JP2001034319A - Locus controller - Google Patents
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- JP2001034319A JP2001034319A JP11210620A JP21062099A JP2001034319A JP 2001034319 A JP2001034319 A JP 2001034319A JP 11210620 A JP11210620 A JP 11210620A JP 21062099 A JP21062099 A JP 21062099A JP 2001034319 A JP2001034319 A JP 2001034319A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、NC工作機械、並
びに、自動搬送機及び自動組立機等の産業ロボットの備
える工具の運転軌跡を制御する軌跡制御装置に関し、特
にNC工作機械による金型切削の精度を向上するのに適
した軌跡制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an NC machine tool and a trajectory control device for controlling the operation trajectory of a tool provided in an industrial robot such as an automatic transfer machine and an automatic assembling machine. The present invention relates to a trajectory control device suitable for improving the accuracy of the trajectory.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、NC工作機械の備える工具、
及び、自動搬送機,自動組立機等の産業ロボットの備え
る工具の運転軌跡を制御する軌跡制御装置が知られてい
る。当該軌跡制御装置は、外部より入力される指令プロ
グラムに基づいて、上記NC工作機械等が備える工具を
実際に移動させるサーボモータの制御信号を出力する。2. Description of the Related Art Conventionally, a tool provided in an NC machine tool,
In addition, a trajectory control device that controls an operation trajectory of a tool included in an industrial robot such as an automatic transfer machine or an automatic assembly machine is known. The trajectory control device outputs a control signal of a servomotor that actually moves a tool included in the NC machine tool or the like based on a command program input from the outside.
【0003】上記指令プログラム(例えば、Gコード・
データ)は、制御対象の工具の移動軌跡(以下、指令軌
跡という)を表すデータ及び工具の移動速度のデータで
構成され、CAM( Computer Aided Manufacturing )
が、CAD等により作成された3次元の設計図に基づい
て生成する。上記3次元の設計図に表された自由曲線を
移動経路とする場合、CAMは、上記自由曲線を微小区
間に分割し、該微小区間の曲線を線分に置き換えて当該
自由曲線を折れ線で近似し、該近似した折れ線により自
由曲線を線形補間する指令プログラムを作成する。当該
指令プログラムの作成の際、CAMは、上記自由曲線と
折れ線との距離が所定の誤差の範囲内に収まるように、
折れ線を構成する線分の長さ及び数の設定を行う。The above command program (for example, G code
Data) is composed of data representing a movement locus of a tool to be controlled (hereinafter referred to as a command locus) and data of a moving speed of the tool, and is a CAM (Computer Aided Manufacturing).
Is generated based on a three-dimensional design drawing created by CAD or the like. When the free curve shown in the three-dimensional design drawing is used as a movement path, the CAM divides the free curve into minute sections, replaces the curve in the minute section with a line segment, and approximates the free curve with a polygonal line. Then, a command program for linearly interpolating the free curve with the approximated broken line is created. When creating the command program, the CAM sets the distance between the free curve and the polygonal line to fall within a predetermined error range.
The length and the number of line segments constituting the polygonal line are set.
【0004】工具を設計図の自由曲線の通りに精度良く
移動させるには、上記折れ線を構成する各線分の長さを
短くし、その数を増やせば良い。しかし、上記折れ線を
構成する線分の数の増加に伴ない、指令プログラムのサ
イズが大きくなる。この指令プログラムのサイズの増大
は、NC工作機械の処理に大きな負担となり、工具の移
動速度に限界が生じてくる。このため本来意図しない移
動速度の低下が発生するといった問題が生じる。[0004] In order to move the tool with high accuracy according to the free curve of the design drawing, the length of each line segment constituting the polygonal line should be shortened and the number thereof should be increased. However, the size of the instruction program increases with the increase in the number of line segments constituting the polygonal line. The increase in the size of the command program imposes a heavy burden on the processing of the NC machine tool, and a limit is imposed on the moving speed of the tool. For this reason, there arises a problem that the movement speed is unintentionally reduced.
【0005】上記の問題を回避するため、上記折れ線の
各線分を適当なスプライン曲線に置き換え、自由曲線を
スプライン補間する制御信号を出力する軌跡制御装置が
提案されている(例えば、特開平9−35054号公報
を参照)。上記軌跡制御装置は、スプライン曲線を利用
することで、設計図の自由曲線が数少ない線分により粗
く近似されている場合であっても、工具を設計図の自由
曲線の通りに精度良く移動させることができる。また、
スプライン曲線を利用することで、上記のような本来意
図しない移動速度の低下の発生を防ぐことができる。In order to avoid the above problem, a trajectory control device has been proposed which replaces each segment of the polygonal line with an appropriate spline curve and outputs a control signal for spline interpolation of a free curve (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1997). No. 35054). The trajectory control device uses a spline curve to accurately move a tool according to the free curve of the blueprint, even when the free curve of the blueprint is roughly approximated by a few line segments. Can be. Also,
By using the spline curve, it is possible to prevent the occurrence of the unintended lowering of the moving speed as described above.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来のCAMにより作
成される上記指令プログラムでは、同一の自由曲線が、
異なる長さの微小な線分を異なる数だけ接続して構成さ
れる折れ線により表現されることが頻繁に生じる(例え
ば、図9の指令軌跡A,B,Cを参照)。また、上記指
令プログラムにより指令される工具の移動軌跡の中に
は、CAD又はCAMの計算誤差により目的の軌跡の方
向と無関係な微小線分が含まれる場合がある(例えば、
図13の(a)を参照)。In the above command program created by the conventional CAM, the same free curve is
Frequently, a minute line segment having a different length is connected by a different number to form a polygonal line (for example, refer to command trajectories A, B, and C in FIG. 9). In addition, the tool movement trajectory commanded by the command program may include a minute line segment irrelevant to the direction of the target trajectory due to a CAD or CAM calculation error (for example,
(See FIG. 13A).
【0007】従来の軌跡制御装置では、設計図上で同一
の自由曲線を線形補間する指令プログラムの記述に上述
する要因によるばらつきがある場合、工作機械の工具を
同一の軌跡及び速度で移動させることができない。この
問題は、線形補間を行う各線分に従来の方式でスプライ
ン曲線を割り当てても解消されない。上記同一の自由曲
線に対する指令プログラムの記述のばらつきに起因する
工具の移動軌跡及び移動速度のばらつきは、特に金属加
工を行うNC工作機械の加工精度を低下させる原因とな
っていた。In a conventional trajectory control device, if the description of a command program for linearly interpolating the same free curve on a design drawing varies due to the above-described factors, the tool of the machine tool is moved with the same trajectory and speed. Can not. This problem cannot be solved by assigning a spline curve to each line segment for performing linear interpolation in a conventional manner. The variation in the movement locus and the movement speed of the tool due to the variation in the description of the command program with respect to the same free curve has caused a decrease in the machining accuracy, particularly of the NC machine tool that performs metal working.
【0008】本発明の目的は、指令プログラムの記述に
上述する要因によるばらつきがある場合でも、設計図上
で同一の自由曲線に対しては、同一の軌跡及び速度で工
作機械の工具を移動させることの可能な軌跡制御装置を
提供することである。An object of the present invention is to move a tool of a machine tool along the same trajectory and speed with respect to the same free curve on a design drawing even when the description of a command program has variations due to the above factors. It is to provide a trajectory control device capable of performing the following.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の軌跡制御
装置は、指令プログラムにより指令される移動軌跡及び
速度で、工作機械の工具を移動する制御信号を出力する
軌跡制御装置であって、上記指令プログラムにより指令
される工具の移動軌跡を原指令軌跡とし、当該原指令軌
跡中に含まれる不連続な局所変化をスムーズ化し、原指
令軌跡に対応する全体軌跡を抽出する抽出手段と、上記
抽出手段により抽出された全体軌跡の形状に基づいて、
工具の移動軌跡の修正及び移動速度の調節の少なくとも
一方を行う制御部とを備えることを特徴とする。A first trajectory control device of the present invention is a trajectory control device for outputting a control signal for moving a tool of a machine tool with a trajectory and a speed specified by a command program. Extracting means for setting a movement locus of a tool instructed by the command program as an original command locus, smoothing discontinuous local changes included in the original command locus, and extracting an entire locus corresponding to the original command locus; Based on the shape of the entire trajectory extracted by the extraction means,
A control unit that performs at least one of the correction of the movement locus of the tool and the adjustment of the movement speed.
【0010】本発明の第2の軌跡制御装置は、上記第1
の軌跡制御装置において、上記制御部は、移動軌跡内の
線分から、上記抽出手段により抽出された全体軌跡の形
状に比べて所定の角度以上異なる方向の線分を不良線分
として検出し、検出した不良線分を含む近傍の線分を上
記抽出した全体軌跡の形状に沿う線分に置き換えること
を特徴とする。[0010] The second trajectory control device of the present invention includes the first trajectory control device.
In the trajectory control device, the control unit detects a line segment in a direction different from the shape of the entire trajectory extracted by the extraction unit by a predetermined angle or more as a defective line segment from the line segment in the movement trajectory. The method is characterized in that a nearby line segment including the defective line segment is replaced with a line segment that follows the shape of the extracted overall trajectory.
【0011】本発明の第3の軌跡制御装置は、上記第1
の軌跡制御装置において、上記制御部は、移動軌跡内の
各線分を、上記抽出手段により抽出した全体軌跡の形状
に基づいてスプライン曲線に置き換えることを特徴とす
る。[0011] The third trajectory control device of the present invention comprises the first trajectory control device.
Wherein the control unit replaces each line segment in the movement trajectory with a spline curve based on the shape of the entire trajectory extracted by the extraction means.
【0012】本発明の第4の軌跡制御装置は、上記第1
の軌跡制御装置において、上記制御手段は、移動軌跡内
の線分から、上記抽出手段により抽出した全体軌跡の形
状に比べて所定の角度以上異なる方向の線分を不良線分
として検出し、検出した不良線分を含む近傍の線分を上
記抽出した全体軌跡の形状に沿う線分に置き換え、置き
換え後の移動軌跡内の各線分を、上記抽出した全体軌跡
の形状に基づいてスプライン曲線に置き換えることを特
徴とする。According to a fourth trajectory control device of the present invention, the first
In the trajectory control device, the control means detects a line segment in a direction different from the shape of the entire trajectory extracted by the extraction means by a predetermined angle or more as a defective line segment from the line segment in the movement trajectory. Replacing nearby line segments including a defective line segment with a line segment along the shape of the extracted overall trajectory, and replacing each line segment in the replaced movement trajectory with a spline curve based on the extracted overall trajectory shape. It is characterized by.
【0013】本発明の第5の軌跡制御装置は、上記第1
乃至第4の何れかの軌跡制御装置において、更に、工具
の移動軌跡の内、自由曲線を線形補間する線分以外の線
分で構成されるエッジ部を検出するエッジ検出手段と、
エッジ検出手段により検出されたエッジ部を通過する際
の工具の移動速度を、エッジ部の角度に応じて減速させ
る速度制御手段とを備えることを特徴とする。According to a fifth trajectory control device of the present invention,
In any one of the trajectory control devices of the fourth to fourth aspects, further, an edge detection unit that detects an edge portion formed by a line segment other than a line segment that linearly interpolates a free curve, among the movement trajectories of the tool,
And a speed control means for reducing the moving speed of the tool when passing through the edge portion detected by the edge detection means in accordance with the angle of the edge portion.
【0014】本発明の第6の軌跡制御装置は、上記第5
の軌跡制御装置において、上記エッジ検出手段は、所定
長以上の線分により構成されるエッジ部を、自由曲線を
線形補間する線分以外の線分で構成されるエッジ部であ
るとして検出することを特徴とする。The trajectory control device according to the sixth aspect of the present invention includes the fifth trajectory control device.
In the trajectory control device, the edge detecting means may detect an edge portion formed by a line segment having a predetermined length or more as an edge portion formed by a line segment other than a line segment for linearly interpolating a free curve. It is characterized by.
【0015】本発明の第7の軌跡制御装置は、請求項1
乃至請求項4の何れかに記載の軌跡制御装置であって
予め、線形補間する各線分について、自由曲線を線形補
間する線分であるのか否かについてのデータが付加され
ている指令プログラムが入力された場合に、当該指令プ
ログラムに付加されている上記データに基づいて、自由
曲線を線形補間する線分以外の線分で構成されるエッジ
部を特定するエッジ部特定手段と、エッジ部特定手段に
より特定されたエッジ部を通過する工具の移動速度を、
エッジ部の角度に応じて減速する速度制御手段とを備え
ることを特徴とする。According to a seventh trajectory control device of the present invention,
5. The trajectory control device according to claim 4, wherein
In advance, for each line segment to be linearly interpolated, if a command program to which data on whether or not the line segment is to linearly interpolate a free curve is added is input, the data added to the command program is Based on, based on the edge portion specifying means for specifying an edge portion other than the line segment to linearly interpolate the free curve, the moving speed of the tool passing through the edge portion specified by the edge portion specifying means,
Speed control means for decelerating in accordance with the angle of the edge portion.
【0016】本発明の第8の軌跡制御装置は、上記第1
乃至第7の何れかの軌跡制御装置において、パラメータ
σの設定手段を備え、上記抽出手段は、指令プログラム
により指令される工具の移動軌跡を原指令軌跡とし、原
指令軌跡に対して上記設定手段により設定されたパラメ
ータσの広がりを有するガウス関数を用いた尺度空間フ
ィルタリングを実行することを特徴とする。An eighth trajectory control device according to the present invention includes the first trajectory control device.
Any one of the trajectory control devices according to any one of the seventh to seventh aspects, further comprising: setting means for setting a parameter σ, wherein the extracting means sets a movement trajectory of a tool specified by a command program as an original command trajectory, and The method is characterized in that scale space filtering using a Gaussian function having a spread of the parameter σ set by is performed.
【0017】本発明の第9の軌跡制御装置は、上記第8
の軌跡制御装置において、上記パラメータσ設定手段
は、工作機械で使用する工具の種類及びサイズに応じて
パラメータσの設定を行うことを特徴とする。According to a ninth trajectory control device of the present invention,
Is characterized in that the parameter σ setting means sets the parameter σ according to the type and size of the tool used in the machine tool.
【0018】本発明の第10の軌跡制御装置は、上記第
8の軌跡制御装置において、上記パラメータσ設定手段
は、工作機械の工具の移動制御の精度を特定するデータ
の入力に応じてパラメータσを設定することを特徴とす
る。A tenth trajectory control device according to the present invention is the trajectory control device according to the eighth invention, wherein the parameter σ setting means sets the parameter σ in accordance with an input of data specifying the accuracy of the movement control of the tool of the machine tool. Is set.
【0019】本発明の第11の軌跡制御装置は、上記第
10の軌跡制御装置において、上記パラメータσ設定手
段は、工作機械の工具の移動制御の精度を特定するデー
タとして入力される、工作機械で使用する移動軌跡の間
隔のデータに基づいてパラメータσを設定することを特
徴とする。According to an eleventh trajectory control device of the present invention, in the tenth trajectory control device, the parameter σ setting means is inputted as data for specifying the accuracy of the movement control of the tool of the machine tool. Is characterized in that the parameter σ is set based on the data of the interval of the movement trajectory used in.
【0020】本発明の第12の軌跡制御装置は、上記第
10の軌跡制御装置において、上記パラメータσ設定手
段は、工作機械の工具の移動制御の精度を特定するデー
タとして入力される、工作機械で使用する工具の移動速
度のデータに基づいてパラメータσを設定することを特
徴とする。A twelfth trajectory control device according to the present invention is the machine tool according to the tenth trajectory control device, wherein said parameter σ setting means is inputted as data for specifying the precision of the movement control of the tool of the machine tool. Is characterized in that the parameter σ is set based on the data of the moving speed of the tool used in.
【0021】本発明の第13の軌跡制御装置は、上記第
1乃至第7の軌跡制御装置は、予め、抽出手段で用いる
パラメータσのデータが付加されている指令プログラム
が入力された場合に、当該指令プログラムに付加されて
いる上記データに基づいて、上記抽出手段で用いるパラ
メータσを特定するパラメータσ特定手段を備え、上記
抽出手段は、指令プログラムにより指令される工具の移
動軌跡を原指令軌跡とし、上記パラメータσ特定手段が
抽出したパラメータσを有するガウス関数を用いて尺度
空間フィルタリングを行うことを特徴とする。According to a thirteenth trajectory control device of the present invention, the first to seventh trajectory control devices are arranged such that when a command program to which data of the parameter σ used in the extracting means is added in advance is input, A parameter σ specifying means for specifying a parameter σ used by the extracting means based on the data added to the command program, wherein the extracting means determines a movement trajectory of the tool specified by the command program by an original command trajectory. And the scale space filtering is performed using a Gaussian function having the parameter σ extracted by the parameter σ specifying means.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】(1)発明の概要 本発明の軌跡制御装置は、指令プログラムに従い動作す
るNC工作機械や産業ロボット等に用いられる。指令プ
ログラムは、周知のGコードデータのように、使用する
工具の選択信号、制御対象の工具の移動軌跡(以下、指
令軌跡という)を表すデータ及び工具の移動速度のデー
タで構成され、CAM( Computer Aided Manufacturin
g )が、CAD等により作成された3次元の設計図に基
づいて生成する。上記3次元の設計図に表された自由曲
線を移動経路とする場合、CAMは、上記自由曲線を微
小区間に分割し、該微小区間の曲線を線分に置き換えて
当該自由曲線を折れ線で近似し、該近似した折れ線によ
り自由曲線を線形補間する指令プログラムを作成する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) Outline of the Invention The trajectory control device of the present invention is used for an NC machine tool, an industrial robot, or the like that operates according to a command program. The command program includes a selection signal of a tool to be used, data representing a movement locus (hereinafter, referred to as a command locus) of a tool to be controlled, and data of a moving speed of the tool, like known G code data. Computer Aided Manufacturin
g) is generated based on a three-dimensional design drawing created by CAD or the like. When the free curve shown in the three-dimensional design drawing is used as a movement path, the CAM divides the free curve into minute sections, replaces the curve in the minute section with a line segment, and approximates the free curve with a polygonal line. Then, a command program for linearly interpolating the free curve with the approximated broken line is created.
【0023】本発明の軌跡制御装置は、ワトキン( A.W
itkin)による論文、「尺度空間フィルタリング(Scale
space filtering)、人工知能の第8回国際合同論稿集
(Proc. of 8th International Joint on Artifical In
telligence),pp1019-1022,1983年」において提
案された尺度空間フィルタリングを利用して線形補間す
る自由曲線の形状認識を行い、当該認識した自由曲線の
形状に基づいて上記工具の移動軌跡の修正、及び、工具
の移動速度の調節を行うことを特徴とする。The trajectory control device of the present invention uses a Watkin (AW
itkin), "Scale Space Filtering (Scale
space filtering), Proc. of 8th International Joint on Artifical In
telligence), pp1019-1022, 1983 ”, the shape of a free curve to be linearly interpolated using scale space filtering proposed, and the movement trajectory of the tool is corrected based on the recognized shape of the free curve. In addition, the moving speed of the tool is adjusted.
【0024】上記尺度空間フィルタは、波形を階層的に
表現するために、原指令軌跡を種々の尺度でとらえた波
形集合に拡張するものである。上記波形集合は、原指令
軌跡に帯域幅を種々変化させたガウス関数を畳み込み積
分することによって得られる波形の集合である。The scale space filter extends the original command trajectory to a set of waveforms obtained by various scales in order to express the waveform hierarchically. The waveform set is a set of waveforms obtained by convolving and integrating a Gaussian function in which the bandwidth is variously changed to the original command trajectory.
【0025】尺度空間フィルタリングは、(−∞,∞)
の区間で与えられた原指令軌跡f(x)を、以下に示す
「数1」に示すように、広がりσを持つガウス関数g
(x;σ)との畳み込み積分(以下に示す「数2」を参
照)によりスムーズ化して、連続的な曲線に変換するも
のである。The scale space filtering is (−∞, ∞)
The original command trajectory f (x) given in the section of is expressed by a Gaussian function g having a spread σ, as shown in “Equation 1” below.
(X; σ) is converted into a continuous curve by smoothing by a convolution integral (see “Equation 2” below).
【数1】 (Equation 1)
【数2】 尺度空間フィルタリングにより得られるスムーズ化され
た指令軌跡f(x;σ)は、原指令軌跡の中からガウス
関数の広がりを表すパラメータσより小さい形状を取り
除いた形状になっている。(Equation 2) The smoothed command trajectory f (x; σ) obtained by the scale space filtering has a shape obtained by removing a shape smaller than the parameter σ representing the spread of the Gaussian function from the original command trajectory.
【0026】図1は、ガウス関数の広がりを表すパラメ
ータσの変化に伴なうスムーズ化された指令軌跡f
(x;σ)の形状の変化を示す。本図より明らかなよう
に、パラメータσの値が大きくなるに従って、原指令軌
跡の微細な構造が失われてゆき、原指令軌跡の大まかな
形だけが残される。逆にパラメータσの値を小さくして
ゆくと、原指令軌跡の細部が鮮明になってくる。このよ
うに、ガウス関数の広がりを表すパラメータσは、波形
を観測する際、原指令軌跡をどのくらい大まかにとらえ
るかを表す尺度として機能する。FIG. 1 shows a smoothed command trajectory f with a change in a parameter σ representing the spread of a Gaussian function.
(X; σ) shows a change in shape. As is clear from the figure, as the value of the parameter σ increases, the fine structure of the original command trajectory is lost, leaving only the rough shape of the original command trajectory. Conversely, as the value of the parameter σ decreases, the details of the original command trajectory become clearer. As described above, the parameter σ indicating the spread of the Gaussian function functions as a scale indicating how rough the original command trajectory is when observing the waveform.
【0027】本発明の軌跡制御装置は、指令プログラム
により指令される工具の移動軌跡を原指令軌跡とし、尺
度空間フィルタリングにより原指令軌跡中に含まれる不
連続な局所変化をスムーズ化し、スムーズ化した指令軌
跡(原指令軌跡に対応する全体軌跡)を線形補間を行う
自由曲線の形状特徴量であると認識し、当該認識した自
由曲線の形状特徴量に基づいて、工具の移動軌跡及び工
具の移動速度の少なくとも一方の修正を行うことを特徴
とする。According to the trajectory control device of the present invention, the movement trajectory of the tool commanded by the command program is used as the original command trajectory, and discontinuous local changes included in the original command trajectory are smoothed and smoothed by scale space filtering. The command trajectory (the entire trajectory corresponding to the original command trajectory) is recognized as the shape feature of the free curve for performing linear interpolation, and the tool movement trajectory and the tool movement are determined based on the recognized free curve shape feature. It is characterized in that at least one of the speeds is corrected.
【0028】なお、指令プログラムにより指令される工
具の移動軌跡(原指令軌跡)内に含まれる不連続な局所
変化をスムーズ化し、原指令軌跡の大まかな形状を認識
可能な手段であれば、上記尺度空間フィルタリング以外
の手段を用いても良い。しかしながら、ガウス関数は、
スケールパラメータσが小さいときに現れなかった形状
が、スケールパラメータσが大きい時に決して現れない
という単調性が数学的に保証された唯一の核関数であ
り、尺度空間フィルタリングを用いることの効果は大き
い。Any means that can smooth discontinuous local changes contained in the movement locus (original command locus) of the tool instructed by the command program and recognize the rough shape of the original command locus can be used. Means other than scale space filtering may be used. However, the Gaussian function is
The shape that did not appear when the scale parameter σ was small is the only kernel function that is mathematically guaranteed to be monotonic in that it never appears when the scale parameter σ is large, and the effect of using scale space filtering is significant.
【0029】本発明の軌跡制御装置は、更に、使用する
工具の種類やサイズ(工具の径φ)のデータの入力、又
は、工作機械の工具の移動制御の精度を特定するデータ
(ピックフィード幅や移動速度)の入力に応じて、尺度
空間フィルタリングで用いるガウス関数の広がりを表す
パラメータσを適切に設定することで、ユーザの所望す
る精度の工具の移動制御を可能にすることを特徴とす
る。The trajectory control device of the present invention further includes input of data on the type and size of the tool to be used (diameter φ of the tool), or data (pic feed width) specifying the accuracy of the tool movement control of the machine tool. And moving speed), the parameter σ representing the spread of the Gaussian function used in the scale space filtering is appropriately set, thereby enabling the movement control of the tool with the accuracy desired by the user. .
【0030】(2)実施の形態1 (2-1)軌跡制御装置の特徴 実施の形態1に係る軌跡制御装置は、指令プログラムに
従い動作するNC工作機械のNC装置として用いられ
る。実施の形態1に係る軌跡制御装置は、指令プログラ
ムにより指令される工具の移動軌跡を原指令軌跡とし、
当該原指令軌跡に対して尺度空間フィルタリングを行う
ことで得られるスムーズ化した指令軌跡を、線形補間を
行う自由曲線の形状特徴量であると認識し、当該認識し
た自由曲線の形状特徴量に基づいて、工具の移動軌跡中
の各点における工具の移動速度の上限値(以下、クラン
プ速度という)の設定を行うことを特徴とする。(2) First Embodiment (2-1) Features of Trajectory Control Device The trajectory control device according to the first embodiment is used as an NC device of an NC machine tool that operates according to a command program. The trajectory control device according to the first embodiment uses a movement trajectory of a tool commanded by a command program as an original command trajectory,
Recognize the smoothed command trajectory obtained by performing scale space filtering on the original command trajectory as a shape feature of a free curve for performing linear interpolation, and based on the recognized free curve shape feature. Thus, an upper limit value (hereinafter, referred to as a clamp speed) of the moving speed of the tool at each point on the moving path of the tool is set.
【0031】上記構成を採用することで、実施の形態1
に係る軌跡制御装置は、指令プログラム中、同一の自由
曲線が異なる長さの線分を異なる数だけ接続して構成さ
れる折れ線で近似されている場合であっても、ほぼ同一
のクランプ速度、即ち、工具の移動速度をほぼ同じにす
ることができる。これにより、NC工作機械の加工精度
を向上することができる。By adopting the above configuration, the first embodiment
The trajectory control device according to the present invention, during the command program, even if the same free curve is approximated by a polygonal line formed by connecting different numbers of line segments of different lengths, almost the same clamping speed, That is, the moving speed of the tool can be made substantially the same. Thereby, the processing accuracy of the NC machine tool can be improved.
【0032】(2-2)軌跡制御装置の構成 図2は、実施の形態1に係る軌跡制御装置3を含むNC
工作機械1の構成図である。NC工作機械1は、プログ
ラム出力装置2、軌跡制御装置3、及び、工作機械8で
構成される。プログラム出力装置2は、磁気テープリー
ダであり、磁気テープに記録されている指令プログラム
を読み取り、読み取った指令プログラムを軌跡制御装置
3に出力する。指令プログラムは、周知のGコードデー
タであり、工作機械8において使用する工具10の種類
及びサイズ、並びに、工具10の移動軌跡、工具10の
移動速度についての情報が記述されている。(2-2) Configuration of Trajectory Control Device FIG. 2 shows an NC including the trajectory control device 3 according to the first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of a machine tool 1. The NC machine tool 1 includes a program output device 2, a trajectory control device 3, and a machine tool 8. The program output device 2 is a magnetic tape reader, reads a command program recorded on a magnetic tape, and outputs the read command program to the trajectory control device 3. The command program is well-known G code data, and describes information about the type and size of the tool 10 used in the machine tool 8, the movement trajectory of the tool 10, and the movement speed of the tool 10.
【0033】軌跡制御装置3は、中央演算処理装置及び
メモリ(図示せず)で構成される計算機であり、入力さ
れる指令プログラムに基づいて制御信号生成処理を実行
し、工作機械8の備えるサーボモータ9を駆動する制御
信号を出力する。上記メモリには、制御信号生成処理で
用いる各種テーブル及び関係式等のデータが格納されて
いる。The trajectory control device 3 is a computer comprising a central processing unit and a memory (not shown). The trajectory control device 3 executes a control signal generation process based on an input command program, and performs servo control of the machine tool 8. A control signal for driving the motor 9 is output. The memory stores various tables and data such as relational expressions used in the control signal generation processing.
【0034】図2に示すように、軌跡制御装置3は、ソ
フトウェアにより実現される指令プログラム解釈部4、
軌跡制御部5及びパラメータσ設定部6の3つの機能部
と、マン・マシン・インターフェースであるデータ入力
部7で構成される。As shown in FIG. 2, the trajectory control device 3 includes a command program interpreting unit 4 implemented by software,
It comprises three functional units, a trajectory control unit 5 and a parameter σ setting unit 6, and a data input unit 7, which is a man-machine interface.
【0035】指令プログラム解釈部4は、入力される指
令プログラムを、軌跡制御部5における処理に適したフ
ォーマットに変換し、変換後のデータを軌跡制御部5に
出力すると共に、当該指令プログラムより工作機械8の
使用する工具10の種類及び径φを特定し、特定した工
具10の種類及び径φを表すデータをパラメータσ設定
部6に出力する。The command program interpreting section 4 converts the input command program into a format suitable for processing in the trajectory control section 5, outputs the converted data to the trajectory control section 5, and outputs the converted data from the command program. The type and diameter φ of the tool 10 used by the machine 8 are specified, and data representing the specified type and diameter φ of the tool 10 is output to the parameter σ setting unit 6.
【0036】データ入力部7は、図3に示すように、使
用する工具10の種類(工具A又は工具B)を設定する
キー11及び12、工具10の径φを指定するレバー1
3、並びに、尺度空間フィルタリングで用いるガウス関
数の広がりを表すパラメータσの値を直接入力するテン
キー14を備える。データ入力部7は、ユーザにより、
上記各キー11,12又はレバー13の操作によって設
定された工具10の種類(工具A又は工具B)及び径φ
のデータ、もしくは、テンキー14により直接入力され
たパラメータσの値をパラメータσ設定部6に出力す
る。As shown in FIG. 3, the data input unit 7 includes keys 11 and 12 for setting the type of the tool 10 to be used (tool A or tool B) and a lever 1 for specifying the diameter φ of the tool 10.
3 and a numeric keypad 14 for directly inputting the value of a parameter σ representing the spread of a Gaussian function used in scale space filtering. The data input unit 7 allows the user to
Type (tool A or tool B) and diameter φ of the tool 10 set by operating the keys 11 and 12 or the lever 13
Or the value of the parameter σ directly input by the ten keys 14 is output to the parameter σ setting unit 6.
【0037】パラメータσ設定部6は、工具10の種類
及び工具10の径φに対応する最適なパラメータσを特
定するテーブルを用いて、上記指令プログラム解釈部4
により入力される工具10の種類及び径φを表すデータ
に対応するパラメータσの値を軌跡制御部5に出力す
る。例えば、工具10の種類から加工可能な範囲に対応
する係数を特定するテーブルを用意しておき、当該テー
ブルにより指令される係数を工具10の径φに掛け合わ
せた値をパラメータσとして出力する。The parameter σ setting unit 6 uses the table for specifying the optimum parameter σ corresponding to the type of the tool 10 and the diameter φ of the tool 10, and
And outputs the value of the parameter σ corresponding to the data representing the type and the diameter φ of the tool 10 input to the trajectory control unit 5. For example, a table for specifying a coefficient corresponding to a range that can be machined from the type of the tool 10 is prepared, and a value obtained by multiplying the coefficient specified by the table by the diameter φ of the tool 10 is output as the parameter σ.
【0038】なお、パラメータσ設定部6は、ユーザに
よる操作によって、データ入力部7を介して工具10の
種類又は径φについてのデータが入力される場合には、
指令プログラム解釈部4から入力されるデータを無視し
て、当該データ入力部7より入力される工具10の種類
及び径φに関するデータに基づいてパラメータσの設定
を行い、設定したパラメータσの値を軌跡制御部5に出
力する。When the parameter σ setting unit 6 inputs data on the type or diameter φ of the tool 10 via the data input unit 7 by a user operation,
The parameter σ is set based on the data on the type and the diameter φ of the tool 10 input from the data input unit 7 ignoring the data input from the command program interpreting unit 4 and the value of the set parameter σ is set. Output to the trajectory control unit 5.
【0039】また、パラメータσ設定部6は、データ入
力部7の備えるテンキー14(図3を参照)を介して、
パラメータσの値が直接入力される場合には、当該入力
されたパラメータσの値をそのまま軌跡制御部5に出力
する。The parameter σ setting unit 6 is operated via a numeric keypad 14 (see FIG. 3) of the data input unit 7.
When the value of the parameter σ is directly input, the input value of the parameter σ is output to the trajectory control unit 5 as it is.
【0040】軌跡制御部5は、入力される指令軌跡を原
指令軌跡として尺度空間フィルタリングを行い、当該処
理により得られるスムーズ化した指令軌跡を、線形補間
を行う自由曲線の形状特徴量であると認識し、当該認識
した自由曲線の形状特徴量に基づいてクランプ速度の設
定を行う。なお、上記尺度空間フィルタリングは、パラ
メータσ設定部6より入力されるパラメータσの広がり
を持つガウス関数を用いて行う。軌跡制御部5は、指令
軌跡及び設定したクランプ速度のデータに基づいて、工
作機械8の備えるサーボモータ9を駆動する制御信号を
出力する。The trajectory control unit 5 performs scale space filtering using the input command trajectory as an original command trajectory, and determines that the smoothed command trajectory obtained by the processing is a shape characteristic quantity of a free curve for linear interpolation. Recognition is performed, and the clamp speed is set based on the recognized shape characteristic amount of the free curve. Note that the scale space filtering is performed using a Gaussian function having a spread of the parameter σ input from the parameter σ setting unit 6. The trajectory control unit 5 outputs a control signal for driving a servo motor 9 included in the machine tool 8 based on the command trajectory and data of the set clamping speed.
【0041】工作機械8は、サーボモータ9及び該サー
ボモータ9により移動制御される工具10により構成さ
れる。サーボモータ9は、軌跡制御装置3より入力され
る制御信号に基づいて工具10を移動させる。The machine tool 8 includes a servomotor 9 and a tool 10 whose movement is controlled by the servomotor 9. The servomotor 9 moves the tool 10 based on a control signal input from the trajectory control device 3.
【0042】(2-3)パラメータσの設定の変形例 上述するように、軌跡制御装置3の備えるパラメータσ
設定部6では、工具10の種類及び工具10の径φに基
づいてパラメータσの値を特定する。しかし、パラメー
タσは、工具10の種類及び工具10の径φのデータ以
外の情報、例えば、工具10の移動制御の精度に関する
情報に基づいて設定しても良い。以下に、パラメータσ
の設定の変形例1〜変形例3について説明する。(2-3) Modification of Setting of Parameter σ As described above, the parameter σ of the trajectory control device 3 is
The setting unit 6 specifies the value of the parameter σ based on the type of the tool 10 and the diameter φ of the tool 10. However, the parameter σ may be set based on information other than the data of the type of the tool 10 and the diameter φ of the tool 10, for example, information on the accuracy of the movement control of the tool 10. Below, the parameter σ
Modifications 1 to 3 of the setting will be described.
【0043】(2-3-1)パラメータσの設定の変形例1 工具10による切削のピックフィード幅、即ち、工具1
0の移動間隔は、高い加工精度が要求される場合に、狭
く設定される。逆に、さほど精度が要求されない場合に
は、広めに設定される。このピックフィード幅と要求さ
れる加工精度との関係に着目して、指令プログラム解釈
部4において指令プログラムから切削のピックフィード
幅の値を求め、求めたピックフィード幅の値をパラメー
タσ設定部6に出力する構成を採用する。(2-3-1) Modification 1 of Setting of Parameter σ Pick feed width of cutting by the tool 10, that is, the tool 1
The movement interval of 0 is set narrow when high processing accuracy is required. Conversely, if the accuracy is not so required, it is set to be wider. Paying attention to the relationship between the pick feed width and the required machining accuracy, the command program interpreting unit 4 calculates the value of the pick feed width for cutting from the command program, and the obtained pick feed width value is used as the parameter σ setting unit 6. Is adopted.
【0044】この場合、パラメータσ設定部6は、入力
されたピックフィード幅をそのままパラメータσとして
軌跡制御部5に出力しても良いし、上記求めたピックフ
ィード幅に対応する適切なパラメータσを所定のテーブ
ルにより特定し、特定したパラメータσの値を軌跡制御
部5に出力する構成を採用しても良い。In this case, the parameter σ setting unit 6 may output the input pick feed width as it is to the trajectory control unit 5 as the parameter σ, or may set an appropriate parameter σ corresponding to the pick feed width obtained above. A configuration may be adopted in which the specified parameter σ is specified using a predetermined table and the specified value of the parameter σ is output to the trajectory control unit 5.
【0045】また、データ入力部7にピックフィード幅
の設定レバーを設けてもよい。この場合、パラメータσ
設定部6は、指令プログラム解釈部4より出力されるピ
ックフィード幅のデータを無視し、上記データ入力部7
において設定されるピックフィード幅に基づいて、パラ
メータσの設定を行う。The data input section 7 may be provided with a pick feed width setting lever. In this case, the parameter σ
The setting unit 6 ignores the pick feed width data output from the command program interpreting unit 4 and
The parameter σ is set based on the pick feed width set in.
【0046】(2-3-2)パラメータσの設定の変形例2 工作機械8の備える切削工具10の移動速度が高速に設
定されている時は、高精度な加工よりも加工時間の短縮
を所望していると判断することができる。この場合、パ
ラメータσの値を大きな値に設定して原指令軌跡の形状
を大雑把に把握し、細かな形状に基づいて設定されるク
ランプ速度による工具10の移動速度の遅延を低減す
る。例えば、指令プログラム解釈部4において、指令プ
ログラムから指令される工具10の移動速度のデータを
パラメータσ設定部6に出力する構成を採用する。(2-3-2) Modification 2 of Setting of Parameter σ When the moving speed of the cutting tool 10 provided in the machine tool 8 is set to a high speed, the processing time is shortened compared to the high-precision processing. It can be determined that it is desired. In this case, the value of the parameter σ is set to a large value to roughly grasp the shape of the original command trajectory, and the delay of the moving speed of the tool 10 due to the clamp speed set based on the fine shape is reduced. For example, a configuration is adopted in which the command program interpretation unit 4 outputs data on the moving speed of the tool 10 commanded from the command program to the parameter σ setting unit 6.
【0047】なお、パラメータσ設定部6は、上記切削
工具10の移動速度より換算される補間周期当たりの移
動量をそのまま、パラメータσとして出力しても良い
し、所定のテーブルを用いて、上記切削工具10の移動
速度に対応する適切なパラメータσを特定し、特定した
パラメータσの値を軌跡制御部5に出力する構成を採用
してもよい。The parameter σ setting unit 6 may output the movement amount per interpolation cycle converted from the moving speed of the cutting tool 10 as it is as the parameter σ, or may use a predetermined table to A configuration in which an appropriate parameter σ corresponding to the moving speed of the cutting tool 10 is specified, and the value of the specified parameter σ is output to the trajectory control unit 5 may be adopted.
【0048】また、データ入力部7に指令プログラムに
より指定される工具10の移動速度の補正率を設定する
レバーを設けても良い。この場合、パラメータσ設定部
6は、指令プログラム解釈部4より出力される工具10
の移動速度に、上記データ入力部7の備える補正率設定
レバーにより設定される補正率を掛け合わせた速度に基
づいて、パラメータσの設定を行う。The data input unit 7 may be provided with a lever for setting a correction rate of the moving speed of the tool 10 specified by the command program. In this case, the parameter σ setting unit 6 outputs the tool 10
The parameter σ is set based on the speed obtained by multiplying the moving speed by the correction ratio set by the correction ratio setting lever of the data input unit 7.
【0049】(2-3-3)パラメータσの設定の変形例3 予め、使用する工具10の種類及びサイズ(径φ)、並
びに、工作機械8の工具10の移動制御の精度を特定す
る工具10の移動速度及びピックフィード幅の少なくと
も1以上を考慮して特定された最適なパラメータσのデ
ータの付加されている指令プログラムを用意する。この
場合、指令プログラム解釈部4は、上記指令プログラム
に付加されているパラメータσの値を抽出し、抽出した
パラメータσの値を軌跡制御部5に出力する。(2-3-3) Modification 3 of Setting of Parameter σ A tool for specifying in advance the type and size (diameter φ) of the tool 10 to be used and the accuracy of the movement control of the tool 10 of the machine tool 8 A command program to which data of the optimum parameter .sigma. Specified in consideration of at least one of the moving speed and the pick feed width of No. 10 is prepared. In this case, the command program interpretation unit 4 extracts the value of the parameter σ added to the command program, and outputs the extracted value of the parameter σ to the trajectory control unit 5.
【0050】(2-4)軌跡制御部の構成 図4は、軌跡制御部5の機能ブロック図である。軌跡制
御部5は、尺度空間フィルタリング手段16、クランプ
速度算出手段17、及び、制御信号生成手段18により
構成される。指令軌跡のデータは、尺度空間フィルタリ
ング手段16及び制御信号生成手段18に入力される。(2-4) Configuration of Trajectory Control Unit FIG. 4 is a functional block diagram of the trajectory control unit 5. The trajectory control unit 5 includes a scale space filtering unit 16, a clamp speed calculating unit 17, and a control signal generating unit 18. The command trajectory data is input to the scale space filtering means 16 and the control signal generating means 18.
【0051】尺度空間フィルタリング手段16は、尺度
空間フィルタリングを実行して、指令軌跡中の不連続な
局所変化をスムーズ化する。具体的には、原指令軌跡と
パラメータσ設定部6より入力されるパラメータσの広
がりを持つガウス関数との畳み込み積分を行い、当該演
算により得られるスムーズ化した指令軌跡のデータを、
線形補間する自由曲線の形状を表す特徴量として出力す
る。The scale space filtering means 16 executes scale space filtering to smooth discontinuous local changes in the command trajectory. Specifically, convolution integration of the original command trajectory and a Gaussian function having a spread of the parameter σ input from the parameter σ setting unit 6 is performed, and the data of the smoothed command trajectory obtained by the calculation is obtained.
It is output as a feature quantity representing the shape of the free curve to be linearly interpolated.
【0052】クランプ速度算出手段17は、尺度空間フ
ィルタリング手段16より出力される形状特徴量に基づ
いてクランプ速度の算出を行う。なお、クランプ速度と
は、ある注目点を工具10が通過する際の移動速度の上
限値をいう。The clamp speed calculating means 17 calculates the clamp speed based on the shape feature output from the scale space filtering means 16. Note that the clamp speed refers to the upper limit of the moving speed when the tool 10 passes a certain point of interest.
【0053】制御信号生成手段18は、クランプ速度算
出手段11により算出されたクランプ速度に基づいて指
令される工具10の移動速度、及び、工具10の指令軌
跡のデータに基づいて、工作機械8の備えるサーボモー
タ9の制御信号を出力する。The control signal generating means 18 controls the moving speed of the tool 10 based on the clamp speed calculated by the clamp speed calculating means 11 and the command locus of the tool 10 based on the data of the command locus of the tool 10. It outputs a control signal for the servo motor 9 provided.
【0054】(2-5)尺度空間フィルタリング処理 以下、尺度空間フィルタリング手段16において実行す
る尺度空間フィルタリングについて詳しく説明する。図
5の(a)は、ある指令軌跡の注目点(図中、原点)か
らの軌跡上の道のりLをX軸について軸分解して得られ
る、上記道のりLと変位量Hxとの関係を表す。以下、
X軸について分解した指令軌跡を原指令軌跡とする。原
指令軌跡は、次の「数3」で表される。(2-5) Scale Space Filtering Processing The scale space filtering executed by the scale space filtering means 16 will be described in detail below. Of (a) is 5, (in the figure, the origin) target point of a command trajectory the way L on the trajectory from the obtained by axial decomposed in the X-axis, the relationship between the road L and the displacement amount H x Represent. Less than,
The command trajectory disassembled for the X axis is defined as the original command trajectory. The original command trajectory is represented by the following “Equation 3”.
【数3】 図5の(b)は、パラメータσで指令される広がりを持
つガウス関数を示す。当該ガウス関数は、次の「数4」
で表される。(Equation 3) FIG. 5B shows a Gaussian function having a spread specified by the parameter σ. The Gaussian function is represented by the following “Equation 4”
It is represented by
【数4】 図5の(c)は、図5の(a)に対して図5の(b)の
ガウス関数を畳み込むことで得られるスムーズ化した軌
跡Hx(L,σ)である。当該波形は、次の「数5」に
表すように、「数3」と「数4」の畳み込み積分により
求められる。(Equation 4) FIG. 5C shows a smoothed trajectory H x (L, σ) obtained by convolving the Gaussian function shown in FIG. 5B with respect to FIG. 5A. The waveform is obtained by convolution integration of “Equation 3” and “Equation 4” as represented by the following “Equation 5”.
【数5】 上記「数5」は、上記「数3」を利用して次の「数6」
のように展開することができる。(Equation 5) The above “Equation 5” is obtained by using the above “Equation 3” to obtain the next “Equation 6”.
Can be expanded as follows.
【数6】 上記「数6」が、スムーズ化した軌跡Hx(L,σ)を
表す式である。(Equation 6) The above “Equation 6” is an equation representing the smoothed trajectory H x (L, σ).
【0055】Y軸についてもX軸の場合と同様に、ある
指令軌跡の注目点(図中、原点)からの軌跡上の道のり
Lと変位量Hyとの関係を表す波形を原指令軌跡として
尺度空間フィルタリングを行い、スムーズ化した軌跡H
y(L,σ)を得る。上記2つのスムーズ化した軌跡Hx
(L,σ)、Hy(L,σ)を合成すれば、X軸,Y軸
よりなる空間座標内における、線形補間を行う自由曲線
の形状特徴量のデータを得ることができる。[0055] As with the X axis for the Y-axis, (in the figure, the origin) target point of a command trajectory a waveform representing the relation between road L on the locus and the displacement amount H y from the original command trajectory Locus H smoothed by performing scale space filtering
y (L, σ) is obtained. The above two smoothed trajectories H x
By synthesizing (L, σ) and H y (L, σ), it is possible to obtain data of the shape characteristic amount of a free curve to be linearly interpolated in the spatial coordinates including the X axis and the Y axis.
【0056】上記スムーズ化した指令軌跡を厳密に算出
するには、線形補間を行う全区間にわたって畳み込み積
分をきめ細かく実行しなければならない。しかし、ある
注目点におけるクランプ速度を調べるという観点から
は、そこまでする必要はない。例えば、注目点とその近
傍の2点の合計3点に対して尺度空間フィルタリングを
行い、求めた3点を通過する円弧により線形補間する自
由曲線の曲率を推定し、該推定した曲率よりクランプ速
度を求めても良い。In order to accurately calculate the smoothed command trajectory, the convolution integral must be finely executed over the entire section in which the linear interpolation is performed. However, from the viewpoint of examining the clamp speed at a certain point of interest, it is not necessary to do so. For example, scale space filtering is performed on a total of three points, that is, a point of interest and two points in the vicinity of the point of interest, to estimate the curvature of a free curve that is linearly interpolated by an arc passing through the obtained three points, and the clamp speed is calculated from the estimated curvature. You may ask.
【0057】図5の(c)中の○印は、図5の(a)中
の○印で表される注目点Hx(0)がスムーズ化された
点Hx(0;σ)を表している。これは、「数5」のL
に0を代入したものであるから、次の「数7」に表すよ
うになる。A circle in FIG. 5C indicates a point H x (0; σ) in which the attention point H x (0) represented by a circle in FIG. Represents. This is L of "Equation 5".
Is substituted for 0, and is represented by the following “Equation 7”.
【数7】 上記「数7」は、上記「数3」を利用して次の「数8」
のように展開することができる。(Equation 7) The above “Equation 7” is obtained by using the above “Equation 3” to obtain the next “Equation 8”.
Can be expanded as follows.
【数8】 上記「数8」が注目点Hx(0)をスムーズ化した点Hx
(0;σ)を表す式である。なお、ガウス関数は中央か
ら周辺部へと離れるほど値が小さくなり、周辺部になる
につれて演算結果に対してほとんど影響を及ぼさなくな
る。このため、−∞から∞の全範囲について演算する必
要はなく、例えば、ガウス関数のパラメータσの3倍程
度の範囲で演算を行えば、十分な近似値を得ることがで
きる。(Equation 8) Point the "number 8" was smoothed point of interest H x (0) H x
(0; σ). It should be noted that the value of the Gaussian function decreases as the distance from the center to the periphery increases, and the Gaussian function hardly affects the operation result as the position approaches the periphery. For this reason, it is not necessary to calculate over the entire range from -∞ to ∞. For example, if the calculation is performed within a range of about three times the parameter σ of the Gaussian function, a sufficient approximate value can be obtained.
【0058】以下、上記「数8」の具体的な計算方法に
ついて説明する。まず、ガウス関数G(ξ;σ)やξ・
G(ξ;σ)の0からLまでの積分結果を予めデータテ
ーブルとして上記軌跡制御装置3を構成するメモリ(図
示せず)に記憶しておく。当該テーブルを利用すれば、
少ない計算量で注目点を中心とするスムーズ化した指令
軌跡の数式を簡単に求めることができる。Hereinafter, a specific calculation method of Expression 8 will be described. First, the Gaussian function G (ξ; σ) and ξ ·
The integration result of G (ξ; σ) from 0 to L is stored in advance as a data table in a memory (not shown) configuring the trajectory control device 3. If you use this table,
With a small amount of calculation, it is possible to easily obtain a mathematical expression of a command locus that is smoothed around the point of interest.
【0059】図6の(a)は、注目点からの道のりLに
対するG(L)の値を表すグラフであり、(b)は、注
目点からの道のりLに対して、G(ξ)の0からLまで
の積分値を表すグラフである。FIG. 6A is a graph showing the value of G (L) with respect to the distance L from the point of interest, and FIG. 6B is a graph showing the value of G (ξ) with respect to the distance L from the point of interest. It is a graph showing the integrated value from 0 to L.
【0060】図6の(c)は、注目点からの道のりLに
対して、G(ξ)の0からLまでの積分値を表すデータ
テーブルである。なお、ガウス関数は、偶関数であり、
メモリには、データテーブルとして、例えば、Lが0か
ら3σ(但し、σ>0)の範囲の積分値のデータのみを
記憶しておけば良い。例えば、G(L)のσから3σま
での積分値は、次の「数9」に示すように、G(L)の
0から3σまでの積分値から、G(L)の0からσまで
の積分値の値を差し引くことで求められる。FIG. 6C is a data table showing the integral values of G (ξ) from 0 to L for the distance L from the point of interest. Note that the Gaussian function is an even function,
In the memory, for example, only the data of the integral value in the range of L from 0 to 3σ (where σ> 0) may be stored as a data table. For example, the integral value of G (L) from σ to 3σ can be calculated from the integral value of G (L) from 0 to 3σ to the integral value of G (L) from 0 to σ, as shown in the following Expression 9. It is obtained by subtracting the value of the integral value of.
【数9】 (Equation 9)
【0061】また、上記の例では、指令軌跡を軸ごとに
分解したものをそれぞれ原指令軌跡として扱う場合につ
いて説明したが、尺度空間フィルタリングは1次元だけ
でなくn次元に対しても定義されており、n次元の指令
軌跡をそのまま尺度空間フィルタリングしても良い。例
えば、2次元ガウス関数g(x,y;σ)は、次の「数
10」で表される。In the above example, a case has been described in which command trajectories decomposed for each axis are treated as original command trajectories. However, scale space filtering is defined not only for one dimension but also for n dimensions. Thus, the n-dimensional command trajectory may be subjected to scale space filtering as it is. For example, the two-dimensional Gaussian function g (x, y; σ) is represented by the following “Equation 10”.
【数10】 上記の2次元波形f(x、y)に対する尺度空間フィル
タリングは、次の「数11」に示す畳み込み積分で定義
される。(Equation 10) The scale space filtering for the two-dimensional waveform f (x, y) is defined by the convolution shown in the following “Equation 11”.
【数11】 上記「数11」を演算すれば、X軸,Y軸よりなる空間
座標における、線形補間を行う自由曲線の形状特徴量の
データを、直接求めることができる。[Equation 11] By calculating the above “Equation 11”, it is possible to directly obtain the data of the shape feature amount of the free curve on which the linear interpolation is performed in the spatial coordinates including the X axis and the Y axis.
【0062】(2-6)制御信号生成処理 図7は、軌跡制御部5において実行する制御信号生成処
理のフローチャートである。まず、注目点の選択を行う
(ステップS1)。注目点は、指令軌跡の内、線形補間
を行う各線分の接点の中から選択する。選択した注目点
近傍の線分を原指令軌跡として、パラメータσ設定部6
より指定される広がりパラメータσのガウス関数との畳
み込み積分を実行し、尺度空間フィルタリングを行う
(ステップS2)。尺度空間フィルタリングにより得ら
れるスムーズ化した指令軌跡に基づいて、クランプ速度
の算出を行う(ステップS3)。当該クランプ速度の算
出処理の内容については後に説明する。上記ステップS
3において算出したクランプ速度により、指令軌跡に沿
って工具10を移動させるサーボモータ9の制御信号を
出力する(ステップS4)。線形補間を行う各線分の接
点の内、注目点として取り扱う全ての点についての処理
が終了した場合には(ステップS5でYES)、処理を
終了する。一方、注目点として取り扱う全ての点につい
ての処理が未だ終了していない場合には(ステップS5
でNO)、注目点として取り扱う次の点を新たな注目点
とした後に(ステップS6)、上記ステップS2に戻
る。なお、上記ステップS6では、注目点から1又は所
定の個数だけ隣に位置する接点を次の注目点としても良
いし、注目点から所定の距離以上離れている接点を次の
注目点としても良い。(2-6) Control Signal Generation Process FIG. 7 is a flowchart of the control signal generation process executed in the trajectory control unit 5. First, a point of interest is selected (step S1). The point of interest is selected from the contact points of the line segments for performing linear interpolation in the command trajectory. The parameter σ setting unit 6 sets a line segment near the selected point of interest as an original command locus.
The convolution integration of the specified spread parameter σ with the Gaussian function is performed to perform scale space filtering (step S2). The clamp speed is calculated based on the smoothed command trajectory obtained by the scale space filtering (step S3). The details of the clamp speed calculation process will be described later. Step S above
The control signal of the servomotor 9 for moving the tool 10 along the command locus is output based on the clamp speed calculated in Step 3 (Step S4). When the processing has been completed for all the points to be treated as the point of interest among the contact points of the line segments for which the linear interpolation is performed (YES in step S5), the processing ends. On the other hand, if the processing for all the points to be treated as the point of interest has not been completed (step S5).
NO), the next point to be treated as the point of interest is set as a new point of interest (step S6), and the process returns to step S2. Note that, in step S6, a contact located one or a predetermined number of times next to the target point may be set as the next target point, or a contact separated from the target point by a predetermined distance or more may be set as the next target point. .
【0063】図8は、クランプ速度算出処理(図7、ス
テップS3)のフローチャートである。まず、上記尺度
空間フィルタリングにより得られるスムーズ化した指令
軌跡を、線形補間する自由曲線であると認識して、注目
点近傍の曲率を算出する(ステップS10)。使用する
工作機械8の特性等に従い、上記算出した曲率において
工具10が精度良く通過可能な最大の速度をこの注目点
におけるクランプ速度とする(ステップS11)。上記
ステップS11において算出した注目点近傍のクランプ
速度が指令プログラムにおいて予め設定される工具10
の移動速度よりも遅い場合には(ステップS12でYE
S)、上記ステップS11において算出したクランプ速
度を、注目点を通過する際の工具10の移動速度(以
下、補間速度という)とした後に(ステップS13)、
リターンする。一方、算出したクランプ速度が指令プロ
グラムにおいて予め設定される工具10の移動速度以上
の場合(ステップS12でNO)、当該工具10の移動
速度を補間速度とした後に(ステップS14)、リター
ンする。FIG. 8 is a flowchart of the clamp speed calculation processing (FIG. 7, step S3). First, the smoothed command trajectory obtained by the scale space filtering is recognized as a free curve for linear interpolation, and the curvature near the point of interest is calculated (step S10). According to the characteristics of the machine tool 8 to be used, the maximum speed at which the tool 10 can pass with high accuracy at the calculated curvature is set as the clamping speed at this point of interest (step S11). The tool 10 for which the clamp speed near the point of interest calculated in step S11 is set in advance in the command program
Is slower than the moving speed (YE in step S12).
S), after setting the clamp speed calculated in the above step S11 to the moving speed of the tool 10 when passing through the point of interest (hereinafter, referred to as an interpolation speed) (step S13),
To return. On the other hand, if the calculated clamping speed is equal to or higher than the moving speed of the tool 10 preset in the command program (NO in step S12), the process returns after setting the moving speed of the tool 10 to the interpolation speed (step S14).
【0064】入力される指令軌跡が同一方向に曲がって
ゆく(ジグザグでない)場合、スムーズ化した指令軌跡
は原指令軌跡の内側を描くことになり、スムーズ化した
指令軌跡の曲率は線形補間する実際の自由曲線の曲率よ
り若干きつくなる傾向にある。このような場合に対処す
るため、スムーズ化した指令軌跡のタイプ別に、スムー
ズ化した指令軌跡の曲率からクランプ速度を求める関係
式又はテーブルを用意しておくのが好ましい。この場
合、上記ステップS11では、まず、スムーズ化した指
令軌跡が同一方向に曲がっていくのか又はジグザグであ
るのかのタイプ判別を行い、判別したタイプについての
関係式又はテーブルを用いてクランプ速度を決定する。
上記タイプの判別は、例えば、スムーズ化した指令軌跡
の各注目点での接線の傾きに基づいて行えば良い。当該
構成を採用することで、線形補間を行う自由曲線の波形
のタイプ別に、より適切な工具10の制御を行うことが
可能となり、精度の良い加工を実現することができる。If the input command trajectory bends in the same direction (not zigzag), the smoothed command trajectory will be drawn inside the original command trajectory, and the curvature of the smoothed command trajectory will be linear interpolation. Tend to be slightly tighter than the curvature of the free curve. In order to cope with such a case, it is preferable to prepare a relational expression or a table for obtaining the clamp speed from the curvature of the smoothed command trajectory for each type of the smoothed command trajectory. In this case, in step S11, first, type determination is made as to whether the smoothed command trajectory is bent in the same direction or zigzag, and the clamping speed is determined using a relational expression or table for the determined type. I do.
The above type of determination may be made, for example, based on the inclination of the tangent at each point of interest on the smoothed command trajectory. By adopting this configuration, it is possible to perform more appropriate control of the tool 10 for each type of the waveform of the free curve on which the linear interpolation is performed, thereby realizing highly accurate machining.
【0065】更に、形状特徴量の曲率よりクランプ速度
を求める関係式又はテーブルを、使用する工作機械8又
は工具10の種類別に用意しておくことが好ましい。こ
の場合、上記ステップS11では、使用する工作機械8
又は工具10の種類により指令される関係式又はテーブ
ルを用いてクランプ速度を決定する。なお、工作機械8
の種類は、例えば、データ入力部7上に設定キーを設
け、当該キー入力により判別することとしても良い。ま
た、工具10の種類は、パラメータσ設定部6に入力さ
れるデータを利用すれば良い。当該構成を採用すること
で、使用する工作機械8又は工具10別に、より適切な
工具10の制御を行うことが可能となり、高精度の加工
を実現することができる。Further, it is preferable to prepare a relational expression or a table for obtaining the clamping speed from the curvature of the shape characteristic amount for each type of the machine tool 8 or the tool 10 to be used. In this case, in step S11, the machine tool 8 to be used is
Alternatively, the clamping speed is determined using a relational expression or a table instructed by the type of the tool 10. The machine tool 8
The type may be determined, for example, by providing a setting key on the data input unit 7 and inputting the key. The type of the tool 10 may use data input to the parameter σ setting unit 6. By adopting the configuration, more appropriate control of the tool 10 can be performed for each machine tool 8 or tool 10 to be used, and high-precision machining can be realized.
【0066】(2-7)効果 図9の上から1段目には、同一の自由曲線に基づいて作
成された指令プログラムにより指令される指令軌跡A,
B,Cを示し、2段目には上記指令軌跡A,B,Cに対
して尺度空間フィルタリングを施すことで得られるスム
ーズ化した指令軌跡A,B,Cを表す。当該スムーズ化
した指令軌跡A,B,Cは、線形補間する自由曲線の形
状を表したものとして認識できる。図示するように、尺
度空間フィルタリングによりスムーズ化した指令軌跡
A,B及びCは、ほぼ同じ軌跡を描く。(2-7) Effect In the first row from the top in FIG. 9, command trajectories A, A, which are commanded by a command program created based on the same free curve,
B and C are shown, and the second row shows smoothed command trajectories A, B, and C obtained by performing scale space filtering on the command trajectories A, B, and C. The smoothed command trajectories A, B, and C can be recognized as expressing the shape of a free curve to be linearly interpolated. As shown in the figure, the command trajectories A, B, and C smoothed by the scale space filtering describe almost the same trajectory.
【0067】例えば、指令軌跡Aの各注目点(線分の接
点)における線分の屈折率は、指令軌跡B及びCの各注
目点に比べて大きい。上記各注目点の屈曲率に基づいて
クランプ速度を設定する従来の軌跡制御措置では、指令
軌跡Aの各注目点に指令軌跡B及びCに比べて低い値の
クランプ速度を設定する。これに対して、上記軌跡制御
装置3では、指令軌跡Aの各注目点のクランプ速度を、
スムーズ化した指令軌跡Aの上記注目点に対応する位置
の曲率に基づいて設定する。上述するように、スムーズ
化した指令軌跡Aの形状は、スムーズ化した指令軌跡B
及びCの形状とほぼ同じであるため、指令軌跡Aの各注
目点に設定されるクランプ速度は、指令軌跡B及びCの
上記指令軌跡Aの各注目点に対応する位置に設定される
クランプ速度とほぼ同じ値である。従って、指令軌跡
A、指令軌跡B及び指令軌跡Cにおける工具10の移動
速度は、ほぼ同じ値に設定される。For example, the refractive index of the line segment at each point of interest (the contact point of the line segment) of the commanded trajectory A is larger than that of each point of interest of the commanded trajectories B and C. In the conventional trajectory control measures for setting the clamping speed based on the bending rate of each point of interest, a lower clamping speed than the command trajectories B and C is set at each point of interest of the command trajectory A. On the other hand, in the trajectory control device 3, the clamp speed of each target point of the command trajectory A is
It is set based on the curvature of the position corresponding to the noted point on the smoothed command locus A. As described above, the shape of the smoothed command trajectory A is the same as that of the smoothed command trajectory B.
And C, the clamp speeds set at the respective points of interest on the commanded trajectory A are the clamp speeds set at the positions corresponding to the respective points of interest on the commanded trajectories A of the commanded trajectories B and C. It is almost the same value as. Therefore, the moving speeds of the tool 10 on the command trajectory A, the command trajectory B, and the command trajectory C are set to substantially the same value.
【0068】このように、実施の形態1に係る軌跡制御
装置3は、指令プログラム中、同一の自由曲線が異なる
長さの線分を異なる数だけ接続して構成される折れ線で
近似されている場合であっても、ほぼ同一のクランプ速
度、即ち、工作機械8の工具10をほぼ同一の速度で移
動させる制御信号を生成することが可能となり、工作機
械8の加工精度を高めることができる。As described above, in the trajectory control device 3 according to the first embodiment, in the command program, the same free curve is approximated by a polygonal line formed by connecting different numbers of line segments having different lengths. Even in this case, it is possible to generate a control signal for moving the tool 10 of the machine tool 8 at substantially the same clamping speed, that is, at substantially the same speed, and it is possible to increase the machining accuracy of the machine tool 8.
【0069】(3)実施の形態2 (3-1)軌跡制御装置の特徴 以下、実施の形態2に係る軌跡制御装置200について
説明する。なお、当該軌跡制御装置200は、上記実施
の形態1にかかる軌跡制御装置3と比べて、軌跡制御部
20の構成が異なるだけである。以下、軌跡制御部20
についてのみ説明する。(3) Second Embodiment (3-1) Features of Trajectory Control Device Hereinafter, a trajectory control device 200 according to a second embodiment will be described. The trajectory control device 200 differs from the trajectory control device 3 according to the first embodiment only in the configuration of the trajectory control unit 20. Hereinafter, the trajectory control unit 20
Will be described only.
【0070】軌跡制御部20は、指令軌跡を原指令軌跡
とし、当該原指令軌跡に対して尺度空間フィルタリング
を行って得られるスムーズ化した指令軌跡を、線形補間
を行う自由曲線の形状特徴量として扱い、当該形状特徴
量との比較によりCADやCAMの計算誤差により指令
軌跡内に含まれている目的の軌跡の方向とは無関係な極
微小な線分を削除し、指令軌跡を修正することを特徴と
する。当該構成を採用することで、工作機械8の加工精
度を向上することができる。The trajectory control unit 20 uses the command trajectory as the original command trajectory, and uses the command trajectory obtained by performing scale space filtering on the original command trajectory as the shape characteristic amount of a free curve for performing linear interpolation. By correcting the command trajectory, by comparing with the shape feature, a minute line segment irrelevant to the direction of the target trajectory included in the command trajectory due to a calculation error of CAD or CAM is deleted. Features. By employing this configuration, the processing accuracy of the machine tool 8 can be improved.
【0071】(3-2)軌跡制御部の構成 図10は、軌跡制御部20の各機能ブロックを示す図で
ある。上記実施の形態1に係る軌跡制御装置3の備える
軌跡制御部5と同じ機能ブロックには同じ参照番号を付
す。軌跡制御部20は、尺度空間フィルタリング手段1
6、不良線分除去手段21、及び、制御信号生成手段1
8により構成される。(3-2) Configuration of the trajectory control unit FIG. 10 is a diagram showing each functional block of the trajectory control unit 20. The same functional blocks as those of the trajectory control unit 5 included in the trajectory control device 3 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals. The trajectory control unit 20 includes the scale space filtering unit 1
6. Defective line segment removing means 21 and control signal generating means 1
8.
【0072】尺度空間フィルタリング手段16は、原指
令軌跡に対して尺度空間フィルタリングを行い、尺度空
間フィルタリングにより得られるスムーズ化した指令軌
跡のデータを線形補間する自由曲線の形状特徴量として
出力する。不良線分除去手段21は、指令軌跡と、尺度
空間フィルタリング手段16より出力される形状特徴量
(スムーズ化した指令軌跡)とを比較して、線形補間を
行う線分の内、CADやCAMの計算誤差により生じた
不良線分を除去し、指令軌跡の修正を行う。制御信号生
成手段18は、上記修正後の指令軌跡の通りに工作機械
8の工具10が動くように、サーボモータ9を駆動する
制御信号を出力する。The scale space filtering means 16 performs scale space filtering on the original command trajectory, and outputs the smoothed command trajectory data obtained by the scale space filtering as a free curve shape feature for linear interpolation. The defective line elimination unit 21 compares the command trajectory with the shape feature amount (smoothed command trajectory) output from the scale space filtering unit 16 and selects CAD or CAM of the line segments for performing linear interpolation. The defective line segment caused by the calculation error is removed, and the command trajectory is corrected. The control signal generating means 18 outputs a control signal for driving the servo motor 9 so that the tool 10 of the machine tool 8 moves according to the corrected command trajectory.
【0073】(3-3)制御信号生成処理 図11は、軌跡制御部20の実行する制御信号生成処理
のフローチャートである。まず、注目点の選択を行う
(ステップS21)。注目点近傍の線分を原指令軌跡と
して尺度空間フィルタリングを実行し、該尺度空間フィ
ルタリングにより得られるスムーズ化した指令軌跡のデ
ータを、線形補間する自由曲線の形状特徴量として出力
する(ステップS22)。指令軌跡と形状特徴量とを比
較して、線形補間を行う線分の内、CADやCAMの計
算誤差により生じた不良線分を除去し、指令軌跡の修正
を行う(ステップS23)。なお、当該処理の内容につ
いては後に詳しく説明する。修正された指令軌跡通り
に、工作機械8の備える工具10を駆動する制御信号を
出力する(ステップS24)。全ての注目点の処理が終
了した場合(ステップS25でYES)、処理を終了す
る。一方、全注目点の処理が未だ終了していない場合に
は(ステップS25でNO)、隣に位置する接点を次に
処理する注目点とした後に(ステップS26)、上記ス
テップS22に戻る。(3-3) Control Signal Generation Process FIG. 11 is a flowchart of the control signal generation process executed by the trajectory control unit 20. First, a point of interest is selected (step S21). Scale space filtering is performed using the line segment near the point of interest as the original command trajectory, and the data of the smoothed command trajectory obtained by the scale space filtering is output as the shape feature of the free curve to be linearly interpolated (step S22). . The command trajectory is compared with the shape feature quantity, and a faulty line segment caused by a CAD or CAM calculation error is removed from the line segments for which linear interpolation is performed, and the command trajectory is corrected (step S23). The contents of the process will be described later in detail. A control signal for driving the tool 10 of the machine tool 8 is output according to the corrected command trajectory (step S24). When the processing for all the attention points has been completed (YES in step S25), the processing is completed. On the other hand, if the processing for all the points of interest has not been completed yet (NO in step S25), the next contact point is set as the point of interest to be processed next (step S26), and the process returns to step S22.
【0074】図12は、不良線分除去処理(図11、ス
テップS23)のフローチャートである。まず、原指令
軌跡の注目点を始点とする線分の傾きと、スムーズ化し
た指令軌跡の注目点における接線の傾きとを比較する
(ステップS31)。傾きの差が所定のしきい値以上の
場合(ステップS32でYES)、指令軌跡を構成する
各線分の接点中、注目点の1つ前の接点と該注目点とを
接続する線分、注目点と該注目点の1つ後に位置する接
点とを接続する線分、及び、注目点の1つ後の接点と2
つあとの接点を接続する線分を削除し、前記削除した注
目点と該注目点の1つ後に位置する接点とを接続する線
分の中間点と該注目点の1つ前及び2つ後に位置する接
点とを接続する2本の新たな線分を追加した後に(ステ
ップS33)、リターンする。一方、原指令軌跡の注目
点を始点とする線分の傾きと、スムーズ化した指令軌跡
の注目点における接線の傾きの差が、所定のしきい値に
満たない場合には(ステップS32でNO)、直ちにリ
ターンする。FIG. 12 is a flowchart of the defective line segment removal processing (FIG. 11, step S23). First, the inclination of a line segment starting from the point of interest of the original command trajectory is compared with the inclination of a tangent at the point of interest of the smoothed command trajectory (step S31). If the difference between the inclinations is equal to or greater than the predetermined threshold value (YES in step S32), a line segment connecting the contact point immediately before the point of interest and the point of interest among the contact points of the lines constituting the commanded trajectory is selected. A line segment connecting the point and the contact point located immediately after the point of interest, and the contact point immediately after the point of interest and 2
A line segment connecting the succeeding contact point is deleted, an intermediate point of a line segment connecting the deleted point of interest and a contact point located immediately after the point of interest, and one before and two points after the point of interest. After adding two new line segments connecting the located contact points (step S33), the process returns. On the other hand, if the difference between the slope of the line segment starting from the point of interest of the original command trajectory and the slope of the tangent at the point of interest of the smoothed command trajectory is less than the predetermined threshold (NO in step S32) ), Return immediately.
【0075】図13は、軌跡制御部20の実行する上記
不良線分除去処理(図11、ステップS23)の実行例
を示す図である。図13の(a)は、CAD又はCAM
の計算誤差により、注目点P1より誤った方向に延びる
線分を持つ指令軌跡の一例を示す。図13の(b)は、
前記指令軌跡(原指令軌跡)に尺度空間フィルタ処理を
施して得られる、スムーズ化した指令軌跡(形状特徴
量)を示す。図13の(c)は、注目点P1の1つ前の
接点P0と該注目点P1とを接続する線分、注目点P1と
該注目点P1の1つ後に位置する接点P2とを接続する線
分、及び、注目点P1の1つ後の接点P2と2つ後の接点
P3を接続する線分を削除し、前記削除した注目点P1と
該注目点P1の1つ後に位置する接点P2とを接続する線
分の中間点P1-2と該注目点P1の1つ前及び2つ後に位
置する接点P0及びP3とを接続する2本の新たな線分の
追加を行う軌跡の修正を示す。図13の(d)は、修正
後の指令軌跡を示す。FIG. 13 is a diagram showing an example of execution of the above-described defective line segment removal processing (FIG. 11, step S23) executed by the trajectory control unit 20. FIG. 13A shows a CAD or CAM.
The calculation error, an example of a command trajectory with a line segment extending in the wrong than focused point P 1 direction. (B) of FIG.
FIG. 9 shows a smoothed command trajectory (shape feature amount) obtained by performing a scale space filter process on the command trajectory (original command trajectory). FIG. (C) in FIG. 13, the line segment connecting the previous contact P 0 and the noted point P 1 of the attention point P 1, the contacts located after one of the target point P 1 and the noted point P 1 line segment connecting the P 2, and deletes the line segments connecting one contact point P 2 and the two contact points P 3 after after attention point P 1, said deleted target point P 1 and the noticed connecting the contact point P 0 and P 3 located behind one before and two intermediate points P 1-2 and the noted point P 1 of the line segment connecting the contact point P 2 located after one of the points P 1 2 shows the correction of a trajectory for adding two new line segments. FIG. 13D shows the command trajectory after the correction.
【0076】上述するように、実施の形態2に係る軌跡
制御装置200は、CADやCAMの計算誤差により生
じた不良線分を指令軌跡中より除去して、後段に接続さ
れる工作機械8の加工精度を向上し、設計図上の自由曲
線に忠実な線形補間を行うことを可能にする。As described above, the trajectory control device 200 according to the second embodiment removes a defective line segment caused by a CAD or CAM calculation error from a command trajectory, and removes a defective line from the command trajectory. Processing accuracy is improved, and linear interpolation faithful to a free curve on a design drawing can be performed.
【0077】(4)実施の形態3 (4-1)軌跡制御装置の特徴 実施の形態3に係る軌跡制御装置300は、上記実施の
形態1に係る軌跡制御装置3と比べて、軌跡制御部30
が異なるだけである。以下、軌跡制御部30についての
み説明する。(4) Third Embodiment (4-1) Features of Trajectory Control Device The trajectory control device 300 according to the third embodiment is different from the trajectory control device 3 according to the first embodiment in that a trajectory control unit is provided. 30
Only differ. Hereinafter, only the trajectory control unit 30 will be described.
【0078】軌跡制御部30は、原指令軌跡に対して尺
度空間フィルタリングを行って得られるスムーズ化した
指令軌跡を、線形補間する自由曲線の形状特徴量として
扱い、線形補間する各線分を該形状特徴量に基づいてス
プライン曲線に置き換えることを特徴とする。The trajectory control unit 30 treats the smoothed command trajectory obtained by performing scale space filtering on the original command trajectory as the shape feature of the free curve to be linearly interpolated. It is characterized in that it is replaced with a spline curve based on the feature amount.
【0079】上記構成を採用することで、同一の自由曲
線を線形補間する指令プログラムの記述にばらつきがあ
っても、同一のスプライン曲線を張り付けることがで
き、後段に接続される工作機械8の加工精度を向上する
ことができる。By adopting the above configuration, even if the description of the command program for linearly interpolating the same free curve varies, the same spline curve can be attached, and the machine tool 8 connected to the subsequent stage can be attached. Processing accuracy can be improved.
【0080】なお、自由曲線を線形補間する各線分にス
プライン曲線を割り当てる技術については、周知である
ため、ここでの説明は省く。The technique of allocating a spline curve to each line segment for linearly interpolating a free curve is well known, and therefore will not be described here.
【0081】(4-2)軌跡制御部の構成 図14は、軌跡制御部30の各機能ブロックを示す図で
ある。上記実施の形態1に係る軌跡制御装置3の備える
軌跡制御部5と同じ機能ブロックには同じ参照番号を付
す。軌跡制御部30は、尺度空間フィルタリング手段1
6、制御信号生成手段18、及び、スプライン曲線算出
手段31により構成される。(4-2) Configuration of the trajectory control unit FIG. 14 is a diagram showing each functional block of the trajectory control unit 30. The same functional blocks as those of the trajectory control unit 5 included in the trajectory control device 3 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals. The trajectory control unit 30 includes the scale space filtering unit 1
6, the control signal generating means 18 and the spline curve calculating means 31.
【0082】軌跡制御装置3の備える尺度空間フィルタ
リング手段16は、原指令軌跡に対して尺度空間フィル
タリングを実行し、尺度空間フィルタリングを行って得
られるスムーズ化した指令軌跡を、線形補間する自由曲
線の形状特徴量として出力する。スプライン曲線算出手
段31は、算出された形状特徴量に基づいて、各線分に
スプライン曲線を張り付け、指令軌跡を修正する。な
お、上記線分に張り付けるスプライン曲線としては、2
次スプライン、3次スプライン、Bezier、B-Spline、NU
RBS等が考えられる。制御信号生成手段12は、修正後
の指令軌跡の通りに工具10が移動するように、制御信
号を出力する。The scale space filtering means 16 provided in the trajectory control device 3 executes scale space filtering on the original command trajectory, and converts the smoothed command trajectory obtained by performing the scale space filtering into a free curve for linear interpolation. Output as a shape feature. The spline curve calculating means 31 corrects the command trajectory by attaching a spline curve to each line segment based on the calculated shape feature amount. Note that the spline curve to be attached to the line segment is 2
Next-order spline, Third-order spline, Bezier, B-Spline, NU
RBS and the like are conceivable. The control signal generating means 12 outputs a control signal so that the tool 10 moves along the corrected command trajectory.
【0083】(4-3)制御信号生成処理 図15は、軌跡制御部30の実行する制御信号生成処理
のフローチャートである。まず、注目点の選択を行う
(ステップS41)。注目点近傍の線分を原指令軌跡と
して尺度空間フィルタリングを行い、スムーズ化した指
令軌跡を求め、求めた波形を表すデータを形状特徴量と
して出力する(ステップS42)。算出された形状特徴
量に基づいて、各線分にスプライン曲線を張り付け、指
令軌跡を修正する(ステップS43)。なお、当該処理
については、後に説明する。修正した指令軌跡の通りに
工具10を移動させる制御信号を出力する(ステップS
44)。全ての注目点の処理が終了した場合(ステップ
S45でYES)、処理を終了する。一方、全注目点の
処理が未だ終了していない場合には(ステップS45で
NO)、隣に位置する接点を次に処理する注目点とした
後に(ステップS46)、上記ステップS42に戻る。(4-3) Control Signal Generation Process FIG. 15 is a flowchart of the control signal generation process executed by the trajectory control unit 30. First, a point of interest is selected (step S41). Scale space filtering is performed using the line segment near the point of interest as the original command trajectory, a smoothed command trajectory is obtained, and data representing the obtained waveform is output as a shape feature (step S42). Based on the calculated shape feature, a spline curve is attached to each line segment to correct the command trajectory (step S43). The processing will be described later. A control signal for moving the tool 10 along the corrected command trajectory is output (step S
44). When the processing of all the attention points is completed (YES in step S45), the processing is completed. On the other hand, if the processing for all the points of interest has not been completed yet (NO in step S45), the next contact point is set as the point of interest to be processed next (step S46), and the process returns to step S42.
【0084】図16は、スプライン曲線算出処理(図1
5、ステップS43)のフローチャートである。スムー
ズ化した指令軌跡を、注目点を始点とする線分及び注目
点を終点とする線分に張り付けるスプライン曲線とする
(ステップS50)。決定したスプライン曲線によりス
プライン補間を行うように、指令軌跡の修正を行った後
に(ステップS51)、リターンする。FIG. 16 shows a spline curve calculation process (FIG. 1).
5 is a flowchart of step S43). The smoothed command trajectory is set as a spline curve that is pasted on a line segment starting from the target point and a line segment starting from the target point (step S50). After the command trajectory is corrected so as to perform spline interpolation using the determined spline curve (step S51), the process returns.
【0085】図17は、軌跡制御部30の実行するスプ
ライン曲線の張り付け処理の一例を示す図である。図1
7の(a)は、自由曲線を線形補間する指令軌跡(原指
令軌跡)の一部を表す。図17の(b)は、上記原指令
軌跡に尺度空間フィルタ処理を施すことで得られるスム
ーズ化した指令軌跡(形状特徴量)を示す。図17の
(c)は、注目点を始点及び終点とする2つの線分に、
上記スムーズ化した指令軌跡をスプライン曲線として張
り付けた図を示す。図17の(d)は、各線分に張り付
けられたスプライン曲線によりスプライン補間を行うよ
うに修正された指令軌跡を示す。FIG. 17 is a diagram showing an example of a spline curve pasting process executed by the trajectory control unit 30. FIG.
7A shows a part of a command trajectory (original command trajectory) for linearly interpolating a free curve. (B) of FIG. 17 shows a smoothed command trajectory (shape feature amount) obtained by performing the scale spatial filter processing on the original command trajectory. FIG. 17C shows two line segments with the point of interest as a start point and an end point.
The figure which attached the smoothed command locus as a spline curve is shown. (D) of FIG. 17 shows a command trajectory corrected to perform spline interpolation using a spline curve attached to each line segment.
【0086】図18の上から1段目は、同一の自由曲線
に基づいてCAMにより作成された指令軌跡A,B,C
を示し、2段目は、当該指令軌跡A,B,Cに対して尺
度空間フィルタリングによりスムーズ化した指令軌跡
A,B,Cを表す。指令軌跡A,B,Cは、それぞれ異
なる長さの線分を異なる数だけ接続して構成される。図
示するように、尺度空間フィルタリングによりスムーズ
化した指令軌跡A,B,Cは、何れもほぼ同じ軌跡を描
く。指令軌跡A,B,Cの各線分には、スムーズ化した
指令軌跡A,B,Cの形状に基づいてスプライン曲線が
張り付けられる。これにより、3段目に示すように、当
該処理により各指令軌跡A,B,Cには、同一のスプラ
イン曲線が張り付けられ、同一の指令軌跡に修正され
る。The first row from the top in FIG. 18 shows command trajectories A, B, and C created by the CAM based on the same free curve.
The second row shows the command trajectories A, B, and C that are smoothed by the scale space filtering for the command trajectories A, B, and C. The command trajectories A, B, and C are formed by connecting different numbers of line segments having different lengths. As shown in the figure, the command trajectories A, B, and C smoothed by the scale space filtering all draw substantially the same trajectory. A spline curve is attached to each line segment of the command trajectories A, B, and C based on the shape of the smoothed command trajectories A, B, and C. As a result, as shown in the third row, the same spline curve is attached to each of the command trajectories A, B, and C by the processing, and the command trajectories are corrected to the same command trajectory.
【0087】以上に説明するように実施の形態3に係る
軌跡制御措置300は、異なる長さの線分を異なる数だ
け接続してなる折れ線により表現された自由曲線に対し
て、同一のスプライン曲線を張ることができる。これに
より、設計図上で同一の自由曲線に対して同一のスプラ
イン補間を実行することができ、後段に接続される工作
機械8の加工精度を向上することができる。As described above, the trajectory control device 300 according to the third embodiment uses the same spline curve for a free curve expressed by a polygonal line formed by connecting different numbers of line segments having different lengths. Can be installed. Thereby, the same spline interpolation can be performed on the same free curve on the design drawing, and the processing accuracy of the machine tool 8 connected at the subsequent stage can be improved.
【0088】(5)実施の形態4 (5-1)軌跡制御装置の特徴 実施の形態4に係る軌跡制御装置400は、上記実施の
形態1に係る軌跡制御装置3に比べて、軌跡制御部40
が異なるだけである。以下、軌跡制御部40についての
み説明する。(5) Fourth Embodiment (5-1) Features of Trajectory Control Device The trajectory control device 400 according to the fourth embodiment is different from the trajectory control device 3 according to the first embodiment in the trajectory control unit. 40
Only differ. Hereinafter, only the trajectory control unit 40 will be described.
【0089】軌跡制御部40は、上記実施の形態1、
2、3に記載の軌跡制御部5、20、30の備える機能
を併せ持つものであり、指令プログラムにより指令され
る指令軌跡に対して尺度空間フィルタリングを施し、当
該処理により得られるスムーズ化した指令軌跡に基づい
て、クランプ速度の設定、不良線分の除去、スプライン
曲線の張り付けを行うことを特徴とする。The trajectory control unit 40 is the same as that of the first embodiment,
The trajectory control units 5, 20, and 30 described in 2, 3 have a function provided together. The trajectory commanded by the command program is subjected to scale space filtering, and a smoothed command trajectory obtained by the processing is performed. , The setting of the clamping speed, the removal of the defective line segment, and the attachment of the spline curve are performed.
【0090】上記構成を採用することで、指令プログラ
ムの作成時に生じた不良線分を削除することができる。
更に、不良線分削除後の移動軌跡に基づいて、同一の自
由曲線を線形補間する個所については同一のスプライン
補間を実行することができる。また、設計図上で同一の
自由曲線に対して、同一のクランプ速度を設定して工具
10の移動速度を同じにすることができる。これによ
り、後段に接続される工作機械8の加工精度を向上する
ことができる。By employing the above configuration, it is possible to delete a defective line segment generated at the time of creating a command program.
Further, the same spline interpolation can be executed at the point where the same free curve is linearly interpolated based on the movement trajectory after the defective line segment is deleted. Further, the same clamping speed can be set for the same free curve on the design drawing to make the moving speed of the tool 10 the same. Thereby, the processing accuracy of the machine tool 8 connected at the subsequent stage can be improved.
【0091】(5-2)軌跡制御部の構成 図19は、上記特徴を具備する軌跡制御部40の機能ブ
ロック図である。上記実施の形態1、2、3に係る軌跡
制御装置3、200、300の備える軌跡制御部5と同
じ機能ブロックには同じ参照番号を付す。軌跡制御部4
0は、尺度空間フィルタリング手段16、クランプ速度
算出手段17、制御信号生成手段18、不良線分除去手
段21、及び、スプライン曲線算出手段31で構成され
る。(5-2) Configuration of the trajectory control unit FIG. 19 is a functional block diagram of the trajectory control unit 40 having the above features. The same reference numerals are given to the same functional blocks as those of the trajectory control unit 5 included in the trajectory control devices 3, 200, and 300 according to the first, second, and third embodiments. Trajectory control unit 4
Reference numeral 0 denotes a scale space filtering unit 16, a clamp speed calculating unit 17, a control signal generating unit 18, a defective line segment removing unit 21, and a spline curve calculating unit 31.
【0092】尺度空間フィルタリング手段16は、原指
令軌跡に対して尺度空間フィルタリングを実行し、尺度
空間フィルタリングの実行により得られるスムーズ化し
た指令軌跡を線形補間する自由曲線の形状特徴量として
出力する。クランプ速度算出手段17は、尺度空間フィ
ルタリング手段16より出力される形状特徴量に基づい
てクランプ速度の算出を行う。不良線分除去手段21
は、指令軌跡と、尺度空間フィルタリング手段16より
出力される形状特徴量とを比較して、線形補間を行う線
分の内、CADやCAMの計算誤差により生じた不良線
分を除去し、指令軌跡の修正を行う。スプライン曲線算
出手段31は、算出された形状特徴量に基づいて、各線
分にスプライン曲線を張り付け、指令軌跡を修正する。The scale space filtering means 16 executes scale space filtering on the original command trajectory, and outputs the smoothed command trajectory obtained by executing the scale space filtering as a shape feature of a free curve for linear interpolation. The clamp speed calculating unit 17 calculates a clamp speed based on the shape feature amount output from the scale space filtering unit 16. Defective line segment removing means 21
Compares the command trajectory with the shape feature quantity output from the scale space filtering means 16 and removes, from the line segments to be subjected to linear interpolation, defective line segments caused by CAD or CAM calculation errors, Modify the trajectory. The spline curve calculating means 31 corrects the command trajectory by attaching a spline curve to each line segment based on the calculated shape feature amount.
【0093】(5-3)制御信号生成処理 図20は、軌跡制御部40の実行する制御信号生成処理
のフローチャートである。まず、注目点の選択を行う
(ステップS61)。注目点近傍の線分を原指令軌跡と
して尺度空間フィルタリングを行い、スムーズ化した指
令軌跡を求め、求めた波形を線形補間する自由曲線の形
状特徴量として出力する(ステップS62)。(5-3) Control Signal Generation Processing FIG. 20 is a flowchart of the control signal generation processing executed by the trajectory control unit 40. First, a point of interest is selected (step S61). Scale space filtering is performed using the line segment near the point of interest as the original command trajectory to obtain a smoothed command trajectory, and the obtained waveform is output as a shape feature of a free curve for linear interpolation (step S62).
【0094】指令軌跡と上記ステップS62において算
出した形状特徴量とを比較して、線形補間を行う線分の
内、CADやCAMの計算誤差により生じた不良線分を
除去し、指令軌跡の修正を行う(ステップS63)。以
降の処理は、不良線分を除去した修正後の指令軌跡を用
いて行う。なお、当該処理の内容は、既に図12に示す
フローチャートを用いて説明したため、ここでの重複し
た説明は省く。The command trajectory is compared with the shape characteristic amount calculated in step S62 to remove a defective segment caused by a CAD or CAM calculation error from the line segments to be subjected to linear interpolation, thereby correcting the command trajectory. Is performed (step S63). Subsequent processing is performed using the corrected command locus after removing the defective line segment. Note that the content of the process has already been described using the flowchart shown in FIG. 12, and a duplicate description will be omitted here.
【0095】上記ステップS62において算出した形状
特徴量に基づいて、線形補間を行う各線分にスプライン
曲線を張り付け、指令軌跡を修正する(ステップS6
4)。なお、当該処理の内容は、既に図16に示すフロ
ーチャートを用いて説明したため、ここでの重複した説
明は省く。Based on the shape characteristic amount calculated in step S62, a spline curve is attached to each line segment for performing linear interpolation, and the command locus is corrected (step S6).
4). Since the content of the process has already been described using the flowchart shown in FIG. 16, the duplicate description will be omitted here.
【0096】上記ステップS62において算出した形状
特徴量に基づいて、クランプ速度の算出を行う(ステッ
プS65)。なお、当該処理の内容は、既に図8に示す
フローチャートを用いて説明したため、ここでの重複し
た説明は省く。The clamp speed is calculated based on the shape characteristic amount calculated in step S62 (step S65). Note that the content of the process has already been described using the flowchart shown in FIG. 8, and thus a duplicate description will be omitted here.
【0097】上記ステップS63、S64,S65にお
いて修正された指令軌跡及びクランプ速度により工具1
0を移動させる制御信号を出力する(ステップS6
6)。全ての注目点の処理が終了した場合(ステップS
67でYES)、処理を終了する。一方、全注目点の処
理が未だ終了していない場合には(ステップS67でN
O)、隣に位置する接点を次に処理する注目点とした後
に(ステップS68)、上記ステップS62に戻る。The tool 1 is determined based on the command trajectory and the clamp speed corrected in steps S63, S64, and S65.
A control signal for moving 0 is output (step S6).
6). When the processing of all the attention points is completed (step S
If YES at 67), the process ends. On the other hand, if the processing of all the attention points has not been completed yet (N in step S67)
O) After setting the adjacent contact point as the target point to be processed next (step S68), the process returns to step S62.
【0098】図21は、指令軌跡A,B,Cに対して上
記制御信号生成処理を実行した場合に得られるスムーズ
化した指令軌跡A,B,C、不良線除去処理及びスプラ
イン曲線の張り付け後の指令軌跡A,B,Cを示す図で
ある。図21の上から1段目には、同一の自由曲線に基
づいてCAMにより作成された指令軌跡A,B及びCを
示す。指令軌跡A,B及びCは、異なる長さの微小な直
線を異なる個数の組み合わせで構成される。また、指令
軌跡Cは、CAD又はCAMの計算誤差により誤った方
向に延びる線分αを持つ。図21の上から2段目には上
記指令軌跡A,B及びCに対して尺度空間フィルタリン
グを施すことで得られるスムーズ化した指令軌跡A,B
及びCを表す。尺度空間フィルタリングによりスムーズ
化した指令軌跡A,B及びCは、何れもほぼ同じ軌跡を
描くことが解かる。図21の上から3段目に示すよう
に、指令軌跡A及びBには不良線分はないため、直ちに
各線分にスプライン曲線が張り付けられる。また、指令
軌跡Cは、不良線分αの除去が行われた後に、スプライ
ン曲線の張り付けが行われる。スムーズ化した指令軌跡
A,B,Cの形状がほぼ同じであるため、3つの指令軌
跡A,B,Cは、ほぼ同じ曲率のスプライン曲線が張り
付けられ、結果として、ほぼ同じ指令軌跡に修正され
る。また、各軌跡ともスムーズ化した指令軌跡の形状が
ほぼ同じため、実質的に同じクランプ速度が割り当てら
れる。FIG. 21 shows the smoothed command trajectories A, B, and C obtained when the above-described control signal generation processing is performed on the command trajectories A, B, and C, the defective line removal processing, and the spline curve after pasting. 3 is a diagram showing command trajectories A, B, and C of FIG. The first row from the top in FIG. 21 shows command trajectories A, B, and C created by the CAM based on the same free curve. The command trajectories A, B, and C are composed of a combination of different numbers of minute straight lines having different lengths. The command trajectory C has a line segment α extending in an incorrect direction due to a calculation error of CAD or CAM. In the second row from the top in FIG. 21, smoothed command trajectories A and B obtained by applying scale space filtering to the command trajectories A, B and C are shown.
And C. It can be seen that the command trajectories A, B and C smoothed by the scale space filtering all draw substantially the same trajectory. As shown in the third row from the top in FIG. 21, the command trajectories A and B have no faulty line segments, and thus a spline curve is immediately pasted on each line segment. The command trajectory C is attached with a spline curve after the defective line segment α is removed. Since the shapes of the smoothed command trajectories A, B, and C are substantially the same, the three command trajectories A, B, and C are pasted with spline curves having substantially the same curvature, and as a result, are corrected to substantially the same command trajectory. You. Also, since the shape of the smoothed command trajectory is substantially the same for each trajectory, substantially the same clamping speed is assigned.
【0099】上述するように、実施の形態4に係る軌跡
制御装置400は、指令軌跡に含まれる不良線分を修正
した後にスプライン曲線を張り付けるため、上記実施の
形態3にかかる軌跡制御部40に比べて、線形補間を行
う自由曲線に一層忠実なスプライン補間を行うことがで
きる。また、同一の自由曲線に対しては、工具の移動速
度を実質的に同じに設定することができる。このため、
後段に接続する工作機械8の加工精度を向上することが
できる。As described above, the trajectory control device 400 according to the third embodiment applies the spline curve after correcting the defective line segment included in the command trajectory according to the fourth embodiment. The spline interpolation that is more faithful to the free curve on which the linear interpolation is performed can be performed as compared with. For the same free curve, the moving speed of the tool can be set to be substantially the same. For this reason,
The processing accuracy of the machine tool 8 connected to the subsequent stage can be improved.
【0100】(6)実施の形態5 (6-1)軌跡制御装置の特徴 実施の形態5に係る軌跡制御装置500は、上記実施の
形態1にかかる軌跡制御装置100と比べて、軌跡制御
部50が異なる。以下、軌跡制御部50についてのみ説
明する。(6) Fifth Embodiment (6-1) Features of Trajectory Control Device The trajectory control device 500 according to the fifth embodiment is different from the trajectory control device 100 according to the first embodiment in that a trajectory control unit is provided. 50 are different. Hereinafter, only the trajectory control unit 50 will be described.
【0101】軌跡制御部50は、上記実施の形態4に係
る軌跡制御部40に更に、指令軌跡中、自由曲線を線形
補間する線分以外の線分で形成されるエッジ部を検出
し、当該検出したエッジ部を工具が通過する際に、大き
な衝撃が生じないように、工具の移動速度をエッジの角
度に応じて減速させる機能を備えることを特徴とする。The trajectory control unit 50 further detects an edge portion formed by a line segment other than the line segment for linearly interpolating the free curve in the command trajectory, in addition to the trajectory control unit 40 according to the fourth embodiment. When the tool passes through the detected edge portion, a function of reducing the moving speed of the tool according to the angle of the edge is provided so that a large impact does not occur.
【0102】上記構成を採用することで、工具10がエ
ッジ部を通過する際に生じる衝撃を軽減し、工作機械8
の加工精度を向上することができる。By adopting the above configuration, the impact generated when the tool 10 passes through the edge portion is reduced, and the machine tool 8
Processing accuracy can be improved.
【0103】(6-2)軌跡制御部の構成 図22は、軌跡制御部50の機能ブロック図である。上
記実施の形態4に係る軌跡制御装置400の備える軌跡
制御部40と同じ機能ブロックには同じ参照番号を付
す。軌跡制御部50は、エッジ判別手段51、エッジ処
理部52、形状処理部53、及び、制御信号生成手段1
8で構成される。エッジ処理部52は、工具の減速量算
出手段54で構成される。形状処理部53は、尺度空間
フィルタリング手段16、クランプ速度算出手段17、
不良線分除去手段21、及び、スプライン曲線算出手段
31で構成される。(6-2) Configuration of Trajectory Control Unit FIG. 22 is a functional block diagram of the trajectory control unit 50. The same functional blocks as those of the trajectory control unit 40 included in the trajectory control device 400 according to Embodiment 4 are denoted by the same reference numerals. The trajectory control unit 50 includes an edge determination unit 51, an edge processing unit 52, a shape processing unit 53, and a control signal generation unit 1.
8. The edge processing unit 52 includes a tool deceleration amount calculation unit 54. The shape processing unit 53 includes a scale space filtering unit 16, a clamp speed calculating unit 17,
It comprises a defective line segment removing means 21 and a spline curve calculating means 31.
【0104】エッジ判別手段51は、指令軌跡中のエッ
ジ部について、当該エッジ部が自由曲線を線形補間する
各線分で形成されるエッジ部であるのか、又は、自由曲
線を線形補間する線分以外の線分で形成されるエッジ部
であるのかの判別を行う。具体的には、注目点を挟む2
本の線分の長さが所定のしきい値以上の場合に、自由曲
線を線形補間する線分以外の線分で形成されるエッジ部
であると判別する。エッジ判別手段51は、自由曲線を
線形補間する線分以外の線分で形成されるエッジ部であ
ると判別した指令軌跡のデータをエッジ処理部52に出
力する。一方、エッジ判別手段51は、自由曲線を線形
補間する線分で形成されるエッジ部である判別した指令
軌跡のデータを形状処理部53に出力する。The edge discriminating means 51 determines whether the edge portion in the command locus is an edge portion formed by each line segment for linearly interpolating a free curve, or other than a line segment for linearly interpolating a free curve. It is determined whether the line is an edge formed by the line segment. Specifically, 2
When the length of this line segment is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the edge portion is formed by a line segment other than the line segment for linearly interpolating the free curve. The edge determining unit 51 outputs to the edge processing unit 52 the data of the command trajectory determined to be an edge formed by a line other than the line for linearly interpolating the free curve. On the other hand, the edge determination unit 51 outputs to the shape processing unit 53 the data of the determined command trajectory, which is the edge formed by the line segment for linearly interpolating the free curve.
【0105】なお、予め、線形補間する各線分につい
て、自由曲線を線形補間する線分であるのか否かについ
てのデータの付加されている指令プログラムを用意して
もよい。この場合、エッジ判別手段51は、入力される
指令プログラムに付加されている上記データに基づいて
エッジ判別を行う。A command program may be prepared in advance for each line segment to be linearly interpolated, to which data on whether or not the free curve is a line segment to be linearly interpolated is added. In this case, the edge discriminating means 51 performs edge discrimination based on the data added to the input command program.
【0106】エッジ処理部52を構成する工具の減速量
算出手段54は、検出したエッジ部の角度に応じて、工
具10の減速量を算出し、算出した減速量を制御信号生
成手段18に出力する。なお、上記減速量とは、検出し
たエッジ部の角度に応じて指令される適切なエッジ部の
通過速度に、工具の移動速度を減速するのに必要な量を
いう。The tool deceleration calculating means 54 constituting the edge processing section 52 calculates the deceleration of the tool 10 according to the detected angle of the edge, and outputs the calculated deceleration to the control signal generator 18. I do. Note that the deceleration amount is an amount necessary to reduce the moving speed of the tool to an appropriate passing speed of the edge commanded according to the detected angle of the edge.
【0107】エッジ判別手段51において自由曲線を線
形補間する線分以外の線分で形成されるエッジ部と判別
されなかった指令軌跡のデータは、形状処理部53の尺
度空間フィルタリング手段16及び不良線分除去手段2
1に入力される。尺度空間フィルタリング手段16は、
原指令軌跡に対して尺度空間フィルタリングを実行し、
当該原指令軌跡に対して尺度空間フィルタリングを行っ
て得られるスムーズ化した指令軌跡を線形補間する自由
曲線の形状特徴量として出力する。クランプ速度算出手
段17は、尺度空間フィルタリング手段16より出力さ
れる形状特徴量に基づいてクランプ速度の算出を行う。
不良線分除去手段21は、指令軌跡と、尺度空間フィル
タリング手段16より出力される形状特徴量とを比較し
て、線形補間を行う線分の内、CADやCAMの計算誤
差により生じた不良線分を除去し、指令軌跡の修正を行
う。スプライン曲線算出手段31は、算出された形状特
徴量に基づいて、各線分にスプライン曲線を張り付け、
指令軌跡を修正する。制御信号生成手段18は、工具の
減速量算出手段54より出力される減速量、スプライン
曲線算出手段31より出力されるスプライン曲線の張り
付けられた指令軌跡のデータ、クランプ速度算出手段1
7より出力されるクランプ速度に基づいて、工作機械8
の備えるサーボモータ9の制御信号を出力する。The command trajectory data, which is not determined by the edge determining means 51 as an edge portion formed by a line segment other than the line segment for linearly interpolating the free curve, is transferred to the scale space filtering means 16 of the shape processing section 53 and the defective line. Minute removal means 2
1 is input. The scale space filtering means 16
Perform scale space filtering on the original command trajectory,
The smoothed command trajectory obtained by performing scale space filtering on the original command trajectory is output as the shape feature of a free curve for linear interpolation. The clamp speed calculating unit 17 calculates a clamp speed based on the shape feature amount output from the scale space filtering unit 16.
The defective line elimination unit 21 compares the command trajectory with the shape feature amount output from the scale space filtering unit 16, and detects a defective line caused by a CAD or CAM calculation error among the line segments for performing linear interpolation. Remove the minute and correct the command trajectory. The spline curve calculation means 31 attaches a spline curve to each line segment based on the calculated shape feature quantity,
Correct the command locus. The control signal generating means 18 includes a deceleration amount output from the tool deceleration amount calculating means 54, data of a command trajectory to which a spline curve is output from the spline curve calculating means 31, and a clamp speed calculating means 1.
Machine tool 8 based on the clamp speed output from
And outputs a control signal of the servo motor 9 provided in the control circuit.
【0108】(6-3)制御信号生成処理 図23は、軌跡制御部50の実行する制御信号生成処理
のフローチャートである。まず、注目点の選択を行う
(ステップS71)。入力される指令軌跡のエッジ部
が、自由曲線を線形補間する各線分で形成されるエッジ
部であるのか、又は、自由曲線を線形補間する線分以外
の線分で形成されるエッジ部であるか判別する(ステッ
プS72)。具体的には、注目点を挟むエッジ部の2つ
の線分の長さがパラメータσ設定部6(図2を参照)に
より設定されたパラメータσの3倍の値を超えている場
合に当該コーナをエッジ部であると判断する。指令軌跡
がエッジ部であると判断された場合(ステップS72で
YES)、エッジ部の角度に基づいて、工具10が大き
な衝撃を生じることなく通過することの可能な速度とな
るのに必要な減速量を算出する(ステップS73)。上
記算出した工具10の減速量に基づいて補間速度を設定
する(ステップS74)。(6-3) Control Signal Generation Process FIG. 23 is a flowchart of the control signal generation process executed by the trajectory control unit 50. First, a point of interest is selected (step S71). Whether the edge portion of the input command trajectory is an edge portion formed by each line segment for linearly interpolating the free curve or an edge portion formed by a line segment other than the line segment for linearly interpolating the free curve. Is determined (step S72). Specifically, when the length of two line segments of the edge portion sandwiching the target point exceeds three times the value of the parameter σ set by the parameter σ setting unit 6 (see FIG. 2), Is determined to be an edge portion. If it is determined that the command trajectory is an edge portion (YES in step S72), the deceleration required to reach a speed at which the tool 10 can pass without generating a large impact based on the angle of the edge portion. The amount is calculated (step S73). An interpolation speed is set based on the calculated deceleration amount of the tool 10 (step S74).
【0109】一方、入力される指令軌跡が自由曲線を線
形補間する線分以外の線分で形成されるエッジ部でない
と判断された場合(ステップS72でNO)、注目点近
傍の線分を原指令軌跡として尺度空間フィルタリングを
行い、スムーズ化した指令軌跡を求め、求めたスムーズ
化した指令軌跡の形状を線形補間を行う自由曲線の形状
特徴量として出力する(ステップS75)。On the other hand, when it is determined that the input command trajectory is not an edge portion formed by a line segment other than the line segment for linearly interpolating the free curve (NO in step S72), the line segment near the target point is set to the original Scale space filtering is performed as the command trajectory to obtain a smoothed command trajectory, and the shape of the obtained smoothed command trajectory is output as a shape characteristic amount of a free curve for performing linear interpolation (step S75).
【0110】指令軌跡と上記ステップS75において算
出した形状特徴量とを比較して、線形補間を行う線分の
内、CADやCAMの計算誤差により生じた不良線分を
除去し、指令軌跡の修正を行う(ステップS76)。な
お、当該処理の内容は、既に図12に示すフローチャー
トを用いて説明したため、ここでの重複した説明は省
く。The command trajectory is compared with the shape characteristic amount calculated in step S75 to remove, from the line segments to be subjected to linear interpolation, a defective line segment caused by a calculation error of CAD or CAM, thereby correcting the command trajectory. Is performed (step S76). Note that the content of the process has already been described using the flowchart shown in FIG. 12, and a duplicate description will be omitted here.
【0111】上記ステップS75において算出した形状
特徴量に基づいて、各線分にスプライン曲線を張り付
け、指令軌跡を修正する(ステップS77)。なお、当
該処理の内容は、既に図16に示すフローチャートを用
いて説明したため、ここでの重複した説明は省く。On the basis of the shape characteristic amount calculated in step S75, a spline curve is attached to each line segment to correct the command locus (step S77). Since the content of the process has already been described using the flowchart shown in FIG. 16, the duplicate description will be omitted here.
【0112】上記ステップS75において算出した形状
特徴量に基づいて、クランプ速度の算出を行う(ステッ
プS78)。なお、当該処理の内容は、既に図8に示す
フローチャートを用いて説明したため、ここでの重複し
た説明は省く。The clamp speed is calculated based on the shape characteristic amount calculated in step S75 (step S78). Note that the content of the process has already been described using the flowchart shown in FIG. 8, and thus a duplicate description will be omitted here.
【0113】上記ステップS74、S76、S77、又
は、S78において修正された指令軌跡及びクランプ速
度により工具10を移動させる制御信号を出力する(ス
テップS79)。全注目点の処理が未だ終了していない
場合には(ステップS80でNO)、隣に位置する接点
を次に処理する注目点とした後に(ステップS81)、
上記ステップS72に戻る。一方、全ての注目点の処理
が終了した場合(ステップS80でYES)、処理を終
了する。A control signal for moving the tool 10 is output based on the command trajectory and the clamp speed corrected in step S74, S76, S77 or S78 (step S79). If the processing of all the points of interest has not been completed yet (NO in step S80), the next contact point is set as the point of interest to be processed next (step S81).
The process returns to step S72. On the other hand, when the processing of all the attention points is completed (YES in step S80), the processing is completed.
【0114】以上に説明するように、実施の形態5に係
る軌跡制御装置500は、エッジ部と滑らかな自由曲線
の部分とを分けて処理するため、エッジ部及び自由曲線
を含む加工対象を精度良く加工することができる。As described above, since the trajectory control device 500 according to the fifth embodiment processes the edge portion and the portion of the smooth free curve separately, the processing target including the edge portion and the free curve can be accurately processed. Can be processed well.
【0115】[0115]
【発明の効果】本発明の第1の軌跡制御装置では、抽出
手段により原指令軌跡中に含まれる不連続な局所変化を
スムーズ化して得られる全体軌跡を、線形補間する自由
曲線の形状として認識し、当該形状に基づいて工具の移
動軌跡や移動速度の調節を行う。これにより、同一の自
由曲線を線形補間する指令プログラムの記述にばらつき
があっても、同一の軌跡及び同一の移動速度を割り当て
ることが可能となる。According to the first trajectory control device of the present invention, the entire trajectory obtained by smoothing discontinuous local changes included in the original command trajectory by the extraction means is recognized as the shape of a free curve for linear interpolation. Then, the movement locus and the movement speed of the tool are adjusted based on the shape. Thereby, even if the description of the command program for linearly interpolating the same free curve varies, the same trajectory and the same moving speed can be assigned.
【0116】本発明の第2の軌跡制御装置では、抽出手
段により原指令軌跡中に含まれる不連続な局所変化をス
ムーズ化して得られる全体軌跡を、線形補間する自由曲
線であると認識することで、指令プログラムの作成時に
生じた不良線分を除去し、同一の自由曲線を線形補間す
る個所については、同一の軌跡とすることができる。こ
れにより、後段に接続する工作機械の制御精度を向上す
ることができる。In the second trajectory control device of the present invention, the entire trajectory obtained by smoothing discontinuous local changes included in the original command trajectory by the extraction means is recognized as a free curve for linear interpolation. Thus, the same trajectory can be set at the point where the same free curve is linearly interpolated by removing the defective line segment generated at the time of creating the command program. This makes it possible to improve the control accuracy of the machine tool connected to the subsequent stage.
【0117】本発明の第3の軌跡制御装置は、抽出手段
により原指令軌跡中に含まれる不連続な局所変化をスム
ーズ化して得られる全体軌跡を、線形補間する自由曲線
であると認識することで、同一の自由曲線を線形補間す
る個所については同一のスプライン補間を実行すること
が可能となる。これにより、後段に接続される工作機械
の制御精度を向上することができる。The third trajectory control device of the present invention recognizes that the entire trajectory obtained by smoothing discontinuous local changes included in the original command trajectory by the extraction means is a free curve for linear interpolation. Thus, it is possible to execute the same spline interpolation at the point where the same free curve is linearly interpolated. Thereby, the control accuracy of the machine tool connected at the subsequent stage can be improved.
【0118】本発明の第4の軌跡制御装置は、抽出手段
により原指令軌跡中に含まれる不連続な局所変化をスム
ーズ化して得られる全体軌跡を、線形補間する自由曲線
であると認識し、指令プログラムの作成時に生じた不良
線分の除去を行い同一の自由曲線を線形補間する個所に
ついては、同一の軌跡とすることができる。更に、この
後、同一の自由曲線を線形補間する個所については同一
のスプライン補間を実行することが可能となる。これに
より、後段に接続される工作機械の制御精度を向上する
ことができる。The fourth trajectory control device of the present invention recognizes that the entire trajectory obtained by smoothing discontinuous local changes included in the original command trajectory by the extraction means is a free curve for linear interpolation, The same trajectory can be set at the point where the defective line segment generated at the time of creating the command program is removed and the same free curve is linearly interpolated. Further, after that, the same spline interpolation can be executed at the point where the same free curve is linearly interpolated. Thereby, control accuracy of the machine tool connected at the subsequent stage can be improved.
【0119】本発明の第5の軌跡制御装置は、自由曲線
を線形補間する線分以外の線分で構成されるエッジ部を
検出し、当該エッジ部を通過する際の工具の移動速度を
エッジ部の角度に応じて設定することで、後段に接続さ
れる工作機械のより精密な速度制御を実現することがで
きる。The fifth trajectory control device of the present invention detects an edge portion formed by a line segment other than a line segment for linearly interpolating a free curve, and determines the moving speed of the tool when passing through the edge portion. By setting according to the angle of the section, more precise speed control of the machine tool connected at the subsequent stage can be realized.
【0120】本発明の第6の軌跡制御装置は、所定長以
上の線分で構成されるエッジ部を、自由曲線を線形補間
する線分以外の線分で構成されるエッジ部であるとして
検出し、当該エッジ部を通過する際の工具の移動速度を
エッジ部の角度に応じて設定することで、後段に接続さ
れる工作機械のより精密な速度制御を実現することがで
きる。The sixth trajectory control device of the present invention detects an edge portion formed by a line segment having a predetermined length or more as an edge portion formed by a line segment other than a line segment for linearly interpolating a free curve. However, by setting the moving speed of the tool when passing through the edge portion according to the angle of the edge portion, more precise speed control of a machine tool connected to the subsequent stage can be realized.
【0121】本発明の第7の軌跡制御装置は、予め指令
プログラムに付加されているデータに基づいて、自由曲
線を線形補間する線分以外の線分で構成されるエッジ部
を検出し、当該エッジ部を通過する際の工具の移動速度
をエッジ部の角度に応じて設定することで、後段に接続
される工作機械のより精密な速度制御を実現することが
できる。The seventh trajectory control device of the present invention detects an edge portion formed by a line segment other than a line segment for linearly interpolating a free curve, based on data added to a command program in advance. By setting the moving speed of the tool when passing through the edge portion according to the angle of the edge portion, more precise speed control of a machine tool connected to the subsequent stage can be realized.
【0122】本発明の第8の軌跡制御装置は、抽出手段
により原指令軌跡中に含まれる不連続な局所変化をスム
ーズ化して得られる全体軌跡を、線形補間する自由曲線
の形状として認識する。これにより、同じ自由曲線を線
形補間する個所については、同一の軌跡及び同一の移動
速度を割り当てることが可能となる。The eighth trajectory control device of the present invention recognizes the entire trajectory obtained by smoothing discontinuous local changes included in the original command trajectory by the extraction means as the shape of a free curve for linear interpolation. As a result, the same trajectory and the same moving speed can be assigned to the points where the same free curve is linearly interpolated.
【0123】本発明の第9の軌跡制御装置は、工作機械
で使用する工具の種類及びサイズに応じて、尺度空間フ
ィルタで用いるパラメータσの値を設定することで、よ
り適切な尺度空間フィルタリングを行うことができる。
これにより、自由曲線を線形補間する個所に、より適切
な軌跡及び移動速度を割り当てることが可能となる。The ninth trajectory control device of the present invention performs more appropriate scale space filtering by setting the value of the parameter σ used in the scale space filter according to the type and size of the tool used in the machine tool. It can be carried out.
As a result, it is possible to assign a more appropriate trajectory and moving speed to a position where the free curve is linearly interpolated.
【0124】本発明の第10の軌跡制御装置は、後段に
接続される工作機械の工具の移動制御の精度に応じて、
尺度空間フィルタで用いるパラメータσの値を設定す
る。これにより、適切な尺度空間フィルタリングを行う
ことができ、自由曲線を線形補間する個所に、より適切
な軌跡及び移動速度を割り当てることが可能となる。A tenth trajectory control device according to the present invention provides a trajectory control device which adjusts the accuracy of the movement control of a tool of a machine tool connected to a subsequent stage.
The value of the parameter σ used in the scale space filter is set. As a result, appropriate scale space filtering can be performed, and a more appropriate trajectory and moving speed can be assigned to a portion where the free curve is linearly interpolated.
【0125】本発明の第11の軌跡制御装置は、工作機
械の工具の移動制御の精度を特定するデータとして入力
される、工作機械で使用する工具の移動軌跡の間隔のデ
ータに応じてパラメータσを設定する。これにより、適
切な尺度空間フィルタリングを行うことができ、自由曲
線を線形補間する個所に、より適切な軌跡及び移動速度
を割り当てることが可能となる。An eleventh trajectory control device according to the present invention provides a parameter σ according to data of a movement trajectory interval of a tool used in a machine tool, which is input as data for specifying the accuracy of the movement control of the tool of the machine tool. Set. As a result, appropriate scale space filtering can be performed, and a more appropriate trajectory and moving speed can be assigned to a portion where the free curve is linearly interpolated.
【0126】本発明の第12の軌跡制御装置は、工作機
械の工具の移動制御の精度を特定するデータとして入力
される、工作機械で使用する工具の移動速度のデータに
応じてパラメータσを設定する。これにより、適切な尺
度空間フィルタリングを行うことができ、自由曲線を線
形補間する個所に、より適切な軌跡及び移動速度を割り
当てることが可能となる。The twelfth trajectory control device of the present invention sets a parameter σ in accordance with data of a moving speed of a tool used in a machine tool, which is inputted as data for specifying the accuracy of the movement control of the tool of the machine tool. I do. As a result, appropriate scale space filtering can be performed, and a more appropriate trajectory and moving speed can be assigned to a portion where the free curve is linearly interpolated.
【0127】本発明の第13の軌跡制御装置は、予め指
令プログラムに付加されているデータに基づいて、パラ
メータσを設定する。これにより、全体軌跡の適切な抽
出処理を行うことができ、自由曲線を線形補間する個所
に、より適切な軌跡及び移動速度を割り当てることが可
能となる。The thirteenth trajectory control device of the present invention sets the parameter σ based on data added to the instruction program in advance. As a result, it is possible to perform an appropriate extraction process of the entire trajectory, and it is possible to assign a more appropriate trajectory and a moving speed to a portion where the free curve is linearly interpolated.
【図1】 尺度空間フィルタリングの実行例を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an execution example of scale space filtering.
【図2】 実施の形態1に係る軌跡制御装置を備えるN
C工作機械のブロック図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an N including a trajectory control device according to the first embodiment;
It is a block diagram of C machine tools.
【図3】 データ入力部の正面図である。FIG. 3 is a front view of a data input unit.
【図4】 軌跡制御部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a trajectory control unit.
【図5】 尺度空間フィルタリングの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of scale space filtering.
【図6】 尺度空間フィルタリングで用いるデータテー
ブルについての説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a data table used in scale space filtering.
【図7】 制御信号生成処理のフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart of a control signal generation process.
【図8】 クランプ速度算出処理のフローチャートであ
る。FIG. 8 is a flowchart of a clamp speed calculation process.
【図9】 軌跡制御部で実行するクランプ速度の算出に
至るまでの工程図である。FIG. 9 is a process chart up to calculation of a clamp speed executed by the trajectory control unit.
【図10】 実施の形態2にかかる軌跡制御部のブロッ
ク図である。FIG. 10 is a block diagram of a trajectory control unit according to the second embodiment;
【図11】 制御信号生成処理のフローチャートであ
る。FIG. 11 is a flowchart of a control signal generation process.
【図12】 不良線分除去処理のフローチャートであ
る。FIG. 12 is a flowchart of a defective line segment removal process.
【図13】 不良線分除去処理の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a defective line segment removal process.
【図14】 実施の形態3に係る軌跡制御部のブロック
図である。FIG. 14 is a block diagram of a trajectory control unit according to Embodiment 3.
【図15】 制御信号生成処理のフローチャートであ
る。FIG. 15 is a flowchart of a control signal generation process.
【図16】 スプライン曲線算出処理のフローチャート
である。FIG. 16 is a flowchart of a spline curve calculation process.
【図17】 スプライン曲線算出処理の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a spline curve calculation process.
【図18】 制御信号生成処理の実行に伴なう指令軌跡
の変化を表す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a change in a command trajectory accompanying execution of a control signal generation process.
【図19】 実施の形態4に係る軌跡制御装置のブロッ
ク図である。FIG. 19 is a block diagram of a trajectory control device according to Embodiment 4.
【図20】 制御信号生成処理のフローチャートであ
る。FIG. 20 is a flowchart of a control signal generation process.
【図21】 制御信号生成処理の実行に伴なう指令軌跡
の変化を表す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a change in a command trajectory accompanying execution of a control signal generation process.
【図22】 実施の形態5に係る軌跡制御装置のブロッ
ク図である。FIG. 22 is a block diagram of a trajectory control device according to a fifth embodiment.
【図23】 制御信号生成処理のフローチャートであ
る。FIG. 23 is a flowchart of a control signal generation process.
1 NC工作機械、2 プログラム出力装置、3,20
0,300,400,500 軌跡制御装置、4 工作
機械、5,20,30,40,50 軌跡制御部、16
尺度空間フィルタリング手段、17 クランプ速度算
出手段、18 制御信号生成手段、21 不良線分除去
手段、31 スプライン曲線算出手段、51 エッジ判
別手段、54 コーナ減速速度算出手段1 NC machine tool, 2 program output device, 3, 20
0, 300, 400, 500 trajectory control device, 4 machine tool, 5, 20, 30, 40, 50 trajectory control unit, 16
Scale space filtering means, 17 clamp speed calculating means, 18 control signal generating means, 21 defective line segment removing means, 31 spline curve calculating means, 51 edge discriminating means, 54 corner deceleration speed calculating means
Claims (13)
跡及び速度で、工作機械の工具を移動する制御信号を出
力する軌跡制御装置であって、 上記指令プログラムにより指令される工具の移動軌跡を
原指令軌跡とし、当該原指令軌跡中に含まれる不連続な
局所変化をスムーズ化し、原指令軌跡に対応した全体軌
跡を抽出する抽出手段と、 上記抽出手段により抽出された全体軌跡の形状に基づい
て、工具の移動軌跡の修正及び移動速度の調節の少なく
とも一方を行う制御部とを備えることを特徴とする軌跡
制御装置。1. A trajectory control device for outputting a control signal for moving a tool of a machine tool at a trajectory and a speed specified by a command program, wherein the trajectory of the tool specified by the command program is determined by an original command. A trajectory, smoothing discontinuous local changes included in the original command trajectory, and extracting means for extracting the entire trajectory corresponding to the original command trajectory; A trajectory control device comprising: a control unit that performs at least one of correction of the trajectory of the tool and adjustment of the moving speed.
て、 上記制御部は、移動軌跡内の線分から、上記抽出手段に
より抽出された全体軌跡の形状に比べて所定の角度以上
異なる方向の線分を不良線分として検出し、検出した不
良線分を含む近傍の線分を上記抽出した全体軌跡の形状
に沿う線分に置き換えることを特徴とする軌跡制御装
置。2. The trajectory control device according to claim 1, wherein the control unit differs from a line segment in the movement trajectory by a direction different from the shape of the entire trajectory extracted by the extraction unit by a predetermined angle or more. A trajectory control device comprising: detecting a line segment as a defective line segment; and replacing a nearby line segment including the detected defective line segment with a line segment that follows the shape of the extracted entire trajectory.
て、 上記制御部は、移動軌跡内の各線分を、上記抽出手段に
より抽出した全体軌跡の形状に基づいてスプライン曲線
に置き換えることを特徴とする軌跡制御装置。3. The trajectory control device according to claim 1, wherein the control unit replaces each line segment in the movement trajectory with a spline curve based on the shape of the entire trajectory extracted by the extraction unit. Trajectory control device characterized.
て、 上記制御手段は、移動軌跡内の線分から、上記抽出手段
により抽出した全体軌跡の形状に比べて所定の角度以上
異なる方向の線分を不良線分として検出し、検出した不
良線分を含む近傍の線分を上記抽出した全体軌跡の形状
に沿う線分に置き換え、置き換え後の移動軌跡内の各線
分を、上記抽出した全体軌跡の形状に基づいてスプライ
ン曲線に置き換えることを特徴とする軌跡制御装置。4. The trajectory control device according to claim 1, wherein the control means has a direction different from the line segment in the movement trajectory by a predetermined angle or more compared to the shape of the entire trajectory extracted by the extraction means. The line segment is detected as a defective line segment, a nearby line segment including the detected defective line segment is replaced with a line segment along the shape of the extracted overall trajectory, and each line segment in the replaced movement trajectory is extracted as described above. A trajectory control device, wherein the trajectory is replaced with a spline curve based on the shape of the entire trajectory.
軌跡制御装置であって、 更に、工具の移動軌跡の内、自由曲線を線形補間する線
分以外の線分で構成されるエッジ部を検出するエッジ検
出手段と、 エッジ検出手段により検出されたエッジ部を通過する際
の工具の移動速度を、エッジ部の角度に応じて減速させ
る速度制御手段とを備えることを特徴とする軌跡制御装
置。5. The trajectory control device according to claim 1, further comprising a line segment other than a line segment for linearly interpolating a free curve in a movement trajectory of the tool. Edge detecting means for detecting an edge portion, and speed control means for reducing the moving speed of the tool when passing through the edge portion detected by the edge detecting device in accordance with the angle of the edge portion. Trajectory control device.
て、 上記エッジ検出手段は、所定長以上の線分により構成さ
れるエッジ部を、自由曲線を線形補間する線分以外の線
分で構成されるエッジ部であるとして検出することを特
徴とする軌跡制御装置。6. The trajectory control device according to claim 5, wherein said edge detecting means converts an edge portion formed by a line segment having a predetermined length or more to a line segment other than a line segment for linearly interpolating a free curve. A trajectory control device characterized by detecting an edge portion composed of:
軌跡制御装置であって、 予め、線形補間する各線分について、自由曲線を線形補
間する線分であるのか否かについてのデータが付加され
ている指令プログラムが入力された場合に、当該指令プ
ログラムに付加されている上記データに基づいて、自由
曲線を線形補間する線分以外の線分で構成されるエッジ
部を特定するエッジ部特定手段と、 エッジ部特定手段により特定されたエッジ部を通過する
工具の移動速度を、エッジ部の角度に応じて減速する速
度制御手段とを備えることを特徴とする軌跡制御装置。7. The trajectory control device according to claim 1, wherein each of the line segments to be linearly interpolated is data indicating whether or not the line segment is to linearly interpolate a free curve. When a command program to which is added is input, based on the data added to the command program, an edge that specifies an edge portion formed by a line segment other than a line segment that linearly interpolates a free curve. A trajectory control device comprising: a section specifying unit; and a speed control unit configured to reduce a moving speed of a tool passing through the edge specified by the edge unit specifying unit in accordance with an angle of the edge.
軌跡制御装置であって、 パラメータσの設定手段を備え、 上記抽出手段は、指令プログラムにより指令される工具
の移動軌跡を原指令軌跡とし、原指令軌跡に対して上記
設定手段により設定されたパラメータσの広がりを有す
るガウス関数を用いた尺度空間フィルタリングを実行す
ることを特徴とする軌跡制御装置。8. The trajectory control device according to claim 1, further comprising a parameter σ setting means, wherein said extraction means obtains a movement trajectory of a tool specified by a command program. A trajectory control device which executes a scale space filtering using a Gaussian function having a spread of a parameter σ set by the setting means on the original command trajectory as a command trajectory.
て、 上記パラメータσ設定手段は、工作機械で使用する工具
の種類及びサイズに応じてパラメータσの設定を行うこ
とを特徴とする軌跡制御装置。9. The trajectory control device according to claim 8, wherein the parameter σ setting means sets the parameter σ according to the type and size of a tool used in the machine tool. .
て、 上記パラメータσ設定手段は、工作機械の工具の移動制
御の精度を特定するデータの入力に応じてパラメータσ
を設定することを特徴とする軌跡制御装置。10. The trajectory control device according to claim 8, wherein the parameter σ setting means sets the parameter σ in response to input of data specifying the accuracy of the movement control of the tool of the machine tool.
A trajectory control device characterized by setting:
いて、 上記パラメータσ設定手段は、工作機械の工具の移動制
御の精度を特定するデータとして入力される、工作機械
で使用する工具の移動軌跡の間隔のデータに基づいてパ
ラメータσを設定することを特徴とする軌跡制御装置。11. The trajectory control device according to claim 10, wherein the parameter σ setting means inputs a movement trajectory of the tool used in the machine tool, which is input as data specifying the accuracy of the movement control of the tool of the machine tool. A trajectory control device characterized in that the parameter σ is set based on the data of the interval.
いて、 上記パラメータσ設定手段は、工作機械の工具の移動制
御の精度を特定するデータとして入力される、工作機械
で使用する工具の移動速度のデータに基づいてパラメー
タσを設定することを特徴とする軌跡制御装置。12. The trajectory control device according to claim 10, wherein the parameter σ setting means inputs the movement speed of the tool used in the machine tool, which is input as data specifying the accuracy of the movement control of the tool of the machine tool. A trajectory control device characterized in that a parameter σ is set based on the data of (1).
の軌跡制御装置であって、 予め、抽出手段で用いるパラメータσのデータが付加さ
れている指令プログラムが入力された場合に、当該指令
プログラムに付加されている上記データに基づいて、上
記抽出手段で用いるパラメータσを特定するパラメータ
σ特定手段を備え、 上記抽出手段は、指令プログラムにより指令される工具
の移動軌跡を原指令軌跡とし、上記パラメータσ特定手
段が抽出したパラメータσを有するガウス関数を用いて
尺度空間フィルタリングを行うことを特徴とする軌跡制
御装置。13. The trajectory control device according to claim 1, wherein when a command program to which data of a parameter σ used by the extraction unit is added in advance is input, A parameter σ specifying unit that specifies a parameter σ used by the extracting unit based on the data added to the command program, wherein the extracting unit sets a movement locus of the tool commanded by the command program as an original command locus. A trajectory control device for performing scale space filtering using a Gaussian function having the parameter σ extracted by the parameter σ specifying means.
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JP21062099A JP4102521B2 (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Trajectory control device |
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