JP2021044020A

JP2021044020A - Numerical control device

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Publication number: JP2021044020A
Application number: JP2020210399A
Authority: JP
Inventors: 英樹黒木; Hideki Kuroki
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: JP6923736B2

Abstract

To provide a numerical control device for enabling speed control taking an interference region into account.SOLUTION: A numerical control device 1 for moving a movable object by axis control has a distance determination part 103 for setting at least one of a feed speed and in-position width in accordance with a distance between an interference region in which an approach of the movable object is inhibited and the movable object.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、数値制御装置に関し、特に干渉領域を考慮した速度制御が可能な数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device, and more particularly to a numerical control device capable of speed control in consideration of an interference region.

数値制御装置により制御される機械（工作機械をはじめとする産業用機械）では、通常、プログラム（加工プログラム。以下、単にプログラムという）指令が出力されてからサーボが動作するまでにタイムラグが生じる。このタイムラグをサーボの遅れと称する。サーボの遅れにより、プログラムが想定する加工経路と、実際の加工経路と、の間にはズレが生じる。サーボの遅れは、送り速度に比例して大きくなる。そのため、送り速度が大きいと、図１左図に示すように、コーナ部分などでサーボの遅れによる内回りが発生しやすく、ワークや機械各部を含む干渉物が存在するなど、工具を立ち入らせたくない領域（干渉領域）に工具が進入することがある。 In machines controlled by numerical control devices (industrial machines such as machine tools), there is usually a time lag between the output of a program (machining program, hereinafter simply referred to as a program) command and the operation of the servo. This time lag is called a servo delay. Due to the servo delay, there is a gap between the machining path assumed by the program and the actual machining path. The servo delay increases in proportion to the feed rate. Therefore, if the feed rate is high, as shown in the left figure of Fig. 1, the inner loop is likely to occur due to the delay of the servo at the corners, etc., and there are interfering objects including the workpiece and each part of the machine, so we do not want the tools to enter. The tool may enter the area (interference area).

このような問題に対処するため、従来は、サーボの遅れによる内回りなどを予め考慮して、人手により、干渉領域近傍での送り速度やインポジション幅（工具がプログラムで規定されたブロック終点に到達したとみなす範囲）を設定していた（図１右図参照）。なお、送り速度やインポジション幅を小さくするほどサーボの遅れによるズレを小さくできるが、サイクルタイムは相反して延びていく。 In order to deal with such a problem, conventionally, the feed rate and the in-position width (the tool reaches the block end point specified by the program) in the vicinity of the interference region are manually taken into consideration in advance due to the delay of the servo. The range to be considered to have been set) was set (see the figure on the right in Fig. 1). The smaller the feed rate and the in-position width, the smaller the deviation due to the servo delay, but the cycle time increases contrary to each other.

干渉物との衝突回避に関する従来技術として、特許文献１がある。特許文献１記載の数値制御装置は、ブロック間のコーナー角度に応じてインポジション幅を変更することにより、コーナー誤差を許容範囲内に収める。 Patent Document 1 is a conventional technique for avoiding a collision with an interfering object. The numerical control device described in Patent Document 1 keeps the corner error within an allowable range by changing the in-position width according to the corner angle between blocks.

特開平０５−３１３７２９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-313729

人手によりインポジション幅を設定する手法では、干渉領域近傍における加工を実施する度にこれらの設定を考慮しなければならず、非常に煩雑である。 In the method of manually setting the in-position width, these settings must be taken into consideration each time machining is performed in the vicinity of the interference region, which is very complicated.

特許文献１記載の手法を採用すると、インポジション幅は、コーナー部における許容誤差を満足するよう自動的に設定される。このような制御は、例えば干渉領域近傍（図２参照）のコーナー部において実施されれば、サイクルタイムとのトレードオフで干渉を回避できるため有用といえる。しかしながら、干渉領域近傍外（図２参照）においてはこのような制御は不要であるばかりか、実施するとサイクルタイムが不必要に延びてしまうという問題がある。 When the method described in Patent Document 1 is adopted, the in-position width is automatically set so as to satisfy the tolerance at the corner portion. If such control is performed, for example, in a corner portion near the interference region (see FIG. 2), it can be said that it is useful because interference can be avoided in a trade-off with the cycle time. However, not only is such control unnecessary outside the vicinity of the interference region (see FIG. 2), but there is a problem that the cycle time is unnecessarily extended when it is implemented.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、干渉領域を考慮した速度制御が可能な数値制御装置を提供することを目的とする。 The present invention is for solving such a problem, and an object of the present invention is to provide a numerical control device capable of speed control in consideration of an interference region.

本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、軸制御により可動物を移動させる数値制御装置であって、可動物の進入が禁じられる干渉領域と、前記可動物と、の距離に応じ、インポジション幅を設定する距離判定部を有することを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、前記距離判定部は、前記干渉領域の周囲の一定範囲に設けられた干渉領域近傍に前記可動物が位置する場合、インポジション幅を、干渉領域近傍外に前記可動物が位置する場合よりも小さく設定することを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、前記距離判定部は、前記干渉領域の周囲に、前記干渉領域からの距離が異なる複数の領域を設け、前記可動物が位置する前記領域が前記干渉領域に近いほど、インポジション幅を小さく設定することを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、前記距離判定部は、現在の前記可動物の位置と、次の制御サイクルにおける前記可動物の位置と、に基づき前記可動物の移動方向を判定し、前記移動方向に応じ、インポジション幅を設定することを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、前記距離判定部は、前記干渉領域からの距離が広がる方向へ前記可動物が移動する場合、インポジション幅にかかる前記設定を行わないことを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる数値制御装置は、前記距離判定部は、前記干渉領域からの距離が狭まる方向へ前記可動物が移動する場合、前記距離が小さいほど、インポジション幅を小さく設定することを特徴とする。 The numerical control device according to the embodiment of the present invention is a numerical control device that moves a movable object by axis control, and is in according to a distance between an interference region where entry of the movable object is prohibited and the movable object. It is characterized by having a distance determination unit for setting a position width.
In the numerical control device according to the embodiment of the present invention, when the movable object is located in the vicinity of the interference region provided in a certain range around the interference region, the distance determination unit sets the in-position width to the interference region. It is characterized in that it is set smaller than the case where the movable object is located outside the vicinity.
In the numerical control device according to the embodiment of the present invention, the distance determination unit provides a plurality of regions having different distances from the interference region around the interference region, and the region where the movable object is located is the region. The closer to the interference region, the smaller the in-position width is set.
In the numerical control device according to the embodiment of the present invention, the distance determination unit determines the moving direction of the movable object based on the current position of the movable object and the position of the movable object in the next control cycle. However, the in-position width is set according to the moving direction.
The numerical control device according to the embodiment of the present invention is characterized in that the distance determination unit does not make the setting related to the in-position width when the movable object moves in a direction in which the distance from the interference region increases. And.
In the numerical control device according to the embodiment of the present invention, when the movable object moves in a direction in which the distance from the interference region is narrowed, the distance determination unit sets the in-position width to be smaller as the distance is smaller. It is characterized by that.

本発明により、干渉領域を考慮した速度制御が可能な数値制御装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a numerical control device capable of speed control in consideration of an interference region.

従来の数値制御装置における課題を説明する図である。It is a figure explaining the problem in the conventional numerical control apparatus. 従来の数値制御装置における課題を説明する図である。It is a figure explaining the problem in the conventional numerical control apparatus. 数値制御装置１のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration example of the numerical control device 1. 数値制御装置１の機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the functional structure example of the numerical control apparatus 1. 数値制御装置１の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the numerical control apparatus 1. 数値制御装置１の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the numerical control apparatus 1. 数値制御装置１の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the numerical control apparatus 1. 数値制御装置１の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the numerical control apparatus 1. 数値制御装置１の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the numerical control apparatus 1. 数値制御装置１の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the numerical control apparatus 1. 数値制御装置１の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the numerical control apparatus 1.

図３は、本発明の一実施形態による数値制御装置１の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。数値制御装置１は、プログラムを読み込んで機械の制御を行う装置である。数値制御装置１は、プロセッサ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、インタフェース１８、バス１０、軸制御回路１６、サーボアンプ１７を有する。インタフェース１８には、例えば入出力装置６０が接続される。 FIG. 3 is a schematic hardware configuration diagram showing a main part of the numerical control device 1 according to the embodiment of the present invention. The numerical control device 1 is a device that reads a program and controls a machine. The numerical control device 1 includes a processor 11, a ROM 12, a RAM 13, a non-volatile memory 14, an interface 18, a bus 10, an axis control circuit 16, and a servo amplifier 17. An input / output device 60 is connected to the interface 18, for example.

プロセッサ１１は、数値制御装置１を全体的に制御するプロセッサである。プロセッサ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムをバス１０を介して読み出し、システム・プログラムに従って数値制御装置１全体を制御する。 The processor 11 is a processor that controls the numerical control device 1 as a whole. The processor 11 reads the system program stored in the ROM 12 via the bus 10 and controls the entire numerical control device 1 according to the system program.

ＲＯＭ１２は、機械の各種制御等を実行するためのシステム・プログラムを予め格納している。 The ROM 12 stores in advance a system program for executing various controls of the machine and the like.

ＲＡＭ１３は、一時的な計算データや表示データ、後述する入出力装置６０を介してオペレータが入力したデータ等を一時的に格納する。 The RAM 13 temporarily stores temporary calculation data, display data, data input by the operator via the input / output device 60 described later, and the like.

不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされており、数値制御装置１の電源が遮断されても記憶状態を保持する。例えばプログラムは不揮発性メモリ１４に格納される。 The non-volatile memory 14 is backed up by, for example, a battery (not shown), and retains the storage state even when the power supply of the numerical control device 1 is cut off. For example, the program is stored in the non-volatile memory 14.

軸制御回路１６は、機械の動作軸を制御する。軸制御回路１６は、プロセッサ１１が出力する軸の移動指令量を受けて、軸の移動指令をサーボアンプ１７に出力する。 The axis control circuit 16 controls the operating axis of the machine. The axis control circuit 16 receives the axis movement command amount output by the processor 11 and outputs the axis movement command to the servo amplifier 17.

サーボアンプ１７は、軸制御回路１６が出力する軸の移動指令を受けて、サーボモータ５０を駆動する。 The servo amplifier 17 drives the servomotor 50 in response to a shaft movement command output from the shaft control circuit 16.

サーボモータ５０は、サーボアンプ１７により駆動されて機械の動作軸を動かす。サーボモータ５０は、典型的には位置・速度検出器を内蔵する。位置・速度検出器は位置・速度フィードバック信号を出力し、この信号が軸制御回路１６にフィードバックされることで、位置・速度のフィードバック制御が行われる。 The servo motor 50 is driven by the servo amplifier 17 to move the operating axis of the machine. The servomotor 50 typically has a built-in position / velocity detector. The position / velocity detector outputs a position / velocity feedback signal, and the signal is fed back to the axis control circuit 16 to perform position / velocity feedback control.

なお、図３では軸制御回路１６、サーボアンプ１７、サーボモータ５０は１つずつしか示されていないが、実際には機械が備える軸の数だけ用意される。例えば、６軸を備えたロボットを制御する場合、それぞれの軸に対応する軸制御回路１６、サーボアンプ１７、サーボモータ５０が合計６セット用意される。 Although only one axis control circuit 16, servo amplifier 17, and servo motor 50 are shown in FIG. 3, actually, as many axes as the machine has are prepared. For example, when controlling a robot having 6 axes, a total of 6 sets of an axis control circuit 16, a servo amplifier 17, and a servomotor 50 corresponding to each axis are prepared.

入出力装置６０は、ディスプレイやハードウェアキー等を備えたデータ入出力装置である。入出力装置６０は、インタフェース１８を介してプロセッサ１１から受けた情報をディスプレイに表示する。入出力装置６０は、ハードウェアキー等から入力された指令やデータ等をインタフェース１８を介してプロセッサ１１に渡す。 The input / output device 60 is a data input / output device including a display, a hardware key, and the like. The input / output device 60 displays the information received from the processor 11 via the interface 18 on the display. The input / output device 60 passes commands, data, and the like input from the hardware key and the like to the processor 11 via the interface 18.

図４は、本実施形態における数値制御装置１の概略的な機能ブロック図である。数値制御装置１は、前処理部１０１、先行位置算出部１０２、距離判定部１０３、補間移動指令分配処理部１０４、移動指令出力部１０５、加減速処理部１０６、サーボ制御部１０７、インポジション幅指令部１０８、送り速度オーバライド指令部１０９、現在位置レジスタ１１０を有する。 FIG. 4 is a schematic functional block diagram of the numerical control device 1 according to the present embodiment. The numerical control device 1 includes a preprocessing unit 101, a preceding position calculation unit 102, a distance determination unit 103, an interpolation movement command distribution processing unit 104, a movement command output unit 105, an acceleration / deceleration processing unit 106, a servo control unit 107, and an in-position width. It has a command unit 108, a feed rate override command unit 109, and a current position register 110.

前処理部１０１は、プログラムを読み込んで解釈する。 The preprocessing unit 101 reads and interprets the program.

先行位置算出部１０２は、プログラムを先読みし、次の制御周期における工具位置を算出する。 The leading position calculation unit 102 pre-reads the program and calculates the tool position in the next control cycle.

距離判定部１０３は、干渉領域と工具との距離などに基づいて、インポジション幅や送り速度を変更すべきか否かの判定を行う。 The distance determination unit 103 determines whether or not the in-position width and the feed rate should be changed based on the distance between the interference region and the tool.

補間移動指令分配処理部１０４は、プログラムを必要に応じて先読みし、補間処理及び軸分配処理を行う。 The interpolation movement command distribution processing unit 104 pre-reads the program as necessary, and performs interpolation processing and axis distribution processing.

移動指令出力部１０５は、機械の各軸の移動指令を出力する。 The movement command output unit 105 outputs a movement command for each axis of the machine.

加減速処理部１０６は、移動指令出力部１０５が出力する移動指令に対し加減速処理を行う。 The acceleration / deceleration processing unit 106 performs acceleration / deceleration processing on the movement command output by the movement command output unit 105.

サーボ制御部１０７は、加減速処理部１０６により加減速処理が行われた移動指令に基づき、機械の各軸のサーボモータ５０を駆動する。 The servo control unit 107 drives the servomotors 50 of each axis of the machine based on the movement command in which the acceleration / deceleration processing is performed by the acceleration / deceleration processing unit 106.

インポジション幅指令部１０８は、距離判定部１０３がインポジション幅を変更すべきと判定したときに、所定の条件に従ってインポジション幅の設定値を変更する。 When the distance determination unit 103 determines that the in-position width should be changed, the in-position width command unit 108 changes the set value of the in-position width according to a predetermined condition.

送り速度オーバライド指令部１０９は、距離判定部１０３が送り速度を変更すべきと判定したときに、所定の条件に従って送り速度のオーバライドを変更する。 When the distance determination unit 103 determines that the feed rate should be changed, the feed rate override command unit 109 changes the feed rate override according to a predetermined condition.

現在位置レジスタ１１０は、現在の制御周期における工具位置を保持する。 The current position register 110 holds the tool position in the current control cycle.

＜実施例１＞
本実施の形態にかかる数値制御装置１は、干渉領域との距離に応じて送り速度やインポジション幅を制御する。図５は、実施例１における数値制御装置１の動作の概要を示す図である。実施例１にかかる数値制御装置１は、工具が干渉領域近傍（図５右図）に存在する場合には、送り速度及びインポジション幅の少なくとも一方を、工具が干渉領域近傍外（図５左図）に存在する場合よりも小さく設定する。 <Example 1>
The numerical control device 1 according to the present embodiment controls the feed rate and the in-position width according to the distance from the interference region. FIG. 5 is a diagram showing an outline of the operation of the numerical control device 1 in the first embodiment. In the numerical control device 1 according to the first embodiment, when the tool is present in the vicinity of the interference region (right figure in FIG. 5), the tool is outside the vicinity of the interference region (left in FIG. 5) for at least one of the feed speed and the in-position width. Set smaller than when it exists in (Fig.).

図４に従って、数値制御装置１の動作を時間を追って説明する。数値制御装置１は、制御周期ごとにステップ１乃至ステップ３の処理を繰り返し実行する。 The operation of the numerical control device 1 will be described over time with reference to FIG. The numerical control device 1 repeatedly executes the processes of steps 1 to 3 for each control cycle.

ステップ１：前処理部１０１は、不揮発性メモリ１４などからプログラムを読み込んで解釈する。 Step 1: The preprocessing unit 101 reads a program from the non-volatile memory 14 or the like and interprets it.

ステップ２：補間移動指令分配処理部１０４は、補間処理及び軸分配処理を行う。このとき、補間移動指令分配処理部１０４は、インポジション幅指令部１０８が出力するインポジション幅、及び送り速度オーバライド指令部１０９が出力する送り速度オーバライドを取得できるならば、当該インポジション幅及び速度オーバライドを移動指令に反映させる。 Step 2: The interpolation movement command distribution processing unit 104 performs the interpolation processing and the axis distribution processing. At this time, if the interpolation movement command distribution processing unit 104 can acquire the in-position width output by the in-position width command unit 108 and the feed speed override output by the feed speed override command unit 109, the in-position width and speed are concerned. Reflect the override in the movement command.

これを受けて移動指令出力部１０５は、機械の各軸の移動指令を出力する。加減速処理部１０６は、移動指令出力部１０５が出力する移動指令に対し加減速処理を行う。サーボ制御部１０７は、加減速処理部１０６により加減速処理が行われた移動指令に基づき、機械の各軸のサーボモータ５０を駆動する。 In response to this, the movement command output unit 105 outputs a movement command for each axis of the machine. The acceleration / deceleration processing unit 106 performs acceleration / deceleration processing on the movement command output by the movement command output unit 105. The servo control unit 107 drives the servomotors 50 of each axis of the machine based on the movement command in which the acceleration / deceleration processing is performed by the acceleration / deceleration processing unit 106.

ステップ３：ステップ２の処理に並行して、先行位置算出部１０２は、プログラムを先読みし、次の制御周期における工具位置を算出する。 Step 3: In parallel with the process of step 2, the preceding position calculation unit 102 pre-reads the program and calculates the tool position in the next control cycle.

距離判定部１０３は、次の制御周期における工具位置が干渉領域近傍内であるか、又は干渉領域近傍外であるかに応じて、送り速度及びインポジション幅の少なくとも一方を制御する。具体的な制御手法の一例を示す。 The distance determination unit 103 controls at least one of the feed rate and the in-position width according to whether the tool position in the next control cycle is in the vicinity of the interference region or outside the vicinity of the interference region. An example of a specific control method is shown.

距離判定部１０３は、工具位置が干渉領域近傍にある場合の送り速度のオーバライドＯｉｎ及びインポジション幅Ｉｉｎ、並びに工具位置が干渉領域近傍外にある場合のオーバライドＯｏｕｔ及びインポジション幅Ｉｏｕｔを、予めデータベースや設定ファイル等に保持しているものとする。ここでＯｉｎ＜Ｏｏｕｔ、Ｉｉｎ＜Ｉｏｕｔである。 The distance determination unit 103 stores in advance a database of the feed rate override Oin and in-position width Iin when the tool position is near the interference region, and the override Oout and in-position width Iout when the tool position is outside the interference region. It is assumed that it is stored in the settings file, etc. Here, Oin <Oout and Iin <Iout.

また距離判定部１０３は、予め干渉領域及び干渉領域近傍を特定しておくものとする。例えば距離判定部１０３は、次に示す領域を干渉領域として特定できる。
・機械の一部が存在する領域。典型的には、数値制御装置１が保持している。
・加工物が存在する領域。典型的には、プログラム内に記述されている。
・オペレータが入力した干渉領域。
距離判定部１０３は、こうして特定した干渉領域の周囲に一定のマージンを加算することにより、干渉領域近傍を算出する。 Further, the distance determination unit 103 shall specify the interference region and the vicinity of the interference region in advance. For example, the distance determination unit 103 can specify the following region as an interference region.
-Area where a part of the machine exists. Typically, it is held by the numerical control device 1.
-Area where the work piece exists. It is typically described in the program.
-Interference area entered by the operator.
The distance determination unit 103 calculates the vicinity of the interference region by adding a certain margin around the interference region thus specified.

距離判定部１０３は、次の制御周期における工具位置が干渉領域近傍に位置する場合、送り速度オーバライド指令部１０９に、次の制御周期における送り速度のオーバライドとしてＯｉｎを出力させる。一方、次の制御周期における工具位置が干渉領域近傍外に位置する場合、送り速度オーバライド指令部１０９に、次の制御周期における送り速度のオーバライドとしてＯｏｕｔを出力させる。これにより、干渉領域近傍では、干渉領域近傍外に比べて送り速度が小さく設定されるので、サーボの遅れによるズレは小さくなり、干渉を回避することができる。あるいは仮に干渉したとしても、干渉時のダメージを抑制することができる。他方、干渉領域近傍外では、干渉領域近傍に比べて送り速度が大きく設定されるので、サイクルタイムを短縮することができる（図６左図参照）。 When the tool position in the next control cycle is located near the interference region, the distance determination unit 103 causes the feed rate override command unit 109 to output Oin as an override of the feed rate in the next control cycle. On the other hand, when the tool position in the next control cycle is located outside the vicinity of the interference region, the feed rate override command unit 109 is made to output Oout as an override of the feed rate in the next control cycle. As a result, the feed rate is set to be smaller in the vicinity of the interference region than in the vicinity of the interference region, so that the deviation due to the servo delay is reduced and interference can be avoided. Alternatively, even if it interferes, the damage at the time of interference can be suppressed. On the other hand, outside the vicinity of the interference region, the feed rate is set higher than that near the interference region, so that the cycle time can be shortened (see the left figure of FIG. 6).

又は距離判定部１０３は、次の制御周期における工具位置が干渉領域近傍内に位置する場合、インポジション幅指令部１０８に、次の制御周期におけるインポジション幅としてＩｉｎを出力させる。一方、次の制御周期における工具位置が干渉領域近傍外に位置する場合、インポジション幅指令部１０８に、次の制御周期におけるインポジション幅としてＩｏｕｔを出力させる。これにより、干渉領域近傍では、干渉領域近傍外に比べてインポジション幅が小さく設定されるので、サーボの遅れによるズレは小さくなり、干渉を回避することができる。あるいは仮に干渉したとしても、干渉時のダメージを抑制することができる。他方、干渉領域近傍外では、干渉領域近傍に比べてインポジション幅が大きく設定されるので、サイクルタイムを短縮することができる（図６右図参照）。 Alternatively, when the tool position in the next control cycle is located in the vicinity of the interference region, the distance determination unit 103 causes the in-position width command unit 108 to output Iin as the in-position width in the next control cycle. On the other hand, when the tool position in the next control cycle is located outside the vicinity of the interference region, the in-position width command unit 108 is made to output Iout as the in-position width in the next control cycle. As a result, the in-position width is set smaller in the vicinity of the interference region than in the vicinity of the interference region, so that the deviation due to the servo delay is reduced and interference can be avoided. Alternatively, even if it interferes, the damage at the time of interference can be suppressed. On the other hand, outside the vicinity of the interference region, the in-position width is set larger than that near the interference region, so that the cycle time can be shortened (see the right figure of FIG. 6).

インポジション幅指令部１０８が出力するインポジション幅、及び送り速度オーバライド指令部１０９が出力する送り速度オーバライドは、次の制御周期のステップ２の処理において使用される。 The in-position width output by the in-position width command unit 108 and the feed speed override output by the feed speed override command unit 109 are used in the process of step 2 of the next control cycle.

実施例１にかかる数値制御装置１は、工具が干渉領域近傍に存在する場合には、送り速度オーバライド及びインポジション幅の少なくとも一方を比較的小さく設定する。この方式は、工具の位置のみに基づいて送り速度オーバライドやインポジション幅を決定でき、簡便に干渉領域を考慮した速度制御を実現できるという利点がある。 The numerical control device 1 according to the first embodiment sets at least one of the feed rate override and the in-position width to be relatively small when the tool is present in the vicinity of the interference region. This method has an advantage that the feed rate override and the in-position width can be determined only based on the position of the tool, and the speed control in consideration of the interference region can be easily realized.

＜実施例２＞
図７は、実施例２における数値制御装置１の動作の概要を示す図である。実施例２にかかる数値制御装置１は、干渉領域からの距離に応じて複数の領域を設定し、当該領域ごとに送り速度オーバライド及びインポジション幅の少なくとも一方を制御する点に特徴を有する。すなわち実施例２では、工具が存在する領域が干渉領域に近いほど、送り速度及びインポジション幅の少なくとも一方がより小さく設定される。 <Example 2>
FIG. 7 is a diagram showing an outline of the operation of the numerical control device 1 in the second embodiment. The numerical control device 1 according to the second embodiment is characterized in that a plurality of regions are set according to the distance from the interference region, and at least one of the feed rate override and the in-position width is controlled for each region. That is, in the second embodiment, as the region where the tool exists is closer to the interference region, at least one of the feed rate and the in-position width is set smaller.

図４に従って、数値制御装置１の動作を時間を追って説明する。数値制御装置１は、制御周期ごとにステップ１乃至ステップ３の処理を繰り返し実行する。なお、実施例１と同じ動作をする部分については説明を適宜省略する。 The operation of the numerical control device 1 will be described over time with reference to FIG. The numerical control device 1 repeatedly executes the processes of steps 1 to 3 for each control cycle. The description of the portion that operates in the same manner as in the first embodiment will be omitted as appropriate.

これを受けて移動指令出力部１０５、加減速処理部１０６により機械の各軸のサーボモータ５０が駆動される。 In response to this, the movement command output unit 105 and the acceleration / deceleration processing unit 106 drive the servomotors 50 of each axis of the machine.

距離判定部１０３は、次の制御周期における工具位置が存在する領域に応じて、送り速度及びインポジション幅の少なくとも一方を制御する。具体的な制御手法の一例を示す。 The distance determination unit 103 controls at least one of the feed rate and the in-position width according to the region where the tool position exists in the next control cycle. An example of a specific control method is shown.

本実施例では図７のように、干渉領域の外側に、干渉領域から距離が異なる２以上の領域を定義する。例えば干渉領域のすぐ外側に領域Ａ、領域Ａの外側に領域Ｂ、領域Ｂの外側に領域Ｃが定義される。この場合、距離判定部１０３は、工具位置が領域Ａにある場合の送り速度のオーバライドＯａ及びインポジション幅Ｉａ、工具位置が領域Ｂにある場合の送り速度のオーバライドＯｂ及びインポジション幅Ｉｂ、並びに工具位置が領域Ｃにある場合の送り速度のオーバライドＯｃ及びインポジション幅Ｉｃを、予めデータベースや設定ファイル等に保持しているものとする。ここでＯａ＜Ｏｂ＜Ｏｃ、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｃである。 In this embodiment, as shown in FIG. 7, two or more regions having different distances from the interference region are defined outside the interference region. For example, a region A is defined just outside the interference region, a region B is defined outside the region A, and a region C is defined outside the region B. In this case, the distance determination unit 103 determines the feed rate override Oa and in-position width Ia when the tool position is in the area A, the feed rate override Ob and in-position width Ib when the tool position is in the area B, and It is assumed that the feed rate override Occ and the in-position width Ic when the tool position is in the area C are stored in advance in a database, a setting file, or the like. Here, Oa <Ob <Oc and Ia <Ib <Ic.

また距離判定部１０３は、予め干渉領域、領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃを特定しておくものとする。例えば距離判定部１０３は、実施例１と同様に干渉領域を特定する。そして干渉領域の周囲にマージンＭａを加算した領域Ａ、領域Ａの周囲にマージンＭｂを加算した領域Ｂ、領域Ｂの外側の領域Ｃをそれぞれ算出する。 Further, the distance determination unit 103 shall specify the interference region, the region A, the region B, and the region C in advance. For example, the distance determination unit 103 specifies an interference region as in the first embodiment. Then, a region A in which the margin Ma is added around the interference region, a region B in which the margin Mb is added around the region A, and a region C outside the region B are calculated.

距離判定部１０３は、次の制御周期における工具位置が領域Ａ内にある場合は送り速度オーバライドＯａを、領域Ｂ内にある場合は送り速度オーバライドＯｂを、領域Ｃ内にある場合は送り速度オーバライドＯｃを、次の制御周期における送り速度のオーバライドとして送り速度オーバライド指令部１０９に出力させる。これにより、干渉領域により近い領域ではより小さい送り速度が設定されるので、サーボの遅れによるズレはより小さくなり、干渉をより回避しやすくなる。あるいは仮に干渉したとしても、干渉時のダメージをより抑制することができる。他方、干渉領域からより遠い領域では、送り速度がより大きく設定されるので、サイクルタイムをより短縮することができる。 The distance determination unit 103 determines the feed rate override Oa when the tool position in the next control cycle is in the area A, the feed rate override Ob when the tool position is in the area B, and the feed rate override when the tool position is in the area C. The Occ is output to the feed rate override command unit 109 as an override of the feed rate in the next control cycle. As a result, a smaller feed rate is set in the region closer to the interference region, so that the deviation due to the servo delay becomes smaller, and it becomes easier to avoid the interference. Alternatively, even if it interferes, the damage at the time of interference can be further suppressed. On the other hand, in the region farther from the interference region, the feed rate is set to be larger, so that the cycle time can be further shortened.

又は距離判定部１０３は、次の制御周期における工具位置が領域Ａ内にある場合はインポジション幅Ｉａを、領域Ｂ内にある場合はインポジション幅Ｉｂを、領域Ｃ内にある場合はインポジション幅Ｉｃを、次の制御周期におけるインポジション幅としてインポジション幅指令部１０８に出力させる。これにより、干渉領域により近い領域ではより小さいインポジション幅が設定されるので、サーボの遅れによるズレはより小さくなり、干渉をより回避しやすくなる。あるいは仮に干渉したとしても、干渉時のダメージをより抑制することができる。他方、干渉領域からより遠い領域では、インポジション幅がより大きく設定されるので、サイクルタイムをより短縮することができる。 Alternatively, the distance determination unit 103 determines the in-position width Ia when the tool position in the next control cycle is in the area A, the in-position width Ib when the tool position is in the area B, and the in-position width Ib when the tool position is in the area C. The width Ic is output to the in-position width command unit 108 as the in-position width in the next control cycle. As a result, a smaller in-position width is set in the region closer to the interference region, so that the deviation due to the servo delay becomes smaller, and it becomes easier to avoid the interference. Alternatively, even if it interferes, the damage at the time of interference can be further suppressed. On the other hand, in the region farther from the interference region, the in-position width is set larger, so that the cycle time can be further shortened.

実施例２にかかる数値制御装置１は、工具が存在する領域が干渉領域に近いほど、送り速度及びインポジション幅の少なくとも一方をより小さく設定する。この方式は、工具の位置のみに基づいて送り速度オーバライドやインポジション幅を決定できるとともに、実施例１よりも緻密な速度制御を実現できるという利点がある。 In the numerical control device 1 according to the second embodiment, as the region where the tool exists is closer to the interference region, at least one of the feed rate and the in-position width is set smaller. This method has an advantage that the feed rate override and the in-position width can be determined only based on the position of the tool, and more precise speed control than in the first embodiment can be realized.

＜実施例３＞
図８は、実施例３における数値制御装置１の動作の概要を示す図である。実施例３にかかる数値制御装置１は、干渉領域からの距離が広がる方向へ工具が移動する場合は、送り速度オーバライドやインポジション幅を、実施例１や実施例２で算出される値よりも大きく設定する。好ましくは、送り速度オーバライドやインポジション幅を小さく抑える制御を一切行わない。 <Example 3>
FIG. 8 is a diagram showing an outline of the operation of the numerical control device 1 in the third embodiment. In the numerical control device 1 according to the third embodiment, when the tool moves in the direction in which the distance from the interference region increases, the feed rate override and the in-position width are set to be larger than the values calculated in the first and second embodiments. Set large. Preferably, no control is performed to reduce the feed rate override or the in-position width.

図４に従って、数値制御装置１の動作を時間を追って説明する。実施例２と比較しながら説明するが、実施例２と同じ動作をする部分については説明を適宜省略する。 The operation of the numerical control device 1 will be described over time with reference to FIG. Although the description will be made in comparison with the second embodiment, the description of the portion that operates in the same manner as the second embodiment will be omitted as appropriate.

ステップ１及びステップ２：数値制御装置１は実施例２と同様に動作する。 Step 1 and Step 2: The numerical control device 1 operates in the same manner as in the second embodiment.

ステップ３：実施例２と同様に、数値制御装置１は、工具が存在する領域が干渉領域に近いほど、送り速度及びインポジション幅の少なくとも一方をより小さく設定する。すなわち、次の制御周期における工具位置が領域Ａ内にある場合は送り速度オーバライドＯａ及びインポジション幅Ｉａを、領域Ｂ内にある場合は送り速度オーバライドＯｂ及びインポジション幅Ｉｂを、領域Ｃ内にある場合は送り速度オーバライドＯｃ及びインポジション幅Ｉｃを設定する。ここでＯａ＜Ｏｂ＜Ｏｃ、Ｉａ＜Ｉｂ＜Ｉｃである。 Step 3: Similar to the second embodiment, the numerical control device 1 sets at least one of the feed rate and the in-position width smaller as the region where the tool exists is closer to the interference region. That is, when the tool position in the next control cycle is in the area A, the feed rate override Oa and the in-position width Ia are set, and when the tool position is in the area B, the feed rate override Ob and the in-position width Ib are set in the area C. If there is, set the feed rate override Occ and the in-position width Ic. Here, Oa <Ob <Oc and Ia <Ib <Ic.

なお数値制御装置１の距離判定部１０３は、干渉領域からの距離が広がる方向へ工具が移動する場合は、上述した送り速度オーバライドやインポジション幅の設定に関わらず、変更可能な最も大きな値に設定する。例えば図８に示す例では、工具は領域Ｃ→領域Ｂ→領域Ａ→領域Ｂ（２回目）→・・・と移動する。このうち領域Ｂ（２回目）において、工具は干渉領域からの距離が広がる方向、つまり干渉領域から遠ざかる方向へ移動している。この場合、距離判定部１０３は、送り速度オーバライドやインポジション幅を最大値に設定する。すなわち、実施例２によれば領域Ｂ（２回目）における送り速度オーバライドはＯｂであるところ、本実施例では変更可能な最大の値であるＯｃ（Ｏｂ＜Ｏｃ）に変更される。 When the tool moves in the direction in which the distance from the interference region increases, the distance determination unit 103 of the numerical control device 1 sets the maximum value that can be changed regardless of the feed speed override and the in-position width setting described above. Set. For example, in the example shown in FIG. 8, the tool moves in the order of area C → area B → area A → area B (second time) → ... Of these, in region B (second time), the tool is moving in the direction in which the distance from the interference region increases, that is, in the direction away from the interference region. In this case, the distance determination unit 103 sets the feed rate override and the in-position width to the maximum values. That is, according to the second embodiment, the feed rate override in the region B (second time) is Ob, but in this embodiment, it is changed to Occ (Ob <Oc), which is the maximum value that can be changed.

距離判定部１０３は、例えば図９乃至図１１、及びステップ（１）乃至ステップ（３）に示す処理により、干渉領域からの距離が広がる方向へ工具が移動するか否かを判定することができる。 The distance determination unit 103 can determine whether or not the tool moves in the direction in which the distance from the interference region increases by, for example, the processes shown in FIGS. 9 to 11 and steps (1) to (3). ..

ステップ（１）：距離判定部１０３は、現在の工具位置と、次の制御周期における工具位置と、を取得する。工具の現在位置は現在位置レジスタ１１０から取得できる。次の制御周期における工具位置は、先行位置算出部１０２により算出される。 Step (1): The distance determination unit 103 acquires the current tool position and the tool position in the next control cycle. The current position of the tool can be obtained from the current position register 110. The tool position in the next control cycle is calculated by the preceding position calculation unit 102.

ステップ（２）：距離判定部１０３は、干渉領域と現在の工具位置との距離Ｃ１、及び干渉領域と次の制御サイクルにおける工具位置との距離Ｃ２を求める。 Step (2): The distance determination unit 103 obtains the distance C1 between the interference region and the current tool position, and the distance C2 between the interference region and the tool position in the next control cycle.

図９を用いて、干渉領域と工具位置との距離Ｃの求め方について説明する。距離判定部１０３は、干渉領域の中心点から工具位置までの直線距離Ａを求める。次に、干渉領域の中心点から干渉領域の外縁までの距離Ｂを求める。距離ＣはＡからＢを引くことで算出できる。 A method of obtaining the distance C between the interference region and the tool position will be described with reference to FIG. The distance determination unit 103 obtains the linear distance A from the center point of the interference region to the tool position. Next, the distance B from the center point of the interference region to the outer edge of the interference region is obtained. The distance C can be calculated by subtracting B from A.

ステップ（３）：距離判定部１０３は、干渉領域と現在の工具位置との距離Ｃ１と、干渉領域と次の制御サイクルにおける工具位置との距離Ｃ２と、を比較する。Ｃ１＞Ｃ２であれば、干渉領域からの距離が狭まる方向へ工具が移動すると判定する（図１０参照）。一方、Ｃ１＜Ｃ２であれば、干渉領域からの距離が広がる方向へ工具が移動すると判定する（図１１参照）。 Step (3): The distance determination unit 103 compares the distance C1 between the interference region and the current tool position and the distance C2 between the interference region and the tool position in the next control cycle. If C1> C2, it is determined that the tool moves in the direction in which the distance from the interference region is narrowed (see FIG. 10). On the other hand, if C1 <C2, it is determined that the tool moves in the direction in which the distance from the interference region increases (see FIG. 11).

実施例３にかかる数値制御装置１は、干渉領域からの距離が広がる方向へ工具が移動する場合には、干渉領域からの距離に応じて送り速度やインポジション幅を小さくする制御を行わない。工具が干渉領域から遠ざかっているならば干渉は生じないと考えられるためである。これにより、サイクルタイムをより短縮することができる。 When the tool moves in the direction in which the distance from the interference region increases, the numerical control device 1 according to the third embodiment does not control to reduce the feed speed and the in-position width according to the distance from the interference region. This is because it is considered that interference does not occur if the tool is moved away from the interference area. As a result, the cycle time can be further shortened.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the examples of the above-described embodiments, and can be implemented in various embodiments by making appropriate changes.

例えば、上述の実施の形態では、干渉領域からの距離に応じて１又は複数の領域を設定し、工具がそれらの領域のいずれに位置しているかによって、送り速度オーバライドやインポジション幅を決定した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものでなく、干渉領域からの距離に基づく他の計算方法により送り速度やインポジション幅を決定しても良い。例えば距離判定部１０３は、干渉領域と工具位置との距離Ｃ（図９参照）と、送り速度オーバライドやインポジション幅と、の対応関係を数式やテーブルなどの形で保持していても良い。この場合、距離判定部１０３はまず距離Ｃを算出し、上記対応関係に照らして算出した距離Ｃに対応する送り速度オーバライドやインポジション幅を求めることができる。 For example, in the above-described embodiment, one or a plurality of regions are set according to the distance from the interference region, and the feed rate override and the in-position width are determined depending on which of those regions the tool is located in. .. However, the present invention is not limited to this, and the feed rate and the in-position width may be determined by another calculation method based on the distance from the interference region. For example, the distance determination unit 103 may hold the correspondence between the distance C (see FIG. 9) between the interference region and the tool position and the feed rate override and the in-position width in the form of a mathematical formula or a table. In this case, the distance determination unit 103 first calculates the distance C, and can obtain the feed rate override and the in-position width corresponding to the calculated distance C in light of the above correspondence.

また、上述の実施の形態では主に工具と干渉領域との関係について論じたが、本発明は工具に限定されるものではなく、任意の可動物（典型的には主軸に取り付けられて移動するもの）と干渉領域との関係に適用することが可能である。 Further, although the relationship between the tool and the interference region has been mainly discussed in the above-described embodiment, the present invention is not limited to the tool, and any movable object (typically attached to the spindle and moves). It can be applied to the relationship between (things) and the interference area.

１数値制御装置
１１プロセッサ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４不揮発性メモリ
１８インタフェース
１０バス
１６軸制御回路
１７サーボアンプ
５０サーボモータ
６０入出力装置
１０１前処理部
１０２先行位置算出部
１０３距離判定部
１０４補間移動指令分配処理部
１０５移動指令出力部
１０６加減速処理部
１０７サーボ制御部
１０８インポジション幅指令部
１０９送り速度オーバライド指令部
１１０現在位置レジスタ 1 Numerical controller 11 Processor 12 ROM
13 RAM
14 Non-volatile memory 18 Interface 10 Bus 16 Axis control circuit 17 Servo amplifier 50 Servo motor 60 Input / output device 101 Pre-processing unit 102 Preceding position calculation unit 103 Distance determination unit 104 Interpolation movement command distribution processing unit 105 Movement command output unit 106 Acceleration / deceleration Processing unit 107 Servo control unit 108 Imposition width command unit 109 Feed speed override command unit 110 Current position register

Claims

A numerical control device that moves moving objects by axis control.
A numerical control device comprising a distance determination unit that sets an in-position width according to a distance between an interference region where entry of a moving object is prohibited and the movable object.

When the movable object is located near the interference region provided in a certain range around the interference region, the distance determination unit makes the in-position width smaller than when the movable object is located outside the vicinity of the interference region. The numerical control device according to claim 1, wherein the numerical control device is set.

The distance determination unit provides a plurality of regions having different distances from the interference region around the interference region, and sets the in-position width smaller as the region where the movable object is located is closer to the interference region. The numerical control device according to claim 1.

The distance determination unit determines the moving direction of the movable object based on the current position of the movable object and the position of the movable object in the next control cycle, and sets the in-position width according to the moving direction. The numerical control device according to claim 1.

The numerical control device according to claim 4, wherein the distance determination unit does not make the setting related to the in-position width when the movable object moves in a direction in which the distance from the interference region increases.

The numerical control device according to claim 4, wherein when the movable object moves in a direction in which the distance from the interference region is narrowed, the distance determination unit sets the in-position width smaller as the distance is smaller. ..