[發明專利]工作機械的數值控制方法以及數值控制裝置

有效

• 申請號: 201180051989.3
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN103189807A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 川名啟;森規雄;尾田光成
• 申請（專利權）人: 株式會社牧野銑床制作所
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404;B23Q15/013
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及對工作機械的進給軸進行控制的數值控制方法以及實施該方法的數值控制裝置。

背景技術

工作機械為了使工件與工具相對移動而包含一個以上的進給機構，用于驅動進給機構的電機通過數值控制裝置控制。在由進給機構使工件或者工具的進給方向反轉時，進給機構所含的相對移動的部件之間（例如，進給絲杠以及螺母）的摩擦力進行作用的方向反轉，所以產生進給機構的動作瞬間延遲的現象。例如，在使用2個正交的直線運動進給機構使工件或者工具圓弧狀移動的情況下，由于該延遲的現象，產生一般被稱為象限突起的不希望的位置偏差。

關于此，公知一種數值控制裝置（參照專利文獻1）：當載置有工件的工作臺的進給方向反轉時，根據該反轉產生開始后的經過時間，對齒隙（back?lash）的校正指令值進行更新，將該校正指令值加到位置指令值上，基于該相加結果控制對工作臺進行驅動的伺服電機的旋轉，高精度地補償在進給方向反轉時產生的彈性變形，抑制象限突起的產生。另外，在專利文獻2中，公開了與X軸的位置相應地變更作為Y軸的伺服參數的速度環路增益、位置環路增益。

專利文獻1：日本特開2004-234205號公報

專利文獻2：日本特開平6-297058號公報

發明內容

進給機構對于進給方向具有預定的移動軌道，以下將該軌道上的位置稱為“進給軸的位置”。例如，在進給機構為進給絲杠以及螺母的情況下，螺母相對于進給絲杠的位置相當于“進給軸的位置”，而根據該進給軸的位置，該位置處的進給絲杠的剛性、進給絲杠與螺母之間的摩擦系數等機械性質嚴密地說是不同的。然而，以往，在工作機械的數值控制中沒有考慮與進給軸的位置相應的進給機構的構件的剛性、摩擦系數等的不同。

本發明，在一個技術方案中，提出實現了不依存于進給軸的位置的穩定的加工精度的工作機械的數值控制方法以及實施該方法的數值控制裝置。

根據技術方案1所記載的發明，提供一種工作機械的數值控制方法，對工作機械的進給軸進行控制，其特征在于：將進給軸的移動范圍分割為多個區域，預先儲存與該分割的多個區域各自相對應的多個控制參數；從所述工作機械的加工程序解析加工路徑；從所述儲存的多個控制參數讀取與根據所述加工路徑而確定的所述分割的區域相對應的控制參數；使用該讀取的控制參數對進給軸進行控制。

另外，根據技術方案2所記載的發明，提供如技術方案1所記載的發明，其中：在進給軸向加工開始位置移動的期間中讀取所述控制參數，在到達所述加工開始位置后立即設定為所述控制參數。

另外，根據技術方案3所記載的發明，提供如技術方案1所記載的發明，其中：在所述加工路徑遍及多個區域延伸的情況下，讀取與包含所述加工路徑最長的所述區域相對應的控制參數。

另外，根據技術方案4所記載的發明，提供如技術方案1所記載的發明，其中：在所述加工路徑為圓弧的情況下，讀取與包含該圓弧的中心的所述區域相對應的控制參數。

另外，根據技術方案5所記載的發明，提供如技術方案1所記載的發明，其中：所述控制參數包含所述進給軸的加減速時間常數、反饋增益、前饋增益、象限突起校正用的參數以及濾波器常數中的至少一個。

另外，根據技術方案6所記載的發明，能夠提供一種工作機械的數值控制裝置，對工作機械的進給軸進行控制，其特征在于，具備：儲存部，其將進給軸的移動范圍分割為多個區域，預先儲存與該分割的多個區域各自相對應的多個控制參數；解析部，其從所述工作機械的加工程序解析加工路徑；參數選定部，其從所述儲存的多個控制參數讀取與根據所述加工路徑而確定的所述分割的區域相對應的控制參數；和伺服控制部，其使用該讀取的控制參數對進給軸進行控制。

根據各技術方案所記載的發明，將進給軸的移動范圍分割為多個區域，使用與該分割的多個區域各自相對應的多個控制參數，控制進給軸，由此起到吸收與進給軸的位置相應的進給機構的構件的剛性、摩擦系數等的不同、實現不依存于進給軸的位置的穩定的加工精度的共同的效果。另外，基于加工程序預先確定控制參數，所以起到能夠設定安全的控制參數的效果。

附圖說明

圖1是根據本發明的一個實施方式的數值控制工作機械的概略圖。

圖2是表示對圖1所示的數值控制工作機械的Z軸方向的進給機構進行控制的結構的框圖。

圖3是表示在圖1所示的數值控制工作機械中分割的區域和進給軸的位置的圖。

圖4是對是否需要象限突起校正計算部的象限突起校正用的參數變更進行判定的判定處理的流程圖。