CN105144008A

CN105144008A - 数控装置

Info

Publication number: CN105144008A
Application number: CN201480003126.2A
Authority: CN
Inventors: 渡边光雄; 嵯峨崎正一; 田边章; 平田悠贵
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: JPWO2015140906A1; JP5781241B1; WO2015140906A1; DE112014006479T5; DE112014006479B4; CN105144008B

Abstract

数控装置(1)具有：程序块间振动持续路径生成部(483)，其在成为对象的指令程序块下的第1移动路径和下一个指令程序块下的第2移动路径是伴随振动的加工的情况下，针对每个驱动轴而生成程序块间振动持续路径，以使得在所述第1移动路径和所述第2移动路径之间持续振动；振动波形生成部(484)，其使用振动条件，针对每个驱动轴生成使程序块间振动持续路径重叠的基准振动波形；振动移动量生成部(485)，其使用基准振动波形，针对每个驱动轴计算出程序块间振动持续路径中的振动移动量；以及移动量合成部(486)，其针对每个驱动轴生成在程序块间振动持续路径中加上振动移动量而得到的合成移动量。

Description

数控装置

技术领域

本发明涉及一种数控装置。

背景技术

目前，在车削加工中提出了一种数控装置，该数控装置具有：切削刀具进给机构，其使切削刀具向工件进行进给动作；以及控制机构，其对切削刀具进给驱动电动机进行控制而使所述切削刀具低频振动(例如，参照专利文献1～3)。在该数控装置中，控制机构具有：操作单元，其进行各种设定；振动切削信息储存单元，其根据由操作单元设定的工件的转速或者切削刀具每旋转1周的切削刀具的进给量，作为使切削刀具同步地进行进给动作、并能够以大于或等于25Hz的低频进行动作的数据，预先将与进给轴的惯性或者电动机特性等机械特性相对应的至少切削刀具进给机构的前进量、后退量、前进速度、以及后退速度制成表格而进行存储；以及电动机控制单元，其基于振动切削信息储存单元所储存的该数据，控制切削刀具进给驱动电动机。由此，通过沿插补路径反复进行前进、后退动作，从而生成低频振动。

专利文献1：日本专利第5033929号公报

专利文献2：日本专利第5139591号公报

专利文献3：日本专利第5139592号公报

发明内容

在上述专利文献1～3中，沿插补路径进行振动，但此时，形成为在通过指令程序块暂时收敛振动之后，转移至下一个指令程序块。但是，根据加工种类的不同，有时希望在指令程序块中的处理结束之后，不收敛振动而移动至下一个指令程序块，但在上述专利文献1～3中，没有对应如上所述的处理。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种数控装置，该数控装置在执行沿插补路径振动的加工程序时能够对应如下两种处理，该两种处理是指从某个指令程序块开始使振动收敛之后而转移至下一个指令程序块的处理、和从某个指令程序块开始一边使振动持续一边转移至下一个指令程序块的处理。

为了实现上述目的，本发明所涉及的数控装置是通过设置在刀具以及加工对象中的至少某一个上的驱动轴，一边使所述刀具与所述加工对象相对地移动，一边进行所述加工对象的加工的数控装置，该数控装置的特征在于，具有：解析处理单元，其解析加工程序，针对所述加工程序中的每个指令程序块获取使所述刀具在移动路径上移动的移动指令；程序块间振动持续路径生成单元，其在作为对象的指令程序块下的第1移动路径和下一个指令程序块下的第2移动路径是伴随振动的加工的情况下，针对每个所述驱动轴生成程序块间振动持续路径，以使得在所述第1移动路径和所述第2移动路径之间使所述振动持续；振动波形生成单元，其使用振动条件，针对每个所述驱动轴生成使所述程序块间振动持续路径重叠的基准振动波形；振动移动量生成单元，其使用所述基准振动波形，针对每个所述驱动轴计算出所述程序块间振动持续路径中的振动移动量；以及移动量合成单元，其针对每个所述驱动轴生成在所述程序块间振动持续路径中加上所述振动移动量而得到的合成移动量。

发明的效果

根据本发明，具有：程序块间振动收敛路径生成单元，其针对每个驱动轴生成程序块间振动收敛路径，以使得在作为对象的指令程序块下的第1移动路径和下一个指令程序块下的第2移动路径之间收敛振动；以及程序块间振动持续路径生成单元，其针对每个驱动轴生成程序块间振动持续路径，以使得在第1移动路径和第2移动路径之间使振动持续，因此，具有在执行沿插补路径振动的加工程序时能够对应如下两种处理的效果，其中，该两种处理是指在从某个指令程序块开始使振动收敛之后而转移至下一个指令程序块的处理、和从某个指令程序块开始一边使振动持续一边转移至下一个指令程序块的处理。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的数控装置的结构的一个例子的框图。

图2是表示使指令程序块之间的振动收敛的条件的一个例子的图。

图3是示意地表示进行车削加工的实施方式1所涉及的数控装置的轴的结构的图。

图4是示意地表示实施方式1所涉及的加工方法的图。

图5是表示实施方式1所涉及的加工程序的一个例子的图。

图6是表示实施方式1所涉及的振动切削的加工的一个例子的图。

图7是表示实施方式1所涉及的在程序块间振动收敛之后进行下一个指令程序块的移动的情况下，伴随振动的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图。

图8是表示实施方式1所涉及的在程序块间振动收敛之后进行下一个指令程序块的移动的情况下，伴随振动的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图。

图9是表示实施方式1所涉及的在持续程序块间振动而进行下一个指令程序块的移动的情况下，伴随振动的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图。

图10是表示实施方式1所涉及的在持续程序块间振动而进行下一个指令程序块的移动的情况下，伴随振动的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图。

图11是表示进行振动切削的加工程序的一个例子的图。

图12是表示在指令程序块之间使振动收敛而执行图11的加工程序时的情况的图。

图13是表示在指令程序块之间使振动持续而执行图11的加工程序时的情况的图。

图14是表示实施方式2所涉及的数控装置的结构的一个例子的框图。

图15是表示振动波形的一个例子的图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式所涉及的数控装置。此外，本发明并不限定于这些实施方式。

实施方式1.

图1是表示实施方式1所涉及的数控装置的结构的一个例子的框图。数控装置1具有驱动部10、输入操作部20、显示部30、以及控制运算部40。

驱动部10是至少在2个轴向上对加工对象以及刀具中的某一者或者两者进行驱动的机构。在这里，驱动部10具有：伺服电动机11，其使加工对象和/或刀具在数控装置1上所规定的各轴方向上移动；检测器12，其检测伺服电动机11的位置·速度；以及各轴方向的伺服控制部13(X轴伺服控制部13X、Z轴伺服控制部13Z…。此外，下面，在无需区分驱动轴的方向的情况下，简称为伺服控制部13)，其基于来自检测器12的位置·速度，对加工对象和/或刀具的位置、速度进行控制。另外，还具有：主轴电动机14，其使设置在加工对象上的主轴旋转；检测器15，其检测主轴电动机14的位置·转速；以及主轴控制部16，其基于来自检测器15的位置·转速，控制设置在加工对象上的主轴的旋转。

输入操作部20由键盘、按键、或者鼠标等输入单元构成，进行由用户向数控装置1输入命令等、或者输入加工程序以及参数等。显示部30由液晶显示装置等显示单元构成，显示由控制运算部40处理后的信息。

控制运算部40具有输入控制部41、数据设定部42、存储部43、画面处理部44、解析处理部45、机械控制信号处理部46、PLC(ProgrammableLogicController)电路部47、插补处理部48、加减速处理部49、以及轴数据输出部50。

输入控制部41接受从输入操作部20输入的信息。数据设定部42将由输入控制部41接受的信息存储至存储部43中。例如，在输入的内容是加工程序432的编辑的情况下，使所编辑的内容反映至存储部43所存储的加工程序432中，在输入参数的情况下，将参数存储至存储部43的参数431的存储区域中。

存储部43存储在控制运算部40的处理中使用的参数431、执行的加工程序432、以及显示在显示部30中的画面显示数据433等信息。另外，在存储部43中设置有共享区域434，该共享区域434用于存储除了参数431以及加工程序432以外的暂时使用的数据。画面处理部44进行控制，使得存储部43的画面显示数据显示在显示部30中。

解析处理部45具有移动指令生成部451、追加指令生成部452、以及振动指令解析部453。移动指令生成部451读入包含大于或等于1个程序块在内的加工程序，针对每1个程序块解析读入的加工程序，生成以1个程序块为单位进行移动的移动指令。追加指令生成部452解析在读入的1个程序块中是否包含通过数控装置1自动生成路径的指示(下面，称为路径生成指示)，在包含路径生成指示的情况下，按照该路径生成指示而生成在加工程序中没有规定的、追加的指令程序块。另外，关于该追加的指令程序块，生成追加指令。振动指令解析部453解析在加工程序中是否包含振动指令，在包含振动指令的情况下，生成振动指令所包含的频率和振幅等振动信息。此外，在该说明书中，加工程序所包含的振动指令的振幅优选大于或等于1微米且小于或等于300微米。其原因在于，如果振幅比1微米小，则切削效率变差，而且伺服系统无法进行响应，如果振幅比300微米大，则可能造成机械振动。另外，频率优选大于或等于10Hz且小于或等于300Hz。其原因在于，如果频率比10Hz小，则得不到振动切削的效果，如果比300Hz大，则伺服系统无法进行响应。

机械控制信号处理部46在由解析处理部45读入辅助指令的情况下，向PLC电路部47通知辅助指令已被指令，其中，辅助指令是指除了使数控轴(驱动轴)进行动作的指令以外的、使机械进行动作的指令。如果PLC电路部47从机械控制信号处理部46收到辅助指令已被指令的通知，则执行与该辅助指令相对应的处理。

插补处理部48具有程序块间移动切换部481、程序块间振动收敛路径生成部482、程序块间振动持续路径生成部483、振动波形生成部484、振动移动量生成部485、以及移动量合成部486。

程序块间移动切换部481根据来自解析处理部45的移动指令和追加指令，判断出作为对象的指令程序块和紧接该指令程序块而执行的指令程序块是沿移动路径施加振动的指令，并且判断是在使作为对象的指令程序块的振动收敛之后转移至下一个指令程序块，还是使振动持续而直接转移至下一个指令程序块。此外，作为指令程序块，除了加工程序所规定的指令程序块以外，还包含未在加工程序中规定的追加的指令程序块，其中，在指令程序块中包含路径生成指示，追加的指令程序块是基于该路径生成指示而生成的。

图2是表示使指令程序块之间的振动收敛的条件的一个例子的图。等待指令程序块之间的振动收敛的条件，是与在非振动切削模式的惯用切削模式下进行减速检验的条件相对应的。具体地说，能够列举下述情况等，即，(1)设定为故障检测模式的情况、(2)指令出精确停止检验(G09)的情况、(3)选择为精确停止检验模式(G61)的情况、以及(4)下一个指令程序块不是切削进给指令的情况。

上述(1)～(3)表示在振动切削模式下在连续的指令程序块之间使振动收敛的条件、和在惯用切削模式下在连续的指令程序块之间执行减速检验的情况下的条件，(1)是由PLC(梯形程序)进行指定的情况，(2)是由加工程序进行指定的情况，(3)是在加工程序中使用模式而进行指定的情况。

程序块间移动切换部481例如在加工程序满足上述的使指令程序块之间的振动(下面，称为程序块间振动)收敛的条件的情况下，向程序块间振动收敛路径生成部482发出进行生成移动量的处理的指示，以使得程序块间振动收敛。另一方面，程序块间移动切换部481例如在加工程序不满足上述的使程序块间振动收敛的条件的情况下，向程序块间振动持续路径生成部483发出进行生成移动量的处理的指示，以使得持续程序块间振动。此外，在这里，示出了使程序块间振动收敛的条件，但也可以设置使程序块间振动持续的条件。

程序块间振动收敛路径生成部482在从程序块间移动切换部481接收到指示而进行使程序块间振动收敛的移动量的生成处理的情况下，从由解析处理部45获取的振动条件中获取振幅，生成在使程序块间振动收敛的情况下的单位时间(插补周期)内的、各轴方向上的与时间相对应的移动路径(下面，称为程序块间振动收敛路径)。在这里，求出移动前进位置和振动后退位置，其中，该振动前进位置是在与基于对象指令程序块的时间相对应的移动路径中加上振动条件的振幅而得到的，该振动后退位置是从与基于对象指令模块的时间相对应的移动路径中减去振动条件的振幅而得到的。此时，在作为对象的指令程序块的终点即下一个指令程序块的起点处，当振动前进位置与振动后退位置一致时，求出下一个指令程序块的振动前进位置和振动后退位置。

程序块间振动持续路径生成部483在从程序块间移动切换部481接收到指示而进行使程序块间振动持续的移动路径的生成处理的情况下，从由解析处理部45获取的振动条件中获取振幅，以在使程序块间振动持续的情况下振幅顺滑地变化的方式，生成单位时间(插补周期)内的、各轴方向上的与时间相对应的移动路径。具体地说，求出振动前进位置和振动后退位置，其中，该振动前进位置是在与基于对象指令程序块的时间相对应的移动路径中加上振动条件的振幅而得到的，该振动后退位置是从与基于对象指令程序块的时间相对应的移动路径中减去振动条件的振幅而得到的。此时，在对象指令程序块的振动前进位置到达目标位置的情况下，求出将该点作为起点的下一个指令程序块的振动前进位置。另外，如果对象指令程序块的振动后退位置到达目标位置，则求出将该点作为起点的下一个指令程序块的振动后退位置。如上所述，求出包含振动前进位置和振动后退位置在内的程序块间振动移动路径。

振动波形生成部484根据从解析处理部45获取的振动指令，针对各轴生成作为用于使刀具或者加工对象振动的基准的振动波形(下面，称为基准振动波形)。基准振动波形表示与时间相对应的各轴方向上的位置。作为基准振动波形，能够使用任意的波形，但这里的振动波形是三角波。该三角波的振幅是1.0，周期具有由振动条件指定的值。

振动移动量生成部485针对各轴求出各时间的振动前进位置与振动后退位置的差值，并计算出将这些差值乘以振动波形而得到的振动移动量。

移动量合成部486将由程序块间振动收敛路径生成部482或者程序块间振动持续路径生成部483生成的振动后退位置与由振动移动量生成部485生成的振动移动量相加，计算出单位时间(插补周期)内的各轴的合成移动量。

加减速处理部49根据预先指定的加减速模式，将从插补处理部48输出的各驱动轴的合成移动量变换为考虑到加减速的每单位时间的移动指令。轴数据输出部50将由加减速处理部49进行处理而得到的每单位时间的移动指令输出至控制各驱动轴的伺服控制部13X、13Z、…。

为了一边使刀具或者加工对象振动，一边进行加工，如上所述，在进行加工时，只要使加工对象与刀具相对地移动即可。图3是示意地表示进行车削加工的实施方式1所涉及的数控装置的轴的结构的图。在该图中，设置有在纸面内正交的Z轴和X轴。图3(a)是将加工对象61固定、例如仅使进行车削加工的车削加工用刀具即刀具62在Z轴和X轴方向上移动的情况，图3(b)是使加工对象61在Z轴方向上移动、并使刀具62在X轴方向上移动的情况。无论其中的哪种情况，都能够通过在所要移动的对象(加工对象61和/或刀具62)中设置伺服电动机11，从而进行下面所说明的处理。

图4是示意地表示实施方式1所涉及的加工方法的图。在这里，示出下述情况，即，在纸面内设置有正交的Z轴和X轴，一边使刀具62和加工对象沿该ZX面内的移动路径101相对地移动，一边进行加工。在实施方式1中，在使刀具62沿移动路径101相对于加工对象相对地移动时，使刀具62以描绘出移动路径101的方式振动。即，在直线的区间中使刀具62以沿直线往复的方式振动，在曲线的区间中使刀具62以沿曲线往复的方式振动。此外，这种使刀具62振动的记载是刀具62相对于加工对象61的相对运动，实际上，如图3所示，可以仅是移动刀具62和加工对象61中的某一个。下面的说明也相同。

图5是表示实施方式1所涉及的加工程序的一个例子的图。加工程序以行(程序块)为单位不断被读入并执行。该加工程序中的401行的“M3S1000；”是主轴的旋转指令，403行的“G01X10.0Z20.0F0.01；”是直线插补的指令，404行的“G02X14.0Z23.5R4.0；”是顺时针方向的圆弧插补的指令，是在通常的数控装置中使用的指令。

另一方面，402行的“G200；”和405行的“G201；”是本实施方式1的指定振动切削的指令，是新设置的指令。在这里，指令“G200”是指开始振动切削，指令“G201”是指结束振动切削。另外，能够对作为振动条件的频率和振幅的指令值设定任意的数值，但为了使在曲线路径上进行高精度的振动，另外，为了将切削所产生的切屑通过振动而截断得较细，通常指示微小的振动(振幅小于或等于几百微米且频率小于或等于几百Hz)。

下面，一边列举具体的例子，一边对实施方式1的数控装置1所涉及的加工方法进行说明。

首先，由解析处理部45的移动指令生成部451根据加工程序的指令程序块生成包含起点和终点在内的移动指令，并输出至插补处理部48。另外，在指令程序块中包含路径生成指示的情况下，由追加指令生成部452根据该路径生成指示而生成用于生成路径的追加指令，并输出至插补处理部48。该追加指令不是原本包含在加工程序中的指令程序块，而是基于在进行加工时追加生成的指令程序块而生成的指令。另外，通过振动指令解析部453，将加工程序所包含的、或者由参数设定的包含频率和振幅在内的振动条件输出至插补处理部48。

然后，插补处理部48的程序块间移动切换部481，针对作为对象的指令(移动指令或者追加指令)，判断在加工程序中是否规定出程序块间振动的收敛或持续。在规定出收敛程序块间振动的情况下，向程序块间振动收敛路径生成部482指示生成程序块间振动收敛路径，在规定出持续程序块间振动的情况下，向程序块间振动持续路径生成部483指示生成程序块间振动持续路径。该判断例如基于如图2所示的条件而进行。

下面，依次说明切削振动情况下的(A)程序块间振动收敛路径的生成、以及(B)程序块间振动持续路径的生成。图6是表示实施方式1所涉及的振动切削的加工的一个例子的图，(a)是表示相对于移动路径而产生振动的加工程序的一个例子的图，(b)是表示根据(a)的加工程序而得到的ZX面内的移动路径的一个例子的图。在这里，列举下述情况，即，一边沿路径振动，一边从X＝0，Z＝0切削至X＝10.0，Z＝5.0，此后，一边沿路径振动，一边进一步切削至X＝15.0，Z＝15.0。

(A)程序块间振动收敛路径的生成

图7和图8是表示实施方式1所涉及的在收敛程序块间振动之后进行下一个指令程序块的移动的情况下，伴随振动的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图，图7是表示沿X轴的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图，图8是表示沿Z轴的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图。

如果程序块间振动收敛路径生成部482接受生成程序块间振动收敛路径的指示，则根据作为对象的指令和该指令的下一个指令而生成各轴方向上的与时间相对应的移动路径。另外，在加工的种类是切削振动的情况下，使用从解析处理部45的振动指令解析部453获取的振动条件而生成振动前进位置和振动后退位置这2种路径。

具体地说，振动前进位置的移动指令开始定时处于上一个指令下的路径的振动后退位置的移动结束之后的位置。另外，在振动前进位置到达目标位置、移动指令结束之后，即使下一个指令是切削振动的指令，振动前进位置也要停止直至振动后退位置的移动结束(到达目标位置)。

振动后退位置在振动前进位置的移动开始之后，在等待规定时间(Tw)之后开始移动。另外，在振动后退位置的移动结束之后，转换至下一个路径的动作。

根据如上所述的规则而生成的X轴方向和Z轴方向的振动前进位置R_1X、R_1Z和振动后退位置R_2X、R_2Z分别如图7(a)和图8(a)所示。如这些图所示，通过作为对象的指令所产生的振动后退位置R_2X、R_2Z的移动，不会与通过下一个指令所产生的振动前进位置R_1X、R_1Z的移动重叠。

下面，振动波形生成部484使用来自振动指令解析部453的振动条件而生成使移动路径重叠的基准振动波形。具体地说，生成具有振动条件中的频率，从波谷至波峰为止的高度是1的振动波形。此时，振动波形使用预选设定的波形(例如三角波)。根据如上所述的规则而生成的X轴方向和Z轴方向的基准振动波形分别如图7(b)和图8(b)所示。该基准振动波形是与时间相关的函数。

然后，振动移动量生成部485求出各时间的振动前进位置与振动后退位置的差。X轴方向和Z轴方向的振动前进位置与振动后退位置的差分别如图7(c)和图8(c)所示。并且，振动移动量生成部485将振动前进位置与振动后退位置的差乘以由振动波形生成部484生成的基准振动波形，计算出振动移动量。即，在X轴方向上，将图7(b)的图形乘以图7(c)的图形，在Z轴方向上，将图8(b)的图形乘以图8(c)的图形，计算出振动移动量。以上述方式计算出的X轴方向和Z轴方向的振动移动量分别如图7(d)和图8(d)所示。

然后，移动量合成部486通过针对各轴，使由程序块间振动收敛路径生成部482生成的振动后退位置与由振动移动量生成部485生成的振动移动量重叠(相加)，从而生成与时间相对应的移动路径。以上述方式生成的X轴方向和Z轴方向的移动路径R_3X、R_3Z分别如图7(e)和图8(e)所示。

如图7(e)和图8(e)所示，即使与对象指令相对应的移动路径R_3X、R_3Z到达目标位置，在直至移动路径R_3X，R_3Z的振动后退位置到达目标位置为止的期间，移动路径R_3X，R_3Z都不会超过目标位置。此后，在使振幅缓缓地減少的同时，移动路径R_3X，R_3Z的振动后退位置到达目标位置。然后，如果移动路径R_3X、R_3Z的振动后退位置到达目标位置、振动收敛，则执行伴随下一个振动的指令。如上所述，程序块间振动收敛路径的生成处理结束。

(B)程序块间振动持续路径的生成

图9和图10是表示实施方式1所涉及的在持续程序块间振动而进行下一个指令程序块的移动的情况下，伴随振动的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图，图9是表示沿X轴的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图，图10是表示沿Z轴的移动路径的计算方法的步骤的一个例子的图。

如果程序块间振动持续路径生成部483接受生成程序块间振动持续路径的指示，则根据作为对象的指令和该指令的下一个指令而生成各轴方向上的与时间相对应的移动路径。另外，在加工的种类是切削振动的情况下，使用从解析处理部45的振动指令解析部453获取的振动条件而生成振动前进位置和振动后退位置这2种路径。

具体地说，振动前进位置的移动指令开始定时处于前一个指令下的路径的振动前进位置的移动结束后的位置。在这里，能够不等待振动后退位置的结束，而在振动前进位置的移动结束之后开始下一个移动指令。另外，在振动前进位置到达目标位置、移动指令结束之后，在下一个指令不是振动切削移动指令的情况下，振动前进位置停止直至振动后退位置的移动结束(到达目标位置)。

振动后退位置在振动前进位置的移动开始之后，在等待规定时间(Tw)之后开始移动。此外，规定时间Tw通过加工程序或者参数进行设定。

根据如上所述的规则而生成的X轴方向和Z轴方向的振动前进位置R_1X、R_1Z和振动后退位置R_2X、R_2Z分别如图9(a)和图10(a)所示。如这些图所示，如果通过作为对象的指令所产生的振动前进位置R_1X，R_1Z在时刻t₁到达目标位置(X＝10.0，Z＝5.0)，则从该点开始生成通过下一个指令所产生的振动前进位置R_1X、R_1Z。在这里，在时刻t₁振动前进位置R_1X、R_1Z的速度改变。但是，在该时刻，振动后退位置R_2X，R_2Z还是通过作为对象的指令所产生的振动后退位置。

从时刻t₁开始经过规定时间Tw，直至在时刻t₂振动后退位置R_2X、R_2Z到达目标位置为止，振动后退位置R_2X、R_2Z都是通过作为对象的指令所产生的振动后退位置。此后，如果在时刻t₂振动后退位置R_2X、R_2Z到达目标位置，则从该点开始生成通过下一个指令所产生的振动后退位置R_2X、R_2Z。在这里，在时刻t₂振动后退位置R_2X、R_2Z的速度改变。

在如上所述的程序块间振动持续路径中，如时刻t₁～t₂所示，通过作为对象的指令所产生的振动后退位置的移动会与通过下一个指令所产生的振动前进位置的移动重叠。

然后，振动波形生成部484使用来自振动指令解析部的振动条件而生成使移动路径重叠的基准振动波形。该处理与在(A)程序块间振动收敛路径的生成中所说明的内容相同。生成的X轴方向和Z轴方向的基准振动波形分别如图9(b)和图10(b)所示。

然后，振动移动量生成部485求出各时间的振动前进位置与振动后退位置的差。X轴方向和Z轴方向的振动前进位置与振动后退位置的差分别如图9(c)和图10(c)所示。并且，振动移动量生成部485将振动前进位置与振动后退位置的差乘以由振动波形生成部484生成的基准振动波形，计算出振动移动量。以上述方式计算出的X轴方向和Z轴方向的振动移动量分别如图9(d)和图10(d)所示。

然后，移动量合成部486通过针对各轴，使由程序块间振动收敛路径生成部482生成的振动后退位置与由振动移动量生成部485生成的振动移动量重叠(相加)，从而生成将振动重叠而得到的移动路径。以上述方式生成的X轴方向和Z轴方向的移动路径R_3X、R_3Z分别如图9(e)和图10(e)所示。

如图9(e)和图10(e)所示，如果连接移动路径的波峰部分而形成的振动前进位置R_1X、R_1Z到达目标位置，则即使在移动路径的振动后退位置R_2X、R_2Z没有到达目标位置的状态下，也开始下一个指令的移动。此后，在直至移动路径的振动后退位置R_2X、R_2Z到达目标位置为止的期间中，在下一个移动路径的振动前进位置R_1X、R_1Z和作为对象的指令的振动后退位置之间进行振动。而且，如果移动路径的振动后退位置R_2X、R_2Z到达目标位置，则也针对振动后退位置而执行下一个指令。即，即使到达目标位置也不会收敛振动，而直接根据下一个指令而开始振动。在时刻t₀～t₁，振动前进位置与振动后退位置的差值是固定的，但在时刻t₁～t₂，振动前进位置与振动后退位置的差值逐渐减少。然后，在时刻t₂及其以后，振动前进位置与振动后退位置的差值形成固定。如上所述，作为对象的指令下的移动路径上的振幅顺滑地变化为下一个指令下的移动路径上的振幅。如上所述，程序块间振动持续路径的生成处理结束。

图11是表示进行振动切削的加工程序的一个例子的图。该加工程序从X＝0.0，Z＝0.0处开始沿X轴进行伴随振动的切削加工，从X＝10.0，Z＝10.0处改变90度方向而沿Z轴进行伴随振动的切削加工。

图12是表示在指令程序块之间使振动收敛而执行图11的加工程序时的情况的图。图12(a)是表示X轴方向和Z轴方向的与时间相对应的移动路径R_3X、R_3Z的图，图12(b)是表示在图12(a)的条件下进行了加工的情况下的ZX面内的移动路径的轨迹的图。此外，图12(a)的移动路径R_3X、R_3Z通过如上所述的步骤求得。

在如上所述的条件下的加工中，首先，根据图11的序号“N03”所示的指令，施加沿X轴的振动。即，一边向X轴方向施加振动，一边进行加工，Z轴方向处于不进行振动的状态。然后，如果X轴方向的移动路径R_3X的振动前进位置R_1X在时刻t₁₁到达目标位置(X＝10.0)，则振幅逐渐减少，在时刻t₁₂振动后退位置R_2X到达目标位置而收敛振动。然后，在时刻t₁₂，按照根据图11的序号“N04”所示的指令而生成的移动路径R_3Z，施加沿Z轴的振动。

在如上所述的加工中，在X＝10.0，Z＝0.0处暂时收敛振动，因此，如图12(b)所示，能够在X＝10.0，Z＝0.0处准确地形成拐角。

图13是表示在指令程序块之间使振动持续而执行图11的加工程序时的情况的图。图13(a)是表示X轴方向和Z轴方向的与时间相对应的移动路径R_3X、R_3Z的图，图13(b)是表示在图13(a)的条件下进行加工的情况下的ZX面内的移动路径的轨迹的图。此外，图13(a)的移动路径R_3X、R_3Z通过如上所述的步骤求得。

在如上所述的条件下的加工中，首先，根据图11的序号“N03”所示的指令，施加沿X轴的振动。即，一边向X轴方向施加振动，一边进行加工，Z轴方向处于不进行振动的状态。而且，如果X轴方向的移动路径R_3X的振动前进位置R_1X在时刻t₁₁到达目标位置(X＝10.0)，则按照根据图11的序号“N04”所示的指令而生成的移动路径R_3Z，也在Z轴方向上进行施加有振动的加工。然后，如果X轴方向的移动路径R_3X的振动后退位置R_2X在时刻t₁₂到达目标位置，则此后仅进行Z轴方向上的加工。

即，在X轴方向的移动路径R_3X中，如果振动前进位置R_1X到达目标位置，则也开始Z轴方向的加工，因此，如图13(b)所示，能够在X＝10.0，Z＝0.0附近圆滑地形成拐角。图13(c)是表示将在图13(b)的拐角部R处的刀具的轨迹放大后的图。直至到达目标位置为止不会等待下一个指令，如果振动前进位置R_1X到达目标位置，则执行下一个指令，因此，在拐角部R处的刀具的移动路径是X轴方向和Z轴方向的组合，作为结果，进行圆滑的加工。

此外，在上述的说明中，为了使说明的实施方式的内容易于理解，以加工程序的1个程序块为单位计算波形，但实际上是由插补处理部48针对每个单位时间(插补周期)进行计算的。

在实施方式1中，由程序块间振动收敛路径生成部482生成包含振动前进位置和振动后退位置在内的程序块间振动收敛路径，由程序块间振动持续路径生成部483生成包含振动前进位置和振动后退位置在内的程序块间振动持续路径，由振动移动量生成部485将振动前进位置与振动后退位置的差乘以基准振动波形而生成振动移动量，由移动量合成部486使振动移动量与振动后退位置重叠而生成移动路径。由此，具有下述效果，即，能够针对使程序块间振动收敛的情况和使程序块间振动持续的情况而生成不同的振动路径。

另外，设置有程序块间移动切换部481，该程序块间移动切换部481用于切换由程序块间振动收敛路径生成部482和程序块间振动持续路径生成部483中的哪一个生成振动前进位置和振动后退位置，因此，具有下述效果，即，能够根据加工程序中的加工内容或者梯形程序中的指示内容而进行所要生成的路径的切换。

并且，在插补处理部48中，在不仅是与由加工程序所规定的指令程序块相对应的指令，还在指令程序块中包含路径生成指示的情况下，对于与根据该路径生成指示而生成的追加程序块相对应的指令，也由程序块间振动收敛路径生成部482生成程序块间振动收敛路径，或者由程序块间振动持续路径生成部483生成程序块间振动持续路径，并基于此而生成移动路径。由此，具有下述效果，即，能够针对虽然在加工程序中没有进行规定但却出现在实际的加工中的指令程序块，选择程序块间振动的收敛或者程序块间振动的持续。

另外，如果通过作为对象的指令所产生的振动前进位置到达目标位置，则变为通过下一个指令所指定的速度下的振动前进位置，如果通过作为对象的指令所产生的振动后退位置到达目标位置，则变为通过下一个指令所指定的速度下的振动后退位置。由此，在从通过作为对象的指令所产生的振动前进位置到达目标位置开始、直至振动后退位置到达目标位置为止的期间中，虽然振动前进位置和振动后退位置的时间是固定的，但各时间的振动前进位置与振动后退位置的差逐渐变化，因此，移动路径的振幅缓缓地发生变化。作为结果，具有下述效果，即，一边从通过作为对象的指令所产生的移动路径上的振幅圆滑地变化为下一个指令的移动路径上的振幅，一边圆滑地连接指令程序块之间的处理。

实施方式2.

图14是表示实施方式2所涉及的数控装置的结构的一个例子的框图。该数控装置1与实施方式1相比，插补处理部48的结构不同。

插补处理部48还具有振动波形种类选择部487，如果由输入操作部20选择振动波形，则该振动波形种类选择部487将所选择的振动波形传递至振动波形生成部484。此外，对与实施方式1相同的结构要素标注相同的标号并省略说明。

图15是表示振动波形的一个例子的图。作为振动波形，能够列举三角波(图15(a))、矩形波(图15(b)、(c))、正弦波(图15(d))、梯形波(图15(e)、(f))、以及锯齿波(图15(g)、(h))等。

图15(a)所示的三角波是能够将振动时的指令速度设为最小的振动波形。因此，在无法增大指令速度的情况下是有效的。图15(b)所示的矩形波是能够相对于指令振幅而得到最大的反馈振幅的振动波形。因此，在反馈振幅相对于指令振幅的衰减较大的情况下是有效的。此外，在与形成移动路径之后的时间相对应的振动位置处，在图15(b)中，矩形波的上升的点A1与振动前进位置R₁接触，矩形波的下降的点A3与振动后退位置R₂接触，但不限定于此。例如如图15(c)所示，以与振动前进位置R₁重叠的方式配置矩形波的点A1～A2，以与振动后退位置R₂重叠的方式配置点A3～A4。

图15(c)所示的正弦波是能够直接指示出理想的振动形状的振动波形。因此，在反馈充分追随指令的情况下，能够制作出理想的振动形状。

图15(e)所示的梯形波是与矩形波相近、但能够平缓地调整指令速度的振动波形。在该梯形波的情况下，与矩形波的情况相同地，在图15(e)中，梯形波的上升的点A1与振动前进位置R₁接触，梯形波的下降的点A3与振动后退位置R₂接触，但不限定于此。例如如图15(f)所示，以与振动前进位置R₁重叠的方式配置梯形波的点A1～A2，以与振动后退位置R₂重叠的方式配置点A3～A4。图15(g)、(h)所示的锯齿波能够用于想要较大地改变前进/后退的速度的情况。

此外，对于移动路径的生成，除了通过振动波形种类选择部487所进行的振动波形的种类的选择以外，与实施方式1相同，因此省略说明。

在实施方式2中，通过振动波形种类选择部487选择由用户指定的波形的种类，由振动波形生成部484基于所选择的波形而生成振动波形。由此，具有下述效果，即，能够变更为与加工程序所要求的控制种类相适合的振动波形。

此外，在上述的说明中，对加工程序上的移动路径进行了说明，但加工程序上的移动路径通常表示通过该命令而进行加工之后的加工对象的轮廓的轨迹。为了得到这种的加工对象的轮廓，通过刀具进行切削，但在使刀具相对于加工对象移动时，刀具的基准位置(例如刀具的中心位置)的轨迹与上述的移动路径不同。其原因在于，刀具的基准位置与刃尖的位置不一致。因此，可以以上述的加工程序上的移动路径处于刀具的基准位置的方式进行校正而生成校正路径，对该校正路径施加振动。

此外，上述的实施方式1、2也能够适用于钻孔加工。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的数控装置适合于使用加工程序而进行的工作机械的数控。

标号的说明

1数控装置，10驱动部，11伺服电动机，12检测器，13、13X、13Z伺服控制部，14主轴电动机，15检测器，16主轴控制部，20输入操作部，30显示部，40控制运算部，41输入控制部，42数据设定部，43存储部，44画面处理部，45解析处理部，46机械控制信号处理部，47PLC电路部，48插补处理部，49加减速处理部，50轴数据输出部，61加工对象，62刀具，101移动路径，431参数，432加工程序，433画面显示数据，434共享区域，451移动指令生成部，452追加指令生成部，453振动指令解析部，481程序块间移动切换部，482程序块间振动收敛路径生成部，483程序块间振动持续路径生成部，484振动波形生成部，485振动移动量生成部，486移动量合成部，487振动波形种类选择部。

Claims

1.一种数控装置，其通过设置在刀具以及加工对象中的至少某一个上的驱动轴，一边使所述刀具与所述加工对象相对地移动，一边进行所述加工对象的加工，

该数控装置的特征在于，具有：

解析处理单元，其解析加工程序，针对所述加工程序中的每个指令程序块，获取使所述刀具在移动路径上移动的移动指令；

程序块间振动持续路径生成单元，其在作为对象的指令程序块下的第1移动路径和下一个指令程序块下的第2移动路径是伴随振动的加工的情况下，针对每个所述驱动轴而生成程序块间振动持续路径，以使得在所述第1移动路径和所述第2移动路径之间使所述振动持续；

振动波形生成单元，其使用振动条件，针对每个所述驱动轴而生成使所述程序块间振动持续路径重叠的基准振动波形；

振动移动量生成单元，其使用所述基准振动波形，针对每个所述驱动轴而计算出所述程序块间振动持续路径中的振动移动量；以及

移动量合成单元，其针对每个所述驱动轴，生成在所述程序块间振动持续路径中加上所述振动移动量而得到的合成移动量。

2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

所述程序块间振动持续路径生成单元，在所述第1移动路径和所述第2移动路径之间使所述振动条件连续变化而生成所述程序块间振动持续路径。

3.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

还具有：

程序块间振动收敛路径生成单元，其针对每个所述驱动轴生成程序块间振动收敛路径，以使得在所述第1移动路径和所述第2移动路径之间使所述振动收敛；以及

程序块间移动切换单元，其对生成所述程序块间振动收敛路径或者所述程序块间振动持续路径中的哪一个进行切换，

所述振动波形生成单元，使用所述振动条件，针对每个所述驱动轴而生成使所述程序块间振动收敛路径或者所述程序块间振动持续路径重叠的基准振动波形，

所述振动移动量生成单元，使用所述基准振动波形，针对每个所述驱动轴而计算出所述程序块间振动收敛路径或者所述程序块间振动持续路径中的振动移动量，

所述移动量合成单元，针对每个所述驱动轴，生成在所述程序块间振动收敛路径或者所述程序块间振动持续路径中加上所述振动移动量而得到的合成移动量。

4.根据权利要求3所述的数控装置，其特征在于，

所述程序块间振动收敛路径生成单元，生成包含振动前进位置和振动后退位置在内的所述程序块间振动收敛路径，其中，该振动前进位置是在与时间相对应的所述移动路径中加上所述振动条件的振幅而得到的，该振动后退位置是从与时间相对应的所述移动路径中减去所述振动条件的振幅而得到的，

所述程序块间振动持续路径生成单元，生成包含振动前进位置和振动后退位置在内的所述程序块间振动收敛路径，其中，该振动前进位置是在与时间相对应的所述移动路径中加上所述振动条件的振幅而得到的，该振动后退位置是从与时间相对应的所述移动路径中减去所述振动条件的振幅而得到的，

所述振动移动量生成单元，将所述振动前进位置与所述振动后退位置的差乘以振幅为1的所述基准振动波形而计算所述振动移动量，

所述移动量合成单元在所述振动后退位置中加上所述振动移动量。

5.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

还具有振动波形种类选择单元，该振动波形种类选择单元在所述基准振动波形中设定所选择出的波形的种类，

所述振动波形生成单元使用所选择出的所述波形的种类而生成所述基准振动波形。