[发明专利]数值控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对工作机械进行控制的数值控制装置，所述工作机械使用旋转工具来对工件(work)进行切削加工。

背景技术

数字控制(Numerical Control，NC)工作机械按照NC程序(program)来进行切削加工，所述NC程序是由计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)作成。近年来，借由计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)装置来作成产品形状的实体模型(solid model)，将该产品形状的实体模型提供给CAM。

一般而言，CAM基于产品形状的实体模型来对工具轨迹进行计算，且对进给速度进行设定。当工具轨迹包含非均有理B样条(NURBS，Non-Uniform Rational B-Spline)等中所记述的自由曲线时，CAM将该自由曲线分割成微小曲线或微小直线。

专利文献1已揭示了如下的方法，即，将工具轨迹分割成多个区间，针对各区间来对进给速度F进行设定。根据F＝V×S×E×L/X的计算式来求出进给速度F。S为转速(rpm)，E为工具的刃数，L为区间的长度(mm)。X为一个区间所需的切削量(mm³)。V为一个刃每旋转一周的切削量。基于工件材料、以及工具的L/D(突出长度/工具直径)来对每个刃的切削量V进行计算。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002-200540号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

例如像圆头槽铣刀(ball end mill)之类的工具具有如下的直径，越靠近前端，则该直径变得越小。在以相同的转速来使工具旋转的情况下，当工具的小直径部分对工件进行切削时，会导致每小时的切削量减少，所述小直径部分的直径较标称直径更小。在此种情况下，进给速度F会引起切削量的不足，该进给速度F是基于标称的工具直径而由之前的计算式求出。结果，会使加工精度下降，使工具产生异常的消耗或破损。

另外，在对工件进行切削期间，工具会从切削点退回，工具位置的实际值与目标值产生偏差。进给速度越大，则所述位置偏差变得越大。大位置偏差会使精加工面产生起伏或阶差。

本发明的目的在于提供如下的数值控制装置，该数值控制装置消除切削量的不足，且使位置偏差减少而不会使切削效率下降。

解决课题的技术手段

本发明的数值控制装置是对工作机械进行控制的数值控制装置，所述工作机械包括多个轴且使工具相对于工件而移动，所述数值控制装置包括：

工具轨迹产生单元，产生用以对工件进行加工的工具轨迹；

部分轨迹计算单元，将所述工具轨迹分割成多个部分轨迹(l)，所述多个部分轨迹(l)的曲率(k)越大，则长度越短；

修正进给速度计算单元，针对每个所述部分轨迹，对切削点附近的切削面的法线与所述工具的旋转轴所成的切削面角度(θ)进行计算，且针对每个所述部分轨迹，基于所述切削面角度来对修正进给速度F(θ)进行计算，所述修正进给速度F(θ)是对设定进给速度(F)进行修正而得的速度；

轴控制数据计算单元，每隔固定时间间隔(Δt)求出各轴的速度数据(data)(Vx、Xy、Vz)，以使所述工具能够以所述修正进给速度而在所述部分轨迹上移动；以及

输出单元，将所述速度数据输出至驱动单元，所述驱动单元将所述工作机械予以驱动。

所谓“轴”，是指像X轴、Y轴以及Z轴之类的控制轴。

另外，本发明的数值控制装置是对工作机械进行控制的数值控制装置，所述工作机械包括多个轴且使工具相对于工件而移动，所述数值控制装置包括：

工具轨迹产生单元，产生用以对工件进行加工的工具轨迹；

部分轨迹计算单元，将所述工具轨迹分割成多个部分轨迹(l)，所述多个部分轨迹(l)的曲率(k)越大，则长度越短；

修正进给速度计算单元，针对每个所述部分轨迹，对所述部分轨迹上的某个点的法线与所述工具的旋转轴所成的切削面角度(θ)进行计算，且针对每个所述部分轨迹，基于所述切削面角度来对修正进给速度F(θ)进行计算，所述修正进给速度F(θ)是对设定进给速度(F)进行修正而得的速度；

轴控制数据计算单元，每隔固定时间间(Δt)隔求出各轴的速度数据(Vx、Xy、Vz)，以使所述工具能够以所述修正进给速度而在所述部分轨迹上移动；以及

输出单元，将所述速度数据输出至驱动单元，所述驱动单元将所述工作机械予以驱动。