[發(fā)明專利]數值控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710244859.0
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107300893B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 宇野宏佑
• 申請（專利權）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;嚴星鐵

本發(fā)明提供一種能夠在進行反饋控制時以不產生延遲的方式控制輸出值的數值控制裝置，其特征在于，具備：指令程序解析部，其解析上述程序指令，生成指示上述軸的移動的指令數據；以及速度運算部，其以使上述主軸負載值恒定的方式，開始進行根據反饋控制來運算上述指令數據的上述軸的進給速度或對進給速度的倍率的速度運算處理，上述速度運算部在輸出與運算出的上述倍率不同的倍率時，用根據輸出的倍率反算出的值更新在反饋控制中使用的式的以消除反饋值與目標值的偏差為目的的特征量。

技術領域

本發(fā)明涉及數值控制裝置，特別涉及控制反饋控制中的輸出值的數值控制裝置。

背景技術

已知通過以使主軸的負載恒定的方式控制進給速度，從而實現切削速度的提高、切削工具的長壽命化的技術(例如，日本特開2012－032869號公報等)。在這種控制方法中，為了將負載控制為恒定，在每單位時間的切削體積小時，通過提高進給速度來增大切削體積，在切削體積大而主軸負載高時，通過降低進給速度來縮小切削體積。在簡單地將該控制方法應用于機床的情況，根據加工程序。加工對象的形狀等，存在進給速度會無限制地上升的可能性。在進給速度上升后的狀態(tài)下，切削體積急劇增加，該情況下存在以下可能性，即，在通過離散時間控制減小進給速度前，工具、加工對象破損。

因此，需要將進給速度的變化限制在某程度。但是，在簡單地固定反饋控制中的輸出值，將輸出值蓋寫成最大值或最小值的情況下，存在積分項或以此為標準的特征量會違背意圖地變化的可能性。考慮了各種進給速度的控制方法，但是一般作為用于將對象的值保持為恒定值的控制，廣泛使用PID控制。本發(fā)明中，作為進給速度的控制方法，以PID控制的倍率控制為例，對一實施方式進行解說。

PID控制的輸入一般能夠用數學式1算出。

[數學式1]

O(t)：輸出值

e_L(t)：控制對象的目標與當前(時刻t)的值的差

K_p：PID控制的比例項的增益

K_i：PID控制的積分項的增益

K_d：PID控制的微分項的增益

C：PID控制的補償

在以使主軸的負載恒定的方式控制進給速度的情況下，將輸出值O(t)設為進給速度(倍率)，將e_L(t)設為目標主軸負載與時刻t的主軸負載的差，通過對常數設定合適的值，從而能夠使主軸負載向目標靠近。在未進行切削的狀態(tài)下，也就是在主軸空轉時，即使提高進給速度，主軸負載也不變動，因此，優(yōu)選僅在切削中、也就是在主軸負載達到了恒定值以上時進行控制。此外，數學式1中將PID控制開始時刻設為t₀。

圖4表示使用了本實施方式的PID控制的反饋控制的方塊圖的例。以將對上述的工具施加的負載等控制為恒定為目的，將圖4所示的反饋控制應用于進行數值控制的機床，該情況下，在反饋控制的每個控制周期，根據目標主軸負載和基于實際的加工的主軸負載的反饋L(t)，算出本次的控制周期的輸出值O(t_n)，并進行控制。也就是，在每個控制周期實施一周期圖4的方塊圖。在此，當關注積分的塊時，在不進行特別的操作的情況下，積分的塊在時刻t_n輸出的值由數學式2表示。

[數學式2]