JP2505383B2 - 数値制御における送り速度制御方法および装置 - Google Patents
数値制御における送り速度制御方法および装置Info
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- JP2505383B2 JP2505383B2 JP24421391A JP24421391A JP2505383B2 JP 2505383 B2 JP2505383 B2 JP 2505383B2 JP 24421391 A JP24421391 A JP 24421391A JP 24421391 A JP24421391 A JP 24421391A JP 2505383 B2 JP2505383 B2 JP 2505383B2
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- Japan
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- machining
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- deceleration
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、数値制御における送り
速度制御方法および装置に関し、特に加工工具の運動軌
跡が円弧を有する場合の加工速度を高速化する数値制御
における送り速度制御方法および装置に関する。
速度制御方法および装置に関し、特に加工工具の運動軌
跡が円弧を有する場合の加工速度を高速化する数値制御
における送り速度制御方法および装置に関する。
【０００２】コンピュータを使用した数値制御に基づく
機械加工の進歩は、コンピュータ技術や数値制御手法の
発達に伴い目覚ましい発展を遂げている。この発展は、
近年の被加工品の加工形状の複雑化（航空機や自動車分
野等）および高速化に対応したものである。複雑な曲面
形状を高速で加工するようになると、加工形状の円弧部
の増加に加え、直線コーナー部においても円弧加工が多
用されるようになる。直線加工においては、加工工具は
直線運動で済むため当該加工装置自身の許容送り速度ま
で加工工具の速度を上げることができるが、曲面加工に
おいては、曲面の円弧部において、加速度が急変するた
め加工速度を上げることができない。この加速度の急変
は、直線加工ー円弧加工ー直線加工の過程における、円
弧加工ー直線加工への変化時点で最も著しい。この加速
度変化に起因して加工工具の運動、すなわち機械の運動
に揺らぎ（以下、機械的ショックという）が生じ加工精
度が低下するため、高速で加工工具を送ることができな
くなり、高速加工の障害となる。
機械加工の進歩は、コンピュータ技術や数値制御手法の
発達に伴い目覚ましい発展を遂げている。この発展は、
近年の被加工品の加工形状の複雑化（航空機や自動車分
野等）および高速化に対応したものである。複雑な曲面
形状を高速で加工するようになると、加工形状の円弧部
の増加に加え、直線コーナー部においても円弧加工が多
用されるようになる。直線加工においては、加工工具は
直線運動で済むため当該加工装置自身の許容送り速度ま
で加工工具の速度を上げることができるが、曲面加工に
おいては、曲面の円弧部において、加速度が急変するた
め加工速度を上げることができない。この加速度の急変
は、直線加工ー円弧加工ー直線加工の過程における、円
弧加工ー直線加工への変化時点で最も著しい。この加速
度変化に起因して加工工具の運動、すなわち機械の運動
に揺らぎ（以下、機械的ショックという）が生じ加工精
度が低下するため、高速で加工工具を送ることができな
くなり、高速加工の障害となる。
【０００３】従来、かかる曲面加工を行うには、直線加
工部から、円弧加工部に加工工具が移動到達した時点
で、直線加工時よりも送り速度をある程度減速させて加
工している。円弧部の曲率半径（以下、半径という）が
大きい場合には、この送り速度の減速変化は少なくて済
むが、半径が小さくなると機械的ショックが大きくなる
ため大幅に送り速度を低下させなければならない。この
円弧部における送り速度の減速変更は、数値制御プログ
ラムで指定されており、プログラマーが予め設定する。
すなわち、上記円弧部加工時の機械的ショックは、円弧
部終端で最大となるため、円弧部加工過程に入った時点
で送り速度を、機械的ショックが許容値以下になるよう
な速度まで減速している。上記円弧部加工時の送り速度
の減速方法としては、円弧部加工を行う円弧ブロックの
開始前に減速を終了し、当該円弧ブロックを減速速度で
通過する方法と、円弧ブロック処理に入ってから減速を
開始する方法とがある。
工部から、円弧加工部に加工工具が移動到達した時点
で、直線加工時よりも送り速度をある程度減速させて加
工している。円弧部の曲率半径（以下、半径という）が
大きい場合には、この送り速度の減速変化は少なくて済
むが、半径が小さくなると機械的ショックが大きくなる
ため大幅に送り速度を低下させなければならない。この
円弧部における送り速度の減速変更は、数値制御プログ
ラムで指定されており、プログラマーが予め設定する。
すなわち、上記円弧部加工時の機械的ショックは、円弧
部終端で最大となるため、円弧部加工過程に入った時点
で送り速度を、機械的ショックが許容値以下になるよう
な速度まで減速している。上記円弧部加工時の送り速度
の減速方法としては、円弧部加工を行う円弧ブロックの
開始前に減速を終了し、当該円弧ブロックを減速速度で
通過する方法と、円弧ブロック処理に入ってから減速を
開始する方法とがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
数値制御装置は、加速度急変による機械的ショックに起
因する精度の劣化を防ぐため、円弧加工時における送り
速度を直線加工時よりも大幅に減速していた。減速方法
としては、円弧ブロック開始前に所定の送り速度まで減
速してしまう方法と、より高速加工を実現するための円
弧ブロック処理に入ってから減速を開始する方法とがあ
る。しかしながら、上述の如く機械的ショックは円弧終
点部において生ずるものであるため、かかる従来の方法
は、効率および高速加工の阻害要因となってしまう。
数値制御装置は、加速度急変による機械的ショックに起
因する精度の劣化を防ぐため、円弧加工時における送り
速度を直線加工時よりも大幅に減速していた。減速方法
としては、円弧ブロック開始前に所定の送り速度まで減
速してしまう方法と、より高速加工を実現するための円
弧ブロック処理に入ってから減速を開始する方法とがあ
る。しかしながら、上述の如く機械的ショックは円弧終
点部において生ずるものであるため、かかる従来の方法
は、効率および高速加工の阻害要因となってしまう。
【０００５】図５には、前者の従来の減速方法における
直線加工ブロックＮ１、円弧加工ブロックＮ２および直
線加工ブロックＮ３の送り速度の変化が示されている。
直線加工時には高速な送り速度Ｆｃが、円弧加工時に
は、許容機械的ショックに対応する減速許容送り速度Ｆ
ａが設定されている。この方法では、円弧ブロックＮ２
の開始点Ｐ１で減速送り速度Ｆａになるように直線ブロ
ックＮ１の途中の点Ｐ０から一定加速度で減速が開始さ
れている。一方、図６には、後者の減速方法における送
り速度の変化が示されており、この方法では、円弧ブロ
ック開始点Ｐ１から上記一定加速度で減速が開始される
ので、、円弧ブロックの長さが減速に必要な距離よりも
長ければ円弧ブロック終点において所定の減速速度Ｆａ
に至るので問題は生じないが、減速に必要な距離よりも
短ければ円弧ブロック終点において減速送り速度Ｆａに
達せず、より高い送り速度Ｆａ′までしか到達しないこ
とになる。したがって、許容範囲外の機械的ショックが
生じてしまうため加工精度の面で問題がある。
直線加工ブロックＮ１、円弧加工ブロックＮ２および直
線加工ブロックＮ３の送り速度の変化が示されている。
直線加工時には高速な送り速度Ｆｃが、円弧加工時に
は、許容機械的ショックに対応する減速許容送り速度Ｆ
ａが設定されている。この方法では、円弧ブロックＮ２
の開始点Ｐ１で減速送り速度Ｆａになるように直線ブロ
ックＮ１の途中の点Ｐ０から一定加速度で減速が開始さ
れている。一方、図６には、後者の減速方法における送
り速度の変化が示されており、この方法では、円弧ブロ
ック開始点Ｐ１から上記一定加速度で減速が開始される
ので、、円弧ブロックの長さが減速に必要な距離よりも
長ければ円弧ブロック終点において所定の減速速度Ｆａ
に至るので問題は生じないが、減速に必要な距離よりも
短ければ円弧ブロック終点において減速送り速度Ｆａに
達せず、より高い送り速度Ｆａ′までしか到達しないこ
とになる。したがって、許容範囲外の機械的ショックが
生じてしまうため加工精度の面で問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、円弧加工を含む
場合であっても高効率且つ高速な加工を可能とする数値
制御における送り速度制御方法と装置を提供することに
ある。
場合であっても高効率且つ高速な加工を可能とする数値
制御における送り速度制御方法と装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による数値制御における送り速度制御方法
は、加工工具の運動軌跡が円弧であるときの円弧送り速
度を直線加工等の他の加工時の送り速度よりも減速制御
して数値制御加工を行う数値制御における送り速度制御
方法において、前記円弧終了点において前記円弧送り速
度になるように、前記円弧終了と予め定められた減速加
速度とを基準にして定まる減速開始点から前記減速を開
始するように構成される。また、本発明による数値制御
における送り速度制御装置は、加工工具の運動軌跡が円
弧であるときの円弧送り速度を直線加工等の他の加工時
の送り速度よりも減速制御して数値制御加工を行う数値
制御における送り速度制御装置において、前記加工工具
の運動軌跡形状データを受け、対象とする前記運動軌跡
が円弧部であるか否かを判定する第１の手段と、この第
１の手段により円弧部であると判定されたときには、前
記円弧の終了点を求める第２の手段と、前記円弧終了点
と予め定められた減速加速度とを基準にして該円弧終了
点において、前記円弧送り速度となるように前記減速制
御を開始する減速開始点を求める第３の手段と、この第
３の手段により得られた減速開始点から前記減速制御を
開始せしめる第４の手段と、を備えて構成される。
め、本発明による数値制御における送り速度制御方法
は、加工工具の運動軌跡が円弧であるときの円弧送り速
度を直線加工等の他の加工時の送り速度よりも減速制御
して数値制御加工を行う数値制御における送り速度制御
方法において、前記円弧終了点において前記円弧送り速
度になるように、前記円弧終了と予め定められた減速加
速度とを基準にして定まる減速開始点から前記減速を開
始するように構成される。また、本発明による数値制御
における送り速度制御装置は、加工工具の運動軌跡が円
弧であるときの円弧送り速度を直線加工等の他の加工時
の送り速度よりも減速制御して数値制御加工を行う数値
制御における送り速度制御装置において、前記加工工具
の運動軌跡形状データを受け、対象とする前記運動軌跡
が円弧部であるか否かを判定する第１の手段と、この第
１の手段により円弧部であると判定されたときには、前
記円弧の終了点を求める第２の手段と、前記円弧終了点
と予め定められた減速加速度とを基準にして該円弧終了
点において、前記円弧送り速度となるように前記減速制
御を開始する減速開始点を求める第３の手段と、この第
３の手段により得られた減速開始点から前記減速制御を
開始せしめる第４の手段と、を備えて構成される。
【０００８】
【作用】本発明では、円弧加工の終了点において、許容
機械的ショック以下となるような所定の減速速度になる
ように、円弧加工終了点と予め定められた減速加速度と
を基準にして減速開始点を設定することにより、円弧部
の長さが減速に必要な距離より短い場合であっても常
時、円弧加工終了点で減速速度に到達せしめ、円弧加工
を高精度且つ高速度に行えるようにしている。
機械的ショック以下となるような所定の減速速度になる
ように、円弧加工終了点と予め定められた減速加速度と
を基準にして減速開始点を設定することにより、円弧部
の長さが減速に必要な距離より短い場合であっても常
時、円弧加工終了点で減速速度に到達せしめ、円弧加工
を高精度且つ高速度に行えるようにしている。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明による数値制御における送り速
度制御方法および装置の一実施例を示す処理手順を示す
フローチャート、図２は、その装置構成ブロック図であ
る。本実施例は、図３に示すように、直線加工ブロック
Ｎ１から、円弧半径Ｒ０の円弧加工ブロックＮ２を経て
直線加工ブロックＮ３に至る工程についてのものであ
る。
明する。図１は、本発明による数値制御における送り速
度制御方法および装置の一実施例を示す処理手順を示す
フローチャート、図２は、その装置構成ブロック図であ
る。本実施例は、図３に示すように、直線加工ブロック
Ｎ１から、円弧半径Ｒ０の円弧加工ブロックＮ２を経て
直線加工ブロックＮ３に至る工程についてのものであ
る。
【００１０】図１と図２を参照すると、ＮＣテープ等の
記録媒体１から読み出された加工形状データ（加工工具
の軌跡データ）や送り速度データは、データ受信／解読
部２で受信され、データ解読される。円弧ブロック減速
判定部３は、データ受信／解読部２からの形状データに
基づいて円弧加工ブロックで減速が必要であるか否かを
判定し（ステップＳ１）、減速が必要でないと判定した
ときには、指令送り速度Ｆｃをサーボ部６に供給して指
令送り速度を維持し、円弧加工ブロックで減速が必要で
あると判定すると当該円弧の終点部を求めて（ステップ
Ｓ２）、円弧加工時の減速送り速度Ｆａとともに減速開
始点演算部４に送出する。
記録媒体１から読み出された加工形状データ（加工工具
の軌跡データ）や送り速度データは、データ受信／解読
部２で受信され、データ解読される。円弧ブロック減速
判定部３は、データ受信／解読部２からの形状データに
基づいて円弧加工ブロックで減速が必要であるか否かを
判定し（ステップＳ１）、減速が必要でないと判定した
ときには、指令送り速度Ｆｃをサーボ部６に供給して指
令送り速度を維持し、円弧加工ブロックで減速が必要で
あると判定すると当該円弧の終点部を求めて（ステップ
Ｓ２）、円弧加工時の減速送り速度Ｆａとともに減速開
始点演算部４に送出する。
【００１１】減速開始点演算部４は、図４に示すよう
に、当該円弧の終点Ｐ２において、送り速度がＦｃから
Ｆａとなるように指令送り速度と一定加速度とにより減
速開始点Ｐ０を求める（ステップＳ３）。減速コントロ
ール部５は、供給された減速開始点Ｐ０情報を受けて送
り速度の減速の開始をサーボ部６に対して指示する（ス
テップＳ４）。
に、当該円弧の終点Ｐ２において、送り速度がＦｃから
Ｆａとなるように指令送り速度と一定加速度とにより減
速開始点Ｐ０を求める（ステップＳ３）。減速コントロ
ール部５は、供給された減速開始点Ｐ０情報を受けて送
り速度の減速の開始をサーボ部６に対して指示する（ス
テップＳ４）。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による数値
制御における送り速度制御方法および装置は、円弧加工
の終了点において、許容機械的ショック以下となるよう
な所定の減速速度になるように、円弧加工終了点と予め
定められた減速加速度を基準にして減速開始点を設定し
ているので、円弧部の長さが減速に必要な距離より短い
場合であっても常時、円弧加工終了点で減速速度に到達
する。したがって、加工工具の運動軌跡が円弧を含む場
合や円弧加工を含む曲面加工の場合に、常に高効率、高
精度且つ高速度に数値制御を行うことができる。
制御における送り速度制御方法および装置は、円弧加工
の終了点において、許容機械的ショック以下となるよう
な所定の減速速度になるように、円弧加工終了点と予め
定められた減速加速度を基準にして減速開始点を設定し
ているので、円弧部の長さが減速に必要な距離より短い
場合であっても常時、円弧加工終了点で減速速度に到達
する。したがって、加工工具の運動軌跡が円弧を含む場
合や円弧加工を含む曲面加工の場合に、常に高効率、高
精度且つ高速度に数値制御を行うことができる。
【図１】本発明による数値制御における送り速度制御方
法および装置の一実施例の動作処理手順を示すフローチ
ャートである。
法および装置の一実施例の動作処理手順を示すフローチ
ャートである。
【図２】本発明による数値制御における送り速度制御装
置の一実施例の構成ブロック図である。
置の一実施例の構成ブロック図である。
【図３】図１の実施例における加工ブロックの態様を示
す図である。
す図である。
【図４】図１の実施例における加工の過程の送り速度の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図５】従来の円弧加工時の送り速度制御方法の一例を
説明するための送り速度の変化を示す図である。
説明するための送り速度の変化を示す図である。
【図６】従来の円弧加工時の送り速度制御方法の他の例
を説明するための送り速度の変化を示す図である。
を説明するための送り速度の変化を示す図である。
１ ＮＣテープ ２ デー
タ受信／解読部 ３ 円弧ブロック減速判定部 ４ 減速
開始点演算部 ５ 減速コントロール部 ６ サー
ボ部
タ受信／解読部 ３ 円弧ブロック減速判定部 ４ 減速
開始点演算部 ５ 減速コントロール部 ６ サー
ボ部
Claims (2)
- 【請求項１】加工工具の運動軌跡が円弧であるときの円
弧送り速度を直線加工等の他の加工時の送り速度よりも
減速制御して数値制御加工を行う数値制御における送り
速度制御方法において、 前記円弧終了点において前記円弧送り速度になるよう
に、前記円弧終了と予め定められた減速加速度とを基準
にして定まる減速開始点から前記減速を開始することを
特徴とする数値制御における送り速度制御方法。 - 【請求項２】加工工具の運動軌跡が円弧であるときの円
弧送り速度を直線加工等の他の加工時の送り速度よりも
減速制御して数値制御加工を行う数値制御における送り
速度制御装置において、 前記加工工具の運動軌跡形状データを受け、対象とする
前記運動軌跡が円弧部であるか否かを判定する第１の手
段と、 この第１の手段により円弧部であると判定されたときに
は、前記円弧の終了点を求める第２の手段と、 前記円弧終了点と予め定められた減速加速度とを基準に
して該円弧終了点において、前記円弧送り速度となるよ
うに前記減速制御を開始する減速開始点を求める第３の
手段と、 この第３の手段により得られた減速開始点から前記減速
制御を開始せしめる第４の手段と、を備えて成ることを
特徴とする数値制御における送り速度制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24421391A JP2505383B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 数値制御における送り速度制御方法および装置 |
| US07/931,981 US5444636A (en) | 1991-08-30 | 1992-08-19 | Method and apparatus for controlling feed rate at arcuate portions |
| DE69221408T DE69221408T2 (de) | 1991-08-30 | 1992-08-28 | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Vorschubes bei kreisförmigen Bahnabschnitten |
| EP92307845A EP0530032B1 (en) | 1991-08-30 | 1992-08-28 | Method and apparatus for controlling feed rate at arcuate portions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24421391A JP2505383B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 数値制御における送り速度制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561531A JPH0561531A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2505383B2 true JP2505383B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=17115437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24421391A Expired - Lifetime JP2505383B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 数値制御における送り速度制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505383B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24421391A patent/JP2505383B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0561531A (ja) | 1993-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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