DE112022000265T5

DE112022000265T5 - Numerische Steuerung

Info

Publication number: DE112022000265T5
Application number: DE112022000265.4T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Murakawa; Takeshi Mochida
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-01-20
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2023-09-07
Also published as: WO2022158428A1; JPWO2022158428A1; CN116710862A; WO2022158428A9

Abstract

Eine numerische Steuerung steuert die Relativgeschwindigkeit zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms. In einem Fall, in dem ein Eckteil zwischen einem aktuellen Satz und einem nächsten Satz des Bearbeitungsprogramms existiert, wird der nächste Satz vorgeholt, und eine zulässige Geschwindigkeit am Eckteil an einem Endpunkt des aktuellen Satzes wird berechnet. Die Vor-Interpolations-Beschleunigung eines Beschleunigungsteils, die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit eines Konstant-Geschwindigkeitsteils und die Vor-Interpolations-Beschleunigung eines Verzögerungsteils, die Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück sind, werden so eingestellt, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auf einer voreingestellten zulässigen Geschwindigkeit gehalten wird, während das Eckteil durchfahren wird.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuerung, die eine Werkzeugmaschine steuert.
Technischer Hintergrund
Um die Bearbeitungszeit einer Werkzeugmaschine zu verkürzen, wird üblicherweise eine Methode namens Blocküberlappung verwendet. In der Patentliteratur 1 wird beispielsweise beschrieben, dass die Bearbeitung ohne Verlangsamung der Geschwindigkeit auf Null an einer Verbindung zwischen Blöcken zum Zeitpunkt des Übergangs von einem aktuellen Block zu einem nächsten Block durchgeführt wird, indem ein Befehl für den nächsten Block gestartet wird, bevor die Verlangsamungsgeschwindigkeit nach Abschluss der Interpolation des aktuellen Blocks Null wird.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP H02-40701 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Satzüberlappungsbearbeitung wird ein Werkzeug in einem aktuellen Satz auf eine ausreichende Geschwindigkeit (als zulässige Geschwindigkeit bezeichnet) abgebremst, und ein nächster Satz wird gestartet. Bei der Blocküberlappung wird die Bearbeitungszeit kürzer als in dem Fall, in dem die Geschwindigkeit an einem Endpunkt des aktuellen Satzes auf Null gesetzt und der nächste Satz gestartet wird, und die auf das Werkstück und das Werkzeug ausgeübten Stöße können innerhalb eines zulässigen Bereichs reduziert werden. Die Verlangsamung der Werkzeuggeschwindigkeit wird in jedem Interpolationszyklus durchgeführt, aber der Zeitpunkt, an dem die Werkzeuggeschwindigkeit auf die zulässige Geschwindigkeit verlangsamt wird, fällt nicht notwendigerweise mit dem Zeitpunkt zusammen, an dem das Werkzeug den Endpunkt erreicht, und es tritt ein Restbewegungsbetrag auf. Bei der Überlappungsverarbeitung wird ein Überlappungsbetrag S zu einem Restbewegungsbetrag R addiert, und der nächste Satz wird gestartet, ohne dass eine Geschwindigkeitsdifferenz zur zulässigen Geschwindigkeit entsteht. Da der nächste Block um den verbleibenden Bewegungsbetrag R vor dem Endpunkt des Blocks gestartet wird, wird eine Ecke, die eine Verbindung zwischen dem aktuellen Block und dem nächsten Block darstellt, nicht durchfahren und die Innenseite der Ecke wird durchfahren. Bei der Verarbeitung der Blocküberlappung variiert der verbleibende Bewegungsbetrag R in Abhängigkeit von der Art und Weise, wie der aktuelle Block und der nächste Block kombiniert werden, und ist selbst bei Ecken mit demselben Winkel nicht konstant.
Im Bereich der numerischen Steuerungen besteht ein Bedarf an einer Technik zur Verkürzung der Bearbeitungszeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der Bearbeitungsqualität bei der Bearbeitung eines Eckteils.
Lösung des Problems
Eine numerische Steuerung eines Aspekts der vorliegenden Offenbarung ist eine numerische Steuerung, die eine relative Geschwindigkeit zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms steuert, wobei die numerische Steuerung Folgendes umfasst: eine Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit, die Folgendes durchführt: Analysieren eines ersten Blocks und eines zweiten Blocks, die in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, wobei der erste Block ein Bewegungsbefehl ist, wobei der zweite Block ein nächster Bewegungsbefehl ist; in einem Fall, in dem ein Eckteil zwischen dem ersten Block und dem zweiten Block existiert, Berechnen einer zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil zu der Zeit des Durchgangs durch das Eckteil; Berechnen eines Blockbefehls-Bewegungsbetrags, der ein Abstand zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt des ersten Blocks ist; Berechnen eines Bewegungsbetrags in jedem eines Beschleunigungsteils, in dem eine Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks auf eine Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beschleunigt wird, eines Konstant-Geschwindigkeitsteils, in dem die Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beibehalten wird, und eines Verzögerungsteils, in dem eine Verzögerung von der Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms auf die zulässige Geschwindigkeit an dem an den zweiten Block angrenzenden Eckteil auf der Grundlage der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks, der zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil und des Blockbefehl-Bewegungsbetrags des ersten Blocks durchgeführt wird; und Erhalten eines verbleibenden Bewegungsbetrags des ersten Blocks aus den Bewegungsbeträgen des Beschleunigungsteils, des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Verzögerungsteils und dem Blockbefehl-Bewegungsbetrag, wobei mindestens eine von Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils, der Befehls-Geschwindigkeit des Konstant-Geschwindigkeitsteils der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils, der Sollgeschwindigkeit des Konstant-Geschwindigkeitsteils und/oder der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils korrigiert wird, um den Bewegungsbetrag des Beschleunigungsteils, den Bewegungsbetrag des Konstant-Geschwindigkeitsteils und den Bewegungsbetrag des Verzögerungsteils einzustellen, und eine Summe des Bewegungsbetrags des Beschleunigungsteils, des Bewegungsbetrags des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Bewegungsbetrags des Verzögerungsteils nahe an den Blockbefehl-Bewegungsbetrag gebracht wird.
Ein computerlesbares Speichermedium eines Aspekts der vorliegenden Offenbarung speichert einen computerlesbaren Befehl, der, wenn er von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, den einen oder die mehreren Prozessoren veranlasst, Operationen durchzuführen, die Folgendes umfassen: Analysieren eines ersten Blocks und eines zweiten Blocks, die in einem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, wobei der zweite Block ein nächster Bewegungsbefehl ist; in einem Fall, in dem ein Eckteil zwischen dem ersten Block und dem zweiten Block existiert, Berechnen einer zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil zum Zeitpunkt des Durchgangs durch das Eckteil; Berechnen eines Blockbefehls-Bewegungsbetrags, der ein Abstand zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt des ersten Blocks ist; Berechnen eines Bewegungsbetrags in jedem eines Beschleunigungsteils, in dem eine Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks auf eine Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beschleunigt wird, eines Konstant-Geschwindigkeitsteils, in dem die Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beibehalten wird, und eines Verzögerungsteils, in dem eine Verzögerung von der Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms auf die zulässige Geschwindigkeit an dem an den zweiten Block angrenzenden Eckteil auf der Grundlage der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks, der zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil und des Blockbefehl-Bewegungsbetrags des ersten Blocks durchgeführt wird; Erhalten eines verbleibenden Bewegungsbetrags des ersten Blocks aus den Bewegungsbeträgen des Beschleunigungsteils, des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Verzögerungsteils und dem Blockbefehl-Bewegungsbetrag; und Korrigieren mindestens einer der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils, der Befehls-Geschwindigkeit des Konstant-Geschwindigkeitsteils und der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils, um den Bewegungsbetrag des Beschleunigungsteils, den Bewegungsbetrag des Konstant-Geschwindigkeitsteils und den Bewegungsbetrag des Verzögerungsteils anzupassen und eine Summe des Bewegungsbetrags des Beschleunigungsteils, des Bewegungsbetrags des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Bewegungsbetrags des Verzögerungsteils nahe an den Blockbefehl-Bewegungsbetrag zu bringen.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Bearbeitungszeit zu verkürzen, während die Bearbeitungsqualität der Bearbeitung mit einem Eckteil erhalten bleibt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm einer numerischen Steuerung.
ist ein Blockdiagramm der numerischen Steuerung.
ist ein Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm.
ist ein Diagramm, das eine Änderung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit bei herkömmlicher Blocküberlappung zeigt.
sind Diagramme, die die Bewegungswege eines Werkzeugs bei der herkömmlichen Blocküberlappungsbearbeitung veranschaulichen.
ist ein Diagramm, das eine Änderung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit in einer ersten Offenbarung zeigt.
ist ein Diagramm, das eine Änderung der Vorkorrekturgeschwindigkeit in einem Fall zeigt, in dem ein Korrekturbetrag einen Schwellenwert in der ersten Offenbarung überschreitet.
ist ein Diagramm, das eine Änderung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit in einer zweiten Offenbarung zeigt.
ist ein Diagramm, das eine Änderung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit in einer dritten Offenbarung zeigt.
10 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit in einem Fall zeigt, in dem die zweite Offenbarung und die dritte Offenbarung kombiniert werden.

Beschreibung der Ausführungsformen
[Erste Offenbarung]
ist eine schematische Darstellung einer numerischen Steuerung 100.
Die numerische Steuerung 100 steuert die Relativgeschwindigkeit zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück, die an einer Werkzeugmaschine befestigt sind, gemäß einem Bearbeitungsprogramm. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird in der vorliegenden Offenbarung davon ausgegangen, dass das Werkstück fest ist und nur die Geschwindigkeit des Werkzeugs berücksichtigt wird.
Die numerische Steuerung 100 in 1 ist mit einer Werkzeugmaschine 200 verbunden. In sind die numerische Steuerung 100 und die Werkzeugmaschine 200 getrennt, können aber auch integriert sein.
Das Werkstück ist auf einem Tisch der Werkzeugmaschine 200 befestigt. Ein Werkzeug 50 ist an einer Hauptwelle der Werkzeugmaschine 200 befestigt. Das Werkzeug 50 bewegt sich in drei axialen Richtungen, einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse. Hier wird ein Beispiel beschrieben, bei dem sich das Werkzeug nur in Richtung der X- und Y-Achse bewegt, aber die vorliegende Offenbarung kann auch auf eine mehrachsige Werkzeugmaschine mit drei oder mehr Achsen angewendet werden.
Nachfolgend wird die numerische Steuerung 100 beschrieben. Eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 111, die in der numerischen Steuerung 100 in 1 enthalten ist, ist ein Prozessor, der so konfiguriert ist, dass er die numerische Steuerung 100 als Ganzes steuert. Die CPU 111 ist so konfiguriert, dass sie ein in einem Festwertspeicher (ROM) 112 gespeichertes Systemprogramm über einen Bus 122 liest und die gesamte numerische Steuerung 100 entsprechend dem Systemprogramm steuert. Ein Direktzugriffsspeicher (RAM) 113 ist so konfiguriert, dass er temporäre Berechnungsdaten, Anzeigedaten, verschiedene Daten, die von einem Benutzer über eine Eingabeeinheit 71 eingegeben werden, und ähnliches vorübergehend speichert.
Bei der Anzeigeeinheit 70 handelt es sich um einen Monitor oder ähnliches, der an der numerischen Steuerung 100 angebracht ist und einen Bildschirm zur Unterstützung der Einrichtung, ein Handbuch für die Einrichtung und ähnliches anzeigt.
Die Eingabeeinheit 71 ist eine Tastatur, ein Touchpanel oder ähnliches, das in die Anzeigeeinheit 70 integriert oder von der Anzeigeeinheit 70 getrennt ist. Der Benutzer bedient die Eingabeeinheit 71, um Vorgänge wie die Eingabe auf einem auf der Anzeigeeinheit 70 angezeigten Bildschirm durchzuführen.
Ein nichtflüchtiger Speicher 114 ist z.B. ein Speicher, der durch eine Batterie (nicht dargestellt) oder ähnliches gesichert ist und einen Speicherzustand beibehält, auch wenn die numerische Steuerung 100 ausgeschaltet ist. Der nichtflüchtige Speicher 114 speichert ein von einem externen Gerät über eine Schnittstelle (nicht dargestellt) gelesenes Programm, ein über die Eingabeeinheit 71 eingegebenes Programm und verschiedene Daten, die von jeder Einheit der numerischen Steuerung 100, der Werkzeugmaschine 200 und dergleichen erfasst werden (z. B. von der Werkzeugmaschine 200 erfasste Einstellparameter oder dergleichen). Das Programm und die verschiedenen Daten, die in dem nichtflüchtigen Speicher 114 gespeichert sind, können zum Zeitpunkt der Ausführung oder Verwendung in dem RAM 113 erweitert werden. Darüber hinaus werden verschiedene Systemprogramme im Voraus in den ROM 112 geschrieben.
Eine Steuerung 40, die jede Achse der Werkzeugmaschine 200 steuert, wandelt einen Achsenbewegungsbefehl von der CPU 111 in ein Impulssignal um und gibt das Impulssignal an einen Treiber 41 aus. Der Treiber 41 wandelt das Impulssignal in einen Strom zum Antrieb eines Servomotors um.
Das Werkzeug 50 wird durch die Kraft des Servomotors bewegt. Alternativ dazu können das Werkzeug 50 und das Werkstück durch Verschieben des Tisches relativ zueinander bewegt werden. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird in der vorliegenden Offenbarung ein Beispiel dargestellt, bei dem der Tisch feststeht und nur das Werkzeug 50 bewegt wird.
ist ein Blockdiagramm der numerischen Steuerung 100.
Die numerische Steuerung 100 enthält eine Speichereinheit 11 für das Bearbeitungsprogramm, eine Analyseeinheit 12 für das Bearbeitungsprogramm, einen Blockpuffer 13, der ein analysiertes Bearbeitungsprogramm vorübergehend speichert, eine Befehls-Geschwindigkeits-Korrektureinheit 14, die eine Befehls-Geschwindigkeit F eines im Bearbeitungsprogramm beschriebenen aktuellen Blocks korrigiert, eine Vor-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungseinheit 15, die eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitung einer Vor-Interpolations-Geschwindigkeit auf der Basis einer Vor-Interpolations-Beschleunigung/Verzögerung A durchführt, eine Beschleunigungs-Korrektureinheit 16, die die Vor-Interpolations-Beschleunigung/Verzögerung A korrigiert, und eine Interpolations-Verarbeitungseinheit 17, die eine berechnete Vor-Interpolations-Geschwindigkeit in einen Verteilungsimpuls des Servomotors wie der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse umwandelt.
In den folgenden Ausführungen wird ein Verfahren zur Einstellung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit in zwei Dimensionen beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung kann auch auf die Steuerung in drei oder mehr Dimensionen angewendet werden.
Die Speichereinheit für das Bearbeitungsprogramm 11 speichert das Bearbeitungsprogramm. ist ein Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm.
Die numerische Steuerung 100 arbeitet das Bearbeitungsprogramm Zeile für Zeile ab. Die einzelne Zeile wird als Satz bezeichnet. Der Satz in der ersten Zeile des Bearbeitungsprogramms in ist „G91G01 X20 F1000;“ und ein Satz in einer nächsten Zeile ist „Y50;“.
Das Bearbeitungsprogramm enthält einen Verfahrbefehl und einen Grundbearbeitungsbefehl. Der Bewegungsbefehl umfasst „G00: Schnellvorlauf (Positionierung)“, „G01: lineare Interpolation (Schnittvorschub)“, „G02-G03: Kreisinterpolation“ und dergleichen. In dem Verfahrbefehl werden ein Verfahrziel und eine Verfahrgeschwindigkeit beschrieben. Der Block in 3 ist ein Verfahrbefehl, der ein Befehl ist, das Werkzeug 50 um „20“ in Y-Richtung zu verfahren, nachdem es um „50“ in X-Richtung mit einer Verfahrgeschwindigkeit von „F1000“ verfahren wurde.
Die Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 12 berechnet eine Bewegungsrichtung und eine Vor-Interpolations-Geschwindigkeit des Werkzeugs 50 auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms. Eine zulässige Geschwindigkeit D für die Bewegung eines Eckteils ist eine Geschwindigkeit eines Werkzeugs, mit der ein Eckteil bewegt werden kann, während die Bearbeitungsqualität erhalten bleibt und Auswirkungen auf eine Maschine vermieden werden, und wird durch die Geschwindigkeit des Werkzeugs 50, ein Material des Werkstücks, einen Winkel des Eckteils und dergleichen bestimmt. Da es sich bei der Methode zur Bestimmung der zulässigen Geschwindigkeit für die Bewegung eines Eckteils um eine bereits vorhandene Technik handelt, wird auf deren Beschreibung verzichtet.
Die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit ist eine Geschwindigkeit des Werkzeugs 50 vor der Verteilung in einer X-Achsenrichtung, einer Y-Achsenrichtung und einer Z-Achsenrichtung durch die Interpolations-Verarbeitungseinheit 17 und ist eine kombinierte Geschwindigkeit von Geschwindigkeiten, die in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung verteilt werden.
In wird ein herkömmliches Verfahren zur Berechnung der Geschwindigkeit vor der Interpolation beschrieben.
Die Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 12 stellt einen Satz des Bearbeitungsprogramms vor und berechnet die zulässige Geschwindigkeit D der Eckteilbewegung in einem Fall, in dem ein Eckteil an einer Verbindung zwischen einem zu analysierenden Satz (als aktueller Satz bezeichnet) und einem nächsten Satz (als nächster Satz bezeichnet) vorhanden ist.
Als nächstes berechnet die Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 12 die Vor-Interpolations-Geschwindigkeiten des Beschleunigungsteils, des Teils mit konstanter Geschwindigkeit und des Verzögerungsteils.
Eine zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Da, das an den vorherigen Satz angrenzt, wurde bereits bei der Analyse eines vorherigen Satzes berechnet. Im Beschleunigungsteil wird von der zulässigen Geschwindigkeit am Eckteil Da auf die Sollgeschwindigkeit F beschleunigt. Die Vor-Interpolations-Beschleunigung A ist ein Wert, der die Bearbeitungsqualität und die Sicherheit berücksichtigt, und wird im Voraus auf einen geeigneten Wert eingestellt. In der vorliegenden Offenbarung wird die Verzögerung auch zum Zeitpunkt der Abbremsung mit einer Vor-Interpolations-Beschleunigung durchgeführt, deren absoluter Wert gleich der Vor-Interpolations-Beschleunigung A ist.
Die Anzahl der Interpolationsvorgänge im Beschleunigungsteil, wenn die zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Da auf die Befehls-Geschwindigkeit F beschleunigt wird, ist m. Die Anzahl der Interpolationsvorgänge m im Beschleunigungsteil ist ein ganzzahliger Teil von (F - Da)/A, der ein Wert ist, der erhalten wird, indem eine Differenz zwischen der Befehls-Geschwindigkeit F und der zulässigen Geschwindigkeit am Eckteil Da durch die Vor-Interpolations-Beschleunigung/-verzögerung A geteilt wird. In einem Beispiel von 4 ist die Anzahl der Interpolationsvorgänge m im Beschleunigungsteil fünf.
Die Vor-Interpolations-Geschwindigkeiten des Werkzeugs 50 im Beschleunigungsteil werden addiert, um einen Bewegungsbetrag La des Werkzeugs 50 im Beschleunigungsteil zu erhalten. Der Bewegungsbetrag La des Werkzeugs 50 im Beschleunigungsteil kann durch die folgende Formel 1 ausgedrückt werden. $\begin{matrix} L a = D a + (D a + A \times 1) + (D a + A \times 2) + \dots + (D a + A \times m) \\ = D a + D a \times m + A \times (1 + 2 + 3 + \dots + m) \end{matrix}$
(Hier ist m ein ganzzahliger Teil von (F - Da)/A)
Im Verzögerungsteil wird die Sollgeschwindigkeit F auf eine zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Db abgebremst. Die Anzahl der Interpolationsvorgänge im Verzögerungsteil ist n. Die Anzahl der Interpolationsvorgänge n im Verzögerungsteil ist ein ganzzahliger Teil von (F - Db)/A, der sich aus der Differenz zwischen der Befehls-Geschwindigkeit F und der zulässigen Geschwindigkeit am Eckteil Db durch die Vor-Interpolations-Beschleunigung/-verzögerung A ergibt. Im Beispiel von 4 beträgt die Anzahl der Ausgabe eines Impulses n im Verzögerungsteil drei.
Die Vor-Interpolations-Geschwindigkeiten des Werkzeugs 50 im Verzögerungsteil werden addiert, um einen Bewegungsbetrag Lc des Werkzeugs 50 im Verzögerungsteil zu erhalten. Der Bewegungsbetrag Lc des Werkzeugs 50 im Verzögerungsteil kann durch die folgende Formel 2 ausgedrückt werden. $\begin{matrix} L c = {F - (A \times 1)} + {F - (A \times 2)} + \dots + {F - (A \times n)} + D b \\ = F \times n - A \times (1 + 2 + 3 + \dots + n) + D b \end{matrix}$
(Hier ist n ein ganzzahliger Teil von (F - Db)/A)
Ein idealer Wert eines Bewegungsbetrags Lb des Teils mit konstanter Geschwindigkeit wird durch Subtraktion des Bewegungsbetrags La des Beschleunigungsteils und des Bewegungsbetrags Lc des Verzögerungsteils von einem Blockbefehl-Bewegungsbetrag L erhalten. Der Blockbefehl-Bewegungsbetrag L kann aus den Koordinaten eines Startpunkts und eines Endpunkts des Werkzeugs 50, die im Bearbeitungsprogramm beschrieben sind, berechnet werden. Wenn der Idealwert des Bewegungsbetrags Lb durch die Befehls-Geschwindigkeit F geteilt wird, erhält man die Anzahl der Interpolationsvorgänge t im Teil mit konstanter Geschwindigkeit. Im Beispiel von 4 beträgt die Anzahl der Interpolationsvorgänge t im Teil mit konstanter Geschwindigkeit sieben.
Die folgende Formel 3 zeigt die Beziehung zwischen der Anzahl der Interpolationsvorgänge t im Teil mit konstanter Geschwindigkeit, der Befehls-Geschwindigkeit F und dem Bewegungsabstand Lb des Teils mit konstanter Geschwindigkeit. $L b = F \times t$
(Hier ist t ein ganzzahliger Teil von (L - La - Lb)/F)
Wenn hier L = (La + Lb + Lc) gilt, ist die Verarbeitung von Blocküberschneidungen unnötig. Tatsächlich tritt jedoch ein Restbewegungsbetrag R auf. Die folgende Formel 4 ist eine Formel, die eine Beziehung zwischen dem Bewegungsbetrag La des Beschleunigungsteils, dem Bewegungsbetrag Lb des Teils mit konstanter Geschwindigkeit, dem Bewegungsbetrag Lc des Verzögerungsteils und dem verbleibenden Bewegungsbetrag R angibt, und eine Modifikation von Formel 4.
Ein Bewegungsbetrag, der sich aus der Summe des Bewegungsbetrags La des Beschleunigungsteils, des Bewegungsbetrags Lb des Konstantdrehzahlteils und des Bewegungsbetrags Lc des Verzögerungsteils ergibt, ist um den verbleibenden Bewegungsbetrag R kürzer als der im Bearbeitungsprogramm beschriebene Blockbefehl-Bewegungsbetrag L. $\begin{matrix} R = L - (L a + L b + L c) \\ L = L a + L b + L c + R \end{matrix}$
Bei der herkömmlichen Blocküberlappungsverarbeitung wird ein Befehl für einen nächsten Block gestartet, während noch ein Restbewegungsbetrag R des aktuellen Blocks übrig ist. Zu diesem Zeitpunkt werden der verbleibende Bewegungsbetrag R und ein Blocküberlappungsbetrag S in einem ersten Interpolationszyklus des nächsten Blocks addiert, so dass die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit die zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Db wird.
zeigt Beispiele für einen Bewegungspfad des Werkzeugs bei der konventionellen Blocküberlappungsbearbeitung.
Bewegt sich der aktuelle Block in Richtung eines Pfeils a und der nächste Block in Richtung eines Pfeils b, wird ein Eckteil zwischen dem aktuellen und dem nächsten Block erzeugt.
Bei der herkömmlichen Blocküberlappungsverarbeitung wird, da ein Restbewegungsbetrag R erzeugt wird, der Restbewegungsbetrag R durch einen ersten Befehl des nächsten Blocks ausgegeben. Da eine Bewegungsrichtung des verbleibenden Bewegungsbetrags R die Richtung des Pfeils a und eine Bewegungsrichtung eines Blocküberlappungsbetrags die Richtung des Pfeils b ist, wird in einem ersten Interpolationszyklus des nächsten Blocks eine Richtung eines Pfeils c erhalten, die durch Addition der beiden Vektoren erhalten wird. Der erste Befehl des nächsten Blocks bewirkt eine Bewegung in Richtung des Pfeils c mit der zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil Db. Bei der Verarbeitung der Blocküberlappung wird ein Befehlsimpuls innerhalb des Eckteils erzeugt, ohne das Eckteil zu durchlaufen.
In den Beispielen von 5 sind der verbleibende Bewegungsbetrag R im linken Diagramm und der verbleibende Bewegungsbetrag R im rechten Diagramm unterschiedlich groß. Da sich der verbleibende Bewegungsbetrag R in Abhängigkeit von Bedingungen wie der Vor-Interpolations-Beschleunigung A, der zulässigen Geschwindigkeit am Eckteil Da des vorherigen Blocks und der Befehls-Geschwindigkeit F ändert, treten selbst an Eckteilen mit demselben Winkel Abweichungen auf. Ein von der numerischen Steuerung 100 vorgegebener Weg ändert sich sogar bei Eckteilen mit gleichem Winkel.
[Beschreibung der vorliegenden Offenbarung]
In der vorliegenden Offenbarung wird der verbleibende Bewegungsbetrag R durch Korrektur der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils, einer Vor-Interpolations-Geschwindigkeit des Konstant-Geschwindigkeitsteils und der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils, die in der herkömmlichen Blocküberlappungsverarbeitung berechnet wurden, auf Null gesetzt. Als Ergebnis gibt die numerische Steuerung einen Befehl aus, um das Werkzeug zu veranlassen, den Eckteil zu durchfahren, während die zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Db beibehalten wird.
[Erste Offenbarung]
Die Sollgeschwindigkeitskorrektureinheit 14 korrigiert die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit des Teils mit konstanter Geschwindigkeit. Der Korrekturbetrag r ist ein Quotient, der sich aus dem verbleibenden Bewegungsbetrag R und der Anzahl der Interpolationsvorgänge t im Teil mit konstanter Geschwindigkeit ergibt. Die folgende Formel 5 ist eine Formel zur Berechnung des Korrekturbetrags r und einer Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F'. $\begin{matrix} r = \frac{R}{t} \\ F' = F + r \end{matrix}$
Durch die Korrektur der Befehls-Geschwindigkeit F des Teils mit konstanter Geschwindigkeit auf die Befehls-Geschwindigkeit F' wird der Bewegungsbetrag Lb' des Teils mit konstanter Geschwindigkeit nach der Korrektur zu Lb' = La + R. Infolgedessen wird ein Bewegungsbetrag des Teils mit konstanter Geschwindigkeit um die gleiche Strecke wie der verbleibende Bewegungsbetrag R lang, und somit wird der verbleibende Bewegungsbetrag R zu Null.
Wenn die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit des Teils mit konstanter Geschwindigkeit auf die Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F' korrigiert wird, wie in 6 dargestellt, erhält man den Nachkorrektur-Bewegungsbetrag Lb', indem man den verbleibenden Bewegungsbetrag R zu dem Vor-Korrektur-Bewegungsbetrag Lb des Teils mit konstanter Geschwindigkeit addiert. Daher erfüllen der Blockbefehl-Bewegungsbetrag L, der Bewegungsbetrag La des Beschleunigungsteils, der Bewegungsbetrag Lb' des Konstant-Geschwindigkeitsteils und der Bewegungsbetrag Lc des Verzögerungsteils die folgende Formel 6, und der verbleibende Bewegungsbetrag R wird Null. $\begin{array}{l} L b' = L b + R \\ L = L a + L b' + L c \end{array}$
Für den Korrekturbetrag r wird ein Schwellenwert festgelegt. Der Schwellenwert dient der Gewährleistung von Bearbeitungsqualität und Sicherheit. Wenn der Korrekturbetrag r der oben beschriebenen Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F' (als erste Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F' bezeichnet) den Schwellenwert überschreitet, kann eine Bearbeitungsoberfläche rau werden oder das Werkzeug beschädigt werden. In einem Fall, in dem der Korrekturbetrag r den Schwellenwert überschreitet, erhöht die Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 12 die Anzahl der Interpolationsvorgänge t in dem Teil mit konstanter Geschwindigkeit um eins. Zu diesem Zeitpunkt wird die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit des Teils mit konstanter Geschwindigkeit berechnet, indem der Bewegungsbetrag Lb' des Teils mit konstanter Geschwindigkeit durch die Anzahl der Ausgaben eines Impulses (t + 1) geteilt wird, so dass der Bewegungsbetrag des Teils mit konstanter Geschwindigkeit Lb' wird. Eine auf diese Weise berechnete Geschwindigkeit wird als zweite Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F'' bezeichnet. Da die zweite Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F'' niedriger ist als die Befehls-Geschwindigkeit F des vorliegenden Programms, besteht kein Risiko einer Verschlechterung der Bearbeitungsqualität oder eines Werkzeugbruchs. Die folgende Formel 7 ist eine Formel zum Berechnen der zweiten Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F''. $\begin{array}{l} L b' = L b + R \\ F'' = L b' / (t + 1) \end{array}$
zeigt eine Änderung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit, wenn sie mit der zweiten Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F'' korrigiert wird.
Die Anzahl der Ausgänge im Teil mit konstanter Geschwindigkeit wird von sieben auf acht erhöht. Die zweite Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F'' ist langsamer als die Befehls-Geschwindigkeit F, aber da die Anzahl der Ausgaben im Teil mit konstanter Geschwindigkeit um eins erhöht wird, ist der Bewegungsbetrag des Teils mit konstanter Geschwindigkeit Lb'. Daher ist die Formel 6 erfüllt, und der verbleibende Bewegungsbetrag R wird Null.
[Zweite Offenbarung]
In einer zweiten Offenbarung korrigiert eine Beschleunigungskorrektureinheit 16 die Vor-Interpolations-Beschleunigung A auf die Vor-Interpolations-Beschleunigung A'. Unter Bezugnahme auf 8 wird eine Formel zur Berechnung der Vor-Interpolations-Beschleunigung A' beschrieben.
Um die Vor-Interpolations-Beschleunigung A so zu korrigieren, dass der verbleibende Bewegungsbetrag R gleich Null ist, muss ein Bewegungsbetrag eines Beschleunigungsteils auf La' (= La + R) korrigiert werden. In einem Fall, in dem ein Schwellenwert eines Korrekturbetrags auf ±B gesetzt ist, ist der Bereich der Vor-Interpolations-Beschleunigung/Verzögerung A' nach der Korrektur A - B ≤ A' ≤ A + B. Die folgende Formel 8 ist eine Formel zum Erhalten eines Bewegungsbetrags La' des Beschleunigungsteils, wenn die Beschleunigung mit der Vor-Interpolations-Beschleunigung/Verzögerung A' durchgeführt wird. Der Nachkorrektur-Bewegungsbetrag La' und eine zulässige Geschwindigkeit an einem Eckteil Da sind beide bekannt, und der Bereich der Vor-Interpolations-Beschleunigung/-verzögerung A' ist ebenfalls bekannt. Daher werden ein unterer Grenzwert (A - B) von A' und ein oberer Grenzwert (A + B) von A' in Formel 8 eingegeben, und man erhält einen unteren Grenzwert mb von m und einen oberen Grenzwert ma von m. In einem Fall, in dem die durch Formel 1 ermittelte Anzahl der Ausgangszeiten m im Beschleunigungsteil die Bedingung ma ≤ m ≤ mb erfüllt, wird die durch Formel 1 berechnete Anzahl der Ausgangszeiten eines Impulses m übernommen. Setzt man dieses m in Formel 8 ein, erhält man die vorinterpolierte Beschleunigung/Verzögerung A' nach der Korrektur.
Man beachte, dass in einem Fall, in dem m nicht die Bedingung ma ≤ m ≤ mb erfüllt, mb oder ma, je nachdem, welcher Wert näher am Wert von m liegt, in Formel 8 eingesetzt wird, um die Vor-Interpolations-Beschleunigung A' nach der Korrektur zu erhalten. Auf diese Weise wird die Vor-Interpolations-Beschleunigung A' nach der Korrektur bestimmt, bei der der verbleibende Bewegungsbetrag Null wird. $L a' = D a + D a \times m + A' \times (1 + 2 + 3 + \dots + m)$
[Dritte Offenbarung]
In einer dritten Offenbarung korrigiert eine Beschleunigungskorrektureinheit 16 die Vor-Interpolations-Beschleunigung A eines Verzögerungsteils auf die Vor-Interpolations-Beschleunigung A''. Unter Bezugnahme auf 9 wird eine Formel zur Berechnung der Vor-Interpolations-Beschleunigung A'' beschrieben.
Um die Vor-Interpolations-Beschleunigung A im Verzögerungsteil so zu korrigieren, dass ein verbleibender Bewegungsbetrag R gleich Null wird, muss ein Bewegungsbetrag des Verzögerungsteils auf Lc' (= Lc + R) korrigiert werden. In einem Fall, in dem ein Schwellenwert eines Korrekturbetrages auf ±B gesetzt ist, ist der Bereich der Vor-Interpolations-Beschleunigung/Verzögerung A'' nach der Korrektur A - B ≤ A'' ≤ A + B. Die folgende Formel 9 ist eine Formel zum Erhalten eines Bewegungsbetrages Lc' des Verzögerungsteils, wenn die Verzögerung mit der Vor-Interpolations-Beschleunigung/Verzögerung A'' durchgeführt wird. Der Bewegungsbetrag Lc' nach der Korrektur und die zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Db sind beide bekannt, und der Bereich der Vor-Interpolations-Beschleunigung/- verzögerung A'' ist ebenfalls bekannt. Daher werden ein unterer Grenzwert (A - B) von A'' und ein oberer Grenzwert (A + B) von A'' in Formel 9 eingegeben, und man erhält einen unteren Grenzwert na von n und einen oberen Grenzwert nb von n. Erfüllt die mit Formel 2 ermittelte Anzahl der Ausgangszeiten im Verzögerungsteil n die Bedingung na ≤ n ≤ nb, wird die mit Formel 2 berechnete Anzahl der Ausgangszeiten n übernommen. Setzt man dieses n in Formel 9 ein, so erhält man die vorinterpolierte Beschleunigung/Verzögerung A'' nach der Korrektur.
Man beachte, dass in einem Fall, in dem n nicht die Bedingung na ≤ n ≤ mb erfüllt, nb oder na, je nachdem, welcher Wert näher am Wert von n liegt, in Formel 9 eingesetzt wird, um die Vor-Interpolations-Beschleunigung A'' nach der Korrektur zu erhalten. Auf diese Weise wird die Vor-Interpolations-Beschleunigung A'' nach der Korrektur bestimmt, bei der der verbleibende Bewegungsbetrag Null wird. $L c' = F \times n - A'' \times (1 + 2 + 3 + \dots + n) + D b$
Die Interpolations-Verarbeitungseinheit 17 führt eine Interpolationsverarbeitung an der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit durch, die durch die oben beschriebenen Verfahren der ersten Offenbarung, der zweiten Offenbarung und der dritten Offenbarung korrigiert wurde, und gibt einen verteilten Impulsbetrag einer X-Achsengeschwindigkeit, einer Y-Achsengeschwindigkeit und einer Z-Achsengeschwindigkeit an einen entsprechenden Servomotor aus. Der Servomotor dreht den Servomotor entsprechend dem verteilten Impulsbetrag, der von einer Interpolationseinheit ausgegeben wird, um das Werkzeug 50 zu bewegen. Beachten Sie, dass, obwohl nur die Bewegung des Werkzeugs 50 in der vorliegenden Offenbarung gesteuert wird, der Tisch, auf dem das Werkstück platziert ist, tatsächlich bewegen kann, und dieser Fall ist auch in der vorliegenden Offenbarung als eine relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück enthalten.
[Tatsächliches Berechnungsbeispiel]
Es wird eine Berechnung mit aktuellen Zahlenwerten beschrieben. Die Werte der Variablen, die in diesem Berechnungsbeispiel verwendet werden, sind wie folgt.

- Interpolationszyklus: 1,0 [msec]
- Befehls-Geschwindigkeit: 30000,0 [mm/min] (Befehls-Geschwindigkeit F in einem Interpolationszyklus = 30000,0/60000 = 0,5 [mm/msec])
- Betrag der Blockbefehlsbewegung (L): 50,0 [mm]
- Beschleunigung der Vorinterpolation Beschleunigung/Abbremsung: 40,0 [mm/sec²] (Beschleunigung (A) in einem Interpolationszyklus: 40,0/1000 = 0,04 [mm/msec²])
- Zulässige Geschwindigkeit am Eckteil, das an den vorherigen Block angrenzt: 6000.0 [mm/min] (Zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Da in einem Interpolationszyklus = 6000,0/60000 = 0,1 [mm/msec])
- Zulässige Geschwindigkeit an der Ecke zum nächsten Block: 9000,0 [mm/min] (Zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Db in einem Interpolationszyklus = 9000,0/60000 = 0,15 [mm/msec])

[Gemeinsame Berechnung für die erste Offenbarung, die zweite Offenbarung und die dritte Offenbarung]
[Berechnung der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit, des Bewegungsbetrags, des verbleibenden Bewegungsbetrags und der Anzahl der Impulsausgänge]
Zunächst werden die Vor-Interpolations-Geschwindigkeiten, die Anzahl der Interpolationsvorgänge m, t und n, die Bewegungsbeträge La, Lb und Lc des Beschleunigungsteils, des Teils mit konstanter Geschwindigkeit und des Verzögerungsteils sowie der verbleibende Bewegungsbetrag R berechnet.
Durch Einsetzen der obigen Werte in Formel 1 können die Anzahl der Interpolationsvorgänge m im Beschleunigungsteil und der Bewegungsbetrag La des Beschleunigungsteils berechnet werden.
m ist ein ganzzahliger Teil von (0,5 - 0,1)/0,04 = 10,0, d. h. m = 10. $La = 0,1 + 0,1 \times 10 + 0,04 \times (1 + 2 + 3 + \dots + 10) = 3,3 [mm]$
Durch Einsetzen der obigen Werte in Formel 2 können die Anzahl der Interpolationsvorgänge n im Verzögerungsteil und der Bewegungsbetrag Lc des Verzögerungsteils berechnet werden.
m ist ein ganzzahliger Teil von (0,5 - 0,15)/0,04 = 8,75, d. h. n = 8. $Lc = 0,5 \times 8 - 0,04 \times (1 + 2 + 3 + \dots + 8) + 0,15 = 2,71 [mm]$
Aus Formel 3 lassen sich die Anzahl der Interpolationsvorgänge t im Teil mit konstanter Geschwindigkeit und der Bewegungsbetrag Lb des Teils mit konstanter Geschwindigkeit berechnen.
t ist ein ganzzahliger Teil von (50,0 - 3,3 - 2,71)/0,5 = 87,98, d. h. t = 87. $Lb = 0,5 \times 87 = 43,5 [mm]$
Wenn der Bewegungsbetrag La des Beschleunigungsteils, der Bewegungsbetrag Lb des Teils mit konstanter Geschwindigkeit und der Bewegungsbetrag Lc des Verzögerungsteils wie oben beschrieben berechnet werden, kann der verbleibende Bewegungsbetrag R nach Formel 4 berechnet werden. $R = 50 - (3,3 + 43,5 + 2,71) = 0,49 [mm]$
[Berechnung der ersten Offenbarung]
In der ersten Offenbarung wird die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit des Teils mit konstanter Geschwindigkeit korrigiert. Der Korrekturbetrag r ist ein Quotient, der sich ergibt, wenn man den verbleibenden Bewegungsbetrag R durch die Anzahl der Ausgaben eines Impulses t in dem Teil mit konstanter Geschwindigkeit dividiert. Die Sollgeschwindigkeit F' nach der Korrektur kann durch Addition des Korrekturbetrags r zu einer Vor-Interpolations-Geschwindigkeit F des Teils mit konstanter Geschwindigkeit berechnet werden. Aus Formel 5 lassen sich der Korrekturbetrag r und die Nachkorrektur-Solldrehzahl F' berechnen. $r = 0.49 / 87 = 0.005632183 \dots$
$F' = 0,5 + 0,005632183 = 0,505632183 [mm/msec]$
Wenn F' nach der folgenden Formel in eine Geschwindigkeit pro Minute umgerechnet wird, erhält man die tatsächliche Befehls-Geschwindigkeit im Bearbeitungsprogramm. $F' \times 60000 = 30337,93103 [mm/min]$
Der Korrekturbetrag r hat jedoch einen Schwellenwert. In einem Fall, in dem der Schwellenwert des Korrekturbetrags r auf ±100,0 [min/msec] eingestellt ist, beträgt der Korrekturbetrag r 0,005632 [mm/msec] × 60000 ≈ 336 [min/msec], was den Schwellenwert überschreitet. In diesem Fall wird die Interpolationsverarbeitung des Teils mit konstanter Geschwindigkeit einmal hinzugefügt. Formel 7 ist eine Formel zur Berechnung der Nachkorrektur-Befehls-Geschwindigkeit F'', wenn die Interpolationsverarbeitung einmal hinzugefügt wird. $Lb' = 43,5 + 0,49 = 44,39$
$F'' = 44,39 / (87 + 1) = 0,499886363 [{mm/msec}^{2}]$
In der ersten Offenbarung wird durch die Erhöhung der Befehls-Geschwindigkeit des Teils mit konstanter Geschwindigkeit um den Korrekturbetrag r der Bewegungsbetrag Lb des Teils mit konstanter Geschwindigkeit um die gleiche Strecke wie der verbleibende Bewegungsbetrag R erhöht, so dass der verbleibende Bewegungsbetrag R Null wird. Wenn der Korrekturbetrag r den Schwellenwert überschreitet, wird die Interpolationsverarbeitung einmal hinzugefügt, um einen neuen Korrekturbetrag r zu berechnen.
[Berechnung der zweiten Offenbarung]
In der zweiten Offenbarung wird der Bewegungsbetrag La des Beschleunigungsteils so korrigiert, dass der verbleibende Bewegungsbetrag R gleich Null ist. Ein Schwellenwert für den Korrekturbetrag der Beschleunigung wird auf ±10,0 [mm/sec²] festgelegt. Wenn dieser Schwellenwert in eine Einheit eines Interpolationszyklus umgerechnet wird, erhält man das folgende Ergebnis. $\pm 10,0 / 1000 = \pm 0,01 [{mm/msec}^{2}]$
Ein oberer und ein unterer Grenzwert der Nachkorrekturbeschleunigung A' werden wie folgt aus dem obigen Schwellenwert bestimmt. $A - 0,01 \leq A' \leq A + 0,01$
Wenn A = 0,04 [mm/msec²] in die obige Ungleichung eingesetzt wird, ist der Bereich von A' 0,03 ≤ A' ≤ 0,05.
Setzt man die zulässige Geschwindigkeit an dem an den vorherigen Block angrenzenden Eckteil Da und den Betrag der Bewegung nach der Korrektur La' (= La + R) in Formel 8 ein, so ergibt sich folgendes. $La' = 3,3 + 0,49 = 0,1 + 0,1 \times m + A' \times (1 + 2 + 3 + \dots + m)$
Wenn A' in der obigen Formel durch einen unteren Grenzwert von 0,03 ersetzt wird, ergibt sich m = 13. Wird hingegen ein oberer Grenzwert von 0,05 für A' eingesetzt, ergibt sich m = 8. Dementsprechend gilt 8 ≤ m ≤ 10, und die Anzahl der Interpolationsvorgänge im Beschleunigungsteil, d. h. m = 10, erfüllt eine links beschriebene Bedingung. Durch Einsetzen von m = 10 in Formel 8 ergibt sich daher Folgendes. $La' = 3,3 + 0,49 = 0,1 + 0,1 \times 10 + A' \times (1 + 2 + 3 + \dots + 10)$
A' = 0,04890909 [mm/msec²] ergibt sich aus der obigen Formel, und wenn dieser Wert in Geschwindigkeit pro Sekunde umgerechnet wird, beträgt die Beschleunigung nach der Korrektur 48,90909091 [mm/sec²]. Wenn m die Bedingung in dieser Berechnung nicht erfüllt, wird ein Wert, der der Anzahl der Ausgabezeiten eines Impulses m im Beschleunigungsteil am nächsten kommt, aus einem oberen Grenzwert von m und einem unteren Grenzwert von m ausgewählt, und die Beschleunigung A' wird berechnet.
[Berechnung der dritten Offenbarung]
In der dritten Offenbarung wird der Bewegungsbetrag Lc des Verzögerungsteils so korrigiert, dass der verbleibende Bewegungsbetrag R gleich Null ist. Ein Schwellenwert für den Korrekturbetrag der Beschleunigung wird auf ±10,0 [mm/sec²] festgelegt. Wenn dieser Schwellenwert in eine Einheit eines Interpolationszyklus umgerechnet wird, erhält man das folgende Ergebnis. $\pm 10,0 / 1000 = \pm 0,01 [{mm/msec}^{2}]$
Eine Obergrenze und eine Untergrenze der Nachkorrekturbeschleunigung A'' werden wie folgt festgelegt. $A - 0,01 \leq A'' \leq A + 0,01$
Wenn A = 0,04 [mm/msec²] in die obige Ungleichung eingesetzt wird, ist der Bereich von A'' 0,03 ≤ A'' ≤ 0,05.
Setzt man die zulässige Geschwindigkeit an dem an den nächsten Block angrenzenden Eckteil Db und den Bewegungsbetrag Lc' (= Lc + R) nach der Korrektur in Formel 9 ein, so ergibt sich folgendes. $Lc' = 2,71 + 0,49 = 0,5 \times n - A'' \times (1 + 2 + 3 + \dots + n) + 0,15$
Wenn A'' in der obigen Formel durch einen oberen Grenzwert von 0,05 ersetzt wird, ergibt sich n = 9. Ersetzt man hingegen A'' durch einen unteren Grenzwert von 0,03, erhält man n = 13. Daraus ergibt sich, dass 9 ≤ n ≤ 13 gilt, und n = 9 nahe der Anzahl der Interpolationsvorgänge des Verzögerungsteils = 8 verwendet wird. Daher ergibt sich durch Einsetzen von n = 9 in Formel 9 Folgendes. $Lc' = 2,71 + 0,49 = 0,5 \times 9 - A'' \times (1 + 2 + 3 + \dots + 9) + 0,15$
A'' = 0,032222222 „mm/msec²" ergibt sich aus der obigen Formel, und wenn dieser Wert in Geschwindigkeit pro Sekunde umgerechnet wird, beträgt die Beschleunigung nach der Korrektur 32,222222 „mm/sec²".
Wie oben beschrieben, berechnet die numerische Steuerung 100 in einem Fall, in dem ein Eckteil zwischen dem aktuellen Satz und dem nächsten Satz existiert, die zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Db aus den Bearbeitungsprogrammen des aktuellen Satzes und des nächsten Satzes und einer Geschwindigkeit an einem Startpunkt des aktuellen Satzes (die zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Da in der vorliegenden Offenbarung).
Die numerische Steuerung 100 berechnet die Anzahl der Ausgaben eines Impulses im Beschleunigungsteil, die Anzahl der Ausgaben eines Impulses im Teil mit konstanter Geschwindigkeit und die Anzahl der Ausgaben eines Impulses im Verzögerungsteil so, dass die zulässige Geschwindigkeit am Eckteil Db am Endpunkt des aktuellen Blocks erreicht wird. Dann wird der Bewegungsbetrag La des Beschleunigungsteils, der Bewegungsbetrag Lb des Konstant-Geschwindigkeitsteils und der Bewegungsbetrag Lc des Verzögerungsteils erhalten, und der verbleibende Bewegungsbetrag R wird erhalten.
Die numerische Steuerung 100 der vorliegenden Offenbarung korrigiert die Vor-Interpolations-Beschleunigung A des Beschleunigungsteils oder des Verzögerungsteils und die Sollgeschwindigkeit F des Konstant-Geschwindigkeitsteils, um den verbleibenden Bewegungsbetrag R auf Null zu setzen. Die Sollgeschwindigkeit F des Konstant-Geschwindigkeitsteils wird in der oben beschriebenen ersten Offenbarung korrigiert, die Vor-Interpolations-Beschleunigung A des Beschleunigungsteils wird in der zweiten Offenbarung korrigiert, und die Vor-Interpolations-Beschleunigung A des Verzögerungsteils wird in der dritten Offenbarung korrigiert. Es kann jedoch nicht nur eine Korrekturmethode, sondern auch eine Kombination dieser Korrekturmethoden verwendet werden.
Darüber hinaus wird in der ersten Offenbarung die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils, in der zweiten Offenbarung die Vor-Interpolations-Geschwindigkeit des Konstantfahrtteils und in der dritten Offenbarung die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils korrigiert. Wie in 10 dargestellt, können jedoch die zweite Offenbarung und die dritte Offenbarung kombiniert werden, und die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils kann zu A' und die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils kann zu A'' korrigiert werden. Als Ergebnis der Korrekturen erfüllen ein Nachkorrektur-Bewegungsbetrag La' des Beschleunigungsteils und ein Nachkorrektur-Bewegungsbetrag Lc' des Verzögerungsteils die Bedingung La' + Lc' = La + Lc + R. Infolgedessen ist die Bedingung L = La' + Lb + Lc' erfüllt, und der verbleibende Bewegungsbetrag R wird Null.
Beachten Sie, dass, obwohl die Beispiele, in denen der verbleibende Bewegungsbetrag R auf Null gesetzt wird, bisher offenbart wurden, die vorliegende Offenbarung auch die Einstellung des verbleibenden Bewegungsbetrags R auf einen anderen Wert als Null umfasst. Die Summe des Bewegungsbetrags La des Beschleunigungsteils, des Bewegungsbetrags Lb des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Bewegungsbetrags Lc des Verzögerungsteils kann nahe an den Blockbefehl-Bewegungsbetrag L gebracht werden, so dass der Restbewegungsbetrag R so weit wie möglich minimiert wird.
In der vorliegenden Offenbarung, wie in 2 dargestellt, wird das von der Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 12 analysierte Bearbeitungsprogramm im Blockpuffer 13 gespeichert, und ein im Blockpuffer 13 gespeichertes Analyseergebnis wird von der Befehls-Geschwindigkeitskorrektureinheit 14 korrigiert. Die Befehls-Geschwindigkeitskorrektureinheit 14 kann jedoch in einer nachfolgenden Stufe der Vor-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungseinheit 15, innerhalb der Interpolations-Verarbeitungseinheit 17 oder in einer nachfolgenden Stufe der Interpolations-Verarbeitungseinheit 17 unter Berücksichtigung der Geschwindigkeitsübersteuerung angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Beschleunigungskorrektureinheit 16 in ähnlicher Weise in der nachfolgenden Stufe der Vor-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungseinheit 15, innerhalb der Interpolations-Verarbeitungseinheit 17 oder in der nachfolgenden Stufe der Interpolations-Verarbeitungseinheit 17 angeordnet sein.
In der vorliegenden Offenbarung ist die Vor-Interpolations-Beschleunigung/- verzögerung A eine Konstante und wird linear mit einer konstanten Geschwindigkeit beschleunigt (oder verzögert), aber die Vor-Interpolations-Beschleunigung/- verzögerung A ist nicht unbedingt eine Konstante. Die Technik der vorliegenden Offenbarung kann auch auf einen exponentiellen Beschleunigungsteil (oder Verzögerungsteil) oder einen glockenförmigen Beschleunigungsteil (oder Verzögerungsteil) angewendet werden.
In einem Fall, in dem ein Eckteil im aktuellen Satz und im nächsten Satz erzeugt wird, kann die numerische Steuerung 100 der vorliegenden Offenbarung einen Befehl zum Durchfahren des Eckteils erzeugen und somit die Werkzeugmaschine mit demselben Befehl wie das Bearbeitungsprogramm steuern. Bei der tatsächlichen Bearbeitung tritt ein Fehler aufgrund von Trägheit oder Überschwingen auf, aber durch die Erzeugung eines Befehls, immer durch das Eckteil zu fahren, kann eine Bearbeitung mit gleichmäßiger Qualität und gleichem Fehler durchgeführt werden. Darüber hinaus besteht bei der herkömmlichen Blocküberlappungsbearbeitung das Problem, dass die Daten, die zum Zeitpunkt der Maschineneinstellung erfasst werden können, nicht stabil sind, da die Befehle variieren. Da die numerische Steuerung der vorliegenden Offenbarung Befehle des gleichen Pfades ausgibt, werden die für die Maschineneinstellung verwendeten Daten stabilisiert.
Referenz-Zeichenliste

100: Numerische Steuerung
11: Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit
12: Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit
13: Blockpuffer
14: Geschwindigkeitsbefehl-Korrektureinheit
15: Vor-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit
16: Beschleunigungs-Korrektureinheit
17: Interpolations-Verarbeitungseinheit
111: CPU
112: ROM
113: RAM
114: Nichtflüchtiger Speicher

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H0240701 A [0003]

Claims

Eine numerische Steuerung, die eine relative Geschwindigkeit zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms steuert, wobei die numerische Steuerung umfasst: eine Einheit zur Analyse von Bearbeitungsprogrammen, die ausführt: Analyse eines ersten Satzes und eines zweiten Satzes, die in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, wobei der erste Satz ein Bewegungsbefehl und der zweite Satz ein nächster Bewegungsbefehl ist; in einem Fall, in dem ein Eckteil zwischen dem ersten Block und dem zweiten Block vorhanden ist, die Berechnung einer zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil zum Zeitpunkt des Durchfahrens des Eckteils; Berechnen eines Blockbefehls-Bewegungsbetrags, der eine Entfernung zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt des ersten Blocks ist; Berechnen eines Bewegungsbetrags in jedem von einem Beschleunigungsteil, in dem eine Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks auf eine Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beschleunigt wird, einem Teil mit konstanter Geschwindigkeit, in dem die Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beibehalten wird, und einem Verzögerungsteil, in dem eine Verzögerung von der Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms auf die zulässige Geschwindigkeit an dem an den zweiten Block angrenzenden Eckteil auf der Grundlage der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks, der zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil und des Blockbefehl-Bewegungsbetrags des ersten Blocks durchgeführt wird; und Erhalten eines verbleibenden Bewegungsbetrags des ersten Blocks aus den Bewegungsbeträgen des Beschleunigungsteils, des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Verzögerungsteils und dem Bewegungsbetrag des Blockbefehls, wobei die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils, die Sollgeschwindigkeit des Konstant-Geschwindigkeitsteils und/oder die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils korrigiert wird, um den Bewegungsbetrag des Beschleunigungsteils, den Bewegungsbetrag des Konstant-Geschwindigkeitsteils und den Bewegungsbetrag des Verzögerungsteils einzustellen, und eine Summe des Bewegungsbetrags des Beschleunigungsteils, des Bewegungsbetrags des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Bewegungsbetrags des Verzögerungsteils nahe an den Blockbefehl-Bewegungsbetrag gebracht wird.
Die numerische Steuerung nach Anspruch 1, die ferner eine Vor-Interpolations-Drehzahlkorrektureinheit umfasst, die die Solldrehzahl des Konstantdrehzahlteils korrigiert, wobei in einem Fall, in dem ein Korrekturbetrag der Befehls-Geschwindigkeit des Teils mit konstanter Geschwindigkeit einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, die Vor-Interpolations-Geschwindigkeitskorrektureinheit den Korrekturbetrag der Befehls-Geschwindigkeit des Teils mit konstanter Geschwindigkeit anpasst, indem sie die Anzahl der Interpolationsverarbeitung des Teils mit konstanter Geschwindigkeit erhöht.
Die numerische Steuerung nach Anspruch 1, die ferner eine Vor-Interpolations-Beschleunigungs-Korrektureinheit umfasst, die die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils korrigiert, wobei in einem Fall, in dem ein Korrekturbetrag der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, die Vor-Interpolations-Beschleunigungs-Korrektureinheit die Vor-Interpolations-Beschleunigung durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl der Interpolationsverarbeitungen in dem Beschleunigungsteil anpasst.
Die numerische Steuerung nach Anspruch 1, die ferner eine Vor-Interpolations-Beschleunigungs-Korrektureinheit umfasst, die die Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils korrigiert, wobei die Vor-Interpolations-Beschleunigung der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils in einem Fall, in dem ein Korrekturbetrag der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, die Vor-Interpolations-Beschleunigungskorrektureinheit die Vor-Interpolations-Beschleunigung durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl der Interpolationsverarbeitungen in dem Beschleunigungsteil anpasst.
Ein Speichermedium, das einen computerlesbaren Befehl speichert, der, wenn er von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, den einen oder die mehreren Prozessoren veranlasst, Operationen durchzuführen, die Folgendes umfassen: Analyse eines ersten Satzes und eines zweiten Satzes, die in einem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, wobei der erste Satz ein Bewegungsbefehl ist und der zweite Satz ein nächster Bewegungsbefehl ist; in einem Fall, in dem ein Eckteil zwischen dem ersten Block und dem zweiten Block vorhanden ist, die Berechnung einer zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil zum Zeitpunkt des Durchfahrens des Eckteils; Berechnen eines Blockbefehls-Bewegungsbetrags, der eine Entfernung zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt des ersten Blocks ist; Berechnen eines Bewegungsbetrages in jedem eines Beschleunigungsteils, in dem eine Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks auf eine Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beschleunigt wird, eines Konstant-Geschwindigkeitsteils, in dem die Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms beibehalten wird, und eines Verzögerungsteils, in dem eine Verzögerung von der Befehls-Geschwindigkeit des Bearbeitungsprogramms auf die zulässige Geschwindigkeit an dem an den zweiten Block angrenzenden Eckteil auf der Grundlage der Vor-Interpolations-Geschwindigkeit am Startpunkt des ersten Blocks, der zulässigen Geschwindigkeit an dem Eckteil und des Blockbefehl-Bewegungsbetrages des ersten Blocks durchgeführt wird; Ermitteln eines verbleibenden Bewegungsbetrags des ersten Blocks aus den Bewegungsbeträgen des Beschleunigungsteils, des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Verzögerungsteils und dem Bewegungsbetrag des Blockbefehls; und Korrigieren der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils, der Befehls-Geschwindigkeit des Konstant-Geschwindigkeitsteils und/oder der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils, um den Bewegungsbetrag des Beschleunigungsteils, den Bewegungsbetrag des Konstant-Geschwindigkeitsteils und den Bewegungsbetrag des Verzögerungsteils anzupassen und eine Summe des Bewegungsbetrags des Beschleunigungsteils, des Bewegungsbetrags des Konstant-Geschwindigkeitsteils und des Bewegungsbetrags des Verzögerungsteils nahe an den Blockbefehl-Bewegungsbetrag zu bringen.
Das Speichermedium, das einen computerlesbaren Befehl nach Anspruch 5 speichert, wobei in einem Fall, in dem ein Korrekturbetrag der Befehls-Geschwindigkeit des Konstantgeschwindigkeits-Teils einen Schwellenwert überschreitet, der Korrekturbetrag der Befehls-Geschwindigkeit des Konstantgeschwindigkeits-Teils angepasst wird, indem die Anzahl der Male der Impulsinterpolationsverarbeitung in dem Konstantgeschwindigkeits-Teil erhöht wird.
Das Speichermedium, das einen computerlesbaren Befehl nach Anspruch 5 speichert, wobei in einem Fall, in dem ein Korrekturbetrag der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Beschleunigungsteils einen Schwellenwert überschreitet, die Vor-Interpolations-Beschleunigung durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl der Interpolationsverarbeitungen in dem Beschleunigungsteil korrigiert wird.
Das Speichermedium, das einen computerlesbaren Befehl nach Anspruch 5 speichert, wobei in einem Fall, in dem ein Korrekturbetrag der Vor-Interpolations-Beschleunigung des Verzögerungsteils einen Schwellenwert überschreitet, die Vor-Interpolations-Beschleunigung durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl der Interpolationsverarbeitungen in dem Verzögerungsteil korrigiert wird.