JP2001242921A - Control unit for machining equipment, control method for machining equipment, machining system, and storage medium - Google Patents
Control unit for machining equipment, control method for machining equipment, machining system, and storage mediumInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、研削や切削等の精
密加工を行う加工装置の制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a processing apparatus for performing precision processing such as grinding and cutting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の分野の技術としては、例
えば図９に示すようなものがあった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in this kind of field, for example, there has been a technique as shown in FIG.
【０００３】図９は、従来の加工装置の制御装置の構成
例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a control device of a conventional processing apparatus.
【０００４】この加工装置の制御装置は、ホストコンピ
ュータ１０１（以下、単にホストとする）において、被
加工物を加工する条件に応じて被加工物上に接触させる
加工工具（例えばダイヤモンドバイトの切削工具や研削
工具がある）の動きをＧコードのＮＣプログラムとし
て、ＮＣプログラム入力部１０２より入力する。Ｇコー
ドは、ＪＩＳで規定された図１０に示すような形式を有
し、加工工具及び被加工物を三次元方向に駆動する駆動
軸１１１，１２１，１２２の移動データとして、加工工
具の軌道をプログラム化したものであり、これがＮＣ装
置１０３の記憶装置１０４に記憶される。[0004] A control device of the processing apparatus is a host computer 101 (hereinafter simply referred to as a host). A processing tool (for example, a cutting tool made of a diamond bite) that is brought into contact with the workpiece in accordance with the processing conditions of the workpiece. And a grinding tool) are input from the NC program input unit 102 as a G code NC program. The G code has a format as shown in FIG. 10 specified by JIS, and defines the trajectory of the machining tool as movement data of the drive shafts 111, 121, and 122 for driving the machining tool and the workpiece in a three-dimensional direction. This is a program, which is stored in the storage device 104 of the NC device 103.
【０００５】ＮＣ装置１０３は、加工時に駆動軸１１
１，１２１，１２２を駆動するために、このＮＣプログ
ラムを記憶装置１０４から呼び出して解析しながら、そ
のＧコード指令に従って、パルス発生器１０５とそのパ
ルス分配器１０６により移動データを各駆動軸１１１，
１２１，１２２の制御装置１１２に与える。つまり、各
駆動軸１１１，１２１，１２２の移動データは、駆動す
る駆動軸の駆動量及び速度に比例したパルス列信号とし
て各駆動軸の制御装置１１２に与えられ、制御装置１１
２はこの指令に従ってモータ１１３を駆動して各駆動軸
１１１，１２１，１２２を目標位置へ移動する。[0005] The NC device 103 has a drive shaft 11 during machining.
In order to drive 1, 121, and 122, the NC program is read from the storage device 104 and analyzed, and according to the G code command, the pulse generator 105 and the pulse distributor 106 transfer the movement data to each drive shaft 111, 122.
It is provided to the control devices 112 and 121. That is, the movement data of each of the drive shafts 111, 121, and 122 is provided to the control device 112 of each drive shaft as a pulse train signal proportional to the drive amount and speed of the drive shaft to be driven.
2 drives the motor 113 in accordance with this command to move each drive shaft 111, 121, 122 to the target position.
【０００６】Ｇコードでプログラム化された加工動作に
おいて曲率を持つ形状を加工する場合には、図１１に示
すように曲率を持つ軌道を所定の加工区間毎に分割し
（図１１中の２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃは加工区間
の分割点）、その区間毎のデータとしてプログラム中の
１データを構成する。このデータは、各駆動軸１１１，
１２１，１２２の駆動距離とその加工区間毎の加工工具
の移動速度として与えられるので、プログラム化する場
合には図１１のように加工工具の軌道を任意の加工区間
の連なりとしてプログラム化する。When machining a shape having a curvature in a machining operation programmed with a G code, a trajectory having a curvature is divided into predetermined machining sections as shown in FIG. 11 (201a, 201a in FIG. 11). 201b and 201c are division points of the processing section), and one data in the program is configured as data for each section. This data is stored in each drive shaft 111,
Since the driving distances 121 and 122 and the moving speed of the machining tool for each machining section are given, when programming, the trajectory of the machining tool is programmed as a series of arbitrary machining sections as shown in FIG.
【０００７】この加工区間は、加工工具の軌道の曲率に
併せて加工区間の長さを変更し、目標の加工工具の軌道
２００とプログラム化された加工工具の軌道２１０との
誤差Ｅ１，Ｅ２が生じないようにしている。In this machining section, the length of the machining section is changed in accordance with the curvature of the trajectory of the machining tool, and errors E1 and E2 between the trajectory 200 of the target machining tool and the trajectory 210 of the programmed machining tool are calculated. It does not happen.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、次のような問題点があった。However, the above conventional example has the following problems.
【０００９】図１１で示す様に軌道の加工区間の間を直
線的に近似することで補間するので、目的とする軌道と
プログラム上の軌道との誤差を微小にするためには、プ
ログラムにおいて軌道の加工区間を細かく分割し、微小
な区間の連なりとしてプログラムをプログラム化する必
要がある。これは、被加工物の加工後の形状が曲率が小
さく複雑化しているような加工精度が厳しい場合には特
に加工区分を細かくする必要から、更に顕著化する。As shown in FIG. 11, since the interpolation is performed by linearly approximating between the machining sections of the trajectory, in order to minimize the error between the target trajectory and the trajectory in the program, the It is necessary to program the program as a series of minute sections by finely dividing the machining section. This becomes more remarkable especially when the processing accuracy is severe such that the shape of the workpiece after processing has a small curvature and is complicated, since it is necessary to make the processing section fine.
【００１０】このように加工区分を小さくすると、相対
的に加工プログラムの総量が飛躍的に増大し、プログラ
ムを格納する記憶装置の容量は、同じ大きさの被加工物
を加工する場合においても大きくなる。As described above, when the machining division is reduced, the total amount of the machining program is increased remarkably, and the capacity of the storage device for storing the program is large even when machining a workpiece having the same size. Become.
【００１１】また、加工区分を小さくしても、この加工
区分間を直線で近似する場合において曲率が変化するよ
うな形状では、加工区分間の境目で速度の不連続点が発
生するので、駆動軸の指令値に対する周波数応答に応じ
て指令位置に対する誤差が生ずる。Further, even if the machining sections are made small, a speed discontinuity point is generated at the boundary between the machining sections in a shape in which the curvature changes when the machining sections are approximated by a straight line. An error occurs with respect to the command position according to the frequency response to the command value of the axis.
【００１２】また、加工区分を小さくしても加工区分間
の速度が不連続にならないように計算を行うことは可能
であるが、この短い区間での加減速のパラメータを計算
する場合にも、加工区分が小さくなると計算処理の間隔
が短くなるので、加工時にリアルタイムでＮＣ装置が処
理を行うためにはＮＣ装置の計算負荷が大きくなる。そ
の結果、限られた処理能力のＮＣ装置で被加工物の加工
精度を向上させるためには、ＮＣ装置の処理能力に合わ
せるために、駆動軸の移動速度を低下させる必要があ
る。Although it is possible to make calculations so that the speed between the machining sections does not become discontinuous even if the machining sections are made smaller, the calculation of acceleration / deceleration parameters in this short section is also possible. Since the intervals of the calculation processing become shorter as the processing section becomes smaller, the calculation load of the NC apparatus increases in order for the NC apparatus to perform processing in real time during processing. As a result, in order to improve the processing accuracy of a workpiece with an NC device having a limited processing capability, it is necessary to reduce the moving speed of the drive shaft in order to match the processing capability of the NC device.
【００１３】かかる問題点を解決するものとして、特開
平５−６１５１６号公報に開示される数値制御装置が提
案されている。To solve such a problem, a numerical control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-61516 has been proposed.
【００１４】この数値制御装置は、加工条件を含むＮＣ
プログラム及びパラメータデータから工具軌跡データを
作成し、この工具軌跡データから微小線分長さ当たりの
移動指令データを作成する。そして、この移動指令デー
タを記憶手段に記憶した後、該記憶手段から前記移動指
令データを読み出して微小単位時間毎の位置座標データ
を作成してサーボ制御部へ出力するものである。This numerical control apparatus includes an NC including processing conditions.
Tool path data is created from the program and parameter data, and movement command data per minute line segment length is created from the tool path data. Then, after storing the movement command data in the storage means, the movement command data is read from the storage means, position coordinate data for each minute unit time is created, and output to the servo controller.
【００１５】移動指令データの作成方法は、加工工具の
軌跡を微小線分長さで分割し、該微小線分長さ当たりの
移動指令データを作成する。この時、工具軌跡の曲面部
分については、曲面コードとパラメータを含んだ工具軌
跡データから工具半径オフセットを考慮した工具軌跡を
想定し、該工具軌跡を微小線分長さで分割してこの微小
線分に対する移動指令データを作成する。In the method of creating movement command data, the trajectory of the machining tool is divided by the length of a minute line segment, and movement command data per minute line segment length is created. At this time, regarding the curved surface portion of the tool path, a tool path in consideration of the tool radius offset is assumed from the tool path data including the curved surface code and the parameter, and the tool path is divided by a minute line segment length and the minute line is divided. Create movement command data for minutes.
【００１６】この場合、移動指令作成部は、図１２
（ａ）に示すようにＮＣプログラム軌跡３０１から垂線
を下ろして工具半径ｒ分をオフセットした点を求めてい
く。そして、これらの点を結んでいくことで工具軌跡３
０２を作成し、同時に該工具軌跡を前記微小線分長さで
分割したＳn，Ｓn+1，Ｓn+2に対応する、図１２（ｂ）
に示すような移動指令データを作成していくものであ
る。In this case, the movement command creating unit is configured as shown in FIG.
As shown in (a), a perpendicular line is lowered from the NC program trajectory 301 to obtain a point offset by the tool radius r. By connecting these points, the tool path 3
02 to create a, corresponding to S n, S n + 1, S n + 2 obtained by dividing the the tool trajectory by the minute line segments length simultaneously, and FIG. 12 (b)
The movement command data shown in FIG.
【００１７】このように、曲面部分に対しては工具軌跡
の作成と微小線分長さでの分割を共に移動指令作成部で
行うことにより、ＮＣプログラム及び工具軌跡データの
量を減じ、且つ誤差も小さくしている。As described above, for a curved surface portion, both the creation of the tool trajectory and the division by the length of the minute line segment are performed by the movement command creating section, so that the amounts of the NC program and the tool trajectory data are reduced, and the error is reduced. Is also small.
【００１８】しかし、この公報の技術では、工具軌跡の
曲面部分について、ＮＣプログラム軌跡３０１から垂線
を下ろして工具半径ｒ分をオフセットした点を求め、こ
れらの点を結んでいくことで工具軌跡３０２を作成し、
同時に移動指令データを作成する、といった煩雑な処理
を行っているため、加工処理の高速化及び高精度化に未
だ改善する余地が残されていた。However, according to the technique disclosed in this publication, for the curved surface portion of the tool path, a perpendicular line is lowered from the NC program path 301 to obtain a point offset by a tool radius r, and these points are connected to form a tool path 302. To create
At the same time, since complicated processing such as creation of movement command data is performed, there is still room for improvement in speeding up processing and increasing accuracy.
【００１９】本発明は上記従来の問題点に鑑み、高精度
で高速加工が可能な加工装置の制御装置等を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has as its object to provide a control device of a processing apparatus capable of performing high-speed processing with high accuracy.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明に係る加工装置の制御装置で
は、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工工具の
被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御する加工
装置の制御装置において、前記被加工物の加工条件に応
じた前記加工工具の軌跡情報を任意の加工区間に分割
し、その各加工区間毎の駆動軸の目標軌道を時間関数ｔ
の多項式に近似し変換するデータ変換手段と、前記デー
タ変換手段によって変換された時間関数ｔの多項式の各
次数の係数を加工データとして生成する加工データ生成
手段と、前記加工データをパラメータとして任意の時間
毎に転送する転送手段と、前記転送手段によって転送さ
れた前記パラメータに基づいて単位時間毎の目標位置を
計算し、その目標位置に前記駆動軸を移動する制御手段
とを備えたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a machining apparatus, comprising: a machining tool mounted on a drive shaft of the machining apparatus; In a control device of a processing device that controls a processing point and a processing vector, trajectory information of the processing tool according to a processing condition of the workpiece is divided into arbitrary processing sections, and a target of a drive axis for each processing section is divided. Orbit is a time function t
Data conversion means for approximating and converting to a polynomial expression, processing data generation means for generating coefficients of each degree of the polynomial of the time function t converted by the data conversion means as processing data, and any processing data as a parameter using the processing data as a parameter. Transfer means for transferring the drive shaft every time, and control means for calculating a target position per unit time based on the parameters transferred by the transfer means and moving the drive shaft to the target position. And
【００２１】請求項２記載の発明に係る加工装置の制御
装置では、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工
工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御す
る加工装置の制御装置において、前記被加工物の加工条
件に応じた前記加工工具の軌跡情報を任意の加工区間に
分割し、その各加工区間毎の駆動軸の目標軌道を時間関
数ｔの多項式に近似し変換するデータ変換手段と、前記
データ変換手段の変換結果である前記駆動軸の各加工区
間毎における多項式の各次数の係数及び前記各加工区間
を駆動軸が移動する移動時間をパラメータとして記憶す
る記憶手段と、前記記憶手段から、前記移動時間とこれ
に対応する前記多項式の係数とをパラメータとして読み
出す読み出し手段と、前記読み出し手段によって読み出
されたパラメータを任意の時間毎に転送する転送手段
と、前記転送手段によって転送された前記パラメータに
基づいて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置
に前記駆動軸を移動する制御手段とを備えたことを特徴
とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a machining apparatus, which controls a machining point and a machining vector for a workpiece of a machining tool mounted on a drive shaft constituting the machining apparatus. Data conversion for dividing the trajectory information of the processing tool according to the processing conditions of the workpiece into arbitrary processing sections, and approximating and converting the target trajectory of the drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t Means, and storage means for storing, as parameters, a coefficient of each degree of a polynomial in each processing section of the drive axis, which is a conversion result of the data conversion means, and a movement time of the drive axis moving through each processing section, Reading means for reading, as a parameter, the moving time and the coefficient of the polynomial corresponding to the moving time, and a parameter read by the reading means from a storage means Transfer means for transferring the drive shaft at an arbitrary time interval, and control means for calculating a target position for each unit time based on the parameters transferred by the transfer means, and moving the drive shaft to the target position. It is characterized by.
【００２２】請求項３記載の発明に係る加工装置の制御
装置では、請求項１または請求項２記載の加工装置の制
御装置において、前記制御手段は、前記駆動軸の位置を
検出する位置検出手段と、前記駆動軸の駆動力源である
駆動手段とを有し、任意の単位時間デルタｔ毎に前記駆
動軸の位置検出を行い予め設定された制御則に基づいて
前記駆動軸を目標位置に移動する離散化系の制御手段で
あって、前記多項式の係数で与えられた目標位置を単位
時間デルタｔ毎に計算し、同時に検出した駆動軸の現在
位置と該目標位置とを比較して前記制御則に基づいて前
記駆動手段を用いて駆動軸を移動する構成であることを
特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the control apparatus for a processing apparatus according to the first or second aspect, the control means detects the position of the drive shaft. And a driving unit that is a driving force source of the driving shaft, and detects a position of the driving shaft at an arbitrary unit time delta t and moves the driving shaft to a target position based on a preset control law. Moving means for controlling a discrete system, which calculates a target position given by a coefficient of the polynomial for each unit time delta t, compares the current position of the drive shaft detected at the same time with the target position, and It is characterized in that the drive shaft is moved using the drive means based on a control law.
【００２３】請求項４記載の発明に係る加工装置の制御
装置では、請求項１乃至請求項３記載の加工装置の制御
装置において、前記転送手段の転送周期が単位時間デル
タｔの任意の整数倍であって、この倍数を自由に変更可
能にしたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the control apparatus for a processing apparatus according to any one of the first to third aspects, the transfer cycle of the transfer means is an arbitrary integral multiple of the unit time delta t. Wherein the multiple can be freely changed.
【００２４】請求項５記載の発明に係る加工装置の制御
装置では、請求項１乃至請求項４記載の加工装置の制御
装置において、前記データ変換手段は、前記各加工区間
の境目においてその区間の終了点と次の区間の開始点と
が一致し、且つその重なり地点における前記駆動軸の移
動速度の終了点と開始点が一致するように、前記駆動軸
の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換すること
を特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the control apparatus for a processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the data conversion means includes a data processing unit which is provided at a boundary between the processing sections. The target trajectory of the drive shaft is converted into a polynomial of the time function t so that the end point and the start point of the next section match, and the end point and start point of the moving speed of the drive shaft at the overlap point match. It is characterized by approximation and conversion.
【００２５】請求項６記載の発明に係る加工装置の制御
方法では、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工
工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御す
る加工装置の制御方法において、前記被加工物の加工条
件に応じた前記加工工具の軌跡情報を任意の加工区間に
分割し、その各加工区間毎の駆動軸の目標軌道を時間関
数ｔの多項式に近似し変換するデータ変換処理と、前記
データ変換処理によって変換された時間関数ｔの多項式
の各次数の係数を加工データとして生成する加工データ
生成処理と、前記加工データをパラメータとして任意の
時間毎に転送する転送処理と、前記転送処理によって転
送された前記パラメータに基づいて単位時間毎の目標位
置を計算し、その目標位置に前記駆動軸を移動する制御
処理とを実行することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a machining apparatus for controlling a machining point and a machining vector for a workpiece of a machining tool mounted on a drive shaft constituting the machining apparatus. Data conversion for dividing the trajectory information of the processing tool according to the processing conditions of the workpiece into arbitrary processing sections, and approximating and converting the target trajectory of the drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t Processing, a processing data generation processing of generating as each processing coefficient a coefficient of each degree of the polynomial of the time function t converted by the data conversion processing, and a transfer processing of transferring the processing data at any time as a parameter, Calculating a target position for each unit time based on the parameters transferred by the transfer process, and performing a control process of moving the drive shaft to the target position. And wherein the door.
【００２６】請求項７記載の発明に係る加工装置の制御
方法では、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工
工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御す
る加工装置の制御方法において、前記被加工物の加工条
件に応じた前記加工工具の軌跡情報を任意の加工区間に
分割し、その各加工区間毎の駆動軸の目標軌道を時間関
数ｔの多項式に近似し変換するデータ変換処理と、前記
データ変換処理の変換結果である前記駆動軸の各加工区
間毎における多項式の各次数の係数及び前記各加工区間
を駆動軸が移動する移動時間をパラメータとして記憶す
る記憶処理と、前記記憶処理から、前記移動時間とこれ
に対応する前記多項式の係数とをパラメータとして読み
出す読み出し処理と、前記読み出し処理によって読み出
されたパラメータを任意の時間毎に転送する転送処理
と、前記転送処理によって転送された前記パラメータに
基づいて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置
に前記駆動軸を移動する制御処理とを実行することを特
徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a machining apparatus for controlling a machining point and a machining vector for a workpiece of a machining tool mounted on a drive shaft constituting the machining apparatus. Data conversion for dividing the trajectory information of the processing tool according to the processing conditions of the workpiece into arbitrary processing sections, and approximating and converting the target trajectory of the drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t Processing, and a storage process of storing, as parameters, a coefficient of each degree of a polynomial in each processing section of the drive axis, which is a conversion result of the data conversion processing, and a movement time during which the drive axis moves through each processing section, A reading process for reading the moving time and the coefficient of the polynomial corresponding to the moving time as parameters from a storage process, and a parameter read by the reading process. Executing a transfer process for transferring at an arbitrary time interval, and a control process for calculating a target position for each unit time based on the parameters transferred by the transfer process and moving the drive shaft to the target position. It is characterized by.
【００２７】請求項８記載の発明に係る加工装置の制御
方法では、請求項６または請求項７記載の加工装置の制
御方法において、前記制御処理は、任意の単位時間デル
タｔ毎に前記駆動軸の位置検出を行い、予め設定された
制御則に基づいて前記駆動軸を目標位置に移動する離散
化系の制御処理であって、前記多項式の係数で与えられ
た目標位置を単位時間デルタｔ毎に計算し、同時に検出
した駆動軸の現在位置と該目標位置とを比較して前記制
御則に基づいて前記駆動処理を用いて駆動軸を移動する
ことを特徴とする。According to a control method of a machining apparatus according to an eighth aspect of the present invention, in the control method of the machining apparatus according to the sixth or seventh aspect, the control processing may include the step of controlling the drive shaft for every arbitrary unit time delta t. Is performed, and the drive shaft is moved to the target position based on a preset control law, and the target position given by the coefficient of the polynomial is calculated every unit time delta t And comparing the current position of the drive shaft detected at the same time with the target position, and moving the drive shaft using the drive processing based on the control law.
【００２８】請求項９記載の発明に係る加工装置の制御
方法では、請求項６乃至請求項８記載の加工装置の制御
方法において、前記転送処理の転送周期が単位時間デル
タｔの任意の整数倍であって、この倍数を自由に変更可
能にしたことを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the control method of the processing apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects, the transfer cycle of the transfer processing is an arbitrary integral multiple of the unit time delta t. Wherein the multiple can be freely changed.
【００２９】請求項１０記載の発明に係る加工装置の制
御方法では、請求項６乃至請求項９記載の加工装置の制
御方法において、前記データ変換処理は、前記各加工区
間の境目においてその区間の終了点と次の区間の開始点
とが一致し、且つその重なり地点における前記駆動軸の
移動速度の終了点と開始点が一致するように、前記駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するこ
とを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the control method of a processing apparatus according to any one of the sixth to ninth aspects, the data conversion processing is performed at a boundary between the processing sections. The target trajectory of the drive shaft is converted into a polynomial of the time function t so that the end point and the start point of the next section match, and the end point and start point of the moving speed of the drive shaft at the overlap point match. It is characterized by approximation and conversion.
【００３０】請求項１１記載の発明に係る加工システム
では、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工工具
の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御する制
御装置を有する加工システムにおいて、前記制御装置
は、前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌
跡情報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の
駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換す
るデータ変換手段と、前記データ変換手段によって変換
された時間関数ｔの多項式の各次数の係数を加工データ
として生成する加工データ生成手段と、前記加工データ
をパラメータとして任意の時間毎に転送する転送手段
と、前記転送手段によって転送された前記パラメータに
基づいて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置
に前記駆動軸を移動する制御手段とを備えたことを特徴
とする。According to an eleventh aspect of the present invention, in the machining system having a control device for controlling a machining point and a machining vector for a workpiece of a machining tool mounted on a drive shaft constituting the machining device, The control device divides the trajectory information of the processing tool according to the processing condition of the workpiece into arbitrary processing sections, and approximates and converts the target trajectory of the drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t. Data conversion means, processing data generation means for generating, as processing data, coefficients of each order of the polynomial of the time function t converted by the data conversion means, and transfer for transferring the processing data as a parameter at any time. Means for calculating a target position per unit time based on the parameters transferred by the transfer means, and moving the drive shaft to the target position. Characterized in that a control means.
【００３１】請求項１２記載の発明に係る加工システム
では、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工工具
の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御する制
御装置を有する加工システムにおいて、前記制御装置
は、前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌
跡情報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の
駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換す
るデータ変換手段と、前記データ変換手段の変換結果で
ある前記駆動軸の各加工区間毎における多項式の各次数
の係数及び前記各加工区間を駆動軸が移動する移動時間
をパラメータとして記憶する記憶手段と、前記記憶手段
から、前記移動時間とこれに対応する前記多項式の係数
とをパラメータとして読み出す読み出し手段と、前記読
み出し手段によって読み出されたパラメータを任意の時
間毎に転送する転送手段と、前記転送手段によって転送
された前記パラメータに基づいて単位時間毎の目標位置
を計算し、その目標位置に前記駆動軸を移動する制御手
段とを備えたことを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, in the machining system having a control device for controlling a machining point and a machining vector for a workpiece of a machining tool mounted on a drive shaft constituting the machining device, The control device divides the trajectory information of the processing tool according to the processing condition of the workpiece into arbitrary processing sections, and approximates and converts the target trajectory of the drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t. Storage means for storing, as parameters, a coefficient of each degree of a polynomial in each processing section of the drive axis, which is a conversion result of the data conversion means, and a travel time of the drive axis moving in each processing section as a parameter. Reading means for reading, as parameters, the movement time and the coefficient of the polynomial corresponding to the movement time from the storage means, Transfer means for transferring the extracted parameters every arbitrary time; and a control for calculating a target position per unit time based on the parameters transferred by the transfer means, and moving the drive shaft to the target position. Means.
【００３２】請求項１３記載の発明に係る加工システム
では、請求項１１または請求項１２記載の加工システム
において、前記制御手段は、前記駆動軸の位置を検出す
る位置検出手段と、前記駆動軸の駆動力源である駆動手
段とを有し、任意の単位時間デルタｔ毎に前記駆動軸の
位置検出を行い予め設定された制御則に基づいて前記駆
動軸を目標位置に移動する離散化系の制御手段であっ
て、前記多項式の係数で与えられた目標位置を単位時間
デルタｔ毎に計算し、同時に検出した駆動軸の現在位置
と該目標位置とを比較して前記制御則に基づいて前記駆
動手段を用いて駆動軸を移動する構成であることを特徴
とする。In a machining system according to a thirteenth aspect of the present invention, in the machining system according to the eleventh or twelfth aspect, the control means includes: a position detection means for detecting a position of the drive shaft; A driving unit that is a driving force source, and detects a position of the driving shaft at every arbitrary unit time delta t and moves the driving shaft to a target position based on a preset control law. Control means for calculating a target position given by the coefficient of the polynomial for each unit time delta t, comparing the current position of the drive shaft detected at the same time with the target position, and based on the control law, The driving shaft is moved by using the driving means.
【００３３】請求項１４記載の発明に係る加工システム
では、請求項１１乃至請求項１３記載の加工システムに
おいて、前記転送手段の転送周期が単位時間デルタｔの
任意の整数倍であって、この倍数を自由に変更可能にし
たことを特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the processing system of the eleventh to thirteenth aspects, the transfer cycle of the transfer means is an arbitrary integral multiple of the unit time delta t, and is a multiple of this integral multiple. Is freely changeable.
【００３４】請求項１５記載の発明に係る加工システム
では、請求項１１乃至請求項１４記載の加工システムに
おいて、前記データ変換手段は、前記各加工区間の境目
においてその区間の終了点と次の区間の開始点とが一致
し、且つその重なり地点における前記駆動軸の移動速度
の終了点と開始点が一致するように、前記駆動軸の目標
軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換することを特徴
とする。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the processing system according to any one of the eleventh to fourteenth aspects, the data conversion means includes an end point of the section and a next section at a boundary of each processing section. And the target trajectory of the drive shaft is approximated and converted to a polynomial of a time function t so that the start point of the drive shaft coincides with the end point of the moving speed of the drive shaft at the overlap point. Features.
【００３５】請求項１６記載の発明に係る記憶媒体で
は、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工工具の
被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御する加工
装置の制御方法を実行する、コンピュータで読み出し可
能なプログラムを格納した記憶媒体であって、前記制御
方法は、前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具
の軌跡情報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間
毎の駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変
換するデータ変換ステップと、前記データ変換ステップ
によって変換された時間関数ｔの多項式の各次数の係数
を加工データとして生成する加工データ生成ステップ
と、前記加工データをパラメータとして任意の時間毎に
転送する転送ステップと、前記転送ステップによって転
送された前記パラメータに基づいて単位時間毎の目標位
置を計算し、その目標位置に前記駆動軸を移動する制御
ステップとを備えたことを特徴とする。In the storage medium according to the sixteenth aspect of the present invention, a method of controlling a machining apparatus for controlling a machining point and a machining vector of a machining tool mounted on a drive shaft constituting the machining apparatus with respect to a workpiece is executed. A storage medium storing a computer-readable program, wherein the control method divides trajectory information of the machining tool according to machining conditions of the workpiece into arbitrary machining sections, and A data conversion step of approximating and converting the target trajectory of the drive shaft into a polynomial of a time function t, and a machining data generation step of generating, as machining data, coefficients of each degree of the polynomial of the time function t converted by the data conversion step A transfer step of transferring the machining data as a parameter at an arbitrary time interval; and the parameter transferred by the transfer step. It calculates a target position for each unit time, characterized by comprising a control step of moving the drive shaft to the target position based on.
【００３６】請求項１７記載の発明に係る記憶媒体で
は、加工装置を構成する駆動軸に搭載された加工工具の
被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制御する加工
装置の制御方法を実行する、コンピュータで読み出し可
能なプログラムを格納した記憶媒体であって、前記制御
方法は、前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具
の軌跡情報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間
毎の駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変
換するデータ変換ステップと、前記データ変換ステップ
の変換結果である前記駆動軸の各加工区間毎における多
項式の各次数の係数及び前記各加工区間を駆動軸が移動
する移動時間をパラメータとして記憶する記憶ステップ
と、前記記憶ステップから、前記移動時間とこれに対応
する前記多項式の係数とをパラメータとして読み出す読
み出しステップと、前記読み出しステップによって読み
出されたパラメータを任意の時間毎に転送する転送ステ
ップと、前記転送ステップによって転送された前記パラ
メータに基づいて単位時間毎の目標位置を計算し、その
目標位置に前記駆動軸を移動する制御ステップとを備え
たことを特徴とする。[0036] In the storage medium according to the seventeenth aspect of the present invention, a control method of a processing device for controlling a processing point and a processing vector of a processing tool mounted on a drive shaft constituting the processing device with respect to a workpiece is executed. A storage medium storing a computer-readable program, wherein the control method divides trajectory information of the machining tool according to machining conditions of the workpiece into arbitrary machining sections, and A data conversion step of approximating and converting the target trajectory of the drive shaft into a polynomial of a time function t, and a coefficient of each degree of the polynomial in each processing section of the drive shaft, which is a conversion result of the data conversion step, and each of the processes A storage step of storing, as a parameter, a movement time during which the drive shaft moves through the section, and calculating a relationship between the movement time and the corresponding polynomial from the storage step. A reading step of reading the parameters as parameters, a transferring step of transferring the parameters read by the reading step at an arbitrary time interval, and calculating a target position for each unit time based on the parameters transferred by the transferring step. And a control step of moving the drive shaft to the target position.
【００３７】請求項１８記載の発明に係る記憶媒体で
は、請求項１６または請求項１７記載の記憶媒体におい
て、前記制御ステップは、任意の単位時間デルタｔ毎に
前記駆動軸の位置検出を行い、予め設定された制御則に
基づいて前記駆動軸を目標位置に移動する離散化系の制
御であって、前記多項式の係数で与えられた目標位置を
単位時間デルタｔ毎に計算し、同時に検出した駆動軸の
現在位置と該目標位置とを比較して前記制御則に基づい
て前記駆動ステップを用いて駆動軸を移動することを特
徴とする。In the storage medium according to the present invention, in the storage medium according to the present invention, the control step may detect a position of the drive shaft at an arbitrary unit time delta t, A control of a discretization system for moving the drive shaft to a target position based on a preset control law, wherein a target position given by a coefficient of the polynomial is calculated for each unit time delta t and detected simultaneously. The current position of the drive shaft is compared with the target position, and the drive shaft is moved using the drive step based on the control law.
【００３８】請求項１９記載の発明に係る記憶媒体で
は、請求項１６乃至請求項１８記載の記憶媒体におい
て、前記転送ステップの転送周期が単位時間デルタｔの
任意の整数倍であって、この倍数を自由に変更可能にし
たことを特徴とする。According to a nineteenth aspect of the present invention, in the storage medium of the sixteenth to eighteenth aspects, the transfer cycle of the transfer step is an arbitrary integral multiple of the unit time delta t, and is a multiple of this integral multiple. Is freely changeable.
【００３９】請求項２０記載の発明に係る記憶媒体で
は、請求項１６乃至請求項１９記載の記憶媒体におい
て、前記データ変換ステップは、前記各加工区間の境目
においてその区間の終了点と次の区間の開始点とが一致
し、且つその重なり地点における前記駆動軸の移動速度
の終了点と開始点が一致するように、前記駆動軸の目標
軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換することを特徴
とする。According to a twentieth aspect of the present invention, in the storage medium according to any one of the sixteenth to nineteenth aspects, the data conversion step comprises the steps of: And the target trajectory of the drive shaft is approximated and converted to a polynomial of a time function t so that the start point of the drive shaft coincides with the end point of the moving speed of the drive shaft at the overlap point. Features.
【００４０】[0040]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４１】［第１実施形態］図１は、本発明の第１実
施形態に係る加工装置の制御装置におけるホストコンピ
ュータの構成を示すブロック図、図２は、本発明の第１
実施形態に係る加工装置の制御装置におけるＮＣ装置の
構成を示すブロック図、及び図３は、本発明の第１実施
形態に係る加工装置の制御装置における駆動軸の構成を
示すブロック図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a host computer in a control device of a processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an NC device in the control device of the processing device according to the embodiment, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a drive shaft in the control device of the processing device according to the first embodiment of the present invention.
【００４２】図１中の符号１はホストコンピュータ（以
下ホストとする）であり、ＣＰＵ２で処理ソフトを起動
することで処理を行う。なお、ＣＰＵ２は、ＲＩＳＣや
ＤＳＰの場合などの数値演算器でもよいが、ここでは単
にＣＰＵと称する。ＮＣプログラム入力ソフト３は、加
工すべき被加工物の形状に従い加工工具の軌跡を入力す
るソフトである。Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a host computer (hereinafter referred to as a host), which performs processing by activating processing software by the CPU 2. Note that the CPU 2 may be a numerical calculator such as a RISC or DSP, but is simply referred to as a CPU here. The NC program input software 3 is software for inputting the trajectory of a machining tool according to the shape of a workpiece to be machined.
【００４３】ＮＣプログラム変換ソフト４は、入力され
た加工工具の軌跡から加工装置を構成する駆動軸の軌道
データであるＮＣデータを作成する。このＮＣプログラ
ム変換ソフト４はルーチン５ａ〜５ｄのルーチンから構
成されている。ルーチン５ａでは、入力された加工工具
の軌跡を任意の加工区間に分割し、ルーチン５ｂでは、
分割した加工工具の軌道から各駆動軸の軌道を算出す
る。さらに、ルーチン５ｃでは、各駆動軸の分割された
軌道毎に目標軌道を多項式に近似し、ルーチン５ｄで
は、多項式の各次数の係数をＮＣデータとしてファイル
化する。すなわち、作成されるＮＣデータは、任意の加
工区間毎の加工工具の軌道から、各駆動軸の加工区間毎
の軌道を示す目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し、
多項式の係数パラメータと、その加工区間の総加工時間
ｔ−ａのパラメータとに変換して、ファイル化されたも
のである。The NC program conversion software 4 creates NC data, which is the trajectory data of the drive shafts constituting the machining apparatus, from the input trajectory of the machining tool. The NC program conversion software 4 is composed of routines 5a to 5d. In the routine 5a, the trajectory of the input machining tool is divided into arbitrary machining sections, and in the routine 5b,
The trajectory of each drive shaft is calculated from the trajectory of the divided machining tool. Further, in the routine 5c, the target trajectory is approximated to a polynomial for each divided trajectory of each drive shaft, and in the routine 5d, the coefficient of each order of the polynomial is filed as NC data. That is, the created NC data approximates the target trajectory indicating the trajectory of each drive shaft in each machining section from the trajectory of the machining tool in each machining section to a polynomial of the time function t,
This is converted into a file by converting into a polynomial coefficient parameter and a parameter of the total machining time ta of the machining section.
【００４４】作成されたＮＣデータは、ＮＣデータ転送
ソフト６によって内部バス７を介してホスト１の通信Ｉ
／Ｆ８へ送られ、ここで、ネットワークのプロトコルに
変換される。さらに、ネットワーク９（例えば１０Ｂａ
ｓｅを用いたＬＡＮ）でＮＣ装置１０の通信Ｉ／Ｆ１１
を介してＣＰＵ１３に送られる。なお、ＣＰＵ１３は、
ＲＩＳＣやＤＳＰの場合などの数値演算器でもよいが、
ここでは単にＣＰＵと称する。The created NC data is transmitted by the NC data transfer software 6 via the internal bus 7 to the communication I of the host 1.
/ F8, where it is converted to the network protocol. Further, the network 9 (for example, 10Ba
communication I / F 11 of the NC device 10 in the LAN using
Is sent to the CPU 13 via the. Note that the CPU 13
Numerical calculators such as RISC and DSP may be used,
Here, it is simply called a CPU.
【００４５】ＣＰＵ１３は、ＮＣデータの全データを受
信するルーチン１４ａと、受信したＮＣデータをすべて
メモリへ転送するルーチン１４ｂと、ＮＣデータの１加
工区間分のデータを読み込むルーチン１４ｃと、移動コ
マンドと１加工区分データの各駆動軸用共有メモリへ書
き込むルーチン１４ｄと、１加工区間終了判別ルーチン
１４ｅと、最終加工区間終了判別ルーチン１４ｆと、加
工終了ルーチン１４ｇとを備えている。The CPU 13 includes a routine 14a for receiving all the NC data, a routine 14b for transferring all the received NC data to the memory, a routine 14c for reading the data of one processing section of the NC data, a movement command, A routine 14d for writing one machining section data to the shared memory for each drive axis, a one machining section end determination routine 14e, a final machining section end determination routine 14f, and a machining end routine 14g are provided.
【００４６】ＣＰＵ１３は、ルーチン１４ａとルーチン
１４ｂを用いて、内部バス１２ａと１２ｃを介して記憶
装置１６にＮＣデータを格納する。なお、記憶装置１６
は、アクセスが高速な記憶手段であるメモリなどで構成
されている。The CPU 13 stores the NC data in the storage device 16 via the internal buses 12a and 12c using the routines 14a and 14b. The storage device 16
Is constituted by a memory or the like which is a high-speed storage means.
【００４７】また、ＣＰＵ１３は、ルーチン１４ｃ〜１
４ｉを用いて、加工開始時に最初の加工区間から１加工
区間分データ毎に順次各駆動軸のパラメータを読み出
し、各駆動軸１８，３７，３８，３９に対し駆動のコマ
ンドと共にパラメータを送る。The CPU 13 executes the routines 14c-1
Using 4i, the parameters of each drive axis are sequentially read out for each data of one processing section from the first processing section at the start of processing, and the parameters are sent to each of the drive axes 18, 37, 38, and 39 together with a drive command.
【００４８】駆動軸１８、つまりＸ軸に対する指令を例
にとると、記憶装置１６から読み出された１加工区間分
のデータは、ＣＰＵ１３がＮＣ装置の同期時間ｔ−ｎ毎
に内部バス１２ｃと１２ｂ及び外部バスＩ／Ｆ１５を介
して、外部バス１７ａ（ＶＭＥバス）に伝えられ、Ｘ軸
１８の駆動制御装置１９の共有メモリ２０に図３の２ｌ
ａ〜２１ｆの様な形式で格納される。Taking the command for the drive shaft 18, that is, the X-axis as an example, the data for one processing section read from the storage device 16 is transferred to the internal bus 12c by the CPU every synchronization time t-n of the NC device. 3 is transmitted to the external bus 17a (VME bus) via the external bus I / F 15 and the shared memory 20 of the drive controller 19 of the X-axis 18 in FIG.
a to 21f.
【００４９】ＤＳＰ２３は、離散系のサンプリングタイ
ムにより位置制御を行う制御ルーチン２４ａ〜２４ｇを
持つ。ここで、サンプリング時間判定ルーチン２４ａ
と、レーザＩ／Ｆ３６より現在位置を読み込むルーチン
２４ｂと、ＮＣ装置１０との同期時間の判定ルーチン２
４ｃと、共有メモリ２０よりコマンドとパラメータを読
み込む共にコマンドをクリアするルーチン２４ｄと、コ
マンドは移動指令であるか判定するルーチン２４ｅと、
パラメータで新しい目標位置を算出するルーチン２４ｆ
と、現在位置と目標位置を比較しＤ／Ａ変換器２５でモ
ータ２９に発生トルクを指令するルーチン２４ｇとを備
えている。The DSP 23 has control routines 24a to 24g for performing position control based on a discrete sampling time. Here, the sampling time determination routine 24a
And a routine 24b for reading the current position from the laser I / F 36, and a routine 2 for determining the synchronization time with the NC device 10.
4c, a routine 24d for reading a command and parameters from the shared memory 20 and clearing the command, a routine 24e for determining whether the command is a movement command,
Routine 24f for calculating a new target position using parameters
And a routine 24g for comparing the current position with the target position and instructing the motor 29 to generate torque by the D / A converter 25.
【００５０】ＤＳＰ２３は、サンプリングタイムｔ−ｓ
毎に、レーザ測長器３４及びレーザＩ／Ｆ３６を用いて
駆動軸である駆動軸メカ部３１の移動ステージ３２の現
在位置を検出する。ルーチン２４ｃは、ＮＣ装置１０と
の同期時間であるかで処理を分岐するルーチンであり、
ＮＣ装置１０の同期時間ｔ−ｎはサンプリングタイムｔ
−ｓの整数倍であり、この時間毎にＤＳＰ２３は内部バ
ス２２ａを介して共有メモリ２０内部の記憶領域２１ａ
〜２１ｆから１加工区間分のデータを読み出す。The DSP 23 has a sampling time t−s
Each time, the current position of the moving stage 32 of the drive shaft mechanical unit 31, which is the drive shaft, is detected using the laser length measuring device 34 and the laser I / F 36. The routine 24c is a routine for branching the process depending on the synchronization time with the NC device 10,
The synchronization time t−n of the NC device 10 is the sampling time t.
−s, and every time, the DSP 23 sends the data to the storage area 21a in the shared memory 20 via the internal bus 22a.
The data for one processing section is read from .about.21f.
【００５１】ルーチン２４ｅでは、読み出されたコマン
ド（パラメータ２１ａ）が移動コマンドである場合には
記憶領域２１ｃ〜２１ｆに格納された係数パラメータａ
〜ｄを用いて、次式により目標位置ｘをサンプリング時
間ｔ−ｓ毎に算出する。In the routine 24e, when the read command (parameter 21a) is a movement command, the coefficient parameter a stored in the storage areas 21c to 21f is used.
The target position x is calculated for each sampling time t−s according to the following formula using d.
【００５２】 ｘ＝ａ＋ｂ＊ｔ＋ｃ＊ｔ2＋ｄ＊ｔ3……（１） 算出された目標位置ｘは、現在の目標位置であり、ルー
チン２４ｂで算出された現在位置とルーチン２４ｇで予
め定められた制御式によって比較され、Ｄ／Ａ変換器２
５及び電流アンプ２７を介してモータ２９のトルク指令
として与えられる。X = a + b * t + c * t 2 + d * t 3 (1) The calculated target position x is the current target position, and is predetermined by the current position calculated by the routine 24b and the routine 24g. D / A converter 2
5 and the current amplifier 27 as a torque command for the motor 29.
【００５３】このパラメータ２１ａ〜２１ｆは、１加工
区間毎の軌道として加工が終了するまで１加工区間毎に
順次与えられ、これをＸ軸１８は制御のサンプリング時
間ｔ−ｓ毎に計算し、駆動軸である駆動軸メカ部３１の
移動ステージ３２を駆動する。The parameters 21a to 21f are sequentially given as a trajectory for each processing section for each processing section until the processing is completed. The X-axis 18 calculates this for each control sampling time t-s, and drives The moving stage 32 of the drive shaft mechanism 31 which is a shaft is driven.
【００５４】同様のルーチン及び機構は各駆動軸すべて
が同じであり、Ｙ軸３７、Ｚ軸３８及びｎ番目の軸であ
るｎ軸３９においても行われる。The same routine and mechanism are applied to the Y axis 37, the Z axis 38, and the n-axis 39 which is the n-th axis, since all the drive axes are the same.
【００５５】図４は、ホスト１で作成されるＮＣデータ
の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of NC data created by the host 1.
【００５６】図中の駆動軸フラグ５１は、各加工区間毎
にその区間で駆動する駆動軸を選択するフラグである。
フラグを２進数の整数としてＸ軸＝ｂｉｔ１、Ｙ軸＝ｂ
ｉｔ２…の様に割り当て対応する軸を使用する場合には
ビットを立てる。加工時間５２は、１加工区間の総加工
時間ｔ−ａである。The drive axis flag 51 in the figure is a flag for selecting a drive axis to be driven in each section for each processing section.
X-axis = bit1, Y-axis = b, with flags as binary integers
A bit is set when an axis corresponding to the assignment is used as in it2. The processing time 52 is the total processing time ta of one processing section.
【００５７】各軸のパラメータ５３，５４，５５では、
Ｘ軸を例にとるとＸ軸パラメータ５３は例えば多項式を
３次式とする場合には前記（１）式のａ，ｂ，ｃ，ｄの
各パラメータを順次並べたものである。これを各駆動軸
のＸ軸〜ｎ軸までの多項式である３次式の係数ａ〜ｄま
でを駆動軸の順番で格納し、これを各加工区間毎に順次
加工が終了するまで格納する。In the parameters 53, 54, 55 of each axis,
Taking the X axis as an example, the X axis parameter 53 is obtained by sequentially arranging the parameters a, b, c, and d of the above equation (1) when the polynomial is a cubic equation. This is stored in the order of the drive axes in terms of the cubic coefficients a to d, which are polynomials from the X axis to the n axis of each drive axis, in the order of the drive axes, and is stored for each processing section until the processing is sequentially completed.
【００５８】次に、本実施形態の利点を説明する。Next, advantages of this embodiment will be described.
【００５９】本実施形態によれば、各加工区間において
多項式を用いた自由曲線で近似する目的とする軌道とプ
ログラム上の軌道との誤差を微小にするために、プログ
ラムにおいて軌道の加工区間を細かく分割し、微小な区
間の連なりとしてプログラムをプログラム化する必要が
なく、各加工区間の長さを大きくとった場合においても
加工精度を悪化させるような、目標軌道との誤差を発生
させない。According to the present embodiment, in order to minimize the error between the target trajectory approximated by a free curve using a polynomial and the trajectory in the program in each processing section, the processing section of the trajectory is made fine in the program. There is no need to divide and program the program as a series of minute sections, and even if the length of each processing section is increased, an error from the target trajectory that deteriorates the processing accuracy does not occur.
【００６０】特にこれは、図５に示すように、被加工物
の加工後の形状が曲率の小さい複雑なもので十分な加工
精度を要求される場合にも、分割する加工区間は従来よ
り大きくとることが可能である。なお、図５中の８０は
加工工具の目標軌道であり、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，
８１ｄは区間区分点である。In particular, as shown in FIG. 5, even when the shape of the workpiece after processing is a complicated one having a small curvature and a sufficient processing accuracy is required, the processing section to be divided is larger than in the conventional case. It is possible to take. Note that reference numeral 80 in FIG. 5 denotes a target trajectory of the machining tool, and 81a, 81b, 81c,
81d is a section dividing point.
【００６１】各加工区間のデータは、近似する多項式を
例えば３次式にした場合において係数が４ヶになるので
１区間の加工区間でデータは従来例よりも若干大きくな
る。しかしながら、図５のような複雑な形状であって
も、加工区間の分割は従来より数倍から十数倍程度大き
くしても精度の悪化を防ぐことが可能であるので、相対
的に加工プログラムの総量は小さくなり、プログラムを
格納する記憶装置の容量は、同じ大きさの被加工物を加
工する場合においても小さくするとことが可能である。The data of each processing section has four coefficients when the approximate polynomial is, for example, a cubic equation, so that the data in one processing section is slightly larger than the conventional example. However, even if it is a complicated shape as shown in FIG. 5, it is possible to prevent the accuracy from being deteriorated even if the division of the processing section is made several times to several tens times larger than the conventional one. Is small, and the capacity of the storage device for storing the program can be reduced even when processing a workpiece having the same size.
【００６２】図６（ａ），（ｂ）は、本実施形態の効果
を示すグラフであり、同図（ａ）は本実施形態のグラフ
であり、同図（ｂ）は従来例のグラフを示し、加工工具
の軌道を２軸で一定ｒの円弧にした場合につき、一方の
速度の変化を分割された２区間の加工区間分、表したも
のである。なお、図６（ａ）中のｍａは本実施形態によ
る加工区間ａの一軸速度グラフを示し、ｍｂは本実施形
態による加工区間ｂの一軸速度グラフを示す。また、図
６（ｂ）中のｎａは従来例による加工区間ａの一軸速度
グラフを示し、ｎｂは従来例による加工区間ｂの一軸速
度グラフを示す。図中のＭ１は、加工区間の境目を示し
ている。FIGS. 6A and 6B are graphs showing the effect of the present embodiment, FIG. 6A is a graph of the present embodiment, and FIG. 6B is a graph of a conventional example. In the case where the trajectory of the machining tool is a circular arc having a constant r with two axes, a change in one speed is represented for two divided machining sections. In addition, ma in FIG. 6A shows a uniaxial speed graph of the machining section a according to the present embodiment, and mb shows a uniaxial speed graph of the machining section b according to the present embodiment. Further, na in FIG. 6B shows a uniaxial speed graph of the processing section a according to the conventional example, and nb shows a uniaxial speed graph of the processing section b according to the conventional example. M1 in the drawing indicates a boundary of the processing section.
【００６３】図６（ｂ）に示す従来例では、加工区分を
小さく且つ加工区分間を直線で近似する場合である。こ
のように曲率が変化するような形状においては、加工区
分間の境目Ｍ１において速度の不連続点が発生し、駆動
軸の指令値に対する周波数応答に応じて指令位置に誤差
が生ずる。図６（ａ）に示す本実施形態によれば、速度
は各軸を制御するサンプリング時間毎に変更されるの
で、各加工区間の境目において速度の不連続点は発生し
ない。In the conventional example shown in FIG. 6B, the processing section is small and the space between the processing sections is approximated by a straight line. In such a shape in which the curvature changes, a speed discontinuity point occurs at the boundary M1 between the machining sections, and an error occurs in the command position according to the frequency response to the command value of the drive shaft. According to the present embodiment shown in FIG. 6A, since the speed is changed for each sampling time for controlling each axis, no discontinuity of the speed occurs at the boundary of each processing section.
【００６４】また、従来例においても加工区分を小さく
しても各加工区間の繋ぎ目の速度が不連続にならないよ
うな計算を行うことは可能であるが、かかる方法におい
て、短い区間での加減速のパラメータを計算する場合に
は、加工区分が小さくなると計算処理の間隔も短くなる
ため、加工時にリアルタイムでＮＣ装置１０が処理を行
うためにはＮＣの計算負荷が大きくなる。しかし、本実
施形態においては加工中は常に多項式のパラメータを読
み取り、これを常に単純に計算するだけであり、従来例
の様にリアルタイムで加減速のパラメータを計算する必
要がないので、ＮＣ装置の計算能力が小さいために駆動
軸の移動速度を落とす必要はない。Also in the conventional example, it is possible to perform a calculation so that the joint speed of each processing section does not become discontinuous even if the processing section is made small. When calculating the parameter of deceleration, the interval of the calculation processing becomes shorter as the machining section becomes smaller, so that the NC calculation load increases in order for the NC apparatus 10 to perform the processing in real time during the machining. However, in the present embodiment, the parameters of the polynomial are always read during the machining and are simply calculated, and it is not necessary to calculate the acceleration / deceleration parameters in real time as in the conventional example. It is not necessary to reduce the moving speed of the drive shaft due to the small calculation ability.
【００６５】次に、本実施形態に係る加工装置の制御装
置の応用例を説明する。Next, an application example of the control device of the processing apparatus according to the present embodiment will be described.
【００６６】図７は、本実施形態に係る加工装置の制御
装置を使用する自由形状切削機の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a free-form cutting machine using the control device of the processing apparatus according to the present embodiment.
【００６７】被加工物６１は、駆動軸であるＸ軸ステー
ジ６２及びＹ軸ステージ６３に搭載され、Ｘ軸方向６５
とＹ軸方向６６に移動可能である。加工工具６４は、駆
動軸であるＺ軸ステージ６５に搭載されＺ軸方向に移動
可能である。駆動軸であるＸ軸ステージ６２〜Ｚ軸ステ
ージ６５は、フレーム７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１
ｄ，７１ｅに内蔵されたエアベアリング（不図示）によ
って拘束され、各ステージの移動可能方向以外の動きを
拘束する。The workpiece 61 is mounted on an X-axis stage 62 and a Y-axis stage 63 which are drive shafts,
And in the Y-axis direction 66. The processing tool 64 is mounted on a Z-axis stage 65, which is a drive shaft, and is movable in the Z-axis direction. The X-axis stage 62 to the Z-axis stage 65, which are drive axes, are provided with frames 71a, 71b, 71c, 71
It is restrained by an air bearing (not shown) built in d and 71e, and restrains the movement of each stage other than the movable direction.
【００６８】また、不図示のリニアモータが、フレーム
と各ステージとに各ステージ移動可能方向にトルクを発
生するように配置される。Ｘ軸ステージ〜Ｚ軸ステージ
の各移動可能方向の位置は、レーザ測長器７２ａ，７２
ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅで測定される。Further, a linear motor (not shown) is arranged on the frame and each stage so as to generate torque in a direction in which each stage can move. The positions of the movable directions of the X-axis stage to the Z-axis stage are determined by laser length measuring devices 72a and 72.
b, 72c, 72d, and 72e.
【００６９】本実施形態の加工装置の制御装置は、上記
図７に示した自由形状切削器機に使用することにより、
各駆動軸であるＸ軸ステージ〜Ｚ軸ステージを用いて被
加工物６１と加工工具６４の相対位置をＮＣデータに従
って移動し、被加工物６１を加工する。The control device of the processing apparatus according to the present embodiment is used in the free-form cutting machine shown in FIG.
The relative position between the workpiece 61 and the processing tool 64 is moved according to the NC data using the X-axis stage to the Z-axis stage as the drive shafts, and the workpiece 61 is processed.
【００７０】［第２実施形態］図８は、本発明の第２実
施形態に係る加工装置の制御装置の構成を示すブロック
図である。[Second Embodiment] FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control device of a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【００７１】本実施後に実施形態の本実施形態では、ホ
スト１においては、ＮＣプログラム入力ソフト９０を用
いて従来と同じＧコードによるデータを作成し、これを
ＮＣ装置１０へ転送する。ＮＣ装置１０においては、こ
のＧコードから各加工区間の動きを多項式に変換し、各
駆動軸のＤＳＰ２３へ送る。After the present embodiment, in the present embodiment, the host 1 uses the NC program input software 90 to create data in the same G code as in the prior art, and transfers this to the NC device 10. In the NC device 10, the motion of each processing section is converted into a polynomial from the G code and sent to the DSP 23 of each drive axis.
【００７２】この方法を採ることにより、従来のＧコー
ドで製作された加工データによっても滑らかな加工軌道
で加工を行うことが可能である。By employing this method, it is possible to carry out machining with a smooth machining trajectory even with machining data produced by a conventional G code.
【００７３】本発明は、上述した実施形態の装置に限定
されず、複数の機器から構成されるシステムに適用して
も、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述し
た実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム
コードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供
給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（また
はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラム
コードを読み出し実行することによっても、完成される
ことは言うまでもない。The present invention is not limited to the apparatus of the above-described embodiment, but may be applied to a system including a plurality of devices or an apparatus including one device. A storage medium storing program codes of software for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or an apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads out and executes the program code stored in the storage medium. It goes without saying that it will be completed by doing so.
【００７４】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体
は本発明を構成することになる。プログラムコードを供
給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー
（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、
光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テー
プ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることがで
きる。また、コンピュータが読み出したプログラムコー
ドを実行することにより、前述した実施形態の機能が実
現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に
基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際
の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述
した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは
言うまでもない。In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, an optical disk,
A magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, and a ROM can be used. When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS or the like running on the computer performs the actual processing based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where some or all of the operations are performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.
【００７５】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指
示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニット
に備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部ま
たは全部を行い、その処理によって前述した実施形態の
機能が実現される場合も含まれることは言うまでもな
い。Further, after the program code read from the storage medium is written in the memory provided on the function expansion board inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, the program code is read based on the instruction of the next program code. Needless to say, the extended function may be performed by a CPU or the like provided in an expansion board or an expansion unit to perform a part or all of the actual processing, and the processing may realize the functions of the above-described embodiments. No.
【００７６】[0076]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
次のような効果を奏する。As described in detail above, according to the present invention,
The following effects are obtained.
【００７７】（１）加工中は常に多項式のパラメータを
読み取り、これを常に単純に計算するだけであるので、
駆動軸の移動速度を落とす必要はなく、加工処理の高速
化を実現することが可能である。(1) Since the parameters of the polynomial are always read during the processing and are simply calculated,
It is not necessary to reduce the moving speed of the drive shaft, and it is possible to realize a high-speed processing.
【００７８】（２）加工区間の分割は従来より数倍から
十数倍程度大きくしても精度の悪化を防ぐことができ
る。従って、相対的に加工プログラムの総量は小さくな
り、プログラムを格納する記憶装置の容量を小さくする
ことが可能である。(2) Even if the division of the processing section is made several times to several tens times larger than the conventional one, it is possible to prevent the deterioration of accuracy. Therefore, the total amount of the machining program is relatively small, and the capacity of the storage device for storing the program can be reduced.
【００７９】（３）多項式の係数を転送する転送手段の
周期が単位時間デルタｔの任意の整数倍とすることによ
り、加工データを滑らかな軌道データとすることが可能
である。(3) By setting the period of the transfer means for transferring the coefficients of the polynomial to an arbitrary integral multiple of the unit time delta t, it is possible to make the processed data smooth trajectory data.
【００８０】（４）各加工区間の境目においてその区間
の終了点と次の区間の開始点とが一致し、且つその重な
り地点における駆動軸の移動速度の終了点と開始点が一
致するように、駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式
に近似し変換するようにしたので、加工区間の切り替わ
り点における速度の不連続をなくし、滑らかな軌道を描
く加工データを作成することが可能である。(4) At the boundary of each processing section, the end point of the section and the start point of the next section coincide, and the end point and the start point of the moving speed of the drive shaft at the overlap point coincide. Since the target trajectory of the drive shaft is approximated and converted to a polynomial of the time function t, it is possible to eliminate the discontinuity of the speed at the switching point of the processing section and to create the processing data that draws a smooth trajectory. .
【図１】本発明の第１実施形態に係る加工装置の制御装
置におけるホストコンピュータの構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a host computer in a control device of a processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態に係る加工装置の制御装
置におけるＮＣ装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an NC device in the control device of the processing device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施形態に係る加工装置の制御装
置における駆動軸の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a drive shaft in a control device of the processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図４】ホストで作成されるＮＣデータの例を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing an example of NC data created by a host.
【図５】第１実施形態に係る加工工具の軌道を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing a trajectory of the working tool according to the first embodiment.
【図６】第１実施形態の効果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an effect of the first embodiment.
【図７】本発明の加工装置の制御装置を使用する自由形
状切削機の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a free-form cutting machine using the control device of the processing apparatus of the present invention.
【図８】本発明の第２実施形態に係る加工装置の制御装
置の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a control device of a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図９】従来の加工装置の制御装置の構成例を示すブロ
ック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a control device of a conventional processing apparatus.
【図１０】Ｇコードを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a G code.
【図１１】従来の加工工具の軌道と目標軌道との誤差を
示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an error between the trajectory of a conventional machining tool and a target trajectory.
【図１２】公報に開示された従来の加工装置の制御方法
を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a control method of a conventional processing apparatus disclosed in the official gazette.
１ ホストコンピュータ ２ ＣＰＵ ３ ＮＣプログラム入力ソフト ４ ＮＣプログラム変換ソフト ６ ＮＣデータ転送ソフト ８ 通信Ｉ／Ｆ ９ ネットワーク １０ ＮＣ装置 １１ 通信Ｉ／Ｆ １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 内部バス １３ ＣＰＵ １５ 外部バスＩ／Ｆ １６ 記憶装置 １８，３７，３８，３９ 駆動軸 １９ 駆動制御装置 ２０ 共有メモリ ２３ ＤＳＰ ２５ Ｄ／Ａ変換器 ２７ 電流アンプ ２９ モータ ３１ 駆動軸メカ部 ３２ 移動ステージ ３４ レーザ測長器 ３６ レーザＩ／Ｆ Reference Signs List 1 host computer 2 CPU 3 NC program input software 4 NC program conversion software 6 NC data transfer software 8 Communication I / F 9 Network 10 NC device 11 Communication I / F 12a, 12b, 12c Internal bus 13 CPU 15 External bus I / F Reference Signs List 16 storage device 18, 37, 38, 39 drive shaft 19 drive control device 20 shared memory 23 DSP 25 D / A converter 27 current amplifier 29 motor 31 drive shaft mechanism 32 moving stage 34 laser length measuring device 36 laser I / F
Claims (20)
加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制
御する加工装置の制御装置において、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換手段と、 前記データ変換手段によって変換された時間関数ｔの多
項式の各次数の係数を加工データとして生成する加工デ
ータ生成手段と、 前記加工データをパラメータとして任意の時間毎に転送
する転送手段と、 前記転送手段によって転送された前記パラメータに基づ
いて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置に前
記駆動軸を移動する制御手段とを備えたことを特徴とす
る加工装置の制御装置。1. A control device of a processing apparatus for controlling a processing point and a processing vector of a processing tool mounted on a drive shaft constituting a processing apparatus with respect to a workpiece, wherein the processing according to a processing condition of the workpiece. Data conversion means for dividing the tool trajectory information into arbitrary processing sections, approximating and converting the target trajectory of the drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t, and a time function converted by the data conversion means processing data generating means for generating coefficients of each order of the polynomial of t as processing data, transfer means for transferring the processing data as a parameter at any time, and a unit based on the parameter transferred by the transfer means A control unit for calculating a target position for each time and moving the drive shaft to the target position.
加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制
御する加工装置の制御装置において、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換手段と、 前記データ変換手段の変換結果である前記駆動軸の各加
工区間毎における多項式の各次数の係数及び前記各加工
区間を駆動軸が移動する移動時間をパラメータとして記
憶する記憶手段と、 前記記憶手段から、前記移動時間とこれに対応する前記
多項式の係数とをパラメータとして読み出す読み出し手
段と、 前記読み出し手段によって読み出されたパラメータを任
意の時間毎に転送する転送手段と、 前記転送手段によって転送された前記パラメータに基づ
いて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置に前
記駆動軸を移動する制御手段とを備えたことを特徴とす
る加工装置の制御装置。2. A control device of a processing apparatus for controlling a processing point and a processing vector of a processing tool mounted on a drive shaft constituting a processing apparatus with respect to a workpiece, wherein the processing according to a processing condition of the workpiece. Data conversion means for dividing the trajectory information of the tool into arbitrary machining sections, approximating and converting a target trajectory of the drive shaft for each machining section into a polynomial of a time function t, and a conversion result of the data conversion means; A storage unit that stores, as parameters, a coefficient of each degree of a polynomial in each processing section of the drive axis and a travel time during which the drive axis moves through each of the processing sections; and from the storage unit, the travel time and the corresponding Reading means for reading a coefficient of a polynomial as a parameter; transferring means for transferring the parameter read by the reading means at any time; Controller of the processing apparatus the target position for each unit time calculated based on the parameters transferred by the stage, characterized by comprising a control means for moving the drive shaft to the target position.
軸の駆動力源である駆動手段とを有し、任意の単位時間
デルタｔ毎に前記駆動軸の位置検出を行い予め設定され
た制御則に基づいて前記駆動軸を目標位置に移動する離
散化系の制御手段であって、 前記多項式の係数で与えられた目標位置を単位時間デル
タｔ毎に計算し、同時に検出した駆動軸の現在位置と該
目標位置とを比較して前記制御則に基づいて前記駆動手
段を用いて駆動軸を移動する構成であることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の加工装置の制御装置。3. The control unit includes: a position detection unit that detects a position of the drive shaft; and a drive unit that is a driving force source of the drive shaft. Control means of a discretized system for performing position detection and moving the drive shaft to a target position based on a preset control law, wherein a target position given by a coefficient of the polynomial is calculated for each unit time delta t 2. The apparatus according to claim 1, wherein the drive shaft is moved by using the drive means based on the control law by comparing the current position of the drive shaft calculated and simultaneously detected with the target position. Item 3. A control device for a processing device according to Item 2.
タｔの任意の整数倍であって、この倍数を自由に変更可
能にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の
加工装置の制御装置。4. The processing apparatus according to claim 1, wherein a transfer cycle of said transfer means is an arbitrary integral multiple of a unit time delta t, and the multiple can be freely changed. Control device.
区間の開始点とが一致し、且つその重なり地点における
前記駆動軸の移動速度の終了点と開始点が一致するよう
に、前記駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似
し変換することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載
の加工装置の制御装置。5. The data conversion means according to claim 1, wherein the end point of the section coincides with the start point of the next section at the boundary of each processing section, and the end point of the moving speed of the drive shaft at the overlap point. 5. The control device for a processing apparatus according to claim 1, wherein a target trajectory of the drive shaft is approximated and converted into a polynomial of a time function t so that start points coincide with each other.
加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制
御する加工装置の制御方法において、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換処理と、 前記データ変換処理によって変換された時間関数ｔの多
項式の各次数の係数を加工データとして生成する加工デ
ータ生成処理と、 前記加工データをパラメータとして任意の時間毎に転送
する転送処理と、 前記転送処理によって転送された前記パラメータに基づ
いて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置に前
記駆動軸を移動する制御処理とを実行することを特徴と
する加工装置の制御方法。6. A method of controlling a processing apparatus for controlling a processing point and a processing vector of a processing tool mounted on a drive shaft constituting a processing apparatus with respect to a workpiece, wherein the processing according to processing conditions of the workpiece. Data conversion processing for dividing tool trajectory information into arbitrary processing sections, approximating and converting the target trajectory of the drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t, and a time function converted by the data conversion processing processing data generation processing for generating coefficients of each order of the polynomial of t as processing data, transfer processing for transferring the processing data as a parameter at an arbitrary time interval, and a unit based on the parameters transferred by the transfer processing A control process for calculating a target position for each time and moving the drive shaft to the target position.
加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを制
御する加工装置の制御方法において、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換処理と、 前記データ変換処理の変換結果である前記駆動軸の各加
工区間毎における多項式の各次数の係数及び前記各加工
区間を駆動軸が移動する移動時間をパラメータとして記
憶する記憶処理と、 前記記憶処理から、前記移動時間とこれに対応する前記
多項式の係数とをパラメータとして読み出す読み出し処
理と、 前記読み出し処理によって読み出されたパラメータを任
意の時間毎に転送する転送処理と、 前記転送処理によって転送された前記パラメータに基づ
いて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置に前
記駆動軸を移動する制御処理とを実行することを特徴と
する加工装置の制御方法。7. A method of controlling a processing apparatus for controlling a processing point and a processing vector of a processing tool mounted on a drive shaft constituting a processing apparatus with respect to a workpiece, wherein the processing according to processing conditions of the workpiece. Data conversion processing for dividing tool trajectory information into arbitrary processing sections, approximating and converting a target trajectory of a drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t, and the conversion result of the data conversion processing. A storage process for storing, as parameters, a coefficient of each degree of a polynomial in each machining section of the drive axis and a travel time for which the drive axis moves in each of the machining sections; from the storage process, the travel time and the corresponding A read process for reading a coefficient of a polynomial as a parameter, a transfer process for transferring a parameter read by the read process at an arbitrary time interval, and the transfer The target position for each unit time calculated based on the parameters transferred by the physical method of controlling a processing apparatus and executes a control process for moving the drive shaft to the target position.
い、予め設定された制御則に基づいて前記駆動軸を目標
位置に移動する離散化系の制御処理であって、 前記多項式の係数で与えられた目標位置を単位時間デル
タｔ毎に計算し、同時に検出した駆動軸の現在位置と該
目標位置とを比較して前記制御則に基づいて前記駆動処
理を用いて駆動軸を移動することを特徴とする請求項６
または請求項７記載の加工装置の制御方法。8. The control processing includes a step of detecting a position of the drive shaft at every arbitrary unit time delta t and controlling the discretized system to move the drive shaft to a target position based on a preset control law. In the processing, the target position given by the coefficient of the polynomial is calculated for each unit time delta t, and the current position of the drive shaft detected at the same time is compared with the target position, and the drive is performed based on the control law. 7. The method according to claim 6, wherein the drive shaft is moved by using a process.
A method for controlling a processing apparatus according to claim 7.
タｔの任意の整数倍であって、この倍数を自由に変更可
能にしたことを特徴とする請求項６乃至請求項８記載の
加工装置の制御方法。9. The processing apparatus according to claim 6, wherein a transfer cycle of the transfer process is an arbitrary integral multiple of a unit time delta t, and the multiple can be freely changed. Control method.
区間の開始点とが一致し、且つその重なり地点における
前記駆動軸の移動速度の終了点と開始点が一致するよう
に、前記駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似
し変換することを特徴とする請求項６乃至請求項９記載
の加工装置の制御方法。10. The data conversion process according to claim 1, wherein the end point of the section coincides with the start point of the next section at the boundary of each processing section, and the end point of the moving speed of the drive shaft at the overlap point. The method according to claim 6, wherein a target trajectory of the drive shaft is approximated and converted into a polynomial of a time function t so that start points coincide with each other.
た加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを
制御する制御装置を有する加工システムにおいて、 前記制御装置は、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換手段と、 前記データ変換手段によって変換された時間関数ｔの多
項式の各次数の係数を加工データとして生成する加工デ
ータ生成手段と、 前記加工データをパラメータとして任意の時間毎に転送
する転送手段と、 前記転送手段によって転送された前記パラメータに基づ
いて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置に前
記駆動軸を移動する制御手段とを備えたことを特徴とす
る加工システム。11. A machining system having a control device for controlling a machining point and a machining vector of a machining tool mounted on a drive shaft constituting a machining device with respect to a workpiece, wherein the control device is configured to process the workpiece. Data conversion means for dividing the trajectory information of the processing tool according to conditions into arbitrary processing sections, and approximating and converting a target trajectory of a drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t; Processing data generating means for generating, as processing data, coefficients of each order of the polynomial of the time function t converted by the processing function; transferring means for transferring the processing data as a parameter at arbitrary time intervals; and transferring by the transferring means. Control means for calculating a target position for each unit time based on the parameter, and moving the drive shaft to the target position. System.
た加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを
制御する制御装置を有する加工システムにおいて、 前記制御装置は、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換手段と、 前記データ変換手段の変換結果である前記駆動軸の各加
工区間毎における多項式の各次数の係数及び前記各加工
区間を駆動軸が移動する移動時間をパラメータとして記
憶する記憶手段と、 前記記憶手段から、前記移動時間とこれに対応する前記
多項式の係数とをパラメータとして読み出す読み出し手
段と、 前記読み出し手段によって読み出されたパラメータを任
意の時間毎に転送する転送手段と、 前記転送手段によって転送された前記パラメータに基づ
いて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置に前
記駆動軸を移動する制御手段とを備えたことを特徴とす
る加工システム。12. A machining system having a control device for controlling a machining point and a machining vector of a machining tool mounted on a drive shaft constituting a machining device with respect to a workpiece, wherein the control device is configured to process the workpiece. Data conversion means for dividing the trajectory information of the processing tool according to conditions into arbitrary processing sections, and approximating and converting a target trajectory of a drive shaft for each processing section into a polynomial of a time function t; Storage means for storing, as parameters, a coefficient of each degree of a polynomial in each machining section of the drive axis, which is a conversion result, and a travel time of the drive axis moving through each of the machining sections; and Reading means for reading, as a parameter, a coefficient of the polynomial corresponding to the parameter, and a parameter read by the reading means at any time. Processing means for calculating a target position per unit time based on the parameters transferred by the transfer means, and moving the drive shaft to the target position. system.
軸の駆動力源である駆動手段とを有し、任意の単位時間
デルタｔ毎に前記駆動軸の位置検出を行い予め設定され
た制御則に基づいて前記駆動軸を目標位置に移動する離
散化系の制御手段であって、 前記多項式の係数で与えられた目標位置を単位時間デル
タｔ毎に計算し、同時に検出した駆動軸の現在位置と該
目標位置とを比較して前記制御則に基づいて前記駆動手
段を用いて駆動軸を移動する構成であることを特徴とす
る請求項１１または請求項１２記載の加工システム。13. The control unit includes: a position detection unit that detects a position of the drive shaft; and a drive unit that is a driving force source of the drive shaft. Control means of a discretized system for performing position detection and moving the drive shaft to a target position based on a preset control law, wherein a target position given by a coefficient of the polynomial is calculated for each unit time delta t 12. The apparatus according to claim 11, wherein the drive shaft is moved by using the drive means based on the control law by comparing the calculated and simultaneously detected current position of the drive shaft with the target position. Item 13. The processing system according to Item 12.
ルタｔの任意の整数倍であって、この倍数を自由に変更
可能にしたことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３
記載の加工システム。14. A transfer cycle of the transfer means is an arbitrary integral multiple of a unit time delta t, and the multiple can be freely changed.
The processing system described.
区間の開始点とが一致し、且つその重なり地点における
前記駆動軸の移動速度の終了点と開始点が一致するよう
に、前記駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似
し変換することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４
記載の加工システム。15. The data conversion means, wherein at the boundary of each processing section, the end point of the section coincides with the start point of the next section, and the end point of the moving speed of the drive shaft at the overlapping point. 15. The method according to claim 11, wherein a target trajectory of the drive shaft is approximated and converted into a polynomial of a time function t so that start points coincide with each other.
The processing system described.
た加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを
制御する加工装置の制御方法を実行する、コンピュータ
で読み出し可能なプログラムを格納した記憶媒体であっ
て、 前記制御方法は、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換ステップと、 前記データ変換ステップによって変換された時間関数ｔ
の多項式の各次数の係数を加工データとして生成する加
工データ生成ステップと、 前記加工データをパラメータとして任意の時間毎に転送
する転送ステップと、 前記転送ステップによって転送された前記パラメータに
基づいて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置
に前記駆動軸を移動する制御ステップとを備えたことを
特徴とする記憶媒体。16. A storage for storing a computer-readable program for executing a method of controlling a processing apparatus for controlling a processing point and a processing vector of a processing tool mounted on a drive shaft constituting a processing apparatus with respect to a workpiece. Medium, wherein the control method divides trajectory information of the processing tool according to processing conditions of the workpiece into arbitrary processing sections, and sets a target trajectory of a drive shaft for each of the processing sections as a time function t A data conversion step of approximating and converting to a polynomial of: and a time function t converted by the data conversion step
A processing data generating step of generating a coefficient of each order of the polynomial as processing data, a transferring step of transferring the processing data as a parameter at any time, and a unit time based on the parameter transferred by the transferring step. A control step of calculating a target position for each and moving the drive shaft to the target position.
た加工工具の被加工物に対する加工点と加工ベクトルを
制御する加工装置の制御方法を実行する、コンピュータ
で読み出し可能なプログラムを格納した記憶媒体であっ
て、 前記制御方法は、 前記被加工物の加工条件に応じた前記加工工具の軌跡情
報を任意の加工区間に分割し、その各加工区間毎の駆動
軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似し変換するデ
ータ変換ステップと、 前記データ変換ステップの変換結果である前記駆動軸の
各加工区間毎における多項式の各次数の係数及び前記各
加工区間を駆動軸が移動する移動時間をパラメータとし
て記憶する記憶ステップと、 前記記憶ステップから、前記移動時間とこれに対応する
前記多項式の係数とをパラメータとして読み出す読み出
しステップと、 前記読み出しステップによって読み出されたパラメータ
を任意の時間毎に転送する転送ステップと、 前記転送ステップによって転送された前記パラメータに
基づいて単位時間毎の目標位置を計算し、その目標位置
に前記駆動軸を移動する制御ステップとを備えたことを
特徴とする記憶媒体。17. A storage for storing a computer-readable program for executing a method of controlling a processing apparatus for controlling a processing point and a processing vector of a processing tool mounted on a drive shaft constituting a processing apparatus with respect to a workpiece. Medium, wherein the control method divides trajectory information of the processing tool according to processing conditions of the workpiece into arbitrary processing sections, and sets a target trajectory of a drive shaft for each of the processing sections as a time function t A data conversion step of approximating and converting to a polynomial of: a conversion result of the data conversion step, a coefficient of each degree of a polynomial in each processing section of the drive axis, and a moving time during which the drive axis moves through each of the processing sections. A storage step of storing the parameter as a parameter, and reading the movement time and the corresponding coefficient of the polynomial from the storage step as a parameter. A transfer step of transferring the parameters read by the reading step at any time; calculating a target position for each unit time based on the parameters transferred by the transfer step; And a control step of moving the drive shaft.
い、予め設定された制御則に基づいて前記駆動軸を目標
位置に移動する離散化系の制御であって、 前記多項式の係数で与えられた目標位置を単位時間デル
タｔ毎に計算し、同時に検出した駆動軸の現在位置と該
目標位置とを比較して前記制御則に基づいて前記駆動ス
テップを用いて駆動軸を移動することを特徴とする請求
項１６または請求項１７記載の記憶媒体。18. The control step includes a step of detecting a position of the drive shaft at every unit time delta t, and controlling a discretization system for moving the drive shaft to a target position based on a preset control law. Calculating the target position given by the coefficient of the polynomial for each unit time delta t, comparing the current position of the drive shaft detected at the same time with the target position, and performing the driving step based on the control law. The storage medium according to claim 16 or 17, wherein the drive shaft is moved by using (1).
間デルタｔの任意の整数倍であって、この倍数を自由に
変更可能にしたことを特徴とする請求項１６乃至請求項
１８記載の記憶媒体。19. The storage medium according to claim 16, wherein a transfer cycle of said transfer step is an arbitrary integral multiple of a unit time delta t, and said multiple can be freely changed. .
区間の開始点とが一致し、且つその重なり地点における
前記駆動軸の移動速度の終了点と開始点が一致するよう
に、前記駆動軸の目標軌道を時間関数ｔの多項式に近似
し変換することを特徴とする請求項１６乃至請求項１９
記載の記憶媒体。20. The data conversion step, wherein at the boundary of each of the processing sections, the end point of the section coincides with the start point of the next section, and the end point of the moving speed of the drive shaft at the overlapping point. 20. The target trajectory of the drive shaft is approximated and converted into a polynomial of a time function t so that start points coincide with each other.
The storage medium according to the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000055851A JP2001242921A (en) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Control unit for machining equipment, control method for machining equipment, machining system, and storage medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000055851A JP2001242921A (en) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Control unit for machining equipment, control method for machining equipment, machining system, and storage medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001242921A true JP2001242921A (en) | 2001-09-07 |
Family
ID=18576903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000055851A Withdrawn JP2001242921A (en) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Control unit for machining equipment, control method for machining equipment, machining system, and storage medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001242921A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010211475A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Taida Electronic Ind Co Ltd | Method for calculating recovery command for numerical control system |
| CN105005267A (en) * | 2014-04-24 | 2015-10-28 | 发那科株式会社 | Numerical control device for machine tool |
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-
2000
- 2000-03-01 JP JP2000055851A patent/JP2001242921A/en not_active Withdrawn
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| US10691100B2 (en) | 2014-10-29 | 2020-06-23 | Shenzhen A&E Intelligent Technology Institute Co., Ltd. | Method, device for machine processing trajectory space detection and numerical control machine |
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