JP2001092508A - パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置 - Google Patents
パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工具などを固定する可動部材を状況に応じた
最高の速度で移動でき、高速・高能率で動作可能なパラ
レルメカニズム工作機械の数値制御装置を提供する。 【解決手段】 デカルト座標で表される許容送り速度を
求める手段７，８，９を設け、脚の長さの変化速度が脚
の最大許容速度を超えないようにデカルト座標で表され
る可動部材の送り速度を制限する。
最高の速度で移動でき、高速・高能率で動作可能なパラ
レルメカニズム工作機械の数値制御装置を提供する。 【解決手段】 デカルト座標で表される許容送り速度を
求める手段７，８，９を設け、脚の長さの変化速度が脚
の最大許容速度を超えないようにデカルト座標で表され
る可動部材の送り速度を制限する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレルメカニズ
ムを応用した工作機械（以下、パラレルメカニズム工作
機械という。）を数値制御するパラレルメカニズム工作
機械の数値制御装置に関する。
ムを応用した工作機械（以下、パラレルメカニズム工作
機械という。）を数値制御するパラレルメカニズム工作
機械の数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、パラレルメカニズム工作機械の
数値制御装置では、直交座標系（以下、デカルト座標系
という。）で与えられた指令に従い、工作機械の一部を
構成し工具等を取り付ける可動部材の位置と姿勢を制御
する。この可動部材の位置と姿勢の制御の一例を図２を
参照して説明する。
数値制御装置では、直交座標系（以下、デカルト座標系
という。）で与えられた指令に従い、工作機械の一部を
構成し工具等を取り付ける可動部材の位置と姿勢を制御
する。この可動部材の位置と姿勢の制御の一例を図２を
参照して説明する。
【０００３】図２に示す工作機械の場合、固定部材２１
の６個の支点２３と可動部材２２の６個の支点２４とが
それぞれ脚２５で接続され、脚２５に取り付けられた駆
動装置２６により支点間の距離（以下、脚の長さとい
う。）を任意に拡大または縮小することができるように
なっている。
の６個の支点２３と可動部材２２の６個の支点２４とが
それぞれ脚２５で接続され、脚２５に取り付けられた駆
動装置２６により支点間の距離（以下、脚の長さとい
う。）を任意に拡大または縮小することができるように
なっている。
【０００４】可動部材２２の位置と姿勢を制御するため
に、先ず可動部材２２の所望の位置と姿勢に対応する可
動部材２２の各支点２４の座標を求める。固定部材２１
の各支点２３の座標は固定なので、可動部材２２の各支
点２４の座標から脚の長さを求めることができる。ここ
で求めた脚の長さになるように駆動装置２６を駆動制御
することにより、可動部材２２は所望の位置と姿勢に移
動する。このようにして、可動部材２２の位置と姿勢を
制御できる。
に、先ず可動部材２２の所望の位置と姿勢に対応する可
動部材２２の各支点２４の座標を求める。固定部材２１
の各支点２３の座標は固定なので、可動部材２２の各支
点２４の座標から脚の長さを求めることができる。ここ
で求めた脚の長さになるように駆動装置２６を駆動制御
することにより、可動部材２２は所望の位置と姿勢に移
動する。このようにして、可動部材２２の位置と姿勢を
制御できる。
【０００５】図３は、以上のような制御を行う従来の数
値制御装置の構成の一例を示すブロック図である。プロ
グラム解釈部１は、加工プログラムを１ブロックずつ解
釈し、デカルト座標で表される可動部材２２の送り速度
データＶＤと目標位置ＴＰとを、それぞれ、目標送り速
度計算部２と補間座標計算部４に出力する。
値制御装置の構成の一例を示すブロック図である。プロ
グラム解釈部１は、加工プログラムを１ブロックずつ解
釈し、デカルト座標で表される可動部材２２の送り速度
データＶＤと目標位置ＴＰとを、それぞれ、目標送り速
度計算部２と補間座標計算部４に出力する。
【０００６】目標送り速度計算部２は、該送り速度デー
タＶＤ及びオペレータが指定したオーバーライドから、
デカルト座標で表される目標送り速度ＴＶを求め、加減
速処理部３に出力する。
タＶＤ及びオペレータが指定したオーバーライドから、
デカルト座標で表される目標送り速度ＴＶを求め、加減
速処理部３に出力する。
【０００７】加減速処理部３は、デカルト座標で表され
る加減速処理前の目標送り速度ＴＶを目指して加速また
は減速を行ない、デカルト座標で表される加減速処理後
の今回の送り速度ＮＶを求める。
る加減速処理前の目標送り速度ＴＶを目指して加速また
は減速を行ない、デカルト座標で表される加減速処理後
の今回の送り速度ＮＶを求める。
【０００８】図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、このよ
うにして求められた目標送り速度ＴＶと、加減速処理後
の今回の送り速度ＮＶの時間に対する変化の関係の一例
を示す。加減速処理前の目標送り速度ＴＶが時間的に一
定であるのに対し、加減速処理後の今回の送り速度ＮＶ
は、送り動作開始段階で次第に増大し、送り動作停止段
階では徐々に減少する。
うにして求められた目標送り速度ＴＶと、加減速処理後
の今回の送り速度ＮＶの時間に対する変化の関係の一例
を示す。加減速処理前の目標送り速度ＴＶが時間的に一
定であるのに対し、加減速処理後の今回の送り速度ＮＶ
は、送り動作開始段階で次第に増大し、送り動作停止段
階では徐々に減少する。
【０００９】補間座標計算部４は、デカルト座標で表さ
れる補間位置ＣＰを求める。また、逆機構変換部５は、
デカルト座標で表される補間位置ＣＰを脚の長さＬＰに
変換し、駆動装置制御部６に出力する。駆動装置制御部
６は、脚の長さＬＰに従って脚に取り付けられた駆動装
置２６を駆動制御する。
れる補間位置ＣＰを求める。また、逆機構変換部５は、
デカルト座標で表される補間位置ＣＰを脚の長さＬＰに
変換し、駆動装置制御部６に出力する。駆動装置制御部
６は、脚の長さＬＰに従って脚に取り付けられた駆動装
置２６を駆動制御する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】パラレルメカニズム工
作機械では、デカルト座標で表される刃先の送り速度の
大きさが同じでも刃先位置やその移動方向のその時々の
状況により、脚の長さが変化する速度（以下、脚の長さ
の変化速度という。）の大きさが変化する。図５は、デ
カルト座標で表される刃先の送り速度と脚の長さの変化
速度との関係の一例を示す。
作機械では、デカルト座標で表される刃先の送り速度の
大きさが同じでも刃先位置やその移動方向のその時々の
状況により、脚の長さが変化する速度（以下、脚の長さ
の変化速度という。）の大きさが変化する。図５は、デ
カルト座標で表される刃先の送り速度と脚の長さの変化
速度との関係の一例を示す。
【００１１】図５において、ベクトルＴＡとベクトルＴ
Ｂは、それぞれ、デカルト座標で表される刃先の水平方
向および垂直方向の送り速度であり、速度の大きさは等
しいが、移動方向が異なる。ベクトルＪＡとベクトルＪ
Ｂは、それぞれ、可動部材２２の支点２４の水平方向お
よび垂直方向の速度であり、それぞれ、ベクトルＴＡと
ベクトルＴＢに等しい。
Ｂは、それぞれ、デカルト座標で表される刃先の水平方
向および垂直方向の送り速度であり、速度の大きさは等
しいが、移動方向が異なる。ベクトルＪＡとベクトルＪ
Ｂは、それぞれ、可動部材２２の支点２４の水平方向お
よび垂直方向の速度であり、それぞれ、ベクトルＴＡと
ベクトルＴＢに等しい。
【００１２】ベクトルＬＡとベクトルＬＢは、脚２５の
長さの変化速度を示すベクトルであり、ベクトルＬＡに
比べベクトルＬＢが大きくなる。このように、デカルト
座標で表される刃先の送り速度の大きさが等しくても、
脚の長さの変化速度は異なってしまう。ここで、符号２
３は固定部材の支点を示し、符号２４’と２４”は可動
部材２２の支点２４の移動後の位置を示し、符号２５’
と２５”は脚２５の移動後の位置を示す。
長さの変化速度を示すベクトルであり、ベクトルＬＡに
比べベクトルＬＢが大きくなる。このように、デカルト
座標で表される刃先の送り速度の大きさが等しくても、
脚の長さの変化速度は異なってしまう。ここで、符号２
３は固定部材の支点を示し、符号２４’と２４”は可動
部材２２の支点２４の移動後の位置を示し、符号２５’
と２５”は脚２５の移動後の位置を示す。
【００１３】工作機械の性能を上げるためにデカルト座
標で表される送り速度を大きくすると、前記状況によっ
ては脚の長さの変化速度が脚の最大許容速度を超えてし
まい、駆動装置を正しく制御できない事態を生じる。い
つ脚の長さの変化速度が脚の最大許容速度を超えるかは
分らない。そこで、あらかじめ任意の刃先位置やその移
動方向に対して脚の長さの変化速度が脚の最大許容速度
を超えないようにするため、デカルト座標で表される刃
先の制限速度を求めておき、常にデカルト座標で表され
る刃先の送り速度が前記制限速度を超えないように制御
しなければならない。従って、脚の長さの変化速度が脚
の最大許容速度を超えない状況でも、デカルト座標で表
される刃先の送り速度を制限する必要がある。
標で表される送り速度を大きくすると、前記状況によっ
ては脚の長さの変化速度が脚の最大許容速度を超えてし
まい、駆動装置を正しく制御できない事態を生じる。い
つ脚の長さの変化速度が脚の最大許容速度を超えるかは
分らない。そこで、あらかじめ任意の刃先位置やその移
動方向に対して脚の長さの変化速度が脚の最大許容速度
を超えないようにするため、デカルト座標で表される刃
先の制限速度を求めておき、常にデカルト座標で表され
る刃先の送り速度が前記制限速度を超えないように制御
しなければならない。従って、脚の長さの変化速度が脚
の最大許容速度を超えない状況でも、デカルト座標で表
される刃先の送り速度を制限する必要がある。
【００１４】本発明は上述のような事情によりなされた
ものであり、本発明においては、脚の長さの変化速度が
脚の最大許容速度を超えないようにデカルト座標で表さ
れる刃先の送り速度を制限し、状況に応じた最高の速度
で工具を移動できるように、可動部材を高速・高能率で
動作可能なパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置
を提供することを課題としている。
ものであり、本発明においては、脚の長さの変化速度が
脚の最大許容速度を超えないようにデカルト座標で表さ
れる刃先の送り速度を制限し、状況に応じた最高の速度
で工具を移動できるように、可動部材を高速・高能率で
動作可能なパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置
を提供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、加
工プログラムを解釈するプログラム解釈手段と、デカル
ト座標で表される目標送り速度を求める手段と、デカル
ト座標で表される今回の送り速度を求める手段と、デカ
ルト座標で表される補間位置を求める手段と、デカルト
座標で表される補間位置を脚の長さに変換する手段と、
脚の長さを変化させる駆動装置を駆動制御する手段とを
備えると共に、デカルト座標で表される許容送り速度を
求める手段を具備し、前記デカルト座標で表される目標
送り速度を求める手段の出力が所定の許容送り速度を超
えないように制御する構成により、効果的に達成され
る。
工プログラムを解釈するプログラム解釈手段と、デカル
ト座標で表される目標送り速度を求める手段と、デカル
ト座標で表される今回の送り速度を求める手段と、デカ
ルト座標で表される補間位置を求める手段と、デカルト
座標で表される補間位置を脚の長さに変換する手段と、
脚の長さを変化させる駆動装置を駆動制御する手段とを
備えると共に、デカルト座標で表される許容送り速度を
求める手段を具備し、前記デカルト座標で表される目標
送り速度を求める手段の出力が所定の許容送り速度を超
えないように制御する構成により、効果的に達成され
る。
【００１６】また、デカルト座標で表される許容送り速
度を求める手段が、脚の長さの変化速度を求める手段
と、該脚の長さの変化速度を求める手段から出力される
脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度の
比を求める手段とを備え、加減速処理後の送り速度と、
脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度の
比とからデカルト座標で表される許容送り速度を求め、
前記デカルト座標で表される目標送り速度を求める手段
の出力が所定の許容送り速度を超えないように制御する
構成により、効果的に達成される。
度を求める手段が、脚の長さの変化速度を求める手段
と、該脚の長さの変化速度を求める手段から出力される
脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度の
比を求める手段とを備え、加減速処理後の送り速度と、
脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度の
比とからデカルト座標で表される許容送り速度を求め、
前記デカルト座標で表される目標送り速度を求める手段
の出力が所定の許容送り速度を超えないように制御する
構成により、効果的に達成される。
【００１７】さらに、デカルト座標で表される許容送り
速度を求める手段が、前記プログラム解釈手段が出力す
る目標位置と前記デカルト座標で表される目標送り速度
を求める手段が出力する目標送り速度とからデカルト座
標で表される加減速処理前の補間位置を求める手段と、
該加減速処理前の該補間位置を加減速処理前の脚の長さ
に変換する手段とを含み、該変換された加減速処理前の
脚の長さから、脚の長さの変化速度と、該加減速処理前
の脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度
の比とを求め、該加減速処理前の脚の長さの変化速度に
対する脚の長さ変化の許容速度の比からデカルト座標で
表される許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表さ
れる目標送り速度を求める手段を制御することによって
も、効果的に達成される。
速度を求める手段が、前記プログラム解釈手段が出力す
る目標位置と前記デカルト座標で表される目標送り速度
を求める手段が出力する目標送り速度とからデカルト座
標で表される加減速処理前の補間位置を求める手段と、
該加減速処理前の該補間位置を加減速処理前の脚の長さ
に変換する手段とを含み、該変換された加減速処理前の
脚の長さから、脚の長さの変化速度と、該加減速処理前
の脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度
の比とを求め、該加減速処理前の脚の長さの変化速度に
対する脚の長さ変化の許容速度の比からデカルト座標で
表される許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表さ
れる目標送り速度を求める手段を制御することによって
も、効果的に達成される。
【００１８】またさらに、仮の目標送り速度を求める手
段と、該仮の目標送り速度を求める手段が出力する仮の
目標送り速度と、前記プログラム解釈手段が出力する目
標位置とからデカルト座標で表される加減速処理前の補
間位置を求める手段とを含み、デカルト座標で表される
加減速処理前の補間位置に基づきデカルト座標で表され
る許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表される目
標送り速度を求める手段の出力が所定の許容送り速度を
超えないように制御することによっても、効果的に達成
される。
段と、該仮の目標送り速度を求める手段が出力する仮の
目標送り速度と、前記プログラム解釈手段が出力する目
標位置とからデカルト座標で表される加減速処理前の補
間位置を求める手段とを含み、デカルト座標で表される
加減速処理前の補間位置に基づきデカルト座標で表され
る許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表される目
標送り速度を求める手段の出力が所定の許容送り速度を
超えないように制御することによっても、効果的に達成
される。
【００１９】またさらに、前記プログラム解釈手段が出
力する目標位置から可動部材の進行方向のベクトルを求
める手段と、前記プログラム解釈手段が出力する目標位
置から脚の方向のベクトルを求める手段とを含み、該可
動部材の進行方向と該脚の方向に基づきデカルト座標で
表される許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表さ
れる目標送り速度を求める手段の出力が所定の許容送り
速度を超えないように制御することによっても、効果的
に達成される。
力する目標位置から可動部材の進行方向のベクトルを求
める手段と、前記プログラム解釈手段が出力する目標位
置から脚の方向のベクトルを求める手段とを含み、該可
動部材の進行方向と該脚の方向に基づきデカルト座標で
表される許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表さ
れる目標送り速度を求める手段の出力が所定の許容送り
速度を超えないように制御することによっても、効果的
に達成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明に
係るパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置の第１
の実施の形態を示すブロック図である。プログラム解釈
部１、加減速処理部３、補間座標計算部４、逆機構変換
部５及び駆動装置制御部６の構成は、図３に示す従来の
パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置と同様とな
っている。
係るパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置の第１
の実施の形態を示すブロック図である。プログラム解釈
部１、加減速処理部３、補間座標計算部４、逆機構変換
部５及び駆動装置制御部６の構成は、図３に示す従来の
パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置と同様とな
っている。
【００２１】脚の速度計算部７は、デカルト座標で表さ
れる補間位置を求める手段の出力を脚の長さに変換する
手段である逆機構変換部５から出力される、今回、つま
り現制御ステップにおける脚の長さＬＰから前回、つま
り一つ前の制御ステップにおける脚の長さを引くことに
より、脚の長さの変化速度ＬＶを求め、速度比計算部８
に出力する。速度比計算部８では、予め与えられた脚の
許容速度を上記脚の長さの変化速度ＬＶで割ることによ
り速度比ＬＲを求め、許容送り速度計算部９に出力す
る。そして、許容送り速度計算部９は、加減速処理部３
から出力されるデカルト座標で表される加減速処理後の
今回の送り速度ＮＶに前記速度比ＬＲを掛け算し、デカ
ルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求め、目標送り
速度計算部１２に出力する。
れる補間位置を求める手段の出力を脚の長さに変換する
手段である逆機構変換部５から出力される、今回、つま
り現制御ステップにおける脚の長さＬＰから前回、つま
り一つ前の制御ステップにおける脚の長さを引くことに
より、脚の長さの変化速度ＬＶを求め、速度比計算部８
に出力する。速度比計算部８では、予め与えられた脚の
許容速度を上記脚の長さの変化速度ＬＶで割ることによ
り速度比ＬＲを求め、許容送り速度計算部９に出力す
る。そして、許容送り速度計算部９は、加減速処理部３
から出力されるデカルト座標で表される加減速処理後の
今回の送り速度ＮＶに前記速度比ＬＲを掛け算し、デカ
ルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求め、目標送り
速度計算部１２に出力する。
【００２２】目標送り速度計算部１２では、送り速度デ
ータＶＤ及びオペレータが指定したオーバーライドか
ら、仮の目標送り速度を求め、上記デカルト座標で表さ
れる許容送り速度ＣＶが該仮の目標送り速度より小さけ
れば、許容送り速度ＣＶを目標送り速度ＴＶとして出力
する。さもなければ、前記仮の目標送り速度を目標送り
速度ＴＶとして出力する。
ータＶＤ及びオペレータが指定したオーバーライドか
ら、仮の目標送り速度を求め、上記デカルト座標で表さ
れる許容送り速度ＣＶが該仮の目標送り速度より小さけ
れば、許容送り速度ＣＶを目標送り速度ＴＶとして出力
する。さもなければ、前記仮の目標送り速度を目標送り
速度ＴＶとして出力する。
【００２３】以上のようにして、デカルト座標で表され
る目標送り速度を求める手段の出力を所定の許容送り速
度を超えないように制御することができる。
る目標送り速度を求める手段の出力を所定の許容送り速
度を超えないように制御することができる。
【００２４】実施の形態２．図６は、本発明に係るパラ
レルメカニズム工作機械の数値制御装置の第２の実施の
形態を示すブロック図である。プログラム解釈部１、目
標送り速度計算部１２、加減速処理部３、補間座標計算
部４、逆機構変換部５、駆動装置制御部６及び速度比計
算部８の構成は、図１に示す第１の実施の形態と同様で
ある。
レルメカニズム工作機械の数値制御装置の第２の実施の
形態を示すブロック図である。プログラム解釈部１、目
標送り速度計算部１２、加減速処理部３、補間座標計算
部４、逆機構変換部５、駆動装置制御部６及び速度比計
算部８の構成は、図１に示す第１の実施の形態と同様で
ある。
【００２５】加減速前補間座標計算部１０は、プログラ
ム解釈部１から出力される可動部材２２の目標位置ＴＰ
と、目標送り速度計算部１２から出力される可動部材２
２の目標送り速度ＴＶとから加減速処理前のデカルト座
標で表される補間位置ＣＰＢを求め、加減速前逆機構変
換部１１に出力する。加減速前逆機構変換部１１は、加
減速処理前のデカルト座標で表される補間位置ＣＰＢを
加減速処理前の脚の長さＬＰＢに変換し、脚の速度計算
部７に出力する。
ム解釈部１から出力される可動部材２２の目標位置ＴＰ
と、目標送り速度計算部１２から出力される可動部材２
２の目標送り速度ＴＶとから加減速処理前のデカルト座
標で表される補間位置ＣＰＢを求め、加減速前逆機構変
換部１１に出力する。加減速前逆機構変換部１１は、加
減速処理前のデカルト座標で表される補間位置ＣＰＢを
加減速処理前の脚の長さＬＰＢに変換し、脚の速度計算
部７に出力する。
【００２６】脚の速度計算部７は、加減速処理前の今回
の脚の長さＬＰＢから前回の加減速処理前の脚の長さを
引いて、脚の長さの変化速度ＬＶを求め、許容送り速度
計算部９に出力する。許容送り速度計算部９は、デカル
ト座標で表される目標送り速度ＴＶに速度比ＬＲを掛け
算してデカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求
め、目標送り速度計算部１２に出力する。
の脚の長さＬＰＢから前回の加減速処理前の脚の長さを
引いて、脚の長さの変化速度ＬＶを求め、許容送り速度
計算部９に出力する。許容送り速度計算部９は、デカル
ト座標で表される目標送り速度ＴＶに速度比ＬＲを掛け
算してデカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求
め、目標送り速度計算部１２に出力する。
【００２７】上記過程で、わざわざ加減速処理前の脚の
長さＬＰＢを求めるのは、以下の理由による。
長さＬＰＢを求めるのは、以下の理由による。
【００２８】図１または図６のいずれの場合でも、目標
送り速度計算部１２では、送り速度データＶＤ及びオペ
レータが指定したオーバーライドから仮の目標送り速度
を求める。しかし、図１に示す実施の形態では、許容送
り速度ＣＶが前記仮の目標送り速度より小さくなった
時、加減速処理部３において許容送り速度ＣＶより大き
な前記仮の目標送り速度を目指して既に加速しているの
で、ただちに許容送り速度ＣＶまで減速することができ
ず、脚の長さの変化速度が脚の許容速度を若干超えてし
まう可能性がある。駆動装置には若干の余裕があるので
制御上特に問題は生じないが、脚は常に許容速度以下で
制御する方がより好ましい。この点、図６に示す実施の
形態では、加減速処理部３において許容送り速度ＣＶを
目指して加速するので、許容送り速度ＣＶが小さくなっ
た時もただちに減速でき、脚の長さの変化速度を常に脚
の許容速度以下にすることができるので、目標送り速度
を求める手段である目標送り速度計算部１２の出力が所
定の許容送り速度を超えないように、より効果的に制御
できる。
送り速度計算部１２では、送り速度データＶＤ及びオペ
レータが指定したオーバーライドから仮の目標送り速度
を求める。しかし、図１に示す実施の形態では、許容送
り速度ＣＶが前記仮の目標送り速度より小さくなった
時、加減速処理部３において許容送り速度ＣＶより大き
な前記仮の目標送り速度を目指して既に加速しているの
で、ただちに許容送り速度ＣＶまで減速することができ
ず、脚の長さの変化速度が脚の許容速度を若干超えてし
まう可能性がある。駆動装置には若干の余裕があるので
制御上特に問題は生じないが、脚は常に許容速度以下で
制御する方がより好ましい。この点、図６に示す実施の
形態では、加減速処理部３において許容送り速度ＣＶを
目指して加速するので、許容送り速度ＣＶが小さくなっ
た時もただちに減速でき、脚の長さの変化速度を常に脚
の許容速度以下にすることができるので、目標送り速度
を求める手段である目標送り速度計算部１２の出力が所
定の許容送り速度を超えないように、より効果的に制御
できる。
【００２９】実施の形態３．図７は、本発明に係るパラ
レルメカニズム工作機械の数値制御装置の第３の実施の
形態を示すブロック図である。プログラム解釈部１、加
減速処理部３、補間座標計算部４、逆機構変換部５及び
駆動装置制御部６の構成は、図３に示す従来のパラレル
メカニズム工作機械の数値制御装置と同じものである。
レルメカニズム工作機械の数値制御装置の第３の実施の
形態を示すブロック図である。プログラム解釈部１、加
減速処理部３、補間座標計算部４、逆機構変換部５及び
駆動装置制御部６の構成は、図３に示す従来のパラレル
メカニズム工作機械の数値制御装置と同じものである。
【００３０】仮の目標送り速度計算部１３は、送り速度
データＶＤ及びオペレータが指定したオーバーライドか
ら、仮の目標送り速度ＴＴＶを求め、加減速前補間座標
計算部１０に出力する。加減速前補間座標計算部１０
は、該仮の目標送り速度ＴＴＶとプログラム解釈部１か
ら出力されるデカルト座標で表される目標位置ＴＰに基
づき、デカルト座標で表される加減速処理前の補間位置
ＣＰＢを求め、許容送り速度計算部１４に出力する。
データＶＤ及びオペレータが指定したオーバーライドか
ら、仮の目標送り速度ＴＴＶを求め、加減速前補間座標
計算部１０に出力する。加減速前補間座標計算部１０
は、該仮の目標送り速度ＴＴＶとプログラム解釈部１か
ら出力されるデカルト座標で表される目標位置ＴＰに基
づき、デカルト座標で表される加減速処理前の補間位置
ＣＰＢを求め、許容送り速度計算部１４に出力する。
【００３１】許容送り速度計算部１４では、次のような
原理でデカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求め
る。すなわち、脚の長さの変化速度は、デカルト座標で
表される速度を脚が伸縮する方向に射影することにより
求めることができるから、脚の長さの変化速度とデカル
ト座標で表す支点の移動速度とは比例する。従って、脚
の長さ変化の許容速度に、脚の長さの変化速度に対する
デカルト座標で表される移動速度の比を掛けることによ
り、デカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求める
ことができる。
原理でデカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求め
る。すなわち、脚の長さの変化速度は、デカルト座標で
表される速度を脚が伸縮する方向に射影することにより
求めることができるから、脚の長さの変化速度とデカル
ト座標で表す支点の移動速度とは比例する。従って、脚
の長さ変化の許容速度に、脚の長さの変化速度に対する
デカルト座標で表される移動速度の比を掛けることによ
り、デカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求める
ことができる。
【００３２】目標送り速度計算部１５では、デカルト座
標で表される許容送り速度ＣＶが仮の目標送り速度ＴＴ
Ｖより小さければ、許容送り速度ＣＶを目標送り速度Ｔ
Ｖとして加減速処理部３に出力する。さもなければ、仮
の目標送り速度ＴＴＶを目標送り速度ＴＶとして出力す
る。
標で表される許容送り速度ＣＶが仮の目標送り速度ＴＴ
Ｖより小さければ、許容送り速度ＣＶを目標送り速度Ｔ
Ｖとして加減速処理部３に出力する。さもなければ、仮
の目標送り速度ＴＴＶを目標送り速度ＴＶとして出力す
る。
【００３３】本実施の形態の構成によれば、図６に示す
装置と同様の利点を有すると共に、同装置に比べ、回路
構成を幾分簡略にすることができる。
装置と同様の利点を有すると共に、同装置に比べ、回路
構成を幾分簡略にすることができる。
【００３４】実施の形態４．図８は、本発明に係るパラ
レルメカニズム工作機械の数値制御装置の第４の実施の
形態を示すブロック図である。プログラム解釈部１、目
標送り速度計算部１２、加減速処理部３、補間座標計算
部４、逆機構変換部５及び駆動装置制御部６の構成は、
図１に示す第１の実施の形態と同様である。
レルメカニズム工作機械の数値制御装置の第４の実施の
形態を示すブロック図である。プログラム解釈部１、目
標送り速度計算部１２、加減速処理部３、補間座標計算
部４、逆機構変換部５及び駆動装置制御部６の構成は、
図１に示す第１の実施の形態と同様である。
【００３５】進行方向計算部１６は、プログラム解釈部
１から出力される可動部材２２の目標位置ＴＰから、直
線指令の場合ならば該直線指令の終点の座標から始点の
座標を引くことにより、曲線指令の場合ならば該曲線指
令の始点の接線ベクトルを求めることにより、可動部材
及びそれに取り付けられた工具の刃先の進行方向を表す
ベクトルＴＤを求め、許容送り速度計算部１８に出力す
る。脚の方向計算部１７は、プログラム解釈部１から出
力される可動部材２２の目標位置ＴＰから、可動部材２
２の各支点２４の座標を求め、可動部材２２の各支点２
４の座標から固定部材２１の各支点２３の座標を引くこ
とにより、各脚の方向のベクトルＬＤを求め、許容送り
速度計算部１８に出力する。
１から出力される可動部材２２の目標位置ＴＰから、直
線指令の場合ならば該直線指令の終点の座標から始点の
座標を引くことにより、曲線指令の場合ならば該曲線指
令の始点の接線ベクトルを求めることにより、可動部材
及びそれに取り付けられた工具の刃先の進行方向を表す
ベクトルＴＤを求め、許容送り速度計算部１８に出力す
る。脚の方向計算部１７は、プログラム解釈部１から出
力される可動部材２２の目標位置ＴＰから、可動部材２
２の各支点２４の座標を求め、可動部材２２の各支点２
４の座標から固定部材２１の各支点２３の座標を引くこ
とにより、各脚の方向のベクトルＬＤを求め、許容送り
速度計算部１８に出力する。
【００３６】許容送り速度計算部１８は、以下の原理で
デカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求める。す
なわち、デカルト座標で表される速度を各脚が伸縮する
方向（脚の方向）に射影したものがそれぞれの脚の長さ
の変化速度になることから、ある脚の方向に射影したと
きに、当該脚の最大許容速度になるようなデカルト座標
で表される速度が、その脚に対するデカルト座標で表さ
れる許容速度である。そして、各脚に対するデカルト座
標で表される許容速度のうち、最小のものが、デカルト
座標で表される許容送り速度ＣＶとなる。この許容送り
速度ＣＶを超えると、少なくとも１つの脚の速度が許容
速度を超えてしまうからである。尚、通常は、最大許容
速度はどの脚でも同じなので、可動部材（及び刃先）の
進行方向のベクトルＴＤと脚の方向のベクトルＬＤとの
なす角が最も小さい脚に対するデカルト座標で表される
許容速度が、デカルト座標で表される許容送り速度ＣＶ
であるため、そのような脚についてのみの射影を行い、
許容送り速度ＣＶを決定してもよい。このようにして求
めたデカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを目標送
り速度計算部１２に出力する。
デカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを求める。す
なわち、デカルト座標で表される速度を各脚が伸縮する
方向（脚の方向）に射影したものがそれぞれの脚の長さ
の変化速度になることから、ある脚の方向に射影したと
きに、当該脚の最大許容速度になるようなデカルト座標
で表される速度が、その脚に対するデカルト座標で表さ
れる許容速度である。そして、各脚に対するデカルト座
標で表される許容速度のうち、最小のものが、デカルト
座標で表される許容送り速度ＣＶとなる。この許容送り
速度ＣＶを超えると、少なくとも１つの脚の速度が許容
速度を超えてしまうからである。尚、通常は、最大許容
速度はどの脚でも同じなので、可動部材（及び刃先）の
進行方向のベクトルＴＤと脚の方向のベクトルＬＤとの
なす角が最も小さい脚に対するデカルト座標で表される
許容速度が、デカルト座標で表される許容送り速度ＣＶ
であるため、そのような脚についてのみの射影を行い、
許容送り速度ＣＶを決定してもよい。このようにして求
めたデカルト座標で表される許容送り速度ＣＶを目標送
り速度計算部１２に出力する。
【００３７】本実施の形態の構成によれば、図６に示す
装置と同様の利点を有すると共に、同装置に比べ、回路
構成を幾分簡略にすることができる。
装置と同様の利点を有すると共に、同装置に比べ、回路
構成を幾分簡略にすることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るパラレルメ
カニズム工作機械の数値制御装置によれば、脚の長さの
変化速度が小さくなる状況ではデカルト座標で表される
送り速度を最大にすることができ、脚の長さの変化速度
が大きくなる状況では、脚の長さの変化速度が最大許容
速度を超えないようにデカルト座標で表される可動部材
の送り速度を制御でき、工具などを固定する可動部材を
状況に応じた常に最高の速度で移動でき、高速・高能率
の装置を得ることができる。
カニズム工作機械の数値制御装置によれば、脚の長さの
変化速度が小さくなる状況ではデカルト座標で表される
送り速度を最大にすることができ、脚の長さの変化速度
が大きくなる状況では、脚の長さの変化速度が最大許容
速度を超えないようにデカルト座標で表される可動部材
の送り速度を制御でき、工具などを固定する可動部材を
状況に応じた常に最高の速度で移動でき、高速・高能率
の装置を得ることができる。
【図１】 本発明の装置の第一の実施の形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】 パラレルメカニズムを応用した工作機械の主
要部の一例を示す斜視図である。
要部の一例を示す斜視図である。
【図３】 従来装置の構成の一例を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】 図３に示す装置における目標送り速度ＴＶ
と、加減速処理後の送り速度ＮＶの時間に対する関係を
示す説明図である。
と、加減速処理後の送り速度ＮＶの時間に対する関係を
示す説明図である。
【図５】 デカルト座標で表される刃先の送り速度と、
脚の長さの変化速度との関係の一例を示す説明図であ
る。
脚の長さの変化速度との関係の一例を示す説明図であ
る。
【図６】 本発明の装置の他の実施の形態を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】 本発明の装置のさらに他の実施の形態を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図８】 本発明の装置のさらに他の実施の形態を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
１ プログラム解釈部、３ 加減速処理部、４ 補間座
標計算部、５ 逆機構変換部、６ 駆動装置制御部、７
脚の速度計算部、８ 速度比計算部、９、１４、１８
許容送り速度計算部、１０ 加減速前補間座標計算
部、１１ 加減速前逆機構変換部、１２、１５ 目標送
り速度計算部、１３ 仮の目標送り速度計算部、１６
進行方向計算部、１７ 脚の方向計算部、２１ 固定部
材、２２可動部材、２３ 固定部材の支点、２４ 可動
部材の支点、２５ 脚、２６ 駆動装置。
標計算部、５ 逆機構変換部、６ 駆動装置制御部、７
脚の速度計算部、８ 速度比計算部、９、１４、１８
許容送り速度計算部、１０ 加減速前補間座標計算
部、１１ 加減速前逆機構変換部、１２、１５ 目標送
り速度計算部、１３ 仮の目標送り速度計算部、１６
進行方向計算部、１７ 脚の方向計算部、２１ 固定部
材、２２可動部材、２３ 固定部材の支点、２４ 可動
部材の支点、２５ 脚、２６ 駆動装置。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C001 KA01 TA04 TA05 5H269 AB01 AB33 BB05 CC10 CC13 EE01 EE11 EE25 GG04 9A001 GG04 KK32
Claims (5)
- 【請求項１】 加工プログラムを解釈するプログラム解
釈手段と、 デカルト座標での目標送り速度を求める手段と、 デカルト座標で表される加減速処理後の送り速度を求め
る手段と、 該デカルト座標で表される加減速処理後の送り速度を求
める手段が出力する加減速処理後の送り速度と前記プロ
グラム解釈手段が出力するデカルト座標で表される可動
部材の目標位置とからデカルト座標で表される補間位置
を求める手段と、 該デカルト座標で表される補間位置を求める手段の出力
を脚の長さに変換する手段と、 該脚の長さに変換する手段の出力に基づき脚を駆動する
駆動装置の動作を制御する駆動装置制御手段と、 を備えたパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置に
おいて、 デカルト座標で表される許容送り速度を求める手段を具
備し、前記デカルト座標で表される目標送り速度を求め
る手段の出力を、脚の長さが変化する速度が所定の許容
値を超えないように制御可能に構成したことを特徴とす
るパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置。 - 【請求項２】 前記デカルト座標で表される許容送り速
度を求める手段は、 脚の長さの変化速度を求める手段と、 該脚の長さが変化する速度を求める手段から出力される
脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度の
比を求める手段と、を備え、 デカルト座標で表される加減速処理後の送り速度を求め
る手段が出力する加減速処理後の送り速度と、前記脚の
長さの変化速度に対する脚の長さ変化の許容速度の比を
求める手段から出力される脚の長さの変化速度に対する
脚の長さ変化の許容速度の比とからデカルト座標で表さ
れる許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表される
目標送り速度を求める手段の出力が所定の許容送り速度
を超えないように制御することを特徴とする請求項１に
記載のパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置。 - 【請求項３】 前記デカルト座標で表される許容送り速
度を求める手段は、 前記プログラム解釈手段が出力する目標位置と前記デカ
ルト座標で表される目標送り速度を求める手段が出力す
る目標送り速度とからデカルト座標で表される加減速処
理前の補間位置を求める手段と、 該加減速処理前の該補間位置を加減速処理前の脚の長さ
に変換する手段と、 を含み、該変換された加減速処理前の脚の長さから脚の
長さの変化速度と、該加減速処理前の脚の長さの変化速
度に対する脚の長さ変化の許容速度の比とを求め、該加
減速処理前の脚の長さの変化速度に対する脚の長さ変化
の許容速度の比からデカルト座標で表される許容送り速
度を求め、前記デカルト座標で表される目標送り速度を
求める手段を制御することを特徴とする請求項１に記載
のパラレルメカニズム工作機械の数値制御装置。 - 【請求項４】 プログラム解釈手段が出力するデカルト
座標で表される送り速度データとオペレータが指定した
オーバーライドとから仮の目標送り速度を求める手段
と、 該仮の目標送り速度を求める手段が出力する仮の目標送
り速度と、前記プログラム解釈手段が出力する目標位置
とからデカルト座標で表される加減速処理前の補間位置
を求める手段と、を含み、 該デカルト座標で表される加減速処理前の補間位置を求
める手段が出力するデカルト座標で表される加減速処理
前の補間位置に基づきデカルト座標で表される許容送り
速度を求め、前記デカルト座標で表される目標送り速度
を求める手段の出力が所定の許容送り速度を超えないよ
うに制御することを特徴とする請求項１に記載のパラレ
ルメカニズム工作機械の数値制御装置。 - 【請求項５】 前記デカルト座標で表される許容送り速
度を求める手段は、 前記プログラム解釈手段が出力する目標位置から可動部
材の進行方向のベクトルを求める手段と、 前記プログラム解釈手段が出力する目標位置から脚の方
向のベクトルを求める手段と、を含み、 該可動部材の進行方向と該脚の方向からデカルト座標で
表される許容送り速度を求め、前記デカルト座標で表さ
れる目標送り速度を求める手段を制御することを特徴と
する請求項１に記載のパラレルメカニズム工作機械の数
値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000086264A JP2001092508A (ja) | 1999-07-16 | 2000-03-27 | パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20317799 | 1999-07-16 | ||
| JP11-203177 | 1999-07-16 | ||
| JP2000086264A JP2001092508A (ja) | 1999-07-16 | 2000-03-27 | パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001092508A true JP2001092508A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=26513783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000086264A Pending JP2001092508A (ja) | 1999-07-16 | 2000-03-27 | パラレルメカニズム工作機械の数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001092508A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005196488A (ja) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Okuma Corp | 送り駆動系の制御装置 |
| US7039494B2 (en) | 2003-08-05 | 2006-05-02 | Fanuc Ltd | Controller for machine |
| JP2008225825A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Shin Nippon Koki Co Ltd | 数値制御装置 |
| WO2010032284A1 (ja) | 2008-09-16 | 2010-03-25 | 新日本工機株式会社 | 数値制御装置 |
| JP2011076640A (ja) * | 2011-01-20 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御方法 |
| JP2018120543A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000086264A patent/JP2001092508A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7039494B2 (en) | 2003-08-05 | 2006-05-02 | Fanuc Ltd | Controller for machine |
| EP1517205A3 (en) * | 2003-08-05 | 2007-07-11 | Fanuc Ltd | Controller for machine |
| JP2005196488A (ja) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Okuma Corp | 送り駆動系の制御装置 |
| US7129665B2 (en) | 2004-01-07 | 2006-10-31 | Okuma Corporation | Control apparatus for feed driving system |
| JP2008225825A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Shin Nippon Koki Co Ltd | 数値制御装置 |
| WO2010032284A1 (ja) | 2008-09-16 | 2010-03-25 | 新日本工機株式会社 | 数値制御装置 |
| US8478438B2 (en) | 2008-09-16 | 2013-07-02 | Shin Nippon Koki Co., Ltd. | Numerical control device |
| JP2011076640A (ja) * | 2011-01-20 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御方法 |
| JP2018120543A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
| US10386811B2 (en) | 2017-01-27 | 2019-08-20 | Fanuc Corporation | Numerical controller |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040831 |