JPH05143145A - 数値制御における送り速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＮＣプログラムの加工ブロックの許容最小移動
時間を可能な限り最小化し、数値制御における送り速度
の高速化を図る。 【構成】加工ブロックの処理時間の初期値を予め設定
し、読み込まれたＮＣプログラムの各加工ブロックの機
能パターンを解析し、初めて出現した機能パターンの場
合は、前記初期値から当該加工ブロックの許容最小移動
時間を求めて送り速度を制御するとともに、当該加工ブ
ロックの実処理時間を計測してメモリに記憶し、機能パ
ターンがメモリに記憶されている場合は、対応する処理
時間をメモリから読み出して最小移動時間を求めて送り
速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、数値制御における送り
速度制御方法に関し、特に許容最小移動時間を最小化
し、高速加工処理を可能にする数値制御における送り速
度制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】コンピュータを使用した数値制御に基づ
く機械加工は、その加工速度や加工精度の著しい向上が
図られ、多種類の曲面加工への対応も可能としている。
従来の数値制御における機械加工処理においては、ＮＣ
テープ等の記録媒体から読み出した加工処理単位である
加工ブロック毎に、加工処理対象（被加工物）の加工デ
ータ（被加工物の形状データ等）を解釈し、解釈データ
に基づいて切削工具の移動軌跡や送り速度を設定してい
る。 【０００３】ところで、被加工物には種々の加工形状が
あり、また加工距離にも長短があるため、１つの加工ブ
ロックの動作に要する時間も広範囲に変化する。一方、
データを解釈するには数値制御装置の演算処理速度に依
存する解釈時間を要する。したがって、１つの加工ブロ
ックの加工動作に入る前には当該１つの加工ブロックに
ついてのデータ解釈が終了していなければならない。そ
こで、従来はバッファメモリを用意し、このバッファメ
モリに複数加工ブロックについての解釈データを格納し
ておき、時間遅れのないようにバッファメモリから読み
出されたデータに基づいて加工動作を行わせている。 【０００４】しかしながら、バッファメモリの容量は無
限ではなく、通常は構成の簡素化、コスト等を考慮して
最小容量に抑えていることが多い。バッファメモリの残
容量がなく、加工ブロックの処理時間が解釈時間よりも
短いとき、つまり、加工部の長さが短いときには、加工
動作に入る前に、必要な解釈データが入力されない恐れ
が生ずる。したがって、各加工ブロックのプログラムの
動作時間がブロック許容最小移動時間Ｔa よりも短かく
なると、移動指令パルス出力が間に合わなくなり、送り
速度がステップ的に変化する。その結果、機械の送り動
作が不連続となり、加工工具に機械的ショックを与えて
しまい、加工精度が低下するという問題が発生する。 【０００５】そこで、データ解釈時間等によって定まる
許容最小移動時間Ｔａと、加工ブロックの移動距離Ｌと
で定まる許容最大送り速度Ｆd を動作中にリアルタイム
で求め、移動指令速度Ｆｃが許容最大送り速度Ｆd を越
えている場合は、該当加工ブロックの実際の送り速度を
許容最大速度Ｆd に設定することにより、スムーズな減
速を可能とし、工作機械の運動の機械的ショックや加工
精度の低下を防止するような方法を本出願人は先に提案
している（特願平３−２４４２１４号）。このブロック
許容最小移動時間は想定した実際の処理時間に安全係数
を掛けた値を固定値として設定している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
数値制御における送り速度制御方法におけるブロック許
容最小移動時間は想定した実際の処理時間に安全係数を
掛けた値を固定値として設定する。しかしながら、加工
ブロックの機能パターンとしては各種のパターンがある
ため、上記安全係数は大きな値に設定しなければなら
ず、許容最大速度が必要以上に小さな値となり、ＮＣの
能力を最大限に引き出すことができなかった。 【０００７】そこで、本発明の目的は、許容最小移動時
間を可能な限り最小化し、加工処理の高速化を図る数値
制御における送り速度制御方法を提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による数値制御における送り速度制御方法
は、ＮＣプログラムの加工ブロック毎の許容最小移動時
間に基づいて送り速度を制御し、加工工具による加工を
行う数値制御における送り速度制御方法において、加工
ブロックの処理時間の初期値を予め設定し、読み込まれ
たＮＣプログラムの各加工ブロックの機能パターンを解
析し、初めて出現した機能パターンの場合は、前記初期
値から当該加工ブロックの許容最小移動時間を求めて送
り速度を制御するとともに、当該加工ブロックの実処理
時間を計測して該計測した処理時間を機能パターンと対
応付けてメモリに記憶し、前記解析した機能パターンが
前記メモリに記憶されている場合は、対応する処理時間
を前記メモリから読み出して当該加工ブロックの許容最
小移動時間を求め、送り速度を制御するように構成され
る。 【０００９】 【作用】本発明では、加工ブロックの機能パターンを解
析し、その解析されたパターン毎に処理時間を測定して
メモリに記憶しておき、メモリに記憶されているパター
ンの加工処理時には、メモリから読み出した対応する処
理時間を設定して許容最小移動時間を算出して送り速度
を制御することにより、効率的且つ正確な許容最小移動
時間での高速送り速度制御を可能としている。 【００１０】 【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明による数値制御における送り速
度制御方法の一実施例の処理手順を示すフローチャート
である。先ず、例えば、１軸直線補間（パターン１）等
の予め定めた基本的動作におけるブロック処理時間を初
期値Ｔ0 として設定した後（ステップＳ１）、処理する
加工ブロックの機能組合わせパターンを解析部で解析し
（ステップＳ２）、解析されたパターンが初めて現れる
パターンか否かを判定する（ステップＳ３）。初めて現
れるパターンであるときには、当該パターンが基本的動
作（パターン１）であるか否かが判定される（ステップ
Ｓ４）。ここで、基本的動作であれば、Ｔ0 をブロック
処理時間として（ステップＳ５）、加工処理を行う。そ
の時、当該加工ブロックの実処理時間を測定し、測定結
果を上記パターン１における正確な処理時間ＴP1として
メモリに記憶する（ステップＳ６）。次に、許容最小移
動時間Ｔａを、Ｔａ＝ｋ・Ｔ0 として算出する（ステッ
プＳ７）。ここで、ｋは予め定めた係数で１よりも少し
大きい値が設定される。 【００１１】一方、ステップＳ４において、基本的動作
でない（パターン１とは異なるパターンｎ）と判定され
たときには、時間Ｔ0 に安全率α（最悪ケースを想定し
て通常２〜３程度が設定される）を掛けたα・Ｔ0 をブ
ロック処理時間とした後（ステップＳ８）、加工処理を
実行し、ステップＳ６と同様に、当該ブロックの実処理
時間を測定し、上記パターンｎの正確な処理時間ＴPnと
してメモリに記憶し（ステップＳ９）、許容最小移動時
間Ｔａを、Ｔａ＝ｋ・α・Ｔ0 として算出する（ステッ
プＳ１０）。また、ステップＳ３において、初めて現れ
るパターンでないと判定されたときには、処理対象加工
ブロックの機能パターンに対応して記憶済みの正確な処
理時間ＴPnをメモリから読み出し（ステップＳ１１）、
許容最小移動時間Ｔａを、Ｔａ＝ｋ・ＴPnとして算出す
る（ステップＳ１２）。以上のように算出された許容最
小時間Ｔａに基づいて加工処理が行われる。 【００１２】図２には図１に示す動作処理を行うＮＣ装
置の構成ブロック図が示されている。図２において、Ｎ
Ｃテープ１からのデータは、データ受信／解釈部２にて
受信、解釈され、解釈データがバッファメモリ３に記録
される。バッファ３から読み出された加工プログラムブ
ロックは、パターン解析部７にて解析され、機能組合わ
せパターンが得られる。処理時間決定部８は、図１のス
テップＳ７，Ｓ１０の処理及び記憶内容により処理時間
を決定する。また、処理時間計測部９は、ステップＳ
２，Ｓ３，Ｓ７，Ｓ８及びＳ１１における処理時間の計
測を行い、メモリ１０に記憶する。こうして、処理時間
決定部８で決定された処理時間に基づいて、許容最小移
動時間算出部１１は、許容最小移動時間Ｔａを算出して
速度制御部４に送出する。サーボ部５は、この制御信号
を受け、上記指定された制御態様で工作機械６を制御す
る。 【００１３】図３は、上記ＮＣプログラム、機能パター
ン、使用する処理時間及び処理時間の計測値の関係が示
されている。ＮＣプログラムの加工パターン＃１は、１
軸直線補間加工処理であるパターン１で、本例では基本
的動作とされ、処理時間は比較的大きな値である初期値
Ｔ0が設定されている。また、この加工処理の実際の処
理時間の計測値はＴP1であることが示されている。この
ＴP1がパターン１に対応する処理時間としてメモリ１０
に記憶される。次の加工ブロック＃２は、同様に１軸直
線補間（パターン１）であるので、メモリ１０からパタ
ーン１の処理時間ＴP1を読み出して、使用する処理時間
として採用する。加工ブロック＃３は、２軸直線補間加
工処理（パターン２）であり、パターン１とは異なる処
理なので、使用する処理時間はα・Ｔ0とされ、実加工
で得られた計測処理時間ＴP2がメモリ１０に記憶され
る。加工ブロック＃４は、円弧補間であり、これ迄に出
現したパターンとは異なるパターン３であるから、使用
する処理時間は、α・Ｔ0 とされ、実加工で得られた計
測処理時間ＴP3がメモリ１０に記憶される。同様に、加
工ブロック＃５と＃６は、それぞれ上掲パターンとは異
なる１軸直線補間＋工具径補正処理と２軸直線補間＋工
具径補正処理であり、使用する処理時間はα・Ｔ0 とさ
れ、計測処理時間としてＴP4とＴP5が得られ、それぞれ
メモリ１０に記憶される。 【００１４】次に出現する加工ブロック＃７は、２軸直
線補間＋工具径補正処理であり、＃６で出現したパター
ン５であるから、この場合は、メモリ１０から使用する
処理時間としてＴP5を読み出す。同様に、加工ブロック
＃８，＃９，＃１０及び＃１１は、それぞれ１軸直線補
間＋工具径補正のパターン４，２軸直線補間のパターン
２、円弧補間のパターン３及び１軸直線補間のパターン
１に相当するからメモリからＴP4，ＴP2，ＴP3及びＴP1
を読み出して処理時間として採用する。こうして求めら
れた処理時間に基づいて許容最小移動時間が設定されて
送り速度が制御される。 【００１５】上記により得られた許容最小移動時間Ｔａ
に基づいて上掲先願で提案するような処理により滑らか
な高速加工を可能とする。すなわち、この許容最小移動
時間Ｔaと、当該加工ブロックの加工工具の移動距離Ｌ
とを用いて許容最大速度Ｆｄ＝Ｌ／Ｔａを求め、当該加
工ブロックの指令送りＦｃがＦｄよりも大きいときに
は、実際の送り速度ＦａをＦａ＝Ｆｄとし、小さければ
Ｆａ＝Ｆｃと設定し、機械的ショックや加工精度の低下
のない送り速度を求める。この送り速度を加工ブロック
毎に決定して行くフローチャートを図４に示す。 【００１６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明による数値
制御における送り速度制御方法は、加工ブロックの機能
パターンを解析し、その解析されたパターン毎に処理時
間を測定してメモリに記憶しておき、メモリに記憶され
ているパターンの加工処理時には、メモリから読み出し
た対応する処理時間を採用して許容最小移動時間を算出
して送り速度を制御しているので、従来のように必要以
上に小さな許容最小移動時間で処理を行うことがなく、
効率的且つ正確な許容最小移動時間での高速な送り速度
制御が可能となる。また、加工を行いながら、より最適
な許容最小移動時間が求まって行き、許容最小移動時間
が求めるための無駄時間がない。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による数値制御における送り速度制御方
法の一実施例の処理手順を示すフローチャートである。 【図２】図１の実施例における送り速度制御方法を実行
するための構成図である。 【図３】図１の実施例における具体的なＮＣプログラム
と処理時間との関係を示す図である。 【図４】図１で求めた許容最小移動時間Ｔaを用いて、
実際の送り速度を制御する一実施例を示す動作手順のフ
ローチャートである。 【符号の説明】 １ ＮＣテープ ２ データ
受信／解釈部 ３ バッファメモリ ４ 速度制
御部 ５ サーボ部 ６ 工作機
械 ７ パターン解析部 ８ 処理時
間決定部 ９ 処理時間計測部 １０ メモリ １１ 許容最小移動時間算出部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＮＣプログラムの加工ブロック毎の許容最小移動時間に
   基づいて送り速度を制御し、加工工具による加工を行う
   数値制御における送り速度制御方法において、 加工ブロックの処理時間の初期値を予め設定し、 読み込まれたＮＣプログラムの各加工ブロックの機能パ
   ターンを解析し、 初めて出現した機能パターンの場合は、前記初期値から
   当該加工ブロックの許容最小移動時間を求めて送り速度
   を制御するとともに、当該加工ブロックの実処理時間を
   計測して該計測した処理時間を機能パターンと対応付け
   てメモリに記憶し、 前記解析した機能パターンが前記メモリに記憶されてい
   る場合は、対応する処理時間を前記メモリから読み出し
   て当該加工ブロックの許容最小移動時間を求め、送り速
   度を制御するようにしたことを特徴とする数値制御にお
   ける送り速度制御方法。