JP2001255917A

JP2001255917A - 数値制御装置

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Publication number: JP2001255917A
Application number: JP2000064235A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Takahashi; 宣行高橋; Kiyotaka Kato; 清敬加藤; Kenji Iriguchi; 健二入口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2001-09-21
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: DE10111476A1; US6504333B2; JP3668665B2; US20010024098A1

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性を向上させることができる数値制御装
置を得る。【解決手段】工具の移動の基準となる与えられた経路
軌跡上において加工対象物の曲面と接するように工具を
仮想的に配置して曲面の形状を評価するための複数の評
価点を設定しこの評価点について曲面を評価した評価デ
ータを作成する曲面状態評価装置２０、評価データ中の
通過速度その他のデータを用いて適切に指令速度を決定
する指令速度決定装置３０、評価データを利用して次の
工具位置を迅速に求める工具位置データ作成部４０を設
けた。上記動作はリアルタイムに行われる。評価データ
を利用して、加工速度や工具位置を決めるので、迅速に
決定できる。また、加工速度を最大限に上げることがで
き、生産性が向上する。さらに、曲面に接するように直
接工具位置を決定するので、従来の工具経路データを作
成する過程を省略でき、この点からも生産性が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば工作機械
の制御に用いられる数値制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自由曲面の金型の加工を行う際には、従
来より、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を使用して自由曲面に接す
るようにして仮想的に工具を移動させたときの工具経路
を直線、円弧、曲線等の微小線分にて近似して表した工
具経路データを作成した後、数値制御工作機械にその工
具経路データを与えて切削加工することが行われてい
る。

【０００３】一般に、数値制御工作機械によって曲面加
工を行う場合、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置にて作成される工具
経路データの数は膨大なものとなる。特に、最近の高速
切削による加工では、加工ピックフィードをなるべく小
さくして鏡面に近い面を実現し、その後の磨き工程の負
担を軽減したり、あるいは省略したりする方法が採られ
るようになってきている。

【０００４】このような加工では、工具経路データを構
成する微小線分の指令の数を増やして加工精度を向上さ
せることが行われている。しかし、微小線分の形状指令
の数を増やした場合、形状指令のつなぎ目毎に停止し、
加工能率が低下する。

【０００５】このような問題点を解決するものとして、
例えば特開平７−２３９７０８号公報に示されたものが
ある。これは、形状指令のつなぎ目毎に停止することな
く、機械の許容速度を超えない最大の速度で移動するよ
うにして、効率の良い加工を実現しようとするものであ
る。

【０００６】また、現場では工具摩耗や工具交換によっ
て工具径の補正を必要とすることがある。しかしなが
ら、三次元曲面加工においては、ボールエンドミルで切
削することが多く、オフセット量を修正することが難し
いため、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を使って莫大な数の工具経
路データを計算し直すことが必要となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の数
値制御装置においては、金型形状データから微小線分で
近似した工具経路データを作成し、数値制御装置におい
てこれらの線分上を補間して工具の位置を指示する補間
点を求めていた。このため、補間点に工具を配置したと
きに曲面に接触する状態であるかどうか保証できなかっ
た。

【０００８】そして、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置にて作成して
数値制御装置に渡す工具経路データの微小線分の数を増
大することは、データ受け渡しの点から限界があるし、
上記特開平７−２３９７０８号公報のように、機械の許
容速度の限度まで加工速度を上げたとしても、微小線分
間のつなぎ目毎に許容速度の確認を行わなければなら
ず、この確認のデータ処理の時間が増大する。さらに、
機械の時定数を一定にして工具の加減速を行うものであ
るため、許容加速度の限度まで加減速を行うことができ
ず、加減速に時間がかかるために、加工時間を短縮でき
ない。

【０００９】また、工具経路データによる工具経路を滑
らかに補間し、かつ稜線では角出しを再現するために
は、微小線分の情報から減速箇所を予測しなければなら
ず、工具経路が十分滑らかになるように線分を微小にす
るほど線分終端の誤差は無視できなくなる。このため、
角部なのか曲線の一部を表しているかが判断できず、加
工品質を向上させることができないという問題点があっ
た。

【００１０】そして、加工対象物の加工面そのものの評
価を行っていないので、加工面そのものの状況に応じて
可能な限り加工速度を上げて加工能率を向上させるとい
うことができなかった。

【００１１】さらに、現場では工具摩耗や工具交換によ
って工具径の補正を必要とし、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を使
って莫大な数の工具経路データを計算し直さねばなら
ず、作業効率が大きく低下する。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解決し
て、次のような数値制御装置を得ること及び数値制御方
法を提供することを目的とする。ａ．従来ＣＡＤ／ＣＡＭ装置から数値制御装置に渡して
いた工具経路データの作成を省略して処理対象物の処理
すべき処理面としての加工対象物の加工すべき加工面の
形状から処理作用部位置としての工具位置を決定でき
る。ｂ．処理対象物の処理面の形状を評価した評価データに
基づいて処理面の形状に応じた適切な移動速度及び処理
作用部位置を迅速に決定でき、処理の時間を短縮でき
る。ｃ．処理対象物の処理面の評価と処理作用部位置の決定
とをリアルタイムに行い、記憶するデータ量を減らし、
また全体のデータ処理時間を短くできる。ｄ．これらにより、生産性を向上させることができる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の数値制御装置においては、数値制御される
装置の処理作用部を与えられた経路計画軌跡上において
処理対象物の処理すべき処理面と接するように仮想的に
配置して処理面の形状を評価するための複数の評価点を
設定しこの評価点について次のクランプ点の位置を表す
ポインタと次のクランプ点までの経路長と当該評価点が
クランプ点である場合に当該評価点を通過すべき処理作
用部の通過速度とを含む評価データを作成するものであ
ってクランプ点とは処理面の形状に基づき評価点を通過
する処理作用部の通過速度が制限を受けると判定された
評価点のことである評価手段、現在の処理作用部の位置
から最も近い次の評価点までの距離を求めるとともにこ
の距離に上記最も近い次の評価点の評価データ中の次の
クランプ点までの経路長を読み出して加算して求めた現
在の処理作用部の位置から次のクランプ点までの経路長
と上記最も近い次の評価点の評価データ中のポインタを
利用して求めた次のクランプ点の評価データ中の通過速
度と現在の処理作用部の速度とから減速の要否を判定し
て処理作用部を移動させるべき指令速度を決定する指令
速度決定手段、及び現在の処理作用部位置から所定の距
離離れるとともに処理面と接するように処理作用部を仮
想的に配置して処理作用部位置を求めこの求めた処理作
用部位置を数値制御される装置に与える処理作用部位置
データ作成手段を備えたものである。処理対象物の形状
を評価してこのような内容の評価データを作成しておく
ことにより、形状に応じて処理作用部の速度を適切に設
定できるとともに、処理速度を高くするように指令速度
を決定できる。また、評価データの作成及び処理作用部
位置の決定は処理対象物の形状に基づいてなされるの
で、処理対象物の形状から中間データを介することなく
決定でき、作成するデータ量の増加を抑制できる。

【００１４】そして、数値制御される装置の処理作用部
を与えられた経路計画軌跡上において処理対象物の処理
すべき処理面と接するように仮想的に配置して処理面の
形状を評価するための複数の評価点を設定しこの評価点
について次の評価点までの距離を含む評価データを作成
する評価手段、評価データに基づき減速の要否を判定し
て処理作用部を移動させるべき指令速度を決定する指令
速度決定手段、及び現在の処理作用部位置に最も近い次
の評価点を始点にして各評価点の評価データ中の次の評
価点までの距離を順次加算した距離の和である経路長が
所定の長さ以上になる評価点を求めこの求めた評価点を
出発点として処理面と接するように処理作用部を仮想的
に配置して現在の処理作用部位置から所定の距離離れた
処理作用部位置を探索しこの探索した処理作用部位置を
数値制御される装置に与える処理作用部位置データ作成
手段を備えたものである。処理対象物の形状を評価して
次の評価点までの距離を含む評価データを作成しておく
ことにより、この評価データを利用して現在の処理作用
部位置から所定の距離離れた次の処理作用部位置を、現
在の処理作用部位置から探索された評価点までの間の評
価点を飛ばして、探索された評価点を出発点として求め
ることができるので、迅速に決定できる。また、評価デ
ータの作成及び処理作用部位置の決定は形状データに基
づいてなされるので、処理対象物の形状から中間データ
を介することなく決定でき、作成するデータ量の増加を
抑制できる。

【００１５】さらに、数値制御される装置の処理作用部
を与えられた経路計画軌跡上において処理対象物の処理
すべき処理面と接するように仮想的に配置して処理面の
形状を評価するための複数の評価点を設定しこの評価点
について次のクランプ点の位置を表すポインタと次のク
ランプ点までの経路長と当該評価点がクランプ点である
場合に当該評価点を通過すべき処理作用部の通過速度と
を含む評価データを作成するものであってクランプ点と
は処理面の形状に基づき評価点を通過する処理作用部の
通過速度が制限を受けると判定された評価点のことであ
る評価手段、現在の処理作用部の位置から最も近い次の
評価点までの距離を求めるとともにこの距離に上記最も
近い次の評価点の評価データ中の次のクランプ点までの
経路長を読み出して加算して求めた現在の処理作用部の
位置から次のクランプ点までの経路長と上記最も近い次
の評価点の評価データ中のポインタを利用して求めた次
のクランプ点の評価データ中の通過速度と現在の処理作
用部の速度とから減速の要否を判定して処理作用部を移
動させるべき指令速度を決定する指令速度決定手段、及
び現在の処理作用部位置に最も近い次の評価点を始点に
して各評価点の評価データ中の次の評価点までの距離を
順次加算した距離の和である経路長が所定の長さ以上に
なる評価点を求めこの求めた評価点を出発点として処理
面と接するように処理作用部を仮想的に配置して現在の
処理作用部位置から所定の距離離れた処理作用部位置を
探索しこの探索した処理作用部位置を数値制御される装
置に与える処理作用部位置データ作成手段を備えたもの
である。処理対象物の形状を評価してこのような内容の
評価データを作成しておくことにより、形状に応じて処
理作用部の速度を適切に設定できるとともに、処理速度
を高くするように指令速度を決定できる。また、現在の
処理作用部位置から所定の距離離れた次の処理作用部位
置を、現在の処理作用部位置から探索された評価点まで
の間の評価点を飛ばして、探索された評価点を出発点と
して求めることができるので、迅速に決定できる。さら
に、評価データの作成及び処理作用部位置の決定は形状
データに基づいてなされるので、処理対象物の形状から
中間データを介することなく決定でき、作成するデータ
量の増加を抑制できる。

【００１６】また、評価手段は評価点の中から連続する
３つの評価点を取り出しこの３点を通る円弧の曲率に基
づいて処理面の評価を行うものであることを特徴とす
る。処理面の評価を曲率に応じて行うことにより、評価
を適切に行うことができる。

【００１７】そして、評価手段と指令速度決定手段と処
理作用部位置データ作成手段の各動作がリアルタイムに
行われるものであることを特徴とする。これらをリアル
タイムで行うことにより、全体の処理時間を短縮でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施の形態の
一形態である数値制御装置の構成を示すブロック図であ
る。図１において、軌道データ生成装置１１は、どのよ
うな移動モード、すなわち加工モードにより曲面加工を
行うかにより、数値制御される装置の処理作用部である
数値制御工作機械の工具を移動させるべきＸＹ平面上に
おける経路計画軌跡を規定する軌道データを生成し、軌
道データを入力データ記憶装置１２へ出力する。経路計
画軌跡の詳細については、後述する。

【００１９】なお、加工対象物の曲面がこの発明におけ
る処理対象物の処理面の一例であり、数値制御される数
値制御工作機械がこの発明における数値制御される装置
の一例であり、工具がこの発明における数値制御される
装置の処理作用部の一例である。

【００２０】入力データ記憶装置１２は、上記軌道デー
タ生成装置１１により生成された軌道データ、三次元の
曲面データ、工具データ、送り速度データ等の数値制御
加工に必要な入力データを記憶する。ここで、上記曲面
データは加工対象物の加工面の形状を表すものであり、
ＮＵＲＢＳ（ＮｏｎＵｎｉｆｏｒｍｅｄＲａｔｉｏ
ｎａｌＢ−Ｓｐｌｉｎｅ；有理化Ｂスプライン）曲面
等がある。このＮＵＲＢＳ曲面の場合には、曲面データ
として、階数、ノットベクトル、制御点、重みを入力す
るが、他の任意の曲面データを用いてもよい。

【００２１】工具データとしては、ボールエンドミル、
フラットエンドミル、ラジアルエンドミル等の工具の種
類と、当該工具の工具径等のデータを入力する。送り速
度データは、ユーザが設定した工具の送り速度であるユ
ーザ設定速度である。ユーザ設定速度ｆｕは、機械の許
容速度ｆｍａｘの範囲内にて設定可能である。

【００２２】曲面状態評価装置２０は、評価点決定部２
１、評価点データバッファ部２２、評価データ作成部２
３、評価データ記憶部２４を有する。評価点決定部２１
は、曲面データに基づき曲面状態、すなわち曲面の形状
の評価のための評価点を決定する。評価点データバッフ
ァ部２２は評価点決定部２１が決定した評価点を複数
個、一時的に記憶する。

【００２３】なおここで、評価点とは、経路計画軌跡上
のサンプリング点のＸ、Ｙ座標上に、工具が曲面とちょ
うど接するように仮想的に配置したときの工具位置のこ
とを言う（後述の図９のサンプリング点ｓｐ（１），ｓ
ｐ（２），・・・ｓｐ（ｊ）、評価点ｅｐ（１），ｅｐ
（２），・・・ｅｐ（ｊ）を参照）。

【００２４】評価データ作成部２３は、入力データ記憶
装置１２に記憶された曲面データに基づきこれから加工
しようとする曲面状態を評価点に対応させて評価し、評
価点ごとに評価データを作成する。評価データの詳細は
後述する。評価データ記憶部２４は、評価データ作成部
２３にて求めた評価データを記憶する。

【００２５】指令速度決定装置３０は、評価データ作成
部２３に記憶された評価データに基づき、工具を移動さ
せるべき指令速度を決定する。

【００２６】処理作用部位置データ作成装置としての工
具位置データ作成装置４０は、工具位置決定部４１、工
具位置データバッファ部４２を有する。工具位置決定部
４１は指令速度決定装置３０からの指令速度及び入力デ
ータ記憶装置１２に記憶された曲面データに基づき工具
位置を決定する。工具位置は、上記指令速度から工具と
曲面との干渉回避計算を行った上で求める。工具位置デ
ータバッファ部４２は、工具位置決定部４１にて決定さ
れた工具位置を一時的に記憶し、必要に応じて図示しな
いサーボ制御部に送る。

【００２７】なお、工具位置は、所定時間間隔ごとに数
値制御装置が出力すべき工具位置を表すＸ，Ｙ，Ｚ軸の
座標であり、この工具位置を表す座標の集まりが工具位
置データである。

【００２８】図示しないサーボ制御部は、工具位置を表
すデジタル信号として工具位置データ作成装置４０の工
具位置データバッファ部４２から受け取った工具位置デ
ータに基づき、現在着目している工具位置（以下、現在
の工具位置という）の座標と次の工具位置の座標との差
から、Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれの軸方向における工具の移動
すべき値に相当するパルス数ΔＸ，ΔＹ，ΔＺを計算
し、サーボモータを制御する。

【００２９】次に、動作について説明する。まず、全体
の大まかな動作を説明し、次いで各部の詳細な動作を説
明する。図２は全体の動作を示すフローチャート、図３
は加工モードの例を示す説明図、図４は曲面状態評価装
置の動作を示すフローチャートである。

【００３０】まず、図２のフローチャートにより全体の
動作を説明する。ステップＳ１において、軌道データ生
成装置１１は、与えられた処理モードとしての加工モー
ドに基づき軌道データを生成する。曲面を加工するため
には、加工モードを設定しておく必要があり、ステップ
Ｓ１ではこの設定された加工モードより軌道データを生
成する。

【００３１】軌道データは、工具をどのように移動させ
るかを示すデータであり、ここでは軌道データ生成装置
１１が加工モードに応じてＸＹ平面上の経路計画軌跡を
示すデータとして生成する。加工モードとしては、ジグ
ザグ加工モード、渦巻き加工モード、スプライン加工モ
ード、円弧加工モード等がある。

【００３２】図３はそのような加工モードを示すもので
あり、図３（ａ）にＸＹ平面上でジグザグに定義した経
路計画軌跡によるジグザグ加工モードの例を、図３
（ｂ）にＸＹ平面上で渦巻き状に定義した経路計画軌跡
による渦巻き加工モードの例を示す。

【００３３】経路計画軌跡は、ピッチ等のデータを与え
て加工モードを設定すれば、例えば図３（ａ）あるいは
図３（ｂ）の点ＯＰ１から点ＯＰ２、点ＯＰ２から点Ｏ
Ｐ３、点ＯＰ３から点ＯＰ４、・・・・というように、
ＸＹ平面上の軌道として求められる。

【００３４】入力データ記憶装置１２は、軌道データ生
成装置１１から入力された軌道データ、曲面データ、工
具データ、送り速度データ等の入力データを記憶する
（ステップＳ２）。曲面状態評価装置２０は、入力デー
タ記憶装置１２に記憶された曲面データに基づきこれか
ら加工しようとする曲面状態を評価し、評価点を設定
し、その評価点における評価データを作成し、記憶する
（ステップＳ３）。

【００３５】指令速度決定装置３０は、曲面状態評価装
置２０から受け取った評価データを有効に利用して機械
の許容速度及び許容加速度の範囲内で最大の加工速度を
得るべく指令速度を決定する（ステップＳ４）。なお、
機械の許容速度や許容加速度は、駆動モータの特性や機
械振動の抑制等の点から決定される。工具位置データ作
成装置４０は、指令速度決定装置３０から受けた指令速
度に従い、所定のサンプリング間隔毎に数値制御装置が
出力すべき工具位置のデータを、上記評価データを活用
して迅速に作成する（ステップＳ５）。

【００３６】以上の動作はリアルタイムに行うが、それ
ぞれの後工程で複数個のデータを使ってデータ処理をす
る関係上（詳細後述）、曲面状態評価装置２０における
評価データの作成、指令速度決定装置３０における指令
速度の決定、工具位置データ作成装置４０における工具
位置のデータの作成、の順に、それぞれ所定のデータ個
数分を先行させて行う。

【００３７】次に、図４のフローチャートにより図２の
ステップＳ３の詳細動作を説明する。図４のステップＳ
３０において、評価点決定部２１は経路計画軌跡に対応
させて曲面を評価するための評価点を求め、評価点デー
タバッファ部２２に一時的に記憶する。この評価点を求
めるステップＳ３０については、後でさらに詳細に説明
する。

【００３８】次に、評価点データバッファ部２２に記憶
された評価点の中から連続する３点を取り出し、この３
点を通る円弧の曲率半径Ｒｃを算出し、この曲率半径Ｒ
ｃに対応する曲率対応速度ｆｓｈを、次の式にて求める
（ステップＳ３１）。ｆｓｈ＝√（Ｂ・Ｒｃ）ここに、Ｂ：工具の許容加速度、である。

【００３９】求めた評価点ｅｐ（ｊ）における曲率対応
速度ｆｓｈについて、次の判定式に当てはまるかどうか
で当該評価点ｅｐ（ｊ）がクランプ点か否かを判定する
（ステップＳ３２）。なお、ｆｕはユーザにより設定さ
れた加工速度であるユーザ設定速度であり、入力データ
記憶装置１２に記憶されているものである。ｆｓｈ＜ｆｕすなわち、曲率対応速度ｆｓｈがユーザ設定速度ｆｕよ
り小さいか否かを判定する。

【００４０】小さければ、ステップＳ３３において、当
該評価点ｅｐ（ｊ）はクランプ点ｅｐｃ（ｎ）であると
して、クランプフラグを１にする。さらに、すぐ前のク
ランプ点ｅｐｃ（ｎ−１）の次の評価点ｅｐ（ｘ）（後
述の図８参照）まで遡って、各評価点のポインタＰＮ
（ダミーの値が入れてある）を各評価点から数えて何個
目にクランプ点ｅｐｃ（ｎ）（現在の評価点ｅｐ
（ｊ））があることになるのかを数えて、各評価点ｅｐ
（ｘ），ｅｐ（ｘ＋１），ｅｐ（ｘ＋２），・・・のポ
インタＰＮを書き換える。

【００４１】図８は、曲面の評価を行うために求めた評
価点とクランプ点の例を示す説明図であり、上述のよう
にして評価点ｅｐ（ｘ），ｅｐ（ｘ＋１），・・・ｅｐ
（ｊ＋１）、クランプ点ｅｐｃ（ｎ−１），ｅｐｃ
（ｎ）を求めたものである。図９は、曲面の評価を行う
ために求めた評価点を示す説明図である。なお、図中、
Ｔは工具、ｅｃは評価点間を直線で結んだ評価線であ
る。

【００４２】図８において、例えば、現在の評価点ｅｐ
（ｊ）（クランプ点ｅｐｃ（ｎ））から５個前の評価点
ｅｐ（ｊ−５）がクランプ点ｅｐｃ（ｎ−１）であった
とすると、各評価点ｅｐ（ｊ−４），ｅｐ（ｊ−３），
ｅｐ（ｊ−２），ｅｐ（ｊ−１）の評価データ中のポイ
ンタＰＮは、それぞれ４，３，２，１となる。なお、当
該クランプ点ｅｐ（ｊ）（ｅｐｃ（ｎ））におけるポイ
ンタＰＮは０である。

【００４３】そして、ステップＳ３５において、現在の
評価点ｅｐ（ｊ）（ｅｐｃ（ｎ））から一つ前のクラン
プ点ｅｐｃ（ｎ−１）までの間の各評価点ｅｐ（ｘ），
ｅｐ（ｘ＋１），・・・・の評価データ中の（次の）ク
ランプ点ｅｐｃ（ｎ）までの経路長Ｌｃ（ｘ），Ｌｃ
（ｘ＋１），・・・・を書き換える（ステップＳ３
４）。なお、経路長とは、各評価点ｅｐ（ｘ），ｅｐ
（ｘ＋１），・・・・等からクランプ点ｅｐｃ（ｎ）ま
での間にある各評価点間の距離ｄ（ｘ），ｄ（ｘ＋
１），・・・・等の和である。

【００４４】ステップＳ３５において、評価点ｅｐ
（ｊ）における通過速度Ｆｐとして、ユーザ設定速度ｆ
ｕよりも低い速度である曲率対応速度ｆｓｈに設定す
る。この速度ｆｓｈがクランプ点速度になる。

【００４５】クランプ点でなければ、通過速度Ｆｐはユ
ーザ設定速度ｆｕのままとし、当該評価点ｅｐ（ｊ）の
クランプフラグを０にし（ステップＳ３６）、ステップ
Ｓ３７へ行く。ステップＳ３７において、一つ前の評価
点ｅｐ（ｊ−１）と現在の評価点ｅｐ（ｊ）との間の距
離ｄ（ｊ−１）を求め、前の評価点ｅｐ（ｊ−１）にお
ける前の評価点ｅｐ（ｊ−１）から次の評価点ｅｐ
（ｊ）までの距離ｄ（ｊ−１）を書き換える。書き換え
るまでは、前の評価点ｅｐ（ｊ−１）の評価データの中
の距離ｄ（ｊ−１）には、ダミーの値が入れてある。

【００４６】なお、評価点ｅｐ（ｊ）の評価データ中、
現在の評価点ｅｐ（ｊ）から次の評価点ｅｐ（ｊ＋１）
までの距離ｄ（ｊ）は次の評価点ｅｐ（ｊ＋１）が決ま
るまで求められないので、ダミーの値を入れておく。

【００４７】上記のようにして求めた評価点ｅｐ（ｊ）
における評価データの内容は、次の通りであり、この評
価データを評価データ記憶部２４に記憶する（ステップ
Ｓ３８）。ｅｐ（ｊ）：評価点のパラメータ。座標（ｘ，ｙ，ｚ）：評価点ｅｐ（ｊ）のＸ，Ｙ，Ｚ軸
座標。Ｒｃ：曲率半径。Ｆｐ：通過速度（ユーザ設定速度ｆｕまたは曲率対応速
度（クランプ点速度）ｆｓｈ）。ＦＬＧ：現評価点ｅｐ（ｊ）がクランプ点であるかどう
かを示すクランプフラグ。ｄ（ｊ）：次の評価点ｅｐ（ｊ＋１）までの距離（ダミ
ー）。ＰＮ：クランプ点までのポインタ。当該評価点ｅｐ
（ｊ）がクランプ点でない場合、当該評価点ｅｐ（ｊ）
から先にある次のクランプ点ｅｐｃ（ｎ）が、当該評価
点ｅｐ（ｊ）から数えて何番目先にあるかを示す整数
値。ここではダミーの値を入れておき、後で置き換え
る。当該評価点ｅｐ（ｊ）がクランプ点である場合は、
ポインタＰＮには０を入れる。Ｌｃ（ｊ）：評価点ｅｐ（ｊ）からクランプ点ｅｐｃ
（ｎ）までの間にある各評価点間の距離の和、すなわち
評価点ｅｐ（ｊ）からクランプ点ｅｐｃ（ｎ）まで経路
長。ここではダミーの値を入れておく。

【００４８】そして、全ての評価点の設定及び評価デー
タの作成が完了すれば、作業を終了する（ステップＳ３
９）。以上が、図３のステップＳ３の曲面状態の評価及
び評価データ作成の詳細動作である。

【００４９】ここで、図４のステップＳ３０における評
価点を求める詳細動作を図５のフローチャートにより説
明する。まず、経路計画軌跡ＴＲＪ（この例では、直線
である）上においてサンプリング候補点ｑ１を求める。
ここで、図６（ｂ）に示すように、現在のサンプリング
点はＸＹ平面における経路計画軌跡ＴＲＪ上の点ｓｐ
（ｊ）にあり、そのときの三次元空間における評価点は
点ｅｐ（ｊ）であるとする。そして、経路計画軌跡ＴＲ
Ｊ上に現在のサンプリング点ｓｐ（ｊ）から所定の距離
ΔＬ離れたサンプリング候補点ｑ１を求める（図５のス
テップＳ３０１）。

【００５０】次に、上記ステップＳ３０１で求めたサン
プリング候補点ｑ１のＸ，Ｙ軸座標に、図６（ａ）に示
すように工具Ｔが曲面Ｓと干渉せずちょうど曲面Ｓに接
するように仮想的に配置して、このときの工具の位置ｅ
ｑ１の座標を求めるいわゆる工具干渉回避計算を行う
（ステップＳ３０２）。このときの工具位置を評価候補
点ｅｑ１と称することにする。

【００５１】ステップＳ３０２における工具干渉回避計
算の詳細は次の通りである。図７は、工具干渉回避計算
の一般的な方法の概念を示す説明図である。この干渉回
避計算の問題は、Ｘ，Ｙ軸座標を与えて工具Ｔをその
Ｘ，Ｙ軸座標において曲面Ｓの上方に配置し、徐々に曲
面Ｓに向かって工具を下ろしていったときに、最初に曲
面Ｓに接触するＺ軸座標を求める問題である。

【００５２】図７（ａ）に示すように、対象とする曲面
Ｓに工具Ｔを仮想的に投影して、工具Ｔが投影された曲
面Ｓ上の多数のサンプル点ｔｓｈ（図７（ａ）では簡単
のために正方形のメッシュで表している）と工具Ｔとの
干渉をチェックし、工具Ｔが曲面Ｓと接するときの工具
の中心である工具位置ｅｐ（ｊ）の座標を求めることに
より、工具が曲面に干渉しないようにできる。このよう
な方法により、工具が曲面と干渉しないようにして求め
たものが評価候補点ｅｑ１である。

【００５３】次に、ステップＳ３０３において、現在の
工具位置ｅｐ（ｊ）と評価候補点ｅｑ１との三次元空間
における距離ΔＬｔを算出する。そして、距離ΔＬｔと
ステップＳ３０１で用いた距離ΔＬとの差が、あらかじ
め定められた所定の微小値ε以下か否か判定する（ステ
ップＳ３０４）。その結果、距離ΔＬｔと距離ΔＬとの
差が微小値ε以下であれば、評価候補点ｅｑ１を次の評
価点ｅｐ（ｊ＋１）として決定する（ステップＳ３０
５）。

【００５４】一方、距離ΔＬｔと距離ΔＬとの差が微小
値εを超えるならば、距離ΔＬｔは採用するには離れす
ぎているので、ＸＹ平面の経路計画軌跡ＴＲＪ上におい
て、例えば点ｑ１よりももっと点ｓｐ（ｊ）に近い別の
評価候補点ｑ２に変更し（ステップＳ３０６）、ステッ
プＳ３０２へ戻る。そして、ステップＳ３０２〜Ｓ３０
４を実行して微小値εよりも小さい評価候補点ｅｑ２を
見つけ、この評価候補点ｅｑ２を評価点に決定する（ス
テップＳ３０５）。

【００５５】なお、ＸＹ平面の経路計画軌跡ＴＲＪ上に
おいて別の評価候補点ｑ２を求めるには、例えば二分法
を用いればよい。以上のような計算によって、距離ΔＬ
にもっとも近い点ｅｑ１あるいは点ｅｑ２が次の評価点
として得られる。以上が評価点決定部２１によるステッ
プＳ３０（図４）の動作であり、上記のようにして曲面
状態を評価するための評価点が得られる。

【００５６】なお、工具と曲面との干渉回避の方法とし
ては、上述したような方法の他に、図７（ｂ）に示すよ
うに曲面Ｓのオフセット曲面Ｓｏｆｓｔを求めておき、
工具Ｔの中心位置ｅｐ（ｊ）の座標をこのオフセット曲
面Ｓｏｆｓｔから得ることにより、工具が曲面に干渉し
ないようにすることもできる。

【００５７】さらに、他の干渉回避の方法として、例え
ば特開平６−８３４２２号公報に記載された方法を用い
ることもできる。この方法は、概略次の通りである。ま
ず、加工曲面の包含球ツリーを用いて工具に干渉する曲
面を細分割したものである曲面パッチを大ざっぱに抽出
する。

【００５８】次に、抽出された曲面パッチを細分割しな
がら曲面パッチを近似する双一次パッチによる干渉チェ
ックを用いて、干渉する、より細かな曲面パッチの抽出
を行う。この処理を曲面パッチが十分平坦な曲面パッチ
に細分割されるまで行い、得られた平面パッチについて
工具との干渉回避計算を行う。

【００５９】次に、図２のステップＳ４における指令速
度決定装置３０の詳細動作を、図１０のフローチャート
及び図１１の工具位置とクランプ点との関係を示す説明
図により説明する。図１０のフローチャートにおいて、
指令速度決定装置３０は現在の工具速度ｆｇを、例えば
工具を駆動するモータや現在の指令速度から取得する
（ステップＳ４０）。

【００６０】ステップＳ４１において、指令速度決定装
置３０は、図１１に黒丸で示す現在の工具位置ｔｐ
（ｋ）よりも経路計画軌跡上の先にあって現在の工具位
置に最も近い、すなわち現在の工具位置ｔｐ（ｋ）の次
の評価点ｅｐ（ｊ）（白丸で示す）を探し、その評価点
における評価データ中のポインタＰＮを読み出す。ま
た、先に曲面状態が評価され評価データ記憶部２４に記
憶されている評価点ｅｐ（ｊ）から二重丸で示すクラン
プ点ｅｐｃ（ｎ）までの経路長Ｌｃ（ｊ）を読み出す。

【００６１】ステップＳ４２において、この読み出した
ポインタＰＮを利用してクランプ点ｅｐｃ（ｎ）を探
し、クランプ点ｅｐｃ（ｎ）の評価データ中のクランプ
速度ｆｓｈを読み出す。ステップＳ４３において、次の
式から減速域半径Ｌｒを算出する。この減速域半径Ｌｒ
を求める式は、工具速度がｆｕである場合、クランプ点
に至るまでの間に曲率対応速度ｆｓｈに減速するのに要
する最小距離に相当する。Ｌｒ＝（ｆｕ・ｆｕ−ｆｓｈ・ｆｓｈ）／２Ｂ（Ｂ：機械の許容される最大加速度）

【００６２】ステップＳ４４において、指令速度Ｆとサ
ンプリング間隔ΔＴから、次の工具位置の候補点ｔｗ１
までの距離（図１１参照） ΔＤ＝Ｆ・ΔＴを算出する。

【００６３】ステップＳ４５において、現在の工具位置
ｔｐ（ｋ）とこの工具位置ｔｐ（ｋ）から最も近い次の
評価点ｅｐ（ｊ）までの距離ｄｒと、上記ステップＳ４
１において読み出したクランプ点ｅｐｃ（ｎ）までの経
路長Ｌｃ（ｊ）（以下、単にＬｃと称する場合もある）
と、上記距離ΔＤとから、次の候補点ｔｗ１からクラン
プ点ｅｐｃ（ｎ）までの経路長Ｌｄ（図１１参照）を求
める。ここに、Ｓｄ＝ｄｒ＋ＬｃＬｄ＝Ｓｄ−ΔＤ＝ｄｒ＋Ｌｃ−ΔＤである。

【００６４】ステップＳ４６において、次の工具位置の
候補点ｔｗ１がクランプ点ｅｐｃ（ｎ）の減速域半径Ｌ
ｒに入るかどうかを判定し、入らなければ減速の必要が
ないので、通過速度Ｆｐをそのまま指令速度Ｆに決定す
る（ステップＳ４７）。なお、図１１では、候補点ｔｗ
１は減速域半径Ｌｒに入っていないので減速の必要はな
い。なお、クランプ点ｅｐｃ（ｎ）を過ぎれば、さらに
次のクランプ点までは速度制限を要しないので、最大加
速度Ｂで加速してユーザ設定速度ｆｕ（ｆｕ＜＝ｆｍａ
ｘ）に復帰することになる。

【００６５】ステップＳ４６において、候補点ｔｗ１が
減速域半径Ｌｒに入るならば、現在の工具位置ｔｐ
（ｋ）から次の工具位置ｔｐ（ｋ＋１）まで移動する時
間（サンプリング間隔）ΔＴの間に減速できる速度はＢ
・ΔＴ（Ｂ：最大加速度）であるから、現在速度ｆｇか
らＢ・ΔＴを減じて、指令速度Ｆを、Ｆ＝ｆｇ−Ｂ・ΔＴに決定する（ステップＳ４８）。

【００６６】そして、この指令速度Ｆを工具位置データ
作成装置４０に出力する（ステップＳ４９）。このよう
にすることにより、クランプ点以外ではユーザ設定速度
ｆｕにて工具を移動させることができ、ユーザ設定速度
ｆｕを機械に許される最大速度ｆｍａｘに設定すれば、
最大速度で加工することが可能になる。

【００６７】次に、工具位置データ作成装置４０は、指
令速度決定装置３０から指令速度Ｆを受け取って、次の
ようにして工具位置を決める。図１２のステップＳ５１
において、指令速度Ｆとサンプリング間隔ΔＴによって
決定される次の工具位置候補点までの距離ΔＤ＝Ｆ・Δ
Ｔを算出する。

【００６８】次に、図１３における現在の工具位置ｔｐ
（ｋ）に最も近い評価点ｅｐ（ｊ）の評価データ中の次
の評価点ｅｐ（ｊ＋１）までの距離ｄ（ｊ）を読み出
し、次の評価点ｅｐ（ｊ＋１）の評価データから次の次
の評価点ｅｐ（ｊ＋２）までの距離ｄ（ｊ＋２）を読み
出し、というように順次距離ｄ（ｊ），ｄ（ｊ＋１），
ｄ（ｊ＋２），・・・・を読み出して、評価点ｅｐ
（ｊ）から評価点ｅｐ（ｍ）までの各評価点間の距離の
和Ｓｕｍ、すなわち経路長Ｓｕｍ、Ｓｕｍ＝ｄ（ｊ）＋ｄ（ｊ＋１）＋・・・・＋ｅｐ（ｍ−１）を求める。さらに、現在の工具位置ｔｐ（ｋ）から評価
点ｅｐ（ｍ）までの経路長ＬｋＬｋ＝ｄｒ＋Ｓｕｍを求める（ステップＳ５３）。

【００６９】次に、ステップＳ５４において、経路長Ｌ
ｋがステップＳ５１で求めた距離ΔＤを超えなければ、
ステップＳ５５において評価点を一つ進めｊ＝ｊ＋１に
置き換えて、ステップＳ５２に戻り、Ｓｕｍに次の評価
点までの距離ｄ（ｊ＋１）を加える。

【００７０】そして、ステップＳ５４で評価点ｅｐ（ｊ
＋１）までの経路長Ｌｋと距離ΔＤとを比較する。この
作業を、経路長Ｌｋが距離ΔＤよりも大きくなるまで繰
り返し、大きくなればステップＳ５６へ行く。なお、経
路長Ｌｋが距離ΔＤよりも大きくなる直前の評価点をｅ
ｐ（ｍ）とする。

【００７１】ステップＳ５６において、現在の工具位置
ｔｐ（ｋ）から評価点ｅｐ（ｍ）までの距離ΔＤ（ｍ）
を、評価点ｅｐ（ｍ）の座標を利用して算出する。次
に、距離ΔＤ（ｍ）が距離ΔＤよりも大きいかどうか判
定し（ステップＳ５７）、大きくなければステップＳ５
８からステップＳ５６へ戻り次の評価点ｅｐ（ｍ＋１）
までの距離ΔＤ（ｍ＋１）を算出する。

【００７２】さらに、次の評価点、その次の評価点と次
々と計算し、距離ΔＤ（ｍ）が距離ΔＤよりも大きくな
るまで行う。そして、大きくなったときの評価点をｅｐ
（ｕ）、評価点ｅｐ（ｕ）までの距離をΔＤ（ｕ）、そ
の一つ手前の評価点をｅｐ（ｕ−１）、評価点ｅｐ（ｕ
−１）までの距離をΔＤ（ｕ−１）とする。

【００７３】さらに、ステップＳ５９において、評価点
ｅｐ（ｕ−１）と評価点ｅｐ（ｕ）との間において、現
在の工具位置ｔｐ（ｋ）との距離がΔＤとなる点を求め
て、次の工具位置ｔｐ（ｋ＋１）とする（ステップＳ５
９）。このとき、図４のステップＳ３０においてΔＬを
与えて次の評価点を求めたときと同様の方法により、入
力データ記憶装置１２に記憶された曲面データに基づい
て工具を曲面とちょうど接するように仮想的に配置し
て、すなわち工具が曲面と干渉しないようにして、例え
ば２分法等による収束演算を行って、距離ΔＤ離れた次
の工具位置ｔｐ（ｋ＋１）が決定される。

【００７４】上記実施の形態において、数値制御装置
は、一般的には一つのマイクロプロセッサを有するマイ
クロコンピュータにより実現することができるが、複数
のマイクロプロセッサを有するものを用いて、例えば軌
道データの生成と入力データの記憶、曲面状態の評価、
指令速度の決定、工具位置の決定等の各タスクを分担さ
せ、これらの処理をリアルタイムに同時並行的に行い処
理を高速化することもできる。

【００７５】また、上記実施の形態では、曲面状態評価
装置２０は工具が加工面に当接するようにかつ次の評価
点までの距離がΔＬ一定となるようにして工具を仮想的
に配置し各評価点を求めるものを示したが、データ処理
速度を高めるために例えば図６（ｂ）の経路計画軌跡Ｔ
ＲＪ上に等間隔に評価点を設定して評価データを求める
ようにすることもできる。また、評価点の間隔ΔＬを工
具の送り距離ΔＤ＝Ｆ・ΔＴよりもかなり小さく設定し
て評価の精度を上げることもできる。

【００７６】以上のように、入力データ記憶装置１２に
記憶された曲面データを用いて曲面状態の評価を行い、
またこの評価データを活用して、曲面状態に応じて機械
の許容速度あるいはユーザ設定速度一杯まで速度を上げ
て、高速加工を可能とした。さらに、曲面の評価データ
に基づいて次の工具位置の探索範囲を見つけてその探索
範囲について探索すればよいようにして、次の工具位置
を迅速に決定できるようにした。従って、迅速に工具位
置を決定でき、生産性を向上させることができる。

【００７７】また、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置にて従来作成し
ていた工具経路データの作成を省略でき、この点からも
生産性が向上する。

【００７８】さらに、曲面状態評価装置２０による曲面
状態の評価と、指令速度決定装置３０による指令速度の
決定と、工具位置データ作成装置４０による工具位置の
決定とを、曲面状態評価装置２０による曲面状態の評価
を若干先行させながらリアルタイムで行うようにしたの
で、曲面状態評価装置２０の評価データ記憶部２４の容
量は小さいもので済み、装置が安価なものとなる。ま
た、全体の処理時間を短縮でき、生産性を向上させるこ
とができる。

【００７９】上記各実施の形態においては、数値制御さ
れる装置の処理作用部が数値制御工作機械の工具である
ものを示したが、本発明は工作機械の数値制御装置に限
らず、ロボット装置等の数値制御装置に用いることがで
き、同様の効果を奏する。ロボット装置として、例えば
処理作用部として砥石を用いて処理すべき処理面の仕上
げ処理を行うもの等がある。

【００８０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００８１】本発明の数値制御装置においては、数値制
御される装置の処理作用部を与えられた経路計画軌跡上
において処理対象物の処理すべき処理面と接するように
仮想的に配置して処理面の形状を評価するための複数の
評価点を設定しこの評価点について次のクランプ点の位
置を表すポインタと次のクランプ点までの経路長と当該
評価点がクランプ点である場合に当該評価点を通過すべ
き処理作用部の通過速度とを含む評価データを作成する
ものであってクランプ点とは処理面の形状に基づき評価
点を通過する処理作用部の通過速度が制限を受けると判
定された評価点のことである評価手段、現在の処理作用
部の位置から最も近い次の評価点までの距離を求めると
ともにこの距離に上記最も近い次の評価点の評価データ
中の次のクランプ点までの経路長を読み出して加算して
求めた現在の処理作用部の位置から次のクランプ点まで
の経路長と上記最も近い次の評価点の評価データ中のポ
インタを利用して求めた次のクランプ点の評価データ中
の通過速度と現在の処理作用部の速度とから減速の要否
を判定して処理作用部を移動させるべき指令速度を決定
する指令速度決定手段、及び現在の処理作用部位置から
所定の距離離れるとともに処理面と接するように処理作
用部を仮想的に配置して処理作用部位置を求めこの求め
た処理作用部位置を数値制御される装置に与える処理作
用部位置データ作成手段を備えたものであるので、処理
対象物の形状を評価してこのような内容の評価データを
作成しておくことにより、形状に応じて処理作用部の速
度を適切に設定できるとともに、処理速度を高くするよ
うに指令速度を決定できる。また、評価データの作成及
び処理作用部位置の決定は処理対象物の形状に基づいて
なされるので、処理対象物の形状から中間データを介す
ることなく決定でき、作成するデータ量の増加を抑制で
きる。これらにより、生産性が向上する。

【００８２】そして、数値制御される装置の処理作用部
を与えられた経路計画軌跡上において処理対象物の処理
すべき処理面と接するように仮想的に配置して処理面の
形状を評価するための複数の評価点を設定しこの評価点
について次の評価点までの距離を含む評価データを作成
する評価手段、評価データに基づき減速の要否を判定し
て処理作用部を移動させるべき指令速度を決定する指令
速度決定手段、及び現在の処理作用部位置に最も近い次
の評価点を始点にして各評価点の評価データ中の次の評
価点までの距離を順次加算した距離の和である経路長が
所定の長さ以上になる評価点を求めこの求めた評価点を
出発点として処理面と接するように処理作用部を仮想的
に配置して現在の処理作用部位置から所定の距離離れた
処理作用部位置を探索しこの探索した処理作用部位置を
数値制御される装置に与える処理作用部位置データ作成
手段を備えたものであるので、処理対象物の形状を評価
して次の評価点までの距離を含む評価データを作成して
おくことにより、この評価データを利用して現在の処理
作用部位置から所定の距離離れた次の処理作用部位置
を、現在の処理作用部位置から探索された評価点までの
間の評価点を飛ばして、探索された評価点を出発点とし
て求めることができるので、迅速に決定できる。また、
評価データの作成及び処理作用部位置の決定は形状デー
タに基づいてなされるので、処理対象物の形状から中間
データを介することなく決定でき、作成するデータ量の
増加を抑制できる。これらにより、生産性が向上する。

【００８３】さらに、数値制御される装置の処理作用部
を与えられた経路計画軌跡上において処理対象物の処理
すべき処理面と接するように仮想的に配置して処理面の
形状を評価するための複数の評価点を設定しこの評価点
について次のクランプ点の位置を表すポインタと次のク
ランプ点までの経路長と当該評価点がクランプ点である
場合に当該評価点を通過すべき処理作用部の通過速度と
を含む評価データを作成するものであってクランプ点と
は処理面の形状に基づき評価点を通過する処理作用部の
通過速度が制限を受けると判定された評価点のことであ
る評価手段、現在の処理作用部の位置から最も近い次の
評価点までの距離を求めるとともにこの距離に上記最も
近い次の評価点の評価データ中の次のクランプ点までの
経路長を読み出して加算して求めた現在の処理作用部の
位置から次のクランプ点までの経路長と上記最も近い次
の評価点の評価データ中のポインタを利用して求めた次
のクランプ点の評価データ中の通過速度と現在の処理作
用部の速度とから減速の要否を判定して処理作用部を移
動させるべき指令速度を決定する指令速度決定手段、及
び現在の処理作用部位置に最も近い次の評価点を始点に
して各評価点の評価データ中の次の評価点までの距離を
順次加算した距離の和である経路長が所定の長さ以上に
なる評価点を求めこの求めた評価点を出発点として処理
面と接するように処理作用部を仮想的に配置して現在の
処理作用部位置から所定の距離離れた処理作用部位置を
探索しこの探索した処理作用部位置を数値制御される装
置に与える処理作用部位置データ作成手段を備えたもの
であるので、処理対象物の形状を評価してこのような内
容の評価データを作成しておくことにより、形状に応じ
て処理作用部の速度を適切に設定できるとともに、処理
速度を高くするように指令速度を決定できる。また、現
在の処理作用部位置から所定の距離離れた次の処理作用
部位置を、現在の処理作用部位置から探索された評価点
までの間の評価点を飛ばして、探索された評価点を出発
点として求めることができるので、迅速に決定できる。
さらに、評価データの作成及び処理作用部位置の決定は
形状データに基づいてなされるので、処理対象物の形状
から中間データを介することなく決定でき、作成するデ
ータ量の増加を抑制できる。これらにより、生産性が向
上する。

【００８４】また、評価手段は評価点の中から連続する
３つの評価点を取り出しこの３点を通る円弧の曲率に基
づいて処理面の評価を行うものであることを特徴とする
ので、処理面の評価を曲率に応じて行うことにより、評
価を適切に行うことができる。

【００８５】そして、そして、評価手段と指令速度決定
手段と処理作用部位置データ作成手段の各動作がリアル
タイムに行われるものであることを特徴とするので、こ
れらをリアルタイムで行うことにより、全体の処理時間
を短縮でき、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の一形態の数値制御装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】数値制御装置の全体の動作を示すフローチャ
ートである。

【図３】加工モードの例を示す説明図である。

【図４】図１の曲面状態評価装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図５】曲面状態評価装置における評価点を求める動
作を説明するためのフローチャートである。

【図６】曲面上における現在の評価点から次の評価点
を求めるための概念を示す説明図である。

【図７】工具干渉回避計算の一例を示す説明図であ
る。

【図８】曲面の評価を行うために求めた評価点とクラ
ンプ点の例を示す説明図である。

【図９】曲面の評価を行うために求めた評価点を示す
説明図である。

【図１０】図１の指令速度決定装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】工具位置と評価点とクランプ点との関係を
示す説明図である。

【図１２】図１の工具位置データ決定装置の動作を示
すフローチャートである。

【図１３】評価点を利用して工具位置を決定する過程
を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１１軌道データ生成装置、１２入力データ記憶装
置、２０曲面状態評価装置、２１評価点決定部、２
２評価点データバッファ部、２３評価データ作成
部、２４評価データ記憶部、３０指令速度決定装
置、４０工具位置データ作成装置、４１工具位置決
定部、４２工具位置データバッファ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者入口健二東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H269 AB01 BB05 CC02 DD01 EE01 9A001 BB06 DD15 HH35 JJ49 KK32 KK54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御される装置の処理作用部を与え
られた経路計画軌跡上において処理対象物の処理すべき
処理面と接するように仮想的に配置して上記処理面の形
状を評価するための複数の評価点を設定しこの評価点に
ついて次のクランプ点の位置を表すポインタと次のクラ
ンプ点までの経路長と当該評価点がクランプ点である場
合に当該評価点を通過すべき処理作用部の通過速度とを
含む評価データを作成するものであって上記クランプ点
とは上記処理面の形状に基づき上記評価点を通過する処
理作用部の通過速度が制限を受けると判定された評価点
のことである評価手段、現在の処理作用部の位置から最
も近い次の上記評価点までの距離を求めるとともにこの
距離に上記最も近い次の評価点の評価データ中の次のク
ランプ点までの経路長を読み出して加算して求めた現在
の処理作用部の位置から次のクランプ点までの経路長と
上記最も近い次の評価点の評価データ中のポインタを利
用して求めた次のクランプ点の評価データ中の通過速度
と現在の処理作用部の速度とから減速の要否を判定して
上記処理作用部を移動させるべき指令速度を決定する指
令速度決定手段、及び現在の処理作用部位置から所定の
距離離れるとともに上記処理面と接するように上記処理
作用部を仮想的に配置して処理作用部位置を求めこの求
めた処理作用部位置を上記数値制御される装置に与える
処理作用部位置データ作成手段を備えた数値制御装置。
【請求項２】数値制御される装置の処理作用部を与え
られた経路計画軌跡上において処理対象物の処理すべき
処理面と接するように仮想的に配置して上記処理面の形
状を評価するための複数の評価点を設定しこの評価点に
ついて次の評価点までの距離を含む評価データを作成す
る評価手段、上記評価データに基づき減速の要否を判定
して処理作用部を移動させるべき指令速度を決定する指
令速度決定手段、及び現在の処理作用部位置に最も近い
次の評価点を始点にして上記各評価点の評価データ中の
次の評価点までの距離を順次加算した距離の和である経
路長が所定の長さ以上になる評価点を求めこの求めた評
価点を出発点として上記処理面と接するように上記処理
作用部を仮想的に配置して現在の処理作用部位置から所
定の距離離れた処理作用部位置を探索しこの探索した処
理作用部位置を上記数値制御される装置に与える処理作
用部位置データ作成手段を備えた数値制御装置。
【請求項３】数値制御される装置の処理作用部を与え
られた経路計画軌跡上において処理対象物の処理すべき
処理面と接するように仮想的に配置して上記処理面の形
状を評価するための複数の評価点を設定しこの評価点に
ついて次のクランプ点の位置を表すポインタと次のクラ
ンプ点までの経路長と当該評価点がクランプ点である場
合に当該評価点を通過すべき処理作用部の通過速度とを
含む評価データを作成するものであって上記クランプ点
とは上記処理面の形状に基づき上記評価点を通過する処
理作用部の通過速度が制限を受けると判定された評価点
のことである評価手段、現在の処理作用部の位置から最
も近い次の上記評価点までの距離を求めるとともにこの
距離に上記最も近い次の評価点の評価データ中の次のク
ランプ点までの経路長を読み出して加算して求めた現在
の処理作用部の位置から次のクランプ点までの経路長と
上記最も近い次の評価点の評価データ中のポインタを利
用して求めた次のクランプ点の評価データ中の通過速度
と現在の処理作用部の速度とから減速の要否を判定して
上記処理作用部を移動させるべき指令速度を決定する指
令速度決定手段、及び現在の処理作用部位置に最も近い
次の評価点を始点にして上記各評価点の評価データ中の
次の評価点までの距離を順次加算した距離の和である経
路長が所定の長さ以上になる評価点を求めこの求めた評
価点を出発点として上記処理面と接するように上記処理
作用部を仮想的に配置して現在の処理作用部位置から所
定の距離離れた処理作用部位置を探索しこの探索した処
理作用部位置を上記数値制御される装置に与える処理作
用部位置データ作成手段を備えた数値制御装置。
【請求項４】評価手段は、評価点の中から連続する３
つの評価点を取り出しこの３点を通る円弧の曲率に基づ
いて処理面の評価を行うものであることを特徴とする請
求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の数値制御
装置。
【請求項５】評価手段と指令速度決定手段と処理作用
部位置データ作成手段の各動作がリアルタイムに行われ
るものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか１項に記載の数値制御装置。