具有控制模式切换功能的数值控制装置的制作方法

专利名称：具有控制模式切换功能的数值控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有将主轴电动机切换控制为速度控制模式和位置控制模式 的功能的数值控制装置。
背景技术：
在进行非正圆形状(椭圆)的工件加工的活塞车床中，顺次进行以下(1 )
和(2)两种加工，由此重复执行大量的活塞形状的工件加工。
态(以下称为"速度控制")下，进行活塞形状的外形和活塞环槽等正圆形状 的车削加工。
(2)将通过主轴电动机驱动的工件主轴切换到位置控制模式，通过加工 程序执行向工件主轴和进行进给动作的轴的移动指令。在这种情况下，根据移
据的功能(以下称为"高速循环加工")，使旋转轴的旋转动作和进给轴的进给 动作同步，由此进行非正圆形状的切削加工。
作为具体加工步骤的一例，说明椭圆形状的工件加工。首先，通过所述手 段(1)将工件加工成半径100mm的正圆。然后，通过所述手4殳(2)进行长 轴半径100mm、短轴半径99mm的椭圆形状加工。在这种情况下，例如在执 行以位置控制模式切换后的参考点恢复动作完成位置作为旋转轴的长轴方向 (角度0度)来进行角度卯度—角度180度—角度270—360度的旋转移动的、 针对旋转轴的位置指令脉冲的期间，将与旋转轴同步进行动作的进给轴的旋转 轴的所述长轴方向的位置作为100mm,根据所指令的位置指令脉冲重复进行 向90mm—100mm—99mm—100mm的位置的移动，由此可以进行短轴半径为 99mm的椭圓形状的工件加工。
实际的活塞中的椭圓形状，成为考虑了工件的材料和各部分的热膨胀的特 殊的非正圆形状，为了提高所要求的加工形状的加工精度，通过可以根据每个微小插补周期的任意指令脉沖数据进行插补动作的高速循环加工来实现。
在使用了计算机的数值控制装置中，可以切换为将伺服电动机作为进行位 置控制的电动机而使用、或者与主轴电动机同样地作为控制旋转速度的电动机
来使用的情况来进行控制。并且，在特开2001 - 134321号公报中揭示了可以 使祠服电动机保持位置控制状态地驱动NC轴和主轴，切换基于对NC轴的定 位指令的定位动作和基于对主轴的转速指令的旋转动作，不需要速度控制和位 置控制之间的切换的技术。
在切换所述(1)和(2 )的加工时，为了将旋转中的主轴电动机的控制模 式从速度控制切换成位置控制，必须使其减速停止，需要在位置控制下执行位 置指令前执行参考点恢复指令。
参考点恢复指令将主轴电动机移动到电动机固有的基准位置，在移动停止 后进行设定数值控制装置的旋转轴的坐标值的处理。以往，在确立数值控制装 置的坐标值时，需要相应轴的移动已停止。
另外，通过位置控制来进行上述(2)的加工，为了缩短非正圓形状的工 件加工时间，提高进行进给动作的轴的电动机性能和机床侧的跟踪性能，结果， 加工时的旋转轴的速度也能够以接近在速度控制下使主轴旋转来进行正圓加 工时的速度的转速进行加工。
在这种情况下，为了进一步缩短工件加工的加工周期，要求缩短从速度控 制向位置控制切换时的减速、停止、向参考点位置的移动、加速所需要的时间。 然而，需要花费在速度控制模式和位置控制模式间进行切换的时间，加工周期 增大。
另外，在上述特开2001 - 134321号公报中公开的技术，记载了使伺服电 动机保持位置控制来驱动NC轴和主轴，切换进行基于对NC轴的定位指令的 定位动作、和基于对主轴的转速指令的旋转动作，但没有明确记载可以不停止 地切换位置指令和旋转指令，与本发明的具有将主轴电动机切换控制为速度控 制模式和位置控制模式的功能的数值控制装置相比，其应该解决的问题不同。

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种不需要主轴电动机从速度控制向位置 控制的切换所需要的主轴的減速停止，由此可以缩短工件加工时间的数值控制
5装置。
本发明的数值控制装置具有控制模式切换功能，该控制模式切换功能对用 于按照速度指令使主轴电动机进行旋转动作的速度控制模式和用于按照移动 指令进行位置控制的位置控制模式进行切换来控制主轴。该数值控制装置具 有:存储从所述速度控制模式向所述位置控制模式转移时的主轴的位置控制开
始基准位置的单元；在执行用于从所述速度控制模式切换为所述位置控制模式
的位置控制模式切换指令时，维持位置控制模式切换前不久的主轴电动机的旋
转速度的单元；检测主轴位置的位置检测单元；计算并存储所述位置控制模式 切换指令开始时的主轴位置与所述位置控制开始基准位置的差的差分值存储 单元；在位置控制模式时，根据程序指令计算主轴的位置指令脉沖并输出给主 轴电动机驱动装置的单元；根据存储在所述差分值存储单元中的值来计算修正 脉冲的修正脉沖计算单元；在所述计算出的位置指令脉沖上加上所述计算出的 修正脉冲，输出该加法运算结果的加法运算修正单元；以及根据由所述加法运 算修正单元输出的脉冲，通过维持所述旋转速度的单元不使主轴电动机停止地 驱动控制主轴电动^L的主轴电动才几驱动单元。
所述修正脉冲计算单元可以针对数值控制装置的每个运算周期计算修正 脉沖，为使每个运算周期的修正脉沖不达到规定值以上而进行限制。
所述数值控制装置可以进一步具有当所述差分值存储单元中存储的值全 部作为修正脉沖被输出时，输出向位置控制模式的切换的完成信号的切换完成 信号输出单元。通过该切换完成信号输出单元，在输出切换完成信号后可以开 始位置控制模式下的加工。
本发明的数值控制装置具有以上的结构，因此不需要主轴电动机从速度控 制向位置控制的切换所需要的主轴的减速停止，由此缩短工件加工时间，能够 实现高效的生产。
另外，本发明的数值控制装置不使用加减速能力高的高价主轴电动机，可 以使用加减速能力低的低价主轴电动机来达到与以往同等的加工周期。另外， 可以减少主轴电动机的加减速的次数，还可以降低工件的加工工序中的消耗电 力。
在本发明中，切换为位置控制的轴和其它轴之间的插补，直到向位置控制开始基准位置的移动完成为止的期间，由于未保证同步性，因此成为非切削指
令部分，但作为加工程序全体可以缩短周期。


通过参照附图的以下实施例的说明，本发明的上述以及其它目的和特征会 变4f明了。
图1是本发明的具有控制模式切换功能的数值控制装置的一个实施方式 的概略框图。
图2是将基于本发明的数值控制装置的主轴控制与基于现有技术的数值 控制装置的主轴控制对比来进行说明的图。
图3是表示本发明的速度控制模式和位置控制模式的切换功能的算法的 流程图。
图4是表示本发明的数值控制装置的一个实施方式的概略结构的框图。 图5是表示图4所示的数值控制装置的一个变形例(向信号输出处理部通 知通知信号Sd的例子)的框图。
图6A是图4所示的数值控制装置中的模式控制处理/指令部4的功能框图。
图6B是图5所示的数值控制装置中的模式控制处理/指令部4的功能框图。
图7A是表示本发明的数值控制装置执行的速度控制模式和位置控制模式 的切换、以及从位置控制开始基准位置开始指令的处理例的一例的流程图。 图7B是表示图7A的处理的继续部分的流程图。
图8是切换位置控制模式和速度控制模式来加工工件时的加工程序的一例。
具体实施例方式
图1是数值控制装置10的概略框图。数值控制装置10具有处理器(CPU) 12、 ROM13、 RAM14、 CMOS存储器15、显示控制电路16、操作盘17、主 轴控制电路18、轴控制电路19、总线11。 CPU12通过总线11读出在ROM13 中存储的系统程序，按照该系统程序控制整个数值控制装置10。 RAM14临时 存储临时的计算数据、显示数据以及通过输出单元(未图示)输入的各种数据。另外，在ROM13中预先存储了加工程序的生成以及编辑所需要的编辑功能、 各种系统程序。CMOS存储器15通过未图示的电池进行支援，构成了即使数 值控制装置IO的电源断开也保持存储状态的非易失性存储器。在CMOS存储 器15中存储了加工程序等。
主轴控制电路18接受主轴旋转指令，将主轴速度信号输出至主轴放大器 81。主轴放大器81接受主轴速度信号，使主轴电动机21以所指示的旋转速度 进行旋转。位置^^r测器82与主轴电动机21的旋转同步地向主轴控制电路18 反馈反馈脉冲来进行速度控制。另外，当切换到主轴位置(C轴)模式时，主 轴控制电路18根据所指示的旋转位置、从位置检测器82反馈来的旋转1周信 号和反馈脉沖，控制主轴的位置。
轴控制电路19接受针对进行进给动作的轴(以下称为"进给轴")的移动 指令，然后输出至伺服放大器91。伺服放大器91接受该指令，驱动车床20 的控制轴电动机22。控制轴电动机22内置位置/速度检测器(未图示)，把来 自该位置/速度检测器的位置以及速度的反馈信号反馈给轴控制电路19，进行 位置以及速度的反馈控制。此外，关于该位置 速度反馈控制省略了说明。
图2将本发明的主轴控制与现有技术的主轴控制进行对比，来进行说明。
A， E，表示切换现有技术中的主轴的速度控制模式与位置控制模式的控制。
A，表示主轴速度。该A，表示切换根据S指令进行速度控制的期间与根据G 指令进行位置控制的期间来控制工件主轴。现有技术中揭示了，在从速度控制 向位置控制切换时使主轴电动机减速并停止，此后进行加减速控制，以便移动 到主轴电动机固有的基准位置。
B，表示速度指令。该B，表示控制工件主轴的速度指令。该速度指令在进 行从速度控制向位置控制的切换控制时，如B，所示那样立即停止。
C，表示位置控制模式。该C，表示在工件主轴的主轴电动机已停止时，从 速度控制向位置控制转移。当速度指令停止时，主轴速度以电动机固有的加速 度逐渐减速，当该主轴电动机停止时，位置控制模式开始。因此，从速度指令 停止后直到转移到位置控制;f莫式为止产生时间延迟。
D，表示向开始基准位置的移动动作。该D，表示在主轴电动机从速度控制转移到位置控制时，进行用于使主轴电动机移动到位置控制开始基准位置的移
动动作o
E，表示高速循环加工的移动指令。该E，表示作为主轴电动机向位置控制开始基准位置的移动动作的结果，以移动到位置控制开始基准位置的时刻为基准，开始高速循环加工的移动指令。工件主轴如A，所示，在开始高速循环加工的移动指令时已停止，因此高速循环加工的移动指令进行加速控制。另外，从位置控制向速度控制的转移进行减速控制。
A ~ F表示本发明中的切换主轴的速度控制模式和位置控制模式的控制。
A表示主轴速度。该A表示切换根据S指令进行速度控制的期间和根据G指令进行位置控制的期间来控制工件主轴。A表示在本发明中从速度控制向位置控制切换时，不使主轴电动机减速停止，在维持旋转状态的同时转移到位置控制。另外，将模式从位置控制向速度控制切换时也同样地，主轴电动机不减速停止地从位置控制向速度控制转移。
B表示速度指令。该B表示即使进行从速度控制向位置控制的切换控制，在从该切换的时刻到发出高速循环加工的移动指令的期间，仍然继续进行速度指令。在发出高速循环加工的移动指令后停止速度指令。
C表示位置控制模式。该C表示没有时间延迟地进行从速度控制向位置控制的转移。从转移到位置控制模式的时刻开始，在经过规定的期间后发出速度指令。
D表示向位置控制开始基准位置的修正动作。该D表示主轴电动机从速
度控制模式转移到位置控制模式时，进行用于使主轴电动机移动到位置控制开始基准位置的移动动作。
E表示高速循环加工的移动指令。该E表示主轴电动机从速度控制模式转移至位置控制模式时，主轴不减速，因此不进行加速控制地进行移动指令。此外，在向位置控制开始基准位置的修正动作D完成之前的期间，由于不保障同步性，因此是非切削指令部分。另外，F表示向位置控制开始基准位置的修正动作已完成的状态。
Tl表示本发明中的从速度控制模式切换到位置控制模式所需的时间，T2表示与现有技术情况下的相应的时间(Tl+T2)相比较时的缩短时间。在此，本发明的切换主轴电动机的速度控制模式和位置控制模式的功能，使用用于将主轴电动机的控制模式从速度控制向位置控制进行切换的下述单
元(A) ~ (D)。
(A) 在切换到位置控制模式后，在开始移动指令之前的期间，不使主轴电动机减速停止地维持旋转状态的单元。
(B) 通过NC程序可以指定开始进行向位置控制模式切换时刻的位置控制的基准位置的单元。
(C) 通过对位置指令脉沖相加修正脉冲，临时变更移动速度，由此在持续旋转的状态下修正旋转位置的单元。
通过上述单元(A),在切换到位置控制模式后，在开始执行高速循环加工的移动指令数据之前，主轴电动机持续旋转的状态。另一方面，当开始移动指令数据的执行时，切换到基于该指令数据的旋转动作，但在此状态下，成为从位置控制开始基准位置以外的不确定的位置进行了移动的动作。因此，在上述单元(C)中，在移动指令的执行开始时，为了成为从上述单元(B)指定的位置控制开始基准位置进行了移动指令时的旋转位置，进行修正脉冲的计算，通过对根据程序指令计算的位置指令脉冲相加修正脉冲，来临时变更移动速度，由此在继续旋转的状态下修正旋转位置。
具体而言，在位置控制切换时刻，在不停止旋转轴的旋转的状态下开始，因此成为从任意旋转状态开始的动作，但为了使开始执行移动指令的时刻的旋转位置(从与主轴电动机连接的位置检测器读出的位置)成为参考点，进行主轴位置和主轴的位置控制开始基准位置的差分计算，将其结果作为修正脉冲总量进行存储。
与修正脉冲相应的移动与根据程序指令数据计算出的每个运算周期的指令脉沖一起，被输出至驱动主轴电动机的装置。在这种情况下，当一次输出修正脉冲总量的修正脉冲时，成为了超过主轴电动机的加减速能力的动作，因此，为使每个运算周期的修正脉冲不达到规定的值(作为进行数值控制装置的各种动作条件的设定的参数数据而存储的值)以上而进行限制，进行动作在多个运算周期中完成修正动作。
(D) 在所存储的修正脉冲总量的修正脉冲全体的输出结束的时刻，输出通知向位置控制模式的切换已完成的信号的单元。
在上述单元(C)的修正动作完成之前，程序指令没有成为从位置控制开 始基准位置进行移动的动作，因此需要等待针对工件的进给动作的开始。在程 序指令中，可以根据输出信号的状态来开始进给动作，因此在所存储的修正脉 冲总量的修正脉沖全体的输出结束的时刻，输出修正动作已完成的通知信号。
在活塞形状的工件加工的例子中，通过该单元(C)可以确:〖人成为确保了 旋转轴与向圆筒形状的直径方向的进给轴之间的同步动作的状态，因此可以用 作开始进行向圓筒形状的直径方向的进给动作的开始条件。
通过上述单元(A) ~ (D),位置控制下的程序指令成为与从位置控制开 始基准位置开始进行移动的情况相等同的状态，或者成为与以下的状态相等同 的动作状态，并且可以确认已成为该状态，该状态为在现有技术中向位置控 制模式进行切换时，在进行了主轴电动机的停止、参考点恢复动作、向位置控 制开始基准位置的移动之后，可以根据针对高速循环加工的旋转轴的移动指令 数据，使旋转轴加速来进行加工。
结果，以往在旋转控制模式下进行正圆形状的切削加工，在进行了向位置
控制模式的切换后，进行基于高速循环加工指令数据的非正圆形状的切削加工 的加工单元中，可以削减主轴电动机的加减速所需要的时间，可以缩短通过与 以往相同的加工条件进行工件加工的加工周期。
在此，使用图3的流程图说明本发明的速度控制模式和位置控制模式的切 换功能的算法。
首先，解析加工程序(块)(步骤SA1)，判断是否存在针对主轴的主轴指 令(步骤SA2)。若判断为存在主轴指令，则进入步骤SA3，在此判断主轴的 控制模式，若其结杲是速度控制^t式，则从步骤SA3进入步骤SA4;另一方 面，若是位置控制模式，则从步骤SA3进入步骤SA5。另一方面，若在步骤 SA2中判断为不存在主轴指令，则转移至步骤SA13。
在步骤SA5中，设定(存储)从速度控制模式向位置控制模式转移时的 主轴的位置控制开始基准位置。然后，维持用于从速度控制模式向位置控制模 式进行切换的控制模式切换指令执行时的位置控制模式切换前不久的主轴电 动机的旋转速度(步骤SA6 )。检测主轴位置(步骤SA7 )。计算并存储向位置
ii控制模式的切换指令开始时的主轴位置和位置控制开始基准位置的差分值(步
骤SA8)。根据程序指令计算主轴的位置指令脉冲，输出至主轴电动机驱动装 置(步骤SA9)。根据步骤SA8中求得的差分值计算修正脉冲(步骤SAIO)。 在步骤SA9中计算出的位置指令脉冲上加上步骤SAIO中求得的修正脉冲并输 出，来控制主轴电动机(步骤SAll)。然后，进行高速循环加工(步骤SA12)。 然后，判断是否是程序末尾(programme end)(步骤SA13)，若不是程序末尾 则返回步骤SA1，若是程序模式则结束该处理。
图4是表示本发明的数值控制装置的一个实施方式的概略结构的框图。 NC程序1被解析处理部2进行解析，在脉冲分配处理部3中被处理，作 为控制主轴位置的位置指令信号被输出至轴控制处理部5。另外，脉冲分配处 理部3在将上述位置指令信号输出至轴控制处理部5时，将通知该位置指令信 号的输出开始的输出开始信号Sa通知给模式控制处理/指令部4。
轴控制处理部5将位置指令信号、速度指令信号以及模式信号输出至伺服
轴电动机)8的位置、速度以及电流的电路。并且，伺服控制处理部6向速度 放大器7提供电流指令来进行主轴电动机的控制。此外，关于控制进给轴的控 制轴的位置'速度控制，省略了记载。
通过解析处理部2解析的NC程序1的内容被输入到模式控制处理/指令部 4。并且，该模式控制处理/指令部4将模式设定信号、速度信号以及修正脉冲 (Sc)输出至轴控制处理部5。模式控制处理/指令部4在位置控制模式时，在 由脉冲分配处理部3通知输出开始信号Sa之前，持续将速度指令信号输出至 轴控制处理部5，当通知了输出开始信号Sa时，结束速度指令信号的输出。
通过本发明的对位置控制和速度控制进行切换控制的功能，在将输出开始 信号Sa输入给模式控制处理/指令部4之前(如图2A (主轴速度)所示，在 切换为位置控制模式后，在开始主轴的位置指令之前)，不使主轴电动机减速 停止地维持旋转状态。
另夕卜，当开始将高速循环加工的移动指令的位置指令信号E由脉冲分配处 理部3输出给轴控制处理部5时，与此同时，从脉冲分配处理部3向模式控制 处理/指令部4输出输出开始信号Sa。模式控制处理/指令部4当被输入了输出开始信号Sa时，停止向轴控制处理部5输出速度指令信号B (参照图2的B(速度指令))。
从模式控制处理/指令部4向轴控制处理部5输出的修正脉冲Sc,是用于消除主轴位置和主轴的位置控制开始基准位置的差分的修正脉沖。该修正脉冲Sc被输出至轴控制处理部5。轴控制处理部5在对从脉冲分配处理部3输出的主轴的位置指令信号进行了插补处理后得到的脉冲上加上所述修正脉沖Sc。然后，将加法计算后的位置指令信号输出至伺服控制处理部6。
图5是表示本发明的数值控制装置的另一实施方式的概略结构的框图，除了从模式控制处理/指令部4向信号输出处理部9通知切换完成通知信号Sd以外，与图4所示的数值控制装置的结构相同。
当修正脉沖Sc向轴控制处理部5的输出全部完成时，从模式控制以及控制指令部4向信号输出处理部9输出切换完成通知信号Sd。修正脉沖全部被输出到轴控制处理部5的状态表示完成了向位置控制开始基准位置的移动的状态，由此保证了同步性。
图6A和图6B是图4和图5所示的数值控制装置中表示的模式控制处理/指令部4的功能框图。
在开始了移动指令数据的执行时，切换为基于指令数据的位置指令的旋转动作。但是，在此状态下成为从位置控制开始基准位置以外的不确定的位置进行移动的动作。
因此，模式控制处理/指令部4具有位置控制开始基准位置指定单元4a、主轴的旋转位置存储单元4b、修正脉沖计算单元4c。
位置控制开始基准位置指定单元4a，在移动指令的执行开始时，根据位置控制模式切换时的程序指令或在数值控制装置的保持型存储区域(例如CMOS)中预先设定的参数数据，指定向位置控制的切换后的位置控制开始基准位置。主轴的旋转位置存储单元4b存储从速度控制模式切换到位置控制模式时的主轴电动机的位置。修正脉冲计算单元4c计算修正脉冲，以便成为从所指示的位置控制开始基准位置进行了移动指令时的旋转位置。由修正脉沖计算单元4c计算出的修正脉冲Sc，经由修正脉沖输出单元4d被输出至轴控制处理部5。该修正脉冲输出单元4d将修正脉冲Sc限制成比在每个运算周期中设定的修正脉冲最大值等规定值小的值，然后传递给轴控制处理部5。
主轴在向位置控制的切换时刻，在不停止旋转轴的旋转的状态下开始动 作，因此成为从任意旋转状态开始的动作。如果已开始执行主轴的移动指令(位
置指令)的时刻的旋转位置(即，来自与主轴电动机连接的位置检测器82 (参 照图1 )的读出位置)是从参考点偏移了 + IO度的位置，则为了使移动指令开
始时刻的旋转位置成为参考点，计算主轴位置和主轴的位置控制开始基准位置
的差分，结果，将-IO度作为修正脉冲总量而进行存储。
当经由修正脉沖输出单元4d，将通过修正脉沖计算单元4c计算出的全部 修正脉冲Sc输出至轴控制处理部5时，向信号输出处理部9输出向位置控制 模式的切换完成通知信号Sd (参照图6B)。
此外，图6B所示的、位置控制模式切换完成通知单元4f和旋转状态维持 单元4e可以分别通过使用监视修正脉沖输出单元4d的输出状态的标志或监视 主轴的速度指令的输出的标志来执行各自的处理。例如，在位置控制模式切换 完成单元4f中，可以使用对修正脉沖输出单元4d中的存储有修正脉冲的寄存 器是否为空进行监视的标志。
因此，轴控制处理部5将通过脉冲分配处理部3形成的位置指令信号、从 模式控制处理/指令部4取得的模式设定信号和速度指令信号输出至伺服控制 处理部6。
于是，伺服控制处理部6分别输入从NC程序l读出的位置指令信号、速 度指令信号、模式设定信号，根据模式设定信号，基于来自NC程序的切换指 令对速度控制模式和位置控制模式进行切换控制。
图7A和图7B通过流程图表示了本发明的数值控制装置执行的速度控制 模式和位置控制模式的切换、和从位置控制开始基准位置开始指令的处理例的 一例。
进行加工程序的解析(步骤SB1),判断在该解析后的加工程序(块)中 是否存在位置控制模式切换指令(步骤SB2 )。当存在切换指令时，将所存储 的位置控制开始基准位置设定为位置控制模式中的主轴的初始坐标值(步骤 SB3),转移至步骤SB4。另一方面，当不存在切换指令时，直接转移至步骤 SB4。位置控制模式中的移动指令。当不存在移动
指令时，在开始移动指令之前继续通过速度控制中的速度指令进行旋转动作
(步骤SB4)，然后转移至步骤SB6。另一方面，当存在移动指令时直接转移至步骤SB6。
在步骤SB6中，判断是否存在基于向主轴电动机的移动指令的移动。当不存在移动时，转移至步骤SB15。另一方面，当存在移动时，接下来判断当前时刻是否是移动指令脉冲输出开始时(步骤SB7)。若不是输出开始时，则进行等待直到成为输出开始的时刻。另一方面，若是输出开始时，则读出所存储的位置控制开始基准位置，另外，从主轴电动机的位置检测器读出正在进行旋转动作的主轴的当前位置(步骤SB8)。然后，计算两者(基准位置以及检测位置)的差分的移动量，将其作为修正脉冲而存储。如下计算修正脉沖修正脉沖=主轴的当前位置-位置控制开始基准位置。
接着，判断修正脉沖数据中是否存在未输出脉沖数据(步骤SB9)。当不存在未输出脉冲数据时，转移至步骤SB14。另一方面，当存在未输出脉冲数据时，判断修正脉冲数据中的未输出数据是否大于所设定的每个运算周期的修正脉冲最大值(步骤SB10 )。当大于修正脉冲最大值时，将在每个运算周期输出的修正脉冲，作为所设定的每个运算周期的修正脉冲最大值(步骤SBll),进入步骤SB12。另一方面，当不大于修正脉冲最大值时，直接进入步骤SB12。
在步骤SB12中，将程序指令的移动指令脉冲和在每个运算周期输出的修正脉冲相加，将其结果输出至主轴电动机控制装置(伺服控制处理部6)。然后，将修正脉沖未输出数据替换为从该未输出数据中减去在此次的运算周期中输出的修正脉冲后得到的值(步骤SB13 )，然后返回步骤SB9。
在步骤SB14中，通过输出信号(向位置控制模式的切换完成信号)通知已成为基于位置控制开始基准位置的电动机旋转状态，然后执行高速循环加工(步骤SB15)并结束。此外，代替结束，也可以为了执行多次高速加工而返回步骤SB1。
接着，使用图8说明切换位置控制模式和速度控制模式来加工工件的加工程序的一例。
在图8中，"O0001"表示加工程序No0001。
15"M3S1000"是速度控制模式下的旋转指令，表示在主轴正旋转方向(M3 ) 上1000转/min。
"MxxC "表示位置控制模式切换码和位置控制开始基准位置。在此， "Mxx"表示位置控制模式切换码。新追加位置控制模式切换码，来作为在数 值控制装置的保持型存储区域中确保的参数数据。该切换码可以用作使定义了 任意代码的本功能有效的程序指令。"C"是旋转位置指令码，"C "表示位 置控制开始基准位置。可以通过使用了在同一块中指定的轴地址的程序指令来 指定位置控制开始基准位置。在本加工程序的例子中使用轴地址C。当未指定 轴地址C时，使数值控制装置的保持型存储区域中存储的、被设定为参数数 据的值有效。
"G05P10***"是调用高速循环加工(G05P)的指令。高速循环加工是如 下功能预先生成可以在每个一定周期向移动指令轴分配高速脉冲的移动指令 数据，并且将其登录在数值控制装置的存储区域中，通过数值控制指令将该数 据作为加工循环进行调用，进行解析然后执行。
"M30"表示程序末尾。
权利要求
1. 一种具有控制模式切换功能的数值控制装置，该控制模式切换功能对用于按照速度指令使主轴电动机进行旋转动作的速度控制模式和用于按照移动指令进行位置控制的位置控制模式进行切换来控制主轴，该数值控制装置的特征在于，具有存储从所述速度控制模式向所述位置控制模式转移时的主轴的位置控制开始基准位置的单元；在执行用于从所述速度控制模式切换为所述位置控制模式的位置控制模式切换指令时，维持位置控制模式切换前不久的主轴电动机的旋转速度的单元；检测主轴位置的位置检测单元；计算并存储所述位置控制模式切换指令开始时的主轴位置与所述位置控制开始基准位置的差的差分值存储单元；在位置控制模式时，根据程序指令计算主轴的位置指令脉冲并输出给主轴电动机驱动装置的单元；根据存储在所述差分值存储单元中的值来计算修正脉冲的修正脉冲计算单元；在所述计算出的位置指令脉冲上加上所述计算出的修正脉冲，输出该加法运算结果的加法运算修正单元；以及根据由所述加法运算修正单元输出的脉冲，通过维持所述旋转速度的单元不使主轴电动机停止地驱动控制主轴电动机的主轴电动机驱动单元。
2. 根据权利要求1所述的具有控制模式切换功能的数值控制装置，其特 征在于，所述修正脉冲计算单元针对数值控制装置的每个运算周期计算修正脉冲， 为使每个运算周期的修正脉冲不达到规定值以上而进行限制。
3. 根据权利要求1所述的具有控制模式切换功能的数值控制装置，其特 征在于，还具有当所述差分值存储单元中存储的值全部作为修正脉沖被输出时，输 出向位置控制模式的切换的完成信号的切换完成信号输出单元，以便在输出切换完成信号后可以开始位置控制模式下的加工。
全文摘要
一种具有控制模式切换功能的数值控制装置，其中，脉冲分配处理部将通知位置指令信号的输出开始的输出开始信号(Sa)通知给模式控制处理/指令部。模式控制处理/指令部将模式设定信号、速度信号以及修正脉冲Sc输出至轴控制处理部。模式控制处理/指令部在位置控制模式时持续将速度指令信号输出至轴控制处理部，直到从脉冲分配处理部通知输出开始信号(Sa)为止，当通知输出开始信号(Sa)时结束速度指令信号的输出。修正脉冲(Sc)是用于消除主轴位置与主轴的位置控制开始基准位置的差分的修正脉冲，被输出至轴控制处理部。在轴控制处理部中，在从脉冲分配处理部输出的主轴的位置指令信号上加上修正脉冲(Sc)，然后输出至伺服控制处理部。
文档编号G05B19/19GK101458509SQ20081017402
公开日2009年6月17日 申请日期2008年11月12日 优先权日2007年12月13日
发明者园部和彦, 小川修二, 细川匡彦 申请人:发那科株式会社