[发明专利]根据主轴负载控制进给速度的数值控制装置

说明书

本发明涉及根据主轴负载控制进给速度的数值控制装置。该数值控制装置进行PID控制，对驱动该主轴的轴的移动速度进行控制以使主轴的负载值恒定。数值控制装置的速度运算部在主轴负载值超过阈值时，运算针对基于指令数据的轴的进给速度的进给倍率以使该主轴的负载值恒定，在速度运算处理开始时，对PID控制的积分项的初始值或者补偿值代入正要开始所述速度运算处理前的进给倍率。

技术领域

本发明涉及根据主轴负载控制进给速度的数值控制装置。

背景技术

已知一种控制进给速度使主轴的负载为恒定，由此实现提高切削速度或使切削工具长寿命化的技术(例如，国际公开WO94/14569号等)。进给速度的控制方法被认为有各种各样的方法，但是一般来说作为用于将对象的值保持为恒定值的控制而广泛使用PID控制。由PID控制所得的输出一般可以通过下面的数学式(1)来计算。

其中，O(t)：输出值，

e_L(t)：控制对象的目标与当期(时刻t)的值的差分，

Kp：PID控制的比例项的增益，

Ki：PID控制的积分项的增益，

Kd：PID控制的微分项的增益，

C：PID控制的补偿值。

在控制进给速度使主轴的负载为恒定的情况下，将O(t)设为进给倍率(进给速度)，将e_L(t)设为目标主轴负载与时刻t的主轴负载的差分，并将适当的值设定为常数，由此能够使主轴负载靠近目标。

由于在未切削的状态下，也就是在主轴空转时即使提高进给速度，主轴负载也不会变动，因此优选在切削中，也就是仅在主轴负载达到恒定值以上时进行PID控制。在上面的数学式(1)中将PID控制开始时的时刻设为t0。

图7及图8是表示在利用通常PID控制中的工具所进行的对工件切割时的切深量、进给倍率及主轴负载的各自变化的图。此外，图7表示切深量大的情况，图8表示切深量小的情况。

简单的PID控制没有补偿值，控制开始时的数学式(1)中的右边的积分项的值为0，因此在控制开始时，如图7及图8所示，进给倍率在暂时下降之后向目标值靠近。

图9及图10是表示在将补偿值设定为常数值时的PID控制中的工具所进行的对工件切割时的切深量、进给倍率及主轴负载的各自变化的图。此外，图9表示切深量大的情况，图10表示切深量小的情况。

在补偿值与达到平衡状态时的进给倍率相同的情况下，如图9所示，瞬时变为平衡状态。但是，在切深量改变，且补偿值与平衡状态下的进给倍率不同的情况下，如图10所示，进给倍率暂时下降之后可能达到平衡状态。

在上述现有技术中，若以不对积分项或者补偿值代入初始值的方式来进行控制，则在切换控制时存在进给倍率不连续的问题。另外，即使在将初始值代入积分项或者补偿值的情况下，仅代入常数将存在如下问题，即，由于正要控制之前的进给倍率的变动或切深量的变动，可能使进给倍率变得不连续。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种数值控制装置，其进行不使进给倍率不连续的PID控制。

本发明中，在控制开始时，通过以下任意一种方法来设定积分项或者补偿值的初始值。

方法1：将正要开始控制之前的进给倍率代入积分项的初始值或者补偿值。

方法2：将使进给倍率连续的值代入积分项的初始值或者补偿值。