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WO2024166371A1 - 数値制御装置、およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

数値制御装置、およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 Download PDF

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Publication number
WO2024166371A1
WO2024166371A1 PCT/JP2023/004589 JP2023004589W WO2024166371A1 WO 2024166371 A1 WO2024166371 A1 WO 2024166371A1 JP 2023004589 W JP2023004589 W JP 2023004589W WO 2024166371 A1 WO2024166371 A1 WO 2024166371A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axis
movement amount
area
unit
movement
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/004589
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勝博 遠藤
Original Assignee
ファナック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ファナック株式会社 filed Critical ファナック株式会社
Priority to PCT/JP2023/004589 priority Critical patent/WO2024166371A1/ja
Publication of WO2024166371A1 publication Critical patent/WO2024166371A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/02—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor on an external or internal cylindrical or conical surface, e.g. on recesses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form

Definitions

  • the present disclosure relates to a numerical control device for controlling industrial machinery and a computer-readable storage medium.
  • Synchronous control is a control that operates the slave axis in conjunction with the operation of the master axis.
  • synchronous control is used in gear machining, thread cutting, cutting, and other processes (for example, Patent Document 1).
  • the numerical control device disclosed herein includes an area information acquisition unit that acquires first area information that defines a first area in which the operation unit moves when the first axis and the second axis move synchronously at a first relative speed, and second area information that defines a second area in which the operation unit moves when the first axis and the second axis move at a second relative speed that is faster than the first relative speed, a timing search unit that searches for a phase alignment timing to align the phase of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area, and a timing search unit that searches for a phase alignment timing to align the phase of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area.
  • the device includes a movement amount calculation unit that calculates at least one of the movement amount of the first axis and the movement amount of the second axis per unit time when the operation unit moves in the second area based on the phase alignment timing obtained, and a control unit that performs at least one of outputting first control information for controlling the first axis based on the movement amount of the first axis calculated by the movement amount calculation unit and outputting second control information for controlling the second axis based on the movement amount of the second axis calculated by the movement amount calculation unit.
  • the computer-readable storage medium of the present disclosure stores instructions to cause a computer to execute at least one of the following: acquiring first area information that defines a first area in which the operation unit moves when the first axis and the second axis are synchronously moving at a first relative speed; and acquiring second area information that defines a second area in which the operation unit moves when the first axis and the second axis are moving at a second relative speed that is faster than the first relative speed; searching for a phase alignment timing for aligning the phases of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area; calculating at least one of the movement amount of the first axis and the movement amount of the second axis per unit time when the operation unit moves in the second area based on the searched phase alignment timing; outputting first control information for controlling the first axis based on the calculated movement amount of the first axis; and outputting second control information for controlling the second axis based on the calculated movement amount of the second axis.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of an industrial machine
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a function of a numerical control device.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a synchronous operation.
  • FIG. 13 is a diagram showing the movement amount per unit time of the second axis.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of calculating a travel time.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining gear machining.
  • 4 is a flowchart showing an example of a flow of processing executed by a numerical control device.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining thread cutting.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a cutting process.
  • based on XX means “based on at least XX,” and includes cases where it is based on other elements in addition to XX. Furthermore, “based on XX” is not limited to cases where XX is used directly, but also includes cases where it is based on XX that has been calculated or processed. "XX” is any element (for example, any information).
  • a numerical control device is a device for controlling industrial machinery.
  • Industrial machinery is machinery that operates in industrial sites. Examples of industrial machinery include machine tools, cutting machines, injection molding machines, laser processing machines, 3D printers, and robots.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of an industrial machine in which a numerical control device is implemented.
  • the industrial machine 1 includes a numerical control device 2, an input/output device 3, a servo amplifier 4, a servo motor 5, a spindle amplifier 6, a spindle motor 7, and auxiliary equipment 8.
  • the numerical control device 2 includes, for example, a hardware processor 201, a bus 202, a ROM (Read Only Memory) 203, a RAM (Random Access Memory) 204, and a non-volatile memory 205.
  • a hardware processor 201 for example, a hardware processor 201, a bus 202, a ROM (Read Only Memory) 203, a RAM (Random Access Memory) 204, and a non-volatile memory 205.
  • the hardware processor 201 is a processor that controls the entire numerical control device 2 in accordance with a system program.
  • the hardware processor 201 reads out the system program stored in the ROM 203 via the bus 202.
  • the hardware processor 201 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an electronic circuit.
  • the bus 202 is a communication path that connects each piece of hardware in the numerical control device 2 to each other. Each piece of hardware in the numerical control device 2 exchanges data via the bus 202.
  • ROM 203 is a storage device that stores system programs and the like. ROM 203 is a computer-readable storage medium.
  • RAM 204 is a storage device that temporarily stores various data. RAM 204 functions as a working area for the hardware processor 201 to process various data.
  • the non-volatile memory 205 is a storage device that retains data even when the power to the numerical control device 2 is turned off.
  • the non-volatile memory 205 stores, for example, the operating program of the industrial machine 1.
  • the non-volatile memory 205 is a computer-readable storage medium.
  • the non-volatile memory 205 is, for example, a battery-backed memory or an SSD (Solid State Drive).
  • the numerical control device 2 further includes an interface 206, an axis control circuit 207, a spindle control circuit 208, a PLC (Programmable Logic Controller) 209, and an I/O unit 210.
  • an interface 206 an interface 206, an axis control circuit 207, a spindle control circuit 208, a PLC (Programmable Logic Controller) 209, and an I/O unit 210.
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the interface 206 connects the bus 202 and the input/output device 3. For example, the interface 206 sends various data processed by the hardware processor 201 to the input/output device 3.
  • the input/output device 3 receives various data via the interface 206 and displays the various data on a display.
  • the input/output device 3 also receives input of various data and sends the various data via the interface 206 to, for example, the hardware processor 201.
  • the input/output device 3 is, for example, a touch panel.
  • the input/output device 3 is, for example, a capacitive touch panel.
  • the touch panel is not limited to a capacitive touch panel, and may be a touch panel of another type.
  • the input/output device 3 is installed in an operation panel (not shown) in which the numerical control device 2 is stored.
  • the axis control circuit 207 is a circuit for controlling the servo motor 5.
  • the axis control circuit 207 receives control commands from the hardware processor 201 and sends various commands to the servo amplifier 4 for driving the servo motor 5.
  • the axis control circuit 207 sends, for example, a torque command for controlling the torque of the servo motor 5 to the servo amplifier 4.
  • the servo amplifier 4 receives commands from the axis control circuit 207 and supplies current to the servo motor 5.
  • the servo motors 5 are driven by receiving a current supply from the servo amplifier 4.
  • the servo motors 5 are provided for each control axis of the industrial machine 1. If the industrial machine 1 is a machine tool having five axes, the servo motors 5 include, for example, an X-axis servo motor, a Y-axis servo motor, a Z-axis servo motor, an A-axis servo motor, and a C-axis servo motor.
  • the axis control circuit 207 and the servo amplifier 4 are provided for each servo motor 5.
  • the servo motor 5 is connected to, for example, a ball screw that drives the tool post.
  • the structure of the industrial machine 1, such as the tool post moves along a specified control axis.
  • the servo motor 5 has a built-in encoder (not shown) that detects the position and feed speed of the control axis. Position feedback information and speed feedback information indicating the position of the control axis and the feed speed of the control axis detected by the encoder, respectively, are fed back to the axis control circuit 207. In this way, the axis control circuit 207 performs feedback control of each control axis.
  • the spindle control circuit 208 is a circuit for controlling the spindle motor 7.
  • the spindle control circuit 208 receives a control command from the hardware processor 201 and sends a command to the spindle amplifier 6 to drive the spindle motor 7.
  • the spindle control circuit 208 sends, for example, a spindle speed command to the spindle amplifier 6 to control the rotation speed of the spindle motor 7.
  • the spindle amplifier 6 receives commands from the spindle control circuit 208 and supplies current to the spindle motor 7.
  • the spindle motor 7 is driven by a current supplied from the spindle amplifier 6.
  • the spindle motor 7 is connected to the main shaft and rotates the main shaft.
  • the PLC 209 is a device that executes a ladder program to control the auxiliary device 8.
  • the PLC 209 sends commands to the auxiliary device 8 via the I/O unit 210.
  • the I/O unit 210 is an interface that connects the PLC 209 and the auxiliary device 8.
  • the I/O unit 210 sends commands received from the PLC 209 to the auxiliary device 8.
  • the auxiliary device 8 is installed in the industrial machine 1 and performs auxiliary operations in the industrial machine 1.
  • the auxiliary device 8 operates based on commands received from the I/O unit 210.
  • the auxiliary device 8 may be a device installed in the periphery of the industrial machine 1.
  • the auxiliary device 8 is, for example, a tool changer, a cutting fluid injection device, or an opening/closing door drive device.
  • the numerical control device 2 controls, for example, an industrial machine 1 having a first axis and a second axis.
  • the numerical control device 2 causes the first axis and the second axis to operate synchronously.
  • Synchronous operation means causing the slave axis to operate by following the operation of the master axis.
  • the first axis is the master axis and the second axis is the slave axis.
  • the numerical control device 2 synchronizes the first axis and the second axis in, for example, gear machining, thread cutting, and cutting.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functions of the numerical control device 2.
  • the numerical control device 2 includes a program analysis unit 211, a first movement amount calculation unit 212, a first control unit 213, a second movement amount calculation unit 214, a second control unit 215, a phase alignment movement amount calculation unit 216, and a high-speed movement amount calculation unit 217.
  • the first control unit 213 and the second control unit 215 correspond to the control units described in the claims.
  • the program analysis unit 211, the first movement amount calculation unit 212, the first control unit 213, the second movement amount calculation unit 214, the second control unit 215, the phase alignment movement amount calculation unit 216, and the high-speed movement amount calculation unit 217 are realized, for example, by the hardware processor 201 performing calculation processing using the system program stored in the ROM 203 and the various data and operation programs stored in the non-volatile memory 205.
  • the program analysis unit 211 analyzes the operation program of the industrial machine 1.
  • the operation program is, for example, a machining program for a machine tool and a machining program for a cutting machine.
  • the machining program for a machine tool is, for example, a program for gear machining and a program for thread cutting.
  • the first movement amount calculation unit 212 calculates the movement amount of the first axis based on the analysis result of the operation program by the program analysis unit 211.
  • the movement amount is, for example, the movement amount of the first axis per unit time.
  • the movement amount calculated by the first movement amount calculation unit 212 is the movement speed of the first axis.
  • the first movement amount calculation unit 212 also acquires position information indicating the position of the first axis.
  • the position information is, for example, a value indicating the position or rotation angle of the first axis.
  • the first movement amount calculation unit 212 acquires the position information, for example, from the servo motor 5 that drives the first axis.
  • the first control unit 213 controls the first axis based on the amount of movement of the first axis calculated by the first movement amount calculation unit 212.
  • the first control unit 213 controls the first axis, for example, by outputting a pulse signal corresponding to the amount of movement of the first axis.
  • the second movement amount calculation unit 214 calculates the movement amount of the second axis by multiplying the movement amount of the first axis calculated by the first movement amount calculation unit 212 by a synchronization coefficient.
  • the movement amount is, for example, the movement amount of the second axis per unit time.
  • the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214 is the movement speed of the second axis.
  • the synchronization coefficient is, for example, a predetermined value, or a value calculated based on an operation program.
  • the second movement amount calculation unit 214 also acquires position information indicating the position of the second axis.
  • the position information is, for example, a value indicating the position or rotation angle of the second axis.
  • the second movement amount calculation unit 214 acquires the position information, for example, from the servo motor 5 that drives the second axis.
  • the second control unit 215 controls the second axis based on the amount of movement of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the second control unit 215 controls the second axis, for example, by outputting a pulse signal corresponding to the amount of movement of the second axis.
  • a constant relative speed means that the speed at which the second axis moves relative to the speed at which the first axis moves is constant. Movement includes rotation.
  • first and second axes may not be in phase with each other until alignment is performed using the amount of movement calculated by the phase alignment movement amount calculation unit 216, which will be described later. Therefore, it is necessary to align the phase of the first and second axes before the gear machining, etc., described above, is performed.
  • Phase refers to the positional relationship between the first axis and the second axis.
  • Phase alignment refers to aligning the first axis and the second axis to a predetermined positional relationship.
  • the phase alignment movement amount calculation unit 216 calculates the amount of movement for aligning the phase between the first axis and the second axis.
  • the phase alignment movement amount calculation unit 216 calculates the amount of movement of at least one of the first axis and the second axis for aligning the phase between the first axis and the second axis based on position information indicating the position of the first axis and position information indicating the position of the second axis.
  • the amount of movement calculated by the phase alignment movement amount calculation unit 216 corresponds to the amount of phase shift between the first axis and the second axis.
  • the phase alignment movement amount calculation unit 216 obtains position information indicating the position of the first axis and position information indicating the position of the second axis from the first movement amount calculation unit 212 and the second movement amount calculation unit 214, respectively.
  • the phase alignment movement amount calculation unit 216 outputs the calculated movement amount to, for example, the second control unit 215.
  • the second control unit 215 performs phase alignment based on the amount of movement calculated by the phase alignment movement amount calculation unit 216. That is, the second control unit 215 increases or decreases the output of the pulse signal by an amount equivalent to the amount of movement calculated by the phase alignment movement amount calculation unit 216. This causes phase alignment between the first axis and the second axis, and the first axis and the second axis operate synchronously while being in phase with each other.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining the synchronous operation of the first axis and the second axis.
  • FIG. 3A shows the rotation angles of the first axis and the second axis when they are operating synchronously.
  • the first axis and the second axis each rotate at a constant rotation speed. Synchronous operation is performed in which the second axis rotates once while the first axis rotates 13 times.
  • FIG. 3B is a diagram showing the amount of movement of the second axis per unit time.
  • the second axis rotates at a constant amount of movement Vs per unit time.
  • the second control unit 215 outputs a constant pulse signal per unit time.
  • FIG. 3B also shows that the operating unit of the industrial machine 1 moves between the first area and the second area.
  • the operating unit is a part of the industrial machine 1, and is a part that performs some operation on an object.
  • the operating unit is, for example, a tool.
  • the tool is, for example, a hob cutter, a thread cutting tool, a cutting tool, a milling tool, and a cutting tool.
  • the object is, for example, a workpiece.
  • the first area is a machining area.
  • a machining area is an area where machining is performed by a tool.
  • the second area is a non-machining area.
  • a non-machining area is an area where machining is not performed by a tool.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining gear cutting.
  • the gear cutting tool is, for example, a hob cutter HC.
  • the hob cutter HC is fixed to, for example, a tool spindle TS.
  • the tool spindle TS rotates by A-axis control.
  • the A-axis corresponds to the first axis described above.
  • the workpiece W is, for example, a sector gear.
  • the workpiece W is gripped, for example, by a chuck fixed to the workpiece spindle WS and rotates at a constant speed.
  • the workpiece spindle WS rotates under C-axis control.
  • the C-axis corresponds to the second axis described above.
  • the hob cutter HC and the workpiece W are positioned at the phase alignment position.
  • machining of the workpiece W begins.
  • the hob cutter HC moves through the first region to machine the workpiece W.
  • the high-speed movement amount calculation unit 217 calculates the amount of movement for moving the operation unit at high speed along the second area A2.
  • the amount of movement calculated by the high-speed movement amount calculation unit 217 is the amount of movement that is superimposed on the amount of movement of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • a method for moving the operation unit at high speed along the second area A2 will be described.
  • the first control unit 213 When the first control unit 213 and the second control unit 215 synchronize the operation of the first axis and the second axis, the first control unit 213 outputs a constant pulse signal per unit time based on the movement amount of the first axis calculated by the first movement amount calculation unit 212.
  • the second control unit 215 outputs a constant pulse signal per unit time based on the movement amount of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the first axis and the second axis operate synchronously with the phase matched.
  • the second control unit 215 when the second control unit 215 moves the operation unit at high speed along the second area A2, the second control unit 215 outputs a movement amount obtained by superimposing the second axis movement amount calculated by the high-speed movement amount calculation unit 217 on the second axis movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the second control unit 215 outputs a pulse signal corresponding to the second axis movement amount calculated by the high-speed movement amount calculation unit 217 in addition to a pulse signal corresponding to the second axis movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214 per unit time.
  • the first control unit 213 may output a constant pulse signal per unit time based on the amount of movement of the first axis calculated by the first movement amount calculation unit 212.
  • the high-speed movement amount calculation unit 217 includes an area information acquisition unit 221, a timing search unit 222, and a movement amount calculation unit 223.
  • the area information acquisition unit 221 acquires first area information that defines the first area A1. As described above, the first area A1 is the machining area. Furthermore, the first area A1 is an area in which the operation unit moves with the first axis and the second axis moving synchronously at a first relative speed. The area information acquisition unit 221 acquires the first area information from the operation program analyzed by the program analysis unit 211.
  • the first area information is, for example, coordinate values that define the first area A1.
  • the coordinate values that define the first area A1 are the coordinate values of the machining start position MS and the coordinate values of the machining end position ME.
  • the area information acquisition unit 221 further acquires second area information that defines the second area A2.
  • the area information acquisition unit 221 acquires the second area information from the operation program analyzed by the program analysis unit 211.
  • the second area A2 is a non-machining area.
  • the second area A2 is also an area in which the operating part moves while the first axis and the second axis are moving at a second relative speed that is faster than the first relative speed.
  • the second area A2 is an area in which the operating part moves at a speed faster than the speed at which it moves in the first area A1.
  • the second area information may include information indicating the position of one end of the second area A2, and information indicating the movement distance when the operation unit moves through the second area A2.
  • the position of one end of the second area A2 is the processing end position ME.
  • the movement distance is expressed, for example, by the longitudinal length of the second area A2, or the rotation angle of the second axis.
  • the second area information is, for example, information indicating the coordinate value of the machining end position ME and the clockwise rotation angle of the second axis from the machining end position ME to the machining start position MS.
  • the machining end position ME and the machining start position MS are the start position and the end position of the second area A2, respectively.
  • the second region information may include information indicating the positions of one end and the other end of the second region A2. That is, the second region information may be the coordinate values of the start position of the second region A2 and the coordinate values of the end position of the second region A2.
  • the operating unit moves in the second area A2 at a faster speed than the moving speed in the first area A1.
  • the positional relationship between the first axis and the second axis in the synchronous operation is shifted.
  • the phase of the first axis and the second axis is shifted. Therefore, when the operating unit moves again in the first area A1, it is necessary to adjust the shifted phase again.
  • the timing search unit 222 searches for a phase alignment timing for aligning the phases of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area A1.
  • the timing search unit 222 calculates the movement time required for the operation unit to move in the second area A2 based on, for example, information indicating the maximum speed and maximum acceleration of the second axis.
  • FIG. 3C is a diagram for explaining an example in which the timing search unit 222 calculates the movement time.
  • the timing search unit 222 calculates the shortest movement time for the operation unit to move in the second area A2.
  • the timing search unit 222 calculates the time (t2-t1) it takes for the second axis to move at maximum acceleration from the synchronous operation speed Vs to the maximum speed Vmax at the start position of the second region A2, and the movement distance Sa at that time.
  • the timing search unit 222 also calculates the time (t4-t3) it takes for the second axis to decelerate at minimum acceleration from the maximum speed Vmax to the synchronous operation speed Vs, and the movement distance Sd at that time.
  • the timing search unit 222 calculates the time (t3-t2) for the second axis to move through the second area A2 at the maximum speed Vmax based on the movement distance when the operating unit moves through the second area A2, the movement distance Sa, the movement distance Sd, and the maximum speed Vmax. This allows the timing search unit 222 to calculate the shortest movement time (t4-t1) required for the operating unit to move through the second area A2.
  • the timing search unit 222 further calculates, as the phase alignment timing, the timing at which the shortest movement time required for the operation unit to move through the second area A2 has elapsed, or the timing at which the phases of the first axis and the second axis can be aligned for the first time after the movement time has elapsed.
  • the first axis moves based on the movement amount calculated by the first movement amount calculation unit 212. Therefore, even if the operation unit moves through the second area A2 in the shortest time, there are cases where the first axis has not yet reached the phase alignment position when the operation unit reaches the machining start position MS. Therefore, the timing at which the first axis reaches the phase alignment position after the operation unit reaches the machining start position MS is the phase alignment timing.
  • the phase alignment timing is, for example, the timing when the rotation angle of the first axis is 0° and the operation unit is positioned at the start position of the first area A1.
  • the timing search unit 222 calculates timing t5 as the phase alignment timing.
  • the movement amount calculation unit 223 calculates the movement amount of the second axis per unit time when the operation unit moves in the second area A2, based on the phase alignment timing searched for by the timing search unit 222. In other words, the movement amount calculation unit 223 calculates the movement amount of the second axis per unit time so that the operation unit reaches the phase alignment position at the phase alignment timing.
  • the movement amount calculated by the movement amount calculation unit 223 is the movement amount equivalent to the area of the trapezoid surrounded by points P2, P3, P4, and P5.
  • the movement amount calculation unit 223 first calculates the movement amount equivalent to the area of the hexagon (the hatched portion that slopes upward to the right) surrounded by points P1, P2, P3, P4, P5, and P6.
  • the area of this hexagon matches the area of the portion (the hatched portion that slopes upward to the right) that indicates the movement amount of the second region A2 in Figure 3B.
  • the movement amount calculation unit 223 subtracts the movement amount corresponding to the rectangular portion surrounded by points P1, P2, P5, and P6 from the movement amount corresponding to the hexagonal portion.
  • the area of the rectangular portion surrounded by points P1, P2, P5, and P6 corresponds to the movement amount of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the movement amount of the rectangular portion is the movement amount constantly calculated by the second movement amount calculation unit 214 during synchronous operation.
  • the movement amount calculation unit 223 calculates the movement amount corresponding to the area of the trapezoidal portion surrounded by points P2, P3, P4, and P5.
  • the second control unit 215 outputs second control information for controlling the second axis based on the amount of movement of the second axis calculated by the movement amount calculation unit 223. That is, the second control information output by the second control unit 215 when the operation unit moves in the second area A2 is information indicating the amount of movement calculated by the second movement amount calculation unit 214 superimposed on the amount of movement calculated by the movement amount calculation unit 223.
  • the numerical control device 2 can move the operation part in the second area A2 faster than it moves in the first area A1.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the numerical control device 2.
  • the program analysis unit 211 analyzes the operation program (step S1).
  • the first movement amount calculation unit 212 calculates the movement amount of the first axis based on the analysis result of the operation program by the program analysis unit 211 (step S2).
  • the first control unit 213 controls the first axis based on the movement amount of the first axis calculated by the first movement amount calculation unit 212 (step S3).
  • the second movement amount calculation unit 214 multiplies the movement amount of the first axis calculated by the first movement amount calculation unit 212 by a synchronization coefficient to calculate the movement amount of the second axis (step S4).
  • the second control unit 215 controls the second axis based on the movement amount of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214 (step S5).
  • the phase alignment movement amount calculation unit 216 calculates the movement amount for aligning the phase between the first axis and the second axis (step S6).
  • the second control unit 215 performs phase alignment between the first axis and the second axis based on the movement amount calculated by the phase alignment movement amount calculation unit 216 (step S7).
  • the first axis and the second axis operate synchronously with the phases aligned.
  • the area information acquisition unit 221 acquires the first area information and the second area information (step S8).
  • the timing search unit 222 searches for a phase alignment timing for aligning the phases of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area A1 (step S9).
  • the movement amount calculation unit 223 calculates the movement amount of the second axis per unit time when the operation unit moves in the second area A2 based on the phase alignment timing searched for by the timing search unit 222 (step S10).
  • the first control unit 213 and the second control unit 215 control the first axis and the second axis to process the object (step S11).
  • the operation unit moves in the first area A1. That is, processing of the processing area is performed.
  • the first control unit controls the first axis based on the movement amount calculated by the first movement amount calculation unit 212.
  • the second control unit controls the second axis based on the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the operation unit When the operation unit reaches the start position of the second area A2, the operation unit moves through the second area at high speed. At this time, the first control unit controls the first axis based on the movement amount calculated by the first movement amount calculation unit 212.
  • the second control unit controls the second axis based on the movement amount calculated by the movement amount calculation unit 223 superimposed on the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the second control unit again controls the second axis based on the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • step S12 The machining continues until the execution of the operation program is completed (if No in step S12), and when the machining is completed (if Yes in step S12), the processing in the numerical control device 2 is completed.
  • the movement amount calculation unit 223 calculates the movement amount of the second axis per unit time when the operation unit moves through the second area A2, based on the phase alignment timing searched for by the timing search unit 222.
  • the movement amount calculation unit 223 may also calculate the movement amount of the first axis per unit time when the operation unit moves through the second area A2, based on the phase alignment timing searched for by the timing search unit 222.
  • the movement amount calculation unit 223 may calculate both the movement amount of the first axis and the movement amount of the second axis per unit time.
  • the first control unit 213 may output first control information for controlling the first axis based on the movement amount of the first axis calculated by the movement amount calculation unit 223.
  • the timing search unit 222 calculates the movement time required for the operation unit to move through the second area A2 based on information indicating the maximum speed and maximum acceleration of the second axis. However, the timing search unit 222 may also calculate the movement time required for the operation unit to move through the second area A2 based on information indicating the maximum speed and maximum acceleration of the first axis.
  • the second control unit 215 when the operation unit is moved along the second area A2, the second control unit 215 outputs information indicating the amount of movement obtained by superimposing the amount of movement of the second axis calculated by the movement amount calculation unit 223 on the amount of movement of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the first control unit 213 may output information indicating the amount of movement obtained by superimposing the amount of movement of the first axis calculated by the movement amount calculation unit 223 on the amount of movement of the first axis calculated by the first movement amount calculation unit 212.
  • the first control unit 213 and the second control unit 215 may each output this information.
  • the high-speed movement amount calculation unit 217 calculates a movement amount to be superimposed on the movement amount of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214. Therefore, the second control unit 215 superimposes the movement amount calculated by the movement amount calculation unit 223 on the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214 and outputs the result.
  • the amount of movement calculated by the high-speed movement amount calculation unit 217 may be the amount of movement of the second axis when the operating unit moves in the second area A2.
  • the second control unit 215 controls the second axis based only on the amount of movement calculated by the high-speed movement amount calculation unit 217.
  • the second control unit 215 controls the second axis without using the amount of movement of the second axis calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the amount of movement of the second axis when the operating part moves in the second area A2 is the amount of movement equivalent to the area of the hexagon (the hatched area slanting upward to the right) surrounded by points P1, P2, P3, P4, P5, and P6 in Figure 3C.
  • the second control unit 215 controls the second axis based on the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214.
  • the second control unit 215 controls the second axis based on the movement amount calculated by the high-speed movement amount calculation unit 217 and corresponding to the area of the hexagon.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining thread cutting.
  • the thread cutting tool is, for example, a thread cutting tool TT.
  • the thread cutting tool TT is, for example, fixed to a tool rest.
  • the tool rest moves by X-axis control and Z-axis control.
  • the Z-axis corresponds to the second axis described above. In other words, the Z-axis is the slave axis.
  • the workpiece W is, for example, a shaft having a first thread portion T1 and a second thread portion T2.
  • the workpiece W is gripped by a chuck fixed to the workpiece spindle WS and rotates at a constant speed.
  • the workpiece spindle WS rotates under C-axis control.
  • the C-axis corresponds to the first axis described above. In other words, the C-axis is the master axis.
  • the thread cutting bit TT and the workpiece W are first positioned at the phase alignment position PP. Once the thread cutting bit TT and the workpiece W are positioned at the phase alignment position PP, machining of the workpiece W begins. That is, the thread cutting bit TT moves between the first thread portion T1 and the second thread portion T2 to machine the workpiece W. These first thread portion T1 and second thread portion T2 correspond to the first area A1.
  • the thread cutting bit TT When the thread cutting bit TT passes through the first thread portion T1, the thread cutting bit TT moves through the second region A2. Furthermore, when the thread cutting bit TT passes through the second region A2, the thread cutting bit TT moves through the second thread portion T2. When the thread cutting bit TT passes through the second thread portion T2, the thread cutting bit TT is again positioned at the phase alignment position PP. By repeating this operation, the thread cutting bit TT machines a shaft having a first thread portion T1 and a second thread portion T2.
  • the high-speed movement amount calculation unit 217 calculates the movement amount for moving the thread cutting bit TT at high speed along the second area A2.
  • the area information acquisition unit 221 acquires first area information that defines the first area A1.
  • the area information acquisition unit 221 acquires the first area information from the operation program analyzed by the program analysis unit 211.
  • the coordinate values that define the first area A1 are the coordinate values of the machining start position MS and the machining end position ME of the second thread portion T2.
  • the area information acquisition unit 221 further acquires second area information that defines the second area A2.
  • the area information acquisition unit 221 acquires the second area information from the operation program analyzed by the program analysis unit 211.
  • the second area information is the coordinate value of the machining end position ME of the first thread portion T1 and the coordinate value of the machining start position MS of the second thread portion T2.
  • the operating part moves in the second area A2 at a faster speed than the moving speed in the first area A1.
  • the first axis rotates at a constant speed
  • the positional relationship between the first axis and the second axis in the synchronous operation is shifted.
  • the phase of the first axis and the second axis is shifted. Therefore, when the operating part moves in the second screw part T2, the shifted phase needs to be realigned.
  • the timing search unit 222 searches for a phase alignment timing for aligning the phases of the first axis and the second axis before the operating unit starts moving in the second screw portion T2.
  • the timing search unit 222 calculates the movement time required for the operating unit to move in the second area A2 based on information indicating, for example, the maximum speed and maximum acceleration of the second axis.
  • the phase alignment timing is, for example, the timing when the rotation angle of the first shaft is 0° and the operating part is positioned at the machining start position MS of the second threaded part T2.
  • the second control unit 215 outputs second control information for controlling the second axis based on the movement amount of the second axis calculated by the movement amount calculation unit 223.
  • the second control information output by the second control unit 215 is information indicating the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214 superimposed with the movement amount calculated by the movement amount calculation unit 223. This allows the second control unit 215 to move the thread cutting tool TT at high speed when it moves through the second area A2.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining cutting processing.
  • the cutting tool CT is fixed to, for example, the rotation axis RS.
  • the rotation axis RS corresponds to the first axis described above. In other words, the rotation axis RS is the master axis.
  • the workpiece W is, for example, a plate material.
  • a number of plate materials are placed on the conveyor belt CB and move at a constant speed.
  • the plate materials are placed on the conveyor belt CB at a predetermined interval.
  • the conveyor belt CB moves, for example, by the rotation of the drive shaft DS.
  • the drive shaft DS corresponds to the second shaft described above. In other words, the drive shaft DS is the slave shaft.
  • the cutting tool CT and the workpiece W are positioned at the phase alignment position. Once the cutting tool CT and the workpiece W are positioned at the phase alignment position, cutting of the workpiece W begins. That is, the cutting tool CT rotates at a constant speed, and the workpiece W moves on the conveyor belt CB at a constant speed, thereby cutting the workpiece W to a predetermined length.
  • a second area A2 where no workpiece W is placed passes under the cutting tool CT. Furthermore, when the second area A2 passes under the cutting tool CT, another workpiece W passes under the cutting tool CT.
  • the area where the workpiece W is placed is the first area A1 described above.
  • the high-speed movement amount calculation unit 217 calculates the amount of movement for the second area A2 to move at high speed under the cutting tool CT.
  • the area information acquisition unit 221 acquires first area information that defines the first area A1.
  • the area information acquisition unit 221 acquires the first area information based on detection information by the sensor S.
  • the sensor S is, for example, a camera.
  • the coordinate values that define the first area A1 are the coordinate values of the position of one end of the workpiece W and the coordinate values of the position of the other end of the workpiece W.
  • the area information acquisition unit 221 further acquires second area information that defines the second area A2.
  • the area information acquisition unit 221 acquires the second area information based on the detection information by the sensor S.
  • the second area information is the coordinate values of the position of the other end of one workpiece W and the coordinate values of the position of one end of another workpiece W.
  • the operating unit moves in the second area A2 at a speed faster than the moving speed in the first area A1.
  • the operating unit is a cutting tool CT.
  • the moving speed is the relative speed between the operating unit and the first area A1, and the relative speed between the operating unit and the second area A2.
  • the positional relationship between the first axis and the second axis in the synchronous operation will shift. In other words, the phases of the first axis and the second axis will shift. Therefore, when the operating unit moves through the first area A1 again, the shifted phase must be adjusted again.
  • the timing search unit 222 searches for a phase alignment timing for aligning the phases of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the second area A2.
  • the timing search unit 222 calculates the movement time required for the operation unit to move in the second area A2 based on, for example, information indicating the maximum speed and maximum acceleration of the second axis.
  • the phase alignment timing is, for example, when the rotation angle of the first axis is 40° and the cutting start position CS of the workpiece W contacts the cutting edge of the cutting tool CT.
  • the second control unit 215 outputs second control information for controlling the second axis based on the movement amount of the second axis calculated by the movement amount calculation unit 223.
  • the second control information output by the second control unit 215 is information indicating the movement amount calculated by the second movement amount calculation unit 214 superimposed with the movement amount calculated by the movement amount calculation unit 223. This allows the second control unit 215 to move the cutting tool CT at high speed when it moves through the second area A2.
  • the numerical control device 2 includes an area information acquisition unit 221 that acquires first area information that defines a first area A1 in which the operation unit moves when the first axis and the second axis move synchronously at a first relative speed, and second area information that defines a second area A2 in which the operation unit moves when the first axis and the second axis move at a second relative speed that is faster than the first relative speed, a timing search unit 222 that searches for a phase alignment timing for aligning the phase of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area A1, and a timing search unit 222 that searches for a phase alignment timing for aligning the phase of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area A1.
  • control unit that performs at least one of outputting first control information for controlling the first axis based on the amount of movement of the first axis calculated by the movement amount calculation unit 223 and outputting second control information for controlling the second axis based on the amount of movement of the second axis calculated by the movement amount calculation unit 223.
  • the numerical control device 2 can shorten the machining time of the workpiece W when the first axis and the second axis are operated synchronously.
  • the timing search unit 222 also calculates the movement time required for the operation unit to move through the second area A2 based on information indicating the maximum speed and maximum acceleration of at least one of the first axis and the second axis, and calculates the timing at which the movement time has elapsed or the timing at which the phases first align after the movement time has elapsed as the phase alignment timing.
  • the numerical control device 2 can align the phases of the first axis and the second axis at the earliest phase alignment timing. As a result, the numerical control device 2 can shorten the machining time of the workpiece W.
  • control unit moves the operation unit along the second area A2
  • the control unit at least performs one of the following: outputting information indicating the amount of movement obtained by superimposing the amount of movement of the first axis calculated by the movement amount calculation unit 223 on the amount of movement of the first axis; and outputting information indicating the amount of movement obtained by superimposing the amount of movement of the second axis calculated by the movement amount calculation unit 223 on the amount of movement of the second axis.
  • the numerical control device 2 can move the operation unit at high speed while performing synchronous control of the first axis and the second axis. As a result, the numerical control device 2 can shorten the machining time even during synchronous control.
  • the second area information also includes information indicating the position of one end of the second area A2, and information indicating the distance traveled when the operation unit moves in the second area A2.
  • the second area information may also include information indicating the positions of one end and the other end of the second area A2.
  • a region information acquisition unit that acquires first region information that defines a first region in which an operation unit moves in a state in which a first axis and a second axis move synchronously at a first relative speed, and second region information that defines a second region in which the operation unit moves in a state in which the first axis and the second axis move at a second relative speed that is faster than the first relative speed;
  • a timing search unit that searches for a phase alignment timing for aligning the phases of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first region;
  • a movement amount calculation unit that calculates at least one of a movement amount of the first axis and a movement amount of the second axis per unit time when the operation unit moves in the second area based on a moving amount of the first axis calculated by the movement amount calculation unit, and a control unit that executes at least one of outputting first control information for controlling the first axi
  • Appendix [2] The numerical control device described in Appendix [1], wherein the timing search unit calculates a movement time required for the operation unit to move through the second area based on information indicating a maximum speed and a maximum acceleration of at least one of the first axis and the second axis, and calculates, as the phase alignment timing, a timing at which the movement time has elapsed or a timing at which the phase can be aligned for the first time after the movement time has elapsed.
  • Appendix [3] The numerical control device according to appendix [1] or [2], wherein, when the operation unit is moved along the second area, the control unit executes at least one of: outputting information indicating an amount of movement obtained by superimposing the amount of movement of the first axis calculated by the movement amount calculation unit on the amount of movement of the first axis; and outputting information indicating an amount of movement obtained by superimposing the amount of movement of the second axis calculated by the movement amount calculation unit on the amount of movement of the second axis.
  • Appendix [4] The numerical control device according to any one of appendices [1] to [3], wherein the second area information includes information indicating a position of one end of the second area and information indicating a moving distance when the operation unit moves in the second area.
  • Appendix [5] The numerical control device according to any one of appendices [1] to [3], wherein the second region information includes information indicating the positions of one end and the other end of the second region.
  • Appendix [6] a first area information defining a first area in which an operation unit moves in a state in which a first axis and a second axis move synchronously at a first relative speed; and a second area information defining a second area in which the operation unit moves in a state in which the first axis and the second axis move at a second relative speed faster than the first relative speed; searching for a phase alignment timing for aligning the phases of the first axis and the second axis before the operation unit starts moving in the first area; calculating at least one of an amount of movement of the first axis and an amount of movement of the second axis per unit time when the operation unit moves in the second area based on the searched phase alignment timing; and outputting first control information for controlling the first axis based on the calculated amount of movement of the first axis, and outputting second control information for controlling the second axis based on the calculated amount of movement of the second axis.
  • Reference Signs List 1 Industrial machine 2 Numerical control device 201 Hardware processor 202 Bus 203 ROM 204 RAM 205 Non-volatile memory 206 Interface 207 Axis control circuit 208 Spindle control circuit 209 PLC 210 I/O unit 211 Program analysis section 212 First movement amount calculation section 213 First control section 214 Second movement amount calculation section 215 Second control section 216 Phase alignment movement amount calculation section 217 High-speed movement amount calculation section 221 Area information acquisition section 222 Timing search section 223 Movement amount calculation section 3 Input/output device 4 Servo amplifier 5 Servo motor 6 Spindle amplifier 7 Spindle motor 8 Auxiliary equipment

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Abstract

数値制御装置が、第１の領域を規定する第１の領域情報と、第２の領域を規定する第２の領域情報と、を取得する領域情報取得部と、第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索するタイミング探索部と、位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域を移動する際の単位時間ごとの第２の軸の移動量を算出する移動量算出部と、移動量算出部によって算出された第２の軸の移動量に基づいて第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することを実行する制御部と、を備える。

Description

数値制御装置、およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
　本開示は、産業機械を制御する数値制御装置、およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
　従来、マスタ軸とスレーブ軸とを同期制御することにより、ワークの加工を行うことが行われている。同期制御とは、マスタ軸の動作に連動させてスレーブ軸を動作させる制御である。例えば、歯車加工、ねじ切り、切断加工などにおいて同期制御が行われる（例えば、特許文献１）。
特開２０１９－１８５２８７号公報
　しかし、従来、同期制御中は、マスタ軸のみ、またはスレーブ軸のみを高速で移動させることはできない。したがって、例えば、ねじ切り加工において非切削領域に沿って工具軸のみを高速に移動させて加工時間の短縮を図ることができない。そのため、同期制御を行う場合であっても、加工時間を短縮することが望まれる。
　本開示の数値制御装置は、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する第１の領域を規定する第１の領域情報と、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で操作部が移動する第２の領域を規定する第２の領域情報と、を取得する領域情報取得部と、操作部が第１の領域の移動を開始する前に第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索するタイミング探索部と、タイミング探索部によって探索された位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域を移動する際の単位時間ごとの第１の軸の移動量および第２の軸の移動量の少なくともいずれかを算出する移動量算出部と、移動量算出部によって算出された第１の軸の移動量に基づいて第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力すること、および移動量算出部によって算出された第２の軸の移動量に基づいて第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することの少なくともいずれかを実行する制御部と、を備える。
　本開示のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する第１の領域を規定する第１の領域情報と、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で操作部が移動する第２の領域を規定する第２の領域情報と、を取得することと、操作部が第１の領域の移動を開始する前に第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索することと、探索された位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域を移動する際の単位時間ごとの第１の軸の移動量および第２の軸の移動量の少なくともいずれかを算出することと、算出された第１の軸の移動量に基づいて第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力すること、および算出された第２の軸の移動量に基づいて第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することの少なくともいずれかを実行することと、をコンピュータに実行させる命令を記憶する。
産業機械のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 数値制御装置の機能の一例を示すブロック図である。 同期動作について説明するための図である。 第２の軸の単位時間あたりの移動量を示す図である。 移動時間を算出する例について説明するための図である。 歯車加工について説明するための図である。 数値制御装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ねじ切り加工について説明するための図である。 切断加工について説明するための図である。
　以下、本開示の実施形態に係る数値制御装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は、省略する場合がある。
　本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
　数値制御装置は、産業機械を制御するための装置である。産業機械は、産業現場で稼働する機械である。産業機械は、例えば、工作機械、切断機、射出成形機、レーザ加工機、３次元プリンタ、および、ロボットである。
　図１は、数値制御装置が実装される産業機械のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。産業機械１は、数値制御装置２と、入出力装置３と、サーボアンプ４と、サーボモータ５と、スピンドルアンプ６と、スピンドルモータ７と、補助機器８とを備える。
　数値制御装置２は、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１と、バス２０２と、ROM（Read Only Memory）２０３と、RAM（Random Access Memory）２０４と、不揮発性メモリ２０５とを備える。
　ハードウェアプロセッサ２０１は、システムプログラムに従って数値制御装置２全体を制御するプロセッサである。ハードウェアプロセッサ２０１は、バス２０２を介してROM２０３に格納されたシステムプログラムなどを読み出す。ハードウェアプロセッサ２０１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、または電子回路である。
　バス２０２は、数値制御装置２の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。数値制御装置２の各ハードウェアはバス２０２を介してデータをやり取りする。
　ROM２０３は、システムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ROM２０３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
　RAM２０４は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。RAM２０４は、ハードウェアプロセッサ２０１が各種データを処理するための作業領域として機能する。
　不揮発性メモリ２０５は、数値制御装置２の電源が切られた状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ２０５は、例えば、産業機械１の動作プログラムを記憶する。不揮発性メモリ２０５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ２０５は、例えば、バッテリでバックアップされたメモリ、または、SSD（Solid State Drive）で構成される。
　数値制御装置２は、さらに、インタフェース２０６と、軸制御回路２０７と、スピンドル制御回路２０８と、PLC（Programmable Logic Controller）２０９と、I/Oユニット２１０とを備える。
　インタフェース２０６は、バス２０２と入出力装置３とを接続する。インタフェース２０６は、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１によって処理された各種データを入出力装置３に送る。
　入出力装置３は、インタフェース２０６を介して各種データを受け、各種データをディスプレイに表示する。また、入出力装置３は、各種データの入力を受けて、各種データをインタフェース２０６を介して、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１に送る。
　入出力装置３は、例えば、タッチパネルである。入出力装置３がタッチパネルである場合、入出力装置３は、例えば、静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネルは、静電容量方式に限らず、他の方式のタッチパネルであってもよい。入出力装置３は、数値制御装置２が格納される操作盤（不図示）に設置される。
　軸制御回路２０７は、サーボモータ５を制御するための回路である。軸制御回路２０７は、ハードウェアプロセッサ２０１からの制御指令を受けてサーボモータ５を駆動させるための各種指令をサーボアンプ４に送る。軸制御回路２０７は、例えば、サーボモータ５のトルクを制御するトルクコマンドをサーボアンプ４に送る。
　サーボアンプ４は、軸制御回路２０７からの指令を受けて、サーボモータ５に電流を供給する。
　サーボモータ５は、サーボアンプ４から電流の供給を受けて駆動する。サーボモータ５は、産業機械１の各制御軸に設けられる。産業機械１が５軸を有する工作機械である場合、サーボモータ５は、例えば、Ｘ軸用サーボモータ、Ｙ軸用サーボモータ、Ｚ軸用サーボモータ、Ａ軸用サーボモータ、およびＣ軸用サーボモータを含む。この場合、軸制御回路２０７、およびサーボアンプ４は、各サーボモータ５に対してそれぞれ設けられる。
　サーボモータ５は、例えば、刃物台を駆動させるボールねじに連結される。サーボモータ５が駆動することにより、刃物台などの産業機械１の構造物が所定の制御軸に沿って移動する。
　サーボモータ５は、制御軸の位置、および送り速度を検出するエンコーダ（不図示）を内蔵する。エンコーダによって検出される制御軸の位置、および制御軸の送り速度をそれぞれ示す位置フィードバック情報、および速度フィードバック情報は、軸制御回路２０７にフィードバックされる。これにより、軸制御回路２０７は、各制御軸のフィードバック制御を行う。
　スピンドル制御回路２０８は、スピンドルモータ７を制御するための回路である。スピンドル制御回路２０８は、ハードウェアプロセッサ２０１からの制御指令を受けてスピンドルモータ７を駆動させるための指令をスピンドルアンプ６に送る。スピンドル制御回路２０８は、例えば、スピンドルモータ７の回転速度を制御するスピンドル速度コマンドをスピンドルアンプ６に送る。
　スピンドルアンプ６は、スピンドル制御回路２０８からの指令を受けて、スピンドルモータ７に電流を供給する。
　スピンドルモータ７は、スピンドルアンプ６から電流の供給を受けて駆動する。スピンドルモータ７は、主軸に連結され、主軸を回転させる。
　PLC２０９は、ラダープログラムを実行して補助機器８を制御する装置である。PLC２０９は、I/Oユニット２１０を介して補助機器８に対して指令を送る。
　I/Oユニット２１０は、PLC２０９と補助機器８とを接続するインタフェースである。I/Oユニット２１０は、PLC２０９から受けた指令を補助機器８に送る。
　補助機器８は、産業機械１に設置され、産業機械１において補助的な動作を行う機器である。補助機器８は、I/Oユニット２１０から受けた指令に基づいて動作する。補助機器８は、産業機械１の周辺に設置される機器であってもよい。補助機器８は、例えば、工具交換装置、切削液噴射装置、または開閉ドア駆動装置である。
　次に、数値制御装置２の機能について説明する。数値制御装置２は、例えば、第１の軸と第２の軸とを有する産業機械１を制御する。数値制御装置２は、第１の軸と第２の軸とを同期動作させる。同期動作とは、マスタ軸の動作にスレーブ軸を追従させて動作させることである。
　例えば、第１の軸がマスタ軸であり、第２の軸がスレーブ軸である。数値制御装置２は、例えば、歯車加工、ねじ切り加工、および切断加工において、第１の軸と第２の軸とを同期動作させる。
　図２は、数値制御装置２の機能の一例を示すブロック図である。数値制御装置２は、プログラム解析部２１１と、第１の移動量算出部２１２と、第１の制御部２１３と、第２の移動量算出部２１４と、第２の制御部２１５と、位相合わせ移動量算出部２１６と、高速移動量算出部２１７とを備える。第１の制御部２１３および第２の制御部２１５は、請求の範囲に記載された制御部に相当する。
　プログラム解析部２１１、第１の移動量算出部２１２、第１の制御部２１３、第２の移動量算出部２１４、第２の制御部２１５、位相合わせ移動量算出部２１６、および高速移動量算出部２１７は、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１が、ROM２０３に記憶されたシステムプログラム、ならびに不揮発性メモリ２０５に記憶された各種データおよび動作プログラムを用いて演算処理をすることにより実現される。
　プログラム解析部２１１は、産業機械１の動作プログラムを解析する。動作プログラムは、例えば、工作機械の加工プログラム、および切断機の加工プログラムである。工作機械の加工プログラムは、例えば、歯車加工用プログラム、およびねじ切り加工用プログラムである。
　第１の移動量算出部２１２は、プログラム解析部２１１による動作プログラムの解析結果に基づいて、第１の軸の移動量を算出する。移動量は、例えば、単位時間当たりの第１の軸の移動量である。言い換えれば、第１の移動量算出部２１２が算出する移動量は、第１の軸の移動速度である。
　また、第１の移動量算出部２１２は、第１の軸の位置を示す位置情報を取得する。位置情報は、例えば、第１の軸の位置または回転角を示す値である。第１の移動量算出部２１２は、例えば、第１の軸を駆動させるサーボモータ５から位置情報を取得する。
　第１の制御部２１３は、第１の移動量算出部２１２によって算出された第１の軸の移動量に基づいて、第１の軸を制御する。第１の制御部２１３は、例えば、第１の軸の移動量に対応するパルス信号を出力することにより、第１の軸を制御する。
　第２の移動量算出部２１４は、第１の移動量算出部２１２によって算出された第１の軸の移動量に同期係数を掛けて第２の軸の移動量を算出する。移動量は、例えば、単位時間当たりの第２の軸の移動量である。言い換えれば、第２の移動量算出部２１４が算出する移動量は、第２の軸の移動速度である。同期係数は、例えば、あらかじめ定められた値、または動作プログラムに基づいて算出された値である。
　また、第２の移動量算出部２１４は、第２の軸の位置を示す位置情報を取得する。位置情報は、例えば、第２の軸の位置または回転角を示す値である。第２の移動量算出部２１４は、例えば、第２の軸を駆動させるサーボモータ５から位置情報を取得する。
　第２の制御部２１５は、第２の移動量算出部２１４によって算出された第２の軸の移動量に基づいて、第２の軸を制御する。第２の制御部２１５は、例えば、第２の軸の移動量に対応するパルス信号を出力することにより、第２の軸を制御する。
　これにより、第１の軸および第２の軸は一定の相対速度で動作する。一定の相対速度とは、第１の軸の移動速度に対する第２の軸の移動速度が一定であることを意味する。移動には回転も含まれる。
　なお、後述する位相合わせ移動量算出部２１６が算出する移動量による位置合わせが実行されるまでは、第１の軸と第２の軸とは位相が合っていない場合がある。そのため、上述した歯車加工などが行われる前に、第１の軸と第２の軸との位相を合わせる必要がある。
　位相とは、第１の軸と第２の軸との位置関係を意味する。位相合わせとは、あらかじめ定められた位置関係に第１の軸と第２の軸とを合わせることを意味する。
　位相合わせ移動量算出部２１６は、第１の軸と第２の軸との位相を合わせるための移動量を算出する。位相合わせ移動量算出部２１６は、第１の軸の位置を示す位置情報、および第２の軸位置を示す位置情報に基づいて、第１の軸と第２の軸との位相を合わせるための第１の軸および第２の軸の少なくともいずれかの移動量を算出する。位相合わせ移動量算出部２１６が算出する移動量は、第１の軸と第２の軸との位相のずれ量に相当する。
　位相合わせ移動量算出部２１６は、第１の軸の位置を示す位置情報、および第２の軸の位置を示す位置情報をそれぞれ、第１の移動量算出部２１２、および第２の移動量算出部２１４から取得する。位相合わせ移動量算出部２１６は、算出した移動量を、例えば、第２の制御部２１５に出力する。
　第２の制御部２１５は、位相合わせ移動量算出部２１６によって算出された移動量に基づいて、位相合わせを実行する。すなわち、第２の制御部２１５は、位相合わせ移動量算出部２１６によって算出された移動量に相当する分のパルス信号の出力を増加させ、または減少させる。これにより、第１の軸と第２の軸との位相合わせが行われ、第１の軸と第２の軸とは位相が合った状態で同期動作する。
　図３Ａは、第１の軸と第２の軸との同期動作について説明するための図である。図３Ａは、第１の軸と第２の軸とが同期動作しているときのそれぞれの回転角を示している。第１の軸と第２の軸とは、それぞれ、一定の回転速度で回転している。第１の軸が１３回転する間に第２の軸が１回転する同期動作が行われている。
　図３Ｂは、第２の軸の単位時間あたりの移動量を示す図である。図３Ｂに示す例では、第２の軸は、単位時間あたりに一定の移動量Vsで回転している。このとき、第２の制御部２１５は、単位時間当たりに一定のパルス信号を出力する。
　また、図３Ｂは、産業機械１の操作部が、第１の領域と第２の領域とを移動することを示している。操作部は、産業機械１の一部であり、対象物に対して何らかの操作を行う部分である。操作部は、例えば、工具である。工具は、例えば、ホブカッタ、ねじ切り用バイト、切断用工具、ミリング工具、および切削バイトである。対象物は、例えば、ワークである。
　第１の領域は、加工領域である。加工領域とは、工具によって加工が行われる領域である。第２の領域は、非加工領域である。非加工領域とは、工具によって加工が行われない領域である。
　図４は、歯車加工について説明するための図である。歯車加工用工具は、例えば、ホブカッタHCである。ホブカッタHCは、例えば、工具主軸TSに固定される。工具主軸TSは、Ａ軸制御によって回転する。Ａ軸は、上述した第１の軸に相当する。
　ワークWは、例えば、セクタギアである。ワークWは、例えば、ワーク主軸WSに固定されたチャックによって把持され一定の速度で回転する。ワーク主軸WSは、Ｃ軸制御によって回転する。Ｃ軸は上述した第２の軸に相当する。
　ホブカッタHCおよびワークWは、まず、位相合わせ位置に位置決めされる。ホブカッタHCおよびワークWが位相合わせ位置に位置決めされると、ワークWの加工が開始される。すなわち、ホブカッタHCは、第１の領域を移動することによって、ワークWの加工を行う。
　また、ホブカッタHCが第１の領域A1を通過すると、ホブカッタHCは第２の領域A2を移動する。さらに、ホブカッタHCが第２の領域A2を通過すると、再び、ホブカッタHCは第１の領域A1を移動する。このような動作が繰り返されることにより、ホブカッタHCはセクタギアの加工を行う。ここで、図２の説明に戻る。
　高速移動量算出部２１７は、操作部を第２の領域A2に沿って高速で移動させるための移動量を算出する。高速移動量算出部２１７が算出する移動量は、第２の移動量算出部２１４によって算出される第２の軸の移動量に重畳される移動量である。ここで、操作部を第２の領域A2に沿って高速で移動させる方法について説明する。
　第１の制御部２１３および第２の制御部２１５が、第１の軸および第２の軸を同期動作させる場合、第１の制御部２１３は、第１の移動量算出部２１２によって算出された第１の軸の移動量に基づいて、単位時間当たりに一定のパルス信号を出力する。
　また、第１の制御部２１３および第２の制御部２１５が、第１の軸および第２の軸を同期動作させる場合、第２の制御部２１５は、第２の移動量算出部２１４によって算出された第２の軸の移動量に基づいて、単位時間当たりに一定のパルス信号を出力する。これにより、第１の軸および第２の軸は、位相が合った状態で同期動作する。
　一方、第２の制御部２１５が、操作部を第２の領域A2に沿って高速で移動させる場合、第２の制御部２１５は、第２の移動量算出部２１４によって算出された第２の軸の移動量に、高速移動量算出部２１７によって算出された第２の軸の移動量を重畳した移動量を出力する。言い換えれば、第２の制御部２１５は、単位時間当たりに、第２の移動量算出部２１４によって算出された第２の軸の移動量に対応するパルス信号に加えて、高速移動量算出部２１７によって算出された第２の軸の移動量に対応するパルス信号を出力する。
　これにより、第２の制御部２１５は、操作部を第２の領域A2に沿って高速で移動させることができる。このとき、第１の制御部２１３は、第１の移動量算出部２１２によって算出された第１の軸の移動量に基づいて、単位時間当たりに一定のパルス信号を出力していてよい。
　高速移動量算出部２１７は、領域情報取得部２２１と、タイミング探索部２２２と、移動量算出部２２３とを備える。
　領域情報取得部２２１は、第１の領域A1を規定する第１の領域情報を取得する。上述したとおり、第１の領域A1は、加工領域である。また、第１の領域A1は、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する領域である。領域情報取得部２２１は、プログラム解析部２１１によって解析された動作プログラムから第１の領域情報を取得する。
　第１の領域情報は、例えば、第１の領域A1を規定する座標値である。図４に示す例において、第１の領域A1を規定する座標値は、加工開始位置MSの座標値、および加工終了位置MEの座標値である。
　領域情報取得部２２１は、さらに、第２の領域A2を規定する第２の領域情報を取得する。領域情報取得部２２１は、プログラム解析部２１１によって解析された動作プログラムから第２の領域情報を取得する。
　第２の領域A2は、非加工領域である。また、第２の領域A2は、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で操作部が移動する領域である。言い換えれば、第２の領域A2は、操作部が第１の領域A1を移動する速度よりも速い速度で移動する領域である。
　第２の領域情報は、第２の領域A2の一端の位置を示す情報、および操作部が第２の領域A2を移動するときの移動距離を示す情報を含んでいてよい。第２の領域A2の一端の位置とは、加工終了位置MEである。移動距離は、例えば、第２の領域A2の長手方向の長さ、または、第２の軸の回転角で表される。
　図４に示す例において、第２の領域情報は、例えば、加工終了位置MEの座標値、および加工終了位置MEから加工開始位置MSまでの時計回りの第２の軸の回転角を示す情報である。加工終了位置ME、および加工開始位置MSは、それぞれ、第２の領域A2の開始位置、および第２の領域A2の終了位置である。
　第２の領域情報は、第２の領域A2の一端、および他端の位置を示す情報を含んでいてもよい。すなわち、第２の領域情報は、第２の領域A2の開始位置の座標値と第２の領域A2の終了位置の座標値であってもよい。
　上述したように、操作部は、第１の領域A1における移動速度よりも速い速度で第２の領域A2を移動する。この場合、同期動作における第１の軸と第２の軸との位置関係がずれる。すなわち、第１の軸と第２の軸の位相がずれる。そのため、操作部が再び第１の領域A1を移動するに際し、ずれた位相を再び合わせる必要がある。ここで、図２の説明に戻る。
　タイミング探索部２２２は、操作部が第１の領域A1の移動を開始する前に第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索する。タイミング探索部２２２は、例えば、第２の軸の最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する移動時間を算出する。
　図３Ｃは、タイミング探索部２２２が移動時間を算出する例について説明するための図である。タイミング探索部２２２は、操作部が第２の領域A2を移動するのに最短の移動時間を算出する。
　タイミング探索部２２２は、第２の領域A2の開始位置において、第２の軸が同期動作時の速度Vsから最大速度Vmaxに到達するまで最大加速度で移動するときにかかる時間（t2-t1）と、その時の移動距離Saとを算出する。また、タイミング探索部２２２は、第２の軸が最大速度Vmaxから同期動作時の速度Vsまで最小の加速度で減速する時間（t4-t3）と、その時の移動距離Sdとを算出する。
　さらに、タイミング探索部２２２は、操作部が第２の領域A2を移動するときの移動距離、上記移動距離Sa、上記移動距離Sd、および最大速度Vmaxに基づいて、第２の軸が、第２の領域A2を最大速度Vmaxで移動する時間（t3-t2）を算出する。これにより、タイミング探索部２２２は、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する最短の移動時間(t4-t1)を算出することができる。
　タイミング探索部２２２は、さらに、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する最短の移動時間が経過するタイミング、または当該移動時間の経過後に最初に第１の軸と第２の軸の位相を合わせることができるタイミングを位相合わせタイミングとして算出する。
　第１の軸は第１の移動量算出部２１２によって算出された移動量に基づいて移動している。そのため、操作部が第２の領域A2を最短の時間で移動したとしても、操作部が加工開始位置MSに到達したときに、第１の軸が位相合わせ位置に到達していない場合がある。そのため、操作部が加工開始位置MSに到達した後に第１の軸が位相合わせ位置に到達するタイミングが位相合わせタイミングとなる。
　位相合わせタイミングは、例えば、第１の軸の回転角が０°であり、かつ、操作部が第１の領域A1の開始位置に配置されるタイミングである。
　図３Ｃに示す例において、移動時間の経過後に最初に第１の軸と第２の軸を合わせることができるタイミングは、タイミングt5である。したがって、タイミング探索部２２２は、タイミングt5を位相合わせタイミングとして算出する。
　移動量算出部２２３は、タイミング探索部２２２によって探索された位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域A2を移動する際の単位時間ごとの第２の軸の移動量を算出する。すなわち、移動量算出部２２３は、操作部が位相合わせタイミングで位相合わせ位置に到達するように単位時間ごとの第２の軸の移動量を算出する。
　図３Ｃに示す例において、移動量算出部２２３が算出する移動量は、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５で囲まれる台形部分の面積に相当する移動量である。
　移動量算出部２２３は、まず、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６で囲まれる六角形（右上がりのハッチング部分）の面積に相当する移動量を算出する。この六角形の面積は、図３Ｂの第２の領域A2の移動量を示す部分（右上がりのハッチング部分）の面積に一致する。
　その後、移動量算出部２２３は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ５、点Ｐ６で囲まれる長方形部分に相当する移動量を上記六角形部分に相当する移動量から減算する。点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ５、点Ｐ６で囲まれる長方形部分の面積は、第２の移動量算出部２１４によって算出される第２の軸の移動量に対応する。すなわち、当該長方形部分の移動量は、第２の移動量算出部２１４が同期動作時に定常的に算出している移動量である。これにより、移動量算出部２２３は、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５で囲まれる台形部分の面積に相当する移動量を算出する。
　第２の制御部２１５は、移動量算出部２２３によって算出された第２の軸の移動量に基づいて第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力する。すなわち、操作部が第２の領域A2を移動する際に第２の制御部２１５が出力する第２の制御情報は、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に、移動量算出部２２３によって算出された移動量が重畳された移動量を示す情報である。
　以上の各部の処理により、第１の軸と第２の軸とが同期動作している状態において、数値制御装置２は、操作部を第１の領域A1を移動するよりも高速で第２の領域A2を移動させることができる。
　図５は、数値制御装置２が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。数値制御装置２では、まず、プログラム解析部２１１が、動作プログラムの解析を行う（ステップS1）。
　次に、第１の移動量算出部２１２が、プログラム解析部２１１による動作プログラムの解析結果に基づいて、第１の軸の移動量を算出する（ステップS2）。
　次に、第１の制御部２１３が、第１の移動量算出部２１２によって算出された第１の軸の移動量に基づいて、第１の軸を制御する（ステップS3）。
　次に、第２の移動量算出部２１４が、第１の移動量算出部２１２によって算出された第１の軸の移動量に同期係数を掛けて第２の軸の移動量を算出する（ステップS4）。
　次に、第２の制御部２１５が、第２の移動量算出部２１４によって算出された第２の軸の移動量に基づいて、第２の軸を制御する（ステップS5）。
　次に、位相合わせ移動量算出部２１６が、第１の軸と第２の軸との位相を合わせるための移動量を算出する（ステップS6）。
　次に、第２の制御部２１５が、位相合わせ移動量算出部２１６によって算出された移動量に基づいて、第１の軸と第２の軸との位相合わせを実行する（ステップS7）。以上の処理により、位相が合った状態で第１の軸および第２の軸が同期動作する。
　次に、領域情報取得部２２１が、第１の領域情報と第２の領域情報とを取得する（ステップS8）。
　次に、タイミング探索部２２２が、操作部が第１の領域A1の移動を開始する前に第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索する（ステップS9）。
　次に、移動量算出部２２３が、タイミング探索部２２２によって探索された位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域A2を移動する際の単位時間ごとの第２の軸の移動量を算出する（ステップS10）。
　その後、第１の制御部２１３および第２の制御部２１５が第１の軸および第２の軸を制御することにより、対象物の加工が行われる（ステップS11）。
　加工が開始されると、操作部は、第１の領域A1を移動する。すなわち、加工領域の加工が行われる。このとき、第１の制御部は、第１の移動量算出部２１２によって算出された移動量に基づいて第１の軸を制御する。また、第２の制御部は、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に基づいて、第２の軸を制御する。
　操作部が第２の領域A2の開始位置に到達すると、操作部は、第２の領域を高速で移動する。このとき、第１の制御部は、第１の移動量算出部２１２によって算出された移動量に基づいて第１の軸を制御する。
　一方、第２の制御部は、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に移動量算出部２２３によって算出された移動量を重畳した移動量に基づいて、第２の軸を制御する。
　操作部が、第２の領域A2の終了位置に到達すると、第２の制御部は、再び、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に基づいて第２の軸を制御する。
　動作プログラムの実行が終了するまで加工の実行が継続され（ステップS12においてNoの場合）、加工が終了すると（ステップS12においてYesの場合）、数値制御装置２における処理が終了する。
　上述した実施形態では、移動量算出部２２３は、タイミング探索部２２２によって探索された位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域A2を移動する際の単位時間ごとの第２の軸の移動量を算出する。しかし、移動量算出部２２３は、タイミング探索部２２２によって探索された位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域A2を移動する際の単位時間ごとの第１の軸の移動量を算出してもよい。また、移動量算出部２２３は、単位時間ごとの第１の軸の移動量および第２の軸の移動量の両方を算出してもよい。
　移動量算出部２２３が、単位時間ごとの第１の軸の移動量を算出する場合、第１の制御部２１３は、移動量算出部２２３によって算出された第１の軸の移動量に基づいて第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力してもよい。
　上述した実施形態では、タイミング探索部２２２は、第２の軸の最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する移動時間を算出する。しかし、タイミング探索部２２２は、第１の軸の最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する移動時間を算出してもよい。
　上述した実施形態では、操作部を第２の領域A2に沿って移動させる場合、第２の制御部２１５が、第２の移動量算出部２１４によって算出された第２の軸の移動量に移動量算出部２２３によって算出された第２の軸の移動量を重畳した移動量を示す情報を出力する。しかし、操作部を第２の領域A2に沿って移動させる場合、第１の制御部２１３が、第１の移動量算出部２１２によって算出された第１の軸の移動量に移動量算出部２２３によって算出された第１の軸の移動量を重畳した移動量を示す情報を出力してもよい。また、第１の制御部２１３および第２の制御部２１５がそれぞれ、これらの情報を出力してもよい。
　上述した実施形態において、高速移動量算出部２１７は、第２の移動量算出部２１４によって算出される第２の軸の移動量に重畳される移動量を算出する。したがって、第２の制御部２１５は、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に、移動量算出部２２３によって算出された移動量を重畳して出力する。
　しかし、高速移動量算出部２１７が算出する移動量は、操作部が第２の領域A2を移動する際の第２の軸の移動量であってもよい。この場合、操作部が第２の領域A2を移動する際、第２の制御部２１５は、高速移動量算出部２１７によって算出された移動量のみに基づいて第２の軸を制御する。すなわち、第２の制御部２１５は、操作部が第２の領域A2を移動する際に、第２の移動量算出部２１４によって算出された第２の軸の移動量を用いずに第２の軸を制御する。
　操作部が第２の領域A2を移動する際の第２の軸の移動量は、図３Ｃにおける点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６で囲まれる六角形（右上がりのハッチング部分）の面積に相当する移動量である。
　すなわち、第２の制御部２１５は、操作部が第１の領域A1を移動する際、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に基づいて第２の軸を制御する。一方、第２の制御部２１５は、操作部が第２の領域A2を移動する際、高速移動量算出部２１７によって算出された上記六角形の面積に相当する移動量に基づいて、第２の軸を制御する。
　図６は、ねじ切り加工について説明するための図である。ねじ切り加工用工具は、例えば、ねじ切り用バイトTTである。ねじ切り用バイトTTは、例えば、刃物台に固定される。刃物台は、Ｘ軸制御およびＺ軸制御によって移動する。Ｚ軸は、上述した第２の軸に相当する。すなわち、Ｚ軸はスレーブ軸である。
　ワークWは、例えば、第１のねじ部T1と第２のねじ部T2とを有する軸である。ワークWは、ワーク主軸WSに固定されたチャックによって把持され一定の速度で回転する。ワーク主軸WSは、Ｃ軸制御によって回転する。Ｃ軸は上述した第１の軸に相当する。すなわち、Ｃ軸はマスタ軸である。
　ねじ切り用バイトTTおよびワークWは、まず、位相合わせ位置PPに位置決めされる。ねじ切り用バイトTTおよびワークWが位相合わせ位置PPに位置決めされると、ワークWの加工が開始される。すなわち、ねじ切り用バイトTTは、第１のねじ部T1と第２のねじ部T2とを移動することによって、ワークWの加工を行う。これら、第１のねじ部T1と第２のねじ部T2が第１の領域A1に相当する。
　ねじ切り用バイトTTが第１のねじ部T1を通過すると、ねじ切り用バイトTTは第２の領域A2を移動する。さらに、ねじ切り用バイトTTが第２の領域A2を通過すると、ねじ切り用バイトTTは、第２のねじ部T2を移動する。ねじ切り用バイトTTが第２のねじ部T2を通過すると、ねじ切り用バイトTTは、再び、位相合わせ位置PPに位置決めされる。このような動作が繰り返されることにより、ねじ切り用バイトTTは第１のねじ部T1および第２のねじ部T2を有する軸の加工を行う。
　高速移動量算出部２１７は、ねじ切り用バイトTTを第２の領域A2に沿って高速で移動させるための移動量を算出する。
　領域情報取得部２２１は、第１の領域A1を規定する第１の領域情報を取得する。領域情報取得部２２１は、プログラム解析部２１１によって解析された動作プログラムから第１の領域情報を取得する。
　図６に示す例において、第１の領域A1を規定する座標値は、第２のねじ部T2の加工開始位置MSの座標値、および加工終了位置MEの座標値である。
　領域情報取得部２２１は、さらに、第２の領域A2を規定する第２の領域情報を取得する。領域情報取得部２２１は、プログラム解析部２１１によって解析された動作プログラムから第２の領域情報を取得する。
　図６に示す例において、第２の領域情報は、第１のねじ部T1の加工終了位置MEの座標値、および第２のねじ部T2の加工開始位置MSの座標値である。
　上述したように、操作部は、第１の領域A1における移動速度よりも速い速度で第２の領域A2を移動する。この場合、第１の軸は一定の速度で回転しているため、同期動作における第１の軸と第２の軸との位置関係がずれる。すなわち、第１の軸と第２の軸の位相がずれる。そのため、操作部が第２のねじ部T2を移動するに際し、ずれた位相を再び合わせる必要がある。
　タイミング探索部２２２は、操作部が第２のねじ部T2における移動を開始する前に第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索する。タイミング探索部２２２は、例えば、第２の軸の最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する移動時間を算出する。
　位相合わせタイミングは、例えば、第１の軸の回転角が０°であり、かつ、操作部が第２のねじ部T2の加工開始位置MSに配置されるタイミングである。
　第２の制御部２１５は、移動量算出部２２３によって算出された第２の軸の移動量に基づいて第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力する。第２の制御部２１５が出力する第２の制御情報は、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に、移動量算出部２２３によって算出された移動量が重畳された移動量を示す情報である。これにより、第２の制御部２１５は、ねじ切り用バイトTTが第２の領域A2を移動する際に高速で移動させることができる。
　図７は、切断加工について説明するための図である。切断加工用工具CTは、例えば、回転軸RSに固定される。回転軸RSは、上述した第１の軸に相当する。すなわち、回転軸RSはマスタ軸である。
　ワークWは、例えば、板材である。複数の板材は、搬送用ベルトCBに載置され、一定の速度で移動する。複数の板材は、所定の間隔をあけて搬送用ベルトCBに載置される。搬送用ベルトCBは、例えば、駆動軸DSが回転することによって移動する。駆動軸DSは、上述した第２の軸に相当する。すなわち、駆動軸DSはスレーブ軸である。
　切断加工用工具CTおよびワークWは、まず、位相合わせ位置に位置決めされる。切断加工用工具CTおよびワークWが位相合わせ位置に位置決めされると、ワークWの切断加工が開始される。すなわち、切断加工用工具CTが一定の速度で回転し、ワークWが一定の速度で搬送用ベルトCB上を移動することによってワークWが所定の長さに切断される。
　１つのワークWが切断加工用工具CTの下を通過すると、ワークWが載置されていない第２の領域A2が切断加工用工具CTの下を通過する。さらに、第２の領域A2が切断加工用工具CTの下を通過すると、別のワークWが切断加工用工具CTの下を通過する。ここで、ワークWが載置された領域が上述した第１の領域A1である。
　高速移動量算出部２１７は、第２の領域A2が切断加工用工具CTの下を高速で移動するための移動量を算出する。
　領域情報取得部２２１は、第１の領域A1を規定する第１の領域情報を取得する。領域情報取得部２２１は、センサSによる検出情報に基づいて第１の領域情報を取得する。センサSは、例えば、カメラである。
　図７に示す例において、第１の領域A1を規定する座標値は、ワークWの一端の位置の座標値、およびワークWの他端の位置の座標値である。
　領域情報取得部２２１は、さらに、第２の領域A2を規定する第２の領域情報を取得する。領域情報取得部２２１は、センサSによる検出情報に基づいて第２の領域情報を取得する。
　図７に示す例において、第２の領域情報は、１つのワークWの他端の位置の座標値、および別のワークWの一端の位置の座標値である。
　上述したように、操作部は、第１の領域A1における移動速度よりも速い速度で第２の領域A2を移動する。ここで、操作部は、切断加工用工具CTである。移動速度は、操作部と第１の領域A1の相対速度、および操作部と第２の領域A2の相対速度である。
　操作部が、第１の領域A1における移動速度よりも速い速度で第２の領域A2を移動した場合、同期動作における第１の軸と第２の軸との位置関係がずれる。すなわち、第１の軸と第２の軸の位相がずれる。そのため、操作部が再び第１の領域A1を移動するに際し、ずれた位相を再び合わせる必要がある。
　タイミング探索部２２２は、操作部が第２の領域A2における移動を開始する前に第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索する。タイミング探索部２２２は、例えば、第２の軸の最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する移動時間を算出する。
　位相合わせタイミングは、例えば、第１の軸の回転角が４０°であり、かつ、ワークWの切断開始位置CSが切断加工用工具CTの刃先に接する位置である。
　第２の制御部２１５は、移動量算出部２２３によって算出された第２の軸の移動量に基づいて第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力する。第２の制御部２１５が出力する第２の制御情報は、第２の移動量算出部２１４によって算出された移動量に、移動量算出部２２３によって算出された移動量が重畳された移動量を示す情報である。これにより、第２の制御部２１５は、切断加工用工具CTが第２の領域A2を移動する際に高速で移動させることができる。
　以上説明したように、数値制御装置２は、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する第１の領域A1を規定する第１の領域情報と、第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で操作部が移動する第２の領域A2を規定する第２の領域情報と、を取得する領域情報取得部２２１と、操作部が第１の領域A1の移動を開始する前に第１の軸と第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索するタイミング探索部２２２と、タイミング探索部２２２によって探索された位相合わせタイミングに基づいて、操作部が第２の領域A2を移動する際の単位時間ごとの第１の軸の移動量および第２の軸の移動量の少なくともいずれかを算出する移動量算出部２２３と、移動量算出部２２３によって算出された第１の軸の移動量に基づいて第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力すること、および移動量算出部２２３によって算出された第２の軸の移動量に基づいて第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することの少なくともいずれかを実行する制御部と、を備える。
　そのため、数値制御装置２は、第１の軸と第２の軸とを同期動作させる場合においてワークWの加工時間を短縮することができる。
　また、タイミング探索部２２２は、第１の軸および第２の軸の少なくともいずれかの最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、操作部が第２の領域A2を移動するのに要する移動時間を算出し、移動時間が経過するタイミング、または移動時間の経過後に最初に位相が合うタイミングを位相合わせタイミングとして算出する。
　そのため、数値制御装置２は、第１の軸または第２の軸を高速で移動させる場合、最も早い位相合わせタイミングにおいて第１の軸と第２の軸との位相を合わせることができる。その結果、数値制御装置２は、ワークWの加工時間を短縮することができる。
　また、制御部は、操作部を第２の領域A2に沿って移動させる場合、第１の軸の移動量に移動量算出部２２３によって算出された第１の軸の移動量を重畳した移動量を示す情報を出力すること、および第２の軸の移動量に移動量算出部２２３によって算出された第２の軸の移動量を重畳した移動量を示す情報を出力すること、の少なくともいずれかを実行する。
　そのため、数値制御装置２は、第１の軸と第２の軸との同期制御を行った状態で、操作部を高速で移動させることができる。その結果、数値制御装置２は、同期制御中でも加工時間を短縮することができる。
　また、第２の領域情報は、第２の領域A2の一端の位置を示す情報、および操作部が第２の領域A2を移動するときの移動距離を示す情報を含む。第２の領域情報は、第２の領域A2の一端、および他端の位置を示す情報を含んでいてもよい。
　本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。
　以下に、本開示の実施形態に係る付記を示す。
付記［１］
　第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する第１の領域を規定する第１の領域情報と、前記第１の軸と前記第２の軸とが前記第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で前記操作部が移動する第２の領域を規定する第２の領域情報と、を取得する領域情報取得部と、前記操作部が前記第１の領域の移動を開始する前に前記第１の軸と前記第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索するタイミング探索部と、前記タイミング探索部によって探索された前記位相合わせタイミングに基づいて、前記操作部が前記第２の領域を移動する際の単位時間ごとの前記第１の軸の移動量および前記第２の軸の移動量の少なくともいずれかを算出する移動量算出部と、前記移動量算出部によって算出された前記第１の軸の前記移動量に基づいて前記第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力すること、および前記移動量算出部によって算出された前記第２の軸の前記移動量に基づいて前記第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することの少なくともいずれかを実行する制御部と、を備える数値制御装置。
付記［２］
　前記タイミング探索部は、前記第１の軸および前記第２の軸の少なくともいずれかの最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、前記操作部が前記第２の領域を移動するのに要する移動時間を算出し、前記移動時間が経過するタイミング、または前記移動時間の経過後に最初に前記位相を合わせることができるタイミングを前記位相合わせタイミングとして算出する付記［１］に記載の数値制御装置。
付記［３］
　前記制御部は、前記操作部を前記第２の領域に沿って移動させる場合、前記第１の軸の前記移動量に前記移動量算出部によって算出された前記第１の軸の前記移動量を重畳した移動量を示す情報を出力すること、および前記第２の軸の前記移動量に前記移動量算出部によって算出された前記第２の軸の前記移動量を重畳した移動量を示す情報を出力すること、の少なくともいずれかを実行する付記［１］または［２］に記載の数値制御装置。
付記［４］
　前記第２の領域情報は、前記第２の領域の一端の位置を示す情報、および前記操作部が前記第２の領域を移動するときの移動距離を示す情報を含む付記［１］～［３］のいずれかに記載の数値制御装置。
付記［５］
　前記第２の領域情報は、前記第２の領域の一端、および他端の位置を示す情報を含む付記［１］～［３］のいずれかに記載の数値制御装置。
付記［６］
　第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する第１の領域を規定する第１の領域情報と、前記第１の軸と前記第２の軸とが前記第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で前記操作部が移動する第２の領域を規定する第２の領域情報と、を取得することと、前記操作部が前記第１の領域の移動を開始する前に前記第１の軸と前記第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索することと、探索された前記位相合わせタイミングに基づいて、前記操作部が前記第２の領域を移動する際の単位時間ごとの前記第１の軸の移動量および前記第２の軸の移動量の少なくともいずれかを算出することと、算出された前記第１の軸の前記移動量に基づいて前記第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力すること、および算出された前記第２の軸の前記移動量に基づいて前記第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することの少なくともいずれかを実行することと、をコンピュータに実行させる命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
　　１　　　　　　　産業機械
　　２　　　　　　　数値制御装置
　　２０１　　　　　ハードウェアプロセッサ
　　２０２　　　　　バス
　　２０３　　　　　ROM
　　２０４　　　　　RAM
　　２０５　　　　　不揮発性メモリ
　　２０６　　　　　インタフェース
　　２０７　　　　　軸制御回路
　　２０８　　　　　スピンドル制御回路
　　２０９　　　　　PLC
　　２１０　　　　　I/Oユニット
　　２１１　　　　　プログラム解析部
　　２１２　　　　　第１の移動量算出部
　　２１３　　　　　第１の制御部
　　２１４　　　　　第２の移動量算出部
　　２１５　　　　　第２の制御部
　　２１６　　　　　位相合わせ移動量算出部
　　２１７　　　　　高速移動量算出部
　　２２１　　　　　領域情報取得部
　　２２２　　　　　タイミング探索部
　　２２３　　　　　移動量算出部
　　３　　　　　　　入出力装置
　　４　　　　　　　サーボアンプ
　　５　　　　　　　サーボモータ
　　６　　　　　　　スピンドルアンプ
　　７　　　　　　　スピンドルモータ
　　８　　　　　　　補助機器

Claims (6)

  1. 　第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する第１の領域を規定する第１の領域情報と、前記第１の軸と前記第２の軸とが前記第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で前記操作部が移動する第２の領域を規定する第２の領域情報と、を取得する領域情報取得部と、
    　前記操作部が前記第１の領域の移動を開始する前に前記第１の軸と前記第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索するタイミング探索部と、
    　前記タイミング探索部によって探索された前記位相合わせタイミングに基づいて、前記操作部が前記第２の領域を移動する際の単位時間ごとの前記第１の軸の移動量および前記第２の軸の移動量の少なくともいずれかを算出する移動量算出部と、
    　前記移動量算出部によって算出された前記第１の軸の前記移動量に基づいて前記第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力すること、および前記移動量算出部によって算出された前記第２の軸の前記移動量に基づいて前記第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することの少なくともいずれかを実行する制御部と、
    を備える数値制御装置。
  2. 　前記タイミング探索部は、前記第１の軸および前記第２の軸の少なくともいずれかの最大速度、および最大加速度を示す情報に基づいて、前記操作部が前記第２の領域を移動するのに要する移動時間を算出し、前記移動時間が経過するタイミング、または前記移動時間の経過後に最初に前記位相を合わせることができるタイミングを前記位相合わせタイミングとして算出する請求項１に記載の数値制御装置。
  3. 　前記制御部は、前記操作部を前記第２の領域に沿って移動させる場合、前記第１の軸の前記移動量に前記移動量算出部によって算出された前記第１の軸の前記移動量を重畳した移動量を示す情報を出力すること、および前記第２の軸の前記移動量に前記移動量算出部によって算出された前記第２の軸の前記移動量を重畳した移動量を示す情報を出力すること、の少なくともいずれかを実行する請求項１または２に記載の数値制御装置。
  4. 　前記第２の領域情報は、前記第２の領域の一端の位置を示す情報、および前記操作部が前記第２の領域を移動するときの移動距離を示す情報を含む請求項１～３のいずれか１項に記載の数値制御装置。
  5. 　前記第２の領域情報は、前記第２の領域の一端、および他端の位置を示す情報を含む請求項１～３のいずれか１項に記載の数値制御装置。
  6. 　第１の軸と第２の軸とが第１の相対速度で同期動作した状態で操作部が移動する第１の領域を規定する第１の領域情報と、前記第１の軸と前記第２の軸とが前記第１の相対速度よりも速い第２の相対速度で動作した状態で前記操作部が移動する第２の領域を規定する第２の領域情報と、を取得することと、
    　前記操作部が前記第１の領域の移動を開始する前に前記第１の軸と前記第２の軸の位相を合わせる位相合わせタイミングを探索することと、
    　探索された前記位相合わせタイミングに基づいて、前記操作部が前記第２の領域を移動する際の単位時間ごとの前記第１の軸の移動量および前記第２の軸の移動量の少なくともいずれかを算出することと、
    　算出された前記第１の軸の前記移動量に基づいて前記第１の軸を制御するための第１の制御情報を出力すること、および算出された前記第２の軸の前記移動量に基づいて前記第２の軸を制御するための第２の制御情報を出力することの少なくともいずれかを実行することと、
    をコンピュータに実行させる命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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