JPH06168022A - 数値制御方法及びその装置 - Google Patents
数値制御方法及びその装置Info
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- JPH06168022A JPH06168022A JP34327092A JP34327092A JPH06168022A JP H06168022 A JPH06168022 A JP H06168022A JP 34327092 A JP34327092 A JP 34327092A JP 34327092 A JP34327092 A JP 34327092A JP H06168022 A JPH06168022 A JP H06168022A
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Abstract
せ,各種の曲線をつなげて制御することの多い数値制御
装置の加工精度を向上させ,また,自由曲線補間におい
て,曲線の線長の計算を容易にし,線速度の制御を実現
する。 【構成】 直線,円弧,自由曲線の3種類の平面曲線
を,角度に基づいて統一したクロソイドフォーマットを
用いて記述する。また,該クロソイドフォーマットは,
始点から終点までの曲線の長さ(h),始点における接
線角(φ0 °),接線角の円弧分増分(φv °),接線
角のクロソイド分増分(φu °)のパラメータにより表
し,前記各パラメータの組みとして構成する。
Description
御装置,或いは,2次元曲線を3次元空間に写像して加
工する多次元数値機械に適用する数値制御方法及びその
装置に関し,より詳細には,数値制御工作機械,ロボッ
ト,図形出力装置,裁断機,彫刻機,成形機等,数値制
御(NC)によって工具の軌跡を制御するあらゆる分野
に適用できる数値制御方法及びその装置に関するもので
ある。
(以下,自由曲線という)の3種類から構成されている
が,従来における数値制御方法にあっては,上記直線,
円弧,自由曲線に別々のフォーマットを定めてデータを
記述していた。特に,上記自由曲線に関しては,これを
点列データ(x座標,y座標)として与え,これを数値
制御装置側において直線補間,円弧補間,B−スプライ
ン補間,ベジエ補間等の補間法を用いて演算制御するの
が一般的であった。
示されるような従来の数値制御方法にあっては,直線,
円弧,自由曲線に別々のフォーマットを定めてデータを
記述していたため,また,自由曲線に関しては,点列デ
ータ(x座標,y座標)を数値制御装置側において直線
補間,円弧補間,B−スプライン補間,ベジエ補間等の
補間法を用いて演算制御していたため,数値制御装置側
に高度の演算機能を要求し,補間法によっては演算速
度,演算精度に関して問題点があった。
方法が異なるため,各種の曲線をつなげて制御すること
の多い塗装,塗布,溶接,溶断等の数値制御装置にあっ
ては,接ぎ目における速度,加速度が不連続になり,加
工精度に関して問題点があった。
っては曲線の線長の計算が難しく,線速度の制御を行う
ことができないという問題点もあった。
って,数値制御装置側に高度の演算機能を要求せず,補
間法における演算速度,演算精度を向上させることを第
1の目的とする。
の多い塗装,塗布,溶接,溶断等の数値制御装置におい
て,接ぎ目における速度,加速度が不連続になることを
防止し,加工精度を向上させることを第2の目的とす
る。
の計算を容易にし,線速度の制御を簡易に実現すること
を第3の目的とする。
達成するために,直線,円弧,自由曲線の3種類の平面
曲線を,角度に基づいて統一したクロソイドフォーマッ
トを用いて記述する数値制御方法を提供するものであ
る。
記曲線の曲線に沿った長さに比例して変化するようなク
ロソイド曲線を採用し,前記クロソイド曲線に沿って運
動体の軌跡を制御する数値制御装置において,直線,円
弧,自由曲線の3種類の平面曲線を,角度に基づいて統
一したクロソイドフォーマットを入力して前記クロソイ
ド曲線を創成するクロソイド創成手段を具備する数値制
御装置を提供するものである。
点から終点までの曲線の長さ(h),始点における接線
角(φ0 °),接線角の円弧分増分(φv °),接線角
のクロソイド分増分(φu °)のパラメータにより表
し,前記各パラメータの組みとして構成することが望ま
しい。
面軌跡を直線の(始点からの)長さsの関数として与え
ることにより記述を容易にし,さらに,長さsを時間t
の関数として定義することにより運動制御(加減速制
御)を可能にする。また,直線,円弧,自由曲線の三者
を角度に基づいて統一されたクロソイドフォーマットに
より記述するものである。
て説明する。本発明による数値制御方法は,平面曲線を
クロソイドセグメントの集合として定義し,各々のクロ
ソイドセグメントを4つの変数からなるクロソイドフォ
ーマットによって記述するものである。
クロソイド曲線)を示す説明図である。図において,始
点P0 から終点P1 までのクロソイド曲線は,次に示す
4つのパラメータで表すことができる。
長さ φ0 :始点P0 における接線角 φv :接線角の円弧分増分 φu :接線角のクロソイド分増分 ここで,3つの角度の単位は,以下の式中にあっては,
ラジアンであるが,クロソイドフォーマットにおいては
度を用いる。
軸)にとるとき,無次元変位Sを変数として,数1によ
り求められる。
向,Sは始点P0 から点Pまでの曲線の長さsをhで割
った値である。この曲線の曲率cv は,数2により求め
られる。
は,数3により求められる。
なる。すなわち,クロソイド曲線は,曲率が曲線の長さ
に対して線型に(一次式で)変化する曲線であり,これ
を用いることによって,曲率が連続的に変化する滑らか
な曲線を得ることができる。また,任意の自由曲線を幾
つかのクロソイドセグメントに分割し,そのつながりと
して表現するならば,充分に滑らか,且つ,美的な曲線
を得ることができる。
うに4つのパラメータ,h(始点から終点までの曲線の
長さ),φ0 °(始点における接線角),φv °(接線
角の円弧分増分),φu °(接線角のクロソイド分増
分)により表すことができ,例えば,図2に示した中央
の曲線は,h=150mm,φ0 °=30°,φv °=
90°,φu °=240°である。但し,図は縮尺して
あるため,hの値は異なっている。これを以下の数4に
示すようなデータの組として与える。
記クロソイドフォーマットにおいて,上記φu を0とす
れば円弧が得られ,さらに,上記φv を0とすれば直線
が得られる。すなわち,直線及び円弧はクロソイドの特
別な場合であり,これを別の変数等によって区別する必
要はない。
数値制御装置用データとして用いることを特徴とする。
クロソイド曲線の法線方向は既知なので,法線方向に一
定値だけ離れた随伴曲線を求めることは容易であり,こ
れによって工具軌跡を得ることができる(図2参照)。
ソイド創成器301を示す。数値制御装置側において
は,クロソイド創成器301に入力されたクロソイドフ
ォーマット(始点から終点までの曲線の長さ(h),始
点における接線角(φ0 °),接線角の円弧分増分(φ
v °),接線角のクロソイド分増分(φu °))のパラ
メータに基づいて,クロソイド曲線を再生し,数値制御
(NC)により工具の軌跡を制御する。上記クロソイド
創成器301を用いることによって高速・高精度の補間
を実現することができる。
御方法及びその装置にあっては,直線,円弧,自由曲線
の3種類の平面曲線を,角度に基づいて統一したクロソ
イドフォーマットを用いて記述し,また,上記クロソイ
ドフォーマットを入力してクロソイド曲線を創成するク
ロソイド創成手段を具備するため,数値制御装置側に高
度の演算機能を要求せず,補間法における演算速度,演
算精度を向上させることができ,また,各種の曲線をつ
なげて制御することの多い塗装,塗布,溶接,溶断等の
数値制御装置において,接ぎ目における速度,加速度が
不連続になることを防止し,加工精度を向上させること
ができ,また,自由曲線補間において,曲線の線長の計
算を容易にし,線速度の制御を簡易に実現することがで
きる。
図形の大きさに関係するパラメータはhの1つのみなの
で,図形の拡大或いは縮小が容易であり,また,接線方
向,法線方向が既知なので,工具中心軌跡を容易に求め
ることができる。
ータを解説するためのクロソイド曲線を示す説明図であ
る。
るためのクロソイド曲線を示す説明図である。
図である。
面軌跡を曲線の(始点からの)長さsの関数として与え
ることにより記述を容易にし,さらに,長さsを時間t
の関数として定義することにより運動制御(加減速制
御)を可能にする。また,直線,円弧,自由曲線の三者
を角度に基づいて統一されたクロソイドフォーマットに
より記述するものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 直線,円弧,自由曲線の3種類の平面曲
線を,角度に基づいて統一したクロソイドフォーマット
を用いて記述することを特徴とする数値制御方法。 - 【請求項2】 運動体の軌跡曲線として,曲率が前記曲
線の曲線に沿った変位に比例して変化するようなクロソ
イド曲線を採用し,前記クロソイド曲線に沿って運動体
の軌跡を制御する数値制御装置において,直線,円弧,
自由曲線の3種類の平面曲線を,角度に基づいて統一し
たクロソイドフォーマットを入力して前記クロソイド曲
線を創成するクロソイド創成手段を具備することを特徴
とする数値制御装置。 - 【請求項3】 前記クロソイドフォーマットは,始点か
ら終点までの曲線の長さ(h),始点における接線角
(φ0 °),接線角の円弧分増分(φv °),接線角の
クロソイド分増分(φu °)のパラメータにより表し,
前記各パラメータの組みとして構成することを特徴とす
る請求項1または2記載の数値制御方法及びその装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34327092A JP3690424B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 数値制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34327092A JP3690424B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 数値制御方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06168022A true JPH06168022A (ja) | 1994-06-14 |
JP3690424B2 JP3690424B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=18360230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34327092A Expired - Lifetime JP3690424B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 数値制御方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3690424B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101881954A (zh) * | 2009-05-06 | 2010-11-10 | 陈学恭 | 一种设定替代曲线的新插补方法 |
CN111515954A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-11 | 大连理工大学 | 一种机械臂高质量运动路径生成方法 |
CN115097786A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-09-23 | 济南邦德激光股份有限公司 | 基于回旋线的加工轨迹优化方法、设备和存储介质 |
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---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-11-30 JP JP34327092A patent/JP3690424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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JP3690424B2 (ja) | 2005-08-31 |
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