JPH0272414A - 数値制御における送り速度制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は数値制御における送り速度制御方法に係り、特
に加ニブログラムにおいて送り速度を指定する必要がな
い送り速度制御方法に関する。

〈従来技術〉 数値制御加工においては、ＮＣ加ニブログラムに従って
工具がワークに対して相対的に指令された通路に沿って
、かつ指令された速度で移動して所望の加工物が得られ
る。

ところで、効率よく、かつ高精度の加工を行うためには
、加工形状やモータの最大トルク、機械へのショックの
度合等を考慮して各ブロックにおける加工速度を決定す
る必要があると共に、コーナにおける切削方向が大きく
変化する所では、イグザクトストップ命令を挿入するな
どプログラムに工夫をする必要がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、かかるプログラミングには熟練度が要求される
と共に、多大な労力が要求され、更には必要以上に遅い
加工速度となる場合には機械の性能を十分に出しきれな
いという問題が生じろ。

以上から本発明は、プログラマが加工速度を決定する必
要がない送り速度決定方法を提供することである。

本発明の別の目的は機械の持つ最大限の能力を引き出し
、効率良く、精度の良い加工ができる送り速度制卸方法
を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 上記課題は本発明においては、実際の送り速度を予め設
定されている最大送り速度ＦＤ゜とすると共に指令通路
コーナにおけろ各軸速度変化を求めろ工程と、該各軸速
度変化が予め設定されている各軸の許容最大トルクから
求めた各軸の許容最大速度変化より大きいか判断する工
程と、大きい場合には許容最大速度変化より小さくなる
ような送り速度Ｆ。を求め、コーナにおいて送り速度を
Ｆｏえ８からＦ。まで減速する工程により達成される。

く作用〉 モータの最大トルクあるいは機械へのショックから決ま
る最大速度変化を予め求めておき、別途設定されている
最大切削速度で加工するものとし、コーナにおける軸毎
の速度変化が該最大速度変化を越える場合には、越えな
い範囲で最大となるような送り速度を求め、コーナにお
いて最大切削速度から該求めた速度まで減速し、しがる
後火のブロックの始まりで最大切削速度まで加速し、以
後該最大切削速度で加工する。

〈実施例〉 第１図は本発明の送り速度制御方法を実現する数値制御
装置のブロック図であり、同時２軸制御用の数値制御装
置を示している。１００はＮＣ加ニブログラム（ＮＣテ
ープ）　　１ｏ１は数値制御部であり、後述する送り速
度制御処理を行ってコーナにおける送り速度を決定する
と共に、通路データと該送り速度を用いて所定サンプリ
ング時間ＴＳ毎の各軸移動量ΔＸ、ΔＹを演算して出力
する。

１０２Ｘ、１０２ＹはＸ、Ｙ軸用のパルス補間器であり
、サンプリング時間ΔＴ毎にΔＸ、△Ｙを入力されて周
知のパルス補間演算を行い、該サンプリング時間ΔＴの
間に△Ｘ、ΔＹに応じた数のパルスＸｐ、ＹＰを発生す
る。

１０３Ｘ、１０３ＹはＸ、Ｙ軸用の加減速回路であり、
パルス補間器１０２Ｘ、１０２Ｙから出力される補間パ
ルスの周波数を立ち上がり時に加速し、立ち下がり時に
減速する。尚、加減速回路１０３Ｘ、　　１０３ＹＩｆ
、タトエば第２図に示す時定数Ｔ、を有する直線加減速
特性に従って加減速制園を行う。

１０４　Ｘ、　　１０４　Ｙｌ；ｌ−水回路、１０５Ｘ
。

１０５Ｙはサーボモータであり、図示しないが位置及び
速度フィードバック構成になっており、全体としてたと
えば第３図に示すように時定数Ｔ２を有する一次遅れ特
性を有している。

本発明では、ＮＣ加ニブログラム１００から加工速度を
指定せず、加工速度は予め設定されている最大切削速度
Ｆｊ、ＡＸとして加工を行い、コーナにおいてのみ各軸
速度変化△Ｖつ、Δｖ７がそれぞれ予め設定されている
各軸の許容最大速度変化ｖ０８゜■０７以下となるよう
に加工速度をＦＭ　Ａ　Ｘから所定速度まで減速し、減
速後再び最大切削速度比加速して加工を行うようにして
いる。

第４図は指令通路コーナにおけろ送り速度開園の流れ図
であり、以下この流れ図に従って説明する。尚、予め各
軸の許容最大速度変化■ｒｌｘ、■１、をモータ最大ト
ルク及び機械へのショックの度合を考慮して求め、メモ
リに記憶しておく。すなわち、モータの最大トルクをＴ
ｆｆｌＡＸＰＪ、をモータイナーシャ、Ｊｌを負荷イナ
ーシャ、ｔＡをサーボ遅れ（第３図のＴ２）と加減速時
定数（第２図のＴ、）の和であるとすると、最大速度変
化■、、Ａｘは次式％式％） で与えられるから、各軸毎に所定の値を代入して各軸毎
の許容最大速度変化■。、、Ｖ、、を求め、内蔵のＲＡ
Ｍに記憶しておく。

さて、最大切削送り速度Ｆ１．ｌＡｘでブロックｂ（第
５図参照）の加工が行われているものとし、このブロッ
クｂ　の通路制御と並行して数値制御部１０１はＮＣテ
ープ１００から次のブロックｂ１．１の通路データを読
み取る。そして、ブロックｂ１＋。

の傾斜角度θと最大切削速度ＦＭＡＸを用いて各軸方向
の速度成分Ｆ２Ｘ　ｊ　Ｆ２Ｙを次式 ６式％ により演算し、ついでこれらと現ブロックにおける各軸
速度成分ＦＩＸＩ　ＦＩＹとから次式６式％ によりコーナにおける各軸毎の速度変化Δ■８．ΔＶＹ
８演算する（ステップ２０１）。

各軸の速度変化ΔＶヶ、Δｖｖが求まれば、数値制御部
はＶｎｘ／’ΔＶＸ、”ＭＹ／ΔｖＹ、・・のうち最小
のものをＫとする（ステップ２０２）。

Ｋが求まれば、Ｋ＜１かチエツクし、換言すればいずれ
かの軸の速度変化が該軸の許容最大速度変化より大きい
か判断する（ステップ１ｏ３）。

Ｋ≧１であればブロックｂ　の終点における指令送り速
度Ｆ。をＦＭ。とじ、換言すればコーナで減速する必要
なしと判定しくステップ２ｏ４）Ｋ＜１であればブロッ
クｂ１の終点におけろ指令送り速度Ｆ。を次式 ％式％ より演算し、コーナにおいて（ブロックｂ　の終点近傍
において）減速する必要があると判定する（ステップ２
０５）。

Ｆｏが求まれば、指令送り速度をＦＭＡＸがらＦｏに減
速するタイミングを求める（ステップ２０６）。

さて、指令送り速度の加減速度ａはパラメータ等で予め
設定されているから次式 ％式％） により減速時間１０（第６図参照）を求める。これによ
り、現ブロックｂ　の残移動量が Ｒ０＝（ＦＭＡｘ−Ｆｏ）・ｔｏ／２ （第６図斜線参照）になった時にＦｏ。がら直線的に減
速を開始すればブロック終点において送り速度ＦＤとな
る。従って、ブロックｂ１における残移動量が上式で与
丸られる値Ｒ８になったかチエツクしくステップ２０７
）、なっていなければ送り速度を最大切削速度ＦＤ゜と
じ、所定のサンプリング時間毎の各軸移動量ΔＸ、ΔＹ
を演算して各軸パルス補間Ｍ１０２Ｘ、１０２Ｙに入力
し、工具を最大切削速度で移動させる（ステップ２０８
）。

工具が最大切削速度ＦＭＡＸでブロック終点に向かって
移動し、残移動量がＲｏに等しくなれば指令送り速度を
Ｆ９□からＦｏに向けてサンプリング時間ΔＴ毎に階段
状に減速する（第６図参照）。従って以後ブロック終点
に到達する迄、数値制御部１０１はサンプリング時間Δ
Ｔ毎に減速された速度を指令送り速度とみなして該サン
プリング時間ΔＴ毎の各軸移動量を演算してパルス補間
器１０２Ｘ、１０２Ｙに入力する（以上ステップ２０８
）。

このステップ２０８の処理はブロック終点に到達するま
で繰り返され、ブロック終点に到達すればステップ２０
９においてｒＹＥｓ」となり、以後減速の場合と同様に
指令速度はＦｏからＦＤ□まで］゛。の間知速制御が行
われろ（ステップ２１ｏ。

２１１）。

すなわち、数値制御部１０１はサンプリング時間ΔＴ毎
に加速された速度を指令送り速度とみなして△Ｔ毎の各
軸移動量を演算してパルス補間器１０２Ｘ、１０２Ｙに
入力する。尚、加速制御が終了すればＮＣテープ１００
より次のブロックの通路データを読み取って上記処理が
繰り返えされる。

第７図は従来方法と本発明方法による速度変化の様子を
示すもので、■２は従来方法、■は本発明方法による速
度である。精度を重視した場合、従来方法であるとコー
ナ毎に（ブロック終点毎に）イブザクトストップをする
必要があり、本発明方法に比べて全体の加工時間がＴＬ
延びている。

尚、以上は切削時の場合における送り速度制御であるが
、位置決め時の場合にも同様に制御でき、この場合最大
送り速度は早送り速度となる。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、実際の送り速度を予め設定されて
いる最大送り速度とすると共に、指令通路コーナにおけ
ろ各軸速度変化が予め計算されている許容最大速度変化
より大きい場合に限り、コーナにおいて送り速度をＦＭ
□から所定速度Ｆ。

（この速度Ｆ。では速度変化は許容最大速度変化より小
さくなる）まで減速するように構成したから、プログラ
マが加工速度を決定する必要がなく、シかも最小限の減
速ですむためｍ械の持つ最大限の能力を引き出し、効率
良く、精度の良い加工ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実現する数値制御装置のブロック
図、 第２図は加減速回路の特性図、 第３図ｉ、ｔサーボ系の一次遅れ特性図、第４図は本発
明方法の処理の流れ図、 第５図（よ通路形状説明図、 第６図はコーナにおける減速及び加速説明図、第７図は
従来方法と本発明方法における速度変化の様子を示す図
である。 １０１・・数値開園部 １０２Ｘ、１ １０３Ｘ、１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）最大送り速度Ｆ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘと各軸毎の許容最大
   トルクを予め設定しておき、この許容最大トルクから各
   軸毎の許容最大速度変化を求め、 実際の送り速度を前記最大送り速度とする時、指令通路
   コーナにおける各軸速度変化を求め、該各軸速度変化が
   前記対応する軸の許容最大速度変化より大きいか判断し
   、 大きい場合には許容最大速度変化より小さくなるような
   送り速度Ｆ＿Ｄを求め、 コーナにおいて送り速度をＦ＿Ｍ＿Ａ＿ＸからＦ＿Ｄま
   で減速することを特徴とする数値制御における送り速度
   制御方法。
2. （２）各軸の許容最大速度変化とコーナにおける各軸の
   速度変化との比率のうち最も小さい比率Ｋ（＜１）を求
   め、Ｋ・Ｆ＿Ｍ＿Ａ＿ＸをＦ＿Ｄとすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の数値制御における送り速
   度制御方法。
3. （３）前記最大送り速度は、切削時においては最大切削
   速度であり、位置決め時においては早送り速度である特
   許請求の範囲第１項記載の数値制御における送り速度制
   御方法。