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WO2010103672A1 - 主軸の回転制御方法及び工作機械の制御装置 - Google Patents

主軸の回転制御方法及び工作機械の制御装置 Download PDF

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blade
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宮本了一
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Makino Milling Machine Co Ltd
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/25—Lathe
    • Y10T82/2593—Work rest
    • Y10T82/2595—Work rest with noise or vibration dampener

Definitions

  • the present invention relates to a spindle rotation control method for gripping and rotating a tool, and a machine tool control device.
  • chatter vibration may occur when a workpiece is machined using a rotary tool. If chatter vibration occurs, machining is adversely affected. Therefore, in order to perform highly accurate machining, it is necessary to suppress chatter vibration.
  • a method for suppressing chatter vibration there is a method in which the pitch of the blades of the rotary tool is changed to an unequal pitch blade.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-83329 discloses a rotary cutting tool capable of forming various patterns of unequal pitch tools with a single tool.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-44852 discloses that chatter vibration is detected and the rotation speed of the main shaft is controlled to a rotation speed at which chatter vibration does not occur.
  • An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and the object of the present invention is to perform processing so that chatter vibration does not occur without using a special tool or chatter vibration detecting means of an unequal pitch blade. It is an object to provide a rotation control method for a spindle device of a machine tool and a control device for a machine tool that can be performed.
  • spindle rotation speed fluctuation data for determining how to change the spindle rotation speed with respect to a command speed is obtained.
  • the spindle rotation speed fluctuation data that reduces vibration is selected from the commanded spindle rotation speed and machining conditions, and the stored stability limit data, corresponding to the machining conditions and stability limit data, and the selected spindle rotation speed is selected.
  • a spindle rotation control method for changing the rotation speed of the spindle based on fluctuation data is provided.
  • the spindle rotation speed fluctuation data is stored in advance corresponding to the machining conditions and the stability limit data. Therefore, in the actual machining, the commanded spindle rotation speed and the machining conditions and the stored stability limit are stored. From the data, it is possible to select spindle rotational speed fluctuation data that reduces vibration.
  • the above spindle rotation speed fluctuation data is data that changes the spindle rotation speed so that the timing when the blade of the equi-pitch blade tool mounted on the spindle hits the workpiece is the timing when the tool with an unequal pitch blade is used. can do.
  • the spindle rotation speed fluctuation data for determining how to change the spindle rotation speed with respect to the command speed is obtained by using the number of blades and the pitch of the tool.
  • spindle rotation control method for selecting spindle rotation speed fluctuation data for changing the spindle rotation speed so as to hit the workpiece at the timing, and changing the rotation speed of the spindle based on the selected spindle rotation speed fluctuation data.
  • spindle rotational speed fluctuation data is stored in advance corresponding to the number of blades and pitch angles of various tools. Therefore, when actual machining, the desired number of blades and pitch angle of the tool are input.
  • the spindle rotational speed fluctuation data can be selected so that the timing when the blade of the tool with an equal pitch blade mounted on the spindle hits the workpiece is the timing when the tool with an unequal pitch blade with a desired pitch angle is used. it can. And since the rotational speed of a main spindle is fluctuated based on the selected main spindle rotational speed fluctuation data, chatter vibration is suppressed as in the case of using a tool with an unequal pitch blade.
  • a storage unit that stores a plurality of spindle rotational speed fluctuation data corresponding to the machining conditions and stability limit data; Rotation to select spindle rotation speed fluctuation data that reduces vibration from the commanded spindle rotation speed and machining conditions, and stored stability limit data, and to change the spindle rotation speed based on the selected spindle rotation speed fluctuation data
  • a machine tool control device including a command unit is provided.
  • a storage unit that stores a plurality of spindle rotational speed fluctuation data corresponding to the number of blades and the pitch angle of the tool; Based on the number of blades of the tool mounted on the spindle and the desired pitch angle, the timing at which the blade of the tool mounted on the spindle hits the workpiece hits the workpiece at the timing when using a tool with an unequal pitch blade having the desired pitch angle.
  • a control device for a machine tool including a rotation command unit that selects spindle rotation speed fluctuation data for changing the spindle rotation speed and changes the spindle rotation speed based on the selected spindle rotation speed fluctuation data.
  • pre-stored spindle rotation speed fluctuation data is selected according to command rotation speed and machining conditions, and chatter vibration is suppressed by changing the spindle rotation speed based on the selected spindle rotation speed fluctuation data. Therefore, it is not necessary to prepare a special tool with an unequal pitch blade, and it is not necessary to detect chatter vibration, so that the cost for the tool and the machine tool is reduced.
  • chatter vibration can be suppressed without greatly changing the spindle rotational speed from the commanded spindle rotational speed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a control device for a machine tool according to the present invention.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram of a tool with an equal pitch blade
  • FIG. 2B is an explanatory diagram of a tool with an unequal pitch blade.
  • FIG. 3 is a stability limit diagram when the equi-pitch blade tool of FIG. 2A is used.
  • FIG. 4 is a stability limit diagram when the unequal pitch blade tool of FIG. 2B is used.
  • FIG. 5 is a graph of fluctuation data of the spindle rotation speed according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph of fluctuation data of the spindle rotation speed according to the second embodiment of the present invention.
  • the machine tool control device 1 includes an input unit 3, a reading / interpretation unit 5, a storage unit 7, and a rotation command unit 9. Various data input from the input unit 3 can be stored in the storage unit 7 as necessary. A machining program and machining conditions for machining the workpiece are input to the control device 1 via the input unit 3.
  • the input machining program is read and interpreted by the reading / interpretation unit 5, and data such as the spindle rotation speed and feed rate are sent to the rotation command unit 9.
  • the rotation command unit 9 calculates a rotation speed to be commanded to the spindle motor 11 and outputs the rotation speed command to the spindle motor 11.
  • the spindle motor 11 is preferably a spindle motor having a servo motor function capable of performing rotation angle positioning control, rotation feed control, and the like.
  • One method of suppressing chatter vibration is to use a tool with an unequal pitch blade. Referring to FIG. 2A, the end mill 13 having an equal pitch blade has a first blade 15, a second blade 17, a third blade 19, and a fourth blade 21.
  • the unequal pitch blade end mill 23 includes a first blade 25, a second blade 27, a third blade 29, and a fourth blade 31.
  • the pitch angle between the first blade 25 and the second blade 27 is 99 °
  • the pitch angle between the second blade 27 and the third blade 29 is 81 °
  • the pitch angle between the third blade 29 and the fourth blade 31 is 99 °
  • the pitch angle of the fourth blade 31 and the first blade 25 is 81 °, and they are arranged at unequal pitches.
  • the spindle rotational speed fluctuation data for determining how to change the spindle rotational speed with respect to the command speed is stored in advance in the storage unit 7 in correspondence with various machining conditions and stability limit data, and a plurality of data are mapped.
  • the spindle rotation speed fluctuation data can be in various formats.
  • the timing when the blade of the equi-pitch blade tool mounted on the spindle hits the workpiece is the timing when a tool with an unequal pitch blade is used. It is data that changes the rotation speed of the spindle so that it hits the workpiece.
  • FIG. 3 is a stability limit diagram when machining is performed with the end mill 13 having an equal pitch blade in FIG. 2A at a tool diameter of 50 mm and a feed rate of 144 mm / min.
  • the horizontal axis is the spindle rotation speed, and the vertical axis is the depth of cut.
  • the vertical axis of the stability limit diagram of the present embodiment is the cutting depth in the axial direction of the tool.
  • the upper part of the stability limit curve 33 is an unstable region 35 in which chatter vibration is likely to occur, and the lower part of the stability limit curve 33 is a stable region 37 in which chatter vibration is difficult to occur.
  • FIG. 4 is a stability limit diagram when the end mill 23 having an unequal pitch blade in FIG.
  • the upper portion of the stability limit curve 39 is an unstable region 41 where chatter vibration is likely to occur, and the lower portion of the stability limit curve 39 is a stable region 43 where chatter vibration is less likely to occur.
  • the maximum cutting depth in the stable region of FIG. Is about 6 mm, so if it is processed as it is, it will be processed in an unstable region.
  • the tool blades at the pitch angles of 99 °, 81 °, 99 °, 81 ° corresponding to the stability limit data of FIG. If the spindle rotation speed fluctuation data corresponding to the workpiece is selected, the machining is performed in a stable region, and chatter vibration is suppressed. In this case, since the spindle rotational speed is 300 min- 1 , the time per rotation is 200 ms. Since the tool to be used has a pitch of 4 blades, the timing of the blade hits once every 50 ms.
  • the pitch angle of a four-blade or similar pitch tool is 90 °, it takes 1.1 times longer for the blade to hit the workpiece at a pitch angle of 99 °.
  • the rotation speed of the spindle is controlled so that it takes 55 ms to rotate the tool by 90 °. Good.
  • the rotation speed of the spindle should be controlled so that it takes 45 ms to rotate the tool by 90 °. That's fine. Therefore, the spindle rotational speed fluctuation data selected in this case is data that repeatedly rotates the spindle for 55 ms at the spindle rotational speed 273 min ⁇ 1 and 45 ms at the spindle rotational speed 333 min ⁇ 1 as shown in FIG. 5.
  • Rotation command unit 9 controls to repeat the 45 ms, 55 ms, at a spindle speed 333Min -1 rotational speed of the spindle motor 11 at a spindle speed 273Min -1 based on the spindle rotation speed variation data selected. By controlling in this way, it is possible to apply the blade to the workpiece at the timing when the tool of the unequal pitch is used by using the tool of the equal pitch. Further, the fluctuation amount of the spindle rotational speed at that time is minimized. In the present embodiment, when the advancing direction of the tool changes, the timing at which the blade of the tool hits the workpiece changes with respect to the desired timing.
  • the rotational speed of the spindle is controlled so that the timing at which the blade of the tool hits the workpiece becomes a desired timing according to the traveling direction of the tool. With this control, the timing at which the tool blade hits the workpiece can be kept at a desired timing.
  • the stability limit data is selected from the data stored in the storage unit 7 so that the cutting depth at the commanded spindle rotation speed falls within the stable region.
  • the spindle rotational speed fluctuation data in which the tool blade hits the workpiece at the pitch angle timing corresponding to the stable limit data is selected.
  • the fluctuation of the spindle rotation speed is controlled so as to draw a rectangle 51 as shown in FIG. 5, but in the second embodiment, the fluctuation of the spindle rotation speed is shown in FIG.
  • control is performed so that the quadratic curve 57 is drawn.
  • the quadratic curve 57 includes the area of the portion surrounded by the command rotational speed 45 and the rectangle 51 in FIG. 5 and the area of the portion surrounded by the command rotational speed 45 and the quadratic curve 57 in FIG. What is necessary is just to determine so that it may become the same. Specifically, the area of the hatched portion 47 in FIG. 5 and the area of the hatched portion 53 in FIG. 6 are the same, and the area of the hatched portion 49 in FIG. 5 and the area of the hatched portion 55 in FIG. A next curve 57 is determined.
  • the rotation command unit 9 controls the rotation speed of the spindle motor 11 based on the determined quadratic curve. By controlling in this way, the blade can be applied to the workpiece at the timing when an unequal pitch tool is used using a tool with an equal pitch, and the spindle speed changes gradually. The impact due to can be reduced.
  • spindle rotation speed fluctuation data for determining how to change the spindle rotation speed with respect to the command speed is stored in the storage unit 7 in association with the number of blades and the pitch angle of the tool.
  • the desired number of blades and pitch angle are input from the input unit 3 using a machining program and parameters.
  • the rotation command unit 9 selects the spindle rotation speed fluctuation data from the input number of teeth and the pitch angle, and based on the selected spindle rotation speed fluctuation data in the same manner as in the first or second embodiment.
  • the rotational speed of the spindle motor 11 is controlled.

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Abstract

不等ピッチ刃の特殊な工具やびびり振動検出手段を使用せず、びびり振動が発生しないように加工することができる主軸の回転制御方法及び工作機械の制御装置が提供される。本発明による主軸の回転制御方法及び工作機械の制御装置では、主軸の回転速度を指令速度に対してどのように変動させるかを決定する主軸回転速度変動データを加工条件及び安定限界データに対応させて記憶し、指令された主軸回転速度及び加工条件、並びに記憶された安定限界データから、振動が少なくなる主軸回転速度変動データを選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸の回転速度を変動させる。

Description

主軸の回転制御方法及び工作機械の制御装置
　本発明は、工具を把持して回転させる主軸の回転制御方法及び工作機械の制御装置に関する。
　工作機械では、回転工具を用いてワーク加工をするとき、びびり振動が発生することがある。びびり振動が発生すると加工に悪影響を与えるため、高精度な加工を行うためにはびびり振動を抑制する必要がある。びびり振動を抑制する方法として、回転工具の刃のピッチを不等ピッチ刃にする方法がある。特開２００７−８３３２９号公報には、一つの工具で様々なパターンの不等ピッチ工具を構成することが可能な回転切削工具が開示されている。また、特開２００７−４４８５２号公報には、びびり振動を検出し、主軸の回転速度をびびり振動が発生しない回転速度に制御することが開示されている。
　不等ピッチ刃の工具を使用する従来技術や特開２００７−８３３２９号公報に記載の従来技術は、不等ピッチ刃の特殊な工具を用意する必要があり、工具にかかる費用が多くなる問題点があった。また、特開２００７−４４８５２号公報に記載の従来技術は、びびり振動を検出して、主軸回転速度を制御しているので、びびり振動検出手段が必要になり、工作機械にかかる費用が多くなる問題点があった。
　本発明は、従来技術の問題点を解決することを課題としており、本発明の目的は、不等ピッチ刃の特殊な工具やびびり振動検出手段を使用せず、びびり振動が発生しないように加工することができる工作機械の主軸装置の回転制御方法及び工作機械の制御装置を提供することである。
　前述の目的を達成するため、本発明によれば、工作機械の主軸装置の回転制御方法において、主軸の回転速度を指令速度に対してどのように変動させるかを決定する主軸回転速度変動データを加工条件及び安定限界データに対応させて記憶し、指令された主軸回転速度及び加工条件、並びに記憶された安定限界データから、振動が少なくなる主軸回転速度変動データを選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて前記主軸の回転速度を変動させる主軸の回転制御方法が提供される。
　上記回転制御方法では、予め、主軸回転速度変動データを加工条件及び安定限界データに対応させて記憶してあるので、実加工に際して、指令された主軸回転速度及び加工条件、並びに記憶された安定限界データから、振動が少なくなる主軸回転速度変動データを選択することができる。そして、その選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸の回転速度を変動させながら加工を行うのでびびり振動が発生しにくい。
　上記主軸回転速度変動データは、主軸に装着された等ピッチ刃工具の刃がワークに当たるタイミングが不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミングでワークに当たるように主軸の回転速度を変動させるデータにすることができる。
　また、本発明によれば、工作機械の主軸装置の回転制御方法において、主軸の回転速度を指令速度に対してどのように変動させるかを決定する主軸回転速度変動データを工具の刃数及びピッチ角に対応させて記憶し、主軸に装着された工具の刃数及び所望のピッチ角から、主軸に装着された工具の刃がワークに当たるタイミングが所望のピッチ角の不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミングでワークに当たるように主軸回転速度を変動させる主軸回転速度変動データを選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて前記主軸の回転速度を変動させる主軸の回転制御方法が提供される。
　上記回転制御方法では、予め、主軸回転速度変動データを種々の工具の刃数及びピッチ角に対応させて記憶してあるので、実加工に際して、所望の工具の刃数及びピッチ角を入力すれば、主軸に装着された等ピッチ刃の工具の刃がワークに当たるタイミングが所望のピッチ角の不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミングでワークに当たるような主軸回転速度変動データを選択することができる。そして、その選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸の回転速度を変動させるので、不等ピッチ刃の工具を使用した時と同様にびびり振動が抑制される。
　また、本発明によれば、工具とワークを相対移動させワークを加工する工作機械の制御装置において、複数の主軸回転速度変動データを加工条件及び安定限界データに対応させて記憶する記憶部と、指令された主軸回転速度及び加工条件、並びに記憶された安定限界データから、振動が少なくなる主軸回転速度変動データを選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸の回転速度を変動させる回転指令部とを具備する工作機械の制御装置が提供される。
　また、本発明によれば、工具とワークを相対移動させワークを加工する工作機械の制御装置において、複数の主軸回転速度変動データを工具の刃数及びピッチ角に対応させて記憶する記憶部と、主軸に装着された工具の刃数及び所望のピッチ角から、主軸に装着された工具の刃がワークに当たるタイミングが所望のピッチ角の不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミングでワークに当たるように主軸回転速度を変動させる主軸回転速度変動データを選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸の回転速度を変動させる回転指令部とを具備する工作機械の制御装置が提供される。
　本発明によれば、予め記憶された主軸回転速度変動データを指令回転速度や加工条件に応じて選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸回転速度を変動させることによりびびり振動を抑制することができるので、不等ピッチ刃の特殊な工具を用意する必要が無く、びびり振動を検出する必要も無いので、工具や工作機械にかかる費用が少なくなる。また、加工プログラムで指令された所望の主軸回転速度を基準に主軸回転速度を変動させているので、主軸回転速度を指令された主軸回転速度から大きく変えることなくびびり振動を抑制できる。
　本発明の上述及びその他の目的、特徴、利点を以下、添付図面を参照して本発明の実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。
　図１は、本発明の工作機械の制御装置を示すブロック図である。
　図２Ａは等ピッチ刃の工具の説明図であり、図２Ｂは不等ピッチ刃の工具の説明図である。
　図３は、図２Ａの等ピッチ刃の工具を使用した時の安定限界線図である。
　図４は、図２Ｂの不等ピッチ刃の工具を使用した時の安定限界線図である。
　図５は、本発明の実施例１に係る主軸回転速度の変動データのグラフである。
　図６は、本発明の実施例２に係る主軸回転速度の変動データのグラフである。
　以下、図面を参照して本発明の工作機械の主軸装置の回転制御方法及び工作機械の制御装置の実施の形態を説明する。
　最初に、図１を参照して、本発明による工作機械の制御装置の構成を説明する。工作機械の制御装置１は、入力部３と、読取解釈部５と、記憶部７と、回転指令部９とを具備している。入力部３から入力された様々なデータは、必要に応じて記憶部７に記憶することができる。ワークを加工する加工プログラムや加工条件は、入力部３を介して制御装置１に入力される。入力された加工プログラムは、読取解釈部５で読み取り、解釈され、主軸回転速度や送り速度等のデータが回転指令部９に送られる。回転指令部９は主軸モータ１１に指令すべき回転速度を演算し、回転速度指令を主軸モータ１１へ出力する。主軸モータ１１は、回転角度の位置決め制御や回転送り制御等を行うことができるサーボモータの機能を有した主軸モータが好ましい。
　びびり振動を抑制する方法の一つとして、不等ピッチ刃の工具を使用する方法がある。図２Ａを参照すると、等ピッチ刃のエンドミル１３は、第１の刃１５と、第２の刃１７と、第３の刃１９と、第４の刃２１を有している。それぞれの刃のピッチ角は９０°で、等ピッチに配置されている。図２Ｂを参照すると、不等ピッチ刃のエンドミル２３は、第１の刃２５と、第２の刃２７と、第３の刃２９と、第４の刃３１を有している。第１の刃２５と第２の刃２７のピッチ角は９９°、第２の刃２７と第３の刃２９のピッチ角は８１°、第３の刃２９と第４の刃３１のピッチ角は９９°、第４の刃３１と第１の刃２５のピッチ角は８１°で、不等ピッチに配置されている。
　本発明の第１の実施の形態による主軸装置の回転制御方法を説明する。
　最初に、予め記憶部７に主軸の回転速度を指令速度に対してどのように変動させるかを決定する主軸回転速度変動データを様々な加工条件と安定限界データに対応させ、複数のデータをマップ状に記憶しておく。主軸回転速度変動データは、様々な形式が考えられるが、本実施の形態では、主軸に装着された等ピッチ刃工具の刃がワークに当たるタイミングが不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミングでワークに当たるように主軸の回転速度を変動させるデータとする。
　図３は、図２Ａの等ピッチ刃のエンドミル１３で、工具径５０ｍｍ、送り速度１４４ｍｍ／ｍｉｎで加工したときの安定限界線図である。横軸は主軸回転速度であり、縦軸は切込み深さである。本実施の形態の安定限界線図の縦軸は工具の軸線方向の切込み深さである。安定限界曲線３３の上部がびびり振動が発生しやすい不安定領域３５であり、安定限界曲線３３の下部がびびり振動が発生しにくい安定領域３７である。図４は、図２Ｂの不等ピッチ刃のエンドミル２３で、工具径５０ｍｍ、送り速度１４４ｍｍ／ｍｉｎで加工したときの安定限界線図である。安定限界曲線３９の上部がびびり振動が発生しやすい不安定領域４１であり、安定限界曲線３９の下部がびびり振動が発生しにくい安定領域４３である。
　例えば、工具径５０ｍｍ、４枚刃等ピッチの工具を使用し、送り速度１４４ｍｍ／ｍｉｎ、主軸回転速度３００ｍｉｎ−１、切込み深さ１２ｍｍで加工したい場合、図３の安定領域での最大切込み深さは約６ｍｍなので、そのまま加工すると不安定領域で加工することになる。しかし、図４の安定領域での最大切込み深さは約１４ｍｍとなっているので、図４の安定限界データに対応したピッチ角９９°、８１°、９９°、８１°のタイミングで工具の刃がワークに当たる主軸回転速度変動データを選択すれば安定領域で加工されることになり、びびり振動が抑制される。
　この場合、主軸回転速度が３００ｍｉｎ−１なので１回転当りの時間は２００ｍｓとなる。使用する工具は４枚刃等ピッチなので刃の当たるタイミングは５０ｍｓに１回当たることになる。４枚刃等ピッチの工具のピッチ角は９０°であるから、ピッチ角９９°で刃がワークに当たるには、１．１倍の時間がかかる。つまり、ピッチ角９０°の工具でピッチ角９９°の工具を使用した時のタイミングで刃をワークに当てるには、工具を９０°回転させるのに５５ｍｓかかるように主軸の回転速度を制御すればよい。同様に、ピッチ角９０°の工具でピッチ角８１°の工具を使用した時のタイミングで刃をワークに当てるには、工具を９０°回転させるのに４５ｍｓかかるように主軸の回転速度を制御すればよい。したがって、この場合に選択される主軸回転速度変動データは、図５のように、主軸回転速度２７３ｍｉｎ−１で５５ｍｓ、主軸回転速度３３３ｍｉｎ−１で４５ｍｓ、主軸を回転させることを繰り返すデータとなる。
　回転指令部９は、選択された主軸回転速度変動データに基づいて主軸モータ１１の回転速度を主軸回転速度２７３ｍｉｎ−１で５５ｍｓ、主軸回転速度３３３ｍｉｎ−１で４５ｍｓ、を繰り返すように制御する。このように制御することによって、等ピッチの工具を使用して不等ピッチの工具を使用した時のタイミングで刃をワークに当てることができる。また、そのときの主軸回転速度の変動量は最小になる。
　本実施の形態において、工具の進行方向が変化したとき、工具の刃がワークに当たるタイミングが所望のタイミングに対して変化してしまう。そこで、工具の進行方向に応じて、工具の刃がワークに当たるタイミングが所望のタイミングになるように主軸の回転速度を制御する。この制御によって、工具の刃がワークに当たるタイミングを所望のタイミングにし続けることができる。
　次に、本発明の第２の実施の形態による主軸装置の回転制御方法を説明する。
　第１の実施の形態と同様に、記憶部７に記憶されているデータの中から、指令された主軸回転速度での切込み深さが安定領域に入るような安定限界データを選択し、選択された安定限界データに対応したピッチ角のタイミングで工具の刃がワークに当たる主軸回転速度変動データを選択する。このとき第１の実施の形態では、主軸回転速度の変動が図５のように矩形５１を描くように制御していたが、第２の実施の形態では、主軸回転速度の変動が図６のように２次曲線５７を描くように制御する。
　この時、２次曲線５７は、図５における指令回転速度４５と矩形５１で囲まれた部分の面積と、図６における指令回転速度４５と２次曲線５７で囲まれた部分の面積とが、同じになるように決定すればよい。具体的には、図５の斜線部分４７の面積と図６の斜線部分５３の面積が同じで、図５の斜線部分４９の面積と図６の斜線部分５５の面積が同じになるように２次曲線５７を決定する。回転指令部９は、決定した２次曲線に基づいて主軸モータ１１の回転速度を制御する。このように制御することによって、等ピッチの工具を使用して不等ピッチの工具を使用した時のタイミングで刃をワークに当てることができ、主軸回転速度が徐々に変化するため主軸の速度変化による衝撃を少なくすることができる。
　次に、本発明の第３の実施の形態による主軸装置の回転制御方法を説明する。
　まず、予め主軸の回転速度を指令速度に対してどのように変動させるかを決定する主軸回転速度変動データを工具の刃数及びピッチ角に対応させて記憶部７に記憶させる。びびり振動が少なくなる工具の刃数及びピッチ角が分かっている場合、入力部３から加工プログラムやパラメータで所望の刃数及びピッチ角を入力する。回転指令部９は、入力された刃数及びピッチ角から、主軸回転速度変動データを選択し、前述の第１又は第２の実施の形態と同様に選択された主軸回転速度変動データに基づいて主軸モータ１１の回転速度を制御する。

Claims (5)

  1. 工作機械の主軸装置の回転制御方法において、
    　主軸の回転速度を指令速度に対してどのように変動させるかを決定する主軸回転速度変動データを加工条件及び安定限界データに対応させて記憶し、
    　指令された主軸回転速度及び加工条件、並びに記憶された安定限界データから、振動が少なくなる主軸回転速度変動データを選択し、
    　選択した主軸回転速度変動データに基づいて前記主軸の回転速度を変動させることを特徴とした主軸の回転制御方法。
  2. 前記主軸回転速度変動データは、主軸に装着された等ピッチ刃工具の刃がワークに当たるタイミングが不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミシグでワークに当たるように前記主軸の回転速度を変動させるデータでなる請求項１に記載の主軸の回転制御方法。
  3. 工作機械の主軸装置の回転制御方法において、
    　主軸の回転速度を指令速度に対してどのように変動させるかを決定する主軸回転速度変動データを工具の刃数及びピッチ角に対応させて記憶し、
    　前記主軸に装着された工具の刃数及び所望のピッチ角から、前記主軸に装着された工具の刃がワークに当たるタイミングが前記所望のピッチ角の不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミングでワークに当たるように主軸回転速度を変動させる主軸回転速度変動データを選択し、
    　選択した主軸回転速度変動データに基づいて前記主軸の回転速度を変動させることを特徴とした主軸の回転制御方法。
  4. 工具とワークを相対移動させワークを加工する工作機械の制御装置において、
    　複数の主軸回転速度変動データを加工条件及び安定限界データに対応させて記憶する記憶部と、
    　指令された主軸回転速度及び加工条件、並びに記憶された安定限界データから、振動が少なくなる主軸回転速度変動データを選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸の回転速度を変動させる回転指令部と、
    　を具備することを特徴とした工作機械の制御装置。
  5. 工具とワークを相対移動させワークを加工する工作機械の制御装置において、
    　複数の主軸回転速度変動データを工具の刃数及びピッチ角に対応させて記憶する記憶部と、
    　主軸に装着された工具の刃数及び所望のピッチ角から、前記主軸に装着された工具の刃がワークに当たるタイミングが前記所望のピッチ角の不等ピッチ刃の工具を使用した時のタイミングでワークに当たるように主軸回転速度を変動させる主軸回転速度変動データを選択し、選択した主軸回転速度変動データに基づいて主軸の回転速度を変動させる回転指令部と、
    　を具備することを特徴とした工作機械の制御装置。
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