数控装置的制造方法_2

文档序号:9457610阅读:来源:国知局
微米且小于或等于300微米。其理由在于,如果振幅比I微米小,则切削效率变差,另外,伺服系统变得无法响应,如果振幅比300微米大,则有可能导致机械振动。另外,频率优选为大于或等于1Hz且小于或等于300Hz。其理由在于,如果频率比1Hz小,则无法获得振动切削的效果,如果比300Hz大,则伺服系统变得无法响应。振动振幅进给比率解析部453对加工程序中是否包含振动振幅进给比率进行解析,在包含振动振幅进给比率的情况下,获取振动振幅进给比率。
[0032]在利用解析处理部45读入除了使数值控制轴(驱动轴)进行动作的指令以外的、作为使机械进行动作的指令的辅助指令的情况下,机械控制信号处理部46向PLC电路部47通知指示了辅助指令的情况。如果从机械控制信号处理部46收到指示了辅助指令的通知,则PLC电路部47执行与该辅助指令相对应的处理。
[0033]插补处理部48具有相位差计算部481、移动路径生成部482、振动波形生成部483、振动移动量生成部484以及移动量合成部485。
[0034]相位差计算部481根据从解析处理部45或者存储部43获取的振动振幅进给比率,对相位差进行计算。相位差表示基于指令而形成的振动后退位置相对于振动前进位置的时间滞后。
[0035]移动路径生成部482利用由相位差计算部481计算出的相位差,生成单位时间(插补周期)内的各轴向上的相对于时间的移动路径。这里,进行如下求解,即,将基于对象的指令程序块的相对于时间的移动路径作为振动前进位置,并将使振动前进位置在与相位差对应地使时间滞后的方向上平行移动而获得的移动路径作为振动后退位置。
[0036]振动波形生成部483根据从解析处理部45或者存储部43获取的振动指令,针对各轴而生成成为用于使刀具或者加工对象进行振动的基准的振动波形(以下,称为基准振动波形)。基准振动波形表示相对于时间的各轴向上的位置。作为基准振动波形,能够采用任意波形,这里将振动波形设为三角波。该三角波的振幅为1.0,其周期具有根据振动条件而指定的值。
[0037]振动移动量生成部484求出各时间内的振动前进位置和振动后退位置的差,并针对各轴而计算对该差乘以振动波形所得到的振动移动量。
[0038]移动M合成部485将由移动路径生成部482生成的振动后退位置、和由振动移动量生成部484生成的振动移动量相加,计算出单位时间(插补周期)内的各轴的合成移动量。
[0039]对于从插补处理部48输出的各驱动轴的合成移动量,加减速处理部49将其变换为根据预先指定的加减速模式而考虑了加减速的每单位时间内的移动指令。对于由加减速处理部49处理的每单位时间内的移动指令,轴数据输出部50将其向对各驱动轴进行控制的伺服控制部13X、13Z、...、以及主轴控制部16输出。
[0040]为了一边使刀具或者加工对象进行振动一边进行加工,如上所述,只要在进行加工时使加工对象和刀具相对地移动即可。图2是示意性地表示进行车削加工的实施方式I所涉及的数控装置的轴的结构的图。在该图中,在纸面内设定正交的Z轴和X轴。图2(a)表示将加工对象61固定、且例如仅使进行车削加工的车削加工用刀具即刀具62在Z轴和X轴方向上移动的情况,图2(b)表示使加工对象61在Z轴方向上移动、且使刀具62在X轴方向上移动的情况。无论在上述的哪种情况下,通过针对移动的对象(加工对象61或者刀具62)设置伺服电动机11,都能够进行以下说明的处理。
[0041]图3是示意性地表示一边施加低频振动一边进行加工的方法的图。这里,示出在纸面内设定正交的Z轴和X轴,一边使刀具62和加工对象沿着该ZX面内的移动路径101相对地移动,一边进行加工的情况。在实施方式I中,在使刀具62沿着移动路径101相对于加工对象相对地移动时,以描画移动路径101的方式使刀具62进行振动。S卩,在直线的区间内使刀具62以沿着直线往复的方式振动,在曲线的区间内使刀具62以沿着曲线往复的方式振动。此外,使刀具62振动这样的记载,是指刀具62相对于加工对象61的相对运动,实际上,如图2所示,可以使刀具62和加工对象61的任一方进行运动。以下的说明也相同。
[0042]下面,对实施方式I的数控装置I所涉及的移动路径计算方法进行说明。图4和图5是示意性地表示实施方式I所涉及的插补处理部中的移动量计算处理的次序的一个例子的图。
[0043]首先,在解析处理部45的移动指令生成部451中,根据加工程序的指令程序块而生成包含起点和终点在内的移动指令,并将该移动指令对插补处理部48输出。另外,利用振动指令解析部452,将加工程序中所包含的、或者由参数设定的包含频率和振幅在内的振动条件对插补处理部48输出,利用振动振幅进给比率解析部453,将加工程序中所包含的振动振幅进给比率或者由参数设定的振动振幅进给比率对插补处理部48输出。
[0044]然后,相位差计算部481根据从解析处理部45或者存储部43获取的振动振幅进给比率而求出相位差W。如果将相对于时间的移动路径上的振幅设为A、且将每次旋转进给量(进给速度)设为F,则由下式(I)表示振动振幅进给比率Q。
[0045]Q = A/F...(I)
[0046]将主轴旋转I圈的所需时间设为T,T的期间的进给量为F,因此,从某个时刻tl起一边以振幅A振动、一边以每次旋转进给量F前进的情况下的移动路径由图4 (a)中的R3表示。将该移动路径R3的最高点的位置连结所得的直线为振动前进位置R:,将最低点的位置连结所得的直线为振动后退位置R2。另外,设为使振动前进位置R1与这里根据指令而生成的移动路径等同。如果将振动前进位置R/变为O的时刻设为t0,则相位差W由下式(2)表不。
[0047]W = tl — t0...(2)
[0048]根据图4(a)所示的图,相位差W、振幅A、每次旋转进给量F以及主轴每旋转I圈的所需时间T之间存在下式(3)的关系,根据(3)式,相位差W表达为下式(4)。
[0049]A/ff = F/T...(3)
[0050]W = AT/F = QT...(4)
[0051]相位差计算部481以该方式利用振动振幅进给比率和(4)式而对相位差W进行计笪并ο
[0052]然后,移动路径生成部482根据成为对象的指令而生成各轴方向上的相对于时间的移动路径。此时,在加工的种类为切削振动的情况下,利用由相位差计算部481计算出的相位差,形成振动前进位置&和振动后退位置R 2这两种路径。
[0053]具体而言,振动前进位置R1是基于从移动指令生成部451获取的移动指令而生成的路径,其生成为,如果到达移动终点,则直至振动后退位置R2到达移动终点为止,停留在相同的位置。在振动前进位置R1开始移动之后,振动后退位置R 2在等待与相位差W相应的量之后开始移动。图4(b)中示出根据这种规则而形成的轴向上的振动前进位置R1和振动后退位置R2。
[0054]然后,振动波形生成部483利用来自振动指令解析部452的振动条件而生成与移动路径重叠的基准振动波形。具体而言,生成具有振动条件中的频率、且振幅(从最高点到最低点的高度)为I的振动波形。此时,振动波形采用预先规定的波形(例如三角波)。图4 (c)中示出根据这种规则而生成的X轴方向和Z轴方向上的基准振动波形。该基准振动波形构成时间函数。
[0055]接着,振动移动量生成部484求出各时间内的振动前进位置和振动后退位置之差。图4(d)中示出轴向上的振动前进位置和振动后退位置之差。并且,振动移动量生成部484对振动前进位置和振动后退位置之差乘以由振动波形生成部483生成的基准振动波形,计算出振动移动量。即,在各轴向上,将图4(c)的曲线和图4(d)的曲线相乘,由此计算出振动移动量。图4(e)中示出以该方式计算出的轴向上的振动移动量。
[0056]并且,针对各轴,移动量合成部485使由移动路径生成部482生成的振动后退位置和由振动移动量生成部484生成的振动移动量重叠(相加),由此生成相对于时间的移动路径。图5中示出以该方式生成的轴向上的移动路径R3。
[0057]如图5所示,即使与对象的指令相对应的移动路径R3到达目标位置,在直至移动路径R3的
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