机床的控制装置以及控制方法与流程

本发明涉及一种控制主轴与进给轴的同步运转的机床的控制装置。本发明还涉及控制主轴与进给轴的同步运转的机床的控制方法。

背景技术：

对于通过主轴与进给轴的同步运转进行攻丝加工的机床，提出了各种提高加工精度或缩短周期的结构。例如在日本专利第2629729号公报(JP2629729B)中公开了以下一种螺纹加工装置：进给轴追随主轴的旋转而动作的同时进行攻丝加工的螺纹加工装置，即，根据主轴的转速以及旋转加速度和螺距运算针对进给轴的进给指令值，并且按照主轴的实际旋转位置校正进给指令值，由此提高攻丝加工的精度。另外，在日本专利第3553741号公报(JP3553741B)中公开了以下一种主轴电动机加减速控制方法：为了进行攻丝加工而进行主轴与进给轴的同步控制的数值控制装置的主轴电动机加减速控制方法，即，数值控制装置制作与主轴的输出特性对应的加减速指令，根据该加减速指令控制主轴，由此提高主轴的响应性，结果能够缩短周期。

技术实现要素：

在通过主轴与进给轴的同步运转进行攻丝加工的机床中，通常取决于主轴所具有的加速能力来决定周期。期望数值控制装置不进行用于制作与主轴的输出特性对应的加减速指令所需的参数设定和调整等要求尖端技术的准备作业，而是通过更简单的结构就能进行最大限度地发挥主轴的加速能力的控制，从而能够缩短周期。

本发明的一个方式是一种机床的控制装置，其控制主轴与进给轴的同步运转，其中，该控制装置具备：数值控制部，其根据攻丝加工程序来制作主轴指令和进给轴指令；主轴控制部，其按照主轴指令控制主轴的旋转动作；旋转检测部，其检测主轴的旋转位置；以及进给轴控制部，其按照进给轴指令，根据旋转位置来控制进给轴的进给动作，数值控制部具备：主轴指令输出部，其从攻丝加工程序获取从加工开始位置起至目标螺纹深度期间的主轴的总旋转量和最高转速，将该总旋转量和该最高转速作为主轴指令而发送至主轴控制部，主轴控制部具备：初始动作控制部，其通过将最高转速设为目标值的速度控制，使主轴从加工开始位置起以最大能力进行加速旋转；最大加速度检测部，其在以最大能力加速旋转中，根据旋转位置检测主轴的最大加速度；剩余旋转量检测部，其根据总旋转量和旋转位置，来检测从当前位置起至目标螺纹深度为止的主轴的剩余旋转量；当前速度检测部，其根据旋转位置来检测主轴的当前速度；定位动作控制部，其在以最大能力加速旋转后，根据最大加速度、剩余旋转量和当前速度，来执行用于使主轴减速旋转而使其到达目标螺纹深度的位置控制；以及过冲检测部，其在减速旋转中，根据剩余旋转量来检测主轴相对于目标螺纹深度的过冲量。

本发明的其它方式是一种机床的控制装置，其控制主轴与进给轴的同步运转，其中，该控制装置具备：数值控制部，其根据攻丝加工程序来制作主轴指令和进给轴指令；主轴控制部，其按照主轴指令控制主轴的旋转动作；旋转检测部，其检测主轴的旋转位置；以及进给轴控制部，其按照进给轴指令，根据旋转位置来控制进给轴的进给动作，数值控制部具备：主轴指令输出部，其从攻丝加工程序获取从目标螺纹深度起至返回完成位置期间的主轴的总返回旋转量和最高返回转速，将该总返回旋转量和该最高返回转速作为主轴指令而发送至主轴控制部，主轴控制部具备：初始动作控制部，其通过将最高返回转速设为目标值的速度控制，从目标螺纹深度起或比目标螺纹深度返回了预定转数的初始返回位置起，使主轴以最大能力加速反旋转；最大加速度检测部，其检测或获取主轴从目标螺纹深度起加速反旋转期间的主轴的反旋转的最大加速度；剩余旋转量检测部，其根据总返回旋转量和旋转位置，检测从当前位置起至返回完成位置为止的主轴的剩余返回旋转量；当前速度检测部，其根据旋转位置来检测主轴的反旋转的当前速度；定位动作控制部，其在以最大能力加速反旋转后，根据反旋转的最大加速度、剩余返回旋转量和反旋转的当前速度，来执行用于使主轴减速反旋转并且使其停止在返回完成位置的位置控制；以及过冲检测部，其在减速反旋转中，根据剩余返回旋转量来检测主轴相对于返回完成位置的过冲量。

本发明的进一步其它方式是一种机床的控制方法，用于控制主轴与进给轴的同步运转，其中，该控制方法具备以下步骤：控制装置从攻丝加工程序获取从加工开始位置起至目标螺纹深度期间的主轴的总旋转量和最高转速；控制装置通过将最高转速设为目标值的速度控制，使主轴从加工开始位置起以最大能力加速旋转；控制装置在以最大能力加速旋转中，根据主轴的旋转位置反馈值来检测主轴的最大加速度；控制装置根据总旋转量和旋转位置反馈值，来检测从当前位置起至目标螺纹深度为止的主轴的剩余旋转量；控制装置根据旋转位置反馈值来检测主轴的当前速度；控制装置在以最大能力加速旋转后，根据最大加速度、剩余旋转量和当前速度，来执行用于使主轴减速旋转而使其到达目标螺纹深度的位置控制；以及控制装置在减速旋转中，根据剩余旋转量来检测主轴相对于目标螺纹深度的过冲量。

本发明的进一步其它方式是一种机床的控制方法，用于控制主轴与进给轴的同步运转，其中，该控制方法具备以下步骤：控制装置从攻丝加工程序获取从目标螺纹深度起至返回完成位置期间的主轴的总返回旋转量和最高返回转速；控制装置通过将最高返回转速设为目标值的速度控制，从目标螺纹深度起或比目标螺纹深度返回了预定转数的初始返回位置起，使主轴以最大能力加速反旋转；控制装置检测或获取主轴从目标螺纹深度起加速反旋转期间的主轴的反旋转的最大加速度；控制装置根据总返回旋转量和主轴的旋转位置反馈值，来检测从当前位置起至返回完成位置为止的主轴的剩余返回旋转量；控制装置根据旋转位置反馈值来检测主轴的反旋转的当前速度；控制装置在以最大能力加速反旋转后，根据反旋转的最大加速度、剩余返回旋转量和反旋转的当前速度，来执行用于使主轴减速反旋转并且使其停止在返回完成位置的位置控制；以及控制装置在减速反旋转中，根据剩余返回旋转量来检测主轴相对于返回完成位置的过冲量。

根据一个方式所涉及的控制装置，设为以下结构：在使主轴进行从加工开始位置起至目标螺纹深度为止的切削动作时，数值控制部仅将主轴的总旋转量和最高转速作为主轴指令通知给主轴控制部，主轴控制部按照该主轴指令，通过以最高转速为目标以最大限度地使用允许电流的最大输出使主轴加速来执行切削动作，并且根据期间的最大加速度以及主轴的剩余旋转量和当前速度，使主轴以最大减速度进行减速的同时在最短时间内继续执行直到目标螺纹深度为止的切削动作而到达目标螺纹深度，因此，不需要对数值控制部进行用于制作与主轴的输出特性对应的加减速指令的参数的设定和调整等，而是通过更简单的结构，就能进行最大限度地发挥主轴的加速能力的加减速控制，从而能够缩短攻丝加工的周期。而且，设为以下结构：在使主轴到达目标螺纹深度时，主轴控制部的过冲检测部根据剩余旋转量，检测主轴相对于目标螺纹深度的过冲量，因此能够讯速地判断主轴相对于目标螺纹深度的过冲量是否异常，并且在过冲异常时能够讯速地执行强制停止主轴等应急对策，结果能够确保攻丝加工所要求的尺寸精度。

根据其它方式所涉及的控制装置，设为以下结构：在使主轴进行从目标螺纹深度起至返回完成位置为止的返回动作时，数值控制部对主轴控制部仅通知主轴的总返回旋转量和最高返回转速来作为主轴指令，主轴控制部按照该主轴指令，通过以最高返回转速为目标以最大限度地使用允许电流的最大输出使主轴加速来执行返回动作，并且根据期间的最大加速度以及主轴的剩余返回旋转量和当前速度，使主轴以最大减速度进行减速的同时在最短时间内继续执行直到返回完成位置为止的返回动作，在返回完成位置使停止，因此，不需要对数值控制部进行用于制作与主轴的输出特性对应的加减速指令的参数的设定和调整等，而是通过更简单的结构，就能进行最大限度地发挥主轴的加速能力的加减速控制，从而能够缩短攻丝加工的周期。而且，设为以下结构：在使主轴到达返回完成位置时，主轴控制部的过冲检测部根据剩余返回旋转量，检测主轴相对于返回完成位置的过冲量，因此能够讯速地判断主轴相对于返回完成位置的过冲量是否异常，并且在过冲异常时能够讯速地执行强制停止主轴等应急对策，结果能够防止例如通过进给轴进行反进给动作的机械结构要素对外围的物体产生不可预见的干涉。

根据进一步其它方式所涉及的控制方法，起到与上述控制装置的效果等同的效果。

附图说明

通过说明与附图关联的以下实施方式，能够更加明确本发明的目的、特征以及优点。在该图中：

图1是表示机床控制装置的一个实施方式的结构的功能框图。

图2是表示作为机床控制方法的一个实施方式的攻丝加工的切削动作控制方法的流程图。

图3是表示图2的实施方式中的主轴的动作的一例的图。

图4是表示图2的实施方式中的主轴的动作的其它例的图。

图5A是表示接着图2的切削动作控制流程后续的过冲监视流程的一例的流程图。

图5B是表示接着图2的切削动作控制流程后续的过冲监视流程的其它例的流程图。

图6是表示作为机床控制方法的一个实施方式的攻丝加工的返回动作控制方法的流程图。

图7A是表示接着图6的返回动作控制流程后续的过冲监视流程的一例的流程图。

图7B是表示接着图6的返回动作控制流程后续的过冲监视流程的其它例的流程图。

图8是表示作为机床控制方法的其它实施方式的攻丝加工的切削和返回动作控制方法的流程图。

图9是表示图8的实施方式中的主轴的动作的一例的图。

图10是表示图8的实施方式中的主轴的动作的其它例的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在全部附图中，将对应的结构要素附加相同的参照附图标记。

在图1中用功能块表示一个实施方式的机床的控制装置10的结构。控制装置10在通过主轴12与进给轴14的同步运转进行攻丝加工的机床(例如车床、钻床、加工中心等)中，进给轴14考虑通过攻丝加工程序P指定的螺距的同时，控制以追随主轴12的旋转动作的方式进行动作的同步运转(所谓主从同步方式)。虽未图示，但主轴12是被设定于主轴电动机等驱动装置的控制轴，该主轴电动机等驱动装置使把持工件、刀具的把持部以加工所需的速度进行旋转运动。虽未图示，但进给轴14是被设定于伺服电动机等驱动装置的控制轴，该伺服电动机等驱动装置使支承工件、刀具的支承部以加工所需的速度进行进给运动。例如，在车床中，能够通过进给轴14将刀具向通过主轴12旋转的工件直线进给或通过进给轴14将刀具向通过主轴12旋转的工件直线进给。另外，在钻床中，能够通过进给轴14将通过主轴12旋转的刀具向工件直线进给或通过进给轴14将工件向通过主轴12旋转的刀具直线进给。在任意情况下，动作中加减速转矩比较有富余的进给轴14以追随动作中加减速转矩比较没有富余的主轴12的方式来进行动作，由此能够减小同步误差而提高加工精度。此外，在本发明中，机床的结构并不特别进行限定。

控制装置10具备：数值控制部16，其根据攻丝加工程序P制作主轴指令CS和进给轴指令CF；主轴控制部18，其按照主轴指令CS控制主轴12的旋转动作；旋转检测部20，其检测主轴12的旋转位置；以及进给轴控制部22，其按照进给轴指令CF，根据由旋转检测部20检测出的旋转位置，来控制进给轴14的进给动作。数值控制部16具备：程序解释部24，其将攻丝加工程序P进行解释；主轴指令输出部26，其按照程序解释部24的解释，制作主轴指令CS，向主轴控制部18发送主轴指令CS；以及进给轴指令输出部28，其按照程序解释部24的解释，制作进给轴指令CF，向进给轴控制部22发送进给轴指令CF。数值控制部16能够具有公知的CNC装置的硬件结构。

主轴指令输出部26在开始攻丝加工之前，从由程序解释部24解释的攻丝加工程序P的指令值，获取从加工开始位置(旋转位置)起至目标螺纹深度(旋转位置)期间的主轴12的总旋转量S0和最高转速V0，将这些总旋转量S0和最高转速V0作为主轴指令CS而发送至主轴控制部18。例如在攻丝加工程序P包含将主轴12的最高转速(在本例中每分钟的最大转数)V0设为3000rev/min而对螺距1.25mm、螺纹深度30mm的内螺纹进行加工的指令的情况下，从加工开始位置起至目标螺纹深度期间的主轴12的总旋转量S0成为30÷1.25＝24(rev)，因此主轴指令输出部26将V0＝3000(rev/min)和S0＝24(rev)通知给主轴控制部18。这样，主轴指令CS不包含用于使主轴12旋转运动至目标螺纹深度为止的位置指令、加减速指令。

主轴控制部18使用由旋转检测部20检测出的主轴12的旋转位置FBS(即反馈值)，通过一般的反馈控制，控制主轴12的旋转动作。进给轴控制部22除了进给轴14的进给位置的反馈值以外，还使用主轴12的旋转位置FBS，通过反馈控制，控制追随主轴12的动作的进给轴14的进给动作。此外，旋转检测部20能够从检测主轴12的驱动装置的动作位置的编码器等位置检测器(未图示)的输出，获取旋转位置FBS。

主轴控制部18具备：初始动作控制部30，其通过将从主轴指令输出部26发送的最高转速V0设为目标值的速度控制，使主轴12从加工开始位置起以最大能力加速旋转；最大加速度检测部32，其在以最大能力加速旋转中，根据旋转位置FBS检测主轴12的最大加速度A0(单位例如为rev/min²)；剩余旋转量检测部34，其根据从主轴指令输出部26发送的总旋转量S0和旋转位置FBS，检测从当前位置(旋转位置)起至目标螺纹深度为止的主轴12的剩余旋转量Sr；当前速度检测部36，其根据旋转位置FBS，检测主轴12的当前速度Vc；定位动作控制部38，其在以最大能力加速旋转后，根据最大加速度A0、剩余旋转量Sr和当前速度Vc，执行用于使主轴12减速旋转并使其到达目标螺纹深度的位置控制；以及过冲检测部40，其在减速旋转中，根据剩余旋转量Sr，检测主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量(旋转量)Ov。定位动作控制部38可以构成为使主轴12停止在目标螺纹深度。或，定位动作控制部38可以构成为不使主轴12停止在目标螺纹深度。

控制装置10在使用机床的攻丝加工中，能够控制通过刀具用于将工件的下孔切削至目标螺纹深度为止的主轴12的动作(在本申请中称为切削动作)。另外，控制装置10在使用机床的攻丝加工中，能够控制在将工件的下孔切削加工至目标螺纹深度为止后用于将刀具从工件取出的主轴12的动作(在本申请中称为返回动作)。

图2示出作为控制装置10所执行的机床控制方法的一个实施方式的、主轴12在攻丝加工中的切削动作控制方法。以下，与图1一起参照图2示出的切削动作控制流程的一例，详细说明控制装置10的结构。首先，在步骤S1中，数值控制部16(主轴指令输出部26)向主轴控制部18指令主轴12的总旋转量S0和最高转速V0。在步骤S2中，主轴控制部18(初始动作控制部30、最大加速度检测部32、剩余旋转量检测部34)从加工开始位置将最高转速V0设为目标速度而使主轴12以最大限度地利用驱动源的允许电流的最大能力进行加速旋转来执行切削动作，检测期间的最大加速度A0，并且依次检测从当前位置起的剩余旋转量Sr。在每次检测时，主轴控制部18将检测出的剩余旋转量Sr通知给数值控制部16。

接着，在步骤S3中，主轴控制部18(当前速度检测部36)在以最大能力加速旋转中依次检测当前速度Vc，在每次检测时，判断当前速度Vc是否到达最高转速V0。在Vc未到达V0的情况下，在步骤S4中，主轴控制部18判断剩余旋转量Sr是否成为总旋转量S0的1/2以下。在Sr成为S0的1/2以下的情况下，在步骤S5中，主轴控制部18使主轴12以最大限度地利用驱动源的允许电流的最大能力进行减速旋转来继续执行切削动作。在Sr未成为S0的1/2以下的情况下，返回至步骤S3。

在此，参照图3，在当前速度Vc到达最高转速V0之前剩余旋转量Sr成为总旋转量S0的1/2的情况下(在步骤S3和S4的判断均为“是”的情况下)的、主轴12的切削动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴上侧的曲线)表示。在图3中，Vb是从启动到达到速度Vb为止能够以固定转矩进行加速(即固定加速度)的转速(例如主轴电动机的基速)而预先设定于主轴12的速度，例如能够作为控制用参数之一存储于控制装置10的存储器(未图示)。此外，在实际应用中，速度Vb为主轴电动机的基速(在主轴电动机与主轴12之间存在减速比的情况下，考虑了减速比的速度)以下即可。

在图3的时间T1和T2中，主轴12在步骤S2中以最大能力执行加速旋转，在时间T1(从加工开始位置上的启动到达到速度Vb为止的时间)的固定加速度期间检测最大加速度A0。当主轴12的转速超过Vb时，由于主轴电动机的特性，主轴12的加速度从最大加速度A0递减。在剩余旋转量Sr成为总旋转量S0的1/2(即从加工开始起的旋转量成为总旋转量S0的1/2)时间点A(步骤S4的判断成为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速旋转变化为减速旋转，在时间T3，主轴12在步骤S5中以最大能力执行减速旋转。

在时间T3(步骤S5)中，主轴控制部18通过将从点A至速度Vb为目标值的速度控制使主轴12减速旋转，而在此期间，根据主轴电动机的特性，主轴12的减速度递增。在以最大能力减速旋转中，主轴控制部18(剩余旋转量检测部34、当前速度检测部36)依次检测主轴12从当前位置起的剩余旋转量Sr和当前速度Vc。这样，在时间T1～T3中，主轴控制部18对主轴12进行速度控制(图3中用虚线例示台阶状的速度指令)。

在步骤S5后，主轴控制部18(定位动作控制部38)监视依次检测出的剩余旋转量Sr和当前速度Vc，在将主轴12从当前速度Vc(在以下说明中设为每秒钟的转数(单位为rev/s))起以与在步骤S2中检测出的最大加速度A0(rev/s²)对应的最大减速度A0(负的值)进行减速时，将预测出成为Sr＝0且Vc＝0(即到达目标螺纹深度)的时间点B(图3)的位置作为从Sr＝0的点观察的剩余旋转量Sr(负的值)的绝对值，用以下式求出。

公式：Vc²＝2×|A0|×|Sr|

所以，|Sr|＝Vc²/(2×|A0|)

在本实施方式中，为了容易地运算从点B至目标螺纹深度为止的位置控制，以将主轴12从点B起以固定的最大减速度A0进行减速为前提。因而，在点B中，设为主轴12的当前速度Vc到达Vb。即能够作为以下式求出点B的位置|Sr|。

|Sr|＝Vb²/(2×|A0|)

另外，在本实施方式中，设为对主轴12加速所需的转矩(以下，加速转矩)和减速所需的转矩(以下，减速转矩)彼此相等。通常，在主轴12旋转中产生机械结构上的负载(电阻)，加速转矩变得大于减速转矩，因此在加速转矩与减速转矩相等的情况下，当以相同速度变化进行比较时，以最大能力加速时间变得比以最大能力减速时间长。因而，实际上，主轴12在从点A起减速后以比时间T2短的时间到达速度Vb，此时的位置|Sr|为

|Sr|>Vc²/(2×|A0|)

之后，以固定速度Vb旋转极少时间，到达以下式的点B(图3)。

|Sr|＝Vb²/(2×|A0|)

再次参照图2，在步骤S6中，主轴控制部18(定位动作控制部38)判断主轴12的剩余旋转量Sr的绝对值|Sr|是否满足|Sr|＝Vb²/(2×|A0|)(以下，称为等式1)(即主轴12的旋转位置是否到达点B)。在满足等式1的情况下，在步骤S7中，主轴控制部18(定位动作控制部38)制作用于使主轴12以最大减速度A0减速旋转而到达Sr＝0的点(即目标螺纹深度)的指令(在图3的动作例中，用于使主轴12停止在目标螺纹深度的指令)，根据该指令对主轴12进行位置控制。在未满足等式1的情况下，反复进行判断到满足等式1为止。主轴12按照来自主轴控制部18(定位动作控制部38)的指令，从点B朝向目标螺纹深度以最大减速度A0执行减速旋转来执行切削动作，在成为Sr＝0的时间点到达目标螺纹深度(在图3的动作例中，停止在目标螺纹深度)。这样，在从点B到达目标螺纹深度为止的时间T4(图3)中，主轴控制部18对主轴12进行位置控制(用虚线例示根据位置指令求出的固定加速度状的速度指令)。

在步骤S3中，在判断为当前速度Vc到达最高转速V0的情况下，在步骤S8中，主轴控制部18保存到达最高转速V0时的主轴12的、从加工开始位置起的旋转量(即旋转位置FBS)作为加速时旋转量Sa。然后，在步骤S9中，主轴控制部18判断剩余旋转量Sr是否成为加速时旋转量Sa以下。在Sr成为Sa以下的情况下，进入到步骤S5，接着执行步骤S6和步骤S7，进行切削动作直到目标螺纹深度为止。在Sr未成为Sa以下的情况下，反复进行判断直到Sr成为Sa以下为止。

在此，参照图4，在剩余旋转量Sr成为总旋转量S0的1/2之前当前速度Vc到达最高转速V0的情况下(步骤S3的判断为“否”的情况下)的、主轴12的切削动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴上侧的曲线)表示。如图4所示，在时间T1和T2中，主轴12在步骤S2中以最大能力执行加速旋转，在时间T1(从加工开始位置上的启动到达速度Vb为止的时间)的固定加速度期间检测出最大加速度A0。当主轴12的转速超过Vb时，由于主轴电动机的特性，主轴12的加速度从最大加速度A0递减。主轴12的当前速度Vc在剩余旋转量Sr成为总旋转量S0的1/2之前到达最高转速V0，之后，在整个时间T5中主轴12以固定速度V0(加速度零)进行旋转而继续进行切削动作。在剩余旋转量Sr变得与加速时旋转量Sa相等的时间点A(步骤S9的判断成为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速旋转变化为减速旋转。接着，在时间T3(步骤S5)中，主轴12以最大能力执行减速旋转(速度控制)，在时间T4(步骤S7)中，主轴12以最大减速度A0执行减速旋转(位置控制)。然后，在成为Sr＝0的时间点，主轴12到达目标螺纹深度(在图4的动作例中，停止在目标螺纹深度)。在时间T1、T2、T3和T4中，主轴12与图3示出的动作同样地动作。

在图3和图4中的任一个动作例中，均在主轴控制部18控制主轴12从加工开始位置起至目标螺纹深度为止的旋转动作期间，进给轴控制部22(图1)使用主轴12的旋转位置FBS，以追随主轴12的动作的方式控制进给轴14而使其进行进给动作。数值控制部16在主轴控制部18执行步骤S1～步骤S9的处理期间，监视从主轴控制部18通知的剩余旋转量Sr，在剩余旋转量Sr成为第一规定值(接近零的极小值)以下时，判断为攻丝加工到达目标螺纹深度。

在通过如上所述位置控制使主轴12到达目标螺纹深度时，期望监视由机床结构原因等引起产生的主轴12相对于目标螺纹深度的过冲(overshoot)。当主轴12相对于目标螺纹深度的过冲过大时，追随主轴12而动作的进给轴14的过冲也变得过大，特别是未贯通工件的有底内螺纹，有时难以确保所要求的尺寸精度。在以往的攻丝加工控制装置中，通常，数值控制部构成为：根据从主轴控制部通知的剩余旋转量等数据，监视主轴相对于目标螺纹深度的过冲，在判断为过冲变得过大时，向主轴控制部附加强制停止主轴等应急指令。与此相对，在控制装置10中，主轴控制部18的过冲检测部40构成为：根据由剩余旋转量检测部34依次检测出的剩余旋转量Sr，检测主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov，根据需要能够执行强制停止主轴12等应急对策。参照表示图2的切削动作控制方法的后续步骤的图5A或图5B说明由主轴控制部18进行的这种过冲监视处理的示例。此外，图5A或图5B示出的处理例还能够应用于图3和图4中的任一个动作例。

在图5A示出的过冲监视处理的一例中，首先，在步骤S10中，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测出的剩余旋转量Sr和当前速度Vc，检测主轴12到达目标螺纹深度(即成为Vc＝0)时的、主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov而作为剩余旋转量Sr的实测值。接着，在步骤S11中，主轴控制部18(定位动作控制部38)始终监视过冲量Ov，判断过冲量Ov是否超过预定的允许量Op。在判断为过冲量Ov超出预定的允许量Op时，在步骤S12中，主轴控制部18(定位动作控制部38)在该判断的瞬间，将针对主轴12的位置指令设为零而使主轴12立即停止，强制结束切削动作控制流程。在判断为过冲量Ov未超过预定的允许量Op时，维持针对主轴12的位置指令，不使切削动作控制流程强制结束，而是在能够过渡到后述的主轴12的返回动作控制流程的状态下结束切削动作控制流程。

在图5B示出的过冲监视处理的其它例中，执行与图5A示出的步骤S10和S11相同的步骤S10和S11。在步骤S11中，在判断为过冲量Ov超过预定的允许量Op时，在步骤S12’中，主轴控制部18(定位动作控制部38)在该判断的瞬间，将使主轴12反转至目标螺纹深度为止的指令或使主轴12反转至判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间的位置为止的指令附加到主轴12，在按照该指令完成反转动作时使主轴12停止，强制结束切削动作控制流程。在判断为过冲量Ov未超过预定的允许量Op时，维持针对主轴12的位置指令，不使切削动作控制流程强制结束，而是在能够过渡到后述的主轴12的返回动作控制流程的状态下结束切削动作控制流程。

在图5A和图5B中的任一个处理例中，均在主轴控制部18(定位动作控制部38)从判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间到使主轴12停止为止期间，进给轴控制部22(图1)使用主轴12的旋转位置FBS，以将进给轴14的进给动作追随主轴12的动作的方式进行控制，使进给轴14与主轴12同步而停止。

另外，在图5A和图5B中的任一个处理例中，均在主轴控制部18强制结束切削动作控制流程后，例如，数值控制部16能够构成为：根据从主轴控制部18通知的强制结束信号，输出警报信号，向操作员通知切削动作的强制结束(即主轴12的过冲量Ov的异常)。

在使用机床的攻丝加工中，在将工件的下孔切削加工至目标螺纹深度为止后，需要执行用于将刀具从工件取出的主轴12的返回动作。在上述实施方式中，在定位动作控制部38构成为使主轴12停止在目标螺纹深度的情况下，控制装置10在进行该返回动作时，能够进行与从加工开始位置起至目标螺纹深度为止的上述切削动作控制相同的控制。图6示出作为控制装置10所执行的机床控制方法的一个实施方式的、主轴12在攻丝加工中的返回动作控制方法。另外，在图3和图4中，除了上述主轴12的切削动作以外，还用速度-时间曲线(时间轴的下侧的曲线)表示与该切削动作对应的主轴12的返回动作的一例。以下，与图1一起参照图3、图4和图6说明控制装置10的返回动作的控制流程的一例。

数值控制部16(主轴指令输出部26)在图2的处理流程中判断为攻丝加工到达目标螺纹深度后并且主轴控制部18例如在图5A或图5B的处理例中判断为过冲量Ov未超过预定的允许量Op之后，在步骤S13中，从由程序解释部24解释得到的攻丝加工程序P的指令值获取从目标螺纹深度起至返回完成位置期间的主轴12的总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’，将这些总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’作为主轴指令CS而发送至主轴控制部18。返回动作的主轴指令CS也不包含用于使主轴12旋转运动至返回完成位置的位置指令、加减速指令。此外，返回完成位置可以与加工开始位置相同，也可以与加工开始位置不同。在返回完成位置与加工开始位置相同的情况下，总返回旋转量S0’与切削时的总旋转量S0相等，但是最高返回转速V0’不一定必须与切削时的最高转速V0一致。另外，在总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’与切削时的总旋转量S0和最高转速V0相同的情况下，返回动作表示与切削动作实质上相同的速度-时间曲线，但是在总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’与切削时的总旋转量S0和最高转速V0不同的情况下，返回动作不表示与切削动作必须相同的速度-时间曲线。

在步骤S14中，主轴控制部18(初始动作控制部30、最大加速度检测部32、剩余旋转量检测部34)进行以下处理。初始动作控制部30通过将最高返回转速V0’设为目标值的速度控制，使主轴12从目标螺纹深度(速度零)以最大限度地利用驱动源的允许电流的最大能力进行加速反旋转来执行返回动作。最大加速度检测部32在从目标螺纹深度起以最大能力加速反旋转中，根据旋转位置FBS，检测主轴12的反旋转的最大加速度A0’。剩余旋转量检测部34根据总返回旋转量S0’和旋转位置FBS，依次检测从当前位置起至返回完成位置为止的主轴12的剩余返回旋转量Sr’。在每次检测时，主轴控制部18将检测出的剩余返回旋转量Sr’通知给数值控制部16。

接着，在步骤S15中，主轴控制部18(当前速度检测部36)在以最大能力加速反旋转中，根据旋转位置FBS，依次检测主轴12的反旋转的当前速度Vc’，在每次检测时，判断当前速度Vc’是否到达最高返回转速V0’。在Vc’未到达V0’的情况下，在步骤S16中，主轴控制部18判断剩余返回旋转量Sr’是否成为总返回旋转量S0’的1/2以下。在Sr’成为S0’的1/2以下的情况下，在步骤S17中，主轴控制部18使主轴12以最大限度地利用驱动源的允许电流的最大能力进行减速反旋转而继续执行返回动作。在Sr’未成为S0’的1/2以下的情况下，返回至步骤S15。

在此，参照图3，在反旋转的当前速度Vc’到达最高返回转速V0’之前剩余返回旋转量Sr’成为总返回旋转量S0’的1/2的情况下(在步骤S15和S16的判断均为“是”的情况下)的、主轴12的返回动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴下侧的曲线)表示。在图3的时间T6和T7中，主轴12在步骤S14中以最大能力执行加速反旋转，在时间T6(从目标螺纹深度的启动起到达上述速度Vb(其中反旋转)为止的时间)的固定加速度期间，检测出反旋转的最大加速度A0’。当主轴12的转速超过Vb时，由于主轴电动机的特性，主轴12的加速度从最大加速度A0’递减。在剩余返回旋转量Sr’成为总返回旋转量S0’的1/2(即开始返回起的旋转量成为总返回旋转量S0’的1/2)时间点C(步骤S16的判断成为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速反旋转变化为减速反旋转，在时间T8中，主轴12在步骤S17中以最大能力执行减速反旋转。

在时间T8(步骤S17)中，主轴控制部18从点C起通过以速度Vb为目标值的速度控制，使主轴12减速反旋转，但是，在此期间，由于主轴电动机的特性，主轴12的反旋转的减速度递增。在以最大能力减速反旋转中，主轴控制部18(剩余旋转量检测部34、当前速度检测部36)也依次检测主轴12从当前位置起的剩余返回旋转量Sr’和当前速度Vc’。这样，在时间T6～T8中，主轴控制部18对主轴12进行速度控制(图3中用虚线例示台阶状的速度指令)。

在步骤S17后，主轴控制部18(定位动作控制部38)监视依次检测出的剩余返回旋转量Sr’和当前速度Vc’，在使主轴12从当前速度Vc’(在以下说明中设为每秒钟的转数(单位为rev/s))以与在步骤S14中检测出的最大加速度A0’(rev/s²)对应的最大减速度A0’(负的值)减速时，被预测为成为Sr’＝0且Vc’＝0(即到达返回完成位置)的时间点D(图3)的位置，与上述点B的位置同样地用以下式求出。

|Sr’|＝Vb²/(2×|A0’|)

此外，在该实施方式中，为了容易地运算从点D起至返回完成位置为止的位置控制，以使主轴12从点D起以固定的最大减速度A0’(与反旋转的最大加速度A0’对应(负的值))减速这一情况为前提。因而，在点D中，设为主轴12的当前速度Vc’到达Vb。

另外，在该实施方式中，设为主轴12加速所需的转矩(以下，称为加速转矩)与减速所需的转矩(以下，称为减速转矩)彼此相等。因而，与紧接着上述点B紧前的动作同样地，实际上，主轴12在从点C起减速后以比时间T7短的时间到达速度Vb，此时的位置|Sr’|为

|Sr’|>Vc’²/(2×|A0’|)

之后，以固定速度Vb旋转极少时间，到达以下式的点D(图3)。

|Sr’|＝Vb²/(2×|A0’|)

再次，参照图6，在步骤S18中，主轴控制部18(定位动作控制部38)判断主轴12的剩余返回旋转量Sr’的绝对值|Sr’|是否满足|Sr’|＝Vb²/(2×|A0’|)(以下，称为等式2)(即主轴12的旋转位置是否到达点D)。在满足等式2的情况下，在步骤S19中，主轴控制部18(定位动作控制部38)制作用于使主轴12以最大减速度A0’进行减速反旋转而停止在Sr’＝0的点(即返回完成位置)的指令，根据该指令对主轴12进行位置控制。在未满足等式2的情况下，反复进行判断直到满足等式2。主轴12按照来自主轴控制部18(定位动作控制部38)的指令，从点D起朝向返回完成位置以最大减速度A0’进行减速反旋转来执行返回动作，在成为Sr’＝0的时间点到达返回完成位置而停止。这样，在从点D起到达返回完成位置为止的时间T9(图3)中，主轴控制部18对主轴12进行位置控制(用虚线例示根据位置指令求出的定加速度状的速度指令)。

在步骤S15中，在判断为当前速度Vc’到达最高返回转速V0’的情况下，在步骤S20中，主轴控制部18保存到达最高返回转速V0’时的主轴12的、从目标螺纹深度起的旋转量(即旋转位置FBS)作为返回动作的加速时旋转量Sa’。然后，在步骤S21中，主轴控制部18判断剩余返回旋转量Sr’是否成为加速时旋转量Sa’以下。在Sr’成为Sa’以下的情况下，进入到步骤S17，接着，执行步骤S18和步骤S19，进行直到返回完成位置为止的返回动作。在Sr’未成为Sa’以下的情况下，反复进行判断至Sr’成为Sa’以下为止。

在此，参照图4，在剩余返回旋转量Sr’成为总返回旋转量S0’的1/2之前反旋转的当前速度Vc’到达最高返回转速V0’的情况下(步骤S15的判断为“否”的情况下)的、主轴12的返回动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴下侧的曲线)表示。如图4所示，在时间T6和T7中，主轴12在步骤S14中以最大能力执行加速反旋转，在时间T6(从目标螺纹深度的启动起到达上述速度Vb(其中反旋转)为止的时间)的固定加速度期间，检测出反旋转的最大加速度A0’。当主轴12的转速超过Vb时，由于主轴电动机的特性，主轴12的加速度从最大加速度A0’递减。主轴12的当前速度Vc’在剩余返回旋转量Sr’成为总返回旋转量S0’的1/2之前到达最高返回转速V0’，之后，在整个时间T10，主轴12以固定速度V0’(加速度零)进行反旋转而继续进行返回动作。在剩余返回旋转量Sr’与加速时旋转量Sa’相等的时间点C(步骤S21的判断为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速反旋转变化为减速反旋转。接着，在时间T8(步骤S17)中，主轴12以最大能力执行减速反旋转(速度控制)，在时间T9(步骤S19)中，主轴12以最大减速度A0’执行减速反旋转(位置控制)。在时间T6、T7、T8和T9中，主轴12与图3示出的动作同样地进行动作。

在图3和图4中的任一个动作例中，均在主轴控制部18控制从主轴12的目标螺纹深度起至返回完成位置为止的反旋转动作期间，进给轴控制部22(图1)使用主轴12的旋转位置FBS，以使进给轴14追随主轴12的动作的方式进行控制而进行反进给动作。数值控制部16在主轴控制部18执行步骤S13～步骤S21的处理期间，监视从主轴控制部18通知的剩余返回旋转量Sr’，在剩余返回旋转量Sr’成为第二规定值(接近零的极小值)以下时，判断为完成返回动作而刀具从工件取出。

在通过如上所述那样位置控制使主轴12到达返回完成位置时，期望监视由机床结构原因等产生的主轴12相对于返回完成位置的过冲(overshoot)。当主轴12相对于返回完成位置的过冲过大时，追随主轴12而动作的进给轴14的过冲也变得过大，例如通过进给轴14进行反进给动作的机械结构要素有时对外围的物体产生不可预见的干涉。在以往的攻丝加工控制装置中，通常，数值控制部构成为：根据从主轴控制部通知的剩余旋转量等数据，监视主轴相对于返回完成位置的过冲，在判断为过冲过大时，对主轴控制部附加强制停止主轴等应急指令。与此相对，在控制装置10中，主轴控制部18的过冲检测部40构成为：根据通过剩余旋转量检测部34依次检测的剩余返回旋转量Sr’，检测主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov，根据需要能够执行强制停止主轴12等应急对策。参照表示图6的返回动作控制方法的后续步骤的图7A或图7B，说明基于主轴控制部18的这种过冲监视处理的示例。此外，图7A或图7B示出的处理例还能够应用于图3和图4中的任一个动作例。

在图7A示出的过冲监视处理的一例中，首先，在步骤S22中，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测的剩余返回旋转量Sr’和当前速度Vc’，检测主轴12到达返回完成位置(即成为Vc’＝0)时的、主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov，作为剩余返回旋转量Sr’的实测值。接着，在步骤S23中，主轴控制部18(定位动作控制部38)始终监视过冲量Ov，判断过冲量Ov是否超过预定的允许量Op。在判断为过冲量Ov超过预定的允许量Op时，步骤S24中，主轴控制部18(定位动作控制部38)在该判断的瞬间，将针对主轴12的位置指令设为零而使主轴12立即停止，强制结束返回动作控制流程。在判断为过冲量Ov未超过预定的允许量Op时，维持针对主轴12的位置指令，不使返回动作控制流程强制结束，而是随着停止主轴12而结束返回动作控制流程。

在图7B示出的过冲监视处理的其它例中，与图7A示出的步骤S22和S23同样地执行步骤S22和S23。在步骤S23中，在判断为过冲量Ov超过预定的允许量Op时，在步骤S24’中，主轴控制部18(定位动作控制部38)在该判断的瞬间，将使主轴12反转至返回完成位置为止的指令或使主轴12反转至判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间的位置为止的指令附加到主轴12，按照该指令在完成反转动作时使主轴12停止，强制结束返回动作控制流程。在判断为过冲量Ov未超过预定的允许量Op时，维持针对主轴12的位置指令，不使返回动作控制流程强制结束，而是随着停止主轴12而结束返回动作控制流程。

在图7A和图7B中的任一个处理例中，进给轴控制部22(图1)均在主轴控制部18(定位动作控制部38)从判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间起使主轴12停止为止期间，使用主轴12的旋转位置FBS，以使进给轴14的反进给动作追随主轴12的动作的方式进行控制，使主轴12与进给轴14同步地停止。

另外，在图7A和图7B中的任一个处理例中，均在主轴控制部18强制结束返回动作控制流程后，例如数值控制部16能够构成为：根据从主轴控制部18通知的强制结束信号，输出警报信号，对操作员通知返回动作的强制结束(即主轴12的过冲量Ov的异常)。

图1～图7B示出的实施方式的控制装置10构成为：在使主轴12进行从加工开始位置起至目标螺纹深度为止的切削动作时，数值控制部16对主轴控制部18仅通知主轴12的总旋转量S0和最高转速V0作为主轴指令CS，主轴控制部18按照该主轴指令CS，以最高转速V0为目标而最大限度地使用允许电流的最大输出使主轴12加速来执行切削动作，并且根据期间最大加速度A0以及依次检测的主轴12的剩余旋转量Sr和当前速度Vc，使主轴12以最大减速度A0减速的同时在最短时间内继续执行直到目标螺纹深度为止的切削动作，到达目标螺纹深度。因而，根据控制装置10，不需要对数值控制部16进行用于制作与主轴12的输出特性对应的加减速指令的参数的设定和调整等，通过更简单的结构，就能进行最大限度地发挥主轴12的加速能力的加减速控制，从而能够缩短攻丝加工的周期。

而且，控制装置10构成为：在使主轴12到达目标螺纹深度时，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测的剩余旋转量Sr，检测主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov。根据该结构，与以往的攻丝加工控制装置的结构相比，能够排除在数值控制部16与主轴控制部18之间发送接收数据、指令所消耗的时间，以往的攻丝加工控制装置中的结构为：数值控制部根据来自主轴控制部的数据，监视主轴相对于目标螺纹深度的过冲，在过冲异常时，对主轴控制部附加应急的指令。因而，根据控制装置10，能够讯速地判断主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov是否异常，并且在过冲异常时，能够讯速地执行强制停止主轴12等应急对策，结果能够确保攻丝加工所要求的尺寸精度。

另外，上述实施方式的控制装置10构成为：在使主轴12进行从目标螺纹深度起至返回完成位置为止的返回动作时，数值控制部16对主轴控制部18仅通知主轴12的总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’作为主轴指令CS，主轴控制部18按照该主轴指令CS，以最高返回转速V0’为目标而最大限度地使用允许电流的最大输出使主轴12加速来执行返回动作，并且根据期间的最大加速度A0’以及依次检测的主轴12的剩余返回旋转量Sr’和当前速度Vc’，使主轴12以最大减速度A0’减速的同时在最短时间内继续执行直到返回完成位置为止的返回动作而使其停止在返回完成位置。因而，根据控制装置10，不需要对数值控制部16进行用于制作与主轴12的输出特性对应的加减速指令的参数的设定和调整等，通过更简单的结构，就能进行最大限度地发挥主轴12的加速能力的加减速控制，从而能够缩短攻丝加工的周期。

而且，控制装置10构成为：在使主轴12到达返回完成位置时，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测的剩余返回旋转量Sr’，检测主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov。根据该结构，与以往的攻丝加工控制装置中的结构相比，能够排除数值控制部16与主轴控制部18之间发送接收数据、指令所消耗的时间，该以往的攻丝加工控制装置中的结构为：数值控制部根据来自主轴控制部的数据，监视主轴相对于返回完成位置的过冲，在过冲异常时，对主轴控制部附加应急指令。因而，根据控制装置10，能够讯速地判断主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov是否异常，并且在过冲异常时能够讯速地执行强制停止主轴12等应急对策，结果能够防止例如通过进给轴14进行反进给动作的机械结构要素对外围的物体产生不可预见的干涉。

图1示出的控制装置10能够执行与上述机床控制方法不同的机床控制方法。图8示出作为控制装置10所能够执行的机床控制方法的其它实施方式的、主轴12在攻丝加工中的切削和返回动作控制方法。另外，图9和图10分别为与图3和图4对应的图，示出图8的实施方式中的主轴12的切削和返回动作的两个例。以下，参照图1、图2、图5A～图10，说明其它实施方式的机床控制方法(攻丝加工的切削和返回动作控制方法)以及执行该方法的控制装置10的结构。

概括地说，在图8～图10的实施方式中，控制装置10在使主轴12从加工开始位置(旋转位置)到达目标螺纹深度(旋转位置)为止期间，执行与图2示出的攻丝加工的切削动作控制方法相同的步骤，控制主轴12的切削动作。然后，控制装置10的主轴控制部18(定位动作控制部38)构成为：在使主轴12到达目标螺纹深度时，不使主轴12停止在目标螺纹深度(即不将加速度设为零)，而是通过与以最大能力减速旋转中的最大减速度A0(负的值)相同的反旋转的最大加速度A0’(负的值)，使主轴12以最大能力加速反旋转至比目标螺纹深度返回了预定转数的旋转位置(以下，称为初始返回位置)。在使主轴12加速反旋转至初始返回位置后，控制装置10执行与图6示出的攻丝加工的返回动作控制方法相同的步骤，控制主轴12的返回动作。并且，控制装置10在使主轴12到达目标螺纹深度时，执行与图5A或图5B所例示的过冲监视流程相同的步骤，监视主轴12相对于目标螺纹深度的过冲，并且在使主轴12到达返回完成位置时，执行与图7A或图7B所例示的过冲监视流程相同的步骤，监视主轴12相对于返回完成位置的过冲。以下，详细说明该实施方式的结构，但是适当地省略说明与图2、图5A、图5B、图6、图7A和图7B的流程图的结构要素对应的结构要素。

如图8所示，首先在步骤U1中，控制装置10执行图2示出的步骤S1～S6、S8、S9。即，数值控制部16(主轴指令输出部26)对主轴控制部18指令主轴12的总旋转量S0和最高转速V0(步骤S1)。主轴控制部18(初始动作控制部30、最大加速度检测部32、剩余旋转量检测部34)从加工开始位置起，以最高转速V0为目标速度，使主轴12以最大能力加速旋转来执行切削动作，检测期间的最大加速度A0和剩余旋转量Sr(步骤S2)。接着，主轴控制部18(当前速度检测部36)在以最大能力加速旋转中，依次检测当前速度Vc，判断当前速度Vc是否到达最高转速V0(步骤S3)。在Vc未到达V0的情况下，主轴控制部18判断剩余旋转量Sr是否成为总旋转量S0的1/2以下(步骤S4)，在Sr成为S0的1/2以下的情况下，主轴控制部18使主轴12减速旋转至速度Vb而继续执行切削动作(步骤S5)。另一方面，在判断为当前速度Vc到达最高转速V0(步骤S3)的情况下，主轴控制部18保存到达最高转速V0时的主轴12的、从加工开始位置起的旋转量(即旋转位置FBS)而作为加速时旋转量Sa(步骤S8)，判断剩余旋转量Sr是否成为加速时旋转量Sa以下(步骤S9)。在Sr成为Sa以下的情况下，主轴控制部18使主轴12减速旋转至速度Vb而继续执行切削动作(步骤S5)。接着，主轴控制部18(定位动作控制部38)判断主轴12的当前位置中的剩余旋转量Sr是否满足|Sr|＝Vb²/(2×|A0|)(等式1)(步骤S6)。

在此，参照图9，在图8的步骤U1中，在切削动作中当前速度Vc到达最高转速V0之前剩余旋转量Sr成为总旋转量S0的1/2的情况下(图2的步骤S3和S4的判断均为“是”的情况下)的、主轴12的切削动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴上侧的曲线)表示。图9的速度-时间曲线中主轴12在时间T1、T2、T3和T4中的动作与上述图3的速度-时间曲线中主轴12在时间T1、T2、T3和T4中的动作对应。即，如图9所示，在时间T1和T2中，主轴12以最大能力执行加速旋转(速度控制)，在剩余旋转量Sr成为总旋转量S0的1/2的时间点A(步骤S4的判断成为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速旋转变化为减速旋转，在时间T3中，主轴12以最大能力执行减速旋转(速度控制)，在时间T4中，主轴12以最大减速度A0执行减速旋转(位置控制)。

通过控制装置10执行步骤U1(图2的步骤S1→S2→S3→S4→S5→S6)，主轴12在图9示出的时间T1、T2和T3中，如上所述与图3示出的时间T1、T2和T3的动作同样地进行动作。主轴控制部18(定位动作控制部38)在步骤U1(图2的步骤S6)中，在判断为主轴12的剩余旋转量Sr满足上述等式1(即主轴12的旋转位置到达点B)时，代替图2的步骤S7，在图8的步骤U2中，制作以下指令：用于使主轴12以最大减速度A0进行减速旋转，到达Sr＝0的点(即目标螺纹深度)后，也使主轴12以与最大减速度A0相同的反旋转的最大加速度A0’(即A0＝A0’)加速反旋转至初始返回位置(图9的点E)，根据该指令对主轴12进行位置控制。

如图9所示，主轴12按照来自主轴控制部18(定位动作控制部38)的指令，从点B朝向目标螺纹深度以最大减速度A0进行减速旋转的同时完成切削动作，在成为Sr＝0的时间点到达目标螺纹深度(时间T4)。在到达目标螺纹深度的瞬间，主轴12的当前速度Vc成为零，但是，主轴12还按照来自主轴控制部18(定位动作控制部38)的指令，维持最大减速度A0而产生反旋转的最大加速度A0’，通过逐渐增加当前速度Vc(负的值)的加速反旋转，在整个时间T6中，完成从目标螺纹深度朝向点E的返回动作。这样，在从点B到达目标螺纹深度为止的时间T4和从目标螺纹深度到达点E为止的时间T6中，主轴控制部18对主轴12进行位置控制(步骤U2)，使主轴12以固定的加速度(即最大减速度A0和反旋转的最大加速度A0’)连续地进行动作(用虚线例示根据位置指令求出的定加速度状的速度指令)。此外，主轴12在目标螺纹深度中当前速度Vc成为零，但是这仅是瞬间的速度，并不停止在目标螺纹深度。

能够任意地设定主轴12的初始返回位置(点E)。例如图9所示，在切削动作中与以最大减速度A0开始减速旋转(位置控制)的点B同样地，能够将主轴12的反旋转的当前速度Vc’到达规定速度Vb的位置设为点E。该情况下的点E成为从目标螺纹深度起反旋转相当于|Sr|＝Vb²/(2×|A0|)的旋转量的位置。在时间T6中对主轴12进行位置控制引起的返回动作本身与在图3示出的时间T6中对主轴12进行速度控制引起的返回动作类似，但是作为控制的特性，与通过速度控制以最大能力加速旋转时的最大加速度A0(时间T1)相比，通过位置控制以最大能力减速旋转时的最大减速度A0(时间T4)被抑制得低一些，结果时间T6中的反旋转的最大加速度A0’也具有比时间T1的最大加速度A0低一些的趋势。

另一方面，参照图10，在图8的步骤U1中，在切削动作中剩余旋转量Sr成为总旋转量S0的1/2之前当前速度Vc到达最高转速V0的情况下(图2的步骤S3的判断为“否”的情况下)的、主轴12的切削动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴上侧的曲线)表示。图10的速度-时间曲线中主轴12在时间T1、T2、T5、T3和T4中的动作与上述图4的速度-时间曲线中主轴12在时间T1、T2、T5、T3和T4中的动作对应。即，如图10所示，在时间T1和T2中，主轴12以最大能力执行加速旋转(速度控制)，主轴12的当前速度Vc到达最高转速V0，之后，在整个时间T5中，主轴12以固定速度V0旋转而继续进行切削动作，在剩余旋转量Sr变得与加速时旋转量Sa相等的时间点A(步骤S9的判断成为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速旋转变化为减速旋转，在时间T3中，主轴12以最大能力执行减速旋转(速度控制)，在时间T4中，主轴12以最大减速度A0执行减速旋转(位置控制)。

通过控制装置10执行步骤U1(图2的步骤S1→S2→S3→S8→S9→S5→S6)，主轴12在图10示出的时间T1、T2、T5和T3中，如上所述与图4示出的时间T1、T2、T5和T3的动作同样地进行动作。但是，主轴控制部18(定位动作控制部38)在步骤U1(图2的步骤S6)中，在判断为主轴12的剩余旋转量Sr满足上述等式1(即主轴12的旋转位置到达点B)时，代替图2的步骤S7，在图8的步骤U2中，制作以下指令：使主轴12以最大减速度A0进行减速旋转，在到达Sr＝0的点(即目标螺纹深度)之后，也使主轴12继续以与最大减速度A0相同的反旋转的最大加速度A0’(即A0＝A0’)加速反旋转至初始返回位置(图10的点E)，根据该指令对主轴12进行位置控制。

如图10所示，主轴12按照来自主轴控制部18(定位动作控制部38)的指令，从点B朝向目标螺纹深度以最大减速度A0进行减速旋转的同时完成切削动作，在成为Sr＝0的时间点到达目标螺纹深度(时间T4)。在到达目标螺纹深度的瞬间，主轴12的当前速度Vc成为零，但是，主轴12还按照来自主轴控制部18(定位动作控制部38)的指令，维持最大减速度A0而产生反旋转的最大加速度A0’，通过逐渐增加当前速度Vc(负的值)的加速反旋转，在整个时间T6中，完成从目标螺纹深度朝向点E的返回动作。这样，在从点B到达目标螺纹深度为止的时间T4和从目标螺纹深度到达点E为止的时间T6中，主轴控制部18对主轴12进行位置控制(步骤U2)，使主轴12以固定的加速度(即最大减速度A0和反旋转的最大加速度A0’)连续地进行动作(用虚线例示根据位置指令求出的定加速度状的速度指令)。这样，主轴12在图10示出的时间T4和T6中的动作与主轴12在图9示出的时间T4和T6中的动作对应。

在图9和图10中的任一个动作例中，均在主轴控制部18控制从主轴12的加工开始位置起至目标螺纹深度为止的旋转动作期间，进给轴控制部22使用主轴12的旋转位置FBS，以使主轴12的动作追随进给轴14的方式进行控制来进行进给动作。数值控制部16在主轴控制部18执行上述步骤U1和步骤U2的处理期间，监视从主轴控制部18通知的剩余旋转量Sr，在剩余旋转量Sr成为第一规定值(接近零的极小值)以下时，判断为攻丝加工到达目标螺纹深度。

在使主轴12通过位置控制如上所述那样到达目标螺纹深度时，控制装置10在步骤U3(图8)中，执行图5A示出的步骤S10～S12或图5B示出的步骤S10～S12’。即，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测的剩余旋转量Sr和当前速度Vc，检测主轴12到达目标螺纹深度(即成为Vc＝0)时的、主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov来作为剩余旋转量Sr的实测值(步骤S10)。接着，主轴控制部18(定位动作控制部38)始终监视过冲量Ov，判断过冲量Ov是否超过预定的允许量Op(步骤S11)。在判断为过冲量Ov超过预定的允许量Op时，主轴控制部18(定位动作控制部38)在该判断的瞬间，将针对主轴12的位置指令设为零而使主轴12立即停止，强制结束切削动作控制流程(步骤S12)或将在该判断的瞬间使主轴12反转至目标螺纹深度为止的指令或使主轴12反转至判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间的位置为止的的指令附加到主轴12，在按照该指令完成反转动作时使主轴12停止，强制结束切削动作控制流程(步骤S12’)。在判断为过冲量Ov未超过预定的允许量Op时，维持针对主轴12的位置指令，不使切削动作控制流程强制结束，而是使主轴12通过位置控制返回动作至初始返回位置(点E)。

在控制装置10执行步骤U3期间，进给轴控制部22(图1)在从主轴控制部18(定位动作控制部38)判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间起使主轴12停止为止期间，使用主轴12的旋转位置FBS，以使主轴12的动作追随进给轴14的进给动作的方式进行控制，使进给轴14与主轴12同步而停止。

另外，可以构成为：在主轴控制部18强制结束切削动作控制流程后，例如数值控制部16根据从主轴控制部18通知的强制结束信号来输出警报信号，对操作员通知切削动作的强制结束(即主轴12的过冲量Ov的异常)。此外，步骤U3的上述过冲监视流程还能够应用于图9和图10中的任一个动作例。

在步骤U3中未强制结束切削动作控制流程，在步骤U2中继续对主轴12进行位置控制而直到初始返回位置(点E)的情况下(步骤S11的判断为“否”的情况下)，数值控制部16(主轴指令输出部26)在判断为攻丝加工到达目标螺纹深度后，与步骤U2并行地，在步骤U4(图8)中，从由程序解释部24解释得到的攻丝加工程序P的指令值，获取从目标螺纹深度起至返回完成位置期间的主轴12的总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’，将这些总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’作为主轴指令CS而发送至主轴控制部18。

在主轴12到达初始返回位置(点E)后，在步骤U5(图8)中，主轴控制部18(初始动作控制部30)以最高返回转速V0’为目标速度而从初始返回位置(点E)朝向返回完成位置，使主轴12以最大限度地利用驱动源的允许电流的最大能力进行加速反旋转来执行返回动作。另外，主轴控制部18(剩余旋转量检测部34)根据总返回旋转量S0’和旋转位置FBS，依次检测从当前位置起至返回完成位置为止的主轴12的剩余返回旋转量Sr’。在每次检测时，主轴控制部18将检测出的剩余返回旋转量Sr’通知给数值控制部16。在该实施方式中，最大加速度检测部32不检测主轴12在时间T6中的反旋转的最大加速度，而是获取在时间T4中以最大能力减速旋转中的最大减速度A0(相当于时间T1中的最大加速度A0)来作为主轴12从目标螺纹深度起加速反旋转期间的反旋转的最大加速度A0’。

接着，控制装置10在步骤U6(图8)中执行图6示出的步骤S15～S21。即，主轴控制部18(当前速度检测部36)在以最大能力加速反旋转中，根据旋转位置FBS，依次检测反旋转的当前速度Vc’，判断当前速度Vc’是否到达最高返回转速V0’(步骤S15)。在Vc’未到达V0’的情况下，主轴控制部18判断剩余返回旋转量Sr’是否成为总返回旋转量S0’的1/2以下(步骤S16)，在Sr’成为S0’的1/2以下的情况下，主轴控制部18使主轴12减速反旋转至速度Vb而继续执行返回动作(步骤S17)。另一方面，在判断为当前速度Vc’到达最高返回转速V0’(步骤S15)的情况下，主轴控制部18保存到达最高返回转速V0’时的主轴12的、从目标螺纹深度起的旋转量(即旋转位置FBS)而作为返回动作的加速时旋转量Sa’(步骤S20)，判断剩余返回旋转量Sr’是否成为加速时旋转量Sa’以下(步骤S21)。在Sr’成为Sa’以下的情况下，主轴控制部18使主轴12减速反旋转至速度Vb来继续执行返回动作(步骤S17)。之后，主轴控制部18(定位动作控制部38)判断主轴12的当前位置中的剩余返回旋转量Sr’是否满足|Sr’|＝Vb²/(2×|A0’|)(等式2)(步骤S18)，在满足等式2的情况下，制作用于使主轴12以最大减速度A0’(与时间T6中的反旋转的最大加速度A0’对应的值)进行减速反旋转而使停止在Sr’＝0的点(即返回完成位置)的指令，根据该指令对主轴12进行位置控制(步骤S19)。主轴12按照来自主轴控制部18(定位动作控制部38)的指令，朝向返回完成位置以最大减速度A0’进行减速反旋转来执行返回动作，在成为Sr’＝0的时间点停止。

在此，参照图9，在图8的步骤U6中，在反旋转的当前速度Vc’到达最高返回转速V0’之前剩余返回旋转量Sr’成为总返回旋转量S0’的1/2的情况下(图6的步骤S15和S16的判断均为“是”的情况下)的、主轴12的返回动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴下侧的曲线)表示。图9的速度-时间曲线中主轴12在时间T7、T8和T9中的动作与上述图3的速度-时间曲线中主轴12在时间T7、T8和T9中的动作对应。在图9的动作例中，主轴12在时间T6中从目标螺纹深度到达初始返回位置(点E)后，反旋转的当前速度Vc’超过Vb(负的值)，因此在以最大能力加速反旋转中，由于主轴电动机的特性，主轴12的反旋转的加速度从最大加速度A0’递减(时间T7)。在剩余返回旋转量Sr’成为总返回旋转量S0’的1/2的时间点C(图6的步骤S16的判断成为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速反旋转变化为减速反旋转，在时间T8中，主轴12以最大能力执行减速反旋转(速度控制)，在时间T9中，主轴12以最大减速度A0’执行减速反旋转(位置控制)。

另一方面，参照图10，在图8的步骤U6中，在剩余返回旋转量Sr’成为总返回旋转量S0’的1/2之前反旋转的当前速度Vc’到达最高返回转速V0’的情况下(图6的步骤S15的判断为“否”的情况下)的、主轴12的返回动作的一例，使用速度-时间曲线(时间轴下侧的曲线)表示。图10的速度-时间曲线中主轴12在时间T7、T10、T8和T9中的动作与上述图4的速度-时间曲线中主轴12在时间T7、T10、T8和T9中的动作对应。在图10的动作例中，在主轴12到达初始返回位置(点E)后的时间T7中，通过与图9的动作例相同的递减的加速度A0’，主轴12以最大能力执行加速反旋转，主轴12的当前速度Vc’到达最高返回转速V0’。之后，在整个时间T10中，主轴12以固定速度V0’反旋转来继续进行返回动作。在剩余返回旋转量Sr’变得与加速时旋转量Sa’相等的时间点C(图6的步骤S21的判断成为“是”的时间点)，主轴12的动作从加速反旋转变化为减速反旋转，在时间T8中，主轴12以最大能力执行减速反旋转(速度控制)，在时间T9中，主轴12以最大减速度A0’执行减速反旋转(位置控制)。

在图9和图10中的任一个动作例中，均在主轴控制部18控制主轴12从目标螺纹深度起至返回完成位置为止的反旋转动作期间，进给轴控制部22使用主轴12的旋转位置FBS，以使主轴12的动作追随进给轴14的方式进行控制来进行反进给动作。数值控制部16在主轴控制部18执行上述步骤U4～步骤U6的处理期间，监视从主轴控制部18通知的剩余返回旋转量Sr’，在剩余返回旋转量Sr’成为第二规定值(接近零的极小值)以下时，判断为完成返回动作而将刀具从工件取出。

在使主轴12通过位置控制如上所述那样到达返回完成位置时，控制装置10在步骤U7(图8)中，执行图7A示出的步骤S22～S24或图7B示出的步骤S22～S24’。即，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测的剩余返回旋转量Sr’和当前速度Vc’，检测主轴12到达返回完成位置(即成为Vc’＝0)时的、主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov而作为剩余返回旋转量Sr’的实测值(步骤S22)。接着，主轴控制部18(定位动作控制部38)始终监视过冲量Ov，判断过冲量Ov是否超过预定的允许量Op(步骤S23)。在判断为过冲量Ov超过预定的允许量Op时，主轴控制部18(定位动作控制部38)在该判断的瞬间，将针对主轴12的位置指令设为零而使主轴12立即停止，强制结束返回动作控制流程(步骤S24)或将在该判断的瞬间使主轴12反转至返回完成位置为止的指令或使主轴12反转至判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间的位置为止的指令附加到主轴12，在按照该指令完成反转动作时使主轴12停止，强制结束返回动作控制流程(步骤S24’)。在判断为过冲量Ov未超过预定的允许量Op时，维持针对主轴12的位置指令，不使切削动作控制流程强制结束，而是随着主轴12停止而结束返回动作控制流程。

在控制装置10执行步骤U7期间，进给轴控制部22(图1)在从主轴控制部18(定位动作控制部38)判断为过冲量Ov超过允许量Op的瞬间起使主轴12停止为止期间，使用主轴12的旋转位置FBS，以使主轴12的动作追随进给轴14的反进给动作的方式进行控制，使进给轴14与主轴12同步地停止。

另外，可以构成为：在主轴控制部18强制结束返回动作控制流程后，例如数值控制部16根据从主轴控制部18通知的强制结束信号来输出警报信号，对操作员通知返回动作的强制结束(即主轴12的过冲量Ov的异常)。此外，步骤U7的上述过冲监视流程还能够应用于图9和图10中的任一个动作例。

图8～图10示出的实施方式的控制装置10构成为：在使主轴12进行从加工开始位置起至目标螺纹深度为止的切削动作时，数值控制部16对主轴控制部18仅通知主轴12的总旋转量S0和最高转速V0而作为主轴指令CS，主轴控制部18按照该主轴指令CS，以最高转速V0为目标而最大限度地使用允许电流的最大输出，使主轴12加速来执行切削动作，并且根据期间的最大加速度A0以及依次检测的主轴12的剩余旋转量Sr和当前速度Vc，使主轴12以最大减速度A0减速的同时在最短时间内继续执行直到目标螺纹深度为止的切削动作，而使到达目标螺纹深度。因而，根据控制装置10，与图1～图7B的实施方式的控制装置10同样地，不需要对数值控制部16进行用于制作与主轴12的输出特性对应的加减速指令的参数的设定和调整等，通过简单的结构，进行最大限度地发挥主轴12的加速能力的加减速控制，从而能够缩短攻丝加工的周期。

而且，控制装置10构成为：在使主轴12到达目标螺纹深度时，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测的剩余旋转量Sr，检测主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov。因而，根据控制装置10，与图1～图7B的实施方式的控制装置10同样地，能够讯速地判断主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov是否异常，并且在过冲异常时能够讯速地执行强制停止主轴12等应急对策，结果能够确保攻丝加工所要求的尺寸精度。

并且，图8～图10示出的实施方式的控制装置10构成为：在使主轴12进行从目标螺纹深度起至返回完成位置的返回动作时，在切削动作结束时不使主轴12停止在目标螺纹深度(即不将加速度设为零)，而是以与最大减速度A0(负的值)相同的反旋转的最大加速度A0’(负的值)，使主轴12通过位置控制而加速反旋转到规定的初始返回位置。通过该结构，将主轴12的动作从切削动作切换为返回动作时的加速度无变化，因此能够事先避免由加速度的变化引起主轴12所产生的机械结构上的冲击、由加速度的变化引起主轴12与进给轴14之间产生的同步误差的增加。

图8～图10示出的实施方式的控制装置10构成为：在使主轴12通过位置控制加速反旋转到初始返回位置后，按照数值控制部16对主轴控制部18仅通知的主轴12的总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’的主轴指令CS，使主轴12以最大输出进行加速来执行返回动作，并且以与动作反转时的反旋转的最大加速度A0’对应的最大减速度A0’使主轴12减速的同时在最短时间内继续执行直到返回完成位置为止的返回动作而使停止在返回完成位置。因而，根据控制装置10，不需要对数值控制部12进行用于制作与主轴12的输出特性对应的加减速指令的参数的设定和调整等，通过更简单的结构，进行最大限度地发挥主轴12的加速能力的加减速控制，从而能够缩短攻丝加工的周期。

而且，控制装置10构成为：在使主轴12到达返回完成位置时，主轴控制部18(过冲检测部40)根据依次检测的剩余返回旋转量Sr’，检测主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov。而且，根据控制装置10，与图1～图7B的实施方式的控制装置10同样地，能够讯速地判断主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov是否异常，并且在过冲异常时能够讯速地执行强制停止主轴12等应急对策，结果能够防止例如通过进给轴14反进给动作的机械结构要素对外围的物体产生不可预见的干涉。

上述控制装置10的结构，可以描述为控制主轴12与进给轴14的同步运转的机床的控制方法。该控制方法具备以下步骤：控制装置10从攻丝加工程序P获取从加工开始位置起至目标螺纹深度期间的主轴12的总旋转量S0和最高转速V0；控制装置10通过将最高转速V0设为目标值的速度控制，使主轴12从加工开始位置起以最大能力进行加速旋转；控制装置10在以最大能力加速旋转中，根据主轴12的旋转位置反馈值FBS来检测主轴12的最大加速度A0；控制装置10根据总旋转量S0和旋转位置反馈值FBS，来检测从当前位置起至目标螺纹深度为止的主轴12的剩余旋转量Sr；控制装置10根据旋转位置反馈值FBS，检测主轴12的当前速度Vc；控制装置10在以最大能力加速旋转后，根据最大加速度A0、剩余旋转量Sr以及当前速度Vc，来执行用于使主轴12减速旋转而到达目标螺纹深度的位置控制；以及控制装置10在减速旋转中，根据剩余旋转量Sr来检测主轴12相对于目标螺纹深度的过冲量Ov。此时，能够构成为使主轴12停止在目标螺纹深度。或，能够构成为不使主轴12停止在目标螺纹深度。

另外，上述控制方法具备以下步骤：控制装置10从攻丝加工程序P获取从目标螺纹深度起至返回完成位置期间的主轴12的总返回旋转量S0’和最高返回转速V0’；控制装置10通过将最高返回转速V0’设为目标值的速度控制，从目标螺纹深度起或比目标螺纹深度返回了预定转数的初始返回位置起，使主轴12以最大能力进行加速反旋转；控制装置10检测或获取主轴12从目标螺纹深度起加速反旋转期间的主轴12的反旋转的最大加速度A0’；控制装置10根据总返回旋转量S0’和主轴12的旋转位置反馈值FBS，来检测从当前位置起至返回完成位置为止的主轴12的剩余返回旋转量Sr’；控制装置10根据旋转位置反馈值FBS来检测主轴12的反旋转的当前速度Vc’；控制装置10在以最大能力进行加速反旋转后，根据反旋转的最大加速度A0’、剩余返回旋转量Sr’以及反旋转的当前速度Vc’，来执行用于使主轴12减速反旋转并且使停止在返回完成位置的位置控制；以及控制装置10在减速反旋转中，根据剩余返回旋转量Sr’来检测主轴12相对于返回完成位置的过冲量Ov。

在这些控制方法中，均可以具备以下步骤：控制装置10监视过冲量Ov，在过冲量Ov超过预定的允许量Op时使主轴12停止。根据这些控制方法，起到与上述控制装置10的效果相同的效果。

以上，说明了本发明的实施方式，本领域技术人员应当理解在不脱离后述的权利要求书的公开范围内可以进行各种修正和变更。