[发明专利]加工控制装置及其程序

说明书

技术领域

本发明涉及控制机床的加工控制装置及其程序，所述机床具有多个轴，使工具相对于工件移动。 

背景技术

以往，控制机床的数控装置解析用于加工工件的NC程序的NC代码，并将位置数据、速度数据作为指令数据而输出给电动机控制装置。这种NC程序是从操作面板直接输入到数控装置的。或者，产品形状被输入到CAM，CAM自动生成NC程序并使其读入到数控装置。 

近年来，随着三维CAD的普及，利用三维CAD进行复杂的产品形状的设计，复杂的产品形状作为实体数据(Solid data)从三维CAD输出。在以往所使用的CAM中，输入如用实体数据定义的复杂形状是非常费时费力的作业。专利文献1提出了一种CAM接收三维CAD输出的实体数据，生成工具轨迹，自动生成对复杂形状进行加工的NC程序的方法。 

专利文献1：日本特开2003-295917号公报 

如此，利用CAM根据三维实体数据可以直接输出NC程序，因此用于形成复杂形状的NC程序也被自动生成，大幅减轻了作业人的负担。 

CAM通常利用微小的直线近似为了加工复杂形状而工具相对于工件移动的工具轨迹。因此，多数情况下，CAM基于实体模型数据生成的NC程序庞大，生成NC程序需要耗费时间。另外，数控装置解析NC程序而计算对机床的各轴的移动量等进行指令的指令值，但数控装置解析庞大的NC程序也需要耗费时间，导致使利用CAM生成工具轨迹到加工的作业效率降低。 

而且，为了保持完成精度，希望CAM将工具轨迹的曲线部分分割为更微小的直线。但是，受限于数控装置的演算速度，从数控装置对机床的伺服机发出的指示有时跟不上工具的移动。因此，无法划分为太小的直线。 

发明内容

所以，本发明的目的在于提供一种加工控制装置及其程序，缩短从生成工具轨迹到加工的时间，并且提高加工精度。 

本发明的加工控制装置，控制具有多个轴且使工具相对于工件移动的机床，上述加工控制装置的特征在于，包括： 

工具轨迹存储单元，存储为了加工所述工件而使所述工具相对于所述工件移动的工具轨迹； 

进给速度存储单元，存储所述工具加工所述工件的进给速度； 

部分轨迹计算单元，将所述工具轨迹分割为曲率越大具有的长度越短的多个部分轨迹； 

轴控制数据计算单元，求出通过使所述工具以所述进给速度的随动速度在各部分轨迹上移动而加工所述工件时的该部分轨迹上的各轴位置、以及各轴速度的时间变化作为轴控制数据； 

输出单元，将各部分轨迹的轴控制数据输出给一边根据所述轴控制数据改变各轴速度一边使所述工具在所述部分轨迹上移动的所述机床的驱动部。 

另外，本发明的程序，其特征在于，使计算机发挥以下单元的功能： 

部分轨迹计算单元，将工具轨迹分割为曲率越大具有的长度越短的多个部分轨迹，该工具轨迹是为了使用具有多个轴且使工具相对于工件移动的机床加工所述工件而使所述工具相对于所述工件移动的轨迹； 

轴控制数据计算单元，求出通过使所述工具以预先存储的进给速度的随动速度在各部分轨迹上移动而加工所述工件时的该部分轨迹 上的各轴位置、以及各轴速度的时间变化作为轴控制数据； 

输出单元，将各部分轨迹的轴控制数据输出给一边根据所述轴控制数据改变各轴速度一边使所述工具在所述部分轨迹上移动的所述机床的驱动部。 

“轴速度”是指工具在X轴、Y轴和Z轴这样的控制轴的一个方向上移动的速度。 

“轴控制数据”是指在使工具沿着部分轨迹移动时用于控制各轴的数据。 

“进给速度的随动速度”是指使工具在部分轨迹上以接近进给速度地移动的速度，包括与进给速度不同速度的情况。 

另外，所述轴控制数据计算单元也可以以规定的时间间隔求出所述各轴速度的时间变化。 

另外，加工控制装置也可以进一步包括参数存储单元，该参数存储单元存储与所述机床的加工精度相关的参数，所述部分轨迹计算单元也可以按照所述参数改变所述部分轨迹的长度。 

“与机床的加工精度相关的参数”是指用于按照惯性矩、刚性等依赖于机床的物理特性来调整加工精度的参数，例如有与加速度、加加速度相关的参数。 

另外，所述轴控制数据计算单元也可以根据所述参数求出所述各轴速度，使得在预测为对于以所述进给速度进行加工来说曲率过大的部分轨迹中使工具以小于所述进给速度的速度移动。