CN108363360B - 数值控制装置 - Google Patents

数值控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108363360B
CN108363360B CN201810065196.0A CN201810065196A CN108363360B CN 108363360 B CN108363360 B CN 108363360B CN 201810065196 A CN201810065196 A CN 201810065196A CN 108363360 B CN108363360 B CN 108363360B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acceleration
coordinate system
speed
drive shaft
related information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810065196.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108363360A (zh
Inventor
大西庸士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN108363360A publication Critical patent/CN108363360A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108363360B publication Critical patent/CN108363360B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/27—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G05B19/4163—Adaptive control of feed or cutting velocity
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/195—Controlling the position of several slides on one axis
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34013—Servocontroller
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36521—Select by combination of detected force, acceleration, speed, work rate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明提供一种数值控制装置，其与以往相比能够更准确进行加减速控制，并且能够实现减少震动和缩短周期时间。本发明的数值控制装置(1)为了对由伺服电动机控制驱动轴的加工机进行控制，而基于程序的指令输出所述驱动轴的移动指令，其中，通过将所述加工机内的正交坐标系即机械坐标系中的加速减速关联信息、以及驱动轴坐标系中的加减速关联信息这两者正规化成驱动轴坐标系的值来控制驱动轴的加减速，从而满足所述机械坐标系以及所述驱动轴坐标系这两者的加减速的条件。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及为了对驱动轴由伺服电动机控制的加工机进行控制，而基于程序的指令输出驱动轴的移动指令的数值控制装置。
背景技术
以往，在控制加工机的数值控制装置等控制装置中，在进行加速减速控制时，一般基于每个驱动轴的设定，对于驱动轴的坐标值进行加减速控制。
专利文献1：日本特许第3830475号公报
然而，在一部分的机械结构中，不限于驱动轴的移动量、移动方向与加工机内的正交坐标系中的工具、工件的移动量、移动方向相一致。因此，即使假设在驱动轴的坐标系中进行加速度控制、加加速度控制，也存在向加工机内的正交坐标系中的工具、工件施加大的加速度而产生震动的情况。以下，将表示各驱动轴的坐标值的坐标系称为“驱动轴坐标系”，将加工机内的正交坐标系称为“机械坐标系”。
例如，如图12A所示，组合成两脚规状的二个脚部L1、L1中，各个足下部可旋转地固定于相互沿相反方向移动的驱动轴X，另一方面，二个脚部L1，L1彼此可旋转地接合的开闭部L2支持工件L3，并且设想包含通过足下部的X轴方向的移动，而沿与X轴垂直的Y轴方向移动的机构的机械结构。此种机械结构的情况下，即使物理轴坐标系的坐标值X的速度、加速度恒定，机械坐标系中的工件的坐标值Y的速度、加速度并不恒定。因此，在驱动轴坐标系中，即使进行加速度控制也可能在机械坐标系中产生大的加速度，从而产生震动。或者，相反，也考虑在机械坐标系中进行不必要的减速的情况。并且，设想坐标值Y的加速度成为最大的情况，由于进行X轴方向的加速度控制的设定，因而成为周期时间变长的要因。
关于这一点，在专利文献1记载的技术中，将正交坐标系(上述的机械坐标系)的移动指令转换成驱动轴坐标系后，基于对每个驱动轴设定的最大允许加速度等的允许值，在驱动轴坐标系中进行加减速控制，因而无法保证正交坐标系的加减速收敛在允许值以内。
发明内容
因此，本发明目的在于提供一种控制装置，其与以往相比，能够更准确地进行加减速控制，并且能够实现减少震动和缩短周期时间。
(1)本发明所涉及的数值控制装置是为了对由伺服电动机控制驱动轴的加工机进行控制，而基于程序的指令输出所述驱动轴的移动指令的数值控制装置(例如，后述的数值控制装置1)，其中，通过将所述加工机内的正交坐标系即机械坐标系中的加减速关联信息、以及驱动轴坐标系中的加减速关联信息这两者正规化成驱动轴坐标系的值，来控制驱动轴的加减速，从而满足所述机械坐标系以及所述驱动轴坐标系这两者的加减速的条件。
(2)本发明所涉及的数值控制装置是为了对由伺服电动机控制驱动轴的加工机进行控制而基于程序的指令输出所述驱动轴的移动指令的数值控制装置(例如，后述的数值控制装置1)，其具备：控制对象切线方向加速度计算部(例如，后述的控制对象切线方向加速度计算部114)，其基于所述加工机内的正交坐标系即机械坐标系中的控制对象的位置和各正交轴的控制对象最大允许加速度关联信息，计算所述机械坐标系中的控制对象的切线方向加速度关联信息的控制对象切线方向加速度关联信息；控制对象限制速度计算部(例如，后述的控制对象限制速度计算部115)，其基于所述控制对象的位置和所述控制对象最大允许加速度关联信息，计算所述正交坐标系中的控制对象的限制速度即控制对象限制速度；转换部(例如，后述的转换部116)，其将表示所述驱动轴的坐标值的坐标系设定为驱动轴坐标系，将所述程序的指令中包含的所述控制对象的位置、移动量转换成所述驱动轴坐标系的所述驱动轴的位置、移动量；驱动轴切线方向加速度计算部(例如，后述的驱动轴切线方向加速度计算部117)，其基于所述驱动轴的位置和各驱动轴的驱动轴最大允许加速度关联信息，计算所述驱动轴的切线方向加速度关联信息即驱动轴切线方向加速度关联信息；驱动轴限制速度计算部(例如，后述的驱动轴限制速度计算部118)，其基于所述驱动轴的位置和所述驱动轴最大允许加速度关联信息来计算所述驱动轴的限制速度即驱动轴限制速度；切线方向加速度计算部(例如，后述的切线方向加速度计算部119)，其基于将所述控制对象切线方向加速度关联信息转换成驱动轴坐标系中的值的加速度关联信息和所述驱动轴切线方向加速度关联信息，计算在减速目标速度计算中使用的切线方向加速度关联信息即最佳切线方向加速度关联信息；限制速度计算部(例如，后述的限制速度计算部120)，其基于将所述控制对象限制速度转换成驱动轴坐标系中的值的速度和所述驱动轴限制速度，计算在所述减速目标速度计算中使用的限制速度即最佳限制速度；减速目标速度计算部(例如，后述的减速目标速度计算部121)，其基于所述驱动轴的位置、所述最佳切线方向加速度关联信息和所述最佳限制速度来计算减速目标速度；加减速处理部(例如，后述的加速减速处理部122)，其基于所述减速目标速度进行所述驱动轴的加减速处理。
(3)在(2)的数值控制装置中，所述控制对象存在多个，所述控制对象切线方向加速度计算部(例如，后述的控制对象切线方向加速度计算部114)可以对每个控制对象计算切线方向加速度关联信息，所述控制对象限制速度计算部(例如，后述的控制对象限制速度计算部115)可以对每个控制对象计算限制速度。
(4)在(2)或(3)的数值控制装置中，所述控制对象最大允许加速度关联信息、所述驱动轴最大允许加速度关联信息分别包含速度、加速度、加加速度、以及利用时间将位置进行3次以上微分而得的物理量中的至少1个以上。
(5)在(2)或(3)的数值控制装置中，所述控制对象切线方向加速度关联信息、所述驱动轴切线方向加速度关联信息、以及所述最佳切线方向加速度关联信息分别包含加速度、加加速度、以及利用时间将位置进行3次以上微分而得的物理量中的至少1个以上。
(6)在(2)～(5)中任意一个数值控制装置中，还具备控制点坐标系计算部(例如，后述的控制点坐标系计算部113)，该控制点坐标系计算部对反映使所述控制对象移动的轴结构的机械结构数据进行设定，根据所述程序的指令和所述机械结构数据来计算所述正交坐标系的所述控制对象的坐标值。
与以往相比，根据本发明，能够更准确进行加速减速控制，并且能够实现减少震动和缩短周期时间。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的数值控制装置的硬件结构的图。
图2是表示本发明的实施方式涉及的数值控制装置的软件结构的图。
图3是本发明的实施方式涉及的控制点坐标系计算部的功能模块图。
图4是本发明的实施方式涉及的控制点坐标系计算部生成机械结构树的机械的结构例。
图5是本发明的实施方式涉及的控制点坐标系计算部生成的机械结构树的例子。
图6是本发明的实施方式涉及的控制点坐标系计算部生成的机械结构树的例子。
图7是本发明的实施方式涉及的基于控制点坐标系计算部的机械结构树的生成方法的说明图。
图8是本发明的实施方式涉及的控制点坐标系计算部生成机械结构树的机械的结构例和与其相对应的机械结构树的例子。
图9是本发明的实施方式的正交坐标系中的控制点的当前位置的说明图。
图10是表示本发明的实施方式的切线方向加速度的算出方法的图。
图11A是说明本发明的实施方式的数值控制装置的动作流程的图。
图11B是说明本发明的实施方式的数值控制装置的动作流程的图。
图12A是成为本发明的实施方式的数值控制装置的控制对象的机械的结构例。
图12B是表示本发明的实施方式的机械坐标系和驱动轴坐标系的关系式的例子的图。
符号说明：
1-数值控制装置；111-指令解析部；112-第1插补部；113-控制点坐标系计算部；114-控制对象切线方向加速度计算部；114A-工具切线方向加速度计算部；114B-工件切线方向加速度计算部；115-控制对象限制速度计算部；115A-工具限制速度计算部；115B-工件限制速度计算部；116-转换部；117-驱动轴切线方向加速度计算部；118-驱动轴限制速度计算部；119-切线方向加速度计算部；120-限制速度计算部；121-减速目标速度计算部；122-加减速处理部；123-第2插补部；124-伺服控制部；125-切线方向加速度计算用存储器；126-限制速度计算用存储器；127-中间存储器。
具体实施方式
以下，参照图1～图11B详细叙述发明的实施方式。
〔1.数值控制装置的硬件结构〕
图1是表示构成本发明的一实施方式的控制装置的数值控制装置的硬件结构的概要框图。
数值控制装置1主要具备：CPU 11、ROM 12、RAM 13、CMOS 14、接口15、18、19、PMC(可编程机器控制器，programmable machine controller)16、I/O单元17、轴控制电路30～34、伺服放大器40～44、主轴控制电路60、主轴放大器61。
CPU11是整体地控制数值控制装置1的处理器。CPU11经由总线20读取ROM12中存储的系统程序，根据该系统程序控制数值控制装置1的整体。在ROM12预先写入有各种系统程序，该各种系统程序用于执行为了生成以及编辑加工程序所需要的编辑模式的处理或用于自动运行的处理。在RAM13中存储有临时的计算数据、显示数据，以及操作者经由显示器/MDI单元70输入的各种数据。
CMOS存储器14通过未图示的电池而备用，构成为即使在数值控制装置1的电源被关闭时也能够保持存储状态的非易失性存储器。在CMOS存储器14中存储经由接口15读入的加工程序、经由显示器/MDI单元70输入的加工程序等。
执行本发明的加工程序等的各种加工程序能够经由接口15、显示器/MDI单元70而输入，并存储在CMOS存储器14中。
接口15能够将数值控制装置1与适配器等外部设备72连接。从外部设备72侧读入加工程序、各种参数等。另外，能够将在数值控制装置1内编辑的加工程序经由外部设备72存储到外部存储单元。
PMC(可编程机器控制器)16通过内置在数值控制装置1的顺序程序，经由I/O单元17向机床(加工机)的辅助装置(例如，工具更换用机械手这样的致动器)输出信号，来进行控制。另外，接收在机床的主体配备的操作盘的各种开关等的信号，在进行所需的信号处理后，传递到CPU11。
显示器/MDI单元70是具备显示器、键盘等的手动数据输入装置，接口18接收来自显示器/MDI单元70的键盘的指令、数据，并传递到CPU11。接口19与具备手动脉冲发生器等的操作盘71连接。
各轴的轴控制电路30～34接受来自CPU11的各轴的移动指令量，将各轴的指令输出到伺服放大器40～44。
伺服放大器40～44接受该指令，驱动各轴的伺服电动机50～54。各轴的伺服电动机50～54内置有位置速度检测器，将来自该位置速度检测器的位置速度反馈信号反馈到轴控制电路30～34，进行位置速度的反馈控制。另外，在框图中，省略了位置速度的反馈。
主轴控制电路60接受对机床的主轴旋转指令，将主轴速度信号输出给主轴放大器61。主轴放大器61接受该主轴速度信号，使机床的主轴电动机62以指令的旋转速度进行旋转，驱动工具。
通过齿轮或者带等使脉冲编码器63与主轴电动机62相结合，脉冲编码器63与主轴的旋转同步地输出反馈脉冲，该反馈脉冲经由总线20被处理器11读取。
前述的数值控制装置1的硬件结构是一个例子，并未特别限制。
〔2.数值控制装置的软件结构〕
对通过数值控制装置内部的软件处理所进行的本发明特有的功能处理进行说明。在本实施方式中，若从软件的角度的程序块结构来看，则能够如图2所示。即，数值控制装置1具备指令解析部111、第1插补部112、控制点坐标系计算部113、控制对象切线方向加速度计算部114、控制对象限制速度计算部115、转换部116、驱动轴切线方向加速度计算部117、驱动轴限制速度计算部118、切线方向加速度计算部119、限制速度计算部120、减速目标速度计算部121、加减速处理部122、第2插补部123、伺服控制部124、切线方向加速度计算用存储器125、限制速度计算用存储器126、以及中间存储器127。
另外，作为控制对象切线方向加速度计算部114的例子，在此表示工具切线方向加速度计算部114A和工件切线方向加速度计算部114B，但是并未限制于此。例如，成为控制对象的机床在具备能够移动的照相机时，数值控制装置1还能够具备照相机切线方向加速度计算部114C(未图示)。
另外，作为控制对象限制速度计算部115的例子，在此示出了工具限制速度计算部115A和工件限制速度计算部115B，并不限制于此。例如，与上述相同地，成为控制对象的机床在具备能够移动的照相机时，数值控制装置1还能够具备照相机限制速度计算部115C(未图示)。
指令解析部111对机械坐标系中的指令程序进行解析，通过第1插补部112转换成易于使用的数据。
第1插补部112在第1采样周期对机械坐标系中的指令路径上的各指令轴上的点Pt(xt，yt，zt)进行插补计算。在此，“t”是第1插补部112中的插补处理的编号，表示第1插补部112中的第t次的插补，因而Pt(xt，yt，zt)表示第1插补部112中的第t次的插补位置。另外，与通常对具有3个基本轴X、Y、Z轴和3个旋转轴A、B、C轴的以往的加工机进行控制的数值控制装置的插补相同地，能够将Pt设为Pt(xt，yt，zt，at，bt，ct)，但是为了便于说明，在此仅设置3个基本轴的坐标。
控制点坐标系计算部113基于由第1插补部112求出的插补点Pt(xt，yt，zt)，例如使用以下详细叙述的方法将机械结构图形化，从而生成反映使工具、工件移动的轴结构的机械结构数据150，并且计算机械坐标系中的工具位置即控制点位置和机械坐标系中的工件位置即坐标系原点位置。
工具切线方向加速度计算部114A针对工具计算切线方向加速度，并且存储于切线方向加速度计算用存储器125。同样地，工件切线方向加速度计算部114B针对工件计算切线方向加速度，并且存储于切线方向加速度计算用存储器125。另外，以下详细叙述切线方向加速度的计算方法。
针对工具，工具限制速度计算部115A基于最大允许速度、最大允许加速度、最大允许加加速度计算限制速度，并且存储于限制速度计算用存储器126。相同，针对工件，工件限制速度计算部115B基于最大允许速度、最大允许加速度、最大允许加加速度计算限制速度，并且存储于限制速度计算用存储器126。另外，以下详细叙述限制速度计算方法。
转换部116将表示每个驱动轴的坐标值的坐标系设定为驱动轴坐标系，使用机械结构数据150将机械坐标系中的控制点位置、移动量以及坐标系原点位置、移动量转换成驱动轴坐标系的位置、移动量。此时，转换部116将双方的坐标系中的移动量之比存储于切线方向加速度计算用存储器125以及限制速度计算用存储器126。
驱动轴切线方向加速度计算部117计算驱动轴的切线方向加速度，存储于切线方向加速度计算用存储器125。另外，以下详细叙述切线方向加速度的计算方法。
驱动轴限制速度计算部118基于驱动轴的最大允许速度、最大允许加速度、最大允许加加速度来计算限制速度，且存储于限制速度计算用存储器126。另外，在以下详细叙述限制速度的计算方法。
切线方向加速度计算部119基于切线方向加速度计算用存储器125中存储的工具的切线方向加速度、工件的切线方向加速度以及驱动轴的切线方向加速度，来计算最佳切线方向加速度，并存储于中间存储器127。最佳切线方向加速度是以下叙述的减速目标速度计算中使用的切线方向加速度。减速目标速度计算由于在驱动轴坐标系中执行，因而最佳切线方向加速度也是驱动轴坐标系的量。例如，切线方向加速度计算部119将工具的切线方向加速度和工件的切线方向加速度各自乘以由转换部116进行转换时求出的移动量比，而转换成驱动轴坐标系的量。采用这些和驱动轴的切线方向加速度中的最小的加速度作为驱动轴坐标系中的切线方向加速度，从而能够将机械坐标系中的工具以及工件的切线方向加速度和驱动轴坐标系中的驱动轴的切线方向加速度同时抑制到各自的允许最大加速度以下。
限制速度计算部120基于限制速度计算用存储器126中存储的工具的限制速度、工件的限制速度、驱动轴的限制速度来计算最佳限制速度，并存储于中间存储器127。最佳限制速度是以下所述的减速目标速度计算中使用的限制速度。减速目标速度计算由于在驱动轴坐标系中执行，因而最佳限制速度也是驱动轴坐标系的量。例如，限制速度计算部120将工具限制速度和工件限制速度各自乘以由转换部116进行转换时求出的移动量比，而转换成驱动轴坐标系的量。采用这些和驱动轴限制速度中的最小的速度作为驱动轴坐标系限制速度，从而能够同时地将机械坐标系中的工具以及工件的速度、加速度、加加速度和驱动轴坐标系中的驱动轴的速度、加速度、加加速度抑制到各自的最大允许速度、最大允许加速度、最大允许加加速度以下。
减速目标速度计算部121例如通过使用专利文献1中记载的周知的方法，从最佳限制速度和最佳切线方向加速度，计算作为目标的减速结果的速度，存储于中间存储器127。
加减速处理部122基于中间存储器127中存储的减速目标速度，进行加减速控制，从而使控制对象的速度成为不超过减速目标速度的最大速度。并且，加减速处理部122例如通过使用专利文献1中记载的周知的方法来计算每个第2采样周期的移动量，并输出到第2插补部123。
第2插补部123例如通过使用专利文献1中记载的周知的方法，基于来自加减速处理部122的输出和从中间存储器127取出的数据，在第2采样周期中进行插补。并且，第2插补部123将插补处理后的控制对象的驱动轴坐标系中的插补点发送到伺服控制部124。
伺服控制部124基于从第2插补部123接收到的插补点来执行伺服控制。
切线方向加速度计算用存储器125存储有工具切线方向加速度计算部114A所计算出的工具切线方向加速度、工件切线方向加速度计算部114B所计算出的工件切线方向加速度、驱动轴切线方向加速度计算部117所计算出的驱动轴切线方向加速度。
限制速度计算用存储器126存储有工具限制速度计算部115A所计算出的工具限制速度、工件限制速度计算部115B所计算出的工件限制速度、驱动轴限制速度计算部118所计算出的驱动轴限制速度。
中间存储器127存储有切线方向加速度计算部119所计算出的最佳切线方向加速度、限制速度计算部120所计算出的最佳限制速度、减速目标速度计算部121所计算出的减速目标速度。
〔3.机械结构数据〕
申请人先前对于以图表形式表现并保持控制对象的机械结构的数值控制装置，申请了日本专利申请2016-240446号。本发明的数值控制装置1能够通过与其相同的方法，生成上述的机械结构数据，计算机械坐标系中的工具位置即控制点位置、以及机械坐标系中的工件位置即坐标系原点位置。
以下，参照图3～图9说明该方法的概略。
图3是表示控制点坐标系计算部113的功能模块的框图。控制点坐标系计算部113具备图表生成部131、控制点坐标系插入部132、标识符分配部133、控制点坐标系指定部134、以及指令值判断部135。
图表生成部131以图表形式生成控制对象的机械结构。
控制点坐标系插入部132向机械结构的图表插入控制点以及坐标系。
标识符分配部133分别向控制点以及坐标系分配标识符。
控制点坐标系指定部134通过上述的标识符来指定上述的控制点以及坐标系。具体而言，例如，控制点坐标系指定部134通过程序中的指令、参数设定、画面操作、以及从输入单元向数值控制装置1的输入值中的任意，来对上述的控制点以及坐标系进行指定。
指令值判断部135判断程序中的指令值是相对于哪个控制点的哪个坐标系上的坐标值。
作为例子，对表现图4示出的机械的结构的机械结构树的生成方法进行说明。在图4的机械中，设定X轴为垂直于Z轴，并在X轴上设置有工具1，在Z轴上设置有工具2。另一方面，在Y轴上设定B轴，在B轴上设定C轴，在C轴上设置有工件1和工件2。将该机械结构表现为机械结构树的方法如下述。
首先，如图5所示，仅配置原点201和节点202A～202G。在该阶段中，原点201和节点202、以及节点202之间不具有联系，也未设定原点以及节点各自的名称。
接着，设定各轴的轴名称(轴型)、各工具的名称、各工件的名称、各原点的名称、各轴的物理轴编号(轴型)。接着，设定各轴的父节点(轴型)、各工具的父节点、各工件的父节点。最后，设定各轴的交叉偏置(轴型)、各工具的交叉偏置、各工件的交叉偏置。其结果，生成图6示出的机械结构树。
另外，机械结构树的各节点并不限于上述的各信息，例如，可以具有标识符(名称)、自身的父节点的标识符、将其自身作为父节点的全部的子节点的标识符、相对于父节点的相对偏置(交叉偏置)、相对于父节点的相对坐标值、相对于父节点的相对移动方向(单位矢量)、节点类别(直线轴/旋转轴/单元(后述)/控制点/坐标系/原点等)、物理轴编号、正交坐标系与物理坐标系的转换式所相关的信息，或者也可以没有这些信息。
通过如此针对各节点设定值，从而在数值控制装置1内生成具有机械结构树状的数据结构的数据。并且，在追加别的机械(或者机器人)的情况下，能够追加原点，还能够追加节点。
图7中表示将上述的机械结构树生成方法、特别是对各节点设定各值的方法一般化后的流程图。
在步骤S11中，图表生成部131取得针对节点设定的参数的值。
在步骤S12中，在设定出的参数的项目为“自身的父节点”时(S12：是)时，处理转移到步骤S13。在不是“自身的父节点”时(S12：否)，处理转移到步骤S17。
在步骤S13中，当对设定参数的节点已经设定了父节点时(S13：是)，处理转移到步骤S14。在未设定父节点时(S13：否)，处理转移到步骤S15。
在步骤S14中，图表生成部131从设定参数的节点的当前的父节点所具有的“子节点”的项目中删除自身的标识符，更新机械结构树。
在步骤S15中，图表生成部131对设定参数的节点的相应项目设定值。
在步骤S16中，图表生成部131对于父节点，在“子节点”的项目中追加自身的标识符，在更新机械结构树后，结束流程。
在步骤S17中，图表生成部131在对设定参数的节点的相应项目设定了值后，结束流程。
作为一例，如图8的左侧所示，在轴x1上设定轴x2，在轴x2上设定轴x3，以下同样地连续N个节点，其末端设为轴xN。并且，在轴xN上设置有控制点。同样，在轴y1上设定轴y2，在轴y2上设定轴y3，以下同样地连续L个节点，其末端设为轴yL。并且，设为在轴yL上设置有工件。在此，xi，yj为节点名称，但也可以设为还同时表示各节点的坐标值。并且，例如，在x1上标记有“直进，(0，0，1)”，这是表示x1是在(X，Y，Z)＝(0，0，1)方向上进行直进运动的节点。
反映该机械结构的机械结构树为图8的右侧的结构树。另外，在结构树中，例如ofsx1表示节点x1的偏置值。
控制点坐标系计算部113计算机械坐标系中的工具位置即控制点、机械坐标系中的工件位置即坐标原点、以机械结构图内的虚线的圆所示的各个插补位置。
在此，如图9所示，机械坐标系中的例如控制点的当前位置(Xc，Yc，Zc)由以下的式子(1)求出。
【数学式1】
Figure GDA0002211437300000121
在此，T(ofs)是偏置对应的平行移动矩阵，S(x，直进，v)是沿方向v进行x移动的平行移动矩阵，S(x，旋转，v)是围绕方向v进行x旋转的旋转移动矩阵，ofsctrl是控制点的偏置。
使用该式(1)能够计算机械坐标系中的插补点的坐标(xt，yt，zt)。
〔4.限制速度以及允许切线方向加速度〕
例如，能够使用与专利文献1中记载的方法相同的方法，用作工具切线方向加速度计算部114A以及工件切线方向加速度计算部114B计算切线方向加速度的方法、工具限制速度计算部115A以及工件限制速度计算部115B计算限制速度的方法、驱动轴切线方向加速度计算部117计算切线方向加速度的方法、驱动轴限制速度计算部118计算限制速度的方法。以下，参照图10说明其概略。
基于由控制点坐标系计算部113计算出的插补点的坐标(xt，yt，zt)，通过对下述的式(2)进行处理运算，而求出第1插补的采样周期T1中的移动量Lt。
Lt＝{(xt－xt－1)2+(yt－yt－1)2+(zt－zt－1)2}1/2…(2)
基于插补位置(xt，yt，zt)和第1插补的采样周期T1，通过下述的式(3－1)～(3－3)的运算处理，来计算机械坐标系上的控制对象的各轴的速度Vt(vxt，vyt，vzt)。
vxt＝(xt－xt－1)/T1…(3－1)
vyt＝(yt－yt－1)/T1…(3－2)
vzt＝(zt－zt－1)/T1…(3－3)
根据式(3－1)～(3－3)求出的各轴的速度Vt(vxt，vyt，vzt)和第1采样周期T1，通过进行下述的式(4－1)～(4－3)的运算处理，计算机械坐标系上的控制对象的各轴的加速度At(axt，ayt，azt)。
axt＝(vxt－vxt－1)/T1…(4－1)
ayt＝(vyt－vyt－1)/T1…(4－2)
azt＝(vzt－vzt－1)/T1…(4－3)
根据式(4－1)～(4－3)求出的加速度At(axt，ayt，azt)和第1采样周期T1，通过下述的式(5－1)～(5－3)的运算处理，计算机械坐标系上的控制对象的各轴的加速度的时间微分即加加速度jt(jxt，jyt，jzt)。
jxt＝(axt－axt－1)/T1…(5－1)
jyt＝(ayt－ayt－1)/T1…(5－2)
jzt＝(azt－azt－1)/T1…(5－3)
图10是表示在工具限制速度计算部115A中，通过控制对象即工具的机械坐标系上的坐标值(xt，yt，zt)和各轴的最大允许加速度amx、amy、amz来计算最佳的切线方向加速度的步骤的流程图。以下，说明基于本流程图来计算最佳的允许切线方向加速度ATt的步骤。
在图10的步骤S21中，根据位置数据(xt，yt，zt)(t＝0，1...)计算各轴的移动量(1段量)，计算与各轴相关的方向余弦DCx、DCy、DCz。此时，方向余弦DCx为针对x轴合成1段(矢量合成)的移动方向矢量，即合成切线方向矢量为相对于X轴构成的角度的余弦。因此，DCx的第t次(t＝1，2...)的数据为：DCxt＝|xt－xt－1|/Lt…(6)。
在此，Lt为每个第1采样周期的机械坐标系中的合成移动量。
相同地，方向余弦DCy、DCz的针对各轴的合成1段的方向矢量(合成切线方向矢量)分别为相对于Y轴以及Z轴构成的角度的余弦。
由上述方向矢量表示的移动方向的加速度(即合成切线方向加速度)AW相对于全轴需要满足下述的条件。
AW×DCxt≤amx…(7－1)
AW×DCyt≤amy…(7－2)
AW×DCzt≤amz…(7－3)
在此，amx为X轴的最大允许加速度，amy为Y轴的最大允许加速度，amz为Z轴的最大允许加速度。
在步骤S22中，使用步骤S21的结果，计算最佳的切线方向加速度ATt(t＝1，2...)。最佳的切线方向加速度ATt被计算为：在不破坏表示相对于全轴的切线方向加速度必须是最大允许加速度以下的上述的条件的范围下的最大的值。这意味着在ami/DCi(i＝x，y，z)中找到最小的即Min{ami/DCi}(i＝x，y，z)。即：
ATt＝Min{ami/DCit}(i＝x，y，z)(t＝1，2...)…(8)。接着，在步骤S23中，将求出的最佳的切线方向加速度ATt存储于切线方向加速度计算用存储器125。
针对工件切线方向加速度计算部114B也是相同的。
工具限制速度计算部115A基于限制速度计算用存储器126上的数据，对应于机械坐标系上的插补点(xt，yt，zt)(t＝1，2...)来计算限制速度RFt，且写入到限制速度计算用存储器126。
在此，限制速度RFt是关于各段的合成切线方向的速度，在位置(xt，yt，zt)(t＝1，2...)上被限制成不超过各轴的速度、加速度、加加速度的最大允许值的速度。即，对于各轴的速度、加速度、加加速度具有分别设定的最大允许值，若将速度的最大允许值设为VM(vmx，vmy，vmz)、将加速度的最大允许值设为AM(amx，amy，amz)、将加加速度的最大允许值设为JM(jmx，jmy，jmz)，则限制速度RFt意指的是每一个第1采样周期的各轴的速度、加速度、加加速度不超过各自的最大允许值这样的各段的合成切线方向的速度。
从控制点坐标系计算部113输出的数据所涉及的各段的合成切线方向的速度为Lt/T1。因此，计算限制速度RFt是指对该速度Lt/T1进行如下述的处理，且计算使各轴的速度、加速度、加加速度不超过各自的最大允许值的各段的合成切线方向的限制速度RFt(t＝1，2...)。计算出的限制速度RFt(t＝1，2...)被输出到限制速度计算用存储器126。
KV＝Min(vmx/vxt，vmy/vyt，vmz/vzt)…(9)
该式(9)意味着将在右边的括号内最小的值设为KV的值。但是，若该右边为1以上，则KV设为“1”。
KA＝Min(amx/axt，amy/ayt，amz/azt)…(10)
该式(10)也与式(9)相同地，意味着将在右边的括号内最小的值设为KA的值。但是，若该右边为1以上则KA设为“1”。
KJ＝Min(jmx/jxt，jmy/jyt，jmz/jzt)…(11)
该式(11)也与式(9)相同地，意味着将在右边的括号内最小的值设为KJ的值。但是，该右边若为1以上则KJ设为“1”。
RFt＝Min(KV，KA，KJ)×Lt/T1…(12)
在该式(12)中也与式(9)相同地，Min(KV，KA，KJ)意味着KV、KA、KJ中的最小值。
式(9)～(11)、以及式(12)的Min(KV，KA，KJ)意味着选择最大允许速度/速度、最大允许加速度/加速度、最大允许加加速度/加加速度中的最小的，意味着针对相对于各轴即X轴、Y轴、Z轴的速度、加速度、加加速度的各自的最大允许值，选择通过式(3－1)～(3－3)、式(4－1)～(4－3)、式(5－1)～(5－3)的运算处理而计算出的速度、加速度、加加速度相对最大的。
例如，设为“vmx/vxt”为最小。这意味着X轴的速度相对地最大地超过了最大允许值。在上述(12)中，Min(KV，KA，KJ)为“vmx/vxt”。其结果为限制速度RFt＝(vm1/vxt)×Lt/T1。
由于在“Lt/T1”的速度中，X轴的速度是vxt，因此若成为限制速度RFt，则由于存在比例关系，因而为：
(Lt/T1)/vxt＝RFt/(X轴的速度)…(13)
(X轴的速度)＝RFt×vxt/(Lt/T1)
＝[(vmx/vxt)×Lt/T1]/(Lt/T1)
＝vm1…(14)
通过设置成该限制速度RFt，与最大允许值相差最大的X轴的速度被限制到允许速度。或者，其他的要素在Min(KV，KA，KJ)中选择最小的值，求出限制速度RFt，从而使其他驱动轴的速度、加速度、加加速度成为最大允许值内。
如以上所述，进行式(9)～(12)的运算处理，求出限制速度RFt，并存储于限制速度计算用存储器126。
对于工件限制速度计算部115B也是相同的。
另外，在本实施方式中，以机械坐标系上(X轴、Y轴、Z轴)的速度、加速度、加加速度均不超过最大允许值的方式计算限制速度RFt，但是也可以是速度、加速度、加加速度中的任意一个，或者是任意2个的组合。例如，若仅速度限制于允许值内，则式(12)的Min(KV，KA，KJ)为“KV”，若仅设置加速度则为“KA”。另外，在将速度、加速度设为允许值内时，式(12)的Min(KV，KA，KJ)为Min(KV，KA)。
驱动轴限制速度计算部118计算限制速度的方法、以及驱动轴切线方向加速度计算部117计算允许切线方向加速度的方法也与上述相同。具体而言，基于由控制点坐标系计算部113计算出的插补点的坐标(xt，yt，zt)(t＝0，1，2...)，转换部116进行逆机构转换求出各驱动轴的位置Ut(u1t，u2t，u3t)，对于该Ut使用相同的方法，从而能够计算限制速度以及允许切线方向加速度。
〔5.数值控制装置的动作〕
重复上述的〔2.数值控制装置的软件结构〕的说明，参照图11A以及图11B中记载的流程图，对于数值控制装置1的动作进行详细叙述。
在步骤S31中，指令解析部111对机械坐标系中的指令程序进行解析，转换成在第1插补部112中易于使用的数据。
在步骤S32中，第1插补部112在第1采样周期中对机械坐标系中的指令路径上的各指令轴上的点Pt(xt，yt，zt)进行插补计算。
在步骤S33中，控制点坐标系计算部113基于由第1插补部112求出的插补点Pt(xt，yt，zt)，生成机械结构数据150，并且计算机械坐标系中的工具位置即控制点位置、以及机械坐标系中的工件位置即坐标系原点位置。
在步骤S34中，工具切线方向加速度计算部114A对于工具计算切线方向加速度，存储于切线方向加速度计算用存储器125。
在步骤S35中，工件切线方向加速度计算部114B对于工件计算切线方向加速度，存储于切线方向加速度计算用存储器125。
在步骤S36中，工具限制速度计算部115A对于工具，基于最大允许速度、最大允许加速度、最大允许加加速度计算限制速度，并存储于限制速度计算用存储器126。
在步骤S37中，工件限制速度计算部115B对于工件，基于最大允许速度、最大允许加速度、最大允许加加速度来计算限制速度，存储于限制速度计算用存储器126。
在步骤S38中，转换部116将表示每个驱动轴的坐标值的坐标系设定为驱动轴坐标系，使用机械结构数据150，将机械坐标系中的控制点位置/移动量以及坐标系原点位置/移动量转换成驱动轴坐标系的位置/移动量。
在步骤S39中，驱动轴切线方向加速度计算部117计算驱动轴的切线方向加速度，存储于切线方向加速度计算用存储器125。
在步骤S40中，驱动轴限制速度计算部118基于驱动轴的最大允许速度、最大允许加速度、最大允许加加速度，计算限制速度，存储于限制速度计算用存储器126。
在步骤S41中，切线方向加速度计算部119基于切线方向加速度计算用存储器125中存储的、工具的切线方向加速度、工件的切线方向加速度以及驱动轴的切线方向加速度，计算最佳切线方向加速度，存储于中间存储器27。
在步骤S42中，限制速度计算部120基于限制速度计算用存储器126中存储的、工具的限制速度、工件的限制速度、驱动轴的限制速度，来计算最佳限制速度，存储于中间存储器127。
在步骤S43中，减速目标速度计算部121根据最佳切线方向加速度和最佳限制速度，计算作为以控制对象为目标的减速结果的速度即减速目标速度，存储于中间存储器127。
在步骤S44中，加减速处理部122基于中间存储器127中存储的减速目标速度，进行加减速控制。
在步骤S45中，加减速处理部122计算每个第2采样周期的移动量，输出到第2插补部123。
在步骤S46中，第2插补部123通过来自加减速处理部122的输出和从中间存储器127取出的数据，在第2采样周期进行插补。
在步骤S47中，第2插补部123将插补处理后的控制对象的驱动轴坐标系的插补点发送到伺服控制部124。
在步骤S48中，伺服控制部124基于从第2插补部123接收到的插补点，执行伺服控制。
〔6.效果〕
通过上述的数值控制装置1，与以往相比能够更准确地进行加减速控制。并且，在本发明中，能够减少机械坐标系上的震动，并且通过使设定最佳化，从而能够实现周期时间的缩短。
另外，通过对于每个控制对象计算切线方向加速度和限制速度，从而能够分别对工具和工件进行加减速控制。此时，能够基于工具和工件的各自的设定值来进行加减速控制，从而能够进行更加准确的加减速控制。
另外，控制点坐标系计算部通过设定反映轴结构的机械结构数据，计算正交坐标系中的控制对象的坐标值，由此，例如基于图表等的机械结构数据，能够分别在正交坐标系(机械坐标系)和驱动轴坐标系中设定最大允许速度、最大允许加速度以及最大允许加加速度。并且，能够分别对于工具和工件执行正交坐标系(机械坐标系)中的控制。
〔7.其他的实施方式〕
在上述的实施方式中，控制点坐标系计算部113通过将机械结构图形化(图表化)，从而生成反映使工具、工件移动的轴结构的机械结构数据150，并且求出机械坐标系中的工具位置即控制点位置以及机械坐标系中的工件位置即坐标系原点位置，但是并不限定于此。例如，能够使用如图12B所示的那样的机械坐标系和驱动轴坐标系的关系式来代替机械结构数据150。
另外，在上述的实施方式中，分别对于工具和工件计算正交坐标系(机械坐标系)的坐标值，进行加减速控制，但是并不限定于此。具体而言，可以使用从工件来看的工具的相对坐标、从工具来看的工件的相对坐标来进行加减速控制。
另外，在上述的实施方式中，控制对象切线方向加速度计算部114基于控制对象最大允许加速度来计算控制对象切线方向加速度，驱动轴切线方向加速度计算部117基于驱动轴最大允许加速度来计算驱动轴切线方向加速度，但是并不限定于此。
除了最大允许加速度之外，控制对象切线方向加速度计算部114以及驱动轴切线方向加速度计算部117还可以基于加加速度、利用时间将控制对象的位置进行3次以上微分而得的物理量的最大允许值，计算切线方向的加加速度、利用时间将位置进行3次以上微分而得的物理量。
另外，除了最大允许加速度之外，控制对象限制速度计算部115以及驱动轴限制速度计算部118还可以基于加加速度、利用时间将控制对象的位置进行3次以上微分而得的物理量的最大允许值来计算限制速度。
此外，切线方向加速度计算部119可以使用这些物理量中的1个以上来计算最佳切线方向加速度、最佳切线方向加加速度、以及最佳的切线方向的利用时间将位置进行3次以上微分而得的物理量。另外，减速目标速度计算部121可以使用这些物理量中的1个以上来计算减速目标速度。
另外，将与加速度、加加速度、利用时间将位置进行3次以上微分而得的物理量等的加速度相关联的信息广泛地称为“加速度关联信息”。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限于前述的实施方式。另外，本实施方式中记载的效果只是例举了由本发明产生的最优的效果，本发明所涉及的效果并不限定于本实施方式中记载的内容。
数值控制装置1所涉及的控制方法通过软件实现。在由软件实现时，构成该软件的程序被安装于计算机(数值控制装置1)。另外，这些程序可以记录于可移动媒介来分配给用户，或者可以经由网络下载到用户的计算机来进行分配。此外，这些程序可以不被下载，而是作为经由网络的Web服务被提供到用户的计算机(数值控制装置1)。
符号说明
1 数值控制装置、
111 指令解析部、
112 第一插补部、
113 控制点坐标系计算部、
114 控制对象切线方向加速度计算部、
114A 工具切线方向加速度计算部、
114B 工件切线方向加速度计算部、
115 控制对象限制速度计算部、
115A 工具限制速度计算部、
115B 工件限制速度计算部、
116 转换部、
117 驱动轴切线方向加速度计算部、
118 驱动轴限制速度计算部、
119 切线方向加速度计算部、
120 限制速度计算部、
121 减速目标速度计算部、
122 加减速处理部、
123 第二插补部、
124 伺服控制部、
125 切线方向加速度计算用存储器、
126 限制速度计算用存储器、
127 中间存储器。

Claims (6)

1.一种数值控制装置，其为了对由伺服电动机控制驱动轴的加工机进行控制，基于程序的指令输出所述驱动轴的移动指令，其特征在于，
该数值控制装置通过将所述加工机内的正交坐标系即机械坐标系中的加减速关联信息以及驱动轴坐标系中的加减速关联信息这两者正规化成驱动轴坐标系的值，采用所述机械坐标系以及所述驱动轴坐标系这两者中的加减速的条件中的最小的条件，控制驱动轴的加减速，
在所述正规化中，将所述机械坐标系中的控制对象的位置以及移动量以及所述机械坐标系的原点的位置以及移动量转换为在所述驱动轴坐标系中的位置以及移动量，并且将两个坐标系中的移动量之比乘以机械坐标系中的切线方向加速度和限制速度来转换为在驱动轴坐标系中的切线方向加速度和限制速度。
2.一种数值控制装置，其为了对由伺服电动机控制驱动轴的加工机进行控制，基于程序的指令输出所述驱动轴的移动指令，其特征在于，
所述数值控制装置具备：
控制对象切线方向加速度计算部，其基于所述加工机内的正交坐标系即机械坐标系中的控制对象的位置以及各正交轴的控制对象最大允许加速度关联信息，计算所述机械坐标系中的控制对象的切线方向加速度关联信息即控制对象切线方向加速度关联信息；
控制对象限制速度计算部，其基于所述控制对象的位置以及所述控制对象最大允许加速度关联信息，计算所述正交坐标系中的控制对象的限制速度即控制对象限制速度；
转换部，其将表示所述驱动轴的坐标值的坐标系设定为驱动轴坐标系，并将所述程序的指令中包含的所述控制对象的位置、移动量转换成所述驱动轴坐标系中的所述驱动轴的位置、移动量；
驱动轴切线方向加速度计算部，其基于所述驱动轴的位置以及各驱动轴的驱动轴最大允许加速度关联信息，计算所述驱动轴的切线方向加速度关联信息即驱动轴切线方向加速度关联信息；
驱动轴限制速度计算部，其基于所述驱动轴的位置以及所述驱动轴最大允许加速度关联信息，计算所述驱动轴的限制速度即驱动轴限制速度；
切线方向加速度计算部，其基于将所述控制对象切线方向加速度关联信息转换成驱动轴坐标系中的值而得的加速度关联信息以及所述驱动轴切线方向加速度关联信息，计算在减速目标速度计算中使用的切线方向加速度关联信息即最佳切线方向加速度关联信息；
限制速度计算部，其基于将所述控制对象限制速度转换成驱动轴坐标系中的值而得的速度以及所述驱动轴限制速度，计算在所述减速目标速度计算中使用的限制速度即最佳限制速度；
减速目标速度计算部，其基于所述驱动轴的位置、所述最佳切线方向加速度关联信息以及所述最佳限制速度来计算减速目标速度；以及
加减速处理部，其基于所述减速目标速度进行所述驱动轴的加减速处理。
3.根据权利要求2所述的数值控制装置，其特征在于，
所述控制对象存在多个，
所述控制对象切线方向加速度计算部针对每个控制对象计算允许切线方向加速度关联信息，
所述控制对象限制速度计算部针对每个控制对象计算限制速度。
4.根据权利要求2或3所述的数值控制装置，其特征在于，
所述控制对象最大允许加速度关联信息、所述驱动轴最大允许加速度关联信息各自包含速度、加速度以及加加速度中的至少一个以上。
5.根据权利要求2或3所述的数值控制装置，其特征在于，
所述控制对象切线方向加速度关联信息、所述驱动轴切线方向加速度关联信息以及所述最佳切线方向加速度关联信息各自包含加速度以及加加速度中的至少一个以上。
6.根据权利要求2或3所述的数值控制装置，其特征在于，
所述数值控制装置还具备控制点坐标系计算部，该控制点坐标系计算部对反映使所述控制对象移动的轴结构的机械结构数据进行设定，根据所述程序的指令和所述机械结构数据，计算所述正交坐标系中的所述控制对象的坐标值。
CN201810065196.0A 2017-01-27 2018-01-23 数值控制装置 Active CN108363360B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-013339 2017-01-27
JP2017013339A JP6464209B2 (ja) 2017-01-27 2017-01-27 数値制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108363360A CN108363360A (zh) 2018-08-03
CN108363360B true CN108363360B (zh) 2020-05-15

Family

ID=62979845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810065196.0A Active CN108363360B (zh) 2017-01-27 2018-01-23 数值控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10386811B2 (zh)
JP (1) JP6464209B2 (zh)
CN (1) CN108363360B (zh)
DE (1) DE102018000369B4 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017222474A1 (de) * 2016-12-12 2018-06-14 Fanuc Corporation Numeriksteuerung und datenstruktur
JP6806736B2 (ja) * 2018-06-05 2021-01-06 ファナック株式会社 位置情報表示システム
JP6975192B2 (ja) * 2019-03-14 2021-12-01 ファナック株式会社 数値制御装置及び工作機械
JP7505877B2 (ja) * 2019-12-02 2024-06-25 ファナック株式会社 制御システム
US20230050158A1 (en) * 2020-02-04 2023-02-16 Fanuc Corporation Control device
US20230097923A1 (en) * 2020-03-04 2023-03-30 Fanuc Corporation Numerical control device
JP7410272B2 (ja) * 2020-03-18 2024-01-09 ファナック株式会社 速度調整支援装置
CN112363423A (zh) * 2020-10-13 2021-02-12 北京无线电测量研究所 一种用于铁氧体电控器件的控制接口卡
CN116430800B (zh) * 2023-06-15 2023-09-01 中科航迈数控软件(深圳)有限公司 基于数控系统的组态配置方法、装置、设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309074A (en) * 1992-05-18 1994-05-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Numerical control device with speed override control
CN1609552A (zh) * 2003-10-20 2005-04-27 株式会社三丰 工件曲面的测量方法及其程序和介质
CN1722034A (zh) * 2004-06-18 2006-01-18 发那科株式会社 数字控制器
CN103092131A (zh) * 2011-11-04 2013-05-08 发那科株式会社 进行基于指令路径速度条件的速度控制的数值控制装置
CN103659601A (zh) * 2013-12-09 2014-03-26 上海机床厂有限公司 基于端面外圆磨床磨削中坐标自动补偿方法
CN105900027A (zh) * 2014-01-07 2016-08-24 三菱电机株式会社 轨迹控制装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH054181A (ja) * 1991-06-24 1993-01-14 Toshiba Corp ロボツト制御装置
JP2001092508A (ja) * 1999-07-16 2001-04-06 Okuma Corp パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置
JP4049956B2 (ja) * 1999-10-01 2008-02-20 三菱電機株式会社 ロボット制御装置
JP2002366208A (ja) * 2001-06-12 2002-12-20 Yaskawa Electric Corp 工作機械の自由曲線補間方法及び数値制御装置
JP4407083B2 (ja) * 2001-07-02 2010-02-03 三菱電機株式会社 指令値生成方法および指令値生成システム
JP3830475B2 (ja) 2003-08-05 2006-10-04 ファナック株式会社 制御装置
JP2008132595A (ja) * 2008-02-08 2008-06-12 Mitsubishi Electric Corp ロボット制御装置
EP2336839A4 (en) * 2008-09-16 2013-11-06 Shin Nippon Koki Co Ltd NUMERICAL CONTROL
JP5013024B2 (ja) * 2009-11-26 2012-08-29 三菱電機株式会社 数値制御装置
JP5059914B2 (ja) * 2010-07-12 2012-10-31 ファナック株式会社 工作機械の減速要因判別手段を備えた工具軌跡表示装置
JP2014161917A (ja) * 2013-02-21 2014-09-08 Seiko Epson Corp ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309074A (en) * 1992-05-18 1994-05-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Numerical control device with speed override control
CN1609552A (zh) * 2003-10-20 2005-04-27 株式会社三丰 工件曲面的测量方法及其程序和介质
CN1722034A (zh) * 2004-06-18 2006-01-18 发那科株式会社 数字控制器
CN103092131A (zh) * 2011-11-04 2013-05-08 发那科株式会社 进行基于指令路径速度条件的速度控制的数值控制装置
CN103659601A (zh) * 2013-12-09 2014-03-26 上海机床厂有限公司 基于端面外圆磨床磨削中坐标自动补偿方法
CN105900027A (zh) * 2014-01-07 2016-08-24 三菱电机株式会社 轨迹控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108363360A (zh) 2018-08-03
US20180217574A1 (en) 2018-08-02
JP6464209B2 (ja) 2019-02-06
US10386811B2 (en) 2019-08-20
JP2018120543A (ja) 2018-08-02
DE102018000369A1 (de) 2018-08-02
DE102018000369B4 (de) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108363360B (zh) 数值控制装置
Debrouwere et al. Time-optimal path following for robots with convex–concave constraints using sequential convex programming
Yeh et al. Estimation of the contouring error vector for the cross-coupled control design
CN108227631B (zh) 数值控制装置以及数据结构
JP4847428B2 (ja) 加工シミュレーション装置およびそのプログラム
Barnett et al. A bisection algorithm for time-optimal trajectory planning along fully specified paths
Bosetti et al. Feed-rate and trajectory optimization for CNC machine tools
JP5426153B2 (ja) 回転軸を有する工作機械用の数値制御装置
JP6549683B2 (ja) 制御装置
JP4796936B2 (ja) 加工制御装置
Van Oosterwyck et al. Cad enabled trajectory optimization and accurate motion control for repetitive tasks
JP3476287B2 (ja) ロボットの接続動作時に速度制御を行なうための曲線補間方法
JP4802170B2 (ja) 加工時間算出装置およびそのプログラム
JP2007304714A (ja) 数値制御装置
CN108829032B (zh) 一种高精度控制的插补方法
JP4900968B2 (ja) 加工制御装置
US11194313B2 (en) Numerical controller
CN111413927B (zh) 数值控制装置
Aksoy et al. On adaptive output feedback control robotic manipulators with online disturbance estimation
CN112987650A (zh) 控制系统
WO2024185132A1 (ja) 数値制御装置
JP6940724B1 (ja) 制御装置
WO2023058243A9 (ja) 制御装置及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JPH1148176A (ja) ロボット位置教示装置
CN111650887A (zh) 控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant