JP3526910B2 - 数値制御装置の数値制御指令データの前処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御装置の数値制
御指令データの前処理方法に関し、特に一つの移動ブロ
ックの指令点の位置とその指令点を通過するときの送り
速度とを設定値に制御するための数値制御指令データの
前処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械各部はそれぞれ質量を持ち、駆
動機構には有限の剛性しか付与できないから、加工精度
を維持するためには、工作機械各部にはその駆動機構の
剛性に応じて、作用する慣性力を制限しなければならな
い。慣性力は、移動質量と移動の加速度の積に比例して
発生するから、数値制御装置の位置制御においては、慣
性力を制限するために移動の加速度を制限し、制限され
た加速度のもとに、一つの移動ブロックの指令点の位置
にまで移動とその指令点を通過するときの送り速度とを
設定値に制御することが行われる。

【０００３】仮に位置制御のサンプリング周期を３ミリ
秒とするとき、毎分２０００ミリメートルの送り速度で
加工する場合に、位置が制御される間隔は０．１ミリメ
ートルとなり、この間隔の中で位置は制御されない。
０．１ミリメートルは、要求される加工精度に対しては
るかに大きい値である。工作機械においては移動速度に
応じて摩擦が変化するので、被加工物の形状を正確に加
工するためには、位置のみならず速度も加工形状に応じ
て一定の加減速速度パターンを維持することが必要であ
る。

【０００４】この制御のために、各サンプリング周期に
おける送り速度の設定のために、数値制御指令データの
前処理が行われる。以下にこの数値制御指令データの前
処理の従来の方法を説明する。

【０００５】数値制御装置の位置制御のサンプリング周
期をτ ｍｓｅｃ、通過速度を設定値に制御すべき指令
位置までに移動すべき距離（全移動量）をＳ μｍ、送
り速度の指令値をＦ ｍｍ／ｍｉｎとし、Ｆ ｍｍ／ｍ
ｉｎの速度で、τ ｍｓｅｃの時間内に移動する距離を
Ｌｍａｘ μｍとすると、次の式を得る。

【０００６】Ｌｍａｘ＝τ・Ｆ／６０ この式に、一例として、τ＝３ｍｓｅｃ、Ｆ＝２０００
ｍｍ／ｍｉｎを代入すると、Ｌｍａｘ＝３・２０００／
６０＝１００μｍを得る。

【０００７】移動の加速度は、一般に最大送り速度と直
線加減速時定数により規定する。

【０００８】最大送り速度をＦｍａｘ ｍｍ／ｍｉｎ、
直線加減速時定数をＴａｃｃ ｍｓｅｃとすると、移動
の加速度の制限値α ｍ／ｓｅｃ² を、次の式で与え
る。

【０００９】α＝Ｆｍａｘ／（Ｔａｃｃ・６０） 一例として、Ｆｍａｘ＝２００００ｍｍ／ｍｉｎ、Ｔａ
ｃｃ＝２５０ｍｓｅｃの場合、制限値αは次の値にな
る。

【００１０】

【数１】α＝２００００／（２５０・６０）＝１．３３
３ｍ／ｓｅｃ² 数値制御装置は基本的にサンプリング周期毎の位置しか
制御できないから、加速度を制限値以内に保つために、
隣接するサンプリング周期の移動距離の階差を一定値の
範囲に制限する。加減速時に許容されるサンプリング周
期毎の移動距離の階差の制限値ΔＬμｍを、次の式で与
える。

【００１１】

【数２】 ΔＬ＝τ・τ・α＝３・３・１．３３３＝１２．０μｍ 加工精度を維持するために、数値制御装置に隣接するサ
ンプリング周期の移動量の階差を、この値ΔＬμｍに制
限する必要があるから、停止状態からＦ＝２０００ｍｍ
／ｍｉｎの速度まで加速するためには、ほぼ８サンプリ
ング周期を必要とする。この場会、移動の開始から第一
サンプリング周期の移動量は１２．０μｍであり、第二
サンプリング周期は２４．０μｍである。

【００１２】サンプリング周期毎の移動量は１２．０μ
ｍをもって暫増し、加速の最終の第六サンプリング周期
の移動量は９６．０μｍとなる。加速区間の合計の移動
量Ｓａ μｍは、シンプソンの公式により、次のように
与える。

【００１３】

【数３】Ｓａ＝（１２．０＋９６．０）・８／２＝４３
２．０μｍ 加速後一定速度で移動し、減速区間に入る。

【００１４】仮に減速目標速度を２００ｍｍ／ｍｉｎと
すれば、減速最終サンプリング周期の移動量は、Ｌｍｉ
ｎ＝３・２００／６０＝１０μｍとなる。

【００１５】減速区間も８サンプリング周期を必要とす
る。減速区間の移動ストロークは

【数４】Ｓｄ＝（１０．０＋９４．０）・８／２＝４１
６．０μｍとなる。

【００１６】今仮に１．０ｍｍ（＝１０００μｍ）の距
離を移動する指令ブロックを仮定する。

【００１７】指令前に既に２０００ｍｍ／ｍｉｎの速度
で移動していた場合、減速区間は８サンプリング周期
で、減速区間の移動距離は４１６．０μｍである。指令
された全部の移動距離１０００μｍのうち、減速区間で
移動する移動量は４１６．０μｍを差し引いた残りの５
８４．０μｍは定速区間で移動しなければならない。指
令された送り速度の指令値Ｆ２０００ｍｍ／ｍｉｎを維
持するために、一定速度区間の各サンプリング周期は１
００．０μｍの移動を行う。一定速度区間のサンプリン
グ周期の数は整数でなければ実現できないから、一定速
度区間のサンプリング数を５とすれば、移動距離は５０
０．０μｍとなり、必要な移動量の５８４．０μｍに対
して８４．０μｍだけ不足する。これに対し一定速度区
間のサンプリング数を６とすれば、移動距離は６００．
０μｍとなり、必要な移動量の５８４．０μｍに対して
１６．０μｍだけ過剰でなる。

【００１８】また、指令前に停止していた場合は、始め
に加速しなければならないから、加速区間は８サンプリ
ング周期で加速区間の移動距離は４３２．０μｍ、減速
区間は８サンプリング周期で、減速区間の移動距離は４
１６．０μｍである。指令された全部の移動距離１００
０μｍのうち、加速区間と減速区間で移動する移動量は
合計８４８．０μｍであるから、残りの１５２．０μｍ
は定速区間で移動しなければならない。指令された送り
速度の指令値Ｆ２０００ｍｍ／ｍｉｎを維持するため
に、一定速度区間の各サンプリング周期は１００．０μ
ｍの移動を行う。一定速度区間のサンプリング周期の数
は整数でなければ実現できないから、一定速度区間のサ
ンプリング数を１とすれば、移動距離は１００．０μｍ
となり、必要な移動量の１５２．０μｍに対して５２．
０μｍだけ不足する。これに対し一定速度区間のサンプ
リング数を２とすれば、移動距離は２００．０μｍとな
り、必要な移動量の１５２．０μｍに対して４８．０μ
ｍだけ過剰でなる。

【００１９】例えば切削加工において、移動量が不足す
れば、削り残りが発生し、過剰だと食い込みを生じる。
従って従来は、安全側として移動量が過剰にならない加
減速を行い、残余の移動量は端数として処理していた。

【００２０】端数の処理方法は、次の指令ブロックに含
めて移動させる方法と、そのまま減速した速度で移動さ
せる方法が行われている。

【００２１】次の指令ブロックに含めて移動させる方法
は、移動のベクトル方向がほとんど変化しない場合は能
率的で有効な方法である。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし移動のベクトル
が変化すると、移動ベクトルの偏向角度の正弦と残余の
移動量との積だけ、移動経路に誤差を生ずる。従って、
移動ベクトルの偏向角度が大きい部分では、誤差が大き
くなり採用できない。

【００２３】残余の移動量を減速後の速度で移動する方
法は、残余の移動に時間が掛かる点が問題である。特に
加工精度を高めるために、減速の目標速度を低く設定す
ると、残余の移動時間が長くなり、トータルの加工時間
が長くなる。そればかりでなく、残余の移動量は、指令
ブロック長に依存して変動する。

【００２４】前述の既に２０００ｍｍ／ｍｉｎの速度で
移動していた場合の残余の移動量８４．０μｍを２００
ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させるには、図６に示されて
いるように、９サンプリング周期を必要とし、２７ｍｓ
ｅｃの時間が掛かる。

【００２５】また前述の指令前に停止していた場合の残
余の移動量５２．０μｍを２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で
移動させるには、図７に示されているように、６サンプ
リング周期を必要とし、１８ｍｓｅｃの時間が掛かる。

【００２６】加工精度を高めようとして、減速の目標速
度を１６０ｍｍ／ｍｉｎにすると、減速最終サンプリン
グ周期の移動量は、Ｌｍｉｎ＝３・１６０／６０＝８μ
ｍとなる。この場合には図８に示されているように、減
速区間は８サンプリング周期を必要とし、減速区間の移
動ストロークは、Ｓｄ＝（８．０・９２．０）・８／２
＝４００．０μｍとなる。

【００２７】指令された全部の移動距離１０００μｍの
うち、加速区間と減速区間で移動する移動量は合計８３
２．０μｍであるから、残りの１６８．０μｍは一定速
度区間で移動しなければならない。

【００２８】一定速度区間のサンプリング周期の数は１
で、一定速度区間の移動量は１００．０μｍとなるか
ら、残余のストロークは６８．０μｍとなる。

【００２９】これを１６０ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動さ
せるには９サンプリング周期を必要とし、２７ｍｓｅｃ
の時間が掛かる。

【００３０】このように端数のストロークを減速後の速
度で移動する端数処理の方法には、次のような問題があ
る。

【００３１】（１）サンプリング周期に比べ、長い時間
が掛かる。 （２）端数は指令ブロックの移動距離と指令直前の移動
速度に依存する性質があるので、ピックフィードに従っ
て指令ブロックの移動距離が少しずつ変化する場合、端
数の長さおよび端数処理に掛かる時間が周期的に変化す
るので仕上げ面にこの周期の縞模様を発生する。

【００３２】本発明は、このような端数処理の問題を回
避するために、端数の生じない加減速速度パターンにて
送り速度を制御し、指令位置に正確に実現する数値制御
指令データの前処理方法を提供することを目的としてい
る。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るため、本発明による数値制御装置の数値制御指令デー
タの前処理方法は、所定のサンプリング周期をもって位
置制御を行う数値制御装置において、一つの移動ブロッ
クの指令点の位置とその指令点を通過するときの送り速
度とを設定値に制御するための数値制御指令データの前
処理方法であって、移動ブロックの全移動区間を一定速
区間と減速区間もしくは加速区間と一定速区間と減速区
間とに分割し、予め設定された最大加速度をもって初期
速度より指令送り速度にまで加速するのに必要なサンプ
リング数と各サンプリング周期における移動量とを計画
して加速区間における移動量を算出すると共に、予め設
定された最大減速度をもって指令送り速度より減速目標
速度にまで減速するに必要なサンプリング数と各サンプ
リング周期における移動量とを計画して減速区間の移動
量を算出し、移動指令が定義する全移動量より減速区間
の移動量もしくは加速区間の移動量と減速区間の移動量
との合計の移動量を差し引いて一定速区間の移動量を算
出し、この一定速区間の移動量と指令送り速度より一定
速区間のサンプリング数と一サンプリング周期における
移動量とを計画し、加速区間の最終サンプリング周期に
おける移動量あるいは減速区間の最初の最終サンプリン
グ周期における移動量が一定速区間の一サンプリング周
期における移動量より大きい場合にはそれが解消される
まで加速区間あるいは減速区間のサンプリング数を減じ
て一定速区間のサンプリング数を増加し、一定速区間の
一サンプリング周期における移動量を修正することを特
徴としている。

【００３４】本発明による数値制御装置の数値制御指令
データの前処理方法においては、加速区間の最終サンプ
リング周期における移動量あるいは減速区間の最初の最
終サンプリング周期における移動量が一定速区間の一サ
ンプリング周期における移動量より大きい場合にサンプ
リング数を減じるのは、加速区間と減速区間のうちその
上回り量が大きい方であってよい。

【００３５】

【作用】上述の如き構成によれば、端数処理に代えて、
加速区間、減速区間、一定速区間のサンプリング数を相
互に再計画し、これに応じて一定速区間の一サンプリン
グ周期における移動量（速度）を修正することが行われ
る。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００３７】図１は本発明による数値制御指令データの
前処理方法の実施に使用される数値制御装置の基本的構
成を示している。数値制御装置は、キー入力部１と、主
制御部２と、機械側入出力制御部３と、表示部４と、デ
ータ入出力制御部５と、プログラム解析部６と、パルス
分配部７と、サーボ制御部８とを有している。

【００３８】加工終了点と加工速度とを定義したパート
プログラムは、データ入出力制御部５を介してプログラ
ム解析部６に取り込まれ、プログラム解析部６により解
析されて被加工物の加工すべき全移動ベクトルを複数の
移動ブロック毎にパルス分配部７にて扱われ得るデータ
に変換される。

【００３９】実行中の一つの移動ブロックが終了した時
点でプログラム解析部６は次の移動ブロックのデータを
パルス分配部７へ転送し、パルス分配部７はその移動ブ
ロックの数値制御指令データの前処理を行って各サンプ
リング周期における速度指令をサーボ制御部８へ出力す
る。

【００４０】これによりサーボ制御部８に接続されてい
るサーボモータ９は各サンプリング周期毎に指令された
速度にて運転される。

【００４１】次に本発明による数値制御指令データの前
処理方法を計算式を交えて説明する。

【００４２】（１）設備により定まる前提条件として次
の項目があり、これらの前提条件から初期処理として、
加減速度の制限値とサンプリング周期の移動量の隣接階
を計算する。

【００４３】（前提条件） (1) 最大送り速度 Ｆｍａｘ（ｍｍ／ｍｉｎ） (2) 直線加減速時定数 Ｔａｃｃ（ｍｓｅｃ） (3) サンプリング周期 τ（ｍｓｅｃ） （初期処理計算） (1) 加減速度の制限値α（ｍ／ｓｅｃ² ） α＝Ｆｍａｘ／（Ｔａｃｃ・６０） (2) サンプリング周期の移動量の隣接階差ΔＬ（μｍ） ΔＬ＝τ・τ・α （２）移動指令に依存する前提条件として次の項目が存
在する。 (1) 移動すべき距離 Ｓ（μｍ） (2) 分配前サンプリング周期の移動量 Ｌａ（μｍ） ただし、分配前に停止状態にあるとき、および偏向角度
が大きい場合にはＬａ＝０とする。 (3) 送り速度 Ｆ（ｍｍ／ｍｉｎ） (4) 加減速目標速度 Ｆｍｉｎ（ｍｍ／ｍｉｎ） （３）与えられたこれらの前提条件から、次の値を計算
する。 (1) 一定速度区間のサンプリング周期の移動量Ｌｆ（μ
ｍ） Ｌｆ＝τ・Ｆ／６０ (2) 最終サンプリング周期の移動量Ｌｄ（μｍ） Ｌｄ＝τ・Ｆｍｉｎ／６０ (3) 分配開始時の等価サンプリング周期移動量Ｌａｐｈ
（μｍ） Ｌａｐｈ＝Ｌａ＋０．５・τ (4) 分配完了時の等価サンプリング周期移動量Ｌｄｍｈ
（μｍ） Ｌｄｍｈ＝Ｌｄ−０．５・τ (5) サンプリング周期の移動量の最大Ｌｍａｘ（μｍ）

【数５】 ただし、Ｌｍａｘ＞Ｌｆの場合は、Ｌｍａｘ＝Ｌｆに制
限する。 (6) 加速区間のサンプリング周期の数Ｎａ Ｎａ＝（Ｌｍａｘ−Ｌａｐｈ）／ΔＬ (7) 加速区間の最終サンプリング周期の移動量Ｌａ1
（μｍ） Ｌａ1 ＝Ｌａ＋Ｎａ・ΔＬ (8) 加速区間の全移動量Ｓａ（μｍ） Ｓａ＝０．５・Ｎａ・（Ｌａ＋Ｌａ1 ） (9) 減速区間のサンプリング周期の数Ｎｄ Ｎｄ＝（Ｌｍａｘ−Ｌｄｍｈ）／ΔＬ (10) 減速第一区間サンプリング周期の移動量Ｌｄ1
（μｍ） Ｌｄ1 ＝Ｌｄ＋（Ｎｄ−１）・ΔＬ (11) 減速区間の全移動量Ｓｄ（μｍ） Ｓｄ＝０．５・Ｎｄ・（Ｌｄ＋Ｌｄ1 ） (12) 一定速度区間の移動量Ｓｆ（μｍ） 計算式 Ｓｆ＝Ｓ−Ｓａ−Ｓｄ (13) 一定速度区間のサンプリング周期の数Ｎｆ Ｎｆ＝Ｓｆ／Ｌｍａｘ ただし、計算に端数がある場合は切り上げた値をＮｆと
する。 (14) 全区間のサンプリング周期の数Ｎ Ｎ＝Ｎａ＋Ｎｆ＋Ｎｄ (15) 切り上げた結果のＮｆを用いて、Ｌｍａｘを再計
算する。

【００４４】Ｌｍａｘ＝Ｓｆ／Ｎｆ （４）妥当性の評価と判定 次の二つの要件を満たすことを調べる。 Ｌｍａｘ≧Ｌａ Ｌｍａｘ≧Ｌｄ Ｌｍａｘ≧ＬａとＬｍａｘ≧Ｌｄとを満たす場合にはパ
ルス分配を実行し、そうでない場合にはパルス分配の再
計画を行う。

【００４５】（５）再計画処理 （Ａ）Ｌｍａｘ≧Ｌｄを満たし、Ｌｍａｘ≧Ｌａを満た
さない場合、あるいはＬｍａｘ≧ＬｄとＬｍａｘ≧Ｌａ
を共に満たさない場合で、Ｌａ＞Ｌｄであれば、加速区
間のサンプリング数Ｎａを１つ減らし、一定速区間のＮ
ｆサンプリング数を１つ増やし、（３）の(7) ，(8) ，
(12)，(15)を再計算する。そして再び、（４）の妥当性
の評価と判定を行う。

【００４６】（Ｂ）Ｌｍａｘ≧Ｌａを満たし、Ｌｍａｘ
≧Ｌｄを満たさない場合、あるいはＬｍａｘ≧ＬａとＬ
ｍａｘ≧Ｌａを共に満たさない場合で、Ｌｄ≧Ｌａであ
れば、減速区間のサンプリング数Ｎｄを１つ減らし、一
定速区間のＮｆサンプリング数を１つ増やし、（３）の
(10)，(11)，(12)，(15)を再計算する。そして再び、
（４）の妥当性の評価と判定を行う。

【００４７】図２は上述のような手順にて行われる本発
明による数値制御指令データの前処理方法の処理フロー
を示している。

【００４８】ステップ１０の初期処理後に、指令を読み
込み（ステップ２０）、加減速度の制限値α、サンプリ
ング周期の移動量の隣接階差ΔＬを計算する（ステップ
３０）。

【００４９】次に、Ｌｆ、Ｌｄ、Ｌａｐｈ、Ｌａｍｈ、
Ｌｍａｘ、Ｎａ、Ｌａ1 、Ｓａ、Ｎｄ、Ｌｄ1 、Ｓｄ、
Ｓｆ、Ｎｆ、Ｎを各々計算する（ステップ４０）。この
計算が完了すれば、Ｎｆを用いてＬｍａｘを再計算し、
妥当性の評価を行う（ステップ５０）。

【００５０】この妥当性の評価において、Ｌｍａｘ≧Ｌ
ａとＬｍａｘ≧Ｌｄとを満たす場合にはパルス分配を実
行する（ステップ６０）。

【００５１】これに対し、Ｌｍａｘ≧ＬａとＬｍａｘ≧
Ｌｄの少なくとも何れか一方を満たさない場合には、Ｌ
ａがＬｄより大きいか否かの判別を行う（ステップ８
０）。Ｌａ＞Ｌｄであれば、再計画処理の（Ａ）を実行
する。即ち加速区間のサンプリング数Ｎａを１つ減ら
し、一定速区間のＮｆサンプリング数を１つ増やし、
（３）の(7) ，(8) ，(12)，(15)を再計算する。そして
ステップ５０に戻ってＬｍａｘを再計算し、再度、妥当
性の評価を行う（ステップ６０）。

【００５２】これに対しＬａ＞Ｌｄでなければ、再計画
処理の（Ｂ）を実行する。即ち、サンプリング数Ｎａを
１つ減らし、一定速区間のＮｆサンプリング数を１つ増
やし、（３）の(7) ，(8) ，(12)，(15)を再計算する
（ステップ１００）。そしてステップ５０に戻ってＬｍ
ａｘを再計算し、再度、妥当性の評価を行う（ステップ
６０）。

【００５３】おな、ステップ７０パルス分配実行後、次
の移動ブロックがあれば、ステップ２０に戻り、全てが
終了するまで（ステップ１１０）、上述の如き処理を繰
り返す。

【００５４】次に上述の計算処理を実数値を使用した実
例について説明する。

【００５５】［加減速区間］サンプリング周期の移動量
の隣接階差ΔＬが１２μｍであれば、停止状態からＦ＝
２０００ｍｍ／ｍｉｎの速度まで加速するためには、ほ
ぼ８サンプリング周期を必要とする。移動の開始から第
一サンプリング周期の移動量は１２．０μｍであり、第
二サンプリング周期は２４．０μｍである。

【００５６】サンプリング周期毎の移動量は暫増し、加
速の最終の第六サンプリング周期の移動量は９６．０μ
ｍとなる。加速区間の合計の移動量Ｓａ μｍは、シン
プソンの公式により、次のように与える。

【００５７】

【数６】Ｓａ＝（１２．０＋９６．０）・８／２＝４３
２．０μｍ 加速後一定速度で移動し、減速区間に入る。

【００５８】仮に減速目標速度を２００ｍｍ／ｍｉｎと
すれば、減速最終サンプリング周期の移動量は、Ｌｍｉ
ｎ＝３・２００／６０＝１０μｍとなる。

【００５９】減速区間も８サンプリング周期を必要とす
る。減速区間の移動ストロークは

【数７】Ｓｄ＝（１０．０＋９４．０）・８／２＝４１
６．０μｍとなる。

【００６０】［一定速度区間］今仮に１．０ｍｍ（＝１
０００μｍ）の距離を移動する指令ブロックを仮定す
る。

【００６１】加速区間は８サンプリング周期で加速区間
の移動距離は４３２．０μｍ、減速区間は８サンプリン
グ周期で、減速区間の移動距離は４１６．０μｍであ
る。指令された全部の移動距離１０００μｍのうち、加
速区間と減速区間で移動する移動量は合計８４８．０μ
ｍであるから、残りの１５２．０μｍは一定速区間で移
動しなければならない。

【００６２】この場合、１５２．０μｍの一定速区間を
２サンプリング周期で移動と設定する。指令された送り
速度の指令値Ｆ２０００ｍｍ／ｍｉｎを維持するために
は、一定速度区間の各サンプリング周期は１００．０μ
ｍの移動を行う。送り速度の指令値は、絶対的なもので
はなく、これ以内であればよいであるとする。これは一
定速度区間のサンプリング周期数が整数でなければ実現
できないからである。

【００６３】必要な移動量の１５２．０μｍを２サンプ
リング時間で移動すると、各サンプリング周期の移動量
は７６．０μｍとなる。

【００６４】［区間の調整］一定速度区間のサンプリン
グ周期当たりの移動量が、加速区間の最終サンプリング
周期の移動量または減速区間の第一サンプリング周期の
移動量を上回る場合には、加速区間あるいは減速区間の
何れかの上回る移動量が大きい方の区間のサンプリング
周期の数を１つ減じ、一定速度区間のサンプリング周期
の数を１つ増加する。

【００６５】本例の場合、加速区間の９６μｍの方が、
減速区間の９４μｍよりも、大きく上回るので、加速区
間のサンプリング数を１つ減じて７とし、一定速度区間
のサンプリング周期の数を１つ増加して３とする。

【００６６】そうすると、加速区間の移動ストロークは
次のように計算される。

【００６７】Ｓａ＝（１２＋８４）・７／２＝３３６ 一定速度区間の移動量は１０００−３３６−４１６＝２
４８μｍとなる。一定速度区間のサンプリング周期当た
りの移動量は、約８２．３μｍになる。この操作を、加
速区間の最終サンプリング期間の移動量と減速区間の第
一サンプリング周期の移動量との、何れも一定速度のサ
ンプリング周期の移動量を超えないものとなるまで繰り
返して行う。

【００６８】この場合、まだ減速区間の第一サンプリン
グ周期の移動量９４μｍの方がまだ大きいので、減速区
間のサンプリング数を１つ減じて７とし、一定速度区間
のサンプリング周期の数を１つ増加して４とする。

【００６９】そうすると、減速区間の移動ストロークは
次のように計算される。

【００７０】Ｓｄ＝（１０＋８２）・７／２＝３２２ 一定速度区間の移動量は１０００−３３６−３２２＝３
４２μｍとなる。一定速度区間のサンプリング周期当た
りの移動量は、約８５．５μｍになる。そうすると、加
速区間の最終サンプリング期間の移動量は８４μｍ、減
速区間の第一サンプリング周期の移動量は８２μｍと、
何れも一定速度のサンプリング周期の移動量を超えない
ものとなる。加速区間の最終サンプリング期間の移動量
と、減速区間の第一サンプリング周期の移動量の何れ
も、一定速度のサンプリング周期の移動量を超えなけれ
ばこれを最善の計画として採用する。この場合の加減速
速度パターンが図３に示されている。

【００７１】また図４は、上述の如き本発明による前処
理方法にてパルス分配を行う場合において、減速目標速
度が１６０ｍｍ／ｍｉｎである場合の加減速速度パター
ンを示している。

【００７２】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、指令前に既にある一定速度で移
動していて加速の必要がない場合、即ち加速区間の移動
量が零の場合には、移動ブロックの全移動区間は一定速
区間と減速区間とに分割されればよく、この場合には移
動指令が定義する全移動量より減速区間の移動量を差し
引いて一定速区間の移動量が算出される。図５はこの場
合の速度パターンの一例を示している。本発明は、これ
に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の
実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による数値制御指令データの前処理方法によれば、端数
処理に代えて、加速区間、減速区間、一定速区間のサン
プリング数を相互に再計画し、これに応じて一定速区間
の一サンプリング周期における移動量を修正することが
行われるから、加速後の一定速度区間の移動速度は、指
令の移動速度に対して僅かに下回るものの、端数を生じ
ない加減速のパルス分配が行われるので、無駄な時間を
排除でき、短時間に加工を行うことが可能になる。

【００７４】また、指令ブロックの長さが変動しても端
数が生じないので、隣接する加工経路の間で指令ブロッ
ク長が変化する加工形状の場合でも加工形状に乱れを発
生せず、綺麗な仕上げ面が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による数値制御指令データの前処理方法
の実施に使用される数値制御装置の基本的構成を示すブ
ロック線図である。

【図２】本発明による数値制御指令データの前処理方法
の処理フローを示すフローチャートである。

【図３】本発明による数値制御指令データの前処理方法
による場合の加減速速度パターンの一例を示すタイムチ
ャートである。

【図４】本発明による数値制御指令データの前処理方法
による場合の加減速速度パターンの他の例を示すタイム
チャートである。

【図５】本発明による数値制御指令データの前処理方法
による場合の一定速度と減速度の速度パターンを示すタ
イムチャートである。

【図６】従来の数値制御指令データの前処理方法による
場合の一定速度と減速度の速度パターンを示すタイムチ
ャートである。

【図７】従来の数値制御指令データの前処理方法による
場合の加減速速度パターンの一例を示すタイムチャート
である。

【図８】従来の数値制御指令データの前処理方法による
場合の加減速速度パターンの他の例を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

１ キー入力部 ２ 主制御部 ３ 機械側入出力制御部 ４ 表示部４ ５ データ入出力制御部 ６ プログラム解析部 ７ パルス分配部 ８ サーボ制御部

───────────────────────────────────────────────────── 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 G05D 3/00 - 3/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のサンプリング周期をもって位置制
   御を行う数値制御装置において、一つの移動ブロックの
   指令点の位置とその指令点を通過するときの送り速度と
   を設定値に制御するための数値制御指令データの前処理
   方法であって、 移動ブロックの全移動区間を一定速区間と減速区間もし
   くは加速区間と一定速区間と減速区間とに分割し、予め
   設定された最大加速度をもって初期速度より指令送り速
   度にまで加速するのに必要なサンプリング数と各サンプ
   リング周期における移動量とを計画して加速区間におけ
   る移動量を算出すると共に、予め設定された最大減速度
   をもって指令送り速度より減速目標速度にまで減速する
   に必要なサンプリング数と各サンプリング周期における
   移動量とを計画して減速区間の移動量を算出し、移動指
   令が定義する全移動量より減速区間の移動量もしくは加
   速区間の移動量と減速区間の移動量との合計の移動量を
   差し引いて一定速区間の移動量を算出し、この一定速区
   間の移動量と指令送り速度より一定速区間のサンプリン
   グ数と一サンプリング周期における移動量とを計画し、
   加速区間の最終サンプリング周期における移動量あるい
   は減速区間の最初の最終サンプリング周期における移動
   量が一定速区間の一サンプリング周期における移動量よ
   り大きい場合にはそれが解消されるまで加速区間あるい
   は減速区間のサンプリング数を減じて一定速区間のサン
   プリング数を増加し、一定速区間の一サンプリング周期
   における移動量を修正することを特徴とする数値制御装
   置の数値制御指令データの前処理方法。
2. 【請求項２】 加速区間の最終サンプリング周期におけ
   る移動量あるいは減速区間の最初の最終サンプリング周
   期における移動量が一定速区間の一サンプリング周期に
   おける移動量より大きい場合にサンプリング数を減じる
   のは、加速区間と減速区間のうちその上回り量が大きい
   方であることを特徴する請求項１に記載の数値制御装置
   の数値制御指令データの前処理方法。