WO2015140906A1 - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2015140906A1
WO2015140906A1 PCT/JP2014/057151 JP2014057151W WO2015140906A1 WO 2015140906 A1 WO2015140906 A1 WO 2015140906A1 JP 2014057151 W JP2014057151 W JP 2014057151W WO 2015140906 A1 WO2015140906 A1 WO 2015140906A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibration
path
block
movement
inter
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/057151
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光雄 渡邊
正一 嵯峨崎
章 田辺
悠貴 平田
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2014555649A priority Critical patent/JP5781241B1/ja
Priority to CN201480003126.2A priority patent/CN105144008B/zh
Priority to PCT/JP2014/057151 priority patent/WO2015140906A1/ja
Priority to DE112014006479.3T priority patent/DE112014006479B4/de
Publication of WO2015140906A1 publication Critical patent/WO2015140906A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37435—Vibration of machine
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49166—Compensation for measured deviation of tool path, as function of lenght of path

Definitions

  • the present invention relates to a numerical control device.
  • a numerical control device having a cutting tool feed mechanism that feeds a cutting tool to a workpiece and a control mechanism that controls a cutting tool feed drive motor by vibrating the cutting tool at a low frequency is known. It has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • the control mechanism feeds the cutting tool in synchronization according to the operating means for performing various settings, and the workpiece rotation speed set by the operating means or the cutting tool feed amount per one cutting tool rotation.
  • the present invention has been made in view of the above, and when executing a machining program that vibrates along an interpolation path, a process for converging vibration from one command block and then moving to the next command block, and a certain command It is an object of the present invention to obtain a numerical control apparatus that can cope with both of the process of shifting to the next command block while continuing the vibration from the block.
  • the numerical control device provides a machining target while relatively moving the tool and the machining target by a drive shaft provided on at least one of the tool and the machining target.
  • a numerical control device that performs machining of the machining program, analyzing a machining program, obtaining a movement command for moving the tool on a movement path for each command block in the machining program, and a target command block So that the vibration continues between the first movement path and the second movement path when the first movement path in the second block and the second movement path in the next command block are machining with vibration.
  • An inter-block vibration continuation path generating means for generating an inter-block vibration continuation path for each of the drive shafts, and a reference to be superimposed on the inter-block vibration continuation path using vibration conditions
  • a vibration waveform generating means for generating a dynamic waveform for each of the drive axes
  • a vibration movement amount generating means for calculating a vibration movement amount in the inter-block vibration continuation path for each of the drive axes using the reference vibration waveform
  • a movement amount synthesizing unit that generates, for each of the drive axes, a combined movement amount obtained by adding the vibration movement amount to the inter-block vibration continuation path.
  • an inter-block vibration convergence path is generated for each drive shaft so that vibrations converge between the first movement path in the target command block and the second movement path in the next command block.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the numerical control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of conditions for converging vibration between command blocks.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the shaft of the numerical control apparatus according to Embodiment 1 that performs turning.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the processing method according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a machining program according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of vibration cutting according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a procedure of a method for calculating a movement path with vibration when the next command block is moved after the vibration between blocks converges according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the numerical control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of conditions for converging vibration between command blocks.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a procedure of a method for calculating a movement path with vibration when the next command block is moved after the vibration between blocks has converged according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a procedure of a method for calculating a movement path with vibration when the next command block is moved by continuing the vibration between blocks according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a procedure of a method for calculating a movement path with vibration when the next command block is moved by continuing the vibration between blocks according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a machining program for performing vibration cutting.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state when the machining program of FIG.
  • FIG. 11 is executed by converging vibration between command blocks.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state when the machining program of FIG. 11 is executed while vibration is continued between command blocks.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the numerical control device according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a vibration waveform.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the numerical control apparatus according to the first embodiment.
  • the numerical control device 1 includes a drive unit 10, an input operation unit 20, a display unit 30, and a control calculation unit 40.
  • the drive unit 10 is a mechanism that drives one or both of the machining target and the tool in at least two axial directions.
  • a servo motor 11 that moves a workpiece and / or a tool in each axial direction defined on the numerical control device 1
  • a detector 12 that detects the position / speed of the servo motor 11
  • Each axis servo control unit 13 (X-axis servo control unit 13X, Z-axis servo control unit 13Z,...) That controls the position and speed of the machining target and / or tool based on the position / speed.
  • a servo control unit 13 that controls the position and speed of the machining target and / or tool based on the position / speed.
  • a spindle motor 14 that rotates a spindle provided on the machining target
  • a detector 15 that detects the position / rotation speed of the spindle motor 14, and a position / rotation speed from the detector 15 are provided on the machining object.
  • a spindle control unit 16 for controlling the rotation of the spindle.
  • the input operation unit 20 is configured by input means such as a keyboard, a button, or a mouse, and a user inputs a command or the like to the numerical control device 1 or inputs a machining program or a parameter.
  • the display unit 30 is configured by display means such as a liquid crystal display device, and displays information processed by the control calculation unit 40.
  • the control calculation unit 40 includes an input control unit 41, a data setting unit 42, a storage unit 43, a screen processing unit 44, an analysis processing unit 45, a machine control signal processing unit 46, and a PLC (Programmable Logic Controller) circuit.
  • the input control unit 41 receives information input from the input operation unit 20.
  • the data setting unit 42 stores the information received by the input control unit 41 in the storage unit 43. For example, when the input content is an edit of the machining program 432, the edited content is reflected in the machining program 432 stored in the storage unit 43, and when a parameter is input, the parameter 431 in the storage unit 43 is reflected. Is stored in the storage area.
  • the storage unit 43 stores information such as the parameters 431 used in the processing of the control calculation unit 40, the machining program 432 to be executed, the screen display data 433 to be displayed on the display unit 30, and the like.
  • the storage unit 43 is provided with a shared area 434 for storing temporarily used data other than the parameters 431 and the machining program 432.
  • the screen processing unit 44 performs control to display the screen display data in the storage unit 43 on the display unit 30.
  • the analysis processing unit 45 includes a movement command generation unit 451, an additional command generation unit 452, and a vibration command analysis unit 453.
  • the movement command generation unit 451 reads a machining program including one or more blocks, analyzes the read machining program for each block, and generates a movement command for movement in one block.
  • the additional command generation unit 452 analyzes whether an instruction to automatically generate a route (hereinafter referred to as a route generation instruction) is included in the read one block, and includes a route generation instruction. In this case, an additional command block not defined in the machining program is generated according to the path generation instruction. Further, an additional command is generated for the additional command block.
  • the vibration command analysis unit 453 analyzes whether the machining program includes a vibration command.
  • the vibration command analysis unit 453 generates vibration information such as frequency and amplitude included in the vibration command.
  • the amplitude of the vibration command included in the machining program is preferably 1 micron or more and 300 microns or less. This is because if the amplitude is smaller than 1 micron, the cutting efficiency is deteriorated and the servo system cannot respond, and if the amplitude is larger than 300 microns, there is a possibility of causing mechanical vibration.
  • the frequency is preferably 10 Hz or more and 300 Hz or less. This is because if the frequency is lower than 10 Hz, the effect of vibration cutting cannot be obtained, and if it is higher than 300 Hz, the servo system cannot respond.
  • the machine control signal processing unit 46 confirms that the auxiliary command is instructed when the analysis processing unit 45 reads an auxiliary command as a command for operating a machine other than the command for operating the numerical control axis (drive axis). Notify the PLC circuit unit 47.
  • the PLC circuit unit 47 receives a notification from the machine control signal processing unit 46 that an auxiliary command has been issued, the PLC circuit unit 47 executes processing corresponding to the auxiliary command.
  • the interpolation processing unit 48 includes an inter-block movement switching unit 481, an inter-block vibration convergence path generation unit 482, an inter-block vibration continuation path generation unit 483, a vibration waveform generation unit 484, a vibration movement amount generation unit 485, A quantity synthesis unit 486.
  • the inter-block movement switching unit 481 causes the target command block and the command block executed subsequent to the command block to vibrate along the movement path from the movement command and the additional command from the analysis processing unit 45. It is a command to be added, and it is determined whether to shift to the next command block after converging the vibration in the target command block or to shift to the next command block while continuing the vibration.
  • a route generation instruction is included in the command block, and additional commands not specified in the machining program created based on the route generation instruction are included.
  • a command block is also included.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of conditions for converging vibration between command blocks.
  • the condition for waiting for the convergence of vibration between command blocks corresponds to the condition for performing the deceleration check in the conventional cutting mode that is not the vibration cutting mode. Specifically, (1) when error detect mode is set, (2) when exact stop check (G09) is commanded, (3) when exact stop check mode (G61) is selected, (4) The case where the next command block is not a cutting feed command can be cited.
  • the above (1) to (3) show conditions for converging vibration between consecutive command blocks in the vibration cutting mode, and conditions for executing a deceleration check between consecutive command blocks in the conventional cutting mode.
  • (1) is specified by PLC (ladder program)
  • (2) is specified by machining program
  • (3) is specified by using mode in machining program It is.
  • the inter-block movement switching unit 481 converges the vibration between blocks so as to converge the vibration between blocks.
  • the route generation unit 482 is instructed to perform a process for generating a movement amount.
  • the inter-block movement switching unit 481 moves the movement amount to the inter-block vibration continuation path generating unit 483 so as to continue the inter-block vibration when the machining program does not satisfy the condition for converging the inter-block vibration.
  • An instruction to perform processing to generate is given.
  • the condition for converging the vibration between blocks is shown, but a condition for continuing the vibration between blocks may be provided.
  • the inter-block vibration convergence path generation unit 482 acquires the amplitude from the vibration condition acquired from the analysis processing unit 45 when the movement generation process for converging the inter-block vibration is instructed from the inter-block movement switching unit 481.
  • a movement path (hereinafter referred to as an inter-block vibration convergence path) with respect to time in each axis direction in a unit time (interpolation cycle) when converging the inter-block vibration is generated.
  • a vibration advance position obtained by adding the amplitude of the vibration condition to the movement path with respect to time based on the target command block, and a vibration retreat position obtained by subtracting the amplitude of the vibration condition from the movement path with respect to time are obtained.
  • the vibration advance position coincides with the vibration retreat position at the end point of the target command block, that is, the start point of the next command block, the vibration advance position and the vibration retreat position in the next command block are obtained.
  • the inter-block vibration continuation path generation unit 483 acquires the amplitude from the vibration condition acquired from the analysis processing unit 45 when the generation process of the movement path for continuing the inter-block vibration is instructed from the inter-block movement switching unit 481.
  • a movement path with respect to time in each axis direction in a unit time (interpolation cycle) is generated so that the amplitude changes smoothly.
  • a vibration advance position obtained by adding the amplitude of the vibration condition to the movement path with respect to time based on the target command block and a vibration retreat position obtained by subtracting the amplitude of the vibration condition from the movement path with respect to time are obtained.
  • the vibration advance position reaches the target position in the target command block
  • the vibration advance position of the next command block starting from that point is obtained.
  • the vibration backward position of the target command block reaches the target position
  • the vibration backward position of the next command block starting from that point is obtained. In this way, the vibration movement path between blocks including the vibration advance position and the vibration retreat position is obtained.
  • the vibration waveform generation unit 484 generates a reference vibration waveform (hereinafter referred to as a reference vibration waveform) for each axis from the vibration command acquired from the analysis processing unit 45, for each axis.
  • the reference vibration waveform indicates a position in each axial direction with respect to time. Any reference vibration waveform can be used, but here the vibration waveform is assumed to be a triangular wave.
  • the triangular wave has an amplitude of 1.0, and the period has a value specified by the vibration condition.
  • the vibration movement amount generation unit 485 obtains the difference between the vibration advance position and the vibration retreat position at each time, and calculates the vibration movement amount obtained by multiplying this by the vibration waveform for each axis.
  • the movement amount synthesis unit 486 adds the vibration retreat position generated by the inter-block vibration convergence path generation unit 482 or the inter-block vibration continuation path generation unit 483 and the vibration movement amount generated by the vibration movement amount generation unit 485. Then, the combined movement amount of each axis in the unit time (interpolation cycle) is calculated.
  • the acceleration / deceleration processing unit 49 converts the combined movement amount of each drive axis output from the interpolation processing unit 48 into a movement command per unit time considering acceleration / deceleration in accordance with a previously specified acceleration / deceleration pattern.
  • the axis data output unit 50 outputs the movement command per unit time processed by the acceleration / deceleration processing unit 49 to the servo control units 13X, 13Z,... That control each drive axis.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the shaft of the numerical control apparatus according to Embodiment 1 that performs turning.
  • a Z axis and an X axis that are orthogonal to each other in the drawing are provided.
  • FIG. 3A shows a case where only the tool 62, which is a turning tool for performing turning, for example, is moved in the Z-axis and X-axis directions while the workpiece 61 is fixed, and FIG.
  • This is a case where the object 61 is moved in the Z-axis direction and the tool 62 is moved in the X-axis direction.
  • the processing described below can be performed.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the processing method according to the first embodiment.
  • a case is shown in which Z-axis and X-axis that are orthogonal to each other in the plane of the paper are provided, and machining is performed while relatively moving the tool 62 and the machining target along the movement path 101 in the ZX plane.
  • the tool 62 when the tool 62 is moved relative to the machining target along the movement path 101, the tool 62 is vibrated so as to follow the movement path 101. That is, the tool 62 is vibrated so as to reciprocate along a straight line in a straight section, and the tool 62 is vibrated so as to reciprocate along a curved line in a curved section.
  • the description of vibrating the tool 62 is a relative movement of the tool 62 with respect to the processing target 61, and actually, either the tool 62 or the processing target 61 may be moved as shown in FIG. 3. The following description is also the same.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a machining program according to the first embodiment.
  • the machining program is read and executed for each row (block).
  • “M3 S1000;” in line 401 is a spindle rotation command
  • “G01 X10.0 Z20.0 F0.01;” in line 403 is a linear interpolation command
  • “G02 in line 404” "X14.0 Z23.5 R4.0;” is a command for clockwise circular interpolation, and is a command used in a general numerical controller.
  • “G200;” in the row 402 and “G201;” in the row 405 command the vibration cutting according to the first embodiment, and are newly provided commands.
  • the command “G200” means the start of vibration cutting
  • the command “G201” means the end of vibration cutting.
  • arbitrary values can be set for the frequency and amplitude command values, which are vibration conditions, in order to vibrate accurately on a curved path, and to divide chips generated by cutting finely by vibration In general, a minute vibration (amplitude is several hundred micrometers or less and frequency is several hundred Hz or less) is commanded.
  • the movement command generation unit 451 of the analysis processing unit 45 generates a movement command including a start point and an end point from the command block of the machining program and outputs the movement command to the interpolation processing unit 48.
  • an additional command generation unit 452 When a route generation instruction is included in the command block, an additional command generation unit 452 generates an additional command for generating a route in accordance with the route generation instruction and outputs the generated instruction to the interpolation processing unit 48.
  • This additional command is not a command block originally included in the machining program, but is generated based on a command block that is additionally generated when machining is performed.
  • the vibration command analysis unit 453 outputs the vibration condition including the frequency and amplitude included in the machining program or set by parameters to the interpolation processing unit 48.
  • the inter-block movement switching unit 481 of the interpolation processing unit 48 determines whether convergence or continuation of inter-block vibration is specified in the machining program for the target command (movement command or additional command).
  • the generation of the vibration convergence path between blocks is instructed to the vibration convergence path generation unit 482 between blocks, and when the continuation of the vibration between blocks is specified, the block The inter-block vibration continuation path generation unit 483 is instructed to generate an inter-block vibration continuation path. This determination is performed based on conditions as shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of vibration cutting according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of a machining program that generates vibrations on the movement path.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the movement path
  • FIGS. 7 and 8 are procedures of a method of calculating a movement path with vibration when the next command block is moved after the inter-block vibration according to the first embodiment is converged.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a procedure for calculating a movement path along the X axis
  • FIG. 8 is an example of a procedure of a calculation method for the movement path along the Z axis.
  • the inter-block vibration convergence path generation unit 482 When receiving the instruction to generate the inter-block vibration convergence path, the inter-block vibration convergence path generation unit 482 generates a movement path with respect to time in each axis direction from the target instruction and the next instruction. Further, when the type of machining is cutting vibration, two types of paths of vibration advance position and vibration retract position are created using the vibration condition acquired from the vibration command analysis section 453 of the analysis processing section 45.
  • the movement command start timing of the vibration forward position is the position after the movement of the vibration backward position of the path in the previous command is completed. Further, at the vibration forward position, after reaching the target position and the movement command is completed, the movement is stopped until the movement of the vibration backward position is completed (the target position is reached) even if the next command is a cutting vibration command. .
  • the vibration backward position starts moving after waiting for a predetermined time (Tw) after the movement of the vibration forward position starts. Further, after the movement of the vibration retreat position is completed, the operation of the next path is started.
  • FIGS. 7 (a) and 8 (a) The vibration advance positions R 1X and R 1Z and the vibration retreat positions R 2X and R 2Z in the X-axis direction and the Z-axis direction created according to such rules are shown in FIGS. 7 (a) and 8 (a), respectively.
  • the movement of the vibration backward positions R 2X and R 2Z by the target command does not overlap with the movement of the vibration forward positions R 1X and R 1Z by the next command.
  • the vibration waveform generation unit 484 generates a reference vibration waveform to be superimposed on the movement path using the vibration condition from the vibration command analysis unit 453. Specifically, a vibration waveform having a frequency in the vibration condition and having a height from the valley to the mountain of 1 is generated. At this time, a predetermined waveform (for example, a triangular wave) is used as the vibration waveform. Reference vibration waveforms in the X-axis direction and the Z-axis direction generated by such rules are shown in FIGS. 7B and 8B, respectively. This reference vibration waveform is a function of time.
  • the vibration movement amount generation unit 485 obtains the difference between the vibration advance position and the vibration retreat position at each time. Differences between the vibration advance position and the vibration retreat position in the X-axis direction and the Z-axis direction are shown in FIGS. 7C and 8C, respectively. Further, the vibration movement amount generation unit 485 calculates the vibration movement amount by multiplying the difference between the vibration forward position and the vibration backward position by the reference vibration waveform generated by the vibration waveform generation unit 484. That is, in the X-axis direction, the graph of FIG. 7B and the graph of FIG. 7C are multiplied, and in the Z-axis direction, the graph of FIG. 8B and the graph of FIG. 8C are multiplied. Then, the vibration movement amount is calculated. The vibration movement amounts in the X-axis direction and the Z-axis direction calculated in this way are shown in FIGS. 7 (d) and 8 (d), respectively.
  • the movement amount synthesis unit 486 superimposes (adds) the vibration retreat position generated by the inter-block vibration convergence path generation unit 482 and the vibration movement amount generated by the vibration movement amount generation unit 485 for each axis.
  • a movement path with respect to time is generated.
  • the movement paths R 3X and R 3Z generated in this way in the X-axis direction and the Z-axis direction are shown in FIGS. 7 (e) and 8 (e), respectively.
  • the movement path R 3X corresponding to the command of the subject even if R 3Z reaches the target position, the moving route R 3X, vibration retracted position R 3Z
  • the movement paths R 3X and R 3Z do not exceed the target position until the target position is reached.
  • the vibration retreat positions of the movement paths R 3X and R 3Z reach the target position while gradually decreasing the amplitude.
  • the vibration retreat position of the movement paths R 3X and R 3Z reaches the target position and the vibration converges, a command with the next vibration is executed. This completes the process for generating the vibration convergence path between blocks.
  • FIGS. 9 and 10 show the procedure of the calculation method of the movement path with vibration when the inter-block vibration according to the first embodiment is continued and the next command block is moved.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a procedure for calculating a movement route along the X axis
  • FIG. 10 is an example of a procedure of a calculation method of the movement route along the Z axis.
  • the inter-block vibration continuation path generation unit 483 When the inter-block vibration continuation path generation unit 483 receives an instruction to generate an inter-block vibration continuation path, the inter-block vibration continuation path generation unit 483 generates a movement path with respect to time in each axis direction from the target instruction and the next instruction. Further, when the type of machining is cutting vibration, two types of paths of vibration advance position and vibration retract position are created using the vibration condition acquired from the vibration command analysis section 453 of the analysis processing section 45.
  • the movement command start timing of the vibration advance position is the position after the movement of the vibration advance position of the path in the previous command is completed.
  • the next movement command can be started after completion of the movement of the vibration forward position without waiting for the completion of the vibration backward position.
  • the vibration forward position after reaching the target position and completing the movement command, if the next command is not the vibration cutting movement command, stop until the movement of the vibration backward position is completed (the target position is reached). To do.
  • the vibration backward position starts moving after waiting for a predetermined time (Tw) after the movement of the vibration forward position starts.
  • the predetermined time Tw is set by a machining program or a parameter.
  • the vibration advance positions R 1X and R 1Z and the vibration retreat positions R 2X and R 2Z in the X-axis direction and the Z-axis direction created in accordance with such rules are shown in FIGS. 9A and 10A, respectively.
  • the vibration forward positions R 1X and R 1Z are created by the next command.
  • the speeds of the vibration advance positions R 1X and R 1Z change at time t 1 .
  • the vibration retreat positions R 2X and R 2Z are based on the target command.
  • Elapsed from the time t 1 is a predetermined time Tw
  • vibration retracted position at time t 2 R 2X until R 2Z reaches the target position, the vibration retracted position R 2X, R 2Z is assumed due to the command of interest.
  • the vibration retracted position at time t 2 R 2X when R 2Z reaches the target position, the vibration retracted position by the next command R 2X, R 2Z is created from that point.
  • the speeds of the vibration retreat positions R 2X and R 2Z change at time t 2 .
  • the vibration waveform generation unit 484 generates a reference vibration waveform to be superimposed on the movement path using the vibration condition from the vibration command analysis unit. This process is the same as that described in (A) Generation of the inter-block vibration convergence path.
  • the generated reference vibration waveforms in the X-axis direction and the Z-axis direction are shown in FIGS. 9B and 10B, respectively.
  • the vibration movement amount generation unit 485 obtains the difference between the vibration advance position and the vibration retreat position at each time. Differences between the vibration advance position and the vibration retreat position in the X-axis direction and the Z-axis direction are shown in FIGS. 9C and 10C, respectively. Further, the vibration movement amount generation unit 485 calculates the vibration movement amount by multiplying the difference between the vibration forward position and the vibration backward position by the reference vibration waveform generated by the vibration waveform generation unit 484. The vibration movement amounts in the X-axis direction and Z-axis direction calculated in this way are shown in FIGS. 9 (d) and 10 (d), respectively.
  • the movement amount synthesis unit 486 superimposes (adds) the vibration retreat position generated by the inter-block vibration convergence path generation unit 482 and the vibration movement amount generated by the vibration movement amount generation unit 485 for each axis. As a result, a movement path on which vibration is superimposed is generated.
  • the movement paths R 3X and R 3Z in the X-axis direction and the Z-axis direction generated in this way are shown in FIGS. 9 (e) and 10 (e), respectively.
  • the difference between the vibration forward position and the vibration backward position is constant, but from time t 1 to t 2 , the difference between the vibration forward position and the vibration backward position gradually decreases.
  • the difference between the vibration advance position and the vibration retreat position is constant. In this way, the amplitude on the movement path of the target command smoothly changes to the amplitude on the movement path of the next command. Thus, the generation process of the inter-block vibration continuation path is completed.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state when the machining program of FIG. 11 is executed by converging vibration between command blocks.
  • FIG. 12A is a diagram showing movement paths R 3X and R 3Z with respect to time in the X-axis direction and the Z-axis direction
  • FIG. 12B is a case where machining is performed under the conditions of FIG. It is a figure which shows the locus
  • vibration along the X axis is applied in accordance with the command indicated by the sequence number “N03” in FIG. That is, machining is performed while applying vibration in the X-axis direction, and no vibration is generated in the Z-axis direction.
  • vibration along the Z axis is applied according to the movement route R 3Z created from the command indicated by the sequence number “N04” in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state when the machining program of FIG. 11 is executed while vibration is continued between command blocks.
  • FIG. 13A is a diagram showing movement paths R 3X and R 3Z with respect to time in the X-axis direction and the Z-axis direction
  • FIG. 13B is a case where machining is performed under the conditions of FIG. It is a figure which shows the locus
  • vibration along the X axis is applied in accordance with the command indicated by the sequence number “N03” in FIG. That is, machining is performed while applying vibration in the X-axis direction, and no vibration is generated in the Z-axis direction.
  • machining is also performed in the Z-axis direction.
  • the vibration retreat position R 2X of the movement path R 3X in the X-axis direction reaches the target position at time t 12 , only machining in the Z-axis direction is performed thereafter.
  • FIG. 13C is an enlarged view of the tool trajectory at the corner portion R in FIG. Rather than waiting for the next command until the target position is reached, when the vibration advance position R 1X reaches the target position, the next command is executed. Therefore, the tool movement path at the corner R is: A combination of the X-axis direction and the Z-axis direction results in smooth machining.
  • the waveform is calculated in units of one block of the machining program.
  • the interpolation processing unit 48 performs each unit time (interpolation cycle). The calculation will be performed.
  • an inter-block vibration convergence path generation unit 482 generates an inter-block vibration convergence path including a vibration forward position and a vibration backward position
  • an inter-block vibration continuation path generation unit 483 generates a vibration forward position and a vibration backward position
  • a vibration movement amount generation unit 485 generates a vibration movement amount by multiplying the difference between the vibration forward position and the vibration backward position by the reference vibration waveform
  • a movement amount synthesis unit 486 generates a vibration movement amount.
  • the movement path was generated by superimposing the vibration movement amount and the vibration retreat position.
  • inter-block movement switching unit 481 for switching between generating the vibration forward position and the vibration backward position in either the inter-block vibration convergence path generation unit 482 or the inter-block vibration continuation path generation unit 483 is provided, It is possible to switch the route to be generated in accordance with the processing contents of or the instruction contents in the ladder program.
  • an inter-block vibration convergence path generation unit 482 when not only a command corresponding to the command block defined by the machining program but also a route generation instruction included in the command block, a command corresponding to the additional block created according to the route generation instruction.
  • an inter-block vibration convergence path generation unit 482 generates an inter-block vibration convergence path
  • an inter-block vibration continuation path generation unit 483 generates an inter-block vibration continuation path, and generates a movement path based on this. I tried to do it.
  • the vibration advance position by the target command when the vibration advance position by the target command reaches the target position, it changes to the vibration advance position at the speed by the next command, and when the vibration reverse position by the target command reaches the target position, the next command Changed to a speed vibration retreat position.
  • the time between the vibration forward position and the vibration backward position is constant until the vibration backward position reaches the target position after the vibration forward position according to the target command reaches the target position. Since the difference between the vibration forward position and the vibration backward position gradually changes, the amplitude of the movement path changes gradually.
  • processing between command blocks can be smoothly connected while smoothly changing from the amplitude on the movement path of the target command to the amplitude on the movement path of the next command.
  • FIG. FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the numerical control device according to the second embodiment.
  • the numerical control device 1 is different from the first embodiment in the configuration of the interpolation processing unit 48.
  • the interpolation processing unit 48 further includes a vibration waveform type selection unit 487 that passes the selected vibration waveform to the vibration waveform generation unit 484 when the vibration waveform is selected by the input operation unit 20.
  • a vibration waveform type selection unit 487 that passes the selected vibration waveform to the vibration waveform generation unit 484 when the vibration waveform is selected by the input operation unit 20.
  • symbol is attached
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a vibration waveform.
  • triangular waves FIG. 15A
  • rectangular waves FIGS. 15B and 15C
  • sine waves FIG. 15D
  • trapezoidal waves FIGS. 15E and 15F
  • Sawtooth waves FIGS. 15G and 15H
  • the triangular wave shown in FIG. 15A is a vibration waveform that can minimize the command speed during vibration. Therefore, it is effective when the command speed cannot be increased.
  • the rectangular wave shown in FIG. 15B is a vibration waveform that can obtain the largest feedback amplitude with respect to the command amplitude. Therefore, this is effective when the feedback amplitude is greatly attenuated with respect to the command amplitude.
  • A1 point rises of the rectangular wave is in contact with the vibration forward position R 1, fallen point A3 of the rectangular wave oscillation retracted position Although it is in contact with R 2 , it is not limited to this.
  • the points A1 ⁇ A2 of the square wave is disposed so as to overlap the vibration forward position R 1, may be arranged points A3 ⁇ A4 so as to overlap with the vibration retracted position R 2.
  • the sine wave shown in FIG. 15 (c) is a vibration waveform that can directly command an ideal vibration shape. Therefore, when the feedback sufficiently follows the command, an ideal vibration shape can be created.
  • the trapezoidal wave shown in FIG. 15 (e) is a vibration waveform that is close to a rectangular wave but can adjust the command speed gently.
  • contact A1 point rises trapezoidal wave to the vibration forward position R 1, fallen point A3 of the trapezoidal wave vibration retracted in contact with the position R 2, but not limited thereto.
  • the points A1 ⁇ A2 trapezoidal wave arranged so as to overlap the vibration forward position R 1 may be arranged points A3 ⁇ A4 so as to overlap with the vibration retracted position R 2.
  • the saw-tooth wave shown in FIGS. 15G and 15H can be used when it is desired to greatly change the forward / reverse speed.
  • the generation of the movement path is the same as that of the first embodiment except for the selection of the vibration waveform type by the vibration waveform type selection unit 487, and the description thereof will be omitted.
  • the vibration waveform type selection unit 487 selects the type of waveform designated by the user, and the vibration waveform is generated based on the waveform selected by the vibration waveform generation unit 484. As a result, the vibration waveform suitable for the type of control required by the machining program can be changed.
  • the movement path on the machining program generally indicates the locus of the contour of the machining target after being machined by the command.
  • the tool is cut with a tool.
  • the trajectory of the reference position of the tool (for example, the center position of the tool) when moving the tool with respect to the object to be processed is the above movement path. Is different. This is because the reference position of the tool and the position of the cutting edge do not match. Therefore, the correction path may be generated by correcting so that the movement path on the machining program becomes the reference position of the tool, and vibration may be applied to the correction path.
  • the first and second embodiments described above can also be applied to drilling.
  • the numerical control device is suitable for numerical control of a machine tool using a machining program.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

　数値制御装置（１）は、対象となる指令ブロックでの第１移動経路とつぎの指令ブロックでの第２移動経路とが振動を伴う加工である場合に、前記第１移動経路と前記第２移動経路との間で振動が継続するようにブロック間振動継続経路を駆動軸ごとに生成するブロック間振動継続経路生成部（４８３）と、振動条件を用いて、ブロック間振動継続経路に重畳させる基準振動波形を駆動軸ごとに生成する振動波形生成部（４８４）と、基準振動波形を用いて、ブロック間振動継続経路における振動移動量を駆動軸ごとに算出する振動移動量生成部（４８５）と、ブロック間振動継続経路に振動移動量を加算した合成移動量を駆動軸ごとに生成する移動量合成部（４８６）と、を備える。

Description

数値制御装置
　本発明は、数値制御装置に関するものである。
　従来では、旋削加工において、切削工具をワークに対して送り動作させる切削工具送り機構と、上記切削工具を低周波振動させて切削工具送り駆動モータを制御する制御機構と、を有する数値制御装置が提案されている（たとえば、特許文献１～３参照）。この数値制御装置では制御機構は、各種設定を行う操作手段と、操作手段によって設定されたワークの回転数または切削工具１回転当たりの切削工具の送り量に応じて、切削工具を同期させて送り動作させる２５Ｈｚ以上の低周波で動作可能なデータとして、送り軸のイナーシャまたはモータ特性等の機械特性に応じた少なくとも切削工具送り機構の前進量、後退量、前進速度、後退速度が予め表にされて格納されている振動切削情報格納手段と、振動切削情報格納手段に格納されている当該データに基づいて切削工具送り駆動モータを制御してなるモータ制御手段と、を有している。これによって、補間経路に沿って前進、後退動作を繰り返すことによって、低周波振動を生成している。
特許第５０３３９２９号公報 特許第５１３９５９１号公報 特許第５１３９５９２号公報
　上記特許文献１～３では、補間経路に沿って振動させているが、このとき指令ブロックで一度振動を収束させてからつぎの指令ブロックに移り変わるようにしている。しかし、加工の種類によっては、指令ブロックでの処理終了後に、振動を収束させずに次の指令ブロックに移るようにしたい場合もあるが、上記特許文献１～３では、このような処理に対応していない。
　本発明は、上記に鑑みてなされたもので、補間経路に沿って振動させる加工プログラムを実行する際に、ある指令ブロックから振動を収束させてからつぎの指令ブロックに移行する処理と、ある指令ブロックから振動を継続させながらつぎの指令ブロックに移行する処理と、の両方に対応することができる数値制御装置を得ることを目的とする。
　上記目的を達成するため、この発明にかかる数値制御装置は、工具および加工対象の少なくともいずれか一方に設けられた駆動軸によって、前記工具と前記加工対象とを相対的に移動させながら前記加工対象の加工を行う数値制御装置であって、加工プログラムを解析し、前記工具を移動経路上で移動させる移動指令を前記加工プログラム中の指令ブロックごとに取得する解析処理手段と、対象となる指令ブロックでの第１移動経路とつぎの指令ブロックでの第２移動経路とが振動を伴う加工である場合に、前記第１移動経路と前記第２移動経路との間で前記振動が継続するようにブロック間振動継続経路を前記駆動軸ごとに生成するブロック間振動継続経路生成手段と、振動条件を用いて、前記ブロック間振動継続経路に重畳させる基準振動波形を前記駆動軸ごとに生成する振動波形生成手段と、前記基準振動波形を用いて、前記ブロック間振動継続経路における振動移動量を前記駆動軸ごとに算出する振動移動量生成手段と、前記ブロック間振動継続経路に前記振動移動量を加算した合成移動量を前記駆動軸ごとに生成する移動量合成手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、対象となる指令ブロックでの第１移動経路とつぎの指令ブロックでの第２移動経路との間で振動が収束するようにブロック間振動収束経路を駆動軸ごとに生成するブロック間振動収束経路生成手段と、第１移動経路と第２移動経路との間で振動が継続するようにブロック間振動継続経路を駆動軸ごとに生成するブロック間振動継続経路生成手段とを備えたので、補間経路に沿って振動させる加工プログラムを実行する際に、ある指令ブロックから振動を収束させてからつぎの指令ブロックに移行する処理と、ある指令ブロックから振動を継続させながらつぎの指令ブロックに移行する処理と、の両方に対応することができるという効果を有する。
図１は、実施の形態１による数値制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、指令ブロック間の振動を収束させる条件の一例を示す図である。 図３は、旋削加工を行う実施の形態１による数値制御装置の軸の構成を模式的に示す図である。 図４は、実施の形態１による加工方法を模式的に示す図である。 図５は、実施の形態１による加工プログラムの一例を示す図である。 図６は、実施の形態１による振動切削の加工の一例を示す図である。 図７は、実施の形態１によるブロック間振動が収束してからつぎの指令ブロックの移動を行う場合の振動を伴う移動経路の算出方法の手順の一例を示す図である。 図８は、実施の形態１によるブロック間振動が収束してからつぎの指令ブロックの移動を行う場合の振動を伴う移動経路の算出方法の手順の一例を示す図である。 図９は、実施の形態１によるブロック間振動を継続してつぎの指令ブロックの移動を行う場合の振動を伴う移動経路の算出方法の手順の一例を示す図である。 図１０は、実施の形態１によるブロック間振動を継続してつぎの指令ブロックの移動を行う場合の振動を伴う移動経路の算出方法の手順の一例を示す図である。 図１１は、振動切削を行う加工プログラムの一例を示す図である。 図１２は、図１１の加工プログラムを指令ブロック間で振動を収束させて実行したときの様子を示す図である。 図１３は、図１１の加工プログラムを指令ブロック間で振動を継続させて実行したときの様子を示す図である。 図１４は、実施の形態２による数値制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１５は、振動波形の一例を示す図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる数値制御装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１による数値制御装置の構成の一例を示すブロック図である。数値制御装置１は、駆動部１０と、入力操作部２０と、表示部３０と、制御演算部４０と、を有する。
　駆動部１０は、加工対象および工具のいずれか一方または両方を少なくとも２軸方向に駆動する機構である。ここでは、数値制御装置１上で規定された各軸方向に加工対象および／または工具を移動させるサーボモータ１１と、サーボモータ１１の位置・速度を検出する検出器１２と、検出器１２からの位置・速度に基づいて、加工対象および／または工具の位置や速度の制御を行う各軸方向のサーボ制御部１３（Ｘ軸サーボ制御部１３Ｘ、Ｚ軸サーボ制御部１３Ｚ、・・・。なお、以下では、駆動軸の方向を区別する必要がない場合には、単にサーボ制御部１３と表記する）と、を有する。また、加工対象に設けられた主軸を回転させる主軸モータ１４と、主軸モータ１４の位置・回転数を検出する検出器１５と、検出器１５からの位置・回転数に基づいて、加工対象に設けられた主軸の回転を制御する主軸制御部１６と、を有する。
　入力操作部２０は、キーボード、ボタンまたはマウスなどの入力手段によって構成され、ユーザによる数値制御装置１に対するコマンドなどの入力、または加工プログラムもしくはパラメータなどの入力が行われる。表示部３０は、液晶表示装置などの表示手段によって構成され、制御演算部４０によって処理された情報が表示される。
　制御演算部４０は、入力制御部４１と、データ設定部４２と、記憶部４３と、画面処理部４４と、解析処理部４５と、機械制御信号処理部４６と、ＰＬＣ（Programmable　Logic　Controller）回路部４７と、補間処理部４８と、加減速処理部４９と、軸データ出力部５０と、を有する。
　入力制御部４１は、入力操作部２０から入力される情報を受け付ける。データ設定部４２は、入力制御部４１で受け付けられた情報を記憶部４３に記憶する。たとえば入力された内容が加工プログラム４３２の編集の場合には、記憶部４３に記憶されている加工プログラム４３２に編集された内容を反映させ、パラメータが入力された場合には記憶部４３のパラメータ４３１の記憶領域に記憶する。
　記憶部４３は、制御演算部４０の処理で使用されるパラメータ４３１、実行される加工プログラム４３２、表示部３０に表示させる画面表示データ４３３などの情報を記憶する。また、記憶部４３には、パラメータ４３１、加工プログラム４３２以外の一時的に使用されるデータを記憶する共有エリア４３４が設けられている。画面処理部４４は、記憶部４３の画面表示データを表示部３０に表示させる制御を行う。
　解析処理部４５は、移動指令生成部４５１と、追加指令生成部４５２と、振動指令解析部４５３と、を有する。移動指令生成部４５１は、１以上のブロックを含む加工プログラムを読み込み、読み込んだ加工プログラムを１ブロック毎に解析し、１ブロックで移動する移動指令を生成する。追加指令生成部４５２は、読み込んだ１ブロック中に数値制御装置１で自動的に経路を生成する指示（以下、経路生成指示という）が含まれるかを解析し、経路生成指示が含まれている場合に、その経路生成指示にしたがって加工プログラムには規定されていない追加の指令ブロックを生成する。また、その追加の指令ブロックに関して追加指令を生成する。振動指令解析部４５３は、加工プログラムに振動指令が含まれているかを解析し、振動指令が含まれている場合に、振動指令に含まれる周波数と振幅などの振動情報を生成する。なお、この明細書においては、加工プログラムに含まれる振動指令の振幅は１ミクロン以上３００ミクロン以下であることが望ましい。これは、振幅が１ミクロンより小さいと、切削効率が悪くなり、またサーボ系が応答できなくなるからであり、振幅が３００ミクロンより大きいと、機械振動につながる虞があるからである。また、周波数は１０Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下であることが望ましい。これは、周波数が１０Ｈｚより小さいと振動切削の効果が得られなくなるからであり、３００Ｈｚよりも大きいとサーボ系が応答できなくなるからである。
　機械制御信号処理部４６は、解析処理部４５によって、数値制御軸（駆動軸）を動作させる指令以外の機械を動作させる指令としての補助指令を読み込んだ場合に、補助指令が指令されたことをＰＬＣ回路部４７に通知する。ＰＬＣ回路部４７は、機械制御信号処理部４６から補助指令が指令されたことの通知を受けると、その補助指令に対応する処理を実行する。
　補間処理部４８は、ブロック間移動切替部４８１と、ブロック間振動収束経路生成部４８２と、ブロック間振動継続経路生成部４８３と、振動波形生成部４８４と、振動移動量生成部４８５と、移動量合成部４８６と、を有する。
　ブロック間移動切替部４８１は、解析処理部４５からの移動指令と追加指令とから、対象となる指令ブロックと、その指令ブロックに引き続いて実行される指令ブロックと、が移動経路に沿って振動を加える指令であって、対象となる指令ブロックでの振動を収束させてからつぎの指令ブロックに移行するのか、または振動を継続させたままつぎの指令ブロックに移行するのか、を判定する。なお、指令ブロックとして、加工プログラムに規定されている指令ブロックのほかに、指令ブロック中に経路生成指示が含まれ、その経路生成指示に基づいて作成される加工プログラムには規定されていない追加の指令ブロックも含まれる。
　図２は、指令ブロック間の振動を収束させる条件の一例を示す図である。指令ブロック間の振動の収束を待つ条件は、振動切削モードではない慣用切削モードで減速チェックを行う条件に対応している。具体的には、（１）エラーディテクトモードが設定されている場合、（２）イグザクトストップチェック（Ｇ０９）が指令された場合、（３）イグザクトストップチェックモード（Ｇ６１）が選択されている場合、（４）次指令ブロックが切削送り指令でない場合、などを挙げることができる。
　上記（１）～（３）は、振動切削モードでは連続する指令ブロック間で振動を収束させる条件を、慣用切削モードでは連続する指令ブロック間で減速チェックが実行される場合の条件を示したものであり、（１）はＰＬＣ（ラダープログラム）で指定される場合であり、（２）は加工プログラムで指定される場合であり、（３）は加工プログラム中でモードを用いて指定される場合である。
　ブロック間移動切替部４８１は、たとえば上記の指令ブロック間の振動（以下、ブロック間振動という）を収束させる条件を加工プログラムが満たす場合には、ブロック間振動を収束させるように、ブロック間振動収束経路生成部４８２に移動量を生成する処理を行う指示を与える。一方、ブロック間移動切替部４８１は、たとえば上記のブロック間振動を収束させる条件を加工プログラムが満たさない場合には、ブロック間振動を継続させるように、ブロック間振動継続経路生成部４８３に移動量を生成する処理を行う指示を与える。なお、ここでは、ブロック間振動を収束させる条件を示しているが、ブロック間振動を継続させる条件を設けてもよい。
　ブロック間振動収束経路生成部４８２は、ブロック間移動切替部４８１からブロック間振動を収束させる移動量の生成処理が指示された場合に、解析処理部４５から取得した振動条件から振幅を取得し、ブロック間振動を収束させる場合の単位時間（補間周期）での各軸方向の時間に対する移動経路（以下、ブロック間振動収束経路という）を生成する。ここでは、対象の指令ブロックに基づく時間に対する移動経路に振動条件の振幅を加算した振動前進位置と、時間に対する移動経路から振動条件の振幅を減算した振動後退位置と、を求める。このとき、対象の指令ブロックの終点、すなわちつぎの指令ブロックの始点で、振動前進位置と振動後退位置とが一致したときに、つぎの指令ブロックでの振動前進位置と振動後退位置とを求める。
　ブロック間振動継続経路生成部４８３は、ブロック間移動切替部４８１からブロック間振動を継続させる移動経路の生成処理が指示された場合に、解析処理部４５から取得した振動条件から振幅を取得し、ブロック間振動を継続させる場合に振幅が滑らかに変化するように、単位時間（補間周期）での各軸方向の時間に対する移動経路を生成する。具体的には、対象の指令ブロックに基づく時間に対する移動経路に振動条件の振幅を加算した振動前進位置と、時間に対する移動経路から振動条件の振幅を減算した振動後退位置と、を求める。このとき、対象の指令ブロックで振動前進位置が目標位置に到達した場合には、その点を始点とするつぎの指令ブロックの振動前進位置を求める。また、対象の指令ブロックの振動後退位置が目標位置に到達すると、その点を始点とするつぎの指令ブロックの振動後退位置を求める。このようにして、振動前進位置と振動後退位置とを含むブロック間振動移動経路を求める。
　振動波形生成部４８４は、解析処理部４５から取得した振動指令から、工具または加工対象を振動させるための基準となる振動波形（以下、基準振動波形という）を各軸について生成する。基準振動波形は、時間に対する各軸方向の位置を示すものである。基準振動波形として、任意のものを用いることができるが、ここでは振動波形は三角波であるとする。この三角波は、振幅が１．０であり、周期は振動条件で指定される値を有する。
　振動移動量生成部４８５は、各時間における振動前進位置と振動後退位置との差を求め、これに振動波形を掛け合わせた振動移動量を各軸について算出する。
　移動量合成部４８６は、ブロック間振動収束経路生成部４８２またはブロック間振動継続経路生成部４８３で生成された振動後退位置と、振動移動量生成部４８５で生成された振動移動量と、を加算して、単位時間（補間周期）での各軸の合成移動量を算出する。
　加減速処理部４９は、補間処理部４８から出力された各駆動軸の合成移動量を、予め指定された加減速パターンに従って加減速を考慮した単位時間当たりの移動指令に変換する。軸データ出力部５０は、加減速処理部４９で処理された単位時間当たりの移動指令を、各駆動軸を制御するサーボ制御部１３Ｘ，１３Ｚ，・・・に出力する。
　工具または加工対象を振動させながら加工を行うためには、上記したように、加工を行う際に、加工対象と工具とを相対的に移動させればよい。図３は、旋削加工を行う実施の形態１による数値制御装置の軸の構成を模式的に示す図である。この図では、紙面内に直交するＺ軸とＸ軸を設けている。図３（ａ）は、加工対象６１を固定し、たとえば旋削加工を行う旋削加工用工具である工具６２のみをＺ軸とＸ軸方向に移動させる場合であり、図３（ｂ）は、加工対象６１をＺ軸方向に移動させ、工具６２をＸ軸方向に移動させる場合である。これらのいずれの場合でも、移動させる対象（加工対象６１および／または工具６２）にサーボモータ１１を設けることで、以下に説明する処理を行うことが可能となる。
　図４は、実施の形態１による加工方法を模式的に示す図である。ここでは、紙面内に直交するＺ軸とＸ軸が設けられ、このＺＸ面内の移動経路１０１に沿って工具６２と加工対象とを相対的に移動させながら加工を行う場合が示されている。実施の形態１では、移動経路１０１に沿って工具６２を加工対象に対して相対的に移動させる際に、移動経路１０１をなぞるように工具６２を振動させるようにしている。すなわち、直線の区間では直線に沿って往復するように工具６２を振動させ、曲線の区間では曲線に沿って往復するように工具６２を振動させる。なお、工具６２を振動させるという記載は、工具６２の加工対象６１に対する相対的な運動であり、実際には図３に示したように、工具６２と加工対象６１のいずれを動かしてもよい。以下の説明も同様である。
　図５は、実施の形態１による加工プログラムの一例を示す図である。加工プログラムは、行（ブロック）ごとに読み込まれ、実行されていく。この加工プログラム中の行４０１の「Ｍ３　Ｓ１０００；」は主軸の回転指令であり、行４０３の「Ｇ０１　Ｘ１０．０　Ｚ２０．０　Ｆ０．０１；」は直線補間の指令であり、行４０４の「Ｇ０２　Ｘ１４．０　Ｚ２３．５　Ｒ４．０；」は時計回りの円弧補間の指令であり、一般的な数値制御装置で使用される指令である。
　一方、行４０２の「Ｇ２００；」と行４０５の「Ｇ２０１；」は、この実施の形態１の振動切削を指令するものであり、新たに設けられる指令である。ここでは、指令「Ｇ２００」は振動切削の開始を意味するものであり、指令「Ｇ２０１」は振動切削の終了を意味するものである。また、振動条件である周波数と振幅の指令値については任意の数値を設定することができるが、曲線経路上で精度良く振動させるため、また、切削により発生する切屑を振動により細かく分断するために、微小な振動（振幅が数百マイクロメートル以下かつ周波数が数百Ｈｚ以下）を一般的に指令する。
　つぎに、実施の形態１の数値制御装置１による加工方法について、具体例を挙げながら説明する。
　まず、解析処理部４５の移動指令生成部４５１で、加工プログラムの指令ブロックから始点と終点を含む移動指令が生成され、補間処理部４８に出力される。また、指令ブロック中に経路生成指示が含まれる場合には、追加指令生成部４５２で、その経路生成指示にしたがって経路を生成する追加指令が生成され、補間処理部４８に出力される。この追加指令は、加工プログラム中にもともと含まれる指令ブロックではないが、加工を行う際に追加で生成される指令ブロックに基づいて生成されるものである。また、振動指令解析部４５３によって、加工プログラムに含まれるまたはパラメータで設定される周波数と振幅を含む振動条件が補間処理部４８に出力される。
　ついで、補間処理部４８のブロック間移動切替部４８１は、対象となる指令（移動指令または追加指令）について、加工プログラム中でブロック間振動の収束または継続が規定されているかを判定する。ブロック間振動の収束が規定されている場合には、ブロック間振動収束経路生成部４８２に、ブロック間振動収束経路の生成を指示し、ブロック間振動の継続が規定されている場合には、ブロック間振動継続経路生成部４８３に、ブロック間振動継続経路の生成を指示する。この判定は、たとえば図２に示されるような条件に基づいて行われる。
　以下では、切削振動の場合の（Ａ）ブロック間振動収束経路の生成、および（Ｂ）ブロック間振動継続経路の生成について順に説明する。図６は、実施の形態１による振動切削の加工の一例を示す図であり、（ａ）は移動経路に対して振動を生じさせる加工プログラムの一例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の加工プログラムから得られるＺＸ面内での移動経路の一例を示す図である。ここでは、Ｘ＝０，Ｚ＝０からＸ＝１０．０，Ｚ＝５．０まで経路に沿って振動させながら切削し、そこからさらにＸ＝１５．０，Ｚ＝１５．０まで経路に沿って振動させながら切削する場合が例示されている。
（Ａ）ブロック間振動収束経路の生成
　図７と図８は、実施の形態１によるブロック間振動が収束してからつぎの指令ブロックの移動を行う場合の振動を伴う移動経路の算出方法の手順の一例を示す図であり、図７は、Ｘ軸に沿った移動経路の算出方法の手順の一例を示す図であり、図８は、Ｚ軸に沿った移動経路の算出方法の手順の一例を示す図である。
　ブロック間振動収束経路生成部４８２は、ブロック間振動収束経路の生成の指示を受けると、対象となる指令とそのつぎの指令とから、各軸方向での時間に対する移動経路を生成する。また、加工の種類が切削振動の場合には、解析処理部４５の振動指令解析部４５３から取得した振動条件を用いて、振動前進位置と振動後退位置の２種類の経路を作成する。
　具体的には、振動前進位置の移動指令開始タイミングは、前の指令での経路の振動後退位置の移動完了後の位置となる。また、振動前進位置では、目標位置に到達して移動指令が完了した後、つぎの指令が切削振動の指令であっても振動後退位置の移動が完了する（目標位置に到達する）まで停止する。
　振動後退位置は、振動前進位置の移動開始後、所定時間（Ｔｗ）だけ待ってから移動開始する。また、振動後退位置の移動完了後、つぎの経路の動作に移る。
　このような規則に従って作成されたＸ軸方向とＺ軸方向の振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zと振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zとが、それぞれ図７（ａ）と図８（ａ）に示されている。これらの図に示されるように、対象となる指令による振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zの移動と、つぎの指令による振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zの移動とはオーバラップしない。
　つぎに、振動波形生成部４８４は、移動経路に重畳させる基準振動波形を、振動指令解析部４５３からの振動条件を用いて生成する。具体的には、振動条件中の周波数を有し、谷から山までの高さが１の振動波形を生成する。このとき、振動波形は予め定められた波形（たとえば三角波）が用いられる。このような規則によって生成されたＸ軸方向とＺ軸方向の基準振動波形が、それぞれ図７（ｂ）と図８（ｂ）に示されている。この基準振動波形は、時間の関数となっている。
　その後、振動移動量生成部４８５は、各時間における振動前進位置と振動後退位置との差を求める。Ｘ軸方向とＺ軸方向の振動前進位置と振動後退位置との差が、それぞれ図７（ｃ）と図８（ｃ）に示されている。さらに、振動移動量生成部４８５は、振動前進位置と振動後退位置との差に、振動波形生成部４８４で生成した基準振動波形を乗算し、振動移動量を算出する。すなわち、Ｘ軸方向では、図７（ｂ）のグラフと図７（ｃ）のグラフとを乗算し、Ｚ軸方向では、図８（ｂ）のグラフと図８（ｃ）のグラフとを乗算して、振動移動量を算出する。このようにして算出されたＸ軸方向とＺ軸方向の振動移動量が、それぞれ図７（ｄ）と図８（ｄ）に示されている。
　そして、移動量合成部４８６は、各軸について、ブロック間振動収束経路生成部４８２で生成された振動後退位置と、振動移動量生成部４８５で生成した振動移動量と、を重畳（加算）することで、時間に対する移動経路を生成する。このようにして生成されたＸ軸方向とＺ軸方向の移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zが、それぞれ図７（ｅ）と図８（ｅ）に示されている。
　図７（ｅ）と図８（ｅ）に示されるように、対象の指令に対応する移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zが目標位置に到達しても、移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zの振動後退位置が目標位置に到達するまでの間は、移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zが目標位置を超えることがない。その後、振幅を徐々に減少させながら移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zの振動後退位置が目標位置に到達する。そして、移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zの振動後退位置が目標位置に到達し、振動が収束すると、つぎの振動を伴う指令が実行されることになる。以上で、ブロック間振動収束経路の生成処理が終了する。
（Ｂ）ブロック間振動継続経路の生成
　図９と図１０は、実施の形態１によるブロック間振動を継続してつぎの指令ブロックの移動を行う場合の振動を伴う移動経路の算出方法の手順の一例を示す図であり、図９は、Ｘ軸に沿った移動経路の算出方法の手順の一例を示す図であり、図１０は、Ｚ軸に沿った移動経路の算出方法の手順の一例を示す図である。
　ブロック間振動継続経路生成部４８３は、ブロック間振動継続経路の生成の指示を受けると、対象となる指令とそのつぎの指令とから、各軸方向での時間に対する移動経路を生成する。また、加工の種類が切削振動の場合には、解析処理部４５の振動指令解析部４５３から取得した振動条件を用いて、振動前進位置と振動後退位置の２種類の経路を作成する。
　具体的には、振動前進位置の移動指令開始タイミングは、前の指令での経路の振動前進位置の移動完了後の位置となる。ここでは、振動後退位置の完了を待たず、振動前進位置の移動完了後につぎの移動指令開始とすることができる。また、振動前進位置では、目標位置に到達して移動指令が完了した後、つぎの指令が振動切削移動指令でない場合には、振動後退位置の移動が完了する（目標位置に到達する）まで停止する。
　振動後退位置は、振動前進位置の移動開始後、所定時間（Ｔｗ）だけ待ってから移動開始する。なお、所定時間Ｔｗは、加工プログラムまたはパラメータにて設定される。
　このような規則に従って作成されたＸ軸方向とＺ軸方向の振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zと振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zとが、それぞれ図９（ａ）と図１０（ａ）に示されている。これらの図に示されるように、対象となる指令による振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zが、時刻ｔ1で目標位置（Ｘ＝１０．０，Ｚ＝５．０）に到達すると、その点からつぎの指令による振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zが作成される。ここでは、時刻ｔ1で振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zの速度が変わっている。しかし、この時点では、振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zは対象となる指令によるものとなっている。
　時刻ｔ1から所定時間Ｔｗが経過し、時刻ｔ2で振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zが目標位置に到達するまでは、振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zは対象となる指令によるものとなる。その後、時刻ｔ2で振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zが目標位置に到達すると、その点からつぎの指令による振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zが作成される。ここでは、時刻ｔ2で振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zの速度が変わっている。
　このようなブロック間振動継続経路では、時刻ｔ1～ｔ2で示されるように、対象となる指令による振動後退位置の移動と、つぎの指令による振動前進位置の移動とは、オーバラップすることになる。
　つぎに、振動波形生成部４８４は、移動経路に重畳させる基準振動波形を、振動指令解析部からの振動条件を用いて生成する。この処理は、（Ａ）ブロック間振動収束経路の生成で説明したものと同様である。生成されたＸ軸方向とＺ軸方向の基準振動波形が、それぞれ図９（ｂ）と図１０（ｂ）に示されている。
　その後、振動移動量生成部４８５は、各時間における振動前進位置と振動後退位置との差を求める。Ｘ軸方向とＺ軸方向の振動前進位置と振動後退位置との差が、それぞれ図９（ｃ）と図１０（ｃ）に示されている。さらに、振動移動量生成部４８５は、振動前進位置と振動後退位置との差に、振動波形生成部４８４で生成した基準振動波形を乗算し、振動移動量を算出する。このようにして算出されたＸ軸方向とＺ軸方向の振動移動量が、それぞれ図９（ｄ）と図１０（ｄ）に示されている。
　そして、移動量合成部４８６は、各軸について、ブロック間振動収束経路生成部４８２で生成された振動後退位置と、振動移動量生成部４８５で生成した振動移動量と、を重畳（加算）することで、振動を重畳した移動経路が生成される。このようにして生成されたＸ軸方向とＺ軸方向の移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zが、それぞれ図９（ｅ）と図１０（ｅ）に示されている。
　図９（ｅ）と図１０（ｅ）に示されるように、移動経路の山の部分を連ねた振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zが目標位置に到達すると、移動経路の振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zが目標位置に到達しない状態でも、つぎの指令の移動が開始される。その後、移動経路の振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zが目標位置に到達するまでの間は、つぎの移動経路の振動前進位置Ｒ1X，Ｒ1Zと対象となる指令の振動後退位置との間で振動が行われる。そして、移動経路の振動後退位置Ｒ2X，Ｒ2Zが目標位置に到達すると、振動後退位置でもつぎの指令が実行されることになる。すなわち、目標位置に到達しても振動は収束せず、そのままつぎの指令に従って振動が開始される。時刻ｔ0～ｔ1では、振動前進位置と振動後退位置との差は一定であるが、時刻ｔ1～ｔ2では、振動前進位置と振動後退位置との差が徐々に減少していく。そして、時刻ｔ2以降で、振動前進位置と振動後退位置との差は一定となる。このように、対象となる指令での移動経路上での振幅が、つぎの指令での移動経路上での振幅へと滑らかに変化する。以上で、ブロック間振動継続経路の生成処理が終了する。
　図１１は、振動切削を行う加工プログラムの一例を示す図である。この加工プログラムは、Ｘ＝０．０，Ｚ＝０．０からＸ軸に沿って振動を伴う切削加工を行い、Ｘ＝１０．０，Ｚ＝１０．０から９０度向きを変えてＺ軸に沿って振動を伴う切削加工を行うものである。
　図１２は、図１１の加工プログラムを指令ブロック間で振動を収束させて実行したときの様子を示す図である。図１２（ａ）は、Ｘ軸方向とＺ軸方向の時間に対する移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zを示す図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の条件で加工を行った場合のＺＸ面内での移動経路の軌跡を示す図である。なお、図１２（ａ）の移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zは、上記したような手順によって求められる。
　このような条件の加工では、まず、図１１のシーケンス番号「Ｎ０３」で示される指令にしたがって、Ｘ軸に沿った振動が加えられる。つまり、Ｘ軸方向に振動を加えながら加工が行われ、Ｚ軸方向は振動しない状態である。そして、時刻ｔ11でＸ軸方向の移動経路Ｒ3Xの振動前進位置Ｒ1Xが目標位置（Ｘ＝１０．０）に到達すると振幅が徐々に減少し、時刻ｔ12で振動後退位置Ｒ2Xが目標位置に到達し、振動が収束する。そして、時刻ｔ12で図１１のシーケンス番号「Ｎ０４」で示される指令から作成される移動経路Ｒ3Zにしたがって、Ｚ軸に沿った振動が加えられる。
　このような加工では、Ｘ＝１０．０，Ｚ＝０．０で一度振動が収束するため、図１２（ｂ）に示されるように、Ｘ＝１０．０，Ｚ＝０．０でコーナを正確に出すことができる。
　図１３は、図１１の加工プログラムを指令ブロック間で振動を継続させて実行したときの様子を示す図である。図１３（ａ）は、Ｘ軸方向とＺ軸方向の時間に対する移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zを示す図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の条件で加工を行った場合のＺＸ面内での移動経路の軌跡を示す図である。なお、図１３（ａ）の移動経路Ｒ3X，Ｒ3Zは、上記したような手順によって求められる。
　このような条件の加工では、まず、図１１のシーケンス番号「Ｎ０３」で示される指令にしたがって、Ｘ軸に沿った振動が加えられる。つまり、Ｘ軸方向に振動を加えながら加工が行われ、Ｚ軸方向は振動しない状態である。そして、時刻ｔ11でＸ軸方向の移動経路Ｒ3Xの振動前進位置Ｒ1Xが目標位置（Ｘ＝１０．０）に到達すると、図１１のシーケンス番号「Ｎ０４」で示される指令から作成される移動経路Ｒ3Zにしたがって、Ｚ軸方向にも振動を加えた加工が行われる。そして、時刻ｔ12でＸ軸方向の移動経路Ｒ3Xの振動後退位置Ｒ2Xが目標位置に到達すると、その後はＺ軸方向での加工のみとなる。
　つまり、Ｘ軸方向の移動経路Ｒ3Xで、振動前進位置Ｒ1Xが目標位置に到達すると、Ｚ軸方向の加工も始まるので、図１３（ｂ）に示されるように、Ｘ＝１０．０，Ｚ＝０．０付近でコーナを滑らかにすることができる。図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）のコーナ部Ｒでの工具の軌跡を拡大して示す図である。目標位置に到達するまでつぎの指令を待つのではなく、振動前進位置Ｒ1Xが目標位置に到達すると、つぎの指令が実行されることになるので、コーナ部Ｒでの工具の移動経路は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との合成となり、結果的に滑らかな加工が行われることになる。
　なお、上記した説明では、実施の形態の内容を分かり易く説明するために、加工プログラムの１ブロック単位で波形を計算しているが、実際には補間処理部４８で単位時間（補間周期）ごとに計算が行われることになる。
　実施の形態１では、ブロック間振動収束経路生成部４８２で振動前進位置と振動後退位置とを含むブロック間振動収束経路を生成し、ブロック間振動継続経路生成部４８３で振動前進位置と振動後退位置とを含むブロック間振動継続経路を生成し、振動移動量生成部４８５で振動前進位置と振動後退位置との差に基準振動波形を掛け合わせて振動移動量を生成し、移動量合成部４８６で振動移動量と振動後退位置とを重畳させて移動経路を生成した。これによって、ブロック間振動を収束させる場合と継続させる場合とで、異なる振動経路を生成することができるという効果を有する。
　また、ブロック間振動収束経路生成部４８２とブロック間振動継続経路生成部４８３のいずれかで振動前進位置と振動後退位置を生成させるかを切り替えるブロック間移動切替部４８１を設けたので、加工プログラムでの加工内容またはラダープログラムでの指示内容にしたがって生成する経路の切り替えを行うことができるという効果を有する。
　さらに、補間処理部４８では、加工プログラムで規定された指令ブロックに対応する指令のみではなく、指令ブロックに経路生成指示が含まれる場合に、その経路生成指示に従って作成された追加ブロックに対応する指令に対しても、ブロック間振動収束経路生成部４８２でブロック間振動収束経路を生成し、またはブロック間振動継続経路生成部４８３でブロック間振動継続経路を生成し、これに基づいて移動経路を生成するようにした。これによって、加工プログラムで規定されていないが、実際の加工に出現する指令ブロックについても、ブロック間振動の収束または継続を選択することができるという効果を有する。
　さらにまた、対象となる指令による振動前進位置が目標位置に到達すると、つぎの指令による速さの振動前進位置に変わり、対象となる指令による振動後退位置が目標位置に到達すると、つぎの指令による速さの振動後退位置に変わるようにした。これによって、対象となる指令による振動前進位置が目標位置に到達してから振動後退位置が目標位置に到達するまでの間は、振動前進位置と振動後退位置との時間は一定だが、各時間での振動前進位置と振動後退位置との差が徐々に変わるため、移動経路の振幅が緩やかに変化することになる。その結果、対象となる指令による移動経路上での振幅からつぎの指令の移動経路上での振幅へと滑らかに変化しながら、指令ブロック間の処理を滑らかにつなぐことができるという効果を有する。
実施の形態２．
　図１４は、実施の形態２による数値制御装置の構成の一例を示すブロック図である。この数値制御装置１は、実施の形態１と補間処理部４８の構成が異なる。
　補間処理部４８は、入力操作部２０によって振動波形が選択されると、選択された振動波形を振動波形生成部４８４に渡す振動波形種類選択部４８７をさらに備える。なお、実施の形態１と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１５は、振動波形の一例を示す図である。振動波形として、三角波（図１５（ａ））、矩形波（図１５（ｂ）、（ｃ））、正弦波（図１５（ｄ））、台形波（図１５（ｅ）、（ｆ））、のこぎり波（図１５（ｇ）、（ｈ））などを例示することができる。
　図１５（ａ）に示される三角波は、振動時の指令速度を最も小さくできる振動波形である。そのため、指令速度を大きくすることができない場合に有効である。図１５（ｂ）に示される矩形波は、指令振幅に対して最も大きなフィードバック振幅を得ることができる振動波形である。そのため、指令振幅に対して、フィードバック振幅の減衰が大きい場合に有効である。なお、移動経路を形成した後の時間に対する振動位置において、図１５（ｂ）では、矩形波の立ち上がった点Ａ１が振動前進位置Ｒ1に接し、矩形波の立ち下がった点Ａ３が振動後退位置Ｒ2に接しているが、これに限定されるものではない。たとえば図１５（ｃ）のように、矩形波の点Ａ１～Ａ２を振動前進位置Ｒ1と重なるように配置し、点Ａ３～Ａ４を振動後退位置Ｒ2と重なるように配置してもよい。
　図１５（ｃ）に示される正弦波は、理想的な振動形状をそのまま指令することができる振動波形である。そのため、指令に対してフィードバックが十分に追従する場合には、理想的な振動形状を作り出すことができる。
　図１５（ｅ）に示される台形波は、矩形波に近いが指令速度を緩やかに調整することができる振動波形である。この台形波の場合にも、矩形波の場合と同様に、図１５（ｅ）では、台形波の立ち上がった点Ａ１が振動前進位置Ｒ1に接し、台形波の立ち下がった点Ａ３が振動後退位置Ｒ2に接しているが、これに限定されるものではない。たとえば図１５（ｆ）のように、台形波の点Ａ１～Ａ２を振動前進位置Ｒ1と重なるように配置し、点Ａ３～Ａ４を振動後退位置Ｒ2と重なるように配置してもよい。図１５（ｇ）、（ｈ）に示されるのこぎり波は、前進／後退の速度を大きく変えたい場合に使用することができる。
　なお、移動経路の生成について、振動波形種類選択部４８７による振動波形の種類の選択以外は、実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
　実施の形態２では、振動波形種類選択部４８７で、ユーザによって指定された波形の種類を選択し、振動波形生成部４８４で選択された波形に基づいて振動波形を生成するようにした。これによって、加工プログラムで要求される制御の種類に適した振動波形に変更することができるという効果を有する。
　なお、上記した説明では、加工プログラム上の移動経路について説明したが、加工プログラム上の移動経路は、一般的にその命令によって加工された後の加工対象の輪郭の軌跡を示すものである。そのような加工対象の輪郭を得るために、工具で切削するのであるが、加工対象に対して工具を移動させる際の工具の基準位置（たとえば工具の中心位置）の軌跡は、上記移動経路とは異なる。それは、工具の基準位置と刃先の位置とが一致していないためである。そこで、上記の加工プログラム上の移動経路が工具の基準位置となるように補正を行って補正経路を生成し、この補正経路に対して振動を加えるようにしてもよい。
　なお、上記した実施の形態１，２は、ドリル加工に対しても適用することができる。
　以上のように、本発明にかかる数値制御装置は、加工プログラムを用いた工作機械の数値制御に適している。
　１　数値制御装置、１０　駆動部、１１　サーボモータ、１２　検出器、１３，１３Ｘ，１３Ｚ　サーボ制御部、１４　主軸モータ、１５　検出器、１６　主軸制御部、２０　入力操作部、３０　表示部、４０　制御演算部、４１　入力制御部、４２　データ設定部、４３　記憶部、４４　画面処理部、４５　解析処理部、４６　機械制御信号処理部、４７　ＰＬＣ回路部、４８　補間処理部、４９　加減速処理部、５０　軸データ出力部、６１　加工対象、６２　工具、１０１　移動経路、４３１　パラメータ、４３２　加工プログラム、４３３　画面表示データ、４３４　共有エリア、４５１　移動指令生成部、４５２　追加指令生成部、４５３　振動指令解析部、４８１　ブロック間移動切替部、４８２　ブロック間振動収束経路生成部、４８３　ブロック間振動継続経路生成部、４８４　振動波形生成部、４８５　振動移動量生成部、４８６　移動量合成部、４８７　振動波形種類選択部。

Claims (5)

  1. 　工具および加工対象の少なくともいずれか一方に設けられた駆動軸によって、前記工具と前記加工対象とを相対的に移動させながら前記加工対象の加工を行う数値制御装置であって、
    　加工プログラムを解析し、前記工具を移動経路上で移動させる移動指令を前記加工プログラム中の指令ブロックごとに取得する解析処理手段と、
    　対象となる指令ブロックでの第１移動経路とつぎの指令ブロックでの第２移動経路とが振動を伴う加工である場合に、前記第１移動経路と前記第２移動経路との間で前記振動が継続するようにブロック間振動継続経路を前記駆動軸ごとに生成するブロック間振動継続経路生成手段と、
    　振動条件を用いて、前記ブロック間振動継続経路に重畳させる基準振動波形を前記駆動軸ごとに生成する振動波形生成手段と、
    　前記基準振動波形を用いて、前記ブロック間振動継続経路における振動移動量を前記駆動軸ごとに算出する振動移動量生成手段と、
    　前記ブロック間振動継続経路に前記振動移動量を加算した合成移動量を前記駆動軸ごとに生成する移動量合成手段と、
    　を備えることを特徴とする数値制御装置。
  2. 　前記ブロック間振動継続経路生成手段は、前記第１移動経路と前記第２移動経路との間で前記振動条件を連続的に変化させて前記ブロック間振動継続経路を生成することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  3. 　前記第１移動経路と前記第２移動経路との間で前記振動が収束するようにブロック間振動収束経路を前記駆動軸ごとに生成するブロック間振動収束経路生成手段と、
    　前記ブロック間振動収束経路または前記ブロック間振動継続経路のいずれを生成するかを切り替えるブロック間移動切替手段と、
    　をさらに備え、
    　前記振動波形生成手段は、前記振動条件を用いて、前記ブロック間振動収束経路または前記ブロック間振動継続経路に重畳させる基準振動波形を前記駆動軸ごとに生成し、
    　前記振動移動量生成手段は、前記基準振動波形を用いて、前記ブロック間振動収束経路または前記ブロック間振動継続経路における振動移動量を前記駆動軸ごとに算出し、
    　前記移動量合成手段は、前記ブロック間振動収束経路または前記ブロック間振動継続経路に前記振動移動量を加算した合成移動量を前記駆動軸ごとに生成することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
  4. 　前記ブロック間振動収束経路生成手段は、時間に対する前記移動経路に前記振動条件の振幅を加算した振動前進位置と、時間に対する前記移動経路から前記振動条件の振幅を減算した振動後退位置と、を含む前記ブロック間振動収束経路を生成し、
    　前記ブロック間振動継続経路生成手段は、時間に対する前記移動経路に前記振動条件の振幅を加算した振動前進位置と、時間に対する前記移動経路から前記振動条件の振幅を減算した振動後退位置と、を含む前記ブロック間振動収束経路を生成し、
    　前記振動移動量生成手段は、前記振動前進位置と前記振動後退位置との差に、振幅が１の前記基準振動波形を掛け合わせて前記振動移動量を算出し、
    　前記移動量合成手段は、前記振動後退位置に前記振動移動量を加算することを特徴とする請求項３に記載の数値制御装置。
  5. 　選択された波形の種類を前記基準振動波形に設定する振動波形種類選択手段をさらに備え、
    　前記振動波形生成手段は、選択された前記波形の種類を用いて前記基準振動波形を生成することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
PCT/JP2014/057151 2014-03-17 2014-03-17 数値制御装置 WO2015140906A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014555649A JP5781241B1 (ja) 2014-03-17 2014-03-17 数値制御装置
CN201480003126.2A CN105144008B (zh) 2014-03-17 2014-03-17 数控装置
PCT/JP2014/057151 WO2015140906A1 (ja) 2014-03-17 2014-03-17 数値制御装置
DE112014006479.3T DE112014006479B4 (de) 2014-03-17 2014-03-17 Numeriksteuervorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/057151 WO2015140906A1 (ja) 2014-03-17 2014-03-17 数値制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015140906A1 true WO2015140906A1 (ja) 2015-09-24

Family

ID=54143924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/057151 WO2015140906A1 (ja) 2014-03-17 2014-03-17 数値制御装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5781241B1 (ja)
CN (1) CN105144008B (ja)
DE (1) DE112014006479B4 (ja)
WO (1) WO2015140906A1 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180055838A (ko) * 2015-09-24 2018-05-25 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작 기계의 제어 장치 및 이 제어 장치를 구비한 공작 기계
WO2019073908A1 (ja) * 2017-10-13 2019-04-18 シチズン時計株式会社 工作機械
WO2019073907A1 (ja) * 2017-10-13 2019-04-18 シチズン時計株式会社 工作機械
WO2019176631A1 (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 株式会社アマダホールディングス 切削加工機及び切削加工方法
WO2020110251A1 (ja) * 2018-11-29 2020-06-04 三菱電機株式会社 数値制御装置、数値制御方法、および機械学習装置
US10802460B2 (en) 2017-10-11 2020-10-13 Fanuc Corporation Controller for oscillation cutting
WO2020261581A1 (ja) * 2019-06-28 2020-12-30 三菱電機株式会社 数値制御装置、機械学習装置および数値制御方法
WO2022025056A1 (ja) * 2020-07-29 2022-02-03 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
WO2022202852A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 ファナック株式会社 サーボ制御装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016194860A (ja) * 2015-04-01 2016-11-17 東芝機械株式会社 振動切削加工装置および振動切削加工方法
JP6342935B2 (ja) * 2016-03-29 2018-06-13 ファナック株式会社 揺動切削を行う工作機械のサーボ制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
JP6871280B2 (ja) * 2019-01-07 2021-05-12 ファナック株式会社 数値制御装置
JP7131454B2 (ja) * 2019-03-27 2022-09-06 ブラザー工業株式会社 数値制御装置、工作機械、制御プログラム、及び記憶媒体
JP6843314B1 (ja) * 2019-09-11 2021-03-17 三菱電機株式会社 数値制御装置、数値制御方法および機械学習装置
KR20210106042A (ko) * 2020-02-19 2021-08-30 두산공작기계 주식회사 Nc공작기계의 공작물 연마를 위한 진동제어 방법
DE112021001073T5 (de) 2020-02-19 2022-12-01 Fanuc Corporation Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine
WO2022085114A1 (ja) * 2020-10-21 2022-04-28 三菱電機株式会社 数値制御装置及び数値制御方法
TWI811863B (zh) * 2021-11-24 2023-08-11 蔡國志 加工機高解析監控系統及方法
JP7422949B1 (ja) 2023-02-20 2024-01-26 三菱電機株式会社 数値制御装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11156601A (ja) * 1997-09-09 1999-06-15 Masao Murakawa ステップ振動切削法および装置
JP5139591B1 (ja) * 2012-09-12 2013-02-06 ハリキ精工株式会社 工作機械
JP5139592B1 (ja) * 2012-09-12 2013-02-06 ハリキ精工株式会社 工作機械
JP2013240837A (ja) * 2012-05-17 2013-12-05 Okuma Corp 工作機械の加工振動抑制方法及び加工振動抑制装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4944806B2 (ja) * 2007-10-09 2012-06-06 オークマ株式会社 位置制御装置
DE102010023190A1 (de) * 2010-06-09 2011-12-15 Liebherr-Verzahntechnik Gmbh Verfahren und Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Werkstückbearbeitung
CN101984379B (zh) * 2010-10-25 2012-03-28 武汉华中数控股份有限公司 一种基于指令序列的数控车削加工过程振动抑制方法
JP5258921B2 (ja) * 2011-03-31 2013-08-07 株式会社小松製作所 工作機械及びその加工制御装置
CN103123477B (zh) * 2011-11-18 2014-12-24 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 一种基于电机和机床位置双反馈的轴运动控制方法
CN103116312B (zh) * 2012-12-31 2018-03-09 深圳市配天智造装备股份有限公司 一种数控系统进行加工的方法及加工装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11156601A (ja) * 1997-09-09 1999-06-15 Masao Murakawa ステップ振動切削法および装置
JP2013240837A (ja) * 2012-05-17 2013-12-05 Okuma Corp 工作機械の加工振動抑制方法及び加工振動抑制装置
JP5139591B1 (ja) * 2012-09-12 2013-02-06 ハリキ精工株式会社 工作機械
JP5139592B1 (ja) * 2012-09-12 2013-02-06 ハリキ精工株式会社 工作機械

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102623129B1 (ko) 2015-09-24 2024-01-11 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작 기계의 제어 장치 및 이 제어 장치를 구비한 공작 기계
KR20180055838A (ko) * 2015-09-24 2018-05-25 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작 기계의 제어 장치 및 이 제어 장치를 구비한 공작 기계
US10802460B2 (en) 2017-10-11 2020-10-13 Fanuc Corporation Controller for oscillation cutting
JP2019074873A (ja) * 2017-10-13 2019-05-16 シチズン時計株式会社 工作機械
CN111133393B (zh) * 2017-10-13 2024-04-26 西铁城时计株式会社 机床
CN111133393A (zh) * 2017-10-13 2020-05-08 西铁城时计株式会社 机床
WO2019073907A1 (ja) * 2017-10-13 2019-04-18 シチズン時計株式会社 工作機械
TWI786204B (zh) * 2017-10-13 2022-12-11 日商西鐵城時計股份有限公司 工作機械
JPWO2019073907A1 (ja) * 2017-10-13 2020-09-17 シチズン時計株式会社 工作機械
US11224952B2 (en) 2017-10-13 2022-01-18 Citizen Watch Co., Ltd. Machine tool
US11517991B2 (en) 2017-10-13 2022-12-06 Citizen Watch Co., Ltd. Machine tool including vibration restriction means
JP7140771B2 (ja) 2017-10-13 2022-09-21 シチズン時計株式会社 工作機械
WO2019073908A1 (ja) * 2017-10-13 2019-04-18 シチズン時計株式会社 工作機械
EP3696635A4 (en) * 2017-10-13 2021-07-07 Citizen Watch Co., Ltd. MACHINE TOOL
TWI765105B (zh) * 2017-10-13 2022-05-21 日商西鐵城時計股份有限公司 工作機械
JP7129469B2 (ja) 2018-03-12 2022-09-01 株式会社アマダ 切削加工機及び切削加工方法
JPWO2019176631A1 (ja) * 2018-03-12 2021-03-11 株式会社アマダ 切削加工機及び切削加工方法
WO2019176631A1 (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 株式会社アマダホールディングス 切削加工機及び切削加工方法
US11131979B2 (en) 2018-11-29 2021-09-28 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device and numerical control method
JP6740483B1 (ja) * 2018-11-29 2020-08-12 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御方法
WO2020110251A1 (ja) * 2018-11-29 2020-06-04 三菱電機株式会社 数値制御装置、数値制御方法、および機械学習装置
JP6811908B1 (ja) * 2019-06-28 2021-01-13 三菱電機株式会社 数値制御装置、機械学習装置および数値制御方法
US11474497B2 (en) 2019-06-28 2022-10-18 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device, machine learning device, and numerical control method
WO2020261581A1 (ja) * 2019-06-28 2020-12-30 三菱電機株式会社 数値制御装置、機械学習装置および数値制御方法
WO2022025056A1 (ja) * 2020-07-29 2022-02-03 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
JP7464721B2 (ja) 2020-07-29 2024-04-09 ファナック株式会社 工作機械の制御装置
WO2022202852A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 ファナック株式会社 サーボ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5781241B1 (ja) 2015-09-16
JPWO2015140906A1 (ja) 2017-04-06
CN105144008A (zh) 2015-12-09
CN105144008B (zh) 2016-11-16
DE112014006479B4 (de) 2018-01-11
DE112014006479T5 (de) 2016-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5781241B1 (ja) 数値制御装置
JP5745710B1 (ja) 数値制御装置
JP5851670B1 (ja) 数値制御装置
JP5606658B1 (ja) 数値制御装置
KR101863019B1 (ko) 수치 제어 장치
JP5826444B1 (ja) 数値制御装置
JP6864025B2 (ja) 工作機械の制御装置
TWI512417B (zh) 加工程式作成裝置、數值控制裝置、加工系統、加工程式作成方法及數值控制方法
JP5823082B1 (ja) 数値制御装置
JP6843314B1 (ja) 数値制御装置、数値制御方法および機械学習装置
KR20150110818A (ko) 수치 제어 장치
JP6984790B1 (ja) 数値制御装置及び数値制御方法
JP2008046899A (ja) 数値制御装置
WO2020084771A1 (ja) 数値制御装置、工作機械および数値制御方法
KR101560529B1 (ko) 수치 제어 장치
JP7433570B1 (ja) 数値制御装置および数値制御方法
CN110347113B (zh) 机床的控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480003126.2

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014555649

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14885988

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112014006479

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14885988

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1