[發明專利]進行擺動切削的機床的伺服控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201710333447.4
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107390639B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 園田直人
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 金成哲;宋春華

本發明提供能夠使工作裝置執行沿指令路徑的擺動動作的工作裝置的控制裝置。該控制裝置控制具備多個控制軸而對作為加工對象的工件進行切削加工的機床，且具備：位置指令獲取部，獲取針對驅動切削工具的伺服馬達的位置指令或針對驅動工件的伺服馬達的位置指令；旋轉速度獲取部，獲取切削工具等的旋轉速度；擺動振幅計算部，基于位置指令和旋轉速度計算擺動振幅；擺動頻率計算部，基于旋轉速度計算擺動頻率；擺動指令計算部，基于擺動振幅和擺動頻率計算擺動指令；位置指令存儲部，存儲基于擺動振幅的指令路徑；擺動指令修正部，基于指令路徑，對擺動指令進行修正；以及驅動部，基于位置指令和修正后的擺動指令，求出驅動伺服馬達的驅動信號并輸出。

技術領域

本發明涉及通過多個軸的協調動作而對工件進行切削加工的機床的伺服控制裝置及控制方法。

背景技術

目前，已知通過多個軸的協調動作而對作為加工對象的工件進行切削加工的機床。在這種機床中，為了將切削而產生的切屑切碎，存在采用使切削工具和工件相對于加工方向相對擺動的加工方法的情況。

例如，在下記專利文獻1中公開了一邊使切削工具低頻振動，一邊進行切削加工的技術。該專利文獻1中，具有通過控制切削工具進給驅動馬達來使切削工具在兩軸方向上低頻振動的控制機構，根據工件的轉速或切削工具的轉速和該工件或切削工具每轉一圈的切削工具的進給量，將與工作臺上的質量、馬達特性等機械特性相應的切削工具進給機構的前進量、后退量、前進速度、后退速度預先表格化，并作為使切削工具在至少兩軸方向上同步進行進給動作的能夠以25Hz以上的低頻率實際工作的數據而存儲，基于所存儲的該數據，控制上述切削工具進給驅動馬達。而且，通過以最佳的振動執行低頻振動切削，從而切屑成為粉狀，切屑難以纏繞于切削工具。

但是，在該文獻1中，以低頻率進行的振動(擺動)預先將與馬達特性相應的擺動指令表格化，認為難以對應加工條件的變更。

另外，在下記專利文獻2中公開了以下技術：生成振動指令，使得能夠基于施加的振動條件、例如頻率和振幅，施加沿加工路徑的振動，將該振動指令疊加于加工指令，并分配至各軸的伺服控制。具體而言，在使工具相對于加工對象沿移動路徑相對移動時，使工具以描繪移動路徑的方式振動，移動路徑含有加工位置和速度，根據具有移動路徑的移動指令計算每單位時間(插值周期)的指令移動量(基于移動指令進行的移動量)，使用含有頻率和振幅的振動條件，計算與該移動指令對應的時刻的基于該單位時間的振動進行的移動量即振動移動量，對指令移動量和振動移動量進行合成，計算合成移動量，以移動了合成移動量的位置位于曲線移動路徑上的方式，求出單位時間內的移動量。而且，記載為根據該方法，無需存儲工具的振動條件的表，能夠以各種條件進行加工。

但是，在該文獻2中，例如，當欲施加高頻擺動時，認為指令會變得不嚴謹。特別是在擺動頻率提高而接近指令分配頻率的情況下，認為這成為問題。例如，在相對于指令分配頻率100Hz，擺動頻率為50Hz的情況下，一擺動周期期間產生兩點的指令。擺動頻率進一步提高，越接近指令分配頻率，該傾向越顯著，認為難以進行精密的控制。

這樣，現有的使用擺動來控制機床的計數中，在利用高的擺動頻率的情況下，認為難以進行高精度的擺動控制。因此，本申請發明者為了消除這樣的問題而反復潛心研究，研發了能夠使伺服馬達進行高精度的擺動的改良后的伺服控制裝置，做成了其它專利申請(日本特愿2016－066593)。

根據本申請發明者獨立開發的改良后的伺服控制裝置，基于從上位的控制裝置對該伺服控制裝置施加分配指令的時刻的指示信息(位置指令、主軸的旋轉速度)，做成擺動指令，因此能夠進行高精度的擺動指令。但是，在該獨立開發的伺服控制裝置中，未考慮過去的指令路徑而做成擺動指令，因此，在例如圓弧形狀的加工地生成使加工路徑時刻變化的指令的情況下，也被認為存在不能實現沿路徑的擺動的情況。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5033929號公報