[發明專利]數控方法

有效

• 申請號: 01140201.6
• 申請日: 2001-12-05
• 公開（公告）號: CN1357806A
• 公開（公告）日: 2002-07-10
• 發明（設計）人: 山崎恒彥;大西公平;宮川直臣;井上利彥
• 申請（專利權）人: 山崎恒彥
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18;G05B19/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 馬江立,陳海紅

技術領域

本發明涉及可以高精度進行曲面加工等的數控方法。

背景技術

圖7是展示以往的伺服控制裝置的模式圖。在激光加工機和自動切換數控機床(加工中心)等中使用的以往的伺服控制裝置60，在用3維空間位置指令進行各軸的伺服控制時，根據用加工程序等指示的空間位置指令和速度指令，在軸指令生成部分50中生成對各控制軸的移動指令，這些指令是用于實現該位置指令以及速度指令所必須的。

把這樣生成的對各軸的移動指令輸出到對應的軸控制部分，在軸控制部分中，根據該移動指令驅動電機。此時，電機的位置、速度以及加速度在每一采樣時間中被反饋，以計算適宜的電機速度以及加速度。

但是，在這樣由反饋來確定速度以及加速度等的控制參數的方法中，控制參數是根據在某一采樣時間中的，軸已經偏離目標的狀態計算的。因而，由該控制參數控制的控制軸，不是根據控制軸目前時刻的狀態，而是根據控制軸在規定采樣時間前的狀態控制，因而在控制中產生滯后，在高速進給下進行加工時，或編程如急劇變化地切削曲線那樣的刀具軌跡時，由于控制滯后，誤差累計起來，進行適當的控制很困難。

例如在圖7所示的伺服控制裝置60中，對各軸指令生成部分50賦予作為刀具運動的作業空間(3維空間)內的軌道的空間位置指令PC和速度指令VC(進而，也可以對各軸指令生成部分50賦予速度過調節指令OC)。各軸指令生成部分50接收這些指令PC、VC，對要控制的各軸Sn(n＝1，2，…，5)生成包含了加減速度的已確定的在每一采樣時間s的位置指令Dn。

在針對各軸Sn的軸控制部分51中，根據該軸Sn的位置指令Dn生成在伺服控制中所需要的速度指令、加速度指令(或者電流指令)，通過由位置回路52進行基于位置指令Dn的位置控制，由速度回路53進行基于速度指令的速度控制，由加速度回路55進行基于加速度指令的加速度控制，由這些分別的控制，再通過控制涉及該軸Sn的電機M的電力的電力控制部分56進行軸伺服控制。但是在上述以往的伺服控制裝置60中，因為在各軸Sn的軸控制部分51中，根據那一時刻的控制軸的狀態生成速度指令以及加速度指令，所以速度、加速度的控制具有滯后成分。特別是在作為線性插補(或者圓弧插補)的微小分割進行的樣條插補中，滯后成分的影響大。因而，作為各軸的合成運動作業點的動作是不平滑的，包含進給不均勻，控制中包含了指令軌道和作業點軌道的軌道誤差。

另外在該控制體系中，在控制理想的控制對象機械的情況下，即未考慮控制對象機械所具有的非線性成分的情況下，在樣條插補等中，如上所述，在空間位置指令是沿著具有大曲率的軌道的指令時，需要對速度、加速度的急劇變化進行控制。以往，在該控制中的速度、加速度指令，在軸控制部分51中，因為是根據當前的采樣時刻的位置指令制成的，所以不能進行充分的控制，和指令間的誤差大，其結果，產生作為加速度積分的進給不均勻，還產生作為進給不均勻的積分的位置偏差。

發明內容

本發明鑒于上述問題，提供一種數控方法，其目的在于可以降低進給不均勻和位置偏差，可以高精度地進行曲面加工等。

技術方案1的發明所涉及的一種數控方法，在一邊控制控制軸，一邊使控制對象物沿著規定的軌跡移動的數控方法中，其構成是：

在用空間多項式近似上述軌跡的同時，

把該多項式變換為作為時間函數的多項式，

對上述各控制軸分配上述經變換的作為時間函數的多項式，

根據被分配在上述各軸上的作為時間函數的多項式，生成在上述各控制軸中的控制指令，

根據上述控制指令，控制各控制軸，使上述控制對象物沿著上述軌跡移動。

如果采用技術方案1，則焊槍前端(或者刀具前端)的速度、加速度、加加速度，就可以通過微分被變換為時間函數的多項式簡單地求得，而不會產生對各控制軸的時間滯后。因為是根據這樣求得的速度、加速度等的控制參數驅動控制各控制軸，所以可以預見控制對象物未來的移動狀態，進行預見控制，使得控制和該預見一致。由此，可以提供能減少進給不均勻和位置偏差，高精度地進行曲面加工等的數控方法，它可以控制控制對象物沿著多項式表示的軌跡正確地移動。

技術方案2的發明所涉及的數控方法，其中上述控制指令是根據以下的指令生成的：位置指令，是基于上述經變換的作為時間函數的多項式的指令；速度指令，是1階微分上述經變換的作為時間函數的多項式的指令；加速度指令，是2階微分上述經變換的作為時間函數的多項式的指令。

進而，也可以利用3次微分上述經變換的作為時間函數的多項式的加加速度指令等，以具有3次以上的高次微分的多項式求得。