数值控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种数值控制装置及其控制方法。数值控制装置在主处理中执行误差固定控制处理。在误差固定控制处理中，数值控制装置基于电动机的加减速时间常数、对路径容许的容许误差、指示刀具的移动速度的指令速度以及构成路径的各块之间的块间角度，来针对电动机运算从上次的插值指令的移动结束后到开始本次的插值指令为止的指令开始延迟时间。数值控制装置基于所运算出的指令开始延迟时间，针对电动机将执行本次的插值指令的移动的驱动信号输出到驱动电路。因此，数值控制装置能够以小的计算负荷将相对于NC程序所指示的路径的路径误差始终控制在容许误差内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数值控制装置及其控制方法。
技术介绍
机床的数值控制装置沿着对NC(NumericalControl：数值控制)程序所指示的指令点进行插值从而得到的路径来移动刀具或被切削件以进行加工。数值控制装置进行加减速控制，该加减速控制用于进行平滑的加减速以抑制机床的振动。作为加减速控制，有插值后加减速。插值后加减速是如下的方法：在将机床上的路径以驱动脉冲分配给每个可动轴之后，应用利用了移动平均滤波器等的加减速处理。该方法计算简单且稳定性高，但是存在以下问题：当机床的速度变快时，相对于路径的误差变大。在日本专利公开1983年第35607号公报中记载有能够减小相对于路径的误差且高速移动的技术。该技术如下：根据NC程序所指示的被切削件形状和容许误差，在执行一个控制指令之后，延缓用于执行下一个控制指令的脉冲分配运算的开始时机。脉冲分配运算是指对每个可动轴分配路径方向的驱动脉冲的运算。在该技术中，首先利用规定的运算式和多个参数来运算加工误差。接着，根据存储有所运算出的该加工误差同容许误差之差与延缓开始脉冲分配运算的延迟时间的对应关系的表，求出与加工误差同容许误差之差相应的延迟时间。前述的技术存在以下问题：对于加工误差同容许误差之差与延迟时间的对应关系，必须预先运算所设想的全部模式并全部存储在表中，因此作业繁杂，并存储器的用于存储的区域消耗得多。并且，前述的公报没有公开基于加工误差同容许误差之差来运算延迟时间的方法。因此，期望开发如下一种数值控制装置：能够不使用表且以小的计算负荷将刀具移动的路径相对于NC程序所指示的路径的误差始终控制在容许误差内。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够以小的计算负荷将相对于NC程序的路径的误差始终控制在容许误差内的数值控制装置及其控制方法。技术方案1的数值控制装置沿着对NC程序所指示的多个指令点中的邻接的指令点进行插值从而得到的路径，来移动刀具或被切削件以执行切削加工，该数值控制装置的特征在于，所述NC程序具有多个包括控制指令的块，所述数值控制装置具备：块间角度运算部，其运算块间角度，该块间角度是所述NC程序中的按本次的插值指令进行插值的第一块与按上次的插值指令进行了插值的第二块之间的角度；速度决定部，其决定出所述第一块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度和所述第二块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度中的大的指令速度；运算部，其基于移动所述刀具或被切削件的电动机的加减速时间常数、对所述路径容许的容许误差、所述块间角度运算部所运算出的块间角度以及所述速度决定部所决定出的速度，来运算使所述电动机开始所述本次的插值指令的时机；以及执行部，其基于所述运算部所运算出的所述时机，使所述电动机执行所述本次的插值指令。因此，数值控制装置能够使用加减速时间常数、容许误差、指令速度、块间角度的各种参数，来以小的计算负荷将相对于NC程序所指示的刀具移动路径的误差始终控制在容许误差内。技术方案2的数值控制装置的特征在于，在所述第一块和所述第二块中的至少一方的块是进行圆弧插值的圆弧插值块时，所述数值控制装置具备：圆弧速度运算部，其基于与所述圆弧插值块对应的圆弧插值指令所指示的指令圆弧的圆弧半径、所述容许误差以及所述加减速时间常数，来运算在所述圆弧插值块中所述刀具或被切削件移动的圆弧速度；以及指令速度设定部，其将所述圆弧速度运算部所运算出的所述圆弧速度与所述圆弧插值块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度进行对比，将小的速度设定为所述圆弧插值块中的指令速度，其中，对于所述圆弧插值块，所述块间角度运算部将以下角度中的小的角度运算为所述块间角度：指令圆弧切线与另一方的块所成的角度，其中，该指令圆弧切线是通过将所述第一块与所述第二块连接的第一指令点的所述指令圆弧的切线；以及实际圆弧切线与所述另一方的块所成的角度，其中，该实际圆弧切线是通过所述第一指令点且包含基于所设定的所述圆弧插值块中的指令速度和所述指令圆弧的圆弧半径所导出的向内周侧误差的实际圆弧的切线。因此，数值控制装置能够运算至少一方为圆弧插值块时的第一块与第二块的块间角度，因此通过使用运算出的块间角度，能够适当地运算开始本次的插值指令的时机。技术方案3的数值控制装置的特征在于，所述块间角度运算部具备：第一角度运算部，其在所述第一块和所述第二块这两方均为进行直线插值的直线插值块的情况下，运算两个所述直线插值块之间的所述块间角度；第二角度运算部，其在所述第一块和所述第二块中的一方是所述圆弧插值块而另一方是直线插值块的情况下，运算所述圆弧插值块与另一方的直线插值块之间的所述块间角度；以及第三角度运算部，其在所述第一块和所述第二块这两方均为所述圆弧插值块的情况下，运算两个所述圆弧插值块之间的所述块间角度，其中，所述第二角度运算部将以下角度中的小的角度作为所述块间角度：与所述直线插值块对应的直线插值指令所指示的指令直线与所述指令圆弧切线所成的角度；以及所述指令直线与所述实际圆弧切线所成的角度，所述第三角度运算部将以下角度中的最小的角度作为所述块间角度：所述第一块的所述指令圆弧切线与所述第二块的所述指令圆弧切线所成的角度；所述第一块的所述实际圆弧切线与所述第二块的所述指令圆弧切线所成的角度；所述第一块的所述指令圆弧切线与所述第二块的所述实际圆弧切线所成的角度；以及所述第一块的所述实际圆弧切线与所述第二块的所述实际圆弧切线所成的角度。因此，数值控制装置能够运算直线插值块与直线插值块之间的块间角度、圆弧插值块与直线插值块之间的块间角度以及圆弧插值块与圆弧插值块之间的块间角度，因此能够适当地运算开始本次的插值指令的时机。技术方案4的控制方法是数值控制装置的控制方法，该数值控制装置沿着对NC程序所指示的多个指令点中的邻接的指令点进行插值从而得到的路径，来移动刀具或被切削件以执行切削加工，该控制方法的特征在于，所述NC程序具有多个包括控制指令的块，所述控制方法包括以下步骤：块间角度运算步骤，运算块间角度，该块间角度是所述NC程序中的按本次的插值指令进行插值的第一块与按上次的插值指令进行了插值的第二块之间的角度；速度决定步骤，决定出所述第一块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度和所述第二块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度中的大的指令速度；运算步骤，基于移动所述刀具或被切削件的电动机的加减速时间常数、对所述路径容许的容许误差、通过所述块间角度运算步骤运算出的块间角度以及通过所述速度决定步骤决定出的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数值控制装置(30)，沿着对NC程序所指示的多个指令点(P)中的邻接的指令点进行插值从而得到的路径，来移动刀具或被切削件以执行切削加工，该数值控制装置的特征在于，所述NC程序具有多个包括控制指令的块，所述数值控制装置具备：块间角度运算部，其运算块间角度(β)，该块间角度是所述NC程序中的按本次的插值指令进行插值的第一块与按上次的插值指令进行了插值的第二块之间的角度；速度决定部，其决定出所述第一块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度和所述第二块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度中的大的指令速度(F)；运算部(31)，其基于移动所述刀具或被切削件的电动机(51‑54)的加减速时间常数(tn)、对所述路径容许的容许误差(ε)、所述块间角度运算部所运算出的块间角度以及所述速度决定部所决定出的速度，来运算使所述电动机开始所述本次的插值指令的时机；以及执行部，其基于所述运算部所运算出的所述时机，使所述电动机执行所述本次的插值指令。

【技术特征摘要】
2015.01.20 JP 2015-0082061.一种数值控制装置(30)，沿着对NC程序所指示的多个指令点(P)中的邻接的指令点
进行插值从而得到的路径，来移动刀具或被切削件以执行切削加工，该数值控制装置的特
征在于，
所述NC程序具有多个包括控制指令的块，
所述数值控制装置具备：
块间角度运算部，其运算块间角度(β)，该块间角度是所述NC程序中的按本次的插值指
令进行插值的第一块与按上次的插值指令进行了插值的第二块之间的角度；
速度决定部，其决定出所述第一块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指
令速度和所述第二块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度中的大的
指令速度(F)；
运算部(31)，其基于移动所述刀具或被切削件的电动机(51-54)的加减速时间常数
(tn)、对所述路径容许的容许误差(ε)、所述块间角度运算部所运算出的块间角度以及所述
速度决定部所决定出的速度，来运算使所述电动机开始所述本次的插值指令的时机；以及
执行部，其基于所述运算部所运算出的所述时机，使所述电动机执行所述本次的插值
指令。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
在所述第一块和所述第二块中的至少一方的块是进行圆弧插值的圆弧插值块时，所述
数值控制装置具备：
圆弧速度运算部，其基于与所述圆弧插值块对应的圆弧插值指令所指示的指令圆弧的
圆弧半径(Rc)、所述容许误差以及所述加减速时间常数，来运算在所述圆弧插值块中所述
刀具或被切削件移动的圆弧速度(Fc)；以及
指令速度设定部，其将所述圆弧速度运算部所运算出的所述圆弧速度与所述圆弧插值
块中的指示所述刀具或所述被切削件的移动速度的指令速度进行对比，将小的速度设定为
所述圆弧插值块中的指令速度，
其中，对于所述圆弧插值块，所述块间角度运算部将以下角度中的小的角度运算为所
述块间角度：
指令圆弧切线(b)与另一方的块所成的角度，其中，该指令圆弧切线是通过将所述第一
块与所述第二块连接的第一指令点的所述指令圆弧的切线；以及
实际圆弧切线(c)与所述另一方的块所成的角度，其中，该实际圆弧切线是通过所述第
一指令点且包含基于所设定的所述圆弧插值块中的指令速度和所述指令圆弧的圆弧半径
所导出的向内周侧误差的实际圆弧的切线。
3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺田弦，小岛辉久，大高崇，石川友哉，社本英二，伯拉克·森瑟，石崎浩资，
申请(专利权)人：兄弟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP