專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)值控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)值控制裝置，其在存儲(chǔ)器中設(shè)置有存儲(chǔ)了與基準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)的軸位置的表，并根據(jù)該表形式數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)軸驅(qū)動(dòng)控制的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)。

背景技術(shù)：
在特開(kāi)昭59-177604號(hào)公報(bào)(以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)1)、特開(kāi)2003-303005號(hào)公報(bào)(以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)2)等中已知如下的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)，以時(shí)間、主軸位置等為基準(zhǔn)值，對(duì)應(yīng)該基準(zhǔn)值在存儲(chǔ)器中以表的形式預(yù)先存儲(chǔ)了控制軸的位置，從該進(jìn)行了存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)值讀出控制軸的位置，將控制軸控制到該位置。根據(jù)該以表的形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值同步地控制控制軸的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)還稱(chēng)為電子凸輪控制，可針對(duì)基準(zhǔn)值對(duì)控制軸進(jìn)行正確的控制，可以進(jìn)行在現(xiàn)有的加工程序中無(wú)法得到的自由的工具動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了加工時(shí)間的縮短以及加工的高精度化。
另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中還記載了如下內(nèi)容在根據(jù)表形式數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，指定是用1次函數(shù)的路徑連接由該表形式數(shù)據(jù)所指定的軸位置之間，還是用2次函數(shù)、3次函數(shù)來(lái)連接，對(duì)控制軸進(jìn)行控制，使其根據(jù)所指定的函數(shù)的路徑在指定的位置之間進(jìn)行移動(dòng)。
在所述路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)中，在以時(shí)間為基準(zhǔn)值，針對(duì)該基準(zhǔn)值使主軸從速度控制切換為輪廓控制時(shí)，為了從指定的時(shí)間開(kāi)始進(jìn)行基于路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)的輪廓控制，必需使主軸在該指定的時(shí)間到達(dá)對(duì)應(yīng)該時(shí)間指定的旋轉(zhuǎn)位置。
但是，在速度控制中主軸的位置是不固定的，主軸何時(shí)到達(dá)開(kāi)始進(jìn)行基于路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)的輪廓控制的位置也是不固定的。因此，如圖7所示，目前采取以下的方法在從速度控制切換為輪廓控制時(shí)，使主軸速度減速并使其停止，之后在到達(dá)了由表形式數(shù)據(jù)指定的基準(zhǔn)值(時(shí)間)時(shí)，主軸為了到達(dá)輪廓控制開(kāi)始位置而進(jìn)行加速。
但是在該方法中，必需進(jìn)行主軸的減速、停止、加速的動(dòng)作，導(dǎo)致加工時(shí)間變長(zhǎng)，白白地消耗能源，并且成為使主軸電動(dòng)機(jī)加熱的原因。


發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)值控制裝置，在將主軸控制從速度控制切換為輪廓控制來(lái)進(jìn)行路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)需使主軸停止就可以從速度控制切換為輪廓控制來(lái)進(jìn)行路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的數(shù)值控制裝置，具有存儲(chǔ)路徑表的存儲(chǔ)器，該路徑表以時(shí)間為基準(zhǔn)，使該基準(zhǔn)值和主軸速度、以及所述基準(zhǔn)值和所述主軸位置分別對(duì)應(yīng)；依次讀出該路徑表的基準(zhǔn)值和主軸速度，對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)值控制主軸速度的速度控制執(zhí)行單元；依次讀出所述路徑表的基準(zhǔn)值和主軸位置，對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)值控制主軸位置的輪廓控制執(zhí)行單元；檢測(cè)所述主軸的旋轉(zhuǎn)位置的位置檢測(cè)單元；在所述路徑表中，針對(duì)位于設(shè)定了由輪廓控制執(zhí)行單元開(kāi)始執(zhí)行輪廓控制的基準(zhǔn)值之前的基準(zhǔn)值，設(shè)定從速度控制向輪廓控制的切換指令，從該路徑表讀出該設(shè)定的切換指令，并通過(guò)所述位置檢測(cè)單元求出在到達(dá)設(shè)定了該切換指令的基準(zhǔn)值時(shí)的主軸位置的單元；根據(jù)到達(dá)設(shè)定了所述切換指令的基準(zhǔn)值時(shí)的主軸速度、和輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸速度，求出使主軸從所述求出的切換指令時(shí)的主軸位置移動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置的速度的連接主軸速度取得單元；以及通過(guò)由所述連接主軸速度取得單元所求出的主軸速度，將主軸從所述切換指令時(shí)的主軸位置驅(qū)動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置的主軸驅(qū)動(dòng)單元。
在所述路徑表中還可以設(shè)定如下的信息，用時(shí)間的1次函數(shù)或多次函數(shù)指定對(duì)到達(dá)了存儲(chǔ)所述切換指令的基準(zhǔn)值時(shí)的主軸位置與輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置進(jìn)行連接的主軸移動(dòng)函數(shù)。并且，將主軸從所述切換指令時(shí)的主軸位置驅(qū)動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置的所述主軸驅(qū)動(dòng)單元在從存儲(chǔ)所述切換指令的基準(zhǔn)值到輪廓控制開(kāi)始的基準(zhǔn)值之間，根據(jù)所述指定的函數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸。
根據(jù)本發(fā)明，在從速度控制切換到輪廓控制時(shí)，無(wú)需使主軸速度減速停止就可從速度控制轉(zhuǎn)換到輪廓控制，所以可以縮短加工時(shí)間。另外，因?yàn)椴恍枰獪p速停止，所以可以防止減速停止以及之后的加速等無(wú)用的能量消耗，可以抑制主軸電動(dòng)機(jī)的加熱。



通過(guò)參照附圖對(duì)以下實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明上述的目的、特征以及其它的目的、特征變得明確。在這些附圖中 圖1的(a)和(b)是在采用本發(fā)明的數(shù)值控制裝置的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)中，從速度控制轉(zhuǎn)換為輪廓控制時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的說(shuō)明圖。
圖2是在本發(fā)明的數(shù)值控制裝置中將從速度控制切換為輪廓控制時(shí)的連接函數(shù)設(shè)為1次函數(shù)時(shí)的例子的說(shuō)明圖。
圖3是在本發(fā)明的數(shù)值控制裝置中，將從速度控制切換為輪廓控制時(shí)的連接函數(shù)設(shè)為1次函數(shù)，不停止主軸速度地進(jìn)行移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)量的說(shuō)明圖。
圖4用主要部件方框圖來(lái)表示了本發(fā)明的數(shù)值控制裝置的一實(shí)施方式。
圖5是保存在本發(fā)明的數(shù)值控制裝置的存儲(chǔ)器中的、針對(duì)主軸的路徑表的一例。
圖6是表示本發(fā)明的數(shù)值控制裝置從速度控制轉(zhuǎn)換到輪廓控制時(shí)的控制處理算法的流程圖。
圖7是在現(xiàn)有路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)中從速度控制切換為輪廓控制時(shí)的動(dòng)作的說(shuō)明圖。

具體實(shí)施例方式 首先，對(duì)本發(fā)明的動(dòng)作原理進(jìn)行說(shuō)明。
圖1的(a)以及(b)是在本發(fā)明的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)中從速度控制轉(zhuǎn)換到輪廓控制時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的說(shuō)明圖。在路徑表中對(duì)應(yīng)時(shí)間La指令了從速度控制切換為輪廓控制。這里，時(shí)間為基準(zhǔn)L的值。
當(dāng)基準(zhǔn)L的值到達(dá)La時(shí)，讀入此時(shí)的主軸位置Xa與主軸速度Sa，讀出在路徑表中設(shè)定了下次指令的輪廓控制開(kāi)始指令的基準(zhǔn)L的值Lb、和對(duì)應(yīng)該指令值Lb所指令的輪廓控制開(kāi)始的主軸位置Xb，并且，讀出下次指令的連接函數(shù)(1次函數(shù)、2次函數(shù)、3次函數(shù)等多次函數(shù))。如此，為了在基準(zhǔn)L的值到達(dá)Lb時(shí)主軸到達(dá)在路徑表中所指令的位置Xb，進(jìn)行控制以便通過(guò)上述讀出的連接函數(shù)的動(dòng)作無(wú)需使速度減速停止地在基準(zhǔn)L的值從La向Lb變化的期間進(jìn)行移動(dòng)。這點(diǎn)正是本發(fā)明的特征。并且，在基準(zhǔn)L的值到達(dá)了Lb之后，與現(xiàn)有技術(shù)相同，根據(jù)路徑表中設(shè)定的數(shù)據(jù)，通過(guò)輪廓控制的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)控制主軸。
圖2以及圖3的說(shuō)明圖一同說(shuō)明將用于從速度控制切換為輪廓控制的連接函數(shù)設(shè)為1次函數(shù)時(shí)的例子。
當(dāng)在路徑表中設(shè)定有在基準(zhǔn)值L到達(dá)了La時(shí)從速度控制切換為輪廓控制的指令時(shí)，通過(guò)位置/速度檢測(cè)器23(圖4)讀入基準(zhǔn)值L到達(dá)了該指令值La時(shí)的主軸位置Xa。另外，根據(jù)在此時(shí)(L＝La)所指令的主軸速度來(lái)讀出此時(shí)的主軸速度Sa，或者從位置/速度檢測(cè)器23中讀出此時(shí)的主軸速度Sa。另外，讀出由路徑表指定了輪廓控制開(kāi)始指令的下一個(gè)基準(zhǔn)值L＝Lb、以及對(duì)應(yīng)于該值Lb所指定的主軸位置Xb。而且，讀出與基準(zhǔn)L的值Lc對(duì)應(yīng)的主軸位置Xc，該基準(zhǔn)L的值Lc表示以輪廓控制的開(kāi)始點(diǎn)為起始點(diǎn)的最初路徑(移動(dòng)動(dòng)作)的終點(diǎn)。此外，從位置/速度檢測(cè)器23讀出的位置X是主軸1旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的位置。
首先，求出從主軸位置Xa到輪廓控制開(kāi)始的主軸位置Xb的差分Dx，在該主軸位置Xa發(fā)出了從速度控制向輪廓控制的切換指令。
Dx＝Xb-Xa (度)(1) 如圖2所示，在該例中，因?yàn)槭且?次函數(shù)進(jìn)行連接，所以通過(guò)直線來(lái)連接主軸位置Xa至主軸位置Xb。
在本發(fā)明中，為了在該連接中無(wú)需使主軸速度減速停止地進(jìn)行連接，從當(dāng)前的主軸速度Sa接近輪廓控制中的最初路徑(移動(dòng)動(dòng)作)中的速度Sb，求出在基準(zhǔn)值L＝Lb時(shí)主軸位置X到達(dá)指定位置Xb這樣的速度。
通過(guò)以下的公式(2)求出從輪廓控制開(kāi)始后的與基準(zhǔn)值L＝Lb相對(duì)的主軸位置Xb到與下一個(gè)基準(zhǔn)值L＝Lc相對(duì)的主軸位置Xc之間的速度。
Sb＝{(Xc-Xb)/(Lc-Lb)}×(60/360) (旋轉(zhuǎn)/分)(2) 然后，求出在該輪廓控制的最初路徑(Xc與Xb之間)中的速度Sb和當(dāng)前速度Sa的平均速度Savg。
Savg＝(Sa+Sb)/2(旋轉(zhuǎn)/分)(3) 然后，求出從當(dāng)前位置Xa到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的位置Xb的通過(guò)該平均速度Savg的移動(dòng)量Dt。
Dt＝Savg×(360/60)×(Lb-La)(度)(4) 用于維持速度的移動(dòng)量為了保持作為一旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的位置的輪廓控制開(kāi)始位置Xb，需要為360度的整數(shù)倍。因此，通過(guò)以下的公式求出以360度旋轉(zhuǎn)的、360度的整數(shù)倍(轉(zhuǎn)速單位的整數(shù)倍)的移動(dòng)量Ds。
Ds＝INT(Dt/360)×360(度)(5) 在該公式(5)中，INT(Dt/360)表示舍去了(Dt/360)的小數(shù)點(diǎn)以后得到的值。
如圖3所示，該移動(dòng)量Ds是360度單位(轉(zhuǎn)速單位)的移動(dòng)量。對(duì)該移動(dòng)量Ds加上通過(guò)公式(1)求出的主軸1旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的移動(dòng)量Dx后得到的移動(dòng)量D表示主軸的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)量，該主軸的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)量是以將主軸的移動(dòng)速度從速度控制切換為輪廓控制時(shí)的速度Sa、與輪廓控制中的在最初路徑中移動(dòng)時(shí)的速度Sb的平均速度，從主軸Xa移動(dòng)到Xb的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)量。
D＝Dx+Ds (度)(6) 因此，在該例中，指定1次函數(shù)作為連續(xù)函數(shù)，所以將移動(dòng)量除以從主軸位置(當(dāng)前位置)Xa的基準(zhǔn)值L＝La到指令了輪廓控制開(kāi)始時(shí)的位置Xb的基準(zhǔn)值L＝Lb的經(jīng)過(guò)時(shí)間，來(lái)求出該期間的主軸速度V，上述主軸位置Xa是發(fā)出了從速度控制向輪廓控制的切換指令的位置。
V＝D/(Lb-La)(度/秒)(7) 以該速度V從位置Xa(基準(zhǔn)值La)到位置Xb(基準(zhǔn)值Lb)，根據(jù)基準(zhǔn)值L進(jìn)行插補(bǔ)來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸。該插補(bǔ)的點(diǎn)如之前的專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示，各插補(bǔ)點(diǎn)的位置通過(guò)下面的公式(8)根據(jù)基準(zhǔn)值L求出此時(shí)的位置X，來(lái)進(jìn)行插補(bǔ)。
X＝{(L-La)×D/(Lb-La)}+Xa ＝(L-La)×V+Xa (8) 然后，在基準(zhǔn)值L到達(dá)Lb，主軸位置到達(dá)了Xb之后，根據(jù)路徑表數(shù)據(jù)進(jìn)行輪廓控制。
此外，上述例子是以1次函數(shù)進(jìn)行連接的例子，但還可以指定為多次函數(shù)。例如，在用2次函數(shù)進(jìn)行連接時(shí)，如之前的專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示，利用下面的公式(9)求出插補(bǔ)點(diǎn)的位置X。
X＝(1/2)×{(Sb-Sa)/(Lb-La)}×(L-La)2 +Sa(L-La)+Xa(9) 其中，Sb＝{2×D/(Lb-La)}-Sa。
在通過(guò)3次函數(shù)進(jìn)行連接時(shí)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示，預(yù)先設(shè)定在基準(zhǔn)值L＝Lb的速度Sb，利用下面的公式(10)求出插補(bǔ)點(diǎn)的位置X。
X＝(1/6)×{(Ab-Aa)/(Lb-La)}×(L-La)3 +(1/2)× Aa(L-La)2+Sa(L-La)+Xa(10) 其中，在L＝Lb時(shí)，由條件S＝Sb、X＝D+Xa求出加速度Aa以及Ab。
在通過(guò)4次函數(shù)進(jìn)行連接時(shí)，預(yù)先設(shè)定基準(zhǔn)值L＝Lb和速度Sb，利用下面的公式(11)求出插補(bǔ)點(diǎn)的位置X。
X＝(1/24)×{(Bb-Ba)/(Lb-La)}×(L-La)4 +(1/6)× Ba(L-La)3+(1/2)× Aa(L-La)2 +Sa(L-La)+Xa (11) 其中，在L＝Lb時(shí)，通過(guò)邊界條件S＝Sb以及X＝D+Xa，求出在基準(zhǔn)值L＝La的加加速度Ba、和在基準(zhǔn)值L＝Lb的加加速度Bb。
而且，在通過(guò)5次函數(shù)進(jìn)行連接時(shí)，預(yù)先設(shè)定在基準(zhǔn)值L＝Lb的速度Sb以及在基準(zhǔn)值L＝La、L＝Lb的加速度Aa、Ab，利用下面的公式(12)求出插補(bǔ)點(diǎn)的位置X。
X＝(1/120)×{(Cb-Ca)/(Lb-La)}×(L-La)5 +(1/24)Ca(L-La)4+(1/6)× Ba(L-La)3 +(1/2)Aa(L-La)2+Sa(L-La)+Xa (12) 在L＝Lb時(shí)，由邊界條件A＝Ab、S＝Sb、X＝D+Xa，求出基準(zhǔn)值L＝La、L＝Lb的加速度變化量Ca、Cb 以及基準(zhǔn)值L＝La的加加速度Ba。
此外，關(guān)于該4次連接以及5次連接的方法以及上述2、3次連接，在本申請(qǐng)的申請(qǐng)人于2006年5月19日向日本專(zhuān)利廳提交的特愿2006-130513號(hào)中進(jìn)行了記載，所以省略其詳細(xì)的說(shuō)明。
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖4是本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置10的概要方框圖，作為數(shù)值控制裝置的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有裝置沒(méi)有特別的差異，所以僅表示概要。
在數(shù)值控制裝置10的處理器(CPU)11上經(jīng)由總線19連接有存儲(chǔ)器12、接口13、顯示器/手動(dòng)輸入單元機(jī)構(gòu)14、各軸控制電路15、主軸控制電路17。存儲(chǔ)器12由ROM、RAM、非易失性RAM等構(gòu)成，其存儲(chǔ)了系統(tǒng)程序、加工程序，尤其涉及到本發(fā)明，存儲(chǔ)有對(duì)路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的路徑表。加工程序和路徑表在外部生成，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)(未圖示)中，從該存儲(chǔ)介質(zhì)經(jīng)由接口13取入到存儲(chǔ)器12內(nèi)，并最終存儲(chǔ)在這里。另一方面，讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的加工程序和路徑表數(shù)據(jù)，經(jīng)由接口13輸出到外部的存儲(chǔ)介質(zhì)。
顯示器/手動(dòng)輸入單元機(jī)構(gòu)14具有由CRT或液晶等構(gòu)成的顯示器；以及由鍵盤(pán)等構(gòu)成的手動(dòng)輸入單元，用于輸入各種指令及數(shù)據(jù)。
對(duì)工具的每個(gè)進(jìn)給軸(互相垂直的X、Y、Z軸)設(shè)置軸控制電路15，根據(jù)向這些各軸的來(lái)自處理器11的移動(dòng)指令量、以及來(lái)自安裝在各軸的伺服電動(dòng)機(jī)20上的軸位置/速度檢測(cè)器21的位置/速度反饋信號(hào)，進(jìn)行位置反饋控制以及速度反饋控制，經(jīng)由各軸的伺服放大器16來(lái)驅(qū)動(dòng)各軸的伺服電動(dòng)機(jī)20。
另外，在本實(shí)施方式中，在主軸上安裝有檢測(cè)主軸的旋轉(zhuǎn)位置的位置/速度檢測(cè)器23。并且，主軸控制電路17根據(jù)來(lái)自位置/速度檢測(cè)器23的位置以及速度的反饋信號(hào)、和來(lái)自處理器11的移動(dòng)指令量或速度指令，來(lái)進(jìn)行位置反饋控制以及速度反饋控制，并經(jīng)由主軸放大器18驅(qū)動(dòng)控制主軸電動(dòng)機(jī)22。
圖5是在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中的主軸用路徑表T的一例。
在該實(shí)施方式中，以時(shí)間為基準(zhǔn)，針對(duì)其基準(zhǔn)值L設(shè)定了主軸速度或主軸位置。如果在該路徑表T中針對(duì)基準(zhǔn)值L設(shè)定了速度S，則成為通過(guò)路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)的速度控制。另一方面，如果針對(duì)基準(zhǔn)值L設(shè)定了位置X，則成為通過(guò)路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)的位置控制，即輪廓控制。指令R是針對(duì)基準(zhǔn)值L輸出的指令。
在圖5的例子中，針對(duì)基準(zhǔn)值L＝L0、L1...設(shè)定了速度S＝S0、S1...，針對(duì)基準(zhǔn)值L＝La設(shè)定了指令R32。該指令R32是開(kāi)始從速度控制向輪廓控制的切換的指令。另外，針對(duì)設(shè)定了該指令R32的基準(zhǔn)值L＝La的下一個(gè)基準(zhǔn)值L＝Lb，設(shè)定了位置Xb和指令R33。其指令在基準(zhǔn)值L＝Lb時(shí)主軸到達(dá)位置Xb，并且指令在該值Lb，通過(guò)由指令R33指令的連接函數(shù)開(kāi)始輪廓控制。
該R33是指定1次函數(shù)作為連接函數(shù)的指令，是將主軸控制為在基準(zhǔn)值L＝La至L＝Lb之間以1次函數(shù)進(jìn)行動(dòng)作的指令。取而代之，在通過(guò)2次函數(shù)控制主軸時(shí)設(shè)定R332，在通過(guò)3次函數(shù)控制主軸時(shí)設(shè)定R333，在通過(guò)4次、5次等次數(shù)的函數(shù)控制主軸時(shí)設(shè)定R334、R335等指定各自函數(shù)的指令。
另外，基準(zhǔn)值L＝Lb的下一個(gè)基準(zhǔn)值L＝Lc是開(kāi)始輪廓控制進(jìn)行下一個(gè)指令的值(時(shí)間)。針對(duì)該基準(zhǔn)值L＝Lc設(shè)定了輪廓控制開(kāi)始后的最初路徑的終點(diǎn)Xc、以及對(duì)從速度控制切換為輪廓控制時(shí)的連接函數(shù)進(jìn)行指定的R1。該R1是將主軸控制為在基準(zhǔn)值L＝Lb至基準(zhǔn)值L＝Lc之間以1次函數(shù)進(jìn)行動(dòng)作的指令。取而代之，在控制為以2次函數(shù)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)設(shè)定R2，在控制為以3次函數(shù)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)設(shè)定R3，此外，在控制為以4次、5次等次數(shù)的函數(shù)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)設(shè)定R4、R5等。
還存在在開(kāi)始了輪廓控制后，針對(duì)基準(zhǔn)值L分別設(shè)定用于進(jìn)行輪廓控制的主軸位置X，另外設(shè)定連接該設(shè)定位置之間的連接函數(shù)R。該輪廓控制開(kāi)始后的路徑表T的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)中所使用的路徑表數(shù)據(jù)相同，如果是不對(duì)現(xiàn)有的輪廓控制中的各路徑的連接函數(shù)進(jìn)行指定的類(lèi)型的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)，則在輪廓控制中的指令R中可以不設(shè)定連接函數(shù)。另外，如果是設(shè)定了該輪廓控制中的各路徑的連接函數(shù)的路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)，則如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的那樣，分別設(shè)定了連接函數(shù)。
另外，路徑表T僅表示用于主軸，但也可以與現(xiàn)有技術(shù)相同地設(shè)定與主軸同步地進(jìn)行路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)的進(jìn)給軸(X、Y、Z軸)所使用的路徑表，并設(shè)有設(shè)定了對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)值進(jìn)行同步運(yùn)轉(zhuǎn)的進(jìn)給軸位置的路徑表。這點(diǎn)與現(xiàn)有技術(shù)相同，所以省略說(shuō)明。
圖6是表示數(shù)值控制裝置10的處理器11從路徑表運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度控制轉(zhuǎn)換到輪廓控制時(shí)的控制處理算法的流程圖。
首先，與現(xiàn)有技術(shù)相同，一邊讀出表示計(jì)數(shù)器等的時(shí)間的值一邊以該讀出的值為基準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)定在路徑表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行主軸的速度控制(步驟100)。即，當(dāng)作為基準(zhǔn)值L的時(shí)間到達(dá)設(shè)定在路徑表T中的值時(shí)，以針對(duì)該值L設(shè)定的速度來(lái)驅(qū)動(dòng)控制主軸。然后，讀出在路徑表T中下一個(gè)設(shè)定的基準(zhǔn)值L和針對(duì)該值設(shè)定的數(shù)據(jù)。如果對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)值L設(shè)定了速度數(shù)據(jù)S，則讀出速度數(shù)據(jù)繼續(xù)進(jìn)行速度控制。
另一方面，當(dāng)讀出下一個(gè)基準(zhǔn)值L和針對(duì)該值L的R32指令(開(kāi)始從速度控制向輪廓控制的切換的指令)時(shí)(步驟101)，讀取在路徑表T中設(shè)定的下兩個(gè)基準(zhǔn)值L和針對(duì)這些值L設(shè)定的數(shù)據(jù)。在圖5所示的路徑表T的例子中，當(dāng)讀出指令了指令R32的基準(zhǔn)值L＝La時(shí)，讀入下一個(gè)基準(zhǔn)值L＝Lb、針對(duì)該值Lb設(shè)定的主軸位置Xb和指令R33(輪廓控制開(kāi)始的指令)，而且還讀入其下一個(gè)基準(zhǔn)值L＝Lc、針對(duì)該值Lc設(shè)定的主軸位置Xc和指令R1(步驟102)。R33是指令通過(guò)1次函數(shù)連接La至Lb之間的指令，R1是指令通過(guò)1次函數(shù)連接Lb至Lc之間的指令。
等待表示基準(zhǔn)值L(時(shí)間)的計(jì)數(shù)器值達(dá)到指令了切換指令R32的值La(步驟103)。當(dāng)達(dá)到L＝La時(shí)，根據(jù)來(lái)自位置/速度檢測(cè)器23的反饋信號(hào)來(lái)求出此時(shí)的主軸位置Xa。另外，根據(jù)路徑表T求出此時(shí)的指令主軸速度Sa(或者讀取由位置/速度檢測(cè)器23輸出的速度)并進(jìn)行存儲(chǔ)(步驟104)。
然后，利用上述公式(1)的運(yùn)算來(lái)求出從位置Xa到位置Xb的主軸1旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度Dx，上述位置Xa對(duì)應(yīng)于指令了切換指令R32的基準(zhǔn)值L＝La，上述位置Xb對(duì)應(yīng)于通過(guò)指令R33指令了開(kāi)始輪廓控制的基準(zhǔn)值L＝Lb(步驟105)。
然后，求出輪廓控制開(kāi)始之后的在最初路徑(從對(duì)應(yīng)于輪廓控制開(kāi)始的基準(zhǔn)值L＝Lb的主軸Xb到對(duì)應(yīng)于下一個(gè)指定的基準(zhǔn)值L＝Lc的主軸位置Xc的移動(dòng))中的主軸速度Sb。即，如上所述進(jìn)行公式(2)的運(yùn)算，求出轉(zhuǎn)換為每分鐘的主軸旋轉(zhuǎn)數(shù)的主軸速度Sb(步驟106)。
用公式(3)求出當(dāng)前速度Sa與輪廓控制中最初路徑中的速度Sb的平均速度Savg(步驟107)。
而且，通過(guò)公式(4)的運(yùn)算求出在從指令了切換指令R32的基準(zhǔn)值L＝La到通過(guò)指令R33指令了開(kāi)始輪廓控制的基準(zhǔn)值L＝Lb之間，以上述求出的平均速度Savg進(jìn)行移動(dòng)的主軸的移動(dòng)量Dt(步驟108)，采用該求出的移動(dòng)量Dt進(jìn)行公式(5)的運(yùn)算，求出整數(shù)倍轉(zhuǎn)速單位的主軸移動(dòng)量Ds(步驟109)。
對(duì)如此求出的主軸移動(dòng)量Ds加上在步驟105中求出的主軸1旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的移動(dòng)量Dx，求出移動(dòng)量D(＝Dx+Ds)，該移動(dòng)量是用于使主軸以求出的平均速度Savg進(jìn)行移動(dòng)，并且從主軸1旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的速度控制中的輪廓控制切換指令位置Xa移動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始位置Xb的移動(dòng)量(步驟110)。
然后，根據(jù)從步驟102中讀出的指定從速度控制切換為輪廓控制時(shí)的連接函數(shù)的指令，利用所指定的連接函數(shù)進(jìn)行插補(bǔ)處理(步驟111)。因?yàn)樵谠搶?shí)施方式中指定了R33(1次函數(shù))，所以進(jìn)行公式(8)的運(yùn)算，根據(jù)基準(zhǔn)值L(時(shí)間)進(jìn)行插補(bǔ)，求出主軸旋轉(zhuǎn)位置X，由該主軸位置X求出向主軸的移動(dòng)指定量，然后向主軸控制電路17輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)22。
然后，根據(jù)在路徑表中設(shè)定的數(shù)據(jù)，進(jìn)行通過(guò)表運(yùn)轉(zhuǎn)的輪廓控制。
此外，在步驟111中，在連接函數(shù)的指令為R332，指定了2次函數(shù)時(shí)，利用公式(9)；在由R333指定了3次函數(shù)時(shí)利用公式(10)；在由R334指定了4次函數(shù)時(shí)利用公式(11)；以及在由R335指定了5次函數(shù)時(shí)利用公式(12)來(lái)求出針對(duì)基準(zhǔn)值L的主軸位置X，由該主軸位置求出移動(dòng)量并輸出給主軸控制電路17。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)值控制裝置，其特征在于，具有
存儲(chǔ)路徑表的存儲(chǔ)器，該路徑表以時(shí)間為基準(zhǔn)，使該基準(zhǔn)值和主軸速度、以及所述基準(zhǔn)值和所述主軸位置分別對(duì)應(yīng)；
依次讀出該路徑表的基準(zhǔn)值和主軸速度，對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)值控制主軸速度的速度控制執(zhí)行單元；
依次讀出所述路徑表的基準(zhǔn)值和主軸位置，對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)值控制主軸位置的輪廓控制執(zhí)行單元；
檢測(cè)所述主軸的旋轉(zhuǎn)位置的位置檢測(cè)單元；
在所述路徑表中，針對(duì)位于設(shè)定了由輪廓控制執(zhí)行單元開(kāi)始執(zhí)行輪廓控制的基準(zhǔn)值之前的基準(zhǔn)值，設(shè)定從速度控制向輪廓控制的切換指令，從該路徑表讀出該設(shè)定的切換指令，并通過(guò)所述位置檢測(cè)單元求出在到達(dá)設(shè)定了該切換指令的基準(zhǔn)值時(shí)的主軸位置的單元；
根據(jù)到達(dá)設(shè)定了所述切換指令的基準(zhǔn)值時(shí)的主軸速度、和輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸速度，求出使主軸從所述求出的切換指令時(shí)的主軸位置移動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置的速度的連接主軸速度取得單元；以及
通過(guò)由所述連接主軸速度取得單元所求出的主軸速度，將主軸從所述切換指令時(shí)的主軸位置驅(qū)動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置的主軸驅(qū)動(dòng)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，
在所述路徑表中還設(shè)定有通過(guò)時(shí)間的1次函數(shù)或者多次函數(shù)來(lái)指定主軸移動(dòng)函數(shù)的信息，該主軸移動(dòng)函數(shù)對(duì)到達(dá)了存儲(chǔ)所述切換指令的基準(zhǔn)值時(shí)的主軸位置與輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置進(jìn)行連接，
將主軸從所述切換指令時(shí)的主軸位置驅(qū)動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置的所述主軸驅(qū)動(dòng)單元在從存儲(chǔ)所述切換指令的基準(zhǔn)值到達(dá)輪廓控制開(kāi)始的基準(zhǔn)值之前，根據(jù)所述指定的函數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，
所述連接主軸速度取得單元通過(guò)下式表示的一定速度V，將主軸從讀出所述切換指令時(shí)的主軸的位置驅(qū)動(dòng)到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸的位置，
V＝{Dx+INT[Savg×t/60]×360}/t
其中，Dx是從所述切換指令時(shí)的主軸的位置到輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸位置的1轉(zhuǎn)內(nèi)的移動(dòng)量(度)，INT[]表示舍去了[]內(nèi)數(shù)值的小數(shù)點(diǎn)之后的值，Savg是到達(dá)設(shè)定了所述切換指令的基準(zhǔn)值時(shí)的主軸速度(轉(zhuǎn)/分)和輪廓控制開(kāi)始時(shí)的主軸速度(轉(zhuǎn)/分)的平均值，t是從設(shè)定了由速度控制向輪廓控制的切換指令的時(shí)刻(基準(zhǔn)值)到設(shè)定了開(kāi)始輪廓控制的時(shí)刻(基準(zhǔn)值)為止的經(jīng)過(guò)時(shí)間(秒)。
全文摘要
通過(guò)存儲(chǔ)了與時(shí)間相對(duì)的主軸速度以及主軸位置的路徑表，對(duì)主軸進(jìn)行速度控制以及輪廓控制。在速度控制中把向輪廓控制開(kāi)始的切換指令和此時(shí)的時(shí)間(La)設(shè)定在路徑表中，當(dāng)?shù)竭_(dá)該時(shí)間(La)時(shí)，讀取此時(shí)的主軸速度(Sa)和主軸位置(Xa)。讀取下一個(gè)所指定的輪廓控制開(kāi)始的時(shí)間(Lb)和主軸位置Xb。為了在時(shí)間(La)與時(shí)間(Lb)之間主軸位置從(Xa)變?yōu)?Xb)，根據(jù)主軸速度Sa和輪廓控制中的最初路徑的速度求出速度。通過(guò)該速度，以所指定的1次函數(shù)，從時(shí)間(La)到時(shí)間(Lb)進(jìn)行主軸的移動(dòng)。
文檔編號(hào)G05B19/18GK101154099SQ20071016302
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者渡邊徹, 竹內(nèi)靖, 遠(yuǎn)藤貴彥 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社