基于停止距離進(jìn)行加減速控制的數(shù)值控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種數(shù)值控制裝置，特別涉及能夠進(jìn)行各軸的加減速控制，使得在避 免觸摸探針的損傷的同時(shí)，施加給加工機(jī)的沖擊減小的數(shù)值控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在加工機(jī)上測(cè)量工件等被測(cè)定物的形狀在進(jìn)行高精度的加工的基礎(chǔ)上是非常重 要的。作為測(cè)量被測(cè)定物的形狀的技術(shù)，公知一種使觸摸探針的前端與被測(cè)定物的表面接 觸，從而測(cè)量被測(cè)定物的形狀的技術(shù)。
[0003] 在這樣的現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量方法中，通過任意的驅(qū)動(dòng)軸以可移動(dòng)方式支撐觸摸探 針，根據(jù)觸摸探針的前端接觸時(shí)的驅(qū)動(dòng)軸的位置來測(cè)量被測(cè)定物的形狀。
[0004] 另一方面，公開了加工機(jī)的控制裝置的技術(shù)（例如，日本特開平11-338530號(hào)公 報(bào)），即為了進(jìn)行充分利用加工機(jī)的各驅(qū)動(dòng)軸的加速能力的加減速控制，根據(jù)對(duì)每個(gè)軸設(shè)定 的容許最大速度來控制工具的接線速度。
[0005] 在使用觸摸探針測(cè)量被測(cè)定物的形狀時(shí)，通過觸摸探針與被測(cè)定物接觸而產(chǎn)生信 號(hào)，由接收到了信號(hào)的數(shù)值控制裝置對(duì)以可移動(dòng)的方式支撐觸摸探針的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行停止控 制，由此觸摸探針停止，不過這時(shí)會(huì)有以下問題，即如果觸摸探針與被測(cè)定物接觸后在預(yù)定 的距離以內(nèi)不停止，則會(huì)損壞探針。
[0006] 不過，即使使用例如日本特開平11-338530號(hào)公報(bào)中記載的技術(shù)以容許最大加速 度進(jìn)行軸移動(dòng)地進(jìn)行控制，從發(fā)出停止指令后在預(yù)定的距離以內(nèi)也不停止，從而會(huì)損壞觸 摸探針。為了避免這樣的事情，也考慮了將容許最大加速度設(shè)定為較大的值的方法，不過進(jìn) 行這樣的設(shè)定時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸總是盡可能地以接近最大加速度的加速度進(jìn)行停止，因此停止距 離變短，雖然能夠避免觸摸探針的損壞，但是，停止時(shí)施加給加工機(jī)的沖擊變大，存在對(duì)加 工機(jī)施加大的負(fù)荷的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)值控制裝置，其能夠進(jìn)行各軸的加減速控制， 使得避免觸摸探針的損壞，并且施加給加工機(jī)的沖擊變小。
[0008] 本發(fā)明的基于停止距離進(jìn)行加減速控制的數(shù)值控制裝置根據(jù)加工程序控制具備 多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的加工機(jī)即在上述驅(qū)動(dòng)軸的至少一個(gè)上具備探針的加工機(jī)，通過使具備上述探 針的驅(qū)動(dòng)軸和工件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，進(jìn)行工件的測(cè)定，該數(shù)值控制裝置具備：指令解析單元， 其根據(jù)上述加工程序輸出指示上述驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)作的指令數(shù)據(jù)；插值單元，其根據(jù)由上述指 令解析單元輸出的上述指令數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算表示每個(gè)插值周期的動(dòng)作路徑上的上述驅(qū)動(dòng)軸 的位置的插值數(shù)據(jù)的插值處理；加減速控制單元，其根據(jù)由上述指令解析單元輸出的上述 指令數(shù)據(jù)和由上述插值單元計(jì)算出的上述插值數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)插值周期的上述驅(qū)動(dòng)軸的速 度；以及停止距離計(jì)算單元，其根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)軸的當(dāng)前速度和加速度，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)軸的停 止加速度，其中，上述停止距離計(jì)算單元在使上述加工機(jī)以不產(chǎn)生沖擊的最大加速度停止 的情況下，根據(jù)具備上述探針的驅(qū)動(dòng)軸從當(dāng)前的速度到停止為止而進(jìn)行移動(dòng)的距離和上述 探針沒有損傷的停止距離，計(jì)算使具備上述探針的驅(qū)動(dòng)軸停止的加速度，上述加減速控制 單元根據(jù)上述停止距離計(jì)算單元計(jì)算出的使具備上述探針的驅(qū)動(dòng)軸停止的加速度，對(duì)每個(gè) 插值周期計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)軸的速度，上述插值單元根據(jù)上述插值數(shù)據(jù)和由上述加減速控制單 元計(jì)算出的上述驅(qū)動(dòng)軸的速度，輸出控制上述驅(qū)動(dòng)軸的數(shù)據(jù)。
[0009] 上述加減速控制單元計(jì)算具備上述探針的驅(qū)動(dòng)軸的速度，即在從上述速度以上述 加工機(jī)的最大容許加速度使具備上述探針的驅(qū)動(dòng)軸停止的情況下，能夠在上述探針不損傷 的距離內(nèi)停止的速度，也就是容許速度，計(jì)算在不超過上述容許速度的范圍內(nèi)具備上述探 針的驅(qū)動(dòng)軸的速度。
[0010] 本發(fā)明通過具備以上結(jié)構(gòu)，能夠提供一種數(shù)值控制裝置，其通過使在停止指令后 所指定的距離內(nèi)停止的進(jìn)行加減速控制的控制方法、在以最大加速度停止時(shí)在不超過能夠 在指定的距離內(nèi)停止的速度而進(jìn)行加減速控制并限制速度的控制方法，進(jìn)行加減速控制， 使具備觸摸探針的驅(qū)動(dòng)軸在所指定的距離內(nèi)停止，由此以必要充分的加速度停止，因此能 夠避免觸摸探針的損壞，并且能夠使施加給加工機(jī)的沖擊變小。
【附圖說明】
[0011] 通過參照【附圖說明】以下的實(shí)施方式，能夠更加明確本發(fā)明的上述以及其他目的、 特征。
[0012] 圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的主要部位的框圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的功能框圖。
[0014] 圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的停止距離計(jì)算處理的流程圖。
[0015] 圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的加減速控制處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的數(shù)值控制的主要部位的框圖。數(shù)值控制裝置10的處理器 (CPU) 11是整體控制數(shù)值控制裝置10的處理器。處理器11經(jīng)由總線20讀出存儲(chǔ)在R0M12 中的系統(tǒng)程序，根據(jù)該系統(tǒng)程序整體地控制數(shù)值控制裝置10。在RAM13中存儲(chǔ)臨時(shí)計(jì)算數(shù) 據(jù)、顯示數(shù)據(jù)以及經(jīng)由IXD/MDI單元70由操作者輸入的各種數(shù)據(jù)等。
[0017] SRAM14通過未圖示的電池備份，作為即使數(shù)值控制裝置10的電源被切斷也保持 存儲(chǔ)狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)用于使數(shù)值控制裝置執(zhí)行后述的加減速控制處理的程 序、經(jīng)由接口 15而讀入的加工程序、經(jīng)由IXD/MDI單元70輸入的加工程序等。另外，在 R0M12中預(yù)先寫入用于實(shí)施為了加工程序的生成和編輯所需要的編輯模式的處理和用于自 動(dòng)運(yùn)行的處理的各種系統(tǒng)程序。
[0018] 接口 15是用于能夠與數(shù)值控制裝置10連接的外部設(shè)備的接口，與外部存儲(chǔ)裝置 等外部設(shè)備71連接。從外部存儲(chǔ)裝置讀入加工程序等。PMC(可編程控制器）16通過內(nèi)置 在數(shù)值控制裝置10中的時(shí)序程序來控制加工機(jī)側(cè)的輔助裝置等。
[0019] 即，按照通過加工程序指示的M功能、S功能以及T功能，通過這些時(shí)序程序在輔 助裝置側(cè)變換所需的信號(hào)，從I/O單元17輸出到輔助裝置側(cè)。各種傳動(dòng)器等輔助裝置通過 該輸出信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作。另外，接收配備在加工機(jī)本體上的操作盤的各種開關(guān)等的信號(hào)，進(jìn)行 必要的處理后轉(zhuǎn)給處理器11。
[0020] 將加工機(jī)的各軸的當(dāng)前位置、警報(bào)、參數(shù)、圖像數(shù)據(jù)等圖像信號(hào)發(fā)送給LCD/MDI單 元70,顯示在其顯示器上。IXD/MDI單元70是具備顯示器和鍵盤等的手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入裝置， 接口 18從IXD/MDI單元70的鍵盤接收數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)給處理器11。
[0021] 加工機(jī)的X、Y、Z軸的各軸伺服控制電路30~32從處理器11接收各軸的移動(dòng)指 令，將各軸的指令輸出給伺服放大器40~42。伺服放大器40~42接收該指令后驅(qū)動(dòng)加工 機(jī)的各軸伺服電動(dòng)機(jī)50~52。各軸的伺服電動(dòng)機(jī)50~52中內(nèi)置有位置檢測(cè)用的脈沖編 碼器，來自該脈沖編碼器的位置信號(hào)被作為脈沖串被反饋。
[0022] 接口 19與觸摸探針等測(cè)量裝置60連接，接收由測(cè)量裝置60輸出的檢測(cè)信號(hào)等后 轉(zhuǎn)給處理器11。
[0023] 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置10的功能框圖。
[0024] 數(shù)值控制裝置10具備指令解析部110、插值部120、加減速控制部130、停止距離計(jì) 算部140。
[0025] 和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置10具有求出停止距離的停止距離 計(jì)算部140。
[0026] 指令解析部110對(duì)于從SRAM14等讀入的加工程序的程序指令和從系統(tǒng)程序等輸 出的停止指令進(jìn)行解析，變換為由插值部120和加減速控制部130所使用的數(shù)據(jù)。插值部 120根據(jù)指令解析部110所輸出的數(shù)據(jù)，生成在插值周期插值計(jì)算指令路徑上的點(diǎn)而得的 數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)和從加減速控制部130輸出的數(shù)據(jù)來控制各伺服軸。
[0027] 加減速控制部130根據(jù)指令解析部110輸出的數(shù)據(jù)、插值部120輸出的插值數(shù)據(jù) 以及由后述的停止距離計(jì)算部140的停止距離計(jì)算處理輸出的指令，進(jìn)行加減速控制處理 并計(jì)算每個(gè)插值周期的各驅(qū)動(dòng)軸的速度。根據(jù)指令解析部110所解析的數(shù)據(jù)中包含的