JP6289765B1 - Numerical control device, program conversion device, numerical control method and program conversion method - Google Patents
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Abstract
数値制御装置は、工具に対する移動指令または加工対象物に対する移動指令が記述された加工プログラムを入力する加工プログラム入力部(11)と、移動指令、および移動指令により指令された指令位置を通過する工具経路の形状の特徴を表した形状特徴情報に基づいて曲線経路を生成する曲線経路生成部(14)と、を備える。The numerical control device includes a machining program input unit (11) for inputting a machining program in which a movement command for a tool or a movement command for a workpiece is described, and a tool that passes the movement command and a command position commanded by the movement command. A curved path generation unit (14) that generates a curved path based on shape characteristic information representing the characteristic of the shape of the path.
Description
本発明は、数値制御工作機械を構成する数値制御装置、数値制御加工プログラムを変換するプログラム変換装置、数値制御方法およびプログラム変換方法に関する。 The present invention relates to a numerical control device that constitutes a numerically controlled machine tool, a program conversion device that converts a numerically controlled machining program, a numerical control method, and a program conversion method.
数値制御工作機械が加工対象物を加工するためには、加工対象物または数値制御工作機械に装着された工具を、予め設定された経路に移動させるための移動指令が記述された数値制御加工プログラム(以下単に「加工プログラム」と称する)が用いられる。加工プログラムは、例えば市販のCAD(Computer−Aided Design)/CAM(Computer Aided Manufacturing)装置によって作成され、例えばGコードおよびマクロ文といった文字列の規定のフォーマットで記述される。ここでGコードとは、数値制御で用いられる命令コードの1つであり、制御対象物の位置決め、直線補間、円弧補間または平面指定を行う際に加工プログラムに記述される指令コードである。 In order for a numerically controlled machine tool to machine a workpiece, a numerically controlled machining program in which a movement command for moving a workpiece or a tool mounted on the numerically controlled machine tool to a preset path is described. (Hereinafter simply referred to as “machining program”) is used. The machining program is created by, for example, a commercially available CAD (Computer-Aided Design) / CAM (Computer Aided Manufacturing) device, and is described in a prescribed format of a character string such as a G code and a macro sentence. Here, the G code is one of command codes used in numerical control, and is a command code described in a machining program when positioning, linear interpolation, circular interpolation, or plane designation of an object to be controlled.
従来、自由曲面を有する形状の加工対象物の加工を行う場合、CAD/CAM装置を利用して加工対象物の自由曲面に接するようにして仮想的に工具を移動させた直線、円弧、曲線等からなる理想的な経路を微小線分によって近似した経路(以下「工具経路」と称する)を作成した後、数値制御工作機械がその工具経路に沿って工具を移動させて切削加工する。 Conventionally, when processing a workpiece having a shape having a free-form surface, a straight line, arc, curve, or the like in which a tool is virtually moved so as to be in contact with the free-form surface of the workpiece using a CAD / CAM device After creating a path (hereinafter referred to as a “tool path”) that approximates an ideal path consisting of the following by a minute line segment, a numerically controlled machine tool moves the tool along the tool path to perform cutting.
CAD/CAM装置から出力される工具経路は数値制御装置が解釈できるGコードの移動指令として加工プログラムに記述され、加工プログラムは数値制御工作機械が有する数値制御装置に入力される。数値制御装置は加工プログラムを読み取り解釈することにより、移動指令から補間周期ごとに工具経路を補間した補間データを作成する。数値制御装置は、作成した補間データによって数値制御工作機械の各軸を制御し、工具を所望の位置に移動させることにより加工対象物を加工する。 The tool path output from the CAD / CAM device is described in the machining program as a G code movement command that can be interpreted by the numerical controller, and the machining program is input to the numerical controller of the numerically controlled machine tool. The numerical controller reads and interprets the machining program to create interpolation data obtained by interpolating the tool path for each interpolation cycle from the movement command. The numerical control device controls each axis of the numerically controlled machine tool based on the created interpolation data, and processes the workpiece by moving the tool to a desired position.
自由曲面を加工するための工具経路をCAD/CAM装置が作成する一般的な手順を説明する。工具経路を生成する場合、CAD/CAM装置は、まず、加工対象物における加工すべき曲面(以下「加工曲面」と称する)の形状から、加工曲面に接するように工具を移動させた際に要求される理想的な経路を算出する。CAD/CAM装置は、次に、許容誤差の情報を取得し、算出された理想的な経路との最大誤差が許容誤差以下になるように、理想的な経路上に指令点をサンプリングし、指令点間を直線で補間した微小線分に近似することにより工具経路を作成する。このようにして作成した工具経路に従った加工では、加工曲面は近似された指令点間を直線で補間することにより加工されるため、加工結果の加工品質が低下するといった問題がある。この問題に対し、従来は、数値制御装置が、CAD/CAM装置から受け取った工具経路を部分的に曲線経路に復元して、スプライン曲線などの曲線を推測して復元して、復元した曲線経路を補間する加工を行っていた。これにより滑らかな加工結果を得られることが期待できる。 A general procedure for creating a tool path for machining a free-form surface by the CAD / CAM device will be described. When generating a tool path, the CAD / CAM device first requests when the tool is moved so as to be in contact with the machining curved surface from the shape of the curved surface to be machined (hereinafter referred to as “machining curved surface”) in the workpiece. Calculate the ideal route. Next, the CAD / CAM device acquires information on the allowable error, samples the command point on the ideal path so that the calculated maximum error with the ideal path is equal to or less than the allowable error, A tool path is created by approximating a minute line segment obtained by interpolating between points with a straight line. In the machining according to the tool path created in this way, the machining curved surface is machined by interpolating between approximate command points with a straight line, so that there is a problem that the machining quality of the machining result is lowered. To solve this problem, conventionally, the numerical control device partially restored the tool path received from the CAD / CAM device to a curved path, estimated and restored a curve such as a spline curve, and the restored curved path. The processing which interpolates was performed. It can be expected that a smooth processing result can be obtained.
しかし、許容誤差によって近似された指令点のみから推測して曲線経路を復元すると、復元した曲線経路が復元されるべき理想的な経路の形状と一致せず加工結果が加工曲面の形状と乖離してしまう、といった可能性があった。また、指令点のうち曲線経路として復元されるべき範囲が異なり、本来直線であるべき形状が曲線として復元される、逆に曲線として復元されるべき形状が直線のままである、といった可能性があった。これらのように近似された指令点のみから推測して復元された曲線経路によって加工されると、所望の加工精度および加工品位が得られないといった問題が存在する。 However, if the curve path is restored by guessing only from the command point approximated by the tolerance, the restored curve path does not match the ideal path shape to be restored, and the machining result deviates from the shape of the machining surface. There was a possibility that. In addition, there is a possibility that the range to be restored as a curved path among the command points is different, and the shape that should be a straight line is restored as a curve, and conversely the shape that should be restored as a curve remains a straight line there were. When machining is performed with a curved path that is estimated and restored from only the approximated command points as described above, there is a problem that desired machining accuracy and machining quality cannot be obtained.
この問題の解決方法として、数値制御装置が曲線経路を復元するために有用な情報を加工プログラムに対して付加する発明が特許文献1で開示されている。特許文献1に記載された発明では、加工プログラムに元形状を近似した工具経路の移動指令と工具経路の元形状が直線か曲線かを示す元形状情報と含ませ、元形状情報が直線であれば直線のままとし、元形状情報が曲線であれば曲線経路として復元する。
As a solution to this problem,
しかしながら、特許文献1に記載の発明において、加工プログラムに含まれる元形状情報は、工具経路の元形状が直線か曲線かを示すだけであり、復元すべき理想的な曲線経路の形状を具体的に示す情報ではない。そのため、復元した曲線経路が復元すべき理想的な経路の形状と一致せず、所望の加工精度および加工品位が得られる加工の実現が難しい。
However, in the invention described in
特許文献1に記載の発明においては元形状情報によって元形状が直線か曲線かを判別することは可能であるが、それらの元形状同士がどのような接続関係になっているかを判別することはできないため、理想的な曲線経路を復元できない可能性がある。例えば、複数の加工曲面に沿って加工を行う工具経路であった場合に、元形状情報から工具経路の元形状が曲線であることを判別することはできるが、加工する加工曲面が切り替わる位置における接続関係が接線連続であるか曲率連続であるか、またはそのどちらでもなく角部であるか、を判別することはできない。そのため、元形状に角部が存在したとしても復元された曲線経路に角部が存在しない可能性がある。これとは逆に、元形状が接線連続であったとしても復元された曲線経路に角部が存在してしまう可能性がある。さらに、単一の加工曲面に沿って加工を行う工具経路であった場合でも、工具経路に沿った加工曲面の途中に曲率不連続な位置または接線不連続な位置が存在する場合に、そのような位置において曲率および接線方向の連続性を考慮した曲線を復元することはできない。このように、特許文献1に記載の発明には、理想的な曲線経路の形状を復元できない問題がある。
In the invention described in
また、特許文献1に記載の発明においては、作業者が加工プログラムの各々の移動指令に対して元形状が直線か曲線かを判断し、元形状情報を加工プログラムに記載する必要があるため、作業者に大きな時間と手間がかかって負担となり、作業能率が低下する問題がある。
Further, in the invention described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工精度および加工品位の向上を実現する数値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 device that realizes improvement in processing accuracy and processing quality.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる数値制御装置は、工具に対する移動指令または加工対象物に対する移動指令が記述された加工プログラムを入力し、移動指令、および移動指令により指令された指令位置を通過する工具経路の形状の特徴を表した形状特徴情報に基づいて曲線経路を生成する。形状特徴情報は、指令位置における接線方向ベクトルであり、数値制御装置は、接線方向ベクトルと対応付けられている指令位置における接線方向が、対応付けられている接線方向ベクトルの向きと一致するように曲線経路を生成する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a numerical control device according to the present invention inputs a machining program in which a movement command for a tool or a movement command for a workpiece is described, the movement command, and the movement command A curved path is generated on the basis of the shape feature information that represents the feature of the shape of the tool path that passes through the command position commanded by. The shape feature information is a tangent direction vector at the command position, and the numerical control device allows the tangent direction at the command position associated with the tangent direction vector to match the direction of the associated tangent direction vector. Generate a curved path.
本発明にかかる数値制御装置は、加工結果の加工精度および加工品位を向上させることができる、という効果を奏する。 The numerical control device according to the present invention has an effect that the processing accuracy and processing quality of the processing result can be improved.
以下に、本発明の実施の形態にかかる数値制御装置、プログラム変換装置、数値制御方法およびプログラム変換方法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。 Hereinafter, a numerical control device, a program conversion device, a numerical control method, and a program conversion method according to an embodiment of the present invention will be described 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、本発明の実施の形態1にかかる数値制御装置の構成例を示す図である。数値制御装置10は、モータ駆動部16を介して、図示しない工作機械に対して数値制御を実行する装置である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the numerical controller according to the first embodiment of the present invention. The
数値制御装置10は、外部から入力される加工プログラムを受け取る加工プログラム入力部11と、加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶部12と、加工プログラムを解析する加工プログラム解析部13と、加工プログラムの解析結果に基づいて曲線経路を生成する曲線経路生成部14と、曲線経路に対して補間処理を行う曲線経路補間部15とを備える。また、加工プログラム解析部13は、加工プログラムを解析し、工具経路を構成する指令位置を求める工具経路解析部131と、加工プログラムを解析し、後述する形状特徴情報を求める形状特徴情報解析部132とを備える。本実施の形態にかかる数値制御装置10は、外部から加工プログラムが入力されると、加工プログラムを解析して工具経路を生成し、モータ駆動部16へ出力する動作を実行する。
The
図1に示した実施の形態1にかかる数値制御装置10が工具経路を生成する動作について説明する。ここでは、まず、数値制御装置10が工具経路を生成する手順について説明し、その後、工具経路を生成する動作の具体例について説明する。なお、本実施の形態では2つの具体例を説明する。
An operation in which the
図2は、実施の形態1にかかる数値制御装置10の動作例を示すフローチャートである。図2のフローチャートは、数値制御装置10が工具経路を生成する動作の手順を示している。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation example of the
数値制御装置10が工具経路を生成する動作においては、まず、加工プログラムが数値制御装置10に入力される(ステップS101)。すなわち、数値制御装置10において、加工プログラム入力部11が、工作機械を数値制御するための加工プログラムを外部から読み込む。加工プログラムには、加工対象物である被加工物または工具を予め設定された経路に移動させるための移動指令と、工具が移動指令により指令された指令位置を通過する際の曲線経路の形状の特徴を表した形状特徴情報とが記述されている。指令位置を指定された順番に結んだものが工具経路であり、工具経路は1対以上の曲線経路を含んで構成される。よって、形状特徴情報は工具経路の形状の特徴を表す情報ともいえる。
In the operation in which the
形状特徴情報としては、曲線経路の生成をキャンセルすべき指令位置を示す曲線キャンセル情報、および指令位置における曲線経路の接線方向を示す接線方向ベクトルが該当する。また、指令位置を始点とする移動指令の曲線経路の始点における接線方向を示す接線方向ベクトルおよび指令位置を終点とする移動指令の曲線経路の終点における接線方向を示す接線方向ベクトルの組み合わせが形状特徴情報に該当する。また、指令位置における曲線経路の曲率、曲線経路の区間を示す曲線区間情報なども形状特徴情報に該当する。形状特徴情報は、これらの情報の中の1つ、または2つ以上を組み合わせて構成される。 The shape feature information corresponds to curve cancellation information indicating a command position where generation of a curve path should be canceled, and a tangential direction vector indicating a tangential direction of the curve path at the command position. The shape feature is a combination of a tangent direction vector indicating the tangent direction at the start point of the curve path of the movement command starting from the command position and a tangential direction vector indicating the tangential direction at the end point of the curve path of the movement command starting from the command position. Applicable to information. Further, the curvature of the curved path at the command position, curved section information indicating the section of the curved path, and the like also correspond to the shape feature information. The shape feature information is configured by combining one or more of these pieces of information.
ステップS101として実行する加工プログラムの入力は、CAD/CAMシステムにより出力された、例えばGコードのフォーマットで記述されたファイルを読込むことにより実現される。または、作業者がキーボードなどの入力機器を操作することにより必要な情報を入力して加工プログラムを作成することにより実現される。数値制御装置10は、加工プログラム入力部11を介して入力された加工プログラムを、加工プログラム記憶部12で記憶する。
The input of the machining program executed as step S101 is realized by reading a file described in the G code format, for example, output by the CAD / CAM system. Alternatively, it is realized by an operator operating an input device such as a keyboard to input necessary information and creating a machining program. The
数値制御装置10は、次に、ステップS101を実行して取得した加工プログラムを解析する(ステップS102)。このステップS102では、まず、加工プログラム解析部13が、加工プログラム記憶部12から加工プログラムを読み出し、読み出した加工プログラム中に記述された移動指令により指令された指令位置を工具経路解析部131において求めるとともに、加工プログラム中に記述された形状特徴情報を形状特徴情報解析部132において求める。このとき、形状特徴情報は各々の指令位置に対応付けて求められる。すなわち、加工プログラム解析部13の工具経路解析部131および形状特徴情報解析部132は、それぞれ加工プログラムを解析し、移動指令により示された各指令位置を求めるとともに、各指令位置に対応付けられている形状特徴情報を求める。工具経路解析部131および形状特徴情報解析部132は、求めた指令位置および形状特徴情報を曲線経路生成部14に渡す。
Next, the
数値制御装置10は、次に、曲線経路を生成する(ステップS103)。すなわち、数値制御装置10において、曲線経路生成部14が、加工プログラム解析部13から受け取った指令位置および形状特徴情報に基づいて、曲線経路を生成する。ここで生成する曲線経路には複数の指令位置間を直線とする直線経路も含む。
Next, the
例えば、形状特徴情報として曲線キャンセル情報が含まれている場合、曲線経路生成部14は、指令位置の先頭から順に曲線経路を生成していき曲線キャンセル情報が対応付けられている指令位置に到達すると、曲線経路の生成を一旦キャンセルする。曲線経路生成部14は、次に、曲線経路の生成をキャンセルした指令位置を先頭として順に曲線経路を生成していき、全ての指令位置について処理するまで処理を続けて、全体を複数の曲線経路として生成する。なお、曲線キャンセル情報が複数含まれている場合、曲線経路生成部14は、複数の曲線キャンセル情報の各々と対応付けられている指令位置に到達するごとに、曲線経路の生成のキャンセルと再開とを繰り返す。
For example, when the curve cancellation information is included as the shape feature information, the curve
また、例えば、形状特徴情報として接線方向ベクトルが含まれている場合、曲線経路生成部14は、指令位置の先頭から順に曲線経路を生成していき、接線方向ベクトルと対応付けられている指令位置に到達すると、当該指令位置を通過する際の曲線経路の接線方向が、対応付けられている接線方向ベクトルの向きと同じになるように曲線経路を生成する。
Further, for example, when a tangential direction vector is included as shape feature information, the curved
特に、曲線経路の始点における接線方向を示す接線方向ベクトルおよび指令位置を終点とする移動指令の曲線経路の終点における接線方向を示す接線方向ベクトルの組み合わせが形状特徴情報として含まれている場合は以下の方法で曲線経路を生成する。曲線経路生成部14は、指令位置の先頭から順に曲線経路を生成していき、上記の形状特徴情報と対応付けられている指令位置に到達すると、曲線経路が当該指令位置へ到達する際の接線方向が対応付けられている接線方向ベクトルの向きと同じになるように曲線経路を生成するとともに、当該指令位置から曲線経路が出発する際の接線方向が対応付けられている接線方向ベクトルの向きと同じになるように曲線経路を生成する。この場合の「形状特徴情報と対応付けられている指令位置に到達する」とは、曲線経路の始点における接線方向を示す接線方向ベクトルおよび指令位置を終点とする移動指令の曲線経路の終点における接線方向を示す接線方向ベクトルの組み合わせと対応付けられている指令位置に到達することをいう。
In particular, when the shape feature information includes a combination of a tangential direction vector indicating the tangential direction at the start point of the curved path and a tangential direction vector indicating the tangential direction at the end point of the curved path of the movement command having the command position as the end point A curved path is generated by the method of The curved
また、ある指令位置に対応付けられた形状特徴情報として、指令位置を終点とする移動指令の曲線経路の終点における接線方向を示す接線方向ベクトルが含まれ、かつ曲線経路の始点における接線方向を示す接線方向ベクトルが含まれていない場合、曲線経路生成部14は、当該指令位置を始点とする曲線経路を、当該指令位置に対応付けられている、曲線経路の終点における接線方向を示す接線方向ベクトルを用いて生成する。
The shape feature information associated with a certain command position includes a tangent direction vector indicating the tangent direction at the end point of the curved path of the movement command having the command position as the end point, and indicates the tangent direction at the start point of the curved path. When the tangent direction vector is not included, the curved
また、ある指令位置に対応付けられた形状特徴情報として、指令位置を終点とする移動指令の曲線経路の終点における接線方向を示す接線方向ベクトルおよび曲線経路の始点における接線方向を示す接線方向ベクトルの両方が含まれていない場合、すなわち、接線方向ベクトルが対応付けられていない指令位置が存在する場合、曲線経路生成部14は、当該指令位置における接線方向ベクトルを、当該指令位置とともに1つの曲線経路を構成する指令位置に基づいて算出し、算出した接線方向ベクトルを使用して曲線経路を生成する。曲線経路を構成する指令位置に基づいて接線方向ベクトルを算出して曲線経路を生成する方法としては、例えば、特許第1930085号公報または特開平2−36406号公報で開示されている方法を用いることができる。
Further, as shape feature information associated with a certain command position, a tangent direction vector indicating the tangent direction at the end point of the curved path of the movement command having the command position as the end point and a tangential direction vector indicating the tangent direction at the start point of the curved path are obtained. When both are not included, that is, when there is a command position that is not associated with a tangent direction vector, the curved
曲線経路生成部14は、曲線経路の生成が終了すると、生成した曲線経路を曲線経路補間部15に渡す。
When the generation of the curved path is completed, the curved
数値制御装置10は、次に、曲線経路を補間する(ステップS104)。すなわち、数値制御装置10において、曲線経路補間部15が、曲線経路生成部14から受け取った曲線経路上に、単位時間である補間周期あたりの工具の移動量を求めて補間した補間点を生成する。ステップS104で補間処理を行った後の曲線経路が工具経路となる。曲線経路補間部15は、補間点の生成が終了すると、補間点をモータ駆動部16に渡す。
Next, the
以上のような手順で動作することにより、実施の形態1にかかる数値制御装置10は工具経路を生成する。
By operating in the above procedure, the
つづいて、数値制御装置10の動作の具体例、すなわち図2に示したステップS101〜S104を実行して工具経路を生成する動作の第1の具体例について、図3および図4を用いて説明する。図3は、数値制御装置10に入力される加工プログラムの第1の具体例を示す図、図4は、数値制御装置10が曲線経路を生成する動作の第1の具体例を示す図である。
Subsequently, a specific example of the operation of the
図2に示したステップS101において、数値制御装置10の加工プログラム入力部11は、図3に示す加工プログラム100を取得し、これを加工プログラム記憶部12が記憶する。図3に示す加工プログラム100は、Gコードのフォーマットで記述されており、数値制御工作機械に一つの動作を指令するブロックと呼ばれる一行単位の集まりで構成されている。ブロックは、一つの動作に対する命令を含むワードと呼ばれる単位の集まりで構成される。ワードはアドレスと呼ばれるアルファベットと数値で構成される。加工プログラム100では、各ブロックは、シーケンス番号101および移動指令102を含む複数のワードから構成されている。シーケンス番号101は、アドレス「N」およびこれに続く数値で構成される。シーケンス番号はブロックの指標である。移動指令102は、アドレス「G」およびこれに続く数値と、アドレス「X」およびこれに続く数値と、アドレス「Y」およびこれに続く数値とで構成される。アドレス「G」および数字「01」は、直線補間による軸の移動の指令を意味し、アドレス「X」および「Y」とこれらに続く数値は、軸が移動する指令位置の座標を意味する。例えば、図3に示したシーケンス番号N01の移動指令「G01 X0.0 Y20.0」は、座標「X0.0 Y20.0」の指令位置への直線補間による軸の移動を意味する指令である。また、曲線キャンセル情報103は、アドレス「L」とこれに続く数値「0」により、同ブロックに指令された指令位置において曲線経路の生成をキャンセルすることを示す。例えば、図3に示したシーケンス番号N03のブロックは、移動指令「G01 X30.0 Y20.0」および曲線キャンセル情報「L0」を含んで構成されている。そのため、シーケンス番号N03のブロックは、移動指令に従って軸を座標「X30.0 Y20.0」の指令位置まで移動させた後、この指令位置において曲線経路の生成をキャンセルすることを意味する。なお、図3に示した加工プログラム100では、説明の便宜上、指令位置の座標を2次元、すなわち座標アドレスを「X」および「Y」のみとしているが、実際の数値制御工作機械の数値制御装置に入力される加工プログラムでは、指令位置が3次元の座標アドレス「X」、「Y」および「Z」とこれらに続く数値とにより座標が示される。
In step S101 shown in FIG. 2, the machining
図2に示したステップS102において、数値制御装置10の加工プログラム解析部13は、加工プログラム100を解析し、図4(a)に示す各ブロックの移動指令によって指令される指令位置CL1〜CL10を求める。ここで、指令位置CL1はシーケンス番号N01のブロックの移動指令による指令位置を示す。CL2〜CL10も同様である。
In step S102 shown in FIG. 2, the machining
また、加工プログラム解析部13は、曲線キャンセル情報が指令される指令位置CL3およびCL8を求める。曲線キャンセル情報が記述されたシーケンス番号「N03」のブロックおよびシーケンス番号「N08」のブロックの指令位置は、それぞれ図4(a)に示した指令位置CL3およびCL8に対応する。
Further, the machining
図2に示したステップS103において、数値制御装置10の曲線経路生成部14は、指令位置CL1〜CL10と、指令位置CL3およびCL8に指令された曲線キャンセル情報とに基づいて、曲線経路を生成する。
In step S103 shown in FIG. 2, the curve
図4(b)に、工具経路の先頭となる指令位置CL1から順に指令位置を通過する曲線経路を生成する様子を示す。曲線経路生成部14は、まず、指令位置CL1、CL2およびCL3を通過する曲線経路を生成する。このとき、CL3において曲線キャンセル情報が指令されているため、曲線経路生成部14は、CL3を曲線経路の終点として曲線経路の生成を中断する。図4に示した例では、指令位置CL1、CL2およびCL3は一直線上に位置するため直線経路となり、曲線経路#1が生成される。曲線経路生成部14は、次に、指令位置CL3を始点として曲線経路の生成を再開し、CL3、CL4、CL5、CL6、CL7およびCL8を通過する曲線経路を生成する。このとき、CL8において曲線キャンセル情報が指令されているため、曲線経路生成部14は、CL8を終点として曲線経路の生成を中断する。この結果、曲線経路#2が生成される。曲線経路生成部14は、次に、指令位置CL8を始点として曲線経路の生成を再開し、CL8、CL9およびCL10を通過する曲線経路を生成する。この結果、曲線経路#3が生成される。
FIG. 4B shows a state in which a curved path that passes through the command position in order from the command position CL1 that is the head of the tool path is generated. The curve
図2に示したステップS104において、数値制御装置10の曲線経路補間部15は、曲線経路生成部14が生成した曲線経路#1〜#3に従って、それぞれ補間周期あたりの工具の移動量を求めて補間した補間点を生成し、モータ駆動部16に渡す。例えば、隣り合った指令位置の間を工具が移動する場合の所要時間が補間周期のN倍の場合、曲線経路補間部15は、指令位置の間にN−1個の補間点を生成する。
In step S104 shown in FIG. 2, the curve
つづいて、数値制御装置10の動作の第2の具体例について、図5および図6を用いて説明する。図5は、数値制御装置10に入力される加工プログラムの第2の具体例を示す図、図6は、数値制御装置10が、曲線経路を生成する動作の第2の具体例を示す図である。
Next, a second specific example of the operation of the
図2に示したステップS101において、数値制御装置10の加工プログラム入力部11は、図5に示す加工プログラム200を取得し、これを加工プログラム記憶部12が記憶する。加工プログラム200のうち、シーケンス番号および移動指令は図3に示した加工プログラム100と同じため説明を省略する。開始接線方向ベクトル201は、アドレス「VA」、「VB」および「VC」とこれに続く数値により構成されている。開始接線方向ベクトル201は、同ブロックの移動指令の指令位置に向かう曲線経路の始点、つまり直前のブロックの移動指令の指令位置における接線方向を表すベクトルの情報である。例えば、図5に示したシーケンス番号N02のブロックに含まれている開始接線方向ベクトル201は、シーケンス番号N01のブロックが指令する指令位置すなわち、座標「X0.0 Y20.0」の指令位置における接線方向を表すベクトルの情報である。開始接線方向ベクトル201のアドレス「VA」、「VB」および「VC」は、それぞれベクトルのX、YおよびZ成分を示す。また、終了接線方向ベクトル202は、アドレス「VD」、「VE」および「VF」とそれに続く数値により、同ブロックの移動指令の指令位置に向かう曲線経路の終点における接線方向を表すベクトルの情報である。例えば、図5に示したシーケンス番号N05のブロックに含まれている終了接線方向ベクトル202は、同じブロックすなわちシーケンス番号N05のブロックが指令する指令位置である座標「X53.5 Y15.5」の指令位置における接線方向を表すベクトルの情報である。終了接線方向ベクトル202のアドレス「VD」、「VE」および「VF」は、それぞれベクトルのX、YおよびZ成分を示す。
In step S101 shown in FIG. 2, the machining
図2に示したステップS102において、数値制御装置10の加工プログラム解析部13は、加工プログラム200を解析し、図6(a)に示す各ブロックの移動指令によって指令される指令位置CL1〜CL10を求める。ここで、指令位置CL1はシーケンス番号N01のブロックの移動指令による指令位置を示す。CL2〜CL10も同様である。
In step S102 shown in FIG. 2, the machining
また、加工プログラム解析部13は、図6(a)に示すように、各ブロックの移動指令の指令位置CL1〜CL10における開始接線方向ベクトルSV2、SV4およびSV9と、終了接線方向ベクトルEV2〜EV10とを求める。
Further, as shown in FIG. 6A, the machining
図2に示したステップS103において、数値制御装置10の曲線経路生成部14は、指令位置CL1〜CL10と、開始接線方向ベクトルSV2、SV4およびSV9と、終了接線方向ベクトルEV2〜EV10とに基づいて、曲線経路を生成する。
In step S103 illustrated in FIG. 2, the curve
図6(b)に、工具経路の先頭となる指令位置CL1から順に指令位置を通過する曲線経路を生成する様子を示す。曲線経路生成部14は、まず、指令位置CL1、CL2およびCL3を通過する曲線経路を生成する。このとき、指令位置CL1からCL2に向かう曲線経路では、曲線経路の始点であるCL1において開始接線方向ベクトルSV2で指令された接線方向となり、かつ、曲線経路の終点であるCL2において終了接線方向ベクトルEV2で指令された接線方向となるように、曲線経路を生成する。次の指令位置CL2からCL3に向かう曲線経路では、曲線経路の始点であるCL2において開始接線方向ベクトルは指令されないため、CL2における終了接線方向ベクトルEV2で指令された接線方向となり、かつ、曲線経路の終点であるCL3において終了接線方向ベクトルEV3で指令された接線方向となるように、曲線経路を生成する。次の指令位置CL3からCL4に向かう曲線経路では、曲線経路の始点である指令位置CL3において開始接線方向ベクトルSV4が指令されるため、指令位置CL3で曲線経路の生成を一旦中断する。この結果、曲線経路#4が生成される。以下、同様の手順で曲線経路#5および曲線経路#6を生成する。このように、図5に示した加工プログラム200による曲線経路の生成では、開始接線方向ベクトル201を含んだブロック内の座標が指令する指令位置において曲線経路の生成を一旦中断し、この指令位置を始点とする次の曲線経路の生成に移行する。
FIG. 6B shows a state in which a curved path that passes through the command position in order from the command position CL1 that is the head of the tool path is generated. The curve
図2に示したステップS104において、数値制御装置10の曲線経路補間部15は、曲線経路生成部14が生成した曲線経路#4〜#6に従って、それぞれ補間周期あたりの工具の移動量を求めて補間した補間点を生成し、モータ駆動部16に渡す。
In step S104 illustrated in FIG. 2, the curve
以上のように、本実施の形態にかかる数値制御装置10においては、工具または加工対象物の移動を指令する移動指令と、工具経路上の特定の指令位置における経路の形状の特徴を表す形状特徴情報とが記述された加工プログラムが入力されると、移動指令および形状特徴情報に基づいて、工具経路を構成する各曲線経路を生成することとした。
As described above, in the
本実施の形態にかかる数値制御装置10によれば、移動指令の指令位置を通過する際の曲線経路の形状特徴情報に基づいて曲線経路を生成することが可能となり、復元した曲線経路と復元されるべき理想的な経路の形状との一致度を高めることができ、加工結果の加工精度および加工品位が向上する。
According to the
また、本実施の形態にかかる数値制御装置10によれば、形状特徴情報として曲線キャンセル情報を指令するため、曲線キャンセル情報に従って曲線経路の生成をキャンセルすることが可能となり、復元した曲線経路を復元されるべき理想的な経路に近づけることができる。この結果、加工結果の加工精度および加工品位が向上する。
Further, according to the
また、本実施の形態にかかる数値制御装置10によれば、形状特徴情報として開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを指令するため、開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルに従って曲線経路を生成することが可能となる。すなわち、数値制御装置10は、曲線経路が指令位置を通過する際の接線方向を、開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルの方向と一致するように曲線経路を生成するため、復元した曲線経路を復元されるべき理想的な経路に近づけることが可能となり、加工結果の加工精度および加工品位を向上させることができる。
Further, according to the
また、本実施の形態にかかる数値制御装置10によれば、移動指令と一緒に移動指令の始点における接線方向ベクトルが指令されない場合、直前の移動指令の終点における接線方向ベクトルを当該移動指令の始点における接線方向ベクトルとする。そのため、加工プログラムのうち特定の移動指令の終点における接線方向ベクトルと直後の移動指令の始点における接線方向ベクトルが一致する場合には、移動指令の終点における接線方向ベクトルのみを指令すればよい。したがって、加工プログラムの容量を少なくできるとともに、作業者が加工プログラムを作成する際の作業量および作業時間を削減することができ、作業能率を向上させることができる。
Further, according to the
また、本実施の形態にかかる数値制御装置10によれば、移動指令と一緒に接線方向ベクトルが指令されない場合に当該移動指令が指令する指令位置における接線方向ベクトルを、当該指令位置とともに曲線経路を構成する指令位置に基づいて算出するため、作業者は、加工プログラムのうち加工結果の加工精度や加工品位を向上させたい部分について接線方向ベクトルを指令すればよい。そのため、加工プログラムの容量を少なくできるとともに、作業者が加工プログラムを作成する際の作業量および作業時間を削減することができ、作業能率を向上させることができる。
Further, according to the
実施の形態2.
図7は、実施の形態2にかかる数値制御装置の構成例を示す図である。図7では、実施の形態1で説明した数値制御装置10と共通の構成要素に同じ符号を付している。本実施の形態では、数値制御装置10と共通の構成要素についての説明は省略する。
FIG. 7 is a diagram of a configuration example of the numerical controller according to the second embodiment. In FIG. 7, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the
実施の形態2にかかる数値制御装置10aは、実施の形態1にかかる数値制御装置10の加工プログラム解析部13および曲線経路生成部14が加工プログラム解析部13aおよび曲線経路生成部14aにそれぞれ置き換えられ、さらに、工具データ入力部21、工具データ記憶部22、形状データ入力部23、形状データ記憶部24および形状特徴情報算出部25が追加された構成である。また、形状特徴情報算出部25は、切削点算出部251、切削点記憶部252、曲線経路区間算出部253、曲線経路区間記憶部254、接線方向ベクトル算出部255および接線方向ベクトル記憶部256を備える。
In the
上述したように、実施の形態1にかかる数値制御装置10では、形状特徴情報が含まれている加工プログラムを処理対象とし、加工プログラムに含まれている移動指令および形状特徴情報に基づいて曲線経路を復元して工具経路を生成した。これに対して、本実施の形態にかかる数値制御装置10aでは、後述する工具データおよび形状データを用いて形状特徴情報を算出する。
As described above, in the
加工プログラム解析部13aは、加工プログラムを解析して加工プログラム中に記述された移動指令により指令された指令位置を求める。
The machining
工具データ入力部21は、外部から入力される、加工対象物を加工するための工具を定義する情報である工具データを受け取る。工具データは、工具の種別を表現する情報、工具径、工具刃先半径および工具長といった工具の形状を表現する情報である。数値制御装置10aは、工具データに基づいて工具モデルを生成ことが可能である。すなわち、工具データは、数値制御装置10aが工具モデルを生成するために必要な各種情報を含んで構成される。工具データ記憶部22は、工具データ入力部21に入力された工具データを記憶する。
The tool
形状データ入力部は、外部から入力される形状データを受け取る。入力される形状データは、加工対象物の加工形状モデルを定義するデータ、すなわち加工形状モデルの形状を表すデータである。加工形状モデルは、工具により加工すべき曲面である加工曲面および干渉を回避すべき曲面である干渉曲面を有する。また、加工形状モデルとは、加工プログラムに従って工作機械が加工対象物を加工することにより得られる結果である加工物の理想的な形状である。工作機械は加工形状モデルと加工物との誤差が少なくなるように加工対象物を加工する。 The shape data input unit receives shape data input from the outside. The input shape data is data defining a machining shape model of the workpiece, that is, data representing the shape of the machining shape model. The machining shape model has a machining curved surface that is a curved surface to be machined by a tool and an interference curved surface that is a curved surface to avoid interference. The machining shape model is an ideal shape of a workpiece that is a result obtained by machining a workpiece by a machine tool according to a machining program. The machine tool processes an object to be processed so that an error between the machining shape model and the workpiece is reduced.
形状データ記憶部24は、形状データ入力部23に入力された形状データを受け取り、受け取った形状データを記憶する。
The shape data storage unit 24 receives the shape data input to the shape
形状特徴情報算出部25は、加工プログラムに記述された移動指令が指令する指令位置、工具データおよび形状データに基づいて形状特徴情報を算出する。
The shape feature
切削点算出部251は、加工プログラムが指令する指令位置、工具データおよび形状データに基づいて、加工対象物上の切削点を算出する。切削点記憶部252は、切削点算出部251で算出された切削点を記憶する。
The cutting
曲線経路区間算出部253は、形状データおよび切削点記憶部252で記憶されている切削点に基づいて、曲線経路区間を算出する。曲線経路区間記憶部254は、曲線経路区間算出部253で算出された曲線経路区間を記憶する。
The curved path
接線方向ベクトル算出部255は、形状データ、切削点記憶部252で記憶されている切削点および曲線経路区間記憶部254で記憶されている曲線経路区間に基づいて、各切削点における接線方向ベクトルを算出する。
The tangential direction
曲線経路生成部14aは、加工プログラム中に記述された移動指令により指令された指令位置と、曲線経路区間記憶部254で記憶されている曲線経路区間と、接線方向ベクトル記憶部256で記憶されている接線方向ベクトルとに基づいて曲線経路を生成する。
The curve
図7に示した実施の形態2にかかる数値制御装置10aが工具経路を生成する動作について説明する。上述した実施の形態1と同様に、まず、数値制御装置10aが工具経路を生成する手順について説明し、その後、工具経路を生成する動作の具体例について説明する。
An operation in which the
図8は、実施の形態2にかかる数値制御装置10aの動作例を示すフローチャートである。図8のフローチャートは、数値制御装置10aが工具経路を生成する動作の手順を示している。
FIG. 8 is a flowchart of an operation example of the
数値制御装置10aが工具経路を生成する動作においては、まず、加工プログラム、工具データおよび形状データが数値制御装置10aに入力される(ステップS201)。すなわち、数値制御装置10aにおいて、加工プログラム入力部11が加工プログラムを外部から読み込み、工具データ入力部21が工具データを外部から読み込み、形状データ入力部23が形状データを外部から読み込む。数値制御装置1は、加工プログラム入力部11を介して入力された加工プログラムを加工プログラム記憶部12で記憶し、工具データ入力部21を介して入力された工具データを工具データ記憶部22で記憶し、形状データ入力部23を介して入力された形状データを形状データ記憶部24で記憶する。
In the operation in which the
ステップS201として実行する加工プログラムの入力は、CAD/CAMシステムにより出力された、例えばGコードのフォーマットで記述されたファイルを読込むことにより実現される。または、作業者がキーボードなどの入力機器を操作することにより必要な情報を入力して加工プログラムを作成することにより実現される。また、ステップS201として実行する工具データの入力は、作業者がキーボードなどの入力機器を使用して工具データを入力することにより実現される。または、CADデータが外部から入力され、工具データ入力部21がCADデータを変換するなどして工具データを生成することにより実現される。また、ステップS201として実行する形状データの入力は、作業者がキーボードなどの入力機器を操作することにより形状データを入力することにより実現される。または、CADデータが外部から入力され、形状データ入力部23がCADデータを変換するなどして形状データを生成することにより実現される。
The input of the machining program executed as step S201 is realized by reading a file described in the G code format, for example, output by the CAD / CAM system. Alternatively, it is realized by an operator operating an input device such as a keyboard to input necessary information and creating a machining program. Moreover, the input of the tool data executed as step S201 is realized when the operator inputs the tool data using an input device such as a keyboard. Alternatively, it is realized by inputting CAD data from the outside and generating tool data by the tool
数値制御装置10aは、次に、ステップS201で入力された加工プログラムを解析する(ステップS202)。このステップS202では、加工プログラム解析部13aが、加工プログラム記憶部12から加工プログラムを読み出し、読み出した加工プログラム中に記述された移動指令の指令位置を求める。加工プログラム解析部13aは、求めた指令位置を切削点算出部251に渡す。
Next, the
数値制御装置10aは、次に、ステップS202で求めた指令位置、工具データ記憶部22で記憶している工具データおよび形状データ記憶部24で記憶している形状データに基づいて切削点を算出する(ステップS203)。切削点の算出は切削点算出部251が行う。
Next, the
ステップS203において、切削点算出部251は、まず、加工プログラム解析部13aから指令位置を受け取り、工具データ記憶部22から工具データを読み出すとともに、形状データ記憶部24から形状データを読み出す。切削点算出部251は、次に、工具データに基づいて工具形状の工具モデルを作成し、形状データに基づいて、加工対象物である加工形状の加工形状モデルを作成する。加工形状モデルは複数の加工曲面から構成される。次に、切削点算出部251は、各指令位置に工具モデルを配置した際の、加工形状モデルの加工曲面上における仮想的な加工点である切削点を求める。ここで、指令位置は工具が加工対象物を加工するときの工具の加工対象物に対する相対的な位置であり、指令位置に工具モデルを配置すると、理想的には各指令位置において工具モデルと加工形状モデルの加工曲面が接する。ただし、誤差などによって工具モデルと加工形状モデルの加工曲面が接しない場合もある。このような場合も加味して、切削点算出部251は、図9から図17に示す方法で切削点を算出する。切削点算出部251が切削点を算出する方法について、図9から図17を参照しながら説明する。なお、切削点は、通常は指令位置の各々に対して1つずつ算出されるが、指令位置が特定の条件を満たしている場合、特定の条件を満たしている指令位置に対して複数算出される。
In step S203, the cutting
図9から図11は、工具情報がボールエンドミル工具の形状を表す場合の指令位置、工具モデルおよび加工形状モデルの加工曲面の関係例を示す図である。図9は、指令位置に配置した工具モデルが加工形状モデルの加工曲面と離反した状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが離反した状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面の間の距離が最短となる加工曲面上の一点を切削点として算出する。図10は、指令位置に配置した工具モデルが加工形状モデルの加工曲面と接触した状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが接触した状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面とが接触している一点を切削点として算出する。図11は、指令位置に配置した工具モデルが加工曲面と干渉する状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが干渉する状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面とが接触する状態となるまで工具モデルを内側へオフセットさせ、両者が接触する状態となった時点で工具モデルと加工曲面とが接触している一点を切削点として算出する。
FIGS. 9 to 11 are diagrams showing examples of the relationship between the command position, the tool model, and the machining curved surface of the machining shape model when the tool information represents the shape of the ball end mill tool. FIG. 9 shows a state in which the tool model arranged at the command position is separated from the machining curved surface of the machining shape model. When the tool model and the machining curved surface are separated from each other, the cutting
図12から図14は、工具情報がラジアスエンドミル工具の形状を表す場合の指令位置、工具モデルおよび加工形状モデルの加工曲面の関係例を示す図である。図12は、指令位置に配置した工具モデルが加工形状モデルの加工曲面と離反した状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが離反した状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面の間の距離が最短となる加工曲面上の一点を切削点として算出する。図13は、指令位置に配置した工具モデルが加工形状モデルの加工曲面と接触した状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが接触した状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面とが接触している一点を切削点として算出する。図14は、指令位置に配置した工具モデルが加工曲面と干渉する状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが干渉する状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面とが接触する状態となるまで工具モデルを内側へオフセットさせ、両者が接触する状態となった時点で工具モデルと加工曲面とが接触している一点を切削点として算出する。
FIGS. 12 to 14 are diagrams showing an example of the relationship between the command position, the tool model, and the machining surface of the machining shape model when the tool information represents the shape of the radius end mill tool. FIG. 12 shows a state in which the tool model arranged at the command position is in a state separated from the machining curved surface of the machining shape model. When the tool model and the machining curved surface are separated from each other, the cutting
図15から図17は、工具情報がフラットエンドミル工具の形状を表す場合の指令位置、工具モデルおよび加工形状モデルの加工曲面の関係例を示す図である。図15は、指令位置に配置した工具モデルが加工形状モデルの加工曲面と離反した状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが離反した状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面の間の距離が最短となる加工曲面上の一点を切削点として算出する。図16は、指令位置に配置した工具モデルが加工形状モデルの加工曲面と接触した状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが接触した状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面とが接触している一点を切削点として算出する。図17は、指令位置に配置した工具モデルが加工曲面と干渉する状態にある様子を示している。このような工具モデルと加工曲面とが干渉する状態の場合、切削点算出部251は、工具モデルと加工曲面とが接触する状態となるまで工具モデルを内側へオフセットさせ、両者が接触する状態となった時点で工具モデルと加工曲面とが接触している一点を切削点として算出する。
FIGS. 15 to 17 are diagrams illustrating an example of the relationship between the command position, the tool model, and the machining surface of the machining shape model when the tool information represents the shape of the flat end mill tool. FIG. 15 shows a state in which the tool model arranged at the command position is separated from the machining curved surface of the machining shape model. When the tool model and the machining curved surface are separated from each other, the cutting
なお、加工プログラム中に工具の移動指令だけでなく、回転軸の回転指令などにより工具軸方向が指令された場合であっても、指令位置において指令された工具軸方向へ工具モデルを傾けて、同様の方法を用いて切削点を求めることが可能である。 Even if the tool axis direction is commanded by the rotation command of the rotation axis as well as the tool movement command during the machining program, the tool model is tilted to the command axis direction commanded at the command position, It is possible to determine the cutting point using a similar method.
また、指令位置に工具モデルを配置した時に工具モデルが同時に複数の加工曲面に近接する場合、切削点算出部251は、それぞれの加工曲面に対して切削点を算出する。
In addition, when the tool model is close to a plurality of machining curved surfaces at the same time when the tool model is arranged at the command position, the cutting
また、算出した切削点が複数の加工曲面同士の接続位置上であった場合、切削点算出部251は、切削点がそれぞれの加工曲面上に存在しているものとして扱う。
Further, when the calculated cutting point is on the connection position between the plurality of machining curved surfaces, the cutting
なお、実用的には、切削点算出部251は、指令位置に工具モデルを配置した際の工具モデルと各加工曲面との間の最近接距離が予め与えられたある閾値以下となる場合に切削点を算出すればよい。
Practically, the cutting
切削点算出部251は、上記のようにして求めた切削点を、切削点が算出された指令位置および切削点が存在する加工曲面と対応付けて、切削点記憶部252に格納する。すなわち、切削点記憶部252は、切削点算出部251で算出された各切削点を、いずれの指令位置に工具モデルを配置した際に得られた切削点かを示す情報、および、切削点がいずれの加工曲面上に存在するかを示す情報と併せて記憶する。以下、切削点と併せて記憶する、いずれの指令位置に工具モデルを配置した際に得られた切削点かを示す情報と、切削点がいずれの加工曲面上に存在するかを示す情報とをまとめて、属性情報と称する場合がある。
The cutting
数値制御装置10aは、次に、切削点記憶部252で記憶している切削点および属性情報と、形状データ記憶部24で記憶している形状データとに基づいて、曲線経路区間を算出する(ステップS204)。曲線経路区間の算出は曲線経路区間算出部253が行う。
Next, the
ステップS204において、曲線経路区間算出部253は、まず、切削点記憶部252から切削点および属性情報を読み出すとともに、形状データ記憶部24から形状データを読み出し、形状データに基づいて加工形状モデルを生成する。曲線経路区間算出部253は、次に、先頭の指令位置から順番に、1つの曲線経路上にある指令位置をグループ化して曲線経路区間を求める。このとき、曲線経路区間算出部253は、各指令位置に対応する切削点を確認し、切削点が特定の条件を満たしている場合、当該指令位置を曲線経路区間の末尾とする。切削点が特定の条件を満たしているか否かは属性情報から判断する。曲線経路区間算出部253は、例えば、以下の(1)〜(4)のいずれかに該当する場合、切削点が特定の条件を満たしていると判断し、指令位置を曲線経路区間の末尾とする。
In step S204, the curve path
(1)指令位置における切削点が加工曲面の接続位置である場合、すなわち、切削点の属性情報が、切削点が複数の加工曲面同士の接続位置上であることを示している、または、指令位置における切削点が複数の加工曲面上に存在する場合、切削点が特定の条件を満たしているとする。
(2)指令位置において工具が接触する加工曲面が切替わる場合、すなわち、ある指令位置における切削点が存在する加工曲面と、直後の指令位置における切削点が存在する加工曲面とが異なる場合、切削点が特定の条件を満たしているとする。
(3)指令位置における切削点が曲率不連続な位置である場合、すなわち、加工形状モデルの加工曲面の切削点における連続性を評価し、曲率連続ではない場合、切削点が特定の条件を満たしているとする。
(4)指令位置における切削点が接線不連続な位置である場合、すなわち、加工形状モデルの加工曲面の切削点における連続性を評価し、接線連続ではない場合、切削点が特定の条件を満たしているとする。(1) When the cutting point at the command position is the connection position of the machining curved surface, that is, the attribute information of the cutting point indicates that the cutting point is on the connection position between a plurality of machining curved surfaces, or the command When a cutting point at a position exists on a plurality of machining curved surfaces, it is assumed that the cutting point satisfies a specific condition.
(2) When the machining curved surface with which the tool contacts at the command position is switched, that is, when the machining curved surface where the cutting point exists at a certain command position is different from the machining curved surface where the cutting point exists immediately after the command position, Suppose a point meets certain conditions.
(3) When the cutting point at the command position is a position where the curvature is discontinuous, that is, when the continuity at the cutting point of the machining curved surface of the machining shape model is evaluated and the curvature is not continuous, the cutting point satisfies a specific condition. Suppose that
(4) When the cutting point at the command position is a tangential discontinuous position, that is, the continuity at the cutting point of the machining curved surface of the machining shape model is evaluated. If the cutting point is not continuous, the cutting point satisfies a specific condition. Suppose that
曲線経路区間算出部253は、上記の(1)〜(4)とは異なる条件を使用して指令位置を曲線経路区間の末尾とするか否かを判別してもよい。
The curved path
曲線経路区間算出部253は、曲線経路区間が一つ得られた場合、得られた曲線経路区間の末尾とした指令位置を次の曲線経路区間の先頭として、指令位置および指令位置における切削点を順次同様に確認し、新たな曲線経路区間を算出する。曲線経路区間算出部253は、全ての指令位置における切削点の確認が終わるまで同様の処理を行い、曲線経路区間を算出する。曲線経路区間算出部253は、算出した曲線経路区間を曲線経路区間記憶部254に格納する。
When one curve path section is obtained, the curve path
数値制御装置10aは、次に、切削点記憶部252で記憶している切削点および属性情報と、曲線経路区間記憶部254で記憶している曲線経路区間と、形状データ記憶部24で記憶している形状データとに基づいて、接線方向ベクトルを算出する(ステップS205)。接線方向ベクトルの算出は接線方向ベクトル算出部255が行う。
Next, the
ステップS205において、接線方向ベクトル算出部255は、まず、切削点記憶部252から切削点および属性情報を読み出すとともに曲線経路区間記憶部254から曲線経路区間を読み出し、さらに、形状データ記憶部24から形状データを読み出す。接線方向ベクトル算出部255は、次に、形状データに基づいて加工形状モデルを生成し、各々の曲線経路区間に対して、各指令位置を通過する際の曲線経路の接線方向ベクトルを算出する。
In step S205, the tangential direction
曲線経路の接線方向ベクトルの算出では、接線方向ベクトル算出部255は、まず、一つの曲線経路区間を取り出し、当該曲線経路区間に含まれる指令位置および指令位置に対応する切削点を取り出す。接線方向ベクトル算出部255は、次に、加工形状モデルの加工曲面の切削点における法線方向ベクトルを算出する。法線方向ベクトルの算出方法としては、例えば、パラメータで表現されたパラメトリック曲面である加工曲面において、加工曲面上の切削点における各パラメータの方向を示すベクトルの外積を算出することにより法線方向ベクトルを得る方法がある。接線方向ベクトル算出部255は、次に、算出した法線方向ベクトルと垂直になるように、各々の切削点に対応する指令位置における曲線経路の接線方向ベクトルを求める。求めた接線方向ベクトルは加工形状モデルの加工曲面の切削点において加工曲面と平行である。
In the calculation of the tangent direction vector of the curved path, the tangential direction
1つの指令位置に対応する切削点が複数存在する場合、接線方向ベクトル算出部255は、当該指令位置の直前の指令位置に対応する切削点を有する加工曲面と同一の加工曲面上にある切削点を選択する。または、接線方向ベクトル算出部255は、当該指令位置の直後の指令位置に対応する切削点を有する加工曲面と同一の加工曲面上にある切削点を選択する。そして、接線方向ベクトル算出部255は、選択した切削点における法線方向ベクトルを用いて接線方向ベクトルを算出する。すなわち、接線方向ベクトル算出部255は、取り出した曲線経路区間と対応する加工曲面上にある切削点における法線方向ベクトルを用いて接線方向ベクトルを算出する。
When there are a plurality of cutting points corresponding to one command position, the tangential direction
接線方向ベクトルの算出方法としては、例えば、各指令位置を通過する曲線経路を仮曲線経路として予め生成しておき、仮曲線経路の指令位置における接線方向ベクトルである仮接線方向ベクトルが法線方向ベクトルと垂直になるように、仮接線方向ベクトルを補正することにより、最終的な接線方向ベクトルを求める方法がある。また、接線方向ベクトルを求める対象の指令位置の前後の指令位置を用いて、直前の指令位置から直後の指令位置への方向となる仮接線方向ベクトルを予め求めておき、仮接線方向ベクトルが法線方向ベクトルと垂直になるように、仮接線方向ベクトルを補正し、最終的な接線方向ベクトルを求める方法がある。 As a method for calculating the tangential direction vector, for example, a curved path that passes through each command position is generated in advance as a temporary curve path, and the temporary tangent direction vector that is the tangential direction vector at the command position of the temporary curve path is the normal direction. There is a method of obtaining a final tangent direction vector by correcting the temporary tangent direction vector so as to be perpendicular to the vector. In addition, a temporary tangent direction vector that is a direction from the immediately preceding command position to the immediately following command position is obtained in advance using the command positions before and after the target command position for which the tangential direction vector is obtained. There is a method of correcting the temporary tangent direction vector so as to be perpendicular to the line direction vector and obtaining a final tangential direction vector.
接線方向ベクトル算出部255は、1つの曲線経路区間に含まれる各指令位置における接線方向ベクトルの算出が終了すると、次の曲線経路区間を取り出して同様の処理を行い、各指令位置における接線方向ベクトルを算出する。接線方向ベクトル算出部255は、同様の処理を繰り返し、曲線経路区間記憶部254が記憶している全ての曲線経路区間について、各指令位置における接線方向ベクトルを算出する。接線方向ベクトル算出部255は、算出した各接線方向ベクトルを、対応する指令位置の情報とともに接線方向ベクトル記憶部256に格納する。
When the calculation of the tangent direction vector at each command position included in one curve path section is completed, the tangent direction
数値制御装置10aは、次に、加工プログラムを解析して求めた指令位置と、曲線経路区間記憶部254で記憶している曲線経路区間と、接線方向ベクトル記憶部256で記憶している接線方向ベクトルとに基づいて、曲線経路を生成する(ステップS206)。曲線経路の生成は曲線経路生成部14aが行う。
Next, the
ステップS206において、曲線経路生成部14aは、まず、加工プログラム解析部13aから指令位置を受け取り、曲線経路区間記憶部254から曲線経路区間を読み出すとともに、接線方向ベクトル記憶部256から接線方向ベクトルを読み出す。
In step S206, the curved
曲線経路生成部14aは、次に、曲線経路区間に基づいて、曲線キャンセル情報を指令する指令位置を決定する。曲線経路生成部14aは、各々の曲線経路区間の末尾の指令位置を、曲線キャンセル情報を指令する指令位置に決定する。
Next, the curve
曲線経路生成部14aは、次に、接線方向ベクトルに基づいて、各々の指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを決定する。開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルは、実施の形態1で説明した開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルである。曲線経路生成部14aは、曲線経路区間の先頭の指令位置に対応する接線方向ベクトルを当該指令位置における開始接線方向ベクトルに決定し、曲線経路区間の先頭の指令位置に該当しない指令位置に対応する接線方向ベクトルを当該指令位置における終了接線方向ベクトルに決定する。
Next, the curved
曲線経路生成部14aは、次に、指令位置、曲線キャンセル情報、開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルに従って曲線経路を生成する。曲線経路生成部14aは、実施の形態1の曲線経路生成部14が曲線経路を生成する手順と同様の手順で曲線経路を生成する。
Next, the curve
数値制御装置10aは、次に、曲線経路を補間する(ステップS207)。このステップS207の処理は実施の形態1で説明したステップS104と同様の処理であるため、説明を省略する。
Next, the
以上のような手順で動作することにより、実施の形態1にかかる数値制御装置10aは工具経路を生成する。
By operating in the above procedure, the
つづいて、数値制御装置10aの動作の具体例、すなわち図8に示したステップS201〜S207を実行して工具経路を生成する動作の具体例について、図18〜図27を用いて説明する。図18および図19は、数値制御装置10aに入力される加工プログラムおよび指令位置の具体例を示す図、図20および図21は、加工形状モデルの具体例を示す図、図22は、工具モデルの具体例を示す図、図23は、切削点の算出方法を説明するための図、図24は、曲線経路区間を説明するための図、図25は、接線方向ベクトルの算出手順を説明するための図、図26は、接線方向ベクトルの具体例を示す図、図27は、開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルの具体例を示す図である。
Subsequently, a specific example of the operation of the
図8に示したステップS201において、数値制御装置10aの加工プログラム入力部11は、図18に示す加工プログラム300を取得し、これを加工プログラム記憶部12が記憶する。なお、図18に示した加工プログラム300では、指令位置の座標を2次元、すなわち座標アドレスを「X」および「Z」のみとしているが、実際の数値制御工作機械の数値制御装置に入力される加工プログラムでは、指令位置が3次元の座標アドレス「X」、「Y」および「Z」とこれらに続く数値とにより座標が示される。
In step S201 shown in FIG. 8, the machining
また、図8に示したステップS201において、数値制御装置10aの工具データ入力部21は、図22に示す工具モデルT10を生成するための工具データを取得し、これを工具データ記憶部22が記憶する。
Further, in step S201 shown in FIG. 8, the tool
また、図8に示したステップS201において、数値制御装置10aの形状データ入力部23は、図20に示す加工形状モデルM1を生成するための形状データを取得し、これを形状データ記憶部24が記憶する。加工形状モデルM1は、CAD/CAMシステムにより生成される。数値制御装置10aに入力される形状データは所定のフォーマットのCADデータである。また、加工形状モデルM1は、加工曲面S0〜S3を有し、図21加工形状モデルM1の断面図に示すように、加工曲面S0とS1は接続位置e0において、加工曲面S1とS2は接続位置e1において、加工曲面S2とS3は接続位置e2において、それぞれ接続されている。また接続位置e0およびe2においては各々の加工曲面が接線連続に接続されており、接続位置e1においては加工曲面が位置連続に接続されている。
In step S201 shown in FIG. 8, the shape
図8に示したステップS202において、数値制御装置10aの加工プログラム解析部13aは、加工プログラム300を解析し、図19に示す各ブロックの移動指令によって指令される指令位置CL11〜CL25を求める。ここで、指令位置CL11はシーケンス番号N11のブロックの移動指令による指令位置を示す。CL12〜CL25も同様である。加工プログラム解析部13aは、求めた指令位置を切削点算出部251および曲線経路生成部14aに渡す。
In step S202 shown in FIG. 8, the machining
図8に示したステップS203において、数値制御装置10aの切削点算出部251は、まず、工具データに基づいて工具モデルT10を生成し、次に、形状データに基づいて加工形状モデルM1を生成する。切削点算出部251は、次に、指令位置CL11〜CL25の各々に工具モデルT10を配置した場合の、加工形状モデルM1における切削点を算出する。
In step S203 shown in FIG. 8, the cutting
図23(a)は、工具モデルT10を指令位置CL11に配置した場合の工具モデルT10および加工形状モデルM1の断面図である。図23(a)では指令位置CL12〜CL25を併せて表示している。 FIG. 23A is a cross-sectional view of the tool model T10 and the machining shape model M1 when the tool model T10 is arranged at the command position CL11. In FIG. 23A, command positions CL12 to CL25 are also displayed.
切削点算出部251が、指令位置CL11〜CL25の各々について、一つまたは二つの切削点を算出する様子を図23(b)に示す。切削点算出部251は、まず、指令位置CL11に工具モデルT10を配置したときの切削点として、加工曲面S0上の点であるCP110を算出する。切削点算出部251は、次に、指令位置CL12に工具モデルT10を配置したときの切削点として、加工曲面S0とS1の接続位置e0上の点である切削点CP120を算出する。このとき、切削点算出部251は、切削点CP120に対し、加工曲面の接続位置上であるとの属性情報を付加する。切削点算出部251は、次に、指令位置CL13に工具モデルT10を配置したときの切削点として、加工曲面S1上の点である切削点CP130を算出する。以下、切削点算出部251は、指令位置CL14〜CL21を対象として、同様の手順で切削点CP140〜CP210を算出する。切削点算出部251は、指令位置CL22に工具モデルT10を配置した場合、加工曲面S1および加工曲面S2の二つの加工曲面に近接するため、指令位置CL22に対応する切削点として、加工曲面S1上の点である切削点CP220および加工曲面S2上の点である切削点CP221を算出する。また、切削点算出部251は、指令位置CL23に対応する切削点として切削点CP230を算出し、指令位置CL24に対応する切削点として切削点CP240を算出し、指令位置CL25に対応する切削点として切削点CP250を算出する。切削点算出部251は、算出した切削点および属性情報を切削点記憶部252に渡し、切削点記憶部252がこれを記憶する。
FIG. 23B shows a state where the cutting
図8に示したステップS204において、数値制御装置10aの曲線経路区間算出部253は、切削点記憶部252で記憶されている切削点および属性情報に基づいて、指令位置CL11〜CL25に対応する曲線経路区間を算出する。
In step S204 illustrated in FIG. 8, the curve path
図24は、曲線経路区間算出部253が算出する曲線経路区間と指令位置CL11〜CL25との対応関係を示す図である。曲線経路区間算出部253は、切削点または指令位置が以下のいずれかの条件を満たしている場合、条件を満たしている切削点に対応する指令位置、または、条件を満たしている指令位置が曲線経路区間の末尾に該当すると判断して曲線経路を算出する。
FIG. 24 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the curve path section calculated by the curve path
(条件1)切削点の属性情報が複数の加工曲面同士の接続位置上であることを示している。
(条件2)1つの指令位置に対して複数の切削点が存在する、すなわち、1つの指令位置が複数の加工曲面に対して切削点を有している。(Condition 1) It is shown that the attribute information of the cutting point is on the connection position between a plurality of machining curved surfaces.
(Condition 2) There are a plurality of cutting points for one command position, that is, one command position has cutting points for a plurality of machining curved surfaces.
上記の(条件1)および(条件2)を用いて曲線経路区間算出部253が図24に示した曲線経路区間CR0〜CR3を算出する動作を以下に示す。
An operation in which the curved path
曲線経路区間算出部253は、まず、最初の曲線経路区間の先頭を指令位置CL11とし、次に、これに続く指令位置CL12を確認する。ここで、曲線経路区間算出部253が行う指令位置CL12の確認は、指令位置CL12に対応する切削点および切削点の属性情報を確認することである。他の指令位置の確認も同様である。曲線経路区間算出部253は、指令位置CL12に対応する切削点は切削点CP120であり、CP120は接続位置e0上であることから上記の(条件1)を満たしている。そのため、曲線経路区間算出部253は、指令位置CL12が曲線経路区間の末尾に該当すると判断する。この結果、指令位置CL11およびCL12で構成される曲線経路区間CR0が得られる。曲線経路区間算出部253は、次に、曲線経路区間CR0の末尾である指令位置CL12を次の曲線経路区間の先頭とし、これに続く指令位置CL13を確認する。曲線経路区間算出部253は、指令位置CL13が上記(条件2)を満たしておらず、かつ指令位置CL13に対応する切削点CP130が上記(条件1)を満たしていないため、指令位置CL13が曲線経路区間の末尾には該当しないと判断する。曲線経路区間算出部253は、同様の手順で指令位置CL14〜CL21を確認し、これらの指令位置が曲線経路区間の末尾には該当しないと判断する。曲線経路区間算出部253は、次に、指令位置CL22を確認する。指令位置CL22に対応する切削点が切削点CP220およびCP221であり、複数の切削点を有することから、指令位置CL22は上記(条件2)を満たしている。そのため、曲線経路区間算出部253は、指令位置CL22が曲線経路区間の末尾に該当すると判断する。この結果、指令位置CP13〜CP22で構成される曲線経路区間CR1が得られる。曲線経路区間算出部253は、以下、同様の手順で残りの指令位置CL23からCL25を確認し、曲線経路区間CR2およびCR3を算出する。曲線経路区間算出部253は、算出した曲線経路区間CR0〜CR3を曲線経路区間記憶部254に渡し、曲線経路区間記憶部254がこれを記憶する。
The curve path
図8に示したステップS205において、数値制御装置10aの接線方向ベクトル算出部255は、切削点記憶部252で記憶されている切削点および属性情報と、曲線経路区間記憶部254で記憶されている曲線経路区間と、形状データ記憶部24で記憶されている形状データとに基づいて、指令位置CL11〜CL25における接線方向ベクトルを算出する。
In step S205 shown in FIG. 8, the tangential direction
接線方向ベクトルを算出する処理において、接線方向ベクトル算出部255は、まず、形状データに基づいて加工形状モデルM1を生成し、次に、図25(a)に示した法線方向ベクトル、すなわち、図24に示した曲線経路区間CR1に含まれる指令位置CL12〜CL22(図23参照)について、対応する切削点CP120〜CP221における法線方向ベクトルNV120〜NV221を算出する。接線方向ベクトル算出部255は、切削点CP120〜CP221において加工曲面を評価することにより、各切削点における法線方向ベクトルを算出する。
In the process of calculating the tangential direction vector, the tangential direction
接線方向ベクトル算出部255は、次に、指令位置CL12〜CL22を通過する仮曲線経路、具体的には、図25(b)に示した仮曲線経路PCV1を生成する。このとき、接線方向ベクトル算出部255は、仮曲線経路PCV1が指令位置を通過するときの接線方向ベクトルを仮接線方向ベクトルPV121〜PV220として求める。
Next, the tangential direction
接線方向ベクトル算出部255は、次に、求めた仮接線方向ベクトルPV121〜PV220を補正することにより、図25(c)に示した最終的な接線方向ベクトルTV121〜TV220を求める。図25(c)は、各指令位置CL12〜CL22における仮接線方向ベクトルPV121〜PV220を、各指令位置に対応する切削点における法線方向ベクトルNV120〜NV221に対して垂直になるように補正する場合の例を示している。
Next, the tangent direction
接線方向ベクトル算出部255は、仮接線方向ベクトルPV121〜PV220を補正する場合、まず、仮曲線経路PCV1が指令位置CL12を通過するときの仮接線方向ベクトルPV121について、指令位置CL12と対応する切削点CP120の法線方向ベクトルNV120と垂直になるように補正し、最終的な接線方向ベクトルTV121を求める。接線方向ベクトル算出部255は、以下、指令位置CL13〜CL21について、同様に、接線方向ベクトルTV130〜TV210を求める。また、接線方向ベクトル算出部255は、指令位置CL22において、指令位置CL22と対応する切削点として切削点CP220およびCP221の2つが存在するため、算出に用いる切削点を選択する。ここで、接線方向ベクトル算出部255は、指令位置CL22の直前の指令位置CL21と対応する切削点CP210が加工曲面S1上に存在するため、同じ加工曲面S1上に存在する切削点CP220を選択する。そして、接線方向ベクトル算出部255は、仮接線方向ベクトルPV220を、選択した切削点CP220の法線方向ベクトルNV220と垂直になるように補正し、最終的な接線方向ベクトルTV220を求める。
When the tangential direction
接線方向ベクトル算出部255は、以上の手順により、曲線経路区間CR1に含まれる指令位置CL12〜CL22における接線方向ベクトルTV121〜TV220を算出する。接線方向ベクトル算出部255は、他の曲線経路区間CR0、CR2およびCR3についても、指令位置における接線方向ベクトルを同様の手順で算出する。図26は、曲線経路区間CR0、CR2およびCR3のそれぞれにおける法線方向ベクトルおよび接線方向ベクトルの一例を示す図である。図26(a)は、指令位置CL11〜CL12における切削点の法線方向ベクトルNV110〜NV120と、法線方向ベクトルNV110〜NV120を用いて算出された接線方向ベクトルTV110〜TV120とを示している。図26(b)は、指令位置CL22〜CL24における切削点の法線方向ベクトルNV221〜NV240と、法線方向ベクトルNV221〜NV240を用いて算出された接線方向ベクトルTV221〜TV240とを示している。図26(c)は、指令位置CL24〜CL25における切削点の法線方向ベクトルNV240〜NV250と、法線方向ベクトルNV240〜NV250を用いて算出された接線方向ベクトルTV240〜TV250とを示している。
The tangential direction
接線方向ベクトル算出部225は、算出した各指令位置における接線方向ベクトルTV110〜TV250を接線方向ベクトル記憶部256に渡し、接線方向ベクトル記憶部256がこれを記憶する。
The tangential direction vector calculation unit 225 passes the calculated tangent direction vectors TV110 to TV250 at the command positions to the tangential direction
図8に示したステップS206において、数値制御装置10aの曲線経路生成部14aは、加工プログラム解析部13aから出力される指令位置と、曲線経路区間記憶部254で記憶されている曲線経路区間と、接線方向ベクトル記憶部256で記憶されている接線方向ベクトルとに基づいて、曲線経路を生成する。
In step S206 shown in FIG. 8, the curve
曲線経路を生成する処理において、曲線経路生成部14aは、まず、曲線経路区間記憶部254から読み出した曲線経路区間CR0〜CR3に基づいて、曲線キャンセル情報を指令する指令位置を決定する。具体的には、曲線経路生成部14aは、各々の曲線経路区間の末尾である指令位置CL12、CL22、CL24およびCL25を、曲線キャンセル情報を指令する指令位置に決定する。
In the process of generating a curved path, the curved
曲線経路生成部14aは、次に、曲線経路区間記憶部254から読み出した曲線経路区間のうち、各々の曲線経路区間に含まれる指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。曲線経路生成部14aは、まず、曲線経路区間CR0の指令位置CL11およびCL12における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。具体的には、曲線経路生成部14aは、指令位置CL11が曲線経路区間CR0の先頭であるため、接線方向ベクトルTV110を指令位置CL11における開始接線方向ベクトルSV12に決定する。また、曲線経路生成部14aは、指令位置CL12における接線方向ベクトルTV120を、指令位置CL12における終了接線方向ベクトルEV12に決定する。曲線経路生成部14aは、次に、曲線経路区間CR1の指令位置CL12〜CL22における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。具体的には、曲線経路生成部14aは、指令位置CL12が曲線経路区間CR1の先頭であるため、接線方向ベクトルTV121を指令位置CL12における開始接線方向ベクトルSV13に決定し、指令位置CL13における接線方向ベクトルTV130を、指令位置CL13における終了接線方向ベクトルEV13に決定する。曲線経路生成部14aは、以下、同様に、指令位置CL14〜CL22における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。曲線経路生成部14aは、曲線経路区間CR2およびCR3についても同様に、各指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。以上の手順で曲線経路生成部14aが求めた開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを図27(a)に示す。
Next, the curve
なお、図27において、終了接線方向ベクトルおよび開始接線方向ベクトルの双方が対応付けられている指令位置が、曲線キャンセル情報を指令する指令位置に該当する。これは、曲線キャンセル情報を指令する指令位置は、ある曲線経路区間の末尾に該当し、かつ次の曲線経路区間の先頭にも該当するためである。例えば、指令位置CL12(図23(a)参照)は、図24に示したように、曲線経路区間CR0の末尾であり、かつ曲線経路区間CR1の先頭でもあるため、この指令位置CL12には、終了接線方向ベクトルEV12および開始接線方向ベクトルSV13の双方が対応付けられている。曲線キャンセル情報、終了接線方向ベクトルおよび開始接線方向ベクトルは、実施の形態2にかかる形状特徴情報である。 In FIG. 27, a command position in which both the end tangent direction vector and the start tangent direction vector are associated with each other corresponds to a command position for commanding curve cancellation information. This is because the command position for commanding the curve cancellation information corresponds to the end of a certain curve path section and also corresponds to the head of the next curve path section. For example, as shown in FIG. 24, the command position CL12 (see FIG. 23 (a)) is the end of the curve path section CR0 and the head of the curve path section CR1, so the command position CL12 includes Both the end tangent direction vector EV12 and the start tangent direction vector SV13 are associated with each other. The curve cancellation information, the end tangent direction vector, and the start tangent direction vector are the shape feature information according to the second embodiment.
曲線経路生成部14aは、次に、加工プログラム解析部13aから出力された指令位置CL11〜CL25と、曲線キャンセル情報を指令する指令位置として求めた指令位置CL12、CL22、CL24およびCL25と、曲線経路区間CR0〜CR3について求めた開始接線方向ベクトルSV12,SV13,SV23,SV25および終了接線方向ベクトルEV12〜EV25と、に基づいて、曲線経路を生成する。曲線経路生成部14aは、図27(b)に示した曲線経路#7〜#10を生成する。
Next, the curve
図8に示したステップS207において、数値制御装置10aの曲線経路補間部15は、曲線経路生成部14aが生成した曲線経路#7〜#10に従って、それぞれ補間周期あたりの工具の移動量を求めて補間した補間点を生成し、モータ駆動部16に渡す。
In step S207 shown in FIG. 8, the curve
以上のように、本実施の形態にかかる数値制御装置10aは、加工プログラムに含まれる移動指令が指令する指令位置と、加工で使用する工具の種別および形状などを示す情報を付含んだ工具データと、加工対象物の加工形状モデルを定義する形状データとに基づいて、各移動指令に対応する形状特徴情報を算出し、指令位置および算出した形状特徴情報に基づいて、工具経路を構成する各曲線経路を生成することとした。形状特徴情報は、上述した曲線キャンセル情報、開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルである。
As described above, the
本実施の形態にかかる数値制御装置10aによれば、加工プログラムに形状特徴情報が含まれていない場合でも、形状特徴情報に基づいて補間曲線を生成することが可能となり、実施の形態1にかかる数値制御装置10と同様に、復元した曲線経路と復元されるべき理想的な経路の形状との一致度を高めることができ、加工結果の加工精度および加工品位を向上させることができる。また、作業者が加工プログラムを作成する際の作業量および作業時間を削減することができ、作業能率を向上させることができる。
According to the
実施の形態3.
実施の形態2では、数値制御装置が、加工プログラムに含まれる移動指令、工具データおよび形状データに基づいて、形状特徴情報を算出し、算出した形状特徴情報を考慮して曲線経路を生成することとした。これに対して、本実施の形態では、形状特徴情報を考慮して加工プログラムを変換し、形状特徴情報を考慮して曲線経路を生成する機能を有さない数値制御装置でも実施の形態2と同様の曲線経路を生成可能な加工プログラムを生成するプログラム変換装置を説明する。
In the second embodiment, the numerical control device calculates shape feature information based on the movement command, tool data, and shape data included in the machining program, and generates a curved path in consideration of the calculated shape feature information. It was. On the other hand, in the present embodiment, a numerical control device that does not have a function of converting a machining program in consideration of shape feature information and generating a curved path in consideration of shape feature information is different from that in
図28は、実施の形態3にかかるプログラム変換装置の構成例を示す図である。実施の形態3にかかるプログラム変換装置30は、加工プログラム入力部11、加工プログラム記憶部12、加工プログラム解析部13a、工具データ入力部21、工具データ記憶部22、形状データ入力部23、形状データ記憶部24、形状特徴情報算出部25、加工プログラム変換部31、変換後加工プログラム記憶部32および変換後加工プログラム出力部33を備える。
FIG. 28 is a diagram of a configuration example of the program conversion apparatus according to the third embodiment. The
プログラム変換装置30の構成要素のうち、加工プログラム入力部11、加工プログラム記憶部12、加工プログラム解析部13a、工具データ入力部21、工具データ記憶部22、形状データ入力部23、形状データ記憶部24および形状特徴情報算出部25は、実施の形態2にかかる数値制御装置10aの加工プログラム入力部11、加工プログラム記憶部12、加工プログラム解析部13a、工具データ入力部21、工具データ記憶部22、形状データ入力部23、形状データ記憶部24および形状特徴情報算出部25と同じものである。そのため、これらの各構成要素については説明を省略する。
Among the components of the
加工プログラム変換部31は、形状特徴情報算出部25で算出された形状特徴情報に基づいて加工プログラムを変換する。具体的には、加工プログラム変換部31は、加工プログラム解析部13aから出力される指令位置と、曲線経路区間記憶部254で記憶されている曲線経路区間と、接線方向ベクトル記憶部256で記憶されている接線方向ベクトルとに基づいて、加工プログラム記憶部12で記憶されている加工プログラムを変換する。
The machining
変換後加工プログラム記憶部32は、加工プログラム変換部31で変換された後の加工プログラムである変換後加工プログラムを記憶する。
The post-conversion machining
変換後加工プログラム出力部33は、変換後加工プログラム記憶部32で記憶されている変換後加工プログラムを読み出して外部へ出力する。
The post-conversion machining
図29は、実施の形態3にかかるプログラム変換装置30の動作例を示すフローチャートである。図29のフローチャートは、プログラム変換装置30が加工プログラムを変換して変換後加工プログラムを外部へ出力する動作の手順を示している。
FIG. 29 is a flowchart of an operation example of the
プログラム変換装置30が加工プログラムを変換して変換後加工プログラムを外部へ出力する動作においては、まず、プログラム変換装置30に加工プログラム、工具データおよび形状データを入力する(ステップS301)。このステップS301は、実施の形態2で説明した数値制御装置10aが実行するステップS201と同様の処理であるため、説明を省略する。
In the operation in which the
プログラム変換装置30は、次に、ステップS301で入力された加工プログラムを解析する(ステップS302)。このステップS302は、実施の形態2で説明した数値制御装置10aが実行するステップS202と同様の処理であるため、説明を省略する。
Next, the
プログラム変換装置30は、次に、ステップS302で求めた指令位置、工具データ記憶部22で記憶している工具データおよび形状データ記憶部24で記憶している形状データに基づいて切削点を算出する(ステップS303)。このステップS303は、実施の形態2で説明した数値制御装置10aが実行するステップS203と同様の処理であるため、説明を省略する。
Next, the
プログラム変換装置30は、次に、切削点記憶部252で記憶している切削点および属性情報と、形状データ記憶部24で記憶している形状データとに基づいて、曲線経路区間を算出する(ステップS304)。このステップS304は、実施の形態2で説明した数値制御装置10aが実行するステップS204と同様の処理であるため、説明を省略する。
Next, the
プログラム変換装置30は、次に、切削点記憶部252で記憶している切削点および属性情報と、曲線経路区間記憶部254で記憶している曲線経路区間と、形状データ記憶部24で記憶している形状データとに基づいて、接線方向ベクトルを算出する(ステップS305)。このステップS305は、実施の形態2で説明した数値制御装置10aが実行するステップS205と同様の処理であるため、説明を省略する。
Next, the
プログラム変換装置30は、次に、加工プログラム解析部13aから出力される指令位置と、曲線経路区間記憶部254で記憶されている曲線経路区間と、接線方向ベクトル記憶部256で記憶されている接線方向ベクトルとに基づき、加工プログラム記憶部12で記憶されている加工プログラムを変換して変換後加工プログラムを生成し、外部へ出力する(ステップS306)。このステップS306では、加工プログラム変換部31が変換後加工プログラムを生成し、変換後加工プログラム出力部33がこれを出力する。
Next, the
ステップS306において、加工プログラム変換部31は、まず、加工プログラム解析部13aから指令位置を受け取り、曲線経路区間記憶部254から曲線経路区間を読み出すとともに、接線方向ベクトル記憶部256から接線方向ベクトルを読み出す。
In step S306, the machining
加工プログラム変換部31は、次に、曲線経路区間に基づいて、曲線キャンセル情報を指令する指令位置を決定する。加工プログラム変換部31は、各々の曲線経路区間の末尾の指令位置を、曲線キャンセル情報を指令する指令位置に決定する。
Next, the machining
加工プログラム変換部31は、次に、接線方向ベクトルに基づいて、各々の指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを決定する。開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルは、実施の形態1で説明した開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルである。加工プログラム変換部31は、曲線経路区間の先頭の指令位置に対応する接線方向ベクトルを当該指令位置における開始接線方向ベクトルに決定し、曲線経路区間の先頭の指令位置に該当しない指令位置に対応する接線方向ベクトルを当該指令位置における終了接線方向ベクトルに決定する。
Next, the machining
加工プログラム変換部31は、次に、加工プログラム記憶部12から加工プログラムを読み出し、読み出した加工プログラムを、曲線キャンセル情報を指令する指令位置と、各々の指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルとに基づいて変換する。具体的には、加工プログラム変換部31は、加工プログラムのブロックのうち、曲線キャンセル情報を指令する指令位置に対応するブロックに対して曲線キャンセル情報を付加し、さらに、各々の指令位置に対応するブロックに対して開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルの一方または双方を付加することにより、変換後加工プログラムを生成する。なお、加工プログラム変換部31は、開始接線方向ベクトルが求められていない指令位置に対応するブロックについては、開始接線方向ベクトルを付加しなくてもよいし、当該指令位置における終了接線方向ベクトルを開始接線方向ベクトルとして付加してもよい。
Next, the machining
加工プログラム変換部31で生成された変換後加工プログラムは変換後加工プログラム記憶部32に格納される。変換後加工プログラム出力部33は、変換後加工プログラム記憶部32から変換後加工プログラムを読み出して外部へ出力する。変換後加工プログラムの外部への出力は、加工プログラム入力部11に入力された加工プログラムと同じ形式で行ってもよいし、他の形式で行ってもよい。なお、加工プログラム入力部11には、テキスト形式またはバイナリ形式といった形式の加工プログラムが入力される。
The post-conversion machining program generated by the machining
つづいて、プログラム変換装置30が、入力された加工プログラムを変換して変換後加工プログラムとして出力する動作の具体例を説明する。ここでは、図12〜図22および図27〜図30を用いて説明する。図30は、プログラム変換装置30が生成する変換後加工プログラムの具体例を示す図である。
Next, a specific example of an operation in which the
図29に示したステップS301において、プログラム変換装置30の加工プログラム入力部11は、図18に示す加工プログラム300を取得し、これを加工プログラム記憶部12が記憶する。
In step S301 shown in FIG. 29, the machining
また、図29に示したステップS301において、プログラム変換装置30の工具データ入力部21は、図22に示す工具モデルT10を生成するための工具データを取得し、これを工具データ記憶部22が記憶する。
In step S301 shown in FIG. 29, the tool
また、図29に示したステップS301において、プログラム変換装置30の形状データ入力部23は、図20に示す加工形状モデルM1を生成するための形状データを取得し、これを形状データ記憶部24が記憶する。加工形状モデルM1は、CAD/CAMシステムにより生成される。プログラム変換装置30に入力される形状データは所定のフォーマットのCADデータである。また、加工形状モデルM1は、加工曲面S0〜S3を有し、図21の断面図に示すように、加工曲面S0とS1は接続位置e0において、加工曲面S1とS2は接続位置e1において、加工曲面S2とS3は接続位置e2において、それぞれ接続されている。また接続位置e0およびe2においては各々の加工曲面が接線連続に接続されており、接続位置e1においては加工曲面が位置連続に接続されている。このステップS301の処理は、実施の形態2で説明した数値制御装置10aが実行するステップS201と同様の処理である。
Further, in step S301 shown in FIG. 29, the shape
図29に示したステップS302〜S305においては、プログラム変換装置30が、実施の形態2で説明した数値制御装置10aが実行するステップS202〜S205と同様の処理を実行する。
In steps S302 to S305 shown in FIG. 29, the
図29に示したステップS306において、プログラム変換装置30の加工プログラム変換部31は、まず、加工プログラム解析部13aから指令位置CL11〜CL25を受け取り(図23(a)参照)、さらに、曲線経路区間記憶部254から曲線経路区間CR0〜CR3を読み出すとともに(図24参照)、接線方向ベクトル記憶部256から接線方向ベクトルTV121〜TV220を読み出す(図25(c)参照)。
In step S306 shown in FIG. 29, the machining
加工プログラム変換部31は、次に、曲線経路区間CR0〜CR3に基づいて、曲線キャンセル情報を指令する指令位置を決定する。具体的には、加工プログラム変換部31は、各々の曲線経路区間の末尾である指令位置CL12、CL22、CL24およびCL25を、曲線キャンセル情報を指令する指令位置に決定する。
Next, the machining
加工プログラム変換部31は、次に、曲線経路区間記憶部254から読み出した曲線経路区間のうち、各々の曲線経路区間に含まれる指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。加工プログラム変換部31は、まず、曲線経路区間CR0の指令位置CL11およびCL12における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。具体的には、加工プログラム変換部31は、指令位置CL11が曲線経路区間CR0の先頭であるため、接線方向ベクトルTV110を指令位置CL11における開始接線方向ベクトルSV12に決定する。また、加工プログラム変換部31は、指令位置CL12における接線方向ベクトルTV120を、指令位置CL12における終了接線方向ベクトルEV12に決定する。加工プログラム変換部31は、次に、曲線経路区間CR1の指令位置CL12〜CL22における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。具体的には、加工プログラム変換部31は、指令位置CL12が曲線経路区間CR1の先頭であるため、接線方向ベクトルTV121を指令位置CL12における開始接線方向ベクトルSV13に決定し、指令位置CL13における接線方向ベクトルTV130を、指令位置CL13における終了接線方向ベクトルEV13に決定する。加工プログラム変換部31は、以下、同様に、指令位置CL14〜CL22における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。加工プログラム変換部31は、曲線経路区間CR2およびCR3についても同様に、各指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを求める。以上の手順で加工プログラム変換部31が求めた開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルは図27(a)に示したものとなる。
Next, the machining
加工プログラム変換部31は、次に、上記の処理で決定した、曲線キャンセル情報を指令する指令位置と、各指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルとに基づいて、加工プログラム300を変換し、図30に示した変換後加工プログラム400を生成する。すなわち、加工プログラム変換部31は、加工プログラム300を構成している各ブロックのうち、曲線キャンセル情報を指令する指令位置に対応するブロックに対して曲線キャンセル情報を付加し、さらに、各ブロックに対して、対応する指令位置における開始接線方向ベクトルおよび終了接線方向ベクトルを付加する。図30に示したように、加工プログラム変換部31は、変換前の加工プログラム300の各ブロックの移動指令が指令する指令位置が、曲線キャンセル情報が指令される指令位置であった場合には、アドレス「L」に数値「0」を加えた「L0」という指令403を、曲線キャンセル情報として付加する。加工プログラム変換部31は、また、各ブロックの移動指令が指令する指令位置に対応する開始接線方向ベクトルが存在する場合、ベクトルのX、YおよびZ成分をそれぞれアドレス「VA」、「VB」および「VC」とし、これらに成分値を加えた構成の指令401を、開始接線方向ベクトルとして付加する。加工プログラム変換部31は、また、各ブロックの移動指令が指令する指令位置に対応する終了接線方向ベクトルが存在する場合、ベクトルのX、YおよびZ成分をそれぞれアドレス「VD」、「VE」および「VF」とし、これらに成分値を加えた構成の指令402を、終了接線方向ベクトルとして付加する。
Next, the machining
加工プログラム変換部31は、変換後加工プログラム400の生成が終了すると、変換後加工プログラム400を変換後加工プログラム記憶部32に格納し、これを変換後加工プログラム出力部33が読み出して外部へ出力する。
When the generation of the
以上のように、本実施の形態にかかるプログラム変換装置30は、加工プログラムに含まれる移動指令が指令する指令位置と、加工で使用する工具の種別および形状などを示す情報を付含んだ工具データと、加工対象物の加工形状モデルを定義する形状データとに基づいて、各移動指令に対応する形状特徴情報を算出し、形状特徴情報に基づいて加工プログラムを変換することとした。
As described above, the
本実施の形態にかかるプログラム変換装置30によれば、形状特徴情報が含まれていない加工プログラムを、形状特徴情報を含んだ加工プログラムに変換することができる。また、作業者が加工プログラムを作成する際の作業量および作業時間を削減することができ、作業能率を向上させることができる。
According to the
また、本実施の形態にかかるプログラム変換装置30によれば、各移動指令の指令位置を工具が通過する際の加工形状上の切削点を求め、切削点が加工形状モデルの加工曲面の境界上に存在するか、または加工形状モデルの2つ以上の加工曲面に同時に接する場合に、移動指令と一緒に曲線キャンセル情報を指令するように加工プログラムを変換する。そのため、加工プログラムに曲線キャンセル情報が含まれていない場合であっても自動的に曲線キャンセル情報を含んだ加工プログラムを得ることが可能となる。よって、作業者が加工プログラムを作成する際の作業量および作業時間を削減することができ、作業能率を向上させることができる。さらに、加工曲面の境界および加工曲面によって角部が形成される位置を工具が通過する際に生成される補間曲線がキャンセルされるため、加工結果の加工精度を向上させることができる。
Further, according to the
また、本実施の形態にかかるプログラム変換装置30によれば、各移動指令の指令位置を工具が通過する際の加工形状上の切削点を求め、切削点が加工形状の曲率不連続な位置に存在する場合に、移動指令と一緒に曲線キャンセル情報を指令するように加工プログラムを変換する。そのため、加工プログラムに曲線キャンセル情報が含まれていない場合であっても自動的に曲線キャンセル情報を含んだ加工プログラムを得ることが可能となる。よって、作業者が加工プログラムを作成する際の作業量および作業時間を削減することができ、作業能率を向上させることができる。さらに、加工曲面の境界および加工曲面によって角部が形成される位置を工具が通過する際に生成される補間曲線がキャンセルされるため、加工結果の加工精度を向上させることができる。
Further, according to the
また、本実施の形態にかかるプログラム変換装置30によれば、各移動指令の指令位置を工具が通過する際の加工形状上の切削点を求め、切削点における加工形状の加工曲面の接線方向ベクトルを算出し、移動指令と一緒に算出した接線方向ベクトルを指令するように加工プログラムを変換する。そのため、加工プログラムに接線方向ベクトルが含まれていない場合でも自動的に接線方向ベクトルを含んだ加工プログラムを得ることが可能となる。よって、作業者が加工プログラムを作成する際の作業量および作業時間を削減することができ、作業能率を向上させることができる。さらに、加工曲面の境界および加工曲面によって角部が形成される位置を工具が通過する際に生成される補間曲線がキャンセルされるため、加工結果の加工精度を向上させることができる。
Further, according to the
図31は、本発明の各実施の形態にかかる数値制御装置およびプログラム変換装置のハードウェア構成を示す図である。図31に示したハードウェアは、演算処理を行うプロセッサ51と、プロセッサ51がワークエリアに用いるメモリ52と、数値制御装置またはプログラム変換装置として動作するためのプログラムを記憶する記憶装置53と、ユーザとの間の入力インタフェースである入力装置54と、ユーザに情報を表示する表示装置55と、被制御機器または他の数値制御装置、その他の各種装置との通信機能を有する通信装置56と、を備える。プロセッサ51、メモリ52、記憶装置53、入力装置54、表示装置55および通信装置56はデータバス50で接続されている。ここで、プロセッサ51は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)、またはDSP(Digital Signal Processor)などであってもよい。また、メモリ52は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、またはEEPROM(Electrically EPROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
FIG. 31 is a diagram showing a hardware configuration of the numerical control device and the program conversion device according to each embodiment of the present invention. The hardware shown in FIG. 31 includes a
各実施の形態で説明した数値制御装置およびプログラム変換装置は、プロセッサ51が、数値制御装置またはプログラム変換装置として動作するためのプログラムを記憶装置53から読み出して実行することにより実現することができる。
The numerical control device and the program conversion device described in each embodiment can be realized by the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
10,10a 数値制御装置、11 加工プログラム入力部、12 加工プログラム記憶部、13,13a 加工プログラム解析部、14,14a 曲線経路生成部、15 曲線経路補間部、16 モータ駆動部、21 工具データ入力部、22 工具データ記憶部、23 形状データ入力部、24 形状データ記憶部、25 形状特徴情報算出部、30 プログラム変換装置、31 加工プログラム変換部、32 変換後加工プログラム記憶部、33 変換後加工プログラム出力部、131 工具経路解析部、132 形状特徴情報解析部、251 切削点算出部、252 切削点記憶部、253 曲線経路区間算出部、254 曲線経路区間記憶部、255 接線方向ベクトル算出部、256 接線方向ベクトル記憶部。 10, 10a Numerical control device, 11 Machining program input unit, 12 Machining program storage unit, 13, 13a Machining program analysis unit, 14, 14a Curve path generation unit, 15 Curve path interpolation unit, 16 Motor drive unit, 21 Tool data input Unit, 22 tool data storage unit, 23 shape data input unit, 24 shape data storage unit, 25 shape feature information calculation unit, 30 program conversion device, 31 processing program conversion unit, 32 post-conversion processing program storage unit, 33 post-conversion processing Program output unit, 131 Tool path analysis unit, 132 Shape feature information analysis unit, 251 Cutting point calculation unit, 252 Cutting point storage unit, 253 Curve path segment calculation unit, 254 Curve path segment storage unit, 255 Tangential direction vector calculation unit, 256 Tangential direction vector storage unit.
Claims (13)
前記移動指令、および前記移動指令により指令された指令位置を通過する工具経路の形状の特徴を表した形状特徴情報に基づいて曲線経路を生成する曲線経路生成部と、
を備え、
前記形状特徴情報は、前記指令位置における接線方向ベクトルであり、
前記曲線経路生成部は、前記接線方向ベクトルと対応付けられている指令位置における接線方向が、対応付けられている接線方向ベクトルの向きと一致するように曲線経路を生成する、
ことを特徴とする数値制御装置。 A machining program input unit for inputting a machining program in which a movement command for a tool or a movement command for a workpiece is described;
A curve path generation unit that generates a curve path based on the shape command information that represents the shape of the tool path that passes through the movement command and the command position commanded by the movement command;
With
The shape feature information is a tangential direction vector at the command position,
The curved path generation unit generates a curved path so that a tangent direction at a command position associated with the tangent direction vector matches a direction of the associated tangential direction vector;
A numerical controller characterized by that.
前記加工プログラムを解析して前記指令位置および前記形状特徴情報を求める加工プログラム解析部、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 The shape feature information is described in the machining program,
A machining program analyzer for analyzing the machining program and obtaining the command position and the shape feature information;
The numerical control apparatus according to claim 1, comprising:
前記曲線経路生成部は、前記曲線キャンセル情報と対応付けられている前記指令位置において曲線経路の生成を中断して当該指令位置を曲線経路の終点とするとともに、当該指令位置を始点とする新たな曲線経路の生成を開始する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御装置。 The shape feature information is the tangential direction vector and curve cancellation information for instructing to temporarily stop the generation of the curve path,
The curve path generation unit interrupts generation of a curve path at the command position associated with the curve cancellation information, sets the command position as an end point of the curve path, and creates a new start from the command position. Start generating a curved path,
The numerical control apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記曲線経路生成部は、前記曲線経路の先頭の指令位置における接線方向が、対応付けられている接線方向ベクトルの向きと一致し、かつ前記曲線経路の末尾の指令位置における接線方向が対応付けられている接線方向ベクトルの向きと一致するように曲線経路を生成する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の数値制御装置。 The tangential direction vector is a tangential direction vector at the head command position of the curved path and a tangential direction vector at the last command position of the curved path,
The curved path generation unit associates the tangent direction at the first command position of the curved path with the direction of the associated tangent direction vector, and associates the tangential direction at the last command position of the curved path. Generate a curved path to match the direction of the tangent direction vector
The numerical control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の数値制御装置。 When there is a command position that is not associated with the tangential direction vector, the curved path generation unit calculates a tangential direction vector at the command position based on a command position that forms a curved path together with the command position.
The numerical control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の数値制御装置。 The curve path generation unit does not have a tangent direction vector associated with the first command position of the curve path, and is associated with the last command position of the curve path immediately before the curve path. When a direction vector exists, a tangential direction vector associated with the last command position of the immediately preceding curved path is set as a tangential direction vector at the first command position not associated with a tangential direction vector.
The numerical control apparatus according to claim 1, wherein
前記工具を定義する情報である工具データを入力する工具データ入力部と、
前記加工対象物の加工形状モデルを定義する形状データを入力する形状データ入力部と、
前記移動指令により指令された指令位置、前記工具データおよび前記形状データに基づいて、前記指令位置を通過する工具経路の形状の特徴を表した形状特徴情報を算出する形状特徴情報算出部と、
を備え、
前記形状特徴情報は、前記指令位置における接線方向ベクトルの情報を含むことを特徴とする数値制御装置。 A machining program input unit for inputting a machining program in which a movement command for a tool or a movement command for a workpiece is described ;
And the tool data input unit for inputting the tool data is information that defines a pre-SL tool,
A shape data input unit for inputting shape data defining a machining shape model of the workpiece;
Based on the command position commanded by the movement command, the tool data, and the shape data, a shape feature information calculation unit that calculates shape feature information representing the feature of the shape of the tool path passing through the command position;
Equipped with a,
The shape control information includes a tangential direction vector information at the command position .
前記工具を定義する情報である工具データを入力する工具データ入力部と、
前記加工対象物の加工形状モデルを定義する形状データを入力する形状データ入力部と、
前記移動指令により指令された指令位置、前記工具データおよび前記形状データに基づいて、前記指令位置を通過する工具経路の形状の特徴を表した形状特徴情報を算出する形状特徴情報算出部と、
前記指令位置および前記形状特徴情報に基づいて前記加工プログラムを変換する加工プログラム変換部と、
を備え、
前記形状特徴情報は、前記指令位置における接線方向ベクトルの情報を含むことを特徴とするプログラム変換装置。 A machining program input unit for inputting a machining program in which a movement command for a tool or a movement command for a workpiece is described;
A tool data input unit for inputting tool data which is information defining the tool;
A shape data input unit for inputting shape data defining a machining shape model of the workpiece;
Based on the command position commanded by the movement command, the tool data, and the shape data, a shape feature information calculation unit that calculates shape feature information representing the feature of the shape of the tool path passing through the command position;
A machining program conversion unit for converting the machining program based on the command position and the shape feature information;
Equipped with a,
The program feature conversion apparatus characterized in that the shape feature information includes information of a tangential direction vector at the command position .
前記加工プログラム変換部は、前記切削点が加工形状の加工曲面の境界上に存在する場合、および、1つの指令位置に対応する切削点が複数の加工曲面上に存在すると判断された場合、当該切削点に対応する指令位置を指令する移動指令に対して、曲線経路の生成を一旦中断することを指示する曲線キャンセル情報を付加する、
ことを特徴とする請求項8に記載のプログラム変換装置。 The shape feature information calculation unit calculates a cutting point on the machining shape when the tool passes each of the command positions for each command position, and the calculated cutting points are on the boundary of the machining curved surface of the machining shape. Determining whether a cutting point corresponding to one command position exists on a plurality of machining curved surfaces of the machining shape;
The machining program conversion unit, when it is determined that the cutting point exists on the boundary of the machining curved surface of the machining shape, and when the cutting point corresponding to one command position exists on a plurality of machining curved surfaces, To the movement command for commanding the command position corresponding to the cutting point, curve cancel information for instructing to temporarily interrupt the generation of the curve path is added.
The program conversion apparatus according to claim 8, wherein:
前記加工プログラム変換部は、前記切削点が加工形状の曲率不連続な位置に存在すると判断された場合、当該切削点に対応する指令位置を指令する移動指令に対して、曲線経路の生成を一旦中断することを指示する曲線キャンセル情報を付加する、
ことを特徴とする請求項8または9に記載のプログラム変換装置。 The shape feature information calculation unit calculates, for each command position, a cutting point on a machining shape when a tool passes through each of the command positions, and each calculated cutting point is positioned at a position where the curvature of the machining shape is discontinuous. Determine if it exists,
When it is determined that the cutting point exists at a position where the cutting shape is discontinuous in curvature, the machining program conversion unit temporarily generates a curve path for a movement command that commands a command position corresponding to the cutting point. Add curve cancellation information to instruct to interrupt,
10. The program conversion apparatus according to claim 8, wherein the program conversion apparatus is a program conversion apparatus.
前記加工プログラム変換部は、各指令位置を指令する移動指令に対して、前記算出された接線方向ベクトルを付加する、
ことを特徴とする請求項8から10のいずれか一つに記載のプログラム変換装置。 The shape feature information calculation unit calculates a cutting point on a machining shape when a tool passes through each of the command positions for each command position, and a tangential direction vector at each command position corresponding to each calculated cutting point. To calculate
The machining program conversion unit adds the calculated tangential direction vector to a movement command that commands each command position.
The program conversion device according to claim 8, wherein the program conversion device is a program conversion device.
前記移動指令、および前記移動指令により指令された指令位置を通過する工具経路の形状の特徴を表した形状特徴情報に基づいて曲線経路を生成する曲線経路生成ステップと、
前記曲線経路に対して補間処理を行って前記工具経路を生成する工具経路生成ステップと、
を含み、
前記形状特徴情報は、前記指令位置における接線方向ベクトルであり、
前記曲線経路生成ステップでは、前記接線方向ベクトルと対応付けられている指令位置における接線方向が、対応付けられている接線方向ベクトルの向きと一致するように曲線経路を生成する、
ことを特徴とする数値制御方法。 A machining program acquisition step for receiving a machining program in which a movement command for a tool or a movement command for a workpiece is described;
A curve path generating step for generating a curve path based on the shape command information representing the shape characteristics of the tool path passing through the movement command and the command position commanded by the movement command;
A tool path generating step for generating the tool path by performing an interpolation process on the curved path;
Including
The shape feature information is a tangential direction vector at the command position,
In the curved path generation step, a curved path is generated so that a tangent direction at a command position associated with the tangent direction vector matches a direction of the associated tangential direction vector;
A numerical control method characterized by that.
前記工具を定義する情報である工具データを受け取る工具データ取得ステップと、
前記加工対象物の加工形状モデルを定義する形状データを受け取る形状データ取得ステップと、
前記移動指令により指令された指令位置、前記工具データおよび前記形状データに基づいて、前記指令位置を通過する工具経路の形状の特徴を表した形状特徴情報を算出する形状特徴情報算出ステップと、
前記指令位置および前記形状特徴情報に基づいて前記加工プログラムを変換する加工プログラム変換ステップと、
を含み、
前記形状特徴情報は、前記指令位置における接線方向ベクトルの情報を含むことを特徴とするプログラム変換方法。 A machining program acquisition step for receiving a machining program in which a movement command for a tool or a movement command for a workpiece is described;
A tool data acquisition step of receiving tool data which is information defining the tool;
A shape data obtaining step for receiving shape data defining a machining shape model of the workpiece;
A shape feature information calculating step for calculating shape feature information representing a shape feature of a tool path passing through the command position based on the command position commanded by the movement command, the tool data, and the shape data;
A machining program conversion step for converting the machining program based on the command position and the shape feature information;
Only including,
The shape conversion information includes a tangent direction vector information at the command position .
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