CN103901820B

CN103901820B - 数值控制装置

Info

Publication number: CN103901820B
Application number: CN201210569302.1A
Authority: CN
Inventors: 花见和之; 东贵志雄
Original assignee: Peace River Motor (shenyang) Co Ltd
Current assignee: Peace River Motor (shenyang) Co Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: CN103901820A

Abstract

本发明涉及一种数值控制装置，包括轨道生成部件和判断部件。轨道生成部件利用曲线插补块或直线插补块对表示工具通过点的位置数据的集合列进行插补，生成工具的轨道曲线。判断部件对在由轨道生成部件生成的轨道曲线上、是否存在有在规定条件下的将第一曲线插补块的终点与第二曲线插补块的起点连接的直线插补块进行判断，在存在的情况下忽略该直线插补块。

Description

数值控制装置

技术领域

本发明的实施方式涉及数值控制装置。

背景技术

目前，在使用数值控制装置进行金属加工等的情况下，为了实现作为加工工具的工具的平滑移动，通常对表示由加工程序规定的工具的通过点的位置数据集合列进行插补。

此时，在两个曲线插补块之间，可能有包含了微小的直线插补块的情况，这是进行无益的减速处理的主要原因的。于是，提出了一种通过将微小的直线插补块与其后续的曲线插补块合成，而不进行无益的减速处理的技术。作为该现有技术的相关文献，例如有日本特开2002-182717号公报。

然而，在上述现有技术中，由于仅采用将直线插补块与其后续的下一个曲线插补块合成的方法，所以并不一定成为最佳的轨道。此外，若必须进行合成，则其运算也花费较多时间，因此插补的时间增加。

本发明的目的在于提供一种数值控制装置，其在对加工工具的移动轨迹进行插补时，即使在曲线插补块间残存有微小的直线插补块的情况下，也能够通过简单的处理来实现平滑的移动轨道。

发明内容

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置，包括轨道生成部件和判断部件。轨道生成部件利用曲线插补块或直线插补块对表示工具通过点的位置数据的集合列进行插补，生成所述工具的轨道曲线。判断部件对在由所述轨道生成部件生成的轨道曲线上、是否存在有在规定条件下的将第一曲线插补块的终点与第二曲线插补块的起点连接的直线插补块进行判断，在存在的情况下忽略该直线插补块。

根据本发明的一实施方式，即使在曲线插补块间残存有微小的直线插补块的情况下，也能够通过将其忽略这样简单的插补处理来实现平滑的移动轨道。

附图说明

以下，对照附图阅读下述发明的详细说明，能够容易地对本发明进行更为完整的认识，并理解与其相关的优点。

图1是实施方式涉及的数值控制装置的框图。

图2是表示基于该数值控制装置的轨道插补状态的第一示例的说明图。

图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图3F是表示第一示例涉及的修正插补块的说明图。

图4是表示基于数值控制装置的轨道插补状态的第二示例的说明图。

图5A、图5B、图5C和图5D是表示第二示例涉及的修正插补块的说明图。

图6是表示基于该数值控制装置的轨道插补状态的第三示例的说明图。

图7A、图7B和图7C是表示第三示例涉及的修正插补块的说明图。

图8是表示基于该数值控制装置的轨道插补状态的第四示例的说明图。

图9A、图9B和图9C是表示第四示例涉及的修正插补块的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本申请公开的数值控制装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明并非由以下所示的实施方式限定。

首先，利用图1对本实施方式涉及的数值控制装置进行说明。图1是本实施方式涉及的数值控制装置1的框图。

数值控制装置1由具备CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、ROM（ReadOnly Memory，只读存储器）、RAM（Random Access Memory，随机存储器）等的计算机构成。如图所示，数值控制装置1包括存储部件10、轨道生成部件11、判断部件12和插补修正部件13，并与例如具备攻丝加工工具和焊枪等工具的加工装置2电气连接。

通过数值控制装置1的控制进行驱动的加工装置2，能够根据存储在存储部件10中的规定的加工程序，使工具以描绘规定轨道的方式移动，进行规定的加工动作。

数值控制装置1对加工程序进行解析，利用曲线插补块或直线插补块对表示工具的通过点的位置数据集合列进行插补，生成轨道曲线，使得工具能够平滑地动作。进而，数值控制装置1修正该轨道曲线，生成最佳的轨道。

也就是说，数值控制装置1的轨道生成部件11对加工程序进行解析，生成由表示工具的通过点的位置数据集合列构成的轨道数据。然后，根据轨道数据，制定单位时间的移动量，生成曲线插补块CL或直线插补块SL，并生成对轨道数据进行了插补的轨道曲线。

此时，在由CAD/CAM生成出的加工程序中，因计算误差而可能会有在程序中包含了数微米左右的微小长度的直线插补块的情况，并且也可能会有在轨道曲线中也包含了该直线插补块的情况。

图2是表示基于数值控制装置1的轨道插补状态的第一示例的说明图，如图所示，存在有将作为第一曲线插补块CL1的终点的点B与作为第二曲线插补块CL2的起点的点C连接的直线插补块SL1。换言之，第一曲线插补块CL1与第二曲线插补块CL2通过直线插补块SL1连接。该直线插补块SL1通常是进行无益的减速处理的主要原因。

因此，本实施方式涉及的数值控制装置1，通过判断部件12对在由轨道生成部件11生成的轨道曲线上、是否存在有在规定条件下的将第一曲线插补块的终点与第二曲线插补块的起点连接的直线插补块进行判断，在存在的情况下忽略该直线插补块。

此外，本实施方式涉及的数值控制装置1，通过具备插补修正部件13，在判断部件12判断为忽略直线插补块SL1的情况下，生成将作为第一曲线插补块CL1的起点的点A与作为第二曲线插补块CL2的终点的点D连接的新的修正插补块。

例如在忽略直线插补块SL1的规定条件为以下的第一条件的情况下，插补修正部件13生成如图3A～图3F所示那样的修正插补块。图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图3F是表示第一示例涉及的修正插补块的说明图。

作为第一条件将其设为以下情况：图2中的直线插补块SL1的长度X2相对于将其夹在中间的第一曲线插补块CL1的长度X1或第二曲线插补块CL2的长度X3，小于规定比例α。即，为X2/ X1＜α或X2/ X3＜α的情况。

参照图3A～图3F，对插补修正部件13在该条件的情况下生成的修正插补块进行说明。

图3A和图3B所示的示例是在该条件下，并且为第一曲线插补块CL1的长度X1与第二曲线插补块CL2的长度X3大致相等（X1≈X3）的情况。在这种情况下，忽略直线插补块SL1，插补修正部件13生成如图3A所示的修正插补块CL11或图3B所示的修正插补块CL12。

图3A所示的修正插补块CL11例如为如下情况：在第一曲线插补块CL1的前侧存在有作为其它插补块的终点的点E，并且在第二曲线插补块CL2的后侧还存在有作为其它插补块的起点的点F。在这种情况下，为了将点E、点A、点D和点F平滑地连接，插补修正部件13重新生成修正插补块CL11。

这样，本实施方式涉及的数值控制装置1，忽略作为直线插补块SL1的起点的点B（同时也是第一曲线插补块CL1的终点）和作为终点的点C（同时也是第二曲线插补块CL2的起点），而另一方面生成将作为第一曲线插补块CL1的起点的点A与作为第二曲线插补块CL2的终点的点D连接的新的修正插补块CL11。

图3B所示的修正插补块CL12，以通过作为直线插补块SL1的起点的点B（同时也是第一曲线插补块CL1的终点）与作为终点的点C（同时也是第二曲线插补块CL2的起点）之间的方式生成。这里，在已忽略的直线插补块SL1的作为起点的点B和作为终点的点C的大致中间设有虚点G，修正插补块CL12通过该虚点G。

图3C所示的修正插补块SL10并非曲线插补块，而是直线插补块。这表示存在如下情况：根据与作为第一曲线插补块CL1的起点的点A连接的其它插补块和与作为第二曲线插补块CL2的终点的点D连接的其它插补块的方向矢量，即使是直线插补块而非曲线插补块时，也能够得到平滑的工具轨道。

接着，图3D所示的修正插补块CL13忽略作为直线插补块SL1的终点的点C，而通过剩余的另一个点B。即，修正插补块CL13是将作为直线插补块SL1的起点的点B与作为第二曲线插补块CL2的终点的点D平滑连接的曲线插补块。

此外，同样地，在忽略作为直线插补块SL1的终点的点C的情况下，如图3E所示，还能够生成将点B-D间连接的部分大致为直线插补块的修正插补块SL11。

另一方面，如图3F所示，数值控制装置1还能够忽略作为直线插补块SL1的起点的点B，生成通过剩余的另一个点C的修正插补块CL14。

这样，在直线插补块SL1的长度X2相对于将其夹在中间的第一曲线插补块CL1的长度X1或第二曲线插补块CL2的长度X3（参照图2）小于规定比例α的情况下，忽略直线插补块SL1，并且生成将作为第一曲线插补块CL1的起点的点A与作为第二曲线插补块CL2的终点的点D连接的新的修正插补块（CL11、CL12、CL13、CL14、SL10、SL11）。因此，能够在采用简单的处理的同时实现工具的平滑移动轨道。

接着，对规定条件为第二条件的情况进行说明。即，轨道的插补状态是图4所示的情况，如图所示，以第一曲线插补块CL3、直线插补块SL2和第二曲线插补块CL4的顺序依次连接。而且，是直线插补块SL2的方向矢量与作为第一曲线插补块CL3的终点的点B或作为第二曲线插补块CL4的起点的点C上的切线矢量所形成的角度θ大于规定值的情况。

这样，在忽略直线插补块SL2的规定条件为第二条件的情况下，插补修正部件13生成如图5A～图5D所示的修正插补块。图4是表示基于数值控制装置1的轨道插补状态的第二示例的说明图。图5A～图5D是表示第二示例涉及的修正插补块的说明图。

图5A所示的修正插补块CL34，以通过作为直线插补块SL2的起点的点B（同时也是第一曲线插补块CL3的终点）与作为终点的点C（同时也是第二曲线插补块CL4的起点）之间的方式生成。这里，在已忽略的直线插补块SL2的作为起点的点B和作为终点的点C的大致中间设有虚点G，修正插补块CL34通过该虚点G。

图5B所示的修正插补块SL20并非曲线插补块，而是直线插补块。这表示存在如下情况：根据与作为第一曲线插补块CL3的起点的点A连接的其它插补块和与作为第二曲线插补块CL4的终点的点D连接的其它插补块的方向矢量，即使是直线插补块而非曲线插补块时，也能够得到平滑的工具轨道。

接着，图5C所示的修正插补块CL35忽略作为直线插补块SL2的起点的点B，而通过剩余的另一个点C。即，修正插补块CL35是能够将作为第一曲线插补块CL3的起点的点A与作为直线插补块SL2的终点（第二曲线插补块CL4的起点）的点C平滑连接的曲线插补块。

图5D所示的修正插补块CL36相较于图5C所示的修正插补块CL35，与第一曲线插补块CL3更近似。

此外，在上述示例中，作为忽略直线插补块条件的第二条件，将其设为直线插补块SL2的方向矢量与作为第一曲线插补块CL3的终点的点B上的切线矢量所形成的角度θ大于规定值的情况。但是，当然也可以为直线插补块SL2的方向矢量与作为第二曲线插补块CL4的起点的点C上的切线矢量所形成的角度θ大于规定值的情况。

此外，对同样满足第二条件且轨道的插补状态为图6所示的情况进行说明。也就是说，以第一曲线插补块CL5、直线插补块SL3和第二曲线插补块CL6的顺序依次连接。并且，是直线插补块SL3的方向矢量与作为第二曲线插补块CL6的起点的点C上的切线矢量所形成的角度θ2大于直线插补块SL3的方向矢量与作为第一曲线插补块CL5的终点的点B上的切线矢量所形成的角度θ1的情况。即，θ1＜θ2的情况。

在这种条件下，插补修正部件13生成如图7A～图7C所示的修正插补块。图6是表示基于数值控制装置1的轨道插补状态的第三示例的说明图。图7A～图7C是表示第三示例涉及的修正插补块的说明图。

图7A所示的修正插补块CL56，以通过作为直线插补块SL3的起点的点B（同时也是第一曲线插补块CL5的终点）与作为终点的点C（同时也是第二曲线插补块CL6的起点）之间的方式生成。这里，在已忽略的直线插补块SL3的作为起点的点B和作为终点的点C的大致中间设有虚点G，修正插补块CL56通过该虚点G。

图7B所示的修正插补块CL57忽略作为直线插补块SL3的终点的点C，而通过剩余的另一个点B。即，修正插补块CL57是能够将作为直线插补块SL3的起点的点B与作为第二曲线插补块CL6的终点的点D平滑连接的曲线插补块。

图7C所示的修正插补块SL30并非曲线插补块，而是直线插补块。这表示：例如在作为第一曲线插补块CL5的终点的点B上的切线矢量与第二曲线插补块CL6的曲线上的规定的切线矢量一致的情况下，即使是直线插补块，也能够得到平滑的工具轨道。

然而，与图6所示的示例相反，在θ1＞θ2的情况下，即在如图8所示的那样，直线插补块SL4的方向矢量与作为第二曲线插补块CL8的起点的点C上的切线矢量所形成的角度θ2小于直线插补块SL4的方向矢量与作为第一曲线插补块CL7的终点的点B上的切线矢量所形成的角度θ1的情况下，插补修正部件13生成如图9A～图9C所示的修正插补块。图8是表示基于数值控制装置1的轨道插补状态的第四示例的说明图。图9A～图9C是表示第四示例涉及的修正插补块的说明图。

图9A所示的修正插补块CL78，以通过作为直线插补块SL4的起点的点B（同时也是第一曲线插补块CL7的终点）与作为终点的点C（同时也是第二曲线插补块CL8的起点）之间的方式生成。这里，在已忽略的直线插补块SL4的作为起点的点B和作为终点的点C的大致中间设有虚点G，修正插补块CL78通过该虚点G。

图9B所示的修正插补块CL79忽略作为直线插补块SL4的起点的点B，而通过剩余的另一个点C。即，修正插补块CL79是能够将作为第一曲线插补块CL7的起点的点A与作为直线插补块SL4的终点（第二曲线插补块CL8的起点）的点C平滑连接的曲线插补块。

图9C所示的修正插补块SL40并非曲线插补块，而是直线插补块。这表明：例如在作为第二曲线插补块CL8的起点的点C上的切线矢量与第一曲线插补块CL7的曲线上的规定的切线矢量一致的情况下，即使是直线插补块，也能够得到平滑的工具轨道。

此外，数值控制装置1例如在满足某个直线插补块中的工具移动速度比规定基准值快的情况的第三条件时，也忽略直线插补块，而生成将第一曲线插补块的起点与第二曲线插补块的终点连接的新的修正插补块。

也就是说，在如图2、图4、图6和图8所示的轨道插补状态时，即使不满足第一条件或第二条件，在存在有将第一曲线插补块的终点与第二曲线插补块的起点连接的直线插补块，且在直线插补块中工具的移动速度比规定基准值快的情况下，也忽略直线插补块，而生成将第一曲线插补块的起点与第二曲线插补块的终点连接的新的修正插补块。

如上所说明，数值控制装置1读取加工程序，并利用曲线插补块或直线插补块对表示工具的通过点的位置数据集合列进行插补，从而生成工具的轨道曲线。

接着，对在由轨道生成部件11生成的轨道曲线上是否存在有在规定条件下的将第一曲线插补块的终点与第二曲线插补块的起点连接的直线插补块进行判断。

然后，在判断为忽略直线插补块的情况下，生成将第一曲线插补块的起点与第二曲线插补块的终点连接的新的修正插补块。

如上所说明，根据本实施方式涉及的数值控制装置1，能够通过极其简单的插补处理，实现工具的平滑的移动轨道，例如在将数值控制装置1用作加工装置的情况下，能够以低成本实现使得加工面更加平滑的加工精度的提高。

Claims

1.一种数值控制装置，其特征在于包括：

轨道生成部件，其利用曲线插补块或直线插补块对表示工具通过点的位置数据的集合列进行插补，生成所述工具的轨道曲线；以及

判断部件，其对在由所述轨道生成部件生成的轨道曲线上、是否存在有在规定条件下的将第一曲线插补块的终点与第二曲线插补块的起点连接的直线插补块进行判断，在存在的情况下忽略该直线插补块，

所述规定条件，是所述直线插补块的长度相对于所述第一曲线插补块或所述第二曲线插补块的长度为规定比例以下的情况。

2. 一种数值控制装置，其特征在于包括：

所述规定条件，是所述直线插补块的方向矢量与所述第一曲线插补块的终点或所述第二曲线插补块的起点上的切线矢量所形成的角度大于规定值的情况。

3.一种数值控制装置，其特征在于包括：

所述规定条件，是所述直线插补块中所述工具的移动速度比规定基准值快的情况。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的数值控制装置，其特征在于还包括：

插补修正部件，在所述判断部件判断为忽略所述直线插补块的情况下，生成将所述第一曲线插补块的起点与所述第二曲线插补块的终点连接的新的修正插补块。

5.根据权利要求4所述的数值控制装置，其特征在于：

所述插补修正部件忽略所述直线插补块的起点和终点，来生成所述修正插补块。

6.根据权利要求5所述的数值控制装置，其特征在于：

所述插补修正部件以通过所述直线插补块的起点与终点之间的方式，生成所述修正插补块。

7.根据权利要求4所述的数值控制装置，其特征在于：

所述插补修正部件忽略所述直线插补块的起点和终点中的任一个点，生成通过剩余的另一个点的所述修正插补块。