JPH02199509A - インボリュート補間速度制御方式 - Google Patents
インボリュート補間速度制御方式Info
- Publication number
- JPH02199509A JPH02199509A JP1020065A JP2006589A JPH02199509A JP H02199509 A JPH02199509 A JP H02199509A JP 1020065 A JP1020065 A JP 1020065A JP 2006589 A JP2006589 A JP 2006589A JP H02199509 A JPH02199509 A JP H02199509A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- involute
- tool
- involute curve
- curve
- radius
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 13
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 25
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
- G05B19/4103—Digital interpolation
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34144—Involute, evolute
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43141—Surface, path, tangential speed
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50336—Tool, probe offset for curves, surfaces, contouring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は数値制御装置等における加工のためのインボリ
ュート補間遠度制御方式に関し、特に工具径補正のかか
ったインボリュート補間における指令速度を制御するイ
ンボリュート補間速度制御方式に関する。
ュート補間遠度制御方式に関し、特に工具径補正のかか
ったインボリュート補間における指令速度を制御するイ
ンボリュート補間速度制御方式に関する。
数値制御装置等の曲線捕間でインボリュート曲線の補間
は歯車、ポンプの羽根等の加工のために必要性が高い。
は歯車、ポンプの羽根等の加工のために必要性が高い。
このために、一般にはインボリュート曲線を数値制御装
置と別の計算機あるいはＮＣプログラム作成装置等で補
間して、直線データに分解して、このテープで数値制御
加工を行うのが一般的であった。
置と別の計算機あるいはＮＣプログラム作成装置等で補
間して、直線データに分解して、このテープで数値制御
加工を行うのが一般的であった。
これに対して、本願出願人は特願昭６１１５７３０２号
（特開昭６４−２１０６号公報）にて、数値制御装置内
で簡単にインボリュート曲線を補間し、その接線方向の
速度が角度と無関係に一定となるように構成したインボ
リュート補間速度制御方式を出願している。
（特開昭６４−２１０６号公報）にて、数値制御装置内
で簡単にインボリュート曲線を補間し、その接線方向の
速度が角度と無関係に一定となるように構成したインボ
リュート補間速度制御方式を出願している。
このインボリュート補間遠度制御方式では、インボリュ
ート曲線上の点の座標を、 Ｘ＝Ｒ（ｃｏｓ（ｅ＋θ１）十θ５ｉｎ（θ十θ１））
＋Ｘ。
ート曲線上の点の座標を、 Ｘ＝Ｒ（ｃｏｓ（ｅ＋θ１）十θ５ｉｎ（θ十θ１））
＋Ｘ。
Ｙ＝Ｒ（Θ＋Θ１）−〇（、ｏｓ （θ十θ１） ）
十Ｙ 。
十Ｙ 。
で与え、
θをｅ＝（θ２−θ１）からΘ＝（θ３−θ１）までの
範囲で、その増分量を Θｎ＋１−ｏｎ十に／（Ｒ・θ） で増分させ、これに対応した点Ｘｎ＋１ 、Ｙｎ＋１を
上式より求め前回の点との差分を求めて、インボリュー
ト曲線を補間するように構成している。
範囲で、その増分量を Θｎ＋１−ｏｎ十に／（Ｒ・θ） で増分させ、これに対応した点Ｘｎ＋１ 、Ｙｎ＋１を
上式より求め前回の点との差分を求めて、インボリュー
ト曲線を補間するように構成している。
このようにθの増分を、その角度が増加するのに反比例
してその増分が少なくなるような値、即ちに／（Ｒ・θ
）とすることによって、接線方向の速度が一定になるよ
うに補間する。
してその増分が少なくなるような値、即ちに／（Ｒ・θ
）とすることによって、接線方向の速度が一定になるよ
うに補間する。
従来のインボリュート補間速度制御方式では、工具径補
正をかけると工具中心の経路（工具経路）の接線方向速
度が常に指令した速度となるように補間する。従って、
第４図に示すように工具Ｗがインボリュート曲線（プロ
グラム指令通路）Ｉｎｌの凹側にオフセットされた場合
には、工具Ｗの中心の接線方向速度と実際の切削点Ｐｓ
ｓの切削速度との比は、切削点Ｐｓｓでのインボリュー
ト曲線（工具経路）Ｉｎ２の曲率半径から工具半径を減
じたものと上記曲率半径との比に等しくなる。そして、
この比は工具Ｗが基礎円Ｃに近づけば近づくほど大きく
なる。その結果、実際の切削速度は指令した送り速度に
比′べて大きくなってしまう。
正をかけると工具中心の経路（工具経路）の接線方向速
度が常に指令した速度となるように補間する。従って、
第４図に示すように工具Ｗがインボリュート曲線（プロ
グラム指令通路）Ｉｎｌの凹側にオフセットされた場合
には、工具Ｗの中心の接線方向速度と実際の切削点Ｐｓ
ｓの切削速度との比は、切削点Ｐｓｓでのインボリュー
ト曲線（工具経路）Ｉｎ２の曲率半径から工具半径を減
じたものと上記曲率半径との比に等しくなる。そして、
この比は工具Ｗが基礎円Ｃに近づけば近づくほど大きく
なる。その結果、実際の切削速度は指令した送り速度に
比′べて大きくなってしまう。
また、逆に工具Ｗがインボリュート曲線！ｎｌの凸側に
オフセットされた場合には、工具Ｗが基礎円Ｃに近づけ
ば近づくほど、実際の切削速度は指令した送り速度に比
べて小さくなってしま・う。
オフセットされた場合には、工具Ｗが基礎円Ｃに近づけ
ば近づくほど、実際の切削速度は指令した送り速度に比
べて小さくなってしま・う。
そのため、実際の切削速度であるプログラム指令経路１
ｎ２上の工具外周部（切削点Ｐｓｓ）の速度は、インボ
リュート曲線の曲率の時々刻々の変化に応じて変化して
しまい滑らかな加工が行えないという問題があった。
ｎ２上の工具外周部（切削点Ｐｓｓ）の速度は、インボ
リュート曲線の曲率の時々刻々の変化に応じて変化して
しまい滑らかな加工が行えないという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、工
具補正のかかったインボリュート補間において、実際の
加工形状を生成する工具外周の切削速度が常に指令され
た速度となるように制御されたインボリュート補間速度
制御方式を提供することにある。
具補正のかかったインボリュート補間において、実際の
加工形状を生成する工具外周の切削速度が常に指令され
た速度となるように制御されたインボリュート補間速度
制御方式を提供することにある。
数値制御装置等における加工のために工具補正をかけて
インボリュート補間を行うインボリュート補間速度制御
方式において、実際の加工形状である第１のインボリュ
ート曲線の回転方向と、終点の座標と、始点からみた基
礎円の中心位置と、前記基礎円の半径と、送り速度と、
工具径オフセットの方向と、工具の半径とを指令し、前
記指令から前記工具のオフセットベクトルを生成し、前
記オフセットベクトル生成後の始点と終点とを結ぶ第２
のインボリュート曲線の方程式を算出し、前記工具の中
心位置における前記第２のインボリュート曲線の曲率半
径を求め、前記工具オフセット方向及び前記曲率半径か
ら送り速度オーバーライド値を求め、前記送り速度に前
記送り速度オーバーライド値を乗じた値を基に前記第２
のインボリュート曲線の補間を行うことを特徴とするイ
ンボリュート補間速度制御方式が、提供される。
インボリュート補間を行うインボリュート補間速度制御
方式において、実際の加工形状である第１のインボリュ
ート曲線の回転方向と、終点の座標と、始点からみた基
礎円の中心位置と、前記基礎円の半径と、送り速度と、
工具径オフセットの方向と、工具の半径とを指令し、前
記指令から前記工具のオフセットベクトルを生成し、前
記オフセットベクトル生成後の始点と終点とを結ぶ第２
のインボリュート曲線の方程式を算出し、前記工具の中
心位置における前記第２のインボリュート曲線の曲率半
径を求め、前記工具オフセット方向及び前記曲率半径か
ら送り速度オーバーライド値を求め、前記送り速度に前
記送り速度オーバーライド値を乗じた値を基に前記第２
のインボリュート曲線の補間を行うことを特徴とするイ
ンボリュート補間速度制御方式が、提供される。
本発明では上記課題を解決するために、〔作用〕
実際の加工形状である第１のインボリュート曲線に関す
る指令を基に工具のオフセットベクトルを生成し、工具
経路である第２のインポリュ−１・曲線の方程式を算出
する。算出した第２のインボリュート曲線の曲率半径と
工具のオフセット方向とにより、送り速度のオーバーラ
イド値■を求める。指令された送り速度に送り速度オー
バーライド値■を乗じた値を基に第２のインボリュート
曲線の補間を行う。これにより、実際の加工形状を生成
する工具外周の接線方向の切削速度が一定になるように
補間される。
る指令を基に工具のオフセットベクトルを生成し、工具
経路である第２のインポリュ−１・曲線の方程式を算出
する。算出した第２のインボリュート曲線の曲率半径と
工具のオフセット方向とにより、送り速度のオーバーラ
イド値■を求める。指令された送り速度に送り速度オー
バーライド値■を乗じた値を基に第２のインボリュート
曲線の補間を行う。これにより、実際の加工形状を生成
する工具外周の接線方向の切削速度が一定になるように
補間される。
このとき、インボリュート曲線を基礎円の中心角度θの
関数として表し、この角度θを増加させることでインボ
リュート曲線を補間する。この角度θの増分を角度が増
加するのに反比例して増分が少なくなる■・Ｋ／（Ｒ・
θ）とする。
関数として表し、この角度θを増加させることでインボ
リュート曲線を補間する。この角度θの増分を角度が増
加するのに反比例して増分が少なくなる■・Ｋ／（Ｒ・
θ）とする。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は指令されたインポリュ−１・曲線の凹側に工具
があるときのインボリュート曲線の補間を示し、回転方
向が左回り（反時計回り）で基礎円から離れる場合を示
し、指令はＧＯ３，１である。
があるときのインボリュート曲線の補間を示し、回転方
向が左回り（反時計回り）で基礎円から離れる場合を示
し、指令はＧＯ３，１である。
第２図は工具が凸側にあるときの補間を示す図である。
その他に基礎円に近づく場合、右回り（時計回り）等が
あるが、基本的には同じであるので、第１図及び第２図
に基づいて説明する。図において、基礎円Ｃはインボリ
ュート曲線の基礎となる円である。基礎円Ｃの中心Ｏの
座標は（Ｘｏ、ＹＯ）であり、半径はＲである。点Ｐｏ
ｏはインボリュート曲線１ｎｌの曲線開始点である。
あるが、基本的には同じであるので、第１図及び第２図
に基づいて説明する。図において、基礎円Ｃはインボリ
ュート曲線の基礎となる円である。基礎円Ｃの中心Ｏの
座標は（Ｘｏ、ＹＯ）であり、半径はＲである。点Ｐｏ
ｏはインボリュート曲線１ｎｌの曲線開始点である。
点Ｐｓｓ （Ｘｓｓ、 Ｙｓｓ）は実際の工具の切削開
始点であり、この点Ｐｓｓから基礎円Ｃに接線４２ｓを
引き、その接点Ｐ１の座標を（Ｘｉ、Ｙｌ）とする。点
Ｐ１と基礎円Ｃの中心Ｏとを結ぶ線分ＯＰ１がＸ軸に張
る角度を０２とする。
始点であり、この点Ｐｓｓから基礎円Ｃに接線４２ｓを
引き、その接点Ｐ１の座標を（Ｘｉ、Ｙｌ）とする。点
Ｐ１と基礎円Ｃの中心Ｏとを結ぶ線分ＯＰ１がＸ軸に張
る角度を０２とする。
点Ｐｅｅ （Ｘｅｅ、 Ｙｅｅ）は実際の工具の切削終
点であり、この点Ｐｅｅから基礎円Ｃに接線Ｉｌｅを引
き、その接点Ｐ２の座標を（Ｘ２．Ｙ２）とする。
点であり、この点Ｐｅｅから基礎円Ｃに接線Ｉｌｅを引
き、その接点Ｐ２の座標を（Ｘ２．Ｙ２）とする。
点Ｐ２と基礎円Ｃの中心Ｏとを結ぶ線分ＯＰ２がＸ軸に
張る角度をθ３とする。
張る角度をθ３とする。
ここで、インボリュート補間の指令は
Ｇ１７ＧＯ３，１Ｇ４１Ｘ−−Ｙ−−ＩＪ−−Ｒ−−Ｆ
−−Ｄ−−； で与えられる。ここでＧ１１は平面を指定する指令で、
Ｇ１７はＸ−Ｙ平面を、ＧｌＢはＺ−Ｘ平面を、０１９
はＹ−Ｚ平面である。
−−Ｄ−−； で与えられる。ここでＧ１１は平面を指定する指令で、
Ｇ１７はＸ−Ｙ平面を、ＧｌＢはＺ−Ｘ平面を、０１９
はＹ−Ｚ平面である。
ＧＯ３，１は左回り（反時計回り）のインボリュート補
間の指令であり、右回り（時計回り）のインボリュート
補間はＧＯ２，１で指令される。
間の指令であり、右回り（時計回り）のインボリュート
補間はＧＯ２，１で指令される。
尚、基礎円Ｃへ近づくか、離れるかはインボリュート曲
１ｎｌの始点Ｐｏｏと終点Ｐｅｅの座標値によって決ま
る。
１ｎｌの始点Ｐｏｏと終点Ｐｅｅの座標値によって決ま
る。
Ｇ４１は工具径補正左であり、工具進行方向の左側にオ
フセットさせる指令である。故に、工具はインボリュー
ト曲線１ｎｌの凹側に位置する。インボリュート曲線Ｉ
ｎｌの凸側の場合はＧ４２を指令すればよい。
フセットさせる指令である。故に、工具はインボリュー
ト曲線１ｎｌの凹側に位置する。インボリュート曲線Ｉ
ｎｌの凸側の場合はＧ４２を指令すればよい。
Ｘ−−Ｙ−一はインボリュート曲線１ｎｌの終点の座標
であり、図ではＰｅｅ （Ｘｅｅ、 ￥ｅｅ）の値であ
り、アブソリュート値で指令する。
であり、図ではＰｅｅ （Ｘｅｅ、 ￥ｅｅ）の値であ
り、アブソリュート値で指令する。
１−−Ｊ−一は始点Ｐｓｓ （Ｘｓｓ、 Ｙｓｓ）から
見た、基礎円Ｃの中心０の値であり、ここではインクリ
メンタル値で指令する。
見た、基礎円Ｃの中心０の値であり、ここではインクリ
メンタル値で指令する。
Ｒ−−は基礎円Ｃの半径Ｒであり、Ｆ−一は送り速度で
ある。Ｄ−一はオフセット量を指定するコードであり、
Ｄに続く番号でオフセット番号を指令する。；はエンド
・オブ・ブロックである。
ある。Ｄ−一はオフセット量を指定するコードであり、
Ｄに続く番号でオフセット番号を指令する。；はエンド
・オブ・ブロックである。
この指令からオフセットベクトルを生成し、オフセット
ベクトル生成後の曲線開始点Ｐｏ、補間始点Ｐｓ （Ｘ
ｓ、Ｙｓ）と補間終点Ｐｅ（ＸｅＹｅ）を結ぶインボリ
ュート曲線Ｉｎ２の方程式を定める。
ベクトル生成後の曲線開始点Ｐｏ、補間始点Ｐｓ （Ｘ
ｓ、Ｙｓ）と補間終点Ｐｅ（ＸｅＹｅ）を結ぶインボリ
ュート曲線Ｉｎ２の方程式を定める。
（１）基礎円Ｃの中心０の座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める
。
。
インボリュート曲線の始点Ｐｓ （Ｘｓ、Ｙｓ）の座標
は指令値にはないが、数値制御装置内部に現在位置とし
て記憶されている。この始点Ｐｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）と、始
点Ｐｓから見た基礎円Ｃの中心０までの距離（Ｉｆ、Ｊ
ｌ）より、基礎円Ｃの中心０の座標（Ｘｏ 、 Ｙｏ
）を次式で求める。
は指令値にはないが、数値制御装置内部に現在位置とし
て記憶されている。この始点Ｐｓ（Ｘｓ、Ｙｓ）と、始
点Ｐｓから見た基礎円Ｃの中心０までの距離（Ｉｆ、Ｊ
ｌ）より、基礎円Ｃの中心０の座標（Ｘｏ 、 Ｙｏ
）を次式で求める。
Ｘ、＝ＸＳ＋ＩＩ
Ｙ ｏ ＝ Ｙ ｓ ＋ Ｊ １
（２）インボリューｌ−曲線の始点Ｐｓの角度ｅ２を求
める。
める。
始点Ｐｓ （Ｘｓ、Ｙｓ’）から基礎円Ｃに接線ｌＳを
引き、その接点をＰｉ （Ｘｉ、Ｙｉ）とする。
引き、その接点をＰｉ （Ｘｉ、Ｙｉ）とする。
点Ｐ１と基礎円Ｃの中心０を結び、その線分がＸ軸とな
す角度を求める。これがインボリュート曲線Ｉｎ２の始
点Ｐｓの角度θ２である。この値は切削開始点Ｐｓｓか
らも求まる。
す角度を求める。これがインボリュート曲線Ｉｎ２の始
点Ｐｓの角度θ２である。この値は切削開始点Ｐｓｓか
らも求まる。
（３）インボリュート曲線の終点の角度θ３を求める。
インボリュート曲線の終点Ｐｅ （Ｘｅ、Ｙｅ）から基
礎円Ｃに接線ｊ２ｅを引き、その接点をＰ２（Ｘ２．Ｙ
２）とし、点Ｐ２と基礎円Ｃの中心Ｏとを結び、その線
分がＸ軸となす角度を求める。
礎円Ｃに接線ｊ２ｅを引き、その接点をＰ２（Ｘ２．Ｙ
２）とし、点Ｐ２と基礎円Ｃの中心Ｏとを結び、その線
分がＸ軸となす角度を求める。
これがインボリュート曲線の終点の角度θ３である。こ
の値は切削終点Ｐｅｅからも求まる。
の値は切削終点Ｐｅｅからも求まる。
（４）インボリュート曲線の曲線開始点ＰＯの角度θ１
を求める。
を求める。
点Ｐ１と点ＰＯとの間の弧の長さはインボリュート曲線
の定義から、直線！Ｓの長さに等しい。
の定義から、直線！Ｓの長さに等しい。
従って直線ｆｆ１ｓの長さをＬとすると、ｅｌｌ＝ｅ１
２−Ｌ／Ｒ（単位はラジアン）でインボリュート曲線の
曲線開始点角度θ１が求まる。
２−Ｌ／Ｒ（単位はラジアン）でインボリュート曲線の
曲線開始点角度θ１が求まる。
（５）以上の値から、オフセット後のインボリュート曲
線Ｉｎ２上の点の座標は、 Ｘ＝Ｒ（ｃｏｓ（θ＋θ１）＋θ５ｉｎ（θ＋θ１））
＋Ｘ。
線Ｉｎ２上の点の座標は、 Ｘ＝Ｒ（ｃｏｓ（θ＋θ１）＋θ５ｉｎ（θ＋θ１））
＋Ｘ。
Ｙ ＝ Ｒ’ （Θ＋Θ１）−θｃｏｓ＜θ＋θ１））
十Ｙ。
十Ｙ。
・・ （２）
で与えられる。
ここで、Ｘ、Ｙは現在位置、ｘＯ，、ＹＯは基礎円Ｃの
中心座標、Ｒは基礎円の半径、θは角度、θ１はインボ
リュート曲線の曲線開始点の角度である。
中心座標、Ｒは基礎円の半径、θは角度、θ１はインボ
リュート曲線の曲線開始点の角度である。
インボリュート曲線上の工具中心の現在位置（インボリ
ュート補間開始時は始点）における曲率半径（Ｒｔａｎ
）を求める。
ュート補間開始時は始点）における曲率半径（Ｒｔａｎ
）を求める。
角度がθの時のインボリュート曲線の曲率半径Ｒｔａｎ
は、 Ｒｔａｎ＝Ｒ・ θ 上記曲率半径Ｒｔａｎと、指令された工具径オフセット
の方向と、工具半径とから送り速度オーバーライド値■
を設定する。ただし、Ｒｏｆｓは工具半径である。
は、 Ｒｔａｎ＝Ｒ・ θ 上記曲率半径Ｒｔａｎと、指令された工具径オフセット
の方向と、工具半径とから送り速度オーバーライド値■
を設定する。ただし、Ｒｏｆｓは工具半径である。
工具の半径（オフセット量）をＲｏｆｓ 、切削点での
インボリュート曲線の曲率半径をＲｔａｎ、指令送り速
度をＦ、工具中心の接線方向速度をＦｃ、実際の切削速
度をＦｐとするとＦｃとＦＰとの関係は、次のようにな
る。即ち、工具がインボリュート曲線の凹側にあるとき
、 Ｆｃ ＝Ｆｐ ・（Ｒｔａｎ −Ｒｏｆｓ ） ／Ｒ
ｔａｎ工具がインボリュート曲線の凹側にあるとき、Ｆ
ｃ ＝Ｆｐ ・（Ｒｔａｎ 十Ｒｏｆｓ ） ／Ｒｔａ
ｎとなる。
インボリュート曲線の曲率半径をＲｔａｎ、指令送り速
度をＦ、工具中心の接線方向速度をＦｃ、実際の切削速
度をＦｐとするとＦｃとＦＰとの関係は、次のようにな
る。即ち、工具がインボリュート曲線の凹側にあるとき
、 Ｆｃ ＝Ｆｐ ・（Ｒｔａｎ −Ｒｏｆｓ ） ／Ｒ
ｔａｎ工具がインボリュート曲線の凹側にあるとき、Ｆ
ｃ ＝Ｆｐ ・（Ｒｔａｎ 十Ｒｏｆｓ ） ／Ｒｔａ
ｎとなる。
従って、第１図のように指令されたインボリュート曲線
の凹側に工具があるときの送り速度オーバーライド値Ｖ
は、 Ｖ＝ （Ｒｔａｎ ＋−Ｒｏｆｓ ） ／Ｒｔａｎ −
−−−−−−−−−−（３）となり、第２図のように指
令されたインボリュート曲線の凸側にあるときは、 Ｖ−（Ｒｔａｎ −Ｒｏｆｓ ） ／Ｒｔａｎ −−−
−−−−−−（４）となる。
の凹側に工具があるときの送り速度オーバーライド値Ｖ
は、 Ｖ＝ （Ｒｔａｎ ＋−Ｒｏｆｓ ） ／Ｒｔａｎ −
−−−−−−−−−−（３）となり、第２図のように指
令されたインボリュート曲線の凸側にあるときは、 Ｖ−（Ｒｔａｎ −Ｒｏｆｓ ） ／Ｒｔａｎ −−−
−−−−−−（４）となる。
このようにして求めた送り速度オーバーライド値■を指
令された送り速度Ｆに乗じたものを用いて、インボリュ
ーＩ−補間を実行する。
令された送り速度Ｆに乗じたものを用いて、インボリュ
ーＩ−補間を実行する。
θをθ−（θ２−θ１）からθ−（ｅ３−θ１）までの
あいだを、一定角度ずつ増分させていくとインボリュー
ト曲線の半径は角度θに伴って増加するので、実際の切
削速度であるプログラム指令経路上の工具外周部（切削
点）の速度は、インボリュート曲線の曲率の時々刻々の
変化に応じて変化してしまう。従って、θの増分をイン
ボリュート曲線上の工具外周部（切削点）の速度が一定
になるように制御する必要がある。
あいだを、一定角度ずつ増分させていくとインボリュー
ト曲線の半径は角度θに伴って増加するので、実際の切
削速度であるプログラム指令経路上の工具外周部（切削
点）の速度は、インボリュート曲線の曲率の時々刻々の
変化に応じて変化してしまう。従って、θの増分をイン
ボリュート曲線上の工具外周部（切削点）の速度が一定
になるように制御する必要がある。
ここで、上式（１）、（２）から、
（ｄＸ／ｄθ）−Ｒ・θ・ｃｏｓ（θ＋θ１）（ｄＹ／
ｄθ） ＝−Ｒ・θ・５ｉｎ（θ＋θ１）（ｄｆ／ｄθ
）−ｄｘ ｄｏ＋ ｄｙａ＝Ｒ・ θ 従って、 ｄΘ＝（ｄｊ２／Ｒ・θ） ここで、差分をとると、 ΔΘｎ＝（ΔＩｔ／Ｒ−８） Δ！は一定時間に移動する距離であるので、Δ！＝に＝
τ・ （Ｆ／６０） ただし、τはパルス分配周期（インボリュート補間周期
）であり、単位は秒である。Ｆは送り速度で単位は（ｍ
ｍ／ｍ ｉ ｎ ）である。
ｄθ） ＝−Ｒ・θ・５ｉｎ（θ＋θ１）（ｄｆ／ｄθ
）−ｄｘ ｄｏ＋ ｄｙａ＝Ｒ・ θ 従って、 ｄΘ＝（ｄｊ２／Ｒ・θ） ここで、差分をとると、 ΔΘｎ＝（ΔＩｔ／Ｒ−８） Δ！は一定時間に移動する距離であるので、Δ！＝に＝
τ・ （Ｆ／６０） ただし、τはパルス分配周期（インボリュート補間周期
）であり、単位は秒である。Ｆは送り速度で単位は（ｍ
ｍ／ｍ ｉ ｎ ）である。
従って、θの増分Δｅは送り速度Ｆに送り速度オーバー
ライド値■を乗じた値 Δθ−Ｖ −Ｋ／ （Ｒ・θ） となる。
ライド値■を乗じた値 Δθ−Ｖ −Ｋ／ （Ｒ・θ） となる。
そして、このθを
Θｎ＋１−Ｏｎ＋ΔＯｎ
のように順次変化させて、このＯｎ＋１に対応するＸｎ
＋１ 、Ｙｎ＋１をもとめて、前回のＸｎ 、Ｙｎとの
差分を分配パルスとして出力していくことにより、切削
点での接線方向速度を一定に制御することができる。
＋１ 、Ｙｎ＋１をもとめて、前回のＸｎ 、Ｙｎとの
差分を分配パルスとして出力していくことにより、切削
点での接線方向速度を一定に制御することができる。
工具がインボリュート曲線の基礎円Ｃの近傍にきた場合
、送り速度オーバーライド値■がＯあるいは無限大にな
る可能性に備えて、以下のパラメータを用意する。
、送り速度オーバーライド値■がＯあるいは無限大にな
る可能性に備えて、以下のパラメータを用意する。
工具が指令されたインボリュート曲線の凹側にあるとき
、最大加速比Ｖ ｍａｘを設定する。インボリュート補
間速度制御方式はこの最大加速比Ｖｎ＋ａ×を上限値と
して送り速度オーバーライド値をクランプする。
、最大加速比Ｖ ｍａｘを設定する。インボリュート補
間速度制御方式はこの最大加速比Ｖｎ＋ａ×を上限値と
して送り速度オーバーライド値をクランプする。
工具が指令されたインボリュート曲線の凸側にあるとき
、最小減速比Ｖｍｉｎを設定する。インボリュート補間
速度制御方式はこの最小減速比Ｖｍｉｎを下限値として
送り速度オーバーライド値をクランプする。
、最小減速比Ｖｍｉｎを設定する。インボリュート補間
速度制御方式はこの最小減速比Ｖｍｉｎを下限値として
送り速度オーバーライド値をクランプする。
上記のようにして切削点での速度が一定になるように補
間される。
間される。
第３図に本実施例の数値制御装置の概略図を示す。図に
おいて、テープ指令１は、先に述べた指令をバンチした
テープである。テープリーダ２は、このテープ１を読み
取る。前処理手段３は、インボリュート補間指令がある
かをＧコードから判断する。インボリュート補間データ
作成手段４は、上記に説明したインボリュート補間に必
要なデータを指令値から作成する。パルス分配手段５は
、インボリュート補間データ作成手段４で作成されたデ
ータから上記の式にもとすいて、θをインボリュート曲
線の接線速度が一定になるように増分させてインボリュ
ート曲線の各点を求め、補間を行い、パルスを分配する
。サーボ制御回路６は、指令によってす・−ポモータを
駆動する。サーボモータ７は、ボールネジ等を介して機
械８を移動させる。
おいて、テープ指令１は、先に述べた指令をバンチした
テープである。テープリーダ２は、このテープ１を読み
取る。前処理手段３は、インボリュート補間指令がある
かをＧコードから判断する。インボリュート補間データ
作成手段４は、上記に説明したインボリュート補間に必
要なデータを指令値から作成する。パルス分配手段５は
、インボリュート補間データ作成手段４で作成されたデ
ータから上記の式にもとすいて、θをインボリュート曲
線の接線速度が一定になるように増分させてインボリュ
ート曲線の各点を求め、補間を行い、パルスを分配する
。サーボ制御回路６は、指令によってす・−ポモータを
駆動する。サーボモータ７は、ボールネジ等を介して機
械８を移動させる。
以上説明したように本発明では、数値制御装置内で工具
補正のかかったインボリュート曲線の補間のためのデー
タを計算し、このデータから実際の加工形状を生成する
工具外周の切削速度が常に指令された速度となるように
構成したので、インボリュート曲線の加工速度が一定に
なる。
補正のかかったインボリュート曲線の補間のためのデー
タを計算し、このデータから実際の加工形状を生成する
工具外周の切削速度が常に指令された速度となるように
構成したので、インボリュート曲線の加工速度が一定に
なる。
第１図は工具が指令されたインボリュート曲線の凹側に
あるときのインボリュート曲線の補間を示す図、 第２図は工具が指令されたインボリュート曲線の凸側に
あるときのインボリュート曲線の補間を示す図、 第３図は本発明の数値制御装置の概略を示す図、第４図
は従来のインボリュート曲線の補間に工具径補正がかか
った場合を示す図である。 テープ指令 テープリーダ 前処理手段 インボリュート補間データ作成手段 パルス分配手段 ６・−・−・・−−−一−−−−−サーボ制御回路７−
・・−・・−−−一−−−サーボモータ８−・−・・・
・〜・−−−−−一機械Ｃ−・−・−・・・・−・−基
礎円 ｏ−−−−−・−・−・・・・基礎円の中心Ｉｎｌ、ｌ
ｎ２−−−−−−−−−−−−−−−インボリュート曲
線ＰＯ・ −インボリュート曲線の曲線開始点Ｐ
５−−−−−−−−−−−・・−・インボリュート曲線
の始点Ｐｅ・−・・・・−・−・・−・−・インボリュ
ート曲□線の終点Ｐ ５ｓ−−−−−−−−−−−−−
−インボリュート曲線の切削始点Ｐ ｅｅ−−−−−−
−−−−・−−一−−インボリュート曲線の切削終点Ｒ
・−・基礎円の半径 Ｒｏｆｓ−−−−−−−−・−・・−・・オフセット量
Ｒｔａｎ−−−−−−−−−−一・・・・インボリュー
ト曲線の曲率半径θ１・−・・・・−・・−・−・・−
曲線開始点角度θ２−−−−−−−−−−−−・−始点
の角度θ３−・・−・−−−−−−−−−一終点の角度
特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
あるときのインボリュート曲線の補間を示す図、 第２図は工具が指令されたインボリュート曲線の凸側に
あるときのインボリュート曲線の補間を示す図、 第３図は本発明の数値制御装置の概略を示す図、第４図
は従来のインボリュート曲線の補間に工具径補正がかか
った場合を示す図である。 テープ指令 テープリーダ 前処理手段 インボリュート補間データ作成手段 パルス分配手段 ６・−・−・・−−−一−−−−−サーボ制御回路７−
・・−・・−−−一−−−サーボモータ８−・−・・・
・〜・−−−−−一機械Ｃ−・−・−・・・・−・−基
礎円 ｏ−−−−−・−・−・・・・基礎円の中心Ｉｎｌ、ｌ
ｎ２−−−−−−−−−−−−−−−インボリュート曲
線ＰＯ・ −インボリュート曲線の曲線開始点Ｐ
５−−−−−−−−−−−・・−・インボリュート曲線
の始点Ｐｅ・−・・・・−・−・・−・−・インボリュ
ート曲□線の終点Ｐ ５ｓ−−−−−−−−−−−−−
−インボリュート曲線の切削始点Ｐ ｅｅ−−−−−−
−−−−・−−一−−インボリュート曲線の切削終点Ｒ
・−・基礎円の半径 Ｒｏｆｓ−−−−−−−−・−・・−・・オフセット量
Ｒｔａｎ−−−−−−−−−−一・・・・インボリュー
ト曲線の曲率半径θ１・−・・・・−・・−・−・・−
曲線開始点角度θ２−−−−−−−−−−−−・−始点
の角度θ３−・・−・−−−−−−−−−一終点の角度
特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
Claims (4)
- （１）数値制御装置等における加工のために工具補正を
かけてインボリュート補間を行うインボリュート補間速
度制御方式において、 実際の加工形状である第１のインボリュート曲線の回転
方向と、終点の座標と、始点からみた基礎円の中心位置
と、前記基礎円の半径と、送り速度と、工具径オフセッ
トの方向と、オフセット量とを指令し、 前記指令から前記工具のオフセットベクトルを生成し、 前記オフセットベクトル生成後の始点と終点とを結ぶ第
２のインボリュート曲線の方程式を算出し、 前記工具の中心位置における前記第２のインボリュート
曲線の曲率半径を求め、 前記工具オフセット方向、前記オフセット量及び前記曲
率半径から送り速度オーバーライド値を求め、 前記送り速度に前記送り速度オーバーライド値を乗じた
値を基に前記第２のインボリュート曲線の補間を行うこ
とを特徴とするインボリュート補間速度制御方式。 - （２）前記第２のインボリュート曲線の算出は、前記指
令と前記インボリュート曲線の始点の座標値から、前記
インボリュート曲線の基礎円の中心の座標（Ｘ＿０、Ｙ
＿０）と、始点の角度（Θ２）と、終点の角度（Θ３）
と、曲線開始角度（Θ１）とを求め、 それらの値から前記第２のインボリュート曲線上の点の
座標を、 Ｘ＝Ｒ｛ｃｏｓ（Θ＋Θ１）＋Θｓｉｎ（Θ＋Θ１）｝
＋Ｘ＿０Ｙ＝Ｒ｛ｓｉｎ（Θ＋Θ１）−Θｃｏｓ（Θ＋
Θ１）｝＋Ｙ＿０で与えることによって行うことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のインボリュート補間
速度制御方式。 - （３）前記送り速度オーバーライド値Ｖは、前記指令さ
れた第１のインボリュート曲線に対して、前記工具が凹
側にあるときは、 Ｖ＝（Ｒｔａｎ＋Ｒｏｆｓ）／Ｒｔａｎ （Ｒｔａｎは前記第２のインボリュート曲線の曲率半径
、Ｒｏｆｓは前記オフセット量である）凸側にあるとき
は、 Ｖ＝（Ｒｔａｎ−Ｒｏｆｓ）／Ｒｔａｎ で求め、 Θ＝（Θ２−Θ１）〜Θ＝（Θ３−Θ１）の範囲で、Θ
の増分を、 Θｎ＋１＝Θｎ＋Ｖ・Ｋ／（Ｒ・Θ） で増分させ、 これに対応した点Ｘｎ＋１、Ｙｎ＋１を前記第２のイン
ボリュート曲線の方程式から求め、前回の点との差分を
求めて、 前記第２のインボリュート曲線を補間することを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載のインボリュート補間速
度制御方式。 - （４）前記指令された第１のインボリュート曲線に対し
て、前記工具が凹側にあるときは最大加速比Ｖｍａｘを
設定し、凸側にあるときは最小減速比Ｖｍｉｎを設定し
、 前記最大加速比Ｖｍａｘを上限値、前記最小減速比Ｖｍ
ｉｎを下限値として前記送り速度オーバーライド値をク
ランプすることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
のインボリュート補間速度制御方式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020065A JPH02199509A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | インボリュート補間速度制御方式 |
| DE69020286T DE69020286T2 (de) | 1989-01-30 | 1990-01-10 | System zur evolventen-interpolation mit geschwindigkeitssteuerung. |
| PCT/JP1990/000028 WO1990008992A1 (en) | 1989-01-30 | 1990-01-10 | Involute interpolation speed control system |
| EP90901680A EP0420985B1 (en) | 1989-01-30 | 1990-01-10 | Involute interpolation speed control system |
| US07/571,644 US5216344A (en) | 1989-01-30 | 1990-01-10 | Involute interpolation speed control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020065A JPH02199509A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | インボリュート補間速度制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199509A true JPH02199509A (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=12016693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020065A Pending JPH02199509A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | インボリュート補間速度制御方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5216344A (ja) |
| EP (1) | EP0420985B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02199509A (ja) |
| DE (1) | DE69020286T2 (ja) |
| WO (1) | WO1990008992A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04304501A (ja) * | 1991-04-01 | 1992-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置の送り速度制御方法 |
| CN112783097A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 兄弟工业株式会社 | 数值控制装置和数值控制装置的控制方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2833771B2 (ja) * | 1989-03-13 | 1998-12-09 | ファナック株式会社 | インボリュート補間速度制御方法 |
| JPH04111006A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Kobe Steel Ltd | ロボットの経路補間方法 |
| US5444636A (en) * | 1991-08-30 | 1995-08-22 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling feed rate at arcuate portions |
| JP3036143B2 (ja) * | 1991-09-02 | 2000-04-24 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
| JPH06230817A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Fanuc Ltd | 加工位置回転プログラムシフト方法 |
| JPH0736514A (ja) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Fanuc Ltd | ３次元工具径補正方式 |
| JP4813616B1 (ja) * | 2010-07-12 | 2011-11-09 | ファナック株式会社 | 円弧動作時の速度制御機能を有する工作機械の数値制御装置 |
| CN104076743B (zh) * | 2014-07-07 | 2016-12-07 | 浙江理工大学 | 一种自识别插补种类的插补控制方法 |
| CN110100211B (zh) * | 2016-12-27 | 2022-04-26 | 三菱电机株式会社 | 数控装置、程序转换装置、数控方法及程序转换方法 |
| CN110286652B (zh) * | 2019-06-19 | 2021-08-27 | 四川轻化工大学 | 一种基于h-bot结构的控制系统方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120304A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Toshiba Mach Co Ltd | インボリユ−ト曲線の創成方法 |
| JPS642106A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-06 | Fanuc Ltd | System for controlling involute interpolating speed |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3521072A1 (de) * | 1984-06-12 | 1985-12-12 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Interpolationsverfahren fuer eine numerisch gesteuerte maschine |
| JPS642107A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-06 | Fanuc Ltd | Involute interpolating system |
| JPS6435605A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Fanuc Ltd | Numerical controller |
| JPS6457313A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Fanuc Ltd | Involute interpolation system |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020065A patent/JPH02199509A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-10 WO PCT/JP1990/000028 patent/WO1990008992A1/ja active IP Right Grant
- 1990-01-10 EP EP90901680A patent/EP0420985B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-10 US US07/571,644 patent/US5216344A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-10 DE DE69020286T patent/DE69020286T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120304A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Toshiba Mach Co Ltd | インボリユ−ト曲線の創成方法 |
| JPS642106A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-06 | Fanuc Ltd | System for controlling involute interpolating speed |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04304501A (ja) * | 1991-04-01 | 1992-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置の送り速度制御方法 |
| CN112783097A (zh) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | 兄弟工业株式会社 | 数值控制装置和数值控制装置的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0420985B1 (en) | 1995-06-21 |
| US5216344A (en) | 1993-06-01 |
| DE69020286D1 (de) | 1995-07-27 |
| EP0420985A4 (en) | 1992-05-20 |
| DE69020286T2 (de) | 1996-01-11 |
| WO1990008992A1 (en) | 1990-08-09 |
| EP0420985A1 (en) | 1991-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4616326A (en) | Self optimizing robot controller | |
| EP0098386A2 (en) | Manipulator with controlled path motion | |
| US4734866A (en) | Computer controller for an industrial multiaxis robot | |
| JPH02199509A (ja) | インボリュート補間速度制御方式 | |
| KR100284668B1 (ko) | 수치제어장치 | |
| US6539275B1 (en) | Machine controller and process with two-step interpolation | |
| CN111633668B (zh) | 一种用于机器人加工三维自由曲面的运动控制方法 | |
| US4959597A (en) | Numerical control apparatus | |
| US4899096A (en) | Involute interpolation speed controlling method | |
| US4926102A (en) | Involute interpolation method | |
| US20030125830A1 (en) | Polynomial and spline interpolation of machine tool orientations | |
| JPH012107A (ja) | インボリュ−ト補間方式 | |
| KR940010398B1 (ko) | 인볼류트 보간 오차 보정 방법 | |
| JPH09108863A (ja) | レーザ加工方式 | |
| JPH01177617A (ja) | インボリュート補間方式 | |
| JPH0752365B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JP2833771B2 (ja) | インボリュート補間速度制御方法 | |
| WO1991001521A1 (fr) | Systeme de correction d'erreur d'interpolation de developpante | |
| JPH01147610A (ja) | 数値制御装置 | |
| JP2686293B2 (ja) | ３次元レーザ加工方法 | |
| JPH11194813A (ja) | 産業用機械の動作指令作成方法 | |
| JP3902353B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JP2640658B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH06168022A (ja) | 数値制御方法及びその装置 | |
| JPS59124561A (ja) | カム研削方法 |