JP2017084239A

JP2017084239A - 曲率と曲率変化量による速度制御を行う数値制御装置

Info

Publication number: JP2017084239A
Application number: JP2015214317A
Authority: JP
Inventors: 庸士大西; Nobuhito Onishi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: CN106647636B; CN106647636A; DE102016012634A1; US10037021B2; JP6321605B2; US20170123409A1; DE102016012634B4

Abstract

【課題】移動経路の形状に応じて最適な速度制御を行うことを可能とする数値制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明の数値制御装置１は、複数の軸を備える機械をプログラム指令に基づいて制御する数値制御装置であって、プログラム指令を解析して移動指令データを生成する指令解析部１０と、移動指令データに基づく移動経路上の現在位置における曲率に係る物理量に基づいて、速度変化に使用する定数の値を設定する速度制御判定部１１と、速度制御判定部１１により設定された速度変化に使用する定数の値を用いて軸の移動速度を計算する速度計算部１２と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、数値制御装置に関し、特に移動経路の形状に応じて最適な速度制御を行うことを可能とする数値制御装置に関する。

数値制御装置による機械の制御では、一般に機械が備える各軸に対して許容加速度が設定されており、曲線形状やコーナー形状などの移動経路に沿って駆動対象を移動させる際には、移動方向を変化させる際の加速度が許容加速度を超えない範囲で、最も大きい速度で移動させるように制御していた。図７は、従来の許容加速度を考慮した速度制御の例を説明する図である。機械が備える工具などの駆動対象を実線矢印の移動経路に沿って移動速度ｖで移動させている場合において、例えば移動経路上の点ｎにおけるＸ軸方向の加速度をａｘ_n、Ｙ軸方向の加速度をａｙ_nとすると、速度ｖを大きくした場合、点ｎにおいて移動経路に沿って移動方向を変更するためにはａｘ_n、ａｙ_nを大きくしなければならなくなる。しかし、加速度ａｘ_nはＸ軸の許容加速度により制限され、また、加速度ａｙ_nはＹ軸の許容加速度により制限される。そのため、点ｎにおける移動方向の変更に必要となる加速度ａｘ_n，ａｙ_nがそれぞれの軸の許容加速度を超えない範囲で最も大きな速度を駆動対象の移動速度ｖとして設定していた。
また、機械の駆動対象を移動させる際には、移動方向によらずに速度が一定になるような設定をすることも可能であった。

このような、曲線形状やコーナー形状の移動経路における速度制御に係る従来技術としては、例えば特許文献１に、円弧状の移動経路における曲率、もしくは法線方向加速度から速度を決定する速度制御方法が開示されている。
また、特許文献２には、加工プログラムにイグザクトストップ指令（Ｇ０９）等が指令されていない場合であっても、数値制御を実行する際にブロック間のコーナー形状を自動判別して、インポジションチェックを行う技術が開示されている。特許文献２に開示される技術では、第１ブロックの単位ベクトルと第２ブロックの単位ベクトルによるコーナー角度αを算出し、このコーナー角度αに基づき、サーボ制御遅れによるコーナー誤差が許容範囲を超えるかどうかを判定し、超えると判定した場合、第１ブロックのデータにインポジションチェックを指示し、許容範囲内になるようにしている。

特許第２７９０６４３号公報特開平０５−３１３７２９号公報

数値制御装置では、速度制御において駆動対象の速度を導出のために用いられる値として、法線方向加速度、補間後加減速を考慮した許容内回り量、インポジション幅などの定数値が設定されるが、それぞれの定数値について値を１つしか設定できない場合、オペレータは加工を開始する前に駆動対象の移動経路を確認し、移動経路上の最も減速しなければならない点、すなわち条件が最も厳しい点に合わせて各定数の値を設定しなければならない。しかしながら、そのように設定した場合、加工全体の速度が低下し、サイクルタイムが長くなるという課題が生じる。
また、微小線分から構成される加工プログラムを用いて加工する場合、図８に示すように、同じ形状であっても指令点の数で各ブロック間の角度は異なるため、精度よく形状を判定することが困難であるという課題があった。

そこで本発明の目的は、移動経路の形状に応じて最適な速度制御を行うことを可能とする数値制御装置を提供することである。

本発明では、加工プログラムの実行において、曲率と曲率変化量の少なくともいずれかを用いた判定により、速度計算に用いる定数値を使い分ける機能を用いることにより、上記課題を解決する。また、速度計算に用いる定数値を使い分けた場合に、判定の境界で不連続が発生しないように、速度を滑らかに切換えるようにする。
一般に、エッジ形状（鋭角な曲面形状やコーナー形状）の部分は曲率変化が大きく、その前後では曲率が小さい場合が多いので、この傾向を判定に反映させる。加工プログラムの作りによる精度の差はあるが、曲率は指令点の細かさに依存しないため、特許文献２などにおいて用いられる角度による判定よりもこの曲率や曲率変化量による判定の方が、エッジ形状を精度よく判定できる。

そして、本願の請求項１に係る発明は、複数の軸を駆動して工具とワークとを相対移動させることにより前記ワークを加工する機械をプログラム指令に基づいて制御する数値制御装置において、前記プログラム指令を解析して移動指令データを生成する指令解析部と、前記移動指令データに基づく移動経路上の現在位置における曲率に係る物理量に基づいて、速度変化に使用する定数の値を設定する速度制御判定部と、前記速度制御判定部により設定された速度変化に使用する定数の値を用いて前記軸の移動速度を計算する速度計算部と、を備え、前記速度計算部が計算した移動速度に基づいて前記軸を制御する、ことを特徴とする数値制御装置である。

本願の請求項２に係る発明は、前記速度制御判定部は、前記移動経路上の現在位置における曲率変化量に基づいて速度変化に使用する定数の値を設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
本願の請求項３に係る発明は、前記速度制御判定部は、前記移動経路上の現在位置における曲率と曲率変化量との関係に基づいて速度変化に使用する定数の値を設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。

本願の請求項４に係る発明は、前記速度制御判定部は、前記曲率に係る物理量の値の変化に対して前記速度変化に使用する定数の値が連続した値を取るように設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。

本発明により、条件の厳しい部分に合わせて、全体の速度制限が厳しくなることを避けることができ、従来に比べて、サイクルタイムを短くすることができる。また、本発明の導入前と導入後における同じサイクルタイムでの加工を比較すると、本発明ではエッジ形状の部分においては速度制限を厳しくし、緩やかな曲面形状の部分においては速度制限を緩くすることが可能となるため、必要な箇所の精度だけを選択的に上げることができる。

曲率と曲率変化量の導出方法の例を示す図である。本発明の第１の実施形態における速度計算に用いる定数値の使い分けについて説明する図である。本発明の第１の実施形態における数値制御装置の機能ブロック図である。本発明の第２の実施形態における速度計算に用いる定数値の使い分けについて説明する図である。本発明の第３の実施形態における速度計算に用いる定数値の曲率変化量による使い分けについて説明する図である。本発明の第１の実施形態における速度計算に用いる定数値の曲率に対する曲率変化量による使い分けについて説明する図である。許容加速度に基づく速度の制約について説明する図である。同一形状を指令点の数を変えて加工する場合を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明では、加工プログラムの実行において、曲率と曲率変化量の少なくともいずれかを用いた判定により、速度計算に用いる定数値を使い分ける機能を数値制御装置に設ける。例えば、エッジ形状を持ったＣＡＤ形状データを元にＣＡＭから出力された微小線分プログラムを実行する場合に、エッジ形状部分だけを自動判別し、限定的に減速するような手段を提供する。
図１は、曲率および曲率変化量の導出方法の一例を示す図である。曲率の導出方法として、加工経路を構成する線分ベクトルデータにおいて、ブロックｎとブロックｎ＋１の２ブロックに対して、ブロックｎの始点、ブロックｎの終点（ブロックｎ＋１の始点）、ブロックｎ＋１の終点の３点を通る円弧の曲率κ_nを求め、これをブロックｎ〜ブロックｎ＋１における曲率と推定する方法がある。また、ブロックｎにおける曲率変化量κｖ_nは、図に示すように、ブロックｎ−１〜ブロックｎにおける曲率κ_n-1と、ブロックｎ〜ブロックｎ＋１における曲率κ_nとの差分として定義できる。なお、曲率および曲率変化量の導出方法は上記に限られるものではなく、さまざまな導出方法を採用することができる。

速度計算に用いる定数値としては、法線方向加速度、補間後加減速を考慮した許容内周り量、インポジション幅などが例示される。本発明では、どの定数値を速度計算に用いるかは特に限定されない。また、速度計算に用いられる定数値であれば、上記以外の定数値を用いることもできる。

＜第１の実施形態：曲率変化量による判定＞
第１の実施形態では、曲率変化量による判定に基づいて速度計算に用いる定数値を使い分ける機能を備えた数値制御装置の例を示す。なお、本実施形態では速度計算に用いる定数値である補間後加減速を考慮した許容内周り量を使い分ける例を用いて説明している。

図２は、本実施形態の速度計算に用いる定数値の使い分けについて説明する図である。本実施形態の数値制御装置は、機械の駆動対象を制御する際に、該駆動対象の移動経路上の曲率および曲率変化量を求め、曲率変化量があらかじめ定められた所定の閾値を超えた場合に速度計算に用いる定数値である許容内回り量を変更する。図２（ａ）は、曲率変化量の閾値Ｘを境として許容内回り量Ａと許容内回り量Ｂとを使い分ける例を示している。許容内回り量Ａと許容内回り量Ｂとがそれぞれ設定されている場合、図２（ｂ）に示すように曲率に対する速度が制御される。図２（ｃ）は、上記した使い分けに基づく本実施形態における曲率、曲率変化量、速度の関係を３次元グラフを示したものである。図２（ｃ）のグラフに示すように、曲率変化量の閾値Ｘを境に許容内回り量の値がＢからＡに変更され、曲率に対する速度の制御が変更される。

図３は、本発明の一実施形態における数値制御装置の機能ブロック図を示している。本実施形態の数値制御装置１は、指令解析部１０、速度制御判定部１１、速度計算部１２、補間部１３、サーボ制御部１４を備える。
指令解析部１０は、図示しないメモリに記憶されるプログラム等からＣＮＣ指令２０を逐次先読みして解析し、解析結果に基づいて各軸の移動を指令する移動指令データを作成し、作成した該移動指令データを速度制御判定部１１へと出力する。

速度制御判定部１１は、指令解析部１０から受けた移動指令データに基づいて移動経路上の各ブロックの始点における曲率を計算すると共に、各ブロックの曲率と該ブロックの前のブロックの始点における曲率とからの曲率変化量を計算し、曲率の変化量がある一定の閾値Ｘを上回るか、あるいは下回るかを判定する。そして、その判定した結果に基づいて、後述する速度計算部１２において使用される速度制御に使用する定数の定数値を設定する。例えば、曲率変化量が閾値Ｘを上回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＡとし、曲率変化量が閾値Ｘを下回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＢとする。なお、曲率変化量が閾値Ｘと同値である場合に内回り量Ａと内回り量Ｂとのどちらを用いるかについては設計的に定めてもよく、いずれの値を用いるようにしても本発明の効果を得ることができる。

速度計算部１２は、補間後加減速を考慮した内周り量が一定となるように速度を決定する。速度計算部１２は、速度制御判定部１１が設定した定数値を用い、曲率変化量が閾値Ｘを上回る場合は内周り量がＡで一定になるように速度を計算し、曲率変化量が閾値Ｘを下回る場合は内周り量がＢで一定になるように速度を計算する。

補間部１３は、速度計算部１２が決定した速度に基づいて、移動指令データにより指令される指令経路上の点を補間周期で補間計算した補間データを生成する。また、補間データに対して補間後加減速処理を行い補間周期毎の各駆動軸の速度を算出し、結果データをサーボ制御部１４へ出力する。
そして、サーボ制御部１４は、補間部１３の出力に基づいて制御対象となる機械の各軸の駆動部を制御する。

なお、上記では１つの閾値Ｘを用いて切り換えを行う例を示したが、複数の閾値Ｘ₁，Ｘ₂，…をあらかじめ設定しておき、該複数の閾値によって定められる複数の値の範囲のいずれに曲率変化量が入るのかによって、速度制御に使用する定数を多段に使い分けるようにしてもよい。また、曲率変化量から速度制御に使用する定数を算出する関数を用いるようにしてもよく、更に、これらを組み合わせて閾値で定まる値の範囲に対してそれぞれ曲率変化量から速度制御に使用する定数を算出する関数を定義しておいて、閾値で定まる値の範囲のいずれに曲率変化量が入るのかによって、それぞれの関数を使い分けて曲率変化量から速度制御に使用する定数を算出するようにしてもよい。

上記で説明した構成を備えた本実施形態の数値制御装置１により、条件の厳しい部分に合わせて、全体の速度制限が厳しくなることを避けることができ、従来に比べて、サイクルタイムを短くすることができる。また、同じサイクルタイムの加工運転と比較して、エッジ形状の部分においては速度制限を厳しくし、緩やかな曲面形状の部分においては速度制限を緩くすることが可能となるため、必要な箇所の精度だけを選択的に上げることができる。

＜第２の実施形態：曲率と曲率変化量との関係による判定＞
第１の実施形態では、曲率変化量による判定に基づいて速度計算に用いる定数値を使い分ける機能を備えた数値制御装置の例を示した。本実施形態では、曲率と曲率変化量との関係による判定に基づいて速度計算に用いる定数値を使い分ける機能を備えた数値制御装置の例を示す。なお、本実施形態では速度計算に用いる定数値である補間後加減速を考慮した許容内周り量を使い分ける例を用いて説明している。

図４は、本実施形態の速度計算に用いる定数値の使い分けについて説明する図である。図４では、曲率と曲率変化量との関係として、曲率に対する曲率変化量の比率を用いる例を示している。本実施形態の数値制御装置は、機械の駆動対象を制御する際に、該駆動対象の移動経路上の曲率および曲率変化量を求め、曲率に対する曲率変化量の比率があらかじめ定められた所定の閾値を上回る場合に速度計算に用いる定数値である許容内回り量を変更する。図４（ａ）は、曲率に対する曲率変化量の比率（傾き）が閾値Ｙを上回る場合に許容内回り量をＡとし、閾値Ｙを下回る場合には許容内回り量をＢとする使い分けをする例を示している。許容内回り量Ａと許容内回り量Ｂとがそれぞれ設定されている場合、図４（ｂ）に示すように曲率に対する速度が制御される。図４（ｃ）は、上記した使い分けに基づく本実施形態における曲率、曲率変化量、速度の関係を３次元グラフで示したものである。

本実施形態における数値制御装置の機能ブロック図は第１の実施形態で示した図３と同様である。本実施形態の数値制御装置１は、速度制御判定部１１および速度計算部１２が実行する処理が第１の実施形態と異なる。

本実施形態の速度制御判定部１１は、指令解析部１０から受けた移動指令データに基づいて移動経路上の各ブロックの始点における曲率を計算すると共に、各ブロックの曲率と該ブロックの前のブロックの始点における曲率とからの曲率変化量を計算した後に、曲率に対する曲率変化量の比率がある一定の閾値Ｙを上回るか、あるいは下回るかを判定する。そして、その判定した結果に基づいて、速度計算部１２において使用される速度制御に使用する定数の定数値を設定する。例えば、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙを上回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＡとし、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙを下回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＢとする。なお、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙと同値である場合に内回り量Ａと内回り量Ｂとのどちらを用いるかについては設計的に定めてもよく、いずれの値を用いるようにしても本発明の効果を得ることができる。

一方、本実施形態の速度計算部１２は、第１の実施形態と同様に補間後加減速を考慮した内周り量が一定となるように速度を決定するが、その際に速度制御判定部１１が設定した定数値を用い、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙを上回る場合は内周り量がＡで一定になるように速度を計算し、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙを下回る場合は内周り量がＢで一定になるように速度を計算する。

なお、上記では１つの閾値Ｙを用いて切り換えを行う例を示したが、第１の実施形態と同様に複数の閾値Ｙ₁，Ｙ₂，…を用いる手法を用いてもよい。また、上記では曲率と曲率変化量との関係として、曲率に対する曲率変化量の比率を用いた例を示したが、これにとどまるものではなく、例えば曲率に対する曲率変化量の乗算値の比率を用いたり、曲率と曲率変化量に対してそれぞれ閾値を設定して判定するなど、曲率と曲率変化量との関係によって定まるいずれの判定手法を速度制御に使用する定数値の使い分けの判定に用いてもよい。更に、曲率と曲率変化量とから速度制御に使用する定数を算出する関数を用いるようにしたり、これらを組み合わせて速度制御に使用する定数を求めるようにしてもよい。

＜第３の実施形態：不連続点の接続＞
第１の実施形態および第２の実施形態では、曲率変化量、または曲率と曲率変化量との関係に基づいて判定を行い、その判定結果に基づいて速度計算に用いる定数の定数値を使い分けるようにしていた。しかしながら、判定に基づいて定数値が切り換わる際に急に速度制御に用いる定数値を切り換えると、切り換え時における速度計算に用いる定数値の不連続点や、曲率変化量や曲率に対する曲率変化量が閾値の前後で行き来を繰り返す部分において加工面に影響が出る可能性がある。そこで、本実施形態では、曲率変化量や曲率に対する曲率変化量の変化に対して、速度計算に用いる定数の定数値が不連続にならないように、なるべく連続した値を取るように設定する。以下では、ここでは、速度計算に用いる定数値を線形に接続する場合を例として説明する。なお、本実施形態では速度計算に用いる定数値である補間後加減速を考慮した許容内周り量を使い分ける例を用いて説明している。

図５，６は、本実施形態の速度計算に用いる定数値の使い分けについて説明する図である。本実施形態では、速度計算に用いる定数値である補間後加減速を考慮した許容内周り量を曲率変化量または曲率に対する曲率変化量の比率の閾値前後において連続して変化させるための接続範囲Ｄを定義し、その範囲において速度制御に使用する補間後加減速を考慮した許容内周り量がＡからＢへと線形に変化するようにしている。

例えば、第１の実施形態と同様に曲率変化量による速度制御を行う場合、図５（ａ）に示すように閾値Ｘ−δ_xから閾値Ｘ＋δ_xに接続範囲Ｄ_xを定義し、この範囲内で内回り量が連続して線形に変化するようにする。このようにすることで、図５（ｂ）の曲率、曲率変化量、速度の関係を３次元グラフに示すように、曲率変化量が閾値Ｘ前後の接続範囲Ｄにあるとき、曲率変化量に基づいて連続した速度制御が行われる。

また、第２の実施形態と同様に曲率に対する曲率変化量による速度制御を行う場合においても、図６（ａ）に示すように曲率に対する曲率変化量の比率（傾き）の閾値Ｙ−δ_yから閾値Ｙ＋δ_yに接続範囲Ｄ_yを定義し、この範囲内で内回り量が連続して線形に変化するようにする。このようにすることで、図６（ｂ）の曲率、曲率変化量、速度の関係を３次元グラフに示すように、曲率に対する曲率変化量の比率（傾き）が閾値Ｙ前後の接続範囲Ｄ_yにあるとき、曲率変化量に基づいて連続した速度制御が行われる。

本実施形態における数値制御装置の機能ブロック図は第１，２の実施形態で示した図３と同様である。本実施形態の数値制御装置１は、速度制御判定部１１および速度計算部１２が実行する処理が第１の実施形態と異なる。

本実施形態の速度制御判定部１１は、指令解析部１０から受けた移動指令データに基づいて移動経路上の各ブロックの始点における曲率を計算すると共に、各ブロックの曲率と該ブロックの前のブロックの始点における曲率とからの曲率変化量を計算する。そして、曲率変化量により速度制御を行う場合には、曲率変化量と接続範囲Ｄ_xとどのような関係にあるかを判定する、また、曲率に対する曲率変化量の比率により速度制御を行う場合には、曲率に対する曲率変化量の比率と接続範囲Ｄ_yとどのような関係にあるかを判定する。そして、その判定した結果に基づいて、速度計算部１２において使用される速度制御に使用する定数の定数値を設定するが、その際に、接続範囲の最大値を上回る場合、接続範囲内にある場合、接続範囲の最小値を下回る場合、とに場合分けして、内回り量を設定する。例えば、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最大値を上回る場合には速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＡとし、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最小値を下回る場合には速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＢとする。そして、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの範囲内にある場合には、図５（ｃ）に示すように、接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最大値と曲率変化量最小値、許容内回り量Ａ、Ｂとに基づいて線形補間を行うことで、現在の曲率変化量から速度制御に使用する許容内回り量を設定する。

一方、本実施形態の速度計算部１２は、補間後加減速を考慮した内周り量が一定となるように速度を決定するが、その際に速度制御判定部１１が設定した定数値を用い、曲率変化量により速度制御を行う場合には、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最大値を上回る場合には許容内周り量がＡで一定になるように速度を計算し、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最小値を下回る場合には許容内周り量がＢで一定になるように速度を計算する。そして、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの範囲内にある場合には、図５（ｃ）に示すように、接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最大値と曲率変化量最小値、許容内回り量Ａ、Ｂとに基づいて線形補間を行うことで、現在の曲率変化量から速度制御に使用する許容内回り量を求め、該許容内回り量に基づいて速度を計算する。
なお、曲率に対する曲率変化量の比率により速度制御を行う場合も、曲率に対する曲率変化量の比率と閾値Ｙ、接続範囲Ｄ_yをパラメータとして同様の演算を行えばよい。その他の手法を用いる場合においても適宜接続範囲を設定して演算するようにすればよい。

上記で説明した構成を備えた本実施形態の数値制御装置１により、第１，２の実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、速度計算に用いる定数値が不連続にならないように、なるべく連続となるように接続するため、定数値切り換えによって生じる加工面への影響を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例にのみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
例えば、上記で説明した各実施形態では速度制御に使用する定数値の例として補間後加減速を考慮した許容内回り量を切り替える例を示しているが、他の速度制御に使用する定数値に対しても本発明は好適に適用することができる。さらに、第３の実施形態においては、速度制御に使用する定数値を線形で接続する場合を例として説明したが、連続して変化するように接続するのであれば他の接続手法を用いることも可能である。

１数値制御装置
１０指令解析部
１１速度制御判定部
１２速度計算部
１３補間部
１４サーボ制御部
２０ＣＮＣ指令

速度制御判定部１１は、指令解析部１０から受けた移動指令データに基づいて移動経路上の各ブロックの始点における曲率を計算すると共に、各ブロックの曲率と該ブロックの前のブロックの曲率とからの曲率変化量を計算し、曲率の変化量がある一定の閾値Ｘを上回るか、あるいは下回るかを判定する。そして、その判定した結果に基づいて、後述する速度計算部１２において使用される速度制御に使用する定数の定数値を設定する。例えば、曲率変化量が閾値Ｘを上回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＡとし、曲率変化量が閾値Ｘを下回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＢとする。なお、曲率変化量が閾値Ｘと同値である場合に内回り量Ａと内回り量Ｂとのどちらを用いるかについては設計的に定めてもよく、いずれの値を用いるようにしても本発明の効果を得ることができる。

本実施形態の速度制御判定部１１は、指令解析部１０から受けた移動指令データに基づいて移動経路上の各ブロックの始点における曲率を計算すると共に、各ブロックの曲率と該ブロックの前のブロックの曲率とからの曲率変化量を計算した後に、曲率に対する曲率変化量の比率がある一定の閾値Ｙを上回るか、あるいは下回るかを判定する。そして、その判定した結果に基づいて、速度計算部１２において使用される速度制御に使用する定数の定数値を設定する。例えば、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙを上回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＡとし、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙを下回る場合は速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＢとする。なお、曲率に対する曲率変化量の比率が閾値Ｙと同値である場合に内回り量Ａと内回り量Ｂとのどちらを用いるかについては設計的に定めてもよく、いずれの値を用いるようにしても本発明の効果を得ることができる。

本実施形態の速度制御判定部１１は、指令解析部１０から受けた移動指令データに基づいて移動経路上の各ブロックの始点における曲率を計算すると共に、各ブロックの曲率と該ブロックの前のブロックの曲率とからの曲率変化量を計算する。そして、曲率変化量により速度制御を行う場合には、曲率変化量と接続範囲Ｄ_xとどのような関係にあるかを判定する、また、曲率に対する曲率変化量の比率により速度制御を行う場合には、曲率に対する曲率変化量の比率と接続範囲Ｄ_yとどのような関係にあるかを判定する。そして、その判定した結果に基づいて、速度計算部１２において使用される速度制御に使用する定数の定数値を設定するが、その際に、接続範囲の最大値を上回る場合、接続範囲内にある場合、接続範囲の最小値を下回る場合、とに場合分けして、内回り量を設定する。例えば、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最大値を上回る場合には速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＡとし、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最小値を下回る場合には速度制御に用いる定数である内回り量の定数値をＢとする。そして、曲率変化量が接続範囲Ｄ_xの範囲内にある場合には、図５（ｃ）に示すように、接続範囲Ｄ_xの曲率変化量最大値と曲率変化量最小値、許容内回り量Ａ、Ｂとに基づいて線形補間を行うことで、現在の曲率変化量から速度制御に使用する許容内回り量を設定する。

Claims

複数の軸を駆動して工具とワークとを相対移動させることにより前記ワークを加工する機械をプログラム指令に基づいて制御する数値制御装置において、
前記プログラム指令を解析して移動指令データを生成する指令解析部と、
前記移動指令データに基づく移動経路上の現在位置における曲率に係る物理量に基づいて、速度変化に使用する定数の値を設定する速度制御判定部と、
前記速度制御判定部により設定された速度変化に使用する定数の値を用いて前記軸の移動速度を計算する速度計算部と、
を備え、
前記速度計算部が計算した移動速度に基づいて前記軸を制御する、
ことを特徴とする数値制御装置。
前記速度制御判定部は、前記移動経路上の現在位置における曲率変化量に基づいて速度変化に使用する定数の値を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
前記速度制御判定部は、前記移動経路上の現在位置における曲率と曲率変化量との関係に基づいて速度変化に使用する定数の値を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
前記速度制御判定部は、前記曲率に係る物理量の値の変化に対して前記速度変化に使用する定数の値が連続した値を取るように設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。