JP2010244256A - 干渉チェック機能を有する数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】干渉チェック部21を有し、干渉が予測されたとき減速停止する数値制御装置10において、プログラムを先読みし先読みブロック指令データ13に変換する先読み手段12と、可動部の実際の機械位置と該先読みブロック指令データに基づいて一定周期毎に一定時間後の先行した機械位置を算出する先行位置算出部19と、算出された該先行した機械位置の進行方向ベクトルを算出し、最初に算出された該先行した機械位置を基準位置とし、該基準位置である機械位置の進行方向ベクトルと、その後、算出される先行した機械位置における進行方向ベクトルとを順次比較し、その角度差が許容値を超えた機械位置を新たな基準位置とすると共に、該許容値を超えた機械位置を先行した移動軌跡として干渉チェック部21に出力する。
【選択図】図1
Description
しかし、干渉チェック処理には非常に大量な計算量が必要なため、数値制御装置の補間周期時間内には干渉チェック処理を完了できず、そのため、干渉チェック装置は、前記一定時間先行した機械位置を取りこぼすことがある。その結果、機械の実際の動作と干渉チェック装置が認識した動作に差異が生じ、干渉を検出できない場合や、機械の実際の動作と干渉チェック装置の素材切削のシミュレーションとに差異が生じ、切削された素材の形状が実際と異なり、干渉チェックを正しく行えないという問題があった(図6〜図8参照)。
干渉チェック装置がP1の位置で干渉チェックを行い次の干渉チェックを行うために機械位置を取得すると、P11の位置が取得される。この結果、干渉チェック装置は移動経路をP1→P11への切削移動とみなすため、切削すべき部分(P2、P3、・・・、P10、P11の移動動作部分)が切削されず、実際の素材形状と干渉チェック装置が認識している素材に差異が生じる。そのため、続いて、実際には切削済みの部分に早送りでアプローチしてP12の位置へ移動する際、干渉チェック装置が認識している素材形状と実際の素材形状とに差異が生じているため素材に干渉したと誤検出される。
また、他の目的は、可動物の動作に従って切削される素材の切削シミュレーションを行うために必要な機械位置を機械の可動部の軌跡として求め、干渉チェックにおいて正確なシミュレーションが可能な数値制御装置を提供することである。
プログラムからの指令に基づいて機械の可動部を駆動制御する数値制御装置であって、可動部と他の物との干渉をチェックする干渉チェック手段を有し、該干渉チェック手段で干渉が予測されたとき可動部の移動を減速停止するようにした数値制御装置において、
前記プログラムを先読みし先読みブロック指令データに変換する先読み手段と、
可動部の実際の機械位置と該先読みブロック指令データに基づいて一定周期毎に一定時間後の先行した機械位置を算出する先行位置算出手段と、
算出された該先行した機械位置の進行方向ベクトルを算出し、最初に算出された該先行した機械位置を基準位置とし、該基準位置である機械位置の進行方向ベクトルと、その後、算出される先行した機械位置における進行方向ベクトルとを順次比較し、その角度差が予め設定した許容値を超えた機械位置を新たな基準位置とすると共に、該許容値を超えた機械位置を先行した移動軌跡として前記干渉チェック手段に出力する手段と、を備え、
前記干渉チェック手段により前記先行した移動軌跡に基づいて干渉チェックを行うことを特徴とする干渉チェック機能を有する数値制御装置である。
図1は、本発明の一実施形態の数値制御装置の機能ブロック図である。数値制御装置10は、前処理と実行に分けられる。前処理では、前処理を行う先読み手段12が加工プログラム格納部に格納された加工プログラム11から1ブロック毎その指令を読み出し、実行形式のデータに変換し、先読みブロック指令データ13を作成し、先読みブロック指令データを格納する記憶手段に格納する。
さらに、一定時間後の先行位置の算出を行う際には、送り速度オーバライド指令部23からの指令を元に補正する。可動部の移動速度は加工プログラム上で指定された速度、送り速度オーバライド指令部23からの指令(%)により補正される。この補正された移動速度と実際の機械の機械位置と先読みブロック指令データを用いて、一定時間後の機械位置を算出することができる。
この先読みブロック指令データに基づいて、各軸への移動指令の分配を行う実行処理を行う。まず、先頭より1ブロックの先読みブロック指令データを読み取り(ステップ102)、読み取った指令がプログラム終了指令でなければ(ステップ103)、ステップ104の移動指令の分配処理を実行する。なお、指令が移動指令でない場合には、その指令を実行するものである。
次に、先読みブロック指令データより、干渉チェック部21に干渉チェックさせるための一定時間後の位置(指令位置)を算出し出力する処理を行う(ステップ106)(図1に示される一定時間後の先行位置算出部19の処理)。この処理は、各軸への分配移動量とは直接関係しないが、この移動指令の分配周期毎に、現在の機械位置から一定時間後の位置を算出し、干渉チェックが必要な機械位置算出部20へ出力する。
一方、ステップ108で干渉チェック部21から軸停止指令が指令されているとすると軸停止処理を行い(ステップ113)、加減速処理部17は、加減速処理を停止しサーボ制御部18への加減速処理された移動量のサーボ制御部18への出力を停止し、可動部の停止処理がなされる。
●[ステップSA1]nを1、mを2に初期設定し、ステップSA2へ移行する。
●[ステップSA2]位置Pnは最終位置か否か判断し、最終位置である場合にはステップSA10へ移行し、最終位置でない場合にはステップSA3へ移行する。最終位置か否かの判断は、nの数に基づいて行うことができる。nの最大数は、干渉チェック部21での直前の干渉チェック周期中に数値制御装置が一定時間後の先行位置算出部19で算出した先行位置の個数であり、この最大数をnが超えたか否かで位置Pnは最終位置か否か判断できる。また、干渉チェック部21での干渉チェックは周期的に繰り返される。
●[ステップSA3]位置Pnに対する進行方向ベクトルVnを求め、ステップSA4へ移行する。位置Pnにおける進行方向ベクトルは、位置Pnにおける各可動軸の移動速度指令データ(送り速度の指定データ)を用いて進行方向ベクトルを算出する。
●[ステップSA4]位置Pmは最終位置か判断し、最終位置の場合にはステップSA10へ移行し、最終位置でない場合にはステップSA5へ移行する。
●[ステップSA5]位置Pmに対する進行方向ベクトルVmを求め、ステップSA6へ移行する。
●[ステップSA6]進行方向ベクトルVnと進行方向ベクトルVmの角度差Tnmは、許容値より大きいか否か判断し大きい場合にはステップSA8へ移行し、大きくない場合にはステップSA7へ移行する。
●[ステップSA7]mを1つ増加し、ステップSA4へ戻り処理を継続する。
●[ステップSA8]Pmを干渉チェックが必要な位置として干渉チェック部へ出力し、ステップSA9へ移行する。干渉チェック部へ出力される位置Pmのデータには、切削指令のデータであるのか、早送りのデータであるのかを識別するためのデータも併せて干渉チェック部へ出力する。この識別するためのデータは先読みブロック指令データ13に含まれるデータである。
●[ステップSA9]n=mとし、ステップSA2へ移行する。
●[ステップSA10]最終位置を干渉チェック部へ出力し、処理を終了する。
(1)まず、P1を基準位置とし、その進行方向ベクトル(V1)とP2に対する進行方向ベクトル(V2)の角度差(T12)を算出する。
(2)T12とtを比較し、T12>tの場合、干渉チェックが必要な位置とする。T12≦tであるため、P2は干渉チェックが必要な位置ではない。
(3)同様に、基準位置P1の進行方向ベクトルV1に対し、V3、V4、・・・を順次比較すると図4(c)に示されるようにT14>tとなり、進行方向ベクトルV4の位置すなわちP4の位置を第1の干渉チェックが必要な位置として干渉チェック部21へ出力する。
(4)基準位置をP1からP4に更新し、P4を基準位置としP4の進行方向ベクトルV4に対して以降のV5、V6、・・・を比較し、同じ処理をV10まで続け、T45>tであるので、干渉チェックが必要な位置P5を算出する。
(5)干渉チェック部21は結果的にP11を取得する際、P4およびP5の位置を同時に取得する。
つまり、前述したように干渉チェック部21は、工具やワークの輪郭形状、機械の構造物などの輪郭形状を記憶し、干渉チェックが必要な機械位置算出部20から送られてくる干渉チェックが必要な可動部の位置に基づいて、可動部と他の物との干渉チェックが発生するか否かをチェックする手段であり、干渉チェック部21は、素材であるワークの輪郭形状を上述の方法により新たに取得した点を含めて更新することができる。
(1)まず、P1を基準位置とし、その進行方向ベクトル(V1)とP2に対する進行方向ベクトル(V2)の角度差(T12)を算出する。
(2)T12とtを比較し、T12>tの場合、干渉チェックが必要な位置とする。T12≦tであるため、P2は干渉チェックが必要な位置ではない。
(3)同様にV1に対し、V3、V4、・・・、順次比較するとT16>tとなりV6すなわちP6の位置を第1の干渉チェックが必要な位置として干渉チェック部21に出力する。
(4)さらに、P6を基準とし、進行方向V6に対して以降のV7、V8、・・・を比較し、同じ処理をV10まで続け、干渉チェックが必要な位置を算出する。
(5)結果的にP11を取得する際、P6の位置を同時に取得する。
以上により、干渉チェック部21は従来取得した点(P1、P11)に加え、本発明により新たに取得できる点(P6)で干渉チェックを行うことが可能となり、干渉を検出することが可能となる。
(1)まず、P1を基準位置とし、その進行方向ベクトル(V1)とP2に対する進行方向ベクトル(V2)の角度差(T12)を算出する。
(2)T12とtを比較し、T12>tの場合、干渉チェックが必要な位置とする。T12≦tであるため、P2は干渉チェックが必要な位置ではない。
(3)同様にV1に対し、V3、V4、・・・、順次比較するとT18>tとなりV8すなわちP8の位置を第1の干渉チェックが必要な位置として干渉チェック部21に出力する。
(4)さらに、P8を基準とし、V8に対して以降のV9、V10、・・・を比較し、同じ処理をV11まで続け、干渉チェックが必要な位置を算出する。
(5)結果的にP11を取得する際、P8の位置を同時に取得する。
以上により、干渉チェック部21は従来取得した点(P1,P11)に加え、本発明により新たに取得できる切削指令位置である点(P8)に基づいて素材であるワークの輪郭形状を更新することが可能となり、干渉チェックの誤検出を防止することが可能となる。
11 加工プログラム
12 先読み手段
13 先読みブロック指令データ
14 補間移動指令の分配処理部
15 現在位置レジスタ
16 移動指令出力部
17 加減速処理部
18 サーボ制御部
19 一定時間後の先行位置算出部
20 干渉チェックが必要な機械位置算出部
21 干渉チェック部
22 サーボモータ
23 送り速度オーバライド指令部
Claims (1)
- プログラムからの指令に基づいて機械の可動部を駆動制御する数値制御装置であって、可動部と他の物との干渉をチェックする干渉チェック手段を有し、該干渉チェック手段で干渉が予測されたとき可動部の移動を減速停止するようにした数値制御装置において、
前記プログラムを先読みし、先読みブロック指令データに変換する先読み手段と、
可動部の実際の機械位置と該先読みブロック指令データに基づいて一定周期毎に一定時間後の先行した機械位置を算出する先行位置算出手段と、
算出された該先行した機械位置の進行方向ベクトルを算出し、最初に算出された該先行した機械位置を基準位置とし、該基準位置である機械位置の進行方向ベクトルと、その後、算出される先行した機械位置における進行方向ベクトルとを順次比較し、その角度差が予め設定した許容値を超えた機械位置を新たな基準位置とすると共に、該許容値を超えた機械位置を先行した移動軌跡として前記干渉チェック手段に出力する手段と、を備え、
前記干渉チェック手段により前記先行した移動軌跡に基づいて干渉チェックを行うことを特徴とする干渉チェック機能を有する数値制御装置。
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