JP4437801B2 - Numerical control method and speed control device - Google Patents

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JP4437801B2 JP2006156589A JP2006156589A JP4437801B2 JP 4437801 B2 JP4437801 B2 JP 4437801B2 JP 2006156589 A JP2006156589 A JP 2006156589A JP 2006156589 A JP2006156589 A JP 2006156589A JP 4437801 B2 JP4437801 B2 JP 4437801B2
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Description

本発明は、可動部の許容速度を決定するための数値制御方法および速度制御装置に関するものであり、特に、決定した許容速度を超えないように可動部の速度を制御する制御装置、たとえば、数値制御装置,ロボット制御装置,シーケンサや、エレベータ,ミシン,座標測定器,プロッタ,ベルトコンベア,自動車,列車などの移動体や、航空機などの制御装置に好適な数値制御方法に関するものである。   The present invention relates to a numerical control method and a speed control apparatus for determining an allowable speed of a movable part, and in particular, a control apparatus for controlling the speed of a movable part so as not to exceed the determined allowable speed, for example, a numerical value The present invention relates to a numerical control method suitable for a control device such as a control device, a robot control device, a sequencer, a moving body such as an elevator, a sewing machine, a coordinate measuring device, a plotter, a belt conveyor, an automobile or a train, or an aircraft.

以下、従来の数値制御方法について説明する。一般に、可動部の動作を制御する場合、高速に動作するほど機械振動が大きくなる。そのため、機械振動に対して許容可能な最大の速度(許容速度)を求め、可動部の速度がその許容速度を超えないように制御する。   Hereinafter, a conventional numerical control method will be described. Generally, when controlling the operation of the movable part, the mechanical vibration becomes larger as the operation is faster. Therefore, the maximum speed (allowable speed) allowable for mechanical vibration is obtained, and control is performed so that the speed of the movable part does not exceed the allowable speed.

従来の数値制御方法における許容速度決定手法としては、たとえば、下記特許文献1に記載の方法がある。この特許文献では、たとえば、移動軌跡を複数の目標点P1,P2,…,Pnを順次通る経路とし、この経路上の任意の点PkとPk+1を結ぶ区間kの線分データXkおよび最高速度指令値F0を入力した場合に、区間kとその近傍の区間の線分データおよび最高速度指令値F0に基づいて、区間kの曲率に応じて定まる許容法線加速度以下の許容速度を求める。   As an allowable speed determination method in the conventional numerical control method, for example, there is a method described in Patent Document 1 below. In this patent document, for example, a movement trajectory is a path that sequentially passes through a plurality of target points P1, P2,..., Pn, and line segment data Xk and a maximum speed command for a section k connecting arbitrary points Pk and Pk + 1 on this path. When the value F0 is input, an allowable speed equal to or lower than the allowable normal acceleration determined according to the curvature of the section k is obtained based on the line segment data of the section k and its vicinity and the maximum speed command value F0.

また、従来の他の数値制御方法における許容速度決定手法としては、たとえば、下記特許文献2に記載の方法がある。この特許文献では、隣接する2ブロック間の速度差に基づいて許容速度を決定していた。すなわち、モータの最大トルクまたは機械へのショックから決まる最大速度変化を予め求めておき、別途設定されている最大切削速度で加工するものとし、コーナにおける軸毎の速度変化が最大速度変化を超える場合に、超えない範囲で最大となるような送り速度を求める。   In addition, as an allowable speed determination method in another conventional numerical control method, for example, there is a method described in Patent Document 2 below. In this patent document, the allowable speed is determined based on the speed difference between two adjacent blocks. That is, when the maximum speed change determined from the maximum torque of the motor or shock to the machine is obtained in advance and machining is performed at the maximum cutting speed set separately, and the speed change for each axis in the corner exceeds the maximum speed change In addition, the feed speed that is the maximum within the range not exceeding is obtained.

特開平2−219107号公報JP-A-2-219107 特開平2−72414号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-72414

しかしながら、上記、従来の数値制御方法における許容速度決定手法については、以下に示す問題点があった。   However, the above-described allowable speed determination method in the conventional numerical control method has the following problems.

たとえば、上記のように加速度や速度差をその許容値以下に抑えることによって、間接的に機械振動が低減される場合もあるが、近年のように移動時間をより短縮して動作速度を高める場合には、上記従来の技術では、機械振動の抑制が不十分であることがわかってきた。   For example, there is a case where mechanical vibration is indirectly reduced by suppressing the acceleration or speed difference below the allowable value as described above. However, when the movement time is further shortened and the operation speed is increased as in recent years. In addition, it has been found that the above-described conventional technique is insufficient in suppressing mechanical vibration.

ここで、上記特許文献1に記載の方法を例に挙げて説明する。たとえば、機械振動が必ず発生しないようにするには加速度の許容値を十分に小さくする方法がある。しかしながら、このような方法では、たとえば、加速度が上記許容値より大きいにもかかわらず機械振動が発生しないような場合には、むだに速度を下げることとなり、加工能率が下がってしまう、という問題があった。   Here, the method described in Patent Document 1 will be described as an example. For example, in order to prevent mechanical vibrations from occurring, there is a method of sufficiently reducing the allowable acceleration value. However, in such a method, for example, when the mechanical vibration does not occur even though the acceleration is larger than the allowable value, there is a problem in that the speed is unnecessarily lowered and the machining efficiency is lowered. there were.

現状の問題点を、図面を用いて具体的に説明する。図15,図16,図17,図18,図19は、従来の問題点を説明するための図である。まず、図15に示すような指令経路と指令速度に従って動作する場合について説明する。なお、図中のP0〜P2は指令経路を構成する各線分の始終点であり、P0,P1,P2の順番に移動する。また、各線分に示されたFは指令速度(mm/min)を表している。   Current problems will be specifically described with reference to the drawings. 15, FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, and FIG. 19 are diagrams for explaining conventional problems. First, a description will be given of a case of operating according to a command path and a command speed as shown in FIG. In the figure, P0 to P2 are the start and end points of each line segment constituting the command path, and move in the order of P0, P1, and P2. Further, F shown in each line segment represents a command speed (mm / min).

たとえば、指令速度で通過する場合、点P1において発生する速度差は、
X軸:1000×(COS(π/2)−COS(−π/2))=0
Y軸:1000×(SIN(π/2)−SIN(−π/2))=1000√2である。ここで、たとえば、X軸,Y軸の許容速度差をともに300√2とすると、点P1の許容速度は、
1000×300√2/1000√2=300
となる。
For example, when passing at the command speed, the speed difference generated at the point P1 is
X axis: 1000 × (COS (π / 2) −COS (−π / 2)) = 0
Y axis: 1000 × (SIN (π / 2) −SIN (−π / 2)) = 1000√2. Here, for example, if the allowable speed difference between the X axis and the Y axis is 300√2, the allowable speed at the point P1 is
1000 × 300√2 / 1000√2 = 300
It becomes.

図16では、点P1の近傍をこの速度300で通過する場合に機械に発生する振動を示しており、詳細には、Y軸の加速度波形を示している。なお、X軸の加速度は0なので省略する。また、機械の共振周波数を20Hzとし、減衰比を0.1とする。この場合、発生する機械振動は最大で0.78m/s2となる。 FIG. 16 shows the vibration generated in the machine when passing in the vicinity of the point P1 at this speed 300, and more specifically, shows the acceleration waveform of the Y axis. Note that the X-axis acceleration is 0, and is omitted. The resonance frequency of the machine is 20 Hz, and the attenuation ratio is 0.1. In this case, the generated mechanical vibration is 0.78 m / s 2 at the maximum.

つぎに、図17に示すような指令経路と指令速度に従って動作する場合について説明する。なお、図中のP0〜P3は指令経路を構成する各線分の始終点であり、P0,P1,P2,P3の順番に移動する。また、図17では点P1とP2は重なって見えるが、実際は10μmだけ離れている(図18参照)。   Next, a description will be given of a case of operating according to a command path and a command speed as shown in FIG. In the figure, P0 to P3 are the start and end points of each line segment constituting the command path, and move in the order of P0, P1, P2, and P3. In FIG. 17, the points P1 and P2 appear to overlap, but are actually separated by 10 μm (see FIG. 18).

たとえば、指令速度で通過する場合に点P1において発生する速度差は、
X軸:1000×(COS(π/2)−COS(0))
=1000×(√2/2−1)
Y軸:1000×(SIN(π/2)−SIN(0))
=1000×(√2/2)
となる。ここで、X軸,Y軸の許容速度差をともに300√2とすると、点P1の許容速度は、
1000×min(300√2/(1000(√2/2−1)),
300√2/(1000(√2/2)))=600
となる。
For example, the speed difference that occurs at point P1 when passing at the command speed is
X axis: 1000 × (COS (π / 2) −COS (0))
= 1000 × (√2 / 2-1)
Y axis: 1000 × (SIN (π / 2) −SIN (0))
= 1000 × (√2 / 2)
It becomes. Here, if the allowable speed difference between the X axis and the Y axis is 300√2, the allowable speed at the point P1 is
1000 × min (300√2 / (1000 (√2 / 2-1)),
300√2 / (1000 (√2 / 2))) = 600
It becomes.

図19では、点P1の近傍をこの速度600で通過する場合に機械に発生する振動を示しており、詳細には、Y軸の加速度波形を示している。なお、X軸の加速度はY軸の加速度より小さいので省略する。この場合、発生する機械振動は最大で1.26m/s2となる。 FIG. 19 shows the vibration generated in the machine when passing in the vicinity of the point P1 at the speed 600, and more specifically, shows the acceleration waveform of the Y axis. Note that the X-axis acceleration is smaller than the Y-axis acceleration, and is therefore omitted. In this case, the generated mechanical vibration is 1.26 m / s 2 at the maximum.

このように、従来技術によれば、図15と図17のように、わずかに形状が異なっただけで、発生する機械振動の大きさが大きく異なってしまい、正しく機械振動を管理できていないことがわかる。具体的にいうと、たとえば、機械振動を0.78m/s2以下に制限するような場合、許容速度差は、現状の約半分、すなわち、150√2にする必要がある。しかしながら、この設定では、図15の指令経路に対して許容速度が150(このときの振動は0.39m/s2)となってしまい、明らかに速度の下げすぎになる。すなわち、加工能率が低下する。 Thus, according to the prior art, as shown in FIG. 15 and FIG. 17, the magnitude of the generated mechanical vibration is greatly different even if the shape is slightly different, and the mechanical vibration cannot be managed correctly. I understand. Specifically, for example, when the mechanical vibration is limited to 0.78 m / s 2 or less, the allowable speed difference needs to be about half of the current state, that is, 150√2. However, with this setting, the permissible speed is 150 (the vibration at this time is 0.39 m / s 2 ) with respect to the command path of FIG. That is, the processing efficiency decreases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機械振動(許容速度)の正確な管理および処理能率の向上を実現可能な数値制御方法および速度制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a numerical control method and a speed control device that can realize accurate management of mechanical vibration (allowable speed) and improvement of processing efficiency.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる数値制御方法は、2軸以上の可動部の移動を指令経路に沿って指令速度に従って制御する数値制御方法において、指令経路上の特定点もしくは特定領域における指令経路に沿った許容速度を決定する許容速度決定部と、前記指令経路に沿った指令速度および前記指令経路に沿った許容速度に基づいて、前記可動部の指令経路に沿った速度が前記指令経路に沿った指令速度および前記指令経路に沿った許容速度を越えないように制御する速度制御部と、を備え、前記許容速度決定部は、前記特定点もしくは特定領域から所定の移動時間の範囲、または、前記特定点もしくは特定領域から所定の移動距離の範囲、の指令経路および指令経路に沿った指令速度を読み込む指令読み込みステップと、前記指令経路および指令経路に沿った指令速度に基づいて、各時刻の各軸の仮の速度指令を一旦生成する速度指令生成ステップと、前記各時刻の各軸の仮の速度指令に含まれる、機械振動に対応する各軸の周波数帯域の成分を計算する周波数成分計算ステップと、予め設定された周波数帯域の成分の基準値に対する前記各軸の周波数帯域の成分の比の最小値、あるいは予め設定された周波数帯域の成分の基準値に対する前記各軸の周波数帯域の成分の二乗和平方根の比から前記特定領域の指令経路に沿った許容速度を計算する許容速度決定ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a numerical control method according to the present invention is a numerical control method for controlling movement of two or more movable parts according to a command speed along a command path. Based on the command speed along the command path and the command speed along the command path, the command speed of the movable unit is determined based on the command speed along the command path and the command speed along the command path. A speed control unit that controls the speed along the command path so as not to exceed the command speed along the command path and the permissible speed along the command path, and the permissible speed determination unit from the specific point or the specific region A command reading path that reads a command path along a predetermined movement time range or a predetermined movement distance range from the specific point or specific region and a command speed along the command path. And a speed command generation step for temporarily generating a temporary speed command for each axis at each time based on the command path and a command speed along the command path, and a temporary speed command for each axis at each time A frequency component calculating step for calculating a frequency band component of each axis corresponding to mechanical vibration, and a minimum value of a ratio of the frequency band component of each axis to a preset reference value of the frequency band component Or an allowable speed determination step for calculating an allowable speed along the command path of the specific region from a ratio of a square root sum of squares of the frequency band components of each axis to a reference value of a preset frequency band component; It is characterized by including.

本発明にかかる数値制御方法によれば、機械振動に対応する周波数成分に基づいて許容速度を求めるようにしているので、機械振動(許容速度)の正確な管理および処理能率の向上を実現することができるという効果を奏する。   According to the numerical control method of the present invention, the allowable speed is obtained based on the frequency component corresponding to the mechanical vibration, so that accurate management of the mechanical vibration (allowable speed) and improvement of the processing efficiency are realized. There is an effect that can be.

以下に、本発明にかかる数値制御方法および速度制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a numerical control method and a speed control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明にかかる速度制御装置の構成を示す図である。図1において、1は許容速度決定部であり、2は速度制御部であり、3は可動部(制御対象)であり、速度制御装置は、許容速度決定部1と速度制御部2で構成される。許容速度決定部1では、後述する数値制御方法に従って許容速度を決定する。ここでは、指令経路と指令速度に基づいて許容速度を決定する。速度制御部2では、指令経路に沿って可動部(制御対象)3の速度を制御する。このとき、制御対象の速度が指令速度,許容速度を超えないように制御する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a speed control device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an allowable speed determination unit, 2 is a speed control unit, 3 is a movable unit (control target), and the speed control device includes an allowable speed determination unit 1 and a speed control unit 2. The The allowable speed determination unit 1 determines the allowable speed according to a numerical control method described later. Here, the allowable speed is determined based on the command path and the command speed. The speed control unit 2 controls the speed of the movable unit (control target) 3 along the command path. At this time, control is performed so that the speed to be controlled does not exceed the command speed and the allowable speed.

以下、本実施の形態1の数値制御方法について説明する。図2は、本発明にかかる速度制御装置の許容速度決定部1にて実現される実施の形態1の数値制御方法を示すフローチャートである。ここでは、実施の形態1の数値制御方法を、図15,図17の例を再度用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the numerical control method according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the numerical control method of the first embodiment realized by the allowable speed determining unit 1 of the speed control device according to the present invention. Here, the numerical control method according to the first embodiment will be specifically described using the examples of FIGS. 15 and 17 again.

まず、図15に示すような指令経路と指令速度に従って動作する場合について説明する。ここでは、たとえば、点P1の許容速度を決定する。速度制御装置の許容速度決定部1では、指令経路および指令速度を読み込む(ステップS1)。なお、点P1を含む所定の時間または距離の範囲内の、指令経路および指令速度を読み込む。   First, a description will be given of a case of operating according to a command path and a command speed as shown in FIG. Here, for example, the allowable speed of the point P1 is determined. The allowable speed determination unit 1 of the speed control device reads the command path and the command speed (step S1). Note that the command route and command speed within a predetermined time or distance range including the point P1 are read.

図3は、たとえば、距離Lの範囲内の指令経路および指令速度を読み込む場合の一例を示す図である。この場合には、点P1に対する指令経路に沿って、進行方向と逆方向におけるそれぞれ距離Lの範囲(図中の指令経路に沿ってA〜P1の範囲,P1〜Bの範囲)で、指令経路および指令速度を読み込む。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of reading a command route and a command speed within the range of the distance L, for example. In this case, along the command path for the point P1, the command path is in the range of distance L in the direction opposite to the traveling direction (the range of A to P1 and the range of P1 to B along the command path in the figure). Read the command speed.

ただし、指令経路および指令速度を読み込む範囲については、所定時間の範囲で定めてもよいし、また、時間と距離の両方を用いて定めてもよい。たとえば、点P1からの時間(所要時間)は、点P1からの指令経路に沿った距離をdとすると、「時間=d/指令速度」で求めることができる。一般に、指令経路および指令速度は動作プログラムに定義されている場合が多いので、その場合には、点P1より前(過去)の指令経路と指令速度を記憶しておくとともに、点P1より後(未来)の指令経路と指令速度を先読みすることになる。また、上記所定の時間は、機械振動周波数の成分を精度よく抽出するため、少なくともその周期の1/4以上とすることが好ましい。また、上記所定の距離は、同様の理由で、機械振動周波数と指令送り速度との積の1/4以上とすることが好ましい。   However, the range for reading the command path and the command speed may be determined within a predetermined time range, or may be determined using both time and distance. For example, the time from the point P1 (required time) can be obtained by “time = d / command speed” where d is the distance along the command path from the point P1. In general, the command path and the command speed are often defined in the operation program. In this case, the command path and the command speed before (past) the point P1 are stored, and after the point P1 ( The future command path and command speed are prefetched. The predetermined time is preferably at least ¼ of the period in order to accurately extract the mechanical vibration frequency component. Further, for the same reason, the predetermined distance is preferably not less than 1/4 of the product of the mechanical vibration frequency and the command feed speed.

指令経路および指令速度を読み込んだ後、許容速度決定部1では、各指令に基づいて計算される許容速度から各時刻の速度指令(速度指令波形)を生成する(ステップS2)。図4は、たとえば、前述の図3の場合における各軸の速度指令波形を示す図である。図中VxはX軸の速度指令波形を表し、VyはY軸の速度指令波形を表す。各ブロックにおける各軸の速度の値は、線分のX軸に対してなす角度をθとし、指令速度をFとすると、下記(1)(2)式のように表すことができる。この演算処理をステップS1にて決定した全範囲に対して行う。
Vx=F×cosθ …(1)
Vy=F×sinθ …(2)
After reading the command path and the command speed, the permissible speed determination unit 1 generates a speed command (speed command waveform) at each time from the permissible speed calculated based on each command (step S2). FIG. 4 is a diagram showing a speed command waveform for each axis in the case of FIG. 3 described above, for example. In the figure, Vx represents an X-axis speed command waveform, and Vy represents a Y-axis speed command waveform. The value of the speed of each axis in each block can be expressed by the following equations (1) and (2), where θ is the angle formed with respect to the X axis of the line segment and F is the command speed. This calculation process is performed for the entire range determined in step S1.
Vx = F × cos θ (1)
Vy = F × sin θ (2)

各軸の速度指令波形を生成後、許容速度決定部1では、機械振動に対応する周波数成分を求める(ステップS3)。たとえば、ここでは、ステップS2にて求めた速度指令波形Vyに対してFFT演算(離散フーリエ演算)を施し、そのスペクトルを求める。図5は、速度指令波形Vyに対応したスペクトルを示す図である。この場合、機械振動に対応する周波数成分(図中の○印)の大きさGは、6.93となった。   After generating the speed command waveform for each axis, the allowable speed determining unit 1 obtains a frequency component corresponding to the mechanical vibration (step S3). For example, here, FFT calculation (discrete Fourier calculation) is performed on the velocity command waveform Vy obtained in step S2, and the spectrum is obtained. FIG. 5 is a diagram showing a spectrum corresponding to the speed command waveform Vy. In this case, the magnitude G of the frequency component (circle mark in the figure) corresponding to the mechanical vibration was 6.93.

機械振動に対応する周波数成分を求めた後、許容速度決定部1では、上記周波数成分の大きさGとその基準値Vmax(ここでは2.079とする)とを用いて、以下の(3)式で許容速度を求める(ステップS4)。
許容速度
=指令速度×Vmax/G
=1000×2.079/6.93=300 …(3)
After obtaining the frequency component corresponding to the mechanical vibration, the permissible speed determining unit 1 uses the magnitude G of the frequency component and its reference value Vmax (here, 2.079), and the following (3) An allowable speed is obtained by an equation (step S4).
Allowable speed = Command speed x Vmax / G
= 1000 × 2.079 / 6.93 = 300 (3)

図6は、点P1の近傍を上記速度300で通過する場合に機械に発生する振動を示す図である。ここでは、特に、Y軸の加速度波形を示している。図示のとおり、発生する機械振動は最大で0.78m/s2となる。 FIG. 6 is a diagram showing the vibration generated in the machine when passing near the point P1 at the speed 300. As shown in FIG. Here, in particular, the acceleration waveform of the Y axis is shown. As shown in the figure, the generated mechanical vibration is 0.78 m / s 2 at the maximum.

つぎに、図17に示すような指令経路と指令速度に従って動作する場合について説明する。この場合も、上記同様、速度制御装置が指令経路および指令速度を読み込む(ステップS1)。図7は、たとえば、距離Lの範囲内の指令経路および指令速度を読み込む場合の一例を示す図である。この場合には、点P1に対する指令経路に沿って、進行方向と逆方向におけるそれぞれ距離Lの範囲(図中の指令経路に沿ってA〜P1の範囲,P1〜Bの範囲)で、指令経路および指令速度を読み込む。そして、各指令に基づいて速度指令波形を生成する(ステップS2)。図8は、ステップS2にて求めた各軸の速度指令波形を示す図である。   Next, a description will be given of a case of operating according to a command path and a command speed as shown in FIG. Also in this case, as described above, the speed control device reads the command path and the command speed (step S1). FIG. 7 is a diagram illustrating an example of reading a command route and a command speed within the range of the distance L, for example. In this case, along the command path for the point P1, the command path is in the range of distance L in the direction opposite to the traveling direction (the range of A to P1 and the range of P1 to B along the command path in the figure). Read the command speed. Then, a speed command waveform is generated based on each command (step S2). FIG. 8 is a diagram showing the speed command waveform of each axis obtained in step S2.

各軸の速度指令波形を生成後、速度制御装置では、機械振動に対応する周波数成分を求める(ステップS3)。上記同様、速度指令波形Vyに対してFFT演算(離散フーリエ演算)を施し、そのスペクトルを求める。図9は、速度指令波形Vyに対応したスペクトルを示す図である。この場合、機械振動に対応する周波数成分(図中の○印)の大きさGは、6.88となった。   After generating the speed command waveform for each axis, the speed control device obtains a frequency component corresponding to the mechanical vibration (step S3). Similar to the above, FFT calculation (discrete Fourier calculation) is performed on the speed command waveform Vy to obtain its spectrum. FIG. 9 is a diagram showing a spectrum corresponding to the speed command waveform Vy. In this case, the magnitude G of the frequency component (circle mark in the figure) corresponding to the mechanical vibration was 6.88.

機械振動に対応する周波数成分を求めた後、速度制御装置では、上記周波数成分の大きさGとその基準値Vmax(ここでは2.079とする)とを用いて、以下の(4)式で許容速度を求める(ステップS4)。
許容速度=指令速度×Vmax/G
=1000×2.079/6.88=302 …(4)
After obtaining the frequency component corresponding to the mechanical vibration, the speed control apparatus uses the magnitude G of the frequency component and its reference value Vmax (here, 2.079) to obtain the following equation (4). An allowable speed is obtained (step S4).
Allowable speed = command speed x Vmax / G
= 1000 × 2.079 / 6.88 = 302 (4)

図10は、点P1の近傍を上記速度302で通過する場合に機械に発生する振動を示す図である。ここでは、特に、Y軸の加速度波形を示している。図示のとおり、発生する機械振動は最大で0.69m/s2となる。 FIG. 10 is a diagram showing the vibration generated in the machine when passing near the point P1 at the speed 302. As shown in FIG. Here, in particular, the acceleration waveform of the Y axis is shown. As shown in the figure, the generated mechanical vibration is 0.69 m / s 2 at the maximum.

このように、本実施の形態においては、機械振動に対応する周波数成分に基づいて許容速度を求めるので、高精度に機械振動を管理することができ、これにより、ショックのない滑らかな動作を実現できる。また、従来技術と比較して、必要以上に減速することがなく動作時間をより短くできる。   As described above, in this embodiment, since the allowable speed is obtained based on the frequency component corresponding to the mechanical vibration, the mechanical vibration can be managed with high accuracy, thereby realizing a smooth operation without a shock. it can. Further, the operation time can be shortened without decelerating more than necessary as compared with the prior art.

なお、上記ステップS2では、許容速度を求める点の近傍の指令速度を、一定の指令速度Fとして各軸の速度指令波形を生成したが、その他に、ブロックの途中で加減速が生じる場合にはその加減速も考慮して各軸の速度指令波形を生成してもよい。これにより、その後の計算精度が向上する。また、各軸の速度指令波形から、サーボ系の応答特性を用いて機械の各軸の速度波形を推定することとしてもよい。これにより、その後の計算精度がさらに向上する。   In step S2, the speed command waveform for each axis is generated with the command speed in the vicinity of the point for obtaining the permissible speed as a constant command speed F. In addition, when acceleration / deceleration occurs in the middle of the block, The speed command waveform of each axis may be generated in consideration of the acceleration / deceleration. Thereby, the subsequent calculation accuracy is improved. Moreover, it is good also as estimating the speed waveform of each axis | shaft of a machine from the speed command waveform of each axis | shaft using the response characteristic of a servo system. Thereby, the subsequent calculation accuracy is further improved.

また、ステップS2では、指令速度波形を生成するが、速度指令ではなく、位置,加速度,加々速度を計算し、その周波数成分を求めることとしてもよい。なお、位置は速度指令を積分することで、加速度および加々速度は速度を1回または2回微分することで、それぞれ容易に得ることができる。   In step S2, a command speed waveform is generated, but instead of the speed command, position, acceleration, jerk may be calculated, and the frequency component may be obtained. The position can be easily obtained by integrating the speed command, and the acceleration and jerk can be easily obtained by differentiating the speed once or twice.

また、ステップS3では、FFT演算を用いたが、ウェーブレット変換,ラプラス変換,ハイパス/ローパス/バンドパスフィルタによる演算,所定の時間波形との相関係数演算を用いてもよく、さらに、それらの演算結果に対して連続時間領域の計算法または離散時間領域の計算法を適用してもよい。   In step S3, FFT calculation is used. However, wavelet transform, Laplace transform, calculation using a high pass / low pass / band pass filter, and correlation coefficient calculation with a predetermined time waveform may be used. A continuous time domain calculation method or a discrete time domain calculation method may be applied to the result.

また、ステップS3では、1つの周波数成分に着目したが、たとえば、複数の機械振動モードがある場合,機械振動数が変化する場合,機械振動数が未知の場合などは、複数の周波数成分に着目し、それらの最大値,平均値または重み付け平均値などを用いて許容速度を求めることとしてもよい。   In step S3, attention is focused on one frequency component. For example, when there are a plurality of mechanical vibration modes, when the mechanical frequency changes, or when the mechanical frequency is unknown, attention is paid to the plurality of frequency components. The allowable speed may be obtained using the maximum value, average value, weighted average value, or the like.

また、ステップS4では、基準値Vmaxを各軸毎に設けてもよいし、全軸共通に設けてもよい。各軸毎に設ける場合には、各軸の周波数成分をGjとし、基準値をVmaxj(j=1,2,…,n(nは軸数))とし、以下の(5)式を用いて許容速度を計算する。
許容速度
=min(Vmax1/G1,Vmax2/G2,…,Vmaxn/Gn)
…(5)
機械の振動特性が各軸で異なる場合には、基準値を各軸に設けることでより精密な振動制御が可能となる。一方、全軸共通に設ける場合には、基準値をVmaxとし、以下の(6)または(7)式を用いて許容速度を計算する。
許容速度
=min(Vmax/G1,Vmax/G2,…,Vmax/Gn)
…(6)
許容速度=Vmax/√(G12+G22+…+Gn2) …(7)
機械の振動特性の軸毎の差が小さい場合には、基準値を共通とすることでパラメータ設定や調整の手間を減らすことができる。
In step S4, the reference value Vmax may be provided for each axis or may be provided for all axes. When each axis is provided, the frequency component of each axis is Gj, the reference value is Vmaxj (j = 1, 2,..., N (n is the number of axes)), and the following equation (5) is used. Calculate the allowable speed.
Allowable speed = min (Vmax1 / G1, Vmax2 / G2,..., Vmaxn / Gn)
... (5)
When the vibration characteristics of the machine are different for each axis, more precise vibration control can be performed by providing a reference value for each axis. On the other hand, when providing for all axes in common, the reference speed is set to Vmax, and the allowable speed is calculated using the following formula (6) or (7).
Allowable speed = min (Vmax / G1, Vmax / G2,..., Vmax / Gn)
... (6)
Allowable speed = Vmax / √ (G1 2 + G2 2 +... + Gn 2 ) (7)
When the difference in the vibration characteristics of the machine for each axis is small, the labor for parameter setting and adjustment can be reduced by using a common reference value.

また、本実施の形態では、ステップS1,ステップS2,ステップS4において指令速度の情報を用いたが、指令速度を用いずに計算することもできる。たとえば、指令速度の変わりに、各軸の駆動可能な最大の速度,または単位速度を用いてもよい。   In the present embodiment, the command speed information is used in step S1, step S2, and step S4. However, the calculation can be performed without using the command speed. For example, instead of the command speed, the maximum driveable speed or unit speed of each axis may be used.

また、本実施の形態では、あるブロックの終点における許容速度を求めたが、たとえば、図11に示すように、ブロックをさらに再分割した小領域(Z0,Z1,…,Zk,…)の始終点の許容速度を求めることも可能である。これにより、スプライン曲線やNURBS曲線など、ブロックの途中で曲率が変化する場合であっても、より正確な機械振動の制御が可能となる。   In this embodiment, the allowable speed at the end point of a certain block is obtained. For example, as shown in FIG. 11, all the small regions (Z0, Z1,..., Zk,. It is also possible to determine the allowable speed of the points. Accordingly, even when the curvature changes in the middle of a block such as a spline curve or a NURBS curve, more accurate mechanical vibration control can be performed.

また、本実施の形態では、点の許容速度を求めたが、ブロック全体または前述の小領域全体の許容速度を求めることも可能である。この場合には、ステップS1において、ブロック全体または小領域全体の前後に、所定の距離または時間の範囲内の指令経路,指令速度を読み込む。   In this embodiment, the permissible speed of the point is obtained, but it is also possible to obtain the permissible speed of the entire block or the entire small area. In this case, in step S1, command paths and command speeds within a predetermined distance or time range are read before and after the entire block or the entire small area.

また、本実施の形態では、機械振動に対応する周波数成分に基づいて許容速度を求めるので、高精度に機械振動を管理することができ、これにより、ショックのない滑らかな動作を実現することができる、という効果を奏する。また、従来技術と比較して、必要以上に減速することがなく動作時間をより短くできるため、処理効率を向上させることが可能となる。   In the present embodiment, since the allowable speed is obtained based on the frequency component corresponding to the mechanical vibration, it is possible to manage the mechanical vibration with high accuracy, thereby realizing a smooth operation without a shock. There is an effect that it is possible. In addition, since the operation time can be shortened without decelerating more than necessary, it is possible to improve the processing efficiency as compared with the prior art.

また、本実施の形態では、種々の方法で特定の周波数成分を抽出できるため、適応的に機械振動を管理することが可能となる。   In this embodiment, since a specific frequency component can be extracted by various methods, it is possible to adaptively manage mechanical vibration.

さらに、本実施の形態では、たとえば、機械の振動特性が各軸で異なる場合、基準値を各軸に設けることとしたため、より精密に振動を制御することが可能となる。また、機械の振動特性の軸毎の差が小さい場合には、基準値を共通にしたため、パラメータ設定や調整の手間を減らすことが可能となる。   Furthermore, in the present embodiment, for example, when the vibration characteristics of the machine are different for each axis, the reference value is provided for each axis, so that the vibration can be controlled more precisely. Further, when the difference between the axes of the vibration characteristics of the machine is small, since the reference value is made common, it is possible to reduce the labor of parameter setting and adjustment.

実施の形態2.
実施の形態1では、ステップS4にて許容速度を周波数成分Gの逆数に比例するように求めたが、許容速度と周波数成分は周囲の形状に依存するため、必ずしもに反比例の関係にない場合がある。したがって、実施の形態2では、許容速度をより高精度に求めるために、繰り返し計算を行う。なお、本実施の形態の速度制御装置は、先に説明した実施の形態1の図1と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the allowable speed is obtained in step S4 so as to be proportional to the reciprocal of the frequency component G. However, since the allowable speed and the frequency component depend on the surrounding shape, they may not necessarily have an inversely proportional relationship. is there. Therefore, in the second embodiment, repeated calculation is performed in order to obtain the allowable speed with higher accuracy. The speed control device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above with reference to FIG.

以下、本実施の形態2の数値制御方法について説明する。図12は、本発明にかかる速度制御装置の許容速度決定部1にて実現される実施の形態2の数値制御方法を示すフローチャートである。なお、図中ステップS1〜S3の処理については、図2と同じである。   Hereinafter, the numerical control method according to the second embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the numerical control method of the second embodiment realized by the allowable speed determining unit 1 of the speed control device according to the present invention. In addition, about the process of step S1-S3 in a figure, it is the same as FIG.

ステップS3にて機械振動に対応する周波数成分を求めた後、許容速度決定部1では、繰り返し計算を終了して良いかどうかを判断する(ステップS5)。たとえば、周波数成分がその基準値に一致する場合(ステップS5,Yes)、許容速度決定部1では、処理を終了する。一方、終了不可の場合(ステップS5,No)には、実施の形態1のステップS4と同様の手順で許容速度を計算する(ステップS4)。   After obtaining the frequency component corresponding to the mechanical vibration in step S3, the allowable speed determination unit 1 determines whether or not the iterative calculation may be terminated (step S5). For example, if the frequency component matches the reference value (step S5, Yes), the allowable speed determination unit 1 ends the process. On the other hand, when the termination is impossible (step S5, No), the allowable speed is calculated by the same procedure as step S4 of the first embodiment (step S4).

つぎに、第2回目の処理として、再度ステップS1〜S3の処理を行う。ここでは、ステップS4にて求めた許容速度を考慮してステップS1〜S3の処理を行うので、第1回目の処理とは異なった計算結果が得られる。   Next, as the second process, the processes of steps S1 to S3 are performed again. Here, since the processing of steps S1 to S3 is performed in consideration of the allowable speed obtained in step S4, a calculation result different from the first processing is obtained.

許容速度決定部1では、許容速度を計算する点からの時間を「時間=距離/min(指令速度,許容速度)」で演算し、この時間範囲内の指令経路と指令速度および許容速度を読み込む(ステップS1)。   The allowable speed determination unit 1 calculates the time from the point where the allowable speed is calculated as “time = distance / min (command speed, allowable speed)”, and reads the command path, the command speed, and the allowable speed within this time range. (Step S1).

指令経路と指令速度および許容速度を読み込んだ後、許容速度決定部1では、実施の形態1と同様に、各時刻の速度指令を生成し(ステップS2)、さらに、機械振動に対応する周波数成分Gを求める(ステップS3)。なお、ステップS2では、指令速度と許容速度のいずれか小さい方を用いて仮の速度指令波形を生成する。   After reading the command path, the command speed, and the permissible speed, the permissible speed determination unit 1 generates a speed command at each time as in the first embodiment (step S2), and further, frequency components corresponding to mechanical vibrations. G is obtained (step S3). In step S2, a temporary speed command waveform is generated using the smaller one of the command speed and the allowable speed.

その後、許容速度決定部1では、周波数成分がその許容値に十分近い場合、許容速度の計算値の変化が十分小さい場合、または繰り返し回数kが十分多い場合(ステップS5)、処理を終了する。具体的には以下の条件式(8)〜(12)を用いる。
|G―Vmax|<ε1 …(8)
|G/Vmax−1|<ε2 …(9)
|Fa(k)−Fa(k−1)|<ε3 …(10)
|Fa(k)/Fa(k−1)−1|<ε4 …(11)
繰り返し回数>最大繰り返し回数 …(12)
なお、ε1は最大周波数成分誤差量を表し、ε2は最大周波数成分変化比率を表し、ε3は最大許容速度誤差量を表し、ε4は最大許容速度変化比率を表し、Fa(k)はk回目に求めた許容速度を表す。
Thereafter, the allowable speed determination unit 1 ends the process when the frequency component is sufficiently close to the allowable value, when the change in the calculated value of the allowable speed is sufficiently small, or when the number of repetitions k is sufficiently large (step S5). Specifically, the following conditional expressions (8) to (12) are used.
| G−Vmax | <ε1 (8)
| G / Vmax-1 | <ε2 (9)
| Fa (k) −Fa (k−1) | <ε3 (10)
| Fa (k) / Fa (k-1) -1 | <ε4 (11)
Number of repetitions> Maximum number of repetitions (12)
Ε1 represents the maximum frequency component error amount, ε2 represents the maximum frequency component change ratio, ε3 represents the maximum permissible speed error amount, ε4 represents the maximum permissible speed change ratio, and Fa (k) is the kth time. Indicates the obtained allowable speed.

このように、本実施の形態では、繰り返し処理により、許容速度をさらに高精度に求めることができるため、より正確な機械振動制御および加工時間の短縮が可能となる。   As described above, in the present embodiment, the allowable speed can be obtained with higher accuracy by repetitive processing, so that more accurate mechanical vibration control and a shorter processing time can be achieved.

実施の形態3.
実施の形態1および2では、機械振動に着目した許容速度計算方法(ステップS4)を用いて機械振動を正確に管理しているが、実施の形態3では、さらに軌跡誤差,速度,加速度,加々速度,速度差などの別の特徴量がそれぞれの許容値を超えないようにする。なお、本実施の形態の速度制御装置は、先に説明した実施の形態1の図1と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。また、前述した数値制御方法におけるステップS4以外の処理については、実施の形態1および2と同様である。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the mechanical vibration is accurately managed by using the allowable speed calculation method (step S4) focusing on the mechanical vibration. However, in the third embodiment, the trajectory error, speed, acceleration, and acceleration are further increased. Different feature quantities such as speed and speed difference should not exceed their permissible values. The speed control device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above with reference to FIG. Further, processes other than step S4 in the numerical control method described above are the same as those in the first and second embodiments.

以下、本実施の形態3の数値制御方法について説明する。図13は、本発明にかかる速度制御装置の許容速度決定部1にて実現される実施の形態3の数値制御方法を示すフローチャートである。   Hereinafter, the numerical control method according to the third embodiment will be described. FIG. 13 is a flowchart showing the numerical control method of the third embodiment realized by the allowable speed determining unit 1 of the speed control device according to the present invention.

ここでは、前述のステップS4において、上記機械振動に着目した許容速度計算方法(ステップS100)と、機械振動とは別の特徴量に基づいた許容速度計算方法(ステップS101)と、を併用する。なお、ステップS101では、たとえば、従来技術に記載の既知の方法を用いる。そして、ステップS100とステップS101にて求めた許容速度をそれぞれFa1,Fa2とした場合、許容速度決定部1では、両者の小さい方を最終的に許容速度として採用する(ステップS200)。なお、ステップS100とステップS101の順番を入れ替えてもよい。また、図14のように、n個の許容速度計算方法を併用することとしてもよい(ステップS100,S101,…,S109,S201)。この場合も第1〜第nの許容速度計算方法の順番を入れ替えてもよい。   Here, in step S4 described above, the allowable speed calculation method focusing on the mechanical vibration (step S100) and the allowable speed calculation method based on a feature quantity different from the mechanical vibration (step S101) are used in combination. In step S101, for example, a known method described in the prior art is used. When the allowable speeds obtained in step S100 and step S101 are Fa1 and Fa2, respectively, the allowable speed determination unit 1 finally adopts the smaller of both as the allowable speed (step S200). Note that the order of step S100 and step S101 may be interchanged. Further, as shown in FIG. 14, n allowable speed calculation methods may be used together (steps S100, S101,..., S109, S201). In this case, the order of the first to nth allowable speed calculation methods may be changed.

このように、本実施の形態では、機械振動だけでなく、軌跡誤差,速度,加速度,加々速度,速度差などの特徴量も管理することができる。   As described above, according to the present embodiment, not only mechanical vibration but also feature quantities such as trajectory error, speed, acceleration, jerk, and speed difference can be managed.

また、本実施の形態では、機械振動周波数の成分を精度よく抽出することも可能となる。   In the present embodiment, it is also possible to accurately extract a mechanical vibration frequency component.

以上のように、本発明にかかる数値制御方法および速度制御装置は、決定した許容速度を超えないように可動部の速度を制御する制御装置、たとえば、数値制御装置,ロボット制御装置,シーケンサや、エレベータ,ミシン,座標測定器,プロッタ,ベルトコンベア,自動車,列車などの移動体や、航空機などの制御装置に有用である。   As described above, the numerical control method and the speed control device according to the present invention provide a control device that controls the speed of the movable part so as not to exceed the determined allowable speed, for example, a numerical control device, a robot control device, a sequencer, It is useful for mobile devices such as elevators, sewing machines, coordinate measuring instruments, plotters, belt conveyors, automobiles, trains, etc., and control devices such as aircraft.

本発明にかかる速度制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the speed control apparatus concerning this invention. 実施の形態1の数値制御方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a numerical control method according to the first embodiment. 指令経路および指令速度を読み込む場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example in the case of reading a command path | route and command speed. 各軸の速度指令波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the speed command waveform of each axis. 速度指令波形に対応したスペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrum corresponding to a speed command waveform. 機械に発生する振動の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration which generate | occur | produces in a machine. 指令経路および指令速度を読み込む場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example in the case of reading a command path | route and command speed. 各軸の速度指令波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the speed command waveform of each axis. 速度指令波形に対応したスペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrum corresponding to a speed command waveform. 機械に発生する振動の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration which generate | occur | produces in a machine. ブロックをさらに再分割した小領域の始終点の許容速度を求める場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the permissible speed of the start / end point of the small area which subdivided the block further is calculated | required. 実施の形態2の数値制御方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a numerical control method according to the second embodiment. 実施の形態3の数値制御方法の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a numerical control method according to the third embodiment. 実施の形態3の数値制御方法の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a numerical control method according to the third embodiment. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem.

符号の説明Explanation of symbols

1 許容速度決定部
2 速度制御部
3 可動部(制御対象)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Allowable speed determination part 2 Speed control part 3 Movable part (control object)

Claims (8)

2軸以上の可動部の移動を指令経路に沿って指令速度に従って制御する数値制御方法において、
指令経路上の特定点もしくは特定領域における指令経路に沿った許容速度を決定する許容速度決定部と、
前記指令経路に沿った指令速度および前記指令経路に沿った許容速度に基づいて、前記可動部の指令経路に沿った速度が前記指令経路に沿った指令速度および前記指令経路に沿った許容速度を越えないように制御する速度制御部と、
を備え、
前記許容速度決定部は、
前記特定点もしくは特定領域から所定の移動時間の範囲、または、前記特定点もしくは特定領域から所定の移動距離の範囲、の指令経路および指令経路に沿った指令速度を読み込む指令読み込みステップと、
前記指令経路および指令経路に沿った指令速度に基づいて、各時刻の各軸の仮の速度指令を一旦生成する速度指令生成ステップと、
前記各時刻の各軸の仮の速度指令に含まれる、機械振動に対応する各軸の周波数帯域の成分を計算する周波数成分計算ステップと、
予め設定された周波数帯域の成分の基準値に対する前記各軸の周波数帯域の成分の比の最小値、あるいは予め設定された周波数帯域の成分の基準値に対する前記各軸の周波数帯域の成分の二乗和平方根の比から前記特定領域の指令経路に沿った許容速度を計算する許容速度決定ステップと、
を含むことを特徴とする数値制御方法。
In a numerical control method for controlling movement of two or more axes along a command path according to a command speed,
An allowable speed determining unit for determining an allowable speed along the command path at a specific point or a specific area on the command path;
Based on the command speed along the command path and the permissible speed along the command path, the speed along the command path of the movable part is set to the command speed along the command path and the permissible speed along the command path. A speed control unit for controlling so as not to exceed,
With
The allowable speed determining unit
A command reading step of reading a command path along a command path and a command path of a range of a predetermined movement time from the specific point or the specific region, or a range of a predetermined movement distance from the specific point or the specific region;
Based on the command path and the command speed along the command path, a speed command generation step for temporarily generating a temporary speed command for each axis at each time;
A frequency component calculating step for calculating a frequency band component of each axis corresponding to mechanical vibration included in the temporary speed command of each axis at each time;
The minimum value of the ratio of the frequency band components of each axis to the preset frequency band component reference value, or the sum of squares of the frequency band components of each axis to the preset frequency band component reference value A permissible speed determining step of calculating a permissible speed along the command path of the specific region from a ratio of square roots ;
The numerical control method characterized by including.
前記特定領域は、前記特定点間の領域、または当該特定点間の領域をさらに細分化した小領域、とすることを特徴とする請求項1に記載の数値制御方法。   The numerical control method according to claim 1, wherein the specific region is a region between the specific points or a small region obtained by further subdividing the region between the specific points. 前記基準値は、軸毎に設けるか、または全軸共通に設けることを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御方法。   The numerical control method according to claim 1, wherein the reference value is provided for each axis or is provided for all axes. 前記機械振動に対応する各軸の周波数帯域の成分がその許容値に対して予め指定した第1の許容誤差の範囲内となるまで、指令経路に沿った速度の計算値の変化が予め指定した第2の許容誤差の範囲内となるまで、または、繰り返し計算の回数が予め指定された回数を超えるまで、前記指令読み込みステップ、前記速度指令生成ステップ、前記周波数成分計算ステップおよび前記許容速度決定ステップの各ステップを繰り返し実行することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の数値制御方法。   The change in the calculated value of the velocity along the command path is designated in advance until the frequency band component of each axis corresponding to the mechanical vibration falls within the range of the first tolerance specified in advance for the tolerance. The command reading step, the speed command generating step, the frequency component calculating step, and the allowable speed determining step until the second allowable error is reached or until the number of repeated calculations exceeds a predetermined number of times. The numerical control method according to claim 1, wherein the steps are repeatedly executed. 2軸以上の可動部の移動を指令経路に沿って指令速度に従って制御する速度制御装置において、
指令経路上の特定点もしくは特定領域における指令経路に沿った許容速度を決定する許容速度決定部と、
前記指令経路に沿った指令速度および前記指令経路に沿った許容速度に基づいて、前記可動部の指令経路に沿った速度が前記指令経路に沿った指令速度および前記指令経路に沿った許容速度を越えないように制御する速度制御部と、
を備え、
前記許容速度決定部は、
前記特定点もしくは特定領域から所定の移動時間の範囲、または、前記特定点もしくは特定領域から所定の移動距離の範囲、の指令経路および指令経路に沿った指令速度を読み込む指令読み込み手段と、
前記指令経路および指令経路に沿った指令速度に基づいて、各時刻の各軸の仮の速度指令を一旦生成する速度指令生成手段と、
前記各時刻の各軸の仮の速度指令に含まれる、機械振動に対応する各軸の周波数帯域の成分を計算する周波数成分計算手段と、
予め設定された周波数帯域の成分の基準値に対する前記各軸の周波数帯域の成分の比の最小値、あるいは予め設定された周波数帯域の成分の基準値に対する前記各軸の周波数帯域の成分の二乗和平方根の比から前記特定領域の指令経路に沿った許容速度を計算する許容速度決定手段と、
を含むことを特徴とする速度制御装置。
In a speed control device that controls movement of a movable part of two or more axes along a command path according to a command speed,
An allowable speed determining unit for determining an allowable speed along the command path at a specific point or a specific area on the command path;
Based on the command speed along the command path and the permissible speed along the command path, the speed along the command path of the movable part is set to the command speed along the command path and the permissible speed along the command path. A speed control unit for controlling so as not to exceed,
With
The allowable speed determining unit
A command reading means for reading a command speed along a command path and a command path of a range of a predetermined movement time from the specific point or the specific region, or a range of a predetermined movement distance from the specific point or the specific region;
Based on the command path and the command speed along the command path, speed command generation means for temporarily generating a temporary speed command for each axis at each time;
A frequency component calculating means for calculating a frequency band component of each axis corresponding to mechanical vibration included in the provisional speed command of each axis at each time;
The minimum value of the ratio of the frequency band components of each axis to the preset frequency band component reference value, or the sum of squares of the frequency band components of each axis to the preset frequency band component reference value An allowable speed determining means for calculating an allowable speed along the command path of the specific area from a ratio of square roots ;
A speed control device comprising:
前記特定領域は、前記特定点間の領域、または当該特定点間の領域をさらに細分化した小領域、とすることを特徴とする請求項5に記載の速度制御装置。   The speed control apparatus according to claim 5, wherein the specific area is an area between the specific points or a small area obtained by further subdividing the area between the specific points. 前記基準値は、軸毎に設けるか、または全軸共通に設けることを特徴とする請求項5または6に記載の速度制御装置。   The speed control apparatus according to claim 5 or 6, wherein the reference value is provided for each axis, or is provided for all axes in common. 前記機械振動に対応する各軸の周波数帯域の成分がその許容値に対して予め指定した第1の許容誤差の範囲内となるまで、指令経路に沿った速度の計算値の変化が予め指定した第2の許容誤差の範囲内となるまで、または、繰り返し計算の回数が予め指定された回数を超えるまで、前記指令読み込み手段、前記速度指令生成手段、前記周波数成分計算手段および前記許容速度決定手段の各手段の処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項5〜7のいずれか一つに記載の速度制御装置。   The change in the calculated value of the velocity along the command path is designated in advance until the frequency band component of each axis corresponding to the mechanical vibration falls within the range of the first tolerance specified in advance for the tolerance. The command reading means, the speed command generating means, the frequency component calculating means, and the allowable speed determining means until the second allowable error is reached or until the number of repeated calculations exceeds a predetermined number of times. The speed control apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the processing of each means is repeatedly executed.
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