JP2549932B2 - 数値制御装置及びその指令方法 - Google Patents
数値制御装置及びその指令方法Info
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- JP2549932B2 JP2549932B2 JP2048790A JP4879090A JP2549932B2 JP 2549932 B2 JP2549932 B2 JP 2549932B2 JP 2048790 A JP2048790 A JP 2048790A JP 4879090 A JP4879090 A JP 4879090A JP 2549932 B2 JP2549932 B2 JP 2549932B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、数値制御工作機械の標準座標系上での任意
の３次元円弧を補間するための数値制御装置及びその指
令方法に関する。
の３次元円弧を補間するための数値制御装置及びその指
令方法に関する。
（従来の技術） 数値制御工作機械の標準座標系上での任意の３次元円
弧補間（３次元円弧又は３次元円弧補間は、以下、円弧
又は円弧補間と称する）の指令は、円弧の始点，中心及
び終点、更には運動方向の指令により構成される。
弧補間（３次元円弧又は３次元円弧補間は、以下、円弧
又は円弧補間と称する）の指令は、円弧の始点，中心及
び終点、更には運動方向の指令により構成される。
第５図に従来の円弧に対する運動方向指令の一例を示
す。始点ベクトルＳは円弧指令での中心から始点に向か
うベクトルであり、終点ベクトルＥは中心から終点に向
かうベクトルを示し、ベクトルＳ及びＥを含む平面を
Ｈ、平面Ｈの法線をＬとし、法線ＬのＺ軸成分が正のベ
クトルを法線ベクトルＰとしている。ここに、円弧の運
動方向は、法線ベクトルＰの正方向から負方向に見た平
面Ｈ上での時計方向の運動か、又は反時計方向の運動で
指令されるため、円弧の時計方向／反時計方向の運動方
向，始点，中心，終点の指令により円弧補間を行なう経
路（以下、円弧補間経路と称する）ａ（円弧の運動方向
の指令が時計方向の場合）、又はｂ（円弧の運動方向の
指令が反時計方向の場合）が決定される。
す。始点ベクトルＳは円弧指令での中心から始点に向か
うベクトルであり、終点ベクトルＥは中心から終点に向
かうベクトルを示し、ベクトルＳ及びＥを含む平面を
Ｈ、平面Ｈの法線をＬとし、法線ＬのＺ軸成分が正のベ
クトルを法線ベクトルＰとしている。ここに、円弧の運
動方向は、法線ベクトルＰの正方向から負方向に見た平
面Ｈ上での時計方向の運動か、又は反時計方向の運動で
指令されるため、円弧の時計方向／反時計方向の運動方
向，始点，中心，終点の指令により円弧補間を行なう経
路（以下、円弧補間経路と称する）ａ（円弧の運動方向
の指令が時計方向の場合）、又はｂ（円弧の運動方向の
指令が反時計方向の場合）が決定される。
第４図に従来の数値制御装置の一例をブロック図で示
す。パートプログラム１はパートプログラム読込解析部
２により読込まれて解析される。この解析された指令
は、標準座標系任意円弧判定部３により円弧指令CD,そ
の他の指令ADとして判定され、この判定が円弧指令CDの
場合は、法線算出部４で指令された始点，中点，始点か
ら始点ベクトルS,終点ベクトルE,平面Ｈ及び法線Ｌを求
める。そして、法線ベクトル決定部５は法線Ｌに基づい
てＺ軸成分が正の法線ベクトルＰを求め、円弧運動方向
決定部６で、ベクトルS,E,Pと円弧の時計方向／反時計
方向の運動方向指令とより３次元座標空間での運動方向
を求める。また、円弧関数発生部７は３次元座標空間で
の運動方向及び始点，終点，中心に基づいて円弧の関数
発生を行ない、X,Y,Z各軸の指令値CF1を求める。X/Y/Z
軸駆動部８はこの指令値CF1に基づいてそれぞれX,Y,Zの
送り軸を駆動する。
す。パートプログラム１はパートプログラム読込解析部
２により読込まれて解析される。この解析された指令
は、標準座標系任意円弧判定部３により円弧指令CD,そ
の他の指令ADとして判定され、この判定が円弧指令CDの
場合は、法線算出部４で指令された始点，中点，始点か
ら始点ベクトルS,終点ベクトルE,平面Ｈ及び法線Ｌを求
める。そして、法線ベクトル決定部５は法線Ｌに基づい
てＺ軸成分が正の法線ベクトルＰを求め、円弧運動方向
決定部６で、ベクトルS,E,Pと円弧の時計方向／反時計
方向の運動方向指令とより３次元座標空間での運動方向
を求める。また、円弧関数発生部７は３次元座標空間で
の運動方向及び始点，終点，中心に基づいて円弧の関数
発生を行ない、X,Y,Z各軸の指令値CF1を求める。X/Y/Z
軸駆動部８はこの指令値CF1に基づいてそれぞれX,Y,Zの
送り軸を駆動する。
一方、標準座標系任意円弧判定部３で判定された円弧
以外の指令ADは円弧以外の指令処理部９で解析され、関
数発生部10で指令値CF2を求める。X/Y/Z軸駆動部８はこ
の指令値CF2に基づいて円弧と同様にX,Y,Zの送り軸を駆
動する。
以外の指令ADは円弧以外の指令処理部９で解析され、関
数発生部10で指令値CF2を求める。X/Y/Z軸駆動部８はこ
の指令値CF2に基づいて円弧と同様にX,Y,Zの送り軸を駆
動する。
（発明が解決しようとする課題） 上述した数値制御装置では、円弧の運動方向はＺ軸成
分を正に固定した法線ベクトルＰにより規定しているた
め、プログラマは常にＺ軸成分が正である法線ベクトル
を意識してパートプログラムを作成しなければならない
煩わしさがあった。円弧の運動方向を誤って指令した場
合、プログラマの意志とは逆の円弧補間経路を動作させ
てしまうため、大切な加工物を破損する事故が発生す
る。すなわち、３次元座標系における円弧補間を行なう
場合、円弧補間を行なう平面を見る方向によって回転方
向が異なるため、回転方向を誤って指令したり、回転方
向の指令を行なう毎に回転方向を考慮しなければならな
いという問題があった。
分を正に固定した法線ベクトルＰにより規定しているた
め、プログラマは常にＺ軸成分が正である法線ベクトル
を意識してパートプログラムを作成しなければならない
煩わしさがあった。円弧の運動方向を誤って指令した場
合、プログラマの意志とは逆の円弧補間経路を動作させ
てしまうため、大切な加工物を破損する事故が発生す
る。すなわち、３次元座標系における円弧補間を行なう
場合、円弧補間を行なう平面を見る方向によって回転方
向が異なるため、回転方向を誤って指令したり、回転方
向の指令を行なう毎に回転方向を考慮しなければならな
いという問題があった。
本発明は上述のような事情からなされたもので、本発
明の目的は、法線ベクトルを意識せず円弧指令を行ない
得る数値制御装置及びその指令方法を提供することにあ
る。
明の目的は、法線ベクトルを意識せず円弧指令を行ない
得る数値制御装置及びその指令方法を提供することにあ
る。
（課題を解決するための手段） 本発明は、数値制御工作機械の標準座標系上での任意
の３次元円弧を補間するための数値制御装置における指
令方法に関するものであり、本発明の上記目的は、円弧
の始点から終点への運動方向の指令を、前記円弧の始
点，終点及び中心点で定義される円周上における近回り
移動又は遠回り移動のいずれであるかで指令できるよう
にすることにより達成される。また、本発明の数値制御
装置は、パートプログラムを読込んで円弧指令及びその
他の指令を判定し、前記円弧指令に対して時計方向／反
時計方向を決定して円弧関数を発生するようになってい
る数値制御装置であり、本発明の上記目的は、円弧平面
の法線ベクトルの正方向から負方向に平面を見た場合、
時計方向の運動方向が近回り運動方向となるような法線
ベクトルを求める法線ベクトル算出部と、指令された近
回り／遠回りの運動方向指令より時計方向／反時計方向
の運動方向を求める時計方向／反時計方向決定部とを設
けることにより達成される。
の３次元円弧を補間するための数値制御装置における指
令方法に関するものであり、本発明の上記目的は、円弧
の始点から終点への運動方向の指令を、前記円弧の始
点，終点及び中心点で定義される円周上における近回り
移動又は遠回り移動のいずれであるかで指令できるよう
にすることにより達成される。また、本発明の数値制御
装置は、パートプログラムを読込んで円弧指令及びその
他の指令を判定し、前記円弧指令に対して時計方向／反
時計方向を決定して円弧関数を発生するようになってい
る数値制御装置であり、本発明の上記目的は、円弧平面
の法線ベクトルの正方向から負方向に平面を見た場合、
時計方向の運動方向が近回り運動方向となるような法線
ベクトルを求める法線ベクトル算出部と、指令された近
回り／遠回りの運動方向指令より時計方向／反時計方向
の運動方向を求める時計方向／反時計方向決定部とを設
けることにより達成される。
（作用） 本発明の数値制御装置における指令方法によれば、法
線ベクトルを意識する煩わしさはなく、円弧の運動方向
の指令を誤ることによって加工物を破損してしまうこと
を防止することができる。すなわち、本発明の数値制御
装置は、円弧の始点，終点，中心を含む平面の法線ベク
トルＰの正方向から負方向に平面を見た場合、時計方向
の運動方向が近回り運動方向となるような法線ベクトル
Ｐを求める法線ベクトル算出部と、指令された近回り／
遠回りの運動方向指令より時計方向／反時計方向の運動
方向を求める時計方向／反時計方向決定部とを持つもの
であり、その結果、プログラマは回転方向を考慮する必
要はなく、また誤った指令により加工物を破損させてし
まうこともなくなる。
線ベクトルを意識する煩わしさはなく、円弧の運動方向
の指令を誤ることによって加工物を破損してしまうこと
を防止することができる。すなわち、本発明の数値制御
装置は、円弧の始点，終点，中心を含む平面の法線ベク
トルＰの正方向から負方向に平面を見た場合、時計方向
の運動方向が近回り運動方向となるような法線ベクトル
Ｐを求める法線ベクトル算出部と、指令された近回り／
遠回りの運動方向指令より時計方向／反時計方向の運動
方向を求める時計方向／反時計方向決定部とを持つもの
であり、その結果、プログラマは回転方向を考慮する必
要はなく、また誤った指令により加工物を破損させてし
まうこともなくなる。
（実施例） 第３図に、円弧の運動方向を近回り／遠回りの運動方
向で指令した場合の円弧補間経路を示す。すなわち、平
面Ｈの法線ベクトルＰは、ベクトルＰの正方向から負方
向に円弧を見て時計方向の運動方向が近回り運動方向と
なり、反時計方向の運動方向が遠回り運動方向となるよ
うに求めた法線ベクトルであり、Ｓを円弧指令での中心
から始点に向かうベクトルとし、Ｅと中心から終点に向
かうベクトルとすると、次のようにして求めることが出
来る。
向で指令した場合の円弧補間経路を示す。すなわち、平
面Ｈの法線ベクトルＰは、ベクトルＰの正方向から負方
向に円弧を見て時計方向の運動方向が近回り運動方向と
なり、反時計方向の運動方向が遠回り運動方向となるよ
うに求めた法線ベクトルであり、Ｓを円弧指令での中心
から始点に向かうベクトルとし、Ｅと中心から終点に向
かうベクトルとすると、次のようにして求めることが出
来る。
Ｐ＝Ｅ×Ｓ ……（１） 但し、×はベクトルの外積を表す ベクトルS,E,Pと近回り／遠回りの運動方向指令に基
づいて、円弧補間経路ｃ又はｄが決定される。
づいて、円弧補間経路ｃ又はｄが決定される。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
近回り／遠回りの運動方向の円弧指令は、近回り／遠回
り円弧指令判定部11で標準座標系での近回り／遠回りの
運動方向指令の任意円弧指令か否かが判定され、円弧指
令の場合は法線ベクトル算出部12でベクトルE,S及び法
線ベクトルＰ（Ｐ＝Ｅ×Ｓ）を算出し、その後時計方向
／反時計方向決定部13で近回り／遠回りの運動方向指令
に基づいて時計方向／反時計方向の運動方向を求める。
求められた時計方向／反時計方向の運動方向とベクトル
S,E,Pより、円弧運動方向決定部６は３次元座標空間で
の運動方向を求める。円弧関数発生部７は、３次元座標
空間での運動方向と始点，終点，中心とに基づいて円弧
の関数発生を行ない、X,Y,Z軸の指令値CF1を求める。X/
Y/Z軸駆動部８はこの指令値CF1に基づいてそれぞれX,Y,
Zの送り軸を駆動する。
近回り／遠回りの運動方向の円弧指令は、近回り／遠回
り円弧指令判定部11で標準座標系での近回り／遠回りの
運動方向指令の任意円弧指令か否かが判定され、円弧指
令の場合は法線ベクトル算出部12でベクトルE,S及び法
線ベクトルＰ（Ｐ＝Ｅ×Ｓ）を算出し、その後時計方向
／反時計方向決定部13で近回り／遠回りの運動方向指令
に基づいて時計方向／反時計方向の運動方向を求める。
求められた時計方向／反時計方向の運動方向とベクトル
S,E,Pより、円弧運動方向決定部６は３次元座標空間で
の運動方向を求める。円弧関数発生部７は、３次元座標
空間での運動方向と始点，終点，中心とに基づいて円弧
の関数発生を行ない、X,Y,Z軸の指令値CF1を求める。X/
Y/Z軸駆動部８はこの指令値CF1に基づいてそれぞれX,Y,
Zの送り軸を駆動する。
第２図に本発明のフローチャートの一例を示し、その
動作を説明する。近回り／遠回りの円弧指令は近回り／
遠回り円弧指令判定部11で近回り／遠回り円弧指令か否
かが判定され（ステップS1）、近回り／遠回り円弧指令
と判定された場合は、法線ベクトル算出部12でベクトル
S,Eを算出し（ステップS2）、円弧の始点，終点，中心
指令より平面H,ベクトルS,Eを求めて法線ベクトルＰを
（１）式に従って算出する（ステップS3）。そして、時
計方向／反時計方向決定部13で法線ベクトルＰの正方向
から負方向に円弧を見た場合の時計方向／反時計方向の
運動方向PCWを求めるため、近回り円弧指令が遠回りの
円弧のいずれであるかを判定し（ステップS4）、近回り
円弧指令の場合は運動方向PCW＝G02とし（ステップS
5）、遠回り円弧指令の場合は運動方向PCW＝G03とする
（ステップS6）。円弧運動方向決定部６は運動方向PCW
及びベクトルS,E,Pより３次元座標空間での円弧運動方
向P3CWを算出する（ステップS7）。円弧関数発生部７
は、円弧運動方向P3CWと円弧の始点，終点，中心の指令
とに基づいて３次元円弧の関数発生を行ない（ステップ
S8）、円弧関数発生が終了するまで繰返す（ステップS
9）。近回り／遠回り円弧指令以外の指令は円弧以外の
指令処理部９及び関数発生部10で処理される（ステップ
S10）。
動作を説明する。近回り／遠回りの円弧指令は近回り／
遠回り円弧指令判定部11で近回り／遠回り円弧指令か否
かが判定され（ステップS1）、近回り／遠回り円弧指令
と判定された場合は、法線ベクトル算出部12でベクトル
S,Eを算出し（ステップS2）、円弧の始点，終点，中心
指令より平面H,ベクトルS,Eを求めて法線ベクトルＰを
（１）式に従って算出する（ステップS3）。そして、時
計方向／反時計方向決定部13で法線ベクトルＰの正方向
から負方向に円弧を見た場合の時計方向／反時計方向の
運動方向PCWを求めるため、近回り円弧指令が遠回りの
円弧のいずれであるかを判定し（ステップS4）、近回り
円弧指令の場合は運動方向PCW＝G02とし（ステップS
5）、遠回り円弧指令の場合は運動方向PCW＝G03とする
（ステップS6）。円弧運動方向決定部６は運動方向PCW
及びベクトルS,E,Pより３次元座標空間での円弧運動方
向P3CWを算出する（ステップS7）。円弧関数発生部７
は、円弧運動方向P3CWと円弧の始点，終点，中心の指令
とに基づいて３次元円弧の関数発生を行ない（ステップ
S8）、円弧関数発生が終了するまで繰返す（ステップS
9）。近回り／遠回り円弧指令以外の指令は円弧以外の
指令処理部９及び関数発生部10で処理される（ステップ
S10）。
（発明の効果） 以上のように本発明の数値制御装置及びその指令方法
によれば、プログラマのプログラムの作成を容易にし、
また、プログラムの作成ミスによる加工物の破損を未然
に防ぐことが出来る。
によれば、プログラマのプログラムの作成を容易にし、
また、プログラムの作成ミスによる加工物の破損を未然
に防ぐことが出来る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の動作例を示すフローチャート、第３図は本発明
における円弧の運動方向の一例を示す図、第４図は従来
の数値制御装置の一例を示すブロック図、第５図は従来
における円弧の運動方向の一例を示す図である。 １……パートプログラム、２……パートプログラム読込
解析部、３……標準座標系任意円弧判定部、４……法線
算出部、５……法線ベクトル決定部、６……円弧運動方
向決定部、７……円弧関数発生部、８……X/Y/Z軸駆動
部、９……円弧以外の指令処理部、10……関数発生部、
11……近回り／遠回り円弧指令判定部、12……法線ベク
トル算出部、13……時計方向／反時計方向決定部。
本発明の動作例を示すフローチャート、第３図は本発明
における円弧の運動方向の一例を示す図、第４図は従来
の数値制御装置の一例を示すブロック図、第５図は従来
における円弧の運動方向の一例を示す図である。 １……パートプログラム、２……パートプログラム読込
解析部、３……標準座標系任意円弧判定部、４……法線
算出部、５……法線ベクトル決定部、６……円弧運動方
向決定部、７……円弧関数発生部、８……X/Y/Z軸駆動
部、９……円弧以外の指令処理部、10……関数発生部、
11……近回り／遠回り円弧指令判定部、12……法線ベク
トル算出部、13……時計方向／反時計方向決定部。
Claims (2)
- 【請求項１】数値制御工作機械における標準座標系上で
の任意な３次元円弧補間指令に対して、円弧の始点から
終点への運動指令を、前記円弧の始点，終点及び中心点
で定義される円周上における近回り移動又は遠回り移動
のいずれであるかで指令できるようにしたことを特徴と
する数値制御装置における指令方法。 - 【請求項２】パートプログラムを読込んで円弧指令及び
その他の指令を判定し、前記円弧指令に対して時計方向
／反時計方向を決定して円弧関数を発生するようになっ
ている数値制御装置において、円弧平面の法線ベクトル
の正方向から負方向に平面を見た場合、時計方向の運動
方向が近回り運動方向となるような法線ベクトルを求め
る法線ベクトル算出部と、指令された近回り／遠回りの
運動方向指令より時計方向／反時計方向の運動方向を求
める時計方向／反時計方向決定部とを具備したことを特
徴とする数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2048790A JP2549932B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 数値制御装置及びその指令方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2048790A JP2549932B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 数値制御装置及びその指令方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03251905A JPH03251905A (ja) | 1991-11-11 |
| JP2549932B2 true JP2549932B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=12813032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2048790A Expired - Fee Related JP2549932B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 数値制御装置及びその指令方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549932B2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP2048790A patent/JP2549932B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03251905A (ja) | 1991-11-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |