具备基于表形式数据的运转中的平滑功能的数值控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于控制机床或各种产业机械的数值控制装置，尤其涉及一种根 据表形式数据来控制机床等的数值控制装置。
【背景技术】
[0002] 公知以下一种机床的数值控制方式，即不是将来自NC程序的各程序块的指令存 储在存储器中，而是与基准值对应地将与该基准值同步的进给轴的位置、主轴位置作为指 令数据以表的形式存储在存储器中，根据存储在该存储器中的表形式数据来控制进给轴的 位置、主轴的位置等，也将这样的数值控制方式称为电子凸轮控制。在基于该表形式数据的 运转中，即使基准值的行进速度变化也能够正确地控制针对基准值同步的轴的位置，可以 进行不拘泥于现有的加工程序的自由的刀具的动作，从而实现缩短加工时间和高精度的加 工。作为基准值，使用时间、进给轴位置或主轴的位置等（参照日本特开昭59-177604号公 报）。并且，在日本特开2003-303005号公报、日本特开2007-304714号公报中还公开了将 通过该表形式数据指令的位置之间用二次函数、三次函数、或进一步用四次函数、五次函数 进行连接，从而进行控制使机械不产生震动或振动的方式。
[0003] 此外，在日本特开2012-234445号公报中还公开了在被控制的每个轴的表形式数 据中共享基准值以及对每个表形式数据使用基准值。并且，在该日本特开2012-234445号 公报中还记载并公开了在根据表形式数据运转机床的情况下，当要控制的机床的动作来不 及时，进行各控制轴的等待，从而同步地控制被控制的轴等的方法。
[0004] 在基于表形式数据的运转中，由于通过CAM输出的表形式数据的精度差等原因， 存在在指令的各位置之间速度变化大，无法平滑地加工加工面的情况。
[0005] 图1是目前已知的基于表形式数据的运转的框图（公开于日本特开2003-303005 号公报、日本特开2007-304714号公报）。在图1所示的例子中，将与基准值同步的轴设成 X轴、Z轴。基于作为表形式数据存储的指令数据进行运转的数值控制装置具备：对形成时 间、主轴位置、进给轴位置等基准值的信号进行计数的基准值计数器3、X轴路径表Tx、Z轴 路径表Tz、X轴路径表插值处理部4x、Z轴路径表插值处理部4ζ、进给轴的X轴用伺服电动 机5χ以及进给轴的Z轴用伺服电动机5ζ。将X轴路径表Τχ、Ζ轴路径表Tz设置在数值控 制装置内的存储器中或通过网络与数值控制装置连接的存储装置内，作为表形式数据，在X 轴路径表Tx中作为指令数据设定存储了与基准值对应的X轴的位置，在Z轴路径表Tz中 设定存储了与基准值对应的Z轴的位置。以下，将存储在该各轴路径表中的指令数据称为 路径表数据。X轴路径表插值处理部4χ、Ζ轴路径表插值处理部4ζ根据输入的基准值计数 器3的值即基准值，读出存储在X轴路径表Τχ、Ζ轴路径表Tz中的表形式数据，对其进行插 值处理后输出给X轴用伺服电动机5x、Z轴用伺服电动机5ζ，使X轴、Z轴的位置与基准值 同步来驱动X轴、Z轴的电动机5χ、5ζ。
[0006] 例如，在X轴路径表Tx、Z轴路径表Tz中存储图2所示的路径表数据，当根据该路 径表数据通过数值控制装置控制机床来加工被加工物时，刀具路径成为图3所示的路径。
[0007] 以如下方式进行驱动，在基准值L = 0. 0时，X轴位置、Z轴位置处于原点"0. 000"， 在基准值L从该原点位置到达" 100. 0"的时刻X轴位于"0. 200"的位置，在基准值L从该原 点位置到达"150. 0"的时刻Z轴位于"3. 000"的位置。结果，在基准值L到达"100. 0"的 时刻，X轴位于200"的位置，Z轴位置处于为了在基准值L为"150. 0"时到达"3. 000" 而进行移动的过程中，到达了 "2. 000"的位置。即，到达了基准值L = 100. 0的位置Pl (X， Z) = (0. 200, 2. 000)的位置。从该位置Pl开始驱动X轴，以便在基准值L = 200. 0时到达 "3. 000"的位置，在Z轴到达目标"3. 000"的位置的基准值L = 150. 0的时刻的位置P2, X 轴为"1. 600"。从该位置P2开始驱动Z轴以便在基准值L = 200. 0时到达"0. 000"的位 置，在基准值L = 200. 0时，到达X轴为"3. 000"、Z轴为"0. 000"的位置P3。
[0008] 根据这样的刀具路径进行加工，但在原点、位置P1、P2以及P3速度急剧变化，因此 有时产生震动，从而在被加工物的工件中留有加工痕迹。
[0009] 为了改善该问题点，在日本特开2003-303005号公报、日本特开2007-304714号公 报中公开了将指令的位置之间通过2~5次函数的曲线进行连接，使刀具沿着该曲线移动， 由此防止震动的产生，得到平滑的加工面的方法。然而，在该日本特开2003-303005号公 报、日本特开2007-304714号公报中记载的方法通过2~5次函数的曲线连接指令的位置 之间，来修正指令刀具路径，从而能够得到平滑的加工面，但在应用于既有的路径表数据时 需要用户自行修正路径表数据。
【发明内容】
[0010] 因此，本发明的目的在于提供一种在机床的基于表形式数据（路径表数据）的运 转中，无需用户自行修正既有的路径表数据，而是在通过限定刀具路径的修正范围来极力 保持刀具路径的同时，能够得到光滑的加工面的具备平滑功能的数值控制装置。
[0011] 本发明是一种具备基于表形式数据的运转中的平滑功能的数值控制装置，其将时 间、轴位置或者主轴位置作为基准值，将与该基准值同步的多个轴的位置与基准值对应地 存储到存储器或通过网络连接的存储装置中来作为表形式数据的指令数据，依次读出表形 式数据，同步地控制与该基准值同步的轴的位置，该数值控制装置具备：表形式数据预读单 元，其并行地预读同步的多个轴的表数据形式；刀具路径确定单元，其根据所述预读的表 形式数据来确定刀具路径；速度变化点检测单元，其在所述刀具路径中检测速度的变化点； 修正范围指定单元，其通过从所述速度的变化点开始的距离指定在所述速度的变化点进行 修正的范围；边界位置计算单元，其在速度的变化点的前后求出两个所述刀具路径上的修 正范围内和修正范围外的边界位置；刀具路径修正单元，其将在速度的变化点的前后求出 的两个边界位置之间置换成平滑的刀具路径；以及表形式数据修正单元，其根据所述修正 后的刀具路径来修正表形式数据。
[0012] 可以使所述刀具路径修正单元通过多元函数或三角函数或其组合，将两个边界位 置之间置换成平滑的曲线的刀具路径。
[0013] 可以使所述修正范围指定单元根据参数、输入信号以及程序指令来指定从所述速 度的变化点开始的距离。
[0014] 当在二维平面上存在刀具路径时，可以使所述边界位置计算单元求出将指定的距 离作为半径并且将速度的变化点作为中心的圆与所述刀具路径的交点，来作为边界位置， 当在三维空间上存在刀具路径时，可以使所述边界位置计算单元求出将指定的距离作为半 径并且将速度的变化点作为中心的球面与所述刀具路径的交点，来作为边界位置。
[0015] 可以具备修正范围调整单元，其在由所述修正范围指定单元指定的进行所述修正 的范围与其前后的进行所述修正的范围重叠时，使进行所述修正的范围的半径为所述速度 变化点之间的距离的一半。
[0016] 可以使所述表形式数据预读单元依次读出已读出的指令数据中的基准值最小的 轴的后续的指令数据。
[0017] 本发明通过具备以上的结构，在通过表形式数据指令的刀具路径中，对速度变化 点附近的较小的范围进行修正，修正成平滑的刀具路径。由此，防止与速