CN116323048A - 进行加工工具与工件之间的相对位置关系的控制的数值控制装置 - Google Patents

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CN116323048A CN202180066688.1A CN202180066688A CN116323048A CN 116323048 A CN116323048 A CN 116323048A CN 202180066688 A CN202180066688 A CN 202180066688A CN 116323048 A CN116323048 A CN 116323048A
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Abstract

一种机床的数值控制装置(100),其根据加工程序使加工工具和工件在并行的各个驱动轴上以加工工具和工件的移动方向不反转的方式向同一方向移动,并且在向同一方向的移动中控制加工工具与工件之间的相对位置关系,针对加工工具和工件的移动指令中的至少一方是指令值相对于时间经过任意变动的指令,该数值控制装置具有:加工程序解析部(110),其从加工程序取得加工工具和工件的移动指令;移动指令生成部(120),其基于上述移动指令,生成加工工具的加工工具移动指令数据和工件的工件移动指令数据;以及插补部(130),其基于加工工具移动指令数据生成加工工具插补数据,基于工件移动指令数据生成工件插补数据。

Description

进行加工工具与工件之间的相对位置关系的控制的数值控制 装置
技术领域
本发明涉及进行加工工具与工件之间的相对位置关系的控制的数值控制装置。
背景技术
通常,在切削加工中,使加工工具与工件相对运动而进行切削,因此产生工件的切屑。若该切屑成为长条,则有时会损伤加工中途的工件,使工件的加工品质降低。因此,进行如下的振动切削:通过使加工工具与工件相对地振动而进行空气切割,切屑以不损伤工件的方式切碎。
但是,在振动切削中,通过使加工工具、工件振动,反复进行往复的微动,由此,在轨道槽、转动体中产生油膜破裂引起的微振磨损,机床的引导件的寿命变短。
因此,提出了几个在避免微振磨损的同时进行切屑的切断的机床和控制方法。
作为这样的机床的一例,在专利文献1中公开了一种车床,其具备:主轴台,其设置有把持工件的主轴;刀架,其保持对工件进行切削的工具;第一驱动部,其使主轴台向规定的朝向的驱动方向移动;第二驱动部,其使刀架向驱动方向移动;以及控制部,其在驱动方向上的主轴台与刀架的相对的切削进给时,使主轴台与刀架的相对位置关系在驱动方向上振动,上述控制部在上述切削进给时,交替地进行使主轴台与刀架向驱动方向的正方向移动的第一控制和使主轴台与刀架向驱动方向的负方向移动的第二控制,使主轴台与刀架的相对位置关系在驱动方向上振动。
根据该车床,在结束基于第一控制的移动并开始基于第二控制的移动时,能够切断切屑。
另外,在第一控制时,主轴台和刀架一起向驱动方向的正方向移动,由此润滑油遍布主轴台和刀架所使用的引导件中的轨道槽与转动体之间。在第二控制时,主轴台和刀架一起向驱动方向的负方向移动,由此润滑油遍布主轴台和刀架所使用的引导件中的轨道槽与转动体之间。无论在哪种情况下都能够抑制油膜破裂,在驱动方向上主轴台与刀架的相对位置关系振动,因此能够延长用于工件的切削的引导件的寿命。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-136852号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述的以往的机床中,仅在进行使加工工具以及工件的移动方向反转的反转动作时,进行切削后的切屑的切断。因此,在以固定的进给量进行了加工的情况下,对进行工件的固定和移动的工件保持单元以及进行加工工具的固定和移动的加工工具保持单元持续施加固定的负荷直到加工完成。其结果是,在工件保持单元、加工工具保持单元中连续地蓄积机械损伤,因此,有可能因零件的损耗、损伤等产生加工精度的降低、缩短机床的寿命这样的问题。
根据这样的原委,要求能够降低对加工中的工件保持单元和加工工具保持单元施加的负荷的数值控制装置。
用于解决课题的手段
本发明的一方式的机床的数值控制装置根据加工程序使加工工具和工件在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,并且在向同一方向的移动中控制加工工具与工件之间的相对位置关系,针对加工工具和工件的移动指令中的至少一方是指令值相对于时间经过任意变动的指令,该数值控制装置具有:加工程序解析部,其从加工程序取得加工工具和工件的移动指令;移动指令生成部,其根据所述移动指令生成加工工具的加工工具移动指令数据和工件的工件移动指令数据;以及插补部,其根据加工工具移动指令数据生成加工工具插补数据,根据工件移动指令数据生成工件插补数据。
发明效果
根据本发明的一个方式,使加工工具和工件在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,并且在向同一方向的移动中使加工工具与工件之间的相对位置关系变化,由此能够降低对加工中的工件保持单元和加工工具保持单元施加的负荷。
附图说明
图1是表示作为本发明的代表性的一例的第一实施方式的数值控制装置与其周边装置的关联的框图。
图2是表示在第一实施方式的机床中,安装于加工工具台的加工工具和安装于工件台的工件在各自的驱动轴上的移动方向的一例的图。
图3是表示第一实施方式的数值控制装置的控制下的从加工开始到加工结束为止的动作的一例的概略图。
图4是表示第二实施方式的数值控制装置的控制下的从加工开始到加工结束为止的动作的一例的概略图。
图5是表示由第三实施方式的数值控制装置生成的在工件和加工工具的移动中使用的、各自的稳定指令成分和变动指令成分中的指令值即移动速度的时间变化的一例的曲线图。
图6是表示由第三实施方式的数值控制装置生成的在工件和加工工具的移动中使用的、各个移动指令数据中的指令值即移动速度的时间变化的一例的曲线图。
图7是表示第三实施方式的变形例的在工件和加工工具的移动中使用的移动指令数据的时间变化的一例的曲线图。
具体实施方式
以下,结合附图对本发明的代表性的一例的、控制加工工具与工件之间的相对位置关系的数值控制装置的实施方式进行说明。另外,在本说明书中,使加工工具和工件向“同一方向”移动的动作不仅包括两者同时移动的情况,还包括任一方相对于另一方“停止”的情况。即,定义为“加工工具或工件的移动方向不反转即可”。
<第一实施方式>
首先,使用图1~图3,说明作为本发明的代表性的一例的第一实施方式的、控制加工工具与工件之间的相对位置关系的数值控制装置的概要。图1是表示作为本发明的代表性的一例的第一实施方式的数值控制装置与其周边装置的关联的框图。如图1所示,作为其一例,第一实施方式的数值控制装置100具备:加工程序解析部110,其对加工程序进行解析;移动指令生成部120,其生成移动指令数据;以及插补部130,其设置有生成插补数据的第一插补部132和第二插补部134。
图2是表示在第一实施方式的机床中,安装于加工工具台的加工工具和安装于工件台的工件在各自的驱动轴上的移动方向的一例的图。如图2所示,作为其一例,机床10具备加工工具台12和工件台14。
在作为本发明的代表性的一例的第一实施方式中,数值控制装置100根据加工程序使加工工具P和工件W在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,并且在向同一方向的移动中使加工工具P与工件W之间的相对位置关系发生变化。另外,数值控制装置100经由有线或通信线路等以能够相互通信的方式与机床10或外部存储装置20连接。
数值控制装置100经由插补部130向机床10输出各种控制指令。另外,数值控制装置100从外部存储装置20取入记述了机床10的控制动作的加工程序,并且根据需要进行上述加工程序的更新。
在第一实施方式中,机床10只要具备能够使加工工具与工件并行移动的结构即可,能够例示车床等。在机床10设置有安装加工工具(参照图2的附图标记P)的加工工具台12、安装工件(参照图2的附图标记W)的工件台14、驱动加工工具台12的加工工具台驱动部(未图示)和加工工具台驱动轴(未图示)、驱动工件台14的工件台驱动部(未图示)和工件台驱动轴(未图示)。
如图2所示,加工工具P安装于加工工具台12,通过加工工具台驱动部(未图示)的驱动,沿着加工工具台驱动轴(未图示)向与+Z轴平行的加工工具移动方向D1移动。另外,工件W安装于工件台14,通过工件台驱动部(未图示)的驱动,沿着工件台驱动轴(未图示)向与+Z轴平行的工件移动方向D2移动。
在此,加工工具台12的加工工具台驱动轴(未图示)与工件W的工件台驱动轴(未图示)为并行的位置关系,加工工具移动方向D1与工件移动方向D2为同一方向。另外,进行加工工具P的固定和移动的加工工具保持单元(未图示)构成为包括加工工具台12、加工工具台驱动部、加工工具台驱动轴。并且,进行工件W的固定和移动的工件保持单元(未图示)构成为包括工件台14、工件台驱动部、工件台驱动轴。
加工程序解析部110从加工程序取得加工工具P和工件W的移动指令。在此,加工工具P和工件W的移动指令被定义为其至少一方相对于时间经过而指令值任意变动的指令。另外,在第一实施方式中,作为上述移动指令的一例,使用使指令值相对于时间经过为固定的稳定指令和指令值相对于时间经过而变化的变动指令重合的情况进行说明。
另外,加工程序解析部110包括如下的功能:通过从外部存储装置20读入加工程序的程序块并进行解析,判别在加工程序中包含怎样的控制指令的功能、以及暂时存储/保存所读入的加工程序的程序块的功能。然后,加工程序解析部110根据判别出的加工程序的控制指令,取得加工工具P和工件W的移动指令(即,稳定指令和变动指令)。
在此,加工程序不仅可以是直接指定加工工具P和工件W的稳定指令和变动指令的情况,也可以是指定加工工具P和工件W的相对稳定指令和相对变动指令的情况。此时,“加工工具P与工件W的相对稳定指令”成为和“加工工具的稳定指令”与“工件的稳定指令”的差分相等的关系。同样地,“加工工具P与工件W的相对变动指令”相等于“加工工具的变动指令”与“工件的变动指令”的差分的关系成立。
移动指令生成部120根据由加工程序解析部110取得的加工工具P以及工件W的稳定指令和变动指令,生成加工工具P的加工工具移动指令数据以及工件W的工件移动指令数据。
插补部130根据由移动指令生成部120生成的加工工具移动指令数据来生成加工工具插补数据,根据由移动指令生成部120生成的工件移动指令数据来生成工件插补数据。作为其一例,在第一插补部132中,基于由移动指令生成部120生成的加工工具移动指令数据,生成以插补周期(控制周期)对由加工工具移动指令数据指示的安装于加工工具台12的加工工具P的指令路径上的点进行插补计算而得到的加工工具插补数据。另外,在第二插补部134中,基于由移动指令生成部120生成的工件移动指令数据,生成以插补周期(控制周期)对由工件移动指令数据指示的安装于工件台14的工件W的指令路径上的点进行插补计算而得到的工件插补数据。
图3是按照时间序列表示由第一实施方式的数值控制装置进行的加工工具与工件之间的相对位置关系的控制的一例的概略侧视图。在此,作为进行加工工具与工件之间的相对位置关系的控制的代表性的切削加工,例示了在等间隔的时刻t0~时刻t3之间对工件W进行使加工中的加工工具P的外观上的进给量变化的长度L的缩径加工的情况。在该情况下,工件W以将与Z轴并行的轴作为旋转轴进行旋转的方式安装于工件台14(未图示)。
在图3所示的动作中,在数值控制装置100中,从外部存储装置20取入包含使加工中的进给量变化的指令的、记述了机床10的控制动作的加工程序。然后,在加工程序解析部110中,根据由数值控制装置100取入的上述加工程序,决定稳定指令和变动指令。
接着,在移动指令生成部120中,根据由加工程序解析部110取得的稳定指令和变动指令,生成加工工具P的加工工具移动指令数据和工件W的工件移动指令数据。上述加工工具移动指令数据和上述工件移动指令数据包含如下的指令:使安装有加工工具P的加工工具台12和安装有工件W的工件台14在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,并且在向同一方向的移动中使加工工具P相对于工件W的外观上的进给量变化。
在插补部130的第一插补部132中,基于由移动指令生成部120生成的加工工具P的加工工具移动指令数据,生成加工工具插补数据。另外,在插补部130的第二插补部134中,基于由移动指令生成部120生成的工件W的工件移动指令数据,生成工件插补数据。
由第一插补部132生成的加工工具插补数据从第一插补部132发送至机床10。发送到机床10的加工工具插补数据用于加工工具台驱动部(未图示)的驱动控制。而且,在加工工具台驱动部(未图示)中,进行安装有加工工具P的加工工具台12(未图示)的驱动。
另一方面,由第二插补部134生成的工件插补数据从第二插补部134发送至机床10。发送到机床10的工件插补数据用于工件台驱动部(未图示)的驱动控制。而且,在工件台驱动部(未图示)中,进行安装有工件W的工件台14(未图示)的驱动。
接着,参照图3,对时刻t0~t3的各时刻的加工工具P和工件W的状态进行说明。加工工具位置SP0~SP3表示各时刻的加工工具P的位置。工件位置SW0~SW3表示各时刻的工件W的位置。加工工具移动距离DP1~DP3表示在时刻t1以后加工工具P从前一个时刻移动的距离。工件移动距离DW1~DW3表示在时刻t1以后工件W从前一个时刻移动的距离。
加工工具投影面FP0~FP3表示各时刻的加工工具P的加工刀(未图示)的前端所在的与工件W的旋转轴垂直的面。工件投影面FW0~FW3表示与各时刻的加工工具P的加工刀(未图示)对置而露出的与工件W的旋转轴垂直的面。
在此,加工工具投影面FP0~FP3和工件投影面FW0~FW3都是与工件W的旋转轴垂直的面,因此加工工具投影面FP0~FP3和工件投影面FW0~FW3相互并行。另外,通过加工工具P对工件W进行外观上的切削进给,由此,来自工件W的工件投影面FW1~FW3的反作用力E1~E3作用于加工工具P的加工工具投影面FP1~FW3
在图3的时刻t0的状态下,加工工具P位于加工工具位置SP0。另一方面,工件W位于工件位置SW0。另外,加工工具P的加工工具投影面FP0与工件W的工件投影面FW0一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W处于接触的状态。
在图3的时刻t1的状态下,加工工具P位于以加工工具移动距离DP1移动后的加工工具位置SP1。另一方面,工件W位于以工件移动距离DW1移动后的工件位置SW1
此时,加工工具移动距离DP1与工件移动距离DW1具有[DW1>DP1]的关系。另外,加工工具P的加工工具投影面FP1与工件W的工件投影面FW1一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W以切入的状态接触。
在此,在时刻t1,工件W是通过加工工具P进行了长度L1的外观上的切削进给的状态。另外,长度L1是加工工具移动距离DP1与工件移动距离DW1之差,具有[长度L1=DW1-DP1]的关系。
在图3的时刻t2的状态下,加工工具P位于以加工工具移动距离DP2移动后的加工工具位置SP2。另一方面,工件W位于以工件移动距离DW2移动后的工件位置SW2
此时,加工工具移动距离DP2和工件移动距离DW2具有[DW2>DP2]的关系。另外,加工工具P的加工工具投影面FP2与工件W的工件投影面FW2一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W以切入的状态接触。
在此,在时刻t2,工件W是通过加工工具P进行了长度L2的外观上的切削进给的状态。另外,长度L2是加工工具移动距离DP2与工件移动距离DW2之差,具有[L2=DW2-DP2]的关系。并且,长度L2与在时刻t1进行的外观上的切削进给的长度L1具有[L1>L2]的关系。
在图3的时刻t3的状态下,加工工具P位于以加工工具移动距离DP3移动后的加工工具位置SP3。另一方面,工件W位于以工件移动距离DW3移动后的工件位置SW3
此时,加工工具移动距离DP3与工件移动距离DW3具有[DW3>DP3]的关系。另外,加工工具P的加工工具投影面FP3与工件W的工件投影面FW3一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W以切入的状态接触。
在此,在时刻t3,工件W是通过加工工具P进行了长度L3的外观上的切削进给的状态。另外,长度L3是加工工具移动距离DP3与工件移动距离DW3之差,具有[L3=DW3-DP3]的关系。
另一方面,长度L、长度L1、长度L2以及长度L3具有[L=L1+L2+L3]的关系。另外,长度L3与在时刻t2进行的外观上的切削进给的长度L2具有[L3>L2]的关系。
接着,参照图3,对通过数值控制装置100的控制进行的时刻t0以及时刻t0~时刻t3的各时刻间的加工工具P和工件W的动作进行说明。
在时刻t0,加工工具P根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,移动到加工工具位置SP0。另外,工件W根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,移动到工件位置SW0。此时,即使工件W从时刻t0之前的时刻预先处于旋转状态,也可以从加工工具P的加工工具投影面FP0与工件W的工件投影面FW0一致的时刻t0开始旋转。
在时刻t0~时刻t1,根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,加工工具P从加工工具位置SP0向加工工具位置SP1,沿着+Z轴的方向移动加工工具移动距离DP1。另外,根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,工件W从工件位置SW0向工件位置SW1,沿着+Z轴的方向移动工件移动距离DW1
在此,由于加工工具移动距离DP1和工件移动距离DW1具有[DW1>DP1]的关系,因此加工工具P相对于工件W的相对移动方向R1成为沿着-Z轴的方向。伴随于此,利用加工工具P对工件W进行长度L1的外观上的切削进给。
在时刻t1~时刻t2,根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,加工工具P从加工工具位置SP1向加工工具位置SP2,沿着+Z轴的方向移动加工工具移动距离DP2。另外,根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,工件W从工件位置SW1向工件位置SW2,沿着+Z轴的方向移动工件移动距离DW2
在此,由于加工工具移动距离DP2和工件移动距离DW2具有[DW2>DP2]的关系,因此加工工具P相对于工件W的相对移动方向R2成为沿着-Z轴的方向。伴随于此,利用加工工具P对工件W进行长度L2的外观上的切削进给。
在时刻t2~时刻t3,根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,加工工具P从加工工具位置SP2向加工工具位置SP3,沿着+Z轴的方向移动加工工具移动距离DP3。另外,根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,工件W从工件位置SW2向工件位置SW3,沿着+Z轴的方向移动工件移动距离DW3
在此,由于加工工具移动距离DP3和工件移动距离DW3具有[DW3>DP3]的关系,因此加工工具P相对于工件W的相对移动方向R4成为沿着-Z轴的方向。伴随于此,利用加工工具P对工件W进行长度L3的外观上的切削进给。另外,除了长度L1、长度L2之外,还进行长度L3的外观上的切削进给,由此完成针对工件W的长度L的缩径加工。
接着,参照图3,对伴随着通过数值控制装置100的控制进行的加工工具P和工件W的动作而在时刻t0~时刻t3的各时刻间产生的反作用力E1~E3进行说明。
在时刻t0~时刻t1,加工工具P相对于工件W的相对移动方向成为沿着-Z轴的方向,对工件W进行基于加工工具P的长度L1的外观上的切削进给。因此,在进行长度L1的外观上的切削进给的期间,来自工件W的工件投影面FW1的反作用力E1作用于加工工具P的加工工具投影面FP1
在时刻t1~时刻t2,加工工具P相对于工件W的相对移动方向成为沿着-Z轴的方向,对工件W进行基于加工工具P的长度L2的外观上的切削进给。因此,在进行长度L2的外观上的切削进给的期间,来自工件W的工件投影面FW2的反作用力E2作用于加工工具P的加工工具投影面FP2
在时刻t2~时刻t3,加工工具P相对于工件W的相对移动方向成为沿着-Z轴的方向,对工件W进行基于加工工具P的长度L3的外观上的切削进给。因此,在进行长度L3的外观上的切削进给的期间,来自工件W的工件投影面FW3的反作用力E3作用于加工工具P的加工工具投影面FP3
在本实施方式的切削加工中,若规定时间的加工工具相对于工件的切削进给的长度变长,则在加工中从加工工具对工件施加的负载也增加,因此该切削进给的长度与该负载成比例的关系。另外,与上述负载的大小对应地,产生作用于加工工具的来自工件的反作用力。因此,规定时间的加工工具相对于工件的上述切削进给的长度与加工中从工件作用于加工工具的上述反作用力成比例的关系。
由此,在时刻t0~时刻t1通过加工工具P对工件W进行的外观上的切削进给的长度L1与在时刻t1~时刻t2通过加工工具P对工件W进行的外观上的切削进给的长度L2具有[L1>L2]的关系,因此在时刻t0~时刻t1作用于加工工具投影面FP1的来自工件投影面FW1的反作用力E1与在时刻t1~时刻t2作用于加工工具投影面FP2的来自工件投影面FW2的反作用力E2具有[E1>E2]的关系。
另外,在时刻t1~时刻t2通过加工工具P对工件W进行的外观上的切削进给的长度L2与在时刻t2~时刻t3通过加工工具P对工件W进行的外观上的切削进给的长度L3具有[L3>L2]的关系,因此在时刻t1~时刻t2作用于加工工具投影面FP2的来自工件投影面FW2的反作用力E2与在时刻t2~时刻t3作用于加工工具投影面FP3的来自工件投影面FW3的反作用力E3具有[E3>E2]的关系。
即,在时刻t1~时刻t2作用于加工工具投影面FP2的来自工件投影面FW2的反作用力E2相比于在时刻t0~时刻t1作用于加工工具投影面FP1的来自工件投影面FW1的反作用力E1、在时刻t2~时刻t3作用于加工工具投影面FP3的来自工件投影面FW3的反作用力E3更小。因此,在时刻t1~时刻t2,在通过加工工具P对工件W进行的长度L2的外观上的切削进给中,与其前后的时刻t0~时刻t1以及时刻t2~时刻t3相比,能够降低施加于进行工件W的固定和移动的工件保持单元和进行加工工具P的固定和移动的加工工具保持单元的负荷。
如上所述,在本发明的第一实施方式的数值控制装置中,使加工工具和工件在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,使加工工具以及工件的移动指令成为将稳定指令和变动指令重合后的指令,并且能够在向同一方向的移动中使加工工具与工件之间的相对位置关系变化。因此,能够暂时降低对加工中的工件保持单元和加工工具保持单元施加的负荷。
另外,在本发明的第一实施方式的数值控制装置中,加工中的加工工具以及工件的移动方向始终为同一方向,因此能够一边使润滑油遍布轨道槽、转动体一边进行切削加工。因此,能够防止由断油引起的微振磨损。
另外,由于在一系列的加工中不包含模拟振动那样的反转动作,因此能够避免对驱动部的高频率的冲力。并且,由于不包含反转动作,也不会受到加工工具与工件的移动机构中的齿隙的影响,因此能够防止定位精度的降低。此外,在第一实施方式中,加工工具P与工件W之间的相对位置关系的控制通过加工工具P与工件W各自的移动距离来进行,但也可以通过加工工具P与工件W的速度、加速度来进行。
另外,在第一实施方式中,加工工具P与工件W之间的相对位置关系的控制进行了1次,但也可以进行多次。由此,即使在切削进给的长度较长的情况下等,也能够降低对加工中的工件保持单元和加工工具保持单元施加的负荷。
另外,加工工具插补数据和工件插补数据的生成不限于分别由第一插补部132和第二插补部134进行,也可以都由插补部130进行。并且,在上述的第一实施方式中,作为加工工具P和工件W的移动指令,例示了均有变动指令的情况,但也可以是任一方仅为稳定指令(即变动指令为零)。
<第二实施方式>
接着,使用图4说明本发明的第二实施方式的控制加工工具与工件之间的相对位置关系的数值控制装置的概要。另外,在第二实施方式的数值控制装置中,对能够采用与第一实施方式相同或共用的结构的部分标注相同的附图标记并省略它们的重复说明。
在进行第二实施方式的控制加工工具与工件之间的相对位置关系的数值控制装置中,在加工工具和工件向同一方向的移动中,至少进行1次该加工工具与该工件分离的动作的控制。
图4是按照时间序列表示在第二实施方式的数值控制装置进行的加工工具与工件向同一方向的移动中,通过进行该加工工具与该工件分离1次的动作的控制来切断切屑的一例的概略侧视图。在此,作为第二实施方式的代表性的切削加工,例示了在时刻t0~时刻t4之间对工件W进行长度L的缩径加工的情况。另外,加工工具P与工件W分离的动作在对工件W进行长度L1的外观上的切削进给后进行。
在图4所示的动作中,在数值控制装置100中,从外部存储装置20取入包含在加工中进行1次切屑的切断动作的指令的、记述了机床10的控制动作的加工程序。然后,在加工程序解析部110中,从包含进行1次振动切削的指令的加工程序中取得稳定指令和变动指令。
接着,在移动指令生成部120中,根据由加工程序解析部110取得的稳定指令和变动指令,生成加工工具P的加工工具移动指令数据和工件W的工件移动指令数据。该加工工具移动指令数据和工件移动指令数据包含如下指令:使安装有加工工具P的加工工具台12和安装有工件W的工件台14在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,并且在向同一方向的移动中进行1次加工工具P与工件W分离的动作。
接着,参照图4,对时刻t0~t4的各时刻的加工工具P和工件W的状态进行说明。加工工具位置SP0~SP4表示各时刻的加工工具P的位置。工件位置SW0~SW4表示各时刻的工件W的位置。加工工具移动距离DP1~DP4表示在时刻t1以后加工工具P从前一个时刻移动的距离。工件移动距离DW1~DW4表示在时刻t1以后工件W从前一个时刻移动的距离。
加工工具投影面FP0~FP4表示各时刻的加工工具P的加工刀(未图示)的前端所在的与工件W的旋转轴垂直的面。工件投影面FW0~FW4表示与各时刻的加工工具P的加工刀(未图示)对置而露出的与工件W的旋转轴垂直的面。另外,由于加工工具投影面FP0~FP4和工件投影面FW0~FW4都是与工件W的旋转轴垂直的面,所以加工工具投影面FP0~FP4和工件投影面FW0~FW4相互并行。
在图4的时刻t0的状态下,加工工具P位于加工工具位置SP0。另一方面,工件W位于工件位置SW0。另外,加工工具P的加工工具投影面FP0与工件W的工件投影面FW0一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W处于接触的状态。
在图4的时刻t1的状态下,加工工具P位于以加工工具移动距离DP1移动后的加工工具位置SP1。另一方面,工件W位于以工件移动距离DW1移动后的工件位置SW1
此时,加工工具移动距离DP1与工件移动距离DW1具有[DW1>DP1]的关系。另外,加工工具P的加工工具投影面FP1与工件W的工件投影面FW1一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W以切入的状态接触。
在此,在时刻t1,工件W是通过加工工具P进行了长度L1的外观上的切削进给的状态。另外,长度L1是加工工具移动距离DP1与工件移动距离DW1之差,具有[L1=DW1﹣DP1]的关系。
在图4的时刻t2的状态下,加工工具P位于以加工工具移动距离DP2移动后的加工工具位置SP2。另一方面,工件W位于以工件移动距离DW2移动后的工件位置SW2
此时,加工工具移动距离DP2和工件移动距离DW2具有[DW2<DP2]的关系。由此,加工工具P成为比工件W先前进的形状,加工工具P的加工工具投影面FP2与工件W的工件投影面FW2成为隔开相对距离Rd的位置关系。另外,相对距离Rd是加工工具移动距离DP2与工件移动距离DW2之差,具有[Rd=DP2﹣DW2]的关系。
在图4的时刻t3的状态下,加工工具P位于以加工工具移动距离DP3移动后的加工工具位置SP3。另一方面,工件W位于以工件移动距离DW3移动后的工件位置SW3
此时,加工工具移动距离DP3和工件移动距离DW3具有[DW3>DP3]且[DP3﹣DW3=Rd]的关系。由此,加工工具P的加工工具投影面FP3与工件W的工件投影面FW3一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W处于不切入而接触的状态。
在图4的时刻t4的状态下,加工工具P位于以加工工具移动距离DP4移动后的加工工具位置SP4。另一方面,工件W位于以工件移动距离DW4移动后的工件位置SW4
此时,加工工具移动距离DP4与工件移动距离DW4具有[DW4>DP4]的关系。另外,加工工具P的加工工具投影面FP4与工件W的工件投影面FW4一致,它们的距离为零。其结果,加工工具P与工件W以切入的状态接触。
在此,在时刻t4,工件W是通过加工工具P进行了长度L2的外观上的切削进给的状态。另外,长度L2是加工工具移动距离DP4与工件移动距离DW4之差,具有[L2=DW4﹣DP4]的关系。而且,长度L、长度L1以及长度L2具有[L=L1+L2]的关系。
接着,参照图4,对通过数值控制装置100的控制进行的时刻t0以及时刻t0~时刻t4的各时刻间的加工工具P和工件W的动作进行说明。
在时刻t0,加工工具P根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,移动到加工工具位置SP0。另外,工件W根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,移动到工件位置SW0。此时,即使工件W从时刻t0之前的时刻预先处于旋转状态,也可以从加工工具P的加工工具投影面FP0与工件W的工件投影面FW0一致的时刻t0开始旋转。
在时刻t0~时刻t1,根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,加工工具P从加工工具位置SP0向加工工具位置SP1,沿着+Z轴的方向移动加工工具移动距离DP1。另外,根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,工件W从工件位置SW0向工件位置SW1,沿着+Z轴的方向移动工件移动距离DW1
在此,加工工具移动距离DP1和工件移动距离DW1具有[DW1>DP1]的关系,因此加工工具P相对于工件W的相对移动方向R1成为沿着-Z轴的方向,利用加工工具P对工件W进行长度L1的外观上的切削进给。另外,通过进行外观上的切削进给,从工件W的工件投影面FW1产生切削出的切屑C1
在时刻t1~时刻t2,根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,加工工具P从加工工具位置SP1向加工工具位置SP2,沿着+Z轴的方向移动加工工具移动距离DP2。另外,根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,工件W从工件位置SW1向工件位置SW2,沿着+Z轴的方向移动工件移动距离DW2
在此,由于加工工具移动距离DP2和工件移动距离DW2具有[DW2<DP2]的关系,因此加工工具P相对于工件W的相对移动方向R2成为沿着+Z轴的方向,在加工工具P中进行向远离工件W的方向的相对距离Rd的外观上的进给。另外,通过进行外观上分离的方向的进给,加工工具P相对于工件W成为非接触状态,因此进行工件W的固定和移动的工件保持单元和进行加工工具P的固定和移动的加工工具保持单元成为无负荷状态,并且切屑C1从工件W的工件投影面FW2被切断。
在时刻t2~时刻t3,根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,加工工具P从加工工具位置SP2向加工工具位置SP3,沿着+Z轴的方向移动加工工具移动距离DP3。另外,根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,工件W从工件位置SW2向工件位置SW3,沿着+Z轴的方向移动工件移动距离DW3
在此,加工工具移动距离DP3和工件移动距离DW3具有[DW3>DP3]的关系,因此加工工具P相对于工件W的相对移动方向R3成为沿着-Z轴的方向,在加工工具P中,对工件W进行相对距离Rd的外观上接近的进给,直至加工工具投影面FP3和工件投影面FW3一致的位置。另外,通过进行外观上接近的进给,加工工具P成为不切入而与工件W接触的状态。
在时刻t3~时刻t4,根据来自数值控制装置100的加工工具移动指令数据,加工工具P从加工工具位置SP3向加工工具位置SP4,沿着+Z轴的方向移动加工工具移动距离DP4。另外,根据来自数值控制装置100的工件移动指令数据,工件W从工件位置SW3向工件位置SW4,沿着+Z轴的方向移动工件移动距离DW4
在此,加工工具移动距离DP4和工件移动距离DW4具有[DW4>DP4]的关系,因此加工工具P相对于工件W的相对移动方向R4成为沿着-Z轴的方向,通过加工工具P对工件W进行长度L2的外观上的切削进给。然后,除了长度L1之外,还进行长度L2的外观上的切削进给,由此完成针对工件W的长度L的缩径加工。
在对工件W的长度L的缩径加工完成后,加工工具P向沿着+Z轴的方向移动,加工工具P从工件W离开。由此,在长度L2的外观上的切削进给中从工件W的工件投影面FW4产生的切屑C2被切断。
接着,参照图4,对伴随着通过数值控制装置100的控制进行的加工工具P和工件W的动作,在时刻t0~时刻t1产生的反作用力E1以及在时刻t3~时刻t4产生的反作用力E4进行说明。
在时刻t0~时刻t1,加工工具P相对于工件W的相对移动方向成为沿着-Z轴的方向,对工件W进行基于加工工具P的长度L1的外观上的切削进给。因此,在进行长度L1的外观上的切削进给的期间,来自工件W的工件投影面FW1的反作用力E1作用于加工工具P的加工工具投影面FP1
在时刻t1~时刻t2,加工工具P相对于工件W的相对移动方向成为沿着+Z轴的方向,在加工工具P中进行在外观上从工件W离开的进给。因此,从工件W的工件投影面FW1与加工工具P的加工工具投影面FP1一致的位置到加工工具P的加工工具投影面FP2从工件W的工件投影面FW2在外观上离开相对距离Rd的位置,进行加工工具P相对于工件W的相对移动。因此,在时刻t1~时刻t2,不产生从工件W的工件投影面FW2作用于加工工具P的加工工具投影面FP2的反作用力。
在时刻t2~时刻t3,加工工具P相对于工件W的相对移动方向是沿着-Z轴的方向。此时,从时刻t2所示的加工工具P的加工工具投影面FP2相对于工件W的工件投影面FW2离开相对距离Rd的位置到时刻t3所示的加工工具P的加工工具投影面FP3与工件W的工件投影面FW3一致的位置,在加工工具P中对工件W进行外观上接近的进给。因此,在该区间不进行加工工具P对工件W的切削,因此不会对工件W施加来自加工工具P的负载(反作用力)。
在时刻t3~时刻t4,加工工具P相对于工件W的相对移动方向成为沿着-Z轴的方向,对工件W进行基于加工工具P的长度L2的外观上的切削进给。因此,在进行长度L2的外观上的切削进给的期间,来自工件W的工件投影面FW4的反作用力E4作用于加工工具P的加工工具投影面FP4
由于时刻t0~时刻t4的加工工具P的移动(DP1~DP4)和工件W的移动(DW1~DW4)始终为同一方向,因此在时刻t1~时刻t3之间,能够使进行工件W的固定和移动的工件保持单元和进行加工工具P的固定和移动的加工工具保持单元分别成为无负荷状态,并且能够不进行振动切削地切断切屑C1
这样,通过数值控制装置100执行如下的加工控制:基于加工程序使加工工具P和工件W在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,并且在向同一方向的移动中进行1次加工工具P和工件W分离的动作。
如上所述,在本发明的第二实施方式的数值控制装置中,除了在第一实施方式中得到的效果以外,通过适当调整加工工具以及工件的移动指令的指令值而进行加工工具与工件暂时分离的动作,能够使对加工中的工件保持单元和加工工具保持单元施加的负荷暂时为零。另外,在使加工工具和工件在并行的各个驱动轴上向同一方向移动的过程中,能够切断切屑。
另外,在第二实施方式中,加工工具与工件之间的相对位置关系的控制进行了1次,但也可以进行多次。由此,即使是1个冲程的切削长度成为长条的加工,也能够进行多次切屑的切断,因此能够更可靠地防止切屑对工件的损伤。
另外,与第一实施方式的情况同样地,在第二实施方式中,作为加工工具P和工件W的移动指令,也例示了均有变动指令的情况,但也可以任一方仅为稳定指令(即变动指令为零)。
<第三实施方式>
接着,使用图5~图7,说明本发明的第三实施方式的控制加工工具与工件之间的相对位置关系的数值控制装置的概要。另外,在第三实施方式的数值控制装置中,对于能够采用与第一以及第二实施方式相同或者共用的结构的部分,标注相同的附图标记并省略它们的重复说明。
在第三实施方式的进行加工工具与工件之间的相对位置关系的控制的数值控制装置中,作为其一例,在切削加工中加工工具与工件的移动指令数据中的变动指令是能够以固定的周期性的振动波形表现的方式的指令,分别相对于加工工具和工件的该振动波形的振动周期相同。另外,在第一以及第二实施方式中,将加工工具和工件各自的移动距离设为针对加工工具和工件的指令值,但在本实施方式中例示了将速度设为指令值的情况。另外,在本实施方式中,作为其一例,将加工工具和工件的移动速度设为指令值,因此能够通过加工工具与工件的移动速度差来控制加工工具与工件的相对位置关系。
此时,如上所述,加工工具和工件的移动指令是将稳定指令与变动指令重合后的指令,因此在加工工具与工件向同一方向移动的情况下,在两者的变动指令的相位一致(即相位差为零)时,加工工具与工件之间的相对速度差也变小。因此,为了使加工工具与工件的相对位置关系较大地变化,优选对加工工具与工件的移动指令中的各个变动指令设置相位差。因此,在图5以及图6的具体例中,例示了表示加工工具以及工件的变动指令的振动波形的相位差为180°的情况。
图5是表示在由第三实施方式的数值控制装置生成的工件和加工工具的移动中使用的各个稳定指令成分和变动指令成分的时间变化的一例的曲线图。在图5中,将横轴设为时间(t),将纵轴设为速度(V)。在图5中,示出了针对加工工具P的加工工具稳定指令成分AP、加工工具变动指令成分BP、针对工件W的工件稳定指令成分AW、工件变动指令成分BW
图6是表示在由第三实施方式的数值控制装置生成的工件和加工工具的移动中使用的各个移动指令数据的时间变化的一例的曲线图。在图6中,也将横轴设为时间(t),将纵轴设为速度(V)。另外,在图6中,示出了加工工具移动指令数据CP和工件移动指令数据CW
在第三实施方式中,在加工程序解析部110中,从通过数值控制装置100进行了取入的加工程序中取得加工工具稳定指令成分AP、加工工具变动指令成分BP、工件稳定指令成分AW以及工件变动指令成分BW
在移动指令生成部120中,通过使由加工程序解析部110取得的加工工具稳定指令成分AP与加工工具变动指令成分BP重合,生成加工工具移动指令数据CP。另外,通过使工件稳定指令成分AW与工件变动指令成分BW重合,生成工件移动指令数据CW
如图5所示,作为加工工具稳定指令成分AP的一例,加工工具稳定指令成分AP表示为相对于横轴的时间(t)在纵轴的速度(V)的正方向上持续规定的值的半直线。另外,作为加工工具变动指令成分BP的一例,加工工具变动指令成分BP表示为以纵轴的速度(V)中的规定的值为振幅的固定的周期性的振动波形。
并且,在移动指令生成部120中使加工工具稳定指令成分AP和加工工具变动指令成分BP重合而生成加工工具移动指令数据CP,表示为图6所示的振动波形。此时,由于加工工具变动指令成分BP的振幅值被设定为比加工工具稳定指令成分AP小,因此将它们重合而得的加工工具移动指令数据CP在所有时刻移动速度的指令值为正。
同样地,作为工件稳定指令成分AW的一例,工件稳定指令成分AW表示为相对于横轴的时间(t)在纵轴的速度(V)的正方向上持续规定的值的半直线。另外,作为工件变动指令成分BW的一例,工件变动指令成分BW表示为以纵轴的速度(V)中的规定值为振幅的固定的周期性的振动波形。
而且,在移动指令生成部120中使工件稳定指令成分AW和工件变动指令成分BW重合而生成工件移动指令数据CW,表示为图6所示的振动波形。此时,由于工件变动指令成分BW的振幅值被设定为比工件稳定指令成分AW小,因此将它们重合而得的工件移动指令数据CW也在所有时刻移动速度的指令值为正。
另外,在本实施方式中,作为其一例,加工工具稳定指令成分AP和工件稳定指令成分AW的速度中的指令值具有[AW>AP]的关系。由此,如图5所示,工件稳定指令成分AW表示为位于比加工工具稳定指令成分AP靠速度(V)的正方向的位置。因此,如果各个变动指令不重合,则工件W以比加工工具P稳定地快的速度进行移动,即加工工具P相对于工件W始终以外观上的切削进给的状态进行移动。
接着,使用图6,对第三实施方式中的基于针对加工工具和工件的移动指令的两者的相对位置关系的控制动作的一例进行说明。如图6所示,在本实施方式中,作为其一例,加工工具移动指令数据CP和工件移动指令数据CW由于两者的变动指令成分具有相位差,因此以相互交叉的方式表示。
在图6中,在工件移动指令数据CW与加工工具移动指令数据CP重叠的时刻(例如,时刻t10、t12、t14),加工工具移动指令数据CP和工件移动指令数据CW的速度中的指令值具有[CW=CP]的关系。因此,在这些时刻,工件移动指令数据CW与加工工具移动指令数据CP成为相同的指令值,因此加工工具P与工件W的相对位置不变化。
另一方面,在图6中,在加工工具移动指令数据CP的振动波形相比于工件移动指令数据CW的振动波形位于速度(V)的正方向(即在图示中为上侧)的期间T1,加工工具移动指令数据CP和工件移动指令数据CW的速度中的指令值具有[CP>CW]的关系。由此,加工工具P的移动速度比工件W快,因此在该期间T1,能够解释为加工工具P进行在外观上逐渐远离工件W的动作。
另外,在图6中,在工件移动指令数据CW的振动波形相比于加工工具移动指令数据CP的振动波形位于速度(V)的正方向(即在图示中为上侧)的期间T2,加工工具移动指令数据CP与工件移动指令数据CW的速度中的指令值具有[CW>CP]的关系。由此,工件W的移动速度比加工工具P快,因此在该期间T2,能够解释为加工工具P进行在外观上逐渐接近工件W(或者进行切削进给)的动作。
接着,参照图6,对时刻t10~t14的期间中的加工工具P和工件W所产生的负荷的状态进行说明。
在时刻t10,加工工具移动指令数据CP与工件移动指令数据CW重叠,两者的指令值相同。因此,加工工具P与工件W的相对移动速度差为零,进行工件W的固定和移动的工件保持单元与进行加工工具P的固定和移动的加工工具保持单元为无负荷状态。
在时刻t10~t12,加工工具移动指令数据CP的振动波形相比于工件移动指令数据CW的振动波形位于速度(V)的正方向,加工工具P以比工件W快的指令速度移动。由此,加工工具P处于远离工件W的位置关系,来自工件W的反作用力(负荷)相对于加工工具P成为零(无负荷状态)。
在时刻t12,与时刻t10的情况同样地,加工工具移动指令数据CP与工件移动指令数据CW重叠,两者的指令值相同。因此,加工工具P与工件W的相对移动速度差为零。另外,时刻t12表示加工工具P处于在外观上最远离工件W的位置关系的状态,进行工件W的固定和移动的工件保持单元和进行加工工具P的固定和移动的加工工具保持单元依然处于无负荷状态。
在时刻t12~t14,工件移动指令数据CW的振动波形相比于加工工具移动指令数据CP的振动波形位于速度(V)的正方向,工件W以比加工工具P快的指令速度移动。由此,加工工具P进行在外观上逐渐接近工件W的动作,在图6所示的转移时刻tT,加工工具P与工件W接触。
在此,作为时刻tT的一例,时刻tT被设定为区域M1的面积与区域M2的面积的一致的时刻,其中,区域M1是在图6所示的时刻t10至t12的期间对加工工具移动指令数据CP的振动波形与工件移动指令数据CW的振动波形的差分值进行积分而得到的区域,区域M2是在时刻t12至转移时刻tT的期间同样地进行积分而得到的区域。然后,以该转移时刻tT为界,加工工具P进行在外观上切入工件W的动作,对加工工具P产生来自工件W的反作用力(负荷)。
另外,在时刻t13,工件移动指令数据CW中的指令值与加工工具移动指令数据CP中的指令值之差U1最大,加工工具P相对于工件W以最慢的指令值移动,因此意味着外观上的切削进给的指令值(即外观上的切入深度)最大。因此,来自工件W的反作用力(负荷)相对于加工工具P也成为最大。
在时刻t14,与时刻t10的情况同样地,加工工具移动指令数据CP与工件移动指令数据CW重叠,加工工具P与工件W的相对移动速度差为零。此时,进行工件W的固定和移动的工件保持单元和进行加工工具P的固定和移动的加工工具保持单元成为无负荷状态。
这样,通过将加工工具移动指令数据CP和工件移动指令数据CW作为固定的周期性的振动波形来提供,周期性地反复执行图6所示的时刻t10~t14的对加工工具P与工件W的位置关系进行控制的动作。
图7是表示本发明的第三实施方式的变形例的工件和加工工具的移动所使用的移动指令数据的时间变化的一例的曲线图。如图7所示,在该变形例中,工件移动指令数据CW的振动波形在所有时刻相比于加工工具移动指令数据CP的振动波形位于速度(V)的正方向(即图示上的上侧)。
在这样的情况下,不存在图6所示那样的工件移动指令数据CW的振动波形与加工工具移动指令数据CP的振动波形一致或者重叠的期间,因此意味着工件W始终基于比加工工具P大的指令值(即快的指令速度)移动。因此,基于图7所示的移动指令而移动的加工工具P在一边相对于工件W改变切入深度一边始终施加切削进给的状态下被控制。
此时,在时刻t20,工件移动指令数据CW的指令值与加工工具移动指令数据CP的指令值之差最小,成为两者的相对速度差最小的状态、即工件W对加工工具P的负荷最小的状态。另一方面,在时刻t21,工件移动指令数据CW的指令值与加工工具移动指令数据CP的指令值之差最大,成为两者的相对速度差最大的状态、即工件W对加工工具P的负荷最大的状态。这样,通过调整工件移动指令数据CW的振动波形与加工工具移动指令数据CP的振动波形的位置关系,能够调整来自工件W的对加工工具P的负荷。
如上所述,在本发明的第三实施方式的数值控制装置中,除了在第一以及第二实施方式中得到的效果以外,通过将加工工具以及工件的移动指令中的变动指令设为由同一周期的周期性的振动波形表示的指令值,能够根据两者的移动指令的波形成为怎样的位置关系,容易地控制加工工具与工件的相对位置关系。而且,作为控制加工工具与工件的相对位置关系的结果,也能够控制来自工件W的对加工工具P的负荷。
此外,在图5~图7所示的具体例中,例示了将加工工具P与工件W各自的变动指令的相位差设为180°的情况,但在本申请发明中,该相位差能够任意地设定。具体而言,优选上述相位差为120°~240°,图示的180°的情况最有效,因此优选。
另外,在图5~图7所示的具体例中,例示了上述的变动指令的振幅值固定的情况,但如果是相同的周期,则也可以构成为在控制的中途、即加工的中途变更两者的移动指令中的变动指令的振幅值。由此,能够在特定的期间内自由地调整加工工具P与工件W的外观上的位置关系。
此外,本发明不限于上述实施方式,在不脱离主旨的范围内能够适当变更。本发明在其发明的范围内,能够进行实施方式的任意的构成要素的变形、或者实施方式的任意的构成要素的省略。
附图标记说明
10机床
12加工工具台
14工件台
20外部存储装置
100数值控制装置
110加工程序解析部
120移动指令生成部
130插补部
132第一插补部
134第二插补部
AP加工工具稳定指令成分
AW工件稳定指令成分
BP加工工具变动指令成分
BW工件变动指令成分
C1、C2切屑
CP加工工具移动指令数据
CW工件移动指令数据
D1加工工具移动方向
D2工件移动方向
DP1~DP4加工工具移动距离
DW1~DW4工件移动距离
E1~E4反作用力
FP0~FP4加工工具投影面
FW0~FW4工件投影面
L、L1、L2长度
P加工工具
R1~R4相对移动方向
Rd相对距离
SP0~SP4加工工具位置
SW0~SW4工件位置
T1、T2间隔
U1、U2相对速度差
W工件。

Claims (7)

1.一种机床的数值控制装置,其根据加工程序使加工工具和工件在并行的各个驱动轴上向同一方向移动,并且在向所述同一方向的移动中控制所述加工工具与所述工件之间的相对位置关系,其特征在于,
针对所述加工工具和所述工件的移动指令中的至少一方是指令值相对于时间经过而任意变动的指令,
该数值控制装置具有:
加工程序解析部,其从所述加工程序取得所述加工工具和所述工件的所述移动指令;
移动指令生成部,其根据所述移动指令生成所述加工工具的加工工具移动指令数据和所述工件的工件移动指令数据;以及
插补部,其根据所述加工工具移动指令数据生成加工工具插补数据,根据所述工件移动指令数据生成工件插补数据。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置,其特征在于,
在向所述同一方向的移动中,所述加工工具移动指令数据和所述工件移动指令数据中的至少一方包含至少1次所述加工工具和所述工件分离的动作。
3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置,其特征在于,
针对所述加工工具以及所述工件的移动指令是将从所述加工程序取得的各个稳定指令以及变动指令重合后的指令。
4.根据权利要求3所述的数值控制装置,其特征在于,
所述加工程序中的所述变动指令是固定的周期性的振动波形,
在所述加工工具移动指令数据中,所述变动指令的振幅值相对于时间变化始终小于所述稳定指令,
在所述工件移动指令数据中,所述变动指令的振幅值相对于时间变化始终小于所述稳定指令,
所述加工工具移动指令数据的所述变动指令和所述工件移动指令数据的所述变动指令中的一方相对于另一方具有相位差。
5.根据权利要求4所述的数值控制装置,其特征在于,
调整所述加工工具移动指令数据的所述变动指令和所述工件移动指令数据的所述变动指令中的至少一方,以使所述加工工具移动指令数据的所述变动指令与所述工件移动指令数据的所述变动指令中的所述相位差成为120°~240°。
6.根据权利要求5所述的数值控制装置,其特征在于,
调整所述加工工具移动指令数据的所述变动指令和所述工件移动指令数据的所述变动指令中的至少一方,以使所述加工工具移动指令数据的所述变动指令与所述工件移动指令数据的所述变动指令中的所述相位差成为180°。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的数值控制装置,其特征在于,
在加工的中途变更所述加工工具移动指令数据的变动指令和所述工件移动指令数据的变动指令各自的振幅值。
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EP2192465B1 (de) * 2008-11-26 2011-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Regelung eines Folgeantriebs mit dynamischer Ermittlung der Dynamik der Leitachse
JP6783238B2 (ja) * 2015-09-24 2020-11-11 シチズン時計株式会社 工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械
JP3213438U (ja) * 2017-08-29 2017-11-09 株式会社長谷川機械製作所 加工装置、および、加工装置シリーズ
JP7152649B2 (ja) * 2018-02-15 2022-10-13 スター精密株式会社 旋盤
JP6748140B2 (ja) * 2018-04-06 2020-08-26 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
CN112889008B (zh) * 2018-10-26 2022-04-15 三菱电机株式会社 数控装置及数控方法
JP7252040B2 (ja) * 2019-04-03 2023-04-04 ファナック株式会社 数値制御装置

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