JP3219195B2 - 数値制御における送り速度制御方法 - Google Patents
数値制御における送り速度制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は数値制御における送り速度制御方法に係り、
特に加工プログラムにおいて送り速度を指定する必要が
ない送り速度制御方法に関する。
特に加工プログラムにおいて送り速度を指定する必要が
ない送り速度制御方法に関する。
＜従来技術＞ 数値制御加工においては、NC加工プログラムに従って
工具がワークに対して相対的に指令された通路に沿っ
て、かつ指令された速度で移動して所望の加工物が得ら
れる。
工具がワークに対して相対的に指令された通路に沿っ
て、かつ指令された速度で移動して所望の加工物が得ら
れる。
ところで、効率よく、かつ高精度の加工を行うために
は、加工形状やモータの最大トルク、機械へのショック
の度合等を考慮して各ブロックにおける加工速度を決定
する必要があると共に、コーナにおける切削方向が大き
く変化する所では、イグザクトストップ命令を挿入する
などプログラムに工夫をする必要がある。
は、加工形状やモータの最大トルク、機械へのショック
の度合等を考慮して各ブロックにおける加工速度を決定
する必要があると共に、コーナにおける切削方向が大き
く変化する所では、イグザクトストップ命令を挿入する
などプログラムに工夫をする必要がある。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、かかるプログラミングには熟練度が要求され
ると共に、多大な労力が要求され、更には必要以上に遅
い加工速度となる場合には機械の性能を十分に出しきれ
ないという問題が生じる。
ると共に、多大な労力が要求され、更には必要以上に遅
い加工速度となる場合には機械の性能を十分に出しきれ
ないという問題が生じる。
以上から本発明は、プログラマが加工速度を決定する
必要がない送り速度決定方法を提供することである。
必要がない送り速度決定方法を提供することである。
本発明の別の目的は機械の持つ最大限の能力を引き出
し、効率良く、精度の良い加工ができる送り速度制御方
法を提供することである。
し、効率良く、精度の良い加工ができる送り速度制御方
法を提供することである。
＜課題を解決するための手段＞ 上記課題は本発明によれば、最大送り速度FMAXと各軸
毎の許容最大速度変化をメモリに記憶するステップ、実
際の送り速度を前記最大送り速度とし、指令通路コーナ
の前後の通路ブロックにおける通路データと該最大送り
速度とから各ブロックにおける各軸速度を求めると共
に、前後のブロックにおける各軸速度変化を求めるステ
ップ、該各軸速度変化が前記対応する軸の許容最大速度
変化より大きいか判断するステップ、大きい場合には許
容最大速度変化より小さくなるような送り速度FDを求め
るステップ、前記コーナにおける速度がFDとなるように
コーナ近傍から送り速度をFMAXからFDまで減速制御し、
コーナ到達後送り速度をFDからFMAXまで加速制御するス
テップを有する数値制御における送り速度制御方法によ
り達成される。
毎の許容最大速度変化をメモリに記憶するステップ、実
際の送り速度を前記最大送り速度とし、指令通路コーナ
の前後の通路ブロックにおける通路データと該最大送り
速度とから各ブロックにおける各軸速度を求めると共
に、前後のブロックにおける各軸速度変化を求めるステ
ップ、該各軸速度変化が前記対応する軸の許容最大速度
変化より大きいか判断するステップ、大きい場合には許
容最大速度変化より小さくなるような送り速度FDを求め
るステップ、前記コーナにおける速度がFDとなるように
コーナ近傍から送り速度をFMAXからFDまで減速制御し、
コーナ到達後送り速度をFDからFMAXまで加速制御するス
テップを有する数値制御における送り速度制御方法によ
り達成される。
＜作用＞ 最大送り速度FMAXと各軸毎の許容最大速度変化をメモ
リに記憶しておく。そして、実際の送り速度を前記最大
送り速度とし、指令通路コーナの前後の通路ブロックに
おける通路データと該最大送り速度とから各ブロックに
おける各軸速度を求めると共に、前後のブロックにおけ
る各軸速度変化を求め、該各軸速度変化が前記対応する
軸の許容最大速度変化より大きいか判断し、大きい場合
には許容最大速度変化より小さくなるような送り速度FD
を求め、前記コーナにおける速度がFDとなるようにコー
ナ近傍から送り速度をFMAXからFDまで減速制御し、コー
ナ到達後送り速度をFDからFMAXまで加速制御する。この
ようにすれば、プログラマは加工速度を決定する必要が
なく、自動的に機械の持つ最大限の能力を引き出せるよ
うに加工速度を制御して該加工速度で効率良く、精度の
良い加工ができる。
リに記憶しておく。そして、実際の送り速度を前記最大
送り速度とし、指令通路コーナの前後の通路ブロックに
おける通路データと該最大送り速度とから各ブロックに
おける各軸速度を求めると共に、前後のブロックにおけ
る各軸速度変化を求め、該各軸速度変化が前記対応する
軸の許容最大速度変化より大きいか判断し、大きい場合
には許容最大速度変化より小さくなるような送り速度FD
を求め、前記コーナにおける速度がFDとなるようにコー
ナ近傍から送り速度をFMAXからFDまで減速制御し、コー
ナ到達後送り速度をFDからFMAXまで加速制御する。この
ようにすれば、プログラマは加工速度を決定する必要が
なく、自動的に機械の持つ最大限の能力を引き出せるよ
うに加工速度を制御して該加工速度で効率良く、精度の
良い加工ができる。
＜実施例＞ 第１図は本発明の送り速度制御方法を実現する数値制
御装置のブロック図であり、同時２軸制御用の数値制御
装置を示している。100はNC加工プログラム（NCテー
プ）、101は数値制御部であり、後述する送り速度制御
処理を行ってコーナにおける送り速度を決定すると共
に、通路データと該送り速度を用いて所定サンプリング
時間TS毎の各軸移動量ΔX,ΔＹを演算して出力する。
御装置のブロック図であり、同時２軸制御用の数値制御
装置を示している。100はNC加工プログラム（NCテー
プ）、101は数値制御部であり、後述する送り速度制御
処理を行ってコーナにおける送り速度を決定すると共
に、通路データと該送り速度を用いて所定サンプリング
時間TS毎の各軸移動量ΔX,ΔＹを演算して出力する。
102X,102YはX,Y軸用のパルス補間器であり、サンプリ
ング時間ΔＴ毎にΔX,ΔＹを入力されて周知のパルス補
間演算を行い、該サンプリング時間ΔＴの間にΔX,ΔＹ
に応じた数のパルスXP,YPを発生する。
ング時間ΔＴ毎にΔX,ΔＹを入力されて周知のパルス補
間演算を行い、該サンプリング時間ΔＴの間にΔX,ΔＹ
に応じた数のパルスXP,YPを発生する。
103X,103YはX,Y軸用の加減速回路であり、パルス補間
器102X,102Yから出力される補間パルスの周波数を立ち
上がり時に加速し、立ち下がり時に減速する。尚、加減
速回路103X,103Yは、たとえば第２図に示す時定数T1を
有する直線加減速特性に従って加減速制御を行う。
器102X,102Yから出力される補間パルスの周波数を立ち
上がり時に加速し、立ち下がり時に減速する。尚、加減
速回路103X,103Yは、たとえば第２図に示す時定数T1を
有する直線加減速特性に従って加減速制御を行う。
104X,104Yはサーボ回路、105X,105Yはサーボモータで
あり、図示しないが位置及び速度フィードバック構成に
なっており、全体としてたとえば第３図に示すように時
定数T2を有する一次遅れ特性を有している。
あり、図示しないが位置及び速度フィードバック構成に
なっており、全体としてたとえば第３図に示すように時
定数T2を有する一次遅れ特性を有している。
本発明では、NC加工プログラム100から加工速度を指
定せず、加工速度は予め設定されている最大切削速度F
MAXとして加工を行い、コーナにおいてのみ各軸速度変
化ΔVX,ΔVYがそれぞれ予め設定されている各軸の許容
最大速度変化VMX,VMY以下となるように加工速度をFMAX
から所定速度まで減速し、減速後再び最大切削速度迄加
速して加工を行うようにしている。
定せず、加工速度は予め設定されている最大切削速度F
MAXとして加工を行い、コーナにおいてのみ各軸速度変
化ΔVX,ΔVYがそれぞれ予め設定されている各軸の許容
最大速度変化VMX,VMY以下となるように加工速度をFMAX
から所定速度まで減速し、減速後再び最大切削速度迄加
速して加工を行うようにしている。
第４図は指令通路コーナにおける送り速度制御の流れ
図であり、以下この流れ図に従って説明する。尚、予め
各軸の許容最大速度変化VMX,VMYをモータ最大トルク及
び機械へのショックの度合を考慮して求め、メモリに記
憶しておく。すなわち、モータの最大トルクをTMAX,JM
をモータイナーシャ、JIを負荷イナーシャ、tAをサーボ
遅れ（第３図のT2）と加減速時定数（第２図のT1）の和
であるとすると、最大速度変化VMAXは次式 VMAX＝TMAX・tA/（JM＋JI） で与えられるから、各軸毎に所定の値を代入して各軸毎
の許容最大速度変化VMX,VMYを求め、内蔵のRAMに記憶し
ておく。
図であり、以下この流れ図に従って説明する。尚、予め
各軸の許容最大速度変化VMX,VMYをモータ最大トルク及
び機械へのショックの度合を考慮して求め、メモリに記
憶しておく。すなわち、モータの最大トルクをTMAX,JM
をモータイナーシャ、JIを負荷イナーシャ、tAをサーボ
遅れ（第３図のT2）と加減速時定数（第２図のT1）の和
であるとすると、最大速度変化VMAXは次式 VMAX＝TMAX・tA/（JM＋JI） で与えられるから、各軸毎に所定の値を代入して各軸毎
の許容最大速度変化VMX,VMYを求め、内蔵のRAMに記憶し
ておく。
さて、最大切削送り速度FMAXでブロックbi（第５図参
照）の加工が行われているものとし、このブロックbiの
通路制御と並行して数値制御部101はNCテープ100から次
のブロックbi+1の通路データを読み取る。そして、ブロ
ックbi+1の傾斜角度θと最大切削速度FMAXを用いて各軸
方向の速度成分F2X,F2Yを次式 F2X＝FMAX・cosθ F2Y＝FMAX・sinθ により演算し、ついでこれらと現ブロックにおける各軸
速度成分F1X,F1Yとから次式 ΔVX＝F2X−F1X ΔVY＝F2Y−F1Y によりコーナにおける各軸毎の速度変化ΔVX,ΔVYを演
算する（ステップ201）。
照）の加工が行われているものとし、このブロックbiの
通路制御と並行して数値制御部101はNCテープ100から次
のブロックbi+1の通路データを読み取る。そして、ブロ
ックbi+1の傾斜角度θと最大切削速度FMAXを用いて各軸
方向の速度成分F2X,F2Yを次式 F2X＝FMAX・cosθ F2Y＝FMAX・sinθ により演算し、ついでこれらと現ブロックにおける各軸
速度成分F1X,F1Yとから次式 ΔVX＝F2X−F1X ΔVY＝F2Y−F1Y によりコーナにおける各軸毎の速度変化ΔVX,ΔVYを演
算する（ステップ201）。
各軸の速度変化ΔVX,ΔVYが求まれば、数値制御部はV
MX/ΔVX,VMY/ΔVY,・・のうち最小のものをＫとする
（ステップ202）。
MX/ΔVX,VMY/ΔVY,・・のうち最小のものをＫとする
（ステップ202）。
Ｋが求まれば、Ｋ＜１かチェックし、換言すればいず
れかの軸の速度変化が該軸の許容最大速度変化より大き
いか判断する（ステップ103）。Ｋ≧１であればブロッ
クbiの終点における指令送り速度FDをFMAXとし、換言す
ればコーナで減速する必要なしと判定し（ステップ20
4）、Ｋ＜１であればブロックbiの終点における指令送
り速度FDを次式 FD＝Ｋ・FMAX より演算し、コーナにおいて（ブロックbiの終点近傍に
おいて）減速する必要があると判定する（ステップ20
5）。
れかの軸の速度変化が該軸の許容最大速度変化より大き
いか判断する（ステップ103）。Ｋ≧１であればブロッ
クbiの終点における指令送り速度FDをFMAXとし、換言す
ればコーナで減速する必要なしと判定し（ステップ20
4）、Ｋ＜１であればブロックbiの終点における指令送
り速度FDを次式 FD＝Ｋ・FMAX より演算し、コーナにおいて（ブロックbiの終点近傍に
おいて）減速する必要があると判定する（ステップ20
5）。
FDが求まれば、指令送り送度をFMAXからFDに減速する
タイミングを求める（ステップ206）。
タイミングを求める（ステップ206）。
さて、指令送り速度の加減速度αはパラメータ等で予
め設定されているから次式 tD＝（FMAX−FD）／α により減速時間tD（第６図参照）を求める。これによ
り、現ブロックbiの残移動量が R0＝（FMAX−FD）・tD/2 （第６図斜線参照）になった時にFMAXから直線的に減速
を開始すればブロック終点において送り速度FDとなる。
従って、ブロックbiにおける残移動量が上式で与えられ
る値R0になったかチェックし（ステップ207）、なって
いなければ送り速度を最大切削速度FMAXとし、所定のサ
ンプリング時間毎の各軸移動量ΔX,ΔＹを演算して各軸
パルス補間器102X,102Yに入力し、工具を最大切削速度
で移動させる（ステップ208）。
め設定されているから次式 tD＝（FMAX−FD）／α により減速時間tD（第６図参照）を求める。これによ
り、現ブロックbiの残移動量が R0＝（FMAX−FD）・tD/2 （第６図斜線参照）になった時にFMAXから直線的に減速
を開始すればブロック終点において送り速度FDとなる。
従って、ブロックbiにおける残移動量が上式で与えられ
る値R0になったかチェックし（ステップ207）、なって
いなければ送り速度を最大切削速度FMAXとし、所定のサ
ンプリング時間毎の各軸移動量ΔX,ΔＹを演算して各軸
パルス補間器102X,102Yに入力し、工具を最大切削速度
で移動させる（ステップ208）。
工具が最大切削速度FMAXでブロック終点に向かって移
動し、残移動量がR0に等しくなれば指令送り速度をFMAX
からFDに向けてサンプリング時間ΔＴ毎に段階状に減速
する（第６図参照）。従って以後ブロック終点に到達す
る迄、数値制御部101はサンプリング時点ΔＴ毎に減速
された速度を指定送り速度とみなして該サンプリング時
間ΔＴ毎の各軸移動量を演算してパルス補間器102X,102
Yに入力する（以上ステップ208′）。
動し、残移動量がR0に等しくなれば指令送り速度をFMAX
からFDに向けてサンプリング時間ΔＴ毎に段階状に減速
する（第６図参照）。従って以後ブロック終点に到達す
る迄、数値制御部101はサンプリング時点ΔＴ毎に減速
された速度を指定送り速度とみなして該サンプリング時
間ΔＴ毎の各軸移動量を演算してパルス補間器102X,102
Yに入力する（以上ステップ208′）。
このステップ208′の処理はブロック終点に到達する
まで繰り返され、ブロック終点に到達すればステップ20
9において「YES」となり、以後減速の場合と同様に指令
速度はFDからFMAXまでTDの間加速制御が行われる（ステ
ップ210,211）。
まで繰り返され、ブロック終点に到達すればステップ20
9において「YES」となり、以後減速の場合と同様に指令
速度はFDからFMAXまでTDの間加速制御が行われる（ステ
ップ210,211）。
すなわち、数値制御部101はサンプリング時間ΔＴ毎
に加速された速度を指令送り速度とみなしてΔＴ毎の各
軸移動量を演算してパルス補間器102X,102Yに入力す
る。尚、加速制御が終了すればNCテープ100より次のブ
ロックの通路データを読み取って上記処理が繰り返えさ
れる。
に加速された速度を指令送り速度とみなしてΔＴ毎の各
軸移動量を演算してパルス補間器102X,102Yに入力す
る。尚、加速制御が終了すればNCテープ100より次のブ
ロックの通路データを読み取って上記処理が繰り返えさ
れる。
第７図は従来方法と本発明方法による速度変化の様子
を示すもので、VPは従来方法、Viは本発明方法による速
度である。精度を重視した場合、従来方法であるとコー
ナ毎に（ブロック終点毎に）、イグザクトストップをす
る必要があり、本発明方法に比べて全体の加工時間がTL
延びている。
を示すもので、VPは従来方法、Viは本発明方法による速
度である。精度を重視した場合、従来方法であるとコー
ナ毎に（ブロック終点毎に）、イグザクトストップをす
る必要があり、本発明方法に比べて全体の加工時間がTL
延びている。
尚、以上は切削時の場合における送り速度制御である
が、位置決め時の場合にも同様に制御でき、この場合最
大送り速度は早送り速度となる。
が、位置決め時の場合にも同様に制御でき、この場合最
大送り速度は早送り速度となる。
＜発明の効果＞ 以上本発明によれば、実際の送り速度を予め設定され
ている最大送り速度とすると共に、指令通路コーナにお
ける各軸速度変化が予め計算されている許容最大速度変
化より大きい場合に限り、コーナにおいて送り送度をF
MAXから所定速度FD（この速度FDでは速度変化は許容最
大速度変化より小さくなる）まで減速するように構成し
たから、プログラマが加工速度を決定する必要がなく、
しかも最小限の減速ですむため機械の持つ最大限の能力
を引き出し、効率良く、精度の良い加工ができる。
ている最大送り速度とすると共に、指令通路コーナにお
ける各軸速度変化が予め計算されている許容最大速度変
化より大きい場合に限り、コーナにおいて送り送度をF
MAXから所定速度FD（この速度FDでは速度変化は許容最
大速度変化より小さくなる）まで減速するように構成し
たから、プログラマが加工速度を決定する必要がなく、
しかも最小限の減速ですむため機械の持つ最大限の能力
を引き出し、効率良く、精度の良い加工ができる。
第１図は本発明方法を実現する数値制御装置のブロック
図、 第２図は加減速回路の特性図、 第３図はサーボ系の一次遅れ特性図、 第４図は本発明方法の処理の流れ図、 第５図は通路形状説明図、 第６図はコーナにおける減速及び加速説明図、 第７図は従来方法と本発明方法における速度変化の様子
を示す図である。 101……数値制御部 102X,102Y……パルス補間器、 103X,103Y……加減速回路
図、 第２図は加減速回路の特性図、 第３図はサーボ系の一次遅れ特性図、 第４図は本発明方法の処理の流れ図、 第５図は通路形状説明図、 第６図はコーナにおける減速及び加速説明図、 第７図は従来方法と本発明方法における速度変化の様子
を示す図である。 101……数値制御部 102X,102Y……パルス補間器、 103X,103Y……加減速回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 隆夫 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 藤林 謙太郎 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 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 斉藤 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62−221704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−28810（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】最大送り速度FMAXと各軸毎の許容最大速度
変化をメモリに記憶しておき、 実際の送り速度を前記最大送り速度とし、指令通路コー
ナの前後の通路ブロックにおける通路データと該最大送
り速度とから各ブロックにおける各軸速度を求めると共
に、前後のブロックにおける各軸速度変化を求め、 該各軸速度変化が前記対応する軸の許容最大速度変化よ
り大きいか判断し、 大きい場合には許容最大速度変化より小さくなるような
送り速度FDを求め、 前記コーナにおける速度がFDとなるようにコーナ近傍か
ら送り速度をFMAXからFDまで減速制御し、コーナ到達後
送り速度をFDからFMAXまで加速制御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】各軸の許容最大速度変化とコーナ前後の通
路ブロックにおける各軸の速度変化との比率のうち最も
小さい比率Ｋ（＜１）を求め、Ｋ・FMAXをFDとすること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の数値制御にお
ける送り速度制御方法。 - 【請求項３】前記最大送り速度は、切削時においては最
大切削速度であり、位置決め時においては早送り速度で
ある特許請求の範囲第１項記載の数値制御における送り
速度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22493288A JP3219195B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 数値制御における送り速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22493288A JP3219195B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 数値制御における送り速度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272414A JPH0272414A (ja) | 1990-03-12 |
| JP3219195B2 true JP3219195B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=16821438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22493288A Expired - Fee Related JP3219195B2 (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 数値制御における送り速度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219195B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2742104B2 (ja) * | 1989-08-29 | 1998-04-22 | ファナック株式会社 | 数値制御装置の送り速度制御方法 |
| US5444636A (en) * | 1991-08-30 | 1995-08-22 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling feed rate at arcuate portions |
| JP4068321B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2008-03-26 | 株式会社ジェイテクト | 加工装置の加工速度設定方法及び加工装置 |
| JP2003334740A (ja) | 2002-05-15 | 2003-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | 許容速度決定方法および速度制御装置 |
| JP5737970B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2015-06-17 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械の制御システム |
| JP5622639B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-11-12 | 三菱電機株式会社 | 指令生成装置 |
| JP6450734B2 (ja) | 2016-11-22 | 2019-01-09 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6228810A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボツトの制御装置 |
| JPS62221704A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | San Esu Shoko Co Ltd | 数値制御方法 |
-
1988
- 1988-09-08 JP JP22493288A patent/JP3219195B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0272414A (ja) | 1990-03-12 |
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