[发明专利]具有拐角多曲线插入部的数值控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够设定在程序块之间形成的拐角的允许内旋（inward rounding）量的数值控制装置。详细地说，涉及具有以下功能的数值控制装置，该功能为在形成该拐角部的2个程序块之间，插入作为位置、方向和曲率连续的多个3次以上的多项式曲线的在预先设定的允许内旋量以内的曲线。

背景技术

在对机床进行控制的数值控制中，在连续执行进行加工指令的程序块的情况下，由于移动方向发生变化，使加工路径中出现拐角部。由于在拐角部进行移动的轴、各轴的速度发生急剧的变化，因此，机械容易发生震动。

在一般的数值控制中，为了抑制这样的震动，进行加减速。作为加减速的方法，存在在插补处理之前沿着加工路径进行加减速的插补前加减速、以及在插补处理之后对于各轴进行加减速的插补后加减速。

在插补前加减速中，为了抑制在拐角部的各轴速度的急剧变化，计算各轴的速度变化量在预先设定的允许速度差以下的拐角部速度。并且，从拐角部前面使进给速度减速，以使在拐角部的速度成为该计算出的拐角部速度，并进行速度控制，以便在到达拐角部后使进给速度加速。

在插补后加减速中，为了进一步抑制机械中发生的震动，按照时间基准局部地使通过插补前加减速决定的各轴的速度平均化，即，进行控制以便抑制各轴的速度变化，但是，结果，在程序块之间重叠地进行加减速，因此，加工路径偏离所指令的加工路径，发生内旋误差。

内旋量由于拐角部中的方向转向角、在拐角部前和拐角部后移动的轴的不，或者由于表示插补后加减速的特性的时间常数而进行变化。因此，为了使内旋量成为某值以下，需要对每个使用的机械、加工程序调整各轴的允许速度差、插补后加减速的时间常数。

在日本特开平9-190211号公报中公开了一种技术，其中，在拐角部加速度不连续的情况下，在该拐角部插入曲线，在该插入的曲线的两端使速度、加速度连续。为了在曲线的两端使位置、速度、加速度连续，需要6个未知数，在该专利文献中，通过一条5次曲线实现了该目的。

此外，在日本特开平10-320026号公报中记载了在拐角部插入多个多项式曲线的例子。在插入的曲线是3次曲线的情况下，通过插入4条这样的曲线，能够使曲线两端的方向和曲率连续。

在上述日本特开平9-190211号公报公开的技术中，当在拐角部插入次数高的曲线时，存在使路径复杂的倾向，变得难以控制。复杂的曲线在拐角部的曲率也变大。该专利文献并没有针对为了使与原来的指令路径的误差为允许误差以内的曲线的求法进行具体的描述。

此外，为了使本来方向和曲率连续，如果有3条3次曲线则足够，但是，在上述日本特开平10-320026号公报中，因为追加了在插入的曲线的中间点为允许误差以内的制约，因此存在需要4条曲线的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种控制机床的数值控制装置，不取决于加工形状、指令速度，能够使拐角处的内旋量为预先设定的允许误差以下，由此，针对指令形状的加工精度得以保证，此外，在拐角处，方向、曲率变得连续，对于拐角处的机械的震动得以减轻，由此，可以进行不依赖于插补后加减速的控制，能够使拐角处的减速为最小限。

本发明通过使用多个低次的曲线，能够使速度和加速度连续，并能够使路径稳定。本发明中，在拐角位于连续的直线程序块之间的情况下，通过计算求出允许误差以内的曲线，此外，在圆弧程序块或其他的曲线程序块的情况下，通过试行，求出允许误差以内的曲线。此外，在本发明中，在使在拐角部插入的曲线为3次曲线的情况下，如果具有3条该曲线，则能够成为使方向和曲率连续的曲线。此外，在本发明中，在曲线的两端的位置保持自由度，求出路径的误差在允许误差以内的曲线，因此，无需增加未知数。

本发明的数值控制装置是根据由多个程序块构成的加工程序来对加工工件的机床进行控制的数值控制装置，所述数值控制装置具有拐角多曲线插入部，其在所述加工程序中连续的2个程序块之间的方向或者曲率不连续的情况下，在所述2个程序块之间插入位置、方向以及曲率连续的，并且与所述2个程序块之间的距离在指定的允许误差以内的3条3次多项式曲线。