CN117099059A - 数值控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数值控制装置，通过更适当地进行定位误差消除动作的同时进行定位，能够缩短周期时间。数值控制装置(1)具备：最终定位指令判定部(14)，其在带定位误差消除动作的定位指令程序块的程序块解析时，通过预读加工程序，判定应最终消除定位误差而完成定位的最终定位指令；定位后移动方向判定部(15)，其判定基于最终定位指令后的指令的移动方向；以及定位误差消除动作决定部(16)，其根据最终定位指令判定部(14)以及定位后移动方向判定部(15)的判定结果，判定应进行定位误差消除动作的轴，并进行动作决定，以便在判定出的应进行定位误差消除动作的轴来消除定位误差。

Description

数值控制装置

技术领域

本公开涉及数值控制装置。

背景技术

以往，提出了通过在最佳的定时进行定位而能够缩短周期时间的数值控制装置(例如，参照专利文献1和2)。

然而，为了消除例如由滚珠丝杠的齿隙等引起的反转方向定位误差而精密地进行定位，已知最终从一个方向进行定位的功能。在该单向定位中，仅从预先设定的一个方向进行定位。例如，在从与设定的一个方向相反的方向移动的情况下，暂时通过终点后反转，向该终点移动而进行定位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-210563号公报

专利文献2：日本特开2009-282829号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，实际上，存在很多不需要单向定位的情况。在该情况下，当单向定位动作被设定为模态(modal)指令时，尽管不需要单向定位，也进行单向定位动作，成为延长周期时间的原因。

另外，以往，对于单向定位的开始定时没有进行充分的研究，根据开始定时而成为延长周期时间的主要原因。

因此，要求通过使单向定位那样的定位误差消除动作更适当地动作而能够缩短周期时间的技术。

本公开的目的在于提供一种数值控制装置，其通过一边更适当地进行定位误差消除动作一边进行定位，能够缩短周期时间。

用于解决课题的手段

本公开的一个方式是一种数值控制装置，其根据加工程序驱动机床的轴来加工工件，该数值控制装置具备：最终定位指令判定部，其在带定位误差消除动作的定位指令程序块的程序块解析时，预读所述加工程序，由此判定应最终消除定位误差来完成定位的最终定位指令；定位后移动方向判定部，其判定基于所述最终定位指令后的指令的移动方向；以及定位误差消除动作决定部，其根据所述最终定位指令判定部以及所述定位后移动方向判定部的判定结果，判定应进行定位误差消除动作的轴，并进行动作决定，以便在判定出的应进行所述定位误差消除动作的轴消除定位误差。

另外，本公开的另一方式是一种数值控制装置，其根据加工程序驱动机床的轴来加工工件，该数值控制装置具备：最终定位指令判定部，其在带定位误差消除动作的定位指令程序块的程序块解析时，预读所述加工程序，由此判定应最终消除定位误差来完成定位的最终定位指令；以及定位误差消除动作决定部，其根据所述最终定位指令判定部的判定结果，判定能够开始定位误差消除动作的定时，并进行动作决定以便在判定出的定时以后消除定位误差。

发明效果

根据本公开，能够提供一种通过一边更适当地进行定位误差消除动作一边进行定位，能够缩短周期时间的数值控制装置。

附图说明

图1是表示本公开的一实施方式的数值控制装置的结构的框图。

图2是表示现有的数值控制程序的指令路径的一例的图。

图3是表示本公开的一实施方式的数值控制程序的指令路径的一例的图。

图4是表示本公开的一实施方式的数值控制装置的处理步骤的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的一实施方式进行详细说明。

本实施方式的数值控制装置1根据加工程序来驱动机床的轴，由此加工工件。另外，本实施方式的数值控制装置1具有带定位误差消除动作的定位功能，该带定位误差消除动作的定位功能用于消除例如由滚珠丝杠的齿隙等引起的反转方向定位误差，精密地进行定位。由此，本实施方式的数值控制装置1是能够通过一边进行最低限度所需的定位误差消除动作一边进行定位来缩短周期时间的数值控制装置。

图1是表示本公开的一实施方式的数值控制装置1的结构的框图。本实施方式的数值控制装置1具有均未图示的CPU、ROM、RAM、非易失性存储器、总线、轴控制电路、伺服放大器、接口等硬件结构。另外，本实施方式的数值控制装置1与均未图示的伺服电动机、输入输出装置等连接。

如图1所示，本实施方式的数值控制装置1具备程序预读部11、程序解析部12以及分配处理部18。

另外，本实施方式的程序解析部12具备带定位误差消除动作的定位判定部13、最终定位指令判定部14、定位后移动方向判定部15、定位误差消除动作决定部16以及定位误差消除动作指令生成部17。

程序预读部11在通过执行加工程序进行实际加工之前，针对每个程序块预读该加工程序。所预读的加工程序由后述的程序解析部12解析，解析工件的加工路径。

本实施方式的程序预读部11在通过程序解析部12逐个地读入程序块时，在通过后述的带定位误差消除动作的定位判定部13判定为该程序块是带定位误差消除动作的定位程序块的情况下，开始加工程序的预读。另外，本实施方式的程序预读部11在通过后述的定位误差消除动作指令生成部17生成了定位误差消除动作指令之后，结束加工程序的预读。

带定位误差消除动作的定位判定部13在通过程序解析部12逐个地读入程序块时，判定该程序块是否是带定位误差消除动作的定位程序块。具体而言，判定该程序块是否是由G代码(G60)规定的单向定位动作指令程序块。

最终定位指令判定部14在程序解析部12进行带定位误差消除动作的定位指令程序块的程序块解析时，通过上述的程序预读部11预读加工程序，由此判定应最终消除定位误差而完成定位的最终定位指令。具体而言，最终定位指令判定部14在定位程序块连续的情况下，将连续的定位程序块中的最终的定位指令程序块判定为应最终消除定位误差而完成定位的最终定位指令。

定位后移动方向判定部15判定基于由上述的最终定位指令判定部14判定出的最终定位指令后的指令的移动方向。具体而言，定位后移动方向判定部15判定最终定位指令后的直线插补动作指令等加工动作指令中的移动方向。

定位误差消除动作决定部16基于上述的最终定位指令判定部14以及定位后移动方向判定部15的判定结果，判定应进行定位误差消除动作的轴。具体而言，定位误差消除动作决定部16基于连续的定位程序块中的应最终消除定位误差而完成定位的最终定位指令和该指令后的指令的移动方向，判定应进行定位误差消除动作的轴。

例如，定位误差消除动作决定部16也可以将向其轴向的移动结束的轴判定为应进行定位误差消除动作的轴。更详细而言，定位误差消除动作决定部16也可以将不是之后的移动方向的轴且通过定位动作移动到此而结束了向其轴向的移动的轴判定为应进行定位误差消除动作的轴。

另外，定位误差消除动作决定部16以在判定出的应进行定位误差消除动作的轴进行定位误差消除的方式进行动作决定。具体而言，由G60规定的单向定位动作等定位误差消除动作设定有动作对象轴、方向、拉回量等各种参数，定位误差消除动作决定部16例如基于这些参数设定，以消除定位误差的方式进行动作决定。

此外，定位误差消除动作决定部16也可以判定在应进行定位误差消除动作的轴开始定位误差消除动作的定时，并以在判定出的定时以后在应进行定位误差消除动作的轴进行定位误差消除的方式进行动作决定。由此，能够在最佳的定时执行定位误差消除动作。

具体而言，定位误差消除动作决定部16在最终定位指令后的指令结束之前，以定位误差消除动作结束的方式开始定位误差消除动作。或者，定位误差消除动作决定部16也可以在连续的定位程序块中的下一个定位程序块的移动开始的同时，在应进行定位误差消除动作的轴开始定位误差消除动作。

定位误差消除动作指令生成部17基于由上述的定位误差消除动作决定部16决定的定位误差消除动作，生成定位误差消除动作指令。所生成的定位误差消除动作指令被输出到后述的分配处理部18。

分配处理部18根据加工程序指令生成插补移动指令。另外，分配处理部18生成将所生成的插补移动指令和由上述的定位误差消除动作指令生成部17生成的定位误差消除动作指令分配给各驱动轴的分配指令。通过未图示的移动指令输出部输出所生成的分配指令。

接着，详细说明本实施方式的数值控制装置1的带定位误差消除动作的定位功能。

本实施方式的数值控制装置1具有带定位误差消除动作的定位功能，该带定位误差消除动作的定位功能用于消除例如由滚珠丝杠的齿隙等引起的反转方向定位误差，精密地进行定位。作为带定位误差消除动作的定位动作，例如可举出最终从一个方向进行定位的单向定位动作。

在单向定位动作中，仅从预先设定的一个方向进行定位动作。例如，在从与设定的一个方向相反的方向移动的情况下，暂时通过终点后反转，向该终点移动而进行定位。

单向定位动作在加工程序中由G代码(G60)规定。该单向定位动作通过参数设定来选择是单发(one shot)还是模态。另外，进行单向定位的轴、单向定位的方向、反转时的拉回量(越程行程：overrun stroke)的大小等也预先通过参数来设定。

在此，图2是表示现有的数值控制程序的指令路径的一例的图。在图2中，示出了XZ平面上的指令路径。在图2中，虚线箭头所示的序列号N01、N02、N06、N07以及N08的各程序块表示定位(快进)动作，由G代码(G00)规定。在图2中，实线箭头所示的序列号N03、N04、N05以及N09的各程序块表示用于加工工件的直线插补动作，由G代码(G01)规定。

在图2所示的例子中，单向定位动作以相对于X轴在图2中的从右向左的方向上定位的方式进行参数设定。另外，在图2所示的例子中，单向定位动作以相对于Z轴在图2中的从下向上的方向上定位的方式进行参数设定。因此，例如在图2中放大表示的N08程序块的最后，以预先设定了参数的X轴方向的拉回量向X轴方向拉回之后，以同样预先设定了参数的Z轴方向的拉回量向Z轴方向拉回，由此定位在G00终点。

但是，如上所述，在实际的加工动作中，存在很多不需要单向定位动作的情况。在该情况下，当单向定位动作被设定为模态指令时，尽管不需要单向定位动作，也进行单向定位动作，成为延长周期时间的原因。

具体而言，在G00的定位动作结束位置、即不影响下一个G01的直线插补动作的开始位置处的定位的G00终点，不需要执行单向定位动作。在图2所示的例子中，N07程序块的最后相当于此。即，如图2所示，在N07程序块的最后对X轴执行单向定位动作，但在下一个N08程序块中进一步沿X轴方向移动，N07程序块的最后不影响下一个G01的直线插补动作的开始位置即N09程序块的开始位置处的定位，因此可知不需要在N07程序块的最后对X轴执行单向定位动作。

另外，在G00的定位动作结束后，对于在下一个程序块中移动的轴，不需要执行单向定位动作。在图2所示的例子中，N02程序块的最后以及N08程序块的最后相当于此。即，如图2所示，在N02程序块的下一个程序块即N03程序块中移动的轴是Z轴，因此不需要在N02程序块的最后对Z轴执行单向定位动作。同样地，在N08程序块的下一个程序块即N09程序块中移动的轴为Z轴，因此无需在N08程序块的最后对Z轴执行单向定位动作。

另外，在G00的定位动作中的各程序块的最后，不一定需要执行单向定位动作。在图2所示的例子中，N01程序块的最后相当于此。即，如图2所示，在N01程序块的最后对X轴执行单向定位动作，但从缩短周期时间的观点出发，只要在下一个程序块即N02程序块的Z轴方向(图2中的从上向下的方向)的移动中执行X轴的定位动作即可，不一定需要在N01程序块的最后执行完单向定位动作后开始N02的移动。

这样，在实际的加工动作中不需要单向定位动作的情况较多，因此优选仅对最低限度需要单向定位动作的程序块进行单向定位指令。但是，即使仅对最低限度需要单向定位动作的程序块进行了单向定位指令，如上所述，在缩短周期时间的观点上也存在改善的余地。另外，考虑需要单向定位动作的部位来制作程序并不容易且麻烦。

与此相对，在本实施方式的数值控制装置1中，自动判定应进行单向定位动作等定位误差消除动作的轴。另外，在本实施方式的数值控制装置1中，自动判定在应进行定位误差消除动作的轴开始定位误差消除动作的定时。由此，根据本实施方式，能够在最佳的定时执行最低限度所需的单向定位。

在此，图3是表示本实施方式的数值控制程序的指令路径的一例的图。与图2同样地，在图3中示出了XZ平面上的指令路径。另外，在图3中，虚线箭头所示的序列号N01、N02、N06、N07以及N08的各程序块表示定位(快进)动作，由G代码(G00)规定。同样地，在图3中，实线箭头所示的序列号N03、N04、N05以及N09的各程序块表示用于加工的直线插补动作，由G代码(G01)规定。图3所示的各程序块的指令路径除了定位误差消除动作指令以外，是与图2中的指令路径相同的指令路径。

如在图2的说明中上述的那样，在N01程序块结束后，需要单向定位动作的轴仅是X轴。这是因为，定位程序块中的X轴的动作在N01程序块中结束，在下一个N02程序块中执行Z轴的动作。但是，如上所述，不一定需要在N01程序块的最后执行单向定位动作。与此相对，在本实施方式的数值控制装置1中，在N01程序块的动作完成后，判定为能够针对X轴执行单向定位动作。判定后，生成定位误差消除动作指令，将生成的定位误差消除动作指令叠加在N02程序块的动作指令上。由此，如图3中的虚线箭头所示，不是如以往那样在N01程序块的最后执行X轴的定位动作，而是在N02程序块的Z轴方向(图3中的从上向下的方向)的移动中执行X轴的定位动作。即，一边进行X轴的定位动作一边向Z轴方向(图3中的从上向下的方向)移动，因此与以往相比缩短了周期时间。

另外，如在图2的说明中所述那样，在最终定位后的G01即N03程序块中，动作是向Z轴方向的移动，并且在此前的定位动作中存在X轴和Z轴的移动，因此在N02程序块的最后，不需要对Z轴进行单向定位动作。与此相对，在本实施方式的数值控制装置1中，在N02程序块的动作完成后，不将单向定位动作判定为要执行，不执行单向定位动作，因此与以往相比缩短了周期时间。

另外，如在图2的说明中所述那样，N07程序块的最后在下一个N08程序块中进一步在X轴方向以及Z轴方向上移动，不影响下一个G01的直线插补动作的开始位置即N09程序块在开始位置的定位，因此在N07程序块的最后不需要单向定位动作。与此相对，在本实施方式的数值控制装置1中，在N07程序块的动作完成后，不判定为能够执行单向定位动作，不执行单向定位动作，因此与以往相比缩短了周期时间。

另外，如在图2的说明中所述那样，在N08程序块的最后，需要单向定位动作的轴仅为X轴。这是因为，定位程序块中的X轴的动作在N08程序块中结束，在作为下一个程序块的N09程序块中移动的轴是Z轴。与此相对，在本实施方式的数值控制装置1中，在N08程序块的动作完成后，判定为能够对X轴执行单向定位动作。判定后，生成定位误差消除动作指令，按照生成的定位误差消除动作指令，如图3中的虚线箭头所示，在N08程序块的动作完成后执行定位误差消除动作。由此，能够对最低限度所需的X轴执行单向定位动作，与以往相比缩短周期时间。

接着，说明本实施方式的数值控制装置1的处理的步骤。图4是表示本实施方式的数值控制装置1的处理步骤的流程图。本处理在数值控制装置1进行加工程序解析时以预定的周期反复执行。

在步骤S1中，通过程序解析部12将定位误差消除动作完成标志设为“真(True)”。之后，进入步骤S2。此外，对每个轴设定定位误差消除动作完成标志。

在步骤S2中，通过程序解析部12读入加工程序的指令程序块中的一个程序块。之后，进入步骤S3。

在步骤S3中，通过带定位误差消除动作的定位判定部13判别在步骤S2中读入的1个程序块是否是带定位误差消除动作的定位程序块。例如，判别在步骤S2中读入的一个程序块是否是由G代码(G60)规定的单向定位动作指令程序块。如果该判别为“是”，则进入步骤S4，如果为“否”，则进入步骤S13。

在步骤S4中，通过程序解析部12判别定位误差消除动作完成标志是否为“真”。如果该判别为“是”，则进入步骤S5，如果为“否”，则进入步骤S13。

在步骤S5中，通过程序预读部11开始加工程序的预读。之后，进入步骤S6。

在步骤S6中，通过最终定位指令判定部14判定应消除定位误差而完成定位的指令。具体而言，通过最终定位指令判定部14，将在定位程序块连续的情况下连续的定位程序块中的最终的定位指令程序块判定为最终应消除定位误差而完成定位的最终定位指令。之后，进入步骤S7。

在步骤S7中，通过定位后移动方向判定部15判定基于最终定位指令后的指令的移动方向。具体而言，通过定位后移动方向判定部15判定最终定位指令后的直线插补动作指令等加工动作指令中的移动方向。之后，进入步骤S8。

在步骤S8中，通过定位误差消除动作决定部16判定应进行定位误差消除动作的轴。具体而言，通过定位误差消除动作决定部16，基于连续的定位程序块中的应最终消除定位误差而完成定位的最终定位指令、移动至最终定位指令的轴、以及该指令后的指令的移动方向，来判定应进行定位误差消除动作的轴。之后，进入步骤S9。

在步骤S9中，通过定位误差消除动作决定部16，对应进行定位误差消除动作的各轴判定能够开始定位误差消除动作的定时。之后，进入步骤S10。

在步骤S10中，通过定位误差消除动作指令生成部17生成定位误差消除动作指令。具体而言，基于由定位误差消除动作决定部16决定的定位误差消除动作，生成定位误差消除动作指令。之后，进入步骤S11。

在步骤S11中，通过程序解析部12将定位误差消除动作完成标志设为“假(False)”。更详细地说，对于在步骤S8中判定为应进行定位误差消除动作的轴的轴，将定位误差消除动作完成标志设为“假”。之后，进入步骤S12。

在步骤S12中，结束程序预读部11对加工程序的预读。之后，进入步骤S13。

在步骤S13中，通过程序解析部12执行通常的指令程序块的解析处理。之后，进入步骤S14。

在步骤S14中，通过程序解析部12判别定位误差消除动作是否完成。如果该判别为“是”，则进入步骤S15，如果为“否”，则进入步骤S16。

在步骤S15中，通过程序解析部12将定位误差消除动作完成标志设为“真”。更详细地说，对于在步骤S14中判定为定位误差消除动作完成的轴，将定位误差消除动作完成标志设为“真”。之后，进入步骤S16。

在步骤S16中，通过分配处理部18执行分配处理。具体而言，分配处理部18生成将根据加工程序生成的插补移动指令和在步骤S10中生成的定位误差消除动作指令分配给各驱动轴的分配指令。之后，返回到步骤S2。

根据本实施方式的数值控制装置1，起到以下的效果。

(1)本实施方式的数值控制装置1具备：最终定位指令判定部14，其在带定位误差消除动作的定位指令程序块的块解析时，预读加工程序，由此判定应最终消除定位误差而完成定位的最终定位指令；定位后移动方向判定部15，其判定基于最终定位指令后的指令的移动方向；以及定位误差消除动作决定部16，其根据最终定位指令判定部14以及定位后移动方向判定部15的判定结果来判定应进行定位误差消除动作的轴，并进行动作决定以便在判定出的应进行定位误差消除动作的轴来消除定位误差。

由此，能够执行最低限度所需的单向定位，与以往动作相比能够缩短周期时间。另外，一边考虑需要单向定位的部位一边生成程序很麻烦，但是根据本实施方式的数值控制装置1，能够自动地判定应进行定位误差消除动作的轴，因此程序生成变得容易。

(2)另外，本实施方式的数值控制装置1的定位误差消除动作决定部16判定在应进行定位误差消除动作的轴开始定位误差消除动作的定时，并进行动作决定以便在判定出的定时以后在应进行定位误差消除动作的轴进行定位误差消除。由此，除了上述的(1)的效果以外，还能够在最佳的定时执行定位误差消除动作。

(3)另外，本实施方式的数值控制装置1的定位误差消除动作决定部16将向其轴向的移动结束的轴判定为应进行定位误差消除动作的轴。由此，更可靠地起到上述的(1)和(2)的效果。

此外，本公开并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更以及变形。

例如，在上述实施方式中，作为定位误差消除动作，以单向定位动作为例进行了说明，但并不限定于此。对于单向定位动作以外的其他定位误差消除动作也能够应用本发明。

另外，作为与上述实施方式相比仅变更了定位误差消除动作决定部的结构的其他实施方式，也可以构成为不执行应进行定位误差消除动作的轴的判定，而判定能够开始定位误差消除动作的定时。在该情况下，定位误差消除动作决定部基于最终定位指令判定部的判定结果，判定能够开始定位误差消除动作的定时，并进行动作决定以便在判定出的定时以后进行定位误差消除。由此，能够在最佳的定时执行定位误差消除动作，能够缩短周期时间。

符号说明

1数值控制装置

11程序预读部

12程序解析部

13带定位误差消除动作的定位判定部

14最终定位指令判定部

15定位后移动方向判定部

16定位误差消除动作决定部

17定位误差消除动作指令生成部

18分配处理部。

Claims (4)

1.一种数值控制装置，其根据加工程序驱动机床的轴来加工工件，其特征在于，该数值控制装置具备：

最终定位指令判定部，其在带定位误差消除动作的定位指令程序块的程序块解析时，预读所述加工程序，由此来判定应最终消除定位误差来完成定位的最终定位指令；

定位后移动方向判定部，其判定基于所述最终定位指令后的指令的移动方向；以及

定位误差消除动作决定部，其根据所述最终定位指令判定部以及所述定位后移动方向判定部的判定结果，来判定应进行定位误差消除动作的轴，并进行动作决定以便在判定出的应进行所述定位误差消除动作的轴来消除定位误差。

2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

所述定位误差消除动作决定部判定能够在应进行所述定位误差消除动作的轴开始定位误差消除动作的定时，并进行动作决定以便在判定出的定时以后在应进行所述定位误差消除动作的轴进行定位误差消除。

3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，

所述定位误差消除动作决定部将向其轴向的移动结束的轴判定为应进行所述定位误差消除动作的轴。

4.一种数值控制装置，其根据加工程序驱动机床的轴来加工工件，其特征在于，该数值控制装置具备：

最终定位指令判定部，其在带定位误差消除动作的定位指令程序块的程序块解析时，预读所述加工程序，由此来判定应最终消除定位误差来完成定位的最终定位指令；以及

定位误差消除动作决定部，其根据所述最终定位指令判定部的判定结果，来判定能够开始定位误差消除动作的定时，进行动作决定以便在判定出的定时以后消除定位误差。