JP2016115074A - 干渉回避位置決め機能を備えた数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、図8に示すように、工作機械1においてローダ2をL軸、ドア3をA軸で制御する場合、ローダ2の後退動作、ドア3の閉鎖動作を同一ブロックに指令すると干渉するため、L軸とA軸は、別のブロックに分けて指令していた。
図9は、ローダによりワークを設置してローダを後退させた後、ドアを閉鎖して加工動作を開始する動作制御の流れを示す図である。図に示した工作機械1ではローダ2の位置決め制御をL軸、ドア3の開閉制御をA軸で行うものとし、図9(a)に示される加工プログラムに従ってローダ2とドア3の制御を行うものとする。
本願の請求項4に係る発明は、前記タイミングの調整を、前記複数の機械制御軸の座標値を基準として算出する、ことを特徴とする請求項1または2に記載された数値制御装置である。
最初に本発明の基本的な技術的概要を説明する。本発明では、各制御点への指令に優先度を指定し、優先度の低い指令の移動開始のタイミングを数値制御装置が自動的に調整することで干渉を回避し、かつ最短時間での位置決めを可能とする。
時間、座標値のいずれを基準とした場合でも、優先度の低い制御点の動作が完了すれば、優先度の高い制御点が移動中であってもさらに次ブロックの実行を開始するため、最短時間での位置決めが可能となる。
本実施の形態の数値制御装置10は、メモリ11、指令解析部12、ブロック実行開始判定部13、補間処理部14、座標更新部15、加減速処理部16を備えている。
指令解析部12は、メモリ11からNCプログラムを読み出して解析し、工作機械の駆動軸やローダやドアなどの機械制御軸30の移動指令を示す指令データを生成する。
図4に、本実施の形態におけるプログラムの記述例を示す。本実施の形態では、機械制御軸30の動作の優先度を定義するためにアドレスPを導入し、ワード「Pn」(nは整数)を指令乃至ブロックに記載することでnの値が小さいほど当該指令乃至ブロックを優先して動作させることを意味するものとする。
また、プログラムO0003は、別ブロックに適用した場合であり、P1が指令されているN10のブロックが優先度の高いブロック、P2が指令されているN20のブロックが優先度の低いブロックである。本実施の形態の数値制御装置10では、このように別ブロックにワードPnを記載すると、指令解析部12が、ワードPnが記載された異なる軸を制御する指令が記載されている隣接するブロックを全て読み込んで指令データを生成し、当該指令データに基づいてブロック実行開始判定部13がブロック実施開始判定処理を実行する。
次に、優先度の高い制御対象が干渉領域を出るまでの時間(TAout)と、優先度の低い制御対象が干渉領域に入るまでの時間(TBin)を図5に示す式を用いて計算し、比較する。
プログラムO0002,O0003のどちらの場合も、ローダ軸が干渉領域を出ると同時に、ドアが干渉領域に入るため、ローダ軸とドアが干渉することは無い。
図に示すように、ローダ2がワーク4の設置作業を終えて後退する。本発明では従来技術と異なり、ローダ2が完全に後退する前に、上述したブロック実行開始判定処理により決定されたタイミングでドア3が動作を開始する。ドア3の動作開始タイミングは、ドア3とローダ2とが干渉しないタイミングとして算出されているため、ローダ2が干渉領域を出ると同時にドア3が干渉領域に入るように制御され、両者が干渉することは無い。
●[ステップSA01]各制御対象の制御点に形状を加味した移動経路を求め、各制御対象間で干渉が発生する可能性があるか否かを判定し、干渉が発生する可能性がある場合には、優先度の高い指令による制御対象が干渉領域を出るまでの時間TAoutと、優先度の低い指令による制御対象が干渉領域に入るまでの時間TBinを算出して比較し、実際に干渉が発生するか否かを判定する。
●[ステップSA02]ステップSA01で干渉が発生すると判定された場合、優先度の高い指令による制御対象が干渉領域を出るまでの時間TAoutと、優先度の低い指令による制御対象が干渉領域に入るまでの時間TBinに基づいて、優先度が低い制御対象を開始するタイミングを算出する。
●[ステップSA04]ステップSA02で算出したタイミングに基づいて、優先度の低い指令の動作を開始するタイミングを調整する。
●[ステップSA05]指令解析部12から出力された指令データに基づいて、ステップSA04で調整したタイミングの後に優先度の低い指令の動作を開始する。
例えば、上述した実施の形態では、制御対象としてローダとドアの例を示したが、制御対象はローダやドアに限られるものではなく、干渉する可能性がある制御対象であればどのようなものにも適用することができる。
2 ローダ
3 ドア
4 ワーク
5 工具
10 数値制御装置
11 メモリ
12 指令解析部
13 ブロック実行開始判定部
14 補間処理部
15 座標更新部
16 加減速処理部
20 サーボモータ
30 機械制御軸
Claims (5)
- 加工プログラムに基づいて複数の機械制御軸を制御する数値制御装置において、
前記複数の機械制御軸には、それぞれ動作の優先度が指定されており、
前記加工プログラムを解析して前記複数の機械制御軸を制御する指令データを生成する指令解析部と、
前記指令データに基づいて、前記複数の機械制御軸の動作に干渉が発生するか判定し、干渉が発生すると判定された場合、前記干渉を起こす前記複数の機械制御軸の内優先度の低い機械制御軸の動作を制御する指令を開始するタイミングを、前記干渉が発生せず、且つ最短時間で位置決めが完了する時間に調整するブロック実行開始判定部と、
を備えた数値制御装置。 - 前記ブロック実行開始判定部は、前記干渉を起こす前記複数の機械制御軸の移動経路に基づいて前記干渉を起こす前記複数の機械制御軸が干渉をする領域である干渉領域を求め、前記干渉を起こす前記複数の機械制御軸の内優先度の高い機械制御軸が前記干渉領域を出るタイミングと、前記干渉を起こす前記複数の機械制御軸の内優先度の低い機械制御軸が前記干渉領域に入るタイミングとに基づいて、前記干渉を起こす前記複数の機械制御軸の内優先度の低い機械制御軸の動作を制御する指令を開始するタイミングを調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 前記タイミングの調整を、前記複数の機械制御軸の動作時間を基準として算出する、
請求項1または2に記載された数値制御装置。 - 前記タイミングの調整を、前記複数の機械制御軸の座標値を基準として算出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載された数値制御装置。 - 前記数値制御装置の外部からの入力信号により優先度が低い機械制御軸の動作を制御する指令を開始するタイミングを指定する手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載された数値制御装置。
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