[發(fā)明專利]進(jìn)行基于曲率和曲率變化量的速度控制的數(shù)值控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610958015.8
• 申請(qǐng)日: 2016-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106647636B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大西庸士
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G05B19/4099
• 分類號(hào): G05B19/4099
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;曹鑫

本發(fā)明提供一種進(jìn)行基于曲率和曲率變化量的速度控制的數(shù)值控制裝置，該數(shù)值控制裝置根據(jù)程序指令對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，分析該程序指令來(lái)生成移動(dòng)指令數(shù)據(jù)，根據(jù)在基于該生成的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)的移動(dòng)路徑上的當(dāng)前位置的與曲率相關(guān)的物理量，設(shè)定用于速度變化的常數(shù)的值。然后，使用該設(shè)定了的、用于速度變化的常數(shù)的值來(lái)計(jì)算機(jī)床的軸的移動(dòng)速度，根據(jù)該計(jì)算出的移動(dòng)速度對(duì)軸進(jìn)行控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)值控制裝置，特別是能夠根據(jù)移動(dòng)路徑的形狀進(jìn)行最佳的速度控制的數(shù)值控制裝置。

背景技術(shù)

在數(shù)值控制裝置進(jìn)行的機(jī)械控制中，一般對(duì)于機(jī)械所具備的各軸設(shè)定有容許加速度，在使驅(qū)動(dòng)對(duì)象沿著曲線形狀或拐角形狀等移動(dòng)路徑進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，控制成使移動(dòng)方向變化時(shí)的加速度在不超過(guò)容許加速度的范圍內(nèi)以最大速度來(lái)使其移動(dòng)。

圖7是說(shuō)明現(xiàn)有的考慮了容許加速度的速度控制的例子的圖。

在使機(jī)械所具備的刀具等驅(qū)動(dòng)對(duì)象沿著實(shí)線箭頭的移動(dòng)路徑以移動(dòng)速度v移動(dòng)時(shí)，若設(shè)移動(dòng)路徑上的點(diǎn)n的X軸方向的加速度為ax_n，Y軸方向的加速度為ay_n，則當(dāng)增大速度v時(shí)，為了在點(diǎn)n沿著移動(dòng)路徑變更移動(dòng)方向，必須增大加速度ax_n、ay_n。但是，加速度ax_n受X軸的容許加速度限制，另外，加速度ay_n受Y軸的容許加速度限制。因此，在點(diǎn)n的移動(dòng)方向的變更所需的加速度ax_n、ay_n不超過(guò)各軸的容許加速度的范圍內(nèi)把最大速度設(shè)定為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)速度v。

另外，在使機(jī)械的驅(qū)動(dòng)對(duì)象移動(dòng)時(shí)，也能夠進(jìn)行與移動(dòng)方向無(wú)關(guān)而速度為恒定那樣的設(shè)定。

作為這樣的與曲線形狀或拐角形狀的移動(dòng)路徑中的速度控制有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，例如在日本特開(kāi)平2-219107號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了根據(jù)圓弧狀的移動(dòng)路徑中的曲率、或者根據(jù)法線方向加速度來(lái)決定速度的速度控制方法。

另外，日本特開(kāi)平05-313729號(hào)公報(bào)中已知有如下技術(shù)，即使在沒(méi)有對(duì)加工程序指示準(zhǔn)確停止指令(G09)等的情況下，在執(zhí)行數(shù)值控制時(shí)，也對(duì)塊(block)間的拐角形狀進(jìn)行自動(dòng)判別，并進(jìn)行就位檢查。在該技術(shù)中，通過(guò)第一塊的單位矢量和第二塊的單位矢量計(jì)算拐角角度α，根據(jù)該計(jì)算出的拐角角度α判定由伺服控制延遲引起的拐角誤差是否超過(guò)容許范圍，當(dāng)判定為超過(guò)容許范圍時(shí)對(duì)第一塊的數(shù)據(jù)指示就位檢查，以使其在容許范圍內(nèi)。

在數(shù)值控制裝置中，作為在速度控制中為了導(dǎo)出驅(qū)動(dòng)對(duì)象的速度而使用的值，設(shè)定有法線方向加速度、考慮了插補(bǔ)后加減速的容許內(nèi)旋量、就位寬度等常數(shù)值，對(duì)于各個(gè)常數(shù)值只能設(shè)定一個(gè)值時(shí)，操作員在開(kāi)始加工前確認(rèn)驅(qū)動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)路徑，必須根據(jù)移動(dòng)路徑上的最需要減速的點(diǎn)、即條件最嚴(yán)格的點(diǎn)來(lái)設(shè)定各常數(shù)的值。然而，像這樣設(shè)定后會(huì)產(chǎn)生加工整體的速度變慢、周期時(shí)間變長(zhǎng)的問(wèn)題。

另外，使用由微小線段構(gòu)成的加工程序進(jìn)行加工時(shí)，如圖8A以及圖8B所示，即使是相同的形狀，各塊間的角度也根據(jù)指令點(diǎn)的數(shù)量(在圖8A的例子中是3個(gè)點(diǎn)，在圖8B的例子中是4個(gè)點(diǎn))而不同，因此存在很難高精度地判定形狀的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠根據(jù)移動(dòng)路徑的形狀進(jìn)行最佳速度控制的數(shù)值控制裝置。

在本發(fā)明中，在加工程序的執(zhí)行中，通過(guò)使用了曲率和曲率變化量中的至少某一個(gè)的判定，通過(guò)使用區(qū)分使用用于速度計(jì)算的常數(shù)值的功能來(lái)解決上述問(wèn)題。另外，當(dāng)區(qū)分使用了用于速度計(jì)算的常數(shù)值時(shí)，平穩(wěn)地切換速度，使得在判定的邊界不發(fā)生不連續(xù)。

一般地，邊緣形狀(銳角的曲面形狀或拐角形狀)的部分曲率變化大，在其前后曲率小的情況較多，因此把該傾向反映到判定中。加工程序的制作存在精度的差別，但是由于曲率不依賴于指令點(diǎn)的精細(xì)程度，因此通過(guò)該曲率或曲率變化量的判定比在所述日本特開(kāi)平05-313729號(hào)公報(bào)中記載的技術(shù)所使用的通過(guò)角度的判定更能夠高精度地判定邊緣形狀。