JPS5822410A - 数値制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御方式（係り、特に所定平面上のプログ
ラム通路を、該平面に対して所定角度傾けてなる射影面
に投影して得られる射影通路に沿って数値制御加工を行
なう数値制御方式ワイヤカット放電加工機をはじめとす
る工作機械においては、所定平面たとえばＸ−Ｙ平面上
のプログラム通路を該Ｘ−Ｙ平面に対して所定角度（射
影角）傾けてなる射影面に投影して携られる通路（射影
通路という）Ｋ沿って加工を施したい場合がある。かへ
る場合、ＸＹ平面上ではたとえば円弧であっても射影面
上では円弧でなくなる。このため、従来は、射影通路を
特定するＮＣデータを作成し、該ＮＣデータに基いて数
値制御処理を行ない射影通路に沿った加工を施していた
。しかし、射影通路を特定するＮＣデータの作成には和
尚のプログラム時間を必要とし、非常に面倒であった。

以上から１本発明は射影通路のＮＣデータを作成する必
要がない数値制御方式を提供することを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

ｗｃ１図は射影面と射影通路を説明する説明図である。

図中、１１ＦｉＸ−ｌ平面、１２はＸ−ｌ平面上のプロ
グラム通路、１５は射影面（ｘ’　　Ｙ″平面）であり
、Ｘ−ｌ平面１１をＹ軸を中心に射影角αだけ傾けたも
のである。１４はＸ−Ｙ平面１１に対し垂直に、しかも
下方向（矢印入方向）からプログラム通路１２を射影面
１５上に投影してなる射影通路でおる。このように、ｘ
−ｌ平面に垂直な方向からプログラム通路１２を投影す
ると射影通路１４はＹ方向に延びる。たとえばＸ−ｌ平
面１１上のプログラム通路が円であれば、射影通路はＹ
′方回に長軸を有する随円となる。一方、射影面１５に
垂直Ｋ（矢印Ｂ方向から）グログラム通路１２を該射影
面１５上に投影すると射影通路１４はプログラム通路１
２に対しＹ“方向に縮む。

たとえばＸ−ｌ平面１１上のプログラム通路が円であれ
ば射影通路はＹ方向に縮み、Ｙ方向に長軸を有する随円
となる。尚、以上はＹ軸を中心にしてＸ−ｌ平面を回転
させて射影面を形成した場合であるが、Ｙ軸を中心にし
てＸｌ平面を回転させて射影面を形成しても同様なこと
がいえる。

第２図はＸＹ座標を角度θ回転させてＸ′Ｙ座標系を設
定した場合の説明図である。さて、射影面を形成する場
合、ｘｙｍ４１ｉ全角度（射影方向角という）θ回転さ
せてｙ−ｌ平面を得、しかる後Ｙ軸（Ｙ’軸でもよい）
を中心に射影角α回転させるることにより射影面（ｘ”
−ｙ”平面）を得る場合が一般的である。

か〜る場合、射影面（Ｘ／−Ｙ”平面）とＸ−ｌ平面間
の変換式が得られへば、該変換式を用いてＸ−ｌ平面上
のプログラム通路をｘ”−ｙ“平面上の射影通路に変換
することができ、予め射影通路を特定するＮＣデータを
作成する必要はない。

今Ｘ−Ｙ平面を、原点Ｏを中心に射影方向角θだけ回転
させて得られる平面をｘ’−ｙ’平面とすると、該Ｘ’
−Ｙ’平面上のポイン）Ｐの座標（２−ν′）はＸ−Ｙ
平面上の座標（ｇ、ｙ）を用いて次式よ轢求めることが
できる。

第６図はＸ’−Ｙ’平面と７−Ｙ“平面（射影面ン間の
変換式を説明する説明■である。Ｘ’−Ｙ”平面は、ｙ
−ｌ平面をＹ軸を中心に射影角αだけ回転させて得られ
る。今、ダーＹ平面に垂゛直になるように該ｙ−Ｙ平面
上のポイン）Ｑをｉ−１’平面に投影し九ときのポイン
トを４とすれば該ポイントｑの座標（ｇ、ｙ）は π＝ｄ＊　　　ｙ＝ｙ’／（２）α　　　　　　・・・
（２）となり、ｙ−７平面とＸ”ｌ平面間の変換式はと
なる。但し、　　ｋ　−／、、αテｈ　ル。

又、第６図において射影面（ｘ”−ｙ”平面）に垂直に
ポイン）Ｑを−１−ｌ平面に投影したときのポイントを
ずとすれば該ポイントこの座標（：、；）は コニｓ慶　　ｙ　＝　ｙ　　−ｃｔｘａ　　　　　　　
　　−（４１となり、Ｙ−ｌ平面とｘ′−１平面間の変
換式はｋ　＝　ｃａｓａ　ｌすると（３）式で表現でき
る。以上から、投影方向に応じてｋとして−或い’ｒｈ
　／ａ−ａを適宜選択するものとすればｘ’−ｙ’平面
とＸ”−Ｙ”平面間の変換式は（３）式によって表現で
きる。従って、（３）式に（１）式を代入すれば７−Ｙ
″平面とＸ−ｌ平面間の変換式が得られる。

即ち。

が１−−ｌ平面とＸ−ｌ平面間の変換式となる。さて、
この座標値ｚ、ｖをｘ−ｙ＠＠系からながめると、換言
すればＸ−Ｙ座標系でみた図形データに変換すると、 となる。尚、（６）式Ｆｉｉ’−ｙ”平！ｌｌｌを一〇
回転させ。

座標変換することにより得られる。（６）式を展開する
と、 ；’ａ　（（Ｘｍ”θ十ｋａｆｔ”θ）　、−）−ｓｉ
ｎ１９　・−−（１−ｋ　）　ｙ　　　・”　（７）ｙ
　＝　ｓｉｎθ、（２）θ−（１−ｋ）ｓ−１−（−〇
十に一〇）　ｖ　　　　６０．（８）となる。

Ｒ４図及び第５図は本発明の数値制御方式を説明する説
明図であり、第４図は概略ブロック図、第５図は詳細な
ブロック図である。

図中、２１は補間回路、２２は射影変換回路である。尚
、図示しないが紙テープその他のＮＣプログラム記憶媒
体にはＸＹ平面上のプログラム通路を特定するＮＣデー
タが記憶されており、１ブロツクづつ読込まれる。　　
　　　：。

さ′″Ｃ１紙テープから１ブロツク分のＮＣデータが読
みとられ、該ＮＣデータが位置決め或いは通路データで
あれば該データル、　Ｙｃは補間回路２１に入力される
。補間回路２１は位置決めデータが入力され〜ば該デー
タに基いてパルス分配演Ｘｔ−実行し１分配パルスＸｐ
、Ｙｐを射影変換回路２２に出力する。射影変換回路２
２Ｆｉ該分配パルスに基いて後述する射影変換を実行し
、該射影変換して得られたパルス列Ｘｓ　、　Ｙ＊を図
示しないサーボ回路に与え工具、テーブルなどの可動部
材の移動を制御する。

第５図は射影変換回路のブロック図であり１図中１０１
は射影方向角θ、射影角α、投影方向情報ＯＤＤを入力
されて馳θｒ　ｃｃ、　ｌ　ｋ　（＝ａｙａ　ｃｌ　又
１ｉ　’／、、。）を演算する演算部、１ｏ２は−を記
憶するレジスタ、１０３Ｆｉｓｉｎθを記憶するレジス
タ、　１０４Ｆｉ、ｋを記憶するレジスタ、１ｏ　ｓＸ
、　　１ｏ　ｓＹＨ演Ｘ結来記憶用レジスタ、１ｏ６Ｘ
、１ｏ６Ｙは分配パルスＸｐ或いＶｉＹｐが発生したと
き所定の演算を行なう演算回路である。

さて、演算回路ＩＤ６ＸはＸ軸の分配パルスＸ２が発生
する毎に、演算結果記憶用レジスタ１０５Ｘの内容Ｒ１
とすると へ十（ａ、ｓり十に、−〇）→Ｒ１ の演算を行ない、オーバフローパルスをＸ軸方向の射影
変換パルス廟として出力し、オーツ（フローを除いた残
余の演算結果を演算結果記憶用レジスタ１０５Ｘに新た
にＲ１として格納する。又、演算回路１０６ＸＦｉＹ軸
方向の分配パルスｙｐが発生する毎に 鳥＋−θ・−・（１−ｋ）→Ｒ１ の演算を行ない、オーバフローパルスをＸ軸方向の射影
変換パルスＸ＠とじて出力し、オーバフローパルスを除
いた残余の演算結果を演算結果記憶用レジスタ１０５Ｘ
Ｋ新たにＲ１として格納する。即ち、演算回路１０６Ｘ
は（７）式に示す射影変換演算を行ない、Ｘ軸方向に２
個、Ｙ軸方向に１個の分配パルスＸｐ　＊　Ｙｐがそれ
ぞれ発生すると１個の射影変換パルスＸ＄を出力する。

但し＊ｚＶｉ次式ｌく〔（−〇十に一〇）膠十−−−・
（１ｋ）ｙ）＜（：＋　１）を満足する整数である。

一方、演算回路１０６ＹはＸ軸の分配パルスｘｐが発生
する毎に ｉ９ｔ　＋　ｓｉｎθ・可θ・（１−ｋ）→Ｓ１の演算
を行ない、オーバフローパルスをＹ軸方向の射影変換パ
ルスＹ８として出力し、オーバフローパルスを除いた残
余の演算結果をレジスタ１０５Ｙに新たに８里として格
納する。但し％Ｓ１は演算結果記憶用レジスタ１０５Ｙ
の内容である。又、演算回路１０６ＹはＹ軸方向の分配
パルスＹｐが発生する毎に Ｓ１＋（ＳＩｎθ＋に−ａａｓθ）→Ｓ１の演算を行な
いオーバ７０−パルスをＹ軸方向の射影変換パルスＹ１
として出力し、オーバ７０−パルスを除いた残余の演算
結果を゛涜ｓ結耳記情用レジスタ１０５Ｙに新たに出と
して格納する。即ち。

演算回路１０６　Ｙ＃−１（８１式に示す射影変換演算
を行ない、Ｘ軸方式Ｋｇ個、Ｙ軸方向Ｋ１側の分配パル
スＸｐ　＊　Ｙｐがそれぞれ発生すると１個の射影変換
パルスＹｓを出力する。但し　、ｙは次式ｊ’＜　（＝
Ｉ９−ｃｔｄＪ　−（１−ｋ　）　・ｇ＋（”’θ＋ｋ
ｊθ）・ｖ’）＜　ｓ４１　）を満足する整数である。

以上のように演算回路１０６Ｘ、１０６Ｙにおいて射影
変換演算が行われ、該変換により得られた射影変換パル
ス列Ｘｓ　、　Ｙｓを図示しないサーボ回路に与え、工
具、テーブルなどの可動部材の移動を制御すれば、該可
動部材は射影面上の射影通路に沿って移動することＫな
る。尚、射影変換回路２２を単能のハードウェアにより
構成した場合について説明したがマイコン等によっても
構成することができる。

第６図は本発明の別の実施例ブロック図である。

第６図において％第４図、第５図と異なる点は。

ば）紙テープなどからｘＹ千画面上プログラム通路を特
定するＮＣデータが読み込まれると、一旦（７）（８）
式に基いて射影変換処理を行ない、該射影変換処理によ
り得られたデータに基いてパルス分配演算を行なってい
る点、に）円弧などの曲線を多数の微小直線に分割し、
該微小直線に射影変換処理を施している点の２点である
。

図中、５１はたとえば円弧を多数の微小直線で近似する
近似回路である。この近似回路３１は円弧３１ａ（第７
図）を微小中心角Δθ毎に分割し。

各分割点ＰＩ（１＝Ｑ、１．２・・・）を順次結ぶこと
により円弧を直線近似する。尚、分割点ＰＩのＸ、Ｙ座
標Ｘ１．　Ｙｔ　Ｉｄ次式により、 ＸＩ　＝Ｒ−１，Ｙｉ工Ｒ１馳θ五 により求まる。５２は射影変換回路であり、ＸＴＹ平面
上の各直線の始点及び終点に対しく７）、（８）式の射
影変換処理を施し、射影面（ｙ′７千面）上の座標な演
算する。３５Ｆｉ補間回路で、射影変換回路３２の変換
データに基いてパルス分配演算を寮行する。尚１図示し
ないが紙テープその他のＮＣ、プログラム記憶媒体には
Ｘ−Ｙ平面上のプログラム通路を特定するＮＣデータが
記憶されており、該ＮＣデータＦｉ１ブロックづつ読み
込まれる。

さて１紙テープから１ブロック分のＮＣデータが読みと
られ％＃ＮＣデータが直線補間データＸｃ　ｒＹｃであ
れば該直線補間データは射影変換回路５２に入力され、
こへで直線の終点座標は射影面上の座標Ｋ（７）、　（
８１式を用いて変換される。しかる後、射影面上受のイ
ンクリメンタル値が演算され、該インクリメンタル値に
基いて補間回路３５によりパルス分配が行われ得られた
分配パルス列Ｘｓ　、　Ｙｍを図示しないサーボ回路に
与え、工具、テーブルなどの可動部材の移動を制御する
。肖１紙テープから読み取られたＮＣデータが円弧補間
データであれば、近似回路３１において円弧を多数の微
小直線に分割し、各微小直線を射影変換回路３２に入力
する。

以上１本発明によれば射影面上の通路を特定するＮＣデ
ータを作成する必要はないからプログラミングの簡略化
及びプログラム時間の短縮化が図れた。又１本発明によ
れば簡単に射影面上の加工を行なうことができ、ＮＣ装
置の応用分野の拡大、機能アップに貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は射影面と射影通路を説明する説明図。 第２図はＸＹ座標を角度θ回転させてＸ′Ｙ座標系を設
定した場合の説明図、第５図はｘ’ｙ’平面とＸＹ千面
（射影面）間の変換式を説明する説明図。 第４図及び第５図は本発明を実現するブロック図。 第６図は本発明を実現する別のブロック図、第７図は円
弧を直線に分割する分割手法の説明図である。 ２１．３３・・・補間回路、２２．５２・・・射影変換
回路、３１・・・近似回路、１０１・・・演算部、１０
６Ｘ、１０４Ｙ・・・演算回路 特許出願人　　富士通ファナック株式会社代理人　弁理
士　辻　　　　　實 外２名 拠４０ 第５図 第６図 第７０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　所定平面上のプログラム通路を、該平面に対
   して所定角度傾けてなる射影面に投影して得られる射影
   通路に沿って数値制御加工を行なう数値制御方式におい
   て、前記プログラム通路を特定するデータに基いて補間
   演算を行ない、補間演算出力に対し射影変換を施し、射
   影変換出力により可動部の位置制御を行なうことを特徴
   とする数値制御方式。
2. （２）所定平面上のプログラム通路を、該平面に対して
   所定角度傾けてなる射影面に投影して得られ九射影通路
   に沿りて数値制御加工を行なう数値制御方式において、
   前記プログラム通路を特定するデータに対して射影変換
   を施し、射影変換出力データに基いて補間演算を行ない
   該補間演算出力により可動部の位置制御を行なうことを
   特徴とする数値制御方式。