのものを用いるようにして
もよい。

【００２１】位置データテーブルＴでは、図３に示され
るように、主軸回転用モータ１１の累積回転数（θ）が
所定の値のときの被加工物位置データとして被加工物２
の移動位置（Ｚｐ）が、また、主軸回転用モータ１１の
累積回転数（θ）が所定の値のときの工具位置データと
して工具３の移動位置（Ｘｐ）が、それぞれ異なる複数
の累積回転数（θ）毎に対応して設定されており、たと
えば累積回転数（θ）が「２００」ときの被加工物２の
移動位置（Ｚｐ）が「１」及び工具３の移動位置（Ｘ
ｐ）が「２」というように設定されている。また、位置
データテーブルＴには、補助動作指定として主軸回転用
モータ１１の累積回転数（θ）が所定の値から次の所定
の値となるまでの工具３の移動速度特性が設定されてお
り、たとえば累積回転数（θ）が「２００」から「３５
０」までの間の被加工物２及び工具３の移動速度が後述
する「サイン曲線」特性にしたがって変化するように移
動速度特性が設定されている。なお、補助動作指定とし
て、上述した被加工物２及び工具３の移動速度特性の他
に、主軸回転用モータ１１（主軸）の回転速度特性等を
設定するようにしてもよく、また、被加工物２の移動速
度特性と工具３の移動速度特性とを夫々別個に設定する
ようにしてもよい。位置データ記憶部２５は、ＣＰＵ２
２に接続されており、記憶されている被加工物２の移動
位置（Ｚｐ）が被加工物位置データとして、また、工具
３の移動位置（Ｘｐ）が工具位置データとして、ＣＰＵ
２２に読み出されることになる。

【００２２】図３に示された位置データテーブルＴは、
たとえば図８に示されるような、被加工物２のＺ軸方向
での移動位置の軌跡及び工具３のＸ軸方向での移動位置
の軌跡を実現するように設定されている。図８（ａ）
は、主軸回転用モータ１１（主軸）の累積回転数（θ）
に対する被加工物２のＺ軸方向での移動位置の軌跡を示
している。累積回転数（θ）が「２００」から「３５
０」に達する間において、被加工物２は、数値「１」か
ら数値「３」に移動する。また、累積回転数（θ）が
「３５０」から「６００」に達する間において、被加工
物２は、数値「３」から数値「７」に移動する。図８
（ｂ）は、主軸回転用モータ１１（主軸）の累積回転数
（θ）に対する工具３のＸ軸方向での移動位置の軌跡を
示している。累積回転数（θ）が「２００」から「３５
０」に達する間においては、工具３は、数値「２」のま
ま移動しない。また、累積回転数（θ）が「３５０」か
ら「６００」に達する間において、被加工物２は、数値
「２」から数値「４」に移動する。上述したような移動
位置の軌跡にしたがって被加工物２及び工具３が移動す
ることにより、被加工物２は図８（ｃ）に示されるよう
な形状に加工（切削）されることになる。累積回転数
（θ）が「２００」から「３５０」に達する間におい
て、図８（ｃ）におけるＥ１地点からＥ２地点までが加
工されることになり、累積回転数（θ）が「３５０」か
ら「６００」に達する間において、Ｅ２地点からＥ３地
点のまでが加工されることになる。なお、本実施形態に
おいては、主軸回転用モータ１１（主軸）の回転速度
は、累積回転数（θ）が「２００」から「３５０」に達
する間（Ｅ１地点からＥ２地点までの加工区間）、及
び、累積回転数（θ）が「３５０」から「６００」に達
する間（Ｅ２地点からＥ３地点までの加工区間）におい
て、それぞれ定められた一定の値に保持されている。ま
た、主軸回転用モータ１１（主軸）の回転速度は、被加
工物２の材質等に応じて適宜設定可能である。

【００２３】図３に示された位置データテーブルＴにお
いて、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移動
位置（Ｘｐ）が設定されている主軸回転用モータ１１
（主軸）の累積回転数（θ）は、図８（ｃ）に示される
ように、加工される形状における変曲点、角部又は曲率
変更点等の加工形状が変更される位置（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ
３等）に対応する累積回転数（θ）とされており、被加
工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移動位置（Ｘ
ｐ）は、上述したような加工形状が変更される位置（Ｅ
１，Ｅ２，Ｅ３等）における移動位置をあらわすように
規定されている。これにより、被加工物２の加工形状に
おける直線部分を分割することが抑制されて、所望の形
状における変曲点、角部又は曲率変更点等の加工形状が
変更される位置を始点あるいは終点として設定されるこ
とになり、位置データ記憶部２５における被加工物位置
データ及び工具位置データの記憶容量をより一層大幅に
削減することができる。

【００２４】ＲＯＭ２６は、各種処理プログラムを記憶
する記憶部であって、その一部が、被加工物２及び工具
３の移動速度特性が記憶された移動速度特性記憶部２７
を構成している。移動速度特性記憶部２７には、図４〜
図６に示されるような特性の移動速度特性がデータテー
ブルあるいは関数式等の形で、複数記憶されている。移
動速度特性記憶部２７（ＲＯＭ２６）は、ＣＰＵ２２に
接続されており、記憶されている移動速度特性がＣＰＵ
２２に読み出されることになる。ここで、移動速度特性
記憶部２７は、各請求項における移動速度特性記憶手段
を構成している。

【００２５】まず、図４に基づいて、移動速度特性の一
つである「サイン曲線」特性を説明する。「サイン曲
線」特性は、図４（ａ）にあらわされるような加工時間
と移動速度との関係を有する。加工時間がｔ₀からｔ₁ま
での区間は、加速区間として被加工物２あるいは工具３
の移動速度がＶ₀からＶ₁まで増加するように設定され
る。加工時間がｔ₁からｔ₂までの区間は、定速区間とし
て被加工物２あるいは工具３の移動速度がＶ₁にて一定
となるように設定される。加工時間がｔ₂からｔ₃までの
区間は、減速区間として被加工物２あるいは工具３の移
動速度がＶ₁からＶ₀まで減少するように設定される。ｔ
₀からｔ₁までの加速区間の時間幅、及び、ｔ ₂からｔ₃ま
での減速区間の時間幅は、ｔ₀からｔ₃までの区間の時間
幅の１／８となるように設定される。図４（ａ）に示さ
れた「サイン曲線」特性にしたがって被加工物２あるい
は工具３の移動速度が制御された場合には、図４（ｂ）
に示されるように、被加工物２あるいは工具３の移動位
置が変位することになる。図４（ｂ）は、加工時間と移
動位置変位との関係をあらわす線図である。上述した
「サイン曲線」特性は、所定の加工区間を迅速に加工す
る場合の移動速度特性として適している。すなわち、移
動速度特性の終端近傍であるｔ₂からｔ₃まで区間を減速
区間として、被加工物２あるいは工具３の移動速度が減
速されるように設定されることにより、所定の加工区間
における終点に対応する移動位置近傍において移動速度
が減速されることになり、加工を継続しながら精度良い
加工を行うことが可能となり、加工時間の増加を抑制す
ることができる。

【００２６】次に、図５に基づいて、移動速度特性の一
つである「等速度曲線」特性を説明する。「等速度曲
線」特性は、図５（ａ）にあらわされるような加工時間
と移動速度との関係を有する。加工時間がｔ₀からｔ₄ま
での区間は、定速区間として被加工物２あるいは工具３
の移動速度がＶ₂にて一定となるように設定される。図
５（ａ）に示された「等速度曲線」特性にしたがって被
加工物２あるいは工具３の移動速度が制御された場合に
は、図５（ｂ）に示されるように、被加工物２あるいは
工具３の移動位置が変位することになる。図５（ｂ）
は、図４（ｂ）と同様に、加工時間と移動位置変位との
関係をあらわす線図である。

【００２７】最後に、図６に基づいて、移動速度特性の
一つである「等加速度曲線」特性を説明する。「等加速
度曲線」特性は、図６（ａ）にあらわされるような加工
時間と移動速度との関係を有する。加工時間がｔ₀から
ｔ₅までの区間は、加速区間として被加工物２あるいは
工具３の移動速度がＶ₀からＶ₃まで増加するように設定
される。図６（ａ）に示された「等加速度曲線」特性に
したがって被加工物２あるいは工具３の移動速度が制御
された場合には、図６（ｂ）に示されるように、被加工
物２あるいは工具３の移動位置が変位することになる。
図６（ｂ）は、図４（ｂ）又は図５（ｂ）と同様に、加
工時間と移動位置変位との関係をあらわす線図である。
たとえば等速で回転している被加工物２の加工（切削）
部分の外径が徐々に大きくなる場合には、被加工物２の
周速度も大きくなり、工具３の移動速度が一定である
と、被加工物２と工具３との相対移動速度が大きくな
り、工具３による加工（切削）速度が変化することにな
る。このように、被加工物２の加工（切削）位置におけ
る外径が変化する場合、この外径の変化に合わせた「等
加速度曲線」特性にしたがって工具３の移動速度を制御
することにより、すなわち被加工物２の中心に行くにし
たがって加工（切削）速度が低下することに対して、工
具３の移動速度を遅くすることにより、加工を良好に保
つことが可能となる。

【００２８】なお、上述した、加工時間のｔ₁、ｔ₂、ｔ
₃、ｔ₄、ｔ₅及び移動速度のＶ₁、Ｖ ₂、Ｖ₃は、被加工物
２の材質、加工形状、工具３の種類、加工の種類等に応
じて適宜設定されることになる。

【００２９】インターフェース部２８は、後述するよう
にＣＰＵ２２にて確定された被加工物２の移動位置をあ
らわすことになる被加工物位置指令信号を被加工物移動
用モータ駆動部１８に出力する、同じくＣＰＵ２２にて
確定された工具３の移動位置をあらわすことになる工具
位置指令信号を工具移動用モータ駆動部１５に出力す
る、ＣＰＵ２２にて演算されて確定される主軸の回転速
度をあらわすことになる主軸回転速度指令信号を主軸回
転用モータ駆動部１２に出力する、及び、各パルスエン
コーダ１３，１６，１９から出力された回転検出信号を
ＣＰＵ２２、カウント部２３に入力するための信号入出
力部である。ＲＡＭ２９は、ＣＰＵ２２における各種演
算の結果を読み出し可能に一時的に記憶するように構成
されている。

【００３０】次に、図７に基づいて、ＣＰＵ２２（制御
ユニット部２１）における工具位置指令信号及び被加工
物位置指令信号の出力処理動作を説明する。なお、主軸
回転速度指令信号の出力処理動作等の他の処理動作は、
公知である従前の工作機械のものと同様であり、その説
明を省略する。

【００３１】ＣＰＵ２２は、まず、Ｓ１０１にて、カウ
ント部２３における、パルスエンコーダ１３から出力さ
れた回転検出信号の発生回数の計数したカウント値を読
み込む。続く、Ｓ１０３にて、ＣＰＵ２２は、読み込ん
だカウント値から主軸回転用モータ１１（主軸）の累積
回転数（θ）を算出して、Ｓ１０５に進む。Ｓ１０５で
は、算出した累積回転数（θ）が位置データテーブルＴ
にて設定された累積回転数（θ）に到達したか否かを判
断する。算出した累積回転数（θ）が位置データテーブ
ルＴにて設定された累積回転数（θ）に到達した場合に
は（Ｓ１０５で「Ｙｅｓ」）、Ｓ１０７に進む。算出し
た累積回転数（θ）が位置データテーブルＴにて設定さ
れた累積回転数（θ）に到達していない場合には（Ｓ１
０５で「Ｎｏ」）、Ｓ１０１にリターンする。

【００３２】Ｓ１０７に進むと、ＣＰＵ２２は、位置デ
ータテーブルＴから、到達した累積回転数（θ）におけ
る被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移動位置
（Ｘｐ）と、次に到達する累積回転数（θ）における被
加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移動位置（Ｘ
ｐ）を読み込む。続く、Ｓ１０９では、ＣＰＵ２２は、
位置データテーブルＴの補助動作指令にて設定されてい
る到達した累積回転数（θ）から次に到達する累積回転
数（θ）までの移動速度特性を読み込み、対応する移動
速度特性を移動速度特性記憶部２７（ＲＯＭ２６）から
読み出す。したがって、たとえば図３に示された位置デ
ータテーブルＴにおいて、累積回転数（θ）が「２０
０」に到達したときには、累積回転数（θ）が「２０
０」であるときの被加工物２の移動位置（Ｚｐ）として
「１」及び工具３の移動位置（Ｘｐ）として「２」が読
み出され、また、次に到達する累積回転数（θ）とし
て、累積回転数（θ）が「３５０」であるときの被加工
物２の移動位置（Ｚｐ）として「３」及び工具３の移動
位置（Ｘｐ）として「２」が読み出されることになる。
更に、累積回転数（θ）が「２００」から「３５０」ま
での間の被加工物２及び工具３の移動速度特性として
「サイン曲線」特性も読み出されることになる。

【００３３】Ｓ１０７及びＳ１０９にて、被加工物２の
移動位置（Ｚｐ）、工具３の移動位置（Ｘｐ）及び移動
速度特性が読み込まれると、Ｓ１１１に進み、ＣＰＵ２
２は、所定の分割タイミング毎における被加工物２及び
工具３の移動位置を確定する。被加工物２の移動位置
は、以下のようにして確定される。到達した累積回転数
（θ）における被加工物２の移動位置（Ｚｐ）を始点と
し、次に到達する累積回転数（θ）における被加工物２
の移動位置（Ｚｐ）を終点として、始点から終点までの
間の被加工物２の移動位置を位置データテーブルＴに設
定された移動速度特性にしたがって変位するように、分
割カウンタ／タイマー部２４にて生成されて出力された
４ミリ秒周期のタイミング信号に基づいて、４ミリ秒周
期の分割タイミング毎における被加工物２の移動位置が
夫々確定され、ＲＡＭ２９に一時的に記憶される。たと
えば、図３に示された位置データテーブルＴにおいて、
累積回転数（θ）が「３５０」であるときの被加工物２
の移動位置（Ｚｐ）の「３」を始点とし、累積回転数
（θ）が「６００」であるときの被加工物２の移動位置
（Ｚｐ）の「７」を終点として、「３」から「７」まで
の間を図５に示された「等速度曲線」特性にしたがって
被加工物２が移動するように、４ミリ秒周期の分割タイ
ミング毎における被加工物２の移動位置が夫々確定され
ることになる。

【００３４】また、工具３の移動位置は、以下のように
して確定される。到達した累積回転数（θ）における工
具３の移動位置（Ｘｐ）を始点とし、次に到達する累積
回転数（θ）における工具３の移動位置（Ｘｐ）を終点
として、始点から終点までの間の工具３の移動位置を位
置データテーブルＴに設定された移動速度特性にしたが
って変位するように、分割カウンタ／タイマー部２４に
て生成されて出力された４ミリ秒周期のタイミング信号
に基づいて、４ミリ秒周期の分割タイミング毎における
工具３の移動位置が夫々確定される。たとえば、図３に
示された位置データテーブルＴにおいて、累積回転数
（θ）が「３５０」であるときの工具３の移動位置（Ｘ
ｐ）の「２」を始点とし、累積回転数（θ）が「６０
０」であるときの工具３の移動位置（Ｘｐ）の「４」を
終点として、「２」から「４」までの間を図５に示され
た「等速度曲線」特性にしたがって工具３が移動するよ
うに、４ミリ秒周期の分割タイミング毎における工具３
の移動位置が夫々確定されることになる。

【００３５】４ミリ秒周期の分割タイミング毎における
被加工物２及び工具３の移動位置が確定されてＲＡＭ２
９に記憶されると、Ｓ１１３に進み、ＣＰＵ２２は、確
定されてＲＡＭ２９に記憶された被加工物２の移動位置
をあらわすことになる被加工物位置指令信号を被加工物
移動用モータ駆動部１８に出力すると共に、確定されて
ＲＡＭ２９に記憶された工具３の移動位置をあらわすこ
とになる工具位置指令信号を工具移動用モータ駆動部１
５に出力する。被加工物位置指令信号及び工具位置指令
信号は、パルスエンコーダ１３から出力された回転検出
信号に対応して出力される。詳細には、パルスエンコー
ダ１３から出力された回転検出信号に基づいて、主軸回
転用モータ１１（主軸）の回転角度が、主軸回転用モー
タ１１（主軸）の回転速度が一定である場合における４
ミリ秒間の主軸回転用モータ１１（主軸）の回転角度に
到達したか否かが判断されて、主軸回転用モータ１１
（主軸）の回転角度が、４ミリ秒間の主軸回転用モータ
１１（主軸）の回転角度に到達したときに、被加工物位
置指令信号及び工具位置指令信号が出力される。

【００３６】その後、Ｓ１１５にて、Ｓ１１１において
確定された被加工物２及び工具３の移動位置のうちの最
終の移動位置に対応する被加工物位置指令信号及び工具
位置指令信号が出力されたか否かが判断される。最終の
移動位置に対応する被加工物位置指令信号及び工具位置
指令信号が出力されていない場合には（Ｓ１１５で「Ｎ
ｏ」）、Ｓ１１３にリターンされて、主軸回転用モータ
１１（主軸）の回転角度が、上述した４ミリ秒間の主軸
回転用モータ１１（主軸）の回転角度に到達する毎に、
被加工物位置指令信号及び工具位置指令信号が順次出力
されることになる。最終の移動位置に対応する被加工物
位置指令信号及び工具位置指令信号が出力された場合に
は（Ｓ１１５で「Ｙｅｓ」）、リターンし、Ｓ１０１に
戻る。

【００３７】このように、本実施形態によれば、工作機
械１は、パルスエンコーダ１３を備えると共に、制御ユ
ニット部２１に、カウント部２３、位置データ記憶部２
５、移動速度特性記憶部２７（ＲＯＭ２６）及び移動位
置確定手段としてのＣＰＵ２２を備えており、特に、Ｃ
ＰＵ２２が、カウント部２３にてカウントされるパルス
エンコーダ１３の回転検出信号に基づいて算出される主
軸回転用モータ１１（主軸）の累積回転数（θ）が位置
データ記憶部２５における位置データテーブルＴに設定
された累積回転数（θ）に到達する毎に、到達した累積
回転数（θ）と次に到達する累積回転数（θ）とに対応
する位置データとして、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）
及び工具３の移動位置（Ｘｐ）を位置データ記憶部２５
（位置データテーブルＴ）から読み出し、また、到達し
た累積回転数（θ）と次に到達する累積回転数（θ）と
の間の移動速度特性を位置データテーブルＴにおける補
助動作指令にしたがって移動速度特性記憶部２７から読
み出す。その後ＣＰＵ２２は、到達した累積回転数
（θ）を始点とすると共に次に到達する累積回転数
（θ）を終点として始点と終点との間を所定のタイミン
グにて分割して、読み出された被加工物２の移動位置
（Ｚｐ）及び工具３の移動位置（Ｘｐ）及び移動速度特
性に基づいて分割された夫々のタイミングにおける、被
加工物２及び工具３の移動位置を確定するので、始点
（到達した累積回転数（θ））と終点（次に到達する累
積回転数（θ））との間に対応する加工形状を直線区間
として近似することになる。

【００３８】したがって、位置データ記憶部２５（位置
データテーブルＴ）には上述した始点と終点に対応する
被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移動位置
（Ｘｐ）を記憶させておけばよいので、上述した従来の
技術のように、加工形状に関わる多数の位置データを全
て記憶する必要はなく、位置データ記憶手段における位
置データの記憶容量を大幅に削減することができる。ま
た、位置データ記憶記憶部（位置データテーブルＴ）に
は、被加工物２及び工具３の移動位置をあらわす位置デ
ータとしての被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３
の移動位置（Ｘｐ）が記憶されているので、上述した従
来の技術のように、リンク機構、長さ調節機構等を考慮
するための演算が必要なく、分割された夫々のタイミン
グにおける、被加工物２及び工具３の移動位置を速やか
に確定することができる。

【００３９】更に、始点と終点との間に対応する加工形
状を直線区間として近似して、この直線区間内における
被加工物２及び工具３の移動速度が移動速度特性記憶部
２７（ＲＯＭ２６）に記憶された移動速度特性にしたが
って制御されるので、被加工物２の始点と終点との間に
対応する部分を加工するときに、被加工物２及び工具３
の移動速度を移動速度特性に基づいて適切に変化させる
ことが可能となり、工具３による被加工物２の加工精度
を向上することができる。

【００４０】また、ＣＰＵ２２が、パルスエンコーダ１
３から出力された回転検出信号に基づいて、主軸回転用
モータ１１（主軸）の回転角度が、４ミリ秒間の主軸回
転用モータ１１（主軸）の回転角度に到達したと判断さ
れたときに、確定した被加工物２及び工具３の移動位置
を、指令データとしての被加工物位置指令信号及び工具
位置指令信号として、被加工物移動用モータ駆動部１８
及び工具移動用モータ駆動部１５に出力するので、被加
工物位置指令信号及び工具位置指令信号は、主軸回転用
モータ１１（主軸）の回転に対応して順次夫々のモータ
駆動部に出力されることになる。このため、たとえば、
主軸回転用モータ１１（主軸）の回転に変動が生じた場
合においても、この回転変動を加味した状態で確定した
被加工物２及び工具３の移動位置が被加工物位置指令信
号及び工具位置指令信号として被加工物移動用モータ駆
動部１８及び工具移動用モータ駆動部１５に出力される
ことになる。この結果、工具３による被加工物２の加工
精度をより一層向上することができる。

【００４１】次に、図９に基づいて、ＣＰＵ２２（制御
ユニット部２１）における工具位置指令信号及び被加工
物位置指令信号の出力処理動作の変形例を説明する。図
７に示された出力処理動作と図９に示された変形例とし
ては、工具位置指令信号及び被加工物位置指令信号の出
力の仕方に関して相違している。

【００４２】ＣＰＵ２２は、まず、Ｓ２０１にて、カウ
ント部２３における、パルスエンコーダ１３から出力さ
れた回転検出信号の発生回数の計数したカウント値を読
み込む。続く、Ｓ２０３にて、ＣＰＵ２２は、読み込ん
だカウント値から主軸回転用モータ１１（主軸）の累積
回転数（θ）を算出して、Ｓ２０５に進む。Ｓ２０５で
は、算出した累積回転数（θ）が位置データテーブルＴ
にて設定された累積回転数（θ）に到達したか否かを判
断する。算出した累積回転数（θ）が位置データテーブ
ルＴにて設定された累積回転数（θ）に到達した場合に
は（Ｓ２０５で「Ｙｅｓ」）、Ｓ２０７に進む。算出し
た累積回転数（θ）が位置データテーブルＴにて設定さ
れた累積回転数（θ）に到達していない場合には（Ｓ２
０５で「Ｎｏ」）、Ｓ２０１にリターンする。

【００４３】Ｓ２０７に進むと、ＣＰＵ２２は、位置デ
ータテーブルＴから、到達した累積回転数（θ）におけ
る被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移動位置
（Ｘｐ）と、次に到達する累積回転数（θ）における被
加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移動位置（Ｘ
ｐ）を読み込む。続く、Ｓ２０９では、ＣＰＵ２２は、
位置データテーブルＴの補助動作指令にて設定されてい
る到達した累積回転数（θ）から次に到達する累積回転
数（θ）までの移動速度特性を読み込み、対応する移動
速度特性を移動速度特性記憶部２７（ＲＯＭ２６）から
読み出す。

【００４４】Ｓ２０７及びＳ２０９にて、被加工物２の
移動位置（Ｚｐ）、工具３の移動位置（Ｘｐ）及び移動
速度特性が読み込まれると、Ｓ２１１に進み、ＣＰＵ２
２は、所定の分割タイミング毎における被加工物２及び
工具３の移動位置を確定する。被加工物２の移動位置
は、以下のようにして確定される。到達した累積回転数
（θ）における被加工物２の移動位置（Ｚｐ）を始点と
し、次に到達する累積回転数（θ）における被加工物２
の移動位置（Ｚｐ）を終点として、始点から終点までの
間の被加工物２の移動位置を位置データテーブルＴに設
定された移動速度特性にしたがって変位するように、分
割カウンタ／タイマー部２４にて生成されて出力された
４ミリ秒周期のタイミング信号に基づいて、４ミリ秒周
期の分割タイミング毎における被加工物２の移動位置が
夫々確定される。また、到達した累積回転数（θ）にお
ける工具３の移動位置（Ｚｐ）を始点とし、次に到達す
る累積回転数（θ）における工具３の移動位置（Ｚｐ）
を終点として、始点から終点までの間の工具３の移動位
置を位置データテーブルＴに設定された移動速度特性に
したがって変位するように、分割カウンタ／タイマー部
２４にて生成されて出力された４ミリ秒周期のタイミン
グ信号に基づいて、４ミリ秒周期の分割タイミング毎に
おける工具３の移動位置が夫々確定されて、ＲＡＭ２９
に記憶される。

【００４５】４ミリ秒周期の分割タイミング毎における
被加工物２及び工具３の移動位置が確定されてＲＡＭ２
９に記憶されると、Ｓ２１３に進み、ＣＰＵ２２は、確
定されてＲＡＭ２９に記憶された被加工物２の移動位置
をあらわすことになる被加工物位置指令信号を被加工物
移動用モータ駆動部１８に出力すると共に、確定されて
ＲＡＭ２９に記憶された工具３の移動位置をあらわすこ
とになる工具位置指令信号を工具移動用モータ駆動部１
５に出力する。

【００４６】続いてＳ２１５に進むと、分割カウンタ／
タイマー部２４におけるタイマーΔＴを０ミリ秒にリセ
ットして、Ｓ２１７に進む。Ｓ２１７では、Ｓ２１１に
おいて確定された被加工物２及び工具３の移動位置のう
ちの最終の移動位置に対応する被加工物位置指令信号及
び工具位置指令信号が出力されたか否かが判断される。
最終の移動位置に対応する被加工物位置指令信号及び工
具位置指令信号が出力された場合には（Ｓ２１７で「Ｙ
ｅｓ」）、リターンし、Ｓ２０１に戻る。最終の移動位
置に対応する被加工物位置指令信号及び工具位置指令信
号が出力されていない場合には（Ｓ２１７で「Ｎ
ｏ」）、Ｓ２１９に進み、分割カウンタ／タイマー部２
４におけるタイマーΔＴの計時が開始される。

【００４７】続くＳ２２１では、分割カウンタ／タイマ
ー部２４におけるタイマーΔＴが４ミリ秒に達したか否
かが判断される。タイマーΔＴが４ミリ秒に達していな
い場合には（Ｓ２２１で「Ｎｏ」）、リターンして、タ
イマーΔＴの計時が継続されることになる。タイマーΔ
Ｔが４ミリ秒に達した場合には（Ｓ２２１で「Ｙｅ
ｓ」）、Ｓ２１３にリターンして、ＣＰＵ２２は、被加
工物２の４ミリ秒経過後の移動位置をあらわすことにな
る被加工物位置指令信号を被加工物移動用モータ駆動部
１８に出力すると共に、工具３の４ミリ秒経過後の移動
位置をあらわすことになる工具位置指令信号を工具移動
用モータ駆動部１５に出力する。これにより、最終の移
動位置に対応する被加工物位置指令信号及び工具位置指
令信号が出力されるまでの間、４ミリ秒周期にて、被加
工物位置指令信号及び工具位置指令信号が順次出力され
ることになる。

【００４８】図９に示された変形例においても、上述し
た実施形態と同様に、位置データ記憶手段における位置
データの記憶容量を大幅に削減することができ、また、
分割された夫々のタイミングにおける、被加工物２及び
工具３の移動位置を速やかに確定することができる。更
に、被加工物２の始点と終点との間に対応する部分を加
工するときに被加工物２及び工具３の移動速度を移動速
度特性に基づいて適切に変化させることが可能となり、
工具３による被加工物２の加工精度を向上することがで
きる。

【００４９】また、ＣＰＵ２２は、分割カウンタ／タイ
マー部２４におけるタイマーΔＴにて４ミリ秒計時され
る毎に、確定した被加工物２及び工具３の移動位置を、
指令データとしての被加工物位置指令信号及び工具位置
指令信号として、被加工物移動用モータ駆動部１８及び
工具移動用モータ駆動部１５に出力するので、被加工物
位置指令信号及び工具位置指令信号は、４ミリ秒周期の
分割タイミングにて順次夫々のモータ駆動部に出力され
ることになる。このため、確定した被加工物２及び工具
３の移動位置を被加工物位置指令信号及び工具位置指令
信号として夫々のモータ駆動部に出力し得る構成を極め
て簡易なもので実現可能となる。

【００５０】次に、図１０に基づいて、加工形状におけ
る曲線部分の直線近似について説明する。まず、曲線部
分を、曲線部分の曲率中心回りに所定の分割角度毎に分
割する。図１０においては、曲線部分Ｄが分割された曲
線部分Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に分割されている。分割された
曲線部分の両端の２点、たとえば分割された曲線部分Ｄ
２の両端の点ｄ２と点ｄ３を結ぶ直線Ｌ１と、分割され
た曲線部分における接線、たとえば分割された曲線部分
Ｄ２における接線Ｌ２との間隔ε₁が、所定値ε₀以下と
なるように、間隔ε₁が所定値ε₀より大きい場合には、
分割角度を小さくして、曲線部分の分割数を増やす。所
定値ε₀は、曲線部分の加工精度及び加工時間等に基づ
いて設定される。

【００５１】加工形状に上述したような曲線部分が存在
する場合には、図３に示された位置データテーブルＴに
おいて、被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工具３の移
動位置（Ｘｐ）が設定されることになる主軸回転用モー
タ１１（主軸）の累積回転数（θ）を、分割された曲線
部分における接線と分割された曲線部分の両端の２点を
結ぶ直線との間隔が所定値ε₀以下となる分割位置、た
とえば図１０において点ｄ１、点ｄ２、点ｄ３、点ｄ４
に対応する累積回転数（θ）として規定して、上述した
分割位置における被加工物２の移動位置（Ｚｐ）及び工
具３の移動位置（Ｘｐ）を設定することにより、被加工
物２の加工形状に曲線部分が存在する場合においても、
始点と終点との間に対応する加工形状を直線区間として
近似することが可能となり、分割された直線区画毎に移
動速度特性が設定することができる。この結果、工具３
の目標移動位置に対する位置ずれ（切削残り又は過剰切
削等）が抑制されることになり、曲線部分おいても加工
精度を犠牲にすることなく良好に被加工物２を加工する
ことができる。

【００５２】なお、本実施形態においては、被加工物２
及び工具３を移動可能として、被加工物２の移動位置及
び工具３の移動位置を確定するように構成しているが、
これに限られることなく、被加工物２のみを移動可能と
して、被加工物２の移動位置を確定するように構成して
もよく、また、工具３のみを移動可能として、工具３の
移動位置を確定するように構成してもよい。

【００５３】また、本実施形態においては、制御ユニッ
ト部２１にカウント部２３及び分割カウンタ／タイマー
部２４を設けるように構成しているが、カウント部２３
及び分割カウンタ／タイマー部２４をソフトウェアカウ
ンタにて構成するようにしてもよい。

【００５４】また、本実施形態においては、ＲＯＭ２６
の一部に移動速度特性記憶部２７を設けるように構成し
ているが、これに限られることなく、ＲＯＭ２６とは独
立して移動速度特性記憶部２７を設けるように構成して
もよく、移動速度特性記憶部２７としてＲＡＭに夫々の
移動速度特性を記憶させるようにしてもよい。

【００５５】また、図７又は図９に示されたＣＰＵ２２
（制御ユニット部２１）における工具位置指令信号及び
被加工物位置指令信号の出力処理動作においては、一
度、到達した累積回転数（θ）における移動位置を始点
とし、次に到達する累積回転数（θ）における移動位置
を終点として、始点から終点までの間の移動位置を所定
の分割タイミング毎に確定させる演算を行い、その後、
順次確定した移動位置をあらわす指令信号を出力するよ
うになっているが、所定の分割タイミング毎における移
動位置を確定させるための演算を、指令信号を出力する
タイミング毎に行うようにしてもよい。この場合には、
始点から終点までの間の移動位置を所定の分割タイミン
グ毎に確定させる演算の結果をＲＡＭ２９に記憶する必
要がなくなり、ＲＡＭ２９のメモリー容量を削減できる
という効果を奏することになる。

【００５６】また、本実施形態においては、制御ユニッ
ト部２１に分割カウンタ／タイマー部２４を設けるよう
に構成しているが、分割カウンタ／タイマー部２４を設
けることなく、到達した累積回転数（θ）における被加
工物２の移動位置（Ｚｐ）を始点とすると共に、次に到
達する累積回転数（θ）における被加工物２の移動位置
（Ｚｐ）を終点として、この始点から終点までの間をパ
ルスエンコーダ１３からの回転検出信号に基づいて分割
して、パルスエンコーダ１３からの回転検出信号に基づ
いて分割された夫々のタイミングにおける被加工物２及
び工具３の移動位置を確定するようにしてもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
あっては、基準タイミング信号発生手段、基準タイミン
グ信号カウント手段、位置データ記憶手段、移動速度特
性記憶手段及び移動位置確定手段を備えており、特に、
移動位置確定手段が、基準タイミング信号カウント手段
にてカウントされる基準タイミング信号の発生回数がカ
ウント値に到達する毎に、到達したカウント値と次に到
達するカウント値とに対応する位置データを位置データ
記憶手段から読み出すと共に、到達したカウント値と次
に到達するカウント値との間に対応する移動速度特性を
移動速度特性記憶手段から読み出し、到達したカウント
値と次に到達するカウント値との間を所定のタイミング
にて分割して、読み出された位置データ及び移動速度特
性に基づいて分割された夫々のタイミングにおける、被
加工物及び工具のうちの少なくともいずれか一方の移動
位置を確定するので、到達したカウント値を始点とし
て、また、次に到達するカウント値を終点して、この始
点と終点との間に対応する加工形状を直線区間として近
似することになる。したがって、位置データ記憶手段に
は上述した始点（到達したカウント値）と終点（次に到
達するカウント値）に対応する位置データを記憶させて
おけばよいので、上述した従来の技術のように、加工形
状に関わる多数の位置データを全て記憶する必要はな
く、位置データ記憶手段における位置データの記憶容量
を大幅に削減することができる。また、位置データ記憶
手段には、被加工物及び工具のうちの少なくともいずれ
か一方の移動位置をあらわす位置データが記憶されてい
るので、上述した従来の技術のように、リンク機構、長
さ調節機構等を考慮するための演算が必要なく、分割さ
れた夫々のタイミングにおける、被加工物及び工具のう
ちの少なくともいずれか一方の移動位置を速やかに確定
することができる。

【００５８】更に、本発明にあっては、上述したよう
に、始点と終点との間に対応する加工形状を直線区間と
して近似して、この直線区間内における被加工物及び工
具のうちの少なくともいずれか一方の移動速度が移動速
度特性記憶手段に記憶された移動速度特性にしたがって
制御されるので、被加工物の始点と終点との間に対応す
る部分を加工するときに、被加工物及び工具のうちの少
なくともいずれか一方の移動速度を移動速度特性に基づ
いて適切に変化させることが可能となり、工具による被
加工物の加工精度を向上することができる。

【００５９】これらの結果、本発明によれば、位置デー
タの記憶容量を増加させることなく、工具による被加工
物の加工精度を向上することが可能な工作機械の駆動制
御装置を実現するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置における、被加工物の加工動作の一例を説明するため
の図である。

【図３】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置に含まれる、位置データテーブルの構成を説明するた
めの図表である。

【図４】移動速度特性の一例を説明するための線図であ
り、（ａ）は加工時間と移動速度との関係を示す線図で
あり、（ｂ）は加工時間と移動位置の変位との関係を示
す線図である。

【図５】移動速度特性の一例を説明するための線図であ
り、（ａ）は加工時間と移動速度との関係を示す線図で
あり、（ｂ）は加工時間と移動位置の変位との関係を示
す線図である。

【図６】移動速度特性の一例を説明するための線図であ
り、（ａ）は加工時間と移動速度との関係を示す線図で
あり、（ｂ）は加工時間と移動位置の変位との関係を示
す線図である。

【図７】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置に含まれる、制御ユニット部における工具位置指令信
号及び被加工物位置指令信号の出力動作処理を説明する
ためのフローチャートである。

【図８】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置における、被加工物の加工動作の一例を説明するため
の線図であり、（ａ）は被加工物の移動位置の軌跡（Ｚ
軸方向の移動位置の軌跡）を示す線図、（ｂ）は工具の
移動位置の軌跡（Ｘ軸方向の移動位置の軌跡）を示す線
図、（ｃ）は被加工物の加工形状を示す線図である。

【図９】本発明の実施形態に係る工作機械の駆動制御装
置に含まれる、制御ユニット部における工具位置指令信
号及び被加工物位置指令信号の出力動作処理の変形例を
説明するためのフローチャートである。

【図１０】加工形状における曲線部分の直線近似につい
て説明するための線図である。

【符号の説明】

１…工作機械、２…被加工物、３…工具、１１…主軸回
転用モータ、１２…主軸回転用モータ駆動部、１３…パ
ルスエンコーダ、１４…工具移動用モータ、１５…工具
移動用モータ駆動部、１６…パルスエンコーダ、１７…
被加工物移動用モータ、１８…被加工物移動用モータ駆
動部、１９…パルスエンコーダ、２１…制御ユニット
部、２３…カウント部、２４…分割カウンタ／タイマー
部、２５…位置データ記憶部、２６…ＲＯＭ、２７…移
動速度特性記憶部、２８…インターフェース部、２９…
ＲＡＭ、Ｔ…位置データテーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H269 AB02 BB01 BB03 CC01 CC18 EE01 EE11 GG01 GG08 JJ02 JJ06 NN01 NN08 QB15 RB03 RB12 RB17 5H303 AA01 BB03 BB08 DD01 EE03 EE07 FF06 HH05 KK02 KK14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物を所定の軸を中心として回転さ
   せると共に、前記被加工物及び前記被加工物を加工する
   工具のうちの少なくともいずれか一方を移動させて、前
   記被加工物を所望の形状に加工するための工作機械の駆
   動制御装置であって、 前記所定の軸における所定回転角度毎に、基準タイミン
   グ信号を発生させる基準タイミング信号発生手段と、 前記基準タイミング信号の発生回数をカウントする基準
   タイミング信号カウント手段と、 複数の異なる前記発生回数のカウント値毎に対応して夫
   々設定され、前記被加工物及び前記工具のうちの前記少
   なくともいずれか一方の移動位置をあらわす位置データ
   を記憶する位置データ記憶手段と、 前記位置データのうちの２点間における前記被加工物及
   び前記工具のうちの前記少なくともいずれか一方の移動
   速度特性が記憶された移動速度特性記憶手段と、 前記基準タイミング信号カウント手段にてカウントされ
   る前記基準タイミング信号の発生回数が前記カウント値
   に到達する毎に、到達した前記カウント値と次に到達す
   る前記カウント値とに対応する位置データを前記位置デ
   ータ記憶手段から読み出すと共に、到達した前記カウン
   ト値と次に到達する前記カウント値との間に対応する移
   動速度特性を前記移動速度特性記憶手段から読み出し、
   到達した前記カウント値と次に到達するカウント値との
   間を所定のタイミングにて分割して、読み出された前記
   位置データ及び移動速度特性に基づいて前記分割された
   夫々のタイミングにおける、前記被加工物及び前記工具
   のうちの前記少なくともいずれか一方の移動位置を確定
   する移動位置確定手段と、を備え、 前記移動位置確定手段にて確定した前記移動位置に基づ
   いて、前記被加工物及び前記工具のうちの前記少なくと
   もいずれか一方を移動させることを特徴とする工作機械
   の駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記工作機械は、前記被加工物及び前記
   工具のうちの前記少なくともいずれか一方を移動させる
   駆動モータ部を備えており、 前記移動位置確定手段は、確定した前記移動位置を指令
   データとして、前記所定の軸の回転に対応して順次前記
   駆動モータ部に出力することを特徴とする請求項１に記
   載の工作機械の駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記工作機械は、前記被加工物及び前記
   工具のうちの前記少なくともいずれか一方を移動させる
   駆動モータ部を備えており、 前記移動位置確定手段は、確定した前記移動位置を指令
   データとして、前記分割されたタイミングにて順次前記
   駆動モータ部に出力することを特徴とする請求項１に記
   載の工作機械の駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記カウント値は、前記カウント値に対
   応して設定された前記位置データが、前記所望の形状に
   おける変曲点、角部又は曲率変更点等の加工形状が変更
   される位置における前記移動位置をあらわすように規定
   されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいず
   れか一項に記載の工作機械の駆動制御装置。
5. 【請求項５】 前記カウント値は、前記所望の形状にお
   ける曲線部分を分割した分割位置における前記移動位置
   をあらわすように規定されていることを特徴とする請求
   項１〜請求項４のいずれか一項に記載の工作機械の駆動
   制御装置。
6. 【請求項６】 前記移動速度特性は、前記移動速度特性
   の終端近傍において、前記被加工物及び前記工具のうち
   の前記少なくともいずれか一方の移動速度が減速される
   ように、設定されていることを特徴とする請求項１〜５
   のいずれか一項に記載の工作機械の駆動制御装置。