数值控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种数值控制装置，尤其涉及一种计算反向时的最佳的加速度的数值 控制装置。
【背景技术】
[0002] 在进行机床的进给轴的速度控制时，当立即输出通过程序指令的速度时，对进给 轴产生急剧的加速度、加加速度，对机床产生大冲击、加工误差。在日本特开昭59-062909 号公报所公开的技术中，通过过滤加减速并抑制加速度、加加速度，控制成不对机床产生大 冲击。通过这种控制方式，在进给轴的移动方向发生变化而在加工路径可能产生角部的情 况下，能够有效地抑制在机床产生的冲击。
[0003] 然而，在使用日本特开昭59-062909号公报所记载的技术的情况下，在通过程序 指令的路径和进行过滤处理后的路径中产生误差。因此，在上述那样的进给轴的移动方向 发生变化而加工路径反向的情况下，当过滤加减速时，产生无法到达所指令的反向地点的 问题。因此，控制成将反向地点上的加速度设为0而一旦进行停止，由此抑制由过滤处理产 生的路径误差而防止到达地点的偏移。
[0004] 然而，当在过滤了加减速的状态下将反向地点的加速度设为0时，需要重新加速 的时间，因此存在周期时间延长的问题。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的在于，提供一种能够达到在进给轴反向的指令中所指令的反 向位置的同时使周期时间最小化的数值控制装置。
[0006] 本发明的数值控制装置根据加工程序对具备多个驱动轴的机床进行控制并进行 工件的加工，该数值控制装置具备：指令解析部，其根据上述加工程序输出用于指示上述驱 动轴的动作的指令数据；反向时加速度计算部，其在基于上述指令解析部所输出的上述指 令数据的上述驱动轴的指令路径反向的情况下的、上述反向前后的上述驱动轴的加速度； 速度控制部，其根据上述指令解析部所输出的上述指令数据以及上述反向时加速度计算部 所计算出的上述反向前后的上述驱动轴的加速度，计算出每个插补周期的上述驱动轴的速 度；以及插补部，其根据上述指令解析部所输出的上述指令数据以及上述速度控制部所计 算出的上述驱动轴的速度，进行用于计算表示每个插补周期的动作路径上的上述驱动轴的 位置的插补数据的插补处理，在上述速度控制部检测出基于上述指令数据的上述驱动轴的 指令路径反向的情况下，上述反向时加速度计算部计算出上述反向前后的上述驱动轴的加 速度。
[0007] 上述反向时加速度计算部计算出上述反向前后的上述驱动轴的加速度作为对于 全部控制轴满足以下公式的最大加速度，
[0008]a1e1[i]+a2e2[i] | <jmax[i]
[0009]eUl]，e2[1]:反向前后的速度的指令路径方向的单位向量的各轴分量
[0010] ai，a2:反向前后的加速度的大小
[0011] jmx[1]:控制点的限制加加速度向量的各轴分量
[0012] 本发明通过具备上述结构，能够提供一种能够达到在进给轴反向的指令中所指令 的反向位置的同时使周期时间最小化的数值控制装置。
【附图说明】
[0013] 根据参照附图进行的以下实施例的说明，使本发明的上述以及其它目的和特征变 得更加明确。
[0014] 图1是本发明的实施方式中的数值控制装置的主要部分框图。
[0015] 图2是本发明的实施方式中的数值控制装置的功能框图。
[0016] 图3是说明本发明的实施方式中的反向时加速度计算处理的概要的图。
[0017] 图4是本发明的实施方式中的反向时加速度计算处理的流程图。
[0018] 图5是在指令路径的反向方向存在角度的情况下的、将以往技术与本发明的速度 控制进行比较的图。
[0019] 图6是指令路径反向180°的情况下的、将以往技术与本发明的速度控制进行比 较的图。
【具体实施方式】
[0020] 图1是本发明所涉及的实施方式的数值控制装置（CNC) 100的主要部分框图。CPU 11为整体地控制数值控制装置100的处理器。CPU11经由总线20读出存储在ROM12中 的系统程序，并按照该系统程序来控制数值控制装置整体。在RAM13中存储有暂时的计算 数据、显示数据以及操作员经由显示器/MDI单元70输入的各种数据。
[0021] SRAM14是被未图示的电池备份，即使关闭了数值控制装置100的电源也能够保 持存储状态的非易失性存储器。在SRAM14中存储有经由接口 15读入的加工程序、经由显 示器/MDI单元70输入的加工程序等。另外，在ROM12中预先写入用于实施加工程序的生 成和编辑所需的编辑模式的处理、自动运转的处理的各种系统程序。
[0022] 本实施方式中的加工程序等各种加工程序经由接口 15、显示器/MDI单元70被输 入，能够被存储于SRAM14中。
[0023] 接口 15是能够对数值控制装置100与连接器等外部设备72进行连接的接口。从 外部设备72侧读入加工程序、各种参数等。另外，能够使在数值控制装置100内所编辑的 加工程序经由外部设备72存储到外部存储单元中。PMC(可编程机床控制器）16使用内置 在数值控制装置100内的序列程序，经由I/O单元17对工具更换用的机械手这种执行器等 机床的辅助装置输出信号而进行控制。另外，接收配置在机床主体上的操作盘的各种开关 等的信号，在进行需要的信号处理之后，转发给CPU11。
[0024] 显示器/MDI单元70为具备显示器、键盘等的手动数据输入装置，接口 18接收来 自显示器/MDI单元70的键盘的指令、数据并转发给CPU11。接口 19与具备手动脉冲发生 器等的操作盘71连接。
[0025] 各轴的轴控制电路30~34接收来自CPU11的各轴的移动指令量，将各轴的指令 输出到伺服放大器40~44。伺服放大器40~44接收该指令，驱动各轴的伺服电动机50~ 54。各轴的伺服电动机50~54内置有位置/速度检测器，将来自该位置/速度检测器的 位置/速度反馈信号反馈至轴控制电路30~34,进行位置/速度的反馈控制。此外，在本 框图中省略了位置/速度的反馈。
[0026] 主轴控制电路60接收对机床的主轴旋转指令，对主轴放大器61输出主轴速度信 号。主轴放大器61接收该主轴速度信号，使机床的主轴电动机62以所指令的旋转速度进 行旋转，从而驱动工具。
[0027] 主轴电动机62通过齿轮或者皮带等与位置编码器63耦合，位置编码器63与主轴 的旋转同步地输出反馈脉冲，经由总线20通过处理器11读取该反馈脉冲。
[0028]图2是本发明的一实施方式中的数值控制装置的功能框图。本实施方式的数值控 制装置100具备指令解析部110、速度控制部120、反向时加速度计算部130、插补部140以 及各轴驱动部150。通过数值控制装置100的CPU11执行各种系统程序，由此这些各功能 块发挥功能。
[0029] 指令解析部110从SRAM14读出加工程序，对通过加工程序指令的程序指令路径 进行解析。
[0030] 速度控制部120根据指令解析部110所解析的程序指令路径，计算各轴的速度、加 速度、加加速度等。此时，在由指令解析部110进行解析而得到的程序指令路径中辨别出某 个轴的路径反向的情况下，速度控制部120对反向时加速度计算部130进行指令，通过后述 的反向时加速度计算处理计算该轴反向时的恰当的加速度，根据反向时加速度计算部130 所计算出的反向时的加速度来进行速度控制。
[0031] 插补部140根据速度控制部120所计算出的速度对各轴的每隔单位时间的移动 量。并且，各轴驱动部150根据插补部140所计算出的每隔单位时间的移动量，控制伺服并 驱动各轴。
[0032] 以下，详细说明反向时加速度计算部130所执行的反向时加速度计算处理。图3A、 图3B、图3C是说明在反向时加速度计算处理中导出反向前后的加速度与限制加加速度向 量的关系