加工程序生成裝置、數(shù)控裝置、加工系統(tǒng)、加工程序生成方法、數(shù)控方法以及加工程序的制作方法
【專利摘要】加工系統(tǒng)包含有：加工程序生成裝置（2），其具有移動指令生成部（21）以及加減速指令生成部（22），移動指令生成部（21）生成移動指令，加減速指令生成部（22）基于預(yù)先設(shè)定的機(jī)械動態(tài)特性而生成分別與各個移動指令（25）相對應(yīng)的加減速指令（26），并在與移動指令（25）相同的程序塊中以數(shù)值形式指示所生成的加減速指令（26）；以及數(shù)控裝置，其具有位置指令生成部，該位置指令生成部存儲針對移動指令（25）在相同的程序塊中附加有以數(shù)值形式指示的加減速指令（26）的加工程序，基于移動指令及加減速指令（26）生成位置指令，并將所生成的位置指令輸出至工作機(jī)械的驅(qū)動裝置。因此，能夠針對各個移動指令，以數(shù)值形式精細(xì)地指示加減速指令（26），實(shí)現(xiàn)與加工相對應(yīng)的精細(xì)、靈活的工作機(jī)械動作。
【專利說明】加工程序生成裝置、數(shù)控裝置、加工系統(tǒng)、加工程序生成方法、數(shù)控方法以及加工程序【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生成對工作機(jī)械的動作進(jìn)行指示的加工程序的加工程序生成裝置、基于在加工程序中記載的指令而對工作機(jī)械的動作進(jìn)行控制的數(shù)控裝置、以及由該加工程序生成裝置和該數(shù)控裝置構(gòu)成的加工系統(tǒng)、或其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的加工系統(tǒng)中，在以CAM為代表的加工程序生成裝置中，基于材料形狀、制品形狀或刀具等生成加工程序，以進(jìn)行期望的加工，并基于該加工程序由數(shù)控裝置對工作機(jī)械的各軸進(jìn)行控制而進(jìn)行加工。在此，通常向該加工程序指示刀具相對于材料的相對移動路徑及指令速度。但是，工作機(jī)械能夠動作的速度和加速度存在限制。例如，根據(jù)各軸的進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)和致動器，各軸能夠動作的速度和加速度的上限值存在極限。因此，在數(shù)控裝置中，預(yù)先考慮機(jī)械特性而將各軸的速度和加速度的上限值設(shè)定為參數(shù)，在加工中以使得速度和加速度不超過所設(shè)定的參數(shù)的值的方式進(jìn)行加減速。
[0003]并且，數(shù)控裝置所使用的加減速方法通常有插補(bǔ)后加減速和插補(bǔ)前加減速。前者是針對各軸利用低通濾波器等將位置或速度進(jìn)行平滑化，存在會在小圓動作時或角部處產(chǎn)生軌跡誤差的問題。另一方面，后者是在對進(jìn)給速度進(jìn)行加減速后進(jìn)行插補(bǔ)，具有不產(chǎn)生軌跡誤差的特點(diǎn)，但由于在角部處進(jìn)行減速以使得各軸的速度連續(xù)，因此存在加工時間增長的問題，或者，如果在角部處幾乎不減速，則存在各軸的速度變得不連續(xù)而容易產(chǎn)生機(jī)械振動的問題。如上所述，兩種方法各自存在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此，需要根據(jù)用途而將兩者區(qū)分使用或一起使用，或者，需要與加工相對應(yīng)地對用于調(diào)整各自的加減速程度的參數(shù)(加速度等)進(jìn)行調(diào)整，非常費(fèi)事，而且需要高度熟練的技術(shù)，因此成為問題。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特 開平06 - 131029號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]作為與上述課題相對應(yīng)的方法，例如在上述專利文獻(xiàn)I中，在數(shù)控裝置中，針對各軸自動地切換插補(bǔ)前加減速的加速度。根據(jù)該方法，按照預(yù)先設(shè)定在數(shù)控裝置中的固定規(guī)貝U，對加速度進(jìn)行變更。因此，存在難以應(yīng)對多種加工的問題。例如，即使在向相同方向移動時，有時也希望根據(jù)移動路徑或移動速度、或者加工形狀或要求精度而以不同的加速度動作，但根據(jù)上述固定規(guī)則而對加速度進(jìn)行變更的現(xiàn)有技術(shù)無法應(yīng)對上述情況。
[0006]另外，在同一上述專利文獻(xiàn)I中還公開了下述方法，即，在加工程序中，通過由M碼對加速度切換進(jìn)行指示，從而從預(yù)先登記在數(shù)控裝置中的多個加速度中選擇I個加速度并切換為該加速度，其中，該M碼是由與移動指令相同的程序塊指示的。根據(jù)該方法，能夠根據(jù)加工程序靈活地進(jìn)行與移動指令相對應(yīng)的加速度切換。但是，M碼由于數(shù)量有限，因此存在無法進(jìn)行精細(xì)指示的問題，或者，由于經(jīng)由M碼指示加速度，因此，存在加速度不表現(xiàn)為數(shù)值而難以直觀了解的問題。[0007]此外，根據(jù)使用上述M碼的現(xiàn)有加減速控制，對于在生成加工程序時如何確定最佳的加減速時間常數(shù)的值依然沒有解決。另外，可能在加工程序中，因疏忽而將通常作為與機(jī)械相匹配的最佳值而設(shè)定在數(shù)控裝置中的加減速時間常數(shù)，設(shè)定為不適合的值，由于在此情況下會導(dǎo)致機(jī)械的動作不良，因此存在問題。即，上述現(xiàn)有技術(shù)雖然能夠變更加減速時間常數(shù)，但由于不具有確定該加減速時間常數(shù)的方法、或在設(shè)定了錯誤的值的情況下進(jìn)行限制以不使用該值的方法，因此，在實(shí)際中無法針對各個移動指令而精細(xì)地指示加減速時間常數(shù)，實(shí)用性不足。
[0008]本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供:加工程序，其能夠針對各個移動指令由加工程序精細(xì)地以數(shù)值形式指示與加減速相關(guān)的指令；該加工程序的生成裝置；數(shù)控裝置，其對針對各個移動指令精細(xì)地以數(shù)值形式指示與加減速相關(guān)的指令的加工程序進(jìn)行存儲，基于該加工程序使工作機(jī)械進(jìn)行動作；以及由加工程序生成裝置和數(shù)控裝置構(gòu)成的加工系統(tǒng)。
[0009]另外，目的在于提供一種加工系統(tǒng)，其在與加減速相關(guān)的指令的基礎(chǔ)上，還能夠向加工程序指示使規(guī)定的移動指令的終點(diǎn)附近與該指令之后的下一個移動指令的開始附近重合的指令，能夠提高可由加工程序控制的動作的自由度，進(jìn)行更適當(dāng)?shù)募庸ぁ?br>
[0010]為了解決上述課題并實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明所涉及的加工程序生成裝置是工作機(jī)械的加工程序生成裝置，生成包含工作機(jī)械的各軸的移動指令在內(nèi)的加工程序，該加工程序生成裝置的特征在于，具有:移動指令生成部，其基于加工信息而生成移動指令；以及加減速指令生成部，其基于預(yù)先設(shè)定的機(jī)械動態(tài)特性而生成分別與各個移動指令相對應(yīng)的加減速指令，并在與所生成的移動指令相同的程序塊中以數(shù)值方式指示該加減速指令。
[0011]另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的數(shù)控裝置，其讀取加工程序，基于向加工程序指示的移動指令而使工作機(jī)械動作，該數(shù)控裝置的特征在于，具有移動指令生成部，該移動指令生成部存儲針對移動指令在相同的程序塊中附加有以數(shù)值形式指示的加減速指令的加工程序，基于移動指令及加減速指令生成位置指令，將所生成的位置指令輸出至工作機(jī)械的驅(qū)動裝置。
[0012]并且，根據(jù)本發(fā)明所涉及的加工系統(tǒng)，其生成包含工作機(jī)械的各軸的移動指令在內(nèi)的加工程序，基于向加工程序指示的移動指令使工作機(jī)械動作，該加工系統(tǒng)的特性在于，包含:加工程序生成裝置，其具有移動指令生成部以及加減速指令生成部，該移動指令生成部基于加工信息而生成移動指令，該加減速指令生成部基于預(yù)先設(shè)定的機(jī)械動態(tài)特性，生成分別與各個移動指令相對應(yīng)的加減速指令，在與移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示所生成的加減速指令；以及數(shù)控裝置，其具有移動指令生成部，該移動指令生成部存儲針對移動指令在相同的程序塊中附加有以數(shù)值形式指示的加減速指令的加工程序，基于移動指令及加減速指令生成位置指令，將所生成的位置指令輸出至工作機(jī)械的驅(qū)動裝置。
[0013]并且，根據(jù)本發(fā)明所涉及的加工程序生成方法，其是工作機(jī)械的加工程序生成方法，生成包含工作機(jī)械的各軸的移動指令在內(nèi)的加工程序，該加工程序生成方法的特征在于，基于加工信息而生成移動指令，基于預(yù)先設(shè)定的機(jī)械動態(tài)特性，生成分別與各個移動指令相對應(yīng)的加減速指令，并在與所生成的移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示該加減速指令。
[0014]并且，根據(jù)本發(fā)明所涉及的數(shù)控方法，其將加工程序讀取至數(shù)控裝置，基于向所讀取的加工程序指示的移動指令使工作機(jī)械動作，該數(shù)控方法的特征在于，使數(shù)控裝置存儲針對移動指令在相同的程序塊中附加有以數(shù)值形式指示的加減速指令的加工程序，基于移動指令及加減速指令生成位置指令，并將所生成的位置指令輸出至工作機(jī)械的驅(qū)動裝置。
[0015]并且，根據(jù)本發(fā)明所涉及的加工程序，其為工作機(jī)械的加工程序，指示工作機(jī)械的各軸的移動指令，且該加工程序被讀取至數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置執(zhí)行而使工作機(jī)械動作，該加工程序的特征在于，在與移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示有分別與各個移動指令相對應(yīng)的加減速指令。
[0016]另外，此處所謂的“程序塊(block)”，是在從存儲于數(shù)控裝置的存儲部中的加工程序依次讀取而由運(yùn)算裝置進(jìn)行處理的各種指令中，一次性地讀取并同時被處理的指令組的單位，通常是指以塊結(jié)束符(end of block)劃分的由多個指令組構(gòu)成的區(qū)域。在I個程序塊中指示的多個指令中的I組規(guī)定指令組，構(gòu)成使工作機(jī)械的刀具移動的移動指令。根據(jù)本發(fā)明，與該移動指令一起在相同的程序塊中以數(shù)值形式指示有與移動指令相對的加減速指令。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，在加工程序生成裝置中，針對各個程序塊生成移動指令，并且，基于機(jī)械動態(tài)特性而生成與各個移動指令相對應(yīng)的加減速指令，并在與移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示該加減速指令。并且，在數(shù)控裝置中具有下述效果，即，由于基于該移動指令及加減速指令而生成位置指令，使工作機(jī)械的各軸動作，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)與精細(xì)的加工相對應(yīng)的靈活的工作機(jī)械的動作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的加工系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的加工程序生成裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的數(shù)控裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
[0022]圖4是表示對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的加工系統(tǒng)的概略動作進(jìn)行說明的流程圖的圖。
[0023]圖5是表示對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的圖4中的STEP (步驟)11的詳細(xì)動作進(jìn)行說明的流程圖的圖。
[0024]圖6是表示對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的圖4中的STEP12的詳細(xì)動作進(jìn)行說明的流程圖的圖。
[0025]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的加工程序的例子的圖。
[0026]圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的加工程序的第2個例子的圖。
[0027]圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的加工軌跡的圖。
[0028]圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的速度波形的曲線的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面，基于附圖，對本發(fā)明所涉及的加工程序生成裝置、數(shù)控裝置、加工系統(tǒng)、加工程序生成方法、數(shù)控方法以及加工程序的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。[0030]實(shí)施方式
[0031]圖1是表示本實(shí)施方式中的加工系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。在圖中，I是加工系統(tǒng)，具有加工程序生成裝置2和數(shù)控裝置(NC)3。加工程序生成裝置2基于從外部輸入的加工信息4而生成加工程序5。數(shù)控裝置3基于加工程序5而生成未圖示的工作機(jī)械在各個時刻的位置指令6，將該位置指令6輸入至工作機(jī)械的驅(qū)動裝置(伺服控制裝置)7，從而使工作機(jī)械的各軸動作，進(jìn)行期望的加工。在此，加工信息4是指材料(材料的形狀及材質(zhì)等)、制品形狀、使用的刀具(形狀、材質(zhì)等)、加工方法、加工樣式(pattern)、加工條件及要求精度等在進(jìn)行期望的加工時為了確定機(jī)械的動作所需的一組信息。
[0032]圖2是表示圖1中的加工程序生成裝置2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。在圖中，21是移動指令生成部，22是加減速指令生成部，23是重合指令部，24是機(jī)械動態(tài)特性，25是移動指令，26是加減速指令，27是重合指令。通過移動指令生成部21、加減速指令生成部22，分別向加工程序5指示移動指令25、加減速指令26，優(yōu)選還通過重合指令部23向加工程序5指示重合指令27。移動指令生成部21基于加工信息4，計(jì)算用于加工出期望的制品形狀的、刀具相對于材料(工件)的移動，并將該移動作為移動指令25向加工程序指示。在此，移動指令25是用于進(jìn)行刀具移動的指令，至少包含指令路徑和指令速度。加減速指令生成部22根據(jù)移動指令25和機(jī)械動態(tài)特性24，求出加工時間最短的加減速指令26，并向加工程序5指示。
[0033]在此，機(jī)械動態(tài)特性24進(jìn)行限制使得所生成的加減速指令26為機(jī)械各軸能夠動作(能夠輸出)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。機(jī)械動態(tài)特性24是例如速度、加速度、扭矩、電流中任意的至少大于或等于I者的制約條件(分別具有上限值及下限值)(D)。并且，關(guān)于機(jī)械動態(tài)特性24，以與工作機(jī)械各軸的位置指令相對的實(shí)際機(jī)械位置、速度、加速度、電流、扭矩的響應(yīng)的相互間關(guān)系等為首，可以包含任意響應(yīng)的關(guān)系。作為該關(guān)系，例如以傳遞函數(shù)(頻率響應(yīng))、或運(yùn)動方程式的形式表現(xiàn)。此外，該關(guān)系也可以不是實(shí)際機(jī)械位置、速度、加速度、電流、扭矩相對于位置指令的關(guān)系，而由例如實(shí)際機(jī)械位置、速度、加速度、電流、扭矩相對于速度指令或加速度指令的關(guān)系表現(xiàn)。位置、速度、加速度可通過微分?積分進(jìn)行換算，同樣地，如果對加速度指令、電流指令、扭矩指令、速度指令進(jìn)行積分則會得到位置，因此換算容易，能夠同樣地應(yīng)對。`
[0034]另外，加減速指令26是由加工程序?qū)?shù)控裝置3中的加減速處理進(jìn)行控制的指令，具體來說，是指加速度、減速度、指令路徑的終點(diǎn)(指令路徑和下一個指令路徑的連接部)處的減速速度以及加減速樣式(直線加減速或S形加減速等)。
[0035]并且，在圖2中，重合指令部23也可以根據(jù)移動指令25、加減速指令26及要求精度(包含在加工信息4中)求出重合指令27，向加工程序5指示。在此，所謂重合指令27是指，針對通常按照向加工程序5指示的順序執(zhí)行的移動指令25，指示進(jìn)行重合的距離或時間，以通過在某個移動指令25完成之前開始在其之后的下一個移動指令25，從而使多個移動指令25重合地執(zhí)行。通過進(jìn)行該重合，從而能夠?qū)⒂啥鄠€移動指令25構(gòu)成的加工程序5的加工時間縮短。
[0036]下面，圖3是表示圖1中的數(shù)控裝置3的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。在圖中，31是加減速判斷部、32是位置指令生成部、33是實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性、34是加減速數(shù)據(jù)、35是調(diào)整系數(shù)、36是負(fù)載。其他構(gòu)成要素如上所述，省略說明。[0037]在此，實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性33是與機(jī)械動態(tài)特性24類似種類的數(shù)據(jù)，但機(jī)械動態(tài)特性24保存在加工程序生成裝置2中，是機(jī)械的標(biāo)稱動態(tài)特性(標(biāo)準(zhǔn)化地設(shè)想的動態(tài)特性的標(biāo)稱值)，與此相對，實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性33保存在數(shù)控裝置3內(nèi)，是能夠在作業(yè)現(xiàn)場反映由操作者或未圖示的其他控制裝置(Programmable Logic Controller (PLC)等)賦予的調(diào)整系數(shù)(調(diào)整信號或調(diào)整參數(shù))35、和從驅(qū)動裝置7或未圖示的傳感器取得的機(jī)械負(fù)載36 (裝載重量、慣量、電動機(jī)電流、電動機(jī)溫度等)而進(jìn)行動態(tài)特性變更的數(shù)據(jù)。通過以上述方式構(gòu)成，從而能夠設(shè)為與實(shí)際機(jī)械更相符的機(jī)械動態(tài)特性。
[0038]加減速判斷部31在被賦予了移動指令25、加減速指令26時，將它們變換并計(jì)算為滿足實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性33的制約條件的加減速數(shù)據(jù)34。在此，加減速數(shù)據(jù)34是用于控制由位置指令生成部32進(jìn)行的加減速的數(shù)據(jù)。
[0039]位置指令生成部32基于移動指令25和加減速數(shù)據(jù)34，進(jìn)行加減速及插補(bǔ)，生成位置指令6。
[0040]另外，在向加工程序5指示了重合指令27時，由加減速判斷部31 —并對能否執(zhí)行所指示的重合指令27進(jìn)行判斷，將作為判斷結(jié)果的重合指令27包含在加減速數(shù)據(jù)34中。在重合指令27包含在加減速數(shù)據(jù)34中時，位置指令生成部32按照重合指令27，開始下一個移動指令。
[0041]圖4是表示對本實(shí)施方式的加工系統(tǒng)的概略動作進(jìn)行說明的流程圖的圖。在圖中，在STEPll中基于從外部輸入的加工信息4而生成加工程序5。在STEP12中，按照在STEPll中生成的加工程序而生成未圖示的工作機(jī)械在各個時刻的位置指令6，通過將該位置指令6輸入至驅(qū)動裝置(伺服控制裝置)7，從而使工作機(jī)械動作，進(jìn)行期望的加工。
[0042]圖5是表示對圖4中的STEPll的詳細(xì)動作進(jìn)行說明的流程圖的圖。在圖中，在STEP21中，基于從外部輸入的加工信息而生成移動指令25。在STEP22中生成加減速指令
26。在STEP23中生成重合指令27。在STEP21中，移動指令生成部21基于加工信息4，計(jì)算用于加工出期望的制品形狀的、刀具相對于材料(工件)的移動，并作為針對各個程序塊的移動指令25，向加工程序5指示。在STEP22中，加減速指令生成部22根據(jù)各個程序塊的移動指令25和機(jī)械動態(tài)特性24，求出加工時間最短的加減速指令26，向加工程序5指示。在STEP23中，重合指令部23根據(jù)移動指令25、加減速指令26及要求精度(包含在加工信息4中)求出重合指令27，向加工程序5指示。
[0043]圖6是表示對圖4中的STEP12的詳細(xì)動作進(jìn)行說明的流程圖的圖。在圖中，在STEP31中，加減速判斷部31在被賦予了移動指令25、加減速指令26時，將它們變換并計(jì)算為滿足實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性33的制約條件的加減速數(shù)據(jù)34。如果加減速指令26能夠執(zhí)行(滿足實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性33的制約條件)，則加減速數(shù)據(jù)34與加減速指令26 —致，如果不能夠執(zhí)行(不滿足實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性33的制約條件)，則將預(yù)先設(shè)定的值(通過參數(shù)等設(shè)定的加減速數(shù)據(jù)的默認(rèn)值)用作加減速數(shù)據(jù)34。同樣地，也對重合指令27能否執(zhí)行進(jìn)行判斷。即，在向加工程序5指示了重合指令27時，由加減速判斷部31 —并判斷所賦予的重合指令27能否執(zhí)行，在按照重合指令27進(jìn)行了動作時滿足實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性33的制約條件的情況下，將重合指令27也包含在加減速數(shù)據(jù)34中而進(jìn)行指示，反之，在不滿足制約條件的情況下，不采用所指示的重合指令27，而是將預(yù)先設(shè)定的值(通過參數(shù)等設(shè)定的重合量的默認(rèn)值)或O (不重合)作為重合指令27,包含在加減速數(shù)據(jù)中。[0044]在STEP32中，位置指令生成部32基于移動指令25和加減速數(shù)據(jù)34進(jìn)行加減速及插補(bǔ)，生成位置指令6。插補(bǔ)方法按照由移動指令25指示的指令路徑進(jìn)行。例如，對應(yīng)于路徑的種類而進(jìn)行直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、樣條插補(bǔ)等。在重合指令27包含在加減速數(shù)據(jù)34中時，位置指令生成部32按照重合指令27開始下一個移動指令。
[0045]圖7中示出加工程序5的例子。各行所指示的指令組，是指各個程序塊的移動指令(在該例中為4個程序塊)。N是順序編號，Gl是直線插補(bǔ)，X、Y分別是X軸、Y軸的坐標(biāo)值，A是加速度，D是減速度，C是重合量，V是程序塊終點(diǎn)處的減速速度，F(xiàn)是進(jìn)給速度。在此，G指令、坐標(biāo)值X、Y及F指令是構(gòu)成移動指令的指令組。在本實(shí)施方式中，其特征在于，在與該移動指令相同的程序塊中指示有加減速指令(A指令、D指令、V指令)及用于指定重合量的C指令。
[0046]在該例子中，如上述所示，各個程序塊是各自在I行中記載的部分，通常以順序編號開始并以塊結(jié)束符(圖7及圖8中省略)結(jié)束的區(qū)域的部分是程序塊。通常數(shù)控裝置的加工程序按照被稱為解釋程序的程序的動作順序進(jìn)行處理，基本上是在I個程序塊被讀取并處理后，讀取下一個程序塊(出于插補(bǔ)等目的，有時也會讀取數(shù)個程序塊)。此外，即使存在不使用“程序塊”這種用語的與本實(shí)施方式不同的數(shù)控裝置，但如果存在包含I個移動指令(指令組)而一次性地被讀取并處理的單位，則是指該單位(區(qū)域)。
[0047]例如在NI程序塊中，以進(jìn)給速度3000移動至Χ10、YO的位置，此時的加速度為300，減速度為600，與下一個移動(Ν2程序塊)的重合量為0.5，程序塊終點(diǎn)處的減速速度為1000。在此，實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性的制約條件例如為:
[0048]X軸的最大加速度(加速度容許值):1200
[0049]Y軸的最大加速度(加速度容許值):600
[0050]X軸的最大加速度(減速度容許值):600
[0051]Y軸的最大加速度(減速度容許值):600。
[0052]在此情況下，在圖7的加工程序中，由于以A及D所指示的加速度及減速度處于容許范圍內(nèi)，因此判斷為能夠執(zhí)行，按照加工程序進(jìn)行動作。
[0053]另外，圖8表示加工程序5的第2個例子。相對于圖7，NI程序塊的A的值、N2的D的值、N3的C的值不同。在此情況下，如果實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性的制約條件成為上述的值，則在圖8的加工程序中，由NI程序塊的A指示的1800這一加速度指令的值由于已超過X軸的加速度容許值，因此判斷為不能夠執(zhí)行，加速度指令變更為默認(rèn)值(例如加速度容許值1200)，程序塊NI程序塊以加速度1200動作。同樣地，對于N2程序塊，由于減速度指令(900)超過Y軸的減速度容許值，因此，其也變更為作為容許值的Y軸減速度容許值600而進(jìn)行動作。
[0054]另外，在N3程序塊的終點(diǎn)處，對在加工程序生成時刻在角部處產(chǎn)生的法線方向加速度(與路徑的行進(jìn)方向垂直方向的加速度)的值進(jìn)行計(jì)算，以使其達(dá)到規(guī)定的容許值，并將重合量設(shè)為0.15。該重合量使得在角部處形成順滑的圓弧形彎曲路徑，但如果以由V指令指定的速度(800)通過該圓弧形彎曲角部，則在加速度(在此情況下，會在路徑的法線方向產(chǎn)生加速度)超過容許加速度的情況下，指定的重合量0.15不能夠執(zhí)行，從而不采用該重合指令，而是修正為使得所產(chǎn)生的加速度與容許加速度一致的重合量(例如將C指令的指令值從0.15修正為0.3)。[0055]此外，在本實(shí)施方式中，通過按照上述方式修正重合量，從而使得加速度不會過大，但也可以通過修正程序塊終點(diǎn)處的速度(V指令)而使得加速度不會過大。
[0056]將按照圖7或圖8的加工程序進(jìn)行動作的情況下的軌跡在圖9中示出，將速度波形在圖10中示出。在按照圖8的加工程序進(jìn)行動作的情況下，如上所述不能夠執(zhí)行的指令被修正，通過基于該修正后的指令進(jìn)行動作，從而此時成為與圖7相同的動作。
[0057]如圖9所示，圖7、圖8的加工程序的刀具軌跡成為大致正方形的輪廓形狀。3個角部通過重合指令(C指令)的作用而形成為圓滑的曲線。該曲線部的移動方向的長度按照重合指令，分別成為0.3,0.4,0.5。
[0058]在圖10中，縱軸表示刀具的移動速度，橫軸表示時間。4個山形形狀表示圖7、圖8的加工程序的從NI程序塊至N4程序塊的各個移動指令動作時的加減速?？芍ㄟ^加速度指令(A指令)及減速度指令(D指令)的作用，得到彼此不同的加減速，從而進(jìn)行精細(xì)的動作控制。
[0059]如上所述，通過基于向加工程序的各個程序塊指示的加速度、減速度、減速速度(合成速度)及重合量而使工作機(jī)械動作，從而能夠根據(jù)需要進(jìn)一步提高特定部位的精度，或針對各個移動指令而精細(xì)地變更加速度或減速度等動作，能夠?qū)崿F(xiàn)與加工相對應(yīng)的靈活的機(jī)械動作。
[0060]根據(jù)本實(shí)施方式，特別地，通過由加工程序?qū)?yīng)于加工而精細(xì)地指示加減速等機(jī)械動作，從而能夠縮短加工時間。另外，也可以不在程序生成時刻嚴(yán)格進(jìn)行能否執(zhí)行的判斷,加工程序生成不費(fèi)工時,能夠縮短加工時間。
[0061]此外，在上述說明中，在STEP31的處理中，在超過制約條件的情況下，也可以發(fā)出警告而使機(jī)械動作停止。特別地，在所設(shè)想的機(jī)械動態(tài)特性與加工程序生成時刻差異較大的情況下，從加工物的精度管理或縮短量產(chǎn)加工時的總計(jì)時間的角度出發(fā)，優(yōu)選停止機(jī)械動作而重新生成程序。
[0062]在本實(shí)施方式中，分別以A、D、C、V的地址指示了加速度、減速度、重合量、程序塊終點(diǎn)處的減速速度，但并不限定于此，也可以分配給未使用的任意字母。
[0063]另外，通過在注釋內(nèi)(在加工程序中，通常將注釋的字符串用括號包圍而視為注釋)指示基于A、D、C、V的地址實(shí)現(xiàn)的指令，從而能夠在由兼容于上述指令的數(shù)控裝置和不兼容的數(shù)控裝置中使用相同的加工程序。即，在具有能夠由加工程序?qū)铀俣取p速度、重合量、程序塊終點(diǎn)處的減速速度進(jìn)行變更的功能的數(shù)控裝置中，對在注釋內(nèi)指示的加速度、減速度加速度、減速度、重合量、程序塊終點(diǎn)處的減速速度進(jìn)行解釋，與上述指令相對應(yīng)地進(jìn)行控制(生成指令值)。另一方面，在不兼容于上述指令的數(shù)控裝置中，由于上述指令位于注釋內(nèi)，因此不執(zhí)行，而是進(jìn)行與現(xiàn)有技術(shù)相同的動作。也可以通過注釋內(nèi)是否包含特定的標(biāo)識符，而對注釋內(nèi)是通常的注釋，還是包含加速度、減速度加速度、減速度、重合量、程序塊終點(diǎn)處的減速速度進(jìn)行判斷。
[0064]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，加工程序生成裝置2生成針對各個程序塊的移動指令，并且，基于機(jī)械動態(tài)特性而生成與各個移動指令相對應(yīng)的加減速指令，并在與移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示該加減速指令，數(shù)控裝置3基于移動指令、加減速指令及實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性，判斷實(shí)際中能夠動作的加減速數(shù)據(jù)，通過基于移動指令及加減速數(shù)據(jù)進(jìn)行加減速及插補(bǔ)而生成位置指令，因此，能夠由加工程序指示與精細(xì)加工相對應(yīng)的靈活的機(jī)械動作，另外，也可以不在程序生成時刻嚴(yán)格地進(jìn)行能否執(zhí)行的判斷，具有能夠縮短加工時間的效果。
[0065]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，作為與加減速相關(guān)的指令，能夠指示各個程序塊的切線方向的加速度、減速度、指令路徑終點(diǎn)處的減速速度中的任意大于或等于I個，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)自由度高的加減速指令，具有能夠?qū)庸r間和精度進(jìn)行精細(xì)調(diào)整的效果。
[0066]并且，根據(jù)本實(shí)施方式，作為機(jī)械動態(tài)特性，包含:機(jī)械各軸的速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者的制約條件；以及速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者相對于位置指令的關(guān)系式，在加工程序生成裝置2中，根據(jù)制約條件和關(guān)系式求出加工時間最短的加減速指令，因此，在生成加工程序時不費(fèi)工時，具有能夠縮短加工時間的效果O
[0067]并且，根據(jù)本實(shí)施方式，在加工程序生成裝置2中，根據(jù)移動指令和加減速指令，求出使得移動指令與在其之后的下一個移動指令發(fā)生了重合的情況下的軌跡精度與所指定的要求精度一致的重合量，將該重合量作為重合指令而向加工程序指示，在數(shù)控裝置3中，按照重合指令，以使得移動指令和在其之后的下一個移動指令按照與向加工程序指示的重合指令相對應(yīng)的距離進(jìn)行重合的方式，開始下一個移動指令的位置指令生成，因此，具有能夠由加工程序進(jìn)一步指示軌跡精度，能夠進(jìn)行更優(yōu)良加工的效果。
[0068]并且，根據(jù)本實(shí)施方式，實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性包含:機(jī)械各軸的速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者的制約條件；以及速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者相對于位置指令的關(guān)系式，另外，實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性以反映機(jī)械負(fù)載及設(shè)定在數(shù)控裝置3中的調(diào)整系數(shù)的方式構(gòu)成，在數(shù)控裝置3中，基于向加工程序指示的移動指令、實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性，進(jìn)行加減速指令能否執(zhí)行的判斷，在能夠執(zhí)行的情況下，將所指示的加減速指令用作加減速數(shù)據(jù)，在不能執(zhí)行的情況下，將預(yù)先設(shè)定的值用作加減速數(shù)據(jù)，按照加減速數(shù)據(jù)進(jìn)行加減速，因此，具有更加不費(fèi)工時而能夠縮短加工時間的效果。
[0069]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，程序生成裝置構(gòu)成為，生成針對各個程序塊的移動指令，并且，基于機(jī)械動態(tài)特性而生成各軸按照移動指令進(jìn)行移動時的加減速指令，因此，無需通過手動作業(yè)來指示與針對各個移動指令的加減速相關(guān)的指令，具有容易生成加工時間短的程序的效果。
[0070]并且，根據(jù)本實(shí)施方式，由于按照以上方式構(gòu)成程序生成裝置，因此，在基于指示有加減速指令及重合指令的加工程序進(jìn)行加工時，操作者無需每次都對超過機(jī)械動態(tài)特性范圍的加減速指令及重合指令進(jìn)行確認(rèn)，具有不費(fèi)工時而能夠?qū)崿F(xiàn)加工時間縮短的效果。
[0071]工業(yè)實(shí)用性
[0072]如上所述，本發(fā)明所涉及的加工系統(tǒng)可用于生成包含工作機(jī)械各軸的移動指令的加工程序，并基于向加工程序指示的移動指令而使工作機(jī)械動作的加工系統(tǒng)。
[0073]標(biāo)號的說明
[0074]I加工系統(tǒng)
[0075]2加工程序生成裝置
[0076]3數(shù)控裝置
[0077]4加工信息
[0078]5加工程序[0079]6位置指令
[0080]7驅(qū)動裝置
[0081]21移動指令生成部
[0082]22加減速指令生成部
[0083]23重合指令部
[0084]24機(jī)械動態(tài)特性
[0085]25移動指令
[0086]26加減速指令
[0087]27重合指令
[0088]31加減速判斷部
[0089]32位置指令生成部
[0090]33實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性
[0091]34加減速 數(shù)據(jù)
[0092]35調(diào)整系數(shù)
[0093]36負(fù)載
【權(quán)利要求】
1.一種加工程序生成裝置，其為工作機(jī)械的加工程序生成裝置，生成包含工作機(jī)械的各軸的移動指令在內(nèi)的加工程序， 該加工程序生成裝置的特征在于，具有: 移動指令生成部，其基于加工信息而生成所述移動指令；以及 加減速指令生成部，其基于預(yù)先設(shè)定的機(jī)械動態(tài)特性而生成分別與各個所述移動指令相對應(yīng)的加減速指令，并在與所生成的所述移動指令相同的程序塊中以數(shù)值方式指示該加減速指令。
2.一種數(shù)控裝置，其讀取加工程序，基于向所述加工程序指示的移動指令而使工作機(jī)械動作， 該數(shù)控裝置的特征在于， 具有位置指令生成部，該位置指令生成部存儲針對所述移動指令在相同的程序塊中附加有以數(shù)值形式指示的所述加減速指令的加工程序，基于所述移動指令及所述加減速指令生成位置指令，將所生成的所述位置指令輸出至所述工作機(jī)械的驅(qū)動裝置。
3.—種加工系統(tǒng)，其生成包含工作機(jī)械的各軸的移動指令在內(nèi)的加工程序，基于向所述加工程序指示的移動指令使工作機(jī)械動作， 該加工系統(tǒng)的特性在于，包含: 加工程序生成裝置，其具有移動指令生成部以及加減速指令生成部，該移動指令生成部基于加工信息而生成所述移動指令，該加減速指令生成部基于預(yù)先設(shè)定的機(jī)械動態(tài)特性，生成分別與各個所述移動指令相對應(yīng)的加減速指令，在與所述移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示所生成的所 述加減速指令；以及 數(shù)控裝置，其具有位置指令生成部，該位置指令生成部存儲針對所述移動指令在相同的程序塊中附加有以數(shù)值形式指示的所述加減速指令的加工程序，基于所述移動指令及所述加減速指令生成位置指令，將所生成的所述位置指令輸出至所述工作機(jī)械的驅(qū)動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述移動指令生成部在所述移動指令及所述加減速指令的基礎(chǔ)上，還基于各個工作機(jī)械各自的實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性而生成位置指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述加減速指令是沿所述移動指令的指令路徑的切線方向加速度、減速度、及指令路徑的終點(diǎn)處的減速速度中的任意大于或等于I個。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述機(jī)械動態(tài)特性包含:機(jī)械的各軸的速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者的制約條件；以及由與所述位置指令相對的位置、速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者構(gòu)成的關(guān)系式， 所述加工程序生成裝置根據(jù)所述制約條件和所述關(guān)系式，生成加工時間最短的所述加減速指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述加工程序生成裝置還具有重合指令部，該重合指令部根據(jù)所述移動指令和所述加減速指令，求出使第I移動指令和繼該第I移動指令之后的第2移動指令發(fā)生了重合的情況下的軌跡的精度與所指定的要求精度一致的重合量，并將該重合量作為重合指令而向加工程序指示， 所述數(shù)控裝置按照所述重合指令，以使得第I移動指令和第2移動指令按照與向加工程序指示的重合指令相對應(yīng)的距離進(jìn)行重合的方式，生成第2移動指令的位置指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性包含:機(jī)械的各軸的速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者的制約條件；以及由與所述位置指令相對的位置、速度、加速度、扭矩、電流中任意大于或等于I者構(gòu)成的關(guān)系式， 所述實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性以對機(jī)械的負(fù)載及設(shè)定在所述數(shù)控裝置中的調(diào)整系數(shù)進(jìn)行反映的方式構(gòu)成， 所述數(shù)控裝置基于向所述加工程序指示的所述移動指令、所述實(shí)際機(jī)械動態(tài)特性，進(jìn)行所述加減速指令能否執(zhí)行的判斷，在能夠執(zhí)行的情況下，執(zhí)行所指示的所述加減速指令，在不能執(zhí)行的情況下，取代所述加減速指令而使用預(yù)先設(shè)定的值進(jìn)行加減速。
9.一種加工程序生成方法，其為工作機(jī)械的加工程序生成方法，生成包含工作機(jī)械的各軸的移動指令在內(nèi)的加工程序， 該加工程序生成方法的特征在于， 基于加工信息而生成所述移動指令，基于預(yù)先設(shè)定的機(jī)械動態(tài)特性，生成分別與各個所述移動指令相對應(yīng)的加減速指令，并在與所生成的所述移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示該加減速指令。
10.一種數(shù)控方法，其將加工程序讀取至數(shù)控裝置，基于向所讀取的所述加工程序指示的移動指令使工作機(jī)械動作， 在該數(shù)控方法中， 使所述數(shù)控裝置存儲針對所述移動指令在相同的程序塊中附加有以數(shù)值形式指示的所述加減速指令的加工程序，基于所述移動指令及所述加減速指令生成位置指令，并將所生成的所述位置指令輸出至所述工作機(jī)械的驅(qū)動裝置。
11.一種加工程序，其為工作機(jī)械的加工程序，指示工作機(jī)械的各軸的移動指令，且該加工程序被讀取至數(shù)控裝置，由所述數(shù)控裝置執(zhí)行而使工作機(jī)械動作， 該加工程序的特征在于， 在與所述移動指令相同的程序塊中以數(shù)值形式指示有分別與各個所述移動指令相對應(yīng)的加減速指令。
【文檔編號】B23Q15/00GK103797430SQ201180073520
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月15日
【發(fā)明者】津田剛志, 熊澤毅, 脅坂宗生 申請人:三菱電機(jī)株式會社, Dmg森精機(jī)株式會社