JP2003076410A - Speed control device, speed control method and program for carrying the method with computer - Google Patents
Speed control device, speed control method and program for carrying the method with computerInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、NC工作機械やロ
ボットなどを用いて自由曲面を加工する際に、送り速度
を決定するときに必要な曲率を適正に求めることができ
る速度制御装置、速度制御方法およびその方法を実行す
るためのプログラムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control device and a speed control device capable of appropriately obtaining a curvature required for determining a feed speed when machining a free-form surface using an NC machine tool or a robot. The present invention relates to a control method and a program for executing the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】金型のような自由曲面を有する形状を、
数値制御(NC)工作機械で加工する場合、自由曲線を
微少区間に分割して微少線分データとし、これらの線分
データを用いて移動経路を補間し制御する方法が用いら
れている。2. Description of the Related Art A shape having a free-form surface such as a mold is
When machining with a numerical control (NC) machine tool, a method is used in which a free curve is divided into minute sections to form minute line segment data, and a movement path is interpolated and controlled using these line segment data.
【0003】このような手法では、指令データであるN
Cプログラムは、指令送り速度と、微小線分データ(ブ
ロック)の連続で構成される。NC制御装置では、各微
小線分データを解析して、機械の許容加速度内で軌跡に
追従できるかどうかを判断し、必要に応じて指令送り速
度以下に通過速度(送り速度)を制限する処理を行う。In such a method, the command data N
The C program is composed of a command feed speed and a series of minute line segment data (blocks). The NC control device analyzes each minute line segment data, determines whether or not the trajectory can be followed within the allowable acceleration of the machine, and limits the passing speed (feed speed) to the command feed speed or less as necessary. I do.
【0004】このように通過速度を制限する方法のひと
つに、移動軌跡の曲率と機械の許容加速度を用いて通過
速度を制限する方法がある。このような手法は、特開平
2−110711号公報あるいは特開平2−21910
7号公報に開示されている。As one of the methods of limiting the passing speed in this way, there is a method of limiting the passing speed by using the curvature of the moving path and the allowable acceleration of the machine. Such a method is disclosed in JP-A-2-110711 or JP-A-2-21910.
No. 7 publication.
【0005】特開平2−110711号公報において
は、加工位置データ群の連続3点から該3点を通る円の
半径を演算し、該算出した円の半径から、加工寸法誤差
を一定にするという条件で、加工速度を算出するように
した発明が開示されている。In Japanese Patent Laid-Open No. 2-110711, the radius of a circle passing through the three consecutive points of the machining position data group is calculated, and the machining dimension error is made constant from the calculated radius of the circle. An invention is disclosed in which the processing speed is calculated under the conditions.
【0006】特開平2−219107号公報において
は、点列によって構成される移動経路上の連続する2つ
の区間(ブロック)の線分ベクトルおよび当該区間の移
動速度を用いて、当該区間の曲率に応じて定まる法線加
速度が許容値以下になるように、移動速度を制限するよ
うにした発明が開示されている。In Japanese Patent Laid-Open No. 2-219107, the curvature of a section is calculated by using a line segment vector of two consecutive sections (blocks) formed by a sequence of points and a moving speed of the section. An invention is disclosed in which the moving speed is limited so that the normal acceleration determined accordingly becomes equal to or less than an allowable value.
【0007】このように、通過速度を制限することを
「クランプする」といい、クランプされる位置をクラン
プ位置、クランプされた通過速度をクランプ速度と呼
ぶ。In this way, limiting the passing speed is called "clamping", the position to be clamped is called the clamp position, and the passed speed that is clamped is called the clamp speed.
【0008】上記手法などによって通過速度を決定した
後、クランプ位置が現在点から所定距離以上の場合に
は、減速する必要がないので、指令速度f×サンプリン
グ時間Δtで表される移動量(f×Δt)で微小線分ブ
ロックを補間することを続け、クランプ位置を所定距離
以内で検出したら、クランプ位置においてクランプ速度
で通過できるように加減速器によって、前もってクラン
プ点の手前からサンプリング周期毎に許容加速度内で減
速して、加減速処理を施した速度f´×Δtで表される
移動量で微小線分ブロックを補間する。After the passing speed is determined by the above method or the like, if the clamp position is a predetermined distance or more from the current point, it is not necessary to decelerate, so the movement amount (f expressed by the command speed f × sampling time Δt X Δt) continues to interpolate the minute line segment block, and when the clamp position is detected within a predetermined distance, the acceleration / deceleration device allows the clamp position to pass at the clamp speed in advance from the point before the clamp point every sampling cycle. The deceleration is performed within the allowable acceleration, and the minute line segment block is interpolated by the movement amount represented by the speed f ′ × Δt that is subjected to the acceleration / deceleration processing.
【0009】このように、現在のNC等のサーボシステ
ム制御装置には、指令された軌跡形状を何らかの手段で
評価して通過速度を決定する機能が搭載されている。As described above, current servo system control devices such as NCs are equipped with a function of evaluating the commanded trajectory shape by some means to determine the passing speed.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、金型加工の
ように加工面の滑らかさや連続性が重要視される場合に
は、所定の送りピッチ(ピックフィード)で隣り合う軌
跡の連続的な変化が求められる。このためには、例えば
図8に示すように、一方の軌跡Ti上にある点Piがコー
ナーと判定されて減速されるならば、微小送りピッチで
隣り合い軌跡形状がほぼ同一の軌跡Ti+1のPi付近の点
Qiでも、同様にコーナーと判定されて減速させる必要
がある。By the way, when the smoothness and the continuity of the machined surface are important as in the die machining, the continuous change of the loci adjacent to each other at a predetermined feed pitch (pick feed). Is required. For this purpose, for example, as shown in FIG. 8, if a point P i on one of the trajectories T i is determined to be a corner and decelerated, the trajectories T having adjacent trajectories with a very small feed pitch and having substantially the same shape. i + 1 of the even points Q i near P i, it is necessary to decelerate is determined similarly to the corner.
【0011】前記したように、NC工作機械を動作させ
るには、NCプログラムを作成する必要があり、金型を
対象とする場合には、NC装置外部のCAM(Computer
Aided Manufacturing)システムでNCプログラムを作
成するのが一般的である。CAMシステムでは、理想的
には自由曲線である軌跡をユーザーが所望するトレラン
スを守るように、微小線分に分割したブロックに近似分
割するため、点列には位置誤差を含み、点列の間隔にも
ばらつきがあるのが普通である。As described above, in order to operate the NC machine tool, it is necessary to create an NC program, and when a die is targeted, a CAM (Computer outside the NC device is used).
It is common to create an NC program with an Aided Manufacturing system. In the CAM system, the locus, which is ideally a free-form curve, is approximately divided into blocks divided into minute line segments so as to keep the tolerance desired by the user. It is normal that there are variations.
【0012】しかしながら、前者の従来技術では、連続
する3点に対して円弧を当てはめ、その半径を曲率半径
として移動軌跡の形状評価に用いているので、点列の有
する誤差に対して敏感である。したがって、点列に誤差
が含まれると計算される曲率にそのまま反映され、加工
しようとする曲線から全く異なる加工結果を得ることが
ある。However, in the former prior art, since an arc is applied to three consecutive points and the radius thereof is used as the radius of curvature for shape evaluation of the movement trajectory, it is sensitive to the error of the point sequence. . Therefore, if the point sequence includes an error, it is directly reflected in the calculated curvature, and a completely different processing result may be obtained from the curve to be processed.
【0013】図9は、上記した前者の従来技術の不具合
を説明するための図である。図9に示すように、理想的
には破線で示す円弧である軌跡上の点列P0,P1,
P2,P3,…のうち、3つめの点P2が上記した誤差に
よって目標軌跡から外れていた場合を考えてみる。従来
技術では、例えば図9(a)に示すように、はじめの3
点P0,P1,P2の組みでは、理想的な円弧中心ctの
ある側と反対側に円弧中心ct1が位置し、しかも円弧
半径もかなり大きくなる。続く3点P1,P2,P3の組
みでは、図9(b)に示すように、円弧中心ct2は理
想の円弧中心ctと同じ側に位置するものの、その円弧
半径は小さくなる。このことからも、上記前者の従来方
式は点列の含む誤差に対して敏感な曲率算出方法である
ことがわかる。このような誤差に大きく左右されてしま
う曲率の算出方法では、前記したように隣り合う軌跡で
通過速度を揃えるという目標が達成できなくなり、結果
として滑らかな加工面が得られなくなる。FIG. 9 is a diagram for explaining a defect of the former prior art described above. As shown in FIG. 9, a series of points P 0 , P 1 , on the locus, which is ideally an arc represented by a broken line,
Consider the case where the third point P 2 of P 2 , P 3 , ... Departs from the target locus due to the above error. In the prior art, for example, as shown in FIG.
In the set of points P 0 , P 1 and P 2 , the arc center ct 1 is located on the side opposite to the side having the ideal arc center ct, and the arc radius is considerably large. In the subsequent set of three points P 1 , P 2 and P 3 , the arc center ct 2 is located on the same side as the ideal arc center ct as shown in FIG. 9B, but the arc radius is small. From this, it can be seen that the former conventional method is a curvature calculation method that is sensitive to the error contained in the point sequence. In the method of calculating the curvature that is greatly influenced by such an error, the goal of equalizing the passing speeds on the adjacent trajectories cannot be achieved as described above, and as a result, a smooth machined surface cannot be obtained.
【0014】つぎに、後者の従来技術では、連続する3
点によって構成される連続する2つのブロックの速度差
を求めて移動速度を制限しているので、微少線分ブロッ
クのブロック単位が小さくなればなるほど、通過速度の
制限を与えることが困難になる問題を有している。すな
わち、近年の金型加工では高精度加工が求められるため
CAMシステムの出力する微小線分はますます微小化し
ていく傾向があるので、連続する2ブロック間の角度は
小さくなる。このような傾向に対し、後者の従来技術で
は、通過速度の制限を与えることが困難になり、通過速
度が機械の許容加速度を超えてしまい、結果として加工
面が汚くなるという問題がある。Next, in the latter prior art, three consecutive
Since the moving speed is limited by obtaining the speed difference between two consecutive blocks composed of points, the smaller the block unit of the minute line segment block, the more difficult it is to limit the passing speed. have. In other words, since the precision machining is required in the recent die machining, the minute line segment output by the CAM system tends to be further miniaturized, and the angle between two consecutive blocks becomes small. In contrast to this tendency, the latter conventional technique has a problem that it is difficult to limit the passing speed, the passing speed exceeds the allowable acceleration of the machine, and as a result, the machined surface becomes dirty.
【0015】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
点列に含まれる誤差を平滑化できる曲率の計算を行うこ
とで、点列の含む誤差に対して強くまた点列間距離が微
小でも妥当な曲率を算出できるようにし、これにより通
過速度を減速させるべき箇所で確実に通過速度を減速さ
せるとともに隣り合う移動軌跡で配置の異なる点列に対
しても通過速度の決定を同じように行うことができる速
度制御装置、速度制御方法およびその方法を実行するた
めのプログラムを得ることを目的としている。The present invention has been made in view of the above,
By calculating the curvature that can smooth the error included in the point sequence, it is possible to calculate the appropriate curvature that is strong against the error included in the point sequence and even if the distance between the point sequences is small, thereby reducing the passing speed. Execute a speed control device, a speed control method, and a speed control method capable of surely decelerating the passing speed at a position to be performed and determining the passing speed in the same way even for point sequences having different arrangements on adjacent movement loci. The purpose is to get a program to do.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明にかかる速度制御装置は、工具軌跡を示す点列
の各点の指令位置データを用いて工具軌跡の曲率を算出
する曲率算出部と、該算出した曲率と機械の許容加速度
に基づき通過速度を算出する通過速度決定部とを備え、
前記曲率算出部は、前記工具軌跡を表す位置データにお
ける連続する4点以上についての指令位置データを用い
て移動軌跡の曲率を算出することを特徴とする。In order to achieve the above object, a velocity control device according to the present invention is a curvature calculating section for calculating a curvature of a tool locus by using command position data of each point of a point sequence showing the tool locus. And a passing speed determination unit that calculates a passing speed based on the calculated curvature and the allowable acceleration of the machine,
The curvature calculation unit may calculate the curvature of the movement trajectory by using command position data for four or more consecutive points in the position data representing the tool trajectory.
【0017】この発明によれば、工具軌跡を表す位置デ
ータにおける連続する4点以上についての指令位置デー
タを用いて移動軌跡の曲率を算出するようにしている。According to the present invention, the curvature of the movement locus is calculated using the commanded position data for four or more consecutive points in the position data representing the tool locus.
【0018】つぎの発明にかかる速度制御装置は、上記
の発明において、前記曲率算出部は、連続する4点の指
令位置データを用い、前半の2点を結ぶベクトルと後半
の2点を結ぶベクトルに基づいて移動軌跡の曲率を算出
することを特徴とする。In the speed control device according to the next invention, in the above invention, the curvature calculating unit uses the command position data of four continuous points, and a vector connecting the first two points and a vector connecting the second two points. The curvature of the movement trajectory is calculated based on
【0019】この発明によれば、連続する4点のうちの
前半の2点を結ぶベクトルと後半の2点を結ぶベクトル
に基づいて移動軌跡の曲率を算出するようにしている。According to the present invention, the curvature of the movement locus is calculated based on the vector connecting the two points in the first half of the four continuous points and the vector connecting the two points in the latter half.
【0020】つぎの発明にかかる速度制御装置は、工具
軌跡を示す点列の各点の指令位置データを用いて工具軌
跡の曲率を算出する曲率算出部と、該算出した曲率と機
械の許容加速度に基づき通過速度を算出する通過速度決
定部とを備え、前記曲率算出部は、現在通過速度を決定
しようとしている点列区間の後側の第1の点および該第
1の点より後に存在する複数の点列における隣接する点
を結んだベクトルを生成し、さらにそれらのベクトルを
所定の比率で分割した各点を隣接する点間で結んだベク
トルを再帰的に生成することで前記第1の点の後に1つ
の第1のベクトルを生成するとともに、前記点列区間の
前側の第2の点および該第2の点より前の複数の点列に
おける隣接する点を結んだベクトルを生成し、さらにそ
れらのベクトルを所定の比率で分割した各点を隣接する
点間で結んだベクトルを再帰的に生成することで前記第
2の点の前に1つの第2のベクトルを生成し、生成した
前記第1および第2のベクトルを用いて移動軌跡の曲率
を算出することを特徴とする。A speed control device according to the next invention comprises a curvature calculating section for calculating a curvature of a tool path by using command position data of each point of a point sequence showing a tool path, a calculated curvature and an allowable acceleration of a machine. And a passage speed determination unit that calculates a passage speed based on the above, and the curvature calculation unit is present after the first point on the rear side of the point sequence section whose current passage speed is to be determined and after the first point. By generating a vector that connects adjacent points in a plurality of point sequences, and recursively generating a vector that connects each point obtained by dividing these vectors at a predetermined ratio between the adjacent points, One first vector is generated after the point, and a vector connecting the second point on the front side of the point sequence section and the adjacent points in the plurality of point sequences before the second point is generated, Furthermore, those vectors One second vector is generated before the second point by recursively generating a vector in which each point divided at a constant ratio is connected between adjacent points, and the generated first and second vectors are generated. It is characterized in that the curvature of the movement trajectory is calculated using the vector of 2.
【0021】この発明によれば、現在通過速度を決定し
ようとしている点列区間の後側の第1の点および該第1
の点より後に存在する複数の点列における隣接する点を
結んだベクトルを生成し、さらにそれらのベクトルを所
定の比率で分割した各点を隣接する点間で結んだベクト
ルを再帰的に生成することで前記第1の点の後に1つの
第1のベクトルを生成するとともに、前記点列区間の前
側の第2の点および該第2の点より前の複数の点列にお
ける隣接する点を結んだベクトルを生成し、さらにそれ
らのベクトルを所定の比率で分割した各点を隣接する点
間で結んだベクトルを再帰的に生成することで前記第2
の点の前に1つの第2のベクトルを生成し、生成した前
記第1および第2のベクトルを用いて移動軌跡の曲率を
算出している。According to the present invention, the first point on the rear side of the point sequence section whose current passage speed is to be determined and the first point
Generates a vector that connects adjacent points in a sequence of points that exist after point, and recursively creates a vector that connects each point obtained by dividing those vectors at a predetermined ratio. As a result, one first vector is generated after the first point, and a second point on the front side of the point sequence section and an adjacent point in a plurality of point sequences before the second point are connected. Second vector is generated by recursively generating a vector in which each point obtained by dividing the vector by a predetermined ratio is connected to the adjacent points.
One second vector is generated before the point, and the curvature of the movement trajectory is calculated using the generated first and second vectors.
【0022】つぎの発明にかかる速度制御方法は、工具
軌跡を示す点列の各点の指令位置データを用いて工具軌
跡の曲率を算出する第1のステップと、該算出した曲率
と機械の許容加速度に基づき通過速度を算出する第2の
ステップとを備え、前記第1のステップでは、前記工具
軌跡を表す位置データにおける連続する4点以上につい
ての指令位置データを用いて移動軌跡の曲率を算出する
ことを特徴とする。In the speed control method according to the next invention, the first step of calculating the curvature of the tool path by using the commanded position data of each point of the point sequence indicating the tool path, the calculated curvature and the machine allowance. A second step of calculating a passing speed based on the acceleration, and in the first step, the curvature of the movement trajectory is calculated using command position data for four or more consecutive points in the position data representing the tool trajectory. It is characterized by doing.
【0023】この発明によれば、工具軌跡を表す位置デ
ータにおける連続する4点以上についての指令位置デー
タを用いて移動軌跡の曲率を算出するようにしている。According to the present invention, the curvature of the movement locus is calculated using the commanded position data for four or more consecutive points in the position data representing the tool locus.
【0024】つぎの発明にかかる速度制御方法は、上記
の発明において、前記第1のステップでは、連続する4
点の指令位置データを用い、前半の2点を結ぶベクトル
と後半の2点を結ぶベクトルに基づいて移動軌跡の曲率
を算出することを特徴としている。In the speed control method according to the next invention, in the above invention, in the first step, the continuous 4
It is characterized in that the curvature of the moving locus is calculated based on a vector connecting two points in the first half and a vector connecting two points in the latter half using command position data of the points.
【0025】この発明によれば、連続する4点のうちの
前半の2点を結ぶベクトルと後半の2点を結ぶベクトル
に基づいて移動軌跡の曲率を算出するようにしている。According to the present invention, the curvature of the movement locus is calculated based on the vector connecting the first two points of the continuous four points and the vector connecting the second two points.
【0026】つぎの発明にかかる速度制御方法は、工具
軌跡を示す点列の各点の指令位置データを用いて工具軌
跡の曲率を算出する第1のステップと、該算出した曲率
と機械の許容加速度に基づき通過速度を算出する第2の
ステップとを備え、前記第1のステップでは、現在通過
速度を決定しようとしている点列区間の後側の第1の点
および該第1の点より後に存在する複数の点列における
隣接する点を結んだベクトルを生成し、さらにそれらの
ベクトルを所定の比率で分割した各点を隣接する点間で
結んだベクトルを再帰的に生成することで前記第1の点
の後に1つの第1のベクトルを生成するとともに、前記
点列区間の前側の第2の点および該第2の点より前の複
数の点列における隣接する点を結んだベクトルを生成
し、さらにそれらのベクトルを所定の比率で分割した各
点を隣接する点間で結んだベクトルを再帰的に生成する
ことで前記第2の点の前に1つの第2のベクトルを生成
し、生成した前記第1および第2のベクトルを用いて移
動軌跡の曲率を算出することを特徴とする。In the speed control method according to the next invention, the first step of calculating the curvature of the tool path by using the commanded position data of each point of the point sequence indicating the tool path, the calculated curvature and the machine tolerance. A second step of calculating a passing speed based on the acceleration, and in the first step, a first point on the rear side of the point sequence section whose current passing speed is to be determined and after the first point. By generating a vector connecting adjacent points in a plurality of existing point sequences, and recursively generating a vector connecting each point obtained by dividing these vectors at a predetermined ratio between the adjacent points, One first vector is generated after one point, and a vector connecting the second point on the front side of the point sequence section and the adjacent points in the plurality of point sequences before the second point is generated. And then those One second vector is generated in front of the second point by recursively generating a vector in which each point obtained by dividing the cuttle at a predetermined ratio is connected between adjacent points, and the generated first vector is generated. And calculating the curvature of the movement trajectory using the second vector.
【0027】この発明によれば、現在通過速度を決定し
ようとしている点列区間の後側の第1の点および該第1
の点より後に存在する複数の点列における隣接する点を
結んだベクトルを生成し、さらにそれらのベクトルを所
定の比率で分割した各点を隣接する点間で結んだベクト
ルを再帰的に生成することで前記第1の点の後に1つの
第1のベクトルを生成するとともに、前記点列区間の前
側の第2の点および該第2の点より前の複数の点列にお
ける隣接する点を結んだベクトルを生成し、さらにそれ
らのベクトルを所定の比率で分割した各点を隣接する点
間で結んだベクトルを再帰的に生成することで前記第2
の点の前に1つの第2のベクトルを生成し、生成した前
記第1および第2のベクトルを用いて移動軌跡の曲率を
算出している。According to the present invention, the first point on the rear side of the point sequence section whose current passage speed is to be determined and the first point
Generates a vector that connects adjacent points in a sequence of points that exist after point, and recursively creates a vector that connects each point obtained by dividing those vectors at a predetermined ratio. As a result, one first vector is generated after the first point, and a second point on the front side of the point sequence section and an adjacent point in a plurality of point sequences before the second point are connected. Second vector is generated by recursively generating a vector in which each point obtained by dividing the vector by a predetermined ratio is connected to the adjacent points.
One second vector is generated before the point, and the curvature of the movement trajectory is calculated using the generated first and second vectors.
【0028】つぎの発明にかかるプログラムは、上記の
発明のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに
実行させるプログラムであり、そのプログラムがコンピ
ュータ読み取り可能となり、これによって、上記の発明
のいずれか一つの動作をコンピュータによって実行する
ことができる。A program according to the next invention is a program for causing a computer to execute the method described in any one of the above inventions, and the program becomes computer readable, whereby any one of the above inventions can be realized. An operation can be performed by a computer.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる速度制御装置、速度制御方法およびその方
法をコンピュータに実行させるためのプログラムの好適
な実施の形態を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a speed control device, a speed control method, and a program for causing a computer to execute the method will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【0030】実施の形態1.図1はこの発明の実施の形
態1の一例を示すブロック図である。本発明の速度制御
装置は数値制御装置、ロボット制御装置等の一部として
制御装置に組み込まれるが、図1ではこれらの制御装置
の機能のうち本発明の特徴を示すのに必要な最低限の機
能部分のみを示してある。すなわち、この実施形態1で
は、速度制御装置は、点列出力部10、曲率算出部2
0、点列バッファ30および通過速度決定部40を備え
ている。Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing an example of Embodiment 1 of the present invention. The speed control device of the present invention is incorporated in the control device as a part of a numerical control device, a robot control device, etc., but in FIG. 1, the minimum of the functions of these control devices necessary for showing the features of the present invention. Only the functional part is shown. That is, in the first embodiment, the speed control device includes the point sequence output unit 10 and the curvature calculation unit 2.
0, a point sequence buffer 30 and a passage speed determination unit 40.
【0031】点列出力部10には、外部のCAMシステ
ム(図示せず)あるいは前記制御装置内部の図示しない
軌跡データ作成部などから、工具軌跡を示す点列の各点
の指令位置データ(軌跡データ)Pと、指令送り速度デ
ータfとが入力される。外部CAMシステムでは、軌跡
データ、指令送り速度などを作成して、これらを指令デ
ータ出力部を介して点列出力部10に入力する。制御装
置内部の軌跡データ作成部では、曲面モデルと工具モデ
ルから軌跡データを作成し、作成した軌跡データあるい
は設定された指令送り速度などを点列出力部10に入力
する。点列出力部10は、入力された点列の各点の指令
位置データ(軌跡データ)Pおよび指令送り速度データ
fとを、逐次、曲率算出部20に出力する。The point sequence output unit 10 receives command position data (trajectory) of each point of the point sequence indicating the tool trajectory from an external CAM system (not shown) or a trajectory data creation unit (not shown) inside the control device. Data) P and command feed speed data f are input. In the external CAM system, locus data, command feed speed, etc. are created, and these are input to the point sequence output unit 10 via the command data output unit. The locus data creation unit inside the control device creates locus data from the curved surface model and the tool model, and inputs the created locus data or the set command feed speed to the point sequence output unit 10. The point sequence output unit 10 sequentially outputs the command position data (trajectory data) P and the command feed speed data f of each input point sequence to the curvature calculation unit 20.
【0032】曲率算出部20は、本発明の主要部の構成
要素であり、少なくとも4点の点列データ(指令位置デ
ータ)を記憶できる点列バッファ30を有している。こ
の点列バッファ30は、先入れ方式を採用しており、常
に今受け取った点の指令位置データがバッファの最後尾
に存在するように4点の指令位置データを保持してい
る。曲率算出部20は、該点列バッファ30に記憶され
た4点の指令位置データPを用いて、移動軌跡の曲率κ
が算出される。この場合、曲率算出部20は、点列バッ
ファ30に記憶している4点の指令位置データのうち、
前半の2点を結ぶ速度ベクトルと後半の2点を結ぶ速度
ベクトルとの2つの速度ベクトルを算出し、求めた2つ
の速度ベクトルに基づいて曲率を算出する。The curvature calculating section 20 is a constituent element of the main part of the present invention, and has a point sequence buffer 30 capable of storing point sequence data (command position data) of at least four points. The point sequence buffer 30 adopts a first-in first-out method and holds four command position data so that the command position data of the point just received always exists at the end of the buffer. The curvature calculation unit 20 uses the command position data P of the four points stored in the point sequence buffer 30 to calculate the curvature κ of the movement trajectory.
Is calculated. In this case, the curvature calculation unit 20 calculates the command position data of the four points stored in the point sequence buffer 30.
Two velocity vectors, a velocity vector connecting the first two points and a velocity vector connecting the second two points, are calculated, and the curvature is calculated based on the obtained two velocity vectors.
【0033】この4点の位置データを用いた曲率の算出
方法を説明する。図2は4点を用いて曲率を算出する第
1の手法を説明するためのものである。曲線長sをパラ
メータとする曲線をP(s)とし、弦長パラメータをl
とすると、この曲線の曲率κは次の式(1)で表せる。A method of calculating the curvature using the position data of these four points will be described. FIG. 2 is for explaining the first method of calculating the curvature using four points. Let P (s) be the curve with the curve length s as the parameter, and l be the chord length parameter.
Then, the curvature κ of this curve can be expressed by the following equation (1).
【数1】 [Equation 1]
【0034】ここで、曲線と弦が十分近似できる(ds
≒dl)とすると、微小区間(s0≦s≦s0+ds)に
おいて式(1)は次式(2)のように表せる。Here, the curve and the chord can be sufficiently approximated (ds
≈dl), the equation (1) can be expressed as the following equation (2) in the minute section (s 0 ≦ s ≦ s 0 + ds).
【数2】 [Equation 2]
【0035】式(2)は、2つの単位化した速度ベクト
ルq(s0+ds),q(s0)の向きが、距離dlを動
く間にどれほど変化するかを表しており、適切な速度ベ
クトルと距離dlを与えることで、上式(2)に従って
曲率を推定することができる。Equation (2) represents how the directions of the two unitized velocity vectors q (s 0 + ds) and q (s 0 ) change while moving the distance dl. By giving the vector and the distance dl, the curvature can be estimated according to the above equation (2).
【0036】第1の手法では、図2に示すように、2つ
の単位化した速度ベクトルとして、点P0から点P1への
ベクトルV0の単位ベクトルu0と、点P2から点P3への
ベクトルV2の単位ベクトルu1を与え、距離dlとして
点P1から点P2へのベクトルの長さdlを与える。In the first method, as shown in FIG. 2, as a unitized velocity vector, a unit vector u 0 of a vector V 0 from a point P 0 to a point P 1 and a point P 2 to a point P. The unit vector u 1 of the vector V 2 to 3 is given, and the length dl of the vector from the point P 1 to the point P 2 is given as the distance dl.
【0037】また、第2の手法では、図3に示すよう
に、2つの単位化した速度ベクトルとして、点P0から
点P1へのベクトルV0の単位ベクトルu0と、点P2から
点P3へのベクトルV2の単位ベクトルu1を与え、距離
dlとして、P0とP1の中点P4から、P2とP3の中点
P5へのベクトルの長さを与えている。Further, in the second method, as shown in FIG. 3, two unitized velocity vectors are used. The unit vector u 0 of the vector V 0 from the point P 0 to the point P 1 and the point P 2 are obtained. given unit vector u 1 of the vector V 2 to the point P 3, as the distance dl, from the midpoint P 4 of P 0 and P 1, gives the length of the vector to the midpoint P 5 of P 2 and P 3 ing.
【0038】また、上記のいずれかの手法により求めた
曲率κに対して適当な補正係数をかけて、その結果を曲
率として用いてもよい。It is also possible to apply an appropriate correction coefficient to the curvature κ obtained by any of the above methods and use the result as the curvature.
【0039】つぎに、通過速度決定部40は、曲率算出
部20から入力された曲率κと機械の許容加速度amaxに
基づき通過速度(送り速度)Fを算出する。通過速度F
を算出するに当たっては、例えば、特開昭63−106
809号公報に示された次式(3)などを用いて通過速
度Fを決定する。例えば、図2または図3に示すよう
に、4つの点列P0,P1,P2,P3により曲率が計算さ
れたとき、点P1、または点P2、または点P1と点P2と
の間の区間での通過速度を決定する。Next, the passing speed determining unit 40 calculates the passing speed (feeding speed) F based on the curvature κ input from the curvature calculating unit 20 and the allowable acceleration a max of the machine. Passing speed F
In calculating, for example, JP-A-63-106
The passing speed F is determined using the following equation (3) shown in Japanese Patent Publication No. 809. For example, as shown in FIG. 2 or 3, when the curvature is calculated by the sequence of four points P 0 , P 1 , P 2 and P 3 , the point P 1 or the point P 2 or the point P 1 and the point P 1 Determine the speed of passage in the interval between P 2 and P 2 .
【0040】F=k(amax・R)1/2…(3)
kは比例係数である。Rは曲率半径であり、R=1/κ
(κ:曲率)である。F = k (a max · R) 1/2 (3) k is a proportional coefficient. R is the radius of curvature, R = 1 / κ
(Κ: curvature).
【0041】通過速度決定部40は、このようにして得
られた通過速度Fを、軌跡データとともに、図示しない
サーボシステム制御装置に出力する。サーボシステム制
御装置では、軌跡データの示す各々の位置において、入
力された通過速度Fを守るように各軸についての加減速
処理を行い、加減速処理を施した速度とサンプリング周
期Δtから単位時間あたりの移動量を算出する補間処理
を行った後、1〜複数の軸のサーボモータを駆動する。The passing speed determining unit 40 outputs the passing speed F thus obtained to the servo system controller (not shown) together with the trajectory data. In the servo system control device, at each position indicated by the trajectory data, acceleration / deceleration processing is performed for each axis so as to keep the input passing speed F, and the speed and sampling cycle Δt that have been subjected to the acceleration / deceleration processing per unit time After performing the interpolation process for calculating the movement amount of, the servo motors of 1 to a plurality of axes are driven.
【0042】次に、実施の形態1による曲率算出法の特
徴、効果を説明する。例えば、従来例で示した状況と同
様、図4(a)に示すように、理想的には円弧である軌
跡上の点列P0,P1,P2,P3,…のうち、3つめの点
P2がCAMなどによる誤差によって目標軌跡から外れ
ていた場合を考えてみる。Next, the features and effects of the curvature calculation method according to the first embodiment will be described. For example, as in the situation shown in the conventional example, as shown in FIG. 4A, 3 of the point sequences P 0 , P 1 , P 2 , P 3 , ... Consider a case where the second point P 2 deviates from the target locus due to an error due to CAM or the like.
【0043】図4(a)では、前述した第2の手法を用
いて曲率を求める場合を示している。すなわち、点P0
から点P1へのベクトルV0の単位ベクトルu0と、点P2
から点P3へのベクトルV1の単位ベクトルu1を求め、
距離dlとしては、点P0とP 1の中点からP2とP3の中
点へのベクトルの長さを用いている。図4(b)では、
このようにして求めた2つのベクトルu0、u1と距離d
lによって求められた曲率による円弧(実線)が、理想
軌跡の曲率(破線)とどれほど一致するかを示してい
る。図4(b)からも判るように、前半の2点P0,P1
を結ぶベクトルV 0を単位化したベクトルu0と、後半の
2点P2,P3を結ぶベクトルV1を単位化したベクトル
u1もほぼ理想円弧の接線方向に等しくなっており、ま
た、円弧中心ct3もほぼ理想的な円弧中心ctに一致
する。このように、点列誤差が発生している場合でも、
理想円弧に近い曲率を求めることができる。In FIG. 4A, the second method described above is used.
It shows the case where the curvature is obtained by That is, the point P0
To point P1Vector V to0Unit vector u of0And point P2
To point P3Vector V to1Unit vector u of1Seeking
As the distance dl, the point P0And P 1From the middle point to P2And P3in
We use the length of the vector to the point. In FIG. 4 (b),
The two vectors u thus obtained0, U1And distance d
The arc (solid line) by the curvature obtained by l is the ideal
It shows how closely it matches the curvature of the trajectory (dashed line)
It As can be seen from FIG. 4 (b), the first two points P0, P1
Vector V connecting 0Vector u0And the latter half
2 points P2, P3Vector V connecting1Vector that is a unit of
u1Is almost equal to the tangential direction of the ideal arc.
The center of the arc ct3Also matches the ideal arc center ct
To do. In this way, even if a point sequence error occurs,
It is possible to obtain a curvature close to an ideal arc.
【0044】また、図5に示すように、続く4点P1,
P2,P3,P4の組でも同様に曲率半径を求めると、曲
率半径は理想円弧の半径に比べ多少小さくなるが、従来
技術と比較すれば、円弧中心ct4は理想的な円弧中心
ct側に接近しており、十分妥当な曲率が得られること
が分かる。即ち、本実施の形態1の手法によれば、曲率
を求める区間が逐次1つずつ移動していくにつれて連続
的に変化する曲率が得られる事がわかる。Further, as shown in FIG. 5, the following four points P 1 ,
When the radius of curvature is similarly calculated for the set of P 2 , P 3 , and P 4 , the radius of curvature is slightly smaller than the radius of the ideal arc, but compared with the conventional technique, the arc center ct 4 is the ideal arc center. It can be seen that it is close to the ct side and a sufficiently appropriate curvature can be obtained. That is, according to the method of the first embodiment, it is understood that the curvature that continuously changes is obtained as the section for which the curvature is calculated sequentially moves one by one.
【0045】このようにこの実施の形態1においては、
連続する4点についての指令位置データを用い、該4点
のうちの前半の2点を結ぶベクトルと、後半の2点を結
ぶベクトルとを用いて曲率を求めるようにしているの
で、点列に含まれる誤差を平滑化することができ、また
点列間距離が微小でも妥当な曲率を算出でき、さらに従
来よりも広範囲にわたって連続的に変化する曲率を得る
ことが可能となる。したがって、指令された点列の間隔
や配置誤差に左右されずに、通過速度を制限すべき個所
で確実に通過速度を制限することができる。また、隣り
合う移動軌跡で配置の異なる点列に対しても通過速度の
決定を同じように行うことができ、隣り合う軌跡が連続
的に変化する場合に通過速度を連続的に変化させること
が可能となる。As described above, in the first embodiment,
Since the command position data for four consecutive points is used and the curvature is obtained using the vector connecting the first two points of the four points and the vector connecting the second two points of the latter four points, The included error can be smoothed, an appropriate curvature can be calculated even if the distance between the point sequences is small, and further, a curvature that continuously changes over a wider range than in the past can be obtained. Therefore, the passage speed can be surely limited at the place where the passage speed should be limited without being influenced by the commanded interval of the point sequences and the placement error. Further, it is possible to determine the passing speed in the same manner even for the point sequences having different arrangements on the adjacent moving trajectories, and to change the passing speed continuously when the adjacent trajectories continuously change. It will be possible.
【0046】実施の形態2.つぎに、この発明の実施の
形態2について説明する。この実施の形態2において
は、図1に示した点列バッファ30に、4個よりも多い
複数(例えば8個)の点についての位置データを保持し
ており、曲率算出部20では、これら複数の点について
の位置データを用いて曲率を算出するようにしている。Embodiment 2. Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the point sequence buffer 30 shown in FIG. 1 holds the position data for a plurality of points (for example, eight points) larger than four points. The curvature is calculated by using the position data for the point.
【0047】すなわち、この実施の形態2においては、
現在通過速度を決定しようとしている点列区間の後側の
第1の点および該第1の点より後に存在する複数の点列
における隣接する点を結んだベクトルを生成し、さらに
それらのベクトルを所定の比率で分割した各点を隣接す
る点間で結んだベクトルを再帰的に生成することで前記
第1の点の後に1つの第1のベクトルを生成するととも
に、前記点列区間の前側の第2の点および該第2の点よ
り前の複数の点列における隣接する点を結んだベクトル
を生成し、さらにそれらのベクトルを所定の比率で分割
した各点を隣接する点間で結んだベクトルを再帰的に生
成することで前記第2の点の前に1つの第2のベクトル
を生成し、生成した前記第1および第2のベクトルを用
いて移動軌跡の曲率を算出する。That is, in the second embodiment,
A vector connecting the first point on the rear side of the point sequence section for which the current passing speed is to be determined and adjacent points in a plurality of point sequences existing after the first point is generated, and these vectors are further calculated. One vector is generated after the first point by recursively generating a vector that connects each of the points divided at a predetermined ratio between the adjacent points, and A vector connecting the second point and the adjacent points in the plurality of point sequences before the second point is generated, and each vector obtained by dividing the vector at a predetermined ratio is connected between the adjacent points. One second vector is generated before the second point by recursively generating the vector, and the curvature of the movement trajectory is calculated using the generated first and second vectors.
【0048】図6は、現在曲率を求めようとしている区
間P3〜P4の前側の4点P0〜P3および後側の4点P4
〜P7を用いる場合の曲率算出方法を示したものであ
る。FIG. 6 shows four points P 0 to P 3 on the front side and four points P 4 on the rear side of the section P 3 to P 4 for which the current curvature is to be obtained.
7 shows a curvature calculation method when using ~ P 7 .
【0049】今、点P3からP4への区間の通過速度Fを
決定するとする。点P0から点P1への線分を1:1に分
割する点q0、点P1から点P2への線分を1:1に分割
する点q1、点P2から点P3への線分を1:1に分割す
る点q2、点q0から点q1への線分を1:1に分割する
点r0、点q1から点q2への線分を1:1に分割する点
r1として求め、点r0から点r1へのベクトルをV0とす
る。It is now assumed that the passing speed F in the section from the point P 3 to P 4 is determined. The point P 0 of the line segment from the point P 1 1: q 0 points is divided into 1, line 1 from the point P 1 to point P 2: q 1 points is divided into 1 point from the point P 2 P the segment of the 3 1: 1 point q 2 be divided into a point q 0 a line from the point q 1 1: r 0 that is divided into 1, a line segment from the point q 1 to the point q 2 1: determined as r 1 that is divided into 1, the vector from point r 0 to the point r 1 and V 0.
【0050】さらに、点P4から点P7に対しても同様に
点P4から点P5への線分を1:1に分割する点q3、点
P5から点P6への線分を1:1に分割する点q4、点P6
から点P7への線分を1:1に分割する点q5、点q3か
ら点q4への線分を1:1に分割する点r2、点q4から
点q5への線分を1:1に分割する点r3として求め、点
r2から点r3へのベクトルをV1として求める。[0050] Further, the line segments similarly from the point P 4 with respect to the point P 7 from the point P 4 to the point P 5 1: line 1 points is divided into q 3, from the point P 5 to the point P 6 The point q 4 and the point P 6 that divide the minute into 1: 1
A line from the point P 7 1: q 5 points is divided into 1, line 1 from the point q 3 to point q 4: r 2 that is divided into 1, from the point q 4 to point q 5 The line segment is obtained as a point r 3 dividing into 1: 1 and the vector from the point r 2 to the point r 3 is obtained as V 1 .
【0051】さらに、点r0から点r1への線分を1:1
に分割する点sと、点r2から点r3への線分を1:1に
分割する点eとの距離をdlとして求める。これらベク
トルV0、V1、距離dlを式(2)に与えれば曲率κが
算出できる。Further, the line segment from the point r 0 to the point r 1 is 1: 1.
The distance between the point s that is divided into points and the point e that divides the line segment from the point r 2 to the point r 3 in a ratio of 1: 1 is obtained as dl. If these vectors V 0 , V 1 and the distance dl are given to the equation (2), the curvature κ can be calculated.
【0052】上記では、ある1つの区間の曲率を推定す
るために、その区間の前後に各々4点を用いたが、点列
は各々の側に2点以上あれば良い。各々の側に2点を用
意した場合には合計4点を用いることになり、さらに分
割の比率を1:1にすれば実施の形態1で示した第2の
手法と等しい結果が得られる。In the above, in order to estimate the curvature of a certain section, four points were used before and after the section, but the point sequence may have two or more points on each side. If two points are prepared on each side, a total of four points will be used, and if the division ratio is further set to 1: 1, the same result as the second method shown in the first embodiment can be obtained.
【0053】この実施の形態2によれば、図7に示すよ
うに、2つのベクトルV0、V1と、距離d1から求まる
曲率κを持つ円弧は、元々点列が載っている軌跡にほぼ
一致するため、妥当な曲率を推定できることが分かる。
また、この実施の形態2では、実施の形態1よりも多く
の点列を参照して曲率を決めているので、より点列の誤
差に左右されにくい曲率推定をなし得る。なお、上記実
施の形態2において、分割比率は1:1が好ましいが、
他の比率を用いるようにしてもよい。According to the second embodiment, as shown in FIG. 7, the arc having the curvature κ obtained from the two vectors V 0 and V 1 and the distance d 1 is almost in the trajectory on which the point sequence is originally placed. Since they match, it can be seen that a reasonable curvature can be estimated.
Further, in the second embodiment, since the curvature is determined by referring to a larger number of point sequences than in the first embodiment, it is possible to perform the curvature estimation that is less susceptible to the error of the point sequence. In the second embodiment, the division ratio is preferably 1: 1,
Other ratios may be used.
【0054】実施の形態3.つぎに、この発明の実施の
形態3について説明する。本出願人は、特願2000−
64235号において、曲面モデルと使用工具モデルか
ら直接サーボ指令値を生成するシステムを既に出願して
いる。この出願においては、現在補間点が補間している
位置より所定量先行して評価点が生成されていき、評価
点が生成されたパラメータと評価点間の距離を用いて次
の補間点を求める区間を決定し、2つの評価点の間で曲
面モデルと工具モデルから直接補間点を生成する発明が
示されている。Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. The applicant of the present invention is Japanese Patent Application 2000-
No. 64235 has already applied for a system for directly generating a servo command value from a curved surface model and a tool model used. In this application, an evaluation point is generated a predetermined amount ahead of the position at which the interpolation point is currently interpolated, and the next interpolation point is obtained using the parameter between the evaluation point and the evaluation point. An invention is shown in which a section is determined and an interpolation point is directly generated from a curved surface model and a tool model between two evaluation points.
【0055】この出願に示されたシステムでは、評価点
を用いて通過速度の判定および決定を行うが、補間時に
評価点間を結んだ直線上に補間点を算出するのではな
く、曲面と工具モデルから直接補間点を求めるため、通
過速度の判定時には、評価点間に形状が急峻に変化する
ことを見越した評価を行わねばならない。そこで、この
特願2000−64235号において示されている曲面
モデルと使用工具モデルから直接サーボ指令値を生成す
るシステムにおいて、本発明を適用すれば、補間時にも
安全な通過速度決定を行うことが可能になる。In the system shown in this application, the passing speed is determined and determined using the evaluation points, but the interpolation points are not calculated on the straight line connecting the evaluation points at the time of interpolation, but the curved surface and the tool are used. Since the interpolation points are obtained directly from the model, when determining the passing speed, it is necessary to perform evaluation in anticipation of a sharp change in shape between evaluation points. Therefore, if the present invention is applied to a system for directly generating a servo command value from a curved surface model and a tool model used, which is disclosed in this Japanese Patent Application No. 2000-64235, a safe passage speed can be determined even during interpolation. It will be possible.
【0056】なお、上記した手法をプログラム化し、コ
ンピュータに実行させるようにすれば、そのプログラム
がコンピュータ読み取り可能となり、これによって、上
記の手法をコンピュータによって実行することができ
る。If the above method is programmed and executed by a computer, the program can be read by the computer, whereby the above method can be executed by the computer.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、工具軌跡を表す位置データにおける連続する4点以
上についての指令位置データを用いて移動軌跡の曲率を
算出し、該算出した曲率を用いて通過速度を制御するよ
うにしているので、点列に含まれる誤差を平滑化するこ
とができ、また点列間距離が微小でも妥当な曲率を算出
でき、さらに従来よりも広範囲にわたって連続的に変化
する曲率を得ることが可能となる。したがって、指令さ
れた点列の間隔や配置誤差に左右されずに、通過速度を
制限すべき個所で確実に通過速度を制限することができ
る。また、隣り合う移動軌跡で配置の異なる点列に対し
ても通過速度の決定を同じように行うことができ、隣り
合う軌跡が連続的に変化する場合に通過速度を連続的に
変化させることができる。As described above, according to the present invention, the curvature of the movement locus is calculated using the commanded position data for four or more consecutive points in the position data representing the tool locus, and the calculated curvature is calculated. Since the passing speed is controlled by using it, it is possible to smooth the error contained in the point sequence, calculate an appropriate curvature even if the distance between the point sequences is minute, and to continuously measure over a wider range than before. It is possible to obtain a curvature that changes to. Therefore, the passage speed can be surely limited at the place where the passage speed should be limited without being influenced by the commanded interval of the point sequences and the placement error. Further, it is possible to determine the passing speed in the same manner even for the point sequences having different arrangements on the adjacent moving trajectories, and to change the passing speed continuously when the adjacent trajectories continuously change. it can.
【0058】つぎの発明によれば、連続する4点のうち
の前半の2点を結ぶベクトルと後半の2点を結ぶベクト
ルに基づいて移動軌跡の曲率を算出するようにしている
ので、少ないサンプリング点数をもって、点列の含む誤
差に対して強く、点列間距離が微少でも妥当な曲率を算
出することができる。According to the next invention, since the curvature of the movement locus is calculated based on the vector connecting the first two points of the continuous four points and the vector connecting the second two points of the continuous four points, a small number of samplings are performed. With the number of points, it is possible to calculate an appropriate curvature even if the distance between the point sequences is small, and the curvature is strong against an error included in the point sequence.
【0059】つぎの発明によれば、現在通過速度を決定
しようとしている位置データとlつ前の位置データを結
ぶ線分の前後に複数の点列を用意し、その各々の点列間
を結んだベクトルを作りさらにそのベクトルを所定の比
率で分割した点間を結んだベクトルを再帰的に発生し、
最終的に現在通過速度を決定しようとしている前後に1
つずつ生成されたベクトルを使用して曲率を算出するよ
うにしているので、点列の誤差に対し一層左右され難く
なる。よって、点列に含まれる誤差を平滑化することが
でき、また点列間距離が微小でも妥当な曲率を算出で
き、さらに従来よりも広範囲にわたって連続的に変化す
る曲率を得ることが可能となる。したがって、指令され
た点列の間隔や配置誤差に左右されずに、通過速度を制
限すべき個所で確実に通過速度を制限することができ
る。また、隣り合う移動軌跡で配置の異なる点列に対し
ても通過速度の決定を同じように行うことができ、隣り
合う軌跡が連続的に変化する場合に通過速度を連続的に
変化させることができるようになる。According to the next invention, a plurality of point sequences are prepared before and after the line segment connecting the position data for which the current passing speed is to be determined and the position data immediately before l, and the respective point sequences are connected. Then, recursively generate a vector that connects the points created by dividing the vector with a predetermined ratio,
1 before and after finally trying to determine the current passing speed
Since the curvature is calculated using the vectors generated one by one, it becomes more difficult to be affected by the error in the point sequence. Therefore, the error contained in the point sequence can be smoothed, a proper curvature can be calculated even if the distance between the point sequences is small, and a curvature that continuously changes over a wider range than before can be obtained. . Therefore, the passage speed can be surely limited at the place where the passage speed should be limited without being influenced by the commanded interval of the point sequences and the placement error. Further, it is possible to determine the passing speed in the same manner even for the point sequences having different arrangements on the adjacent moving trajectories, and to change the passing speed continuously when the adjacent trajectories continuously change. become able to.
【0060】つぎの発明によれば、工具軌跡を表す位置
データにおける連続する4点以上についての指令位置デ
ータを用いて移動軌跡の曲率を算出し、該算出した曲率
を用いて通過速度を制御するようにしているので、点列
に含まれる誤差を平滑化することができ、また点列間距
離が微小でも妥当な曲率を算出でき、さらに従来よりも
広範囲にわたって連続的に変化する曲率を得ることが可
能となる。したがって、指令された点列の間隔や配置誤
差に左右されずに、通過速度を制限すべき個所で確実に
通過速度を制限することができる。また、隣り合う移動
軌跡で配置の異なる点列に対しても通過速度の決定を同
じように行うことができ、隣り合う軌跡が連続的に変化
する場合に通過速度を連続的に変化させることができ
る。According to the next invention, the curvature of the movement trajectory is calculated using the commanded position data for four or more consecutive points in the position data representing the tool trajectory, and the passing speed is controlled using the calculated curvature. Therefore, it is possible to smooth the error contained in the point sequence, calculate a reasonable curvature even if the distance between the point sequences is small, and obtain a curvature that continuously changes over a wider range than before. Is possible. Therefore, the passage speed can be surely limited at the place where the passage speed should be limited without being influenced by the commanded interval of the point sequences and the placement error. Further, it is possible to determine the passing speed in the same manner even for the point sequences having different arrangements on the adjacent moving trajectories, and to change the passing speed continuously when the adjacent trajectories continuously change. it can.
【0061】つぎの発明によれば、連続する4点のうち
の前半の2点を結ぶベクトルと後半の2点を結ぶベクト
ルに基づいて移動軌跡の曲率を算出するようにしている
ので、少ないサンプリング点数をもって、点列の含む誤
差に対して強く、点列間距離が微少でも妥当な曲率を算
出することができる。According to the next invention, since the curvature of the movement locus is calculated based on the vector connecting the first two points of the continuous four points and the vector connecting the second two points of the four consecutive points, a small number of samplings are performed. With the number of points, it is possible to calculate an appropriate curvature even if the distance between the point sequences is small, and the curvature is strong against an error included in the point sequence.
【0062】つぎの発明によれば、現在通過速度を決定
しようとしている位置データとlつ前の位置データを結
ぶ線分の前後に複数の点列を用意し、その各々の点列間
を結んだベクトルを作りさらにそのベクトルを所定の比
率で分割した点間を結んだベクトルを再帰的に発生し、
最終的に現在通過速度を決定しようとしている前後に1
つずつ生成されたベクトルを使用して曲率を算出するよ
うにしているので、点列の誤差に対し一層左右され難く
なる。よって、点列に含まれる誤差を平滑化することが
でき、また点列間距離が微小でも妥当な曲率を算出で
き、さらに従来よりも広範囲にわたって連続的に変化す
る曲率を得ることが可能となる。したがって、指令され
た点列の間隔や配置誤差に左右されずに、通過速度を制
限すべき個所で確実に通過速度を制限することができ
る。また、隣り合う移動軌跡で配置の異なる点列に対し
ても通過速度の決定を同じように行うことができ、隣り
合う軌跡が連続的に変化する場合に通過速度を連続的に
変化させることができるようになる。According to the next invention, a plurality of point sequences are prepared before and after the line segment connecting the position data for which the passing speed is currently determined and the position data of the lth previous position data, and the respective point sequences are connected. Then, recursively generate a vector that connects the points created by dividing the vector with a predetermined ratio,
1 before and after finally trying to determine the current passing speed
Since the curvature is calculated using the vectors generated one by one, it becomes more difficult to be affected by the error in the point sequence. Therefore, the error contained in the point sequence can be smoothed, a proper curvature can be calculated even if the distance between the point sequences is small, and a curvature that continuously changes over a wider range than before can be obtained. . Therefore, the passage speed can be surely limited at the place where the passage speed should be limited without being influenced by the commanded interval of the point sequences and the placement error. Further, it is possible to determine the passing speed in the same way even for the point sequences having different arrangements on the adjacent movement trajectories, and to change the passing speed continuously when the adjacent trajectories continuously change. become able to.
【0063】つぎの発明にかかるプログラムによれば、
上記の発明のいずれか一つに記載された方法をコンピュ
ータに実行させるようにしたので、そのプログラムがコ
ンピュータ読み取り可能となり、これによって、上記の
発明のいずれか一つの動作をコンピュータによって実行
することができるという効果を奏する。According to the program of the next invention,
Since the computer is made to execute the method described in any one of the above-mentioned inventions, the program becomes computer-readable, whereby the operation of any one of the above-mentioned inventions can be executed by the computer. It has the effect of being able to.
【図1】 この発明にかかる速度制御装置の実施の形態
1の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a speed control device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 実施の形態1の第1の手法による曲率算出法
を説明するための、点列データおよびベクトルを示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing point sequence data and vectors for explaining a curvature calculation method according to the first method of the first embodiment.
【図3】 実施の形態2の第1の手法による曲率算出法
を説明するための、点列データおよびベクトルを示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing point sequence data and vectors for explaining a curvature calculation method according to a first method of the second embodiment.
【図4】 実施の形態1により求められる円弧と理想円
弧との比較を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a comparison between an arc obtained by the first embodiment and an ideal arc.
【図5】 実施の形態1により求められる円弧と理想円
弧との比較を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a comparison between an arc obtained by the first embodiment and an ideal arc.
【図6】 実施の形態2の第1の手法による曲率算出法
を説明するための、点列データおよびベクトルを示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing point sequence data and vectors for explaining a curvature calculation method according to the first method of the second embodiment.
【図7】 実施の形態2により求められる円弧と理想円
弧との比較を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a comparison between an arc obtained by the second embodiment and an ideal arc.
【図8】 隣り合う移動軌跡を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing adjacent movement loci.
【図9】 従来技術の不具合を説明するための図であ
る。FIG. 9 is a diagram for explaining a defect of the conventional technique.
10 点列出力部、20 曲率算出部、30 点列バッ
ファ、40 通過速度決定部。10 point sequence output section, 20 curvature calculation section, 30 point sequence buffer, 40 passing speed determination section.
Claims (7)
ータを用いて工具軌跡の曲率を算出する曲率算出部と、 該算出した曲率と機械の許容加速度に基づき通過速度を
算出する通過速度決定部とを備え、 前記曲率算出部は、前記工具軌跡を表す位置データにお
ける連続する4点以上についての指令位置データを用い
て移動軌跡の曲率を算出することを特徴とする速度制御
装置。1. A curvature calculation unit that calculates the curvature of the tool path using command position data of each point of a point sequence indicating the tool path, and a passage that calculates a passing speed based on the calculated curvature and the allowable acceleration of the machine. A velocity determining unit, wherein the curvature calculating unit calculates the curvature of the movement trajectory by using command position data regarding four or more consecutive points in the position data representing the tool trajectory.
位置データを用い、前半の2点を結ぶベクトルと後半の
2点を結ぶベクトルに基づいて移動軌跡の曲率を算出す
ることを特徴とする請求項1に記載の速度制御装置。2. The curvature calculation unit calculates the curvature of a movement locus based on a vector connecting two points in the first half and a vector connecting two points in the second half, using command position data of four consecutive points. The speed control device according to claim 1.
ータを用いて工具軌跡の曲率を算出する曲率算出部と、 該算出した曲率と機械の許容加速度に基づき通過速度を
算出する通過速度決定部とを備え、 前記曲率算出部は、現在通過速度を決定しようとしてい
る点列区間の後側の第1の点および該第1の点より後に
存在する複数の点列における隣接する点を結んだベクト
ルを生成し、さらにそれらのベクトルを所定の比率で分
割した各点を隣接する点間で結んだベクトルを再帰的に
生成することで前記第1の点の後に1つの第1のベクト
ルを生成するとともに、前記点列区間の前側の第2の点
および該第2の点より前の複数の点列における隣接する
点を結んだベクトルを生成し、さらにそれらのベクトル
を所定の比率で分割した各点を隣接する点間で結んだベ
クトルを再帰的に生成することで前記第2の点の前に1
つの第2のベクトルを生成し、生成した前記第1および
第2のベクトルを用いて移動軌跡の曲率を算出すること
を特徴とする速度制御装置。3. A curvature calculation unit for calculating the curvature of the tool path by using command position data of each point of a point sequence indicating the tool path, and a passage for calculating a passage speed based on the calculated curvature and the allowable acceleration of the machine. A velocity determination unit, wherein the curvature calculation unit is configured such that the curvature calculation unit includes a first point on the rear side of the point sequence section which is currently determining the passing velocity and adjacent points in a plurality of point sequences existing after the first point. To generate a vector connecting the points and dividing each of the vectors at a predetermined ratio to recursively generate a vector connecting the adjacent points to each other to generate one vector after the first point. A vector is generated, and a vector connecting the second point on the front side of the point sequence section and adjacent points in a plurality of point sequences before the second point is generated, and these vectors are further set to a predetermined ratio. Each point divided by 1 before the second point by recursively generate vector connecting between the point
A second speed vector is generated, and the curvature of the movement trajectory is calculated using the generated first and second vectors.
ータを用いて工具軌跡の曲率を算出する第1のステップ
と、 該算出した曲率と機械の許容加速度に基づき通過速度を
算出する第2のステップとを備え、 前記第1のステップでは、前記工具軌跡を表す位置デー
タにおける連続する4点以上についての指令位置データ
を用いて移動軌跡の曲率を算出することを特徴とする速
度制御方法。4. A first step of calculating the curvature of the tool path by using command position data of each point of a point sequence indicating the tool path, and a passing speed is calculated based on the calculated curvature and the allowable acceleration of the machine. A second step, wherein in the first step, the curvature of the movement locus is calculated using command position data for four or more consecutive points in the position data representing the tool locus. Method.
の指令位置データを用い、前半の2点を結ぶベクトルと
後半の2点を結ぶベクトルに基づいて移動軌跡の曲率を
算出することを特徴とする請求項4に記載の速度制御装
置。5. In the first step, the command position data of four consecutive points is used, and the curvature of the movement trajectory is calculated based on the vector connecting the two points in the first half and the vector connecting the two points in the latter half. The speed control device according to claim 4, which is characterized in that.
ータを用いて工具軌跡の曲率を算出する第1のステップ
と、 該算出した曲率と機械の許容加速度に基づき通過速度を
算出する第2のステップとを備え、 前記第1のステップでは、現在通過速度を決定しようと
している点列区間の後側の第1の点および該第1の点よ
り後に存在する複数の点列における隣接する点を結んだ
ベクトルを生成し、さらにそれらのベクトルを所定の比
率で分割した各点を隣接する点間で結んだベクトルを再
帰的に生成することで前記第1の点の後に1つの第1の
ベクトルを生成するとともに、前記点列区間の前側の第
2の点および該第2の点より前の複数の点列における隣
接する点を結んだベクトルを生成し、さらにそれらのベ
クトルを所定の比率で分割した各点を隣接する点間で結
んだベクトルを再帰的に生成することで前記第2の点の
前に1つの第2のベクトルを生成し、生成した前記第1
および第2のベクトルを用いて移動軌跡の曲率を算出す
ることを特徴とする速度制御方法。6. A first step of calculating a curvature of a tool path using command position data of each point of a point sequence indicating a tool path, and a passing speed is calculated based on the calculated curvature and an allowable acceleration of a machine. A second step, wherein in the first step, the first point on the rear side of the point sequence section for which the passing speed is currently determined and the adjacent points in the plurality of point sequences existing after the first point are adjacent to each other. To generate a vector that connects the points, and recursively generate a vector that connects each of the points obtained by dividing the vector at a predetermined ratio between the adjacent points to generate one vector after the first point. 1 is generated, a vector connecting the second point on the front side of the point sequence section and adjacent points in a plurality of point sequences before the second point is generated, and these vectors are set to a predetermined value. Each divided by the ratio of The generated one second vector before the vector connecting between adjacent points the second point by generating recursively generated first
And a velocity control method, characterized in that the curvature of the movement trajectory is calculated using the second vector.
た方法をコンピュータに実行させるプログラム。7. A program for causing a computer to execute the method according to any one of claims 4 to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001262277A JP2003076410A (en) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | Speed control device, speed control method and program for carrying the method with computer |
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- 2001-08-30 JP JP2001262277A patent/JP2003076410A/en active Pending
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