CN110879572B - 数控装置及数控方法 - Google Patents

Abstract

一种数控装置(10)，包括：曲率半径计算部(32)，其将第一半径r_a计算为对象点P_t处的曲率半径R，其中，第一半径r_a是通过连续地存在于驱动轴的多个移动点中的起点P_s、对象点P_t和终点P_e的三个点的通过弧C的半径；点序列评估部(34)，其计算到通过弧C的弦误差E并且将计算的弦误差E与先前限定的可允许误差进行比较；曲率半径校正部(36)，当计算的弦误差E大于可允许误差时，其计算作为圆弧半径的第二半径并且将对象点P_t处的曲率半径校正为第二半径，在所述圆弧半径中，前线段和后线段的弦误差等于或小于可允许误差；以及速度计算部(38)，其基于对象点P_t处的曲率半径计算在该对象点P_t处的驱动轴的可允许通过速度。

Description

数控装置及数控方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月5日提交的日本专利申请第2018-166155号的优先权，其全文(包括说明书、权利要求书、附图和摘要)通过引用合并在本文中。

技术领域

本说明书公开了一种根据机加工程序来控制机器的驱动轴的移动的数控装置及数控方法。

背景技术

为了机加工包括有各种形状的工件，通过根据机加工程序而生成的位置指令数据来移动机器工具(machine tool)的每个驱动轴从而控制每个驱动轴。这里，所述机加工程序记录了驱动轴的多个移动点的坐标。在这种机器工具中，为了提高机加工面的质量，需要稳定机加工面上的各驱动轴的通过馈送率。

因此，将确定驱动轴在每个移动点处的可允许通过速度的功能引入到控制机器工具的驱动的数控装置中。更具体地，为了避免每个驱动轴的震动，这种数控装置对每个单位时间内的馈送率变化(以下被称为“加速度”)设定限值(也即，可允许加速度α)，并且确定每个驱动轴在可允许加速度α内的速度。

这里，在拐角部分，例如小R部分和角度部分，每个驱动轴的移动比变化，从而产生了加速度。在这种拐角部分中，传统技术中也提出了不超过可允许加速度α的技术。

例如，JP2566276B公开了计算通过对象点、位于该对象点之前和之后的起点和终点的三个点的通过圆的半径，作为对象点处的曲率半径R，并且基于该曲率半径R和可允许加速度α，通过下式1来获取该对象点处的可允许通过速度F。

这里，如式1所示，可允许通过速度F主要取决于曲率半径R。如上所述，曲率半径R是通过三个点的通过弧的半径。然而，当机加工程序由CAM等生成时，通过弧的半径可能因目标曲线的线性近似的方面而有很大的差异。因此，尽管形状最初是相似的，但可允许通过速度F可能会有很大的不同。例如，虽然一个机加工路径和相邻的机加工路径通常具有相似的形状，但根据线性近似的方面，曲率半径R和各个机加工路径所应用的通过速度可能有很大的不同。这种通过速度的差异会导致机加工面的质量损失。

本说明书公开了一种进一步提高机加工面质量的数控装置及数控方法。

发明内容

本说明书公开了一种数控装置，其根据机加工程序控制机器驱动轴的移动，所述数控装置包括：曲率半径计算部，其将第一半径计算为对象点处的曲率半径，其中，所述第一半径是通过连续地存在于在所述机加工程序中记录的所述驱动轴的多个移动点中的起点、所述对象点和终点的三个点的通过弧的半径；点序列评估部，其计算弦误差并且将计算的弦误差与先前限定的可允许误差进行比较；所述弦误差为所述通过弧与连接所述对象点和所述起点的前线段之间的或者所述通过弧与连接所述对象点和所述终点的后线段之间的近似误差；曲率半径校正部，其在所述计算的弦误差大于所述可允许误差时计算第二半径并且将所述对象点处的曲率半径校正到所述第二半径；所述第二半径是在其中所述前线段和所述后线段的弦误差等于或小于所述可允许误差的弧的半径；以及速度计算部，其基于所述对象点处的曲率半径来计算在该对象点处的所述驱动轴的可允许通过速度。

利用这种配置，当弦误差较大时，也就是说，当通过弧的第一半径不合适时，通过将弦误差在可允许误差范围内的第二半径代替第一半径来计算可允许通过速度。因此，可以抑制可允许通过速度的变化，从而改善机加工面的质量。

在这种情况下，可接受的是，所述曲率半径校正部基于式：r_b＝E_def/(1-cos(θ/2)来计算所述第二半径r_b，其中，θ是从起点通过所述对象点以行进到终点的移动中的所述对象点处的角度，以及E_def是所述可允许误差。

利用这种配置，可以很容易地获取其中近似误差为可允许误差E_def的第二半径r_b。

另外，可接受的是，所述点序列评估部将所述通过弧与所述后线段之间的近似误差计算为向外路径弦误差，并且将所述通过弧与所述前线段之间的近似误差计算为返回路径弦误差；并且所述速度计算部根据基于所述向外路径弦误差指定的曲率半径与基于所述返回路径弦误差指定的曲率半径之间较小的曲率半径来计算所述可允许通过速度。

利用这种配置，在均考虑向外路径和返回路径的弦误差时，可以确定可允许通过速度。因此，即使通过往复移动驱动轴来机加工工件时，也可以改善机加工面的质量。

在这种情况下，可接受的是，当所述向外路径弦误差等于或小于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第一半径指定为向外路径曲率半径；当所述向外路径弦误差大于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第二半径指定为所述向外路径曲率半径；当所述返回路径弦误差等于或小于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第一半径指定为返回路径曲率半径；当所述返回路径弦误差大于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第二半径指定为所述返回路径曲率半径；并且然后所述曲率半径校正部将所述向外路径曲率半径与所述返回路径曲率半径之间的较小值校正为所述对象点处的曲率半径。

利用这种配置，所述曲率半径很容易成为较小值，并且所述可允许通过速度也很容易成为较小值。这样可以防止通过速度过大。

本申请公开了一种根据机加工程序控制机器的驱动轴的移动的数控方法，所述方法包括步骤：将通过连续地存在于在所述机加工程序中记录的所述驱动轴的多个移动点中的起点、对象点和终点的三个点的通过弧的半径算为第一半径；计算弦误差以将计算的弦误差与先前限定的可允许误差进行比较；所述弦误差是所述通过弧与连接所述对象点和所述起点的前线段之间的或者所述通过弧与连接所述对象点和所述终点的后线段之间的近似误差；当所述计算的弦误差大于所述可允许误差时，计算第二半径以将所述对象点处的曲率半径校正到所述第二半径；所述第二半径是在其中所述前线段和所述后线段的弦误差等于或小于所述可允许误差的弧的半径；并且基于所述对象点处的曲率半径来计算在该对象点处的所述驱动轴的可允许通过速度。

利用这种配置，当弦误差较大时，也就是说，当通过弧的第一半径不合适时，通过将弦误差在可允许误差范围内的第二半径代替第一半径来计算可允许通过速度。因此，可以抑制可允许通过速度的变化，从而改善机加工面的质量。

根据本说明书所公开的数控装置及数控方法，可以进一步改善机加工面的质量。

附图说明

下面将基于以下附图来描述本申请的实施例，在这些附图中：

图1是数控装置的物理框图；

图2是所述数控装置的功能性框图；

图3是可允许通过速度计算部的详细框图；

图4是示出了某一曲面的线性近似的示例的图；

图5是示出了拐角部分处的点序列的示例的图；

图6是示出了与图5类似的曲面的线性近似的另一个示例的图；

图7是说明了每个参数的图；

图8是说明了弦误差E的图；

图9是说明了依据点序列的布置的弦误差E的差异的图；

图10是说明了向外路径弦误差和返回路径弦误差的图；

图11是第二半径的图像图；

图12是示出了可允许通过速度的计算流程的流程图；

图13是示出了可允许通过速度的计算流程的流程图。

参考标记说明：

10：数控装置，12：控制单元，14：存储单元，18：输入单元，20：输出单元，21：数据总线，22：程序读取部，24：程序解释部，26：可允许通过速度计算部，28：伺服指令位置内插部，30：伺服控制部，32：曲率半径计算部，34：点序列评估部，36：曲率半径校正部，38：速度计算部。

具体实施方式

下面，将结合附图对数控装置10的结构进行说明。图1是数控装置10的物理框图。图2是数控装置10的功能性框图，以及图3是可允许通过速度计算部26的详细框图。

数控装置10控制机器工具的驱动轴的驱动，并且被结合到机器工具中。物理上，数控装置10是计算机，该计算机包括控制单元12、存储单元14、输入输出接口(以下称为“输入输出I/F”)16、输入单元18、输出单元20以及连接这些部件的数据总线21。

例如，控制单元12由一个或多个CPU构成，并根据存储在存储单元14中的控制程序执行各种计算。存储单元14存储各种数据和控制程序。此外，存储单元14被大致地分为主存储单元和辅助存储单元，所述主存储单元可由CPU直接访问，而所述辅助存储单元可通过输入输出通道等进行访问。主存储单元由诸如ROM、SRAM或DRAM的半导体存储器构成。辅助存储单元由例如磁存储装置(如硬盘驱动器)和半导体存储装置(如固态驱动器)构成。存储单元14存储能够使所述计算机用作数控装置10的控制程序。此外，存储单元14存储数值，如将在后面描述的可允许加速度α以及可允许误差E_def。

输出单元20向用户输出各种类型的信息，并且由例如显示器、扬声器、打印机或灯构成。输入单元18接受用户的操作，并且由例如键盘、鼠标、触摸面板、麦克风或摄像头构成。

所述数控装置10被一般性地结合到与其集成在一起而作为控制对象的机器工具中。然而，数控装置10的一部分或者全部视情况可以与作为控制对象的机器工具分离。因此，例如，与作为控制对象的机器结合的计算机以及能够与该计算机通信的信息终端可以构成一个数控装置10。

数控装置10在功能上包括：程序读取部22、程序解释部24、可允许通过速度计算部26、伺服指令位置内插部28和伺服控制部30。程序读取部22读取用户指定的机加工程序。所述机加工程序包括驱动轴的移动点的坐标值，并且是例如NC程序。这种机加工程序通常由CAM生成。读取的机加工程序在程序解释部24中进行解释。程序解释部24向可允许通过速度计算部26和伺服指令位置内插部28输出解译结果。

可允许通过速度计算部26计算作为驱动轴的一个移动点的对象点P_t处的曲率半径R，并且基于曲率半径R计算通过对象点P_t处的可允许通过速度F。将在后面描述曲率半径R和可允许通过速度F的计算方法。

伺服指令位置内插部28根据程序解释部24解释的解释结果，将伺服指令位置内插到每个驱动轴。此时，伺服指令位置内插部28计算对象点P_t处的通过速度，使得对象点P_t处的通过速度不大于可允许通过速度F。伺服控制部30根据伺服指令位置内插部28获取的对驱动轴的伺服位置指令来控制每个驱动轴的伺服电机。当控制单元12根据存储在存储单元14中的控制程序执行计算过程时，可以实现各部22至30的上述功能。

接下来，将对可允许通过速度计算部26进行说明。如图3所示，在功能上，可允许通过速度计算部26被大致地分为曲率半径计算部32、点序列评估部34、曲率半径校正部36和速度计算部38。在说明这些部32至38的功能之前，将说明在可允许通过速度计算部26中的可允许通过速度F的计算原理。

如上面说明的，所述机加工程序包括驱动轴的移动点的坐标。包括有移动点的机加工程序是由诸如基于目标形状的CAM的程序生成单元来生成的。所述程序生成单元对曲面执行线性近似，该曲面是在不超过曲面(例如拐角部分)处的可允许近似误差ε范围内的目标形状。例如，CAM在不超过可允许近似误差ε的范围内，以偶数间隔使曲面上提供的点稀疏(thin out)，并且由将剩余点彼此连接的多个直线来近似曲面。图4是示出了某一曲面的线性近似的示例的附图。在图4中，粗实线表示原始曲面，点划线表示线性近似的结果。另外，在图4中，白色圆圈表示在线性近似中被稀疏的点。近似线的近似误差e等于或小于可允许近似误差ε。

以这种方式，通过原始曲面的线性近似而获取的每一点的坐标值与G-代码等被一起记录在机加工程序中，作为驱动轴的移动点。可允许通过速度计算部26获取作为一个移动点的对象点P_t的曲率半径R，并且根据下面的式1获取对象点P_t处的可允许通过速度F。此外，当获取到一个对象点P_t处的可允许通过速度F，将下一个对象点设置为新的对象点P_t。此外，对新的对象点P_t处的可允许通过速度F的获取过程进行重复，从而获取所有移动点的可允许通过速度F。

这里，通常将通过对象点P_t以及位于对象点P_t之前和之后的起点P_s和终点P_e的三个点的弧的半径限定为曲率半径R。在下面，通过这三点的弧被限定为通过弧C，而该弧的半径被限定为第一半径r_a。第一半径r_a的计算将参考图5进行说明。图5是示出了拐角部分处的点序列的示例的图，特别地，在所述拐角部分中在小R部分之前和之后持续有平缓的曲面。在所述点序列中，通过三个连续存在的点P_s、P_t和P_e的通过弧C的半径(第一半径r_a)由以下式2获得。

r_a＝D_se/(2·sin(θ)) 式2

在式2中，D_se是从起点P_s到终点P_e的直线距离。并且，在式2中，θ是从起点P_s到对象点P_t以及然后行进到终点P_e的移动中做出的行进方向上的角度θ。换句话说，θ是由连接起点P_s和对象点P_t的前线段L_s与连接对象点P_t和终点P_e的后线段L_e所构成的角度的补角。

通常通过将由式2获得的第一半径r_a限定为对象点P_t处的曲率半径R来进行计算，并且基于该曲率半径R计算可允许通过速度F，这里，从式2中可以看出，第一半径r_a取决于距离D_se和角度θ。此外，在通过CAM对目标形状进行线性近似的过程中，距离D_se频繁且广泛地变化。关于这一点，将参照图6进行说明。图6是示出了与图5类似的曲面的线性近似的另一个示例的图。

从图5和图6的比较可以清楚地看出，即使当执行类似的曲线的线性近似时，所获取的点的位置也可能有很大的变化。在图5和图6的示例中，虽然对象点P_t的位置基本相同，但在图6的情况下，与图5相比，起点P_s的位置远离对象点P_t。这种差异基于原始曲面的线性近似中进行稀疏的点的位置。

即使点的位置有很大的变化，角度θ也不会有很大的变化。另一方面，从起点P_s到终点P_e的距离D_se有很大的不同。因此，即使在类似的形状中，第一半径r_a和可允许通过速度F可以变化很大。以这种方式，当相邻的机加工路径中第一半径r_a变化很大时，工具(tool)的边缘可以以不同的间隔切割工件，或者工具的切割深度可能不同。因此，机加工标记已不均匀，这通常会使机加工面的质量变差。

在本示例中，在计算了第一半径r_a后，根据该第一半径r_a对点序列是否被过度稀疏进行评估，并且当所述点序列被过度稀疏时，对所述曲率半径R进行校正，进而根据该校正后的曲率半径R计算所述可允许通过速度F。下面将对执行这种过程的可允许通过速度计算部26的配置进行详细的说明。

曲率半径计算部32获取对象点P_t处的曲率半径R。更具体的，曲率半径计算部32获取作为通过弧的半径的第一半径r_a，并且将第一半径r_a输出为曲率半径R，其中所述通过弧通过对象点P_t以及位于该对象点P_t之前和之后的起点P_s和终点P_e的三个点。所述第一半径r_a是根据上述式2来计算的。

点序列评估部34根据由曲率半径计算部32计算的曲率半径R(第一半径r_a)评估对象点P_t之前和之后的点序列。关于这一点，将参考图7至图9进行具体说明。图7是说明了每个参数的图，图8是说明了弦误差E的图。图9是说明了依据点序列的布置的弦误差E的差异的图。如图7所示，在以下图中，前线段L_s的长度(从起点P_s到对象点P_t的距离)被限定为前距离D_s，而后线段L_e的长度(从对象点P_t到终点P_e的距离)被限定为后距离D_e。

点序列评估部34获取通过弧C的弦误差E来评估点序列。弦误差E是后线段L_e到通过弧C的近似误差，更具体的，如图8所示，弦误差E是后线段L_e的中点到通过弧C的距离。

如图9所示，如果前距离D_s和角度θ相同，则后距离D_e越小，弦误差E越小，而后距离D_e越大，弦误差E越大，换句话说，当弦误差E过大时，点就是被过度稀疏的，从而可以确定对象点P_t与终点P_e(后距离D_e)之间的距离很大。所述弦误差E可以由以下式3获得。

E＝R-{D_e·cos(θ)+D_s)/(2·sin(θ))} 式3

顺便说一下，在上面的说明中，说明了从起点P_s通过对象点P_t以行进到终点P_e的情况。但是，通常在工件机加工中，驱动轴经常往复运动。换句话说，存在有驱动轴沿图10中的箭头O的方向(以下称为“向外路径方向”)行进的情况并且存在驱动轴沿箭头H的方向(以下称为“返回路径方向”)行进的情况。

这里，沿向外路径方向行进中的弦误差是后线段L_e与通过弧C之间的弦误差(以下称为“向外路径弦误差E_o”)，而延返回路径方向行进中的弦误差是前线段L_s与通过弧C之间的弦误差(以下称为“返回路径弦误差E_h”)。对工件执行往复机加工时，可以根据向外路径弦误差E_o和返回路径弦误差E_h来确定校正曲率半径R的必要性。

点序列评估部34分别根据以下式4和式5来计算向外路径弦误差E_o和返回路径弦误差E_h。

E_o＝R-{(D_e·cos(θ)+D_s)/(2·sin(θ))} 式4

E_h＝R-{(D_s·cos(θ)+D_e)/(2·sin(θ))} 式5

如果计算向外路径弦误差E_o和返回路径弦误差E_h，则点序列评估部34将向外路径弦误差E_o以及返回路径弦误差E_h与先前设定的可允许误差E_def进行比较。虽然对于可允许误差E_def的值没有特别限制，但其可以被设置为与生成机加工程序时所使用的可允许近似误差ε相同的值。点序列评估部34向曲率半径校正部36输出由曲率半径计算部32计算的曲率半径R(第一半径r_a)与可允许误差E_def的比较结果。

曲率半径校正部36基于比较结果计算向外路径曲率半径R_o和返回路径曲率半径R_h，并基于所计算的两个曲率半径R_o和R_h对曲率半径R进行校正。更具体的，当向外路径弦误差E_o等于或小于可允许误差E_def时，曲率半径校正部36将曲率半径R(＝r_a)暂时地存储为向外路径曲率半径R_o。另一方面，当向外路径曲率半径R_o大于可允许误差E_def时，曲率半径校正部36将由以下式6计算的第二半径r_b暂时地存储为向外路径曲率半径R_o。

r_b＝E_def/(1-cos(θ/2)) 式6

第二半径r_b是当点不是被过度稀疏时的曲率半径。图11是第二半径r_b的图像图。如图11所示，当前线段L_s的弦误差和后线段L_e的弦误差均为可允许误差E_def时，第二半径r_b就是弧C_b的半径。从另一个角度看，第二半径r_b是通过三个点的弧的半径，在这三个点中，前距离D_s和后距离D_e相同，并且弦误差是可允许误差E_def。

同样的，当返回路径弦误差E_h等于或小于可允许误差E_def时，曲率半径校正部36将曲率半径R(＝r_a)暂时地存储为返回路径曲率半径R_h。另一方面，当返回路径弦误差E_h大于可允许误差E_def时，曲率半径校正部36将由式6计算的第二半径r_b暂时地存储为返回路径曲率半径R_h。

如果计算出向外路径曲率半径R_o和返回路径曲率半径R_h，则曲率半径校正部36将对象点P_t处的曲率半径R校正为向外路径曲率半径R_o和返回路径曲率半径R_h中的较小值。换句话说，执行对R＝min(R_o，R_h)的校正。速度计算部38将从曲率半径校正部36输出的曲率半径R应用到式1中，以计算对象点P_t处的可允许通过速度F。

接下来，将参考图12和图13来说明计算可允许通过速度F的流程。在机加工程序中，记录了驱动轴的移动点P₀到P_I。在这种情况下，当计算可允许通过速度F时，控制单元12首先初始化计数器i以设置i＝1(S10)。然后，曲率半径计算部32执行对象点P_t＝P_i、起点P_s＝P_i-1和终点P_e＝P_i+1的设置，并且分别获取各个点P_t、P_s、P_e的坐标和角度θ(S12，S14)。此外，曲率半径计算部32计算第一半径r_a(S16)。更具体的，曲率半径计算部32计算起点P_s与终点P_e的坐标的距离D_se，并且将距离D_se和角度θ应用到式2，以计算第一半径r_a。曲率半径计算部32将第一半径r_a输出为曲率半径R(S18)。

点序列评估部34基于曲率半径R计算向外路径弦误差E_o和返回路径弦误差E_h(S20)。更具体的，点序列评估部34基于点P_t、P_s和P_e中的每一个计算前距离D_s和后距离D_e，并且将前距离D_s、后距离D_e、曲率半径R和角度θ应用到式4和式5。

然后，点序列评估部34将所计算的向外路径弦误差E_o与先前设定的可允许误差E_def进行比较，并且将比较结果输出到曲率半径校正部36(S22)。当E_o≤E_def时，曲率半径校正部36将第一半径r_a暂时地存储为向外路径曲率半径R_o(S24)。另一方面，当E_o>E_def时，曲率半径校正部36将可允许误差E_def和角度θ应用到式6，并且计算第二半径r_b(S26)。此外，曲率半径校正部36将所计算的第二半径r_b暂时地存储为向外路径曲率半径R_o(S28)。

以同样的方式，点序列评估部34将所计算的返回路径弦误差E_h与可允许误差E_def进行比较，并将比较结果输出到曲率半径校正部36(S30)。当E_h≤E_def时，曲率半径校正部36将第一半径r_a暂时地存储为返回路径曲率半径R_h(S32)。另一方面，当E_h>E_def时，曲率半径校正部36将可允许误差E_def和角度θ应用到式6，并且计算第二半径r_b(S34)。请注意，当然，如果在S26中已经计算出了第二半径r_b，则可以省略此步骤S34。曲率半径校正部36将第二半径r_b暂时地存储为返回路径曲率半径R_h(S36)。

如果计算出向外路径曲率半径R_o和返回路径曲率半径R_h，则曲率半径校正部36将向外路径曲率半径R_o与返回路径曲率半径R_h进行比较，并且将这两者中的较小值指定为对象点P_t处的曲率半径R(S38)。此外，曲率半径校正部36将指定的曲率半径R输出到速度计算部38。速度计算部38将获取的曲率半径R赋值到式1中，以计算对象点P_t处的可允许通过速度F(S40)。

当获取可允许通过速度F时，在计数器i递增之后(S42)，重复步骤S12至S44。换句话说，当在一个点处获取可允许通过速度F时，将该点附近的一个点设置为一个新的对象点P_t，并在该新的对象点P_t处获取可允许通过速度F。重复该过程，直到实现i＝I。

从上面的说明可以看出，在这个示例中，点序列的正确性或错误性是依据通过对象点P_t和该对象点P_t之前和之后的点P_s，P_e的弧C的弦误差来确定的，当弦误差大时，曲率半径R被校正。这种配置抑制了曲率半径R的较大变化，从而抑制了可允许通过速度F的较大变化，从而可以稳定驱动轴的馈送率。此外，该示例中，不仅在考虑弦误差的向外路径上，而且在考虑弦误差的返回路径上，曲率半径R都被校正。因此，在通过往复运动驱动轴机加工工件时，均可以在向外路径和返回径上稳定馈送率。

另外，在该示例中，在根据向外路径曲率半径R_o和返回路径曲率半径R_h确定了单独的曲率半径R后，计算出可允许通过速度F。然而，可以根据向外路径曲率半径R_o计算可允许通过速度F_o，并且可以根据返回路径曲率半径R_h计算可允许通过速度F_h，并且可以将两个速度F_o，F_h中的较小值指定为对象点P_t处的可允许通过速度F。换句话说，可以根据以下式7得到可允许通过速度F。

此外，虽然在上面描述的工件往复机加工的前提下进行了说明，但是存在有在向外的路径上执行机加工并且在返回路径上通过空气切割来执行快速馈送的情况。在这种情况中，不需要考虑返回路径中的弦误差。因此，在这种情况下，省略了返回路径弦误差E_h的计算，可以将步骤S22至S28中计算的向外路径曲率半径R_o输出为校正的曲率半径R。采用这种配置，可以减少计算量。

同时，在图12和图13中的流程图中，在相同的时刻计算对象点P_t＝P_i处的向外路径曲率半径R_o和返回路径曲率半径R_h，该步骤可以适当改变。例如，可以在相同的时刻计算P_i+1处的向外路径曲率半径R_{o_i}和返回路径曲率半径R_{h_i+1}。换句话说，当i＝1时，基于P₀、P₁和P₂，可以计算P₁处的向外路径曲率半径R_{o_1}和P₂处的返回路径曲率半径R_{h_2}，并且当i＝2时，基于P₁、P₂、P₃和P₄，可以计算P₂处的向外路径曲率半径R_{o_2}和P₃处的返回路径曲率半径R_{h_3}。此外，基于这两个时刻的P₂处计算的返回路径曲率半径R_{h_2}和向外路径曲率半径R_{o_2}，可以计算出P₂处的最终曲率半径R₂＝min(R_{o_2}，R_{h_2})。

Claims (5)

1.一种数控装置，其根据机加工程序控制机器的驱动轴的移动，所述数控装置包括：

曲率半径计算部，其将第一半径计算为对象点处的曲率半径；所述第一半径是通过连续地存在于在所述机加工程序中记录的所述驱动轴的多个移动点中的起点、所述对象点和终点的三个点的通过弧的半径；

点序列评估部，其计算弦误差并且将计算的弦误差与先前限定的可允许误差进行比较；所述弦误差为所述通过弧与连接所述对象点和所述起点的前线段之间的或者所述通过弧与连接所述对象点和所述终点的后线段之间的近似误差；

曲率半径校正部，其在所述计算的弦误差大于所述可允许误差时计算第二半径并且将所述对象点处的曲率半径校正到所述第二半径；所述第二半径是在其中所述前线段和所述后线段的弦误差等于或小于所述可允许误差的弧的半径；以及

速度计算部，其基于所述对象点处的曲率半径来计算在该对象点处的所述驱动轴的可允许通过速度。

2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

所述曲率半径校正部基于式：r_b＝E_def/(1-cos(θ/2))来计算所述第二半径r_b，其中，θ是从起点通过所述对象点以行进到终点的移动中的所述对象点处的角度，以及E_def是所述可允许误差。

3.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，

所述点序列评估部将所述通过弧与所述后线段之间的近似误差计算为向外路径弦误差，并且将所述通过弧与所述前线段之间的近似误差计算为返回路径弦误差；以及

所述速度计算部根据基于所述向外路径弦误差指定的曲率半径与基于所述返回路径弦误差指定的曲率半径之间较小的曲率半径来计算可允许通过速度。

4.根据权利要求3所述的数控装置，其特征在于，

当所述向外路径弦误差等于或小于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第一半径指定为向外路径曲率半径；以及当所述向外路径弦误差大于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第二半径指定为所述向外路径曲率半径；

当所述返回路径弦误差等于或小于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第一半径指定为返回路径曲率半径；当所述返回路径弦误差大于所述可允许误差时，所述曲率半径校正部将所述第二半径指定为所述返回路径曲率半径；并且然后

所述曲率半径校正部将所述向外路径曲率半径与所述返回路径曲率半径之间的较小值校正为所述对象点处的曲率半径。

5.一种根据机加工程序控制机器的驱动轴的移动的数控方法，所述方法包括以下步骤：

将通过连续地存在于在所述机加工程序中记录的所述驱动轴的多个移动点中的起点、对象点和终点的三个点的通过弧的半径计算为第一半径；

计算弦误差以将计算的弦误差与先前限定的可允许误差进行比较；所述弦误差是所述通过弧与连接所述对象点和所述起点的前线段之间的或者所述通过弧与连接所述对象点和所述终点的后线段之间的近似误差；

当所述计算的弦误差大于所述可允许误差时，计算第二半径以将所述对象点处的曲率半径校正到所述第二半径；所述第二半径是在其中所述前线段和所述后线段的弦误差等于或小于所述可允许误差的弧的半径；以及

基于所述对象点处的曲率半径来计算在该对象点处的所述驱动轴的可允许通过速度。