[发明专利]数值控制装置

说明书

本发明提供一种能够在进行反馈控制时以不产生延迟的方式控制输出值的数值控制装置，其特征在于，具备：指令程序解析部，其解析上述程序指令，生成指示上述轴的移动的指令数据；以及速度运算部，其以使上述主轴负载值恒定的方式，开始进行根据反馈控制来运算上述指令数据的上述轴的进给速度或对进给速度的倍率的速度运算处理，上述速度运算部在输出与运算出的上述倍率不同的倍率时，用根据输出的倍率反算出的值更新在反馈控制中使用的式的以消除反馈值与目标值的偏差为目的的特征量。

技术领域

本发明涉及数值控制装置，特别涉及控制反馈控制中的输出值的数值控制装置。

背景技术

已知通过以使主轴的负载恒定的方式控制进给速度，从而实现切削速度的提高、切削工具的长寿命化的技术(例如，日本特开2012－032869号公报等)。在这种控制方法中，为了将负载控制为恒定，在每单位时间的切削体积小时，通过提高进给速度来增大切削体积，在切削体积大而主轴负载高时，通过降低进给速度来缩小切削体积。在简单地将该控制方法应用于机床的情况，根据加工程序。加工对象的形状等，存在进给速度会无限制地上升的可能性。在进给速度上升后的状态下，切削体积急剧增加，该情况下存在以下可能性，即，在通过离散时间控制减小进给速度前，工具、加工对象破损。

因此，需要将进给速度的变化限制在某程度。但是，在简单地固定反馈控制中的输出值，将输出值盖写成最大值或最小值的情况下，存在积分项或以此为标准的特征量会违背意图地变化的可能性。考虑了各种进给速度的控制方法，但是一般作为用于将对象的值保持为恒定值的控制，广泛使用PID控制。本发明中，作为进给速度的控制方法，以PID控制的倍率控制为例，对一实施方式进行解说。

PID控制的输入一般能够用数学式1算出。

[数学式1]

O(t)：输出值

e_L(t)：控制对象的目标与当前(时刻t)的值的差

K_p：PID控制的比例项的增益

K_i：PID控制的积分项的增益

K_d：PID控制的微分项的增益

C：PID控制的补偿

在以使主轴的负载恒定的方式控制进给速度的情况下，将输出值O(t)设为进给速度(倍率)，将e_L(t)设为目标主轴负载与时刻t的主轴负载的差，通过对常数设定合适的值，从而能够使主轴负载向目标靠近。在未进行切削的状态下，也就是在主轴空转时，即使提高进给速度，主轴负载也不变动，因此，优选仅在切削中、也就是在主轴负载达到了恒定值以上时进行控制。此外，数学式1中将PID控制开始时刻设为t₀。

图4表示使用了本实施方式的PID控制的反馈控制的方块图的例。以将对上述的工具施加的负载等控制为恒定为目的，将图4所示的反馈控制应用于进行数值控制的机床，该情况下，在反馈控制的每个控制周期，根据目标主轴负载和基于实际的加工的主轴负载的反馈L(t)，算出本次的控制周期的输出值O(t_n)，并进行控制。也就是，在每个控制周期实施一周期图4的方块图。在此，当关注积分的块时，在不进行特别的操作的情况下，积分的块在时刻t_n输出的值由数学式2表示。

[数学式2]