CN116710223A - 控制装置以及计算装置 - Google Patents

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CN116710223A CN202280008526.7A CN202280008526A CN116710223A CN 116710223 A CN116710223 A CN 116710223A CN 202280008526 A CN202280008526 A CN 202280008526A CN 116710223 A CN116710223 A CN 116710223A
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Abstract

本发明提供一种能够在机床中调整合成振动的控制装置以及计算装置。控制机床的控制装置具有：振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或工件振动的振动指令；相对振动指令生成部，其生成使所述工具和所述工件相对振动的相对振动指令；以及振动相位调整部，其根据所述振动指令和所述相对振动指令，调整所述振动指令和所述相对振动指令中的至少一方的振动相位。

Description

控制装置以及计算装置
技术领域
本发明涉及控制装置以及计算装置。
背景技术
以往，为了对偏心的工件进行加工，已知有通过机床进行偏心加工的技术(例如，参照专利文献1)。在偏心加工中，机床为了使工具对准被偏心加工的工件的位置，需要使工具振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-305501公报
发明内容
发明所要解决的课题
另一方面，还已知有例如摆动切削等那样使工具相对于工件相对振动的加工。在上述那样的偏心加工时，在使工具相对于工件相对振动的情况下，由偏心加工引起的工具的振动和工具相对于工件的相对振动的合成振动(例如，合成振动的振幅、加速度、机械振动、声音等)有时会偏离允许值。另外，考虑到机床的负担，有时希望尽可能减小振动。因此，要求在机床中调整合成振动。
用于解决课题的手段
本公开的一方式的控制机床的控制装置具备：振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或者工件振动的振动指令；相对振动指令生成部，其生成使所述工具与所述工件相对振动的相对振动指令；以及振动相位调整部，其基于所述振动指令以及所述相对振动指令，调整所述振动指令以及所述相对振动指令中的至少一方的振动相位。
本公开的一方式的控制机床的控制装置具备：振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或者工件振动的振动指令；相对移动指令生成部，其生成使所述工具与所述工件相对移动的相对移动指令；以及指令调整部，其基于所述振动指令以及所述相对移动指令，调整所述振动指令以及所述相对移动指令的多个参数中的至少一个参数。
本公开的一方式的用于控制机床的控制装置的计算装置具备：振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或者工件振动的振动指令；相对振动指令生成部，其生成使所述工具与所述工件相对振动的相对振动指令；以及振动相位调整部，其根据所述振动指令以及所述相对振动指令，调整所述振动指令以及所述相对振动指令中的至少一方的振动相位。
本公开的一方式的用于控制机床的控制装置的计算装置具备：振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或者工件振动的振动指令；相对移动指令生成部，其生成使所述工具与所述工件相对移动的相对移动指令；以及指令调整部，其根据所述振动指令以及所述相对移动指令，调整所述振动指令以及所述相对移动指令的多个参数中的至少一个参数。
发明效果
根据本公开的一方式，能够在机床中调整合成振动。
附图说明
图1是表示第一实施方式的控制装置的概要的图。
图2是表示第一实施方式的摆动切削和偏心加工的概要的图。
图3是表示第一实施方式的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动和合成振动的波形的图。
图4是表示第一实施方式的振动相位的调整前后的由摆动切削引起的振动和由偏心加工引起的振动和合成振动的波形的图。
图5是表示第一实施方式的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动和合成振动的波形的图。
图6是表示第一实施方式的振动相位的调整前后的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形的图。
图7是表示第一实施方式的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动和合成振动的波形的图。
图8是表示第一实施方式的振动相位的调整前后的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形的图。
图9是表示第一实施方式的摆动切削和偏心加工的概要的图。
图10是表示第一实施方式的摆动切削和偏心加工的概要的图。
图11是表示第一实施方式的使用2个摆动切削的例子的图。
图12是表示第一实施方式的使用2个摆动切削的另一例的图。
图13是表示第一实施方式的控制装置的处理流程的流程图。
图14是表示第二实施方式的控制装置的概要的图。
图15是表示第二实施方式的相对移动和偏心加工的概要的图。
图16是表示第二实施方式的工具的移动速度的图。
图17是表示第二实施方式的工具的移动速度的图。
图18是表示第二实施方式的工具的移动速度的图。
图19是表示第二实施方式的控制装置的处理流程的流程图。
图20是表示其他实施方式的计算装置的概要的图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，对本发明的实施方式的一例进行说明。图1是表示第一实施方式的控制装置1的概要的图。控制装置1是用于控制机床2的装置，例如是数值控制装置。
机床2按照控制装置1的控制，使用摆动切削对工件进行加工。另外，机床2具有电动机21以及22。电动机21例如对主轴24进行驱动控制，电动机22对工具23进行驱动控制。
控制装置1具备振动指令生成部11、相对振动指令生成部12、振动相位调整部13、振幅计算部14、判定部15、关联轴振动指令生成部16以及振动相位设定部17。
振动指令生成部11至少基于用于使机床2的工具23或工件30振动的摆动条件，生成使机床2的工具23或工件30振动的振动指令。振动指令生成部11例如可以根据包含摆动振幅倍率和摆动频率倍率的摆动条件和加工条件来生成振动指令，也可以根据包含摆动振幅和摆动频率的摆动条件来生成振动指令。
相对振动指令生成部12至少基于用于使工具23和工件30相对振动的摆动条件，生成使工具23和工件30相对振动的相对振动指令。相对振动指令生成部12例如可以根据包含摆动振幅倍率和摆动频率倍率的摆动条件以及用于加工工件30的加工条件来生成相对振动指令，也可以根据包含摆动振幅和摆动频率的摆动条件来生成相对振动指令。
振动相位调整部13根据振动指令和相对振动指令，调整振动指令和相对振动指令中的至少一方的振动相位。具体而言，振动相位调整部13调整振动指令和相对振动指令中的至少一方的振动相位，以使基于将由振动指令和相对振动指令产生的振动进行合成而得到的合成振动的参数成为预先决定的值。
振幅计算部14根据振动指令计算工具23或工件30的振动的振幅，根据相对振动指令计算工具23和工件30的相对振动的振幅。
判定部15判定基于合成振动的参数是否在预先决定的允许值内。在参数在允许值外的情况下，振动相位调整部13调整振动指令和相对振动指令中的至少一方的振动相位。
另外，判定部15判定作为基于合成振动的参数表示工具23或工件30的振动的振幅与工具23及工件30的相对振动的振幅之和的合成振幅和是否为作为允许值的振幅上限值以下。振动相位调整部13在合成振幅和超过振幅上限值的情况下，调整振动指令和相对振动指令中的至少一方的振动相位。
另外，判定部15判定作为参数表示工具23或工件30的振动的振幅与工具23及工件30的相对振动的振幅之和的合成振幅和是否为作为允许值的振幅下限值以上。在合成振幅和小于振幅下限值的情况下，振动相位调整部13调整振动指令和相对振动指令中的至少一方的所述振动相位。
关联轴振动指令生成部16根据用于加工工件30的加工条件，生成与工具23或工件30的振动或工具23和工件30的相对振动相关的相对于其他轴向振动的关联轴振动指令。
振动相位设定部17在由振动相位调整部13调整了振动相位之后，根据由振动相位调整部13调整后的振动相位，设定与工具23或工件30的振动或工具23和工件30的相对振动相关的相对于其他轴向的振动的振动相位。例如，振动相位设定部17根据由振动相位调整部13调整后的振动相位和关联轴振动指令，设定相对于其他轴向的振动的振动相位。
另外，振动相位调整部13也可以在工具23或者工件30的振动与工具23以及工件30的相对振动的振动频率不同的情况下，调整振动指令以及相对振动指令中的至少一方的振动频率，并且调整振动相位。
图2是表示第一实施方式的摆动切削和偏心加工的概要的图。如图2所示，机床2通过工具23进行螺纹切削摆动切削，并且对工件30进行偏心加工。
在图2所示的例子中，由螺纹切削摆动切削引起的振动在X轴方向上产生，由对工件30的偏心加工引起的振动也在X轴方向上产生。
基于使工具23和工件30相对振动的相对振动指令，产生由螺纹切削摆动切削引起的振动。基于用于使机床2的工具23振动的振动指令来产生由偏心加工引起的振动。
接着，为了求出由螺纹切削摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的相位差α，使用以下所示的数学式。
由偏心加工引起的振动表示为Asin(Dω)，由螺纹切削摆动切削引起的振动表示为Bsin(Dω+α)。
在该情况下，将由偏心加工引起的振动和由螺纹切削摆动切削引起的振动合成后的合成振动表示为Rsin(Dω+sin-1((B/R)sinα))。
在此，A、B以及D为常数，ω为角速度。
另外，R＝√(A2+B2+2ABcosα)。
并且，在合成振动的振幅上限值为C的情况下，相位差α由下式表示。
α＝cos-1((C2-A2-B2)/2AB)
另外，与相位差α对应的时间T由下式表示。
T＝α/Dω
另外，通过计算R最小的α，能够使合成振动的振幅最小。
图3是表示第一实施方式的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动和合成振动的波形的图。图4是表示第一实施方式的、关于振动相位的调整前后的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形的图。
图3以及图4表示关于图2中说明的由螺纹切削摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形。在图3和图4所示的波形中，横轴表示时间，纵轴表示工具23的X方向的工具位置。
图3所示的例子是振幅在允许值外的情况。同样地，即使着眼于加速度、机械振动以及声音等，也存在合成振动在允许值外的情况。在该情况下，能够通过控制装置1调整相位来避免。
因此，振动相位调整部13在表示由螺纹切削摆动切削引起的振动的振幅与由偏心加工引起的振动的振幅之和的合成振幅和超过振幅上限值的情况下，调整由螺纹切削摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的相位差α，以使合成振幅和成为振幅上限值以下。
具体而言，如图4所示，振动相位调整部13调整用于螺纹切削摆动切削的指令(相对振动指令)的振动相位，以使由螺纹切削摆动切削引起的振动停止与相位差α对应的时间T。另外，振动相位调整部13也可以调整用于偏心加工的指令(振动指令)的振动相位，以使由偏心加工引起的振动停止与相位差α对应的时间T。
另外，代替上述的处理，为了使用于螺纹切削摆动切削的指令(相对振动指令)的振动相位与用于偏心加工的指令(振动指令)的振动相位的相位差成为α，振动相位调整部13也可以调整任意一方或双方的相位。
由此，在振动相位调整后，合成振幅和成为振幅上限值以下。另外，振动相位调整部13也可以通过计算R最小的α来调整相位差α，以使合成振幅和成为最小。
图5是表示第一实施方式的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动和合成振动的波形的图。图6是表示第一实施方式的、关于振动相位的调整前后的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形的图。
图5以及图6与图3以及图4同样地，表示图2中说明的由螺纹切削摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形。在图3中，表示将由螺纹切削摆动切削引起的振动的振幅和由偏心加工引起的振动的振幅合成后的合成振动之和的合成振动和超过了振幅上限值，但在图5中，表示合成振动和小于振幅下限值的情况。
在合成振动和小于振幅下限值的情况下，机床2有可能由于微小振动而产生微振磨损。因此，机床2为了避免因微小振动而产生的微振磨损，需要增大合成振动和。
因此，振动相位调整部13在合成振幅和小于振幅下限值的情况下，调整由螺纹切削摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的相位差α，以使合成振幅和成为振幅下限值以上。
具体而言，如图6所示，振动相位调整部13调整用于螺纹切削摆动切削的指令(相对振动指令)的振动相位，以使由螺纹切削摆动切削引起的振动停止与相位差α对应的时间T。
另外，振动相位调整部13也可以调整用于偏心加工的指令(振动指令)的振动相位，以使由偏心加工引起的振动停止与相位差α对应的时间T。
另外，代替上述的处理，为了使用于螺纹切削摆动切削的指令(相对振动指令)的振动相位与用于偏心加工的指令(振动指令)的振动相位的相位差成为α，振动相位调整部13也可以调整任意一方或双方的相位。由此，在振动相位调整后，合成振幅和成为振幅下限值以上。
在图3至图6所示的例子中，事先计算相位差α来调整相位，但不事先求出合成振幅和，有时不实际进行动作就不清楚。例如，基于合成振动的工具刀尖的实际的振动振幅存在机械特性的影响，在事先的计算中难以计算，难以计算相位差α。在这样的情况下，控制装置1也可以基于来自能够直接观测合成振幅和的传感器的反馈，使2个振动的相位逐渐错开，在满足了所期望的值的时间点停止使2个振动的相位逐渐错开，从而调整相位。
图7是表示第一实施方式的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动和合成振动的波形的图。图8是表示第一实施方式的振动相位的调整前后的由摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形的图。
图7以及图8与图3以及图4同样地，表示图2中说明的那样的由螺纹切削摆动切削引起的振动、由偏心加工引起的振动以及合成振动的波形。在图3以及图4所示的例子中，由螺纹切削摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的振动频率相同，但在图7以及图8所示的例子中，由螺纹切削摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的振动频率不同。
在图7以及图8所示的例子中，也与图3以及图4所示的例子同样地，振动相位调整部13在表示由螺纹切削摆动切削引起的振动的振幅与由偏心加工引起的振动的振幅之和的合成振幅和超过振幅上限值的情况下，调整由螺纹切削摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的相位差α，以使合成振幅和成为振幅上限值以下。
图9是表示第一实施方式的摆动切削和偏心加工的概要的图。在图3所示的例子中，由偏心加工引起的振动以及由螺纹切削摆动切削引起的振动均在X轴方向上产生，但在图9所示的例子中，由偏心加工引起的振动在X轴方向上产生，由摆动切削引起的振动在Z轴方向上产生。即，合成振动成为将在X轴方向上产生的由偏心加工引起的振动和在Z轴方向上产生的由摆动切削引起的振动合成而得到的振动。
并且，如图9所示的例子那样，即使未在同一轴上产生由偏心加工引起的振动和由摆动切削引起的振动的情况下，振动相位调整部13在表示由摆动切削引起的振动的振幅与由偏心加工引起的振动的振幅之和的合成振幅和超过振幅上限值的情况下，也调整由摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的相位差α，以使合成振幅和成为振幅上限值以下。
由此，在振动相位调整后，合成振幅和成为振幅上限值以下，控制装置1能够抑制合成振动的最大加速度等。
图10是表示第一实施方式的摆动切削和偏心加工的概要的图。在图10所示的例子中，摆动切削沿着偏心的工件30的锥形方向进行。因此，在图10所示的例子中，由偏心加工引起的振动在X轴方向上产生，由摆动切削引起的振动在X轴方向和Z轴方向上产生。
在这样的情况下，振动相位调整部13在表示在X轴方向上产生的由摆动切削引起的振动的振幅与在X轴方向上产生的由偏心加工引起的振动的振幅之和的合成振幅和超过振幅上限值的情况下，调整由摆动切削引起的振动与由偏心加工引起的振动的相位差α，以使合成振幅和成为振幅上限值以下。
并且，振动相位设定部17根据由振动相位调整部13调整后的相位差α(振动相位)，以维持在X轴方向上产生的由摆动切削引起的振动的振动相位和在Z轴方向上产生的由摆动切削引起的振动的振动相位的方式，设定与由摆动切削引起的振动相关的相对于Z轴方向(即，其他轴方向)的振动的振动相位。
通过这样设定振动相位，机床2在螺纹切削摆动切削中，能够使工具23沿着工件30的锥形方向振动。
另外，振动相位调整部13也可以在由偏心加工引起的振动与由摆动切削引起的振动的振动频率不同的情况下，调整用于摆动切削的指令(相对振动指令)和用于偏心加工的指令(振动指令)中的至少一方的振动频率，并且调整振动相位。
具体而言，在由偏心加工引起的振动的振动频率为10Hz、由偏心加工引起的振动的振幅为1.00mm、由摆动切削引起的振动的振动频率为6Hz、由摆动切削引起的振动的振幅为0.50mm的情况下，基于合成振动的振动的振幅的最小值(通过调整振动相位而实现的最小的振幅)为1.35mm。
但是，在该情况下，基于合成振动的振动的振幅的振幅上限值为1.30mm，因此基于合成振动的振动的振幅的最小值(1.35mm)超过振幅上限值。因此，在由偏心加工引起的振动和由摆动切削引起的振动的振动频率不同的情况下，振动相位调整部13在用于摆动切削的指令中调整振动频率，并且调整振动相位。
具体而言，振动相位调整部13将由摆动切削引起的振动的振动频率从6Hz变更为5Hz，并且调整振动相位。由此，基于合成振动的振动的振幅的最小值(通过调整振动相位而实现的最小的振幅)为1.27mm。因此，由于基于合成振动的振动的振幅的振幅上限值为1.30mm，所以基于合成振动的振动的振幅的最小值(1.27mm)为振幅上限值以下。
在上述中，控制装置1为了调整合成振幅和而进行了相位的调整，但除了振幅以外，例如还能够调整2个振动的相位，以控制合成振动的加速度、驱动机构部的特定部件中的振动的大小(振幅、加速度)、机械整体的振动、由合成振动影响的参数中的任意一个。
图11是表示使用第一实施方式的2个摆动切削的例子的图。在图11所示的例子中，机床2代替上述的摆动切削以及偏心加工而通过2个摆动切削来加工工件70。即，在机床2中，进行固定刀具台65A与可动主轴台75的摆动切削，并且进行可动主轴台75与可动刀具台65B的相对的摆动切削。
并且，通过固定刀具台65A与可动主轴台75的摆动切削，通过工具66A加工工件70，通过可动主轴台75与可动刀具台65B的相对的摆动切削，通过工具66B加工工件70。
在该情况下，通过固定刀具台65A与可动主轴台75的摆动切削，产生工具66A相对于振动的工件70的振动。另外，通过可动主轴台75与可动刀具台65B的相对的摆动切削，产生工具66B相对于工件70的相对振动。
另外，由可动主轴台75与可动刀具台65B的相对的摆动切削引起的振动基于使工件70以及工具66B相对地振动的相对振动指令而产生的。由固定刀具台65A与可动主轴台75的摆动切削引起的振动是基于用于使机床2的工具23振动的振动指令而产生的。
而且，在图11所示的例子中，振动相位调整部13在表示由可动主轴台75与可动刀具台65B的相对的摆动切削引起的振动的振幅和由固定刀具台65A与可动主轴台75的摆动切削引起的振动的振幅之和的合成振幅和超过振幅上限值的情况下，调整由相对的摆动切削引起的振动与由摆动切削引起的振动的相位差，以使合成振幅和成为振幅上限值以下。
另外，振动相位调整部13在合成振幅和小于振幅下限值的情况下，调整由相对的摆动切削引起的振动与由摆动切削引起的振动的相位差，以使合成振幅和成为振幅下限值以上。
由此，控制装置1在使用了将由可动主轴台75与可动刀具台65B的相对的摆动切削引起的振动和由固定刀具台65A与可动主轴台75的摆动切削引起的振动进行组合的重叠控制的加工中，能够抑制合成振动的最大加速度等。
图12是表示使用第一实施方式的2个摆动切削的例子的图。在图12所示的例子中，机床2与图11同样地通过2个摆动切削对工件83A和工件83B进行加工。即，在机床2中，进行固定主轴台82A与可动刀具台80的摆动切削，并且进行可动刀具台80与可动主轴台82B的相对的摆动切削。
而且，通过固定主轴台82A与可动刀具台80的摆动切削，通过工具81A加工工件83A，通过可动刀具台80与可动主轴台82B的相对的摆动切削，由工具81B加工工件83B。
在该情况下，通过固定主轴台82A与可动刀具台80的摆动切削，产生工具81A的振动。另外，通过可动刀具台80与可动主轴台82B的相对的摆动切削，产生工具81B相对于工件83B的相对振动。
另外，由可动刀具台80与可动主轴台82B的相对的摆动切削引起的振动基于使工具81B以及工件83B相对振动的相对振动指令而产生。由固定主轴台82A和可动刀具台80的摆动切削引起的振动基于用于使工具81A振动的振动指令而产生。
而且，在图12所示的例子中，振动相位调整部13在表示由可动刀具台80与可动主轴台82B的相对摆动切削引起的振动的振幅和由固定主轴台82A与可动刀具台80的摆动切削引起的振动的振幅之和的合成振幅和超过振幅上限值的情况下，调整由相对的摆动切削引起的振动与由摆动切削引起的振动的相位差，以使合成振幅和成为振幅上限值以下。
另外，振动相位调整部13也可以调整相位差，使得合成振幅和等那样的基于合成振动的参数成为最小。由此，控制装置1在使用了将由可动刀具台80与可动主轴台82B的相对的摆动切削引起的振动和由固定主轴台82A与可动刀具台80的摆动切削引起的振动进行组合的重叠控制的加工中，能够减轻对机械的负担。
另外，振动相位调整部13在合成振幅和小于振幅下限值的情况下，调整由相对的摆动切削引起的振动与由摆动切削引起的振动的相位差，以使合成振幅和成为振幅下限值以上。
由此，控制装置1在使用了将由可动刀具台80与可动主轴台82B的相对的摆动切削引起的振动和由固定主轴台82A与可动刀具台80的摆动切削引起的振动进行组合的重叠控制的加工中，能够抑制微振磨损。
图13是表示第一实施方式的控制装置1的处理流程的流程图。
在步骤S1中，振动指令生成部11生成用于使机床2的工具23或工件30振动的振动指令。
在步骤S2中，相对振动指令生成部12生成使工具23和工件30相对振动的相对振动指令。
在步骤S3中，振幅计算部14根据振动指令计算工具23或工件30的振动的振幅，根据相对振动指令计算工具23和工件30的相对振动的振幅。
在步骤S4中，判定部15判定表示工具23或工件30的振动的振幅与工具23及工件30的相对振动的振幅之和的合成振幅和是否为振幅上限值以下或振幅下限值以上。在合成振幅和为振幅上限值以下或振幅下限值以上的情况下(是)，处理之后结束。另一方面，在合成振幅和超过振幅上限值或者小于振幅下限值的情况下(否)，处理转移到步骤S5。
在步骤S5中，振动相位调整部13根据振动指令和相对振动指令，调整振动指令和相对振动指令中的至少一方的振动相位。
如以上说明的那样，第一实施方式所涉及的控制装置1具备：振动指令生成部11，其生成使机床2的工具或者工件振动的振动指令；相对振动指令生成部12，其生成使工具与工件相对地振动的相对振动指令；以及振动相位调整部13，其基于振动指令以及相对振动指令来调整振动指令以及相对振动指令中的至少一方的振动相位。
由此，控制装置1基于振动指令以及相对振动指令来调整振动指令以及相对振动指令中的至少一方的振动相位，因此能够适当地调整工具或者工件的振动与工具以及工件的相对振动的合成振动。因此，控制装置1能够尽可能减小或尽可能增大由合成振动引起的要素(例如，合成振动的振幅和加速度、机床2整体的振动和声音等)。
振动相位调整部13调整振动指令和相对振动指令中的至少一方的振动相位，以使基于将由振动指令和相对振动指令产生的振动合成而得到的合成振动的参数成为预先确定的值。由此，控制装置1能够将基于合成振动的参数设为适当的值。
另外，控制装置1还具备判定参数是否在预先决定的允许值内的判定部15，振动相位调整部13在参数在允许值外的情况下，调整振动指令以及相对振动指令中的至少一方的振动相位。由此，控制装置1在参数在允许值外的情况下，能够适当地调整振动相位。
另外，控制装置1还具备振幅计算部14，其基于振动指令计算工具或工件的振动的振幅，并基于相对振动指令计算工具及工件的相对振动的振幅。判定部15判定作为参数表示工具或工件的振动的振幅与工具及工件的相对振动的振幅之和的合成振幅和是否为作为允许值的振幅上限值以下，振动相位调整部13在合成振幅和超过振幅上限值的情况下，调整振动指令及相对振动指令中的至少一方的振动相位。由此，控制装置1在合成振幅和超过振幅上限值的情况下，能够适当地调整振动相位。
另外，控制装置1还具备振幅计算部14，其基于振动指令计算工具或工件的振动的振幅，并基于相对振动指令计算工具及工件的相对振动的振幅。判定部15判定作为参数表示工具或工件的振动的振幅与工具及工件的相对振动的振幅之和的合成振幅和是否为作为允许值的振幅下限值以上，振动相位调整部13在合成振幅和小于振幅下限值的情况下，调整振动指令及相对振动指令中的至少一方的所述振动相位。
由此，控制装置1在合成振幅和小于振幅下限值的情况下，能够适当地调整振动相位。
另外，控制装置1还具备振动相位设定部17，其根据由振动相位调整部13调整后的振动相位，设定与振动指令或相对振动指令相关的相对于其他轴向的振动的振动相位。由此，控制装置1在调整了合成振动之后，能够将相对于其他轴向的振动的振动相位设定为适当的值。
另外，振动相位调整部13在基于振动指令的振动和基于相对振动指令的振动的振动频率不同的情况下，调整振动指令以及相对振动指令中的至少一方的振动频率，并且调整振动相位。由此，控制装置1不仅能够调整振动相位，还能够调整振动频率，因此能够进一步减小合成振动的振动等。
[第二实施方式]
接下来，对第二实施方式的控制装置10进行说明。另外，在说明第二实施方式时，对与第一实施方式相同的构成要件标注相同符号，并省略或简化其说明。
第二实施方式的控制装置10与第一实施方式的主要不同点在于，代替相对振动指令生成部以及振动相位调整部而具有生成使工具与工件相对移动的相对移动指令的相对移动指令生成部、以及调整振动指令以及相对移动指令的参数的指令调整部，其他结构具备与第一实施方式相同的结构。
图14是表示第二实施方式的控制装置10的概要的图。控制装置10是用于控制机床20的装置，例如是数值控制装置。
图15是表示第二实施方式的相对移动和偏心加工的概要的图。
机床20将工具26相对于工件35进行相对定位，并且对工件35进行偏心加工。在图15所示的例子中，工具26相对于工件35的相对移动指令在X轴方向上产生，由针对工件35的偏心加工引起的振动也在X轴方向上产生。另外，机床20具有电动机21以及25。电动机21例如对主轴24进行驱动控制，电动机25对工具26进行驱动控制。
控制装置10具备振动指令生成部91、相对移动指令生成部92、工具速度取得部93、判定部94以及指令调整部95。
振动指令生成部91生成至少使机床2的工具26或工件35振动的振动指令。具体而言，振动指令生成部91为了进行偏心加工而生成使工件35振动的振动指令。
相对移动指令生成部92生成至少使工具26与工件35相对移动的相对移动指令。
工具速度取得部93至少根据相对移动指令和振动指令，取得基于工具26相对于工件35的相对移动指令的工具26的第一移动速度、以及基于由偏心加工引起的振动的工具26的第二移动速度。
判定部94判定表示由工具速度取得部93取得的第一移动速度与第二移动速度之和的合成速度和是否超过速度上限值。
指令调整部95根据振动指令和相对移动指令，调整振动指令和相对移动指令的多个参数中的至少一个参数。具体而言，指令调整部95在合成速度和超过速度上限值的情况下，调整工具26相对于工件35的相对移动指令的执行的定时，以使合成速度和成为速度上限值以下。另外，指令调整部95也可以在合成速度和超过速度上限值的情况下，调整基于工具26相对于工件35的相对移动指令的工具的移动速度。
图16至图18是表示第二实施方式的工具26的移动速度的图。
具体而言，图16是表示第二实施方式的、基于工具26相对于工件35的相对移动指令的工具26的第一移动速度、基于由偏心加工引起的振动的工具26的第二移动速度、以及基于它们的合成指令的工具26的第三移动速度的图。
图17是表示第二实施方式的、基于指令调整前后的工具26相对于工件35的相对移动指令的工具26的第一移动速度、基于由偏心加工引起的振动的工具26的第二移动速度、以及基于它们的合成指令的工具的第三移动速度的图。
在图16及图17所示的波形中，横轴表示时间，纵轴表示工具26的X方向的移动速度。
在图16所示的例子中，工具26的移动速度在允许值外。在该情况下，控制装置1能够通过调整工具26相对于工件35的相对移动指令的执行的定时来避免。
因此，判定部94判定表示由工具速度取得部93取得的第一移动速度与第二移动速度之和的合成速度和是否超过速度上限值。
而且，指令调整部95在合成速度和超过速度上限值的情况下，调整工具26相对于工件35的相对移动指令的执行定时，以使合成速度和成为速度上限值以下。
具体而言，如图17所示，指令调整部95调整工具26相对于工件35的相对移动指令的执行定时，以使工具26相对于工件35的相对移动指令的执行定时停止时间T。另外，指令调整部95也可以调整由偏心加工引起的振动的振动相位，以使偏心加工的振动指令提前时间T。
另外，也可以代替上述的处理，指令调整部95调整工具26相对于工件35的相对移动指令的执行的定时以及由偏心加工引起的振动的振动相位双方。由此，调整后，合成速度和成为速度上限值以下。
另外，指令调整部95也可以将工具的移动速度的绝对值调整为尽可能小。由此，控制装置10能够减轻对机床20的负担。
图18是表示第二实施方式的、基于指令调整前后的工具26相对于工件35的相对移动指令的工具26的第一移动速度、由偏心加工引起的振动的工具26的第二移动速度、以及基于它们的合成指令的工具26的第三移动速度的图。
图18所示的例子不是如图17那样调整工具26相对于工件35的相对移动指令的定时，而是调整基于工具26相对于工件35的相对移动指令的工具的第一移动速度。在图18所示的例子中，指令调整部95在合成速度和超过速度上限值的情况下，调整基于工具26相对于工件35的相对移动指令的第一移动速度，以使合成速度和与速度上限值一致。由此，合成速度和不会超过速度上限值。
除了上述以外，指令调整部95也可以在合成速度和超过速度上限值的情况下，例如以合成速度和成为零的方式调整第一移动速度。另外，指令调整部95除了基于工具26相对于工件35的相对移动指令来调整工具26的第一移动速度之外，还可以调整工具26相对于工件35的相对移动指令的定时。由此，控制装置10能够减轻对机床20的负担。
另外，如上所述，指令调整部95除了调整合成速度以外，也可以调整基于合成指令的加速度等那样的其他参数。
另外，如上所述，指令调整部95也可以在没有事先求出合成指令的参数的情况下，基于来自能够直接观测它们的传感器的反馈来调整指令，在满足了所期望的值的时间点结束调整，由此调整合成指令的参数。
图19是表示第二实施方式的控制装置10的处理流程的流程图。
在步骤S11中，振动指令生成部91生成使机床2的工具26或工件35振动的振动指令。
在步骤S12中，相对移动指令生成部92生成使工具26与工件35相对移动的相对移动指令。
在步骤S13中，工具速度取得部93至少基于相对移动指令以及振动指令，取得基于工具26相对于工件35的相对移动指令的工具26的第一移动速度、以及基于由偏心加工引起的振动的工具26的第二移动速度。
在步骤S14中，判定部94判定表示由工具速度取得部93取得的第一移动速度与第二移动速度之和的合成速度和是否超过速度上限值。在合成速度和超过速度上限值的情况下(是)，处理转移到步骤S15。另一方面，在合成速度和不超过速度上限值的情况下(否)，处理之后结束。
在步骤S15中，指令调整部95在合成速度和超过速度上限值的情况下，调整工具26相对于工件35的相对移动指令的执行定时，以使合成速度和成为速度上限值以下。另外，指令调整部95也可以在合成速度和超过速度上限值的情况下，调整基于工具26相对于工件35的相对移动指令的工具的移动速度。
如以上说明的那样，第二实施方式的控制装置10具备：振动指令生成部91，其生成使机床20的工具或者工件振动的振动指令；相对移动指令生成部92，其生成使工具与工件相对移动的相对移动指令；以及指令调整部95，其根据振动指令以及相对移动指令，调整振动指令以及相对移动指令的多个参数中的至少一个参数。
由此，控制装置10根据振动指令和相对移动指令，调整振动指令和相对移动指令的多个参数中的至少一个参数，因此能够适当地调整刀具或工件的振动和刀具与工件的相对移动的合成振动。因此，控制装置1能够尽可能减小或尽可能增大由合成振动引起的要素(例如，合成振动的振幅和加速度、机床20整体的振动和声音等)。
另外，也可以是，相对移动指令的参数包含相对移动指令的执行定时，指令调整部95根据振动指令来调整至少一个参数。由此，控制装置1能够将基于合成振动的参数设为适当的值。
并且，也可以是，相对移动指令的参数包含基于相对移动指令的工具的移动速度，指令调整部95根据振动指令调整至少一个参数。由此，控制装置1能够将基于合成振动的参数设为适当的值。
上述的实施方式对用于控制机床2的控制装置1进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式。例如，本发明的其他实施方式也可以使用计算装置100来代替控制装置1。
图20是表示其他实施方式的计算装置100的概要的图。计算装置100是与控制装置1连接的计算机装置。在图20所示的实施方式中，控制装置1按照从计算装置100输出的控制指令来控制机床2。
如图20所示，计算装置100具备振动指令生成部101、相对振动指令生成部102、振动相位调整部103、振幅计算部104、判定部105、关联轴振动指令生成部106以及振动相位设定部107。
并且，振动指令生成部101、相对振动指令生成部102、振动相位调整部103、振幅计算部104、判定部105、关联轴振动指令生成部106以及振动相位设定部107分别相当于上述实施方式的振动指令生成部11、相对振动指令生成部12、振动相位调整部13、振幅计算部14、判定部15、关联轴振动指令生成部16以及振动相位设定部17，执行与上述第一实施方式相同的控制。
由此，计算装置100与上述的第一实施方式中的控制装置1同样地，能够适当地调整工具或者工件的振动和工具与工件的相对振动的合成振动。另外，代替上述的结构，计算装置100也可以具有上述的第二实施方式的结构。在该情况下，计算装置100执行与上述的第二实施方式相同的控制。由此，计算装置100与上述的第二实施方式中的控制装置10同样地，能够适当地调整工具或者工件的振动和工具与工件的相对移动的合成振动。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述的控制装置1以及计算装置100能够通过硬件、软件或者它们的组合来实现。另外，由上述的控制装置1以及计算装置100进行的控制方法也能够通过硬件、软件或者它们的组合来实现。在此，通过软件实现是指通过计算机读入程序并执行来实现。
程序能够使用各种类型的非暂时性的计算机可读介质(non-transitorycomputer readable medium)来保存，并提供给计算机。非暂时性的计算机可读介质包括各种类型的有实体的记录介质(tangible storage medium)。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如，磁光盘)、CD-ROM(只读存储器)、CD-R、CD-R/W和半导体存储器(例如，掩模ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存ROM和RAM(随机存取存储器))。
另外，在本说明书中，列举了对工具、工件沿着单轴方向前后动作那样的振动指令进一步合成其他的振动指令以及移动指令的情况下的控制装置的动作为例，但例如控制装置也能够应用于日本专利第3093933号那样的通过使2轴以上同步地振动来进行连续的圆弧动作的情况。
另外，上述的各实施方式是本发明的优选的实施方式，但并不是仅将本发明的范围限定于上述各实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够以实施了各种变更的方式来实施。
符号说明
1控制装置
2机床
11振动指令生成部
12相对振动指令生成部
13振动相位调整部
14振幅计算部
15判定部
16关联轴振动指令生成部
17振动相位设定部
21电动机
22电动机
23工具
24主轴
30工件
100计算装置。

Claims (12)

1.一种控制机床的控制装置，其特征在于，所述控制装置具备：
振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或工件振动的振动指令；
相对振动指令生成部，其生成使所述工具和所述工件相对振动的相对振动指令；以及
振动相位调整部，其根据所述振动指令和所述相对振动指令，调整所述振动指令和所述相对振动指令中的至少一方的振动相位。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述振动相位调整部调整所述振动指令和所述相对振动指令中的至少一方的所述振动相位，以使基于将由所述振动指令和所述相对振动指令产生的振动合成而得到的合成振动的参数成为预先决定的值。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还具备：判定部，其判定所述参数是否在预先决定的允许值内，
在所述参数在允许值外的情况下，所述振动相位调整部调整所述振动指令和所述相对振动指令中的至少一方的所述振动相位。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还具备：振幅计算部，其基于所述振动指令来计算所述工具或所述工件的振动的振幅，并基于所述相对振动指令来计算所述工具和所述工件的相对振动的振幅，
所述判定部判定作为所述参数表示所述工具或所述工件的振动的振幅和所述工具与所述工件的相对振动的振幅之和的合成振幅和是否为作为所述允许值的振幅上限值以下，
在所述合成振幅和超过所述振幅上限值的情况下，所述振动相位调整部调整所述振动指令和所述相对振动指令中的至少一方的所述振动相位。
5.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还具备：振幅计算部，其根据所述振动指令计算所述工具或所述工件的振动的振幅，根据所述相对振动指令计算所述工具和所述工件的相对振动的振幅，
所述判定部判定作为所述参数表示所述工具或所述工件的振动的振幅和所述工具与所述工件的相对振动的振幅之和的合成振幅和是否为作为所述允许值的振幅下限值以上，
在所述合成振幅和小于振幅下限值的情况下，所述振动相位调整部调整所述振动指令和所述相对振动指令中的至少一方的所述振动相位。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述控制装置还具备：振动相位设定部，其根据由所述振动相位调整部调整后的所述振动相位，设定与所述振动指令或所述相对振动指令相关的相对于其他轴向的振动的振动相位。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述振动相位调整部在基于所述振动指令的振动与基于所述相对振动指令的振动的振动频率不同的情况下，调整所述振动指令以及所述相对振动指令中的至少一方的振动频率，并且调整所述振动相位。
8.一种控制机床的控制装置，其特征在于，所述控制装置具备：
振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或工件振动的振动指令；
相对移动指令生成部，其生成使所述工具与所述工件相对移动的相对移动指令；以及
指令调整部，其根据所述振动指令和所述相对移动指令，调整所述振动指令和所述相对移动指令的多个参数中的至少一个参数。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，
所述相对移动指令的所述参数包括执行所述相对移动指令的定时，所述指令调整部根据所述振动指令来调整所述至少一个参数。
10.根据权利要求8或9所述的控制装置，其特征在于，
所述相对移动指令的所述参数包括基于所述相对移动指令的所述工具的移动速度，所述指令调整部基于所述振动指令来调整所述至少一个参数。
11.一种用于控制机床的控制装置的计算装置，其特征在于，所述计算装置具备：
振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或工件振动的振动指令；
相对振动指令生成部，其生成使所述工具和所述工件相对振动的相对振动指令；以及
振动相位调整部，其根据所述振动指令和所述相对振动指令，调整所述振动指令和所述相对振动指令中的至少一方的振动相位。
12.一种用于控制机床的控制装置的计算装置，其特征在于，所述计算装置具备：
振动指令生成部，其生成使所述机床的工具或者工件振动的振动指令；
相对移动指令生成部，其生成使所述工具与所述工件相对移动的相对移动指令；以及
指令调整部，其根据所述振动指令以及所述相对移动指令，调整所述振动指令以及所述相对移动指令的多个参数中的至少一个参数。
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