JP2021064363A - Numerical value control unit and control method - Google Patents
Numerical value control unit and control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021064363A JP2021064363A JP2020162031A JP2020162031A JP2021064363A JP 2021064363 A JP2021064363 A JP 2021064363A JP 2020162031 A JP2020162031 A JP 2020162031A JP 2020162031 A JP2020162031 A JP 2020162031A JP 2021064363 A JP2021064363 A JP 2021064363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- coasting
- moving
- command
- relative
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 93
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 17
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Drilling And Boring (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
本発明は数値制御装置と制御方法に関する。 The present invention relates to a numerical control device and a control method.
特許文献1に記載の数値制御装置はZ軸モータが主軸ヘッドを切削動作の完了位置から復帰位置に向けて上方に移動し、更に復帰位置を超えた位置迄主軸ヘッドを上方に惰走する。該時、数値制御装置は主軸ヘッドが完了位置から復帰位置に到達する迄、Z軸モータの速度を維持する。故に数値制御装置は主軸ヘッドを完了位置から復帰位置迄移動する時間を短縮できる。数値制御装置は惰走移動中の主軸ヘッドを水平方向に移動して位置決め後、惰走移動に依る移動距離だけ主軸ヘッドを下方に移動して元の復帰位置に戻す。数値制御装置は復帰位置にある主軸ヘッドを完了位置迄下方に移動して次の切削動作を行う。
In the numerical control device described in
切削加工の作業時間を短縮する為には完了位置から復帰位置迄主軸ヘッドを上方に移動する時間だけでなく、切削動作時に復帰位置から完了位置迄主軸ヘッドを下方に移動する時間も短縮するのが有効である。数値制御装置は復帰位置で主軸ヘッドを一端停止後、Z軸モータが主軸ヘッドを移動開始して完了位置迄下方に移動する。故に切削動作時に復帰位置から完了位置迄主軸ヘッドを下方に移動する時間が相対的に長くなるので、切削加工の作業時間を短縮できない時がある。 In order to shorten the cutting work time, not only the time to move the spindle head upward from the completion position to the return position but also the time to move the spindle head downward from the return position to the completion position during the cutting operation is shortened. Is valid. After stopping the spindle head once at the return position, the numerical control device starts moving the spindle head by the Z-axis motor and moves downward to the completion position. Therefore, since the time for moving the spindle head downward from the return position to the completion position during the cutting operation is relatively long, it may not be possible to shorten the cutting work time.
本発明の目的は切削加工の作業時間を短縮できる数値制御装置と制御方法の提供である。 An object of the present invention is to provide a numerical control device and a control method capable of shortening the working time of cutting.
請求項1に係る発明の数値制御装置は、被削材を保持する作業台に対して工具を第一軸方向に相対移動する第一軸モータと前記第一軸方向と直交する第二軸方向に相対移動する第二軸モータを駆動し、前記被削材を切削する切削加工を制御する数値制御装置であり、前記切削加工の過程で前記被削材に対する前記工具の相対位置を位置決めする為の指令を含むプログラムを記憶する記憶部と、前記プログラムに基づき前記第一軸モータと前記第二軸モータを制御することに依り前記工具を位置決めする制御部とを備え、前記プログラムは、前記第一軸方向の位置を規定した第m加工位置(mは1以上の整数)、第m終了位置、第m+1開始位置、第m+1加工位置と、前記第二軸方向の位置を規定した第m切削位置、第m+1切削位置の相互間で前記工具を移動する指令であり、前記作業台に対して前記工具を、前記第m切削位置から前記第m+1切削位置迄、前記第二軸方向に沿って相対移動する為の第n指令(nは1以上の整数)、前記作業台に対して前記工具を、前記第一軸方向に沿って前記作業台に近接する向きである近接向きに前記第m終了位置から前記第m+1開始位置迄相対移動する為の第n+1指令、前記作業台に対して前記工具を、前記第一軸方向に沿って前記近接向きに前記第m+1加工位置迄相対移動し、前記作業台から離隔する向きである離隔向きに前記第m+1加工位置から前記第m+1終了位置迄相対移動する為の第n+2指令を少なくとも含み、前記制御部は、前記第n指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第m切削位置から前記第m+1切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動部と、前記第一移動部に依り前記工具が前記第m切削位置から前記第m+1切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第m終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動部と、前記第二移動部に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第m終了位置を通過時、前記第一移動部に依り相対移動する前記工具が前記第m+1切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第一算出部と、前記第二移動部に依り前記工具が前記惰走位置に到達し、且つ前記第一算出部に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し前記惰走位置から前記第m終了位置を経由して前記m+1開始位置迄、前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動部とを備えたことを特徴とする。
The numerical control device of the invention according to
数値制御装置は工具を下向きに相対移動する時に第m終了位置で速度を維持できる。故に数値制御装置は工具に依る被削材の切削加工に要する作業時間を短縮できる。 The numerical control device can maintain the velocity at the m-th end position when the tool is relatively moved downward. Therefore, the numerical control device can shorten the working time required for cutting the work material by the tool.
請求項2に係る発明の数値制御装置の前記惰走位置と前記第m終了位置との間の距離を惰走距離として算出する第二算出部を備え、前記第二移動部は、前記第二算出部に依り算出した前記惰走距離に応じた前記惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動し、前記第二算出部は、前記第m終了位置と前記第m+1開始位置の間の前記第一軸方向における距離である第n+1指令距離、前記第一軸モータの駆動に依る前記工具の最大速度、前記工具の加減速時の時定数に基づき前記惰走距離を算出する。該時、数値制御装置は第m終了位置を下向きに通過する工具の速度を最大化できるので、切削加工に要する作業時間を更に短縮できる。
A second calculation unit that calculates the distance between the coasting position and the m-th end position of the numerical control device of the invention according to
請求項3に係る発明の数値制御装置の前記第二算出部は、前記時定数に基づき減速しながら前記第m終了位置から前記第n+1指令距離分前記近接向きに相対移動して前記第m終了位置での速度が、前記最大速度より小さい経過速度の時、前記時定数に基づき加速しながら前記第m終了位置に向けて前記近接向きに相対移動して前記第m終了位置で前記経過速度となる移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第m終了位置の間の距離をn+1指令距離に基づき前記惰走距離として算出する。該時、数値制御装置は適切な惰走距離を容易に算出できる。 The second calculation unit of the numerical control device of the invention according to claim 3 moves relative to the proximity direction by the n + 1 command distance from the m end position while decelerating based on the time constant, and the m end. When the speed at the position is less than the maximum speed, it moves relative to the m-th end position while accelerating based on the time constant, and moves relative to the m-end position at the m-end position. The movement start position is determined to be the coasting position, and the distance between the determined coasting position and the mth end position is calculated as the coasting distance based on the n + 1 command distance. At that time, the numerical control device can easily calculate an appropriate coasting distance.
請求項4に係る発明の数値制御装置の前記第三移動部は、前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記経過速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第n+1指令距離分相対移動する間の速度を前記経過速度から前記時定数に基づき減速する。該時、数値制御装置は時定数と経過速度の範囲で工具の速度を最大化できる。故に数値制御装置は工具が第m終了位置から第m+1開始位置迄相対移動する時に要する時間を最大限短縮できる。 The third moving unit of the numerical control device of the invention according to claim 4 determines the speed during which the tool relatively moves from the coasting position toward the proximity direction by the coasting distance, based on the time constant. Accelerates to, and decelerates the speed during the relative movement of the tool in the proximity direction by the n + 1 command distance from the elapsed speed based on the time constant. At that time, the numerical control device can maximize the speed of the tool within the range of the time constant and the elapsed speed. Therefore, the numerical control device can reduce the time required for the tool to move relative from the mth end position to the m + 1th start position as much as possible.
請求項5に係る発明の数値制御装置の前記第二算出部は、前記時定数に基づき減速しながら前記第m終了位置から前記第n+1指令距離分前記近接向きに相対移動する時の前記第m終了位置での速度が前記最大速度の時、前記時定数に基づき加速しながら前記第m終了位置に向けて前記近接向きに相対移動した時に前記第m終了位置で前記最大速度となる相対移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第m終了位置の間の距離を前記時定数と前記最大速度に基づき前記惰走距離として算出する。該時、数値制御装置は適切な惰走距離を容易に算出できる。
The second calculation unit of the numerical control device of the invention according to
請求項6に係る発明の数値制御装置の前記第三移動部は、前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記最大速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第n+1指令距離分相対移動する間の速度を前記最大速度から前記時定数に基づき減速する。該時、数値制御装置は時定数と最大速度の範囲で工具の速度を最大化できる。故に数値制御装置は工具が第m終了位置から第m+1開始位置迄相対移動する時に要する時間を最大限短縮できる。 The third moving unit of the numerical control device of the invention according to claim 6 determines the speed during which the tool moves relative to the coasting position by the coasting distance from the coasting position to the maximum speed based on the time constant. Accelerates to, and decelerates the speed while the tool moves relative to the proximity direction by the n + 1 command distance from the maximum speed based on the time constant. At that time, the numerical control device can maximize the speed of the tool within the range of the time constant and the maximum speed. Therefore, the numerical control device can reduce the time required for the tool to move relative from the mth end position to the m + 1th start position as much as possible.
請求項7に係る発明の制御方法は、被削材を保持する作業台に対して工具を第m切削位置(mは1以上の整数)から第m+1切削位置迄第二軸方向に沿って相対移動する為の第n指令(nは1以上の整数)、前記作業台に対して前記工具を前記第二軸方向と直交する第一軸方向に沿って作業台に近接する向きである近接向きに第m終了位置から第m+1開始位置迄相対移動する為の第n+1指令、前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に沿って前記近接向きに第m+1加工位置迄相対移動し、前記作業台から離隔する向きである離隔向きに前記第m+1加工位置から前記第m+1終了位置迄相対移動する為の第n+2指令を少なくとも含むプログラムに基づき、前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に相対移動する第一軸モータと前記第二軸方向に相対移動する第二軸モータを制御して前記被削材を切削する切削加工を制御する制御方法であり、前記第n指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第m切削位置から前記第m+1切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動工程と、前記第一移動工程に依り前記工具が前記第m切削位置から前記第m+1切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第m終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動工程と、前記第二移動工程に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第m終了位置を通過時、前記第一移動工程に依り相対移動する前記工具が前記第m+1切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第一算出工程と、前記第二移動工程に依り前記工具が前記惰走位置に到達し且つ前記第一算出工程に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し、前記惰走位置から前記第m終了位置を経由して前記m+1開始位置迄前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動工程とを備えたことを特徴とする。該時、技術方案1と同様の効果がある。
The control method of the invention according to
図1に示す工作機械10は主軸9に装着した工具4で作業台50上の被削材Wの切削加工等を行う。図2の数値制御装置20は工作機械10の動作を制御する。工作機械10の前側、後側、左側、右側、上側、下側は夫々図1の左側、右側、奥側、手前側、上側、下側に対応する。工作機械10の左右方向、前後方向、上下方向は夫々X軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。
The
図1の如く、工作機械10は基台2、立柱5、主軸ヘッド7、主軸9、作業台装置40、操作盤16(図2参照)等を備える。工作機械10は作業台装置40の作業台50がX軸、Y軸の二軸方向に移動する。基台2は工作機械10の土台である。立柱5は基台2上面後部に固定する。主軸ヘッド7は立柱5前面に沿ってZ軸方向に移動する。立柱5は前面にZ軸移動機構を備える。Z軸移動機構はZ軸モータ11(図2参照)を駆動源とする。Z軸移動機構は後述するY軸移動機構と同様の構造である。主軸ヘッド7は内部に主軸9を回転可能に設ける。工具4は主軸9下端に設けた工具装着穴に装着する。
As shown in FIG. 1, the
作業台装置40は基台2上面且つ主軸ヘッド7下方に設ける。作業台装置40は作業台50をX軸とY軸の二軸方向に移動可能に支持する。図1に示す作業台装置40は作業台50をY軸方向に移動するY軸移動機構のみ図示し、X軸移動機構は省略する。作業台装置40はベッド41、Y軸軌道42、Y軸モータ14、継手43、ボール螺子44、軸受部45、ナット46、作業台50等を備える。ベッド41、Y軸軌道42、Y軸モータ14、継手43、ボール螺子44、軸受部45、ナット46はY軸移動機構を構成する。ベッド41は基台2上面に設置する。ベッド41は左右方向中央部にY軸方向に長い凹部を備え、該凹部の内側にY軸移動機構の大部分を格納する。Y軸軌道42はベッド41上部に設け、Y軸方向に延びる。Y軸軌道42は作業台50をY軸方向に移動可能に案内する。Y軸モータ14はベッド41の凹部後側に設ける。ボール螺子44はベッド41の凹部内側に設け、Y軸方向に延びる。継手43はY軸モータ14の出力軸と、ボール螺子44後端部を互いに連結する。軸受部45はボール螺子44前端部を回転可能に支持する。故にY軸モータ14の出力軸が回転すると、継手43を介してボール螺子44は回転する。ナット46は作業台50下面に固定し、ボール螺子44に螺合する。故にボール螺子44の回転に伴い作業台50はナット46と共にY軸方向に移動する。作業台装置40はY軸移動機構に加え、X軸の移動機構を備える。X軸移動機構はY軸移動機構をX軸方向に移動可能に支持する。X軸移動機構はX軸モータ13(図2参照)を駆動源し、Y軸移動機構の構造と同様である。
The
以下、X軸移動機構に応じて被削材Wを保持する作業台50を工具4に対してX軸方向に移動することを、(被削材Wに対して)工具4をX軸方向に移動すると言い換える。Y軸移動機構に応じて被削材Wを保持する作業台50を工具4に対してY軸方向に移動することを、(被削材Wに対して)工具4をY軸方向に移動すると換言する。
Hereinafter, moving the
図2の如く、操作盤16は入力部17と表示部18を備える。入力部17は各種入力、指示、設定等を行う為の機器である。表示部18は各種画面を表示する機器である。数値制御装置20はCPU21、ROM22、RAM23、記憶装置24、入出力部25、駆動回路26〜29等を備える。CPU21は数値制御装置20を統括制御する。ROM22はCPU21が主処理を実行する為のプログラム、設定値を記憶する。RAM23は各種処理実行中の各種データを記憶する。記憶装置24は不揮発性メモリであり、NCプログラムの他、各種パラメータ等を記憶する。NCプログラムは所定のプログラム言語に依る複数の制御指令で工作機械10の動作を記述する。各制御指令は工作機械10に依る切削加工の過程で工具4を位置決めする為の指令等である。各種パラメータは最大速度Vxmax(X軸モータ13の最大速度)、Vymax(Y軸モータ14の最大速度)、Vzmax(Z軸モータ11の最大速度),後述する時定数Cx,Cy,Czを含む。入出力部25は操作盤16、CPU21、ROM22、RAM23、記憶装置24、駆動回路26〜29に接続する。駆動回路26〜29はサーボアンプである。Z軸モータ11はエンコーダ11Aを備える。主軸モータ12はエンコーダ12Aを備える。X軸モータ13はエンコーダ13Aを備える。Y軸モータ14はエンコーダ14Aを備える。駆動回路26はZ軸モータ11とエンコーダ11Aに接続する。駆動回路27は主軸モータ12とエンコーダ12Aに接続する。駆動回路28はX軸モータ13とエンコーダ13Aに接続する。駆動回路29はY軸モータ14とエンコーダ14Aに接続する。駆動回路26〜29を駆動回路30と総称する。Z軸モータ11、主軸モータ12、X軸モータ13、Y軸モータ14をモータ15と総称する。エンコーダ11A〜14Aをエンコーダ15Aと総称する。エンコーダ15Aが駆動回路30に出力する検出結果はX軸方向、Y軸方向、Z軸方向における工具4と被削材Wの位置関係を示す。CPU21は記憶装置24に記憶したNCプログラムを読込み、制御指令に基づき工具4を目標位置に位置決めする為の駆動信号を駆動回路30に送信する。駆動回路30はCPU21から受信した駆動信号に応じ、対応するモータ15に駆動電流を夫々出力する。駆動回路30はエンコーダ15Aからフィードバック信号を受け、モータ15の位置と速度の制御を行う。
As shown in FIG. 2, the
被削材Wに対して工具4をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に夫々移動するNCプログラムの指令(送り軸指令と称す)に基づき、工作機械10が駆動する時を示す。被削材Wに対して工具4をZ軸方向に移動して加工する時を説明する。被削材Wに対して工具4をX軸方向、Y軸方向に夫々移動して加工する時も同様である。
Indicates when the
CPU21はNCプログラムの送り軸指令を読込んだ時、主軸9を保持した主軸ヘッド7を送り軸指令に依り指定した位置迄移動する為、主軸ヘッド7の目標位置の時系列データを生成する。CPU21は所定周期で目標位置のデータを駆動回路26に出力する。駆動回路26はCPU21が出力した目標位置のデータに基づきZ軸モータ11を駆動する。Z軸モータ11は主軸ヘッド7を介して工具4を目標位置迄Z軸方向に移動する。CPU21が駆動回路26に目標位置のデータを入力する都度、駆動回路26はZ軸モータ11を駆動する。結果、工具4は送り軸指令に依り指定した位置(指令位置と称す)に最終的に到達する。送り軸指令に基づきCPU21が実行する制御を送り軸制御と称す。
When the
CPU21は目標位置の時系列データを生成時、初めに指令位置迄工具4がZ軸方向に移動する時の速度が一定に推移するよう各目標位置を決定する。次にCPU21は速度の時系列変化を示す波形(速度波形と称す)に移動平均フィルタを適用し、速度波形の立上り特性と立下り特性に対応する加減速特性を調整する。移動平均フィルタは有限時間のインパルス応答を持つデジタルフィルタ、即ちFIRフィルタである。移動平均フィルタを速度波形に適用して加減速特性を調整する処理を加減速処理と称す。加減速処理を実行した速度波形の立上りと立下り夫々の傾きはZ軸モータ11の回転開始時と回転終了時の加減速度に対応し、移動平均フィルタの時定数Czに基づき変動する。
When the
CPU21は加減速処理を実行した速度波形に基づき、所定周期毎の目標位置を決定する。CPU21は決定した目標位置のデータを所定周期で駆動回路26に出力する。該時、駆動回路26が駆動するZ軸モータ11に依り移動する工具4は移動開始時、移動平均フィルタの時定数Czに基づく加速度で加速し、移動終了時、移動平均フィルタの時定数Czに基づく加速度で減速する。上記と同じ方法で作業台50をX軸方向に移動する時に適用する移動平均フィルタの時定数をCxと称し、作業台50をY軸方向に移動する時に適用する移動平均フィルタの時定数をCyと称す。
The
工作機械10の動作の一例として、穴あけ加工の概要を説明する。穴あけ加工は被削材Wに対して工具4をZ軸方向に移動して、Z軸方向と平行に延びる穴を被削材Wに形成する。例えば被削材Wに第m+1穴(mは0以上の整数)を形成する為のNCプログラムは送り軸指令として第n指令(nは1以上の整数)、第n+1指令、第n+2指令の少なくとも何れかを含む。第n指令、第n+1指令、第n+2指令を第N指令と総称する。CPU21は該指令を序数Nの順番で実行する。
An outline of drilling will be described as an example of the operation of the
図3は作業台50と被削材Wに対する工具4の相対位置の推移を作業台50と被削材Wを基準として示す。図3の如く、工作機械10がX,Y軸方向にて第m切削位置から第m+1切削位置まで工具4を移動し、X,Y軸方向にて第m+1切削位置に第m+1穴を形成する時を例に挙げる。第m終了位置は工具4の初期位置を示す。第m+1開始位置、第m+1加工位置、第m+1終了位置は夫々、第m+1穴を形成する時に位置決めする工具4の指令位置を示す。第m終了位置、第m+1開始位置、第m+1終了位置はZ軸方向にて、作業台50に対して上側に離隔する。第m+1加工位置はZ軸方向にて被削材Wと重なる。第m終了位置と第m+1終了位置のZ軸方向の位置関係は図3に限らない。
FIG. 3 shows the transition of the relative positions of the tool 4 with respect to the work table 50 and the work material W with reference to the work table 50 and the work material W. As shown in FIG. 3, the
第n指令は工具4を第m切削位置から第m+1切削位置迄、X,Y軸方向の少なくとも一方に沿って水平移動する為の命令である。工具4は水平移動する為、第n指令に基づく移動後の工具4のZ軸方向の位置は移動前と同じ第m終了位置である。以下、第n指令に基づき工具4がX軸方向に移動し、Y軸方向に移動しないことを前提とする。第n指令に依る工具4の移動距離を第n指令距離Lxyと称す。
第n+1指令は第n指令に基づき第m切削位置から第m+1切削位置に移動した工具4を第m終了位置から第m+1開始位置迄、Z軸方向に沿って下向きに移動する為の命令である。第n+1指令に依る工具4の移動距離を第n+1指令距離Lzdownと称す。
第n+2指令は第n+1指令に基づき第m+1開始位置迄下向きに移動した工具4を第m+1開始位置から第m+1加工位置迄、Z軸方向に沿って下向きに移動し、次に第m+1加工位置から第m+1終了位置迄、Z軸方向に沿って上向きに移動する為の指令である。第n+2指令は2つの制御指令を含んでもよい。該時、一つ目の指令は第m+1開始位置迄下向きに移動した工具4を第m+1開始位置から第m+1加工位置迄、Z軸方向に沿って下向きに移動する為の指令である。二つ目の指令は第m+1加工位置から第m+1終了位置迄、Z軸方向に沿って上向きに移動する為の指令である。
The nth command is a command for horizontally moving the tool 4 from the mth cutting position to the m + 1th cutting position along at least one of the X and Y axis directions. Since the tool 4 moves horizontally, the position of the tool 4 in the Z-axis direction after the movement based on the nth command is the same m end position as before the movement. Hereinafter, it is assumed that the tool 4 moves in the X-axis direction and does not move in the Y-axis direction based on the nth command. The moving distance of the tool 4 according to the nth command is referred to as the nth command distance Lxy.
The n + 1 command is a command for moving the tool 4 that has moved from the m cutting position to the m + 1 cutting position from the m end position to the m + 1 start position downward along the Z-axis direction based on the n command. .. The moving distance of the tool 4 according to the n + 1 command is referred to as the n + 1 command distance Lzdown.
The n + 2 command moves the tool 4 that has moved downward to the m + 1 start position based on the n + 1 command from the m + 1 start position to the m + 1 machining position downward along the Z-axis direction, and then moves downward from the m + 1 machining position. This is a command for moving upward along the Z-axis direction up to the m + 1 end position. The n + 2nd command may include two control commands. At this time, the first command is a command for moving the tool 4 which has moved downward to the m + 1 start position downward along the Z-axis direction from the m + 1 start position to the m + 1 machining position. The second command is a command for moving upward along the Z-axis direction from the m + 1 processing position to the m + 1 end position.
数値制御装置20の送り軸制御(図3、図4参照)は第n指令、第n+1指令、第n+2指令を繰り返し含むNCプログラムに基づきCPU21が送り軸制御を実行する。該時、NCプログラムは第n指令、第n+1指令、第n+2指令を少なくとも含む。穴あけ加工を短時間で実行する為、工具4が第n+1指令に基づき第m終了位置から第m+1開始位置迄下方に移動するのに要する時間は短い方が良い。故に工具4が第m終了位置から下方に移動開始時、初速は0より大きいのが良い。図3の如く、CPU21は第n指令に基づき工具4を第m切削位置から第m+1切削位置迄X軸方向に移動時、同時に工具4を第m終了位置から第m終了位置より上側の位置(惰走位置と称す)に向けて上向きに移動する。CPU21は工具4が惰走位置に到達後、第n+1指令に基づき工具4を第m終了位置から第m+1開始位置迄下向きに移動する前に、工具4を惰走位置から第m終了位置迄下向きに移動する。該時、CPU21は第m終了位置で工具4を停止せず下向きに第m+1開始位置迄移動し続ける。故にCPU21は工具4が第m終了位置から第m+1開始位置迄移動するのに要する時間を短縮でき、穴あけ加工を短時間で実行できる。
In the feed axis control of the numerical control device 20 (see FIGS. 3 and 4), the
図4を用いて二つの動作型について説明する。 Two operation types will be described with reference to FIG.
図4(a)は、第n+1指令距離Lzdown(指令距離Lzと示す)が式(1−1)の関係を満たす。Czは時定数、Vzmaxは最大速度である。第n+1指令に基づき移動する工具4は第m終了位置(時機t55)から時定数Czに基づき減速しながら指令距離Lz下向きに移動し、第m+1開始位置で停止する(時機t56)。該時、工具4が第m終了位置を通過する時の移動速度は最大速度Vzmaxより小さい経過速度Vzdownとなる。指令距離Lzは時機t55〜t56間における第n+1指令の速度直線の積分値である。尚、時定数Czは工具4が移動開始してから移動速度が最大速度Vzmaxに達する迄の経過時間及び、工具4が最大速度Vzmaxから減速を開始してから工具4が停止する(移動速度が0となる)迄の経過時間と同じである。
工具4が惰走位置から下向きに加速し、第m終了位置で経過速度Vzdownとなる時(時機t55)、工具4の移動開始時機である時機t54は時定数Czに応じた加速度に基づき、以下の方法に依り決定する。時機t54における工具4のZ軸方向の位置は惰走位置である。惰走位置と第m終了位置の間のZ軸方向の距離(惰走距離Ldと称す)は時機t54〜t55間における第n+1指令の速度直線の積分値であり、指令距離Lz(=第n+1指令距離Lzdown)と等しい。故に惰走距離Ldは式(1−2)の関係を満たす。
工具4は第m終了位置から惰走位置迄上向きに移動時、時機t51から時定数Czに基づき加速する(時機t51〜t52)。工具4は惰走距離Ld分移動して惰走位置に到達し停止するよう移動速度を加速から減速に切り替える(時機t52)。工具4は時定数Czに基づき減速し、惰走位置で停止する(時機t53)。工具4は惰走位置に向けた上向きの移動を開始時(時機t51)、第n指令でX軸方向の移動を開始する。工具4は第m切削位置からX軸方向に移動開始する。工具4は時機t55で第m+1切削位置に到達し停止する。 When the tool 4 moves upward from the m-th end position to the coasting position, it accelerates from the time t51 based on the time constant Cz (time t51 to t52). The tool 4 moves by the coasting distance Ld, reaches the coasting position, and switches the moving speed from acceleration to deceleration so as to stop (time t52). The tool 4 decelerates based on the time constant Cz and stops at the coasting position (time t53). When the tool 4 starts moving upward toward the coasting position (time t51), the tool 4 starts moving in the X-axis direction by the nth command. The tool 4 starts moving in the X-axis direction from the mth cutting position. The tool 4 reaches the m + 1 cutting position at the time t55 and stops.
CPU21は工具4が第m切削位置から第m+1切削位置迄移動するのに要する時間(移動時間Txy)を算出する。図5は工具4のX軸方向における移動速度の時間変化を示す図表である。最大速度VxmaxはX軸モータ13を所定の最大回転速度で回転時の工具4の移動速度である。工具4がX軸方向に移動開始時、工具4の移動速度は時定数Cxに基づき加速する。工具4が移動終了時、工具4の移動速度は時定数Cxに基づき減速する。時定数Cxは工具4がX軸方向に移動開始してから移動速度が最大速度Vxmaxに達する迄の経過時間及び、工具4が最大速度Vxmaxから減速を開始してから工具4が停止する(移動速度が0となる)迄の経過時間と同じである。第n指令の速度直線と横軸とで囲む面積は第n指令距離Lxyである。図5(a)は工具4の移動速度が0から最大速度Vxmax迄増加する前に減速を開始して0に戻る時を示す。該時の加速時間と減速時間をCx´と称す。最大速度Vxmaxは式(1−3)の関係を示す。工具4の移動時の最大速度をVxと称す。
該時、Vxmax/Cx=Vx/Cx´、Lxy=Cx´Vx/2の関係を満たす。二式からCx´を求めた時、TxyはCx´を二倍した値と一致するので式(1−4)の関係を示す。
図5(b)は工具4の移動速度が0から最大速度Vxmax迄増加して維持し、該後減速を開始して移動速度0に戻る時を示す。最大速度Vxmaxは式(1−5)の関係を示す。
該時、Txyは式(1−6)の関係を示す。
CPU21は第n指令でX軸方向に移動する工具4が第m+1切削位置に到達する時機と、惰走位置から下向きに移動する工具4が第m終了位置を通過する時機が一致するよう惰走位置にある工具4を下向きに移動開始する時機(時機t54)を以下の如く決定する。図4の如く、工具4が惰走位置から下向きに移動開始してから第m終了位置を通過する迄の時間をTzdownと称す。最大速度Vzmaxと時定数Czとの比は、経過速度Vzdownと時間Tzdownとの比と一致する。故に式(1−7)の関係を満たす。
第n+1指令距離Lzdownは時機t55〜t56間における第n+1指令の指令直線の積分値である為、式(1−8)の関係を満たす。
式(1−7)(1−8)から、時間Tzdownは式(1−9)の関係を満たす。
図4(b)は、指令距離Lzが式(2−1)の関係を満たす。
工具4が惰走位置から下向きに加速し、第m終了位置で最大速度Vzmaxとなる(時機t65)時、工具4の移動開始時機である時機t64は時定数Cz、加速度に基づき、以下の方法に依り決定する。時機t64における工具4のZ軸方向の位置は惰走位置である。惰走距離Ldは時機t64〜t65間における第n+1指令の速度直線の積分値であり、式(2−2)の関係を満たす。
工具4は第m終了位置から惰走位置迄上向きに移動時、時機t61から時定数Czに基づき加速する(時機t61〜t62)。工具4は惰走距離Ld分移動して惰走位置に到達し停止するよう移動速度を加速から減速に切り替える(時機t62)。工具4は時定数Czに基づき減速を開始後惰走位置で停止する(時機t63)。工具4は惰走位置に向けた上向きの移動を開始時(時機t61)、第n指令でX軸方向の移動を開始する。工具4は第m切削位置からX軸方向に移動開始する。工具4は時機t65で第m+1切削位置に到達する。工具4が第m切削位置から第m+1切削位置迄移動するのに要する時間は移動時間Txyである。該時、CPU21は第n指令でX軸方向に移動する工具4が第m+1切削位置に到達する時機と、惰走位置から下向きに移動する工具4が第m終了位置を通過する時機が一致するよう、惰走位置にある工具4を下向きに移動開始する時機(時機t64)を以下の如く決定する。n指令で工具4が移動開始する時機t61からの遅れ時間Tdelayは式(2−3)の関係を満たす。
図6、図7を用い主処理を説明する。数値制御装置20のCPU21は工作機械10の電源を投入時、ROM22に記憶したプログラムを読み出して実行することで主処理を開始する。CPU21は主処理の開始時、RAM23に記憶した変数nに1を設定する。図6の如く、CPU21はNCプログラムから第n指令、第n+1指令、第n+2指令を読込む(S11)。CPU21は第n指令が切削加工を終了する為の制御指令か判定する(S13)。CPU21は第n指令が切削加工を終了する為の制御指令と判定時(S13:YES)、主処理を終了する。CPU21は第n指令が切削加工を終了する為の制御指令でないと判定時(S13:NO)、第n+1指令がZ軸方向に沿って下向きに工具4を移動する為の送り軸指令(Z軸下向き指令と称す)か判定する(S15)。CPU21は第n+1指令がZ軸下向き指令でないと判定時(S15:NO)、第n指令に基づき工作機械10を制御する(S41)。CPU21はRAM23に記憶した変数nに1加算し(S43)、処理をS11に戻す。CPU21は更新した変数nに基づき処理を繰り返す。CPU21は第n+1指令がZ軸下向き指令と判定時(S15:YES)、第n指令がX軸方向に沿って工具4を移動する為の送り軸指令(X軸指令と称す)か判定する(S17)。CPU21は第n指令がX軸指令でないと判定時(S17:NO)、処理をS41に進める。CPU21は第n指令がX軸指令と判定時(S17:YES)、移動時間Txyを算出する為、第一算出処理(図8参照)を実行する(S31)。
The main process will be described with reference to FIGS. 6 and 7. When the power of the
図8を参照し、第一算出処理を説明する。CPU21は工具4が移動速度0から最大速度Vxmax迄増加する前に減速を開始して0に戻るか判定する(S101)。CPU21は式(1−3)を満たす時、工具4の移動速度が0から最大速度Vxmax迄増加する前に減速を開始して0に戻ると判定する(S101:YES)。該時、CPU21は式(1−4)に基づき、移動時間Txyを決定し(S103)、第一算出処理を終了する。CPU21は式(1−3)を満たさない時、工具4が移動速度0から最大速度Vxmax迄増加して維持した後減速を開始して移動速度0に戻ると判定する(S101:NO、式(1−5)参照)。該時、CPU21は式(1−6)に基づき移動時間Txyを決定し(S105)、第一算出処理を終了する。
The first calculation process will be described with reference to FIG. The
図6の如く、CPU21は惰走距離Ldを算出する為、第二算出処理(図9参照)を実行する(S33)。図9を参照し、第二算出処理を説明する。CPU21は工具4の移動速度が最大速度Vzmax迄増加する前に工具4が第m終了位置に到達するか判定する(S111)。CPU21は式(1−1)に基づき、工具4の移動速度が最大速度Vzmax迄増加する前に工具4が第m終了位置に到達すると判定時(S111:YES)、式(1−2)に基づき、第n+1指令距離Lzdown(=Lz)を惰走距離Ldとして決定し(S113)、第二算出処理を終了する。CPU21は工具4の移動速度が最大速度Vzmax迄増加後に工具4が第m終了位置に到達すると判定時(S111:NO)、式(2−2)に基づき惰走距離Ldを決定し(S115)、第二算出処理を終了する。
図6の如く、CPU21は工具4が惰走位置から下向きに移動開始してから第m終了位置を通過する迄の時間Tzdown(惰走距離移動時間と称す)を算出する為、第三算出処理(図10参照)を実行する(S35)。図10を参照し、第三算出処理を説明する。CPU21は工具4の移動速度が最大速度Vzmax迄増加する前に工具4が第m終了位置に到達するか判定する(S121)。式(1−1)に基づき、CPU21は工具4の移動速度が最大速度Vzmax迄増加する前に工具4が第m終了位置に到達すると判定時(S121:YES)、式(1−9)を満たす惰走距離移動時間Tzdownを決定し(S123)、第三算出処理を終了する。CPU21は式(2−1)に基づき、工具4の移動速度が最大速度Vzmax迄増加後に工具4が第m終了位置に到達すると判定時(S121:NO)、惰走距離移動時間Tzdownとして時定数Czを決定し(S125、式(2−3)参照)、第三算出処理を終了する。
As shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 6, the
図6の如く、CPU21は工具4を惰走位置から下向きに移動開始する時機を算出する為、遅れ時間を算出する(S21)。遅れ時間Tdelayは第一算出処理(S31参照)で算出した移動時間Txyから第三算出処理(S35参照)で算出した惰走距離移動時間Tzdownを減算する。
CPU21はX軸モータ13を駆動し、第m切削位置から第m+1切削位置に向けて工具4をX軸方向に移動する動作を開始する(S23)。同時にCPU21はZ軸モータ11を駆動し、工具4を第m終了位置から惰走位置に向けて上向きに移動する動作を開始する(S23)。CPU21は工具4のX軸方向の移動を開始してからの経過時間の計測を開始する(S29)。CPU21は処理をS51(図7参照)に進める。
As shown in FIG. 6, the
The
図7の如く、CPU21はS23に依り上向き移動を開始した工具4が惰走位置に到達し且つS29に依り計測を開始した経過時間が遅れ時間Tdelayと一致して開始時機が到来したか判定する(S51)。CPU21は、第二算出処理(S33参照)に依り算出した惰走距離Ldに応じた惰走位置に工具4が到達していない、又は経過時間がS21に依り算出した遅れ時間Tdelayと一致せず開始時機が到来していないと判定時(S51:NO)、処理をS51に戻す。CPU21は工具4が惰走位置に到達し且つ経過時間が遅れ時間Tdelayと一致して開始時機が到来したと判定時(S51:YES)、惰走位置から第m+1開始位置に向けて工具4の下向き移動を開始する(S53)。S23に依りX軸方向に沿って移動を開始した工具4が第m+1切削位置に到達する時機はS53に依り下向きの移動を開始した工具4が第m終了位置を通過する時機と一致する。
As shown in FIG. 7, the
CPU21はS23に依りX軸方向に沿って移動を開始した工具4が第m+1切削位置に到達し且つS53に依り下向きの移動を開始した工具4が第m+1開始位置に到達したか判定する(S55)。CPU21は工具4が第m+1切削位置に到達していない又は工具4が第m+1開始位置に到達していない時(S55:NO)、処理をS55に戻し、処理を繰り返す。工具4が第m+1切削位置に到達し且つ工具4が第m+1開始位置に到達時(S55:YES)、CPU21は処理をS57に進める。CPU21は第n+2指令で第m+1開始位置迄下向きに移動した工具4を第m+1開始位置から第m+1加工位置迄Z軸方向に沿って下向きに移動する。CPU21は工具4を第m+1加工位置から第m+1終了位置迄、Z軸方向に沿って上向きに移動する(S57)。CPU21はRAM23に記憶した変数nに2加算し(S59)、処理をS11(図6参照)に戻す。
The
数値制御装置20は惰走距離Ldと遅れ時間Tdelayを算出する(S33、S21)。工具4を第m切削位置から第m+1切削位置に移動し(S23)、同時に工具4を惰走位置迄上向きに移動する(S23)。数値制御装置20は工具4が惰走位置に到達し且つ工具4のX軸方向への移動を開始してから遅れ時間Tdelayが経過時(S51:YES)、工具4を惰走位置から下向きに第m終了位置を経由して第m+1開始位置迄移動する(S53)。該時、数値制御装置20は工具4を下向きに移動する時に第m終了位置で移動速度を維持できる。故に数値制御装置20は工具4に依る被削材Wの切削加工に要する作業時間を短縮できる。
The
数値制御装置20は工具4の移動速度が最大速度Vzmaxより小さい経過速度Vzdownで最大となる時、第n+1指令距離Lzdownに基づき惰走距離Ldを算出する(式(1−2))。該時、数値制御装置20は適切な惰走距離Ldを容易に算出できる。数値制御装置20は工具4が惰走位置から下向きに惰走距離Ld移動する間の速度を、時定数Czに基づき経過速度Vzdown迄加速する。数値制御装置20は工具4が下向きに第n+1指令距離Lzdown移動する間の速度を経過速度Vzdownから時定数Czに基づき減速する。該時、数値制御装置20は時定数Czと経過速度Vzdownの範囲で工具4の移動速度を最大化できる。故に数値制御装置20は工具が第m終了位置から第m+1開始位置迄移動する時に要する時間を最大限短縮できる。
The
数値制御装置20は工具4の移動速度が最大速度Vzmaxで最大となる時、時定数Czと最大速度Vzmaxに基づき惰走距離Ldを算出する(式(2−2))。該時、数値制御装置20は適切な惰走距離Ldを時定数Czと最大速度Vzmaxに基づき容易に算出できる。数値制御装置20は工具4が惰走位置から下向きに惰走距離Ld移動する間の移動速度を時定数Czに基づき最大速度Vzmax迄加速して最大速度Vzmaxで維持する。次に数値制御装置20は工具4が下向きに第n+1指令距離Lzdown分移動する間の移動速度を最大速度Vzmaxから時定数Czに基づき減速する。該時、数値制御装置20は時定数Czと最大速度Vzmaxの範囲で工具4の移動速度を最大化できる。故に数値制御装置20は工具4が第m終了位置から第m+1開始位置迄移動する時に要する時間を最大限短縮できる。
When the moving speed of the tool 4 becomes maximum at the maximum speed Vzmax, the
本発明は上記実施形態に限らない。数値制御装置20は算出した惰走距離Ldに所定移動量を加算して惰走距離としてよい。該時、惰走位置は上記で決定した位置に対して被削材Wから上向きに更に離隔する。
The present invention is not limited to the above embodiment. The
数値制御装置20は惰走位置から工具4を下向きに移動する開始時機を遅れ時間Tdelay以外の変数に基づき決定してよい。例えば数値制御装置20はX軸モータ13に接続するエンコーダ13Aから取得した信号に基づき、工具4のX軸方向の移動量を決定してよい。数値制御装置20は決定した移動量が所定閾値と一致時、工具4を下向きに移動する開始時機を決定してよい。数値制御装置20は遅れ時間Tdelay、第n指令の指令距離、時定数Cz、最大速度Vzmaxに基づき、所定閾値を予め算出してよい。該時、数値制御装置20は遅れ時間Tdelayに依り開始時機を決定する時と比べ、工具4が第m+1切削位置に到達する時機と、工具4が第m終了位置を通過する時機をより精度良く一致できる。
The
第n指令の指令距離が短い時がある。該時、惰走位置迄移動した工具4を直ぐに下向きに移動しても、工具4が第m終了位置を下向きに通過する時機より、工具4がX軸方向に移動して第m+1切削位置に到達する時機が早くなる時がある。該時、切削加工の作業時間が長くなり好ましくない。該時、算出した惰走距離Ldから所定移動量を減算した値を惰走距離として決定してよい。 There are times when the command distance of the nth command is short. At this time, even if the tool 4 that has moved to the coasting position is immediately moved downward, the tool 4 moves in the X-axis direction to the m + 1 cutting position from the time when the tool 4 passes the m end position downward. There are times when the time to reach is faster. At that time, the working time of the cutting process becomes long, which is not preferable. At that time, a value obtained by subtracting a predetermined movement amount from the calculated coasting distance Ld may be determined as the coasting distance.
工作機械1は作業台50の代わりに工具4をX,Y軸方向に移動することに依り、被削材Wに対して工具4をX,Y軸方向に夫々相対移動してよい。工作機械1は主軸ヘッド7の代わりに作業台50をZ軸方向に移動することに依り、被削材Wに対して工具4をZ軸方向に相対移動してよい。
The
Z軸方向は本発明の第一軸方向の一例である。Z軸モータ11は本発明の第一軸モータの一例である。X軸方向とY軸方向は本発明の第二軸方向の一例である。X軸モータ13、Y軸モータ14は本発明の第二軸モータの一例である。記憶装置24は本発明の記憶部の一例である。上向きは本発明の離隔向きの一例である。下向きは本発明の近接向きの一例である。S21の処理を行うCPU21は本発明の第一算出部の一例である。S33の処理を行うCPU21は本発明の第二算出部の一例である。S23の処理を行うCPU21は本発明の第一移動部、第二移動部の一例である。S53の処理を行うCPU21は本発明の第三移動部の一例である。S21の処理は本発明の第一算出工程の一例である。S33の処理は本発明の第二算出工程の一例である。S23の処理は本発明の第一移動工程、第二移動工程の一例である。S53の処理は本発明の第三移動工程の一例である。
The Z-axis direction is an example of the first-axis direction of the present invention. The Z-
4 :工具
9 :主軸
10 :工作機械
11 :Z軸モータ
12 :主軸モータ
13 :X軸モータ
14 :Y軸モータ
20 :数値制御装置
21 :CPU
24 :記憶装置
Cz :時定数
Ld :惰走距離
Vzmax :最大速度
Vzup :経過速度
W :被削材
4: Tool 9: Spindle 10: Machine tool 11: Z-axis motor 12: Spindle motor 13: X-axis motor 14: Y-axis motor 20: Numerical control device 21: CPU
24: Storage device Cz: Time constant Ld: Coasting distance Vzmax: Maximum speed Vzup: Elapsed speed W: Work material
Claims (7)
前記切削加工の過程で前記被削材に対する前記工具の相対位置を位置決めする為の指令を含むプログラムを記憶する記憶部と、
前記プログラムに基づき前記第一軸モータと前記第二軸モータを制御して前記工具を位置決めする制御部と
を備え、
前記プログラムは、
前記第一軸方向の位置を規定した第m終了位置(mは1以上の整数)、第m+1開始位置、第m+1加工位置、前記第二軸方向の位置を規定した第m切削位置、第m+1切削位置の相互間で前記工具を移動する指令であり、
前記作業台に対して前記工具を前記第m切削位置から前記第m+1切削位置迄、前記第二軸方向に沿って相対移動する為の第n指令(nは1以上の整数)、
前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に沿って前記作業台に近接する向きである近接向きに前記第m終了位置から前記第m+1開始位置迄相対移動する為の第n+1指令、
前記作業台に対して前記工具を前記第一軸方向に沿って前記近接向きに前記第m+1加工位置迄相対移動し、前記作業台から離隔する向きである離隔向きに前記第m+1加工位置から前記第m+1終了位置迄相対移動する為の第n+2指令を少なくとも含み、
前記制御部は、
前記第n指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第m切削位置から前記第m+1切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動部と、
前記第一移動部に依り前記工具が前記第m切削位置から前記第m+1切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第m終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動部と、
前記第二移動部に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第m終了位置を通過時、前記第一移動部に依り相対移動する前記工具が前記第m+1切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第一算出部と、
前記第二移動部に依り前記工具が前記惰走位置に到達し、且つ前記第一算出部に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し前記惰走位置から前記第m終了位置を経由して前記m+1開始位置迄、前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動部と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。 A first-axis motor that moves the tool relative to the workbench holding the work material in the first-axis direction and a second-axis motor that moves relative to the second-axis direction orthogonal to the first-axis direction are driven. It is a numerical control device that controls the cutting process for cutting the work material.
A storage unit that stores a program including a command for positioning the relative position of the tool with respect to the work material in the process of cutting.
A control unit that controls the first-axis motor and the second-axis motor to position the tool based on the program is provided.
The program
The m end position (m is an integer of 1 or more) that defines the position in the first axial direction, the m + 1 start position, the m + 1 machining position, the m cutting position that defines the position in the second axial direction, and the m + 1 th. It is a command to move the tool between the cutting positions.
The nth command (n is an integer of 1 or more) for moving the tool relative to the workbench from the mth cutting position to the m + 1 cutting position along the second axial direction.
The n + 1 command for moving the tool relative to the workbench from the mth end position to the m + 1 start position in a proximity direction which is a direction close to the workbench along the first axial direction.
The tool is relatively moved to the m + 1 machining position in the proximity direction along the first axial direction with respect to the work table, and is separated from the work table from the m + 1 machining position. Includes at least the n + 2 command to move relative to the m + 1 end position, including
The control unit
A first moving portion that drives the second shaft motor based on the nth command and moves the tool relative to the second axis direction from the m cutting position to the m + 1 cutting position.
The first shaft motor was driven in the process of relative movement of the tool from the mth cutting position to the m + 1 cutting position by the first moving portion, and separated from the m end position in the separation direction. A second moving part that moves the tool relative to the separation direction to the coasting position, and
When the tool that has moved relative to the coasting position by the second moving portion is relatively moved from the coasting position to the proximity direction and the tool passes the m end position, it depends on the first moving portion. A first calculation unit that calculates a start time for starting the relative movement of the tool in the proximity direction from the coasting position so that the tool that moves relative to the tool reaches the m + 1 cutting position.
When the tool reaches the coasting position by the second moving unit and the start time calculated by the first calculating unit arrives, the first shaft motor is driven to drive the first shaft motor from the coasting position. A numerical control device including a third moving unit that relatively moves the tool in the proximity direction to the m + 1 start position via the m end position.
前記第二移動部は、
前記第二算出部に依り算出した前記惰走距離に応じた前記惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動し、
前記第二算出部は、
前記第m終了位置と前記第m+1開始位置の間の前記第一軸方向における距離である第n+1指令距離と、前記第一軸モータの駆動に依る前記工具の最大速度と、前記工具の加減速時の時定数に基づき前記惰走距離を算出することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 It is provided with a second calculation unit that calculates the distance between the coasting position and the m-th end position as the coasting distance.
The second moving part is
The tool is relatively moved in the distance direction to the coasting position according to the coasting distance calculated by the second calculation unit.
The second calculation unit
The n + 1 command distance, which is the distance between the mth end position and the m + 1 start position in the first axis direction, the maximum speed of the tool due to the drive of the first axis motor, and acceleration / deceleration of the tool. The numerical control device according to claim 1, wherein the coasting distance is calculated based on a time constant of time.
前記時定数に基づき減速しながら前記第m終了位置から前記第n+1指令距離分前記近接向きに相対移動して前記第m終了位置での速度が前記最大速度より小さい経過速度の時、前記時定数に基づき加速しながら前記第m終了位置に向けて前記近接向きに相対移動して前記第m終了位置で前記経過速度となる移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第m終了位置の間の距離をn+1指令距離に基づき前記惰走距離として算出することを特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。 The second calculation unit
When the speed at the m-th end position is smaller than the maximum speed by moving relative to the proximity direction by the n + 1 command distance from the m-end position while decelerating based on the time constant, the time constant The coasting position is determined by determining the movement start position at which the elapsed speed is reached at the mth end position by moving relative to the proximity direction toward the mth end position while accelerating based on the above. The numerical control device according to claim 2, wherein the distance between the m-th end position and the m-th end position is calculated as the coasting distance based on the n + 1 command distance.
前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記経過速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第n+1指令距離分相対移動する間の速度を前記経過速度から前記時定数に基づき減速することを特徴とする請求項3に記載の数値制御装置。 The third moving part is
The speed during which the tool relatively moves from the coasting position to the proximity direction by the coasting distance is accelerated to the elapsed speed based on the time constant, and the tool is relative to the n + 1 command distance in the proximity direction. The numerical control device according to claim 3, wherein the speed during movement is decelerated from the elapsed speed based on the time constant.
前記時定数に基づき減速しながら前記第m終了位置から前記第n+1指令距離分前記近接向きに相対移動する時の前記第m終了位置での速度が前記最大速度の時、前記時定数に基づき加速しながら前記第m終了位置に向けて前記近接向きに相対移動した時に前記第m終了位置で前記最大速度となる相対移動開始位置を前記惰走位置と決定し、決定した前記惰走位置と前記第m終了位置の間の距離を前記時定数と前記最大速度に基づき前記惰走距離として算出することを特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。 The second calculation unit
Accelerate based on the time constant when the speed at the m end position when moving relative to the proximity direction by the n + 1 command distance from the m end position while decelerating based on the time constant is the maximum speed. While moving relative to the m-th end position in the proximity direction, the relative movement start position having the maximum speed at the m-th end position is determined as the coasting position, and the determined coasting position and the said The numerical control device according to claim 2, wherein the distance between the m-th end positions is calculated as the coasting distance based on the time constant and the maximum speed.
前記工具が前記惰走位置から前記近接向きに前記惰走距離分相対移動する間の速度を前記時定数に基づき前記最大速度迄加速し、前記工具が前記近接向きに前記第n+1指令距離分相対移動する間の速度を前記最大速度から前記時定数に基づき減速することを特徴とする請求項5に記載の数値制御装置。 The third moving part is
The speed during which the tool relatively moves from the coasting position to the proximity direction by the coasting distance is accelerated to the maximum speed based on the time constant, and the tool is relative to the n + 1 command distance in the proximity direction. The numerical control device according to claim 5, wherein the speed during movement is decelerated from the maximum speed based on the time constant.
前記第n指令に基づき前記第二軸モータを駆動し、前記工具を前記第m切削位置から前記第m+1切削位置に向けて前記第二軸方向に相対移動する第一移動工程と、
前記第一移動工程に依り前記工具が前記第m切削位置から前記第m+1切削位置迄相対移動する過程で前記第一軸モータを駆動し、前記第m終了位置に対して前記離隔向きに離隔した惰走位置迄前記工具を前記離隔向きに相対移動する第二移動工程と、
前記第二移動工程に依り前記惰走位置に相対移動した前記工具を前記惰走位置から前記近接向きに相対移動して前記工具が前記第m終了位置を通過時、前記第一移動工程に依り相対移動する前記工具が前記第m+1切削位置に到達するよう、前記惰走位置から前記近接向きに前記工具の相対移動を開始する開始時機を算出する第一算出工程と、
前記第二移動工程に依り前記工具が前記惰走位置に到達し且つ前記第一算出工程に依り算出した前記開始時機が到来時、前記第一軸モータを駆動し、前記惰走位置から前記第m終了位置を経由して前記m+1開始位置迄前記近接向きに前記工具を相対移動する第三移動工程と
を備えたことを特徴とする制御方法。 The nth command (n is 1) for moving the tool relative to the workbench holding the work material from the mth cutting position (m is an integer of 1 or more) to the m + 1 cutting position along the second axial direction. (The above integer), from the m end position to the m + 1 start position in the proximity direction, which is the direction in which the tool is close to the work table along the first axis direction orthogonal to the second axis direction with respect to the work table. The n + 1 command for relative movement, the separation direction in which the tool moves relative to the workbench along the first axial direction to the m + 1 machining position in the proximity direction and is separated from the workbench. A first-axis motor that moves the tool relative to the workbench in the first-axis direction based on a program that includes at least an n + 2 command for relative movement from the m + 1 machining position to the m + 1 end position. It is a control method that controls a second shaft motor that moves relative to the second shaft direction to control a cutting process for cutting the work material.
A first moving step of driving the second shaft motor based on the nth command and relatively moving the tool from the m cutting position toward the m + 1 cutting position in the second axis direction.
According to the first moving step, the first shaft motor was driven in the process of relative movement of the tool from the mth cutting position to the m + 1 cutting position, and separated from the m end position in the separation direction. The second moving step of moving the tool relative to the separation direction to the coasting position, and
When the tool that has moved relative to the coasting position according to the second moving step is relatively moved from the coasting position to the proximity direction and the tool passes the m end position, the first moving step is used. The first calculation step of calculating the start time of starting the relative movement of the tool in the proximity direction from the coasting position so that the tool that moves relative to the tool reaches the m + 1 cutting position.
When the tool reaches the coasting position according to the second moving step and the start time calculated according to the first calculation step arrives, the first shaft motor is driven to drive the first shaft motor from the coasting position. A control method comprising a third moving step of relatively moving the tool in the proximity direction to the m + 1 start position via the m end position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011079937.4A CN112650150A (en) | 2019-10-10 | 2020-10-10 | Numerical controller and control method |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019186535 | 2019-10-10 | ||
JP2019186535 | 2019-10-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021064363A true JP2021064363A (en) | 2021-04-22 |
Family
ID=75486362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020162031A Pending JP2021064363A (en) | 2019-10-10 | 2020-09-28 | Numerical value control unit and control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021064363A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7015423B1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-02-02 | ファナック株式会社 | Numerical control device |
-
2020
- 2020-09-28 JP JP2020162031A patent/JP2021064363A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7015423B1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-02-02 | ファナック株式会社 | Numerical control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5482639B2 (en) | Numerical control device, control program, and storage medium | |
US9687991B2 (en) | Microscopic geometry cutting device and microscopic geometry cutting method | |
JP2017207806A (en) | Servo controller of machine tool performing oscillation cutting, control method and computer program | |
JP2016047540A (en) | Laser processing device having high-speed positioning function | |
WO1997015874A1 (en) | Method of axis movement numeric control machine tool and apparatus therefor | |
US10328542B2 (en) | Tool path-generating method, drilling method, and tool path-generating device | |
JP6991774B2 (en) | Machine tool controls and machine tools | |
JP5890466B2 (en) | Numerical control device with evacuation function | |
CN104834269A (en) | Numerical controller | |
CN113168155A (en) | Numerical control device, numerical control method, and machine learning device | |
JP7376260B2 (en) | numerical control device | |
JP2021064363A (en) | Numerical value control unit and control method | |
JP5100230B2 (en) | Fine shape cutting apparatus and fine shape cutting method. | |
JP2009523279A (en) | Method for controlling axial relative position and / or relative movement and machine tool | |
JP2009237929A (en) | Numerical controller, control program for numerical controller, and recording medium for numerical controller | |
CN111791088A (en) | Numerical controller | |
JP6819414B2 (en) | Numerical control device and control method | |
JP2021064362A (en) | Numerical value control unit and control method | |
JP5308798B2 (en) | Laser processing equipment | |
CN112650150A (en) | Numerical controller and control method | |
JP4388534B2 (en) | Vibration control device for machine tools | |
JP7020367B2 (en) | Numerical control device | |
JP5255905B2 (en) | Fine shape cutting method and fine shape cutting apparatus | |
JPWO2018092221A1 (en) | Feed axis control method for machine tool and feed axis control device | |
JP6456570B1 (en) | Numerical control apparatus and processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230317 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240319 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240509 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240618 |