进行摆动切削的机床的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种进行摆动切削的机床的控制装置。控制装置根据包括多个指令程序块的机床的加工程序来检测相邻的指令程序块间的任意定时的指令程序块间检测部。进给轴控制部包括学习控制部、判定当前时刻是否是位于相邻的指令程序块间的任意定时并且在判定中使至少一个进给轴的摆动停止的判定部。

Control Device of Machine Tool for Swing Cutting

The invention relates to a control device of a machine tool for swing cutting. The control device detects the arbitrary timing between adjacent instruction blocks according to the processing procedures of machine tools including multiple instruction blocks. The feed shaft control unit includes a learning control unit, a determination unit to determine whether the current time is an arbitrary timing between adjacent instruction blocks and to stop the swing of at least one feed shaft in the determination.

【技术实现步骤摘要】
进行摆动切削的机床的控制装置
本专利技术涉及一种进行摆动切削的机床的控制装置。
技术介绍
如果在通过机床的切削刀具加工工件时连续产生碎屑，则会有碎屑弄脏切削刀具的情况。这种情况下，为了从切削刀具去除碎屑需要使机床停止，会花费时间，生产效率下降。进一步，工件有可能由于碎屑而损伤，工件的质量也会下降。为了避免这个缺点，已知一种摆动切削(例如日本参照专利第5033929号公报、日本专利第5139592号公报、日本专利第5599523号公报等)，通过在加工进给方向使切削刀具和工件相对摆动而切碎碎屑。关于上述的摆动切削提出以下的技术(例如参照国际公开第2016/047485号)，即随着切削刀具接近加工进给方向的工件上的预定加工停止位置而使切削刀具的摆动振幅减少，从而避免切削刀具超过该预定的加工停止位置进行切削的不良。以后，将上述的不良称为超调。另外，在机床中为了提高使用伺服电动机进行驱动的切削刀具、工件等被驱动体的位置精度而提出一种学习控制(例如参照日本特开2006-172149号公报的图6)。学习控制是针对使被驱动体在预定周期重复相同模式的动作的指令，按照每个上述预定周期求出用于修正位置指令值与位置反馈值之间的差即位置偏差的修正量，并且将在一个周期前求出的修正量适用于上述位置偏差的控制。针对周期性相同模式的动作重复实施该学习控制，从而能够得到用于使上述位置偏差收敛为零的修正量。在进行上述摆动切削的机床中，当切削刀具或工件的驱动机构部存在间隙时或该驱动机构部的刚性较低时，为了提高伺服的响应性而将控制增益设定得较高，则会产生振动，刀具或工件的位置精度会不稳定。这种情况下，即使提高伺服的响应性是困难的，如果将学习控制适用于摆动切削，则针对使刀具或工件在加工进给方向相对摆动的周期动作指令，也能够进行高精度控制。
技术实现思路
但是，机床的加工程序由多个指令程序块构成。在相邻的指令程序块间加工条件发生变化，所以如果在摆动切削时适用机器学习，则会产生超调或跟踪延迟，其结果存在工件产生切口的问题。因此，期待一种即使在摆动切削时适用了机器学习也防止切口的产生的机床的控制装置。本公开的第一方式为一种控制机床的控制装置，在通过刀具切削加工工件的外圆周面或内圆周面的机床中，具备使上述工件以及上述刀具围绕上述工件的中心轴线相对旋转的主轴和沿着上述工件的上述外圆周面或上述内圆周面的母线相对地进给上述刀具以及上述工件的至少一个进给轴，该控制装置具备：位置指令生成部，其根据上述工件以及上述刀具的相对转速和上述刀具以及上述工件的相对的进给速度来生成上述至少一个进给轴的位置指令；以及进给轴控制部，其通过上述位置指令控制上述至少一个进给轴，上述进给轴控制部构成为，具备：摆动指令生成部，其根据上述转速以及上述位置指令来生成上述至少一个进给轴的摆动指令，使相对于上述转速成为正的非整数倍的摆动频率且上述刀具间歇切割上述工件，并且上述进给轴控制部根据将上述位置指令与上述至少一个进给轴的实际位置之间的差即位置偏差和上述摆动指令相加后得到的合成指令，控制上述至少一个进给轴，上述控制装置还具备根据包括多个指令程序块的上述机床的加工程序来检测相邻的指令程序块间的任意定时的指令程序块间检测部，上述进给轴控制部还具备：学习控制器，其进行学习控制，即基于根据上述摆动指令求出的摆动相位和上述合成指令，求出上述合成指令的修正量并与上述合成指令相加；以及判定部，其判定当前时刻是否是位于上述相邻的指令程序块间的任意定时，在该判定中使上述至少一个进给轴的摆动停止。根据第一方式，在当前位于指令程序块间的任意定时时停止摆动，所以不会发生超调或跟踪延迟。因此，也能够防止对工件产生切口。附图说明根据附图表示的本公开的典型实施方式的详细说明，进一步了解本专利技术的这些目的、特征以及优点和其他目的、特征以及优点。图1是包括一个实施方式的控制装置的加工系统的图。图2是表示一个实施方式的控制装置的动作的流程图。图3是包括一个实施方式的控制装置的其他加工系统的图。图4A是表示圆筒形工件和刀具的图。图4B是表示具有圆锥台形状的中空部的工件和刀具的其他的图。图5是表示进给量与旋转角度之间的关系的图。图6是表示具备了学习控制功能的控制装置的具体例的框图。图7是表示图6所示的学习控制器的结构例的框图。图8是表示现有技术的Z轴与X轴之间的关系的图。图9是表示一个实施方式的Z轴与X轴之间的关系的图。图10是表示图6所示的控制装置的动作一例的流程图。图11A是表示时间与速度之间的关系的图。图11B是表示时间与速度之间的关系的其他的图。图11C是进一步表示时间与速度之间的关系的其他的图。具体实施方式接着，参照附图说明本公开的实施方式。在参照的附图中，对于相同的结构部分或功能部分标注相同的参照符号。为了容易理解，适当变更这些附图的比例尺。另外，附图所示的方式为实施本专利技术的一个例子，本专利技术不限定于图示的方式。图1是包括一个实施方式的控制装置20的加工系统1的图。如图1所示，加工系统1包括机床10、控制机床10的控制装置20。机床10具有刀具11，刀具11例如切削加工具有圆筒形、圆柱形、圆锥形或圆锥台形等的工件。在图1所示的例子中，刀具11切削加工大部分由圆柱形组成的工件W的圆柱体部分的外圆周面。另外，在图1等中，将成为工件的旋转轴的该工件的中心轴线设为Z轴，将垂直于Z轴的轴线设为X轴。机床10如果适当调整X轴方向的刀具11的位置，也能够切削加工横截面具有椭圆形的柱状体的工件的外圆周面或内圆周面。图1表示实质是圆柱形的工件W，具有在工件W的外圆周面的端部沿工件W的径向向外突出的凸部35。机床10的主轴M0使工件W围绕其中心轴线旋转。进一步，机床10的进给轴M1能够进行使刀具11沿着工件W的外圆周面的母线进给和使刀具11沿着工件W的外圆周面的母线往复运动、即摆动。在图1所示的工件形状的情况下，沿着构成工件W的大部分的圆筒体的外圆周面的母线进给刀具11。进给轴M1包括刀具11的进给机构和驱动该进给机构的伺服电动机。而且，进给轴M1与主轴M0协调动作，进给刀具11来切削加工工件W。另外，如果除去切削负荷则能够通过惯性和指令的角加速度来推定主轴M0以及进给轴M1的必要转矩，但是也可以分别具备用于检测转矩的检测器G0、G1、G2。控制装置20使用计算机而构成，该计算机具备经由总线相互连接的ROM(readonlymemory只读存储器)和RAM(randomaccessmemory随机存取存储器)等存储器、CPU(centralprocessingunit中央处理单元)以及通信控制部。进一步，控制装置20具备位置指令生成部22、控制部26(进给轴控制部)、指令程序块间检测部27以及加工条件存储部29，所述各部的功能或动作通过装载在上述计算机中的CPU、存储器以及存储在该存储器中的控制程序进行协作而达成。在控制装置20中，加工条件存储部29至少存储工件W的加工条件。CNC(ComputerNumericalController计算机数字控制器)、PLC(ProgrammableLogicController可编程逻辑控制器)等上位计算机(未图示)与控制装置20连接，该加工条件可以从上位计算机输入给加工条件存储部29。工件W的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，控制通过刀具切削加工工件的外圆周面或内圆周面的机床，在该机床中，具备使上述工件以及上述刀具围绕上述工件的中心轴线相对旋转的主轴、沿着上述工件的上述外圆周面或上述内圆周面的母线相对地进给上述刀具以及上述工件的至少一个进给轴，其特征在于，该控制装置具备：位置指令生成部，其根据上述工件以及上述刀具的相对转速和上述刀具以及上述工件的相对进给速度来生成上述至少一个进给轴的位置指令；以及进给轴控制部，其通过上述位置指令控制上述至少一个进给轴，上述进给轴控制部构成为，具备：摆动指令生成部，其根据上述转速以及上述位置指令来生成上述至少一个进给轴的摆动指令，使针对上述转速成为正的非整数倍的摆动频率且上述刀具间歇切削上述工件，并且上述进给轴控制部根据将上述位置指令与上述至少一个进给轴的实际位置之间的差即位置偏差和上述摆动指令相加后得到的合成指令，控制上述至少一个进给轴，上述控制装置还具备根据包括多个指令程序块的上述机床的加工程序来检测相邻的指令程序块间的任意定时的指令程序块间检测部，上述进给轴控制部还具备：学习控制器，其进行以下的学习控制，即基于根据上述摆动指令求出的摆动相位和上述合成指令来求出上述合成指令的修正量并与上述合成指令相加；以及判定部，其判定当前时刻是否位于上述相邻的指令程序块间的任意定时，在该判定中使上述至少一个进给轴的摆动停止。...

【技术特征摘要】
2017.07.27 JP 2017-1454701.一种控制装置，控制通过刀具切削加工工件的外圆周面或内圆周面的机床，在该机床中，具备使上述工件以及上述刀具围绕上述工件的中心轴线相对旋转的主轴、沿着上述工件的上述外圆周面或上述内圆周面的母线相对地进给上述刀具以及上述工件的至少一个进给轴，其特征在于，该控制装置具备：位置指令生成部，其根据上述工件以及上述刀具的相对转速和上述刀具以及上述工件的相对进给速度来生成上述至少一个进给轴的位置指令；以及进给轴控制部，其通过上述位置指令控制上述至少一个进给轴，上述进给轴控制部构成为，具备：摆动指令生成部，其根据上述转速以及上述位置指令来生成上述至少一个进给轴的摆动指令，使针对上述转速成为正的非整数倍的摆动频率且上述刀具间歇切削上述工件，并且上述进给轴控制部根据将上述位置指令与上述至少一个进给轴的实际位置之间的差即位置偏差和上述摆动指令相加后得到的合成指令，控制上述至少一个进给轴，上述控制装置还具备根据包括多个指令程序块的上述机床的加工程序来检测相邻的指令程序块间的任意定时的指令程序块间检测部，上述进给轴控制部还具备：学习控制器，其进行以下的学习控制，即基于根据上述摆动指令求出的摆动相位和上述合成指令来求出上述合成指令的修正量并与上述合成指令相加；以及判定部，其判定当前时刻是否位于上述相邻的指令程序块间的任意定时，在该判定中使上述至少一个进给轴的摆动停止。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，上述相邻的指令程序块间的任意定时为从上述相邻的指令程序块中的之前指令程序块的减速开始到之后的指令程序块的加速结束的时间段中的任意定时。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，当上述判定部判定当前时刻位于上述相邻的指令程序块间的任意定时中时，上述判定部仅使上述至少一个进给轴的摆动停止预定第一时间或预定第一摆动次数。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本健太，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP