[发明专利]动态地切换加减速滤波的时间常数的数值控制装置

说明书

本发明提供一种动态地切换加减速滤波的时间常数的数值控制装置，预读出程序所包含的程序块涉及的指令来进行解析，对该解析而得的每一个指令确定控制对象的行进方向，根据该确定出的行进方向来计算时间常数。然后，根据每一个指令的时间常数设定滤波处理用的时间常数，根据该设定后的时间常数针对进行了直线加减速处理而得的指令数据执行滤波处理，根据该滤波处理而得的指令数据来计算每一个插补周期的各轴的移动量。

技术领域

本发明涉及一种数值控制装置，特别是涉及动态地切换加减速滤波的时间常数的数值控制装置。

背景技术

作为控制伺服电动机的加减速的方式，已知有直线加减速控制方式。在直线加减速方式(图15左)中，存在如下缺点：为了使加速度迅速地发生变化，而对伺服控制系统或其负载系统造成冲击，从而容易引起振动。为了改善这样的缺点，以往通过对直线加减速施加时间常数滤波，而使用抑制了切线方向的加加速度(jerk)而得的钟形加减速方式(图15右)。在钟形加减速中，加加速度为以下所示的数学式(1)的值。

根据以上的数学式(1)，为了在钟形加减速中将加加速度抑制为规定的限制值以下，需要将时间常数设为较大的值，但是产生如下问题：在将时间常数设定得大时，导致加加速度降低而周期时间增加。因此，对于操作员来说存在如下要求：想要在对机械不产生较大冲击的范围内，使用所需最小限度的时间常数。

另外，作为对机械具有的轴的驱动时的速度或加速度、加加速度进行控制的现有技术，例如在国际公开WO2006/063945号中公开了如下技术：按路径区间给予切线方向的限制速度、限制加速度、限制加加速度，制作出限制速度从局部极小区间向前后进行加速的速度曲线，将这些速度曲线连接从而制作出满足限制的速度曲线。

此外，在日本特开平06-095720号公报中公开了如下技术：在针对多个轴单个地给予了时间常数的数值控制装置中的加工程序的执行中，在只有一个轴的动作中使用该轴的时间常数，在同时使多个轴动作时使用这些轴的时间常数中最大的时间常数来进行速度控制。

在通过多个轴进行动作的驱动系统中，因各轴所使用的部件刚性不同等原因，导致存在对每一个轴加加速度与加速度之比不同的情况。在这样的情况下，使该驱动系统动作的各轴中的每一个(每一个行进方向)所需的最小限度的时间常数不同，而在现有的数值控制装置中无法在加工过程中变更时间常数，在施加时间常数滤波时不管轴如何而使时间常数始终为固定。因此，在控制通过多个轴而动作的驱动系统时，需要在有可能被控制的所有轴中使用计算出的时间常数最大值，会使用比根据行进方向而不同的所需最低限度的时间常数大的时间常数，因此，存在周期时间增加这样的问题。

例如，如图16所示，想到了如下情况：在通过X轴以及Y轴两个轴动作的驱动系统中，因X轴以及Y轴的加速度限制相同，Y轴的加加速度限制是X轴的加加速度限制的两倍。在这样的情况下，在X轴方向行进时的所需最小限度的时间常数与在Y轴行进时相比为两倍的数值。但是，由于不能在过程中变更时间常数，因此会匹配适合于X轴的加速度限制、加加速度限制的时间常数(较大一方的时间常数)，不会在Y轴方向出现充分的加加速度，导致周期时间延长的结果。

在为了解决这样的问题而应用上述WO2006/063945所公开的技术时，需要将加加速度在限制范围内直接控制成最佳值，此时，若使控制对象移动的路径复杂，则必须在每一单位时间处理的运算量增加，因此，需要高性能的CPU等，会存在成本方面的问题。

此外，即使应用了日本特开平06-095720号公报所公开的技术，由于在日本特开平06-095720号公报的技术中不能够在过程中切换时间常数，因此存在正当行进方向发生变化时不能继续使用最佳的时间常数这样的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种数值控制装置，其能够设定与机械的控制对象的行进方向对应的最佳的时间常数。