数值控制装置的制作方法

本发明涉及一种数值控制装置，特别涉及一种基于表形式数据进行运行重叠的数值控制装置。

背景技术：

作为与基准轴的运动同步地分别同步驱动控制各控制轴的方法，已知对应于基准轴位置将控制轴的位置信息存储在设置在存储器等上的表形式数据，根据存储在该表形式数据的信息，使各控制轴与基准轴同步运行的基于表形式数据的运行功能。在上述功能中，将时间、轴位置、或以主轴位置为基准的轴的位置、或者设定了M代码等的辅助功能的表形式数据存储在存储器或通过网络连接的存储装置中，依次读出表形式数据，并控制各轴以及辅助功能。

日本特开昭59-177604号公报以及日本特开2003-303005号公报中公开一种使用了基于这些表形式数据的运行功能的路径表运行功能、或者被称为电子凸轮控制的数值控制装置。由此，能够进行不拘泥于加工程序的自由的工具动作，能够缩短加工时间、实现加工的高精度化。

在现有的基于表形式数据的运行中，将记述为表形式数据的基准值、与上述基准值对应的轴或主轴的坐标值设为控制点，将2个控制点作为起点和终点进行移动量的计算。具体地说根据成为起点的控制点的基准值以及轴或主轴的坐标值、成为终点的控制点的基准值以及轴或主轴的坐标值来计算2点间基准值的差值以及轴或主轴的坐标值的差值，计算每个单位基准值的移动量。

图11表示使用了表形式数据的现有的轴控制的例子。表形式数据<TIME_TABLE_0101_X>表示通过时间基准控制X轴的表形式数据，L表示基准值(基准时间：msec单位)、X表示与基准值对应的X轴的坐标值(mm单位)。如果当前基准值为1000msec，则X轴在将基准值1000msec、坐标值100.0mm设为起点、将基准值2000msec、坐标值200.0mm设为终点的2点控制点之间移动。

图12表示计算移动量的数值控制装置的概略框图。在图12所示的数值控制装置1中，将通过读出部依次读出的指令程序块作为起点、终点的2个控制点通知给分配处理部11x，并在分配处理部11x根据2个控制点间的基准值以及坐标值的差值来求出每个单位基准值的移动量，通知给电动机控制部。另外，图12中，省略指令程序块的读出部以及电动机控制部的记载。

在使用了表形式数据<TIME_TABLE_0101_X>的X轴的控制例中，在分配处理部11x中，将基准值1000msec、坐标值100.0mm设为起点、将基准值2000msec、坐标值200.0mm设为终点，根据基准值的差值1000msec(2000msec-1000msec)与坐标值的差值100.0mm(200.0mm-100.0mm)能够将每个单位基准值的移动量计算为0.1mm/1msec。

但是，为了缓和实际在轴的动作开始/结束前后随着速度急剧变化的冲击，需要插入加减速指令。日本特开2007-304714号公报中公开在基于表形式数据的运行中通过2次/3次函数连接进行加减速控制的技术。当适用了日本特开2007-304714号公报的技术时，通过图13所示的表形式数据进行轴控制。

另外，以后为了简单化，省略轴的动作开始/结束时的加减速部分的指令的记载。

图13是仅使用了X轴的表形式数据的轴控制的例子，但是一般使多个轴与基准值同步地分别独立动作，由此控制工具架和工件设置工作台的移动。

图14表示使用X轴和Z轴的表形式数据来控制工具的例子。在基于表形式数据的运行中，各轴与基准值同步地分别独立动作。图15表示进行使用了图14所示的表形式数据<TIME_TABLE_0101_X>和<TIME_TABLE_0101_Z>的工具控制的数值控制装置的概略框图。另外，在图15中表示当前基准值在L1000～L2000之间时的分配处理。

作为现有技术考虑了基于图14所示的表形式数据的运行的周期缩短的情况，在如L2000那样合成速度下降的角部提前角部之后的指令开始定时，从而需要使角部前后的指令重叠(overlap)。图16表示在基于图14所示的表形式数据的运行中，在L1900～L2000中使X轴和Z轴重叠而动作时的动作。如图16所示，通过使X轴和Z轴重叠，周期缩短进行重叠的100ms。

但是，在基于表形式数据进行的运行中，通过并行地分析多个表形式数据，能够开始计算工具的移动方向、合成速度，因此操作员难以分析曾经从CAM输出的表形式数据，并通过手动作业来调整能够重叠的地方的搜索和重叠量。因此，当进行这样的作业时，在准备了与表形式数据的重叠对应的CAM的基础上，每次变更重叠地点和重叠量时需要再次从CAM输出表形式数据，为此的作业成为操作员付出劳动。

技术实现要素：

因此本发明的目的在于提供一种具备能够执行基于表形式数据的运行的重叠地点的检测、修正的单元的数值控制装置。

本发明的数值控制装置将时间、轴位置或主轴位置设为基准值，使用多个指令控制轴的位置的表形式数据，与上述基准值同步地控制多个上述控制轴的位置，该数值控制装置具备：读出部，其与上述基准值同步地依次读出上述表形式数据；分配处理部，其根据上述读出部读出的指令程序块来生成上述控制轴的移动量；移动量保持部，其用于暂时保存通过上述分配处理部生成的上述控制轴的移动量；以及重叠控制部，其从上述移动量保持部读出上述控制轴的移动量，求出使上述控制轴的移动量重叠的基准值量即重叠量，将使上述控制轴的移动量重叠了上述重叠量的修正后移动量写入到上述移动量保持部，该数值控制装置根据上述修正后移动量来控制上述控制轴。

上述重叠控制部与上述基准值同步地读出多个上述控制轴的移动量，并计算合成速度。

上述重叠控制部在上述合成速度成为预先指定的阈值以下的重叠区间中，检测上述合成速度成为最小的基准值，求出使该检测出的基准值以后的上述控制轴的移动量和该检测出的基准值以前的上述控制轴的移动量重叠的基准值量即重叠量，计算修正后移动量，该修正后移动量是使上述合成速度成为最小的基准值以后的上述控制轴的移动量提前上述重叠量后与上述合成速度成为最小的基准值以前的上述控制轴的移动量重叠而得到的。

上述重叠控制部在上述重叠区间，在上述修正后移动量成为上述阈值以下的范围求出上述重叠量。

上述重叠控制部能够通过上述表形式数据的指令、参数或者信号来变更上述阈值。

另外，本发明的数值控制装置将时间、轴位置或主轴位置设为基准值，使用多个指令控制轴位置的表形式数据，与上述基准值同步地控制多个上述控制轴的位置，该数值控制装置具备：读出部，其与上述基准值同步地依次读出上述表形式数据；分配处理部，其根据上述读出部读出的指令程序块来生成上述控制轴的移动量；移动量保持部，其用于暂时保存通过上述分配处理部生成的上述控制轴的移动量；重叠控制部，其从上述移动量保持部读出上述控制轴的移动量，求出使上述控制轴的移动量重叠的基准值量即重叠量，输出将进行重叠上述重叠量的指令即重叠指令追加到上述表形式数据后的修正后表形式数据；修正后读出部，其与上述基准值同步地依次读出上述修正后表形式数据；以及修正后分配处理部，其根据上述修正后读出部读出的指令程序块来生成上述控制轴的修正后移动量，该数值控制装置根据上述修正后分配处理部生成的上述修正后移动量来控制上述控制轴。

上述重叠控制部与上述基准值同步地读出多个上述控制轴的移动量，并计算合成速度。

上述重叠控制部在上述合成速度成为预先指定的阈值以下的重叠区间中，检测上述合成速度成为最小的基准值，求出使该检测出的基准值以后的上述控制轴的移动量与该检测出的基准值以前的上述控制轴的移动量重叠的基准值量即上述重叠量，输出将上述重叠指令追加到上述合成速度成为最小的基准值后的上述修正后表形式数据。

上述重叠控制部在上述修正后移动量成为上述阈值以下的范围求出上述重叠量。

上述重叠控制部能够通过上述表形式数据的指令、参数或者信号来变更上述阈值。

上述修正后读出部在输入了上述重叠指令时，同时读出上述重叠指令前的表形式数据指令、上述重叠指令后的表形式数据指令，输出给上述修正后分配处理部。

上述修正后分配处理部计算使重叠前移动量与重叠后移动量进行重叠后的修正后移动量，其中，上述重叠前移动量是根据上述重叠指令前的表形式数据指令计算出的上述控制轴的移动量，上述重叠后移动量是根据上述重叠指令后的表形式数据指令计算出的上述控制轴的移动量。

根据本发明，容易缩短基于表形式数据进行的运行的周期，因此对生产效率的改善有效果。

附图说明

通过参照附图说明以下优选的实施例，能够更加明确本发明的上述以及其他目的、特征。

图1A是表示现有技术的数值控制装置的结构的框图。

图1B是表示本发明一个实施方式的数值控制装置结构的框图。

图2是本发明一个实施方式的数值控制装置的合成速度的计算例。

图3是表示重叠区间前后的各轴的速度变化与合成速度变化的图。

图4是表示本发明一个实施方式的数值控制装置的修正后移动量的合成速度的图。

图5是表示将重叠开始时和结束时的阈值设为不同的值的变形例的图。

图6是记述了重叠控制部的动作的流程图。

图7是记述了重叠处理的详细动作的流程图。

图8是表示本发明其它实施方式的数值控制装置的结构的框图。

图9是表示本发明其它实施方式的数值控制装置的修正后表形式数据的例子的图。

图10是表示本发明其它实施方式的数值控制装置通过2个修正后分配处理部进行修正后表形式数据的重叠处理的例子的图。

图11是说明基于一般的表形式数据进行的控制轴的运行控制的图(1)。

图12是说明基于一般的表形式数据进行的控制轴的运行控制的图(2)。

图13是说明进行加减速控制时的表形式数据的图。

图14是表示使用表形式数据控制2个轴的例子的图(1)。

图15是表示使用表形式数据控制2个轴的例子的图(2)。

图16是表示使用表形式数据使2个轴重叠并控制的例子的图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的实施方式。另外，在图1A、图1B、图8、图10、图12、图15中，关于将轴名赋予附图标记的结构要素，按照成为控制对象的每个轴数来准备，例如在图1A、图1B中表示对X轴、Y轴、Z轴3个轴的每个轴分别准备各结构要素的例子。

图1A是表示现有技术的数值控制装置的框图，图1B表示本发明一个实施方式的数值控制装置的框图。

在使用了图1A所示的现有技术的基于数值控制装置1的表形式数据的运行中，读出部10x～10z分别从按照每个轴准备的表形式数据20x～20z依次读出各个轴的指令程序块，将读出的指令程序块设为起点、终点的2个控制点并通知给按照每个轴分别准备的分配处理部11x～11z。分配处理部11x～11z分析所通知的2个控制点间的基准值和坐标值，计算各个电动机2x～2z的每个单位基准值的移动量。然后将计算出的每个单位基准值的移动量输出给各个电动机2x～2z。

对此，在图1B所示的本发明一个实施方式的数值控制装置1中，新设置移动量保持部12和重叠控制部13，在重叠控制部13进行合成速度的计算和能够重叠场所的检测、重叠后各电动机移动量的计算，将修正后的移动量输出给各电动机2x～2z。

以下说明在重叠控制部13的处理。

在本实施方式的数值控制装置1中，读出部10x～10z从各轴的表形式数据20x～20z依次读出指令程序块，将读出的指令程序块设为起点、终点的2个控制点并通知给分配处理部11x～11z。分配处理部11x～11z根据从读出部10x～10z通知的2个控制点间的基准值以及坐标值的差值来计算每个单位基准值的移动量，并作为修正前移动量21x～21z存储在移动量保持部12中。这里，在本发明的数值控制装置中对执行中的所有表形式数据并行进行由分配处理部执行修正前移动量的计算。即，在图1的例子中，通过分配处理部11x～11z对表形式数据20x～20z并行进行修正前移动量21x～21z的计算。

通过重叠控制部13读出存储在移动量保持部12中的各个轴的修正前移动量21x～21z，计算每个单位基准值的合成速度。当合成速度小于开始预先指定的重叠的合成速度的阈值V_t时，视为重叠控制部13进入了重叠区间，接着进一步读移动量保持部12直到合成速度大于阈值V_t的时间点为止。此时，存储修正前移动量21x～21z的合成速度成为下限的下限速度V₀和此时的基准值L₀。

接着当进一步读移动量保持部12直到合成速度大于阈值V_t的时间点时，重叠控制部13视为重叠区间结束，根据从移动量保持部12读出的重叠区间的修正前移动量21x～21z来生成修正后移动量22x～22z。具体地说，使基准值L₀以后的各轴移动量提前所输出的基准值并与基准值L₀以前的各轴移动量重叠后的移动量设为修正后移动量22x～22z，保存在移动量保持部12中。此时，在修正后移动量22x～22z的合成速度没有超过阈值V_t的范围内使基准值L₀以后的移动量提前输出的基准值。各个电动机根据修正后移动量22x～22z动作，由此实现重叠。

图2表示在根据表形式数据<TIME_TABLE_0101_X>来控制X轴，同时根据表形式数据<TIME_TABLE_0101_Z>来控制Z轴的情况下计算X轴和Z轴的合成速度的例子。图2中，在将V_t设为0.010mm/msec的情况下，图2的阴影部分成为重叠区间。

图3是表示图2的重叠区间前后的各轴的速度变化与合成速度变化的表。图3中，在基准值L＝1999，2000时X轴和Z轴的合成速度成为最小的值，因此在基准值L₀＝1999和基准值L₀＝2000时存储下限速度V₀＝0.001。

图4是用图表和表格来表示针对在图3所示的修正前移动量的合成速度中最后输出下限速度V₀的基准值L₀＝2000以后的X轴、Z轴的各个移动量提前该基准值后与基准值L₀以前的X轴、Z轴的移动量重叠时的修正后移动量的合成速度。开始重叠的合成速度的阈值V_t除了基于参数的默认值的设定，也能够通过将特殊的指令插入表形式数据中而动态地变更。另外，如图5所示，也可以将开始重叠的合成速度的阈值V_t1和结束重叠的合成速度的阈值V_t2设为其他的值。

图6是记述了本实施方式的重叠控制部13的动作的流程图。

[步骤SA01]重叠控制部13从移动量保持部12依次读出通过各个分配处理部11计算出的每个单位基准值的所有表形式数据20的修正前移动量21。

[步骤SA02]重叠控制部13合成在步骤SA01读出的每个单位基准值的所有表形式数据20的移动量，并计算合成速度。

[步骤SA03]重叠控制部13判定在步骤SA02计算出的合成速度是否小于开始预先设定的重叠的合成速度的阈值V_t。如果小于则进入步骤SA04，如果不小于则返回步骤SA01。

[步骤SA04]重叠控制部13执行表形式数据20的重叠处理。后面详细描述步骤SA04。

[步骤SA05]重叠控制部13判定是否结束读出移动量保持部12的所有移动量。当已结束读出时结束运行，当未结束读出时返回步骤SA01。

图7是表示图6的流程图的步骤SA04的重叠处理的细节的流程图。

[步骤SB01]重叠控制部13将重叠处理开始时的速度V_t和基准值L_t作为下限速度V₀和成为下限速度的基准值L₀的初始值而代入。

[步骤SB02]重叠控制部13从移动量保持部12读出下一个单位基准值的所有表形式数据的修正前移动量。

[步骤SB03]重叠控制部13根据在步骤SB02读出的修正前移动量来计算各轴的合成速度。

[步骤SB04]重叠控制部13判定在步骤SB03计算出的合成速度是否成为下限速度V₀以下。如果合成速度成为下限速度V₀以下，则进入步骤SB05，如果没有成为下限速度V₀以下，则进入步骤SB06。

[步骤SB05]重叠控制部13将在步骤SB03计算出的合成速度和此时的基准值代入到下限速度V₀和成为下限速度的L₀。

[步骤SB06]重叠控制部13判定在步骤SB03计算出的合成速度是否成为结束重叠的阈值V_t以上。如果成为阈值V_t以上则视为重叠区间结束，进入步骤SB07。如果比阈值V_t小，则判断为重叠区间继续，返回步骤SB02。

[步骤SB07]重叠控制部13将重叠量T(单位基准值)初始化为1。

[步骤SB08]重叠控制部13对于成为下限速度的基准值L₀以后的所有表形式数据20生成使输出比修正前移动量21提前单位基准值T的移动量。

[步骤SB09]重叠控制部13将在步骤SB08生成的移动量与成为下限速度的基准值L₀以前的修正前移动量21重叠后的移动量作为(暂时的)修正后移动量22暂时存储在移动量保持部12中。

[步骤SB10]重叠控制部13判定在步骤SB09计算出的修正后移动量22的重叠区间内的合成速度是否超过阈值V_t。如果超过阈值V_t，则进入步骤SB11，如果没有超过阈值V_t，则进入步骤SB12。

[步骤SB11]重叠控制部13将存储在移动量保持部12中的(暂时的)修正后移动量22内的重叠量为T-1时间点的修正后移动量22指定为正式的修正后移动量22。另外，此时当T＝1时，修正前移动量21直接被用作修正后移动量22。

[步骤SB12]将重叠量T的值加1后返回步骤SB08。

另外，当因为硬件的限制等理由不能够并行实施基于表形式数据20进行的运行和预读时，以及在运行前要确认被重叠的场所时等，能够代替输出修正后移动量22而由重叠控制部13直接改写表形式数据20。

图8是表示由重叠控制部直接改写表形式数据时的本发明其它实施方式的数值控制装置的框图。在本实施方式的数值控制装置1中，在进行基于表形式数据的运行前根据来自重叠控制部13的指令读入表形式数据20，进行基于修正前移动量21的重叠处理。本实施方式的重叠控制部13所执行的重叠处理在代替生成修正后移动量22而求出重叠量后，生成对表形式数据20追加了表示重叠量的指令的修正后表形式数据23，并将其依次由修正后读出部14根据基准值读出后转给修正后分配处理部15，在根据修正后分配处理部15所生成的修正后移动量控制控制轴的这点与图7所示的流程图不同。此时，修正后表形式数据23可以覆盖表形式数据20而生成，也可以作为新的表形式数据而生成。

图9表示本实施方式的通过重叠控制部13进行修正的修正后表形式数据的例子。被追加到图9所示的修正后表形式数据中的重叠指令“OVL4”表示使该指令后的移动量与基准值4之前的移动量重叠的情况。

本实施方式的数值控制装置1作为一例，通过在运行进行了由重叠控制部13进行的修正的修正后表形式数据23时的修正后分配处理部15的内部设置对各修正后表形式数据23输出重叠指令前的移动量的修正后分配处理部、以及输出重叠指令后的移动量的修正后分配处理部这两个来实现。例如，如图10所示，当根据用于X轴控制的修正后表形式数据23x进行X轴的控制时，在位于重叠区间(基准值L1996～2000)的情况下，在修正后分配处理部15x内部，根据本来通过修正后表形式数据23x进行指令的指令来输出重叠指令前的移动量的分配处理部15x1和输出使基准值提前由OVL指令进行指令的量的重叠指令后的移动量的分配处理部15x2这两个分配处理部同时进行动作，将通过这些而计算出的2个移动量重叠后输出给电动机2x。

另外，在上述L2000以后X轴用的分配处理部15x1被无效，通过X轴用的分配处理部15x2处理指令。因此，在提前4个单位基准值的定时执行“OVL4”以后的指令。虽然上述是X轴的情况，但是在其他轴中也同样将“OLV4”前后的移动量重叠后输出给电动机。

在本实施方式的数值控制装置1中，在基于修正后表形式数据进行运行时也可以不使用移动量保存部12以及重叠控制部13。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述的实施方式的例子，而能够通过增加适当的变更以各种方式来实施。