JP3440996B2 - 数値制御装置 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加速度条件を満足
するようにサーボシステムの速度を制御する数値制御装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】数値制御装置では、加工プログラムによ
って指令された軌跡上を指令された速度で工具を移動さ
せることによってワークを所望の形状に加工している。
このような加工を効率よく、かつ高精度で行なうために
は加工プログラムによって指定された軌跡のコーナ部分
において加工形状や、機械へのショック等を考慮して加
工中に発生する加速度の上限値を制限することが必要で
ある。従来、特開平８−１４７０２１号公報に記載の数
値制御装置は図８に見られるとおりである。すなわち、
図８はこの従来の数値制御装置の原理を示すブロック図
である。８１は加工プログラムの各ブロックに指定され
た位置および速度情報を複数ブロック分先読みするブロ
ック情報先読み手段、８２は先読みした前記複数ブロッ
クの各終了点における速度が、指定されたブロック間加
速度α１を超えないというブロック間加速度条件を満た
すようにブロック終了速度を演算するブロック終了速度
演算手段、８４は前記ブロック終了速度が、前記ブロッ
ク間加速度とは別に指定されたブロック内加速度を超え
ないというブロック内加速度条件を満足するように修正
ブロック終了速度を演算するブロック終了速度修正演算
手段、８５は指定されたブロック内加速度、前記修正ブ
ロック終了速度、指令速度の条件を満足するように補間
演算を行う補間演算手段、８６は前記補間演算された補
間データに基づいてサーボシステムの駆動を行うサーボ
システム駆動手段である。また、図９は、この数値制御
装置の構成を示したブロック図で、簡単のため２軸仕様
の例を示す。図において、ＮＣプログラム９１から各軸
の移動量を示す位置データと接線方向速度が指令され
る。ブロック先読み手段９２はそれらの情報を複数のブ
ロック先読みする。ブロック終了速度演算手段９３は、
各ブロック間に発生する送り方向の変化によりブロック
間に発生する加速度が指定されたブロック間加速度α1
以下となる最大速度を求め、これをブロック終了速度Ｆ
e とする。ブロック間の送り方向の変化がサンプリング
時間Ｔs だけかかるとすれば、従来の技術におけるブロ
ック間加速度によるブロック終了速度Ｆｅは（１）式に
よって求められる。 α１＝（１−ｃｏｓθ1 ）×Ｆｅ／Ｔｓ より、 Ｆｅ＝（α１×Ｔｓ）／（１−ｃｏｓθ1 ） ・・・（１） ここで、α１はブロック間加速度、Ｔｓはブロック間の
送り方向の変化がサンプリング時間、θ1 は図２に示す
ように隣接するブロックｉとブロックｉ＋１のなす角度
である。ブロック終了速度修正演算手段９４は、ブロッ
ク終了速度演算手段９３で演算されたブロック終了速度
Ｆｅを、ブロック内加速度条件を満たすよう修正する。
ここでブロック内加速度条件とは、第ｎブロックの接線
方向移動距離をＬ[n]、前記ブロック間加速度とは別に
指定されたブロック内加速度をα２とする時、 Ｆe[n-1]2 −Ｆe[n]2 ≦２＊α２＊Ｌ[n] である。この演算処理は、先読みしたブロック情報の先
頭ブロックから現在補間中のブロックの一つ前のブロッ
クまでの全てのブロックに対して行い、第ｍブロックで
ブロック内加速度条件を満たさない場合には、 Ｆe[m-1]＝ｓｑｕｒｔ（２＊α２＊Ｌ[m]＋Ｆe[m]2 ） を満足するように修正を行う。この修正演算で得られた
各修正ブロック終了速度は、空間的にブロック内加速度
条件を満たす。補間演算手段９５は、サンプリングによ
る補間を行う。ｉサンプル時の送り速度は、現在の送り
速度Ｆi 、補間の残り接線距離Ｌrem 、指令送り速度Ｆ
c 、ブロック終了速度Ｆeとする時、 Ｆi2−Ｆe2≧２＊α２＊Ｌrem であれば、 Ｆi ＝ｓｑｕｒｔ（２＊α２＊Ｌrem ＋Ｆe2） とする。 また、Ｆi2−Ｆe2＜２＊α２＊Ｌrem である場合には、 Ｆi ≧Ｆc ならばＦi ＝Ｆi −ΔＦ Ｆi ＜Ｆc ならばＦi ＝Ｆi ＋ΔＦ とする。このとき、ΔＦは、 ０≦ΔＦ≦α２＊Ｔs の範囲でＦi がＦc に最も近くなる値を選ぶ。そして、
決定された送り速度Ｆiで補間演算を行い、軸移動デー
タを作成する。９６はサーボシステム駆動手段であり、
具体的構成は、軸制御装置９７ｘ、９７ｙが、軸移動デ
ータに基づきサーボアンプ９８ｘ、９８ｙを介してサー
ボモータ９９ｘ、９９ｙを駆動するようになっている。
このような構成によって、ブロック間加速度をα１、ブ
ロック内加速度をα２として別々に指定可能とし、さら
に、ブロック間加速度を大きく指定することにより、ブ
ロック結合点における加減速度（ブロック間加速度）が
減り、ブロック内加速度を小さく指定することでブロッ
ク内における加減速時の加速度が小さくなるので、加工
時間の短縮と機械へのショックの減少が同時に実現でき
るようになった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】図２において、〜
は、微小直線ブロック、θ1 〜θ4 は隣接するブロック
のなす角度を表す。図２のように微小直線ブロックでコ
ーナ部分を表現する場合、前記隣接するブロックのなす
角度（θ1 〜θ4 ）は小さいが、全体の形状は、曲率の
大きな形状となっているため、十分に減速しなければ大
きな遠心力が発生し、加工形状が乱れたり、機械にショ
ックを与える。従来の技術では、前記ブロック終了速度
は、前記隣接するブロック間のみで計算するため、図２
などの形状の場合、前記コーナ部分での角度θが小さい
ため、減速が不十分となるという問題があった（図３の
速度パターン参照）。そこで本発明は、微小値線ブロッ
クが滑らかな形状を表現する場合は、無駄な減速はせ
ず、かつ、コーナ部分を表現するような形状において
は、十分に減速し、機械へショックを与えない数値制御
装置を提供することを目的とするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、サーボシステムの速度を加工プログラム
に従って制御する数値制御装置において、前記加工プロ
グラムの各ブロックに先読みした前記複数ブロックの各
終了点における速度が、指定されたブロック間加速度α
１を越えないというブロック間加速度条件を満たすよう
に、ブロック終了速度を演算するブロック終了速度演算
手段と、先読みした前記ブロックがブロック合成条件を
満たしているかを判別する判断手段と、前記ブロックが
ブロック合成条件を満たす場合は、予め設定された上限
値の範囲内でブロック長が最大となるように先読みした
前記複数ブロックのブロック長同士および方向ベクトル
同士を合成し記憶する記憶手段と、ブロック合成された
ブロックの終了点における方向ベクトルと前記記憶手段
によって記憶された次ブロックの開始点における方向ベ
クトルを用いて現ブロックの終了速度を演算する第２の
ブロック終了速度演算手段と、前記ブロック終了速度が
前記ブロック間加速度とは別に指定されたブロック内加
速度α２を越えないというブロック内加速度条件を満た
すように修正ブロック終了速度を演算するブロック終了
速度修正演算手段と、前記ブロック内加速度、前記修正
ブロック終了速度および指令値に基づいて補間演算を行
なう補間演算手段と、前記補間演算されたデータに基づ
いてサーボシステムの駆動を行なうサーボシステム駆動
手段とを備えたことを特徴とするものである。以上のよ
うな構成にすることにより、本数値制御装置は微小値線
ブロックが滑らかな形状を表現する場合は無駄な減速は
せず、かつ、コーナ部分を表現するような形状において
は十分に減速するようになるので、機械へショックを与
えないようにできる。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明に係わる数値制御装置
の原理を示すブロック図である。２１はブロック情報先
読み手段で、加工プログラムの各ブロックに指定された
位置および速度情報を複数ブロック分先読みする。２２
はブロック終了速度演算手段で、このブロック情報先読
み手段２１で先読みした前記複数ブロックの各終了点に
おける速度が、指定されたブロック間加速度α１を越え
ないというブロック間加速度条件を満たすようにブロッ
ク終了速度を演算するものである。２３は第２のブロッ
ク終了速度演算手段で、先読みした前記ブロックがブロ
ック合成条件を満たす場合、予め設定された上限値の範
囲内でブロック長が最大となるように先読みした前記複
数ブロックのブロック長同士および方向ベクトル同士を
合成したブロックによって、前記ブロック終了速度を演
算するものである。２４はブロック終了速度修正演算手
段で、演算された前記ブロック終了速度がブロック内加
速度α２を越えないというブロック内加速度条件を満足
するように修正ブロック終了速度を演算するものであ
る。２５は補間演算手段で、指定されたブロック内加速
度α２、前記修正ブロック終了速度、指令速度の条件を
満足するように補間演算を行なうものである。２６はサ
ーボシステム駆動手段で、前記補間演算された補間デー
タに基づいてサーボシステムの駆動を行なうものであ
る。 【０００６】図４は、図１の２３に示す「第２のブロッ
ク終了速度演算手段」のフローチャートである。 １）第２のブロック終了速度演算をスタートさせると、 ２）まず、ブロック合成を行なうか否かの判別を行な
う。本実施の形態では、前記ブロック合成の判別にブロ
ック長を用いるが、ブロック数や、ブロック長同士およ
び方向ベクトル同士を組み合わせるなどで前記ブロック
合成判別を行っても良い。そこで、対象となるブロック
のブロック長が前記上限値以上（すなわち、ブロック合
成条件が不満足）であれば、前記ブロック合成は行わな
いが、対象ブロックのブロック長が前記上限値以下であ
ればステップ２へ進む（ステップ１）。 ３）前記対象ブロックが前記ブロック合成条件を満たし
た場合には、前記対象ブロックのブロック長および方向
ベクトルを、合成ブロックのブロック長および方向ベク
トルとして記憶する（ステップ２）。 ４）前記対象ブロックの１ブロック前のブロックを新た
に対象ブロックとする（ステップ３）、 ５）前記新たな対象ブロックのブロック長と前記合成ブ
ロックのブロック長を加算し、新たに合成ブロックのブ
ロック長とする（ステップ４）。 ６）前記合成ブロックのブロック長が前記ブロック合成
条件を満たすかを判別する。合成ブロック条件が満たさ
れないときはステップ７へ移行し、合成ブロック条件が
満たされたときはステップ６へ移行する（ステップ
５）。 ７）前記合成ブロック条件が満たされたとき、前記新た
な対象ブロックの方向ベクトルと前記合成ブロックの方
向ベクトルのベクトル和を計算し、新たに合成ブロック
の方向ベクトルとする（ステップ６）。 ８）前記ブロック合成条件が不満足になるまで先読みし
たブロックを全て合成する。前記ブロック合成条件が不
満足になった場合、記憶していた方向ベクトルを用い
て、前記ブロック終了速度を演算する。演算式は（１）
式を用いる（ステップ７）。 【０００７】図５に微小直線ブロックでコーナを表現す
る形状の場合における計算例を以下に示す。図５におい
て、下記１および２の条件が満たされるとき、３が行な
われる。すなわち、 １）のブロック長＋のブロック長＋のブロック長
＜上限値、 ２）のブロック長＋のブロック長＋のブロック長
＋のブロック長＞上限値であるとすると、 ３）、、ブロックが合成される。このため、
（１）式のθはθ’4 となり、ブロック合成を行わない
従来技術の場合のθ4 と比較し角度が大きくなるため、
ブロック終了速度は小さくなる（このような場合の速度
パターンは、図６に表すようにブロックにて低い速度
となるように決定される）。図４において〜は微小
値線ブロック、θ4 はブロックとブロックのなす角
度、’は、、ブロックが合成後ブロック、θ’
4 は’ブロックとブロックのなす角度を示す。 【０００８】図７は、この数値制御装置の構成を示した
ブロック図で、本発明により設けられた第２のブロック
終了速度演算手段２３が設けられているのが特徴であ
る。図７において、ＮＣプログラム２０から各軸の移動
量を示す位置データと接線方向速度が指令され、ブロッ
ク先読み手段２１は加工プログラムの各ブロックに指定
された位置および速度情報を複数ブロック分先読みす
る。ブロック終了速度演算手段２２はブロック情報先読
み手段２１で先読みした前記複数ブロックの各終了点に
おける速度が、指定されたブロック間加速度α１を越え
ないというブロック間加速度条件を満たすようにブロッ
ク終了速度を演算すし、第２のブロック終了速度演算手
段２３で、先読みした前記ブロックがブロック合成条件
を満たす場合、予め設定された上限値の範囲内でブロッ
ク長が最大となるように先読みした前記複数ブロックの
ブロック長同士および方向ベクトル同士を合成し、前記
ブロック終了速度を演算するものである。以後は、図９
と同じである。すなわち、ブロック終了速度修正手段２
４で、演算された前記ブロック終了速度がブロック内加
速度α２を越えないというブロック内加速度条件を満足
するように修正ブロック終了速度を演算し、補間演算手
段２５で、指定されたブロック内加速度α２、前記修正
ブロック終了速度、指令速度の条件を満足するように補
間する。サーボシステム駆動手段２６は、補間演算され
た補間データに基づいてサーボシステムの駆動を行なう
もので、軸制御装置２７ｘ、２７ｙが、軸移動データに
基づきサーボアンプ２８ｘ、２８ｙを介してサーボモー
タ２９ｘ、２９ｙを駆動する。 【０００９】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、先
読みした前記ブロックがブロック合成条件を満たす場
合、予め設定された上限値の範囲内でブロック長が最大
となるように先読みした前記複数ブロックのブロック長
同士および方向ベクトル同士を合成し、前記ブロック終
了速度を演算することによって、プログラム指令形状に
応じた、適正なブロック終了速度を算出するため、微小
値線ブロックが滑らかな形状を表現する場合は無駄な減
速はせず、かつ、コーナ部分を表現するような形状にお
いては十分に減速するようになるので、機械へショック
を与えないようにでき、かつ、効率良く加工を行なうこ
とができる。
するようにサーボシステムの速度を制御する数値制御装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】数値制御装置では、加工プログラムによ
って指令された軌跡上を指令された速度で工具を移動さ
せることによってワークを所望の形状に加工している。
このような加工を効率よく、かつ高精度で行なうために
は加工プログラムによって指定された軌跡のコーナ部分
において加工形状や、機械へのショック等を考慮して加
工中に発生する加速度の上限値を制限することが必要で
ある。従来、特開平８−１４７０２１号公報に記載の数
値制御装置は図８に見られるとおりである。すなわち、
図８はこの従来の数値制御装置の原理を示すブロック図
である。８１は加工プログラムの各ブロックに指定され
た位置および速度情報を複数ブロック分先読みするブロ
ック情報先読み手段、８２は先読みした前記複数ブロッ
クの各終了点における速度が、指定されたブロック間加
速度α１を超えないというブロック間加速度条件を満た
すようにブロック終了速度を演算するブロック終了速度
演算手段、８４は前記ブロック終了速度が、前記ブロッ
ク間加速度とは別に指定されたブロック内加速度を超え
ないというブロック内加速度条件を満足するように修正
ブロック終了速度を演算するブロック終了速度修正演算
手段、８５は指定されたブロック内加速度、前記修正ブ
ロック終了速度、指令速度の条件を満足するように補間
演算を行う補間演算手段、８６は前記補間演算された補
間データに基づいてサーボシステムの駆動を行うサーボ
システム駆動手段である。また、図９は、この数値制御
装置の構成を示したブロック図で、簡単のため２軸仕様
の例を示す。図において、ＮＣプログラム９１から各軸
の移動量を示す位置データと接線方向速度が指令され
る。ブロック先読み手段９２はそれらの情報を複数のブ
ロック先読みする。ブロック終了速度演算手段９３は、
各ブロック間に発生する送り方向の変化によりブロック
間に発生する加速度が指定されたブロック間加速度α1
以下となる最大速度を求め、これをブロック終了速度Ｆ
e とする。ブロック間の送り方向の変化がサンプリング
時間Ｔs だけかかるとすれば、従来の技術におけるブロ
ック間加速度によるブロック終了速度Ｆｅは（１）式に
よって求められる。 α１＝（１−ｃｏｓθ1 ）×Ｆｅ／Ｔｓ より、 Ｆｅ＝（α１×Ｔｓ）／（１−ｃｏｓθ1 ） ・・・（１） ここで、α１はブロック間加速度、Ｔｓはブロック間の
送り方向の変化がサンプリング時間、θ1 は図２に示す
ように隣接するブロックｉとブロックｉ＋１のなす角度
である。ブロック終了速度修正演算手段９４は、ブロッ
ク終了速度演算手段９３で演算されたブロック終了速度
Ｆｅを、ブロック内加速度条件を満たすよう修正する。
ここでブロック内加速度条件とは、第ｎブロックの接線
方向移動距離をＬ[n]、前記ブロック間加速度とは別に
指定されたブロック内加速度をα２とする時、 Ｆe[n-1]2 −Ｆe[n]2 ≦２＊α２＊Ｌ[n] である。この演算処理は、先読みしたブロック情報の先
頭ブロックから現在補間中のブロックの一つ前のブロッ
クまでの全てのブロックに対して行い、第ｍブロックで
ブロック内加速度条件を満たさない場合には、 Ｆe[m-1]＝ｓｑｕｒｔ（２＊α２＊Ｌ[m]＋Ｆe[m]2 ） を満足するように修正を行う。この修正演算で得られた
各修正ブロック終了速度は、空間的にブロック内加速度
条件を満たす。補間演算手段９５は、サンプリングによ
る補間を行う。ｉサンプル時の送り速度は、現在の送り
速度Ｆi 、補間の残り接線距離Ｌrem 、指令送り速度Ｆ
c 、ブロック終了速度Ｆeとする時、 Ｆi2−Ｆe2≧２＊α２＊Ｌrem であれば、 Ｆi ＝ｓｑｕｒｔ（２＊α２＊Ｌrem ＋Ｆe2） とする。 また、Ｆi2−Ｆe2＜２＊α２＊Ｌrem である場合には、 Ｆi ≧Ｆc ならばＦi ＝Ｆi −ΔＦ Ｆi ＜Ｆc ならばＦi ＝Ｆi ＋ΔＦ とする。このとき、ΔＦは、 ０≦ΔＦ≦α２＊Ｔs の範囲でＦi がＦc に最も近くなる値を選ぶ。そして、
決定された送り速度Ｆiで補間演算を行い、軸移動デー
タを作成する。９６はサーボシステム駆動手段であり、
具体的構成は、軸制御装置９７ｘ、９７ｙが、軸移動デ
ータに基づきサーボアンプ９８ｘ、９８ｙを介してサー
ボモータ９９ｘ、９９ｙを駆動するようになっている。
このような構成によって、ブロック間加速度をα１、ブ
ロック内加速度をα２として別々に指定可能とし、さら
に、ブロック間加速度を大きく指定することにより、ブ
ロック結合点における加減速度（ブロック間加速度）が
減り、ブロック内加速度を小さく指定することでブロッ
ク内における加減速時の加速度が小さくなるので、加工
時間の短縮と機械へのショックの減少が同時に実現でき
るようになった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】図２において、〜
は、微小直線ブロック、θ1 〜θ4 は隣接するブロック
のなす角度を表す。図２のように微小直線ブロックでコ
ーナ部分を表現する場合、前記隣接するブロックのなす
角度（θ1 〜θ4 ）は小さいが、全体の形状は、曲率の
大きな形状となっているため、十分に減速しなければ大
きな遠心力が発生し、加工形状が乱れたり、機械にショ
ックを与える。従来の技術では、前記ブロック終了速度
は、前記隣接するブロック間のみで計算するため、図２
などの形状の場合、前記コーナ部分での角度θが小さい
ため、減速が不十分となるという問題があった（図３の
速度パターン参照）。そこで本発明は、微小値線ブロッ
クが滑らかな形状を表現する場合は、無駄な減速はせ
ず、かつ、コーナ部分を表現するような形状において
は、十分に減速し、機械へショックを与えない数値制御
装置を提供することを目的とするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、サーボシステムの速度を加工プログラム
に従って制御する数値制御装置において、前記加工プロ
グラムの各ブロックに先読みした前記複数ブロックの各
終了点における速度が、指定されたブロック間加速度α
１を越えないというブロック間加速度条件を満たすよう
に、ブロック終了速度を演算するブロック終了速度演算
手段と、先読みした前記ブロックがブロック合成条件を
満たしているかを判別する判断手段と、前記ブロックが
ブロック合成条件を満たす場合は、予め設定された上限
値の範囲内でブロック長が最大となるように先読みした
前記複数ブロックのブロック長同士および方向ベクトル
同士を合成し記憶する記憶手段と、ブロック合成された
ブロックの終了点における方向ベクトルと前記記憶手段
によって記憶された次ブロックの開始点における方向ベ
クトルを用いて現ブロックの終了速度を演算する第２の
ブロック終了速度演算手段と、前記ブロック終了速度が
前記ブロック間加速度とは別に指定されたブロック内加
速度α２を越えないというブロック内加速度条件を満た
すように修正ブロック終了速度を演算するブロック終了
速度修正演算手段と、前記ブロック内加速度、前記修正
ブロック終了速度および指令値に基づいて補間演算を行
なう補間演算手段と、前記補間演算されたデータに基づ
いてサーボシステムの駆動を行なうサーボシステム駆動
手段とを備えたことを特徴とするものである。以上のよ
うな構成にすることにより、本数値制御装置は微小値線
ブロックが滑らかな形状を表現する場合は無駄な減速は
せず、かつ、コーナ部分を表現するような形状において
は十分に減速するようになるので、機械へショックを与
えないようにできる。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明に係わる数値制御装置
の原理を示すブロック図である。２１はブロック情報先
読み手段で、加工プログラムの各ブロックに指定された
位置および速度情報を複数ブロック分先読みする。２２
はブロック終了速度演算手段で、このブロック情報先読
み手段２１で先読みした前記複数ブロックの各終了点に
おける速度が、指定されたブロック間加速度α１を越え
ないというブロック間加速度条件を満たすようにブロッ
ク終了速度を演算するものである。２３は第２のブロッ
ク終了速度演算手段で、先読みした前記ブロックがブロ
ック合成条件を満たす場合、予め設定された上限値の範
囲内でブロック長が最大となるように先読みした前記複
数ブロックのブロック長同士および方向ベクトル同士を
合成したブロックによって、前記ブロック終了速度を演
算するものである。２４はブロック終了速度修正演算手
段で、演算された前記ブロック終了速度がブロック内加
速度α２を越えないというブロック内加速度条件を満足
するように修正ブロック終了速度を演算するものであ
る。２５は補間演算手段で、指定されたブロック内加速
度α２、前記修正ブロック終了速度、指令速度の条件を
満足するように補間演算を行なうものである。２６はサ
ーボシステム駆動手段で、前記補間演算された補間デー
タに基づいてサーボシステムの駆動を行なうものであ
る。 【０００６】図４は、図１の２３に示す「第２のブロッ
ク終了速度演算手段」のフローチャートである。 １）第２のブロック終了速度演算をスタートさせると、 ２）まず、ブロック合成を行なうか否かの判別を行な
う。本実施の形態では、前記ブロック合成の判別にブロ
ック長を用いるが、ブロック数や、ブロック長同士およ
び方向ベクトル同士を組み合わせるなどで前記ブロック
合成判別を行っても良い。そこで、対象となるブロック
のブロック長が前記上限値以上（すなわち、ブロック合
成条件が不満足）であれば、前記ブロック合成は行わな
いが、対象ブロックのブロック長が前記上限値以下であ
ればステップ２へ進む（ステップ１）。 ３）前記対象ブロックが前記ブロック合成条件を満たし
た場合には、前記対象ブロックのブロック長および方向
ベクトルを、合成ブロックのブロック長および方向ベク
トルとして記憶する（ステップ２）。 ４）前記対象ブロックの１ブロック前のブロックを新た
に対象ブロックとする（ステップ３）、 ５）前記新たな対象ブロックのブロック長と前記合成ブ
ロックのブロック長を加算し、新たに合成ブロックのブ
ロック長とする（ステップ４）。 ６）前記合成ブロックのブロック長が前記ブロック合成
条件を満たすかを判別する。合成ブロック条件が満たさ
れないときはステップ７へ移行し、合成ブロック条件が
満たされたときはステップ６へ移行する（ステップ
５）。 ７）前記合成ブロック条件が満たされたとき、前記新た
な対象ブロックの方向ベクトルと前記合成ブロックの方
向ベクトルのベクトル和を計算し、新たに合成ブロック
の方向ベクトルとする（ステップ６）。 ８）前記ブロック合成条件が不満足になるまで先読みし
たブロックを全て合成する。前記ブロック合成条件が不
満足になった場合、記憶していた方向ベクトルを用い
て、前記ブロック終了速度を演算する。演算式は（１）
式を用いる（ステップ７）。 【０００７】図５に微小直線ブロックでコーナを表現す
る形状の場合における計算例を以下に示す。図５におい
て、下記１および２の条件が満たされるとき、３が行な
われる。すなわち、 １）のブロック長＋のブロック長＋のブロック長
＜上限値、 ２）のブロック長＋のブロック長＋のブロック長
＋のブロック長＞上限値であるとすると、 ３）、、ブロックが合成される。このため、
（１）式のθはθ’4 となり、ブロック合成を行わない
従来技術の場合のθ4 と比較し角度が大きくなるため、
ブロック終了速度は小さくなる（このような場合の速度
パターンは、図６に表すようにブロックにて低い速度
となるように決定される）。図４において〜は微小
値線ブロック、θ4 はブロックとブロックのなす角
度、’は、、ブロックが合成後ブロック、θ’
4 は’ブロックとブロックのなす角度を示す。 【０００８】図７は、この数値制御装置の構成を示した
ブロック図で、本発明により設けられた第２のブロック
終了速度演算手段２３が設けられているのが特徴であ
る。図７において、ＮＣプログラム２０から各軸の移動
量を示す位置データと接線方向速度が指令され、ブロッ
ク先読み手段２１は加工プログラムの各ブロックに指定
された位置および速度情報を複数ブロック分先読みす
る。ブロック終了速度演算手段２２はブロック情報先読
み手段２１で先読みした前記複数ブロックの各終了点に
おける速度が、指定されたブロック間加速度α１を越え
ないというブロック間加速度条件を満たすようにブロッ
ク終了速度を演算すし、第２のブロック終了速度演算手
段２３で、先読みした前記ブロックがブロック合成条件
を満たす場合、予め設定された上限値の範囲内でブロッ
ク長が最大となるように先読みした前記複数ブロックの
ブロック長同士および方向ベクトル同士を合成し、前記
ブロック終了速度を演算するものである。以後は、図９
と同じである。すなわち、ブロック終了速度修正手段２
４で、演算された前記ブロック終了速度がブロック内加
速度α２を越えないというブロック内加速度条件を満足
するように修正ブロック終了速度を演算し、補間演算手
段２５で、指定されたブロック内加速度α２、前記修正
ブロック終了速度、指令速度の条件を満足するように補
間する。サーボシステム駆動手段２６は、補間演算され
た補間データに基づいてサーボシステムの駆動を行なう
もので、軸制御装置２７ｘ、２７ｙが、軸移動データに
基づきサーボアンプ２８ｘ、２８ｙを介してサーボモー
タ２９ｘ、２９ｙを駆動する。 【０００９】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、先
読みした前記ブロックがブロック合成条件を満たす場
合、予め設定された上限値の範囲内でブロック長が最大
となるように先読みした前記複数ブロックのブロック長
同士および方向ベクトル同士を合成し、前記ブロック終
了速度を演算することによって、プログラム指令形状に
応じた、適正なブロック終了速度を算出するため、微小
値線ブロックが滑らかな形状を表現する場合は無駄な減
速はせず、かつ、コーナ部分を表現するような形状にお
いては十分に減速するようになるので、機械へショック
を与えないようにでき、かつ、効率良く加工を行なうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る数値制御装置の原理を示すブロッ
ク図を示している。 【図２】本発明で解決しようとする課題例を示してい
る。 【図３】図２における速度パターン例を示している。 【図４】本発明のブロック終了速度演算処理のフローチ
ャートを示している。 【図５】本発明の計算例を示している。 【図６】図５における速度パターン例を示している。 【図７】本発明を実施するための数値制御装置の構成を
示したブロック図を示している。 【図８】従来の数値制御装置の原理を示すブロック図を
示している。 【図９】図８の原理を実施するための数値制御装置の構
成を示したブロック図を示している。 【符号の説明】 ：第１の直線ブロック ：第２の直線ブロック ：第３の直線ブロック ：第４の直線ブロック ：第５の直線ブロック ：第３の直線ブロックと第４の直線ブロックを合成し
た直線ブロック θ4 ：第４の直線ブロックと第５の直線ブロックのなす
角度 θ’4 ：第３の直線ブロックと第４の直線ブロックを合
成した直線ブロックと第５の直線ブロックのなす角度 ２１：ブロック情報先読み手段 ２２：ブロック終了速度演算手段 ２３：第２のブロック終了速度演算手段 ２４：ブロック終了速度修正演算手段 ２５：補間演算手段 ２６：サーボシステム駆動手段
ク図を示している。 【図２】本発明で解決しようとする課題例を示してい
る。 【図３】図２における速度パターン例を示している。 【図４】本発明のブロック終了速度演算処理のフローチ
ャートを示している。 【図５】本発明の計算例を示している。 【図６】図５における速度パターン例を示している。 【図７】本発明を実施するための数値制御装置の構成を
示したブロック図を示している。 【図８】従来の数値制御装置の原理を示すブロック図を
示している。 【図９】図８の原理を実施するための数値制御装置の構
成を示したブロック図を示している。 【符号の説明】 ：第１の直線ブロック ：第２の直線ブロック ：第３の直線ブロック ：第４の直線ブロック ：第５の直線ブロック ：第３の直線ブロックと第４の直線ブロックを合成し
た直線ブロック θ4 ：第４の直線ブロックと第５の直線ブロックのなす
角度 θ’4 ：第３の直線ブロックと第４の直線ブロックを合
成した直線ブロックと第５の直線ブロックのなす角度 ２１：ブロック情報先読み手段 ２２：ブロック終了速度演算手段 ２３：第２のブロック終了速度演算手段 ２４：ブロック終了速度修正演算手段 ２５：補間演算手段 ２６：サーボシステム駆動手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05B 19/18 - 19/46
B23Q 15/00 - 15/28
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 サーボシステムの速度を加工プログラム
に従って制御する数値制御装置において、前記加工プロ
グラムの各ブロックに指定された位置および速度情報を
複数ブロックについて先読みするブロック情報先読み手
段と、 先読みした前記複数ブロックの各終了点における速度
が、指定されたブロック間加速度α１を越えないという
ブロック間加速度条件を満たすように、ブロック終了速
度を演算するブロック終了速度演算手段と、 先読みした前記ブロックがブロック合成条件を満たして
いるかを判別する判断手段と、 前記ブロックが前記ブロック合成条件を満たす場合は、
予め設定された上限値の範囲内でブロック長が最大とな
るように先読みした前記複数ブロックのブロック長同士
および方向ベクトル同士を合成し記憶する記憶手段と、ブロック合成されたブロックの終了点における方向ベク
トルと前記記憶手段によって記憶された次ブロックの開
始点における方向ベクトル を用いて現ブロックの終了速
度を演算する第２のブロック終了速度演算手段と、 前記ブロック終了速度が前記ブロック間加速度とは別に
指定されたブロック内加速度α２を越えないというブロ
ック内加速度条件を満たすように修正ブロック終了速度
を演算するブロック終了速度修正演算手段と、 前記ブロック内加速度、前記修正ブロック終了速度およ
び指令値に基づいて補間演算を行なう補間演算手段と、 前記補間演算されたデータに基づいてサーボシステムの
駆動を行なうサーボシステム駆動手段とを備えたことを
特徴とする数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26069599A JP3440996B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26069599A JP3440996B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 数値制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001084019A JP2001084019A (ja) | 2001-03-30 |
| JP3440996B2 true JP3440996B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=17351501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26069599A Expired - Fee Related JP3440996B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440996B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3958112B2 (ja) * | 2002-05-20 | 2007-08-15 | ファナック株式会社 | 数値制御装置における速度制御方法 |
| JP5268974B2 (ja) * | 2010-03-10 | 2013-08-21 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置および生産システム |
| JP6885914B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2021-06-16 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
| JP6838029B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2021-03-03 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
-
1999
- 1999-09-14 JP JP26069599A patent/JP3440996B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001084019A (ja) | 2001-03-30 |
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