[发明专利]自动调整加工速度的计算机数值控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机数值控制系统，尤其涉及一种自动调整加工速度的计算机数值控制系统。

背景技术

一般而言，计算机数值控制（Computer Numerical Control；CNC）工具机的加工误差系指加工程序所设定的精度及加工成品实际精度间的差异，其大致上可以分成三个来源：计算机数值控制装置造成的误差、伺服系统造成的误差及加工机床造成的误差。值得注意的是，计算机数值控制装置及伺服系统所造成的误差，通常是可预测并具有规律重现性质的，而加工机床所造成的误差则无法精准预测，因而为了能够掌握加工机床所造成的误差，往往必须要每过一段时间就重新量测一次加工机床所造成的误差。较佳的做法是在工具机设计初期及组装过程做好校准，尽量降低加工机床造成的误差，使得最后计算加工误差时，可不需要考虑加工机床所造成的误差，只需计算计算机数值控制装置及伺服系统所造成的误差。

目前，大多数的CNC工具机操作人员，通常的加工方式是：指定加工误差、通过加工出来的成品量测实际的加工误差、凭经验调整计算机数值控制装置的速度相关参数、重复以上步骤进行测试调整而得到符合所指定之的加工误差的最佳加工速度。近年来，也有人通过提供一个既定的加工路径，加工后使用人工量测或是计算机判定最后的加工误差是否能够接受，若无法接受，则再调整计算机数值控制装置的相关参数，直到加工误差和加工速度都能接受。然而，在这种方式下，当使用者指定一个加工误差时，就必须经一次测试，或是一开始就必须储存大量的误差对应速度参数的相关数据，相当耗费时间成本且降低作业效率。

另一方面，也有人利用限制或强迫伺服系统，使得伺服系统在运作时，不会造成伺服落后的现象，如此一来，只需考虑计算机数值控制装置的误差即可。然而，零伺服落后会造成伺服系统需承受较大的冲击，而为了降低伺服系统的冲击，一般计算机数值控制装置在指定的加工误差下，必须尽可能的修改加工路径，如此势必会耗费计算机数值控制装置不少的效能。

目前CNC工具机的操作，为寻求合乎使用者需求的加工误差，仍未能找到一个兼顾最佳加工速度及最佳加工效率的解决方案。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种自动调整加工速度的计算机数值控制系统，利用使用者所指定的加工误差量自动调整速度相关参数，使得在指定的加工误差量内，达到加工时间最短。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

自动调整加工速度的计算机数值控制系统，特点是：包括伺服系统，具有马达驱动器、马达及第一参数缓存单元，马达驱动器依据暂存于第一参数缓存单元内的第一加工参数驱动马达；

计算机数值控制装置，与伺服系统电性连接，具有：

数据接收单元，设于计算机数值控制装置内，其接收加工过程控制程序与使用者所设定的指定加工误差；

第二参数缓存单元，设于计算机数值控制装置内，储存有第二加工参数及初始速度控制参数；

加工规划单元，设于计算机数值控制装置内，其与数据接收单元及第二参数缓存单元连接，接收来自数据接收单元内的加工过程控制程序及第二参数缓存单元内的初始速度控制参数，进行初始加工路径及初始加工速度的规划；

速度控制参数计算单元，设于计算机数值控制装置内，其与数据接收单元、第一参数缓存单元及第二参数缓存单元连接，整合数据接收单元内使用者所设定的指定加工误差以及第一加工参数与第二加工参数计算出一组最佳速度控制参数，并将其暂存回第二参数缓存单元，提供给加工规划单元作为规划初始加工路径及初始加工速度之用，并生成一路径控制命令以产生一最佳加工路径；

 平滑处理单元，设于计算机数值控制装置内，与加工规划单元及第二参数缓存单元连接，并依据第二加工参数产生最佳加工路径的路径控制命令进行平滑运算后，输出控制讯号至伺服系统。

进一步地，上述的自动调整加工速度的计算机数值控制系统，第二加工参数用以提供平滑处理单元进行平滑运算。

更进一步地，上述的自动调整加工速度的计算机数值控制系统，第一加工参数用以提供马达驱动器用以驱动马达。

更进一步地，上述的自动调整加工速度的计算机数值控制系统，所述最佳速度控制参数包括最大速度、最大加速度、最大加加速度、转角容许速度差及圆弧向心加速度。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：