具有重疊控制的速度控制功能的數值控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種數值控制裝置，特別是涉及進行如下控制的數值控制裝置:在使任意軸的移動量與其他軸重疊而進行控制的重疊控制中，防止因加速時間與減速時間的不同而發生的瞬間的速度突變。
【背景技術】
[0002]作為“重疊控制”一般已知有使任意軸(基準軸)的移動量與其他軸(重疊軸)重疊而進行控制的方法。例如，在雙系統控制的機床的示例中，如圖1所示，在通過第一工具3與第二工具4對安裝于主軸臺2的工件1進行加工時，使主軸臺2在ZIm軸向移動并且使第一工具3在與該ZIm軸向正交的XI軸向移動從而對工件1進行加工，或者，使第二工具4在與ZIm軸向平行的ZIIs軸向移動并且在與該ZIIs軸正交的XIIs軸向移動從而對工件1進行加工。
[0003]在該加工中，如果使ZIIs軸的移動與ZIm軸一起移動，則ZIIs軸相對于工件1的相對位置不發生變化。因此，在第二工具4對工件1進行的加工中，在工件1的ZIm軸向的移動停止的狀態下，制作出加工程序。然后，在實際加工時，如果進行將對ZIm軸的移動指令與對ZIIs軸的移動指令相加的重疊控制而使ZIIs軸移動，則第二工具4按照程序指令移動而對工件1進行加工。即，通過實施該重疊控制，能夠對工件1同時執行基于XI軸、ZIm軸的加工、和基于XIIs軸、ZIIs軸的加工。
[0004]圖2是對一般的重疊控制中的位置控制進行說明的圖。
[0005]在進行重疊控制時，通過數值控制裝置按分配周期求出的、基于對基準軸ZIm的移動指令的移動量S ^被加法運算到基準軸ZIm的當前值寄存器，第一系統的工件坐標系的坐標值被更新，而輸出到第一系統的伺服處理部。另一方面，基于對重疊軸ZIIs的移動指令的移動量S ZIIs被加法運算到重疊軸ZIIs的當前值寄存器，第二系統的工件坐標系的坐標值被更新。然后，針對重疊軸ZIIs軸，將基于基準軸ZIm的移動指令的移動量δ 21|]1與對重疊軸ZIIs的移動指令的移動量δ ZIIS相加而得的移動量(δ ZIIS+ δ ΖΙη)輸出至第二系統的伺服處理部。通過這樣的處理，完成基準軸相對于重疊軸的重疊控制。
[0006]在進行重疊控制時，有時通過使基準軸的移動量與重疊軸重疊而使重疊軸的移動量過大，移動速度超過機械的限制速度。例如，在對圖1的基準軸ZIm和重疊軸ZIIs進行重疊控制的情況下，如圖6所示，在執行使工件1在基準軸ZIm以預定的速度vm動作的指令時，若出現使第二工具4在重疊軸ZIIs以速度vs2動作的指令，則重疊軸ZIIs的移動速度加速到vm+vs2，而即使在vm、vs2沒有超過各自的軸限制速度的情況下，有時vm+vs2超過重疊軸ZIIs的限制速度vmax。
[0007]為了避免所述的問題，例如在日本特開平03-212707號公報中公開有約束重疊軸的移動速度的技術。基于該技術而構成的數值控制裝置在判斷為重疊軸的移動速度超過機械的限制速度時，對基準軸或者重疊軸的指令速度進行減速，將重疊軸的移動速度約束為機械的限制速度。
[0008]例如，在對圖1的基準軸ZIm和重疊軸ZIIs進行重疊控制時，如圖7所示，在執行使工件1在基準軸ZIm以預定的速度vml動作的指令時，若出現使第二工具4在重疊軸ZIIs以速度vs2動作的指令，則數值控制裝置將重疊軸ZIIs加速后的速度vml+vs2與重疊軸ZIIs的限制速度vmax進行比較。然后，在判定為加速后的速度vml+vs2比限制速度vmax大時，將基準軸ZIm的速度減速至vm2，控制成重疊軸ZIIs加速后的速度vm2+vs2不超過限制速度vmax。
[0009]但是，在基準軸或者重疊軸中的某一個軸在達到目的速度之前的減速過程中，當處于重疊關系的另一個軸進行加速時，如果加速的所述另一個軸的加速時間比減速的所述一個軸的減速時間短，則在該加減速區間發生重疊軸的移動速度超過機械的限制速度的現象。
[0010]例如，在對圖1的基準軸ZIm與重疊軸ZIIs進行重疊控制時，如圖8所示，在將基準軸ZIm減速控制成重疊軸ZIIs的加速后的速度vm2+vs2不超過限制速度vmax時，為了將基準軸ZIm從vml減速至vm2而需要(tm2_tml)的時間。但是，當在該減速區間重疊軸ZIIs進行急加速時，即，在重疊軸ZIIs的加速所花費的時間(ts2-tsl)比基準軸ZIm的減速所花費的時間短時，基準軸ZIm的減速相對于重疊軸ZIIs的加速不及時，有時如圖8的“重疊軸ZIIs的移動速度”的圖表那樣在重疊軸ZIIs的移動速度發生速度突變，重疊軸的移動速度超過機械的限制速度vmax。
[0011]關于上述的現象，特別是在處于重疊關系的兩個軸通過快進與切削進給的組合而進行動作時，大多情況下減速時間與加速時間不同，易于發生減速不及時的狀況。
【發明內容】
[0012]因此，本發明的目的在于提供一種數值控制裝置，在基準軸或者重疊軸的加減速過程中進行防止因加速時間與減速時間的不同而發生的瞬間速度突變的控制。
[0013]本發明涉及的數值控制裝置具有:設為基準軸的第一軸、以及與該軸不同的設為重疊軸的第二軸，通過使所述基準軸的移動量與所述重疊軸的移動量重疊來進行控制所述重疊軸的移動的重疊控制。所述數值控制裝置具有:加速開始時間控制部，其在所述基準軸與所述重疊軸中的某一個軸加速、另一個軸減速的重疊區間，對該加速的軸的加速開始時間進行控制。
[0014]該數值控制裝置具有:所述加速開始時間控制部具有:加減速組合判定部，其對所述基準軸與所述重疊軸的每個加速、減速的組合進行判定；加減速時間比較部，在通過所述加減速組合判定部判定是所述基準軸與所述重疊軸中的某一個軸加速、另一個軸減速的軸時，所述加減速時間比較部將所述加速的軸的加速時間與所述減速的軸的減速時間進行比較；超過限制速度判定部，在通過所述加減速時間比較部判定出所述減速時間比所述加速時間長時，所述超過限制速度判定部對所述重疊軸的移動速度是否超過所述重疊軸的限制速度進行判定；以及速度控制部，在通過所述超過限制速度判定部判定出所述重疊軸的移動速度超過所述重疊軸的限制速度時，所述速度控制部從所述重疊軸的移動量中除去加速部分的移動量。
[0015]所述加速開始時間控制部在對加速的軸的加速開始時間進行控制時，同時也對不處于重疊關系的其他軸的加速開始時間進行控制。
[0016]通過本發明，能夠提供一種進行如下控制的數值控制裝置:在所述基準軸、或者所述重疊軸中的某一個軸加速，另一個軸減速的重疊區間，通過延遲加速的軸的加速開始時間，來防止基準軸、或者重疊軸的加減速過程中因加速時間與減速時間的不同而發生的瞬間的速度突變。
【附圖說明】
[0017]根據參照附圖進行的以下的實施方式的說明，可以明確本發明的上述以及其它目的以及特征。這些附圖中:
[0018]圖1是對應用重疊控制的機床的一例進行說明的圖。
[0019]圖2是說明對圖1的機床進行的重疊控制的圖。
[0020]圖3是本發明涉及的數值控制裝置的一實施方式的主要部分框圖。
[0021]圖4是表示被圖3的數值控制裝置進行了速度控制后的各軸的移動速度的變化的圖表。
[0022]圖5是表示圖3的數值控制裝置執行的重疊控制處理的過程的流程圖。
[0023]圖6是表示一般的重疊控制中的各軸的移動速度的變化的圖表。
[0024]圖7是表示現有技術涉及的重疊控制中的各軸的移動速度的變化的圖表。
[0025]圖8是表示在現有技術涉及的重疊控制中發生的速度突變的圖表。
【具體實施方式】
[0026]在本發明中，對是否是基準軸與重疊軸這兩個軸中的、任一個軸(例如重疊軸)加速、另一個軸(例如基準軸)減速的加減速的重疊區間進行判定，對加速的所述一個軸的加速時間以及減速的所述另一個軸的減速時間進行計算。然后，將計算出的加速時間與減速時間進行比較，在減速時間比加速時間長時，將加減速中的重疊軸的移動速度與機械的限制速度進行比較。關于比較的結果，在重疊軸的移動速度比機械的限制速度大時，除去加速的移動脈沖，使加速待機直到下一次的執行處理。其結果為，在減速的軸充分地減速之后加速的軸進行加速，由此，在加減速區間重疊軸的移動速度不會超過機械的限制速度。
[0027]以下，使用圖3?圖5對本發明涉及的數值控制裝置的一實施方式進行說明。
[0028]數值控制裝置10具有兩組由圖1所示的X軸和Z軸兩個軸構成的控制軸系統，將一方設為第一系統(X1、ZIm)，將另一方設為第二系統(XIIS、ZIIS)。來控制車床。
[0029]圖3是數值控制裝置10的要部框圖，該數值控制裝置10整體被CPU11控制。CPU11經由總線18讀出存儲于R0M12的系統程序，按照讀出的系統程序來控制數值控制裝置整體。在RAM13中存儲有臨時的計算數據、顯示數據、以及經由顯示/操作盤20由操作員輸入的各種數據。C