專利名稱：具有在任意區(qū)間變更速度的搖擺動(dòng)作功能的數(shù)值控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有控制磨床等中的磨具的搖擺動(dòng)作的功能的數(shù)值控制裝置。
背景技術(shù)：
在磨削機(jī)械刀具等磨床等中，例如，使Z軸上下移動(dòng)，同時(shí)與此相伴，使X、Y軸移動(dòng)，進(jìn)行磨削工件的側(cè)面的搖擺動(dòng)作。在美國(guó)公開(kāi)公報(bào)US2005/0215176A1中公開(kāi)了一種控制用于進(jìn)行輪廓控制的兩軸以上的控制軸，進(jìn)行輪廓控制的數(shù)值控制裝置，該數(shù)值控制裝置具備同時(shí)控制所述兩軸以上的控制軸進(jìn)行振蕩(chopping)動(dòng)作，同時(shí)生成進(jìn)行輪廓控制的移動(dòng)數(shù)據(jù)的振蕩移動(dòng)數(shù)據(jù)生成單元。在日本特開(kāi)平4-8473號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種采用控制磨具的振蕩動(dòng)作的振蕩控制方式的數(shù)值控制裝置，其具有根據(jù)指令的上死點(diǎn)和下死點(diǎn)計(jì)算往復(fù)距離的往復(fù)距離運(yùn)算單元；存儲(chǔ)有與往復(fù)速度對(duì)應(yīng)的往復(fù)修正值的修正表；以及將所述往復(fù)距離和所述往復(fù)修正值相加，計(jì)算往復(fù)距離指令值的加法器。在日本特開(kāi)平9-230920號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了如下技術(shù)在切削加工中，通過(guò)針對(duì)在NC 機(jī)床中預(yù)先設(shè)定的區(qū)域使刀具的切入量和進(jìn)給速度變化，僅加工特定的區(qū)域，由此縮短加工時(shí)間。另外，在日本特開(kāi)平11-65633號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了針對(duì)設(shè)定的區(qū)域使進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速的比率變化的技術(shù)。另外，在日本特開(kāi)平8-M3799號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種沖壓動(dòng)作控制裝置，其在沖床中，通過(guò)細(xì)分沖壓工具的路徑，即使是相同的位置也作為不同的位置來(lái)處理，能夠針對(duì)每個(gè)區(qū)間進(jìn)行速度變更。在上述的美國(guó)公開(kāi)公報(bào)US2005/0215176A1、日本特開(kāi)平4_8473號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的搖擺動(dòng)作中的速度控制以指定的恒定的速度輸出移動(dòng)量。因此，需要在邊界點(diǎn)的折回處進(jìn)行加減速處理，產(chǎn)生移動(dòng)量的積累，對(duì)邊界點(diǎn)的精度產(chǎn)生影響。在上述的日本特開(kāi)平4-8473號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了修正由于加減速處理引起的積累和伺服電動(dòng)機(jī)的延遲的技術(shù)，但是，通過(guò)指定速度、加減速時(shí)的時(shí)間常數(shù)，加減速時(shí)的移動(dòng)量的積累變大，因此修正量也變大，修正完成所要時(shí)間變長(zhǎng)。另外，在上述的日本特開(kāi)平9-230920號(hào)公報(bào)或日本特開(kāi)平11-65633號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的技術(shù)中，通過(guò)位模式處理指定區(qū)域，因此未進(jìn)行移動(dòng)方向不同的判定。在搖擺動(dòng)作中， 即使是相同的位置，如果移動(dòng)方向不同，也需要作為不同的位置進(jìn)行處理，因此，無(wú)法將這些日本特開(kāi)平9-230920號(hào)公報(bào)或日本特開(kāi)平11-65633號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用到搖擺動(dòng)作中。在上述的日本特開(kāi)平8-M3799號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的技術(shù)中，根據(jù)工件的板厚變更各區(qū)間的位置。但是，原本該技術(shù)的目的在于進(jìn)行沖壓動(dòng)作控制，因此也沒(méi)有設(shè)想如搖擺動(dòng)作那樣連續(xù)的控制。并且，該技術(shù)也沒(méi)有設(shè)想路徑本身的變更，因此無(wú)法應(yīng)用于移動(dòng)搖擺區(qū)域的情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種控制機(jī)床的數(shù)值控制裝置，在邊界點(diǎn)處折回的情況下加減速時(shí)不會(huì)發(fā)生移動(dòng)量的積累，能夠?qū)崿F(xiàn)在邊界點(diǎn)處的精度的提高。另外，另一目的在于提供一種控制機(jī)床的數(shù)值控制裝置，能夠削減多次往復(fù)的磨削加工時(shí)間，因此能夠變更與搖擺控制相符合的任意區(qū)間的速度，并且能夠縮短加工循環(huán)時(shí)間。本發(fā)明的對(duì)具有在任意的區(qū)域進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的搖擺軸的機(jī)床進(jìn)行控制的數(shù)值控制裝置具備指定單元，其指定所述搖擺軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的下死點(diǎn)及上死點(diǎn)的位置和所述搖擺軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)搖擺動(dòng)作的基準(zhǔn)速度；相位計(jì)算單元，其根據(jù)所述搖擺軸的當(dāng)前位置，計(jì)算將所述搖擺軸的一個(gè)往復(fù)作為一個(gè)周期時(shí)的當(dāng)前的相位；速度計(jì)算單元，其根據(jù)所述相位計(jì)算單元計(jì)算出的當(dāng)前的相位和所述基準(zhǔn)速度，來(lái)計(jì)算在當(dāng)前相位的所述搖擺軸的速度；以及控制單元，其根據(jù)所述速度計(jì)算單元計(jì)算出的速度來(lái)控制搖擺軸。所述數(shù)值控制裝置還可以具備速度變更單元，其變更所述搖擺軸的在相位的任意區(qū)間中的速度。并且，該數(shù)值控制裝置還可以具備判斷單元，其判斷通過(guò)所述速度變更單元變更后的區(qū)間的所述搖擺軸的速度和變更前的速度的差即速度差是否在最大加速度內(nèi)； 以及變更單元，其在所述判斷單元的判斷結(jié)果為所述速度差超過(guò)最大加速度時(shí)，變更速度變更率。能夠?qū)⑺龌鶞?zhǔn)速度設(shè)為所述搖擺軸在從下死點(diǎn)移動(dòng)到上死點(diǎn)間的最大速度。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種控制機(jī)床的數(shù)值控制裝置，在邊界點(diǎn)處折回的情況下加減速時(shí)不會(huì)發(fā)生移動(dòng)量的積累，能夠?qū)崿F(xiàn)在邊界點(diǎn)處的精度的提高。另外，能夠提供一種控制機(jī)床的數(shù)值控制裝置，能夠削減多次往復(fù)的磨削加工時(shí)間，因此能夠變更與搖擺控制相符合的任意區(qū)間的速度，并且能夠縮短加工循環(huán)時(shí)間。


通過(guò)參照

以下實(shí)施例，本發(fā)明上述的以及其它的目的以及特征將會(huì)變得清楚。圖1是用于說(shuō)明在磨床等中使用的搖擺動(dòng)作的圖。圖2是用于說(shuō)明根據(jù)相位信息管理?yè)u擺軸的位置的搖擺功能的圖。圖3是說(shuō)明能夠使加減速如正弦波形那樣進(jìn)行平滑的速度控制的圖。圖4是執(zhí)行本發(fā)明的搖擺動(dòng)作的數(shù)值控制裝置的框圖。圖5是用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的速度控制的圖。圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的速度控制的圖。圖7是表示本發(fā)明的用于進(jìn)行根據(jù)相位信息進(jìn)行速度控制的搖擺動(dòng)作的算法的流程圖。圖8是用于說(shuō)明變更通過(guò)相位信息任意指定的區(qū)間的速度的圖。圖9是用于說(shuō)明在加減速中也維持角度信息，同時(shí)能夠進(jìn)行不超過(guò)最大加速度α 的速度變動(dòng)，由此降低振動(dòng)的圖。圖10是用于說(shuō)明通過(guò)提高磨具與切削面不接觸的區(qū)間的速度比率，來(lái)消減循環(huán)時(shí)間的圖。圖11是用于說(shuō)明即使在移動(dòng)了搖擺區(qū)域時(shí)，也能夠不變更指定區(qū)間地進(jìn)行速度變更的圖。圖12A以及圖12B是表示能夠在通過(guò)相位信息指定的區(qū)間變更速度比率的搖擺動(dòng)作的算法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是用于說(shuō)明在磨床等中使用的搖擺動(dòng)作的圖。作為磨削軸的搖擺軸1在Z軸方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如在圖1中表示為“搖擺動(dòng)作5” 那樣，使磨具2上下運(yùn)動(dòng)。該磨具2在圖1中在“旋轉(zhuǎn)方向6”所示的方向上旋轉(zhuǎn)，并且在與 Z軸方向垂直的X軸方向上前進(jìn)，磨削表示為“磨削面4”的工件3的側(cè)面。以在搖擺動(dòng)作的一個(gè)周期中具有離開(kāi)工件3的期間的方式驅(qū)動(dòng)磨具2。具有搖擺動(dòng)作功能的數(shù)值控制裝置控制磨床等機(jī)床在Z軸方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與此相伴，使分別與ζ軸垂直的X軸以及Y軸移動(dòng)，進(jìn)行磨削工件3的側(cè)面的搖擺動(dòng)作。Z軸方向(上下方向)的運(yùn)動(dòng)為恒定，將上方向的搖擺區(qū)域邊界點(diǎn)即端點(diǎn)稱為上死點(diǎn)，將下方向的搖擺區(qū)域邊界點(diǎn)的端點(diǎn)稱為下死點(diǎn)。在圖1中，用上死點(diǎn)Zm、^12表示上方向的端點(diǎn)，用下死點(diǎn)&i、Zl2表示下方向的端點(diǎn)。另外，在圖1中，在位移地點(diǎn)\將刀具2的搖擺區(qū)域從搖擺區(qū)域Al變更為搖擺區(qū)域A2。如后所述，可以通過(guò)加工程序來(lái)指定該搖擺區(qū)域的變更。圖2是用于說(shuō)明根據(jù)相位信息管理?yè)u擺軸的位置的搖擺功能的圖。用“搖擺區(qū)域A”表示搖擺軸1(參照?qǐng)D1)搖擺的區(qū)域，用下死點(diǎn)&表示搖擺動(dòng)作的下方向的搖擺區(qū)域邊界點(diǎn)即端點(diǎn)，用上死點(diǎn)Zu表示上方向的搖擺區(qū)域邊界點(diǎn)即端點(diǎn)。并且，將在下死點(diǎn)&的相位θ ^設(shè)為0 π)弧度，將在上死點(diǎn)Zu的相位Θ 設(shè)為JI弧度。圖 2的波形表示搖擺軸1 (刀具2)的搖擺動(dòng)作的一個(gè)周期。在此，關(guān)于搖擺動(dòng)作中的位置Z的相位θ，在從下死點(diǎn)\向上死點(diǎn)Zu移動(dòng)時(shí)為0 < θ < π，在從上死點(diǎn)Zu向下死點(diǎn)4移動(dòng)時(shí)為π < θ < (0)，因此，即使是相同位置，也能夠根據(jù)搖擺軸的移動(dòng)方向而作為不同的位置7、8來(lái)處理。另外，能夠用下面的公式 (1)或公式(2)來(lái)表示位置Z和相位θ的關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)值控制裝置，其對(duì)具有在任意的區(qū)域進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的搖擺軸的機(jī)床進(jìn)行控制，其特征在于，具備指定單元，其指定所述搖擺軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的下死點(diǎn)及上死點(diǎn)的位置和所述搖擺軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)搖擺動(dòng)作的基準(zhǔn)速度；相位計(jì)算單元，其根據(jù)所述搖擺軸的當(dāng)前位置，計(jì)算將所述搖擺軸的一個(gè)往復(fù)作為一個(gè)周期時(shí)的當(dāng)前的相位；速度計(jì)算單元，其根據(jù)所述相位計(jì)算單元計(jì)算出的當(dāng)前的相位和所述基準(zhǔn)速度，來(lái)計(jì)算在當(dāng)前相位的所述搖擺軸的速度；以及控制單元，其根據(jù)所述速度計(jì)算單元計(jì)算出的速度來(lái)控制搖擺軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，還具備速度變更單元，其變更所述搖擺軸的在相位的任意區(qū)間中的速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，還具備判斷單元，其判斷通過(guò)所述速度變更單元變更后的區(qū)間的所述搖擺軸的速度和變更前的速度的差即速度差是否在最大加速度內(nèi)；以及變更單元，其在所述判斷單元的判斷結(jié)果為所述速度差超過(guò)最大加速度時(shí)，變更速度變更率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)速度是所述搖擺軸在從下死點(diǎn)移動(dòng)到上死點(diǎn)間的最大速度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有在任意區(qū)間變更速度的搖擺動(dòng)作功能的數(shù)值控制裝置。機(jī)床具有在任意區(qū)域往復(fù)運(yùn)動(dòng)的搖擺軸?？刂圃摍C(jī)床的數(shù)值控制裝置指定機(jī)床的搖擺軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的下死點(diǎn)及上死點(diǎn)的位置以及該搖擺軸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)搖擺動(dòng)作的基準(zhǔn)速度。然后，根據(jù)搖擺軸的當(dāng)前位置來(lái)計(jì)算將搖擺軸的一個(gè)往復(fù)作為一個(gè)周期時(shí)的當(dāng)前的相位，并根據(jù)該計(jì)算出的當(dāng)前的相位和所述基準(zhǔn)速度來(lái)計(jì)算在當(dāng)前相位的所述搖擺軸的速度。
文檔編號(hào)G05B19/4093GK102262398SQ20111010470
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者小谷中洋介, 細(xì)川匡彥, 芳賀誠(chéng) 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社