[发明专利]数值控制装置

说明书

本发明涉及一种数值控制装置，能够抑制自适应控制的超调。该数值控制装置具备：速度运算单元，其根据测量单元测量到的主轴负荷来进行调整进给速度的PID控制；以及主轴负荷修正单元，其在主轴负荷达到目标负荷为止期间修正上述主轴负荷使得成为接近目标负荷的值。速度运算单元使用修正后的主轴负荷进行PID控制。

技术领域

本发明涉及一种数值控制装置，特别涉及一种抑制自适应控制的超调(overshoot)的技术。

背景技术

已知一种检测主轴负荷并控制进给速度的自适应控制技术。例如在日本特开2017-97701号公报以及日本特开2017-191536号公报中记载有以下技术，如图1所示(其中，上图为自适应控制，下图为由PID控制进行的反馈)，进行当进刀量小且主轴负荷小时增大进给速度，当进刀量大且主轴负荷大时减小进给速度的控制。

但是，在切割加工工件时进行与主轴的负荷对应的自适应控制的情况下，会出现如果根据切割开始时的低负荷进行PID控制则会产生超调的问题。即，如图2A所示，从工具12开始接触工件11后到工件11与工具12的接触面积成为最大为止期间，主轴负荷停留在较低的水平。若根据此时的低负荷进行PID控制则进行提高速度的控制，如图2B那样主轴负荷会超调。

图3以及图4表示产生该问题的机制。如图3所示，在PID控制中，通过以下的公式(1)计算主轴的进给速度的决定因素即超驰(override)O(t)。这里，将公式(1)右边的第一项称为比例项，将第二项称为积分项，将第三项称为微分项。

切割开始时的主轴负荷表示图3的框图20中的图表那样的锯齿状的波形。将该波形数据平滑化的是图3的框图30中的图表。通过该框图30中的图表了解到切割开始时与主轴负荷相比目标负荷小。换言之，目标负荷与主轴负荷之间的偏差e_L(t)大。此时，上述公式(1)右边的积分项变大。如果积分项变大，则超驰O(t)变大，进行使速度上升的控制，作为结果会产生主轴负荷超过目标负荷的超调。

图5是表示超调产生时的主轴负荷(点划线)以及进给速度(实线)推移的一例的图表。

图5中，通过相对于指令速度的倍率(％)来表示进给速度，通过相对于连续额定(可长时间运转的负荷)的倍率(％)来表示主轴负荷。在该图5所示的例子中，将对应连续额定200％的短时间额定(限一定时间内可运行的负荷)作为目标负荷进行了PID控制，但是控制开始当初的主轴负荷低，因此进行进给速度超过100％的控制，作为结果产生主轴负荷超过目标负荷的超调。

另外，通过提高上述公式(1)右边的比例项的增益(Kp)，能够抑制超调。但是，如果这样则产生超驰下降且加工速度变慢的新问题，因此很难说是适当的对策。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题点而进行的，其目的为提供一种能够抑制自适应控制的超调的数值控制装置。

本发明的数值控制装置具有：主轴负荷测量单元，其测量主轴负荷以及速度运算单元，其根据上述主轴负荷来进行调整进给速度的PID控制，数值控制装置还具有：主轴负荷修正单元，其在上述主轴负荷达到目标负荷为止期间修正上述主轴负荷使得成为接近上述目标负荷的值。上述速度运算单元构成为，使用上述修正后的主轴负荷来进行上述PID控制。

上述主轴负荷修正单元可以构成为，根据切削体积来修正上述主轴负荷。

上述主轴负荷修正单元可以构成为，根据表示工具与工件的接触面的圆弧的弦的长度和上述工具的直径之间的比来修正上述主轴负荷。

根据本发明，能够提供一种可抑制自适应控制的超调的数值控制装置。

附图说明

图1表示现有的PID控制的一例。

图2A以及图2B是说明现有技术的问题点的图。