JP2007200037A - Numerical control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械の各送り軸の移動を制御する数値制御装置に関し、特にピックフィードを有する加工プログラムによる送り軸の移動を制御する数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control apparatus that controls movement of each feed axis of a machine tool, and more particularly to a numerical control apparatus that controls movement of a feed axis by a machining program having a pick feed.
金型等の加工をする工作機械においては、加工物を切削する工具の軌跡である切削経路を、ピックフィード(加工物の切削に関与しない切削完了部での工具の移動経路)によって繋ぐ工程を含む加工プログラムを一般に使用している。 In machine tools that process dies and the like, the process of connecting the cutting path, which is the trajectory of the tool that cuts the workpiece, by pick feed (the movement path of the tool at the cutting completion part not involved in cutting of the workpiece) Including machining program in general.
図3は切削経路とピックフィードにより構成された加工プログラムによる加工の一例である。X軸方向が工具を往復させる切削経路、Y軸方向がピックフィードである。この図にあるように、加工の際の工作機械の動作は、工具が加工物上にあり切削経路に沿って加工物を実際に切削する実切削動作と、工具が加工物上を通過し切削経路に沿って工具を加工物から退避するエアーカットの退避動作と、次の切削経路に乗り換えるピックフィードと、乗り換わった切削経路に沿って工具を加工物に寄り付かせるエアーカットの寄り付き動作と、再び切削経路に沿って加工物を切削する実切削動作とが連続して実施される。このときピックフィードでは始点および終点が角部となるため、非切削領域でありながらこの部分にて工具の動作速度が大幅に落ちることになり、加工効率の低下の要因となっている。 FIG. 3 shows an example of machining by a machining program constituted by a cutting path and a pick feed. The X-axis direction is a cutting path for reciprocating the tool, and the Y-axis direction is a pick feed. As shown in this figure, the operation of the machine tool during machining includes the actual cutting operation in which the tool is on the workpiece and the workpiece is actually cut along the cutting path, and the tool passes through the workpiece and performs cutting. Air cut retreat operation that retracts the tool from the workpiece along the path, pick feed that transfers to the next cutting path, and air cut approach operation that causes the tool to approach the work along the changed cutting path The actual cutting operation of cutting the workpiece along the cutting path again is continuously performed. At this time, since the starting point and the ending point are corners in the pick feed, the operation speed of the tool is greatly reduced in this portion even though it is a non-cutting region, which causes a reduction in machining efficiency.
これを解消するための従来技術の一例が図4に示されている(例えば特許文献1)。同図では、X軸方向に切削経路があり、これをY軸方向のピックフィードでつなぐ例が記されている。この例では、図3に示した「退避動作→ピックフィード→寄り付き動作」という順番での軸動作ではなく、Y軸方向のピックフィード動作とX軸方向の退避動作および寄り付き動作とのエアーカットが並行して行われる。ピックフィード方向であるY軸方向においては、実切削動作が終了した時点で速度0から加速が始まり、次の切削経路の実切削動作が開始される点へ到達した時点で減速が完了し速度が0となる。X軸方向については、Y軸方向の移動時間ができるだけ短くなるようにY軸方向の加速・減速に合わせて速度を追従させる。これにより、上記した「退避動作→ピックフィード→寄り付き動作」という順序で各動作を1ブロックずつ行う場合よりもピックフィード動作の所要時間が抑えられる。 An example of the prior art for solving this problem is shown in FIG. 4 (for example, Patent Document 1). In the drawing, there is shown an example in which there is a cutting path in the X-axis direction and this is connected by pick feed in the Y-axis direction. In this example, the air movement between the pick-feed operation in the Y-axis direction, the retraction operation in the X-axis direction, and the close-up operation is not performed instead of the axial operation in the order of “retraction operation → pick feed → close operation” shown in FIG. Done in parallel. In the Y-axis direction, which is the pick-feed direction, acceleration starts from speed 0 when the actual cutting operation is completed, and deceleration is completed when the point reaches the point where the actual cutting operation of the next cutting path is started. 0. In the X-axis direction, the speed is made to follow the acceleration / deceleration in the Y-axis direction so that the movement time in the Y-axis direction is as short as possible. Thereby, the time required for the pick-feed operation can be reduced as compared with the case where each operation is performed one block at a time in the order of “retraction operation → pick feed → contact operation”.
実際に加工物を加工する際には、加工効率を上げるために加工時間を短くすることが重要視されるが、加工物の加工面品位を維持し向上することも重要視される。このため加工中は機械振動などが発生しないように軸を送る必要がある。 When actually processing a workpiece, it is important to shorten the processing time in order to increase the processing efficiency, but it is also important to maintain and improve the quality of the processed surface of the workpiece. For this reason, it is necessary to feed the shaft so as not to cause mechanical vibration during machining.
機械振動が発生しない様に加工するためには、工具の移動経路が移動経路上の任意の点において接線の向きおよび曲率が急激に変化しない様に常に滑らかにつながっている必要がある。しかし、上記従来技術では、ピックフィード部の所要時間を短縮するに際し速度制御の着目に留まっており、実際に加工物を加工する際には加工面品位の低下が問題となる可能性がある。 In order to perform machining so as not to generate mechanical vibration, it is necessary that the tool movement path is always connected smoothly so that the tangent direction and curvature do not change suddenly at any point on the movement path. However, in the above prior art, attention is focused on speed control when shortening the time required for the pick feed portion, and there is a possibility that degradation of the machined surface quality becomes a problem when actually processing a workpiece.
また上記従来技術では、工具が加工物上を通過した時点でピックフィードの方向に加速を開始するが、ピックフィードの方向としては、切削経路の方向に垂直な、あるいは垂直に近い方向を想定している。しかし一般的には図5に示されるように、ピックフィードの方向は対象となる加工物の形状に依存するため、必ずしも切削経路に垂直な方向となる保証はない。このため、上記従来技術を一般的な加工物の形状に適用することは困難である。 In the above prior art, acceleration starts in the direction of the pick feed when the tool passes over the work piece. As the direction of the pick feed, a direction perpendicular to or close to the direction of the cutting path is assumed. ing. However, in general, as shown in FIG. 5, the direction of the pick feed depends on the shape of the target workpiece, so there is no guarantee that the direction is perpendicular to the cutting path. For this reason, it is difficult to apply the above-described conventional technique to a general shape of a workpiece.
また上記従来技術では、工具が切削経路上を通過した時点でピックフィードの方向に加速を開始するが、このためには、工具が加工物上を通過する位置を正確に把握する必要がある。 In the above prior art, acceleration starts in the direction of pick feed when the tool passes on the cutting path. For this purpose, it is necessary to accurately grasp the position where the tool passes on the workpiece.
これを実現するためには、数値制御装置に入力される加工プログラムに指定される軸移動指令ブロックに、そのブロックが退避動作ブロックであるか、ピックフィードブロックであるか、寄り付き動作ブロックであるかを示す識別子をつける必要がある。このピックフィードの軸移動指令ブロックであることを示す識別子をつける処理は加工プログラムを生成するCAM(Computer Aided Manufacturing)工程で行う必要があり、それまでユーザが使用していた加工プログラムを用いて上記従来技術を適用することはできない。また識別子をつける処理を行うことのできるCAMシステムを使用することが必須となる。 In order to realize this, whether the block is a retraction operation block, a pick feed block, or a close-up operation block in the axis movement command block specified in the machining program input to the numerical controller. It is necessary to attach an identifier indicating The process of attaching an identifier indicating that this is an axis movement command block of the pick feed needs to be performed in a CAM (Computer Aided Manufacturing) process for generating a machining program. The prior art cannot be applied. In addition, it is essential to use a CAM system that can perform the process of attaching an identifier.
上記課題を解決するために、本発明は、工作機械の各送り軸の移動を制御する数値制御において、加工物を切削するための工具の切削経路が複数の線分データからなる加工プログラムを読取り、前記切削経路の間を相互につなぐピックフィード部及びこれの両端に各々接続する切削経路部の線分データを前記加工プログラム中から抽出する解析手段と、前記解析手段により抽出されたピックフィード部の両端に接続する各々の切削経路部の線分データを、分割点により工具が工作物を切削する実切削経路部と工具が工作物から離れるエアーカット部とに分割する分割手段と、前記各分割点を始終点とし、かつ、接線の方向と曲率が前記各分割点において前記実切削経路部の接線の方向と曲率に略一致し曲線上の始終点間において徐変する滑らかな曲線を求め、前記ピックフィード部及びエアーカット部を該曲線に置換える曲線化手段と、を有することを特徴とする数値制御装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention reads a machining program in which a cutting path of a tool for cutting a workpiece is composed of a plurality of line segment data in numerical control for controlling the movement of each feed axis of a machine tool. An analysis means for extracting line segment data of the cutting path portion connecting the cutting paths to each other and cutting path portions respectively connected to both ends thereof from the machining program; and a pick feed portion extracted by the analysis means Dividing means for dividing the line segment data of each cutting path portion connected to both ends of the workpiece into an actual cutting path portion where the tool cuts the workpiece by a dividing point and an air cut portion where the tool is separated from the workpiece; A slip that has a dividing point as a starting point and a tangent direction, and the tangential direction and curvature substantially coincide with the tangential direction and curvature of the actual cutting path portion at each dividing point and gradually change between the starting point and the ending point on the curve. Seeking a curve, to provide a numerical control apparatus characterized by having a curved means to replace the curve of the pick-feed unit and the air-cut portion.
また、上記課題を解決するために、本発明は、上記の数値制御装置において、前記曲線化手段は、前記各分割点を始終点とし、かつ、接線の方向と曲率が前記各分割点において前記実切削経路部の接線の方向と曲率に略一致し曲線上の始終点間において徐変する高次NURBS曲線を求め、前記ピックフィード部及びエアーカット部を該曲線に置換えることを特徴とする数値制御装置を提供する。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides the numerical control apparatus, wherein the curving means uses the division points as start and end points, and a tangential direction and a curvature at the division points. A high-order NURBS curve that substantially matches the tangential direction and curvature of the actual cutting path portion and gradually changes between the start and end points on the curve is obtained, and the pick feed portion and the air cut portion are replaced with the curve. A numerical control device is provided.
また、上記課題を解決するために、本発明は、上記の数値制御装置において、前記曲線化手段は、求める曲線とエアーカット部及びピックフィード部の線分との乖離した距離である経路ずれ量が、予め設定した許容値以内に収る曲線を求めることを特徴とする数値制御装置を提供する。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides the numerical control apparatus, wherein the curving means includes a path deviation amount that is a distance between a curve to be obtained and a line segment of the air cut part and the pick feed part. Provides a numerical control device characterized by obtaining a curve that falls within a preset allowable value.
加工面品位を損なうことなくピックフィードの移動時間を短くし、加工効率を向上させることができる。 The pick feed moving time can be shortened and the processing efficiency can be improved without impairing the processing surface quality.
また加工プログラム中の軸移動指令ブロックに、退避動作ブロック、ピックフィードブロック、寄り付き動作ブロックという指定がされていない従来のNC(Numerical Control)データを用いても、上記効果を得ることができる。 Further, the above-described effect can be obtained even if conventional NC (Numerical Control) data that is not designated as a retraction operation block, a pick feed block, or a close-up operation block is used for the axis movement command block in the machining program.
以下、本発明の第1の実施形態を図1及び図6に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施形態を表すブロック図、図6は本発明の実施形態におけるピックフィードブロックの曲線化の様子を示す図である。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a curving state of a pick feed block in the embodiment of the present invention.
図1において、プログラム入力装置1では、加工プログラムを入力・解析し、送り軸移動指令ブロックデータCを出力する。
In FIG. 1, a
ピックフィード部判定装置11では、送り軸移動指令ブロックデータCを入力し、この送り軸移動指令ブロックデータCが、加工物を切削するための切削経路上の軸送り指令ブロックである切削経路ブロックのデータであるか、切削経路と他の切削経路とをつなぐピックフィード部であるピックフィードブロックのデータであるかを、ピックフィード部判定条件データ記憶装置21に格納されているピックフィード部判定条件データDpに基づいて判定する。ピックフィード部判定装置11は、送り軸移動指令ブロックデータCが、切削経路ブロックのデータであると判定した場合には、その送り軸移動指令ブロックデータCを切削経路ブロックデータBcとして出力し、ピックフィードブロックであると判定した場合には、その送り軸移動指令ブロックデータCをピックフィードブロックデータBpとして出力する。
The pick-feed
本装置11で行う判定処理としては例えば、対象となる送り軸移動指令ブロックデータCの線分長があらかじめ設定された設定長以内であり、かつブロックデータCの前後のブロックデータが示す線分が平行である、という条件が満たされた場合に対象となる送り軸移動指令ブロックデータCをピックフィードブロックのデータである、と判定するというように実施する。
As the determination processing performed by the
例えば、図6(a)に示すように、送り軸移動指令ブロックデータCにより指定された連続する座標点がP0、P1、P2、P3であり、あらかじめ設定された設定長がLpである場合において、線分P1−P2の線分長L12が、あらかじめ設定された設定長Lp以内であり、またこの線分の前後の線分であるP0−P1とP2−P3とが平行であることが満たされていれば、線分P1−P2が示す送り軸移動指令ブロックデータCをピックフィードブロックのデータである、と判定する。 For example, as shown in FIG. 6A, when the continuous coordinate points specified by the feed axis movement command block data C are P0, P1, P2, and P3, and the preset set length is Lp. The line segment length L12 of the line segment P1-P2 is within the preset set length Lp, and P0-P1 and P2-P3 which are line segments before and after this line segment are parallel to each other. If it is, the feed axis movement command block data C indicated by the line segment P1-P2 is determined to be pick feed block data.
また、例えば図7(a)に示すように、送り軸移動指令ブロックデータにより指定された連続する座標点が、P0c、P0b、P0a、P1、P2、P3a、P3b、P3c、・・・という、各線分の線分長が比較的短く、自由曲面を近似したブロックデータを想定するような場合は、図6(a)のように、ピックフィード部の前後のブロックが平行である、あるいはおよそ平行である、という条件では判定がしづらくなる。この場合は例えば前記条件を次のように変える方法をとることが出来る。 For example, as shown in FIG. 7A, the continuous coordinate points specified by the feed axis movement command block data are P0c, P0b, P0a, P1, P2, P3a, P3b, P3c,. When the line segment length of each line segment is relatively short and block data approximating a free-form surface is assumed, the blocks before and after the pick feed portion are parallel or approximately parallel as shown in FIG. This makes it difficult to make a determination. In this case, for example, a method of changing the conditions as follows can be used.
線分P0a−P1およびP2−P3aにおいて、この各々の線分からあらかじめ設定された連続ブロック数Ncだけ連続する一連のブロックを考える。たとえばNc=3とすると、前記連続した一連の線分は、P0c−P0b、P0b−P0a、P0a−P1およびP2−P3a、P3a−P3b、P3b−P3cである。ここで、前記連続する一連のブロックについて、接続する2つの線分の成す角度があらかじめ設定された角度α以上であり、また前記連続する一連のブロックの、始点と終点を結んだ線分と、前記P1−P2の後の連続するブロックの始点と終点を結んだ線分との成す角度があらかじめ設定された角度β未満である場合(図7(b))に、線分P1−P2が示す送り軸移動指令ブロックCをピックフィードブロックのデータである、と判定する。 In the line segments P0a-P1 and P2-P3a, a series of blocks that are continuous from the respective line segments by a preset number of continuous blocks Nc are considered. For example, when Nc = 3, the continuous series of line segments are P0c-P0b, P0b-P0a, P0a-P1, and P2-P3a, P3a-P3b, P3b-P3c. Here, with respect to the continuous series of blocks, an angle formed by two connecting line segments is not less than a preset angle α, and a line segment connecting the start point and the end point of the continuous series of blocks, When the angle formed by the line segment connecting the start point and the end point of the continuous block after P1-P2 is less than the preset angle β (FIG. 7B), the line segment P1-P2 indicates It is determined that the feed axis movement command block C is pick feed block data.
もちろん判定条件としては上記条件のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定することができる。 Of course, the determination condition is not limited to the above condition, and can be set as needed.
切削経路ブロック分割装置12では、切削経路ブロック分割条件データ記憶装置22に格納されている切削経路ブロック分割条件データDvに基づき、切削経路ブロックデータBcがピックフィードの前後の切削経路のブロックデータである場合、工具が加工物の上にあり、実際に切削が行われる部分である実切削経路部と、工具が加工物の上を通過後、加工物から退避しピックフィードの始点までエアーカットで移動する退避経路部と、ピックフィードの終点から次の実切削経路部に向かって工具がエアーカットで寄り付く動作をする寄り付き経路部とに分割し、退避経路部、寄り付き経路部のブロックデータをそれぞれ退避経路ブロックデータBe、寄り付き経路ブロックデータBaとし、残った実切削経路部を新たな切削経路ブロックデータBcとして出力する。切削経路ブロックデータBcがピックフィードの前後の切削経路のブロックデータでない場合は、そのまま切削経路ブロックデータBcとして出力する。
In the cutting path
本装置12で行う判定処理としては例えば、切削経路ブロックにより規定される線分のうち、ピックフィードとの交点から切削経路ブロック分割条件データDvとして規定されているブロック長分を、退避経路部、寄り付き経路部とし、残りの部分を実切削経路部とする、というように実施する。
As the determination processing performed by the
例えば、図6(b)に示すように、切削経路ブロック分割条件データとして規定されているブロック長をLdとする場合において、線分P0−P1を、ピックフィード始点P1からLdだけ離れた点Pd1、線分P2−P3を、ピックフィード終点P2からLdだけ離れた点Pd2によってそれぞれ分割し、線分Pd1−P1に対応するブロックを退避経路部、線分Pd2−P2に対応するブロックを寄り付き経路部、残りの部分である線分P0−Pd1及びPd2−P3に対応するブロックを実切削経路部、とする。 For example, as shown in FIG. 6B, when the block length defined as the cutting path block division condition data is Ld, a line segment P0-P1 is separated from the pick feed starting point P1 by a point Pd1. The line segment P2-P3 is divided by a point Pd2 that is separated from the pick feed end point P2 by Ld, and the block corresponding to the line segment Pd1-P1 is saved as a retreat path part, and the block corresponding to the line segment Pd2-P2 is approached path Blocks corresponding to the line segments P0-Pd1 and Pd2-P3, which are the remaining portions, are defined as actual cutting path portions.
また例えば、切削経路ブロック分割条件データとして、切削経路の領域と非切削経路の領域を分割する平面である境界平面Pdを想定する。例えば図8に示すように、切削経路ブロック分割条件データとして規定されている境界平面Pdとする場合において、線分P0−P1と境界面Pdとの交点をPd1、P2−P3と境界平面Pdとの交点をPd2として、このPd1およびPd2により前記図6(b)の例と同じく線分を分割する。 Further, for example, as the cutting path block division condition data, a boundary plane Pd that is a plane that divides a cutting path area and a non-cutting path area is assumed. For example, as shown in FIG. 8, when the boundary plane Pd defined as the cutting path block division condition data is used, the intersections of the line segments P0-P1 and the boundary plane Pd are Pd1, P2-P3, and the boundary plane Pd. As shown in FIG. 6B, the line segment is divided by Pd1 and Pd2.
もちろん判定条件としては上記条件のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定することができる。 Of course, the determination condition is not limited to the above condition, and can be set as needed.
ピックフィード部曲線化装置13では、ピックフィードブロックデータBp、退避経路ブロックデータBe、および寄り付き経路ブロックデータBa、および切削経路ブロックデータのうち、前記退避経路ブロックデータBeの1つ前のブロックデータおよび前記寄り付き経路ブロックデータBaの1つ後のブロックデータBcを入力し、退避経路ブロックデータBe、切削経路ブロックデータBc、および寄り付き経路ブロックデータBaの一連のブロックデータが指定する経路を、曲線上の任意の点において接線の向きおよび曲率の急激な変化がないという条件を満たす高次NURBS曲線(Non-Uniform Rational B-Spline曲線)に置き換え、この置き換えられた曲線データを曲線化ピックフィードブロックデータBrとして出力する。
In the pick feed
本装置13で行う曲線化処理の実施形態の一例を以下に示す。本例では置き換えを行うNURBS曲線として、曲線上の任意の点において接線の向きおよび曲率の急激な変化がないことが数学的に保証される3次NURBS曲線を用いる。この3次NURBS曲線を、退避経路の始点、ピックフィードの始点および終点、並びに寄り付き経路の終点を3次NURBS曲線の制御点とし、退避経路の始点および寄り付き経路の終点を3次NURBS曲線が通り、退避経路の始点および寄り付き経路の終点において接線方向および曲率が一致する、という条件の下で決定する。
An example of an embodiment of the curving process performed by the
例えば、図6(c)に示すように、線分Pd1−P1、P1−P2およびP2−Pd2を、NURBS曲線の制御点がPd1、P1、P2、Pd2であり、NURBS曲線がPd1、Pd2を通り、Pd1、Pd2での接線方向及び曲率が、曲線に置き換えられる前の分割点Pd1、Pd2における接線方向、曲率に一致している、という条件を満たす3次NURBS曲線に置き換え、この曲線部を規定するブロックを曲線化ピックフィードブロックとする。 For example, as shown in FIG. 6 (c), the line segments Pd1-P1, P1-P2 and P2-Pd2 have NURBS curve control points Pd1, P1, P2, Pd2, and the NURBS curve has Pd1, Pd2. As described above, the tangential direction and the curvature at Pd1 and Pd2 are replaced with a cubic NURBS curve that satisfies the condition that the tangential direction and the curvature at the division points Pd1 and Pd2 before being replaced with the curve are the same, and this curved line portion is replaced. The specified block is a curvilinear pick feed block.
上記曲線化処理は実施形態の一例であり、曲線上の任意の点において接線方向および曲率の急激な変化がないことが保証される、という条件の下では上記処理内容に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定することができる。 The curving process is an example of the embodiment, and is not limited to the above processing contents under the condition that it is guaranteed that there is no sudden change in the tangential direction and the curvature at an arbitrary point on the curve. , And can be set as necessary.
上記実施形態において、ピックフィード部判定条件データ記憶装置21は、ピックフィード部判定装置11での判定処理の際の条件であるピックフィード部判定条件データDpを記憶する。
In the above embodiment, the pick feed unit determination condition
また、切削経路ブロック分割条件データ記憶装置22は、切削経路ブロック分割装置12でのブロック分割処理の際の条件である切削経路ブロック分割条件データDvを記憶する。
Further, the cutting path block division condition
関数発生装置2では、切削経路ブロック分割装置12から出力された切削経路ブロックデータBcと、ピックフィード部曲線化装置13から出力された曲線化ピックフィードブロックデータBrとに基づいて関数発生を行い、各送り軸の位置データである補間位置データPを出力する。
In the
送り軸駆動装置3では、補間位置データPに基づいて機械の各送り軸の移動の制御を行う。
The feed
なお上記実施形態では、加工プログラム中の送り軸移動指令ブロックについて、そのブロックが退避経路ブロックであるか、ピックフィードブロックであるか、寄り付き経路ブロックであるかを自動的に判定して、この一連のブロックを曲線化ピックフィードブロックに置き換えているが、加工プログラムに指定される軸移動指令ブロック中に、そのブロックが退避経路ブロックであるか、ピックフィードブロックであるか、寄り付き経路ブロックであるかを示す識別子があらかじめ指定されている場合には、上記実施形態に、識別子を判定し、判定されたブロックをそれぞれ、退避経路ブロック、ピックフィードブロック、寄り付き経路ブロックとして決定する装置を追加することにより、識別子が指定されている加工プログラムに対して本発明を容易に適用することができる。 In the above embodiment, the feed axis movement command block in the machining program is automatically determined as to whether it is a retreat path block, a pick feed block, or a close path block, and this series Is replaced with a curved pick feed block, but in the axis movement command block specified in the machining program, is that block a retract path block, a pick feed block or a close path block? By adding an apparatus that determines the identifier and determines the determined blocks as a save route block, a pick feed block, and a close-up route block, respectively, in the above embodiment. For machining programs with specified identifiers Invention can be readily applied.
図2に基づいて本発明の第2の実施形態を説明する。図2は本発明の第2の実施形態を表すブロック図である。本実施形態は、上記ピックフィード部曲線化装置13にて行われる曲線化の際に、置き換える曲線化ピックフィードブロックのピックフィード経路と元の退避経路ブロックBe、ピックフィードブロックBp、寄り付き経路ブロックBaの各経路との乖離した距離である経路ずれ量が、あらかじめ指定されている許容誤差量以内に収まるように曲線化を行う実施形態である。
A second embodiment of the present invention will be described based on FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the pick feed path of the curving pick feed block to be replaced and the original retreat path block Be, the pick feed block Bp, and the close path block Ba are used for the curving performed by the pick feed
ピックフィード部曲線化装置13において行われる、退避経路ブロックと、ピックフィードブロックと、寄り付き経路ブロックとが連続して構成される一連のブロックの規定する経路を曲線に置き換える処理において、置き換え曲線を決定する条件として、置き換え対象となる一連のブロックの経路から置き換え曲線までの乖離した距離である経路ずれ量が、あらかじめ指定されている許容誤差量以内に収まる、という条件を付加して曲線化を実施する。
A replacement curve is determined in a process of replacing a path defined by a series of blocks constituted by a continuous path block, a pick-feed block, and an approach path block, which is performed in the pick-feed
置き換え誤差許容量データ記憶装置23では、置き換え誤差許容量にあたる置き換え誤差許容量データDtを記憶する。
The permissible replacement error
本装置で行う、前記曲線化の対象となる一連の経路から置き換え曲線までの乖離した距離である経路ずれ量をあらかじめ指定されている許容誤差量以内に収める実施形態の一例を以下に示す。 An example of an embodiment in which the path deviation amount, which is a deviated distance from the series of paths to be curved to the replacement curve, is performed within the allowable error amount specified in advance in the apparatus will be described below.
まずは図6(c)で説明した曲線化と同じ手法で曲線化した置き換え曲線を作成する(図9(a))。この曲線をNr(t)とする。tは媒介変数である。次に、置き換え前の一連の線分Pd1−P1−P2−Pd2から伸ばした垂線が、置き換え誤差許容値データDtとして設定されている、置き換え誤差許容値ε以内である領域を、置き換え誤差許容エリアとして想定する(図9(b))。次に、曲線化した置き換え曲線が前記置き換え誤差許容エリア内にあるかを確認する(図9(c))。これは、前記曲線Nr(t)上の任意の点とPd1−P1、P1−P2、P2−Pd2との距離を求め、この最小値が前記置き換え誤差許容値ε以内かどうかで容易に判定することが出来る。このとき前記距離の最小値が前記置き換え誤差許容値ε以内であれば、この曲線Nr(t)を、曲線化ピックフィードブロックとして決定する。もし、前記距離の最小値が前記置き換え誤差許容値εを超える部分があれば(図9(d))、前記曲線Nr(t)を、前記置き換え誤差許容値εに収まるように再計算する。 First, a replacement curve is created by the same method as that described with reference to FIG. 6C (FIG. 9A). This curve is Nr (t). t is a parameter. Next, an area within which the perpendicular extending from the series of line segments Pd1-P1-P2-Pd2 before replacement is within the replacement error allowable value ε set as the replacement error allowable value data Dt is replaced with a replacement error allowable area. (FIG. 9B). Next, it is confirmed whether the curved replacement curve is within the replacement error allowable area (FIG. 9C). This is to determine the distance between an arbitrary point on the curve Nr (t) and Pd1-P1, P1-P2, P2-Pd2, and easily determine whether the minimum value is within the replacement error allowable value ε. I can do it. At this time, if the minimum value of the distance is within the replacement error allowable value ε, the curve Nr (t) is determined as a curvilinear pick feed block. If there is a portion where the minimum value of the distance exceeds the replacement error allowable value ε (FIG. 9D), the curve Nr (t) is recalculated so as to be within the replacement error allowable value ε.
再計算の方法としては、例えばNURBS曲線の係数の1つであるウェイト値を増加させる方法がある。ウェイト値はその値が大きいほどNURBS曲線が制御点に近づくという数学的特徴があるので、この特徴を用いて、前記NURBS曲線が前記置き換え誤差許容エリア内に収まるようなウェイト値を算出して(図9(e))、この時の曲線Nr(t)を、曲線化ピックフィードブロックとして決定する。 As a recalculation method, for example, there is a method of increasing a weight value which is one of the coefficients of the NURBS curve. Since the weight value has a mathematical feature that the NURBS curve approaches the control point as the value increases, the weight value is calculated using this feature so that the NURBS curve falls within the replacement error allowable area ( FIG. 9 (e)), the curve Nr (t) at this time is determined as a curvilinear pick feed block.
これ以外の上記実施例1と同様の部分には同様の符号を付し説明は省略する。 Other parts similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
1 プログラム入力装置、2 関数発生装置、3 送り軸駆動装置、11 ピックフィード部判定装置、12 切削経路ブロック分割装置、13 ピックフィード部曲線化装置、21 ピックフィード部判定条件データ記憶装置、22 切削経路ブロック分割条件データ記憶装置、23 置き換え誤差許容量データ記憶装置。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
加工物を切削するための工具の切削経路が複数の線分データからなる加工プログラムを読取り、前記切削経路の間を相互につなぐピックフィード部及びこれの両端に各々接続する切削経路部の線分データを前記加工プログラム中から抽出する解析手段と、
前記解析手段により抽出されたピックフィード部の両端に接続する各々の切削経路部の線分データを、分割点により工具が工作物を切削する実切削経路部と工具が工作物から離れるエアーカット部とに分割する分割手段と、
前記各分割点を始終点とし、かつ、接線の方向と曲率が前記各分割点において前記実切削経路部の接線の方向と曲率に略一致し曲線上の始終点間において徐変する滑らかな曲線を求め、前記ピックフィード部及びエアーカット部を該曲線に置換える曲線化手段と、を有することを特徴とする数値制御装置。 In numerical control that controls the movement of each feed axis of a machine tool,
A cutting path of a tool for cutting a workpiece is read by a machining program consisting of a plurality of line segment data, and a pick feed section for connecting the cutting paths to each other and a line segment of a cutting path section connected to both ends of the pick feed section. Analyzing means for extracting data from the machining program;
Line segment data of each cutting path portion connected to both ends of the pick feed portion extracted by the analyzing means, an actual cutting path portion where the tool cuts the workpiece by the dividing point, and an air cut portion where the tool leaves the workpiece Dividing means to divide into
A smooth curve having each division point as a start and end point, and the tangential direction and curvature substantially coincide with the tangential direction and curvature of the actual cutting path portion at each division point and gradually change between the start and end points on the curve. And a curving unit that replaces the pick-feed unit and the air-cut unit with the curve.
前記曲線化手段は、前記各分割点を始終点とし、かつ、接線の方向と曲率が前記各分割点において前記実切削経路部の接線の方向と曲率に略一致し曲線上の始終点間において徐変する高次NURBS曲線を求め、前記ピックフィード部及びエアーカット部を該曲線に置換えることを特徴とする数値制御装置。 The numerical control apparatus according to claim 1,
The curving means uses the division points as start and end points, and the direction and curvature of the tangent line substantially match the direction and curvature of the tangent line of the actual cutting path portion at the division points, and between the start and end points on the curve. A numerical control apparatus characterized by obtaining a gradually changing high-order NURBS curve and replacing the pick feed part and the air cut part with the curve.
前記曲線化手段は、求める曲線とエアーカット部及びピックフィード部の線分との乖離した距離である経路ずれ量が、予め設定した許容値以内に収る曲線を求めることを特徴とする数値制御装置。
In the numerical control device according to claim 1 or 2,
The curving means obtains a curve in which a path deviation amount, which is a distance between a curve to be obtained and a line segment of an air cut part and a pick feed part, falls within a preset allowable value. apparatus.
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