JP2018060242A - 数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
V2=T2×Vmax/T1・・・(1)
本発明において、前記パラメータは、所定の最大速度、前記第一時定数、及び、前記第二時定数を含み、前記特定手段は、前記分配速度が、式(2)により算出される下限速度よりも小さい時、前記加減速後速度の加加速度が一定となるように前記第一変更時定数及び前記第二変更時定数を特定する第一特定手段を備えてもよい。但し、前記下限速度をV2、前記最大速度をVmax、前記第一時定数をT1、及び、前記第二時定数をT2と表記した時、前記式(2)は次の通りであってもよい。
V2=T2×Vmax/T1・・・(2)
該時、数値制御装置は、分配速度の値に関わらず、適切な遅延時間を算出できる第一変更時定数及び第二変更時定数を特定できる。
L2=2×T2×T2×Vmax/T1・・・(3)
本発明において、前記特定手段は、前記指令に応じた移動距離が、式(4)により算出される下限距離以下の時、前記加減速後速度の加加速度が一定となるように、前記第一変更時定数、及び、前記第二変更時定数を特定する第二特定手段を備えてもよい。但し、前記下限距離をL2、前記最大速度をVmax、前記第一時定数をT1、及び、前記第二時定数をT2と表記した時、前記式(4)は次の通りであってもよい。
L2=2×T2×T2×Vmax/T1・・・(4)
該時、数値制御装置は、指令に基づく移動距離に関わらず、適切な遅延時間を算出できる第一変更時定数及び第二変更時定数を特定できる。
図1を参照し、工作機械1の構造を説明する。工作機械1は基台2、Y軸移動機構(図示略)、X軸移動機構(図示略)、Z軸移動機構(図示略)、移動体15、立柱5、主軸ヘッド6、主軸(図示略)、被削材支持装置8、数値制御装置40(図2参照)等を備える。基台2は架台11、主軸基台12、右側基台13、左側基台14等を備える。架台11は前後方向に長い略直方体状の構造体である。主軸基台12は前後方向に長い略直方体状に形成し、架台11上面後方に設ける。右側基台13は架台11上面右前方に設ける。左側基台14は架台11上面左前方に設ける。右側基台13と左側基台14は夫々、上面に被削材支持装置8を支持する。
図2を参照し、数値制御装置40と工作機械1の電気的構成を説明する。数値制御装置40は、CPU41、ROM42、RAM43、フラッシュメモリ44、入出力部45、外部インタフェース(I/F)46、駆動回路51〜56を備える。工作機械1は、X軸モータ61、Y軸モータ62、Z軸モータ63、A軸モータ64、C軸モータ65、主軸モータ66を備える。
図3を参照し、移動平均フィルタと時定数の関係を説明する。数値制御装置40のCPU41は、NCプログラム中の各指令に基づき、X軸、Y軸、Z軸の駆動軸毎に、工具が移動する時の速度及び移動距離を夫々特定する。CPU41は、特定した速度と移動距離に基づき、工具が移動する時の時間を更に特定する。CPU41は、特定した速度に移動平均フィルタ(以下、FIRフィルタと称す)を少なくとも二回以上適用し、速度変化を滑らかにする。図3は、速度にFIRフィルタを二回適用した結果を示す。一回目に適用するFIRフィルタを「第一FIRフィルタ」(FIR1)と称し、第一FIRフィルタを適用した時の速度の時定数を、「第一時定数」と称す。二回目に適用するFIRフィルタを「第二FIRフィルタ」(FIR2)と称し、第二FIRフィルタを適用した時の速度の時定数を、「第二時定数」と称す。
D3=(f(Ta1)+f(Ta2))−(f(Tb1)+f(Tb2)) (1)
つまり、遅延時間D3は、第一前変更時定数「f(Ta1)」と第二前変更時定数「f(Ta2)」を加算した値「f(Ta1)+f(Ta2)」から、第一後変更時定数「f(Tb1)」と第二後変更時定数「f(Tb2)」を加算した値「f(Tb1)+f(Tb2)」を減算することにより算出する。図4(C)は、第一前変更時定数及び第二前変更時定数が変更前と同値であり(Ta1=f(Ta1)、Ta2=f(Ta2))、且つ、第一後変更時定数及び第二後変更時定数が変更前と同値である(Tb1=f(Tb1)、Tb2=f(Tb2))時を想定した遅延時間D3(=(Ta1+Ta2)−(Tb1+Tb2))を示す。
図5を参照し、メイン処理を説明する。CPU41は、NCプログラムに基づく工具の移動を開始する指示を、操作部17を介して検出した時、フラッシュメモリ44に記憶した制御プログラムを実行することによりメイン処理を開始する。CPU41は、第一算出処理を実行する(S11)。
Amax = Vmax/T1 (2)
CPU41は、基準移動距離L1、下限速度V2、及び、下限距離L2を、次の式(3−1)(3−2)(3−3)により算出する(S55)。
L1 = Vmax×(T1+T2) (3−1)
V2 = T2×Amax (3−2)
L2 = 2×T2×V2 = 2×T2×T2×Amax (3−3)
CPU41は第一算出処理を終了し、処理をメイン処理(図5参照)に戻す。
f1(V)=V (4−1)
f1(T1)=T1 (4−2)
f1(T2)=T2 (4−3)
つまり、V、T1、T2は夫々f1(V)、f1(T1)、f1(T2)となり、変更されない。
f1(V)=V (5−1)
f1(T1)=V/Amax (5−2)
f1(T2)=T2 (5−3)
つまり、V、T2は夫々f1(V)、f1(T2)となり変更されないのに対し、T1はf(T1)(=V/Amax)に変更される。尚、図9(B)に示すように、Vは、加速度曲線Ca5で囲まれた台形又は三角形の面積に対応する。このため、f(T1)は、VをAmaxで除算することにより算出される。
f1(V)=V (6−1)
f1(T1)=f1(T2)=√((V×T2)/Amax) (6−2)
つまり、Vはf1(V)となり変更されないのに対し、T1、T2は夫々、√((V×T2)/Amax)に変更される。f1(T1)、f1(T2)は同値となる。尚、図9(C)に示すように、Vは、加速度曲線Ca6で囲まれた三角形の面積に対応する。該三角形の高さは、加速度曲線Ca6の立ち上がり部分及び立ち下がり部分の傾き(加加速度)(Amax/T2)に基づき、「(f(T2)×Amax)/T2」で示す。故に、f(T1)、f(T2)は、「(V×T2)/Amax」の平方根で示される。
f2(V)=V (7−1)
f2(T1)=T1 (7−2)
f2(T2)=T2 (7−3)
つまり、V、T1、T2は夫々f2(V)、f2(T1)、f2(T2)となり、変更されない。
数値制御装置40のCPU41は、前指令に応じた前変更分配速度f(Va)に基づき前加減速後速度を算出して出力し(S27)、遅延時間D3分待機した後(S25)、後指令に応じた後変更分配速度f(Vb)に基づき後加減速後速度を算出して出力する(S27)。CPU41は、第一前変更時定数f(Ta1)と第二前変更時定数f(Ta2)とを加算した値から、第一後変更時定数f(Tb1)と第二後変更時定数f(Tb2)とを加算した値を減算することによって、遅延時間D3(=(Ta1+Ta2)−(Tb1+Tb2))を算出する(S23)。該時、前指令に基づく工具の移動が停止する前に、後指令に基づく工具の移動が開始される(図4(C)参照)。故に、数値制御装置40は、前指令及び後指令の夫々に対応する工具の移動の切替期間Gcに動作が停止することを防止できる。
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。前指令の速度Vaと後指令の速度Vbとは同値でもよいし、前指令の速度Vaの方が後指令の速度Vbより小さくてもよい。前指令及び後指令が何れも早送り指令である場合に、遅延時間D3を算出してもよい。前指令及び後指令が何れも切削送り指令である場合ついても同様である。CPU41は、S19の処理を実行する時、前指令と後指令との両方がX軸方向又はY軸方向に工具を移動する指令であると判断した時、遅延時間D3を算出してもよい。
S27の処理を行うCPU41は本発明の「分配手段」の一例である。S15、S23の処理を行うCPU41は本発明の「決定手段」の一例である。S15の処理を行うCPU41は本発明の「特定手段」の一例である。S23の処理を行うCPU41は本発明の「算出手段」の一例である。S77の処理を行うCPU41は本発明の「第一特定手段」「第三特定手段」の一例である。S79の処理を行うCPU41は本発明の「第二特定手段」「第三特定手段」の一例である。
41 :CPU
50 :駆動回路
60 :モータ
Claims (8)
- 工作機械のテーブル又は工具が移動する指令に基づいて、サンプリング周期毎に分配手段が分配速度を出力し、前記分配速度に対して第一移動平均フィルタ及び第二移動平均フィルタを適用して導出した加減速後速度で前記テーブル又は工具の移動動作を制御する数値制御装置において、
前記分配手段により、今回の指令である前指令の前記分配速度の出力が終了してから、前記前指令の次の指令である後指令の前記分配速度の出力を開始するまでの遅延時間を決定する決定手段を備え、
前記加減速後速度の前記第一移動平均フィルタの適用に応じた時定数は第一時定数であり、前記第二移動平均フィルタの適用に応じた時定数は第二時定数であり、
前記決定手段は、
所定のパラメータに基づき、前記第一時定数と前記第二時定数に対応した第一変更時定数と第二変更時定数を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された前記前指令の第一前変更時定数と第二前変更時定数とを加算した値から、前記特定手段により特定された前記後指令の第一後変更時定数と第二後変更時定数とを加算した値を減算した値を、前記遅延時間として算出する算出手段と
を備え、
前記第一前変更時定数は、前記特定手段により特定された前記前指令の第一変更時定数であり、前記第二前変更時定数は、前記特定手段により特定された前記前指令の第二変更時定数であり、前記第一後変更時定数は、前記特定手段により特定された前記後指令の第一変更時定数であり、前記第二後変更時定数は、前記特定手段により特定された前記後指令の第二変更時定数である
ことを特徴とする数値制御装置。 - 前記パラメータは、所定の最大速度、前記第一時定数、及び、前記第二時定数を含み、
前記特定手段は、
前記分配速度が前記最大速度と同一の時、前記第一時定数を前記第一変更時定数として特定し、前記第二時定数を前記第二変更時定数として特定する第一特定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 前記パラメータは、所定の最大速度、前記第一時定数、及び、前記第二時定数を含み、
前記特定手段は、
前記分配速度が前記最大速度よりも小さく、且つ、式(1)により算出される下限速度以上の時、前記加減速後速度の加速度が一定となるように前記第一変更時定数を特定し、前記第二時定数を前記第二変更時定数として特定する第一特定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
但し、前記下限速度をV2、前記最大速度をVmax、前記第一時定数をT1、及び、前記第二時定数をT2と表記した時、前記式(1)は次の通りである。
V2=T2×Vmax/T1・・・(1) - 前記パラメータは、所定の最大速度、前記第一時定数、及び、前記第二時定数を含み、
前記特定手段は、
前記分配速度が、式(2)により算出される下限速度よりも小さい時、前記加減速後速度の加加速度が一定となるように前記第一変更時定数及び前記第二変更時定数を特定する第一特定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
但し、前記下限速度をV2、前記最大速度をVmax、前記第一時定数をT1、及び、前記第二時定数をT2と表記した時、前記式(2)は次の通りである。
V2=T2×Vmax/T1・・・(2) - 前記特定手段は、
前記指令に応じた移動距離が、前記加減速後速度において定速領域の時間を0とした時の移動距離である基準移動距離よりも大きい時、前記第一時定数を前記第一変更時定数として特定し、前記第二時定数を前記第二変更時定数として特定する第二特定手段を備えたことを特徴とする請求項2から4の何れかに記載の数値制御装置。 - 前記特定手段は、
前記指令に応じた移動距離が、前記加減速後速度において定速領域の時間を0とした時の移動距離である上限距離よりも小さく、且つ、式(3)により算出される下限距離以上の時、前記加減速後速度の加速度が一定となるように前記第一変更時定数を特定し、前記第二時定数を前記第二変更時定数として特定する第二特定手段を備えたことを特徴とする請求項2から4の何れかに記載の数値制御装置。
但し、前記下限距離をL2、前記最大速度をVmax、前記第一時定数をT1、及び、前記第二時定数をT2と表記した時、前記式(3)は次の通りである。
L2=2×T2×T2×Vmax/T1・・・(3) - 前記特定手段は、
前記指令に応じた移動距離が、式(4)により算出される下限距離よりも小さい時、前記加減速後速度の加加速度が一定となるように、前記第一変更時定数、及び、前記第二変更時定数を特定する第二特定手段を備えたことを特徴とする請求項2から4の何れかに記載の数値制御装置。
但し、前記下限距離をL2、前記最大速度をVmax、前記第一時定数をT1、及び、前記第二時定数をT2と表記した時、前記式(4)は次の通りである。
L2=2×T2×T2×Vmax/T1・・・(4) - 前記特定手段は、
前記分配速度に基づいて第一変更分配速度を特定し、前記移動距離に基づいて第二変更分配速度を特定する第三特定手段を備え、
前記第一変更分配速度が前記第二変更分配速度よりも小さい時、前記第一特定手段により特定した前記第一変更時定数及び前記第二変更時定数を特定し、
前記第一変更分配速度が前記第二変更分配速度以上の時、前記第二特定手段により特定した前記第一変更時定数及び前記第二変更時定数を特定することを特徴とする請求項5から7の何れかに記載の数値制御装置。
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