JP4461030B2 - Numerical control apparatus and numerical control method - Google Patents

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本発明は、手動による軸移動操作または自動による加工プログラムでの軸移動指令に応じて工作機械の移動体を軸移動制御するための関数発生手段を有する数値制御装置において、手動操作および自動運転時の機械衝突を回避する数値制御装置に関する。   The present invention relates to a numerical control device having function generating means for controlling axial movement of a moving body of a machine tool in response to an axial movement command in a manual axial movement operation or an automatic machining program. The present invention relates to a numerical controller that avoids mechanical collisions.

周知の数値制御装置では、手動による軸移動操作または自動による加工プログラムでの軸移動指令が行われた場合、移動方向に応じて軸制御周期ごとに関数発生を行い、工作機械の移動体を軸移動制御している。従来、軸移動時の機械衝突を回避するためには、予め移動可能な範囲を可変リミット位置として登録しておき、可変リミット位置を越えるような場合は、移動体が可変リミット位置に減速停止するように関数発生を終了する。   In a known numerical control device, when a manual axis movement operation or an axis movement command in an automatic machining program is performed, a function is generated for each axis control period according to the movement direction, and the moving body of the machine tool is The movement is controlled. Conventionally, in order to avoid a mechanical collision during axis movement, a movable range is registered in advance as a variable limit position, and if the variable limit position is exceeded, the moving body decelerates to a variable limit position and stops. End function generation as follows.

このような従来技術のブロック図を図3に示す。図3において、手動送りをする軸を選択するスイッチ、手動送りの方向を選択するスイッチ等から成るNC操作パネル・機械操作パネル1より入力されたスイッチの信号が入力制御手段2に送出され、入力制御手段2では、スイッチの信号をデコードして手動送りする軸、手動送りの方向のデータを生成し、手動操作指令として関数発生手段3に送出する。   A block diagram of such a prior art is shown in FIG. In FIG. 3, a switch signal input from an NC operation panel / machine operation panel 1 including a switch for selecting an axis for manual feed, a switch for selecting a manual feed direction, and the like is sent to the input control means 2 for input. The control means 2 decodes the switch signal to generate the manual feed axis and manual feed direction data, and sends the data to the function generation means 3 as a manual operation command.

関数発生手段3は、手動操作指令を受け取ると、工作機械の移動体を軸移動制御するために、軸制御周期毎に関数発生位置の算出を開始し、手動操作指令を受け取っている間はこの関数発生を継続し、手動操作指令が無くなったら移動体が減速停止するように関数発生を終了する。尚、関数発生位置を算出する際、予め、送り速度データ格納手段5により制御軸毎・制御周期毎の加減速単位量として設定・格納された手動送り速度データを参照して、所定の加速度、速度で移動体が軸移動するように関数発生位置を算出する。   When the function generating means 3 receives the manual operation command, the function generating means 3 starts calculating the function generation position at each axis control period in order to control the axis movement of the moving body of the machine tool. The function generation is continued, and when the manual operation command disappears, the function generation ends so that the moving body decelerates to a stop. When calculating the function generation position, a predetermined acceleration is obtained by referring to the manual feed speed data set and stored in advance as the acceleration / deceleration unit quantity for each control axis / control cycle by the feed speed data storage means 5. The function generation position is calculated so that the moving body moves axially at the speed.

また、可変リミット格納手段4には、制御軸毎の移動可能範囲として設定された可変リミット位置が格納されており、関数発生手段3は、移動体がこの可変リミット位置を越えるような手動操作指令の場合は、可変リミット位置に減速停止するように関数発生を終了する。算出した関数発生位置は軸制御周期ごとに駆動手段6に送出され、駆動手段6は関数発生位置を基に工作機械の移動体の駆動を行う。   The variable limit storage means 4 stores a variable limit position set as a movable range for each control axis, and the function generating means 3 is configured to issue a manual operation command so that the moving body exceeds the variable limit position. In the case of, the function generation is terminated so as to decelerate and stop at the variable limit position. The calculated function generation position is sent to the driving means 6 at each axis control period, and the driving means 6 drives the moving body of the machine tool based on the function generation position.

一方、NC操作パネル・機械操作パネル1から使用する加工プログラム名をキー入力し、NC操作パネル・機械操作パネル1の起動ボタンを押すと、入力制御手段2からプログラム解釈指令が加工プログラム解釈手段7に通知される。加工プログラム解釈手段7はプログラム解釈指令を受け取ったならば加工プログラム格納手段8からキー入力された加工プログラム名の加工プログラムを読み出し、先頭から1ブロック毎に取り出して工具オフセットあるいは原点オフセット等を加味した実際の工具の目標点や送り速度データを生成し、プログラム制御指令として関数発生手段3に送出する。   On the other hand, when a machining program name to be used is input from the NC operation panel / machine operation panel 1 and a start button of the NC operation panel / machine operation panel 1 is pressed, a program interpretation command is input from the input control means 2 to the machining program interpretation means 7. Will be notified. When the machining program interpreting means 7 receives the program interpretation command, it reads the machining program with the name of the machining program key-inputted from the machining program storage means 8, takes out every block from the head, and takes into account the tool offset or origin offset, etc. The actual tool target point and feed speed data are generated and sent to the function generating means 3 as a program control command.

関数発生手段3は、プログラム制御指令を受け取ると、工作機械の移動体を軸移動制御するために、軸制御周期毎に関数発生位置の算出を開始し、目標移動位置に減速停止するように関数発生を終了する。尚、関数発生位置を算出する際、予め、送り速度データ格納手段5により制御軸毎・制御周期毎の加減速単位量として設定・格納された自動送り速度データを参照して、所定の加速度、速度で移動体が軸移動するように関数発生位置を算出する。   When the function generation means 3 receives the program control command, the function generation means 3 starts calculating the function generation position at each axis control period and performs deceleration stop at the target movement position in order to control the axis movement of the moving body of the machine tool. End generation. When calculating the function generation position, a predetermined acceleration is obtained by referring to the automatic feed speed data set and stored in advance as the acceleration / deceleration unit amount for each control axis / control cycle by the feed speed data storage means 5. The function generation position is calculated so that the moving body moves axially at the speed.

また、可変リミット格納手段4には、制御軸毎の移動可能範囲として設定された可変リミット位置が格納されており、関数発生手段3は、移動体がこの可変リミット位置を越えるようなプログラム制御指令の場合は、可変リミット位置に減速停止するように関数発生を終了する。算出した関数発生位置は軸制御周期ごとに駆動手段6に送出され、駆動手段6は関数発生位置を基に工作機械の移動体の駆動を行う。   The variable limit storage means 4 stores a variable limit position set as a movable range for each control axis, and the function generation means 3 can execute a program control command so that the moving body exceeds the variable limit position. In the case of, the function generation is terminated so as to decelerate and stop at the variable limit position. The calculated function generation position is sent to the driving means 6 at each axis control period, and the driving means 6 drives the moving body of the machine tool based on the function generation position.

工具と素材との干渉を自動的に回避する方法として、特許文献1では、素材形状データと工作機械上での取付け位置から素材の外表面の干渉領域を演算し、この干渉領域に工具が進入したことを検出する方法が開示されている。   As a method for automatically avoiding the interference between the tool and the material, Patent Document 1 calculates the interference area of the outer surface of the material from the material shape data and the mounting position on the machine tool, and the tool enters this interference area. A method for detecting this is disclosed.

また特許文献2では、工具の刃先位置を予測し、その予測位置で干渉が発生する場合には減速することで禁止領域に干渉する前に工具を停止する方法が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a method of predicting a tool edge position and stopping the tool before it interferes with the prohibited region by decelerating when interference occurs at the predicted position.

特開昭58−163001号公報JP 58-163001 特開平8−152908号公報JP-A-8-152908

従来の衝突回避の方法は、前述したように予め制御軸毎に移動可能な範囲を可変リミット位置として登録しておくため画一的なものになり、各制御軸の移動可能範囲内にある干渉物、例えば素材、治具、心押台などとの衝突は作業者が注意深く操作するか、あるいは自動運転前に加工プログラムを1ステップ毎に実行して衝突しないことを確認するなど人為的に回避しなければならない。   As described above, the conventional collision avoidance method is uniform because the movable range for each control axis is registered in advance as a variable limit position, and interference within the movable range of each control axis is thus achieved. Collisions with objects such as materials, jigs, tailstocks, etc. are artificially avoided by the operator's careful operation, or by confirming that there is no collision by executing a machining program step by step before automatic operation. Must.

この際、移動体が速い速度で干渉物に接近すると、作業者は衝突の危険を察知してオーバライドを下げ、ゆっくりと干渉物に接近させ干渉しないかを目視しながら操作を行うため、作業者への負担が大きく、かつ確認に多大な時間を要するという課題がある。   At this time, if the moving body approaches the interference object at a high speed, the operator detects the danger of the collision, lowers the override, and slowly approaches the interference object to perform an operation while visually checking whether it interferes. There is a problem that the burden is large and it takes a long time for confirmation.

また工具と素材との干渉を自動的に回避する方法として、特許文献1の技術では、干渉領域に侵入するまで干渉とはみなされないため、十分な減速が行われないまま急停止することになる。さらに特許文献2の技術では、前サンプリング位置と現在位置から予測刃先位置を演算するため必ずしも実際の工具移動位置に合致するとは限らない。いずれの場合も、軸移動操作に対して、干渉の有無を確認しながらきめ細かく軸移動を開始したり、再開したり、また、干渉を避けるためにきめ細かく、精度よく所望の位置に減速停止する事ができないという課題があった。   In addition, as a method for automatically avoiding interference between the tool and the material, the technique of Patent Document 1 does not consider interference until it enters the interference area, and thus suddenly stops without sufficient deceleration. . Furthermore, in the technique of Patent Document 2, since the predicted cutting edge position is calculated from the previous sampling position and the current position, it does not necessarily match the actual tool movement position. In either case, the axis movement operation should be started or resumed with fine details while confirming the presence or absence of interference, and the operation should be decelerated and stopped at the desired position with high accuracy to avoid interference. There was a problem that it was not possible.

本発明は、このような事情により成されたものであり、本発明の目的は、手動/自動の全ての操作において、作業者の操作によらず、いかなる操作を行っても干渉物との接近を検出したら減速を行い、安全かつ確実に、精度よく干渉物に接近して衝突を回避できるように、きめ細かく軸移動制御を行う事を可能とした数値制御装置を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and the object of the present invention is to approach any interference object regardless of the operator's operation in all manual / automatic operations. It is an object of the present invention to provide a numerical control device capable of finely controlling the movement of the shaft so that the vehicle can be decelerated when it is detected and the collision can be avoided safely and surely with high accuracy by avoiding a collision.

以上のような目的を達成するために、本発明に係る数値制御装置は、軸移動指令に応じて工作機械の移動体を軸移動制御するための関数発生を行う関数発生手段と、前記移動体の形状データと前記移動体に干渉する可能性のある干渉物の形状データとを記憶する手段と、前記移動体と前記干渉物との干渉の有無を確認する干渉チェック手段と、を有する数値制御装置において、予め決められた所定周期毎に、指令された軸移動指令に応じた距離だけ現在位置から離れた仮想移動位置を算出すると共に、前記移動体の仮想移動位置における速度から減速停止に必要な距離を算出して前記移動体の近接チェック値として求める近接チェック値算出手段を有し、前記干渉チェック手段は、前記軸移動指令に応じた前記関数発生を開始する前に、前記所定周期毎に、仮想的に前記移動体の形状データを前記仮想移動位置に移動させ、前記仮想移動位置における前記移動体の形状データに前記近接チェック値を付加した領域と前記干渉物の形状データとの干渉の有無を確認し、前記関数発生手段は、前記干渉チェック手段が干渉有と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ減速移動させ、干渉無と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ加速移動させるよう関数発生を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a numerical control device according to the present invention includes a function generating means for generating a function for controlling the axial movement of a moving body of a machine tool according to an axial movement command, and the moving body. Numerical data control comprising: means for storing the shape data of a moving object and shape data of an interfering object that may interfere with the moving object; and interference checking means for confirming the presence or absence of interference between the moving object and the interfering object The apparatus calculates a virtual movement position that is separated from the current position by a distance corresponding to the commanded axis movement command at every predetermined cycle, and is necessary for deceleration stop from the speed at the virtual movement position of the moving body. has a proximity check value calculating means for determining a proximity check value of the moving body to calculate a such distance, the interference checking unit before starting the function generator in accordance with said axis movement command, the Each periodic, virtually the shape data of the moving body is moved in the virtual movement position, shape data of the virtual moving the region obtained by adding the proximity check value to the shape data of the mobile body and the interfering object at the position When the interference check means confirms that there is interference, the function generating means decelerates the moving body from the current position in the commanded axial movement direction and confirms that there is no interference. In this case, a function is generated so that the moving body is accelerated and moved from the current position in the commanded axial movement direction .

本発明に係る数値制御方法は、工作機械の移動体の形状データと前記移動体に干渉する可能性のある干渉物の形状データとを記憶する工程と、軸移動指令に応じて工作機械の移動体を軸移動制御するための関数発生を行う関数発生工程と、前記移動体と前記干渉物との干渉の有無を確認する干渉チェック工程と、を含む数値制御方法において、予め決められた所定周期毎に、指令された軸移動指令に応じた距離だけ現在位置から離れた仮想位置を算出すると共に、前記移動体の仮想移動位置における速度から減速停止に必要な距離を算出して前記移動体の近接チェック値として求める近接チェック値算出工程を含み、前記干渉チェック工程は、前記軸移動指令に応じた前記関数発生を開始する前に、前記所定周期毎に、仮想的に前記移動体の形状データを前記仮想移動位置に移動させ、前記仮想移動位置における前記移動体の形状データに前記近接チェック値を付加した領域と前記干渉物の形状データとの干渉の有無を確認し、前記関数発生工程は、前記干渉チェック手段が干渉有と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ減速移動させ、干渉無と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ加速移動させるよう関数発生を行うことを特徴とする。




The numerical control method according to the present invention includes a step of storing shape data of a moving body of a machine tool and shape data of an interferer that may interfere with the moving body, and movement of the machine tool in accordance with an axis movement command. In a numerical control method including a function generation step for generating a function for controlling movement of an axis of a body, and an interference check step for confirming the presence or absence of interference between the moving body and the interference object, a predetermined cycle determined in advance Each time, a virtual position that is separated from the current position by a distance corresponding to the commanded axis movement command is calculated, and a distance required for deceleration stop is calculated from the speed at the virtual moving position of the moving body, includes a proximity check value calculation step of obtaining a proximity check value, the interference checking process, before starting the function generator in accordance with said axis movement command for each predetermined period, of virtually the moving body The Jo data is moved to the virtual mobile location to check for interference between the shape data of said virtual moving the moving object region and the interfering object on the shape data added with the proximity check value at the position, the function generator When the interference check means confirms that there is interference, the process decelerates the moving body from the current position in the commanded axial movement direction, and when it is confirmed that there is no interference, the moving body is instructed from the current position. The function generation is performed so as to accelerate the movement in the axis movement direction .




また、本発明に係る数値制御方法において、前記干渉チェック工程は、前記移動体の軸移動方向に対し進行方向又は全方向にわたり形状データに前記近接チェック値を付加した領域と前記干渉物の形状データとの干渉の有無を確認することを特徴とする。   Further, in the numerical control method according to the present invention, the interference check step includes a region in which the proximity check value is added to the shape data in the traveling direction or in all directions with respect to the axial movement direction of the moving body and the shape data of the interference object. The presence or absence of interference is confirmed.

本発明によれば、手動操作あるいは加工プログラムでの自動運転操作で軸移動指令を行った際、移動体の移動を開始する前に、移動体の速度から減速停止するのに必要な距離を算出して形状モデルを使用した干渉チェックを行い、この干渉チェックの結果に従って、移動体を移動させるための関数発生で減速したり、加速したりすることができるため、作業者の操作によらず、いかなる操作を行っても安全かつ確実に、精度よく干渉物に接近して衝突を回避できるように、きめ細かく軸移動制御を行う事を可能とした数値制御装置が提供できる。   According to the present invention, when an axis movement command is issued by manual operation or automatic operation operation in a machining program, the distance required to decelerate and stop from the speed of the moving body is calculated before the moving body starts moving. Then, the interference check using the shape model is performed, and according to the result of the interference check, it is possible to decelerate or accelerate by generating a function for moving the moving body, so that it is not depending on the operation of the operator. It is possible to provide a numerical control device that can perform fine axis movement control so that a collision can be avoided by approaching an interference object accurately and safely regardless of any operation.

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態における衝突回避機能を有する数値制御装置の構成の一例を示すブロック図であり、符号1、2、4、5、6、7、8については図3と同一機能であり、説明を省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a numerical control device having a collision avoidance function in the present embodiment. Reference numerals 1, 2, 4, 5, 6, 7, and 8 have the same functions as those in FIG. The description is omitted.

三次元データ格納手段11には、工作機械の移動体の軸移動に伴い干渉が発生しうる素材、治具、工具、工作機械要素などの三次元データが登録・格納されている。尚、これらの内、軸移動操作で移動する移動体とこの移動で干渉する可能性がある干渉物とが何であるかは、工作機械の構成により異なり、以降の実施例説明で限定されるものでは無い。   The three-dimensional data storage means 11 stores and stores three-dimensional data such as materials, jigs, tools, machine tool elements, etc. that may cause interference with the movement of the axis of the machine tool moving body. Of these, the moving body that moves by the axis movement operation and the interference that may interfere with this movement differ depending on the configuration of the machine tool, and are limited in the description of the following embodiments. Not.

近接チェック値算出手段9は、入力制御手段2から手動操作指令、あるいは加工プログラム解釈手段7からプログラム制御指令を受け取る。近接チェック値算出手段9は、移動体の三次元データと干渉物の三次元データとを用いた干渉の有無を確認できるように、移動軸と移動方向に従った軸制御周期毎の仮想移動位置を算出し、この時の軸移動速度から減速停止するまでに必要な距離を算出し、この値を近接チェック値とする。   The proximity check value calculation unit 9 receives a manual operation command from the input control unit 2 or a program control command from the machining program interpretation unit 7. The proximity check value calculation means 9 is a virtual movement position for each axis control period according to the movement axis and the movement direction so that the presence / absence of interference using the three-dimensional data of the moving object and the three-dimensional data of the interference object can be confirmed. Is calculated, the distance required to decelerate and stop is calculated from the axis moving speed at this time, and this value is used as the proximity check value.

尚、仮想移動位置を算出する際、予め、送り速度データ格納手段5により制御軸毎・制御周期毎の加減速単位量として設定・格納された送り速度データを参照して、所定の加速度、速度で移動体が軸移動するように仮想移動位置を算出する。また、可変リミット格納手段4には、制御軸毎の移動可能範囲として設定された可変リミット位置が格納されており、移動体がこの可変リミット位置を越えるような場合は、可変リミット位置に減速停止するように仮想移動位置を算出する。   When calculating the virtual movement position, a predetermined acceleration and speed are determined by referring to the feed speed data set and stored in advance as the acceleration / deceleration unit quantity for each control axis and each control cycle by the feed speed data storage means 5. The virtual moving position is calculated so that the moving body moves along the axis. The variable limit storage means 4 stores a variable limit position set as a movable range for each control axis. When the moving body exceeds the variable limit position, the variable limit position is decelerated and stopped at the variable limit position. The virtual movement position is calculated as follows.

干渉有無確認手段10は、移動体の三次元データに近接チェック値を付加した領域からなる近接チェック移動体を作成し、この近接チェック移動体を仮想移動位置に移動させ、干渉物の三次元データとの三次元空間上の重なりの有無をチェックし、重なりがある場合は、近接有と確認し、重なりが無い場合は、近接無と確認する。   Interference presence / absence confirmation means 10 creates a proximity check moving body composed of a region in which a proximity check value is added to the three-dimensional data of the moving body, moves the proximity check moving body to a virtual movement position, and performs three-dimensional data of the interference object. And whether there is an overlap in the three-dimensional space. If there is an overlap, it is confirmed that there is proximity, and if there is no overlap, it is confirmed that there is no proximity.

関数発生手段3Aは、従来技術の図3で説明したように、手動操作指令あるいはプログラム制御指令に従って工作機械の移動体を軸移動制御するために、軸制御周期毎に関数発生位置を算出するものであるが、さらに、本発明では以下のように動作する。   As described in FIG. 3 of the prior art, the function generating means 3A calculates the function generating position at each axis control period in order to control the axis movement of the moving body of the machine tool according to the manual operation command or the program control command. However, the present invention operates as follows.

まず、この関数発生手段3Aは、移動体の移動で干渉有無確認が確認された後に関数発生を開始する。前記の通り、干渉有無確認手段10は、仮想移動位置に基づいて近接有無を確認しているので、近接無と確認された場合は、従来通り関数発生位置を算出する。近接有と確認された場合は、従来の可変リミット位置への減速停止と同様な減速処理を行う。   First, the function generating means 3A starts function generation after confirmation of the presence or absence of interference is confirmed by the movement of the moving body. As described above, since the interference presence / absence confirmation unit 10 confirms the presence / absence of proximity based on the virtual movement position, when it is confirmed that there is no proximity, the function generation position is calculated as usual. If it is confirmed that there is proximity, deceleration processing similar to the conventional deceleration stop to the variable limit position is performed.

減速処理を行うことで、次の軸制御周期での近接干渉チェック値は前回より小さな値となり、近接有が続く限り減速を続け最終的には停止することになる。また、途中で近接無になった場合には、加速を開始することになる。   By performing the deceleration process, the proximity interference check value in the next axis control cycle becomes smaller than the previous value, and as long as the proximity is continued, the deceleration is continued and finally stopped. In addition, acceleration is started when there is no proximity on the way.

また、本実施形態の説明は直線軸にて行ったが、直線軸に限定されるものではなく、移動体を回転させる回転軸でも同様であり、旋盤において工具を装着した刃物台の旋回や、マシニングセンタにおいて、主軸に装着された工具とマガジンポットの工具との交換をつかさどる工具交換アームの旋回にも適用可能である事は言うまでも無い。   In addition, the description of the present embodiment has been performed with a linear axis, but is not limited to the linear axis, and the same applies to a rotary axis that rotates a moving body, such as turning of a tool post on which a tool is mounted on a lathe, Needless to say, in a machining center, the present invention can also be applied to swiveling of a tool changing arm that is responsible for exchanging a tool mounted on a spindle and a magazine pot tool.

次に図2を用いて旋盤を例に、手動操作における近接チェック値算出手段9、干渉有無確認手段10、関数発生手段3Aの動作を具体的に説明する。図2において、工具Tが移動体の三次元データ、干渉物Wは、工具Tが移動する事によって干渉が発生する可能性のある干渉物の三次元データを示す。   Next, the operations of the proximity check value calculation means 9, the interference presence / absence confirmation means 10 and the function generation means 3A in manual operation will be specifically described using a lathe as an example with reference to FIG. In FIG. 2, the tool T represents three-dimensional data of a moving object, and the interference object W represents three-dimensional data of an interference object that may cause interference when the tool T moves.

ここで、手動送りスイッチFが押下されて、工具TがそれぞれP1、Q1を最大送り速度で通過して干渉物Wに近づく場合について説明する。図2−Aで、P1の位置を通過する場合、近接チェック値算出手段9では、P1の位置での工具Tの速度から減速停止するのに必要な距離を算出して近接チェック値を求める。干渉有無確認手段10では、近接チェック値を工具Tの形状データに付加した近接チェック領域P2を作成し、仮想移動位置p2に移動させ、干渉物Wの三次元データとの三次元空間上の重なりの有無をチェックする。予め、送り速度データ格納手段5により制御軸毎・制御周期毎の加減速単位量として設定・格納された送り速度データを参照して、所定の加速度、速度で移動体が軸移動するように算出される。p2への移動では干渉は発生しないため、関数発生手段3Aでは、p2と同じ位置であるP2への移動指令が作成される。   Here, a case where the manual feed switch F is pressed and the tool T passes through P1 and Q1 at the maximum feed speed and approaches the interference object W will be described. In FIG. 2A, when passing the position P1, the proximity check value calculation means 9 calculates the distance required to decelerate and stop from the speed of the tool T at the position P1 to obtain the proximity check value. The interference presence / absence confirmation means 10 creates a proximity check region P2 in which the proximity check value is added to the shape data of the tool T, moves it to the virtual movement position p2, and overlaps the three-dimensional data of the interference W in the three-dimensional space. Check for the presence or absence. Referring to the feed speed data set and stored in advance as the acceleration / deceleration unit quantity for each control axis and each control cycle by the feed speed data storage means 5, calculation is made so that the moving body moves at a predetermined acceleration and speed. Is done. Since no interference occurs in the movement to p2, the function generating means 3A creates a movement command to P2 which is the same position as p2.

P2への移動が行われると、同様にして近接チェック領域P2を仮想移動位置p3へ移動させ干渉の有無を確認する。ここで干渉物Wの干渉が確認されるため、関数発生手段3Aでは減速処理を行いP3への移動指令を作成する。P3への移動が行われると、近接チェック値算出手段9では、前回減速処理が行われたために前回よりも小さな近接チェック値が算出され、干渉有無確認手段10では近接チェック領域P3を作成して仮想移動位置p4に移動させ干渉物Wとの干渉有無を確認する。ここでも干渉が確認されるため、関数発生手段3Aではさらに減速処理を行い、P4への移動指令を作成する。これを繰返すことで、軸制御周期毎に減速が行われ、干渉物Wの直前で工具Tは停止することになる。   When the movement to P2 is performed, the proximity check area P2 is moved to the virtual movement position p3 in the same manner, and the presence or absence of interference is confirmed. Here, since interference of the interfering object W is confirmed, the function generating means 3A performs a deceleration process and creates a movement command to P3. When the movement to P3 is performed, the proximity check value calculation unit 9 calculates a proximity check value smaller than the previous time because the previous deceleration process was performed, and the interference presence / absence confirmation unit 10 creates a proximity check region P3. It is moved to the virtual movement position p4 and the presence or absence of interference with the interference object W is confirmed. Since interference is also confirmed here, the function generating means 3A further performs deceleration processing and creates a movement command to P4. By repeating this, deceleration is performed at each axis control period, and the tool T stops immediately before the interfering object W.

図2−Bに示すQ1の位置を通過する場合は、近接チェック値算出手段9では、Q1の位置での工具Tの速度から減速停止するのに必要な距離を算出して近接チェック値を求める。干渉有無確認手段10では、近接チェック値を工具Tの形状データに付加した近接チェック領域Q2を作成し、仮想移動位置q2に移動させ、干渉物Wの三次元データとの三次元空間上の重なりの有無をチェックする。ここでは干渉は発生しないため、関数発生手段3Aでは、q2と同じ位置であるQ2への移動指令が作成される。Q2の位置に移動すると、同様にして近接チェック領域Q2を仮想移動位置q3へ移動させ干渉の有無を確認する。   When passing the position of Q1 shown in FIG. 2-B, the proximity check value calculation means 9 calculates the distance necessary for decelerating and stopping from the speed of the tool T at the position of Q1 to obtain the proximity check value. . In the interference presence / absence confirmation means 10, a proximity check region Q2 in which the proximity check value is added to the shape data of the tool T is created, moved to the virtual movement position q2, and overlapped with the three-dimensional data of the interference W in the three-dimensional space. Check for the presence or absence. Here, since no interference occurs, the function generating means 3A creates a movement command to Q2, which is the same position as q2. When moving to the position of Q2, the proximity check region Q2 is similarly moved to the virtual movement position q3 to confirm the presence or absence of interference.

ここで干渉物Wの干渉が確認されるため、関数発生手段3Aでは減速処理を行いQ3への移動指令を作成する。Q3への移動が行われると、近接チェック値算出手段9では、前回減速処理が行われたために前回よりも小さな近接チェック値が算出され、干渉有無確認手段10では近接チェック領域Q3を作成して仮想移動位置q4に移動させ干渉物Wとの干渉有無を確認する。ここでも干渉が確認されるため、関数発生手段3Aではさらに減速処理を行い、Q4への移動指令を作成する。   Here, since interference of the interfering object W is confirmed, the function generating means 3A performs a deceleration process and creates a movement command to Q3. When the movement to Q3 is performed, the proximity check value calculation unit 9 calculates a proximity check value smaller than the previous time because the previous deceleration process was performed, and the interference presence / absence confirmation unit 10 creates a proximity check region Q3. It is moved to the virtual movement position q4 and the presence / absence of interference with the interfering object W is confirmed. Since the interference is also confirmed here, the function generating means 3A further performs a deceleration process and creates a movement command to Q4.

Q4への移動が行われると、近接チェック値算出手段9では、前回減速処理が行われたために前回よりもさらに小さな近接チェック値が算出され、干渉有無確認手段10では近接チェック領域Q4を作成して仮想移動位置q5に移動させ干渉物Wとの干渉有無を確認する。ここでは干渉が確認されないため、関数発生手段3Aでは加速処理を行い、Q5への移動指令を作成する。Q5への移動指令は、予め、送り速度データ格納手段5により制御軸毎・制御周期毎の加減速単位量として設定・格納された送り速度データを参照して、所定の加速度、速度で移動体が軸移動するように算出される。   When the movement to Q4 is performed, the proximity check value calculation means 9 calculates a proximity check value smaller than the previous time because the previous deceleration process was performed, and the interference presence confirmation means 10 creates a proximity check area Q4. Then, it is moved to the virtual movement position q5 and the presence / absence of interference with the interfering object W is confirmed. Here, since no interference is confirmed, the function generating means 3A performs acceleration processing and creates a movement command to Q5. The movement command to Q5 is determined by referring to the feed speed data set and stored in advance as the acceleration / deceleration unit quantity for each control axis and each control cycle by the feed speed data storage means 5 with a predetermined acceleration and speed. Is calculated to move along the axis.

Q5への移動が行われると、近接チェック値算出手段9では、前回加速処理が行われたために前回よりも大きな近接チェック値が算出され、干渉有無確認手段10では近接チェック領域Q5を作成して仮想移動位置q6に移動させ干渉物Wとの干渉有無を確認する。ここでも干渉が確認されないため、関数発生手段3Aでは加速処理を行い、Q6への移動指令を作成する。   When the movement to Q5 is performed, the proximity check value calculation means 9 calculates a proximity check value larger than the previous time because the previous acceleration process was performed, and the interference presence confirmation means 10 creates a proximity check area Q5. It is moved to the virtual movement position q6 and the presence / absence of interference with the interfering object W is confirmed. Again, since no interference is confirmed, the function generating means 3A performs acceleration processing and creates a movement command to Q6.

このように、干渉物Wに接近した場合は自動的に減速処理を行い、干渉物Wから離れていく場合には自動的に加速処理を行い、干渉物Wを自動回避することができる。なお、本実施形態において、近接チェック値は移動体の全周に対して付加したが、軸移動方向又は軸移動方向と上下左右方向に付加しても好適に処理可能である。   In this way, when approaching the interference object W, the deceleration process is automatically performed, and when moving away from the interference object W, the acceleration process is automatically performed to automatically avoid the interference object W. In the present embodiment, the proximity check value is added to the entire circumference of the moving body. However, the proximity check value can be suitably processed even if it is added in the axial movement direction or the vertical and horizontal directions.

また、本実施形態の説明では、1軸の場合を説明したが、2軸以上の場合も同様な方法で実現できる事は言うまでも無い。   In the description of the present embodiment, the case of one axis has been described, but it goes without saying that the case of two axes or more can also be realized by the same method.

更に、本実施例では、移動体及び干渉物の形状データを三次元データとして説明したが、二次元データによりそれらの形状を表現し、二次元データにより干渉の有無を確認するようにしても良い。   Furthermore, in the present embodiment, the shape data of the moving object and the interference object has been described as three-dimensional data. However, the shape may be expressed by two-dimensional data, and the presence or absence of interference may be confirmed by two-dimensional data. .

本発明に係る数値制御装置の一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of the numerical control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る旋盤での具体的な動作を説明する図である。It is a figure explaining the specific operation | movement with the lathe which concerns on this invention. 本発明に係る旋盤での具体的な動作を説明する図である。It is a figure explaining the specific operation | movement with the lathe which concerns on this invention. 従来技術に係る数値制御装置の一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of the numerical control apparatus which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 NC操作パネル・機械操作パネル、2 入力制御手段、3,3A 関数発生手段、4 可変リミット格納手段、5 送り速度データ格納手段、6 駆動手段、7 加工プログラム解釈手段、8 加工プログラム格納手段、9 近接チェック値算出手段、10 干渉有無確認手段、11 三次元データ格納手段。   1 NC operation panel / machine operation panel, 2 input control means, 3, 3A function generation means, 4 variable limit storage means, 5 feed speed data storage means, 6 drive means, 7 machining program interpretation means, 8 machining program storage means, 9 proximity check value calculation means, 10 interference presence confirmation means, 11 three-dimensional data storage means.

Claims (3)

軸移動指令に応じて工作機械の移動体を軸移動制御するための関数発生を行う関数発生手段と、前記移動体の形状データと前記移動体に干渉する可能性のある干渉物の形状データとを記憶する手段と、前記移動体と前記干渉物との干渉の有無を確認する干渉チェック手段と、を有する数値制御装置において、
予め決められた所定周期毎に、指令された軸移動指令に応じた距離だけ現在位置から離れた仮想移動位置を算出すると共に、前記移動体の仮想移動位置における速度から減速停止に必要な距離を算出して前記移動体の近接チェック値として求める近接チェック値算出手段を有し、
前記干渉チェック手段は、
前記軸移動指令に応じた前記関数発生を開始する前に、前記所定周期毎に、仮想的に前記移動体の形状データを前記仮想移動位置に移動させ、前記仮想移動位置における前記移動体の形状データに前記近接チェック値を付加した領域と前記干渉物の形状データとの干渉の有無を確認し、
前記関数発生手段は、
前記干渉チェック手段が干渉有と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ減速移動させ、干渉無と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ加速移動させるよう関数発生を行うことを特徴とする数値制御装置。
Function generating means for generating a function for controlling axial movement of a moving body of a machine tool in accordance with an axis movement command, shape data of the moving body, and shape data of an interferer that may interfere with the moving body, In the numerical control device, comprising: means for storing, and interference check means for confirming the presence or absence of interference between the moving body and the interference object,
The virtual movement position that is separated from the current position by a distance corresponding to the commanded axis movement command is calculated every predetermined cycle, and the distance required for deceleration stop is calculated from the speed at the virtual movement position of the moving body. Proximity check value calculation means for calculating and determining as a proximity check value of the mobile body,
The interference check means includes
Before starting the function generation according to the axis movement command, the shape data of the moving body is virtually moved to the virtual moving position at each predetermined period, and the shape of the moving body at the virtual moving position is Check the presence or absence of interference between the area added the proximity check value to the data and the shape data of the interferer,
The function generating means is
When the interference checking means confirms that there is interference, the moving body is decelerated and moved in the commanded axial movement direction from the current position, and when it is confirmed that there is no interference, the movable body is commanded from the current position in the axial movement direction. A numerical control device characterized by generating a function to accelerate the movement to
工作機械の移動体の形状データと前記移動体に干渉する可能性のある干渉物の形状データとを記憶する工程と、軸移動指令に応じて工作機械の移動体を軸移動制御するための関数発生を行う関数発生工程と、前記移動体と前記干渉物との干渉の有無を確認する干渉チェック工程と、を含む数値制御方法において、
予め決められた所定周期毎に、指令された軸移動指令に応じた距離だけ現在位置から離れた仮想位置を算出すると共に、前記移動体の仮想移動位置における速度から減速停止に必要な距離を算出して前記移動体の近接チェック値として求める近接チェック値算出工程を含み、
前記干渉チェック工程は、
前記軸移動指令に応じた前記関数発生を開始する前に、前記所定周期毎に、仮想的に前記移動体の形状データを前記仮想移動位置に移動させ、前記仮想移動位置における前記移動体の形状データに前記近接チェック値を付加した領域と前記干渉物の形状データとの干渉の有無を確認し、
前記関数発生工程は、
前記干渉チェック手段が干渉有と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ減速移動させ、干渉無と確認した場合は前記移動体を現在位置から指令された軸移動方向へ加速移動させるよう関数発生を行うことを特徴とする数値制御方法。
A step of storing shape data of the moving body of the machine tool and shape data of an interferer that may interfere with the moving body, and a function for controlling the axial movement of the moving body of the machine tool in accordance with an axis movement command In a numerical control method including a function generation step for performing generation, and an interference check step for confirming the presence or absence of interference between the moving body and the interference object,
Calculates a virtual position that is separated from the current position by a distance corresponding to the commanded axis movement command at predetermined intervals, and calculates a distance required for deceleration stop from the speed of the moving body at the virtual movement position. A proximity check value calculation step to obtain as a proximity check value of the mobile body,
The interference check process includes:
Before starting the function generation according to the axis movement command, the shape data of the moving body is virtually moved to the virtual moving position at each predetermined period, and the shape of the moving body at the virtual moving position is Check the presence or absence of interference between the area added the proximity check value to the data and the shape data of the interferer,
The function generation step includes
When the interference checking means confirms that there is interference, the moving body is decelerated and moved in the commanded axial movement direction from the current position, and when it is confirmed that there is no interference, the movable body is commanded from the current position in the axial movement direction. A numerical control method characterized in that a function is generated so as to move to an acceleration.
請求項2に記載の数値制御方法において、
前記干渉チェック工程は、前記移動体の軸移動方向に対し進行方向又は全方向にわたり形状データに前記近接チェック値を付加した領域と前記干渉物の形状データとの干渉の有無を確認することを特徴とする数値制御方法。
The numerical control method according to claim 2,
In the interference check step, the presence or absence of interference between the area in which the proximity check value is added to the shape data in the traveling direction or all directions with respect to the axial movement direction of the moving body and the shape data of the interference object is confirmed. Numerical control method.
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