JPH06324731A - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
- Publication number
- JPH06324731A JPH06324731A JP11156293A JP11156293A JPH06324731A JP H06324731 A JPH06324731 A JP H06324731A JP 11156293 A JP11156293 A JP 11156293A JP 11156293 A JP11156293 A JP 11156293A JP H06324731 A JPH06324731 A JP H06324731A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command
- interpolation
- cycloid
- curve
- circle
- 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
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 数値制御装置において、サイクロイド曲線の
加工を容易に行うことができるようにする。 【構成】 メモリ１にはＮＣプログラム１ａが格納され
ている。このＮＣプログラム１ａには、サイクロイド曲
線加工の加工終了点、不動円の中心座標、不動円の半
径、前記サイクロイド曲線の曲線始点を示すデータ、動
円の移動方向、および動円が内接するか外接するかの選
択指令等の複数の指令値とともに、サイクロイド曲線の
補間指令が含まれている。指令解読手段２は、これらの
指令値およびサイクロイド曲線の補間指令を解読し、補
間手段３に解読した内容を送る。この解読された指令に
従って補間手段３は、サイクロイド曲線の補間を行い補
間パルスを出力する。そして、この出力された補間パル
スに従って軸制御手段４がサーボモータ５を制御する。
これにより自動的にサイクロイド曲線補間がなされてワ
ーク加工が行われる。
加工を容易に行うことができるようにする。 【構成】 メモリ１にはＮＣプログラム１ａが格納され
ている。このＮＣプログラム１ａには、サイクロイド曲
線加工の加工終了点、不動円の中心座標、不動円の半
径、前記サイクロイド曲線の曲線始点を示すデータ、動
円の移動方向、および動円が内接するか外接するかの選
択指令等の複数の指令値とともに、サイクロイド曲線の
補間指令が含まれている。指令解読手段２は、これらの
指令値およびサイクロイド曲線の補間指令を解読し、補
間手段３に解読した内容を送る。この解読された指令に
従って補間手段３は、サイクロイド曲線の補間を行い補
間パルスを出力する。そして、この出力された補間パル
スに従って軸制御手段４がサーボモータ５を制御する。
これにより自動的にサイクロイド曲線補間がなされてワ
ーク加工が行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加工経路を自動的に演算
して工具を移動させる数値制御装置に関し、特にサイク
ロイド曲線の加工を行う数値制御装置に関する。
して工具を移動させる数値制御装置に関し、特にサイク
ロイド曲線の加工を行う数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】数値制御装置で歯車等の加工を行うため
には、サイクロイド曲線の補間が必要となる。この場
合、従来は、自動プログラミング装置等で補間計算を行
い、微少な直線や円弧等に分解した近似曲線データを作
成し、ＮＣテープ等で指令するようにしていた。
には、サイクロイド曲線の補間が必要となる。この場
合、従来は、自動プログラミング装置等で補間計算を行
い、微少な直線や円弧等に分解した近似曲線データを作
成し、ＮＣテープ等で指令するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、サイクロイド
曲線の補間作業には非常に手間がかかるという問題点が
あった。また、そのデータ量も膨大になるため、ＮＣテ
ープの管理が大変であった。
曲線の補間作業には非常に手間がかかるという問題点が
あった。また、そのデータ量も膨大になるため、ＮＣテ
ープの管理が大変であった。
【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、サイクロイド曲線の加工を容易に行うことの
できる数値制御装置を提供することを目的とする。
のであり、サイクロイド曲線の加工を容易に行うことの
できる数値制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、加工経路を自動的に演算して工具を移動
させる数値制御装置において、複数の指令値とともにサ
イクロイド曲線の補間指令を行うサイクロイド補間指令
手段と、前記サイクロイド補間指令および前記指令値を
解読する指令解読手段と、前記解読された指令に従って
前記サイクロイド曲線の補間を行い補間パルスを出力す
る補間手段と、前記補間手段からの補間パルスに従って
各軸を制御する軸制御手段と、を有することを特徴とす
る数値制御装置が提供される。
決するために、加工経路を自動的に演算して工具を移動
させる数値制御装置において、複数の指令値とともにサ
イクロイド曲線の補間指令を行うサイクロイド補間指令
手段と、前記サイクロイド補間指令および前記指令値を
解読する指令解読手段と、前記解読された指令に従って
前記サイクロイド曲線の補間を行い補間パルスを出力す
る補間手段と、前記補間手段からの補間パルスに従って
各軸を制御する軸制御手段と、を有することを特徴とす
る数値制御装置が提供される。
【０００６】
【作用】複数の指令値とともにサイクロイド曲線の補間
指令をサイクロイド補間指令手段により行い、指令解読
手段によりサイクロイド補間指令および指令値を解読す
る。この解読された指令に従って補間手段が、サイクロ
イド曲線の補間を行い補間パルスを出力し、この補間パ
ルスに従って軸制御手段が各軸を制御する。これによ
り、オペレータによる補間計算を必要とすることなくサ
イクロイド曲線加工が行われる。
指令をサイクロイド補間指令手段により行い、指令解読
手段によりサイクロイド補間指令および指令値を解読す
る。この解読された指令に従って補間手段が、サイクロ
イド曲線の補間を行い補間パルスを出力し、この補間パ
ルスに従って軸制御手段が各軸を制御する。これによ
り、オペレータによる補間計算を必要とすることなくサ
イクロイド曲線加工が行われる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本実施例の機能の概念を示す図である。
メモリ１にはＮＣプログラム１ａが格納されている。こ
のＮＣプログラム１ａには、サイクロイド曲線加工の加
工終了点、不動円の中心座標、不動円の半径、前記サイ
クロイド曲線の曲線始点を示すデータ、動円の移動方
向、および動円が内接するか外接するかの選択指令等の
複数の指令値とともに、サイクロイド曲線の補間指令が
含まれている。指令解読手段２は、これらの指令値およ
びサイクロイド曲線の補間指令を解読し、補間手段３に
解読した内容を送る。
明する。図１は本実施例の機能の概念を示す図である。
メモリ１にはＮＣプログラム１ａが格納されている。こ
のＮＣプログラム１ａには、サイクロイド曲線加工の加
工終了点、不動円の中心座標、不動円の半径、前記サイ
クロイド曲線の曲線始点を示すデータ、動円の移動方
向、および動円が内接するか外接するかの選択指令等の
複数の指令値とともに、サイクロイド曲線の補間指令が
含まれている。指令解読手段２は、これらの指令値およ
びサイクロイド曲線の補間指令を解読し、補間手段３に
解読した内容を送る。
【０００８】この解読された指令に従って補間手段３
は、サイクロイド曲線の補間を行い補間パルスを出力す
る。そして、この出力された補間パルスに従って軸制御
手段４がサーボモータ５を制御する。これにより自動的
にサイクロイド曲線補間がなされてワーク加工が行われ
る。
は、サイクロイド曲線の補間を行い補間パルスを出力す
る。そして、この出力された補間パルスに従って軸制御
手段４がサーボモータ５を制御する。これにより自動的
にサイクロイド曲線補間がなされてワーク加工が行われ
る。
【０００９】図２は本発明を実施するための数値制御装
置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。プロ
セッサ１１は数値制御装置１０全体の制御の中心となる
プロセッサであり、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプ
ログラムをバス２１を介して読み出し、このシステムプ
ログラムに従って数値制御装置１０全体の制御を実行す
る。ＲＡＭ１３には一時的な計算データ、表示データ等
が格納される。ＲＡＭ１３にはＤＲＡＭが使用される。
ＣＭＯＳ１４には工具補正量、ピッチ誤差補正量、加工
プログラム及びパラメータ等が格納される。ＣＭＯＳ１
４は、図示されていないバッテリでバックアップされ、
数値制御装置１０の電源がオフされても不揮発性メモリ
となっているので、それらのデータはそのまま保持され
る。
置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図である。プロ
セッサ１１は数値制御装置１０全体の制御の中心となる
プロセッサであり、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプ
ログラムをバス２１を介して読み出し、このシステムプ
ログラムに従って数値制御装置１０全体の制御を実行す
る。ＲＡＭ１３には一時的な計算データ、表示データ等
が格納される。ＲＡＭ１３にはＤＲＡＭが使用される。
ＣＭＯＳ１４には工具補正量、ピッチ誤差補正量、加工
プログラム及びパラメータ等が格納される。ＣＭＯＳ１
４は、図示されていないバッテリでバックアップされ、
数値制御装置１０の電源がオフされても不揮発性メモリ
となっているので、それらのデータはそのまま保持され
る。
【００１０】インタフェース１５は外部機器用のインタ
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器３１が接
続される。紙テープリーダからは加工プログラムが読み
込まれ、また、数値制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集さ
れた加工プログラムを紙テープパンチャーに出力するこ
とができる。
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器３１が接
続される。紙テープリーダからは加工プログラムが読み
込まれ、また、数値制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集さ
れた加工プログラムを紙テープパンチャーに出力するこ
とができる。
【００１１】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６はＣＮＣ１０に内蔵され、ラダー形式で作
成されたシーケンスプログラムで機械を制御する。すな
わち、加工プログラムで指令されたＭ機能、Ｓ機能およ
びＴ機能を、シーケンスプログラムによって機械側で必
要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機械側に出
力する。この出力信号は機械側のマグネット等を駆動
し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等
を作動させる。また、機械側のリミットスイッチ及び機
械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、必要な処理をし
て、プロセッサ１１に渡す。
ローラ）１６はＣＮＣ１０に内蔵され、ラダー形式で作
成されたシーケンスプログラムで機械を制御する。すな
わち、加工プログラムで指令されたＭ機能、Ｓ機能およ
びＴ機能を、シーケンスプログラムによって機械側で必
要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機械側に出
力する。この出力信号は機械側のマグネット等を駆動
し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等
を作動させる。また、機械側のリミットスイッチ及び機
械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、必要な処理をし
て、プロセッサ１１に渡す。
【００１２】グラフィック制御回路１８は各軸の現在位
置、アラーム、パラメータ、画像データ等のディジタル
データを画像信号に変換して出力する。この画像信号は
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表示装置２６に送られ、
表示装置２６に表示される。インタフェース１９はＣＲ
Ｔ／ＭＤＩユニット２５内のキーボード２７からのデー
タを受けて、プロセッサ１１に渡す。
置、アラーム、パラメータ、画像データ等のディジタル
データを画像信号に変換して出力する。この画像信号は
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表示装置２６に送られ、
表示装置２６に表示される。インタフェース１９はＣＲ
Ｔ／ＭＤＩユニット２５内のキーボード２７からのデー
タを受けて、プロセッサ１１に渡す。
【００１３】インタフェース２０は手動パルス発生器３
２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルスを受
ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実装され、
手動で機械稼働部を精密に位置決めするのに使用され
る。
２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルスを受
ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実装され、
手動で機械稼働部を精密に位置決めするのに使用され
る。
【００１４】軸制御回路４１〜４４はプロセッサ１１か
らの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアン
プ５１〜５４に出力する。サーボアンプ５１〜５４はこ
の移動指令を受けて、各軸のサーボモータ６１〜６４を
駆動する。サーボモータ６１〜６４には位置検出用のパ
ルスコーダが内蔵されており、このパルスコーダから位
置信号がパルス列としてフィードバックされる。場合に
よっては、位置検出器として、リニアスケールが使用さ
れる。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速度）変
換することにより、速度信号を生成することができる。
図ではこれらの位置信号のフィードバックライン及び速
度フィードバックは省略してある。
らの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアン
プ５１〜５４に出力する。サーボアンプ５１〜５４はこ
の移動指令を受けて、各軸のサーボモータ６１〜６４を
駆動する。サーボモータ６１〜６４には位置検出用のパ
ルスコーダが内蔵されており、このパルスコーダから位
置信号がパルス列としてフィードバックされる。場合に
よっては、位置検出器として、リニアスケールが使用さ
れる。また、このパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速度）変
換することにより、速度信号を生成することができる。
図ではこれらの位置信号のフィードバックライン及び速
度フィードバックは省略してある。
【００１５】スピンドル制御回路７１はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ７３を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ７３を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。
【００１６】スピンドルモータ７３には歯車あるいはベ
ルトでポジションコーダ８２が結合されている。従っ
て、ポジションコーダ８２はスピンドルモータ７３に同
期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスは
インタフェース８１を経由して、プロセッサ１１によっ
て、読み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンド
ルモータ７３に同期して移動させるために使用される。
ルトでポジションコーダ８２が結合されている。従っ
て、ポジションコーダ８２はスピンドルモータ７３に同
期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスは
インタフェース８１を経由して、プロセッサ１１によっ
て、読み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンド
ルモータ７３に同期して移動させるために使用される。
【００１７】次に、本実施例のサイクロイド曲線加工の
具体的な処理手順を説明する。本実施例のサイクロイド
曲線加工は、歯車等のように形状の一部にサイクロイド
曲線を有するワークの加工に使用される。
具体的な処理手順を説明する。本実施例のサイクロイド
曲線加工は、歯車等のように形状の一部にサイクロイド
曲線を有するワークの加工に使用される。
【００１８】図３は動円が不動円に対して外接しながら
反時計回りに移動する場合のサイクロイド曲線の軌跡を
示す図である。一方、図４は動円が不動円に対して内接
しながら時計回りに移動する場合のサイクロイド曲線の
軌跡を示す図である。図３および図４においてサイクロ
イド曲線ＳＣ１は、ワークの置かれたテーブルの座標原
点とは異なる原点Ｏ１（Ｘｏ，Ｙｏ）を有するＸ−Ｙ平
面上の軌跡である。また、サイクロイド曲線ＳＣ１は、
半径Ｒの不動円Ｃ１の外周または内周を半径Ｑの動円Ｃ
２が回転移動するときにできる軌跡とする。なお、図３
および図４において共通の部分は、同じ符号および名称
を付して説明を行う。
反時計回りに移動する場合のサイクロイド曲線の軌跡を
示す図である。一方、図４は動円が不動円に対して内接
しながら時計回りに移動する場合のサイクロイド曲線の
軌跡を示す図である。図３および図４においてサイクロ
イド曲線ＳＣ１は、ワークの置かれたテーブルの座標原
点とは異なる原点Ｏ１（Ｘｏ，Ｙｏ）を有するＸ−Ｙ平
面上の軌跡である。また、サイクロイド曲線ＳＣ１は、
半径Ｒの不動円Ｃ１の外周または内周を半径Ｑの動円Ｃ
２が回転移動するときにできる軌跡とする。なお、図３
および図４において共通の部分は、同じ符号および名称
を付して説明を行う。
【００１９】一般に、サイクロイド曲線ＳＣ１を表す式
は、以下のようになる。動円Ｃ２が不動円Ｃ１に外接す
るとき（図３）、 X (θ)=（R+Q)×cos(θ)-Qcos((R+Q)×( θ- θo)/Q+
θo)+Xo・・・・・（１ａ） Y (θ)=（R+Q)×sin(θ)-Qsin((R+Q)×( θ- θo)/Q+
θo)+Yo・・・・・（１ｂ） 動円Ｃ２が不動円Ｃ１に内接するとき（図４）、 X (θ)=（R-Q)×cos(θ)+Qcos((R-Q)×( θ- θo)/Q-
θo)+Xo・・・・・（１ｃ） Y (θ)=（R-Q)×sin(θ)-Qsin((R-Q)×( θ- θo)/Q-
θo)+Yo・・・・・（１ｄ） ここで、θはサイクロイド曲線ＳＣ１上の任意の点Ｐ
（Ｘ，Ｙ）の位置にあるときの動円Ｃ２の中心点０２の
動径角であり、θｏはサイクロイド曲線ＳＣ１の曲線始
点Ｐｏの動径角である。ただし、各動径角の向きは、反
時計回りを正とする。
は、以下のようになる。動円Ｃ２が不動円Ｃ１に外接す
るとき（図３）、 X (θ)=（R+Q)×cos(θ)-Qcos((R+Q)×( θ- θo)/Q+
θo)+Xo・・・・・（１ａ） Y (θ)=（R+Q)×sin(θ)-Qsin((R+Q)×( θ- θo)/Q+
θo)+Yo・・・・・（１ｂ） 動円Ｃ２が不動円Ｃ１に内接するとき（図４）、 X (θ)=（R-Q)×cos(θ)+Qcos((R-Q)×( θ- θo)/Q-
θo)+Xo・・・・・（１ｃ） Y (θ)=（R-Q)×sin(θ)-Qsin((R-Q)×( θ- θo)/Q-
θo)+Yo・・・・・（１ｄ） ここで、θはサイクロイド曲線ＳＣ１上の任意の点Ｐ
（Ｘ，Ｙ）の位置にあるときの動円Ｃ２の中心点０２の
動径角であり、θｏはサイクロイド曲線ＳＣ１の曲線始
点Ｐｏの動径角である。ただし、各動径角の向きは、反
時計回りを正とする。
【００２０】このようなサイクロイド曲線ＳＣ１を使用
してサイクロイド補間を行う場合には、以下のような指
令フォーマットを使用する。 Ｇ１７ Ｇ０３．４ Ｘｅ−Ｙｅ−Ｉ−Ｊ−Ｒ− Ｑ−Ｗ−Ｆ− ここで、Ｇ１７はＸ−Ｙ平面を指定するコードであり、
この他に、Ｚ−Ｘ平面の指定であればＧ１８を、Ｙ−Ｚ
平面の指定であればＧ１９を使用する。Ｇ０３．４は不
動円に対して動円が外接しながら反時計回りに移動する
曲線のサイクロイド補間を示すコードであり、この他
に、動円が内接しながら時計回りに移動する曲線の補間
をＧ０２．３、動円が内接しながら反時計回りに移動す
る曲線の補間をＧ０３．３、動円が外接しながら時計回
りに移動する曲線の補間をＧ０２．４によってそれぞれ
指令する。
してサイクロイド補間を行う場合には、以下のような指
令フォーマットを使用する。 Ｇ１７ Ｇ０３．４ Ｘｅ−Ｙｅ−Ｉ−Ｊ−Ｒ− Ｑ−Ｗ−Ｆ− ここで、Ｇ１７はＸ−Ｙ平面を指定するコードであり、
この他に、Ｚ−Ｘ平面の指定であればＧ１８を、Ｙ−Ｚ
平面の指定であればＧ１９を使用する。Ｇ０３．４は不
動円に対して動円が外接しながら反時計回りに移動する
曲線のサイクロイド補間を示すコードであり、この他
に、動円が内接しながら時計回りに移動する曲線の補間
をＧ０２．３、動円が内接しながら反時計回りに移動す
る曲線の補間をＧ０３．３、動円が外接しながら時計回
りに移動する曲線の補間をＧ０２．４によってそれぞれ
指令する。
【００２１】また、Ｘｅ，Ｙｅはサイクロイド曲線加工
の加工終了点ＰｅのＸ座標とＹ座標である。Ｉ，Ｊは、
加工開始点Ｐｓから見た不動円の中心Ｏ１のＸ座標方向
とＹ座標方向のそれぞれの位置を示す。この不動円の中
心Ｏ１がサイクロイド補間演算を行うためのＸ−Ｙ平面
の原点（Ｘｏ，Ｙｏ）となる。なお加工開始点Ｐｓは、
サイクロイド補間に移る以前に予め分かっている値であ
り、数値制御装置１０の内部メモリに記憶されている。
Ｒは不動円Ｃ１の半径、Ｑは動円Ｃ２の半径である。Ｗ
は加工開始点Ｐｓから曲線始点Ｐｏまでの動径角度差で
ある。さらに、Ｆは工具の送り速度である。
の加工終了点ＰｅのＸ座標とＹ座標である。Ｉ，Ｊは、
加工開始点Ｐｓから見た不動円の中心Ｏ１のＸ座標方向
とＹ座標方向のそれぞれの位置を示す。この不動円の中
心Ｏ１がサイクロイド補間演算を行うためのＸ−Ｙ平面
の原点（Ｘｏ，Ｙｏ）となる。なお加工開始点Ｐｓは、
サイクロイド補間に移る以前に予め分かっている値であ
り、数値制御装置１０の内部メモリに記憶されている。
Ｒは不動円Ｃ１の半径、Ｑは動円Ｃ２の半径である。Ｗ
は加工開始点Ｐｓから曲線始点Ｐｏまでの動径角度差で
ある。さらに、Ｆは工具の送り速度である。
【００２２】このようなサイクロイド補間指令を受ける
と、プロセッサ１１は、与えられた指令値に基づいて、
不動円Ｃ１の中心座標Ｏ１（Ｘｏ，Ｙｏ）、曲線開始点
Ｐｏの動径角θｏ、加工開始点Ｐｓおよび加工終了点Ｐ
ｅの位置にあるときの動円Ｃ２の中心点Ｏ２のそれぞれ
の動径角θｓおよびθｅ等、の補間に必要なデータを演
算する。
と、プロセッサ１１は、与えられた指令値に基づいて、
不動円Ｃ１の中心座標Ｏ１（Ｘｏ，Ｙｏ）、曲線開始点
Ｐｏの動径角θｏ、加工開始点Ｐｓおよび加工終了点Ｐ
ｅの位置にあるときの動円Ｃ２の中心点Ｏ２のそれぞれ
の動径角θｓおよびθｅ等、の補間に必要なデータを演
算する。
【００２３】まず、不動円の中心座標Ｃ１（Ｘｏ，Ｙ
ｏ）は、それぞれＩ、Ｊの値から、 Ｘｏ＝Ｘｓ＋Ｉ、Ｙｏ＝Ｙｓ＋Ｊ となる。また、曲線開始点Ｐｏの動径角θｏは、 θｏ＝arctan（（Ｙｓ−Ｙｏ）／（Ｘｓ−Ｘｏ））＋Ｗ によって求められる。ただし、arctan（（Ｙｓ−Ｙｏ）
／（Ｘｓ−Ｘｏ））は、加工開始点Ｐｓの位置する象限
を考慮して計算される。
ｏ）は、それぞれＩ、Ｊの値から、 Ｘｏ＝Ｘｓ＋Ｉ、Ｙｏ＝Ｙｓ＋Ｊ となる。また、曲線開始点Ｐｏの動径角θｏは、 θｏ＝arctan（（Ｙｓ−Ｙｏ）／（Ｘｓ−Ｘｏ））＋Ｗ によって求められる。ただし、arctan（（Ｙｓ−Ｙｏ）
／（Ｘｓ−Ｘｏ））は、加工開始点Ｐｓの位置する象限
を考慮して計算される。
【００２４】与えられた指令値から加工開始点Ｐｓの位
置にあるときの動円Ｃ２の中心点Ｏ２の動径角θｓを求
めるには、まず動径角θｓと加工開始点Ｐｓの動径角と
の差θ１を求める。ここで、ａ＝Ｑ、ｂを動円Ｃ２の移
動が反時計回りのときｂ＝Ｒ＋Ｑ、時計回りのときｂ＝
Ｒ−Ｑ、ｃ＝（Ｉ×Ｉ＋Ｊ×Ｊ）1/2 とすると、ａ＋ｂ
≧ｃまたはａ＋ｃ≧ｂのとき、θ１＝０となる。
置にあるときの動円Ｃ２の中心点Ｏ２の動径角θｓを求
めるには、まず動径角θｓと加工開始点Ｐｓの動径角と
の差θ１を求める。ここで、ａ＝Ｑ、ｂを動円Ｃ２の移
動が反時計回りのときｂ＝Ｒ＋Ｑ、時計回りのときｂ＝
Ｒ−Ｑ、ｃ＝（Ｉ×Ｉ＋Ｊ×Ｊ）1/2 とすると、ａ＋ｂ
≧ｃまたはａ＋ｃ≧ｂのとき、θ１＝０となる。
【００２５】一方、ａ＋ｂ≧ｃ、ａ＋ｃ≧ｂ以外のと
き、ｓ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／２とすると、 θ１＝arcsin(2(s(s-a)(s-b)(s-c))1/2 /(b ×c)) となる。ここで、動径角θｓと動径角θｏとの差をθ２
とすると、動円Ｃ２の移動が反時計回りで、かつ｜Ｗ｜
＞πＱのときは、 θ２＝−Ｗ−θ１ 動円Ｃ２の移動が反時計回りで、かつ｜Ｗ｜≦πＱのと
きは、 θ２＝−Ｗ＋θ１ 動円Ｃ２の移動が時計回りで、かつ｜Ｗ｜＞πＱのとき
は、 θ２＝−Ｗ＋θ１ 動円Ｃ２の移動が時計回りで、かつ｜Ｗ｜≦πＱのとき
は、 θ２＝−Ｗ−θ１ となる。こうして、それぞれの場合に応じて計算された
θ２によって、加工開始点Ｐｓの動径角θｓは、 θｓ＝θ２＋θｏ と求められる。
き、ｓ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／２とすると、 θ１＝arcsin(2(s(s-a)(s-b)(s-c))1/2 /(b ×c)) となる。ここで、動径角θｓと動径角θｏとの差をθ２
とすると、動円Ｃ２の移動が反時計回りで、かつ｜Ｗ｜
＞πＱのときは、 θ２＝−Ｗ−θ１ 動円Ｃ２の移動が反時計回りで、かつ｜Ｗ｜≦πＱのと
きは、 θ２＝−Ｗ＋θ１ 動円Ｃ２の移動が時計回りで、かつ｜Ｗ｜＞πＱのとき
は、 θ２＝−Ｗ＋θ１ 動円Ｃ２の移動が時計回りで、かつ｜Ｗ｜≦πＱのとき
は、 θ２＝−Ｗ−θ１ となる。こうして、それぞれの場合に応じて計算された
θ２によって、加工開始点Ｐｓの動径角θｓは、 θｓ＝θ２＋θｏ と求められる。
【００２６】次いで、加工終了点Ｐｅの位置にあるとき
の動円Ｃ２の中心点Ｏ２の動径角θｅを求めるには、ま
ず加工終了点Ｐｅの動径角θ３を次式によって求める。 θ３＝arctan((Ｙｅ−Ｙｏ）／（Ｘｅ−Ｘｏ）） また、動径角θｅと加工終了点Ｐｅの動径角との差θ４
を求める。ここで、ａ＝Ｑ、ｂを動円Ｃ２の移動が反時
計回りのときｂ＝Ｒ＋Ｑ、時計回りのときｂ＝Ｒ−Ｑ、
ｃ＝（（Ｙｅ−Ｙｏ)(Ｙｅ−Ｙｏ）＋（Ｘｅ−Ｘｏ)(Ｘ
ｅ−Ｘｏ））1/ 2 とすると、ａ＋ｂ≧ｃまたはａ＋ｃ≧
ｂのとき、θ４＝０となる。
の動円Ｃ２の中心点Ｏ２の動径角θｅを求めるには、ま
ず加工終了点Ｐｅの動径角θ３を次式によって求める。 θ３＝arctan((Ｙｅ−Ｙｏ）／（Ｘｅ−Ｘｏ）） また、動径角θｅと加工終了点Ｐｅの動径角との差θ４
を求める。ここで、ａ＝Ｑ、ｂを動円Ｃ２の移動が反時
計回りのときｂ＝Ｒ＋Ｑ、時計回りのときｂ＝Ｒ−Ｑ、
ｃ＝（（Ｙｅ−Ｙｏ)(Ｙｅ−Ｙｏ）＋（Ｘｅ−Ｘｏ)(Ｘ
ｅ−Ｘｏ））1/ 2 とすると、ａ＋ｂ≧ｃまたはａ＋ｃ≧
ｂのとき、θ４＝０となる。
【００２７】一方、ａ＋ｂ≧ｃ、ａ＋ｃ≧ｂ以外のと
き、ｓ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／２とすると、 θ４＝arcsin(2(s(s-a)(s-b)(s-c))1/2 /(b ×c)) となる。こうして、｜θ３−θｏ｜＞πＱのときは、 θｅ＝θ３＋θ４ また、｜θ３−θｏ｜≦πＱのときは、 θｅ＝θ３−θ４ と求められる。
き、ｓ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／２とすると、 θ４＝arcsin(2(s(s-a)(s-b)(s-c))1/2 /(b ×c)) となる。こうして、｜θ３−θｏ｜＞πＱのときは、 θｅ＝θ３＋θ４ また、｜θ３−θｏ｜≦πＱのときは、 θｅ＝θ３−θ４ と求められる。
【００２８】次に、このような前処理の結果を使用して
補間パルス分配を行うための分配演算の手順について説
明する。まず、初期条件として、θ（ｎ）を動円Ｃ２の
中心点Ｏ２の任意の位置の動径角、Ｘ（ｎ）およびＹ
（ｎ）をそのときの点Ｐの座標とする。また、θｉ
（ｎ）を動径角θｅとθ（ｎ）との差の値とする。すな
わち、動円Ｃ２が反時計回りのときはθｉ（ｎ）＝θｅ
−θ（ｎ）、時計回りのときはθｉ（ｎ）＝θ（ｎ）−
θｅである。これから、ｎ＝０のときは、θ（ｎ）＝θ
ｓ、θｉ（ｎ）＝θｅ−θｓ、Ｘ（ｎ）＝Ｘｓ、Ｙ
（ｎ）＝Ｙｓとなる。
補間パルス分配を行うための分配演算の手順について説
明する。まず、初期条件として、θ（ｎ）を動円Ｃ２の
中心点Ｏ２の任意の位置の動径角、Ｘ（ｎ）およびＹ
（ｎ）をそのときの点Ｐの座標とする。また、θｉ
（ｎ）を動径角θｅとθ（ｎ）との差の値とする。すな
わち、動円Ｃ２が反時計回りのときはθｉ（ｎ）＝θｅ
−θ（ｎ）、時計回りのときはθｉ（ｎ）＝θ（ｎ）−
θｅである。これから、ｎ＝０のときは、θ（ｎ）＝θ
ｓ、θｉ（ｎ）＝θｅ−θｓ、Ｘ（ｎ）＝Ｘｓ、Ｙ
（ｎ）＝Ｙｓとなる。
【００２９】これらの条件に基づいてプロセッサ１１
は、Δθを正の値とすると、動円Ｃ２の移動が反時計回
りのとき、 θ（ｎ＋１）＝θ（ｎ）＋Δθ 動円Ｃ２の移動が時計回りのとき、 θ（ｎ＋１）＝θ（ｎ）−Δθ に従って中心点Ｏ２の動径角θ（ｎ）の更新を行う。ま
た、この動径角θ（ｎ）の更新とともに、θｉ（ｎ）
も、 θｉ（ｎ＋１）＝θｉ（ｎ）−Δθ に従って更新される。プロセッサ１１は、このθｉ（ｎ
＋１）の値を常時確認しながら加工の終了点を判定す
る。すなわち、θｉ（ｎ＋１）＜０になったとき、Ｘ
（ｎ＋１）＝Ｘｅ、Ｙ（ｎ＋１）＝Ｙｅと判断し、最後
のパルス値outpulseX＝Ｘｅ−Ｘ（ｎ）、outpulse Y＝
Ｙｅ−Ｙ（ｎ）を出力してパルス分配出力を終了する。
は、Δθを正の値とすると、動円Ｃ２の移動が反時計回
りのとき、 θ（ｎ＋１）＝θ（ｎ）＋Δθ 動円Ｃ２の移動が時計回りのとき、 θ（ｎ＋１）＝θ（ｎ）−Δθ に従って中心点Ｏ２の動径角θ（ｎ）の更新を行う。ま
た、この動径角θ（ｎ）の更新とともに、θｉ（ｎ）
も、 θｉ（ｎ＋１）＝θｉ（ｎ）−Δθ に従って更新される。プロセッサ１１は、このθｉ（ｎ
＋１）の値を常時確認しながら加工の終了点を判定す
る。すなわち、θｉ（ｎ＋１）＜０になったとき、Ｘ
（ｎ＋１）＝Ｘｅ、Ｙ（ｎ＋１）＝Ｙｅと判断し、最後
のパルス値outpulseX＝Ｘｅ−Ｘ（ｎ）、outpulse Y＝
Ｙｅ−Ｙ（ｎ）を出力してパルス分配出力を終了する。
【００３０】一方、θｉ（ｎ＋１）＜０になるまでは、
前述の式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）、（１ｄ）に基
づいた式（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）によ
ってＸ（ｎ＋１）およびＹ（ｎ＋１）を演算し、随時パ
ルス値outpulse X＝Ｘ（ｎ＋１）−Ｘ（ｎ）、outpulse
Y＝Ｙ（ｎ＋１）−Ｙ（ｎ）を出力する。
前述の式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）、（１ｄ）に基
づいた式（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）、（２ｄ）によ
ってＸ（ｎ＋１）およびＹ（ｎ＋１）を演算し、随時パ
ルス値outpulse X＝Ｘ（ｎ＋１）−Ｘ（ｎ）、outpulse
Y＝Ｙ（ｎ＋１）−Ｙ（ｎ）を出力する。
【００３１】動円Ｃ２が不動円Ｃ１に外接するとき（図
３）、 X (n+1)=(R+Q)×cos(θ(n+1))-Qcos((R+Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Xo・・・・・（２ａ） Y (n+1)=(R+Q)×sin(θ(n+1))-Qsin((R+Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Yo・・・・・（２ｂ） 動円Ｃ２が不動円Ｃ１に内接するとき（図４）、 X (n+1)=(R-Q)×cos(θ(n+1))+Qcos((R-Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Xo・・・・・（２ｃ） Y (n+1)=(R-Q)×sin(θ(n+1))-Qsin((R-Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Yo・・・・・（２ｄ） 図５はこのような分配演算の手順を示すフローチャート
である。 〔Ｓ１〕動円Ｃ２の中心点Ｏ２の動径角θ（ｎ）の更新
を行う。 〔Ｓ２〕更新した動径角θ（ｎ＋１）がθ（ｎ＋１）＜
０であるか否かを判断し、そうであればステップＳ３に
進み、そうでなければステップＳ４に進む。 〔Ｓ３〕最終パルス値outpulse X＝Ｘｅ−Ｘ（ｎ）、ou
tpulse Y＝Ｙｅ−Ｙ（ｎ）を出力する。そして、本フロ
ーチャートを終了する。 〔Ｓ４〕座標値Ｘ（ｎ＋１）およびＹ（ｎ＋１）を更新
する。 〔Ｓ５〕パルス値outpulse X＝Ｘ（ｎ＋１）−Ｘ
（ｎ）、outpulse Y＝Ｙ（ｎ＋１）−Ｙ（ｎ）を出力す
る。そして、ステップＳ１に戻る。
３）、 X (n+1)=(R+Q)×cos(θ(n+1))-Qcos((R+Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Xo・・・・・（２ａ） Y (n+1)=(R+Q)×sin(θ(n+1))-Qsin((R+Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Yo・・・・・（２ｂ） 動円Ｃ２が不動円Ｃ１に内接するとき（図４）、 X (n+1)=(R-Q)×cos(θ(n+1))+Qcos((R-Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Xo・・・・・（２ｃ） Y (n+1)=(R-Q)×sin(θ(n+1))-Qsin((R-Q)×( θ(n+1)-
θo)/Q+ θo)+Yo・・・・・（２ｄ） 図５はこのような分配演算の手順を示すフローチャート
である。 〔Ｓ１〕動円Ｃ２の中心点Ｏ２の動径角θ（ｎ）の更新
を行う。 〔Ｓ２〕更新した動径角θ（ｎ＋１）がθ（ｎ＋１）＜
０であるか否かを判断し、そうであればステップＳ３に
進み、そうでなければステップＳ４に進む。 〔Ｓ３〕最終パルス値outpulse X＝Ｘｅ−Ｘ（ｎ）、ou
tpulse Y＝Ｙｅ−Ｙ（ｎ）を出力する。そして、本フロ
ーチャートを終了する。 〔Ｓ４〕座標値Ｘ（ｎ＋１）およびＹ（ｎ＋１）を更新
する。 〔Ｓ５〕パルス値outpulse X＝Ｘ（ｎ＋１）−Ｘ
（ｎ）、outpulse Y＝Ｙ（ｎ＋１）−Ｙ（ｎ）を出力す
る。そして、ステップＳ１に戻る。
【００３２】このように、本実施例では、Ｇコードとと
もに、加工終了点Ｐｅ、加工開始点Ｐｓから見た不動円
Ｃ１の中心Ｏ１のＸ座標方向とＹ座標方向のそれぞれの
位置ＩおよびＪ、不動円Ｃ１の中心点Ｏ１（Ｘｏ，Ｙ
ｏ）、不動円Ｃ１の半径Ｒ、動円Ｃ２の半径Ｑ、および
加工開始点Ｐｓから曲線始点Ｐｏまでの動径角度差Ｗ等
の複数の指令値を入力することにより、プロセッサ１１
側でこれらを解読してサイクロイド補間を自動的に行う
ようにしたので、オペレータが複雑な計算等を行うこと
なく容易にサイクロイド曲線加工を行うことができる。
もに、加工終了点Ｐｅ、加工開始点Ｐｓから見た不動円
Ｃ１の中心Ｏ１のＸ座標方向とＹ座標方向のそれぞれの
位置ＩおよびＪ、不動円Ｃ１の中心点Ｏ１（Ｘｏ，Ｙ
ｏ）、不動円Ｃ１の半径Ｒ、動円Ｃ２の半径Ｑ、および
加工開始点Ｐｓから曲線始点Ｐｏまでの動径角度差Ｗ等
の複数の指令値を入力することにより、プロセッサ１１
側でこれらを解読してサイクロイド補間を自動的に行う
ようにしたので、オペレータが複雑な計算等を行うこと
なく容易にサイクロイド曲線加工を行うことができる。
【００３３】なお、本実施例では、サイクロイド曲線Ｓ
Ｃ１の曲線始点Ｐｏを示すデータとして加工開始点Ｐｓ
から曲線始点Ｐｏまでの動径角度差Ｗを使用し、それに
基づいて曲線始点Ｐｏを求めるようにしたが、予め分か
っていれば曲線始点Ｐｏの座標値を直接入力するように
してもよい。または、これらに代えて、加工開始点Ｐｓ
の動径角等も指令値として用いることもできる。
Ｃ１の曲線始点Ｐｏを示すデータとして加工開始点Ｐｓ
から曲線始点Ｐｏまでの動径角度差Ｗを使用し、それに
基づいて曲線始点Ｐｏを求めるようにしたが、予め分か
っていれば曲線始点Ｐｏの座標値を直接入力するように
してもよい。または、これらに代えて、加工開始点Ｐｓ
の動径角等も指令値として用いることもできる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、複数の
指令値とともにサイクロイド曲線の補間指令を行うこと
により、数値制御装置側でこのサイクロイド補間指令お
よび指令値を解読し、サイクロイド曲線の補間を行い各
軸を制御するようにしたので、オペレータによる補間計
算を必要とすることなく、容易にサイクロイド曲線加工
を行うことができる。
指令値とともにサイクロイド曲線の補間指令を行うこと
により、数値制御装置側でこのサイクロイド補間指令お
よび指令値を解読し、サイクロイド曲線の補間を行い各
軸を制御するようにしたので、オペレータによる補間計
算を必要とすることなく、容易にサイクロイド曲線加工
を行うことができる。
【図１】本実施例の機能の概念を示す図である。
【図２】本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）のハードウェアのブロック図である。
Ｃ）のハードウェアのブロック図である。
【図３】動円が不動円に対して外接しながら反時計回り
に移動する場合のサイクロイド曲線の軌跡を示す図であ
る。
に移動する場合のサイクロイド曲線の軌跡を示す図であ
る。
【図４】動円が不動円に対して内接しながら時計回りに
移動する場合のサイクロイド曲線の軌跡を示す図であ
る。
移動する場合のサイクロイド曲線の軌跡を示す図であ
る。
【図５】分配演算の手順を示すフローチャートである。
１ メモリ １ａ ＮＣプログラム ２ 指令解読手段 ３ 補間手段 ４ 軸制御手段 ５ サーボモータ １１ プロセッサ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ ＣＭＯＳ ２１ バス ４１〜４４ 軸制御回路 ５１〜５４ サーボアンプ ６１〜６４ サーボモータ ７１ スピンドル制御回路 ７２ スピンドルアンプ ７３ スピンドルモータ Ｃ１ 不動円 Ｃ２ 動円 ＳＣ１ サイクロイド曲線
Claims (3)
- 【請求項１】 加工経路を自動的に演算して工具を移動
させる数値制御装置において、 複数の指令値とともにサイクロイド曲線の補間指令を行
うサイクロイド補間指令手段と、 前記サイクロイド補間指令および前記指令値を解読する
指令解読手段と、 前記解読された指令に従って前記サイクロイド曲線の補
間を行い補間パルスを出力する補間手段と、 前記補間手段からの補間パルスに従って各軸を制御する
軸制御手段と、 を有することを特徴とする数値制御装置。 - 【請求項２】 前記指令値としては、前記サイクロイド
曲線加工の加工終了点、不動円の中心座標、不動円の半
径、前記サイクロイド曲線の曲線始点を示すデータ、前
記動円の移動方向、および動円が内接するか外接するか
の選択指令、が含まれることを特徴とする請求項１記載
の数値制御装置。 - 【請求項３】 前記サイクロイド曲線の曲線始点を示す
データは、前記サイクロイド曲線加工の加工開始点と前
記曲線開始点との間の動径角度差であることを特徴とす
る請求項２記載の数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11156293A JPH06324731A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11156293A JPH06324731A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06324731A true JPH06324731A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14564535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11156293A Pending JPH06324731A (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06324731A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106707969A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-05-24 | 华南理工大学 | 一种沿中心轴线进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法 |
| CN111897286A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-06 | 武汉大学 | 一种基于轮廓中轴线的型腔椭圆摆线铣削刀具路径规划方法 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP11156293A patent/JPH06324731A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106707969A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-05-24 | 华南理工大学 | 一种沿中心轴线进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法 |
| CN106707969B (zh) * | 2017-02-15 | 2019-01-18 | 华南理工大学 | 一种沿中心轴线进给的三维类摆线抛光轨迹生成方法 |
| CN111897286A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-06 | 武汉大学 | 一种基于轮廓中轴线的型腔椭圆摆线铣削刀具路径规划方法 |
| CN111897286B (zh) * | 2020-07-16 | 2021-06-04 | 武汉大学 | 一种基于轮廓中轴线的型腔椭圆摆线铣削刀具路径规划方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4233540B2 (ja) | テーブル形式データを用いて各軸モータを駆動する数値制御装置 | |
| WO1992008574A1 (en) | Numerically controlled device with working simulation function | |
| US5563484A (en) | Three-dimensional cutter compensation system | |
| EP0861704B1 (en) | Method of designating machining limit area by using numerical controller and manual feed machining method | |
| JPH06285701A (ja) | Ｎｃ旋削加工装置 | |
| JP2584889B2 (ja) | パンチプレス機械の工具選択方法 | |
| EP0484539B1 (en) | Cylinder interpolation system | |
| EP0417307A1 (en) | Method of plotting nc program | |
| JPH06324731A (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH07152417A (ja) | 数値制御装置の工具径路および送り速度制御方式 | |
| EP0321577A1 (en) | Involute interpolation method | |
| JPH01177617A (ja) | インボリュート補間方式 | |
| JPH07334223A (ja) | 工具軸姿勢制御方式 | |
| JPH0887312A (ja) | 円筒補間方式 | |
| JPH05165514A (ja) | 数値制御装置の補間方式 | |
| JP2796335B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH0659719A (ja) | 数値制御装置 | |
| EP0584370B1 (en) | Method of screwing a pipe having threads with a different pitch on its outside and inside into an object | |
| JPH0454604A (ja) | ３次元工具経補正機能を有する数値制御装置 | |
| JPH04317104A (ja) | 数値制御装置 | |
| JP3502181B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH0474205A (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH06304845A (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH0895623A (ja) | Ｃｎｃの工具移動制御方式 | |
| JPH08263120A (ja) | Ｃｎｃの現在位置表示方式 |