数值控制装置、数值控制系统以及降噪方法与流程

1.本发明涉及具有通过产生与噪音相反相位声音来对运行时产生噪音的机床、机器人或工业机械的噪音进行降噪的功能的数值控制装置、数值控制系统以及降噪方法。


背景技术：

2.有时机床在加工时等时候产生噪音，希望抑制该噪音。加工时产生的声音根据nc程序(numerically controlled program)或被加工物的材质而不同，因此，若不实际进行加工，则难以预测产生怎样的声音。针对噪音的产生，有设置防音壁或利用防音罩覆盖机械等对策，但该对策在费用或设置面积方面存在问题。
3.在专利文献1和专利文献2中记载了如下装置：为了抑制从机床产生的噪音而检测噪音，产生与噪音相反相位声音来进行降噪。
4.在专利文献1中记载了一种通过执行加工程序而根据nc装置输出的控制指令进行动作控制的nc机床用的主动降噪装置，通过解读nc装置执行的加工程序来检测nc机床产生的噪音的产生时间，根据该检测时间和由残留音检测用麦克风检测出的残留音，与噪音产生时间同步地输出与噪音相反相位声音，通过声波干涉进行降噪。
5.在专利文献2中记载了如下内容：机床装置通过第一压力检测器检测在使机床运转时产生的驱动音、冷却音、切削音、磨削音等，以该信号为基础通过运算装置来计算相反相位信号，从设置于机床的降噪扬声器产生相反相位声波，进行各噪音的降噪。
6.另外，在专利文献3中记载了一种信息系统，能够针对在具有声音输出功能的装置上外置的周边装置发出的动作音，选择抵消音数据来抵消动作音。
7.在专利文献3中记载了如下内容：在将信息处理装置和与信息处理装置分体的周边装置接口连接的信息系统中，信息处理装置具有设备确定部和数据取得部，该设备确定部确定周边装置，该数据取得部与由设备确定部确定出的周边装置对应地取得具有抵消周边装置的动作音的相位特性的动作音抵消数据。并且，在专利文献3中记载了如下内容：信息处理装置具有动作音抵消部，将由数据取得部取得的动作音抵消数据输出到声音输出功能，与声音重叠地输出。
8.现有技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：日本特开平7-281673号公报
11.专利文献2：日本特开平6-270033号公报
12.专利文献3：日本特开2011-227219号公报


技术实现要素：

13.发明要解决的课题
14.在为了抑制从机床产生的噪音而检测噪音并产生与噪音相反相位声音进行降噪时，由于是根据产生的噪音来产生相反相位声音的反馈控制，因此从噪音产生或停止到降
噪效果的跟进为止产生延迟。
15.因此，期望从噪音产生或停止到降噪效果的跟进为止延迟少的数值控制装置、数值控制系统及降噪方法。
16.用于解决课题的手段
17.(1)本公开的第一方式是一种数值控制装置，其控制使机床、机器人或工业机械运行的马达，
18.所述数值控制装置具有：
19.控制部，其根据数值控制程序对所述马达进行伺服控制；以及
20.降噪数据管理部，其将所述控制部对所述马达进行第一伺服控制时的、包含所述马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来存储在存储部中，
21.所述控制部对以与所述位置信息相同的位置信息以及与所述速度信息相同的速度信息中的至少一个来运行的所述马达进行第二伺服控制时，至少将所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个输出到所述降噪数据管理部，
22.所述降噪数据管理部根据所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个，从所述存储部读出并输出所述相反相位声音的声音数据，
23.从所述降噪数据管理部输出的所述相反相位声音的声音数据，用于抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音。
24.(2)本公开的第二方式是一种数值控制系统，具有：
25.多个上述(1)所述的数值控制装置；以及
26.服务器，其经由网络与多个所述数值控制装置连接，
27.所述服务器具有：存储部，其将多个所述数值控制装置中的至少一个数值控制装置对马达进行第一伺服控制时的、包含马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使机床、机器人或工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来进行存储。
28.(3)本公开的第三方式是一种数值控制装置的降噪方法，该数值控制装置控制使机床、机器人或工业机械运行的马达，
29.根据数值控制程序对所述马达进行伺服控制；
30.将对所述马达进行第一伺服控制时的、包含所述马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来存储在存储部中；
31.对以与所述位置信息相同的位置信息以及与所述速度信息相同的速度信息中的至少一个来运行的所述马达进行第二伺服控制时，至少根据所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个，从所述存储部读出所述相反相位声音的声音数据；
32.将读出的所述相反相位声音的声音数据用于抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音。
33.发明效果
34.根据本公开的各方式，能够与位置信息以及速度信息中的至少一个联动地作为前
馈来抵消产生音，因此，能够得到延迟较少的高降噪效果。
附图说明
35.图1是表示包含本公开的第一实施方式的数值控制装置的机床的框图。
36.图2是表示控制马达的轴控制部的结构的框图。
37.图3是表示降噪数据的结构的图。
38.图4是表示马达驱动文件信息及声音数据帧编号的一例的图。
39.图5是表示马达驱动文件信息及声音数据中包含的采样数据的图。
40.图6是表示机床的运行的流程图。
41.图7是表示降噪数据记录处理的流程图。
42.图8是表示针对1个nc程序的马达驱动概况信息及声音数据帧编号的图。
43.图9是表示降噪控制处理的流程图。
44.图10是表示主动降噪反馈控制处理的流程图。
45.图11是表示用相反相位声音抵消加工音来进行降噪的情况的图。
46.图12是表示设置于数值控制装置的操作部的设定画面的图。
47.图13是表示机床的其他结构例的框图。
48.图14是表示本公开的第二实施方式的数值控制系统的框图。
49.图15是表示数值控制系统的其他结构的框图。
具体实施方式
50.以下，使用附图对本公开的实施方式进行详细说明。
51.在以下说明的实施方式中，对数值控制装置控制使机床运行的马达的例子进行说明，但数值控制装置也可以用于控制使机器人或工业机械运行的马达的情况。
52.(第一实施方式)
53.图1是表示包含本公开的第一实施方式的数值控制装置的机床的框图。
54.如图1所示，机床10具有：存储装置100、数值控制装置200、扬声器240、麦克风250、马达261、马达262以及马达263。
55.存储装置100具有存储降噪数据的降噪数据存储部110以及存储nc程序(数值控制程序)的nc程序存储部120。关于降噪数据的详细内容在后面进行叙述。
56.数值控制装置200具有：降噪数据管理部210、nc控制部220以及降噪控制部230。关于降噪数据管理部210、nc控制部220以及降噪控制部230的结构以及动作的详细内容在后面进行描述。
57.机床10具有记录模式和降噪模式。记录模式是将降噪数据(包含与该噪音相反相位声音的声音数据)记录在降噪数据存储部110中的模式，该降噪数据用于对根据nc程序进行机械加工而产生的噪音进行降噪。降噪模式是使用记录在降噪数据存储部110中的降噪数据所包含的声音数据、或者由降噪控制部230生成的声音数据来对根据nc程序进行机械加工而产生的噪音进行降噪的模式。由用户进行记录模式和降噪模式的选择。
58.在记录模式中，机床10进行包含与噪音相反相位声音的声音数据在内的降噪数据的记录处理。在降噪模式中，机床10若在降噪数据存储部110中记录有降噪数据则进行降噪
控制处理，若在降噪数据存储部110中没有记录降噪数据则进行主动降噪反馈控制处理。
59.噪音除了因切削等加工而产生的加工音以外，还包含马达的旋转音、冷却装置的风扇的声音等。以下，对噪音为加工音的情况进行说明。
60.＜记录模式＞
61.首先，对机床10的记录模式进行说明。在记录模式中，机床10进行以下的降噪数据记录处理。
62.(降噪数据记录处理)
63.nc控制部220从nc程序存储部120读出nc程序，根据读出的nc程序，对马达261～263进行伺服控制。记录模式中的伺服控制为第一伺服控制。通过马达261～263的控制进行机械加工，用麦克风250检测产生的加工音。
64.降噪控制部230针对从麦克风250输入的加工音的声音数据(以下，称为加工音数据)生成相反相位的声音数据，输入到降噪数据管理部210。
65.nc控制部220将根据nc程序生成的位置指令以及速度指令中的至少一个输入到降噪数据管理部210。
66.降噪数据管理部210将相反相位的声音数据与位置指令以及速度指令中的至少一个关联起来，作为降噪数据存储在降噪数据存储部110中。与相反相位的声音数据关联起来存储的信息可以是位置指令和速度指令中的一方也可以是双方。
67.如上所述，用于抵消由nc程序产生的加工音的相反相位的声音数据存储在降噪数据存储部110中。
68.此外，与相反相位的声音数据关联起来存储的信息种类由用户决定。与相反相位的声音数据关联起来存储的信息在上述的说明中设为位置指令和速度指令中的至少一个，但只要是表示马达的位置和速度中的至少一个的信息即可。表示马达位置的信息不限于位置指令，也可以是位置反馈信息等。表示马达速度的信息不限于速度指令，也可以是速度反馈信息等。另外，作为表示马达位置的信息，也可以使用位置指令以及位置反馈信息，作为表示马达速度的信息，也可以使用速度指令以及速度反馈信息。
69.但是，在本实施方式中，在后述的降噪控制处理中，作为分别表示马达的位置以及速度的信息，更优选使用在位置反馈信息以及速度反馈信息的生成前生成的位置指令以及速度指令。这是因为，通过使用位置指令以及速度指令，能够将存储在降噪数据存储部110中的相反相位的声音数据作为前馈信息而用于进行加工音的抵消。此外，在后述的机床10的降噪控制处理中，用于读出相反相位的声音数据的、分别表示马达的位置以及速度的信息既可以使用位置指令以及速度指令，也可以除了位置指令以及速度指令之外还使用位置反馈信息以及速度反馈信息。
70.另外，作为与相反相位的声音数据关联起来存储的信息，除了表示马达的位置以及速度中的至少一个的信息之外，后述的程序步骤信息也可以存储在降噪数据存储部110中。通过将程序步骤信息与相反相位的声音数据关联起来存储在降噪数据存储部110中，能够明确相反相位的声音数据是执行nc程序的哪个部分时的数据。
71.并且，作为与相反相位的声音数据关联起来存储的信息，nc程序的文件名或文件管理编号也可以存储在降噪数据存储部110中。通过将文件名或文件管理编号与相反相位的声音数据关联起来存储在降噪数据存储部110中，能够明确相反相位的声音数据是执行
哪个nc程序时的数据。
72.＜降噪模式＞
73.接着，对机床10的降噪模式进行说明。
74.nc控制部220从nc程序存储部120读出与在降噪数据记录处理时读出的nc程序相同的nc程序，对马达261～263进行伺服控制。降噪模式中的伺服控制为第二伺服控制。nc控制部220将根据相同的nc程序生成的位置指令以及速度指令中的至少一个输入到降噪数据管理部210。
75.输入到降噪数据管理部210的信息设为在降噪数据记录处理中与相反相位的声音数据关联起来存储的信息所包含的信息。用户预先决定与相反相位的声音数据关联起来存储的信息，输入到降噪数据管理部210的信息也根据与相反相位的声音数据关联起来存储的信息来决定。例如，用户在将存储在降噪数据存储部110中的信息设为位置指令以及速度指令双方时，将输入到降噪数据管理部210的信息设为位置指令或者速度指令、或者位置指令以及速度指令。另外，用户在将存储在降噪数据存储部110中的信息设为位置反馈信息以及速度反馈信息双方时，将输入到降噪数据管理部210的信息设为位置反馈信息或者速度反馈信息、或者位置反馈信息以及速度反馈信息。
76.与相反相位的声音数据关联起来存储的信息是表示马达的位置以及速度中的至少一个的信息，因此，输入到降噪数据管理部210的信息也为表示马达的位置以及速度中的至少一个的信息。在降噪模式中执行的nc程序与在记录模式中执行的nc程序相同，因此，在降噪模式中得到的位置信息以及速度信息为与在记录模式中得到的位置信息以及速度信息相同的信息。
77.此外，在程序步骤信息与相反相位的声音数据关联起来存储在降噪数据存储部110时，nc控制部220可以输入程序步骤信息。另外，在文件名或文件管理编号与相反相位的声音数据关联起来存储在降噪数据存储部110时，也可以输入文件名或文件管理编号。
78.在以下的说明中，与相反相位的声音数据关联起来存储的信息是位置指令以及速度指令中的至少一个，输入到降噪数据管理部210的信息也是位置指令以及速度指令中的至少一个。
79.降噪数据管理部210根据从nc控制部220输出的位置指令以及速度指令中的至少一个来搜索降噪数据存储部110，判断在降噪数据存储部110中是否存在与位置指令以及速度指令中的至少一个对应的降噪数据。例如，若在存储于降噪数据存储部110的信息中记录有位置指令以及速度指令双方，则降噪数据管理部210判断从nc控制部220输入的位置指令或者速度指令、或者与位置指令以及速度指令对应的降噪数据是否存在于降噪数据存储部110。
80.若降噪数据存在于降噪数据存储部110中，则降噪数据管理部210进行以下的降噪控制处理，若降噪数据不存在于降噪数据存储部110中，则进行以下的主动降噪反馈控制处理。
81.(降噪控制处理)
82.降噪数据管理部210从降噪数据存储部110读出降噪数据所包含的相反相位的声音数据，输出到nc控制部220。
83.nc控制部220向降噪控制部230输出包含相反相位的声音数据的降噪控制指示。
84.降噪控制部230根据从nc控制部220输出的相反相位的声音数据，从扬声器240输出相反相位声音，抵消产生的加工音。
85.降噪控制部230可以生成相对于从麦克风250输入的抵消后的声音的声音数据为相反相位的声音数据作为误差数据，使用该误差数据，调整从nc控制部220输出的相反相位的声音数据，进行pid控制(proportional integral differential control)，从扬声器240输出相反相位声音。
86.(主动降噪反馈控制处理)
87.降噪数据管理部210向nc控制部220输出没有存储相反相位的声音数据的通知。nc控制部220在受理到没有存储相反相位的声音数据的通知时，向降噪控制部230输出主动降噪反馈控制的指示。降噪控制部230在受理到主动降噪反馈控制的指示时，生成相对于从麦克风250输入的加工音的加工音数据为相反相位的声音数据，进行pid控制，从扬声器240输出相反相位声音，抵消产生的加工音。
88.＜数值控制装置的结构以及动作＞
89.以下，对数值控制装置200的降噪数据管理部210、nc控制部220以及降噪控制部230的结构以及动作进行说明。
90.降噪数据管理部210具有降噪数据记录部211以及降噪数据读出部212。
91.降噪数据记录部211在上述的降噪数据记录处理中，将从nc控制部220输出的、根据nc程序而生成的位置指令以及速度指令中的至少一个，与从降噪控制部230输出的、相对于加工音的加工音数据为相反相位的声音数据关联起来，作为降噪数据存储在降噪数据存储部110中。
92.降噪数据读出部212在上述的降噪控制处理中，从nc控制部220受理包含位置指令以及速度指令中的至少一个的读出指示，根据位置指令以及速度指令中的至少一个从降噪数据存储部110读出相反相位的声音数据，并输出到nc控制部220。在从nc控制部220输出的、与位置指令和速度指令中的至少一个对应的相反相位的声音数据没有存储在降噪数据存储部110中时，降噪数据读出部212向nc控制部220输出没有存储相反相位的声音数据的通知。
93.nc控制部220具有：nc程序读出部221、nc程序控制部222以及轴控制部223。
94.nc程序读出部221从nc程序存储部120读出nc程序，将nc程序输出到nc程序控制部222。
95.nc程序控制部222根据nc程序生成位置指令，并将其从nc程序存储部120向轴控制部223输出。
96.另外，nc程序控制部222在上述的降噪数据记录处理中，将从轴控制部223取得的位置指令以及速度指令中的至少一个输出到降噪数据记录部211。
97.另外，nc程序控制部222在上述的降噪控制处理中，将从轴控制部223取得的位置指令以及速度指令中的至少一个输出到降噪数据读出部212，从降噪数据读出部212取得与位置指令以及速度指令中的至少一个关联起来的相反相位的声音数据。并且，nc程序控制部222向降噪pid控制部233输出包含相反相位的声音数据的降噪控制指示。
98.并且，nc程序控制部222在上述的主动降噪反馈控制处理中，当从降噪数据读出部212受理到没有存储相反相位的声音数据的通知时，向降噪pid控制部233输出主动降噪反
馈控制的指示。
99.如图2所示，轴控制部223具有：输入位置指令的减法器2231、位置控制部2232、减法器2233、速度控制部2234以及积分器2235。此外，在图1中，示出了轴控制部223与马达261～马达263连接，分别对马达261～马达263设置轴控制部223。在图2中示出了控制马达261的轴控制部的结构。
100.例如，在机床为3轴加工机，轴控制部223使搭载被加工物(工件)的工作台沿x轴方向以及y轴方向移动，使安装有工具的主轴沿z方向移动，对被加工物进行加工时，对x轴方向、y轴方向及z方向分别设置轴控制部223。
101.减法器2231求出位置指令与位置反馈后的检测位置之差，将该差作为位置偏差输出到位置控制部2232。
102.位置控制部2232将位置偏差乘以位置增益kp而得的值作为速度指令输出到减法器2233。
103.减法器2233求出速度指令与速度反馈后的速度检测值之差，将该差作为速度偏差输出到速度控制部2234。
104.速度控制部2234将对速度偏差乘以积分增益k1v并进行积分而得的值与对速度偏差乘以比例增益k2v而得的值相加，作为转矩指令值输出到马达261来驱动马达261。
105.马达261的旋转角度位置由与马达261关联起来的、作为位置检测部的旋转编码器检测，速度检测值作为速度反馈信息输入到减法器2233。速度检测值由积分器2235进行积分而成为位置检测值，位置检测值作为位置反馈信息输入到减法器2231。
106.降噪控制部230具有：加工音输入部231、相反相位生成部232、降噪pid控制部233以及降噪信号输出部234。
107.加工音输入部231与麦克风250连接。麦克风250将在根据nc程序进行机械加工时产生的加工音转换为成为电信号的加工音数据。加工音输入部231从麦克风250取得加工音数据并输出到相反相位生成部232。
108.相反相位生成部232针对加工音数据生成相反相位的声音数据。
109.相反相位生成部232在上述的降噪数据记录处理时，将相反相位的声音数据输出到降噪数据记录部211。
110.相反相位生成部232在上述的降噪控制处理时，将相对于加工音被相反相位声音抵消后的声音的声音数据为相反相位的声音数据输出到降噪pid控制部233。
111.相反相位生成部232在上述的主动降噪反馈控制处理时，将相反相位的声音数据输出到降噪pid控制部233。
112.降噪pid控制部233在上述的降噪控制处理时，在从nc程序控制部222受理到包含相反相位的声音数据的降噪控制指示时，为了进行降噪控制处理，将降噪控制指示所包含的相反相位的声音数据输出到降噪信号输出部234。
113.降噪pid控制部233可以在从相反相位生成部232输入了相对于抵消后的声音的声音数据为相反相位的声音数据作为误差数据时，使用该误差数据，调整从nc控制部220输出的相反相位的声音数据，进行pid控制，并输出到降噪信号输出部234。
114.降噪pid控制部233在上述的主动降噪反馈控制处理时，若受理到主动降噪反馈控制的指示，则从相反相位生成部232取得相反相位的声音数据，进行pid控制，并输出到降噪
信号输出部234。
115.降噪信号输出部234在降噪控制处理以及主动降噪反馈控制处理中，将从降噪pid控制部233输出的相反相位的声音数据输出到扬声器240。
116.＜降噪数据的结构＞
117.降噪数据记录部211存储在降噪数据存储部110中的降噪数据具有图3所示的结构。图3是表示降噪数据的结构的图。
118.降噪数据记录部211配合与nc程序联动的nc程序文件信息(各轴的位置信息、速度信息等)的日志数据，记录对从相反相位生成部232取得的模拟声音数据进行转换后的数字声音数据的采样帧编号。
119.如图3所示，降噪数据具有：标题部、记录部以及声音数据。
120.标题部由nc程序文件信息、声音数据文件信息以及记录数量构成。nc程序文件信息以及声音数据文件信息是文件名或者文件管理编号(哈希值)等用于参照nc程序文件以及声音数据文件的信息。记录数量是记录的文件数量。标题部的信息(元信息)可以不必作为记录部的标题记录在与记录部相同的文件中，也可以记录在其他文件或nc程序侧的元信息部中。
121.记录部由马达驱动概况信息以及声音数据帧编号构成。
122.马达驱动概况信息包含程序步骤信息以及各轴的位置信息、速度信息。
123.程序步骤信息表示：nc程序的程序行编号、或通过针对nc程序的程序解析而以指令为单位展开的内部的步骤编号。
124.关于各轴的位置信息、速度信息，在图3中，例如作为x轴的位置信息而存储x轴的位置指令，作为x轴的速度信息而存储x轴的速度指令。在各轴的位置信息中，除了各轴的位置指令之外还可以包含位置反馈信息，在各轴的速度信息中，除了各轴的速度指令之外还可以包含速度反馈信息。
125.声音数据帧编号是表示声音数据的声音数据文件内的时间信息或采样编号等用于确定声音数据播放位置的信息的编号。
126.声音数据由多个声音数据文件构成。声音数据文件记录为pcm声音数据。声音数据文件在将模拟的声音输入信号ad转换为如44.1khz/16bit(cd数据)那样数字采样的数据形式之后，以压缩或非压缩形式记录。此时，在1秒内用44100点的采样进行记录，因此，例如能够根据采样编号来决定播放位置。
127.图4是表示马达驱动文件信息以及声音数据帧编号的一例的图。图5是表示马达驱动文件信息以及声音数据所包含的采样数据的图。
128.在图4中表示固定周期的采样数据。如图4所示，采样数据是“l13#001.xx.yy.zz
…
，pcm#1236”、“l13#002.xx.yy.zz
…
，pcm#1240”、“l13#003.xx.yy.zz
…
，pcm#1244”、“l13#004.xx.yy.zz
…
，pcm#1248”、“l13#005.xx.yy.zz
…
，pcm#1252”等。在这些采样数据中，例如“l13#001”表示程序步骤信息，“xx”表示x轴位置信息和x轴速度信息，“yy”表示y轴位置信息和y轴速度信息，“zz”表示z轴位置信息和z轴速度信息，“pcm#1236”表示声音数据帧编号。
129.例如，在位置信息中除了位置指令之外还可以包含位置反馈信息，在速度信息中除了速度指令之外还可以包含速度反馈信息。在图5中表示如下例子：作为x轴位置信息，记
录有x轴的位置指令和图5所示那样的位置反馈信息的采样数据，存储与图5所示的声音数据的采样数据对应的声音数据帧编号。
130.以上，对机床10所包含的功能块进行了说明。
131.为了实现这些功能块，机床10具有cpu(central processing unit)等运算处理装置。另外，机床10还具有储存应用软件或者os(operating system)等各种控制用程序的hdd(hard disk drive)等辅助存储装置、用于储存运算处理装置执行程序时暂时所需的数据的ram(random access memory)等主存储装置。
132.于是，在机床10中，运算处理装置从辅助存储装置读入应用软件或者os，一边使读入的应用软件或者os在主存储装置中展开，一边进行根据这些应用软件或者os的运算处理。另外，根据该运算结果，控制各装置具有的各种硬件。由此，实现本实施方式的功能块。即，本实施方式能够通过硬件和软件协作来实现。
133.接着，使用图6的流程图对机床10的动作进行说明。图6是表示机床的动作的流程图。
134.在步骤s11中，判断机床10的模式是降噪数据的记录模式还是降噪模式，如果是记录模式，则转移到步骤s12的降噪数据记录处理，如果是降噪模式，则转移到步骤s13。关于步骤s12的降噪数据记录处理将在后面进行描述。
135.在步骤s13中，降噪数据读出部212判断在降噪数据存储部110中是否存在降噪数据，如果存在降噪数据，则转移到步骤s14的降噪控制处理，如果不存在降噪数据，则转移到步骤s15。关于步骤s14的降噪控制处理将在后面进行描述。
136.在步骤s15中，判定是否继续进行加工。在没有取得降噪数据的状态下执行nc程序时，警告用户无法得到充分的降噪效果，确认是否继续进行加工，根据用户的指示进行继续进行加工的判定。是否继续进行加工的确认例如根据有无基于确认对话框等用户界面的对话或加工参数设定来进行。在继续进行加工时，进行步骤s16的主动降噪反馈控制处理，在加工中止时结束处理。关于步骤s16的主动降噪反馈控制处理将在后面进行描述。
137.以下，使用图7对步骤s12的降噪数据记录处理进行说明。
138.图7是表示降噪数据记录处理的流程图。
139.在步骤s121中，加工音输入部231将经由麦克风250输入的加工音数据输出到相反相位生成部232。
140.在步骤s122中，相反相位生成部232生成相对于加工音数据为相反相位的声音数据，将相反相位的声音数据输出到降噪数据记录部211。
141.在步骤s123中，降噪数据记录部211将从相反相位生成部232输出的、相对于加工音数据为相反相位的声音数据与从nc程序控制部222输出的、根据nc程序生成的位置指令以及速度指令中的至少一个关联起来，作为降噪数据存储在降噪数据存储部110中。例如，将针对某个nc程序的马达驱动概况信息以及声音数据帧编号作为图8所示的程序001用降噪数据存储在降噪数据记录部211中，与声音数据帧编号对应的声音数据文件也存储在降噪数据记录部211中。在图8中，表示不记录速度信息而仅记录x轴、y轴以及z轴的轴位置信息的例子。
142.接着，使用图9对步骤s14的降噪控制处理进行说明。
143.图9是表示降噪控制处理的流程图。
144.在步骤s141中，nc程序控制部222将从轴控制部223取得的位置指令和速度指令中的至少一个输出到降噪数据读出部212，从降噪数据读出部212取得与位置指令和速度指令中的至少一个关联起来的相反相位的声音数据，向降噪pid控制部233输出包含相反相位的声音数据的降噪控制指示。
145.在步骤s142中，降噪pid控制部233受理包含相反相位的声音数据的降噪控制指示，将相反相位的声音数据输出到降噪信号输出部234。
146.在步骤s143中，降噪信号输出部234将相反相位的声音数据输出到扬声器240进行降噪信号输出。
147.在步骤s144中，判断nc程序是否结束，在未结束时转移至步骤s145，在结束时结束处理。
148.在步骤s145中，加工音输入部231将经由麦克风250输入的、基于抵消后的声音的声音数据输出到相反相位生成部232。
149.在步骤s145之后的步骤s142中，降噪pid控制部233在输入相对于抵消后的声音的声音数据为相反相位的声音数据作为误差数据时，使用该误差数据，调整从nc控制部220输出的相反相位的声音数据，进行pid控制。之后，进行步骤s143、步骤s144的动作。
150.接着，使用图10对步骤s16的主动降噪反馈控制处理进行说明。
151.图10是表示主动降噪反馈控制处理的流程图。
152.在步骤s161中，加工音输入部231将经由麦克风250输入的加工音数据输出到相反相位生成部232。
153.在步骤s162中，相反相位生成部232生成相对于加工音数据为相反相位的声音数据，将相反相位的声音数据输出到降噪pid控制部233。
154.在步骤s163中，降噪pid控制部233对由相反相位生成部232生成的相反相位的加工音数据进行pid控制，并输出到降噪信号输出部234。
155.在步骤s164中，降噪信号输出部234将相反相位的加工音数据输出到扬声器240，进行降噪信号输出。
156.在步骤s165中，判断nc程序是否结束，在未结束时返回到步骤s161，在结束时结束处理。
157.在以上说明的实施方式中，优选在白天的时间段，在存储模式下测定在机床的加工处理中产生的加工音并记录降噪数据，在严格要求抑制加工音的夜间的时间段，切换为夜间运转模式，在降噪模式下通过在白天时间段记录的降噪数据抵消加工音进行降噪。
158.并且，通过一并执行反馈控制，还能够进行针对误差的校正来提高降噪效果。
159.图11是表示将加工音用相反相位声音抵消进行降噪的情况的图。
160.也可以是，由用户在设置于数值控制装置的操作部的设定画面中，在夜间运转模式中，能够进行降噪功能的开/关(on/off)、降噪定时器联动功能的开/关(on/off)以及降噪时间的设定。操作部由带有触摸面板的液晶显示装置等构成。图12是表示设置于数值控制装置的操作部的设定画面的图。
161.在以上说明的实施方式中，能够与位置信息和速度信息中的至少一个联动地作为前馈来抵消产生音，因此，能够得到延迟较少的高降噪效果。
162.以上，对本实施方式进行了说明。各实施方式的机床或者数值控制装置所包含的
各结构部可以通过硬件、软件或者它们的组合来实现。另外，通过上述机床或数值控制装置所包含的各结构部各自的协作来进行的伺服控制方法也可以通过硬件、软件或它们的组合来实现。在此，通过软件实现是指通过计算机读入程序并执行来实现。
163.程序可以使用各种类型的非暂时性的计算机可读介质(non-transitory computer readable medium)来储存，并提供给计算机。非暂时性的计算机可读介质包含各种类型的有实体的记录介质(tangible storage medium)。非暂时性的计算机可读介质的例子是磁记录介质(例如，硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如，光磁盘)、cd-rom(read only memory)、cd-r、cd-r/w、半导体存储器(例如，掩模rom、prom(programmable rom)、eprom(erasable prom)、闪存rom、ram(random access memory))。
164.另外，机床的结构除了图1的结构以外还具有以下的结构。
165.＜扬声器以及麦克风设置于外部，降噪控制部设置于数值控制装置的外部的变形例＞
166.图13是表示机床的其他结构例的框图。图13所示的机床10a与图1所示的机床10的不同点在于，扬声器240和麦克风250设置在机床10a的外部，图1所示的降噪控制部230作为降噪控制装置230a设置在数值控制装置200a的外部。数值控制装置200a除了没有降噪控制部230这一点以外，与数值控制装置200的结构相同。
167.在本结构例的机床中，扬声器以及麦克风设置在外部，因此，能够对从机床向外部放出的加工音进行降噪。另外，降噪控制装置230a与数值控制装置200a独立地设置，因此，能够与数值控制装置200a分开地更换降噪控制装置230a。
168.(第二实施方式)
169.本公开的第二实施方式是具有多个数值控制装置和经由网络与多个数值控制装置连接的降噪数据服务器的数值控制系统。
170.图14是表示本公开的第二实施方式的数值控制系统的框图。如图14所示，数值控制系统20具有n(n为2以上的自然数)台数值控制装置200-1～200-n和经由网络400与n台数值控制装置200-1～200-n连接的降噪数据服务器300。
171.数值控制装置200-1～200-n具有与图1所示的数值控制装置200或图13所示的数值控制装置200a相同的结构。数值控制装置200-1～200-n分别设置在机床内。机床的结构与图1所示的机床10或者图13所示的机床10a相比，除了没有降噪数据存储部110这一点以外是相同的。
172.降噪数据服务器300将n台数值控制装置200-1～200-n的各降噪数据存储在存储部中，根据n台数值控制装置200-1～200-n的各降噪数据读出部212的请求发送降噪数据。
173.降噪数据服务器300也可以将降噪控制部230生成的、相对于从麦克风250输入的抵消后的声音的声音数据为相反相位的声音数据作为误差数据存储在存储部中。
174.此外，网络400例如是在工厂内构建的lan(local area network)、因特网、公共电话网、或者它们的组合。关于网络400中的具体的通信方式以及是有线连接还是无线连接等，没有特别限定。
175.在本实施方式中，在多个机床共享同一加工程序来同时生产时，其他数值控制装置能够共享特定的数值控制装置测定出的降噪数据来进行降噪。
176.＜服务器发送降噪数据以及nc程序的数值控制系统的变形例＞
177.图15是表示数值控制系统的其他结构例的框图。
178.本结构例的数值控制系统20a代替图14所示的数值控制系统20的降噪数据服务器300而设置服务器500。
179.服务器500存储n台数值控制装置200-1～200-n的各降噪数据，并且存储向n台数值控制装置200-1～200-n输入的nc程序。
180.在本实施方式中，如果在由某个数值控制装置进行的试制加工的结果中没有问题，则服务器500可以与nc程序一并来分配降噪数据。
181.在本实施方式中，各数值控制装置不需要预先存储nc程序。
182.上述的第一以及第二实施方式是本发明的优选的实施方式，但本发明的范围并不仅限定于上述第一以及第二实施方式，在不脱离本发明精神的范围内能够以实施了各种变更的方式来实施。
183.例如，在第一以及第二实施方式中，数值控制装置可以设置在机床的外部。
184.另外，图1以及图11所示的存储装置100可以包含在数值控制装置200或者200a内。
185.在上述的第一及第二实施方式中，对在降噪模式中执行的nc程序与在记录模式中运行的nc程序相同进行了说明。但是，如果在降噪模式中执行的nc程序的一部分中包含与记录模式中的第一伺服控制中的位置信息以及速度信息分别相同的、以降噪模式中的第二伺服控制中的位置信息以及速度信息运行的马达的伺服控制动作，则可以以降噪模式对通过第二伺服控制动作产生的声音进行降噪，因此，在降噪模式中执行的nc程序也可以是与在记录模式中执行的nc程序不同的nc程序。
186.加工时产生的声音根据nc程序不同而不同，也根据工具种类或被加工物的材质不同而不同。工具种类或者被加工物的材质的信息可以作为cad数据或者cam数据(用于制作nc程序的设计信息)或者用户指示的参数信息而包含在降噪数据中。在参数信息与降噪数据记录时的参数信息不同时，可以显示警告来确认是否进行降噪控制处理。
187.本公开的数值控制装置、数值控制系统以及降噪方法包含上述的实施方式，可以采取具有如下结构的各种实施方式。
188.(1)一种数值控制装置(例如，数值控制装置200或200a)，其控制使机床、机器人或工业机械运行的马达(例如，马达261、262、263)，其中，
189.所述数值控制装置具有：
190.控制部(例如，nc控制部220)，其根据数值控制程序对所述马达进行伺服控制；以及
191.降噪数据管理部(例如，降噪数据管理部210)，其将所述控制部对所述马达进行第一伺服控制时的、包含所述马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来存储在存储部中，
192.所述控制部对以与所述位置信息相同的位置信息以及与所述速度信息相同的速度信息中的至少一个来运行的所述马达进行第二伺服控制时，至少将所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个输出到所述降噪数据管理部，
193.所述降噪数据管理部根据所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个，从所述存储部读出并输出所述相反相位声音的声音数据，
194.从所述降噪数据管理部输出的所述相反相位声音的声音数据，用于抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音。
195.根据该数值控制装置，能够与位置信息和速度信息中的至少一个联动地作为前馈来抵消产生音，因此，能够得到延迟少的高降噪效果。
196.(2)根据上述(1)所述的数值控制装置，其中，所述降噪数据管理部将所述数值控制程序的程序行编号、或者通过程序解析而以指令为单位展开的内部的步骤编号存储在所述存储部中。
197.(3)根据上述(1)或(2)所述的数值控制装置，其中，所述数值控制装置具有：降噪控制部(例如降噪控制部230)，其为了抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音，而输出从所述降噪数据管理部输出的所述相反相位声音的声音数据。
198.(4)根据上述(3)所述的数值控制装置，其中，所述降噪控制部通过反馈控制来调整从所述降噪数据管理部输出的相反相位声音的声音数据，其中，所述反馈控制使用了相对于抵消了在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音后的声音的、相反相位声音的声音数据。
199.(5)根据上述(3)或(4)所述的数值控制装置，其中，在所述存储部中没有存储相反相位声音的声音数据时，所述降噪控制部生成并输出相对于在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音的相反相位声音的声音数据。
200.(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的数值控制装置，其中，所述第一伺服控制以及所述第二伺服控制中的所述位置信息是位置指令，所述速度信息是速度指令。
201.(7)一种数值控制系统，其中，具有：
202.多个上述(1)～(6)中任一项所述的数值控制装置；以及
203.服务器(300、500)，其经由网络与多个所述数值控制装置连接，
204.所述服务器具有：存储部，其将多个所述数值控制装置中的至少一个数值控制装置对马达进行第一伺服控制时的、包含马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使机床、机器人或工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来进行存储。
205.根据该数值控制系统，能够与位置信息和速度信息中的至少一个联动地作为前馈来抵消产生音，因此，能够得到延迟少的高降噪效果。
206.(8)根据上述(7)所述的数值控制系统，其中，在所述存储部中，将相对于抵消了在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音后的声音的相反相位声音的声音数据与所述信息关联起来进行存储。
207.(9)根据上述(7)或(8)所述的数值控制系统，其中，所述服务器存储用于使马达运行的数值控制程序，该马达使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行。
208.(10)一种数值控制装置(例如，数值控制装置200或200a)的降噪方法，该数值控制装置控制使机床、机器人或工业机械运行的马达(例如，马达261、262、263)，其中，
209.根据数值控制程序对所述马达进行伺服控制；
210.将对所述马达进行第一伺服控制时的、包含所述马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来存储在存储部中；
211.对以与所述位置信息相同的位置信息以及与所述速度信息相同的速度信息中的至少一个来运行的所述马达进行第二伺服控制时，至少根据所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个，从所述存储部读出所述相反相位声音的声音数据；
212.将读出的所述相反相位声音的声音数据用于抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音。
213.根据该降噪方法，由于能够与位置信息以及速度信息中的至少一个联动地作为前馈来抵消产生音，因此能够得到延迟少的高降噪效果。
214.符号说明
215.100 存储装置
216.110 降噪数据存储部
217.120 nc程序存储部
218.200、200a数值控制装置
219.210 降噪数据管理部
220.220 nc控制部
221.230 降噪控制部
222.240 扬声器
223.250 麦克风
224.261、262、263马达
225.300 降噪数据服务器
226.400 网络
227.500服务器。

技术特征：
1.一种数值控制装置，其控制使机床、机器人或工业机械运行的马达，其特征在于，所述数值控制装置具有：控制部，其根据数值控制程序对所述马达进行伺服控制；以及降噪数据管理部，其将所述控制部对所述马达进行第一伺服控制时的、包含所述马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来存储在存储部中，所述控制部对以与所述位置信息相同的位置信息以及与所述速度信息相同的速度信息中的至少一个来运行的所述马达进行第二伺服控制时，至少将所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个输出到所述降噪数据管理部，所述降噪数据管理部根据所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个，从所述存储部读出并输出所述相反相位声音的声音数据，从所述降噪数据管理部输出的所述相反相位声音的声音数据，用于抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音。2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，所述降噪数据管理部将所述数值控制程序的程序行编号、或者通过针对所述数值控制程序的程序解析而以指令为单位展开的内部的步骤编号存储在所述存储部中。3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，所述数值控制装置具有：降噪控制部，其为了抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音，而输出从所述降噪数据管理部输出的所述相反相位声音的声音数据。4.根据权利要求3所述的数值控制装置，其特征在于，所述降噪控制部通过反馈控制来调整从所述降噪数据管理部输出的相反相位声音的声音数据，其中，所述反馈控制使用了相对于抵消了在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音后的声音的、相反相位声音的声音数据。5.根据权利要求3或4所述的数值控制装置，其特征在于，在所述存储部中没有存储相反相位声音的声音数据时，所述降噪控制部生成并输出相对于在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音的相反相位声音的声音数据。6.根据权利要求1～5中任一项所述的数值控制装置，其特征在于，所述第一伺服控制以及所述第二伺服控制中的所述位置信息是位置指令，所述速度信息是速度指令。7.一种数值控制系统，其特征在于，具有：多个权利要求1～6中任一项所述的数值控制装置；以及服务器，其经由网络与多个所述数值控制装置连接，所述服务器具有：存储部，其将多个所述数值控制装置中的至少一个数值控制装置对马达进行第一伺服控制时的、包含马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使机床、机器人或工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来进行存储。8.根据权利要求7所述的数值控制系统，其特征在于，在所述存储部中，将相对于抵消了在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音后的声音的相反相位声音的声音数据与所述信息关联起来进行存储。
9.根据权利要求7或8所述的数值控制系统，其特征在于，所述服务器存储用于使马达运行的数值控制程序，该马达使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行。10.一种数值控制装置的降噪方法，该数值控制装置控制使机床、机器人或工业机械运行的马达，其特征在于，根据数值控制程序对所述马达进行伺服控制；将对所述马达进行第一伺服控制时的、包含所述马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于使所述机床、所述机器人或所述工业机械运行而产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来存储在存储部中；对以与所述位置信息相同的位置信息以及与所述速度信息相同的速度信息中的至少一个来运行的所述马达进行第二伺服控制时，至少根据所述第二伺服控制中的所述位置信息以及所述速度信息中的至少一个，从所述存储部读出所述相反相位声音的声音数据；将读出的所述相反相位声音的声音数据用于抵消在所述机床、所述机器人或所述工业机械中产生的声音。

技术总结
获得相对于产生的声音延迟少的高降噪效果。数值控制装置具有：控制部，其根据NC程序对马达进行伺服控制；降噪数据管理部，其将对马达进行第一伺服控制时的、包含马达的位置信息以及速度信息中的至少一个的信息，与相对于产生的声音的相反相位声音的声音数据，关联起来存储在存储部中，控制部对以与位置信息相同的位置信息以及与速度信息相同的速度信息中的至少一个来运行的马达进行第二伺服控制时，至少将第二伺服控制中的位置信息以及速度信息中的至少一个输出至降噪数据管理部，降噪数据管理部根据第二伺服控制中的位置信息以及速度信息中的至少一个，从存储部读出并输出相反相位声音的声音数据。相位声音的声音数据。相位声音的声音数据。


技术研发人员：高岛八起
受保护的技术使用者：发那科株式会社
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2023/8/9