CN114008547B - 数控装置、机器学习装置及数控方法 - Google Patents

数控装置、机器学习装置及数控方法 Download PDF

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Abstract

对多个驱动轴进行控制而对刀具进行驱动，与刀具的行进方向即切削方向无关地在固定的振动方向一边使刀具振动、一边对加工对象物进行切削加工的数控装置(1X)的特征在于，具有：一致判定部(11)，其对振动方向和切削方向是否一致进行判定；比较部(12)，其在振动方向和切削方向不一致的情况下，将加工对象物的加工对象面的位置的切削前后的差分即切入量的指令值和基于驱动轴的振动振幅量的切入量的实际值进行比较；以及调整部(13)，其在实际值大于指令值的情况下，对刀具的移动进行调整以使得实际值变小。

Description

数控装置、机器学习装置及数控方法
技术领域
本发明是对一边使刀具振动一边对加工对象物进行切削加工的工作机械进行控制的数控装置、机器学习装置及数控方法。
背景技术
数控装置按照加工程序对刀具的动作进行控制，使刀具对加工对象物进行加工。在数控装置中存在一边使刀具振动、一边对加工对象物进行振动切削。
在专利文献1中公开了控制对加工对象物进行切削加工的工作机械的控制装置。该控制装置一边使刀具在加工方向振动、一边使工作机械进行切削加工。
专利文献1：日本特开2018－181100号公报
发明内容
根据上述现有技术，用于在切削方向振动的处理负荷变大。针对如上所述的处理负荷的问题，考虑将振动方向固定为1个方向。但是如果将振动方向固定，则在加工方向和振动方向不一致时，通过振动而大于切入量的指令值地对加工对象面进行切削，存在有时加工精度降低这样的问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够在具有将振动方向固定的振动切削功能的数控装置中，抑制加工精度的降低的数控装置。
为了解决上述的课题，达到目的，本发明所涉及的数控装置对多个驱动轴进行控制而对刀具进行驱动，与刀具的行进方向即切削方向无关而在固定的振动方向一边使刀具振动、一边对加工对象物进行切削加工。该数控装置的特征在于，具有：一致判定部，其对振动方向和切削方向是否一致进行判定；比较部，其在振动方向和切削方向不一致的情况下，将加工对象物的加工对象面的位置的切削前后的差分即切入量的指令值和基于驱动轴的振动振幅量的切入量的实际值进行比较；调整部，其在实际值大于指令值的情况下，对刀具的移动进行调整以使得实际值变小。
发明的效果
本发明所涉及的数控装置具有下述效果，即，能够在具有将振动方向固定的振动切削功能的数控装置中，抑制加工精度的降低。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的数控装置的功能结构的图。
图2是表示图1所示的数控装置的控制对象即工作机械的结构的图。
图3是表示图1所示的数控装置所使用的加工程序的一个例子的图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的调整部的结构的图。
图5是用于对图4所示的调整部的功能进行说明的图。
图6是用于对具有图4所示的调整部的数控装置的动作进行说明的流程图。
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的调整部的结构的图。
图8是用于对图7所示的调整部的功能进行说明的图。
图9是用于对具有图7所示的调整部的数控装置的动作进行说明的流程图。
图10是表示本发明的实施方式3所涉及的调整部的结构的图。
图11是用于对图10所示的调整部的功能进行说明的图。
图12是用于对具有图10所示的调整部的数控装置的动作进行说明的流程图。
图13是表示本发明的实施方式4所涉及的数控装置的功能结构的图。
图14是用于对本发明的实施方式1～4所涉及的数控装置的硬件结构进行说明的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的数控装置、机器学习装置及数控方法详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的数控装置1X的功能结构的图。图2是表示图1所示的数控装置1X的控制对象即工作机械110的结构的图。
数控装置1X对工作机械110的多个驱动轴进行控制。数控装置1X对驱动轴进行控制，由此一边使加工对象物70和刀具66A的相对位置变化，一边对加工对象物70的切削加工进行控制。此时数控装置1X一边使刀具66A在固定的振动方向振动，一边使加工对象物70进行切削加工。在这里刀具66A的振动方向与刀具66A的行进方向即切削方向无关，而是固定的方向。
在图1示出了工作机械110的结构要素即驱动部90。驱动部90具有：伺服电动机901，其在X轴方向使刀具66A移动；伺服电动机902，其在Z轴方向使刀具66A移动；检测器97，其对伺服电动机901的位置及速度进行检测；以及检测器98，其对伺服电动机902的位置及速度进行检测。另外，驱动部90具有：X轴伺服控制部91，其基于来自数控装置1X的指令对伺服电动机901进行控制，由此对刀具66A的X轴方向的动作进行控制；以及Z轴伺服控制部92，其对伺服电动机902进行控制，由此对刀具66A的Z轴方向的动作进行控制。X轴伺服控制部91基于由检测器97检测的位置及速度，向伺服电动机901进行反馈控制。Z轴伺服控制部92基于由检测器98检测的位置及速度，向伺服电动机902进行反馈控制。
驱动部90具有：主轴电动机911，其使主轴60旋转；检测器211，其对主轴电动机911的位置及速度进行检测；以及主轴伺服控制部200，其基于来自数控装置1X的指令，对主轴电动机911进行控制。主轴伺服控制部200基于由检测器211检测的位置及速度，进行向主轴电动机911的反馈控制。
工作机械110具有刀架65A、具备第1主轴75的主轴台和图1所示的驱动部90。在刀架65A安装刀具66A。在刀架65A设置有X轴方向的驱动轴61X及Z轴方向的驱动轴61Z。刀架65A能够在X轴方向及Z轴方向移动。数控装置1X对主轴60和驱动轴61X、61Z进行控制，由此使刀具66A的XZ平面中的位置移动，通过刀具66A对加工对象物70进行加工。
第1主轴75在安装有加工对象物70的状态下旋转，由此使加工对象物70旋转。第1主轴75的旋转轴、即加工对象物70的旋转轴是在主轴台设置的主轴60。
数控装置1X一边使刀具66A在固定的振动方向振动，一边进行切削加工。一边使刀具66A振动一边进行的切削加工也被称为振动切削加工。振动方向是用于使刀具移动的多个驱动轴之中的1个移动方向，在本实施方式中为Z轴方向。在Z轴方向，刀具66A在沿加工路径的刀具66A本身的移动距离的基础上，以振动振幅量进行移动。下面，将在刀具66A本身的移动距离加上振动振幅量得到的移动距离称为振动前进距离。
此外，在这里将刀具66A的移动方向设为X轴方向及Z轴方向，但本实施方式并不限定于该例子。轴向与装置结构有关，因此并不限定于上述的例子。另外，工作机械110也可以具有多个刀架65A。在该情况下，驱动部90具有与多个刀架65A各自相对应的X轴伺服控制部91、Z轴伺服控制部92、检测器97、98及伺服电动机901、902。
数控装置1X具有控制运算部2X、输入操作部3和显示部4。输入操作部3是向控制运算部2X输入信息的单元。输入操作部3由键盘、按钮或鼠标等输入单元构成。用户通过使用输入操作部3，从而能够向数控装置1X输入命令、加工程序或参数等信息。使用输入操作部3输入的信息输入至控制运算部2X。
显示部4由液晶显示装置等显示单元构成。显示部4将由控制运算部2X处理后的信息在显示画面进行显示。
控制运算部2X具有画面处理部31、输入控制部32、数据设定部33、存储部34、控制信号处理部35、PLC(Programmable Logic Controller)36、解析处理部37、插补处理部38X、加减速处理部39和轴数据输出部40。此外，PLC 36可以设置于控制运算部2X的外部。
存储部34具有参数存储区域341、显示数据存储区域342、加工程序存储区域343和共享区域344。在参数存储区域341内储存控制运算部2X的处理所使用的参数等。具体地说，在参数存储区域341内储存用于使数控装置1X动作的控制参数、伺服参数及刀具数据。在显示数据存储区域342内储存显示部4所显示的画面显示数据。画面显示数据是在显示部4用于对信息进行显示的数据，示出所要显示的画面的内容。在加工程序存储区域343储存加工对象物70的加工所使用的加工程序。加工程序包含使刀具66A振动的指令即振动指令和使刀具66A移动的指令即移动指令。在共享区域344对暂时地使用的数据进行存储。
图3是表示图1所示的数控装置1X所使用的加工程序的一个例子的图。该加工程序包含有多个指令C1～C5。第1指令C1是主轴旋转指令，指定出主轴60的转速。第2指令C2是定位指令。在第2指令C2中，“X10”指定出刀具66A的X轴方向的位置，“Z50”指定出Z轴方向的位置。第3指令C3是振动指令。在第3指令C3中，“G165.2”指定出将刀具66A的振动方向固定为Z轴方向，“A2.0”指定出振动振幅量，“D1.0”指定出振动次数。第4指令C4是加工方向和振动方向一致的情况下的切削指令。第4指令C4的“Z10”指定出Z轴方向的移动量，“F0.5”指定出刀具66A的进给速度，“E0.05”指定出切入量。第5指令C5是加工方向和振动方向不一致的情况下的切削指令。在第5指令C5中，“X10”指定出X轴方向的移动量，“Z5”指定出Z轴方向的移动量，“F0.5”指定出刀具66A的进给速度，“E0.05”指定出切入量。
例如，M码示出机械动作指令，M3的情况表示主轴旋转指令。G码表示与驱动轴的移动相关的指令。S码表示主轴电动机转速指令。
返回图1的说明。解析处理部37具有移动指令解析部371和振动指令解析部372。插补处理部38X具有一致判定部11、比较部12、调整部13、波形生成部14和振动移动量生成部15。
画面处理部31使在显示数据存储区域342中存储的画面显示数据在显示部4进行显示。输入控制部32对使用输入操作部3输入的信息进行接收。数据设定部33使由输入控制部32接收到的信息存储于存储部34。输入操作部3接收到的信息经由输入控制部32及数据设定部33而写入至存储部34。例如，在输入的内容为加工程序的编辑内容的情况下，数据设定部33对存储部34的加工程序存储区域343所保存的加工程序反映编辑后的内容而在加工程序存储区域343对编辑后的加工程序进行储存。在输入参数的情况下，数据设定部33对在存储部34的参数存储区域341中保存的参数进行更新。
控制信号处理部35与PLC 36连接。控制信号处理部35从PLC36对用于使工作机械110动作的继电器等的信号信息进行接收。控制信号处理部35将接收到的信号信息写入至存储部34的共享区域344。信号信息在加工运转时由插补处理部38X参照。另外，控制信号处理部35如果由解析处理部37对共享区域344输出辅助指令，则将该辅助指令从共享区域344读出而发送至PLC 36。辅助指令是使驱动轴动作的指令以外的指令。辅助指令例如为M码。
PLC 36如果从控制信号处理部35被发送辅助指令，则执行与辅助指令相对应的处理。PLC 36对记述有机械动作的梯形图程序进行保存。PLC 36如果接收到辅助指令，则按照梯形图程序执行与辅助指令相对应的处理。PLC 36在执行与辅助指令相对应的处理后，为了执行加工程序的下一个程序块，将表示与辅助指令相对应的处理完成的完成信号发送至控制信号处理部35。
在控制运算部2X中，控制信号处理部35、解析处理部37和插补处理部38X经由存储部34连接，经由存储部34进行信息的写入及读出。在下面的说明中，在对控制信号处理部35、解析处理部37和插补处理部38X之间的信息的写入及读出进行说明时，有时省略经由存储部34进行的情况。
所要执行的加工程序例如由用户使用输入操作部3进行指定加工程序的输入而进行选择。加工程序的指定例如是使用对加工程序进行识别的加工程序识别信息而进行的。指定出的加工程序识别信息经由输入控制部32及数据设定部33而写入至共享区域344。解析处理部37读取通过加工程序识别信息指定出的加工程序从存储部34，对读取的加工程序进行解析。移动指令解析部371对加工程序所包含的移动指令进行解析而生成移动条件。移动指令解析部371生成与由G码表示的移动指令相对应的移动条件。移动条件包含刀架65A的移动速度、使刀架65A移动的位置等。
振动指令解析部372对加工程序所包含的振动指令进行解析。振动指令解析部372对振动指令进行解析而生成振动条件。振动条件是执行振动切削时的振动的条件。振动条件例如包含振动切削中的振动方向及振动次数。振动次数是在主轴60旋转1周的期间刀架65A在Z轴方向振动的次数。解析处理部37将解析结果写入至存储部34的共享区域344。解析结果例如是移动条件及振动条件。
插补处理部38X的一致判定部11对刀具66A的振动方向和切削方向是否一致进行判定。振动方向例如是解析处理部37的振动指令解析部372对加工程序进行解析而提取出的、由振动指令指定的振动方向。该振动方向由解析处理部37写入至共享区域344。另外，振动方向可以是由PLC 36指定的方向。在该情况下，振动方向由控制信号处理部35写入至共享区域344。或者振动方向也可以是使用输入操作部3由用户指定的方向。在该情况下，振动方向由数据设定部33写入至参数存储区域341。一致判定部11从存储部34读取振动方向。关于切削方向也与振动方向同样地，可以是通过加工程序中的移动指令指定出的方向，也可以是由PLC 36指定出的方向，也可以是使用输入操作部3由用户指定出的方向。这些切削方向写入至共享区域344，因此一致判定部11从存储部34读取切削方向。
比较部12在一致判定部11的判定结果表示振动方向和切削方向不一致的情况下，将切入量的指令值和基于驱动轴61Z的振动振幅量的切入量的实际值进行比较。在这里，切入量是加工对象物70的加工对象面的位置的切削前后的差分。切入量的指令值与切削方向及振动方向同样地，可以是通过加工程序中的移动指令指定出的值，也可以是由PLC 36指定出的值，也可以是使用输入操作部3由用户指定出的值。切入量的实际值是根据移动指令及振动指令而确定的实际的值。在本实施方式中，刀具66A的振动的中心处于加工对象物70的加工对象面上，因此切入量的实际值成为振动振幅量。下面，切入量的实际值作为振动振幅量而进行说明。
调整部13具有调整对刀具66A的移动进行指定的指令的功能。调整部13在切入量的实际值大于指令值的情况下，对刀具66A的移动进行调整以使得实际值小于或等于指令值。调整部13的详细内容在后面详述。
波形生成部14基于从解析处理部37取得的信息，生成振动的基本波形。在调整部13进行了指令的调整的情况下，波形生成部14基于调整后的指令而生成振动的基本波形。
振动移动量生成部15根据由波形生成部14生成的基本波形，求出在移动路径加上基本波形得到的振动前进位置和减去振幅得到的振动后退位置。振动移动量生成部15生成X轴及Z轴各自的振动移动量。由振动移动量生成部15生成的振动移动量经由加减速处理部39、轴数据输出部40而发送至驱动部90。驱动部90基于来自振动移动量生成部15的振动移动量对伺服电动机901、902进行控制，由此进行振动切削。
加减速处理部39针对从插补处理部38X供给的插补处理的结果，进行用于使加速度平滑地变化的加减速处理。加减速处理部39进行移动的开始及停止时的加减速处理。具体地说，加减速处理部39基于X轴方向的移动量，生成向X轴方向的移动指令，基于Z轴方向的移动量，生成向Z轴方向的移动指令。加减速处理部39将加减速处理的处理结果即速度指令输出至轴数据输出部40。此外，加减速处理部39针对主轴转速不进行加减速处理。加减速处理部39将与主轴转速相对应的旋转数指令发送至轴数据输出部40。
轴数据输出部40将速度指令输出至驱动部90。具体地说，轴数据输出部40将向X轴的速度指令输出至X轴伺服控制部91，将向Z轴的速度指令输出至Z轴伺服控制部92。另外，轴数据输出部40将向主轴60的转速指令输出至主轴伺服控制部200。由此，X轴伺服控制部91对X轴方向的动作进行控制，Z轴伺服控制部92对Z轴方向的动作进行控制，主轴伺服控制部200对主轴60的旋转动作进行控制。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的调整部13的结构的图。调整部13具有振动振幅调整部131。调整部13调整对刀具66A的移动进行指定的指令，由此能够对刀具66A的移动进行调整。关于对刀具66A的移动进行调整的方法考虑各种方法，但在本实施方式中，调整部13通过对振动振幅量进行调整而对刀具66A的移动进行调整。
振动振幅调整部131对振动振幅量进行调整以使得切入量的实际值小于或等于指令值。图5是用于对图4所示的调整部13的功能进行说明的图。加工对象物70以主轴60为中心进行旋转。在该状态下，刀具66A一边在切削方向Da－1、Da－2移动，一边在振动方向Db振动。刀具66A的振动方向Db即使刀具66A的行进方向从切削方向Da－1变化为切削方向Da－2也不变化，而是固定的。在刀具66A在与振动方向Db不一致的切削方向Da－2移动时，刀具66A的振动的中心处于加工对象面的表面。在刀具66A在切削方向Da－1移动的期间，刀具66A以振动振幅量W1振动。振动振幅调整部131如果检测到切削方向Da－2和振动方向Db不一致，则变化为振动振幅量W2。振动振幅量W2进行调整以使得小于或等于切削前的加工对象面即第1加工对象面S1和切削后的加工对象面即第2加工对象面S2的Z轴方向的差分即切入量的指令值。
图6是用于对具有图4所示的调整部13的数控装置1X的动作进行说明的流程图。数控装置1X的插补处理部38X针对加工程序的每个程序块而取得振动振幅量、切入量的指令值、切削方向及振动方向(步骤S101)。一致判定部11对下一个程序块的切削方向和振动方向是否一致进行判定(步骤S102)。
在切削方向和振动方向不一致的情况下(步骤S102：No)，比较部12将下一个程序块的振动振幅量和切入量的指令值进行比较，对振动振幅量是否大于切入量的指令值进行判断(步骤S103)。此外，振动振幅量是切入量的实际值的一个例子。在这里，设为刀具66A以加工对象面为中心而振动，因此将切入量的实际值设为振动振幅量。在刀具66A的振动中心不是加工对象面的情况下，使用基于振动振幅量计算的切入量的实际值。
在振动振幅量大于切入量的指令值的情况下(步骤S103：Yes)，调整部13的振动振幅调整部131对下一个程序块的振动振幅量进行变更以使得小于或等于切入量的指令值(步骤S104)。数控装置1X以从下一个程序块变更后的振动振幅量执行振动切削(步骤S105)。具体地说，波形生成部14基于调整后的振动振幅量，生成振动的基本波形。振动移动量生成部15根据由波形生成部14生成的基本波形，求出在移动路径叠加基本波形得到的振动前进位置和振动后退位置，生成通过加工程序指定出的下一个程序块的驱动轴的振动移动量。由振动移动量生成部15生成的振动移动量经由加减速处理部39及轴数据输出部40而发送至驱动部90。驱动部90基于振动移动量对通过加工程序指定出的驱动轴进行控制，进行振动切削。
在切削方向和振动方向一致的情况下(步骤S102：Yes)，省略从步骤S103至步骤S105的处理。在振动振幅量小于或等于切入量的指令值的情况下(步骤S103：No)，省略步骤S104及步骤S105的处理，以设定的主轴转速、振动次数、振动振幅量继续振动切削。
如以上说明所述，根据本发明的实施方式1，在具有将振动方向固定的振动切削功能的数控装置1X中，在工作机械110的刀具66A的行进方向即切削方向与刀具66A的振动方向不一致时，将加工对象物70的加工对象面的位置的切削前后的差分即切入量的指令值和切入量的实际值即振动振幅量进行比较，在实际值大于指令值的情况下，对刀具66A的移动进行调整以使得实际值小于或等于指令值。此时调整部13的振动振幅调整部131对刀具66A的振动振幅量进行调整，由此对刀具66A的移动进行调整。由此，在刀具66A的行进方向和振动方向不一致的情况下，也不会通过振动切削相对于加工对象物70过度切入。即，能够抑制加工精度的降低。
此外，在本实施方式中，对振动振幅量进行了调整以使得切入量的实际值小于或等于指令值。优选需要进行调整以使得小于或等于指令值，但根据所要求的加工精度，可以稍微超过指令值。即，在切入量的实际值大于指令值的情况下，如果进行调整以使得切入量的实际值和指令值的差变小即实际值变小，则能够减小相对于加工对象物70过度切入的量。
实施方式2.
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的调整部13的结构的图。本实施方式所涉及的数控装置1X的结构除了调整部13以外，与图1所示的实施方式1相同，因此在这里省略详细的说明。下面，主要对与实施方式1不同的部分进行说明。
调整部13具有路径调整部132。调整部13调整对刀具66A的移动进行指定的指令，由此能够对刀具66A的移动进行调整。关于对刀具66A的移动进行调整的方法，考虑各种方法，但在本实施方式中，调整部13通过对加工路径进行调整而对刀具66A的移动进行调整。
路径调整部132对刀具66A的移动路径进行调整以使得切入量的实际值小于或等于指令值。图8是用于对图7所示的调整部13的功能进行说明的图。加工对象物70以主轴60为中心进行旋转。在该状态下，刀具66A一边在切削方向Da－1、Da－2移动，一边在振动方向Db振动。刀具66A的振动方向Db即使刀具66A的行进方向从切削方向Da－1变化为切削方向Da－2也不变化，而是固定的。在本实施方式中，刀具66A的振动振幅量W1与刀具66A的切削方向Da－1、Da－2无关而恒定。路径调整部132如果检测到切削方向Da－2和振动方向Db不一致，则维持振动振幅量W1不变，对刀具66A的移动路径进行调整以使得切入量的实际值小于或等于指令值。调整前的刀具66A的移动路径为第1加工对象面S1，调整后的刀具66A的移动路径为路径51。
图9是用于对具有图7所示的调整部13的数控装置1X的动作进行说明的流程图。数控装置1X的插补处理部38X针对加工程序的每个程序块而取得振动振幅量、切入量的指令值、切削方向及振动方向(步骤S101)。一致判定部11对下一个程序块的切削方向和振动方向是否一致进行判定(步骤S102)。
在切削方向和振动方向不一致的情况下(步骤S102：No)，比较部12将下一个程序块的振动振幅量和切入量的指令值进行比较，对振动振幅量是否大于切入量的指令值进行判断(步骤S103)。
在振动振幅量大于切入量的指令值的情况下(步骤S103：Yes)，调整部13的路径调整部132维持振动振幅量，将加工路径偏移以使得振动振幅量维持不变，而振动振幅小于或等于切入量的指令值(步骤S204)。数控装置1X使用表示从下一个程序块偏移后的加工路径的加工指令而执行振动切削(步骤S205)。具体地说，波形生成部14基于振动振幅量而生成振动的基本波形。振动移动量生成部15根据偏移后的加工路径和由波形生成部14生成的基本波形，求出在移动路径叠加基本波形得到的振动前进位置和振动后退位置，生成通过加工程序指定出的下一个程序块的驱动轴的振动移动量。振动移动量生成部15生成的振动移动量经由加减速处理部39及轴数据输出部40发送至驱动部90。驱动部90基于振动移动量，对通过加工程序指定出的驱动轴进行控制，进行振动切削。
在切削方向和振动方向一致的情况下(步骤S102：Yes)，省略步骤S103、步骤S204、步骤S205的处理。在振动振幅量小于或等于切入量的指令值的情况下(步骤S103：No)，省略步骤S204及步骤S205的处理，通过设定的主轴转速、振动次数、振动振幅量继续振动切削。
如以上说明所述，根据本发明的实施方式2，在具有将振动方向固定的振动切削功能的数控装置1X中，在工作机械110的刀具66A的行进方向即切削方向与刀具66A的振动方向不一致时，将加工对象物70的加工对象面的位置的切削前后的差分即切入量的指令值和切入量的实际值即振动振幅量进行比较，在实际值大于指令值的情况下，对刀具66A的移动进行调整以使得实际值小于或等于指令值。此时调整部13的路径调整部132维持刀具66A的振动振幅量不变，对刀具66A的移动路径进行调整，由此对刀具66A的移动进行调整。由此，与实施方式1同样地，在刀具66A的行进方向和振动方向不一致的情况下，也不会通过振动切削相对于加工对象物70过度切入。即，能够抑制加工精度的降低。
此外，在本实施方式中，对振动振幅量进行了调整以使得切入量的实际值小于或等于指令值。优选需要进行调整以使得小于或等于指令值，但根据所要求的加工精度，可以稍微超过指令值。即，在切入量的实际值大于指令值的情况下，如果进行调整以使得切入量的实际值和指令值的差变小即实际值变小，则能够减小相对于加工对象物70过度切入的量。
实施方式3.
图10是表示本发明的实施方式3所涉及的调整部13的结构的图。调整部13具有路径调整部132和剩余距离调整部133。本实施方式所涉及的数控装置1X的结构除了调整部13以外，与图1所示的实施方式1相同，因此在这里省略详细的说明。下面，主要对与实施方式1不同的部分进行说明。另外，路径调整部132的功能由于与实施方式2相同，因此在这里省略说明。
剩余距离调整部133基于直至切削方向变化的点为止的剩余距离对振动振幅量进行调整。图11是用于对图10所示的调整部13的功能进行说明的图。加工对象物70以主轴60为中心进行旋转。在该状态下，刀具66A一边在切削方向Da－1、Da－2移动，一边在振动方向Db振动。刀具66A的振动方向Db即使刀具66A的行进方向从切削方向Da－1变化为切削方向Da－2也不变化，而是固定的。在本实施方式中，刀具66A的振动振幅量W1与刀具66A的切削方向Da－1、Da－2无关而恒定。路径调整部132如果检测到切削方向Da－2和振动方向Db不一致，则维持振动振幅量W1不变，对刀具66A的移动路径进行调整以使得切入量的实际值小于或等于指令值。调整前的刀具66A的移动路径为第1加工对象面S1，调整后的刀具66A的移动路径为路径51。在这里，剩余距离调整部133基于直至切削方向变化的点P为止的距离，从振动振幅量W1调整为振动振幅量W3。在切削方向变化后，恢复为振动振幅量W1。此外，在图11中示出了W3＞W1的例子，但即使是W3＜W1，也能够同样地调整。
图12是用于对具有图10所示的调整部13的数控装置1X的动作进行说明的流程图。数控装置1X的插补处理部38X针对加工程序的每个程序块而取得振动振幅量、切入量的指令值、切削方向及振动方向(步骤S101)。一致判定部11对下一个程序块的切削方向和振动方向是否一致进行判定(步骤S102)。
在切削方向和振动方向不一致的情况下(步骤S102：No)，剩余距离调整部133对直至切削方向变化的点P为止的剩余距离进行计算(步骤S303)。剩余距离调整部133对剩余距离与下一个程序块即将执行前的振动前进距离是否相等进行判断(步骤S304)。
在剩余距离不等于下一个程序块即将执行前的振动前进距离的情况下(步骤S304：No)，剩余距离调整部133对振动前进距离进行调整以使得下一个程序块即将执行前的振动前进距离成为直至终点为止的剩余距离(步骤S305)。
在切削方向和振动方向一致的情况下(步骤S102：Yes)，省略步骤S303～步骤S305的处理。在剩余距离等于下一个程序块即将执行前的振动前进距离的情况下(步骤S304：Yes)，省略步骤S305的处理。此外，图12所示的处理与图9所示的处理并行地执行。
在这里，调整部13设为具有路径调整部132及剩余距离调整部133，但调整部13也可以具有振动振幅调整部131及剩余距离调整部133。在该情况下，图6所示的处理和图12所示的处理并行地被执行。
如以上说明所述，根据本发明的实施方式3，与实施方式1及实施方式2同样地，在刀具66A的行进方向和振动方向不一致的情况下，通过对刀具66A的移动进行调整，从而也能够抑制加工精度的降低。另外，剩余距离调整部133在切削方向变化的点P之前，对振动前进距离进行调整，由此考虑由振动产生的刀具66A的移动，在切削至切削方向变化的点P为止的状态下，切削方向改变。因此，通过振动切削不会相对于加工对象物70过度切入。即，能够使切削方向变化的点P处的加工精度提高。
实施方式4.
图13是表示本发明的实施方式4所涉及的数控装置1Y的功能结构的图。数控装置1Y具有控制运算部2Y、输入操作部3和显示部4。控制运算部2Y具有画面处理部31、输入控制部32、数据设定部33、存储部34、控制信号处理部35、PLC 36、解析处理部37、插补处理部38Y、加减速处理部39、轴数据输入输出部46和机器学习装置400。
下面，主要对与图1所示的数控装置1X不同的部分进行说明，关于相同的功能结构标注相同标号而省略详细的说明。插补处理部38Y具有一致判定部11、比较部12Y、调整部13、波形生成部14和振动移动量生成部15。
机器学习装置400对切入量的指令值进行学习。机器学习装置400具有状态观测部41和学习部42。状态观测部41将用于识别记述有驱动轴的控制顺序的加工程序的加工程序识别信息、表示刀具66A的加工路径的加工路径信息、用于对刀具66A进行识别的刀具识别信息、表示刀具66A的偏移的偏移信息和切入量的指令值作为状态变量而进行观测。状态观测部41从解析处理部37取得加工程序识别信息、加工路径信息、刀具识别信息及偏移信息。另外，状态观测部41经由轴数据输入输出部46对位置信息的反馈进行观测，最终学习部42对切入量的指令值进行学习。状态观测部41基于状态变量而创建训练数据集，将创建出的训练数据集输出至学习部42。
学习部42使用基于状态变量创建出的训练数据集，对切入量的指令值进行学习。学习部42例如按照神经网络模型，通过所谓的有教师学习，能够对切入量的指令值进行学习。有教师学习是将输入和结果的数据的组大量地赋予给机器学习装置400，由此对数据集中存在的特征进行学习，根据输入对结果进行推定的模型。
神经网络由通过多个神经元构成的输入层、通过多个神经元构成的中间层及通过多个神经元构成的输出层构成。中间层可以为1层或者大于或等于2层。在3层神经网络的情况下，如果多个输入被输入至输入层，则对其值进行加权而输入至中间层，对其结果进一步加权而从输出层输出。该输出结果通过各个加权值而改变。
学习部42按照由状态观测部41观测的数据集，通过有教师学习，将加工程序的各切削指令的切入量的推定值作为学习结果而输出。
此外，在图13中，示出了使用有教师学习的情况下的结构例，但学习部42也可以使用无教师学习。在该情况下，无需将学习对象的参数赋予给机器学习装置400。
无教师学习是仅将输入数据大量地赋予给机器学习装置400，由此对输入数据进行何种分布进行学习，即使不赋予对应的教师输出数据，也会针对输入数据进行压缩、分类、整形等的学习的方法。能够将数据集中存在的特征彼此相似者进行聚类等。使用该结果，设置某种基准，进行将基准优化的输出的分配，由此能够对输出进行预测。
此外，在这里，学习部42使用了针对1台数控装置1Y而创建的数据集，但也可以使用针对多个数控装置1Y而创建的数据集进行学习。学习部42可以从在同一场所使用的多个数控装置1Y对数据集进行收集，也可以使用从在不同的场所独立地运转的多个工作机械110的数控装置1Y收集的数据集。在本结构中，也可以进一步将对数据集进行收集的数控装置1Y在中途追加于对象，或者，反之从对象切离。另外，将通过某数控装置1Y进行了学习的机器学习装置400安装于其他数控装置1Y，可以对与该其他数控装置1Y所执行的上述振动切削相关的信息进行再学习而对加工程序的各切削指令的切入量的学习结果进行更新。
另外，学习部42可以使用对特征量本身的提取进行学习的深层学习。学习部42使用的学习算法并不限定于此，也可以是其他公知的方法、遗传编程、功能逻辑编程、支持向量机等。
另外，在图13中，机器学习装置400内置于数控装置1Y，但本实施方式并不限定于该例。例如，机器学习装置400也可以经由网络而与数控装置1Y连接，是与数控装置1Y分体的装置。另外，机器学习装置400也可以存在于云服务器上。
机器学习装置400所输出的学习结果即切入量的指令值的推定值输出至比较部12Y。比较部12Y将基于振动振幅量的切入量的实际值和学习结果所示的切入量的指令值进行比较。
如以上说明所述，根据本发明的实施方式4，用户进行对切入量进行指定的输入，或即使在加工程序内没有指定切入量，也能够针对加工程序的每个切削指令而得到按照加工程序的切入量的指令值。因此，能够减少创建加工程序的人的负担、对数控装置1Y进行操作的人的负担。
接下来，对本发明的实施方式1～4所涉及的数控装置1X、1Y的硬件结构进行说明。图14是用于对本发明的实施方式1～4所涉及的数控装置1X、1Y的硬件结构进行说明的图。数控装置1X、1Y所具有的控制运算部2X、2Y及数控装置1Y所具有的机器学习装置400的功能能够使用图14所示的处理器101及存储器102而实现。
处理器101是CPU，也被称为中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital Signal Processor)等。存储器102例如是RAM(Random AccessMemory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(注册商标)(Electrically EPROM)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、压缩盘、迷你盘、DVD(Digital Versatile Disk)等。
控制运算部2X、2Y及机器学习装置400的功能是由处理器101将在存储器102中存储的与各结构要素的处理相对应的程序读出并执行而实现的。另外，存储器102还作为由处理器101执行的各处理中的暂时存储器被使用。
以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也可以与其他公知技术进行组合，也可以在不脱离本发明的主旨的范围，对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1X、1Y数控装置，2X、2Y控制运算部，3输入操作部，4显示部，11一致判定部，12、12Y比较部，13调整部，14波形生成部，15振动移动量生成部，31画面处理部，32输入控制部，33数据设定部，34存储部，35控制信号处理部，36PLC，37解析处理部，38X、38Y插补处理部，39加减速处理部，40轴数据输出部，41状态观测部，42学习部，46轴数据输入输出部，51路径，60主轴，61X、61Z驱动轴，65A刀架，66A刀具，70加工对象物，75第1主轴，90驱动部，91X轴伺服控制部，92Z轴伺服控制部，97、98、211检测器，101处理器，102存储器，110工作机械，131振动振幅调整部，132路径调整部，133剩余距离调整部，200主轴伺服控制部，341参数存储区域，342显示数据存储区域，343加工程序存储区域，344共享区域，371移动指令解析部，372振动指令解析部，400机器学习装置，901、902伺服电动机，911主轴电动机，Da－1、Da－2切削方向，Db振动方向，S1第1加工对象面，S2第2加工对象面，W1、W2、W3振动振幅量。

Claims (10)

1.一种数控装置，其对多个驱动轴进行控制而对刀具进行驱动，与所述刀具的行进方向即切削方向无关地在固定的振动方向一边使所述刀具振动、一边对加工对象物进行切削加工，
该数控装置的特征在于，具有：
一致判定部，其对所述振动方向和所述切削方向是否一致进行判定；
比较部，其在所述振动方向和所述切削方向不一致的情况下，将所述加工对象物的加工对象面的所述振动方向的位置的切削前后的差分即切入量的指令值、和基于所述驱动轴的振动振幅量的所述切入量的实际值进行比较；
调整部，其在所述实际值大于所述指令值的情况下，对所述刀具的移动进行调整以使得所述实际值变小。
2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，
所述调整部具有振动振幅调整部，该振动振幅调整部对所述振动振幅量进行调整以使得所述实际值小于或等于所述指令值。
3.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，
所述调整部具有路径调整部，该路径调整部对所述刀具的移动路径进行调整以使得所述实际值小于或等于所述指令值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数控装置，其特征在于，
所述调整部具有剩余距离调整部，该剩余距离调整部基于直至所述切削方向变化的点为止的剩余距离对所述振动振幅量进行调整。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的数控装置，其特征在于，
还具有机器学习装置，该机器学习装置具有：
状态观测部，其将用于识别记述有所述驱动轴的控制顺序的加工程序的加工程序识别信息、表示所述刀具的加工路径的加工路径信息、用于对所述刀具进行识别的刀具识别信息和表示所述刀具的偏移的偏移信息作为状态变量而进行观测；以及
学习部，其按照基于所述状态变量而创建的数据集，对所述切入量进行学习。
6.根据权利要求4所述的数控装置，其特征在于，
还具有机器学习装置，该机器学习装置具有：
状态观测部，其将用于识别记述有所述驱动轴的控制顺序的加工程序的加工程序识别信息、表示所述刀具的加工路径的加工路径信息、用于对所述刀具进行识别的刀具识别信息和表示所述刀具的偏移的偏移信息作为状态变量而进行观测；以及
学习部，其按照基于所述状态变量而创建的数据集，对所述切入量进行学习。
7.根据权利要求5所述的数控装置，其特征在于，
所述比较部将所述实际值和所述学习部的学习结果所表示的所述切入量的指令值进行比较。
8.根据权利要求6所述的数控装置，其特征在于，
所述比较部将所述实际值和所述学习部的学习结果所表示的所述切入量的指令值进行比较。
9.一种机器学习装置，其在对多个驱动轴进行控制而对刀具进行驱动，与所述刀具的行进方向即切削方向无关地在固定的振动方向一边使所述刀具振动、一边对加工对象物进行加工的振动切削中，对所述加工对象物的加工对象面的所述振动方向的位置的切削前后的差分即切入量的指令值进行学习，
该机器学习装置的特征在于，具有：
状态观测部，其将用于识别记述有所述驱动轴的控制顺序的加工程序的加工程序识别信息、表示所述刀具的加工路径的加工路径信息和用于对所述刀具进行识别的刀具识别信息作为状态变量而进行观测；以及
学习部，其按照基于所述状态变量而创建的数据集，针对所述加工程序的每个切削指令对所述切入量进行学习。
10.一种数控方法，其对多个驱动轴进行控制而对刀具进行驱动，与所述刀具的行进方向即切削方向无关地在固定的振动方向一边使所述刀具振动、一边对加工对象物进行切削加工，
该数控方法的特征在于，包含下述步骤：
数控装置对所述振动方向和所述切削方向是否一致进行判定；
在所述振动方向和所述切削方向不一致的情况下，将所述加工对象物的加工对象面的所述振动方向的位置的切削前后的差分即切入量的指令值和基于所述驱动轴的振动振幅量的所述切入量的实际值进行比较；
在所述实际值大于所述指令值的情况下，所述数控装置对所述刀具的移动进行调整以使得所述实际值变小。
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