[发明专利]数控方法

说明书

技术领域

本发明涉及可以高精度进行曲面加工等的数控方法。

背景技术

图7是展示以往的伺服控制装置的模式图。在激光加工机和自动切换数控机床(加工中心)等中使用的以往的伺服控制装置60，在用3维空间位置指令进行各轴的伺服控制时，根据用加工程序等指示的空间位置指令和速度指令，在轴指令生成部分50中生成对各控制轴的移动指令，这些指令是用于实现该位置指令以及速度指令所必须的。

把这样生成的对各轴的移动指令输出到对应的轴控制部分，在轴控制部分中，根据该移动指令驱动电机。此时，电机的位置、速度以及加速度在每一采样时间中被反馈，以计算适宜的电机速度以及加速度。

但是，在这样由反馈来确定速度以及加速度等的控制参数的方法中，控制参数是根据在某一采样时间中的，轴已经偏离目标的状态计算的。因而，由该控制参数控制的控制轴，不是根据控制轴目前时刻的状态，而是根据控制轴在规定采样时间前的状态控制，因而在控制中产生滞后，在高速进给下进行加工时，或编程如急剧变化地切削曲线那样的刀具轨迹时，由于控制滞后，误差累计起来，进行适当的控制很困难。

例如在图7所示的伺服控制装置60中，对各轴指令生成部分50赋予作为刀具运动的作业空间(3维空间)内的轨道的空间位置指令PC和速度指令VC(进而，也可以对各轴指令生成部分50赋予速度过调节指令OC)。各轴指令生成部分50接收这些指令PC、VC，对要控制的各轴Sn(n＝1，2，…，5)生成包含了加减速度的已确定的在每一采样时间s的位置指令Dn。

在针对各轴Sn的轴控制部分51中，根据该轴Sn的位置指令Dn生成在伺服控制中所需要的速度指令、加速度指令(或者电流指令)，通过由位置回路52进行基于位置指令Dn的位置控制，由速度回路53进行基于速度指令的速度控制，由加速度回路55进行基于加速度指令的加速度控制，由这些分别的控制，再通过控制涉及该轴Sn的电机M的电力的电力控制部分56进行轴伺服控制。但是在上述以往的伺服控制装置60中，因为在各轴Sn的轴控制部分51中，根据那一时刻的控制轴的状态生成速度指令以及加速度指令，所以速度、加速度的控制具有滞后成分。特别是在作为线性插补(或者圆弧插补)的微小分割进行的样条插补中，滞后成分的影响大。因而，作为各轴的合成运动作业点的动作是不平滑的，包含进给不均匀，控制中包含了指令轨道和作业点轨道的轨道误差。

另外在该控制体系中，在控制理想的控制对象机械的情况下，即未考虑控制对象机械所具有的非线性成分的情况下，在样条插补等中，如上所述，在空间位置指令是沿着具有大曲率的轨道的指令时，需要对速度、加速度的急剧变化进行控制。以往，在该控制中的速度、加速度指令，在轴控制部分51中，因为是根据当前的采样时刻的位置指令制成的，所以不能进行充分的控制，和指令间的误差大，其结果，产生作为加速度积分的进给不均匀，还产生作为进给不均匀的积分的位置偏差。

发明内容

本发明鉴于上述问题，提供一种数控方法，其目的在于可以降低进给不均匀和位置偏差，可以高精度地进行曲面加工等。

技术方案1的发明所涉及的一种数控方法，在一边控制控制轴，一边使控制对象物沿着规定的轨迹移动的数控方法中，其构成是：

在用空间多项式近似上述轨迹的同时，

把该多项式变换为作为时间函数的多项式，

对上述各控制轴分配上述经变换的作为时间函数的多项式，

根据被分配在上述各轴上的作为时间函数的多项式，生成在上述各控制轴中的控制指令，

根据上述控制指令，控制各控制轴，使上述控制对象物沿着上述轨迹移动。

如果采用技术方案1，则焊枪前端(或者刀具前端)的速度、加速度、加加速度，就可以通过微分被变换为时间函数的多项式简单地求得，而不会产生对各控制轴的时间滞后。因为是根据这样求得的速度、加速度等的控制参数驱动控制各控制轴，所以可以预见控制对象物未来的移动状态，进行预见控制，使得控制和该预见一致。由此，可以提供能减少进给不均匀和位置偏差，高精度地进行曲面加工等的数控方法，它可以控制控制对象物沿着多项式表示的轨迹正确地移动。

技术方案2的发明所涉及的数控方法，其中上述控制指令是根据以下的指令生成的：位置指令，是基于上述经变换的作为时间函数的多项式的指令；速度指令，是1阶微分上述经变换的作为时间函数的多项式的指令；加速度指令，是2阶微分上述经变换的作为时间函数的多项式的指令。

进而，也可以利用3次微分上述经变换的作为时间函数的多项式的加加速度指令等，以具有3次以上的高次微分的多项式求得。