CN106662860A - 数控装置 - Google Patents

Abstract

一种数控装置(1)，其是通过多个行进轴使工作台或者刀具移动，由此对所述工作台上的工件和所述刀具的位置关系进行控制的工作机械的数控装置，该数控装置(1)的特征在于，具有：解析处理部(21)，其基于包含多个指令块的加工程序，输出移动路径及所述移动路径上的进给速度；速度波形计算部(23)，其基于预先设定的容许加速度及容许加加速度和所述进给速度，对停止状态和所述进给速度的状态之间的速度波形进行计算；角部曲线计算部(24)，其基于预先设定的容许路径误差、所述移动路径及所述速度波形，在所述指令块的连接处，计算将所述移动路径平滑化后的角部曲线的曲线式；以及移动指令生成部(22)，其基于所述移动路径及所述曲线式，输出向各个所述行进轴的移动指令。

Description

数控装置

技术领域

本发明涉及一种在插补前加减速控制中能够将移动路径平滑化的数控装置。

背景技术

在搭载有数控装置的工作机械中，进行各驱动轴的控制，以使得移动至在加工程序中所指令的位置，从而一边使可动部移动一边进行加工。在数控装置中，作为用于以所指令的速度高精度地在记载于加工程序的移动路径进行移动的技术，存在插补前加减速。插补前加减速是下述技术，即，在生成沿着移动路径的方向、即切线方向的加减速波形后，一边使所生成的加减速波形和移动路径对应一边进行插补。一般来说，在使用插补前加减速的情况下，在如各移动指令的连接部即角部那样急速地变化的路径中会发生过大的加速度，因此存在下述问题，即，针对每个角部进行减速直至成为适当的速度为止，经过角部之后进行加速直至成为所指令的进给速度为止，因此移动时间变长。

与此相对，在以下所示的专利文献1中，公开有下述技术，即，在指定出针对移动路径的容许路径误差的情况下，在记载于加工程序的移动路径与平滑化后的移动路径之差即路径误差成为小于或等于指定出的容许路径误差的范围，在角部分处插入回旋曲线，从而将路径平滑化。在该专利文献1中，进一步公开有下述技术，即，基于回旋曲线式，对不超过容许加速度的回旋曲线上的速度进行计算，使插入回旋曲线之前的路径和回旋曲线的连接部处的速度连续地变化。由此，不需要针对每个角部进行的加减速，能够实现移动时间的缩短。

专利文献1：日本特开平7－64622号公报

发明内容

但是，根据专利文献1记载的技术，即使能够生成使针对记载于加工程序的移动路径的路径误差成为小于或等于预先设定的值的移动路径，也不能保证所发生的加速度不超过容许加速度的范围。例如，在容许路径误差是无限趋近0而较小的值的情况下，在微小范围插入回旋曲线。在该情况下，即使插入回旋曲线，也成为容许路径误差为0的情况下的移动路径、即与记载于加工程序的路径大致一致的路径，因此存在即使在回旋曲线上以计算出的速度经过，也进行急加减速的问题。

如上所述，在专利文献1中，记载有通过插入回旋曲线而能够使所发生的加速度不超过容许加速度的范围，但存在下述问题，即，仅能够应对容许路径误差为较大值的情况，在容许路径误差小的情况下产生过大的速度变化。即，存在下述问题，如果在赋予的容差的范围内进行路径的平滑化，则加速度变得过大。另外，为了在回旋曲线上经过时设为小于或等于容许加速度，需要进行容许路径误差的调整，因此存在路径误差的管理变得困难的问题。

另外，虽然不是记载于专利文献1的技术范围，但通过对专利文献1的技术进行改良，例如能够想到，在到达至回旋曲线部的起点的加工程序所记载的移动路径上的直线部进行减速直至预先设定的速度为止，将减速后的速度视为直线部的指令速度，通过使用在专利文献1记载的技术，从而解决上述问题。

在该情况下，通过直线部中的减速方式而得到的速度波形与通过回旋曲线式得到的速度波形不同，因此存在直线部和曲线部的连接部处的速度波形畸变的问题。这成为下述问题，即，特别是在以加速度连续的加减速波形动作的情况下，成为如2段减速波形那样加减速波形畸变的结果，移动时间无用地变长，根据情况而导致激起振动。即，存在下述问题，即，由于平滑化后的路径的出入口处的无用的加减速而导致多余时间变长。

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，该数控装置在将各移动指令的连接部平滑化时，能够在移动路径平滑的基础上，还能够将各移动指令的连接部处的插入曲线的起点终点前后的速度变化平滑。

为了解决上述的课题，并达到目的，本发明的数控装置是通过多个行进轴使工作台或者刀具移动，由此对所述工作台上的工件和所述刀具的位置关系进行控制的工作机械的数控装置，该数控装置的特征在于，具有：解析处理部，其基于包含多个指令块的加工程序，输出移动路径及所述移动路径上的进给速度；速度波形计算部，其基于预先设定的容许加速度及容许加加速度和所述进给速度，对停止状态和所述进给速度的状态之间的速度波形进行计算；角部曲线计算部，其基于预先设定的容许路径误差、所述移动路径及所述速度波形，在所述指令块的连接处，计算将所述移动路径平滑化后的角部曲线的曲线式；以及移动指令生成部，其基于所述移动路径及所述曲线式，输出向各个所述行进轴的移动指令。

发明的效果

根据本发明涉及的数控装置，实现下述效果，即，在将各移动指令的连接部平滑化时，能够在移动路径平滑的基础上，还能够将各移动指令的连接部处的插入曲线的起点终点前后的速度变化平滑。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的数控装置的结构的框图。

图2是表示本发明的实施方式涉及的加速度的时间变化的图。

图3是表示本发明的实施方式涉及的加速度的时间变化的图。

图4是表示本发明的实施方式涉及的加速度的时间变化的图。

图5是表示本发明的实施方式涉及的角部曲线计算部的处理的流程图。

图6是表示本发明的实施方式涉及的角部曲线路径的图。

图7是表示图6中的X轴及Y轴的速度波形的图。

图8是表示本发明的实施方式1中的移动指令生成部的结构的框图。

图9是表示本发明的实施方式涉及的角部曲线路径的图。

图10是表示图9中的X轴及Y轴的速度波形的图。

图11是表示本发明的实施方式2中的移动指令生成部的结构的框图。

图12是说明本发明的实施方式2中的插补处理的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明所涉及的数控装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明不限定于该实施方式。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1涉及的数控装置1的结构的框图。数控装置1是针对未图示的工作机械执行数值控制(NC：Numerical Control)的装置。

数控装置1具有解析处理部21、移动指令生成部22、速度波形计算部23、角部曲线计算部24及数据库保持部25。搭载有数控装置1的工作机械通过进行各行进轴的控制，以使得移动至通过加工程序2、即NC加工程序所指令的位置，从而使作为能够搭载工件的可动部的工作台或者刀具移动，由此对工作台之上的工件和刀具的位置关系进行控制，从而执行针对工件的加工。

数控装置1通过对作为未图示的多个行进轴的X轴、Y轴及Z轴各轴进行适当控制，以使刀具的位置成为期望的刀具位置，由此实现针对工件的加工。具体地说，数控装置1的移动指令生成部22将移动指令220输出至伺服放大器4。伺服放大器4具有与X、Y及Z轴各自对应的X轴放大器4X、Y轴放大器4Y及Z轴放大器4Z，移动指令220赋予至X轴放大器4X、Y轴放大器4Y及Z轴放大器4Z。由此，X轴放大器4X、Y轴放大器4Y及Z轴放大器4Z分别对未图示的X轴伺服电动机、Y轴伺服电动机及Z轴伺服电动机输出电压指令而进行驱动。

图1的加工程序2是使用称为G代码的指令代码记述的NC加工程序，是作为移动指令而使用定位指令“G00”及切削指令“G01”等指令代码记述的NC加工程序。通常，在切削指令的情况下的进给速度200是记载于加工程序2而使用F地址记述的。此外，下面，将记载于加工程序2的移动指令的各个移动指令表示为指令块，通常，加工程序2的每1行分别相当于1个指令块，加工程序2具有多个指令块。

数据库保持部25将加速度的容许值即容许加速度5、加速度的微分值的容许值即容许加加速度6及容许路径误差7作为数据库而保持。容许加速度5及容许加加速度6是与安装于机械的驱动轴各自的能力相对应地设定的值，是预先作为数据库而设定的值。此外，容许加速度5虽然必须设定，但可以不设定容许加加速度6，也可以将容许加加速度6设定为零这一情况视为没有设定容许加加速度6。

此外，容许加速度5、容许加加速度6可以是以速度和多个移动平均滤波时间常数的组合表示的形式，也可以是将容许加速度5设为将最大速度除以第1移动平均滤波时间常数而得到的值，通过将最大速度除以第1移动平均滤波时间常数而得到的值进一步除以第2移动平均滤波时间常数，从而对容许加加速度6进行计算的形式。在这里，第1移动平均滤波时间常数是直线加减速时间常数，第2移动平均滤波时间常数是S字加减速时间常数、即软件加减速滤波时间常数。

另外，也可以是根据各轴的容许加速度及容许加加速度，对全轴共同的容许加速度5及容许加加速度6进行计算，作为加减速时的容许值而使用的形式。

作为容差的容许路径误差7，是记载于加工程序2的移动路径和后面记述的作为数控装置1的输出的移动指令220之间的路径误差的容许值，是预先保存于数控装置1内部的数据库保持部25的距离。此外，容许路径误差7可以是在加工程序2中进行指令，能够在加工程序2的中途进行变更的形式。

数控装置1对加工程序2进行解析，与解析结果相对应地经由伺服放大器4，例如对未图示的工作机械进行控制，一边对相对于在工作台所载置的工件的相对的刀具位置进行控制，一边进行工件的加工。

解析处理部21以1个指令块为单位对加工程序2进行读入，对记述于所读入的指令块的动作命令进行解析，生成每个指令块的移动数据210，向移动指令生成部22、速度波形计算部23及角部曲线计算部24供给。解析处理部21基于加工程序2，求出移动数据210所包含的移动路径上的进给速度200。

移动数据210是对各指令块的命令进行解析的结果所得到的数据，是记载于加工程序2的移动路径、每个指令块的各行进轴的移动位置、各驱动轴的移动距离、轴比、移动速度、插补模式、前后的指令路径所成的角度、即轴比变化量等，用于决定每个轴的插补点所需的信息。在这里，各行进轴的移动位置例如是指令块的起点位置及终点位置，插补模式例如是直线、圆弧、非插补。

移动指令生成部22基于移动数据210及角部曲线式240，将沿着记载于加工程序2的移动路径的向各行进轴的移动指令220输出至伺服放大器4。在移动指令生成部22中，首先，基于移动量、轴比等信息对沿着路径的方向的加减速后速度进行计算，接下来，通过与加减速后速度相对应地对记载于加工程序2的路径上进行插补，从而输出移动指令220。加减速后速度是以满足容许加速度5及容许加加速度6的限制的方式平滑化后的速度的时间变化。

此外，移动指令生成部22在对由作为后面记述的角部曲线计算部24的输出的角部曲线式240所规定出的路径进行插补的情况下，将经过由角部曲线式240规定出的路径的移动指令220输出，在对不是由角部曲线式240规定出的路径进行插补的情况下，将经过记载于加工程序2的移动路径的移动指令220输出。

另外，由移动指令生成部22生成的加减速后速度设为使用与现有的公知技术同样的处理进行计算，是在不超过容许加速度5、容许加加速度6的范围进行计算的，通过移动平均滤波等滤波处理得到即可。另外，加减速后速度可以基于相邻的指令块间的轴比变化量进行是否减速的判定，也可以基于相邻的指令块彼此所成的角度进行是否减速的判定。

速度波形计算部23基于预先设定的容许加速度5及容许加加速度6、记载于加工程序2的进给速度200，对速度式230进行计算，该速度式230表示从作为停止状态的进给速度0的状态至成为记载于加工程序2的作为进给速度200的进给速度F的状态为止之间的速度波形。通过速度波形计算部23计算出的速度式230输出至角部曲线计算部24。在速度波形计算部23中，通过与移动指令生成部22的加减速后速度的计算方法同样的计算方法，对从进给速度0至进给速度F为止的速度式230进行计算。

下面，以容许加速度A、进给速度F、将加速开始时刻设为t＝0的情况为例，示出速度式计算的一个例子。在该情况下，得到的速度波形是以恒定加速度进行加减速的速度波形，速度式V1(t)能够以

V1(t)＝A×t…(1)

进行计算，成为在时刻t＝F/A到达速度F的速度式。另外，此时刻t的移动距离X1(t)能够通过将V1(t)以t进行积分，由此进行计算，成为

X1(t)＝A/2×t^2…(2)

此外，“^”之后的数字表示指数，在式(2)中表示t的平方。以下使用同样的标记。

接下来，表示容许加速度A、容许加加速度J、进给速度F、将加速开始时刻设为t＝0的情况下的速度式。在该情形中，速度式V2(t)根据容许加速度A、容许加加速度J、进给速度F的关系而不同。

例如，在F＞1/J×A^2的情况下，成为包含加速度与容许加速度A一致的状态在内的速度式，成为如图2所示的加速度变化。在这里，在设为T1＝F/A、T2＝A/J的情况下，速度式V2(t)能够计算为，

V2(t)＝J/2×t^2(在0＜t＜T2的情况下)…(3)

V2(t)＝J×T2×t－J/2×(T2)^2(在T2＜t＜T1的情况下)…(4)

V2(t)＝F－J/2×(T1+T2－t)^2(在T1＜t的情况下)…(5)

此外，在上述中，说明了针对F＞1/J×A^2的情况的速度式V2(t)的例子，但也可以是不包含加速度与容许加速度A一致的状态的加速度变化，也可以是加速度变化如图3所示成为三角形状的情况。在该情况下，F＜1/J×A^2的条件成立，如果是T3＝√(F/J)，则速度式V2(t)能够计算为，

V2(t)＝J/2×t^2(在0＜t＜T3的情况下)…(6)

V2(t)＝F－J/2×(2×T3－t)^2(在T3＜t的情况下)…(7)

另外，即使在F＜1/J×A^2的条件成立的情况下，也可以是如从图4示出的加速度变化的时刻T1至时刻T2的区间所示，包含加速度成为恒定状态的区间在内的情况，在该情况下，速度式V2(t)能够计算为，

V2(t)＝J/2×t^2(在0＜t＜T1的情况下)…(8)

V2(t)＝J×T1×t－J/2×(T1)^2(在T1＜t＜T2的情况下)…(9)

V2(t)＝F－J/2×(T1+T2－t)^2(在T2＜t情况下)…(10)另外，此时，时刻t的移动距离X2(t)能够通过对V2(t)进行积分而进行计算。

以上，示出了在作为从进给速度0至进给速度F为止进行加速的波形而仅考虑了容许加速度5的情况下的关于加速度波形的情况的速度式的导出例、以及在考虑了容许加速度5和容许加加速度6这两者的情况下的关于加速度波形的情况的速度式的导出例。但是，也可以是比上面求出的速度式的例子更平滑地变化的速度波形。在该情况下，对加加速度的时间变化量设定容许值，生成速度波形即可，因此由速度波形计算部23求出的速度波形并不限定于上述的例子。

角部曲线计算部24基于表示速度波形的速度式230、移动数据210及容许路径误差7，进行角部曲线式240的计算，该角部曲线式240表示在指令块的连接处将移动路径平滑化后的路径即平滑化路径，将角部曲线式240输出至移动指令生成部22。将移动路径平滑化后的路径是角部曲线，该角部曲线的曲线式是角部曲线式240。

图5是表示角部曲线计算部24的处理的流程图，按以下的顺序进行角部曲线式240的计算。

首先，在步骤S110中，决定将移动路径曲线化的指令块的连接处。具体地说，基于移动数据210，进行表示振动性动作的指令块连接处、即以移动路径的方向的变化不连续或者移动路径的曲率不连续为起因而有可能在工作机械的动作中发生振动性动作的指令块连接处的提取。在这里，可以将相邻的指令块所成的角度为基准判定是否会成为振动性动作，也可以基于轴比变化量进行判定。另外，可以与路径的变化无关地，将所有指令块的连接处的移动路径设为平滑化的对象，也可以考虑生成平滑化路径时的处理负荷，而对进行平滑化的指令块的连接处进行限制。然后，转入步骤S111。

在步骤S111中，将在步骤S110选择出的指令块的连接处为中心的前后的移动路径以算式表示。具体地说，将沿着路径的距离s作为输入，将s＝0设为在步骤S110选择出的指令块的连接处，将s＜0的范围设为在指令块的连接处之前的路径P1(s)，将s＞0的范围设为在指令块的连接处之后的路径P2(s)。在这里，P1(s)及P2(s)是将全部驱动轴的位置设为要素的表示为位置矢量的路径，成为表示与s相对应的位置的算式。

接下来，在步骤S112中，分别针对在步骤S110决定出的在指令块的连接处之后的路径和在指令块的连接处之前的路径，进行在步骤S111计算出的路径式和由速度波形计算部23计算出的速度式230的关联。

具体地说，例如，在指令块的连接处之后的路径的情况下，将沿着路径的距离s＝0的时刻设为t2＝0，使用设定有容许加速度5的情况下的速度式V1(t)，对时刻t2的位置X1(t2)进行计算。而且，将位置X1(t2)设为作为在指令块的连接处之后的路径P2(s)的参变量的s，由此对时刻t2的沿着路径的距离s2进行计算。即，通过下面的算式对距离s2进行计算。

s2＝X1(t2)…(11)

接下来，针对在指令块的连接处之前的路径，将沿着路径的距离s＝0的时刻设为t1＝0，使用速度式对时刻－t1的位置X1(t1)进行计算。而且，通过将位置X1(t1)设为作为在指令块的连接处之前的路径P1(s)的参变量的s，由此对时刻－t1的沿着路径的距离s1进行计算。即，通过下面的算式对距离s1进行计算。

s1＝－X1(t1)…(12)

在步骤S113中，基于作为容许路径误差7的TOL、和表示之前的路径P1(s)及之后的路径P2(s)的算式，对t1和t2的关系进行计算，进行时刻t的角部曲线式240的导出。例如，使用图6，表示在X轴移动后进行Y轴移动的情况下与容许路径误差TOL一致的路径生成方法。图7表示图6的路径中的X轴及Y轴的速度的时间变化。

首先，将移动路径和路径误差ERR的关系使用路径式P1(s)、P2(s)、以及将指令块连接处为中心的移动距离△s，以下面的算式表示。

ERR＝|P1(－△s)－P1(0)+P2(△s)－P2(0)|…(13)而且，根据该关系，对路径误差ERR与容许路径误差TOL一致的情况下的△s进行计算。

接下来，根据下面的关系式，计算从指令块的连接处仅移动路径上的距离△s时的移动时间△t。

△s＝X1(△t)…(14)

使用以上述方式得到的△t，根据下面的算式对△sa进行计算。

△sa＝X1(2×△t)…(15)

根据以上述方式得到的△sa，将s＝△sa设为平滑化路径的终点位置，将s＝－△sa设为平滑化路径的起点位置，由此决定角部曲线式240的端点。

接下来，进行角部曲线式Q(t)的导出。Q(t)是与时间相关的函数，是将角部曲线起点的时刻设为t＝－△t、将角部曲线终点的时刻设为t＝△t，通过对路径P1(s)中的从s＝－△sa至s＝0为止的移动、和路径P2(s)中的从s＝0至s＝△sa为止的移动进行合成而得到的路径。

角部曲线式Q(t)是以下面的算式进行计算。

Q(t)＝P1(－X1(－t+△t))+P2(X1(t+△t))－P2(0)…(16)

而且，在时刻t＝－△t，成为

Q(－△t)＝P1(－△sa)…(17)

在时刻t＝△t，成为

Q(△t)＝P2(△sa)…(18)

由此，能够导出针对设定有容许加速度5的情况的角部曲线式240。此外，在除了容许加速度5之外，还设定有容许加加速度6的情况下也进行同样的处理即可，在该情况下，作为在步骤S112、步骤S113使用的速度式，取代X1(s)而使用X2(s)即可。

下面，对本实施方式1中的移动指令生成部22的结构详细地进行说明。图8是表示本实施方式1中的移动指令生成部的结构的框图。移动指令生成部22具有角部曲线插入部22A、角部曲线速度计算部22B、加减速处理部22C及插补处理部22D。

角部曲线插入部22A将由角部曲线计算部24求出的角部曲线式240插入至移动数据210所包含的移动路径，进行将急剧地变化的路径置换为平滑的路径的处理。具体地说，将从指令块的连接处沿路径返回了△sa的位置即近端的位置设为角部曲线的起点，将从指令块的连接处沿路径推进△sa的位置设为角部曲线的终点，进行将从角部曲线的起点至终点之间置换为成为角部曲线式Q(t)的路径的处理。

角部曲线速度计算部22B按照角部曲线式240，对经过角部曲线上的移动速度进行计算。经过角部曲线上的移动速度是通过对角部曲线式Q(t)进行时间微分而进行计算的。

加减速处理部22C基于沿着插入了角部曲线的移动路径的移动量、轴比等信息，以满足容许加速度5及容许加加速度6的限制的方式，对沿着移动路径的方向的加减速后速度进行计算。

插补处理部22D基于由角部曲线速度计算部22B求出的经过角部曲线上的移动速度及上述加减速后速度，进行包含角部曲线的移动路径上的插补，将移动指令220输出至伺服放大器4。具体地说，插补处理部22D在角部曲线上使用由角部曲线速度计算部22B求出的移动速度，对移动路径进行插补，在角部曲线以外使用加减速后速度，对移动路径进行插补。

通过上述的计算，能够对通过路径的平滑化而使路径误差与容许路径误差一致的平滑化范围进行计算。

下面，使用具体的加工程序2的例子，对本实施方式1中的数控装置1的动作进行具体说明。

例如，设为加工程序2以下述方式记载。

O100

N1 G54 G90

N2 G0 X0.Y0.；

N10 G1 X100.F3000；

N20 Y100.；

上述的加工程序2的第1行的“O100”，通过紧随“O地址”的数字，表示加工程序编号，表示加工程序100号。将上述的加工程序2在下面称为加工程序100号。

在加工程序100号的顺序号“N1”的指令块中，“G54”指定坐标系原点位置，表示由“G90”所指令的坐标值为坐标系的绝对位置。

接下来，在加工程序100号的顺序号“N2”的指令块中，通过“G0”从当前位置移动至坐标系上的点(X、Y)＝(0、0)的位置，进行各轴的以最大速度的移动。

而且，在加工程序100号的顺序号“N10”的指令块中，进行从在“N2”的指令块中定位的位置至(X、Y)＝(100、0)为止以速度3000mm/min进行移动的指令。

在加工程序100号的顺序号“N20”的指令块中，进行从“N10”的指令块的终点移动至(X、Y)＝(100、100)的位置的指令。

示出该加工程序100号的“N10”及“N20”方指令块的连接处的动作。例如，在将容许加速度设定为1m/s^2，将容许路径误差设定为0.1mm的情况下，“N10”的指令块的路径、即在指令块的连接处之前的路径P1(s)以下面的算式表示。

P1(s)＝(100+s，0)…(19)

而且，“N20”的指令块的路径、即在指令块连接处之后的路径P2(s)以下面的算式表示。

P2(s)＝(100、s)…(20)

通过算式(19)及算式(20)，根据容许路径误差7和路径误差的关系，得到

而且，通过算式(14)的△s＝X1(△t)的关系，△t成为，

由此，路径式Q(t)计算为，

Q(t)＝(100－1/2×(－t+△t)^2、1/2×(t+△t)^2)…(23)

通过对该路径式Q(t)进行时间微分，从而计算出角部曲线上的经过速度式，成为

dQ(t)/dt＝(－t+△t、t+△t)…(24)

在从时刻－△t至时刻△t为止的期间，X轴从速度2△t至速度0为止以加速度1m/s^2进行减速，Y轴从速度0至速度2△t为止以加速度1m/s^2进行加速。如上所示，能够将角部曲线部处的加速度设为与角部曲线部以外的加速度相同的加速度，因此能够将移动路径和各轴速度波形这两者设得平滑，能够得到图7的速度波形。

接下来，示出将容许加速度5设为1m/s^2、将容许加加速度6设为100m/s^3、将作为容许路径误差7的TOL设为0.1mm、将表示进给速度200的F设为3000mm/min的情况。在该情况下，P1(s)、P2(s)及△s的导出能够使用算式(19)、算式(20)及算式(21)进行计算，在△t的计算中使用与算式(22)不同的算式。在该情况下，使用对算式(3)～算式(10)中任意者的速度式V2(t)进行积分而的得到的X2(t)，对与△s一致的时间△t进行计算。

根据F＞1/J×A^2＝1/100×1^2＝0.01m/s＝600mm/min

的关系，所使用的速度式成为算式(3)～算式(5)，能够通过对速度式V2(t)进行时间积分，从而对移动距离X2(t)进行计算。

在0＜t＜T2的情况下，以下面的算式表示X2(t)。

X2(t)＝J/6×t^3…(25)

在T2＜t＜T1的情况下，以下面的算式表示X2(t)。

X2(t)＝J×T2/6×{3×t^2－3×T2×t+T2^2}…(26)

在T1＜t的情况下，以下面的算式表示X2(t)。

X2(t)＝J/6×{－t^3+3(T1+T2)t^2－3t(T1^2+T2^2)+(T1^3+T2^3)}…(27)

通过上述可知，满足

的关系的△t是使用了算式(26)的情况，通过将算式(26)及算式(28)针对△t求解，能够计算出

△t≈0.0165s

接下来，导出角部曲线式Q(t)。角部曲线式Q(t)是，

Q(t)＝P1(－X2(－t+△t))+P2(X2(t+△t))－P2(0)…(29)

但X2(t)与时间相对应地算式发生变化，因此成为以分段性地不同的算式表示的曲线式。

由此，在－△t≤t＜－T2的情况下，P1的变量X2(t)使用算式(26)，P2的变量X2(t)使用算式(25)，由此能够计算角部曲线式Q(t)。

另外，在－T2≤t＜T2的情况下，P1的变量X2(t)使用算式(26)，P2的变量X2(t)使用算式(26)，由此能够计算角部曲线式Q(t)。

最后，在T2≤t＜△t的情况下，P1的变量X2(t)使用算式(25)，P2的变量X2(t)使用算式(26)，由此能够计算角部曲线式Q(t)。

上述的使用了角部曲线式Q(t)的情况下的角部曲线路径成为图9，图9中的X轴及Y轴的速度波形成为图10。

如以上说明所述，在本实施方式1中，对应于由速度波形计算部23计算出的速度式230，生成满足容许路径误差7的平滑化路径，能够在该平滑化路径之上移动而不会在平滑化路径的出入口处产生速度波形的畸变。即，能够实现路径的平滑化，而平滑化路径的出入口处的速度波形不会畸变。因此，能够避免加减速波形成为多台阶状，因此能够缩短移动时间。

实施方式2.

接下来，对实施方式2涉及的数控装置1进行说明。实施方式2涉及的数控装置1的结构与图1相同。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。

在实施方式1涉及的数控装置1中，在移动指令生成部22中，使用了将记载于加工程序2的移动路径置换为包含角部曲线在内的路径，由此使各轴速度平滑的方式。与此相对，实施方式2涉及的数控装置1的移动指令生成部22的结构与实施方式1的移动指令生成部22的结构不同。在实施方式2涉及的移动指令生成部22中，使用通过设置多个执行插补处理的结构要素，由此使各轴速度波形平滑的方式。

图11是表示本发明的实施方式2中的移动指令生成部22的结构的框图。移动指令生成部22具有加减速处理部22C、速度分配部22E、第1插补处理部221F、第2插补处理部222F及相加部22G。即，移动指令生成部22具有多个插补处理部。

加减速处理部22C进行与在实施方式1说明的图8的加减速处理部22C相同的处理，使用公知的技术，基于沿着移动路径的移动量、轴比等信息，以满足容许加速度5及容许加加速度6的限制的方式，对沿着移动路径的方向的加减速后速度进行计算。

速度分配部22E基于加减速后速度和角部曲线式240对第1插补处理部221F及第2插补处理部222F分配角部曲线上的移动速度。如果以插补周期为单位考虑，则分配移动速度的情况与分配移动量的情况相同。速度分配部22E以对在指令块的连接处之前的路径和在指令块的连接处之后的路径由不同的插补处理部进行处理的方式，执行将移动速度分配至第1插补处理部221F及第2插补处理部222F的处理。

第1插补处理部221F及第2插补处理部222F的动作除了使用通过速度分配部22E分配的移动速度这一点之外，执行与实施方式1的插补处理部22D同样的动作。但是，第1插补处理部221F及第2插补处理部222F如以下的说明所示，并列执行角部曲线上及移动路径上的不同路径的插补处理。

例如，在由第1插补处理部221F进行在指令块的连接处之前的路径的插补的情况下，以使得由第2插补处理部222F进行在指令块的连接处之后的路径的插补的方式，执行分配移动速度的处理。相反地，在由第2插补处理部222F进行在指令块的连接处之前的路径的插补的情况下，以使得由第1插补处理部221F进行在指令块的连接处之后的路径的插补的方式，执行分配移动速度的处理。

此外，速度分配部22E在对由角部曲线式240规定出的路径进行插补的情况下，以使第1插补处理部221F及第2插补处理部222F同时进行插补处理的方式进行移动速度的分配。另外，速度分配部22E在对没有由角部曲线式240规定的路径上进行插补的情况下，以使得在第1插补处理部221F或者第2插补处理部222F的任意的插补处理之中，仅进行一个处理的方式分配移动速度。

下面，使用图12所示的流程图，说明在角部曲线式为Q(t)、速度式为V1(t)时，由第1插补处理部221F对与指令块连接处相比近端的路径进行插补处理，由第2插补处理部222F对在指令块连接处之后的路径进行插补处理的情况下的插补处理。

在步骤S210中，速度分配部22E执行在本次的插补周期中的成为插补对象的移动路径是否包含由角部曲线式240规定出的路径的判定，此后的处理进行分支。在成为插补对象的移动路径包含由角部曲线式240规定出的路径的情况下(步骤S210：Yes)，转入步骤S220，在成为插补对象的移动路径不包含由角部曲线式240规定出的路径的情况下(步骤S210：No)，转入步骤S250。

步骤S220是在对由角部曲线式240规定出的路径进行插补的情况下的速度分配部22E的处理，根据从角部曲线起点至移动路径上的距离s为止的距离(s+△sa)，计算出将指令块连接处的时刻设为t＝0的时刻t。

具体地说，在指令块的连接处之前的移动路径P1中的从时刻－△t至时刻t为止的期间的移动距离△s10被计算为，时刻－△t的沿着路径的距离－X1(2×△t)与时刻t的沿着路径的距离－X1(－t+△t)之差，以下面的算式(30)表示。

△s10＝－X1(－t+△t)+X1(2×△t)…(30)

另外，在指令块的连接处之后的移动路径P2中的从时刻－△t至时刻t为止的期间的移动距离△s20被计算为，时刻－△t的沿着路径的距离X1(0)与时刻t的沿着路径的距离X1(t+△t)之差，以下面的算式(31)表示。

△s20＝X1(t+△t)－X1(0)…(31)

而且，计算出△s10和△s20之和与s+△sa一致的t。即，根据△s10+△s20＝s+△sa的关系，使用算式(30)及算式(31)，对t进行求解，计算出

t＝(s+△sa)/(2×A×△t)－△t…(32)

在步骤S230中，速度分配部22E根据在步骤S220计算出的时刻t，使用速度式230，对时刻－t+△t的移动路径P1中的移动距离s1、时刻t+△t的移动路径P2中的移动距离s2进行计算。

具体地说，计算出

s1＝－X1(－t+△t)…(33)

s2＝X1(t+△t)…(34)

在步骤S240中，第1插补处理部221F对前一次的插补周期中的s1与本次的插补周期中的s1之间的差值进行计算，将该差值作为路径P1上的本次的移动距离求出并输出。第2插补处理部222F对前一次的插补周期中的s2与本次的插补周期中的s2之间的差值进行计算，将该差值作为路径P2上的本次的移动距离求出并输出。第1插补处理部221F及第2插补处理部222F并列执行步骤S240的插补处理。

步骤S250是对没有由角部曲线式240规定的路径进行插补的情况下的处理，在对移动路径P1上进行插补的情况下，速度分配部22E进行对第1插补处理部221F分配全部的移动速度，将向第2插补处理部222F的移动速度分配量设为零的处理，并且，进行第1插补处理部221F将插补点和移动路径P1的终点之间的距离设定为s1，第2插补处理部222F将s2设为零的处理。另外，在对移动路径P2上进行插补的情况下，速度分配部22E进行将向第1插补处理部221F的移动速度分配量设为零，对第2插补处理部222F分配全部移动速度的处理，并且，进行第1插补处理部221F将s1设为零，第2插补处理部222F将移动路径P2的起点和插补点之间的距离设定为s2的处理。第1插补处理部221F及第2插补处理部222F并列执行步骤S250的插补处理。

第1插补处理部221F及第2插补处理部222F将由速度分配部22E分配的速度作为输入，进行移动路径P1及P2的插补，将插补的结果的移动量在相加部22G进行相加，作为移动指令220输出至伺服放大器4。

如上所述，第1插补处理部221F进行在路径P1上进行插补的处理，第2插补处理部222F进行在路径P2上进行插补的处理。即，与通过速度分配部22E分配的速度相对应地执行各自路径上的插补。

如以上说明所述，与角部曲线式相对应地对多个插补处理部分配移动速度，从而能够对应于由速度波形计算部23计算出的速度式230，使得在与容许路径误差7一致的平滑化路径上移动，而没有平滑化路径的出入口处的速度的畸变。由此，能够避免加减速波形成为多台阶状，因此能够缩短移动时间。

根据实施方式1及2涉及的数控装置1，能够将记载于加工程序2的各移动指令的连接部平滑化，并且，能够使记载于加工程序2的移动路径和平滑化后的路径的连接部处的速度平滑，能够缩减加减速的多余时间。并且，能够得到降低由于速度波形畸变而发生的工作机械的振动这样的现有技术没有的显著效果。

并且，本发明并不限定于上述实施方式，能够在实施阶段在不脱离其主旨的范围进行各种变形。另外，在上述实施方式中包含有各个阶段的发明，能够在所公开的多个结构要素中通过适当组合而提取多种发明。例如，在从在实施方式所示的全部结构要素中删除一些结构要素，也能够解决发明内容中记述的课题，得到在发明的效果中记述的效果的情况下，能够将该删除结构要素后的结构提取为发明。而且，也可以跨越不同的实施方式而适当组合结构要素。

标号的说明

1数控装置，2加工程序，4伺服放大器，4X X轴放大器，4Y Y轴放大器，4Z Z轴放大器，5容许加速度，6容许加加速度，7容许路径误差，21解析处理部，22移动指令生成部，22A角部曲线插入部，22B角部曲线速度计算部，22C加减速处理部，22D插补处理部，22E速度分配部，22G相加部，23速度波形计算部，24角部曲线计算部，25数据库保持部，200进给速度，210移动数据，220移动指令，230速度式，240角部曲线式，221F第1插补处理部，222F第2插补处理部。

Claims (3)

1.一种数控装置，其是利用多个行进轴使工作台或者刀具移动，由此对所述工作台上的工件和所述刀具的位置关系进行控制的工作机械的数控装置，

该数控装置的特征在于，具有：

解析处理部，其基于包含多个指令块的加工程序，输出移动路径及所述移动路径上的进给速度；

速度波形计算部，其基于预先设定的容许加速度及容许加加速度和所述进给速度，对停止状态和所述进给速度的状态之间的速度波形进行计算；

角部曲线计算部，其基于预先设定的容许路径误差、所述移动路径及所述速度波形，在所述指令块的连接处，计算将所述移动路径平滑化后的角部曲线的曲线式；以及

移动指令生成部，其基于所述移动路径及所述曲线式，输出向各个所述行进轴的移动指令。

2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

所述移动路径生成部具有：

角部曲线插入部，其基于所述曲线式，将所述角部曲线插入至所述移动路径；

角部曲线速度计算部，其基于所述曲线式，对所述角部曲线上的移动速度进行计算；

加减速处理部，其基于沿着插入了所述角部曲线的所述移动路径的移动量及轴比，以满足所述容许加速度及所述容许加加速度的限制的方式，对沿着所述移动路径的加减速后速度进行计算；以及

插补处理部，其基于所述加减速后速度及所述移动速度，在所述角部曲线上使用所述移动速度对所述移动路径进行插补，在所述角部曲线以外的所述移动路径中使用所述加减速后速度对所述移动路径进行插补。

3.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

所述移动路径生成部具有：

加减速处理部，其基于沿着所述移动路径的移动量及轴比，以满足所述容许加速度及所述容许加加速度的限制的方式，对沿着所述移动路径的加减速后速度进行计算；

速度分配部，其基于所述曲线式及所述加减速后速度，分配所述角部曲线上的移动速度；

第1插补处理部，其基于所述加减速后速度及通过所述速度分配部分配的所述移动速度，在所述角部曲线上使用所述移动速度对所述移动路径进行插补，在所述角部曲线以外的所述移动路径中使用所述加减速后速度对所述移动路径进行插补；以及

第2插补处理部，其基于所述加减速后速度及通过所述速度分配部分配的所述移动速度，在所述角部曲线上使用所述移动速度对所述移动路径进行插补，在所述角部曲线以外的所述移动路径中使用所述加减速后速度对所述移动路径进行插补，

所述第1插补处理部和所述第2插补处理部并列地执行所述角部曲线上及所述移动路径上的不同的路径的插补处理。