具有干扰检测功能的数值控制器制造技术

本发明专利技术提供一种数值控制器。数值控制器具有防止干扰的功能从而可靠地执行用于防止干扰的计算。该数值控制器具有相应于多个机床结构对象分别定义干扰区域的功能，根据通过插补更新的机床结构对象的机床坐标值移动干扰区域的功能，以及执行干扰检测以确定干扰区域是否相互干扰的功能。干扰检测计算周期自动调整部基于通过将干扰检测需要的计算时间除以对在一个插补周期中的干扰检测预先设置的占用时间而获得的值，自动地调整干扰检测计算周期。干扰区域扩展部基于各个轴的进给速度中的最高速度和干扰检测计算周期来扩展干扰区域。检测部确定扩展的干扰区域是否相互干扰。

Numerical controller with interference detection function

The present invention provides a numerical controller. The numerical controller has the function of preventing interference and reliably performs calculations to prevent interference. The numerical controller is corresponding to a plurality of machine tool structure object are defined interference area function, according to the structure of the machine tool machine coordinate object through interpolation by updating the values of the mobile jamming area function, and implementation of interference detection to determine whether interference region mutual interference function. Interference detection automatic adjustment by the calculation cycle time will need time to calculate the interference detection of interference in a preset interpolation cycle detection based on the values obtained, automatically adjust the interference detection calculation period. The interference region expansion section extends the interference region based on the maximum speed of the feed rate of each shaft and the interference detection calculation cycle. The detection unit determines whether or not the extended interference region interferes with each other.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制机床等设备的数值控制器，更具体地，涉及具有防止机床 等设备的可移动部件的相互干扰的功能的数值控制器。
技术介绍
用于控制机床的数值控制器根据预先产生的NC程序控制机床的可移动 部件(控制轴)的操作，以机械加工要被机械加工的工件。当机床机械加工工件时，例如刀具、工作台、工件夹紧夹具以及主轴面 (spindle table )等机床的各个部件不可以相互干扰。为了防止该种干扰，通常 执行干扰检测以确定机床的各个部件和工件是否相互干扰。例如，已知一种技术，在该技术中，通过使用实体的组合将例如刀具等有 可能引起干扰的每一个机械部件定义为干扰对象，并将生成的定义存储在存储 器中。通过插补移动指令获得干扰对象的当前位置及控制轴移动之后的干扰对 象的位置。然后，在干扰对象从插补之前的位置到插补之后的位置的移动过程 中，计算出构成千扰对象的实体可能引起干扰的区域作为干扰确定实体，并使 用该干扰确定实体的组合设置干扰确定区域，以基于设置的干扰确定区域检测 干扰(参见，JP09-230918A)。在基于干扰确定区域来检测干扰的上述技术中，在数值控制器执行插补处 理之后执行干扰;险测处理。然而，根据该技术，如果由于干扰检测的对象(例 如，刀具、刀具架、工件、夹具以及工作台)的数量和构成对象的实体的数量 增加而延长了干扰4企测处理，则数值控制器的插补处理不能被快速地执行并因 此慢下来，从而引起干扰检测处理被中途中断。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有干扰防止功能的数值控制器，从而能够预先检测机床 的部件的碰撞。更具体地，本专利技术提供一种数值控制器，该数值控制器的插补 处理不会受到干扰检测的计算数量的增加的影响，从而允许干扰检测的计算被 可靠地执行。器具有对包括可移动部件的多个机床结构对象分别定义干扰区域的功能，基于 通过每一个插补周期的插补处理获得的机床结构对象的机床坐标值移动干扰区域的功能，以及^r测干扰区域是否相互干扰的功能；所述数值控制器包括 干扰检测计算时间计算部，计算干扰检测需要的计算时间；干扰检测计算周期 自动调整部，基于通过将干扰检测需要的计算时间除以对在一个插补周期中的 干扰检测预先设置的占用时间而获得的值，自动地调整干扰检测计算周期；干 扰区域扩展部，基于各个轴的进给速度中的最高速度和干扰检测计算周期，扩 展一个或多个干扰区域；以及检测部，检测扩展的干扰区域是否相互干扰。可以由立体图形定义干扰区域，并且所述;f企测部可以通过确定立体图形是 否相交来检测干扰。立体图形可以包括长方体、圆柱体或板形。可以根据由立体图形定义的千扰区域的组合的数量及定义干扰区域的立 体图形的数量，确定干扰检测需要的计算时间。干扰区域扩展部以与各个轴的进给速度中的最高速度和干扰检测计算周 期的乘积相对应的尺寸扩展干扰区域之一 。数值控制器可以进一步包括存储部，存储表示一个机床结构对象的不同尺 寸的多个干扰区域数据，其中干扰区域数据被选择性地用于一个机床结构对 象。数值控制器可以还包括进一步扩展由所述干扰区域扩展部扩展的 一个或 多个干扰区域的部件，以及确定在手动操作中进一步扩展的干扰区域是否相互 干扰并且当确定进一步扩展的干扰区域相互干扰时降低各个轴的移动速度的 部件。根据本专利技术，基于还没有经过加速/减速的机床坐标值来检测干扰。从而 有可能不受到加速/减速的影响，在碰撞之前可靠地停止轴的移动。而且，在 本专利技术中，自动地调整干扰检测计算周期，因此，如果干扰检测的计算量增加， 数值控制器的插补处理不受到该种计算量的增加的影响，从而能够可靠执行干 扰检测的计算。此外，干扰区域扩展部使得即使在干扰;险测计算周期改变的情况下也可以可靠地避免干扰。另外，在功能被增加从而在手动操作的过程中对扩展的干扰 区域进一步扩展预定量的情况，操作员能够容易地识别千扰的发生。而且，当 干扰区域到达低于另一干扰区域预定距离的位置时，相应的轴可以被减速，这 使得即使在手动操作过程中也可以可靠地避免机床部件的碰撞。 附图说明图1是根据本专利技术实施例的数值控制器的示意性框图； 图2是说明干扰区域和扩展的干扰区域的示意图；以及 图3示出根据本专利技术实施例的具有干扰防止功能的数值控制器。 具体实施例方式图1是根据本专利技术实施例的数值控制器11的功能框图。从外部输入的加 工程序被存储在数值控制器11的存储器1中。指令分析部2连续地读出在存 储器l中存储的NC程序的程序块，然后分析每一个读取块，并将该块转换成 可执行的形式，作为结果获得的移动和速度指令被发送到自动操作模式的插补 部3a。插补部3a根据移动和速度指令执行各个轴的插补，并输出插补脉冲。 为了允许对机床的手动操作，用于手动操作模式的插补部3b根据从用于手动 连续进给(jogfeed)的手动脉冲发生器IO输入的信号执行各个轴的插补，并 输出插补脉冲。将插补脉冲(来自用于自动操作模式的插补部或用于手动才喿作 模式的插补部)提供给加速/减速处理部8以被加速或减速，并将结果脉冲输 出到与各个伺服电动机9a到9n相关联的伺服放大器(图1中未示出)。根据 加速/减速插补脉冲，伺服放大器驱动各个伺服电动机9a到9n。根据从插补部3a或插补部3b提供的插补脉冲，机床坐标值更新部4更新 控制轴的机床坐标值，并获得指定控制轴的机床坐标位置。在干扰区域定义部5中预先设置工件、夹具、刀具及才几床的形状作为干扰 区域。通过使用立体图形(例如长方体、圆柱体、板形(plate)等)定义干扰 区域。根据具体情况，使用多于一个的立体图形来定义可能引起干扰的机床部 件的形状。并且，为了处理与在加工过程中形状改变的工件相应的干扰区域，可以预 先注册多个干扰区域，以根据条件进行切换。该条件可以是改变由NC语句指定的区域(例如，G22.2)的指令、当前假设的机床坐标值(例如，如果X〈 0.0，则选择区域l,如果XX).O,则选择区域2)等。干扰检测计算时间计算部6计算干扰检测处理需要的计算时间。由用于干 扰检测的立体图形(例如长方体、圆柱体、板形)的组合的数量和与要检测的 干扰有关的立体图形的数量来确定干扰检测需要的计算时间。后面将说明干扰 ;险测处理需要的计算时间。干扰检测部7包括干扰区域移动处理部71、干扰检测计算周期自动调整 部72、干扰区域扩展部73及干扰区域相交确定部74。基于机床坐标值更新部 4更新的机床坐标位置，干扰区域移动处理部71移动由干扰区域定义部5设 置的干扰区域。基于通过用干扰检测计算时间计算部6计算的干扰检测需要的 计算时间除以在一个插补周期内的干扰检测的占用时间所获得的值(系数)， 干扰检测计算周期自动调整部72确定干扰检测计算周期。特定地，通过将一 个插补周期乘以获得的系数来获得干扰检测计算周期。因此，由于干扰片全测需 要的计算时间或在一个插补周期内干扰检测的占用时间发生改变，由干扰检测 计算周期自动调整部72获得的干扰检测计算周期也发生改变。根据干扰检测计算周期和各个轴的进给速度中的最高速度，干扰区域扩展区域进行扩展。后面将说明扩展处理。干扰区域相交确定部74执行用于检测干扰区域的干扰的计算，该干扰区 域由干扰区域扩展部73扩展。通过确定形成与一个机床部件的形状相应的干 扰区域的立体图形(例如长方体)的任意侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数值控制器，该数值控制器控制用于移动可移动部件的各个轴，并且该数值控制器具有对包括可移动部件的多个机床结构对象分别定义干扰区域的功能、基于通过每一个插补周期的插补处理获得的机床结构对象的机床坐标值移动干扰区域的功能、以及检测干扰区域是否相互干扰的功能；所述数值控制器包括：　干扰检测计算时间计算部，计算干扰检测需要的计算时间；　干扰检测计算周期自动调整部，基于通过将干扰检测需要的计算时间除以对在一个插补周期中的干扰检测预先设置的占用时间而获得的值，自动地调整干扰检测计算周期；　干扰区域扩展部，基于各个轴的进给速度中的最高速度和干扰检测计算周期，扩展一个或多个干扰区域；以及　检测部，检测扩展的干扰区域是否相互干扰。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井出聪一郎，山田雄策，花冈修，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]