专利名称：具有在任意区间变更速度的摇摆动作功能的数值控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有控制磨床等中的磨具的摇摆动作的功能的数值控制装置。
背景技术：
在磨削机械刀具等磨床等中，例如，使Z轴上下移动，同时与此相伴，使X、Y轴移动，进行磨削工件的侧面的摇摆动作。在美国公开公报US2005/0215176A1中公开了一种控制用于进行轮廓控制的两轴以上的控制轴，进行轮廓控制的数值控制装置，该数值控制装置具备同时控制所述两轴以上的控制轴进行振荡(chopping)动作，同时生成进行轮廓控制的移动数据的振荡移动数据生成单元。在日本特开平4-8473号公报中公开了一种采用控制磨具的振荡动作的振荡控制方式的数值控制装置，其具有根据指令的上死点和下死点计算往复距离的往复距离运算单元；存储有与往复速度对应的往复修正值的修正表；以及将所述往复距离和所述往复修正值相加，计算往复距离指令值的加法器。在日本特开平9-230920号公报中公开了如下技术在切削加工中，通过针对在NC 机床中预先设定的区域使刀具的切入量和进给速度变化，仅加工特定的区域，由此缩短加工时间。另外，在日本特开平11-65633号公报中公开了针对设定的区域使进给速度和主轴转速的比率变化的技术。另外，在日本特开平8-M3799号公报中公开了一种冲压动作控制装置，其在冲床中，通过细分冲压工具的路径，即使是相同的位置也作为不同的位置来处理，能够针对每个区间进行速度变更。在上述的美国公开公报US2005/0215176A1、日本特开平4_8473号公报中公开的摇摆动作中的速度控制以指定的恒定的速度输出移动量。因此，需要在边界点的折回处进行加减速处理，产生移动量的积累，对边界点的精度产生影响。在上述的日本特开平4-8473号公报中公开了修正由于加减速处理引起的积累和伺服电动机的延迟的技术，但是，通过指定速度、加减速时的时间常数，加减速时的移动量的积累变大，因此修正量也变大，修正完成所要时间变长。另外，在上述的日本特开平9-230920号公报或日本特开平11-65633号公报中公开的技术中，通过位模式处理指定区域，因此未进行移动方向不同的判定。在摇摆动作中， 即使是相同的位置，如果移动方向不同，也需要作为不同的位置进行处理，因此，无法将这些日本特开平9-230920号公报或日本特开平11-65633号公报中公开的现有技术应用到摇摆动作中。在上述的日本特开平8-M3799号公报中公开的技术中，根据工件的板厚变更各区间的位置。但是，原本该技术的目的在于进行冲压动作控制，因此也没有设想如摇摆动作那样连续的控制。并且，该技术也没有设想路径本身的变更，因此无法应用于移动摇摆区域的情况。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种控制机床的数值控制装置，在边界点处折回的情况下加减速时不会发生移动量的积累，能够实现在边界点处的精度的提高。另外，另一目的在于提供一种控制机床的数值控制装置，能够削减多次往复的磨削加工时间，因此能够变更与摇摆控制相符合的任意区间的速度，并且能够缩短加工循环时间。本发明的对具有在任意的区域进行往复运动的摇摆轴的机床进行控制的数值控制装置具备指定单元，其指定所述摇摆轴进行往复运动时的下死点及上死点的位置和所述摇摆轴进行往复运动时摇摆动作的基准速度；相位计算单元，其根据所述摇摆轴的当前位置，计算将所述摇摆轴的一个往复作为一个周期时的当前的相位；速度计算单元，其根据所述相位计算单元计算出的当前的相位和所述基准速度，来计算在当前相位的所述摇摆轴的速度；以及控制单元，其根据所述速度计算单元计算出的速度来控制摇摆轴。所述数值控制装置还可以具备速度变更单元，其变更所述摇摆轴的在相位的任意区间中的速度。并且，该数值控制装置还可以具备判断单元，其判断通过所述速度变更单元变更后的区间的所述摇摆轴的速度和变更前的速度的差即速度差是否在最大加速度内； 以及变更单元，其在所述判断单元的判断结果为所述速度差超过最大加速度时，变更速度变更率。能够将所述基准速度设为所述摇摆轴在从下死点移动到上死点间的最大速度。根据本发明，能够提供一种控制机床的数值控制装置，在边界点处折回的情况下加减速时不会发生移动量的积累，能够实现在边界点处的精度的提高。另外，能够提供一种控制机床的数值控制装置，能够削减多次往复的磨削加工时间，因此能够变更与摇摆控制相符合的任意区间的速度，并且能够缩短加工循环时间。
通过参照
以下实施例，本发明上述的以及其它的目的以及特征将会变得清楚。图1是用于说明在磨床等中使用的摇摆动作的图。图2是用于说明根据相位信息管理摇摆轴的位置的摇摆功能的图。图3是说明能够使加减速如正弦波形那样进行平滑的速度控制的图。图4是执行本发明的摇摆动作的数值控制装置的框图。图5是用于说明现有技术的速度控制的图。图6是用于说明本发明的速度控制的图。图7是表示本发明的用于进行根据相位信息进行速度控制的摇摆动作的算法的流程图。图8是用于说明变更通过相位信息任意指定的区间的速度的图。图9是用于说明在加减速中也维持角度信息，同时能够进行不超过最大加速度α 的速度变动，由此降低振动的图。图10是用于说明通过提高磨具与切削面不接触的区间的速度比率，来消减循环时间的图。图11是用于说明即使在移动了摇摆区域时，也能够不变更指定区间地进行速度变更的图。图12A以及图12B是表示能够在通过相位信息指定的区间变更速度比率的摇摆动作的算法的流程图。
具体实施例方式图1是用于说明在磨床等中使用的摇摆动作的图。作为磨削轴的摇摆轴1在Z轴方向上往复运动，如在图1中表示为“摇摆动作5” 那样，使磨具2上下运动。该磨具2在图1中在“旋转方向6”所示的方向上旋转，并且在与 Z轴方向垂直的X轴方向上前进，磨削表示为“磨削面4”的工件3的侧面。以在摇摆动作的一个周期中具有离开工件3的期间的方式驱动磨具2。具有摇摆动作功能的数值控制装置控制磨床等机床在Z轴方向上往复运动，与此相伴，使分别与ζ轴垂直的X轴以及Y轴移动，进行磨削工件3的侧面的摇摆动作。Z轴方向(上下方向)的运动为恒定，将上方向的摇摆区域边界点即端点称为上死点，将下方向的摇摆区域边界点的端点称为下死点。在图1中，用上死点Zm、^12表示上方向的端点，用下死点&i、Zl2表示下方向的端点。另外，在图1中，在位移地点\将刀具2的摇摆区域从摇摆区域Al变更为摇摆区域A2。如后所述，可以通过加工程序来指定该摇摆区域的变更。图2是用于说明根据相位信息管理摇摆轴的位置的摇摆功能的图。用“摇摆区域A”表示摇摆轴1(参照图1)摇摆的区域，用下死点&表示摇摆动作的下方向的摇摆区域边界点即端点，用上死点Zu表示上方向的摇摆区域边界点即端点。并且，将在下死点&的相位θ ^设为0 π)弧度，将在上死点Zu的相位Θ 设为JI弧度。图 2的波形表示摇摆轴1 (刀具2)的摇摆动作的一个周期。在此，关于摇摆动作中的位置Z的相位θ，在从下死点\向上死点Zu移动时为0 < θ < π，在从上死点Zu向下死点4移动时为π < θ < (0)，因此，即使是相同位置，也能够根据摇摆轴的移动方向而作为不同的位置7、8来处理。另外，能够用下面的公式 (1)或公式(2)来表示位置Z和相位θ的关系。
权利要求
1.一种数值控制装置，其对具有在任意的区域进行往复运动的摇摆轴的机床进行控制，其特征在于，具备指定单元，其指定所述摇摆轴进行往复运动时的下死点及上死点的位置和所述摇摆轴进行往复运动时摇摆动作的基准速度；相位计算单元，其根据所述摇摆轴的当前位置，计算将所述摇摆轴的一个往复作为一个周期时的当前的相位；速度计算单元，其根据所述相位计算单元计算出的当前的相位和所述基准速度，来计算在当前相位的所述摇摆轴的速度；以及控制单元，其根据所述速度计算单元计算出的速度来控制摇摆轴。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，还具备速度变更单元，其变更所述摇摆轴的在相位的任意区间中的速度。
3.根据权利要求2所述的数值控制装置，其特征在于，还具备判断单元，其判断通过所述速度变更单元变更后的区间的所述摇摆轴的速度和变更前的速度的差即速度差是否在最大加速度内；以及变更单元，其在所述判断单元的判断结果为所述速度差超过最大加速度时，变更速度变更率。
4.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述基准速度是所述摇摆轴在从下死点移动到上死点间的最大速度。
全文摘要
本发明提供一种具有在任意区间变更速度的摇摆动作功能的数值控制装置。机床具有在任意区域往复运动的摇摆轴。控制该机床的数值控制装置指定机床的摇摆轴进行往复运动时的下死点及上死点的位置以及该摇摆轴进行往复运动时摇摆动作的基准速度。然后，根据摇摆轴的当前位置来计算将摇摆轴的一个往复作为一个周期时的当前的相位，并根据该计算出的当前的相位和所述基准速度来计算在当前相位的所述摇摆轴的速度。
文档编号G05B19/4093GK102262398SQ20111010470
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月22日 优先权日2010年5月24日
发明者小谷中洋介, 细川匡彦, 芳贺诚 申请人:发那科株式会社