JP2000267718A - Inter-block speed control method for numerical controller - Google Patents

Inter-block speed control method for numerical controller

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JP2000267718A
JP2000267718A JP11068488A JP6848899A JP2000267718A JP 2000267718 A JP2000267718 A JP 2000267718A JP 11068488 A JP11068488 A JP 11068488A JP 6848899 A JP6848899 A JP 6848899A JP 2000267718 A JP2000267718 A JP 2000267718A
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block
speed
inter
allowable
length
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Takanori Suetomi
孝典 末富
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an inter-block stop state without increasing the total machining time via a smooth speed reduction operation among a series of continuous machining operations by comparing an allowable speed with the feeding speed of a block and clamping the feeding speed of the block to the allowable speed when the former speed is higher than the latter speed. SOLUTION: The length, the feeding speed F, etc., of the next block n are confirmed in the preceding block, e.g., an n-1 section, and the mean length is calculated by a statistic technique among the blocks n-2, n-1 and n. Then, a feeding speed, i.e., the allowable speed Vn' of the block n is calculated from the mean block length to prevent an inter-block stop state that is caused when the execution of the next block n+1 is over in the block n. The feeding speed F of the block n is compared with the speed Vn', and the speed F is clamped by the speed Vn' if the former is higher than the latter. In other words, the speed F is reduced down to a speed V' to prevent the inter-block stop state of the block n.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御装置の送
り速度制御方法に関し、特に、連続する微小ブロックか
ら成る加工プログラム等で、ブロック間停止の発生を抑
制するブロック間速度制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feed rate control method for a numerical controller, and more particularly, to a method for controlling an inter-block speed in a machining program or the like composed of continuous minute blocks to suppress occurrence of inter-block stop. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】数値制御装置(CNC)は、加工プログ
ラムによって指令された送り速度で工具を移動させて加
工が行われる。こうした数値制御装置のブロック図とし
ては、例えば、図3に示すようなものがある。図3に示
す数値制御装置の、CPU111はROM112に格納
するシステムプログラムに従って、数値制御装置全体を
制御し、RAM113や不揮発性メモリ114には、各
種データ、加工プログラム114a、パラメータ、許容
最小移動時間のパラメータ等を格納している。PMC
(プログラマブル・マシン・コントローラ)115は、
M機能、S機能又はT機能等の指令に基づき工作機械を
直接制御し、グラフィック制御回路116は、各軸の現
在位置、移動量等のRAM113に格納されたデータの
表示を行う。軸制御回路118はCPU111から位置
指令を受けて、サーボアンプ119を介しサーボモータ
120を制御している。
2. Description of the Related Art A numerical controller (CNC) performs machining by moving a tool at a feed speed specified by a machining program. FIG. 3 shows a block diagram of such a numerical controller, for example. The CPU 111 of the numerical control device shown in FIG. 3 controls the entire numerical control device according to a system program stored in the ROM 112. The RAM 113 and the non-volatile memory 114 store various data, a machining program 114a, parameters, Stores parameters etc. PMC
(Programmable machine controller) 115
The machine tool is directly controlled based on commands such as the M function, the S function, or the T function, and the graphic control circuit 116 displays data stored in the RAM 113 such as the current position of each axis and the movement amount. The axis control circuit 118 receives a position command from the CPU 111 and controls the servomotor 120 via the servo amplifier 119.

【0003】図4はこうした数値制御装置における従来
装置の工具の送り速度制御の様子を示した図である。す
なわち、一般的に図4(a)に示すような加工プログラ
ム軌跡の各ブロックN1〜N8に従い、工具がXY平面
上を移動する場合、例えば、ブロックN2が工具移動量
の小さい微小ブロックだとすると、図4(b)に示すよ
うに、ブロックN2の区間内に行われる次のブロックN
3の前処理が終了しない前にブロックN2の実行が完了
してしまって、ブロックN2とN3の間に速度0の区
間、つまり、工具のブロック間停止が発生して装置にシ
ョックを与える等の不都合が発生するので、ブロックN
2の実行の速度を減速させて、ブロックN3の前処理が
終了しない前にブロックN2の実行が完了にならないよ
うに速度制御している。このブロックN2の減速の程度
としては、ブロックN2の工具の移動量を許容最小時間
で割って許容最大速度を求め、ブロックN2の送り速度
と比較して、送り速度が許容最大速度より大きい場合
は、送り速度を許容最大速度にクランプしてブロックN
2の移動速度を減速制御するもので、この許容最小時間
は、工具の移動速度が早過ぎるために工具移動の一時的
な停止が発生するのを防ぐために設けられる減速のため
の時間で、ブロックN2区間でブロックN3の前処理に
要する時間に相当する時間である。具体的には、例え
ば、図4(b)に示す80msが前処理時間で、仮にブ
ロックN2の移動量が1mmとすれば、許容最大速度は
1/80 ×60=750mm/minとなり、図5に
示すように、微小ブロックN2では、N1の移動速度4
000mm/minから750mm/minに減速する
ことで、ブロック間停止を防止している。
FIG. 4 is a view showing a state of controlling the feed speed of a tool of a conventional apparatus in such a numerical control apparatus. That is, when the tool moves on the XY plane according to the blocks N1 to N8 of the machining program trajectory as shown in FIG. 4A, for example, if the block N2 is a small block having a small tool movement amount, As shown in FIG. 4 (b), the next block N
The execution of the block N2 is completed before the pre-processing of No. 3 is not completed, and a section of the speed 0 between the blocks N2 and N3, that is, a stop between the blocks of the tool occurs to give a shock to the apparatus. Since an inconvenience occurs, block N
2, the speed of the execution of the block N2 is controlled so that the execution of the block N2 is not completed before the preprocessing of the block N3 is completed. As the degree of the deceleration of the block N2, the allowable maximum speed is obtained by dividing the moving amount of the tool in the block N2 by the allowable minimum time, and is compared with the feed speed of the block N2. , The feed rate is clamped to the maximum allowable
The allowable minimum time is a time for deceleration provided to prevent a temporary stop of the tool movement due to the tool moving speed being too fast, and is a block. This is a time corresponding to the time required for the pre-processing of the block N3 in the section N2. Specifically, for example, if the pre-processing time is 80 ms shown in FIG. 4B and the moving amount of the block N2 is 1 mm, the allowable maximum speed is 1/80 × 60 = 750 mm / min. As shown in the figure, in the small block N2, the moving speed of N1 is 4
The deceleration from 000 mm / min to 750 mm / min prevents inter-block stop.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、ブロック間停止を抑制するために、各
ブロックにおけるブロック長から求めた許容最大速度と
送り速度を比較し、送り速度が許容最大速度を上回った
場合は、送り速度(指令速度)を許容最大速度にクラン
プしていたので、プログラム中に一つだけ微小ブロック
が存在しただけでも許容最大速度(例えば4000mm
/min→750mm/minへ)まで減速してしま
い、加工時間がいたずらに延びてしまうという問題があ
った。そこで、本発明は、一連の連続加工動作の中で極
端な減速を避けて円滑な減速動作により全体の加工時間
を増加させずに、ブロック間停止を防止できる数値制御
装置のブロック間速度制御方法を提供することを目的と
している。
However, in the above conventional example, in order to suppress the inter-block stop, the maximum allowable speed obtained from the block length of each block is compared with the maximum allowable feed speed. Is exceeded, the feed speed (command speed) is clamped to the maximum allowable speed, so even if only one microblock exists in the program, the maximum allowable speed (for example, 4000 mm)
/ Min → 750 mm / min), and the processing time is unnecessarily extended. Therefore, the present invention provides an inter-block speed control method of a numerical control device capable of preventing inter-block stop without increasing the entire machining time by smooth deceleration operation by avoiding extreme deceleration in a series of continuous machining operations. It is intended to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、各ブロックの送り速度がそ
れぞれのブロック長から求めた許容速度よりも大きい場
合には送り速度を許容速度にクランプしてブロック間停
止を防止する数値制御装置のブロック間速度制御方法に
おいて、任意のブロックnまでの平均ブロック長より許
容速度を求め、前記許容速度と前記ブロックnの送り速
度とを比較して、前記送り速度が前記許容速度より大き
い場合には前記送り速度を前記許容速度にクランプする
ことを特徴としている。この構成により、微小ブロック
がプログラム中に特異的に存在する場合でも必要以上の
減速を行わずに済み、またブロック間停止を防止するこ
ともできる。また、請求項2記載の発明は、前記任意の
ブロックnの前記許容速度Vn’は、前記ブロックnま
での平均ブック長をLn’、ブロック解析時間をTとし
た場合に、Vn’=Ln’/T、として求めることを特
徴としている。この構成によれば、ブロック単位ではな
くブロックnまでの平均ブロック長Ln’を許容速度の
算出根拠として、許容速度Vn’=Ln’/T、を求め
て、送り速度がVn’より大きい場合には微小ブロック
nの送り速度を、Vn’にクランプするので、ブロック
n区間で極端に減速されることは無く、全体の加工時間
を大幅に増加させずに、ブロック間停止を防止できる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, when the feed speed of each block is higher than the allowable speed obtained from each block length, the feed speed is set to the allowable speed. In the inter-block speed control method of the numerical controller for preventing the inter-block stop by clamping to, an allowable speed is obtained from an average block length up to an arbitrary block n, and the allowable speed is compared with the feed speed of the block n. When the feed speed is higher than the allowable speed, the feed speed is clamped at the allowable speed. With this configuration, even when a small block is specifically present in a program, unnecessary deceleration is not required, and stoppage between blocks can be prevented. Further, in the invention according to claim 2, the allowable speed Vn 'of the arbitrary block n is such that when an average book length up to the block n is Ln' and a block analysis time is T, Vn '= Ln'. / T). According to this configuration, the permissible speed Vn '= Ln' / T is calculated using the average block length Ln 'up to the block n instead of the block unit as a basis for calculating the permissible speed. Clamps the feed speed of the minute block n to Vn ', so that it is not extremely decelerated in the block n section, and the inter-block stop can be prevented without greatly increasing the entire machining time.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に
係る数値制御装置のブロック間速度制御方法によるクラ
ンプの状態を示す図である。図2は図1に示す数値制御
装置のブロック間速度制御方法の処理のフローチャート
である。図1において、1は加工プログラムの軌跡を表
し、nはその中の微小ブロックであり、n−1、n−2
は前ブロックを、n+1は後ブロックを表す。2は送り
速度Fで、3は許容速度V’(又はVn’)である。V
(又はVn)は比較のために示した従来の許容速度(許
容最大速度)である。つぎに動作について説明する。図
1に示すようなプログラム軌跡1を実行する場合、ブロ
ックnはプログラム中最小であり、ブロック間停止を防
止する本発明の速度制御対象となる。そこで、図2のフ
ローチャートを参照して説明する。 先ず処理がスタートすると(S100)、前ブロッ
ク、例えば、n−1区間において、次ブロックnのブロ
ック長Lnや送り速度F等を確認して、・・・、n−
3、n−2、n−1、nまでの各ブロックの平均ブロッ
ク長をLn’とすると、Ln’={・・・+(n−3)
+(n−2)+(n−1)+n}/n、となる。これを
統計的手法等により算出する(S101)。 次に、ブロックnで次のブロックn+1のフィード
フォワード処理中に、ブロックnの実行が完了してしま
う場合に起こるブロック間停止を発生させないための送
り速度、即ち、ブロックnの許容速度Vn’を前記平均
ブロック長Ln’から演算する(S102)。 Vn’=Ln’/T ブロックnの送り速度FとS102で求めた許容速
度Vn’との比較をして(F>Vn’?)、NOの場合
はブロック停止の発生は無いのでS105へスキップし
て終了する。 F>Vn’?がYESの場合はブロックnの送り速
度Fを許容速度Vn’でクランプする。すなわち、図1
の送り速度FをV’(=Vn’)に減速することで、ブ
ロックnのブロック間停止を防止する(S104)。な
お、クランプ処理S104に関しては図1に示すよう
に、CNCの切削中に行われる加減速機能(S字形加減
速、非対称加減速等)が同時に行われるので、ブロック
(n−1)の途中で減速を開始し、ブロックn区間はV
n’に減速し、ブロックn+1で再びFまで加速される
ような速度制御となり、従来例のような急激な速度変化
は避けて、滑らかに減速、加速するように制御される。
このように、本実施の形態によれば、図1に比較のため
に示した従来の速度制御の場合は、ブロックnの許容速
度Vn(=V)は、 Vn=Ln/T 但し、Lnはブロックnのブロック長、Tはブロックn
解析時間、となり、Lnは微小で送り速度がVnより大
きいので、ブロックn単位の処理として送り速度は許容
速度Vn(V)でクランプされ、この場合のVn(V)
の値は送り速度F/2以下にまで減速されることにな
り、加減速機能によりブロックn−1の前半中に減速を
開始されることになるので、全体の加工時間を大幅に増
加させてしまう。これに対して、本発明の場合は、ブロ
ック長Ln’がブロック単位ではなく、ブロックnまで
の平均ブロック長としたので、ブロックnのブロック長
Lnがプログラム中最短である場合は、Ln’>Ln、
となるため、Vn’>Vn、となって、減速幅が相当小
さくなり全体の加工時間を従来よりも短縮できると共
に、ブロック間停止も有効に防止できるので、微小ブロ
ックを含む高速加工プログラムのサイクルタイム短縮に
極めて有効である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a clamp state by an inter-block speed control method of a numerical controller according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of the process of the inter-block speed control method of the numerical controller shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a locus of a machining program, n denotes a minute block therein, and n-1 and n-2.
Represents a previous block, and n + 1 represents a subsequent block. 2 is the feed speed F, and 3 is the allowable speed V '(or Vn'). V
(Or Vn) is the conventional permissible speed (permissible maximum speed) shown for comparison. Next, the operation will be described. When the program trajectory 1 as shown in FIG. 1 is executed, the block n is the smallest in the program, and is a speed control object of the present invention for preventing inter-block stop. Therefore, a description will be given with reference to the flowchart of FIG. First, when the processing starts (S100), in the previous block, for example, in the (n-1) -th section, the block length Ln and the feed speed F of the next block n are checked, and so on.
Assuming that the average block length of each block from 3, n-2, n-1, and n is Ln ', Ln' = n... + (N-3)
+ (N−2) + (n−1) + n} / n. This is calculated by a statistical method or the like (S101). Next, during the feed forward processing of the next block n + 1 in the block n, the feed speed for preventing the inter-block stop that occurs when the execution of the block n is completed, that is, the allowable speed Vn ′ of the block n is determined. The calculation is performed from the average block length Ln '(S102). Vn '= Ln' / T A comparison is made between the feed speed F of the block n and the allowable speed Vn 'obtained in S102 (F>Vn'?). In the case of NO, there is no block stop, and the process skips to S105. And exit. F> Vn '? Is YES, the feed speed F of the block n is clamped at the allowable speed Vn '. That is, FIG.
Is reduced to V ′ (= Vn ′) to prevent the block n from stopping between blocks (S104). As for the clamping process S104, as shown in FIG. 1, since the acceleration / deceleration function (S-shaped acceleration / deceleration, asymmetric acceleration / deceleration, etc.) performed during the cutting of the CNC is performed simultaneously, it is performed in the middle of the block (n-1). Start deceleration and block n section is V
Speed control is performed such that the speed is reduced to n 'and accelerated again to F in block n + 1. Thus, the speed is controlled to be smoothly reduced and accelerated while avoiding a sudden change in speed as in the conventional example.
Thus, according to the present embodiment, in the case of the conventional speed control shown for comparison in FIG. 1, the allowable speed Vn (= V) of the block n is: Vn = Ln / T where Ln is Block length of block n, T is block n
Since the analysis time, Ln is very small and the feed speed is higher than Vn, the feed speed is clamped at the allowable speed Vn (V) as processing in units of block n, and Vn (V) in this case is used.
Is decelerated to the feed speed F / 2 or less, and the acceleration / deceleration function starts the deceleration in the first half of the block n-1, so that the entire machining time is greatly increased. I will. On the other hand, in the case of the present invention, the block length Ln 'is not the block unit but the average block length up to the block n. Therefore, when the block length Ln of the block n is the shortest in the program, Ln'> Ln,
Vn ′> Vn, the deceleration width is considerably reduced, the entire machining time can be shortened as compared with the conventional case, and the inter-block stop can be effectively prevented. This is extremely effective in reducing time.

【0007】[0007]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各ブロックのブロック長ではなく、これまで解析してき
たブロックの平均ブロック長を、クランプ速度の算出条
件としてブロック間停止を防止するように構成したの
で、ブロック間停止を抑止できると共に、むやみな減速
を抑制して加工時間を有効に短縮できる効果がある。
As described above, according to the present invention,
Instead of the block length of each block, the average block length of the blocks analyzed so far is used as a calculation condition of the clamp speed so as to prevent block-to-block stop. There is an effect that the processing time can be suppressed and the processing time can be effectively reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る数値制御装置のブロ
ック間速度制御方法によるクランプの状態を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a state of clamping by an inter-block speed control method of a numerical controller according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す数値制御装置のブロック間速度制御
方法の処理のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of a process of an inter-block speed control method of the numerical controller shown in FIG. 1;

【図3】本発明の対象とする数値制御装置のブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram of a numerical controller according to the present invention.

【図4】従来のブロック間停止の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional inter-block stop.

【図5】従来のクランプの状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a state of a conventional clamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プログラム軌跡 2 送り速度 3 許容速度 1 Program locus 2 Feed speed 3 Allowable speed

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各ブロックの送り速度がそれぞれのブロ
ック長から求めた許容速度よりも大きい場合には送り速
度を許容速度にクランプしてブロック間停止を防止する
数値制御装置のブロック間速度制御方法において、 任意のブロックnまでの平均ブロック長より許容速度を
求め、前記許容速度と前記ブロックnの送り速度とを比
較して、前記送り速度が前記許容速度より大きい場合に
は前記送り速度を前記許容速度にクランプすることを特
徴とする数値制御装置のブロック間速度制御方法。
An inter-block speed control method for a numerical controller for preventing a block-to-block stop by clamping a feed speed to an allowable speed when a feed speed of each block is higher than an allowable speed obtained from each block length. In, the permissible speed is obtained from the average block length up to an arbitrary block n, and the permissible speed is compared with the feed speed of the block n. If the feed speed is higher than the permissible speed, the feed speed is An inter-block speed control method for a numerical control device, characterized in that clamping is performed at an allowable speed.
【請求項2】 前記任意のブロックnの許容速度Vn’
は、前記ブロックnまでの平均ブロック長をLn’、ブ
ロック解析時間をTとした場合に、 Vn’=Ln’/T として求めることを特徴とする請求項1記載の数値制御
装置のブロック間速度制御方法。
2. The permissible speed Vn ′ of the arbitrary block n
2. The inter-block speed of the numerical control device according to claim 1, wherein, when the average block length up to the block n is Ln 'and the block analysis time is T, Vn' = Ln '/ T. Control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102360198A (en) * 2011-08-03 2012-02-22 北京配天大富精密机械有限公司 Speed programming method of operating equipment in numerical control system, apparatus thereof and numerical control machine tool
CN104331025B (en) * 2014-10-31 2017-01-25 西安交通大学 Velocity look-ahead preprocessing method oriented to efficient processing of tiny line segments

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