CN108089554B - 数值控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数值控制装置。一种数值控制装置，其分析加工程序来判定是重视精度的加工还是重视速度的加工，并可以变更容许速度差。数值控制装置具有：判定部、转角减速控制部。上述判定部分析加工程序，并判定应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工。上述转角减速控制部根据转角前后的程序块间的切削进给速度的速度差和预先决定的容许速度差来实施转角减速控制。此时上述转角减速控制部根据上述判定部的判定结果来使容许速度差发生变动。

Description

数值控制装置

技术领域

本发明涉及一种数值控制装置，尤其涉及一种能够进行与加工内容相对应的减速的数值控制装置。

背景技术

数值控制装置会在工具移动方向变化的点(转角)的前后进行使切削进给速度加减速的速度控制。该控制被称为转角减速。通过转角减速，可以防止作用于机床的冲击和振动，从而确保加工精度。如果在转角的切削进给速度过快，则相对于通过加工程序指令的加工路径，实际的工具轨迹将进行内旋，因此加工精度下降。

在日本特开平02-072414号公报中公开了一种转角减速方法：根据加工程序块间的转角角度以及各轴的切削进给速度，来对加工转角时的切削进给速度进行减速。如图1A所示，当加工程序块N1和加工程序块N2加工以某个转角角度连接的路径时，数值控制装置计算转角前后的X轴以及Y轴的速度差。如果X轴以及Y轴的速度差超过预先决定的阈值即容许速度差时，数值控制装置实施转角减速控制，使得X轴以及Y轴的速度差不会超过容许速度差。

例如，在图1B所示的加工路径中，由于在转角前后，Y轴的移动方向反转，因此速度差变大，容易产生转角减速。另外，在使用激光加工等比较高速的加工方法时，即使细微的移动方向的变化也会容易产生超过容许速度差的速度差，从而也容易产生转角减速。

根据激光加工，例如在切削进给程序块中重复指令光束的开启/关闭，由此能够高速地进行断断续续的关闭加工。图2A以及图2B示除了这种断断续续的关闭加工的一例。在图2A中，加工路径的实线部分表示已进行切削加工的部分，虚线部分表示没有被切削的部分。图2B的右图表示用于进行这种加工的加工程序。图2B的左图是表示该加工程序的执行结果的示意图。在该加工程序中，切削进给程序块(G01等)连续，通过变更激光指令条件的占空比(Q0/Q100)，从而切换光束的开启/关闭。

这里，考虑对图3所示的加工路径同样进行激光加工的情况。该加工路径中存在通过虚线的圆来表示的转角部。在这样的转角部中，也会根据加工程序块间的转角角度以及各轴的切削进给速度来产生转角减速。由于相比于铣削等的轮廓加工，在图3的例子中所使用的激光加工速度也非常高，因此即使转角的角度很小，速度差也容易变大，也常常产生转角减速。

转角减速是在想要进行重视加工精度的加工时必要且重要的控制。另一方面，在想要进行重视速度的加工时，转角减速会成为提高速度的障碍。因此过去在重视速度加工的情况和重视精度加工的情况下，通过程序指令来变更容许速度差的参数设定等，从而控制转角减速的产生条件。但是，这种作业会花费时间。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种数值控制装置，其分析加工程序来判定是重视精度的加工还是重视速度的加工，并可以变更容许速度差。

本发明的一个实施方式所涉及的数值控制装置具有根据转角前后的程序块间的切削进给速度的速度差和预先决定的容许速度差来实施转角减速控制的转角减速控制部，其中，上述数值控制装置还具有：判定部，其分析加工程序，并判定是应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工，上述转角减速控制部根据上述判定部的判定结果使上述容许速度差发生变动。

在其他实施方式所涉及的数值控制装置中，上述判定部根据转角前后的程序块的光束的开启/关闭状态，来判定是应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工。

在其他实施方式所涉及的数值控制装置中，上述判定部根据转角前后的程序块的形成角度，来判定是应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工。

在其他实施方式所涉及的数值控制装置中，上述判定部根据转角前后的程序块的指令值的差，来判定是应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工。

在其他实施方式所涉及的数值控制装置中，上述转角减速控制部在上述判定部判定为应该重视速度时，使用用于高速加工的上述容许速度差来实施上述转角减速控制，在判定为应该重视精度时，使用通常的上述容许速度差来实施上述转角减速控制。

根据本发明，能够提供一种数值控制装置，其分析加工程序来判定是重视精度的加工还是重视速度的加工，并可以变更容许速度差。

附图说明

通过参照附图说明以下的实施例，将使本发明的上述以及其他目的、特征更加清楚。这些附图中：

图1A是表示现有的转角减速控制方法的一例的图。

图1B是表示现有的转角减速控制方法的一例的图。

图2A是表示激光加工的一例的图。

图2B是表示激光加工的一例的图。

图3是表示激光加工的一例的图。

图4A是表示本发明实施方式所涉及的数值控制装置的转角减速控制方法的一例的图。

图4B是表示本发明实施方式所涉及的数值控制装置的转角减速控制方法的一例的图。

图5A是表示本发明实施方式所涉及的数值控制装置的转角减速控制方法的一例的图。

图5B是表示本发明实施方式所涉及的数值控制装置的转角减速控制方法的一例的图。

图6是表示本发明实施方式所涉及的数值控制装置的动作的流程图。

图7是表示本发明实施方式所涉及的数值控制装置的结构的框图。

具体实施方式

下面，结合附图来说明本发明的实施方式。

图7是表示本发明实施方式的数值控制装置100的结构的框图。数值控制装置100具有：判定部110、转角减速处理部120。数值控制装置100是典型地具备中央处理装置(CPU)、存储装置以及输入输出装置的信息处理装置，通过由CPU执行预定的程序，从而在逻辑上实现判定部110以及转角减速处理部120。

判定部110分析加工程序，并参照预先决定的条件，来判定应该进行重视精度的加工还是应该进行重视速度的加工。

转角减速处理部120根据判定部110的判定结果，使用通常的容许速度差或用于高速加工的容许速度差来决定有没有实施转角减速处理。另外，根据决定结果来执行转角减速处理。

<实施例1>

作为实施例1，针对图4A以及图4B所示的加工路径时的数值控制装置100的动作进行说明。在图4A以及图4B的任何一个中，数值控制装置100在切削进给程序块(G01等)的途中对光束进行重复开启/关闭，由此进行断断续续的关闭加工。

一般在采用这样的加工方法时，认为用户是希望重视速度的加工。因此判定部110在转角前后的程序块都是切削进给程序块(G01等)，且在转角前后切换光束的开启/关闭时，判定为在该转角应该进行高速加工(图4A)。此时，判定部110计算转角前后的程序块的形成角度θ(0°≤θ<180°)，并进一步判定角度θ是否未超过预定的阈值，并只有在未超过的情况下判定为应该进行高速加工。

另外，判定部110在转角前后的程序块都是切削进给程序块(G01等)，且在转角前后光束均为关闭时，判定为在该转角应该进行高速加工(图4B)。此外，由于此时一开始可以无视加工精度，因此可以不一定要实施上述角度θ的判定。

转角减速处理部120在判定部110判断为应该进行高速加工时，使用预先决定好的用于高速加工的容许速度差来进行转角减速控制。其他情况下，使用通常的容许速度差来进行转角减速控制。用于高速加工的容许速度差优选设定为比通常的容许速度差大的数值。即，转角减速处理部120在应该进行重视速度的加工时，自动变更转角减速控制的运作条件。由此，可以抑制过剩的转角减速造成的加工速度的下降。

使用图6的流程图来说明实施例1的数值控制装置100的动作。

S1：判定部110读出加工程序中连续的2个加工程序块。典型地为，判定部110在加工程序块的执行中预读接下来应该执行的加工程序块。

S2：判定部110判定在S1读出的2个加工程序块是否都是切削进给程序块，并且是否在一方的加工程序块中为光束开启，且在另一方的加工程序块中为光束关闭(重视速度加工条件1)。也就是说，判定2个加工程序块的指令是否都是切削进给指令(G01等)，且一方的指令值是否为Q1＝0，另一方指令值Q2>0。当判定为是，即与重视速度加工条件1一致时转到S3。其他情况下转到S5。

另外，判定部110在S1读出的2个加工程序块都是切削进给程序块(G01等)，且双方的加工程序块为光束关闭时，也可以判定为与重视速度加工条件1一致。

S3：判定部110计算在S1读出的2个加工程序块的路径形成的角度θ(0°≤θ<180°)。判定部110判定角度θ是否未超过预定的阈值、即判定是否为θ<τ(重视速度加工条件2)。当判定为是，即是θ<τ且与重视速度加工条件2一致时转到S4。其他情况下转到S5。

S4：转角减速处理部120取得预先决定的用于高速加工的容许速度差。典型地是，从未图示的存储区域读出用于高速加工的容许速度差。

S5：转角减速处理部120取得预先决定的通常容许速度差。典型地是，从未图示的存储区域读出通常的容许速度差。

S6：转角减速处理部120使用在S4或S5取得的容许速度差来进行转角减速控制。即，转角减速处理部120计算在S1中读出的2个加工程序块的速度差。对X轴方向以及Y轴方向分别计算速度差。如果当X轴方向或Y轴方向的速度差超过在S4或S5中所取得的容许速度差时，则转角减速处理部120在转角前后使工具减速，直到达到X轴方向以及Y轴方向的速度差没有超过容许速度差的速度为止。

<实施例2>

作为实施例2，针对图5A以及图5B所示的加工路径时的数值控制装置100的动作进行说明。在图5A以及图5B中均存在如下特征：切削进给程序块(G01等)的指令值在相邻的加工程序块之间不同。

在图5A中，虽然2个切削进给程序块连续，但是进给速度从F2000变化为F1500。在这种情况下，由于与进给速度的变化相对应，因此优选抑制转角速度。因此，判定部110判定为在这种情况下，相比速度更应该进行重视精度的加工。

图5B也是2个切削进给程序块连续的例子。如左图那样当转角角度的外角θ比较小(转角角度比较大)时，判定部110判定为应该进行重视速度的加工。另一方面，如右图那样当转角角度的外角θ比较大(转角角度比较小)时，判定部110判定为应该进行重视精度的加工。通过将角度θ与预先决定的阈值τ进行比较，由此能够实施该判定。

转角减速处理部120与实施例1同样地，当判定部110判断为应该进行高速加工时，使用用于高速加工的容许速度差来进行转角减速处理，在其他情况下使用通常的容许速度差来进行转角减速处理。

使用图6的流程图来说明实施例2的数值控制装置100的动作。

S1：判定部110读出加工程序中的连续2个加工程序块。

S2：判定部110判定在S1读出的2个加工程序块是否都是切削进给程序块，且两者的指令值(速度F等的值)不同(重视速度加工条件1)。也就是说，判定2个加工程序块的指令是否都是切削进给指令(G01等)，且两者的指令值是否为F1≠F2。如果判定为是，即与重视速度加工条件1一致时转到S3。其他情况下转到S5。

S3：判定部110计算在S1读出的2个加工程序块的路径形成的角度θ(0°≤θ<180°)。判定部110判定角度θ是否未超过预定的阈值τ(0°≤θ<180°)、即是否为θ<τ(重视速度加工条件2)。当判定为是，即θ<τ且与重视速度加工条件2一致时转到S4。其他情况下转到S5。

S4：转角减速处理部120取得预先决定的用于高速加工的容许速度差。典型地是，从未图示的存储区域读出用于高速加工的容许速度差。

S5：转角减速处理部120取得预先决定的通常容许速度差。典型地是，从未图示的存储区域读出通常的容许速度差。

S6：转角减速处理部120使用在S4或S5取得的容许速度差来进行转角减速控制。

这里，实施例2如实施例1那样，没有将激光加工中特有的光束的开启/关闭状态用于判定。因此不限于激光加工，也可以应用于以铣刀加工、水喷射加工为主的切削加工中。

根据这些实施方式，判定部110通过分析加工程序来判定是应该通过以速度来加工转角，还是应该以重视精度来进行加工。并且，转角减速处理部120根据判定部110的判定结果而使用不同的容许速度差来进行转角减速控制。由此，不需要在每次用户加工时根据加工目的来变更容许速度差。

此外，本发明不限于上述实施方式，也能够在不脱离主旨的范围内进行适当变更。本发明在其发明的范围内，可以进行实施方式的任意结构要素的变形或实施方式的任意结构要素的省略。

例如，在上述实施方式中，进行了重视速度加工条件1的判定(S2)以及重视速度加工条件2的判定(S3)，但是也可以只执行这些条件判定中的任意一个。或者也可以更换这些条件判定的顺序来执行。

另外，上述实施方式所示的重视速度加工条件1(S2)以及重视速度加工条件2(S3)的具体判定方法不过是一个例子，也可以通过其他任意的判定方法来实施重视速度加工条件1(S2)或重视速度加工条件2(S3)的判定。

以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述的实施方式的例子，也可以通过增加适当的变更，以其他的方式来实施。

Claims (4)

1.一种数值控制装置，其具有转角减速控制部，所述转角减速控制部根据在前程序块和后程序块之间的转角的加工程序中所执行的所述前程序块和所述后程序块的切削进给速度的速度差、和预先决定的容许速度差，来实施转角减速控制，其特征在于，

该数值控制装置还具有：判定部，其分析加工程序来判定应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工，

上述转角减速控制部根据上述判定部的判定结果使上述容许速度差发生变动，

上述判定部根据前程序块中所指示的光束的开启/关闭状态与在后程序块中的光束的开启/关闭状态之间的比较，来判定应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工，

当在前程序块及后程序块的至少某一方中光束为关闭状态时，上述判定部判定为进行重视速度的加工，当前程序块及后程序块的双方的程序块均是光束为开启状态时，上述判定部判定为进行重视精度的加工，

当上述判定部判定为应该进行重视速度的加工时，上述转角减速控制部自动变更转角减速控制的运作条件。

2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

上述判定部根据所述前程序块和所述后程序块的形成角度，来判定应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工。

3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

上述判定部根据所述前程序块和所述后程序块的指令值的差，来判定应该进行重视精度和重视速度中的哪种加工。

4.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

上述转角减速控制部在上述判定部判定为应该重视速度时，使用用于高速加工的上述容许速度差来实施上述转角减速控制，在判定为应该重视精度时，使用通常的上述容许速度差来实施上述转角减速控制。

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