JP5439548B2 - 加工指令変換プログラム、記憶媒体及び加工指令変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種工作機械に用いられる加工指令変換プログラム、記憶媒体及び加工指令変換装置に関するものである。

従来、各種工作機械では、ワークやそのワークを加工するための工具を移送する移送装置を加工指令（ＮＣプログラム）に従って数値制御することによりワークの加工が行われている。下記特許文献１には、そのような移送装置の数値制御を行う数値制御装置が開示されている。

特許文献１に示された数値制御装置では、加工プログラムからワーク上に固定された座標系における工具の位置座標の変化を媒介変数の関数として表すツールパスを求めるとともに、そのツールパスから移送装置の各駆動軸毎の駆動軸パスを求め、その求めた各駆動軸毎の駆動軸パスに基づいて当該各駆動軸における基準単位時間（サイクルタイム）毎の移動量を示す指令パルスを求め、その求めた指令パルスを各駆動軸に対応する移送装置のモータへ出力することにより各移送装置の制御を行っている。また、この数値制御装置では、駆動軸パスに対してブロック滑らか補間とコーナー滑らか補間とを行い、それらの滑らか補間後の駆動軸パスからパルス補間により前記指令パルスを求めている。なお、前記ブロック滑らか補間は、多数の指令点を直線で結んだ形状の駆動軸パスを滑らかな曲線に補間し、前記コーナー滑らか補間は、駆動軸パスのうち所定の指令点においてその前後で位置座標の変化量が大きく変化しているようなコーナー部を滑らかに曲がるコーナーとすべく当該コーナー部を補間するものである。

しかし、この特許文献１に記載の技術では、位置座標の変化量が微小な間隔で繰り返し急変しているような思わぬ異常データ（ノイズ等）が駆動軸パスに含まれている場合には、その異常データの部分を滑らかに補間することは困難である。そして、駆動軸パスにこのような異常データが含まれており、その駆動軸パスに従って移送装置が制御された場合には、移送装置の動作が当該異常データに対応する部分で急変し、加工機械に機械ショックが発生する。このため、駆動軸パス中の異常データを補正することが重要な課題となる。

そこで、下記特許文献２には、このような課題を解決することが可能な数値制御装置が示されている。

この特許文献２の数値制御装置では、機械ショックの要因となる異常データを補正することが可能な補間後加減速処理を行っている。具体的には、この数値制御装置では、加工プログラムを実行形式に変換したパスを補間処理（パルス補間）することによって各駆動軸毎のサーボモータに出力する移動指令を求め、その求めた移動指令に対して加減速処理を行っている。この補間後加減速処理によれば、駆動軸パス中の異常データに対応する部分がパルス補間によって得られた移動指令中に含まれていても、その移動指令中の前記異常データに対応する部分を補正することができ、機械ショックの発生を抑制することが可能である。

特開２００８−２２５８２５号公報 特開２０１０−１４０３１２号公報

しかしながら、上記の補間後加減速処理を行うと、ワークの加工形状の誤差が発生するという欠点がある。具体的には、特許文献２における補間後加減速では、移動指令のうち加減速処理を適用する部分を限定していないため、加減速処理が移動指令のうち異常データに対応する部分以外の部分にも適用され得る。例えば、移動指令のうち加工プログラムにおいて実際に工具又はワークの加速又は減速を指示する部分と対応している部分に当該加減速処理が行われると、その部分に基づいて実施される工具又はワークの加速又は減速が緩和され、その結果、実際に加工されたワークの形状に加工プログラムが指示する加工形状に対する誤差が発生する。このため、このような補間後加減速処理に伴う加工形状の誤差を低減することが求められている。しかし、補間後加減速処理を行う数値制御装置が組み込まれた工作機械は、既に多くの生産現場で使用されており、例えば、その数値制御装置で用いられている制御プログラム全体を前記加工形状の誤差を低減するための改変を施した新たな制御プログラムに入れ替えることは、費用面及び作業面において負担が大きい。また、現在使用されている制御プログラムに対して前記誤差の低減のための改変を行おうとすると、そのような改変作業は非常に困難であるとともに、長期間に亘って工作機械を停止させることになり、生産ロスが甚大なものとなる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、費用面及び作業面における負担を軽減しつつ、短期間で、補間後加減速処理に伴って生じるワークの加工形状の誤差の低減のための処置を行えるようにすることである。

上記目的を達成するために、本発明による加工指令変換プログラムは、ワーク又はそのワークを加工する工具を対象物としてその対象物を前記ワークを加工するために移送する複数の移送装置を備え、前記各移送装置は、前記対象物を支持するための支持体と、その支持体を特定の機械軸方向に移送することにより前記対象物を移送する移送部とをそれぞれ有する工作機械に設けられる演算処理装置であって、前記各支持体を対応する前記各機械軸方向において所定のサイクルタイム間隔の各時刻に移送すべき位置を示す機械軸パスを求め、その求めた機械軸パスから前記各機械軸方向における前記各時刻間のブロックでの前記各支持体の移送量を示す移送パルスを求め、その求めた前記各機械軸方向毎の各移送パルスを対応する機械軸方向について設定された特定の時定数の区間幅を有する分配区間内に分配して積算する補間後加減速処理を行うことによって補間後加減速処理後の移送パルスを求め、その求めた補間後加減速処理後の移送パルスに応じて前記各移送装置の前記移送部による前記支持体の移送を制御する数値制御装置との間でデータの授受が可能となるように構成された演算処理装置に適用される加工指令変換プログラムであって、前記ワークの加工時の前記工具の移動軌跡を前記各時刻毎の指令点の前記各機械軸方向についての座標で表す加工指令に基づいて、前記工具を前記移動軌跡に従って移動させるために前記各支持体を前記各時刻に移送すべき前記各機械軸方向の位置を示す基準機械軸パスを導出するパス導出ステップと、導出した前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに特定の変換処理を行うことによって前記各機械軸方向についての変換後機械軸パスを導出するパス変換ステップと、前記各機械軸方向についての前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す変換後加工指令に変換する加工指令変換ステップと、前記数値制御装置が前記変換後加工指令に基づいて前記各機械軸方向についての前記機械軸パスを求めるように前記数値制御装置へ前記変換後加工指令を出力する出力ステップとを、前記演算処理装置に実行させ、前記パス変換ステップでは、前記特定の変換処理として、前記各機械軸方向についての前記補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の補正量で前記誤差を相殺する方向に前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスを補正した前記変換後機械軸パスを算出する演算処理を前記演算処理装置に実行させ、前記演算処理装置に前記特定の変換処理として実行させる前記演算処理では、前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに前記補間後加減速処理に相当する処理をそれぞれ行い、その処理後の各機械軸方向についての機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差である基準誤差を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の前記基準誤差を前記各機械軸方向毎の前記補正量とし、前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記数値制御装置が前記各移送パルスを分配する分配形式に相当する分配形式を表す分配関数を用いて前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数を分配するとともにその分配した値を積分し、その積分によって得られる関数をさらに積分することによって前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスを算出する処理を前記演算処理装置に実行させる。

この加工指令変換プログラムでは、各機械軸方向についての補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと対応する機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を各機械軸方向毎に算出し、その算出した各機械軸方向毎の補正量で前記誤差を相殺する方向に各機械軸方向についての基準機械軸パスを補正した変換後機械軸パスを算出する演算処理と、その演算処理によって算出された各機械軸方向についての変換後機械軸パスを前記変換後加工指令に変換する処理と、数値制御装置がその変換後加工指令に基づいて各機械軸方向についての機械軸パスを求めるように数値制御装置へ当該変換後加工指令を出力する処理とを演算処理装置に実行させるため、数値制御装置には、演算処理装置から、補間後加減速処理によって生じる各機械軸方向毎の誤差を予め見込んでその誤差を相殺する方向に各機械軸方向毎に補正した変換後加工指令を入力することができる。このため、数値制御装置が補間後加減速処理を行ったときには、その補間後加減速処理によって生じる全ての機械軸方向についての誤差を微小なものとすることができ、その結果、補間後加減速処理に伴って生じるワークの加工形状の誤差を低減することができる。さらに、この加工指令変換プログラムは、数値制御装置との間でデータの授受が可能となるように構成された演算処理装置に適用されるだけで補間後加減速処理によって生じる誤差を低減可能であるから、既存の工作機械の数値制御装置で現在用いられている制御プログラムはそのまま使用することができる。このため、数値制御装置で用いられている制御プログラム全体を入れ替えたり、その制御プログラムの改変作業を行ったりするような場合に比べて、費用面及び作業面における負担を軽減しつつ、短期間で、補間後加減速処理によって生じる誤差を低減するための処置を実施することができる。

上記加工指令変換プログラムにおいて、前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記時刻をｔとし、当該処理を行う前記機械軸方向について設定された前記時定数の半分の値をａとし、ｔ−ａからｔ＋ａに亘る区間内の各時刻Ｔにおける前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数をＰ’（Ｔ）とし、前記数値制御装置が前記移送パルスを分配する分配形式を表し且つ次式（１）を満たす分配関数をｆ（Ｔ）とした場合に、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスの一次微分関数である速度関数Ｑ’（ｔ）を次式（２）に基づいて算出し、その算出した速度関数Ｑ’（ｔ）を積分することによって、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスＱ（ｔ）を算出する処理を前記演算処理装置に実行させることが好ましい。

この構成によれば、演算処理装置に実行させる補間後加減速処理に相当する処理を具体的に構成することができる。また、この構成によれば、補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスＱ（ｔ）と前記基準機械軸パスとの誤差を算出するときに、その機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスとの間で互いに減算する点同士の時刻の対応付けを行うことなく、補間後加減速処理に相当する処理時の基準機械軸パスの速度の分配形式に起因して生じる位相誤差の要素を機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスとの誤差から排除することができる。具体的には、仮に、基準機械軸パスのある区間中の各時刻における速度をその時刻以降の時定数に相当する区間幅を有する分配区間内にそれぞれ分配し、その分配した各分配値を積算して速度関数を算出し、その算出した速度関数をさらに積分するような算出式に従って、補間後加減速処理に相当する処理を行った後の機械軸パスを算出する場合には、補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスにおける時刻が上記基準機械軸パスの速度の分配形式に起因して基準機械軸パスの各時刻に対して後にずれる。このため、この時刻のずれを考慮せずに補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスから基準機械軸パスを減算して誤差を求めると、その誤差の中に位相誤差が含まれることになる。このような場合に、位相誤差の要素を排除しようとすると、補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスと基準機械軸パスとの間で前記時刻のずれを解消するための対応付け（時刻調整）を行った上で、処理後の機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差を求める必要があり、その対応付けの処理が煩雑である。これに対して、本構成では、上記式（１）を満たす分配関数により、ｔ−ａからｔ＋ａに亘る区間内の各時刻Ｔにおける速度関数Ｐ’（Ｔ）をその各時刻Ｔを中心として前後に均等に広がるＴ−ａからＴ＋ａまでの分配区間内にそれぞれ分配するため、上記のような基準機械軸パスの速度の分配形式に起因した後への時刻のずれは生じない。このため、分配区間内に分配した基準機械軸パスの速度の分配値Ｐ’（Ｔ）・ｆ（ｔ−Ｔ）を上記式（２）に従って積分して速度関数Ｑ’（ｔ）を算出し、さらにその算出した速度関数Ｑ’（ｔ）を積分することによって補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスＱ（ｔ）を算出すると、等速での移送を指示する区間では、処理後の機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスとの間で同一時刻ｔでの座標値が一致する。その結果、処理後の機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスとの誤差を算出するときに、機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスとの間で互いに減算する点同士の時刻の対応付けを行うことなく、その誤差から基準機械軸パスの速度の分配形式に起因する位相誤差の要素を排除することができる。

上記加工指令変換プログラムにおいて、前記各機械軸方向についてそれぞれ設定された複数の前記時定数の中には他の機械軸方向についての時定数と異なる値の時定数が含まれ、前記数値制御装置が、前記補間後加減速処理において、前記各機械軸方向における前記各ブロックの前記移送パルスを分配するときに、その分配対象である機械軸方向について設定された前記時定数に相当する区間幅だけそのブロックの終点から後に及ぶ前記分配区間内にその移送パルスを分配する場合に、前記加工指令変換ステップでは、前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す仮変換加工指令に一旦変換する仮変換ステップと、前記仮変換加工指令を構成する各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整して前記変換後加工指令とする調整ステップとを前記演算処理装置に実行させ、前記調整ステップでは、前記補間後加減速処理において前記各機械軸方向毎の前記時定数に応じた前記分配区間に前記各機械軸方向における前記移送パルスが分配されることによって生じる前記各機械軸方向毎の前記補間後加減速処理後の前記移送パルス同士の前記時刻の遅れの差が相殺されるように前記仮変換加工指令の前記各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整する処理を前記演算処理装置に実行させることが好ましい。

この構成によれば、各機械軸方向毎の時定数の差に起因して補間後加減速処理の際に生じる各機械軸方向同士の間での時刻の遅れの差を解消することができ、その結果、当該各機械軸方向同士の間での時刻の遅れの差に起因する各機械軸方向同士の間での位相誤差の発生を防止することができる。

本発明による記憶媒体は、上記加工指令変換プログラムが記憶された記憶媒体であって、当該記憶媒体に記憶されている前記加工指令変換プログラムを前記演算処理装置に導入するために前記演算処理装置に結合される。

この構成によれば、当該記憶媒体を演算処理装置に結合させるだけで、上記加工指令変換プログラムを演算処理装置に導入可能な状態になるため、既存の演算処理装置に対して上記加工指令変換プログラムを導入する作業を容易に実施することができる。

本発明による加工指令変換装置は、ワーク又はそのワークを加工する工具を対象物としてその対象物を前記ワークを加工するために移送する複数の移送装置を備え、前記各移送装置は、前記対象物を支持するための支持体と、その支持体を特定の機械軸方向に移送することにより前記対象物を移送する移送部とをそれぞれ有する工作機械に設けられ、前記各支持体を対応する前記各機械軸方向において所定のサイクルタイム間隔の各時刻に移送すべき位置を示す機械軸パスを求め、その求めた機械軸パスから前記各機械軸方向における前記各時刻間のブロックでの前記各支持体の移送量を示す移送パルスを求め、その求めた前記各機械軸方向毎の各移送パルスを対応する機械軸方向について設定された特定の時定数の区間幅を有する分配区間内に分配して積算する補間後加減速処理を行うことによって補間後加減速処理後の移送パルスを求め、その求めた補間後加減速処理後の移送パルスに応じて前記各移送装置の前記移送部による前記支持体の移送を制御する数値制御装置に適用される加工指令変換装置であって、前記ワークの加工時の前記工具の移動軌跡を前記各時刻毎の指令点の前記各機械軸方向についての座標で表す加工指令に基づいて、前記工具を前記移動軌跡に従って移動させるために前記各支持体を前記各時刻に移送すべき前記各機械軸方向の位置を示す基準機械軸パスを導出し、その導出した前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに特定の変換処理を行うことによって前記各機械軸方向についての変換後機械軸パスを導出し、その導出した前記各機械軸方向についての前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す変換後加工指令に変換し、前記数値制御装置が当該変換後加工指令に基づいて前記各機械軸方向についての前記機械軸パスを求めるように前記数値制御装置へ当該変換後加工指令を出力する変換部を備え、前記変換部は、前記特定の変換処理として、前記各機械軸方向についての前記補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の補正量で前記誤差を相殺する方向に前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスを補正した前記変換後機械軸パスを算出する演算処理を行い、前記変換部は、前記特定の変換処理として行う前記演算処理では、前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに前記補間後加減速処理に相当する処理をそれぞれ行い、その処理後の前記各機械軸方向についての機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差である基準誤差を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の前記基準誤差を前記各機械軸方向毎の前記補正量とし、前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記数値制御装置が前記各移送パルスを分配する分配形式に相当する分配形式を表す分配関数を用いて前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数を分配するとともにその分配した値を積分し、その積分によって得られる関数をさらに積分することによって前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスを算出する演算処理を行う。

この加工指令変換装置では、上記加工指令変換プログラムと同様の理由により、費用面及び作業面における負担を軽減しつつ、短期間で、補間後加減速処理に伴って生じるワークの加工形状の誤差の低減のための処置を実施することができる。

上記加工指令変換装置において、前記変換部は、前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記時刻をｔとし、当該処理を行う前記機械軸方向について設定された前記時定数の半分の値をａとし、ｔ−ａからｔ＋ａに亘る区間内の各時刻Ｔにおける前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数をＰ’（Ｔ）とし、前記数値制御装置が前記各移送パルスを分配する分配形式を表し且つ次式（３）を満たす分配関数をｆ（Ｔ）とした場合に、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスの一次微分関数である速度関数Ｑ’（ｔ）を次式（４）に基づいて算出し、その算出した速度関数Ｑ’（ｔ）を積分することによって、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスＱ（ｔ）を算出する演算処理を行うことが好ましい。

この構成によれば、上記式（１），（２）を用いた演算処理を演算処理装置に実行させる加工指令変換プログラムと同様の理由により、補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスＱ（ｔ）と前記基準機械軸パスとの誤差を算出するときに、機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスとの間で互いに減算する点同士の時刻の対応付けを行うことなく、補間後加減速処理に相当する処理時の基準機械軸パスの速度の分配形式に起因して生じる位相誤差の要素を機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスとの誤差から排除することができる。

上記加工指令変換装置において、前記各機械軸方向についてそれぞれ設定された複数の前記時定数の中には他の機械軸方向についての時定数と異なる値の時定数が含まれ、前記数値制御装置が、前記補間後加減速処理において、前記各機械軸方向における前記各ブロックの前記移送パルスを分配するときに、その分配対象である機械軸方向について設定された前記時定数に相当する区間幅だけそのブロックの終点から後に及ぶ前記分配区間内にその移送パルスを分配する場合には、前記変換部は、前記各機械軸方向についての前記変換後機械軸パスを前記変換後加工指令に変換するときに、前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す仮変換加工指令に一旦変換した後、前記仮変換加工指令を構成する各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整して前記変換後加工指令とし、前記仮変換加工指令を構成する前記各指令点の座標を調整するときには、前記変換部は、前記補間後加減速処理において前記各機械軸方向毎の前記時定数に応じた前記分配区間に前記各機械軸方向における前記移送パルスが分配されることによって生じる前記各機械軸方向毎の前記補間後加減速処理後の前記移送パルス同士の前記時刻の遅れの差が相殺されるように前記仮変換加工指令の前記各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整することが好ましい。

この構成によれば、各機械軸方向毎の時定数の差に起因して補間後加減速処理の際に生じる各機械軸方向同士の間での時刻の遅れの差を解消することができ、その結果、当該各機械軸方向同士の間での時刻の遅れの差に起因する各機械軸方向同士の間での位相誤差の発生を防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、費用面及び作業面における負担を軽減しつつ、短期間で、補間後加減速処理に伴って生じるワークの加工形状の誤差の低減のための処置を行うことができる。

本発明の一実施形態による加工指令変換プログラム及び加工指令変換装置が適用される工作機械の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による加工指令変換装置及びその加工指令変換装置が適用される数値制御装置の機能ブロック図である。 一例による基準機械軸パス（指令パス）が指示する対象物の軌跡を示す図である。 基準機械軸パス（指令パス）が図３に示すような形状のものである場合に、その基準機械軸パスと、補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと、変換部加減速処理後の機械軸パス（変換後機械軸パス）との相対関係のイメージを示す模式図である。 本発明の一実施形態の加工指令変換装置によるＮＣプログラムの変換処理プロセスを示すフローチャートである。 図５中の変換後機械軸パスを導出するステップＳ６のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における変換部加減速処理において、基準機械軸パスの速度関数の分配対象となるブロックの区間幅が時定数よりも大きい場合の分配のイメージを示す図である。 本発明の一実施形態における変換部加減速処理において、基準機械軸パスの速度関数の分配対象となるブロックの区間幅が時定数よりも小さい場合の分配のイメージを示す図である。 本発明の一実施形態における変換部加減速処理において、基準機械軸パスの速度関数の分配対象となるブロックの区間幅が時定数よりも小さい場合の分配のイメージを示す図である。 本発明の他の実施形態における変換部加減速処理において、基準機械軸パスの速度関数の分配対象となるブロックの区間幅が時定数よりも大きい場合の分配のイメージを示す図である。 本発明の他の実施形態における変換部加減速処理において、基準機械軸パスの速度関数の分配対象となるブロックの区間幅が時定数よりも小さい場合の分配のイメージを示す図である。 本発明の他の実施形態における変換部加減速処理において、基準機械軸パスの速度関数の分配対象となるブロックの区間幅が時定数よりも小さい場合の分配のイメージを示す図である。 本発明の一実施形態の変形例による演算処理装置及び記憶媒体とそれらが適用される数値制御装置の機能ブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による加工指令変換プログラム及び加工指令変換装置が適用される工作機械の一例について説明する。

この工作機械は、いわゆる門型フレームを備えた工作機械であり、テーブル１０２ａ上にセットされた被加工物であるワーク５００をその上で動かす工具１０４により切削加工するものである。工作機械は、ワーク移送装置１０２と、工具１０４と、主軸ヘッド１０６と、揺動装置１０８と、回動装置１１０と、第１鉛直移送装置１１２と、水平移送装置１１４と、第２鉛直移送装置１１６とを備えている。なお、ワーク移送装置１０２、揺動装置１０８、回動装置１１０、第１鉛直移送装置１１２、水平移送装置１１４及び第２鉛直移送装置１１６は、ワーク５００又は工具１０４を対象物としてその対象物をワーク５００を加工するために移送するものであり、それぞれ、本発明の「移送装置」の概念に含まれるものである。

ワーク移送装置１０２は、ワーク５００を下から支持するためのテーブル１０２ａと、テーブル１０２ａを水平面内において特定方向に延びるＸ軸方向に移送することによりそのテーブル１０２ａ上に設置されたワークをＸ軸方向に移送するテーブル移送部１０２ｂとを有する。テーブル移送部１０２ｂは、サーボモータ１０２ｃ（図２参照）を有しており、そのサーボモータ１０２ｃが発する動力によって作動し、テーブル１０２ａを移送する。

工具１０４は、ワーク５００を切削加工するためのものであり、主軸ヘッド１０６によって保持される。主軸ヘッド１０６は、保持した工具１０４をその軸回りに回転させる。この主軸ヘッド１０６によって回転させられた工具１０４がワーク５００に当接することによってワーク５００の加工が行われる。

揺動装置１０８は、テーブル１０２ａの上面に平行な水平方向に延びる軸を中心としたＡ軸方向に工具１０４を揺動させる。揺動装置１０８は、揺動支持体１０８ａと、揺動支持体移送部１０８ｂとを有する。揺動支持体１０８ａは、主軸ヘッド１０６を支持しているとともに、Ａ軸方向に揺動可能となるように回動装置１１０に支持されている。揺動支持体移送部１０８ｂは、揺動支持体１０８ａをＡ軸方向に揺動させることにより、当該揺動支持体１０８ａとともに主軸ヘッド１０６及び工具１０４をＡ軸方向に揺動させる。揺動支持体移送部１０８ｂは、サーボモータ１０８ｃ（図２参照）を有しており、そのサーボモータ１０８ｃが発する動力によって作動し、揺動支持体１０８ａを揺動させる。

回動装置１１０は、揺動装置１０８による工具１０４の揺動中心となる軸に対して垂直な方向に延びる軸を中心とした回動方向であるＣ軸方向に工具１０４、主軸ヘッド１０６及び揺動装置１０８を回動させる。回動装置１１０は、回動支持体１１０ａと、回動支持体移送部１１０ｂとを有する。回動支持体１１０ａは、揺動装置１０８を支持しているとともに、Ｃ軸方向に回動可能となるように第１鉛直移送装置１１２に支持されている。回動支持体移送部１１０ｂは、回動支持体１１０ａをＣ軸方向に回動させることにより、当該回動支持体１１０ａとともに揺動装置１０８、主軸ヘッド１０６及び工具１０４をＣ軸方向に回動させる。回動支持体移送部１１０ｂは、サーボモータ１１０ｃ（図２参照）を有しており、そのサーボモータ１１０ｃが発する動力によって作動し、回動支持体１１０ａを回動させる。

第１鉛直移送装置１１２は、鉛直方向に延びるＺ軸に沿って工具１０４、主軸ヘッド１０６、揺動装置１０８及び回動装置１１０を移送する。第１鉛直移送装置１１２は、ラム１１２ａと、ラム移送部１１２ｂとを有する。ラム１１２ａは、テーブル１０２ａの上方に配置され、回動装置１１０を支持しているとともに、Ｚ軸方向に移動可能となるように水平移送装置１１４に支持されている。ラム移送部１１２ｂは、ラム１１２ａをＺ軸方向に移送することにより、当該ラム１１２ａとともに回動装置１１０、揺動装置１０８、主軸ヘッド１０６及び工具１０４をＺ軸方向に移送する。ラム移送部１１２ｂは、サーボモータ１１２ｃ（図２参照）を有しており、そのサーボモータ１１２ｃが発する動力によって作動し、ラム１１２ａを移送する。

水平移送装置１１４は、Ｘ軸とＺ軸の両方に直交するＹ軸に沿って工具１０４、主軸ヘッド１０６、揺動装置１０８、回動装置１１０及び第１鉛直移送装置１１２を移送する。水平移送装置１１４は、サドル１１４ａと、サドル移送部１１４ｂとを有する。サドル１１４ａは、第１鉛直移送装置１１２を支持しているとともに、Ｙ軸方向に移動可能となるようにクロスレール１１６ａに支持されている。サドル移送部１１４ｂは、サーボモータ１１４ｃを有しており、そのサーボモータ１１４ｃが発する動力によって作動し、サドル１１４ａを移送する。

第２鉛直移送装置１１６は、Ｚ軸と平行なＷ軸に沿って、工具１０４、主軸ヘッド１０６、揺動装置１０８、回動装置１１０、第１第１鉛直移送装置１１２及び水平移送装置１１４を移送する。第２鉛直移送装置１１６は、クロスレール１１６ａと、クロスレール移送部１１６ｂとを有する。クロスレール１１６ａは、水平移送装置１１４を支持しているとともに、Ｗ軸方向に移動可能となっている。クロスレール移送部１１６ｂは、サーボモータ１１６ｃを有しており、そのサーボモータ１１６ｃが発する動力によって作動し、クロスレール１１６ａを移送する。

上記Ｘ軸、Ａ軸、Ｃ軸、Ｚ軸、Ｙ軸及びＷ軸は、それぞれ、本発明の「機械軸」の概念に含まれるものである。また、テーブル１０２ａ、揺動支持体１０８ａ、回動支持体１１０ａ、ラム１１２ａ、サドル１１４ａ及びクロスレール１１６ａは、それぞれ、本発明の「支持体」の概念に含まれるものである。以下、場合によっては、簡略化のために、これらテーブル１０２ａ、揺動支持体１０８ａ、回動支持体１１０ａ、ラム１１２ａ、サドル１１４ａ及びクロスレール１１６ａを、支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａという。上記各移送部１０２ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ，１１６ｂは、それぞれ、本発明の「移送部」の概念に含まれるものである。上記各移送部１０２ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ，１１６ｂのサーボモータ１０２ｃ，１０８ｃ，１１０ｃ，１１２ｃ，１１４ｃ，１１６ｃは、数値制御装置２００から対応する各機械軸方向（Ｘ軸方向、Ａ軸方向、Ｃ軸方向、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向、Ｗ軸方向）についての移送パルスがそれぞれ入力されることにより、その入力された移送パルスが示す各機械軸方向への各サイクルタイム毎の移送量に従って各支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを対応する機械軸方向へ移送するように作動する。そして、各支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａが対応する各機械軸方向へ移送されることによって、工具１０４が、ワーク５００に対して相対移動されてそのワーク５００を切削加工するようになっている。

以上のような工作機械には、後述のＣＬデータ（カッターロケーションデータ）を供給する加工データ供給装置１５０と、工作機械によるワーク５００の加工を数値制御する数値制御装置２００と、加工データ供給装置１５０から供給されるＣＬデータからＮＣプログラムを読み取るとともにそのＮＣプログラムに特定の変換処理を施与してその変換処理後のＮＣプログラムを数値制御装置２００へ出力する加工指令変換装置２とが付設されている。加工指令変換装置２には、本実施形態による加工指令変換プログラムが組み込まれている。以下、これらの加工データ供給装置１５０、数値制御装置２００及び加工指令変換装置２の構成について説明する。

加工データ供給装置１５０は、ワーク５００の加工時に工具１０４をワーク５００に対してどのように動かすかを規定するＣＬデータを供給するものである。この加工データ供給装置１５０は、パーソナルコンピュータ等の外部端末からなり、いわゆるＣＡＤ／ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ／ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システムが組み込まれている。加工データ供給装置１５０は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによって作成されたＣＬデータを供給する。

数値制御装置２００は、ワーク５００の加工時のワーク５００又は工具１０４の移動軌跡を指示するＮＣプログラムに基づいた各種演算処理を行って、各機械軸方向における各支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの所定のサイクルタイム間隔の各時刻間の移送量を示す移送パルスを導出し、その移送パルスを各移送部１０２ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ，１１６ｂのサーボモータ１０２ｃ，１０８ｃ，１１０ｃ，１１２ｃ，１１４ｃ，１１６ｃへ出力することによって各移送部１０２ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ，１１６ｂによる各支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの移送を制御するものである。

具体的には、数値制御装置２００は、加工指令変換装置２が後述のように導出して当該数値制御装置２００に入力する変換後ＮＣプログラムに基づいて、工具１０４がそのＮＣプログラムが示す移動軌跡に従ってワーク５００に対して相対的に移送されるように各支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを対応する各機械軸方向（Ｘ軸方向、Ａ軸方向、Ｃ軸方向、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向、Ｗ軸方向）において所定のサイクルタイム間隔の各時刻に移送すべき位置を示す機械軸パスを求める。なお、ＮＣプログラムは、本発明の「加工指令」の概念に含まれるものであり、変換後ＮＣプログラムは、本発明の「変換後加工指令」の概念に含まれるものである。また、数値制御装置２００は、導出した機械軸パスから各サイクルタイム毎の移送パルスを求めるパルス補間を行い、そのパルス補間によって求めた各移送パルスを特定の時定数の区間幅を有する分配区間内に分配して積算する補間後加減速処理（パルス補間後の加減速処理）を行う。さらに、数値制御装置２００は、補間後加減速処理後の移送パルスを各移送部１０２ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ，１１６ｂのサーボモータ１０２ｃ，１０８ｃ，１１０ｃ，１１２ｃ，１１４ｃ，１１６ｃに出力することによってその各移送部１０２ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ，１１６ｂによる支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａの移送を制御する。

本実施形態による加工指令変換装置２は、上記のような加工データ供給装置１５０及び数値制御装置２００に適用され、数値制御装置２００が用いるＮＣプログラムを前記補間後加減速処理によって生じる誤差が低減する方向に事前に変換するための変換処理を行うものであり、既存の数値制御工作機械にオプション的に適用されることも可能である。

具体的には、加工指令変換装置２は、加工データ供給装置１５０との間でデータの授受が可能となるように加工データ供給装置１５０と接続されるとともに、数値制御装置２００との間でデータの授受が可能となるように数値制御装置２００に対して接続された外部端末としての演算処理装置によって構成される。加工指令変換装置２には、いわゆるポストプロセッサのシステムと本実施形態の加工指令変換プログラムが組み込まれており、当該加工指令変換装置２は、ＣＬデータからのＮＣプログラムの導出と、その導出したＮＣプログラムの変換処理（後述）とを行う。加工指令変換装置２としては、例えば、数値制御装置２００で行われる演算処理のうちの一部の処理内容を変更したり、新たな処理を付加したりするために用いられるいわゆるカスタマーズボードが利用される。なお、ＮＣプログラムの導出及び変換処理専用に設置されて数値制御装置２００に接続される演算処理装置を加工指令変換装置２として用いてもよい。加工指令変換装置２は、変換部４と、メモリ５とを備えている。

変換部４は、各種演算処理を行う演算部であり、加工データ供給装置１５０から供給されるＣＬデータを読み込むとともにそのＣＬデータからＮＣプログラムを読み取る。具体的には、変換部４は、ＣＬデータを数値制御装置２００が使用可能なデータ形式にしたＮＣプログラムを求める。そして、変換部４は、導出したＮＣプログラムに基づいて、工具１０４を当該ＮＣプログラムが示す移動軌跡に従って移動させるために各支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを各時刻に移送すべき各機械軸方向の位置を示す基準機械軸パスを数値制御装置２００が行う機械軸パスの導出方法と同じ導出方法によって導出する。また、変換部４は、導出した各機械軸方向についての基準機械軸パスに特定の変換処理を行うことによって各機械軸方向についての変換後機械軸パスを導出し、その導出した各機械軸方向についての変換後機械軸パスをＮＣプログラムと同じ形式で表す変換後ＮＣプログラムに変換する処理を行う。

変換部４が実行する変換後機械軸パスを導出するための前記特定の変換処理としては、各機械軸方向についての基準機械軸パスの後述するブロックの各終点のうち変換後基準パスとの誤差が補正境界値以下である点については、数値制御装置２００による各機械軸方向についての補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと対応する機械軸方向についての基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を各機械軸方向毎に算出し、その算出した各機械軸方向毎の補正量で、前記補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差を相殺する方向（打ち消す方向）に各機械軸方向についての基準機械軸パスを補正する演算処理が行われる。また、前記特定の変換処理として、各機械軸方向についての基準機械軸パスの後述するブロックの各終点のうち変換後基準パスとの誤差が補正境界値を超えている点については、その点の前後の直近の２つの指令点についての補正量から比例配分によって補正量を算出し、その算出した補正量で上記と同様に基準機械軸パスを補正する演算処理が行われる。

基準機械軸パスから得られる工具１０４の軌跡が、例えば、図３に示すようなＸＹ平面上の円を示すものである場合には、仮に、数値制御装置２００がこの基準機械軸パスをパルス補間して移送パルスを求め、その求めた移送パルスを補間後加減速処理して補間後加減速処理後の移送パルスを求めた場合にその補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスに基いて指示される工具１０４の軌跡は、図４に示すように基準機械軸パスから得られる軌跡の径方向内側にずれる。変換部４は、このずれを発生させる、各機械軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸）についての補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を各機械軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸）毎に算出してその算出した各機械軸方向毎の補正量で当該誤差を相殺する方向に各機械軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸）についての基準機械軸パスをそれぞれ補正する。これにより、変換部４は、例えば図４に示すような工具１０４の軌跡が得られる変換後機械軸パスを算出する。すなわち、図４に示す形態では、変換後機械軸パスから得られる工具１０４の軌跡は、結果的に、基準機械軸パスから得られる工具１０４の軌跡を径方向外側に補正した軌跡となる。

また、変換部４は、各機械軸方向についてそれぞれ設定された複数の時定数の中に他の機械軸方向についての時定数と異なる値の時定数が含まれている場合には、各機械軸方向についての変換後機械軸パスを変換後ＮＣプログラムに変換するときに、変換後機械軸パスをＮＣプログラムの形式で表す仮変換ＮＣプログラムに一旦変換した後、その仮変換ＮＣプログラムを構成する各指令点の各機械軸方向についての座標を調整することによって変換後ＮＣプログラムを導出する。具体的には、変換部４は、仮変換ＮＣプログラムを構成する各指令点の座標を調整するときには、補間後加減速処理において各機械軸方向毎の時定数に応じた分配区間に各機械軸方向における移送パルスが分配されることによって生じる各機械軸方向毎の補間後加減速処理後の移送パルス同士の時刻の遅れの差が相殺されるように仮変換ＮＣプログラムの各指令点の各機械軸方向についての座標を調整する。

本実施形態による加工指令変換プログラムは、変換部４に組み込まれており、変換部４が実行する各種処理（演算処理）は、この加工指令変換プログラムの命令に従って実行されるようになっている。変換部４が行う演算処理の詳細については、後述する。

また、変換部４は、数値制御装置２００が変換後ＮＣプログラムに基づいて各機械軸方向についての機械軸パスを求めるように数値制御装置２００へ変換後ＮＣプログラムを出力する。数値制御装置２００が入力された変換後ＮＣプログラムから機械軸パスを求めてパルス補間を行い、補間後加減速処理を行った後の移送パルスから得られる機械軸パスは、基準機械軸パスに近似したものとなり、基準機械軸パスに対する誤差は許容できる程度の微小なものとなる。

メモリ５は、変換部４が機械軸パスを補正するために用いる補正量等の各種データや設定値を記憶するものである。

次に、図５及び図６のフローチャートを参照して、加工指令変換装置２が行う処理について詳しく説明する。

当該処理では、まず、加工指令変換装置２の変換部４が、加工データ供給装置１５０から供給されるＣＬデータを読み込み、そのＣＬデータからＮＣプログラムを導出する（ステップＳ２）。

次に、変換部４は、導出したＮＣプログラムから各機械軸方向についての基準機械軸パスを導出する（ステップＳ４）。具体的には、変換部４が読み取るＮＣプログラムは、ワーク５００の加工時の工具１０４の移動軌跡を所定のサイクルタイム間隔の各時刻毎の指令点の座標で表されており、変換部４は、このＮＣプログラムを逆運動学関係式を用いて変換することにより、前記各時刻に各支持体１０２ａ，１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａ，１１６ａを対応する機械軸方向において移送すべき位置を表す基準機械軸パスを導出する。

次に、変換部４は、導出した各機械軸方向についての基準機械軸パスに変換処理を行うことによって各機械軸方向についての変換後機械軸パスを導出する（ステップＳ６）。変換部４は、前記変換処理として、各機械軸方向についての基準機械軸パスに補間後加減速処理に相当する処理（以下、変換部加減速処理という）をそれぞれ行い、その処理後の各機械軸方向についての機械軸パスと対応する機械軸方向についての基準機械軸パスとの誤差である基準誤差を各機械軸方向毎に算出し、その算出した各機械軸方向毎の基準誤差を、各機械軸方向についての補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと対応する機械軸方向についての基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量とし、その各機械軸方向毎の補正量で前記誤差を相殺する（打ち消す）方向に各機械軸方向についての基準機械軸パスを補正することによって各機械軸方向についての変換後機械軸パスを導出する演算処理を行う。このとき、変換部４は、図６に示すフローチャートに沿った演算処理を行う。以下、この演算処理について具体的に説明する。

まず、変換部４は、以下のような演算処理からなる変換部加減速処理を各機械軸方向についての基準機械軸パスに対してそれぞれ行う（ステップＳ２２）。なお、説明を簡略にするために、以下、１つの機械軸方向の基準機械軸パスの変換部加減速処理に絞って説明するが、他の全ての機械軸方向の基準機械軸パスについてもその各機械軸方向毎に同様の変換部加減速処理が行われる。

変換部４は、基準機械軸パスＰ（ｔ）を所定の時間間隔（サイクルタイム）ｔ［ｉ−１］≦ｔ≦ｔ［ｉ］毎の複数のブロックＰｉ（ｔ） （ｉ＝１，２，３，４，…）に分割する。そして、変換部４は、その分割した各ブロックＰｉ（ｔ）毎に速度関数Ｑｉ’（ｔ）を算出する。詳しくは、変換部４は、基準機械軸パスＰ（ｔ）の所定のブロックＰｉ（ｔ）内におけるある時刻をｔとし、変換部加減速処理を行う対象の機械軸方向について設定された特定の時定数（数値制御装置２００が用いる時定数と同じ時定数）をＴｉとし、その時定数Ｔｉの半分の値をａとし、数値制御装置２００が補間後加減速処理において移送パルスを分配する分配形式を表し且つ次式（５）を満たす分配関数をｆ（Ｔ）とし、変換部加減速処理後の前記ブロックＰｉ（ｔ）に対応する機械軸パスをＱｉ（ｔ）とし、ｔ−ａからｔ＋ａに亘る分配対象区間内の各時刻Ｔにおける基準機械軸パスＰ（ｔ）の速度関数をＰ’（Ｔ）とした場合に、変換部加減速処理後の前記所定のブロックＰｉ（ｔ）の時刻ｔによる一次微分関数である速度関数Ｑｉ’（ｔ）を次式（６）に基づいて算出する。

なお、本実施形態では、数値制御装置２００が移送パルスを分配するときに直線型の分配形式（移送パルスを分配区間内全体に亘って均等に分配する形式）で分配を行うため、その分配形式に対応する分配関数ｆ（Ｔ）は、次式（７）で表される直線型の分配関数である。

ｆ（Ｔ）＝１／２ａ・・・（７）
ただし、当該式（７）において、時刻Ｔの範囲は、−ａ≦Ｔ≦ａである。

上記式（６）によって求められる速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、その速度関数に対応するブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも大きい場合と小さい場合とで異なった形で表される。その各場合における速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、以下の通りである。

ブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも大きい場合には、ｔ［ｉ］−ａ＜ｔ［ｉ］＜ｔ［ｉ］＋ａ＜ｔ［ｉ＋１］−ａ＜ｔ［ｉ＋１］＜ｔ［ｉ＋１］＋ａの関係が成り立つ（図７参照）。この場合におけるブロックＰｉ（ｔ）内の基準機械軸パスＰ（ｔ）の速度関数Ｐｉ’（Ｔ）は、図７中の太線で表される。この場合において、速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、下記のｔ［ｉ］−ａからｔ［ｉ］＋ａまでの区間の速度関数ｑｉ１１’（ｔ）と、ｔ［ｉ］＋ａからｔ［ｉ＋１］−ａまでの区間の速度関数ｑｉ１２’（ｔ）と、ｔ［ｉ＋１］−ａからｔ［ｉ＋１］＋ａまでの区間の速度関数ｑｉ１３’（ｔ）とに細分化される。

ｔ［ｉ］−ａからｔ［ｉ］＋ａまでの区間の速度関数ｑｉ１１’（ｔ）は、次式（８）で表される。

ｔ［ｉ］＋ａからｔ［ｉ＋１］−ａまでの区間の速度関数ｑｉ１２’（ｔ）は、次式（９）で表される。

ｔ［ｉ＋１］−ａからｔ［ｉ＋１］＋ａまでの区間の関数ｑｉ１３’（ｔ）は、次式（１０）で表される。

次に、ブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも小さい場合には、その区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも小さく且つ時定数Ｔｉの半分の値ａよりも大きい場合と、区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉの半分の値ａよりも小さい場合とに分類される。図８は、ブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも小さく且つ時定数Ｔｉの半分の値ａよりも大きい場合を示しており、この場合には、ｔ［ｉ］−ａ＜ｔ［ｉ］＜ｔ［ｉ＋１］−ａ＜ｔ［ｉ］＋ａ＜ｔ［ｉ＋１］＜ｔ［ｉ＋１］＋ａの関係が成り立つ。また、図９は、ブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａの半分の値ａよりも小さい場合を示しており、この場合には、ｔ［ｉ］−ａ＜ｔ［ｉ＋１］−ａ＜ｔ［ｉ］＜ｔ［ｉ＋１］＜ｔ［ｉ］＋ａ＜ｔ［ｉ＋１］＋ａの関係が成り立つ。これらの場合におけるブロックＰｉ（ｔ）内の基準機械軸パスＰ（ｔ）の速度関数Ｐｉ’（Ｔ）は、図８及び図９中の太線で表される。そして、これらの場合において、速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、下記のｔ［ｉ］−ａからｔ［ｉ＋１］−ａまでの区間の速度関数ｑｉ２１’（ｔ）と、ｔ［ｉ＋１］−ａからｔ［ｉ］＋ａまでの区間の速度関数ｑｉ２２’（ｔ）と、ｔ［ｉ］＋ａからｔ［ｉ＋１］＋ａまでの区間の速度関数ｑｉ２３’（ｔ）とに細分化される。

ｔ［ｉ］−ａからｔ［ｉ＋１］−ａまでの区間の関数ｑｉ２１’（ｔ）は、次式（１１）で表される。

ｔ［ｉ＋１］−ａからｔ［ｉ］＋ａまでの区間の関数ｑｉ２２’（ｔ）は、次式（１２）で表される。

ｔ［ｉ］＋ａからｔ［ｉ＋１］＋ａまでの区間の関数ｑｉ２３’（ｔ）は、次式（１３）で表される。

そして、変換部４は、以上のように算出した各ブロック毎の速度関数Ｑｉ’（ｔ）が繋がるようにそれらの速度関数Ｑｉ’（ｔ）を積算することによって全体の速度関数Ｑ’（ｔ）を算出し、その算出した全体の速度関数Ｑ’（ｔ）を積分することによって変換部加減速処理後の機械軸パスＱ（ｔ）を算出する。

その後、変換部４は、算出した各機械軸方向についての変換部加減速処理後の機械軸パスＱ（ｔ）から対応する機械軸方向についての基準機械軸パスＰ（ｔ）を減じることによって、各機械軸方向についての変換部加減速処理後の機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスＰ（ｔ）との誤差である基準誤差を算出する（ステップＳ２４）。このとき、変換部４は、前記各ブロックＰｉ（ｔ）の終点毎に基準誤差を算出する。具体的には、変換部４は、各ブロックＰｉ（ｔ）の終点毎の基準誤差ｅ［ｉ］を次式（１４）によって算出する。

ｅ［ｉ］＝Ｑ（ｔ［ｉ］）−Ｐ（ｔ［ｉ］）・・・（１４）
なお、本実施形態の変換部４による変換部加減速処理では、上記数式（５），（６）に示されているように、時刻ｔの前後に亘る分配対象区間［ｔ−ａ，ｔ＋ａ］内の各時刻Ｔにおける速度関数Ｐ’（Ｔ）をＴ−ａからＴ＋ａに亘る区間内に分配関数ｆ（Ｔ）に従って分配したときの時刻ｔへの分配値Ｐ’（Ｔ）・ｆ（ｔ−Ｔ）を、ｔ−ａからｔ＋ａまでの区間に亘って積分している。しかし、数値制御装置２００による補間後加減速処理では、サイクルタイム毎の各時刻間のブロックの移送パルスをそのブロックの終点に対応する時刻以降で時定数に等しい区間幅を有する分配区間内に分配するため、上記の数式（５），（６）の代わりに以下の数式（１５），（１６）を用いて各ブロック毎の速度関数Ｑｉ’（ｔ）を算出し、その算出した各ブロック毎の速度関数Ｑｉ’（ｔ）を積算して全体の速度関数Ｑ’（ｔ）を求め、その求めた全体の速度関数Ｑ’（ｔ）を積分することによって変換部加減速処理後の機械軸パスＱ（ｔ）を算出するのが、上記の分配方法を用いた補間後加減速処理に、より直接的に対応する算出方法である。

上記数式（１５），（１６）は、時刻ｔの前の分配対象区間［ｔ−２ａ，ｔ］内の各時刻Ｔにおける速度関数Ｐ’（Ｔ）をＴからＴ＋２ａに亘る区間内に分配関数ｆ（Ｔ）に従って分配するときの時刻ｔへの分配値Ｐ’（Ｔ）・ｆ（ｔ−Ｔ）を、ｔ−２ａからｔまでの区間に亘って積分することで速度関数Ｑｉ’（ｔ）を算出するためのものである。ただし、この数式（１５），（１６）によって各ブロックＰｉ（ｔ）毎の速度関数Ｑｉ’（ｔ）を算出し、その算出した速度関数Ｑｉ’（ｔ）から各ブロックＰｉ（ｔ）毎の変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）を求める場合には、その求めたブロックの変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）における時刻ｔは、基準機械軸パスＰ（ｔ）の対応するブロックＰｉ（ｔ）における時刻ｔから後にずれる。このため、この時刻ｔのずれを考慮せずに、変換部加減速処理後の機械軸パスＱ（ｔ）と基準機械軸パスＰ（ｔ）との基準誤差ｅ［ｉ］を上記式（１４）によって求めると、その求めた基準誤差ｅ［ｉ］の中に位相誤差が含まれることになる。この位相誤差は、基準機械軸パスＰ（ｔ）のうち対象物の移送の加減速を指示する箇所のみならず等速での移送を指示する箇所においても生じる。このような位相誤差は、各機械軸方向についての時定数が同じである場合には、ワーク５００の加工形状に誤差を生じさせる要因とはならないため、求める基準誤差ｅ［ｉ］の中から排除してもよい。

ただし、上記式（１５），（１６）によって算出した各ブロックＰｉ（ｔ）毎の速度関数Ｑｉ’（ｔ）から変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）を求める場合に、基準誤差ｅ［ｉ］から当該位相誤差の要素を排除しようとすると、変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）と基準機械軸パスＰ（ｔ）の対応するブロックＰｉ（ｔ）との間でずれた時刻ｔの対応付けをした上で上記式（１４）による基準誤差ｅ［ｉ］の算出を行う必要があり、この時刻ｔの対応付けが煩雑な処理となる。このため、本実施形態では、上記式（５），（６）を用いた変換部加減速処理を採用している。上記式（５），（６）を用いた変換部加減速処理では、各時刻Ｔにおける速度関数Ｐ’（Ｔ）をその時刻Ｔを中心として前後に均等な区間［Ｔ−ａ，Ｔ＋ａ］内に均等に分配するので、基準機械軸パスＰ（ｔ）のうち等速での移送を指示する領域では、変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）と基準機械軸パスＰ（ｔ）の対応するブロックＰｉ（ｔ）との間で時刻ｔのずれが生じない。このため、上記のような変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）と基準機械軸パスＰ（ｔ）の対応するブロックＰｉ（ｔ）との間でずれた時刻ｔの対応付けを行うことなく、上記式（１４）によって基準誤差ｅ［ｉ］を求めても、その求めた基準誤差ｅ［ｉ］から上記位相誤差の要素を排除することができる。

なお、上記式（１５），（１６）を用いて算出される速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、具体的には、以下のように表される。

基準機械軸パスＰ（ｔ）のブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも大きい場合には、ｔ［ｉ］＜ｔ［ｉ］＋ａ＜ｔ［ｉ］＋２ａ＜ｔ［ｉ＋１］＜ｔ［ｉ＋１］＋ａ＜ｔ［ｉ＋１］＋２ａの関係が成り立つ（図１０参照）。この場合におけるブロックＰｉ（ｔ）内の基準機械軸パスＰ（ｔ）の速度関数Ｐｉ’（Ｔ）は、図１０中の太線で表される。この場合において、速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、下記のｔ［ｉ］からｔ［ｉ］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ３１’（ｔ）と、ｔ［ｉ］＋２ａからｔ［ｉ＋１］までの区間の速度関数ｑｉ３２’（ｔ）と、ｔ［ｉ＋１］からｔ［ｉ＋１］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ３３’（ｔ）とに細分化される。

ｔ［ｉ］からｔ［ｉ］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ３１’（ｔ）は、次式（１７）で表される。

ｔ［ｉ］＋２ａからｔ［ｉ＋１］までの区間の速度関数ｑｉ３２’（ｔ）は、次式（１８）で表される。

ｔ［ｉ＋１］からｔ［ｉ＋１］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ３３’（ｔ）は、次式（１９）で表される。

次に、ブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも小さい場合には、その区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも小さく且つ時定数Ｔｉの半分の値ａよりも大きい場合と、区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉの半分の値ａよりも小さい場合とに分類される。図１１は、ブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａよりも小さく且つ時定数Ｔｉの半分の値ａよりも大きい場合を示しており、この場合には、ｔ［ｉ］＜ｔ［ｉ］＋ａ＜ｔ［ｉ＋１］＜ｔ［ｉ］＋２ａ＜ｔ［ｉ＋１］＋ａ＜ｔ［ｉ＋１］＋２ａの関係が成り立つ。また、図１２は、ブロックＰｉ（ｔ）の区間幅ｔ［ｉ＋１］−ｔ［ｉ］が時定数Ｔｉ＝２ａの半分の値ａよりも小さい場合を示しており、この場合には、ｔ［ｉ］＜ｔ［ｉ＋１］＜ｔ［ｉ］＋ａ＜ｔ［ｉ＋１］＋ａ＜ｔ［ｉ］＋２ａ＜ｔ［ｉ＋１］＋２ａの関係が成り立つ。これらの場合におけるブロックＰｉ（ｔ）内の基準機械軸パスＰ（ｔ）の速度関数Ｐｉ’（Ｔ）は、図１１及び図１２中の太線で表される。そして、これらの場合において、速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、下記のｔ［ｉ］からｔ［ｉ＋１］までの区間の速度関数ｑｉ４１’（ｔ）と、ｔ［ｉ＋１］からｔ［ｉ］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ４２’（ｔ）と、ｔ［ｉ］＋２ａからｔ［ｉ＋１］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ４３’（ｔ）とに細分化される。

ｔ［ｉ］からｔ［ｉ＋１］までの区間の速度関数ｑｉ４１’（ｔ）は、次式（２０）で表される。

ｔ［ｉ＋１］からｔ［ｉ］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ４２’（ｔ）は、次式（２１）で表される。

ｔ［ｉ］＋２ａからｔ［ｉ＋１］＋２ａまでの区間の速度関数ｑｉ４３’（ｔ）は、次式（２２）で表される。

上記式（８）〜（１０）と上記式（１７）〜（１９）とを比較してみると、上記式（８）〜（１０）で得られる速度関数ｑｉ１１’（ｔ），ｑｉ１２’（ｔ），ｑｉ１３’（ｔ）は、上記式（１７）〜（１９）で得られる速度関数ｑｉ３１’（ｔ），ｑｉ３２’（ｔ），ｑｉ３３’（ｔ）の時刻ｔを時定数Ｔｉの半分の値ａだけ後にずらした速度関数であることが判る。また、上記式（１１）〜（１３）と上記式（２０）〜（２２）とを比較してみると、上記式（１１），（１３）で得られる速度関数ｑｉ２１’（ｔ），ｑｉ２３’（ｔ）は、上記式（２０），（２２）で得られる速度関数ｑｉ４１’（ｔ），ｑｉ４３’（ｔ）の時刻ｔを時定数Ｔｉの半分の値ａだけ後にずらした速度関数であることが判る。これらの時定数Ｔｉの半分の値ａの分の時刻の差は、上記した速度関数Ｐｉ’（Ｔ）の分配形式の差に起因して生じるものである。

そして、変換部４が上記式（５）〜（１４）に基づいて算出する基準誤差ｅ［ｉ］は、数値制御装置２００による補間後加減速処理が行われた場合にその補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差からワーク５００の加工形状に影響を及ぼす位相誤差の要素を排除した値と実質的に等しくなる。以下、この点について説明する。

数値制御装置２００は、入力されるＮＣプログラムから機械軸パス（指令パス）を求め、その求めた機械軸パスをパルス補間することによって移送パルスを導出する。数値制御装置２００が導出する機械軸パスをｐ（ｔ）とし、サイクルタイムをΔｔ秒とし、時定数をＡ＝ｎ・Δｔ（秒）とし、起動後の最初の０番目のサイクル、すなわち時刻０から時刻Δｔまでの間のサイクルをサイクル（０）とし、第ｉ番目のサイクル、すなわち時刻ｉ・Δｔから時刻（ｉ＋１）・Δｔまでのサイクルをサイクル（ｉ）とすると、サイクル（ｉ）における移送量を示す移送パルスΔｐ（ｉ）は、次式（２３）で表せる。

Δｐ（ｉ）＝ｐ（（ｉ＋１）・Δｔ）−ｐ（ｉ・Δｔ）・・・（２３）
そして、数値制御装置２００は、導出した移送パルスに対して直線型の分配関数を用いた補間後加減速処理を行う。直線型の分配関数を用いた補間後加減速処理では、サイクル（ｉ）の移送パルスΔｐ（ｉ）をサイクル（ｉ）からサイクル（ｉ＋ｎ−１）までの間の時定数Ａに等しい長さを有する分配区間内の各サイクルに（ｐ（（ｉ＋１）・Δｔ）−ｐ（ｉ・Δｔ））／ｎずつ均等に分配するという分配方法に従って全てのサイクルの移送パルスを分配し、その後、各サイクル毎に移送パルスの分配値を積算することによって、補間後加減速処理後の移送パルスを算出する。このことから、補間後加減速処理後の第ｊ番目のサイクル（ｊ）の移送パルスΔｑ［ｊ］は、サイクル（ｊ−ｎ＋１）からサイクル（ｊ）までの各サイクルの移送パルスΔｐ［ｉ］（ｉ＝ｊ−ｎ＋１，ｊ−ｎ＋２，・・・・，ｊ−２，ｊ−１，ｊ）を１／ｎ倍した各分配値を積算することによって求められる。数値制御装置２００は、具体的には次式（２４）によって補間後加減速処理後の移送パルスΔｑ［ｊ］を算出する。

この補間後加減速処理後の移送パルスΔｑ［ｊ］は、サイクル（ｊ）におけるサイクルタイムΔｔ秒の間の移送量に相当するため、上記式（２４）の両辺をΔｔで除することによって、サイクル（ｊ）における平均速度が求められる。すなわち、次式（２５）によってサイクル（ｊ）における平均速度が求められる。

ここで、時定数Ａ＝ｎ・Δｔであることから１／ｎ＝１／（Ａ・Δｔ）と表すことができ、ｊ・Δｔを時刻ｔ、ｉ・Δｔを時刻Ｔとすると、上記式（２５）を式変形して次式（２６）のように表せる。

この数式（２６）は、サイクル（ｉ）における平均速度（ｐ（Ｔ＋Δｔ）−ｐ（Ｔ））／ΔｔをＡ・Δｔの区間幅を有する分配区間内に均等に分配したときの分配値を、ｉ＝ｊ−ｎ＋１のサイクルからｉ＝ｊのサイクルまでの各サイクルの分、積算することを意味している。そして、サイクル（ｊ）における平均速度は、時刻ｔにおける平均速度Δｑ（ｔ）／Δｔに等しいので、次式（２７）が成り立つ。

ここで、ｎを無限大にすると、Δｔはｄｔと表すことができ、Δｑ（ｔ）／Δｔはｑ’（ｔ）と表すことができ、（ｐ（Ｔ＋Δｔ）−ｐ（Ｔ））／Δｔはｐ’（Ｔ）と表すことができる。また、上記したようにｊ・Δｔ＝ｔであり、（ｊ−ｎ＋１）・Δｔ＝ｊ・Δｔ−ｎ・Δｔ＋Δｔ＝ｔ−Ａ＋Δｔとなる。ｎを無限大にするときには、Δｔは０に近似されるので、ｔ−Ａ＋Δｔは、ｔ−Ａとなる。これらのことから、上記式（２７）に基づいて次式（２８）を導くことができる。

上記の変換部４による変換部加減速処理では分配関数が１／２ａで一定であるものを用いる（上記式（７）参照）ため、上記式（１６）によって変換部加減速処理後の速度関数Ｑｉ’（ｔ）を求める場合には、その速度関数Ｑｉ’（ｔ）は、次式（２９）で表される。

この式（２９）において、２ａは、時定数であり、上記式（２８）におけるＡに相当するため、当該式（２９）によって得られる速度関数Ｑｉ’（ｔ）と上記式（２８）によって得られる速度関数ｑ’（ｔ）とは、等しくなる。このことから、数値制御装置２００による補間部加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと、上記式（１６）によって求めた速度関数Ｑｉ’（ｔ）を積分することによって得られる変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）とは、実質的に等しいことが判り、それら両機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差は、実質的に等しくなることが判る。そして、上記したように、上記式（６）によって求めた速度関数Ｑｉ’（ｔ）を積分することによって得られる変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）と基準機械軸パスＰｉ（ｔ）との基準誤差ｅ［ｉ］は、上記式（１６）によって求めた速度関数Ｑｉ’（ｔ）を積分することによって得られる変換部加減速処理後の機械軸パスＱｉ（ｔ）と基準機械軸パスＰｉ（ｔ）との誤差からワーク５００の加工形状に影響を及ぼさない時刻ｔのずれに起因する位相誤差の要素を排除した値に等しくなるので、結果的に、本実施形態の変換部４が上記式（５）〜（１４）に基づいて算出する基準誤差ｅ［ｉ］は、数値制御装置２００が補間後加減速処理を行った後の移送パルスから得られる機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差からワーク５００の加工形状に影響を及ぼさない前記位相誤差の要素を排除した値に実質的に等しくなる。

変換部４は、以上のように前記各ブロックＰｉ（ｔ）の終点毎の基準誤差ｅ［ｉ］を算出した後、各ブロックＰｉ（ｔ）の各終点を補正境界値に基づいて第１補正対象点と第２補正対象点とに分類する（ステップＳ２６）。第２補正対象点には、コーナー部（例えば、機械軸パスが示す軌跡が多角形状の軌跡を示すものである場合には、その多角形の頂点）、機械軸パスの最初の始点直後の特定区間（移送開始直後の一定区間）に位置する終点、機械軸パスの最後の終点の直前の特定区間（移送停止直前の一定区間）に位置する終点、速度変化が急激で和らげる必要のある特定区間に位置する終点などが含まれる。また、第１補正対象点は、第２補正対象点以外の終点であり、機械軸パスのうち滑らかな移送を指示する区間に位置する終点である。補正境界値は、メモリ５に設定値として記憶されており、変換部４は、各ブロックＰｉ（ｔ）の終点のうち、基準誤差ｅ［ｉ］が当該補正境界値以下である点を第１補正対象点とし、基準誤差ｅ［ｉ］が当該補正境界値を超えている点を第２補正対象点とする。

そして、変換部４は、第１補正対象点と第２補正対象点とについてそれぞれ補正量を算出する（ステップＳ２８）。具体的には、変換部４は、第１補正対象点については、その点の基準誤差ｅ［ｉ］に等しい値を当該第１補正対象点についての補正量ｈ１［ｉ］とする。また、変換部４は、第２補正対象点については、その第２補正対象点とその第２補正対象点の前の直近の第１補正対象点との間の距離Ｌ_ｂと、その第２補正対象点とその第２補正対象点の後の直近の第１補正対象点との間の距離Ｌ_ａとを求め、次式（３０）により比例配分することによって当該第２補正対象点についての補正量ｈ２［ｉ］を求める。なお、次式（３０）において、ｅ_ｂ［ｉ］は、前記第２補正対象点の前の直近の第１補正対象点についての基準誤差であり、ｅ_ａ［ｉ］は、前記第２補正対象点の後の直近の第１補正対象点についての基準誤差である。

ｈ２［ｉ］＝（ｅ_ｂ［ｉ］×Ｌ_ａ＋ｅ_ａ［ｉ］×Ｌ_ｂ）／（Ｌ_ｂ＋Ｌ_ａ）・・・（３０）
そして、変換部４は、上記のように求めた各ブロックＰｉ（ｔ）の終点毎の補正量ｈ１［ｉ］，ｈ２［ｉ］をメモリ５に記憶させる。

この後、変換部４は、メモリ５に記憶させた各ブロックＰｉ（ｔ）の終点毎の補正量ｈ１［ｉ］，ｈ２［ｉ］で基準機械軸パスＰ（ｔ）を補正することによって変換後機械軸パスを導出する。具体的には、変換部４は、各ブロックＰｉ（ｔ）の終点のうち第１補正対象点についてはその第１補正対象点の値からその点について設定された補正量ｈ１［ｉ］を減じることによって当該第１補正対象点を補正し、各ブロックＰｉ（ｔ）の終点のうち第２補正対象点についてはその第２補正対象点の値からその点ついて設定された補正量ｈ２［ｉ］を減じることによって当該第２補正対象点を補正する（ステップＳ３０）。

次に、変換部４は、上記のように導出した各機械軸方向についての変換後機械軸パスをＮＣプログラムの形式で表す変換後ＮＣプログラムに変換する（図５のステップＳ８）。この変換処理では、変換部４は、各機械軸方向についてそれぞれ設定されている時定数が同じである場合には、上記各機械軸方向についての変換後機械軸パスをそのままＮＣプログラムの形式に変換することによって変換後ＮＣプログラムを導出する一方、各機械軸方向についてそれぞれ設定されている複数の時定数の中に他の機械軸方向についての時定数と異なる値の時定数が含まれている場合には、それらの時定数の差に起因して補間後加減速処理において各機械軸方向同士の間で生じる時刻の遅れの差を解消するための時定数差調整処理を行って変換後ＮＣプログラムを導出する。

この時定数差調整処理では、変換部４は、上記各機械軸方向についての変換後機械軸パスをＮＣプログラムの形式で表す仮変換ＮＣプログラムに一旦変換した後、その仮変換ＮＣプログラムを構成する各指令点の各機械軸方向についての座標を調整して変換後ＮＣプログラムとする。変換部４は、仮変換ＮＣプログラムから以下のようにして変換後ＮＣプログラムを導出する。

ここで、仮変換ＮＣプログラムは、所定のサイクルタイム間隔の各時刻ｔ［ｋ］（ｋ＝０，１，２，・・・，ｎ）における複数の指令点によって構成されているとする。また、複数の機械軸方向のうち最も大きい時定数が設定された機械軸方向をｍ軸方向とし、そのｍ軸方向について設定された時定数をＴｍとし、そのｍ軸方向と異なる機械軸方向でそのｍ軸方向についての時定数Ｔｍよりも小さい時定数が設定された所定の機械軸方向をｎ軸方向とし、そのｎ軸方向について設定された時定数をＴｏとする。変換部４は、仮変換ＮＣプログラムの各時刻ｔ［ｋ］における各指令点について、ｍ軸方向の座標はそのままにし、ｎ軸方向の座標を（Ｔｍ−Ｔｏ）／２だけ遅れた時刻での座標に調整する。

具体的には、変換部４は、仮変換ＮＣプログラムの各時刻ｔ［ｋ］における各指令点のｍ軸方向の座標をそのまま変換後ＮＣプログラムの各時刻ｔ［ｋ］における各指令点のｍ軸方向の座標とする一方、仮変換ＮＣプログラムから各時刻ｔ［ｋ］＋（Ｔｍ−Ｔｏ）／２におけるｎ軸方向の座標を求めて、その求めた各座標を変換後ＮＣプログラムの各時刻ｔ［ｋ］における各指令点のｎ軸方向の座標とする。変換部４は、仮変換ＮＣプログラムから各時刻ｔ［ｋ］＋（Ｔｍ−Ｔｏ）／２におけるｎ軸方向の座標をそれぞれ求めるときにその各時刻のうちのある時刻ｔ［ｃ］＋（Ｔｍ−Ｔｏ）／２が前記各時刻ｔ［ｋ］のうちのいずれかの時刻に一致する場合には、その一致した時刻における仮変換ＮＣプログラムの指令点のｎ軸方向の座標を当該時刻ｔ［ｃ］＋（Ｔｍ−Ｔｏ）／２におけるｎ軸方向の座標とし、前記時刻ｔ［ｃ］＋（Ｔｍ−Ｔｏ）／２が各時刻ｔ［ｋ］のいずれとも一致しない場合には、各時刻ｔ［ｋ］のうち時刻ｔ［ｃ］＋（Ｔｍ−Ｔｏ）／２の前後の直近の２つの時刻における仮変換ＮＣプログラムの指令点のｎ軸方向の座標から比例配分により当該時刻ｔ［ｃ］＋（Ｔｍ−Ｔｏ）／２におけるｎ軸方向の座標を求める。

変換部４は、以上のように仮変換ＮＣプログラムを時定数差調整処理した後のＮＣプログラムを変換後ＮＣプログラムとし、その変換後ＮＣプログラムを数値制御装置２００へ出力する（ステップＳ１０）。加工指令変換装置２が行う処理は、以上のようにして行われる。

本実施形態では、加工指令変換装置２の変換部４が、数値制御装置２００による補間後加減速処理後の各機械軸方向についての移送パルスから得られる機械軸パスと対応する機械軸方向についての基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を各機械軸方向毎に算出し、その各機械軸方向毎の補正量で前記誤差を相殺する方向に各機械軸方向についての基準機械軸パスを補正した変換後機械軸パスを算出し、その算出した各機械軸方向についての変換後機械軸パスを変換後ＮＣプログラムに変換し、数値制御装置２００が変換後ＮＣプログラムに基づいて各機械軸方向についての機械軸パスを導出するように当該変換後ＮＣプログラムを数値制御装置２００へ出力するため、数値制御装置２００には、当該数値制御装置２００が行う補間後加減速処理によって生じる各機械軸方向毎の誤差を予め見込んでその誤差を相殺する方向に各機械軸方向毎に補正した変換後ＮＣプログラムを入力することができる。このため、数値制御装置２００が補間後加減速処理を行ったときには、その補間後加減速処理後の移送パルスから得られる各機械軸方向についての機械軸パスと対応する機械軸方向についての基準機械軸パスとの間に生じる誤差を微小なものとすることができ、その結果、補間後加減速処理に伴って生じるワーク５００の加工形状の誤差を微小な値に低減することができる。

また、本実施形態では、数値制御装置２００との間でデータの授受が可能となるように構成された演算処理装置に加工指令変換プログラムを組み込むことによって構成された加工指令変換装置２により、数値制御装置２００が行う補間後加減速処理によって生じる誤差を低減させることが可能であるから、既存の工作機械の数値制御装置２００で現在用いられている制御プログラムはそのまま使用することができる。このため、数値制御装置２００で用いられている制御プログラム全体を入れ替えたり、その制御プログラムの改変作業を行ったりするような場合に比べて、費用面及び作業面における負担を軽減しつつ、短期間で、補間後加減速処理によって生じる誤差を低減するための処置を実施することができる。

また、本実施形態では、変換後ＮＣプログラムの導出において上記の時定数差調整処理が行われるので、各機械軸方向毎の時定数の差に起因して数値制御装置２００による補間後加減速処理の際に生じる各機械軸方向同士の間での時刻の遅れの差を解消することができ、その結果、当該各機械軸方向同士の間での時刻の遅れの差に起因する各機械軸方向同士の間での位相誤差の発生を防止することができる。具体的には、上記の時定数差調整処理では、最大の時定数Ｔｍが設定された前記ｍ軸方向の座標については時刻ｔ［ｋ］から遅らせず、その最大の時定数よりも小さい時定数Ｔｏが設定された前記ｎ軸方向の座標については時刻ｔ［ｋ］から（Ｔｍ−Ｔｏ）／２だけ遅らせている。本実施形態による数値制御装置２００が行う補間後加減速処理では、当該補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスは、数値制御装置２００に入力される変換後ＮＣプログラムから得られる機械軸パスに対して、ｍ軸方向についてはＴｍ／２だけ遅れるとともに、ｎ軸方向についてはＴｏ／２だけ遅れる。このため、結果的に、当該補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスは、基準機械軸パスに対して、ｍ軸方向についてはＴｍ／２だけ遅れ、ｎ軸方向については時定数差調整処理による遅れ（Ｔｍ−Ｔｏ）／２と補間後加減速処理による遅れＴｏ／２との和であるＴｍ／２だけ遅れる。すなわち、ｍ軸方向とｎ軸方向とにおいて同じＴｍ／２だけ遅れが生じるので、それらの機械軸方向同士の間で位相誤差が発生するのを防ぐことができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施形態では、加工指令変換装置２に既に加工指令変換プログラムが組み込まれている形態を例にとって説明したが、本願発明による加工指令変換プログラムは、各種記憶媒体に記憶され、その記憶媒体が、数値制御装置２００との間でデータの授受が可能な演算処理装置に結合されることによってその記憶媒体から演算処理装置に導入されてもよい。このような変形例による構成は、図１３に示されている。この変形例では、加工指令変換プログラムが記憶される記憶媒体２２として、ＣＤ−Ｒ等のディスク状の記憶媒体や、カード状の各種記憶媒体、演算処理装置内に組み込まれる又は演算処理装置に対して外部接続される各種メモリやハードディスク等が挙げられる。そして、この変形例では、加工指令変換装置を構成する演算処理装置１２は、加工指令変換プログラムが記憶された記憶媒体２２が結合可能な結合部８を備えている。結合部８は、変換部４と電気的に接続されており、記憶媒体２２が当該結合部８に結合されると、変換部４がその記憶媒体２２から当該結合部８を介して加工指令変換プログラムを読み取り可能となる。

この構成によれば、記憶媒体２２を演算処理装置１２の結合部８に結合させるだけで、その記憶媒体２２に記憶されている加工指令変換プログラムを演算処理装置１２に導入可能な状態になるため、既存の演算処理装置１２に対して加工指令変換プログラムを導入する作業を容易に実施することができる。

また、本発明による加工指令変換装置、加工指令変換プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体は、図１に示したような門型フレームを備えた工作機械を制御するための数値制御装置に適用が限定されるものではない。例えば、パラレルメカニズムを有する工作機械や、旋盤、その他の各種工作機械を制御するための数値制御装置にも、本発明による加工指令変換装置、加工指令変換プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体を適用することが可能である。

また、上記実施形態では、変換部加減速処理において直線型の分配関数を用いたが、変換部加減速処理において用いる分配関数は、このような直線型の分配関数以外の種類の分配関数であってもよい。ただし、その分配関数は、数値制御装置が補間後加減速処理において移送パルスを分配区間に分配するときの分配形式に対応したものであることを要する。

例えば、数値制御装置が補間後加減速処理において移送パルスをいわゆるベル型の分配形式で分配区間内に分配する場合には、変換部は、変換部加減速処理においていわゆるベル型の分配関数を用いればよい。このようなベル型の分配関数ｆ（ｔ）は、例えば、次式で表される。

なお、分配区間−ａ≦ｔ≦ａの外側では、ｆ（ｔ）＝０である。

また、変換部加減速処理では、上記数式（５），（６）の代わりに上記数式（１５），（１６）を用いてもよい。ただし、この場合には、変換部加減速処理後の機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差を算出するに際して、変換部加減速処理後の機械軸パスと基準機械軸パスとの互いに減算する点同士の時刻の対応付け（時刻調整）を行った上でそれらの点同士の減算を行って誤差を算出する。

また、変換部４が基準機械軸パスの補正量を求めるときに、変換部加減速処理後の機械軸パスと基準機械軸パスとの誤差を算出し、その算出した誤差で補正量を修正し、その修正後の補正量で基準機械軸パスを補正し、再度、その補正後の機械軸パスを変換部加減速処理するというルーチンを複数回（例えば２〜３回程度）繰り返してもよい。この場合には、数値制御装置２００による補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスを基準機械軸パスにより近づけることができ、補間後加減速処理によって生じる誤差をより低減することができる。

また、加工指令変換装置の変換部は、ＮＣプログラムから媒介変数表示の機械軸パスを作成するとともに、各種補間を行うための媒介変数と時間との相関関係を表す媒介変数時間関数を求め、その媒介変数時間関数と前記媒介変数表示の機械軸パスから時刻表示の基準機械軸パスを求めて、その基準機械軸パスから変換後機械軸パスを求めてもよい。

また、上記実施形態では、加工データ供給装置は、ＣＬデータを供給するものとして説明したが、このような形態に限定されない。例えば、加工データ供給装置は、ＮＣプログラムを供給するものであってもよい。この場合には、加工データ供給装置は、ＣＬデータを作成するための機能（ＣＡＤ／ＣＡＭシステム）及びその作成したＣＬデータからＮＣプログラムを導出して出力する機能（ポストプロセッサ）を有していればよい。そして、この場合には、加工指令変換装置は、ポストプロセッサの機能を有しておらず、加工データ供給装置から供給されるＮＣプログラムに基づいて基準機械軸パスを導出し、その基準機械軸パスを変換後機械軸パスに変換し、その基準機械軸パスから変換後ＮＣプログラムを導出して出力する機能を有していればよい。

また、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムが組み込まれた装置と、ポストプロセッサが組み込まれた装置と、数値制御装置とからなる既存の処理装置に、本願発明のＮＣプログラムを変換後ＮＣプログラムに変換する加工指令変換装置を付加的に適用してもよい。

２ 加工指令変換装置
４ 変換部
８ 結合部
１２ 演算処理装置
２２ 記憶媒体
１０２ ワーク移送装置（移送装置）
１０２ａ テーブル（支持体）
１０２ｂ テーブル支持体移送部（移送部）
１０４ 工具
１０８ 揺動装置（移送装置）
１０８ａ 揺動支持体（支持体）
１０８ｂ 揺動支持体移送部（移送部）
１１０ 回動装置（移送装置）
１１０ａ 回動支持体（支持体）
１１０ｂ 回動支持体移送部（移送部）
１１２ 第１鉛直移送装置（移送装置）
１１２ａ ラム（支持体）
１１２ｂ ラム移送部（移送部）
１１４ 水平移送装置（移送装置）
１１４ａ サドル（支持体）
１１４ｂ サドル移送部（移送部）
１１６ 第２鉛直移送装置（移送装置）
１１６ａ クロスレール（支持体）
１１６ｂ クロスレール移送部（移送部）
５００ ワーク

Claims (7)

1. ワーク又はそのワークを加工する工具を対象物としてその対象物を前記ワークを加工するために移送する複数の移送装置を備え、前記各移送装置は、前記対象物を支持するための支持体と、その支持体を特定の機械軸方向に移送することにより前記対象物を移送する移送部とをそれぞれ有する工作機械に設けられる演算処理装置であって、前記各支持体を対応する前記各機械軸方向において所定のサイクルタイム間隔の各時刻に移送すべき位置を示す機械軸パスを求め、その求めた機械軸パスから前記各機械軸方向における前記各時刻間のブロックでの前記各支持体の移送量を示す移送パルスを求め、その求めた前記各機械軸方向毎の各移送パルスを対応する機械軸方向について設定された特定の時定数の区間幅を有する分配区間内に分配して積算する補間後加減速処理を行うことによって補間後加減速処理後の移送パルスを求め、その求めた補間後加減速処理後の移送パルスに応じて前記各移送装置の前記移送部による前記支持体の移送を制御する数値制御装置との間でデータの授受が可能となるように構成された演算処理装置に適用される加工指令変換プログラムであって、
   前記ワークの加工時の前記工具の移動軌跡を前記各時刻毎の指令点の前記各機械軸方向についての座標で表す加工指令に基づいて、前記工具を前記移動軌跡に従って移動させるために前記各支持体を前記各時刻に移送すべき前記各機械軸方向の位置を示す基準機械軸パスを導出するパス導出ステップと、
   導出した前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに特定の変換処理を行うことによって前記各機械軸方向についての変換後機械軸パスを導出するパス変換ステップと、
   前記各機械軸方向についての前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す変換後加工指令に変換する加工指令変換ステップと、
   前記数値制御装置が前記変換後加工指令に基づいて前記各機械軸方向についての前記機械軸パスを求めるように前記数値制御装置へ前記変換後加工指令を出力する出力ステップとを、前記演算処理装置に実行させ、
   前記パス変換ステップでは、前記特定の変換処理として、前記各機械軸方向についての前記補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の補正量で前記誤差を相殺する方向に前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスを補正した前記変換後機械軸パスを算出する演算処理を前記演算処理装置に実行させ、
   前記演算処理装置に前記特定の変換処理として実行させる前記演算処理では、前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに前記補間後加減速処理に相当する処理をそれぞれ行い、その処理後の各機械軸方向についての機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差である基準誤差を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の前記基準誤差を前記各機械軸方向毎の前記補正量とし、
   前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記数値制御装置が前記各移送パルスを分配する分配形式に相当する分配形式を表す分配関数を用いて前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数を分配するとともにその分配した値を積分し、その積分によって得られる関数をさらに積分することによって前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスを算出する処理を前記演算処理装置に実行させる、加工指令変換プログラム。
   
2. 前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記時刻をｔとし、当該処理を行う前記機械軸方向について設定された前記時定数の半分の値をａとし、ｔ−ａからｔ＋ａに亘る区間内の各時刻Ｔにおける前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数をＰ’（Ｔ）とし、前記数値制御装置が前記移送パルスを分配する分配形式を表し且つ次式（１）を満たす分配関数をｆ（Ｔ）とした場合に、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスの一次微分関数である速度関数Ｑ’（ｔ）を次式（２）に基づいて算出し、その算出した速度関数Ｑ’（ｔ）を積分することによって、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスＱ（ｔ）を算出する処理を前記演算処理装置に実行させる、請求項１に記載の加工指令変換プログラム。
   

   

   
3. 前記各機械軸方向についてそれぞれ設定された複数の前記時定数の中には他の機械軸方向についての時定数と異なる値の時定数が含まれ、前記数値制御装置が、前記補間後加減速処理において、前記各機械軸方向における前記各ブロックの前記移送パルスを分配するときに、その分配対象である機械軸方向について設定された前記時定数に相当する区間幅だけそのブロックの終点から後に及ぶ前記分配区間内にその移送パルスを分配する場合に、前記加工指令変換ステップでは、前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す仮変換加工指令に一旦変換する仮変換ステップと、前記仮変換加工指令を構成する各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整して前記変換後加工指令とする調整ステップとを前記演算処理装置に実行させ、
   前記調整ステップでは、前記補間後加減速処理において前記各機械軸方向毎の前記時定数に応じた前記分配区間に前記各機械軸方向における前記移送パルスが分配されることによって生じる前記各機械軸方向毎の前記補間後加減速処理後の前記移送パルス同士の前記時刻の遅れの差が相殺されるように前記仮変換加工指令の前記各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整する処理を前記演算処理装置に実行させる、請求項１又は２に記載の加工指令変換プログラム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工指令変換プログラムが記憶された記憶媒体であって、当該記憶媒体に記憶されている前記加工指令変換プログラムを前記演算処理装置に導入するために前記演算処理装置に結合される、記憶媒体。
5. ワーク又はそのワークを加工する工具を対象物としてその対象物を前記ワークを加工するために移送する複数の移送装置を備え、前記各移送装置は、前記対象物を支持するための支持体と、その支持体を特定の機械軸方向に移送することにより前記対象物を移送する移送部とをそれぞれ有する工作機械に設けられ、前記各支持体を対応する前記各機械軸方向において所定のサイクルタイム間隔の各時刻に移送すべき位置を示す機械軸パスを求め、その求めた機械軸パスから前記各機械軸方向における前記各時刻間のブロックでの前記各支持体の移送量を示す移送パルスを求め、その求めた前記各機械軸方向毎の各移送パルスを対応する機械軸方向について設定された特定の時定数の区間幅を有する分配区間内に分配して積算する補間後加減速処理を行うことによって補間後加減速処理後の移送パルスを求め、その求めた補間後加減速処理後の移送パルスに応じて前記各移送装置の前記移送部による前記支持体の移送を制御する数値制御装置に適用される加工指令変換装置であって、
   前記ワークの加工時の前記工具の移動軌跡を前記各時刻毎の指令点の前記各機械軸方向についての座標で表す加工指令に基づいて、前記工具を前記移動軌跡に従って移動させるために前記各支持体を前記各時刻に移送すべき前記各機械軸方向の位置を示す基準機械軸パスを導出し、その導出した前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに特定の変換処理を行うことによって前記各機械軸方向についての変換後機械軸パスを導出し、その導出した前記各機械軸方向についての前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す変換後加工指令に変換し、前記数値制御装置が当該変換後加工指令に基づいて前記各機械軸方向についての前記機械軸パスを求めるように前記数値制御装置へ当該変換後加工指令を出力する変換部を備え、
   前記変換部は、前記特定の変換処理として、前記各機械軸方向についての前記補間後加減速処理後の移送パルスから得られる機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差の近似値に相当する補正量を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の補正量で前記誤差を相殺する方向に前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスを補正した前記変換後機械軸パスを算出する演算処理を行い、
   前記変換部は、前記特定の変換処理として行う前記演算処理では、前記各機械軸方向についての前記基準機械軸パスに前記補間後加減速処理に相当する処理をそれぞれ行い、その処理後の前記各機械軸方向についての機械軸パスと対応する前記機械軸方向についての前記基準機械軸パスとの誤差である基準誤差を前記各機械軸方向毎に算出し、その算出した前記各機械軸方向毎の前記基準誤差を前記各機械軸方向毎の前記補正量とし、前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記数値制御装置が前記各移送パルスを分配する分配形式に相当する分配形式を表す分配関数を用いて前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数を分配するとともにその分配した値を積分し、その積分によって得られる関数をさらに積分することによって前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスを算出する演算処理を行う、加工指令変換装置。
   
6. 前記変換部は、前記補間後加減速処理に相当する処理では、前記時刻をｔとし、当該処理を行う前記機械軸方向について設定された前記時定数の半分の値をａとし、ｔ−ａからｔ＋ａに亘る区間内の各時刻Ｔにおける前記基準機械軸パスの一次微分関数である速度関数をＰ’（Ｔ）とし、前記数値制御装置が前記各移送パルスを分配する分配形式を表し且つ次式（３）を満たす分配関数をｆ（Ｔ）とした場合に、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスの一次微分関数である速度関数Ｑ’（ｔ）を次式（４）に基づいて算出し、その算出した速度関数Ｑ’（ｔ）を積分することによって、前記補間後加減速処理に相当する処理後の機械軸パスＱ（ｔ）を算出する演算処理を行う、請求項５に記載の加工指令変換装置。
   

   

   
7. 前記各機械軸方向についてそれぞれ設定された複数の前記時定数の中には他の機械軸方向についての時定数と異なる値の時定数が含まれ、前記数値制御装置が、前記補間後加減速処理において、前記各機械軸方向における前記各ブロックの前記移送パルスを分配するときに、その分配対象である機械軸方向について設定された前記時定数に相当する区間幅だけそのブロックの終点から後に及ぶ前記分配区間内にその移送パルスを分配する場合には、前記変換部は、前記各機械軸方向についての前記変換後機械軸パスを前記変換後加工指令に変換するときに、前記変換後機械軸パスを前記加工指令の形式で表す仮変換加工指令に一旦変換した後、前記仮変換加工指令を構成する各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整して前記変換後加工指令とし、
   前記仮変換加工指令を構成する前記各指令点の座標を調整するときには、前記変換部は、前記補間後加減速処理において前記各機械軸方向毎の前記時定数に応じた前記分配区間に前記各機械軸方向における前記移送パルスが分配されることによって生じる前記各機械軸方向毎の前記補間後加減速処理後の前記移送パルス同士の前記時刻の遅れの差が相殺されるように前記仮変換加工指令の前記各指令点の前記各機械軸方向についての座標を調整する、請求項５又は６に記載の加工指令変換装置。

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