TWI565552B - 數値控制裝置 - Google Patents

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TWI565552B
TWI565552B TW103138016A TW103138016A TWI565552B TW I565552 B TWI565552 B TW I565552B TW 103138016 A TW103138016 A TW 103138016A TW 103138016 A TW103138016 A TW 103138016A TW I565552 B TWI565552 B TW I565552B
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嵯峨崎正一
平田悠貴
松本仁
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三菱電機股份有限公司
西鐵城時計股份有限公司
西鐵城精機股份有限公司
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Description

數值控制裝置
本發明係有關於一種數值控制裝置。
過去，提案有一種數值控制裝置(例如，參照專利文獻1至3)，係具有：切削工具進給機構，在旋轉切削加工中，使切削工具相對於工件(work piece)進行進給動作；及控制機構，使前述切削工具低頻振動並控制切削工具進給驅動馬達(motor)。在該數值控制裝置中，控制機構係具有：操作手段，用來進行各種設定；振動切削資訊儲存手段，對應於由操作手段所設定之工件的旋轉速度或切削工具每一旋轉之切削工具的進給量，並預先以表格方式儲存與進給軸之慣量(inertia)或馬達特性等之機械特性對應之至少切削工具進給機構的前進量、後退量、前進速度、後退速度，作為使切削工具能夠在同步且在進給動作中以25Hz以上之低頻動作的資料(data)；及馬達控制手段，根據被儲存在振動切削資訊儲存手段之該資料，控制切削工具進給驅動馬達。利用此種方式，沿著內插路徑重複前進、後退動作，藉此產生低頻振動。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特許第5033929號公報
專利文獻2：日本特許第5139591號公報
專利文獻3：日本特許第5139592號公報
在前述專利文獻1至3中，將振動控制分割為前進移動與後退移動，且將前進距離和速度、後退距離和速度分別作為振動條件個別地在振動條件表(table)加以定義，藉此使低頻振動切削中切削進給速度與振幅賦予關係。因此，會有若為符合定義在該振動條件表格之振動條件之切削進給速度以外的速度，則無法進行低頻振動的問題點。
本發明為有鑑於前述之問題點所開發者，目的在於獲得一種數值控制裝置，係能夠在以低頻一面振動一面進行切削中，自由地選擇任意的切削進給速度。
為達成前述目的，本發明之數值控制裝置，係藉由設置在工具或加工對象之驅動軸，使前述工具和前述加工對象相對地一面隨著振動一面延著移動路徑移動並進行前述加工對象之加工，該數值控制裝置具備有：相位差計算手段，從於前述移動時所指定之前述振動之振幅與前述工具相對於前述加工對象之進給速度的比率，計 算出根據加工程式(program)中的指令區塊(block)所產生之振動後退位置相對於振動前進位置之時間性的延遲作為相位差；移動路徑產生手段，根據前述相位差依前述驅動軸產生前述振動前進位置、及前述振動後退位置作為前述移動路徑；振動移動量產生手段，根據用以與前述移動路徑重疊之基準振動波形依前述驅動軸計算出於前述移動路徑中的振動移動量；以及移動量合成手段，依前述驅動軸產生將前述振動移動量與前述移動路徑予以加法運算後之合成移動量。
根據本發明，由於使用屬於振動後退位置相對於振動前進位置之時間性之延遲的相位差、及加工程式來產生移動路徑，故具有在低頻振動切削中，使用者可自由地選擇任意的切削進給速度之效果。前述相位差，除可從振動之振幅與前述工具相對於前述加工對象之進給速度的比率計算出之外，能夠藉由參數(parameter)及/或前述加工程式，從而於隨前述工具與前述加工對象之振動之相對性移動時加以指定。
1‧‧‧數值控制裝置
10‧‧‧驅動部
11‧‧‧伺服馬達
12‧‧‧檢測器
13‧‧‧伺服控制部
13X‧‧‧X軸伺服控制部
13Z‧‧‧Z軸伺服控制部
14‧‧‧主軸馬達
15‧‧‧檢測器
16‧‧‧主軸控制部
20‧‧‧輸入操作部
30‧‧‧顯示部
40‧‧‧控制運算部
41‧‧‧輸入控制部
42‧‧‧資料設定部
43‧‧‧記憶部
44‧‧‧畫面處理部
45‧‧‧解析處理部
46‧‧‧機械控制信號處理部
47‧‧‧PLC電路部
48‧‧‧內插處理部
49‧‧‧加減速處理部
50‧‧‧軸資料輸出部
61‧‧‧加工對象
62‧‧‧工具
201‧‧‧切削進給速度變更部
431‧‧‧參數
432‧‧‧加工程式
433‧‧‧畫面顯示資料
434‧‧‧共有區域
451‧‧‧移動指令產生部
452‧‧‧振動指令解析部
453‧‧‧振動振幅進給比率解析部
454‧‧‧相位差解析部
481‧‧‧相位差計算部
482‧‧‧移動路徑產生部
483‧‧‧振動波形產生部
484‧‧‧振動移動量產生部
485‧‧‧移動量合成部
4311‧‧‧振動振幅進給比率
4312‧‧‧相位差
第1圖係方塊(block)圖，用來顯示實施形態1之數值控制裝置之構成之一例。
第2圖(a)及(b)係示意性顯示進行旋轉切削加工之實施形態1之數值控制裝置之軸的構造之圖。
第3圖係示意性顯示一面施加低頻振動一面進行加工的方法之圖。
第4圖(a)至(e)係示意性顯示實施形態1之在內插處理部的移動量計算處理之順序的一例之圖(其一)。
第5圖係示意性顯示實施形態1之在內插處理部的移動量計算處理之順序的一例之圖(其二)。
第6圖(a)及(b)係顯示將振動振幅進給比率作為參數並記憶在記憶部時之加工程式與參數之一例之圖。
第7圖係顯示指定振動振幅進給比率之加工程式之一例之圖。
第8圖(a)至(c)係顯示X軸方向之相對於時間的移動路徑之圖。
第9圖係方塊圖，用來顯示實施形態2之數值控制裝置之構成之一例。
第10圖(a)及(b)係顯示將相位差作為參數並記憶在記憶部時之加工程式與參數之一例之圖。
第11圖係顯示指定相位差之加工程式之一例之圖。
第12圖(a)及(b)係顯示X軸方向之相對於時間的移動路徑之圖。
以下參照檢附圖式，詳細說明本發明之實施形態之數值控制裝置。另外，本發明不受該等之實施形態所限定。
實施形態1
第1圖係方塊圖，用來顯示實施形態1之數值控制裝置之構成之一例。數值控制裝置1具有驅動部10、輸入操作部20、顯示部30、及控制運算部40。
驅動部10是驅動機構，至少在2軸方向驅 動加工對象和工具之任一方或雙方。在此處具有：伺服(servo)馬達11，係用來使加工對象或工具朝在數值控制裝置1上所規定之各軸方向移動；檢測器12，係用來檢測伺服馬達11之位置及速度；及各軸方向之伺服控制部13(X軸伺服控制部13X、Z軸伺服控制部13Z、…。另外，在下文中，當不需區別驅動軸之方向時，就僅記載為伺服控制部13)，係根據由檢測器12所檢測之位置及速度，來進行加工對象或工具之位置及/或速度的控制。另外，具有：主軸馬達14，用來使保持加工對象之主軸旋轉；檢測器15，用來檢測主軸馬達14之位置及轉速；及主軸控制部16，根據由檢測器15所檢測之位置及轉速，控制前述主軸之旋轉。
輸入操作部20係由鍵盤(keyboard)、按鈕 (button)或滑鼠(mouse)等之輸入手段所構成，進行由使用者(user)所為之對數值控制裝置1之命令(command)等之輸入、或加工程式或參數(parameter)等之輸入。此外，輸入操作部20係具備有切削進給速度變更部201，能夠用來變更切削進給速度。切削進給速度變更部201，係例如由刻度盤(dial)所構成，藉由旋轉刻度盤從而能夠變更當前的切削進給速度。由切削進給速度變更部201所為之切削進給 速度的變更，係例如輸入至控制運算部40所具有之參數431。顯示部30，係由液晶顯示裝置等顯示手段所構成，用來顯示藉由控制運算部40所處理之資訊。
控制運算部40具有：輸入控制部41、資料 設定部42，記憶部43，畫面處理部44，解析處理部45，機械控制信號處理部46，PLC(Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器)電路部47，內插處理部48，加減速處理部49，及軸資料輸出部50。
輸入控制部41，係接受從輸入操作部20所 輸入之資訊。資料設定部42，係將在輸入控制部41所接受到之資訊記憶在記憶部43。例如，在被輸入之內容為加工程式432之編輯之情況時，係使被編輯之內容反映至被記憶在記憶部43之加工程式432，在輸入參數之情況時，係記憶在記憶部43之參數431之記憶區域。
記憶部43，係用來記憶：在控制運算部40 之處理所使用之參數431、所執行之加工程式432、被顯示在顯示部30之畫面顯示資料433等資訊。另外，在記憶部43設置有共有區域(area)434，係用來記憶：參數431、加工程式432以外之暫時使用之資料。參數431中，亦可包含有振動振幅進給比率4311，其係規定作成移動路徑時之振動之振幅與進給速度的比率。振動振幅進給比率4311，並非在加工程式432而是以參數431被指定之情形被記憶。此外，參數431中，亦可記憶有振動條件。畫面處理部44，係進行將記憶部43之畫面顯示資料433顯示在顯 示部30之控制。
解析處理部45具有：移動指令產生部451、 振動指令解析部452、及振動振幅進給比率解析部453。移動指令產生部451，係讀入包含有一個以上之區塊(block)的加工程式，將讀入之加工程式依每一個區塊加以解析，產生在一個區塊移動之移動指令。振動指令解析部452，係解析在加工程式是否包含有振動指令，而在包含有振動指令之情況時，產生被包含在振動指令之頻率和振幅等之振動資訊。另外，在本說明書中，在加工程式所含有之振動指令的振幅較佳為1微米(micrometer)以上300微米以下。這是因為，振幅若小於1微米，則切削效率會惡化，且伺服系統無法回應，而振幅若大於300微米，則會有導致機械振動的疑慮。此外，頻率較佳為10Hz以上300Hz以下。這是因為，頻率若小於10Hz時則不能獲得振動切削的效果，若大於300Hz則伺服系統無法回應。振動振幅進給比率解析部453，係解析在加工程式是否包含有振動振幅進給比率，當含有的情況時取得振動振幅進給比率。
機械控制信號處理部46，係在利用解析處 理部45讀入輔助指令(該輔助指令係使除屬於數值控制軸之驅動軸動作之指令以外之機械動作之指令)之情況時，將輔助指令所下達之指令通知PLC電路部47。PLC電路部47，係接受到由機械控制信號處理部46通知輔助指令所下達之指令時，即執行與與該輔助指令對應之處理。
內插處理部48係具有：相位差計算部481、 移動路徑產生部482、振動波形產生部483、振動移動量產生部484、及移動量合成部485。
相位差計算部481，係由從解析處理部45 或記憶部43所取得之振動振幅進給比率計算出相位差。相位差，係顯示根據指令所作成之振動後退位置相對於振動前進位置的時間性延遲。
移動路徑產生部482，係使用在相位差計算 部481所計算出之相位差，產生在屬於單位時間之內插周期中各軸方向之相對於時間的移動路徑。在此，令根據對象之指令區塊之相對於時間的移動路徑為振動前進位置，求出將使振動前進位置朝延遲達相位差時間之方向平行移動而獲得之移動路徑作為振動後退位置。
振動波形產生部483，係由從解析處理部45 或記憶部43所取得之振動指令，針對各軸產生作為用以使工具或加工對象振動之基準的振動波形(以下，稱基準振動波形)。基準振動波形，係顯示相對於時間的各軸方向的位置。就基準振動波形而言，雖可採用任意的波形，惟在此振動波形係設為三角波。該三角波，振幅係1.0，而周期具有利用振動條件所指定之值。
振動移動量產生部484，係求出在各時間中 振動前進位置與振動後退位置之差，以針對各軸計算對該差相乘振動波形後之振動移動量。
移動量合成部485，係將在移動路徑產生部 482所產生之振動後退位置與在振動移動量產生部484所 產生之振動移動量予以加法運算，並計算出在屬於單位時間之內插周期中各軸之合成移動量。
加減速處理部49，係依照預先指定之加減 速型態(pattern)，將從內插處理部48所輸出之各驅動軸之合成移動量，變換成為考慮到加減速之每單位時間之移動指令。軸資料輸出部50，係將在加減速處理部49所處理之每單位時間之移動指令，輸出到用以控制各驅動軸之伺服控制部13X、13Z、…、及主軸控制部16。
為了使工具或加工對象一面振動一面進行 加工，亦可如上述之方式，在進行加工時，使加工對象和工具相對地移動。第2圖係示意性顯示進行旋轉切削加工之實施形態1之數值控制裝置之軸之構成的圖。在該圖中設有在圖式紙內呈正交之Z軸和X軸。第2圖(a)係將加工對象61固定，例如僅使屬於進行旋轉切削加工之旋轉切削加工用工具的工具62朝Z軸和X軸方向移動之情況，而第2圖(b)係使加工對象61朝Z軸方向移動，並使工具62朝X軸方向移動之情況。即使在該等任一情況下，藉由在移動之對象(加工對象61及/或工具62)設置伺服馬達11，仍然可以進行以下所說明之處理。
第3圖係示意性顯示一面施加低頻振動一 面進行加工之方法的圖。在此處所示之情況，係設有在圖式紙內呈正交之Z軸和X軸，並沿著該ZX面內之移動路徑101，使工具62和加工對象一面相對地移動一面進行加工。在實施形態1中，當沿著移動路徑101使工具62相對 於加工對象相對地移動時，以描繪移動路徑101之方式使工具62振動。亦即，在直線之區間以沿著直線往復之方式使工具62振動，在曲線之區間以沿著曲線往復之方式使工具62振動。另外，所謂使工具62振動之此記載，係工具62之相對於加工對象61的相對運動，實際上則亦可如第2圖所示使工具62和加工對象61之任一方移動。以下之說明亦同。
以下，針對實施形態1之數值控制裝置1 之移動路徑計算法加以說明。第4圖與第5圖係示意性顯示實施形態1之在內插處理部的移動量計算處理之順序的一例之圖。
首先，利用解析處理部45之移動指令產生 部451產生移動指令，亦即，從加工程式之指令區塊產生包含始點與終點的移動指令，並對內插處理部48進行輸出。此外，藉由振動指令解析部452，對內插處理部48輸出振動條件，該振動條件包含有以參數設定或包含在加工程式的頻率及振幅，而藉由振動振幅進給比率解析部453，對內插處理部48輸出包含在在加工程式的振動振幅進給比率或以參數所設定的振動振幅進給比率。
之後，相位差計算部481係由從解析處理部 45或記憶部43所取得之振動振幅進給比率求出相位差W。若將在相對於時間的移動路徑的振幅設為A、將屬於每旋轉進給量之進給速度設為F時，則振動振幅進給比率Q係以下述數式(1)表示。
Q=A/F‧‧‧(1)
因將主軸一旋轉之所需時間設為T，則T之 間的進給量為F，故從某一時點t1起以振幅A一面振動，一面以每旋轉進給量F前進時的移動路徑，係顯示在第4圖(a)中之R3。連結該移動路徑R3之頂點之位置的直線係振動前進位置R1，而連結底點之位置的直線係振動後退位置R2。此外，振動前進位置R1，在此設與藉由指令所產生之移動路徑相等。若將振動前進位置R1為0之時刻設為t0時，則相位差W係以下述數式(2)表示。
W=t1-t0‧‧‧(2)
由第4圖(a)所示之圖，在與相位差W、振幅A、每旋轉進給量F及主軸每一旋轉之所需時間T之間，存在下述數式(3)之關係，根據數式(3)則相位差W為下述數式(4)。
A/W=F/T‧‧‧(3)
W=AT/F=QT‧‧‧(4)
相位差計算部481，如前述使用振動振幅進給比率、及數式(4)，計算相位差W。
接著，移動路徑產生部482係從作為對象之指令產生在各軸方向之相對於時間的移動路徑。此時，加工種類在切削振動之情況，使用在相位差計算部481所計算之相位差，作成振動前進位置R1與振動後退位置R2之兩種類的路徑。
具體而言，振動前進位置R1，係根據從移 動指令產生部451所取得之移動指令所產生的路徑，以當到達移動終點時停留在振動後退位置R2直至到達移動終點相同位置之方式產生。振動後退位置R2，係從振動前進位置R1之移動開始後，等待達相位差W起開始移動。根據此種規則所作成之軸方向的振動前進位置R1、及振動後退位置R2係顯示在第4圖(b)。
之後，振動波形產生部483，係使用來自振 動指令解析部452的振動條件產生用以與移動路徑重疊的基準振動波形。具體而言，具有振動條件中的頻率，且產生振幅(即從底點至頂點的高度)的一個振動波形。此時，振動波形例如採用三角波等之預定的波形。根據此種規則所產生之X軸方向與Z軸方向的基準振動波形係顯示在第4圖(c)。該基準振動波形係形成時間的函數。
接著，振動移動量產生部484係求出在各時 間中振動前進位置與振動後退位置之差。軸方向之振動前進位置與振動後退位置之差係顯示在第4圖(d)。再者，振動移動量產生部484係對振動前進位置與振動後退位置之差，乘以在振動波形產生部483所產生之基準振動波形，以計算振動移動量。亦即，在各軸方向，將第4圖(c)的曲線(graph)與第4圖(d)的曲線相乘運算，以計算振動移動量。如此種方式所計算之軸方向的振動移動量係顯示在第4圖(e)。
然後，移動量合成部485係就各軸，將在移 動路徑產生部482所產生之振動後退位置、及在振動移動 量產生部484所產生之振動移動量予以重疊，亦即進行加法運算，藉此產生相對於時間的移動路徑。如此種方式所產生之軸方向的移動路徑R3係顯示在第5圖。
如第5圖所示，與對象的指令相對應的移動路徑R3即便到達目標位置，移動路徑R3的振動後退位置到達目標位置為止之間，移動路徑R3亦不超過目標位置。之後，振幅一面緩緩地減少一面移動路徑R3之振動後退位置到達目標位置。於是，當移動路徑R3之振動後退位置到達目標位置，且振動收斂時，形成以具有被設定之振動振幅進給比率之方式執行隨下一個振動之指令。以上，結束移動量計算處理。
另外，在前述之說明中，雖為了易於明瞭說明實施形態之內容，以加工程式中一區塊單位計算波形，惟實際上在內插處理部48依屬於單位時間之每內插周期進行計算。
另外，如前述，振動振幅進給比率，亦可作為參數431並記憶在記憶部43，亦可設定在加工程式中。第6圖係顯示將振動振幅進給比率作為參數並記憶在記憶部時之加工程式與參數之一例之圖。加工程式432，係按第6圖所顯示之列(row，橫向)讀入，亦即按區塊讀入，而進行執行。該加工程式432中之在順序(sequence)編號「N01」所顯示之指令「G0 X0.0；」係定位指令。在順序編號「N02」所顯示之指令係「G165 P1；」，且指令「G165 P1」係表示開始振動切削控制模式(mode)。
在順序編號「N03」所顯示之指令「G99 G1 X10.0 F0.05；」係顯示執行在直線內插從X=0.0起移動至X=10.0為止之切削進給。此外，「F」和與其連接之數值係表示主軸之一旋轉之間的切削進給量(例如mm)。在此例中，切削指令係0.05mm/r。另外，亦可採用每一分鐘之切削進給量，作為切削進給速度。
順序編號「N04」所顯示之指令「X20.0 F0.10；_」係顯示執行在直線內插從X=10.0起移動至X=20.0為止之切削進給。在此例中，切削指令係0.10mm/r。 順序編號「N05」所顯示之指令「G165 P0；」係表示結束振動切削控制模式。此外，如第6圖(b)所示，參數431中記憶有「2.0」作為振動振幅進給比率之參數設定值。
第7圖係顯示指定振動振幅進給比率之加 工程式之一例之圖。該第7圖之內容，與第6圖(a)所示者基本上相同。惟，在順序編號「N02」之開始振動切削控制模式之指令，以「Q」加以設定振動振幅進給比率之點與第6圖(a)所示者不同。
第8圖係顯示X軸方向之相對於時間的移 動路徑之圖，(a)係顯示根據第6圖或第7圖所產生之相對於時間之X軸方向的移動路徑之圖，(b)係(a)中A的部分放大之圖，而(c)係(a)中B部分放大之圖。
如第8圖(a)所示，在X=0.0至10.0之加工、 及在X=10.0至20.0之加工，並且振動振幅進給比率係2.0。此外，在X=10.0至20.0之切削進給速度，係X=0.0 至10.0切削進給速度之2倍。
在第8圖(b)，橫軸係顯示主軸每一旋轉之 所需時間T，而縱軸係顯示X軸位置。振動前進位置R1與振動後退位置R2之斜率係與每旋轉進給量F相等，為0.05mm。此外，振幅A係將數式(1)變形而獲得0.10mm。
另一方面，在第8圖(c)，橫軸係顯示主軸 每一旋轉之所需時間T，而縱軸係顯示X軸位置。振動前進位置R1與振動後退位置R2之斜率係與每旋轉進給量F相等，為0.10mm。此外，振幅A係將數式(1)變形而為0.20mm。亦即，在X=10.0至20.0之加工處理中，與X=0.0至10.0之加工處理之情形相比，切削進給速度為2倍，而隨之振幅亦為2倍。
另外，當操作輸入操作部20之切削進給速 度變更部201，變更切削進給速度時，如在前述說明之方式振動振幅進給比率係以保持在所設定之值的狀態下，動態地變更切削進給速度。例如，在第8圖，振動振幅進給比率係保持其狀態下，改變移動路徑之斜率。另外，如此在利用切削進給速度變更部201變更切削進給速度之情形，亦進行與前述處理同樣的處理。
在實施形態1中，在參數設定振動振幅進給 比率或者在加工程式設定振動振幅進給比率，據此產生隨振動之各軸方向的移動路徑。藉此，具有在低頻振動切削中，使用能夠自由地選擇切削進給速度之效果。
此外，設置切削進給速度變更部201，可在 低周波振動切削中變更切削進給速度，且在維持振動振幅進給比率之狀態下，亦即以振幅成為變更之切削進給速度的振動振幅進給比率倍之方式變更移動路徑。藉此，具有即便在低頻振動切削中，亦能夠以自由(即時(real time)、連續性)之方式變更切削進給速度之效果。
再者，藉由設定振動振幅進給比率，俾使在將主軸經達至某一旋轉相位之時間之在移動路徑上的第一軸位置與主軸於經旋轉一旋轉以上之後達至前述旋轉相位之時間之在移動路徑上的第二軸位置予以比較時，會存在有第一軸位置位於相對於行進方向比第二軸位置接近移動始點之位置的旋轉相位、及第二軸位置位於相對於行進方向比第一軸位置接近移動始點之位置的旋轉相位，從而能夠細小地分割利用切削工具之切削結果所產生之切屑。結果，具有延長切削工具的壽命，並且使切屑之處理變得容易之效果。
實施形態2
在實施形態1中，在隨低頻振動之切削加工之時，將振動振幅進給比率設為固定而進行加工。在實施形態2中，係針對將相位差設為固定以取代振動振幅進給比率而進行加工之情況加以說明。
在第4圖(a)與數式(4)中，當主軸每一旋轉之所需時間T設為「1」時，則相位差W與振動振幅進給比率Q相等。亦即，即便指定相位差W取代振動振幅進給比率Q，亦能夠進行與實施形態1同樣的處理。
第9圖係方塊圖，用來顯示實施形態2之數 值控制裝置之構成之一例。在該數值控制裝置1中，記憶部43、解析處理部45及內插處理部48之構成與實施形態1不同。
在記憶部43之參數431，亦可包含相位差 4312以取代振動振幅進給比率4311。相位差4312，並非在加工程式432而是以參數431指定時加以記憶。相位差4312，如前述之方式，係從根據以移動指令行經某位置的移動指令所作成之路徑，減去振動條件之振幅者(時間)。
解析處理部45，係具有相位差解析部454 代替振動振幅進給比率解析部453。相位差解析部454，係解析在加工程式432中是否包含有相位差，在包含之情況時取得相位差。
內插處理部48，係構成不具有相位差計算 部481。此外，移動路徑產生部482，並不採用在相位差計算部481所計算之相位差，採用從解析處理部45或記憶部43所取得之相位差，產生在屬於單位時間之內插周期中各軸方向之相對於時間的移動路徑。另外，在與實施形態1相同之構成要素附加相同之符號並省略其說明。
此外，實施形態2之數值控制裝置1之加工 方法，由於除了未進行計算在第4圖(a)之相位差之處理之點以外，與第4圖相同，故省略其說明。
另外，如前述之方式，相位差亦可作為參 數431並記憶在記憶部43，亦可設定在加工程式432中。 第10圖係顯示將相位差作為參數並記憶在記憶部時之加工程式與參數之一例之圖。第10圖(a)所示之加工程式432，係與實施形態1之第6圖(a)所示者相同。此外，如第10圖(b)所示，參數431中記憶有「2.0」作為相位差之參數設定值。相位差係前進振動位置與後退振動位置之差，且設定有令主軸每一旋轉之所需時間為「1」的情況下之倍率。
第11圖係顯示指定相位差之加工程式之一例之圖。該第11圖之內容係與實施形態1之第7圖所示者基本上相同。惟，在順序編號「N02」之開始振動切削控制模式之指令，以「W」加以設定相位差之點與第7圖所示者不同。以「W」所指定之相位差，在此係設定令主軸每一旋轉之所需時間為「1」之倍率。
第12圖係顯示X軸方向之相對於時間的移動路徑之圖，(a)係第8圖中A之部分放大之圖，而(b)係第8圖中B之部分放大之圖。在該等圖中，橫軸係顯示主軸每一旋轉之所需時間T，而縱軸係顯示X軸位置。
在第12圖(a)中，振動前進位置R1與振動後退位置R2之斜率係與每旋轉進給量F相等，為0.05mm。此外，振幅A係將數式(1)變形而為0.10mm。藉此，振動振幅進給比率為2.0。再者，根據該圖可知，相位差W係振動後退位置R2為0之時序t12與振動前進位置R1為0之時序t11之差t12-t11。並且，該相位差W根據數式(4)成為2T。
另一方面，在第12圖(b)中，振動前進位置 R1與振動後退位置R2之斜率係與每旋轉進給量，亦即進給速度F相等，為0.10mm。此外，振幅A係將數式(1)變形而為0.20mm。藉此，振動振幅進給比率為2.0。再者，相位差W係振動後退位置R2為0之時序t22與振動前進位置R1為0之時序t21之差t22-t21。並且，該相位差W根據數式(4)成為2T。
亦即，X=10.0至20.0之加工處理與X=0.0 至10.0之加工處理比較，切削進給速度為2倍，伴隨於此，振幅也為2倍。但是，X=10.0至20.0的加工處理時及X=0.0至10.0的加工處理時，相位差W均為固定。此外，可知若相位差W為固定則振動振幅進給比率Q亦為固定。 結果，可知即便指定相位差W以取代振動振幅進給比率Q，亦可進行與實施形態1同樣的處理。
如上述之方式，在實施形態2中，在參數 431或加工程式432指定相位差W取代振動振幅進給比率Q而進行加工。由於若相位差W為固定則振動振幅進給比率Q亦為固定，在該情形下亦能夠獲得與實施形態1相同的效果。
另外，在前述之說明中，雖針對加工程式 上之移動路徑加以說明，惟加工程式上之移動路徑，一般而言係顯示根據加工程式之命令所進行加工後之加工對象之輪廓的軌跡。為了獲得此種之加工對象的輪廓，雖利用工具進行切削，惟使工具相對於加工對象移動之時其工具的基準位置(例如工具的中心位置)的軌跡與前述移動路徑 不同。此因工具之基準位置與刀刃位置不一致。因此，以使前述之加工程式上之移動路徑為工具之基準位置之方式進行校正並產生校正路徑，亦可對該校正路徑施加振動。 就此種之校正而言，可例示工具長校正、摩耗校正、刀鼻半徑(nose-radius)校正、其他旋轉方向之校正、或三維校正、機械誤差之校正等。
此外，前述之實施形態1、2，對於鑽孔(drill)加工亦可適用。
(產業上之可利用性)
依照上述之方式，本發明之數值控制裝置適用在使用有加工程式之工作機械之數值控制。
1‧‧‧數值控制裝置
10‧‧‧驅動部
11‧‧‧伺服馬達
12‧‧‧檢測器
13X‧‧‧X軸伺服控制部
13Z‧‧‧Z軸伺服控制部
14‧‧‧主軸馬達
15‧‧‧檢測器
16‧‧‧主軸控制部
20‧‧‧輸入操作部
30‧‧‧顯示部
40‧‧‧控制運算部
41‧‧‧輸入控制部
42‧‧‧資料設定部
43‧‧‧記憶部
44‧‧‧畫面處理部
45‧‧‧解析處理部
46‧‧‧機械控制信號處理部
47‧‧‧PLC電路部
48‧‧‧內插處理部
49‧‧‧加減速處理部
50‧‧‧軸資料輸出部
201‧‧‧切削進給速度變更部
431‧‧‧參數
432‧‧‧加工程式
433‧‧‧畫面顯示資料
434‧‧‧共有區域
451‧‧‧移動指令產生部
452‧‧‧振動指令解析部
453‧‧‧振動振幅進給比率解析部
481‧‧‧相位差計算部
482‧‧‧移動路徑產生部
483‧‧‧振動波形產生部
484‧‧‧振動移動量產生部
485‧‧‧移動量合成部
4311‧‧‧振動振幅進給比率

Claims (8)

  1. 一種數值控制裝置，係藉由設置在工具或加工對象之驅動軸，使前述工具和前述加工對象相對地一面伴隨著振動一面延著移動路徑移動並進行前述加工對象之加工，該數值控制裝置具備有：相位差計算手段，從於前述移動時所指定之前述振動之振幅與前述工具相對於前述加工對象之進給速度的比率，計算出根據加工程式中的指令區塊所產生之振動後退位置相對於振動前進位置之時間性的延遲作為相位差；移動路徑產生手段，根據前述相位差依各前述驅動軸產生前述振動前進位置、及前述振動後退位置作為前述移動路徑；振動移動量產生手段，根據用以與前述移動路徑重疊之基準振動波形依各前述驅動軸計算出於前述移動路徑中的振動移動量；以及移動量合成手段，依各前述驅動軸產生將前述振動移動量與前述移動路徑予以加法運算後之合成移動量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之數值控制裝置，其中，前述移動路徑產生手段，於產生加工程式中彼此相異之指令區塊之移動路徑時，採用前述比率來產生各個前述移動路徑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之數值控制裝置，其具備有：進給速度變更手段，用來使前述進給速度變化；且 前述移動路徑產生手段係使用在前述進給速度變更手段所變更之前述進給速度、及前述比率，來產生前述移動路徑。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之數值控制裝置，其中，前述比率係設定成：在比較使前述加工對象旋轉之主軸達至預定之旋轉相位之時間之在移動路徑上的第一軸位置與前述主軸於旋轉一旋轉以上後達至前述旋轉相位之時間之在移動路徑上的第二軸位置時，會存在有前述第一軸位置位於相對於行進方向比前述第二軸位置接近移動始點之位置的旋轉相位、及前述第二軸位置位於相對於行進方向比前述第一軸位置接近前述移動始點之位置的旋轉相位。
  5. 一種數值控制裝置，係藉由設置在工具或加工對象之驅動軸，使前述工具和前述加工對象相對地一面伴隨著振動一面延著移動路徑移動並進行前述加工對象之加工，該數值控制裝置具備有：移動路徑產生手段，依各前述驅動軸產生振動前進位置、及振動後退位置以作為前述移動路徑，該振動前進位置係根據加工程式中之指令區塊所產生者，而該振動後退位置係將在前述移動時所指定之相位差與前述振動前進位置相加而成者；振動移動量產生手段，根據用以與前述移動路徑重疊之基準振動波形依各前述驅動軸計算出於前述移動路徑中的振動移動量；以及 移動量合成手段，依各前述驅動軸產生將前述振動移動量與前述移動路徑予以加法運算後之合成移動量。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之數值控制裝置，其中，前述移動路徑產生手段，於產生加工程式中彼此相異之指令區塊之移動路徑時，採用前述相位差來產生各個前述移動路徑。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之數值控制裝置，其具備有：進給速度變更手段，用來使前述工具相對於前述加工對象之進給速度變化；且前述移動路徑產生手段係使用在前述進給速度變更手段所變更之前述進給速度、及前述相位差，來產生前述移動路徑。
  8. 如申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述之數值控制裝置，其中，前述相位差係設定成：在比較使前述加工對象旋轉之主軸達至預定之旋轉相位之時間之在移動路徑上的第一軸位置與前述主軸於旋轉一旋轉以上後達至前述旋轉相位之時間之在移動路徑上的第二軸位置時，會存在有前述第一軸位置位於相對於行進方向比前述第二軸位置接近移動始點之位置的旋轉相位、及前述第二軸位置位於相對於行進方向比前述第一軸位置接近前述移動始點之位置的旋轉相位。
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