JP2702559B2 - 数値制御装置の補間方式 - Google Patents
数値制御装置の補間方式Info
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- JP2702559B2 JP2702559B2 JP1212493A JP21249389A JP2702559B2 JP 2702559 B2 JP2702559 B2 JP 2702559B2 JP 1212493 A JP1212493 A JP 1212493A JP 21249389 A JP21249389 A JP 21249389A JP 2702559 B2 JP2702559 B2 JP 2702559B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は数値制御装置（CNC）の補間方式に係り、特
に自由曲面を微小直線ブロックで近似したプログラムに
よって高精度の加工を行う数値制御装置の補間方式に関
する。
に自由曲面を微小直線ブロックで近似したプログラムに
よって高精度の加工を行う数値制御装置の補間方式に関
する。
従来、数値制御装置で自由曲面を加工する場合には、
自由曲面を微小な直線ブロックで近似して補間する直線
補間という方法がある。
自由曲面を微小な直線ブロックで近似して補間する直線
補間という方法がある。
第４図は自由曲面を微小直線ブロックで近似した加工
プログラムの一例を示す図である。加工プログラム31中
において、G91は移動量がインクレメンタル指令である
ことを示す。G01は直線補間を示す。シーケンス番号N01
〜N17は移動指令を示す。M30は加工プログラムの終了を
示す。
プログラムの一例を示す図である。加工プログラム31中
において、G91は移動量がインクレメンタル指令である
ことを示す。G01は直線補間を示す。シーケンス番号N01
〜N17は移動指令を示す。M30は加工プログラムの終了を
示す。
第５図は第４図の加工プログラムの軌跡の概略を示す
図である。図からも明らかなように、各シーケンス番号
N01〜N17によって指令された軌跡は全て直線で補間され
る。但し、この直線補間は、面精度が悪く、機械へのシ
ョックが大きいという問題を有している。
図である。図からも明らかなように、各シーケンス番号
N01〜N17によって指令された軌跡は全て直線で補間され
る。但し、この直線補間は、面精度が悪く、機械へのシ
ョックが大きいという問題を有している。
この問題を解決するために種々の方法がとられてい
る。例えば、補間後加減速の時定数を大きくする、フィ
ードフォワード係数を下げる、直線ブロックの長さを短
くする、直線ブロックで近似しないで円弧又はその他の
曲線（複数個の点列を基に生成したスプライン曲線）で
近似する等の方法がある。
る。例えば、補間後加減速の時定数を大きくする、フィ
ードフォワード係数を下げる、直線ブロックの長さを短
くする、直線ブロックで近似しないで円弧又はその他の
曲線（複数個の点列を基に生成したスプライン曲線）で
近似する等の方法がある。
しかし、補間後加減速の時定数を大きくすると、加工
誤差が大きくなるという問題がある。また、直線ブロッ
クの長さを短くすると、数値制御装置の処理能力の限界
から加工速度を上げられなくなるとか、テープ長が長く
なりすぎるという問題がある。さらに、円弧又はその他
の曲線で近似すると、プログラミングに特別な注意が必
要だという問題がある。
誤差が大きくなるという問題がある。また、直線ブロッ
クの長さを短くすると、数値制御装置の処理能力の限界
から加工速度を上げられなくなるとか、テープ長が長く
なりすぎるという問題がある。さらに、円弧又はその他
の曲線で近似すると、プログラミングに特別な注意が必
要だという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
微小直線ブロックで近似された加工プログラムを面精度
を向上させ、機械へのショックを極力抑えた数値制御装
置の補間方式を提供することを目的とする。
微小直線ブロックで近似された加工プログラムを面精度
を向上させ、機械へのショックを極力抑えた数値制御装
置の補間方式を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、 自由曲面を複数個の微小直線ブロックで近似したプロ
グラムによって加工を行う数値制御装置の補間方式にお
いて、前記第１の微小直線ブロックの進行方向と次の第
２の微小直線ブロックの進行方向とがなす角度の大きさ
及び前記第１の微小直線ブロックの１ブロックの長さに
基づいて前記プログラムを直線補間及び曲線補間のいず
れかで補間することを特徴とする数値制御装置の補間方
式が提供される。
グラムによって加工を行う数値制御装置の補間方式にお
いて、前記第１の微小直線ブロックの進行方向と次の第
２の微小直線ブロックの進行方向とがなす角度の大きさ
及び前記第１の微小直線ブロックの１ブロックの長さに
基づいて前記プログラムを直線補間及び曲線補間のいず
れかで補間することを特徴とする数値制御装置の補間方
式が提供される。
微小直線ブロックの進行方向と次の第２の微小直線ブ
ロックの進行方向とがなす角度の大きさ及び微小直線ブ
ロックの１ブロックの長さによって、連続する微小ブロ
ックが自由曲面を構成するかどうかを判断できる。これ
らの値に基づいて直線補間又は曲線補間のいずれかで補
間することによって、微小直線ブロックで近似された自
由曲面を滑らかに補間することができる。
ロックの進行方向とがなす角度の大きさ及び微小直線ブ
ロックの１ブロックの長さによって、連続する微小ブロ
ックが自由曲面を構成するかどうかを判断できる。これ
らの値に基づいて直線補間又は曲線補間のいずれかで補
間することによって、微小直線ブロックで近似された自
由曲面を滑らかに補間することができる。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第３図は本発明の数値制御装置の概略構成を示す図で
ある。図において、テープ指令１は第４図の加工プログ
ラムがパンチされたテープである。テープリーダ２はこ
のテープ１から加工プログラムを読み取る。前処理手段
３は加工プログラムを解読し、直線補間又は曲線補間の
いずれか一方を選択する。具体的には第１図に示された
フローチャートに基づいて判断する。補間データ作成手
段４は直線補間又は曲線補間に必要なデータ作成する。
パルス分配手段５は補間データ作成手段４で作成された
データから接線方向の速度が一定となるように各点を求
め、補間を実行し、パルスを分配する。サーボ制御回路
６はパルス分配手段５からの指令に応じてサーボモータ
７を駆動する。サーボモータ７はボールネジ等を介して
機械８を移動させる。
ある。図において、テープ指令１は第４図の加工プログ
ラムがパンチされたテープである。テープリーダ２はこ
のテープ１から加工プログラムを読み取る。前処理手段
３は加工プログラムを解読し、直線補間又は曲線補間の
いずれか一方を選択する。具体的には第１図に示された
フローチャートに基づいて判断する。補間データ作成手
段４は直線補間又は曲線補間に必要なデータ作成する。
パルス分配手段５は補間データ作成手段４で作成された
データから接線方向の速度が一定となるように各点を求
め、補間を実行し、パルスを分配する。サーボ制御回路
６はパルス分配手段５からの指令に応じてサーボモータ
７を駆動する。サーボモータ７はボールネジ等を介して
機械８を移動させる。
次に、本実施例の動作を図面を用いて説明する。第１
図は本発明の補間方式のフローチャートを示す図であ
る。図において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。
第２図は本発明の補間方式による第４図の加工プログラ
ムの軌跡の概略を示す図である。
図は本発明の補間方式のフローチャートを示す図であ
る。図において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。
第２図は本発明の補間方式による第４図の加工プログラ
ムの軌跡の概略を示す図である。
〔S1〕加工プログラムの中から１ブロックを読み込む。
〔S2〕S1で読み込んだブロック長が設定値よりも小さい
がどうか判定する。ブロック長が設定値よりも大きいと
きはS3へ、小さいときはS4へ進む。
がどうか判定する。ブロック長が設定値よりも大きいと
きはS3へ、小さいときはS4へ進む。
〔S3〕S2でブロック長が大きいと判定されたブロックに
対してそのまま直線補間を実行する。即ち、補間モード
を直線モード『０』に設定し、直線補間を実行する。補
間モードの『０』は直線モードのことを示し、『１』は
曲線モードのことを示す。
対してそのまま直線補間を実行する。即ち、補間モード
を直線モード『０』に設定し、直線補間を実行する。補
間モードの『０』は直線モードのことを示し、『１』は
曲線モードのことを示す。
〔S4〕S2でブロック長が設定値よりも小さいと判定され
た場合であり、加工プログラムの中から次の１ブロック
を読み込む。
た場合であり、加工プログラムの中から次の１ブロック
を読み込む。
〔S5〕S2と同様に、S4で読み込んだブロック長が設定値
よりも小さいかどうか判定する。ブロック長が設定値よ
りも大きいときはS3へ、小さいときはS5へ進む。この時
点でS3へ進むと、S3では２つのブロックに対して直線補
間を実行することになる。
よりも小さいかどうか判定する。ブロック長が設定値よ
りも大きいときはS3へ、小さいときはS5へ進む。この時
点でS3へ進むと、S3では２つのブロックに対して直線補
間を実行することになる。
〔S6〕S1で読み込んだブロックとS4で読み込んだブロッ
クとがなす角度（偏角・ふれの角）が設定値よりも小さ
いかどうか判定する。角度が設定値よりも小さいときは
S7へ、大きいときはS12へ進む。この角度（偏角）とは
第５図のシーケンス番号N5の軌跡とシーケンス番号N6の
軌跡とがなす角度θ１及びシーケンス番号N8の軌跡とシ
ーケンス番号N9の軌跡とがなす角度θ２等のことであ
る。ここで設定値を約30゜とすると、θ１は満足する
が、θ２は満足しないことになる。
クとがなす角度（偏角・ふれの角）が設定値よりも小さ
いかどうか判定する。角度が設定値よりも小さいときは
S7へ、大きいときはS12へ進む。この角度（偏角）とは
第５図のシーケンス番号N5の軌跡とシーケンス番号N6の
軌跡とがなす角度θ１及びシーケンス番号N8の軌跡とシ
ーケンス番号N9の軌跡とがなす角度θ２等のことであ
る。ここで設定値を約30゜とすると、θ１は満足する
が、θ２は満足しないことになる。
〔S7〕S2、S5及びS6を満足する場合に、現在の補間モー
ドが曲線モード『１』であるかどうかを判定する。補間
モードが曲線モード『１』のときはS8へ、直線モード
『０』のときはS9へ進む。即ち、S2、S5及びS6を満足し
たのは２つのシーケンス番号の軌跡であるから、この２
つの軌跡からは曲線補間を実行することは困難である。
従って、本実施例では以下のS9、S10及びS11の中でS2、
S5及びS6を満足するシーケンス番号の数を特定してい
る。
ドが曲線モード『１』であるかどうかを判定する。補間
モードが曲線モード『１』のときはS8へ、直線モード
『０』のときはS9へ進む。即ち、S2、S5及びS6を満足し
たのは２つのシーケンス番号の軌跡であるから、この２
つの軌跡からは曲線補間を実行することは困難である。
従って、本実施例では以下のS9、S10及びS11の中でS2、
S5及びS6を満足するシーケンス番号の数を特定してい
る。
〔S8〕S7の判定の結果、曲線モード『１』の場合はその
まま曲線補間を実行する。
まま曲線補間を実行する。
〔S9〕S7の判定の結果、曲線モード『１』でない場合
は、カウンタの値に１を加算する。
は、カウンタの値に１を加算する。
〔S10〕カウンタの値が設定値よりも大きいかどうか判
定する。カウンタの値が設定値よりも大きいときはS11
へ進み、小さいときはS4へ戻る。この設定値を変更する
ことによってS2、S5及びS6を満足するシーケンス番号の
数を自由に変更することができる。
定する。カウンタの値が設定値よりも大きいときはS11
へ進み、小さいときはS4へ戻る。この設定値を変更する
ことによってS2、S5及びS6を満足するシーケンス番号の
数を自由に変更することができる。
〔S11〕カウンタの値が設定値よりも大きい場合は補間
モードを曲線モード『１』に変更し、曲線補間を実行
し、再びS4へ戻る。
モードを曲線モード『１』に変更し、曲線補間を実行
し、再びS4へ戻る。
〔S12〕角度が設定値よりも大きいときは、現在の補間
モードが直線モード『０』であるかどうかを判定する。
補間モードが直線モード『０』のときはS13へ、曲線モ
ード『１』のときはS14へ進む。
モードが直線モード『０』であるかどうかを判定する。
補間モードが直線モード『０』のときはS13へ、曲線モ
ード『１』のときはS14へ進む。
〔S13〕直線補間を実行し、カウンタの値をゼロに設定
し、S4へ進む。
し、S4へ進む。
〔S14〕曲線補間を実行し、カウンタの値をゼロに、曲
線モードを直線モード『０』にそれぞれ設定し、S4へ進
む。
線モードを直線モード『０』にそれぞれ設定し、S4へ進
む。
次に、第４図の加工プログラムを例に説明する。ま
ず、S2及びS5のブロック長の設定値を3mm、S6の角度の
設定値を30゜、S10のカウンタの設定値を５とする。
ず、S2及びS5のブロック長の設定値を3mm、S6の角度の
設定値を30゜、S10のカウンタの設定値を５とする。
シーケンス番号N01からN08まではS2、S5及びS6を満足
する。従って、S1でシーケンス番号N01のブロックを読
み込み、S4でシーケンス番号N02のブロックを読み込
む。シーケンス番号N01及びN02のなす角度は設定値（30
゜）以下なので、S7へ進む。この時点では曲線モードは
『０』なのでS9へ進む。カウンタに１が加算される。S1
0ではカウンタの値が１なのでS4へ戻り、今度はシーケ
ンス番号N03のブロックを読み込む。以下カウンタの値
が５になるまで、シーケンス番号を順次読み込む。
する。従って、S1でシーケンス番号N01のブロックを読
み込み、S4でシーケンス番号N02のブロックを読み込
む。シーケンス番号N01及びN02のなす角度は設定値（30
゜）以下なので、S7へ進む。この時点では曲線モードは
『０』なのでS9へ進む。カウンタに１が加算される。S1
0ではカウンタの値が１なのでS4へ戻り、今度はシーケ
ンス番号N03のブロックを読み込む。以下カウンタの値
が５になるまで、シーケンス番号を順次読み込む。
そして、シーケンス番号N06を読み込むと、S10でカウ
ンタの値が５になっているので、S11へ進み、曲線補間
を実行する。次に、シーケンス番号N07を読み込むと、S
7では曲線モードは『１』になっているので、S8へ進
む。シーケンス番号N08も同様に処理される。
ンタの値が５になっているので、S11へ進み、曲線補間
を実行する。次に、シーケンス番号N07を読み込むと、S
7では曲線モードは『１』になっているので、S8へ進
む。シーケンス番号N08も同様に処理される。
シーケンス番号N09が読み込まれると、S6における角
度の条件を満足しないので、S12へ進む。S12ではシーケ
ンス番号N08までは曲線モード『１』なので、S14へ進
み、シーケンス番号N08までの曲線補間を実行し、カウ
ンタを０に設定し、補間モードを直線モード『０』に設
定し、S4へ進む。
度の条件を満足しないので、S12へ進む。S12ではシーケ
ンス番号N08までは曲線モード『１』なので、S14へ進
み、シーケンス番号N08までの曲線補間を実行し、カウ
ンタを０に設定し、補間モードを直線モード『０』に設
定し、S4へ進む。
シーケンス番号N10が読み込まれると、S6における角
度の条件を満足しないので、S12へ進む。今度は補間モ
ードは直線モード『０』なので、S13へ進み、シーケン
ス番号N09の直線補間を実行し、カウンタを０に設定
し、S4へ進む。
度の条件を満足しないので、S12へ進む。今度は補間モ
ードは直線モード『０』なので、S13へ進み、シーケン
ス番号N09の直線補間を実行し、カウンタを０に設定
し、S4へ進む。
以下、シーケンス番号N11からN17まではシーケンス番
号N01からN08までと同様の処理が行われる。
号N01からN08までと同様の処理が行われる。
第２図の軌跡と第５図の軌跡とを比較すると明白なよ
うに、シーケンス番号N01からN08までとN10からN17まで
は曲線補間が行われ、シーケンス番号N09に対してのみ
直線補間が行われる。従って、自由曲面を微小直線ブロ
ックで近似したプログラムを数値制御装置で実行した場
合でも第１図のような滑らかな曲線補間が行われるの
で、機械へのショックが小さくなり、補間後加減速の時
定数を小さくしたり、フィードフォワード係数を上げる
ことができるようになり、より精度の高い加工が行える
ようになる。
うに、シーケンス番号N01からN08までとN10からN17まで
は曲線補間が行われ、シーケンス番号N09に対してのみ
直線補間が行われる。従って、自由曲面を微小直線ブロ
ックで近似したプログラムを数値制御装置で実行した場
合でも第１図のような滑らかな曲線補間が行われるの
で、機械へのショックが小さくなり、補間後加減速の時
定数を小さくしたり、フィードフォワード係数を上げる
ことができるようになり、より精度の高い加工が行える
ようになる。
以上説明したように本発明によれば、微小直線ブロッ
クで近似された加工プログラムを面精度を向上させ、機
械へのショックを極力抑えた補間を数値制御装置で実行
することができる。
クで近似された加工プログラムを面精度を向上させ、機
械へのショックを極力抑えた補間を数値制御装置で実行
することができる。
第１図は本発明の補間方式のフローチャートを示す図、 第２図は本発明の補間方式による第４図の加工プログラ
ムの軌跡の概略を示す図、 第３図は本発明の数値制御装置の概略構成を示す図、 第４図は自由曲面を微小直線ブロックで近似した加工プ
ログラムの一例を示す図、 第５図は第４図の加工プログラムの軌跡の概略を示す図
である。 １……テープ指令 ２……テープリーダ ３……前処理手段 ４……補間データ作成手段 ５……パルス分配手段 ６……サーボ制御回路 ７……サーボモータ ８……機械
ムの軌跡の概略を示す図、 第３図は本発明の数値制御装置の概略構成を示す図、 第４図は自由曲面を微小直線ブロックで近似した加工プ
ログラムの一例を示す図、 第５図は第４図の加工プログラムの軌跡の概略を示す図
である。 １……テープ指令 ２……テープリーダ ３……前処理手段 ４……補間データ作成手段 ５……パルス分配手段 ６……サーボ制御回路 ７……サーボモータ ８……機械
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大槻 俊明 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 斎藤 康寛 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 昭55−118107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−217246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−100813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−74605（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】自由曲面を複数個の微小直線ブロックで近
似したプログラムによって加工を行う数値制御装置の補
間方式において、 前記第１の微小直線ブロックの進行方向と次の第２の微
小直線ブロックの進行方向とがなす角度の大きさ及び前
記第１の微小直線ブロックの１ブロックの長さに基づい
て前記プログラムを直線補間及び曲線補間のいずれかで
補間することを特徴とする数値制御装置の補間方式。 - 【請求項２】前記第１の微小直線ブロックの１ブロック
の長さが所定値より小さく、前記角度が所定値よりも小
さいときに前記曲線補間を実行することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の数値制御装置の補間方式。 - 【請求項３】前記第１の微小直線ブロックの１ブロック
の長さが所定値より小さく、前記角度が所定値よりも小
さいという条件を満たすブロックが所定数以上連続する
ときに前記曲線補間を実行することを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の数値制御装置の補間方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212493A JP2702559B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 数値制御装置の補間方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212493A JP2702559B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 数値制御装置の補間方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0375905A JPH0375905A (ja) | 1991-03-29 |
| JP2702559B2 true JP2702559B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=16623569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1212493A Expired - Fee Related JP2702559B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 数値制御装置の補間方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2702559B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4271487B2 (ja) * | 2003-05-19 | 2009-06-03 | 東芝機械株式会社 | 数値制御装置及び数値制御方法 |
| CN101855296B (zh) | 2007-11-13 | 2012-11-14 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 减振材料 |
| EP2634658B1 (en) | 2010-10-25 | 2019-07-24 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Tool path generation method and tool path generation device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55118107A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-10 | Hitachi Ltd | Method and device for control of automatic working device |
| JPS58217246A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-17 | Daihatsu Motor Co Ltd | Ｎｃ旋盤の工具スライド制御方法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1212493A patent/JP2702559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0375905A (ja) | 1991-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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