[发明专利]具有控制圆弧动作的速度的功能的机床的数值控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制机床的数值控制装置，特别是涉及具有在圆弧动作中，根据任意设定或指令的频率或者角速度控制圆弧的切线方向的速度的功能的机床的数值控制装置。

背景技术

在控制机床的数值控制装置中，在加工路径为圆弧时的速度控制中，为了使由于轴的移动方向变化而产生的加速度成为任意设定或指令的加速度以下，进行速度控制。但是，即使设定了相同的加速度，随着圆弧半径变小或者指令速度变大，对伺服系统指令的频率上升。结果，在伺服系统中发生超过其位置控制的响应周期变得不安定的现象，此时，通常通过伺服或数值控制发出报警，使控制轴的动作停止。但是，当在加工过程中轴动作停止，则会发生划伤加工物、恢复加工要花费时间等问题。

在实际进行加工的范围内，预先任意设定或指令允许加速度，为了不达到速度指令值或转矩指令值的饱和来进行速度控制。但是，仅通过根据允许加速度进行速度控制，在进行微小圆弧加工时会发生无法进行充分的进给速度的限制(锁定)，或当想要进行充分的速度锁定时，加工时间大幅延长的问题。

在日本特开2003-334740号公报中公开了如下技术：根据指令路径以及指令速度生成各时刻的速度指令，计算该生成的各时刻的速度指令中包含的与机械振动对应的频带的成分，由此求出与机械振动对应的频率成分，求出该求出的频率成分为基准值以下的允许速度。

在日本特开昭63-303402号公报中公开了使用与圆弧中心有关的角速度目标值修正圆弧轨迹的速度指令的技术。该技术是用于修正圆弧的路径的速度控制，通过前馈控制使指令轨迹和响应轨迹的轨迹误差变小的技术。

上述的日本特开2003-334740号公报以及日本特开昭63-303402号公报不是通过半径小的圆弧的插补来加工形状的速度锁定的技术。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而提出的、目的在于提供一种机床的数值控制装置，该控制装置在通过圆弧插补或连续的微小线段块进行曲面加工时，通过伺服的位置控制能够响应的频率或角速度锁定该曲线的切线方向的速度(进给速度)，进行伺服的速度指令值或转矩指令值不饱和地连续的工件加工。

本发明的控制机床的数值控制装置的第一方式按照加工程序指令的圆弧的半径以及进给速度进行圆弧插补，具备：根据预先设定或者所述加工程序指令的、伺服的位置控制能够响应的频率或者角速度以及所述指令的圆弧的半径，计算第一允许进给速度的单元；比较单元，其比较所述指令的进给速度和所述计算出的第一允许进给速度；以及控制单元，其在所述比较单元的比较结果是所述指令的进给速度为所述第一允许进给速度以上时，将所述第一允许进给速度作为进给速度进行速度控制。

所述数值控制装置还可以具有根据所述指令的圆弧的半径和预先设定的允许加速度来计算第二允许进给速度的单元。并且，所述比较单元除了比较所述指令的进给速度和所述第一允许进给速度外，还比较所述指令的进给速度和所述第二允许进给速度，所述控制单元提取所述比较单元比较的多个进给速度中的最小的进给速度，通过该提取出的进给速度进行速度控制。

本发明的控制机床的数值控制装置的第二方式为预先读出由连续的指令块构成的加工块然后进行加工，具备根据执行中的块和该块的前面以及/或者后面的块来计算该块的曲率半径的单元；根据预先设定或指令的、伺服的位置控制能够响应的频率或角速度以及所述计算出的曲率半径来计算第一允许进给速度的单元；比较单元，其比较在所述指令块中指令的进给速度和所述计算出的第一允许进给速度；以及控制单元，其在所述比较单元的比较结果是所述第一允许进给速度小于所述指令的进给速度时，将所述第一允许进给速度作为进给速度进行速度控制。

所述数值控制装置还可以具有根据所述计算出的块的曲率半径和预先设定的允许加速度来计算第二允许进给速度的单元。然后，所述比较单元除了比较所述指令的进给速度和所述第一允许进给速度外，还比较所述指令的进给速度和所述第二允许进给速度，所述控制单元提取所述比较单元比较的多个进给速度中的最小的进给速度，通过该提取出的进给速度进行速度控制。

通过本发明的机床的控制装置，在通过圆弧插补或连续的微小线段块进行曲面加工时，通过伺服的位置控制能够响应的频率或角速度来锁定该曲线的切线方向速度，因此能够使伺服的速度指令值或转矩指令值不饱和地进行连续的工件的加工。

附图说明

通过参照附图说明以下的实施例，本发明的上述以及其它目的和特征将会变得清楚。在这些附图中，