进行摆动切削的机床的控制装置转让专利

申请号 : CN201810326089.9

文献号 : CN108732999B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 於保勇作山本健太

申请人 : 发那科株式会社

摘要 :

本发明提供一种控制装置。在位置指令的值未到达工件的加工结束点附近的预定的范围内时,控制装置的是否摆动通知部向摆动指令制成部通知允许制成摆动指令,在位置指令的值到达了预定的范围内时,是否摆动通知部向摆动指令制成部通知禁止制成摆动指令。控制部具备学习控制器和学习判断部。学习判断部判断向摆动指令制成部通知允许制成摆动指令和禁止制成摆动指令的哪一个,在通知允许制成摆动指令时,进行接通学习控制的动作,在通知禁止制成摆动指令时,进行使摆动指令为零的动作和断开学习控制的动作。

权利要求 :

1.一种控制装置,其控制机床,该机床通过工具对工件的外周面或内周面进行切削加工,上述机床具备:使上述工件及上述工具绕上述工件的中心轴线相对地旋转的主轴;以及沿上述工件的上述外周面或上述内周面的母线相对地进给上述工具及上述工件的至少一个进给轴,该控制装置的特征在于,

具备:

位置指令制成部,其基于上述工件和上述工具的相对的旋转速度以及上述工具和上述工件的相对的进给速度,制成上述至少一个进给轴的位置指令;以及进给轴控制部,其通过上述位置指令控制上述至少一个进给轴,上述进给轴控制部构成为,具备摆动指令制成部,该摆动指令制成部基于上述旋转速度及上述位置指令,以相对于上述旋转速度成为正的非整数倍的摆动频率的方式且以上述工具对上述工件进行断续切削的方式制成上述至少一个进给轴的摆动指令,并且,该进给轴控制部基于在上述位置指令与上述至少一个进给轴的实际位置的差即位置偏差上加上上述摆动指令而得到的合成指令,控制上述至少一个进给轴,上述控制装置还具备是否摆动通知部,在上述位置指令的值未到达距预先存储于上述控制装置的上述工件的加工结束点预定的范围内时,该是否摆动通知部向上述摆动指令制成部通知允许制成上述摆动指令,在上述位置指令的值到达了上述预定的范围内时,该是否摆动通知部向上述摆动指令制成部通知禁止制成上述摆动指令,上述进给轴控制部还具备:

学习控制器,其基于由上述摆动指令求出的摆动相位和上述合成指令,进行求出上述合成指令的修正量并相加到上述合成指令上的学习控制;以及判断部,其判断向上述摆动指令制成部通知了允许制成上述摆动指令和禁止制成上述摆动指令的哪一个,在该判断中,在允许制成上述摆动指令的通知时,进行接通上述学习控制的动作,在禁止制成上述摆动指令的通知时,进行使上述摆动指令为零的动作和断开上述学习控制的动作。

2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于,

上述是否摆动通知部具有下述功能:计算上述位置指令的值与预先存储于上述控制装置的上述加工结束点之间的距离或时间,通过判断上述距离或上述时间是否为预定的阈值以下,判断上述位置指令的值是否到达上述加工结束点附近的上述预定的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

在上述判断部中,断开上述学习控制的时机是上述摆动指令为零的时机。

4.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

在多个上述进给轴的各个进给轴具备上述进给轴控制部,

各上述进给轴控制部的上述判断部在进行了断开上述学习控制的决定时,将该决定通知到全部的上述进给轴控制部的上述判断部,各上述进给轴控制部的上述判断部通过断开上述学习控制的自身决定和断开从其他的上述进给轴控制部的上述判断部通知的上述学习控制的决定的至少一方,进行使上述摆动指令为零的动作和断开上述学习控制的动作。

5.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

上述摆动指令制成部制成相对于余弦波的基准轴线减去作为偏离值的摆动振幅而得到的上述摆动指令。

6.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

上述摆动指令制成部基于上述旋转速度而以上述工件或上述工具每旋转一圈便偏离半周期的方式制成上述摆动指令的摆动频率,并且基于上述旋转速度和上述位置指令制成上述摆动指令的摆动振幅。

7.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

上述摆动指令制成部以上述至少一个进给轴的转矩不超过预定值的方式制成上述摆动指令的摆动频率及摆动振幅。

8.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

上述摆动指令制成部基于上述学习控制的控制带域而以收敛学习的方式制成上述摆动指令的摆动频率及摆动振幅。

9.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

上述摆动指令制成部基于通过上述工具对上述工件进行加工而产生的切屑的期望长度制成上述摆动指令的摆动频率及摆动振幅。

10.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,

上述工件在沿上述中心轴线的剖面中比上述工件的半径方向最外侧部分靠半径方向内侧具有不与上述半径方向最外侧部分连续的角部。

说明书 :

进行摆动切削的机床的控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及进行摆动切削的机床的控制装置。

背景技术

[0002] 若在利用机床的切削工具加工工件时连续地产生切屑,则存在切屑收纳于切削工具的情况。在这种情况下,为了从切削工具除去切屑,需要使机床停止,浪费时间,生产效率下降。另外,由于切屑,存在工件损伤的可能性,存在工件的品质下降的情况。
[0003] 为了避免这种缺点,已知通过使切削工具和工件在加工进给方向上相对摆动,细切切屑的摆动切削(例如参照专利第5033929号公报、专利第5139592号公报、专利第5599523号公报等)。
[0004] 关于上述的摆动切削,提出了通过随着切削工具靠近加工进给方向的工件上的预定的加工停止位置,减少切削工具的摆动的振幅,避免切削工具超过其预定的加工停止位置而切削的不良状况的方案(例如参照国际公开第2016/047485号公报)。以下,将这种不良状况称为切削超调。
[0005] 另外,在机床中,为了提高使用伺服马达被驱动的切削工具、工件等的被驱动体的位置精度,提出了学习控制(例如参照日本特开2006-172149号公报的图6)。学习控制是相对于在预定的周期在被驱动体上反复相同模式的动作的指令,在每个上述预定的周期,求出用于修正位置指令值和位置反馈值的差即位置偏差的修正量,将在一周期前求出的修正量应用于上述位置偏差的控制。通过相对于周期性的相同模式的动作反复实施该学习控制,得到用于将上述位置偏差收敛于零的修正量。
[0006] 在进行上述的摆动切削的机床中,当在切削工具或工件的驱动机构部存在间隙时、该驱动机构部的刚性低时,若为了提高伺服的应答性而较高地设定控制增益,则产生振动,工具或工件的位置精度有时不稳定。在这种情况下,即使难以提高伺服的应答性,如果在摆动切削上应用学习控制,则也能相对于使工具或工件在加工进给方向上相对摆动的周期性的动作指令进行高精度的控制。
[0007] 但是,在随着为了防止上述的间隙而切削工具靠近加工进给方向的工件上的加工结束点,减少切削工具的摆动的振幅的情况下,从比该加工结束点靠前的阶段,每个预定周期的摆动模式逐渐变小。另一方面,学习控制如上所述,是将反复的动作模式的一周期前的修正量应用于位置偏差的控制。因此,在将学习控制应用于摆动控制的情况下,作为加工结束点的动作指令,即使输出未超过加工结束点的摆动模式的指令,也相对于该动作指令应用一周期前的摆动模式的修正量,因此存在无法防止切削超调的问题。在工件的一部分位于工具的加工进给方向的前方的情况下,由于切削超调,在工件上产生没有意图的切入。包括由这种切削超调产生的问题,期望更高精度的摇动切削。

发明内容

[0008] 本发明的一方案是一种控制装置,该控制装置控制机床,该机床通过工具对工件的外周面或内周面进行切削加工,具备使上述工件及上述工具绕上述工件的中心轴线相对旋转的主轴、沿上述工件的上述外周面或上述内周面的母线相对地进给上述工具及上述工件的至少一个进给轴,具备:
[0009] 位置指令制成部,其基于上述工件及上述工具的相对的旋转速度、以及上述工具及上述工件的相对的进给速度,制成上述至少一个进给轴的位置指令;以及
[0010] 进给轴控制部,其通过上述位置指令控制上述至少一个进给轴,
[0011] 上述进给轴控制部具备摆动指令制成部,其基于上述旋转速度及上述位置指令,以相对于上述旋转速度成为正的非整数倍的摆动频率的方式且以上述工具对上述工件进行断续切削的方式制成上述至少一个进给轴的摆动指令,并且上述进给轴控制部构成为,基于在上述位置指令与上述至少一个进给轴的实际位置的差即位置偏差上加上上述摆动指令而得到的合成指令,控制上述至少一个进给轴,
[0012] 上述控制装置还具备是否摆动通知部,其在上述位置指令的值未到达上述工件的加工结束点附近的预定的范围内时向上述摆动指令制成部通知允许制成上述摆动指令,在上述位置指令的值到达了上述预定的范围内时,向上述摆动指令制成部通知禁止制成上述摆动指令,
[0013] 上述进给轴控制部还具备:
[0014] 学习控制器,其基于从上述摆动指令求出的摆动相位和上述合成指令,进行求出上述合成指令的修正量并加到上述合成指令上的学习控制;以及
[0015] 判断部,其判断向上述摆动指令制成部通知允许制成上述摆动指令和禁止制成上述摆动指令的哪一个,在该判断中,在通知允许制成上述摆动指令时接通上述学习控制,在通知禁止制成上述摆动指令时使上述摆动指令为零。
[0016] 根据上述一方案,由于在摆动切削上应用学习控制,因此,提高相对于摆动指令的追随性。另外,还能消除切削超调的问题。

附图说明

[0017] 从附图所示的本公开的典型的实施方式的详细的说明,使本发明的这些目的、特征及优点以及其他目的、特征及优点更明确。
[0018] 图1是包括一实施方式的控制装置的加工系统的图。
[0019] 图2是表示一实施方式的控制装置的动作的流程图。
[0020] 图3是包括一实施方式的控制装置的其他的加工系统的图。
[0021] 图4A是表示圆筒形工件和工具的图。
[0022] 图4B是表示具有圆锥梯形状的中空部的工件和工具的其他图。
[0023] 图5是表示进给量和旋转角度的关系的图。
[0024] 图6是表示具备学习控制功能的控制装置的具体例子的方框图。
[0025] 图7是表示图6所示的学习控制器的结构例的方框图。
[0026] 图8A是表示在图6所示的学习控制装置的控制部不具备学习判断部的情况下的加工结束点附近的工具的实际的动作的图。
[0027] 图8B是表示每单位时间的位置指令的时间变化和摆动振幅的时间变化的图,是与图8A对应的图。
[0028] 图9A是表示具备学习判断部的控制装置(图6)的情况下的加工结束点附近的工具的实际的动作的图。
[0029] 图9B是表示每单位时间的位置指令的时间变化和摆动振幅的时间变化的图,是与图9A对应的图。
[0030] 图10是表示图6所示的控制装置的动作的一例的流程图。

具体实施方式

[0031] 接着,参照附图说明本发明的实施方式。在参照的附图中,对相同的结构部分或功能部分标注相同的参照符号。为了使理解容易,这些图适当改变比例尺。另外,附图所示的方式是用于实施本发明的一例,本发明未限定于图示的方式。
[0032] 图1是表示包括一实施方式的控制装置20的加工系统1的图。如图1所示,加工系统1具有机床10、控制机床10的控制装置20。机床10具有工具11,工具11例如对具有圆筒形、圆柱形、圆锥形、或圆锥梯形等的工件进行切削加工。在图1所示的例子中,工具11对大部分由圆柱形构成的工件W的圆柱体部分的外周面进行切削加工。另外,在图1等中,将作为工件的旋转轴的该工件的中心轴线作为Z轴,将相对于Z轴垂直的轴线作为X轴。机床10若适当调整X轴方向的工具11的位置,则也能对横截面具有椭圆形的柱状体那样的工件的外周面或内周面进行切削加工。
[0033] 在图1中表示实质上是圆柱形的工件W,在工件W的外周面的端部具有向工件W的径向外侧突出的凸部35。机床10的主轴M0使工件W绕其中心轴线旋转。另外,机床10的进给轴M1能进行将工具11沿工件W的外周面的母线进给、和使工具11沿工件W的外周面的母线往复运动、即摆动双方的动作。图1所示的工件形状的情况下,沿构成工件W的大部分的圆筒体的外周面的母线进给工具11。
[0034] 进给轴M1包括工具11的进给机构和驱动该进给机构的伺服马达。并且,进给轴M1与主轴M0进行协调动作并送出工具11而对工件W进行切削加工。另外,主轴M0及进给轴M1的必要转矩除了切削负荷,能够由惯性和指令的角加速度推断,但用于检测转矩的检测器G0、G1、G2也可以分别具备。
[0035] 控制装置20使用通过软线互相连接的、ROM(read only memory)、RAM(random access memory)等存储器、CPU(control processing unit)以及通信控制部的计算机而构成。另外,控制装置20具备位置指令制成部22、控制部26(进给轴控制部)、是否摆动通知部27以及加工条件存储部29,各部分的功能或动作通过搭载于上述计算机的CPU、存储器以及该存储器所存储的控制程序协作来实现。
[0036] 在控制装置20中,加工条件存储部29存储工件W的至少加工条件。在控制装置20上连接CNC(Computer Numerical Controller)、PLC(ProgrammableLogic Controller)等上位计算机(未图示),该加工条件可以从上位计算机向加工条件存储部29输入。工件W的加工条件包括工件W的旋转速度、工具11的进给速度以及工件W的加工结束点。另外,加工条件存储部29存储机床10所执行的加工程序,控制装置20内的CPU从该加工程序读取工件W的旋转速度及工具11的进给速度,并向位置指令生成部22、控制部26输出。加工条件存储部29、位置指令制成部22可以不是位于控制装置20内,而是位于上述的上位计算机。
[0037] 控制装置20的位置指令制成部22具有基于绕工件W的中心轴线的工件W及工具11的相对的旋转速度及工具11以及工件W的相对的进给速度,制成进给轴M1的位置指令的功能。该位置指令为将在将工具11及工件W向Z轴方向相对地进给时的目标位置相对于控制部26进行指示的指令。
[0038] 控制装置20的控制部26具有基于上述旋转速度及位置指令,以相对于上述旋转速度成为正的非整数倍的摆动频率的方式且工具11对工件W进行断续切削的方式制成进给轴M1的摆动指令的摆动指令制成部23(参照图6)。摆动指令是以相对于绕上述中心轴线的旋转速度为非同期的方式制成的周期性的指令,包括摆动频率和摆动振幅。由后述的摆动指令的式(1)中的S/60×I的项得到的值相当于摆动频率,由式(1)中的K×F/2的项得到的值相当于摆动振幅。
[0039] 另外,断续切削表示工具11一边周期性地与工件W接触以及从工件W离开一边对工件W进行切削加工,也称为摆动切削或振动切削。另外,在图1中,工件W旋转,并且工具11相对于工件W摆动,但也可以是工具11绕工件W的中心轴线旋转,并且工件W相对于工具11摆动的结构。另外,在图1中,利用一个进给轴M1进行工件W的进给动作和摆动动作双方,但也可以是利用不同的进给轴进行工件W的进给动作和摆动动作的各个。
[0040] 控制装置20的是否摆动通知部27在上述位置指令制成部22制成的位置指令值未到达距预先存储于加工条件存储部29的工件W的加工结束点预定的范围内时,向摆动指令制成部23通知允许制成摆动指令。是否摆动通知部27在位置指令制成部22制成的位置指令的值到达了上述预定的范围内时,向摆动指令制成部23通知禁止制成摆动指令。摆动指令制成部23只在允许制成摆动指令的通知时能制成摆动指令。
[0041] 另外,控制装置20的控制部26具有基于在上述位置指令与进给轴M1的实际位置的差即位置偏差上加上上述摆动指令而得到的合成指令(例如位置指令值)控制进给轴M1的功能。进给轴M1的实际位置相当于由搭载于该进给轴M1的编码器等位置检测器(未图示)得到的位置反馈值。
[0042] 上述控制部26具备基于由摆动指令求出的摆动相位和上述合成指令,进行求出上述合成指令的修正量并加到上述合成指令上的学习控制的功能。该功能相当于后述的学习控制器30(参照图6)。
[0043] 图2是表示一实施方式的控制装置20的动作的流程图。首先,在图2的步骤S11中,位置指令制成部22基于加工条件存储部29所存储的工件W的旋转速度及工具11的进给速度,制成进给轴M1的位置指令。
[0044] 另外,在步骤S12中,控制部26内的摆动指令制成部23(参照图6)基于上述旋转速度及位置指令制成摆动指令。在图1所示的例子中,工具11只沿工件W的中心轴线摆动,因此,制成只用于进给轴M1的摆动指令。
[0045] 在此,图3是表示包括本实施方式的控制装置20的其他加工系统的图。在图3所示的例子中,配置圆锥梯形的工件W。在该情况下,工具11沿工件W的外周面的母线向斜向摆动,对工件W的外周面进行切削加工。工具11沿X轴方向及Z轴方向的合成方向移动,因此,为了使工具11移动,需要两个进给轴M1、M2和每个这些进给轴的控制部26。进给轴M2也包括进给机构和驱动该进给机构的伺服马达。进给轴M1、M2与主轴M0进行协调动作且送出工具11,对工件W进行切削加工。在该情况下,在步骤S12中,分别由每个进给轴M1、M2的控制部26的摆动指令制成部23制成用于两个进给轴M1、M2的摆动指令。
[0046] 另外,进给轴M2的必要转矩也除了切削负荷,能通过惯性和指令的角加速度推断,但也可以具备用于检测转矩的检测器G2。另外,还可以是通过多个进给轴和每个进给轴的控制部进给工具11的结构。
[0047] 另外,图4A是表示圆筒形工件和工具的与图1不同的图。在图4A中,工具11沿圆筒形工件W的内周面的母线摆动且对该内周面进行切削加工。在该情况下,用于工具11的摆动的马达可以只是进给轴M1,因此,在步骤S12中制成只用于进给轴M1的摆动指令。
[0048] 相对于此,图4B是表示具有圆锥梯形状的中空部的工件和工具的图。在图4B中,工具11沿具有圆锥梯形状的中空部的工件W的内周面的母线摆动且对该内周面进行切削加工。在这种情况下,如上所述,需要两个进给轴M1、M2和每个这些进给轴的控制部26,在步骤S12中,分别由每个进给轴M1、M2的控制部26的摆动指令制成部23制成用于两个进给轴M1、M2的摆动指令。
[0049] 下面,如图1所示,关于工具11对工件W的圆柱体部分的外周面进行切削加工的情况进行说明。但是,以下的说明在图3、图4A及图4B所示的情况下也大概相同。
[0050] 图5是表示进给量和旋转角度的关系的图。图5中的横轴表示工件W的旋转角度,纵轴表示工件W的中心轴线的方向(即Z轴方向)的工具11的进给量。图5表示在斜向延伸的多个直线状虚线C1、C2、C3…。从图5可以看出,虚线C1与纵轴之间的交点的纵轴坐标相当于下一个虚线C2的开始点的纵轴坐标。同样,虚线C2与纵轴之间的交点的纵轴坐标相当于下一个虚线C3的开始点的纵轴坐标。这些多个直线状虚线C1、C2、C3…在没有摆动指令的情况下,表示工件W上的工具11的轨迹。另一方面,图5所示的曲线A1、A2、A3在具有摆动指令的情况下,表示工件W上的工具11的轨迹。即,虚线C1、C2、C3等只表示加上摆动指令前的位置指令(原来的指令值),曲线A1、A2、A3等表示加上了摆动指令后的位置指令。由此,曲线A1、A2、A3表示在由虚线C1、C2、C3表示的各位置指令上加上余弦波状的摆动指令而得到的指令。
[0051] 另外,曲线A1是工件W第一次旋转的工具11的轨迹,曲线A2是工件W第二次旋转的工具11的轨迹,曲线A3是工件W第三次旋转的工具11的轨迹。以简单的目的,工件W的第四次旋转以后的工具11的轨迹省略图示。
[0052] 在图2的步骤S12中,控制部26内的摆动指令制成部23(参照图6)如下那样制成摆动指令。在位置指令制成部22中,决定进给轴M1的位置指令(虚线C1、C2、C3)。摆动指令制成部23为了生成以虚线C1、C2、C3的各个为基准轴线的曲线A1、A2、A3那样的指令,决定余弦波状的摆动指令的摆动频率。由后述的式(1)中的S/60×I的项得到的值为摆动频率。
[0053] 在上述的决定摆动频率的情况下,如图5所示,以某虚线、例如虚线C2为基准轴线的余弦波状的曲线A2的初期相位优选相对于将一个前的虚线、例如虚线C1为基准轴线的余弦波状的曲线A1偏离半周期。其理由在于,在偏离半周期的情况下,能使摆动指令的摆动振幅为最小限,其结果,能最有效地对切屑进行细切。
[0054] 接着,摆动指令制成部23为了生成以虚线C1、C2、C3的各个为基准轴线的曲线A1、A2、A3那样的指令,决定上述的摆动指令的摆动振幅。由后述的式(1)中的K×F/2的项得到的值为摆动振幅。图5所示的曲线A1和曲线A2在旋转角度大约为0度的部位B1和旋转角度大约为240度的部位B2互相重合。从图5可以看出,在部位B1、B2,相对于虚线C1的曲线A1的最大值比相对于虚线C2的曲线A2的最小值大。换言之,摆动指令制成部23期望以前曲线A1和后曲线A2部分地互相重合的方式决定摆动振幅。另外,在曲线A1、A2、A3中,进给速度恒定,因此,各摆动指令的摆动振幅也全部相同。
[0055] 在该重合部位B1、B2,在工具11以曲线A2的轨迹进行加工时,工具11从工件W离开,因此不对工件W进行加工。在本实施方式中,由于这种重合部位周期性地产生,因此,能进行所谓的断续切削。在图5所示的例子中,由于按照曲线A2的动作,分别在部位B1、B2产生切屑。即,在第二次旋转的曲线A2中,产生两个切屑。由于这种断续切削周期性地进行,因此能进行振动切削。
[0056] 另外,相对于虚线C3形成的曲线A3与曲线A1为相同的形状。曲线A2和曲线A3在旋转角度大约为120°的部位B3和大约为360°的部位B4重合。由于按照曲线A3的动作,分别在部位B3、B4产生切屑。即,在第三次旋转的曲线A3中,产生两个切屑。以后,在工件每一次旋转产生两个切屑。但是,在第一次旋转时不产生切屑。
[0057] 通过这样决定摆动频率和摆动振幅,控制部26内的摆动指令制成部23(参照图6)制成摆动指令(步骤S12)。
[0058] 例如,摆动指令如下式那样表示。
[0059] 摆动指令=(K×F/2)×cos(2π×S/60×I×t)-(K×F/2)…式(1)
[0060] 在式(1)中,K是摆动振幅倍率,F是工件W旋转一次的工具11的移动量、即每次旋转-1进给量[mm/rev],S是绕工件W的中心轴线的旋转速度[min ],or[rpm],I是摆动频率倍率。
在此,上述的摆动频率相当于式(1)中的S/60×I项,上述的摆动振幅相当于式(1)中的K×F/2项。但是,摆动振幅倍率K为1以上的数,摆动频率倍率I为比零大的非整数(例如0.5、
0.8、1.2、1.5、1.9、2.3或2.5…等的正非整数)。摆动振幅倍率K及摆动频率倍率I是常数(在图5的例子中,I是1.5)。
[0061] 使摆动频率倍率I不为整数的理由在于,在为与绕工件W的中心轴线的转数完全相同的摆动频率的情况下,无法产生上述那样的重合部位B1、B2、B3、B4等,无法得到由摆动切削得到的切屑的细切效果。
[0062] 另外,根据式(1),摆动指令为下述指令:相对于将表示位置指令的各虚线C1、C2、C3作为基准轴线的余弦波,减去作为偏离值的K×F/2项。由此,能够使基于在位置指令上加上摆动指令而得到的指令值的工具11的位置轨迹将在工具11的加工进给方向由位置指令得到的位置控制为上限。因此,图7的曲线A1、A2、A3等在+Z轴方向(即工具11的加工进给方向)不超过虚线C1、C2、C3等。
[0063] 另外,通过为由式(1)表示的摆动指令,从图5的曲线A1可以看出,在工具11的加工开始点(横轴的0°的位置),在工具11的进给方向从最初不会发出较大的摆动指令。
[0064] 另外,在决定摆动频率和摆动振幅时所调整的各参数(式(1)中的K、I)的初始值在机床10的工作前存储于加工条件存储部29。工件W的旋转速度S作为加工条件事前存储于加工条件存储部29。每次旋转进给量F根据该旋转速度S和位置指令制成部22制成的位置指令求出。
[0065] 之后,在步骤S13中,控制部26求出由图1所示的位置指令制成部22制成并接收的位置指令和进给轴M1的实际位置的差即位置偏差,相对于位置偏差加上上述的摆动指令并得到合成指令。
[0066] 接着,在图2的步骤S14中,控制部26基于上述的合成指令控制进给轴M1。主轴M0根据存储于加工条件存储部29的工件W的旋转速度S,由控制装置20控制。在本实施方式中,不需要预先制成振动切削信息的图表,能根据工件W的加工条件在实际对工件W进行切削加工前决定工件W的细切条件。
[0067] 可是,在工具11的驱动机构部存在间隙的情况、该驱动机构部的刚性低的情况下,为了提高伺服的应答性而较高地设定控制增益,则产生振动,工具11的位置精度有时不稳定。例如,存在即使基于与曲线A1、A2、A3等对应的指令值驱动进给轴M1,工具11的实际位置也不完全追随曲线A1、A2、A3等的情况。在该情况下,若在图5所示的重合部位B1、B2、B3、B4等中,工具11的实际位置与曲线A1、A2、A3等的指令值不一致,则无法进行断续切削,其结果,不会良好地形成切屑。
[0068] 因此,在本实施方式中,如图2的步骤S15所示,使用学习控制提高对摆动指令的追随性。学习控制是提高对“反复模式决定的周期指令”的追随性的控制方式,随着周期从第一周期到第二周期、从第二周期到第三周期…进行,能减少位置偏差。具体地,通过学习工件W及工具11的预定数量的摆动周期量的位置偏差并作为修正量,抑制由摆动指令引起的周期性的位置偏差的增加。
[0069] 其结果,工具11的实际位置逐渐接近指令值的曲线A1、A2、A3等,最终,与指令值的曲线A1、A2、A3等一致。在该情况下,指令值的曲线A1、A2、A3等具有上述的重合部位B1、B2、B3、B4等,因此,能可靠地引起断续切削,能可靠地形成细切化的切屑。
[0070] 另外,用于进行学习控制的学习带域具有上限,在摆动频率超过了上限的情况下,学习不收敛,残留位置偏差。结果,无法良好地形成切屑。因此,在本实施方式中,需要在能实施学习控制的范围内求出最适的摆动频率。
[0071] 具体地说,与转矩的降低方法相同,通过如后所述那样调整切屑的长度(变长),能较低地抑制摆动指令的摆动频率,能收敛于学习带域。当然,如果能改变加工条件,则也可以降低主轴M0的旋转速度(即工件W的旋转速度)。
[0072] 另外,在本实施方式的摆动切削中,由于求出最适的摆动频率及摆动振幅,因此能使必要转矩最小化。另一方面,即使能必要最小化,也是会引起转矩饱和的现象,需要避免。另外,若应用学习控制,则转矩增大,存在更容易饱和的倾向。因此,在本实施方式中,需要在不会引起转矩饱和的范围内求出最适的摆动频率及摆动振幅。
[0073] 然而,优选摆动振幅尽可能小,在摆动频率低的情况下,形成更长的切屑。此时,进给轴M1、M2等所要求的转矩也可以小。相对于此,在摆动振幅大的情况下,进给轴M1、M2等所要求的转矩也变大。在摆动频率高的情况下,切屑的长度变短,进给轴M1、M2等所要求的转矩也变大。
[0074] 在操作者希望期望长度的切屑的情况下,操作者将切屑的期望的长度输入摆动指令制成部23。由此,摆动指令制成部23基于切屑的期望长度制成摆动频率和摆动振幅。例如在要求较短的切屑的情况下,避免工件W受损,在要求较长的切屑的情况下,能抑制转矩及学习带域并降低施加在工具11上的负荷,并且容易使学习收敛。
[0075] 图6是表示具备上述的学习控制功能的控制装置20的具体例子的方框图。
[0076] 图6所示的控制装置20具备加工条件存储部29、位置指令制成部22、控制部26(进给轴控制部)以及是否摆动通知部27。加工条件存储部29、位置指令制成部22以及是否摆动通知部27还可以位于与控制装置20连接的NC装置等的上位计算机(未图示)。
[0077] 控制部26具备摆动指令制成部23、相加部24、相减部25、学习控制器30、学习判断部31、位置速度控制部34以及通知部36。另外,摆动指令制成部23包括上述的使用式(1)计算摆动指令的摆动指令计算部23a、在使工具11向加工进给方向移动的进给轴M1上搭载检测进给轴M1的旋转位置的编码器32。
[0078] 图6所示的位置指令制成部22基于存储于加工条件存储部29的工件W的旋转速度和工具11的进给速度,制成向进给轴M1指示工具11的加工进给方向的位置的位置指令并以预定的时间间隔向相减部25发送。上述的预定的时间间隔可以是控制部26的控制周期(采样周期),也可以是其以外的周期。
[0079] 相减部25计算从位置指令制成部22发送的位置指令和从进给轴M1的编码器32输出的位置反馈值(位置FB)的差即位置偏差,并发送到相加部24。
[0080] 另外,摆动指令制成部23基于上述的式(1),制成摆动指令并以上述的预定的时间间隔发送到相加部24。该摆动指令由摆动指令制成部23内的摆动指令计算部23a计算。具体地说,摆动指令计算部23a获得存储于加工条件存储部29的工件W的旋转速度S和由加工指令制成部22制成的进给轴M1的位置指令,根据该位置指令和旋转速度S求出工具11的每一次旋转量F。摆动指令计算部23a基于工具11的每次旋转进给量F、工件W的旋转速度S等,通过上述的式(1)计算摆动指令的摆动频率以及摆动振幅。并且,摆动指令计算部23a基于计算出的摆动频率及摆动振幅、距摆动切削开始时的经过时间t制成摆动指令。
[0081] 相加部24在从相减部25输出的位置偏差上加上摆动指令。此时,位置偏差和摆动指令以上述的预定的时间间隔同步地输入到相加部24并合成。相加部24将在位置偏差上加上摆动指令而得到的合成指令(位置指令值)向位置速度控制部34发送。
[0082] 位置速度控制部29基于合成指令制成速度指令及转矩指令,并供给到进给轴M1。基于这种指令,控制进给轴M1。若进给轴M1旋转,则从搭载于进给轴M1的编码器32将进给轴M1的实际位置反馈到相减部25。如果没有位置指令值与由合成指令得到的位置反馈值的差,则进给轴M1的实际位置到达指令位置。
[0083] 将上述的合成指令输入学习控制器30。学习控制器30基于根据摆动指令求出的摆动相位和合成指令反复求出修正量,通过修正合成指令,提高相对于周期性的动作的追随性。
[0084] 学习控制是通过利用直到一学习周期前的相乘偏差修正移动指令,提高对周期性的指令的追随性的控制。
[0085] 图7是表示图6所示的学习控制器30的结构例的方框图。
[0086] 将以上述的预定的时间间隔从相加部24输出的合成指令输入学习控制器30。向学习控制器30输入合成指令,但合成指令包括位置指令与位置反馈值的差,因此,一般与向学习控制器输入的位置偏差相同。在学习控制器30中,在每个某相位将摆动一周期量(学习一周期量)的数据存储于存储器30b。各相位将根据摆动指令的摆动频率求出的周期换算为以旋转角度的周期,将该以旋转角度的周期利用预定的分割数分割并求出(称为摆动相位)。学习控制器30根据从摆动指令求出的摆动相位和所输入的合成指令(偏差)求出存储于存储器30b的各相位的偏差,与存储于存储器30b的各相位的数据相加。通过这一连串的处理,能反复求出各相位的相乘偏差。
[0087] 存储于存储器30b的上述相乘偏差通过动特性补偿单元30c补偿控制对象的相位滞后,成为与控制部26的每个控制周期的时间对应的修正量。该修正量相对于将要输入位置速度控制部34之前的合成指令作为修正量进行相加。位置速度控制部34基于加上了该修正量后的合成指令生成速度指令Vc并输出。
[0088] 如上所述,在学习控制器30中,反复求出各相位的相乘偏差,通过在合成指令上加上由动特性补偿单元30c补偿了控制对象的滞后的修正量,在以恒定的周期多次反复进行使工具11摆动的周期性的动作后,能使向学习控制器30输入的合成指令(偏差)收敛于零。总之,使工具11按摆动指令进行摆动。
[0089] 因此,即使由于工具11的驱动机构部中的间隙的存在、低刚性的驱动机构部而难以提高伺服的应答性,也能进行更高精度的摆动切削,能可靠地对切屑进行细切化。另外,在上述的学习控制的实施例中,将一摆动周期作为学习的周期,实施求出相对于每一个这种一摆动周期的合成指令的修正量,但在本发明中,也可以使一摆动周期以外的预定数量的摆动周期为学习的周期。
[0090] 然而,如图1所示的工件W,具有在工件的外周面的至少一部分设置凸部35及角部35a,该凸部35位于工具11的加工进给方向的前侧的形状也作为摆动切削的对象的情况。在该情况下,对工件W的外周面进行摆动切削,但需要工具11不与凸部35干涉,因此,相对于工具11的加工进给方向的加工结束点的位置精度重要。在工具超过了加工结束点时,产生凸部35被工具11咬入的不良状况、所谓的超调(オーバーシュート)问题。该问题的工件未限定于图1的工件形状。该问题的工件是绕中心轴线旋转对称的工件,是在沿上述中心轴线的剖面中,在比上述工件的半径方向最外侧部分靠半径方向内侧具有不与上述半径方向最外侧部分连续的角部35a的工件全部。例如,是图1、图4A以及图4B所示的工件W。另外,上述的角部35a也包括具有预定的曲率的部分或具有锥形的部分。
[0091] 与这种工件W相关的超调的不良状况如上所述,即使将学习控制应用于摆动切削也会引起。这是因为,学习控制是将反复的摆动模式的一学期周期前的修正量应用于指令值的控制。即,作为合成指令,即使将工具11未超过加工结束点的位置指令值输出到上述控制装置20的控制部26(图6),,由于相对于该位置指令值,也应用一学习周期前的摆动模式的修正量,因此无法防止超调的情况。
[0092] 因此,在本实施方式的控制装置20中,具备从比工具11到达加工进给方向的工件上的加工结束点(即、工具11的最终的停止位置)的时间靠前的时间使学习控制器30无效的功能。
[0093] 具体地说,在加工条件存储部29中存储与加工中的工件W及工具11的动作相关的信息(例如工件W的旋转速度、工具11的位置、轨迹及速度、工件W上的加工结束点等)的加工程序。该加工条件存储部29可以位于与控制装置20连接的上位计算机(未图示)。
[0094] 图6所示的是否摆动通知部27在上述的位置指令的值未到达工件W的加工结束点附近的预定的范围内时将允许制成摆动指令向摆动指令制成部23通知,另一方面,在位置指令的值到达了上述的预定的范围内时将禁止制成摆动指令向摆动指令制成部23通知。
[0095] 更具体地说,是否摆动通知部27根据基于加工条件存储部29内的加工程序由位置指令制成部22生成的位置指令的值和从该加工程序得到的加工结束点计算该位置指令的值与该加工结束点之间的距离或时间。是否摆动通知部27通过这样计算的距离或时间是否为预定的阈值以下的判断,如上述那样判断位置指令的值是否到达加工结束点附近的预定的范围内。关于上述的预定的阈值,通过事前的试验、模拟等预先决定不产生由超调引起的工件W的切入。
[0096] 另外,学习判断部31判断是否向摆动指令制成部23通知允许制成摆动指令和禁止制成的哪一个。学习判断部31在通知允许制成摆动指令时接通利用学习控制器30的学习控制。另一方面,学习判断部31在通知禁止制成摆动指令时,进行使摆动指令为零的动作和断开利用学习控制器30的学习控制的动作。通过具备这种学习判断部31,能抑制产生上述的超调。另外,在图6中,省略从编码器32向学习判断部31的信号线。
[0097] 断开上述的学习控制的方法可以是任意的方法。如图7所示,在将从相加部24输出的合成指令向学习控制器30输入的输入线上设置第一开关30d,在从动特性补偿单元30c输出修正量的输出线上设置第二开关30e。例如,学习控制器30若从学习判断部31接受学习控制断开的指令,则断开第一开关30d,消去存储于存储器30b内的学习一周期量的相乘偏差。
[0098] 另外,若学习控制器30从学习判断部31接受学习控制断开的指令,则同时断开第一开关30d及第二开关30e。若这样构成,则即使断开学习控制器30,也能维持存储在存储器30b内的学习一周期量的相乘偏差。当然,断开上述的学习控制的方法及结构是一例,本发明并未限定于此。
[0099] 图8A是表示在图6所示的控制装置20的控制部26不具备学习判断部31的情况下的加工结束点附近的工具11的实际的动作的图。在图8A中,纵轴的正方向相当于工具11的加工进给方向,曲线P表示只有位置指令的时间变化,曲线Q表示加上摆动指令后的位置指令的时间变化,曲线R表示工具11的实际位置的时间变化。在图8A中,为了明确地表示曲线R的变化,省略从时刻t1到时刻t3间的曲线Q,但其间,实际上曲线Q和曲线R重合。另外,图8B是与图8A对应的图,折线H表示与图8A中由曲线P表示的位置指令对应的每单位时间的位置指令(即,工具11的进给速度)的时间变化,折线J表示摆动振幅的时间变化。
[0100] 例如,如图8B所示,从时刻t3使工具11的进给速度逐渐下降,在时刻t5,使工具11停止在预定的加工结束点(参照折线H)。若这样使进给速度逐渐下降,则每旋转进给量F变小,因此,摆动振幅(=K×F/2)也逐渐变小并在时刻t5成为零(参照折线J)。另外,由于摆动振幅逐渐变小,因此由式(1)求出的摆动指令也逐渐变小。因此,如图8A所示,关于加上了摆动指令后的位置指令的曲线Q,形成曲线Q的周期性的波线的振幅从时刻t3减小,该波线的振幅在摆动振幅为零的时刻t5消失。
[0101] 另一方面,在图8A的例子中,由于在图6所示的控制装置20的控制部26不具备学习判断部31,因此,实施学习控制。即,如上所述,从时刻t3到时刻t5期间,即使形成曲线Q的周期性的波线的振幅周期性地减小,也继续使用相对于学习一周期前的合成指令求出的修正量对此时的合成指令进行修正的控制。其结果,从图8A可以看出,在时刻t3以后,实际位置的曲线R与加上了摆动指令后的位置指令的曲线Q不一致。更具体地说,随着时间从时刻t3向时刻t5经过,形成实际位置的曲线R的波线的振幅比形成曲线Q的波线的振幅大,实际位置的曲线R在加工进给方向超过加工结束点。产生所谓的超调。
[0102] 相对于此,图9A是表示图6所示的控制装置20、即具备学习判断部31的控制装置20的情况下的加工结束点附近的工具11的实际的动作的图。在图9A中,曲线P表示只有位置指令的时间变化(即与图8A的曲线P相同),曲线Q’表示加上了摆动指令后的位置指令的时间变化,曲线R’表示工具11的实际位置的时间变化。即使在图9A中,也为了使曲线R’的变化明确,省略从时刻t1到时刻t3间的曲线Q’,但在该期间,实际上曲线Q’和曲线R’重合。另外,图9B是与图9A对应的图,在该图中,折线H表示每单位时间的位置指令的时间变化(即与图8B的折线H相同),曲线J’表示摆动振幅的时间变化。
[0103] 如图9B所示,通过使工具11的进给速度从时刻t3逐渐下降(参照折线H),摆动振幅也逐渐变小(参照折线J’)。这一点与图8B的曲线J相同,但与图8A、图8B的例子相比,在图9A、图9B的例子中,从位置指令的值Pa到达了加工结束点附近的预定的范围(图9A所示的距离SL或时间ST)内时中止上述的学习控制(学习控制断开)。另外,在位置指令的值到达了加工结束点附近的预定的范围内时,使该摆动指令为零。具体地说,图6所示的是否摆动通知部27基于加工程序计算位置指令的值与加工结束点之间的距离或时间,在该距离或时间为预定的阈值(图9A所示的距离SL或时间ST)以下的情况下,将禁止制成摆动指令通过到摆动指令制成部23。通过该通知,摆动指令制成部23不输出摆动指令。并且,学习判断部31若判断为向摆动指令制成部23通知了禁止制成摆动指令,则使摆动指令为零,并且向学习控制器30输出学习控制断开的指令并使学习控制器30停止。
[0104] 其结果,如图9A所示,在学习控制断开时(即,与位置指令的值Pa对应的时刻ta)以后,没有相对于位置指令的摆动指令的相加,也不实施学习控制,因此,加上了摆动指令后的位置指令的曲线Q’与位置指令的曲线P一致。随此,实际位置的曲线R’也与位置指令的曲线P相仿地,形成曲线R’的周期性的波线的振幅也急速地减少。通过适当地设定上述的预定的阈值(距离SL或时间ST),如图9A及图9B所示,实际位置的曲线R不会在加工进给方向上超过加工结束点。能抑制产生所谓的超调。
[0105] 图10是表示图6所示的控制装置的动作的一例的流程图。
[0106] 首先,在步骤S21中,控制装置20判断摆动切削开始的指令的有无。在具有摆动切削开始的指令的情况下,开始摆动切削,但如果没有该指令,则工件W的加工结束。
[0107] 若开始摆动切削,则图6所示的位置指令制成部22基于记述于加工条件存储部29内的加工程序的加工条件、例如工件W的旋转速度、工具11的进给速度制成进给轴M1的位置指令,并发送到控制部26。接着,是否摆动通知部27获得进给轴M1的位置指令(步骤S22)。此时,是否摆动通知部27可以从编码器32获得通过位置指令进行动作的进给轴M1的实际位置。
[0108] 接着,在步骤S23中,是否摆动通知部27读取预先存储于加工条件存储部29的加工结束点,并且,计算从上述的位置指令的值到加工结束点间的距离。另外,是否摆动通知部27为了判断位置指令是否到达加工结束点附近的预定的范围内,判断如上所计算的距离是否为预定的第一阈值(例如图9A所示的距离SL)以下。其结果,在计算出的距离为预定的第一阈值以下的情况下、即在加工结束点附近具有位置指令的值的情况下,是否摆动通知部
27向摆动指令制成部23通知禁止制成摆动指令(步骤S24)。
[0109] 在接下来的步骤S25中,摆动指令制成部23判断是否具有禁止制成摆动指令的通知。当具有禁止制成摆动指令的通知时,摆动指令制成部23不制成摆动指令。即,摆动指令制成部23直到没有禁止制成摆动指令的通知,使摆动指令为零。在该情况下,学习判断部31直到没有禁止制成摆动指令,进行使摆动指令为零的动作和断开利用学习控制器30的学习控制的动作。另外,由于是否摆动通知部27也将允许制成摆动指令通知到摆动指令制成部23,因此,在没有允许制成摆动指令的通知期间,可以进行使摆动指令为零的动作和断开利用学习控制器30的学习控制的动作。
[0110] 另一方面,在上述步骤S25中,在判断为没有禁止制成摆动指令的通知的情况下,进行接下来的步骤S26的处理。在步骤S26中,摆动指令制成部23的摆动指令计算部23a基于从加工条件存储部29读取的工件W的旋转速度和从上述位置指令制成部22得到的位置指令计算摆动指令。将该摆动指令发送到相加部24。
[0111] 在接下来的步骤S27中,相加部24在来自位置指令制成部22的位置指令与进给轴M1的实际位置(位置FB)的差即位置偏差上加上上述的摆动指令而生成合成指令。
[0112] 在接下来的步骤S28中,学习控制器30基于从上述摆动指令求出的摆动相位和上述的合成指令,执行求出合成指令的修正量并加到上述合成指令的学习控制。
[0113] 接着,在步骤S29中,判断有无摆动切削结束的指令。如果有摆动切削结束的指令,则工件W的加工结束。另一方面,在没有摆动切削结束的指令的情况下,反复进行上述的步骤S22~步骤S29的一连串的处理。
[0114] 以上说明的动作流程是一例,本发明并未限定于此。例如,在步骤S23中,是否摆动通知部27也可以不是计算从位置指令的值到加工结束点间的距离,而是计算时间。是否摆动通知部27通过判断该时间是否为预定的第二阈值(例如图9A所示的时间ST)以下,判断位置指令是否到达加工结束点附近的预定的范围内。
[0115] 另外,在上述的学习判断部31中,断开学习控制的时机可以为从摆动指令制成部23输出的摆动指令成为零的时机。这种时机如图9A所示的时刻ta的曲线Q’的部分那样,为加上了摆动指令后的位置指令与原来的位置指令一致时。另外,在图5的情况下,处于0°、
120°、240°、360°的相位时。根据上述时机,在通过加上了摆动指令后的位置指令使工具11移动的途中,能防止极瞬间较大地替换为只利用位置指令的工具11的移动。由此,不会对马达带来急剧的负荷。
[0116] 另外,如图3、图4B所示的例子那样,即使在使用进给轴M1、M2等多个轴使工具11摆动的情况下(例如锥形加工),关于这些全部的轴,也优选使实施使摆动指令为零的情况和断开学习控制的情况双方的时机一致。
[0117] 例如,如图3、图4B所示,在实施锥形加工的情况下,控制部26具备于各个进给轴M1、M2。在该情况下,每个进给轴M1、M2的控制部26如图6所示,具备摆动指令制成部23、相加部24、相减部25、学习控制器30、学习判断部31、位置速度控制部34以及通知部36。另外,如图6所示,在进给轴M1的控制部26的学习判断部31上设置通知部36,学习判断部31通过通知部36将学习判断部31的判断结果通知到其他的进给轴M2的控制部26(参照图3)的学习判断部31。
[0118] 通过这种通知功能,关于协作地进行摆动切削的多个进给轴中的一个进给轴的控制部26,在根据相对于摆动指令制成部23的禁止制成摆动指令的通知,学习判断部31断开学习控制时,关于其他的全部的进给轴的控制部26,也能进行使摆动指令为零的动作和断开学习控制的动作。
[0119] 即,在多个进给轴的每一个具备控制部26的情况下,每个进给轴的控制部26的学习判断部31优选通过断开学习控制的自身决定、断开从其他的控制部26的学习判断部31通知的学习控制的决定的至少一方进行使摆动指令为零的动作和断开学习控制的指令。
[0120] 以上,使用优选的实施方式说明了本发明,但只要是本领域技术人员,则当然能不脱离本发明的范围地对上述实施方式进行改变及多种其他改变、省略、追加。
[0121] 另外,为了解决本发明的至少一个课题,能提供以下的各种方式和其效果。
[0122] 本发明的第一方案是一种控制装置20,其控制机床10,该机床10通过工具11对工件W的外周面或内周面进行切削加工,机床10具备:使上述工件W及上述工具11绕上述工件W的中心轴线相对地旋转的主轴M0;沿上述工件W的上述外周面的母线或上述内周面的母线相对地进给上述工具11及上述工件W的至少一个进给轴M1、M2,
[0123] 该控制装置具备:
[0124] 位置指令制成部22,其基于上述工件W和上述工具11的相对的旋转速度以及上述工具11和上述工件W的相对的进给速度,制成上述至少一个进给轴M1、M2的位置指令;以及[0125] 进给轴控制部26,其通过上述位置指令控制上述至少一个进给轴,
[0126] 上述进给轴控制部26构成为,具备摆动指令制成部23,其基于上述旋转速度及上述位置指令,以相对于上述旋转速度成为正的非整数倍的摆动频率的方式且上述工具11对上述工件W进行断续切削的方式制成上述至少一个进给轴M1、M2的摆动指令,并且,该进给轴控制部26基于在上述位置指令与上述至少一个进给轴M1、M2的实际位置的差即位置偏差上加上上述摆动指令而得到的合成指令,控制上述至少一个进给轴M1、M2,
[0127] 上述控制装置20还具备是否摆动通知部27,在上述位置指令的值未到达距预先存储于上述控制装置20的上述工件W的加工结束点预定的范围内时,向上述摆动指令制成部23通知允许制成上述摆动指令,在上述位置指令的值到达了上述预定的范围内时,向上述摆动指令制成部23通知禁止制成上述摆动指令,
[0128] 上述进给轴控制部26还具备:
[0129] 学习控制器30,其基于从上述摆动指令求出的摆动相位和上述合成指令,求出上述合成指令的修正量并相加到上述合成指令上;以及
[0130] 判断部31,其判断向上述摆动指令制成部23通知了允许制成上述摆动指令和禁止制成上述摆动指令的哪一个,在该判断中,在通知允许制成上述摆动指令时,进行接通上述学习控制的动作,在通知禁止制成上述摆动指令时,进行使上述摆动指令为零的动作和断开上述学习控制的动作。
[0131] 本发明的第二方案在上述第一方案的控制装置20中,
[0132] 上述是否摆动通知部27具有下述功能:计算上述位置指令的值与预先存储于上述控制装置20的上述加工结束点之间的距离或时间,通过判断上述距离或上述时间是否为预定的阈值以下,判断上述位置指令的值是否到达上述加工结束点附近的上述预定的范围内。
[0133] 根据上述第一方案及第二方案,即使相对于随着靠近加工结束点而减少摆动振幅的摆动切削应用学习控制,也在位置指令的值到达了加工结束点附近的预定的范围内时断开学习控制,因此能抑制产生超调。
[0134] 本发明的第三方案在上述第一方案或第二方案的控制装置20中,
[0135] 在上述判断部31中断开上述学习控制的时机是上述摆动指令为零的时机。
[0136] 根据上述第三方案,在通过加上了摆动指令后的位置指令使工具移动的途中,能防止极瞬间地较大地切换为只利用位置指令的工具的移动,因此不会对马达施加急剧的负荷。
[0137] 本发明的第四方案在上述第一方案至第三方案的任一个控制装置20中,[0138] 在多个上述进给轴M1、M2的各个具备上述进给轴控制部26,各上述进给轴控制部26的上述判断部31在进行了断开上述学习控制的决定时,将该决定通知到全部的上述进给轴控制部26的上述判断部31,
[0139] 各上述进给轴控制部26的上述判断部31通过断开上述学习控制的自身决定和断开从其他的上述进给轴控制部26的上述判断部31通知的上述学习控制的决定的至少一个,进行使上述摆动指令为零的动作和断开上述学习控制的动作。
[0140] 根据上述第四方案,即使在如锥形加工那样使用多个进给轴进行摆动切削的情况下,也能得到与上述第一实施方式相同的超调抑制效果。
[0141] 本发明的第五方案在上述第一至第四方案的任一控制装置20中,上述摆动指令制成部23制成相对于余弦波的基准轴线,减去作为偏离值的摆动振幅而得到的上述摆动指令。
[0142] 根据上述第五方案,能使基于相对于位置指令加上了摆动指令后的指令值的工具的位置将工具的加工进给方向的目标位置即位置指令控制为上限。
[0143] 本发明的第六方案在上述第一至第五方案的任一个控制装置20中,
[0144] 上述摆动指令制成部23基于上述旋转速度,以上述工件W或上述工具11每旋转一圈便偏离半周期的方式制成上述摆动指令的摆动频率,并且基于上述旋转速度和上述位置指令制成上述摆动指令的摆动振幅。
[0145] 根据上述第六方案,由于摆动指令的摆动频率每当工件或工具旋转一圈便偏离半周期,因此能使摆动振幅为最小。其结果,能有效地实施断续切削。
[0146] 本发明的第七方案在上述第一方案至第六方案的任一个的控制装置20中,[0147] 上述摆动指令制成部23以上述至少一个进给轴M1、M2的转矩不超过预定值的方式制成上述摆动指令的摆动频率及摆动振幅。
[0148] 根据上述第七方案,在基于加上了摆动指令后的位置指令驱动进给轴时,避免马达的转矩饱和。
[0149] 本发明的第八方案在上述第一方案至第七方案的任一个控制装置20中,[0150] 上述摆动指令制成部23基于上述学习控制的控制带域,以学习收敛的方式制成上述摆动指令的摆动频率及摆动振幅。
[0151] 根据上述第八方案,还能求出适当的摆动指令。
[0152] 本发明的第九方案在上述第一方案至第八方案的任一个控制装置20中,[0153] 上述摆动指令制成部23基于由上述工具11对上述工件W进行加工而产生的切屑的期望长度制成上述摆动指令的摆动频率及摆动振幅。
[0154] 根据上述第九方案,在要求短切屑的情况下避免工件损伤,在要求长切屑的情况下,抑制转矩从而能减少向工具施加的负荷。
[0155] 本发明的第十方案在上述第一方案至第九方案的任一个控制装置20中,[0156] 上述工件W在沿上述中心轴线的剖面中,在比上述工件的半径方向最外侧部分靠半径方向内侧具有不与上述半径方向最外侧部分连续的角部35a。