JPH06348328A - Arc interpolating method of cnc controller - Google Patents

Arc interpolating method of cnc controller

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JPH06348328A
JPH06348328A JP16385593A JP16385593A JPH06348328A JP H06348328 A JPH06348328 A JP H06348328A JP 16385593 A JP16385593 A JP 16385593A JP 16385593 A JP16385593 A JP 16385593A JP H06348328 A JPH06348328 A JP H06348328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
acceleration
speed
allowable
command
Prior art date
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Pending
Application number
JP16385593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Otsuki
俊明 大槻
Haruhiko Kozai
治彦 香西
Noriyuki Wakinoya
敬之 脇ノ谷
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the arc interpolating method which can perform arc interpolation at a high speed. CONSTITUTION:When acceleration values alphax and alphay are both less than permissible acceleration values alphaxmax. and alphaymax., the arc interpolation is performed at a command speed given by a machining program (S5, S6, and S7). If one of the acceleration values alphax and alphay exceeds the permissible acceleration value alphaxmax. or alphaymax., the acceleration of the axis on the side the permissible acceleration is exceeded is limited to the permissible acceleration and the other axis is made to follow up it (S5, S6, and S11) (S5, S8, and S10). When the acceleration values alphax and alphay both exceed the permissible acceleration values alphaxmax. and alphaymax., acceleration alphay when the acceleration alphax is limited to alphaxmax. is found, but when alphay does not exceeds alphaymax., the acceleration alphax is limited to alphaxmax. and the Y axis is made to follow up it (S5, S8. S9, and S10). When the found acceleration alphay exceeds alphaymax., the acceleration alphay is limited to alphaymax. and the X axis is made to follow up it.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、CNC制御装置におけ
る円弧補間方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a circular interpolation method in a CNC controller.

【0002】[0002]

【従来の技術】CNC制御装置における円弧補間方法と
しては、機械座標系における象限境界での加速度を最大
と仮定し、サーボモータの特性に応じて予め設定された
許容加速度と補間する円弧の半径とに基いてクランプ速
度を算出し、該一定のクランプ速度で工具を補間移動さ
せる方法が公知である。
2. Description of the Related Art As a circular arc interpolation method in a CNC controller, it is assumed that the acceleration at the quadrant boundary in the machine coordinate system is the maximum, and the allowable acceleration preset according to the characteristics of the servo motor and the radius of the circular arc to be interpolated. A method is known in which the clamp speed is calculated based on the above, and the tool is interpolated at the constant clamp speed.

【0003】例えば、図3に一点鎖線で示されるような
円弧に対して補間動作を行わせるとすれば、第1象限と
第4象限との境界、即ち、X軸方向(θ=0°)での加
速度を最大の加速度として仮定するため、この最大加速
度を許容加速度αmax..の範囲に含める必要がある。
For example, if an interpolation operation is performed on a circular arc shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3, the boundary between the first quadrant and the fourth quadrant, that is, the X-axis direction (θ = 0 °). Since the acceleration at is assumed to be the maximum acceleration, this maximum acceleration is set as the allowable acceleration αmax. Must be included in the range.

【0004】ここで、円弧の半径をr、指令速度をF=
rω(但し、ωは角速度)、円弧中心に対する工具現在
位置を(x,y)、工具現在位置に対応するX軸方向の
加速度をαxとすれば、向心方向の加速度rω2 をx軸
に投影した加速度がαxに等しいこと、および、指令速
度Fがrωで与えられていることにより、αxの値は数
1の式によって求められる。
Here, the radius of the circular arc is r, and the command speed is F =
rω (where ω is the angular velocity), the tool current position with respect to the center of the arc is (x, y), and the acceleration in the X-axis direction corresponding to the tool current position is αx, the centripetal direction acceleration rω 2 is the x-axis. Since the projected acceleration is equal to αx and the commanded speed F is given by rω, the value of αx can be obtained by the equation (1).

【0005】[0005]

【数1】 また、最大加速度、即ち、θ=0°のときの加速度に対
応する工具移動速度Fcは、数1の式でx=r、αx=
αmax.(サーボモータの許容加速度)とおいてFについ
て解いたものに等しく、数2の式により求めることがで
きる。
[Equation 1] Further, the maximum acceleration, that is, the tool moving speed Fc corresponding to the acceleration when θ = 0 °, is x = r, αx =
αmax. (permissible acceleration of servo motor) is equal to the value obtained by solving for F, and can be obtained by the equation (2).

【0006】[0006]

【数2】 従来の円弧補間方法では、この速度Fcをクランプ速度
とし、定速で工具の円弧補間を行うようにしていたが、
クランプ速度Fcは1軸分のサーボモータの許容加速度
αmax.によって規制される値であり、X軸およびY軸の
サーボモータを許容加速度の限界で同時に駆動して得ら
れる工具移動速度と比べると遥かに小さい。特に、θの
値が(n/2)・πの近傍に位置するような状態では、
工具の移動速度が必要以上に抑制される結果となり、工
具の円弧補間が高速で行えないという問題が生じる。
[Equation 2] In the conventional circular interpolation method, this speed Fc is set as the clamp speed, and the circular interpolation of the tool is performed at a constant speed.
The clamp speed Fc is a value regulated by the allowable acceleration αmax. Of the servo motor for one axis, which is far higher than the tool moving speed obtained by simultaneously driving the X-axis and Y-axis servo motors within the allowable acceleration limit. Small. Especially when the value of θ is in the vicinity of (n / 2) · π,
As a result, the moving speed of the tool is suppressed more than necessary, which causes a problem that the tool circular interpolation cannot be performed at high speed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、高速で円弧補間を行うことの
できるCNC制御装置における円弧補間方法を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a circular interpolation method in a CNC controller capable of eliminating the above-mentioned drawbacks of the prior art and performing circular interpolation at high speed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の円弧補間方法
は、円弧補間処理実行時の所定周期毎、円弧中心に対す
る各軸の現在位置を検出し、該各軸の現在位置、およ
び、円弧半径と指令速度とに基き、指令速度を実現する
ために必要とされる各軸毎の加速度を求め、該各軸毎の
加速度の全てが各軸毎に設定された許容加速度の範囲内
にあれば、前記指令速度で各軸を駆動制御する一方、前
記各軸毎の加速度のいずれかが各軸毎に設定された許容
加速度の範囲を越えると、円弧補間を実現すべく予め設
定された前記各軸毎の許容加速度と前記各軸現在位置お
よび前記円弧半径に基いてクランプ速度を算出し、該ク
ランプ速度で各軸を駆動制御することにより前記目的を
達成した。
According to the circular interpolation method of the present invention, the current position of each axis with respect to the center of the circular arc is detected every predetermined period when the circular interpolation processing is executed, and the current position of each axis and the circular arc radius are detected. Based on the command speed and the command speed, the acceleration for each axis required to realize the command speed is obtained, and if all the accelerations for each axis are within the range of the allowable acceleration set for each axis. , While controlling the drive of each axis at the commanded speed, and when any of the accelerations for each axis exceeds the allowable acceleration range set for each axis, each of the preset values for realizing circular interpolation is set. The object is achieved by calculating the clamp speed based on the permissible acceleration for each axis, the current position of each axis, and the arc radius, and drivingly controlling each axis at the clamp speed.

【0009】[0009]

【作用】円弧補間処理実行時の所定周期毎、円弧中心に
対する各軸の現在位置を検出し、該各軸の現在位置、お
よび、円弧半径と指令速度とに基き、指令速度を実現す
るために必要とされる各軸毎の加速度を求める。
In order to realize the command speed based on the current position of each axis, the arc radius and the command speed, the current position of each axis with respect to the center of the arc is detected every predetermined period when the circular interpolation processing is executed. Calculate the required acceleration for each axis.

【0010】そして、求められた各軸毎の加速度の全て
が各軸毎に設定された許容加速度の範囲内にあれば、前
記指令速度で各軸を駆動制御する。
If all of the obtained accelerations for each axis are within the range of the allowable acceleration set for each axis, each axis is drive-controlled at the command speed.

【0011】また、前記各軸毎の加速度のいずれかが各
軸毎に設定された許容加速度の範囲を越えると、円弧補
間を実現すべく予め設定された前記各軸毎の許容加速度
と前記各軸現在位置および前記円弧半径に基いてクラン
プ速度を算出し、該クランプ速度で各軸を駆動制御す
る。このクランプ速度は指令速度よりは小さいが、円弧
補間に必要とされる協調動作を維持した状態で得られる
最大の移動速度である。
Further, when any of the accelerations for each axis exceeds the allowable acceleration range set for each axis, the allowable acceleration for each axis and the above-mentioned allowable accelerations set in advance to realize circular interpolation. The clamp speed is calculated based on the current position of the axis and the radius of the arc, and each axis is drive-controlled at the clamp speed. Although this clamp speed is smaller than the command speed, it is the maximum moving speed that can be obtained while maintaining the coordinated operation required for circular interpolation.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の方法を実施する一実施例のCNC
制御装置10のハードウェアを示すブロック図である。
プロセッサ11はCNC制御装置10を全体的に制御す
るプロセッサであり、バス21を介して、ROM12に
格納されたシステムプログラムを読み出し、このシステ
ムプログラムに従って、CNC制御装置10を全体的に
制御する。RAM13には一時的な計算データや表示デ
ータおよびCRT/MDIユニット70を介してオペレ
ータが入力した各種データ等が格納される。CMOSメ
モリ14は図示しないバッテリでバックアップされ、C
NC制御装置10の電源がオフにされても記憶状態が保
持される不揮発性メモリとして構成され、インターフェ
イス15を介して読込まれた加工プログラムやCRT/
MDIユニット70を介して入力された加工プログラム
等が記憶されるようになっている。また、ROM12に
は、加工プログラムの作成および編集のために必要とさ
れる編集モードの処理や自動運転のための処理を実施す
るための各種のシステムプログラムが予め書き込まれて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a CNC for carrying out the method of the present invention.
3 is a block diagram showing hardware of the control device 10. FIG.
The processor 11 is a processor that controls the CNC control device 10 as a whole, reads a system program stored in the ROM 12 via the bus 21, and controls the CNC control device 10 according to the system program. The RAM 13 stores temporary calculation data, display data, various data input by the operator via the CRT / MDI unit 70, and the like. The CMOS memory 14 is backed up by a battery (not shown), C
It is configured as a non-volatile memory that retains a stored state even when the power of the NC control device 10 is turned off, and a machining program or CRT /
A machining program or the like input via the MDI unit 70 is stored. In addition, various system programs for executing the processing in the edit mode and the processing for the automatic operation required for creating and editing the machining program are written in the ROM 12 in advance.

【0013】インターフェイス15はCNC制御装置1
0に接続可能な外部機器のためのインターフェイスであ
り、紙テープリーダや紙テープパンチャーおよび外部記
憶装置等の外部機器72が接続される。紙テープリーダ
や外部記憶装置からは加工プログラム等が読み込まれ、
また、CNC制御装置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や外部記憶装置に出力すること
ができる。
The interface 15 is the CNC controller 1.
This is an interface for an external device connectable to 0, and is connected to an external device 72 such as a paper tape reader, a paper tape puncher, and an external storage device. Processing programs are read from a paper tape reader or external storage device,
Further, the processing program edited in the CNC control device 10 can be output to a paper tape puncher or an external storage device.

【0014】PMC(プログラマブル・マシン・コント
ローラ)16は、CNC制御装置10に内臓されたシー
ケンスプログラムで工作機械側の補助装置、例えば、工
具交換用のロボットハンド等といったアクチュエータを
制御する。即ち、加工プログラムで指令されたM機能,
S機能およびT機能に従って、これらシーケンスプログ
ラムで補助装置側で必要な信号に変換し、I/Oユニッ
ト17から補助装置側に出力する。この出力信号により
各種アクチュエータ等の補助装置が作動する。また、工
作機械機本体や補助装置側のリミットスイッチおよび工
作機械本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号
を受け、必要な処理をして、プロセッサ11に渡す。
A PMC (Programmable Machine Controller) 16 controls an auxiliary device on the machine tool side, for example, an actuator such as a robot hand for tool change, by a sequence program built in the CNC control device 10. That is, the M function commanded by the machining program,
In accordance with the S function and the T function, these sequence programs convert the signals into signals required on the auxiliary device side and output them from the I / O unit 17 to the auxiliary device side. This output signal activates auxiliary devices such as various actuators. Further, it receives signals from a limit switch on the machine tool main body and the auxiliary device side and various switches on an operation panel provided on the machine tool main body, performs necessary processing, and passes it to the processor 11.

【0015】工作機械各軸の現在位置,アラーム,パラ
メータ,画像データ等の画像信号はCRT/MDIユニ
ット70に送られ、そのディスプレイに表示される。C
RT/MDIユニット70はディスプレイやキーボード
等を備えた手動データ入力装置であり、インータフェイ
ス18はCRT/MDIユニット70のキーボードから
のデータを受けてプロセッサ11に渡す。インターフェ
イス19は手動パルス発生器71に接続され、手動パル
ス発生器71からのパルスを受ける。手動パルス発生器
71は工作機械本体の操作盤に実装され、手動操作に基
く分配パルスによる各軸制御で工作機械の可動部を精密
に位置決めするために使用される。
Image signals such as the current position of each axis of the machine tool, alarms, parameters and image data are sent to the CRT / MDI unit 70 and displayed on its display. C
The RT / MDI unit 70 is a manual data input device equipped with a display, a keyboard, etc., and the interface 18 receives data from the keyboard of the CRT / MDI unit 70 and transfers it to the processor 11. The interface 19 is connected to the manual pulse generator 71 and receives pulses from the manual pulse generator 71. The manual pulse generator 71 is mounted on the operation panel of the machine tool main body, and is used for precisely positioning the movable part of the machine tool by controlling each axis by the distributed pulse based on the manual operation.

【0016】軸制御回路30〜32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40〜42に出力する。サーボアンプ40〜42はこ
の指令を受けて、工作機械各軸のサーボモータ50〜5
2を駆動する。各軸のサーボモータ50〜52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
ーダからの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1ではこれらの位置信号のフィードバッ
クおよび速度フィードバックの説明は省略している。
The axis control circuits 30 to 32 receive the movement command of each axis from the processor 11 and output the command of each axis to the servo amplifiers 40 to 42. The servo amplifiers 40 to 42 receive this command, and the servo motors 50 to 5 for the respective axes of the machine tool.
Drive 2 The servo motors 50 to 52 for the respective axes have a built-in pulse coder for position detection, and the position signal from this pulse coder is fed back as a pulse train. In some cases, a linear scale is used as the position detector. Further, a speed signal can be generated by F / V (frequency / speed) conversion of this pulse train. In FIG. 1, description of feedback of these position signals and velocity feedback is omitted.

【0017】スピンドル制御回路60は工作機械への主
軸回転指令を受け、スピンドルアンプ61にスピンドル
速度信号を出力する。スピンドルアンプ61はこのスピ
ンドル速度信号を受けて、工作機械の主軸モータ62を
指令された回転速度で回転させる。主軸モータ62には
歯車あるいはベルト等でポジションコーダ63が結合さ
れ、該ポジションコーダ63が主軸の回転に同期して帰
還パルスを出力し、その帰還パルスはインターフェイス
20を経由してプロセッサ11によって読み取られる。
The spindle control circuit 60 receives a spindle rotation command to the machine tool and outputs a spindle speed signal to the spindle amplifier 61. The spindle amplifier 61 receives the spindle speed signal and rotates the spindle motor 62 of the machine tool at the commanded rotation speed. A position coder 63 is coupled to the spindle motor 62 by a gear or a belt, and the position coder 63 outputs a feedback pulse in synchronization with the rotation of the spindle, and the feedback pulse is read by the processor 11 via the interface 20. .

【0018】次に、本実施例のCNC制御装置10に適
用した円弧補間方法の作用原理について説明する。
Next, the principle of operation of the circular interpolation method applied to the CNC controller 10 of this embodiment will be described.

【0019】まず、図3に一点鎖線で示されるような円
弧に対して補間動作を行わせるものとし、円弧の半径を
r、指令速度をF=rω(但し、ωは角速度)、円弧中
心に対する工具現在位置を(x,y)、工具現在位置に
対応するX軸方向の加速度をαxとすれば、向心方向の
加速度rω2 をx軸に投影した加速度がαxに等しいこ
と、および、指令速度Fがrωで与えられていることに
より、指令速度Fを実現させるために必要とされるX軸
方向の加速度αxの値は数1の式によって求められる。
First, it is assumed that an interpolation operation is performed on a circular arc as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3, the radius of the circular arc is r, the command speed is F = rω (where ω is an angular speed), and the center of the arc. If the tool current position is (x, y) and the X-axis direction acceleration corresponding to the tool current position is αx, the acceleration rω 2 in the centripetal direction projected on the x-axis is equal to αx, and the command Since the speed F is given by rω, the value of the acceleration αx in the X-axis direction required to realize the command speed F can be obtained by the equation (1).

【0020】[0020]

【数1】同様に、指令速度Fを実現させるために必要と
されるY軸方向の加速度αyの値は数3の式によって求
めることができる。
## EQU1 ## Similarly, the value of the acceleration .alpha.y in the Y-axis direction required to realize the command speed F can be obtained by the equation (3).

【0021】[0021]

【数3】 ここで、X軸サーボモータ50の許容加速度をαxma
x.、Y軸サーボモータ51の許容加速度をαymax.とす
れば、αxmax.≧αxかつαymax.≧αyの場合に限
り、指令速度Fで工具を円弧補間させることが可能とな
る。つまり、αx,αyのうちいずれか一方でも許容加
速度αxmax.,αymax.の範囲を越えていれば、指令速
度Fを実現させるために必要とされる各軸方向の加速度
αxとαyとを同時に達成することができず、指令速度
Fによる正常な円弧補間を行うことが不能となる。
[Equation 3] Here, the allowable acceleration of the X-axis servomotor 50 is set to αxma
If the allowable acceleration of the x., Y-axis servo motor 51 is αymax., the tool can be circularly interpolated at the command speed F only when αxmax. ≧ αx and αymax. ≧ αy. That is, if either one of αx and αy exceeds the range of allowable accelerations αxmax. And αymax., The accelerations αx and αy in each axial direction required to realize the command speed F are simultaneously achieved. Therefore, it becomes impossible to perform normal circular interpolation with the command speed F.

【0022】そこで、X軸方向の加速度αxをαxmax.
とおき、数1の式をFについて解けば、X軸サーボモー
タ50の許容加速度αxmax.の範囲で実現することので
きる移動速度の最大値F′(数4)、つまり、X軸方向
の加速度αxのみが許容加速度を越えた場合の移動速度
の最大値F′を求めることができる。
Therefore, the acceleration αx in the X-axis direction is set to αxmax.
If the equation 1 is solved for F, the maximum value F ′ (equation 4) of the moving speed that can be realized within the range of the allowable acceleration αxmax. Of the X-axis servomotor 50, that is, the acceleration in the X-axis direction It is possible to obtain the maximum value F ′ of the moving speed when only αx exceeds the allowable acceleration.

【0023】[0023]

【数4】 同様に、Y軸方向の加速度αyをαymax.とおき、数3
の式をFについて解けば、Y軸サーボモータ50の許容
加速度αymax.の範囲で実現することのできる移動速度
の最大値F′(数5)、つまり、Y軸方向の加速度αy
のみが許容加速度を越えた場合の移動速度の最大値F′
を求めることができる。
[Equation 4] Similarly, the acceleration αy in the Y-axis direction is set to αymax.
If the equation is solved for F, the maximum value F ′ (equation 5) of the moving speed that can be realized within the range of the allowable acceleration αy max. Of the Y-axis servomotor 50, that is, the acceleration αy in the Y-axis direction
Maximum value of moving speed F'when only exceeds the allowable acceleration
Can be asked.

【0024】[0024]

【数5】 また、X軸方向の加速度αxおよびY軸方向の加速度α
yの各々が夫々の許容加速度αxmax.,αymax.を同時
に越えている場合は、まず、数4の式により、X軸方向
の加速度αxをαxmax.に制限したときの移動速度の最
大値F′を求め、数3の式におけるFに求められたF′
の値を代入して、X軸方向の加速度αxをαxmax.に制
限したときのY軸方向の加速度αyを求める。そして、
この加速度αyがY軸方向の許容加速度αymax.を越え
ていないなら、即ち、数6の式を満足しているのであれ
ば、X軸サーボモータ50に対するY軸サーボモータ5
1の追従が可能となるので、数4の式で求められる移動
速度の最大値F′で円弧補間を行うことができる。ま
た、数6の式が満足されないのであればY軸サーボモー
タ51の駆動限度を優先し、数5の式で求められる移動
速度の最大値F′で円弧補間を行わせることができる。
このようにして求められた移動速度の最大値F′がクラ
ンプ速度である。
[Equation 5] Further, the acceleration αx in the X-axis direction and the acceleration α in the Y-axis direction
When each y exceeds the respective allowable accelerations αxmax. and αymax. at the same time, first, the maximum value F ′ of the moving speed when the acceleration αx in the X-axis direction is limited to αxmax. Is obtained, and F ′ obtained in F in the formula 3 is obtained.
Value is substituted to obtain the acceleration αy in the Y-axis direction when the acceleration αx in the X-axis direction is limited to αxmax. And
If this acceleration αy does not exceed the allowable acceleration αymax. In the Y-axis direction, that is, if the formula 6 is satisfied, the Y-axis servomotor 5 with respect to the X-axis servomotor 50
Since 1 can be followed, circular interpolation can be performed with the maximum value F ′ of the moving speed obtained by the equation (4). Further, if the formula 6 is not satisfied, the drive limit of the Y-axis servomotor 51 can be prioritized, and the circular interpolation can be performed with the maximum value F ′ of the moving speed obtained by the formula 5.
The maximum value F'of the moving speed thus obtained is the clamp speed.

【0025】[0025]

【数6】 図2は本実施例のCNC制御装置10で前述の円弧補間
方法を実施するための処理の概略を示すフローチャート
であり、自動運転モードの処理を行うプロセッサ11に
より円弧補間指令が読み込まれる毎に繰り返し実行され
る。
[Equation 6] FIG. 2 is a flow chart showing the outline of the processing for carrying out the above-mentioned circular interpolation method in the CNC controller 10 of the present embodiment, which is repeated every time the circular interpolation command is read by the processor 11 which executes the automatic operation mode processing. To be executed.

【0026】加工プログラムから円弧補間指令を読み込
んだプロセッサ11は、まず、今回の指令で与えられた
円弧中心の座標値x0,y0と円弧半径rおよび指令速
度Fを記憶し(ステップS1)、工具現在位置x1,y
1を一時記憶する(ステップS2)。次いで、プロセッ
サ11は、今回の円弧補間指令に対応する補間動作が完
了しているか否かを判別し(ステップS3)、補間動作
が完了していなければ、円弧中心に対する各軸の現在位
置x,yを求め、該各軸現在位置x,yおよびステップ
S1の処理で読み込んだ円弧半径rならびに指令速度F
に基いて数1および数3の式を実行し、指令速度Fを実
現させるために必要とされるX軸方向の加速度αxの値
とY軸方向の加速度αyの値を求める(ステップS
4)。
The processor 11, which has read the circular interpolation command from the machining program, first stores the coordinate values x0, y0 of the center of the circular arc, the circular arc radius r and the command speed F given by this command (step S1), Current position x1, y
1 is temporarily stored (step S2). Next, the processor 11 determines whether the interpolation operation corresponding to the current circular interpolation command is completed (step S3). If the interpolation operation is not completed, the current position x of each axis with respect to the arc center, y is obtained, the current position x, y of each axis, the arc radius r read in the process of step S1, and the command speed F
The equations 1 and 3 are executed based on the equation (1) to obtain the value of the acceleration αx in the X-axis direction and the value of the acceleration αy in the Y-axis direction required to realize the command speed F (step S
4).

【0027】次いで、プロセッサ11は、指令速度Fを
実現させるために必要とされるX軸方向の加速度αxの
値がX軸サーボモータ50の許容加速度αxmax.(CM
OSメモリ14内部に記憶)を越えているか否かを判別
し(ステップS5)、越えていなければ、指令速度Fを
実現させるために必要とされるY軸方向の加速度αyの
値がY軸サーボモータ51の許容加速度αymax.(CM
OSメモリ14内部に記憶)を越えているか否かを判別
する(ステップS6)。加速度αx,αyが共に許容加
速度αxmax.,αymax.の範囲内にあれば、プロセッサ
11はステップS1の処理で読み込んだ指令速度Fをそ
のまま工具移動速度F′とし(ステップS7)、該移動
速度F′に基いて、X,Y各軸に円弧補間を実行するた
めの分配パルスを出力する(ステップS12)。
Next, the processor 11 determines that the value of the acceleration αx in the X-axis direction required to realize the command speed F is the allowable acceleration αxmax. (CM of the X-axis servomotor 50.
It is determined whether or not it exceeds the value stored in the OS memory 14 (step S5). If not, the value of the acceleration αy in the Y-axis direction required to realize the command speed F is Y-axis servo. Allowable acceleration of motor 51 αymax. (CM
It is determined whether or not it exceeds the memory (stored inside the OS memory 14) (step S6). If the accelerations αx and αy are both within the ranges of the allowable accelerations αxmax. And αymax., The processor 11 sets the command speed F read in the process of step S1 as it is as the tool moving speed F ′ (step S7), and the moving speed F ′, A distributed pulse for executing circular interpolation is output to each of the X and Y axes (step S12).

【0028】また、ステップS5の判別結果が偽となる
と共にステップS6の判別結果が真となった場合、即
ち、指令速度Fを実現させるために必要とされるY軸方
向の加速度αyの値のみがY軸サーボモータ51の許容
加速度αymax.を越えた場合は、Y軸方向の加速度αy
の値を許容加速度αymax.に制限し、数5の式により、
Y軸方向の加速度αyのみが許容加速度を越えた場合の
移動速度の最大値F′を求め(ステップS11)、該移
動速度F′に基いて、X,Y各軸に円弧補間を実行する
ための分配パルスを出力する(ステップS12)。
If the determination result of step S5 is false and the determination result of step S6 is true, that is, only the value of the acceleration αy in the Y-axis direction required to realize the command speed F is obtained. Exceeds the allowable acceleration αymax. Of the Y-axis servo motor 51, the acceleration in the Y-axis direction αy
The value of is limited to the allowable acceleration αymax.
To obtain the maximum value F ′ of the moving speed when only the acceleration αy in the Y-axis direction exceeds the allowable acceleration (step S11), and to execute the circular interpolation on the X and Y axes based on the moving speed F ′. The distribution pulse of is output (step S12).

【0029】一方、ステップS5の判別結果が真となっ
た場合、即ち、少なからず、指令速度Fを実現させるた
めに必要とされるX軸方向の加速度αxの値が許容加速
度αxmax.を越えていると判別された場合は、更に、指
令速度Fを実現させるために必要とされるY軸方向の加
速度αyの値がY軸サーボモータ51の許容加速度αy
max.を越えているか否かを判別する(ステップS8)。
そして、ステップS8の判別結果が偽となった場合、即
ち、指令速度Fを実現させるために必要とされるX軸方
向の加速度αxの値のみがX軸サーボモータ50の許容
加速度αxmax.を越えた場合は、X軸方向の加速度αx
の値を許容加速度αxmax.に制限し、数4の式により、
X軸方向の加速度αxのみが許容加速度を越えた場合の
移動速度の最大値F′を求め(ステップS10)、該移
動速度F′に基いて、X,Y各軸に円弧補間を実行する
ための分配パルスを出力する(ステップS12)。
On the other hand, if the determination result in step S5 is true, that is, the value of the acceleration αx in the X-axis direction required to realize the command speed F exceeds the allowable acceleration αxmax. If it is determined that the value of the acceleration αy in the Y-axis direction required to realize the command speed F is the allowable acceleration αy of the Y-axis servo motor 51,
It is determined whether or not the maximum value is exceeded (step S8).
When the determination result in step S8 is false, that is, only the value of the acceleration αx in the X-axis direction required to realize the command speed F exceeds the allowable acceleration αxmax. Of the X-axis servomotor 50. The acceleration αx in the X-axis direction,
The value of is limited to the allowable acceleration α x max.
To obtain the maximum value F ′ of the moving speed when only the acceleration αx in the X-axis direction exceeds the allowable acceleration (step S10), and to execute circular interpolation on each of the X and Y axes based on the moving speed F ′. The distribution pulse of is output (step S12).

【0030】また、ステップS8の判別結果が真となっ
た場合、即ち、加速度αx,αyが共に許容加速度αx
max.,αymax.の範囲を越えた場合内には、円弧中心に
対する各軸の現在位置x,yとCMOSメモリ14に記
憶されているαxmax.,αymax.の値に基いて、数6の
式が成立するか否かを判別し(ステップS9)、数6の
式が成立する場合、即ち、X軸サーボモータ50の加速
度をαxmax.に制限したときにX軸サーボモータ50に
対するY軸サーボモータ51の追従が可能な場合には、
数4の式で移動速度の最大値F′を求め(ステップS1
0)、該移動速度F′に基いて、X,Y各軸に円弧補間
を実行するための分配パルスを出力する(ステップS1
2)。一方、数6の式が成立しない場合は、Y軸サーボ
モータ51の駆動限度を優先し、数5の式で移動速度の
最大値F′を求め(ステップS11)、該移動速度F′
に基いて、X,Y各軸に円弧補間を実行するための分配
パルスを出力する(ステップS12)。
When the result of the determination in step S8 is true, that is, the accelerations αx and αy are both the allowable acceleration αx.
When the range of max., αymax. is exceeded, the current position x, y of each axis with respect to the center of the arc and the values of αxmax., αymax. It is determined whether or not is satisfied (step S9), and when the expression of Formula 6 is satisfied, that is, when the acceleration of the X-axis servomotor 50 is limited to αxmax., The Y-axis servomotor for the X-axis servomotor 50 is determined. If 51 can be followed,
The maximum value F ′ of the moving speed is calculated by the equation (4) (step S1
0), based on the moving speed F ', a distributed pulse for executing circular interpolation is output to each of the X and Y axes (step S1).
2). On the other hand, when the expression of the expression 6 is not established, the drive limit of the Y-axis servomotor 51 is given priority, and the maximum value F ′ of the moving speed is obtained by the expression of the expression 5 (step S11), and the moving speed F ′ is obtained.
Based on the above, a distribution pulse for executing circular interpolation is output to each of the X and Y axes (step S12).

【0031】以下、プロセッサ11は、円弧補間指令に
対応する補間動作が完了するまでの間、円弧中心に対す
る各軸の現在位置x,yの変化に応じて前記と同様の判
別処理を繰り返し実行し、X軸,Y軸の加速度αx,α
yが共に許容加速度αxmax.,αymax.の範囲内にあれ
ば、ステップS1の処理で読み込んだ指令速度Fをその
まま工具移動速度F′として各軸を駆動制御する一方、
加速度αx,αyのいずれか一方でも許容加速度αxma
x.,αymax.の範囲を越えれば、各軸の協調動作による
円弧補間が可能な最大の移動速度F′を求め、各軸の合
成移動速度をF′にクランプして各軸を駆動制御するこ
ととなる。
Thereafter, the processor 11 repeatedly executes the same discrimination processing as described above in accordance with the change of the current position x, y of each axis with respect to the center of the circular arc until the interpolation operation corresponding to the circular interpolation command is completed. , X-axis, Y-axis acceleration αx, α
If both y are within the range of the allowable accelerations αxmax. and αymax., the command speed F read in the process of step S1 is used as it is as the tool moving speed F ′ to drive and control each axis.
Allowable acceleration αxma for either one of accelerations αx and αy
If the range of x., αymax. is exceeded, the maximum moving speed F ′ at which circular interpolation by cooperative operation of each axis is possible is obtained, and the combined moving speed of each axis is clamped to F ′ to drive and control each axis. It will be.

【0032】本実施例の円弧補間方法によれば、X軸サ
ーボモータ50およびY軸サーボモータ51の加速度α
x,αyが共に許容加速度αxmax.,αymax.の範囲に
あるときは加工プログラムで与えられた指令速度Fで工
具をそのまま円弧補間させることができ、また、いずれ
か一方の加速度αx,αyが許容加速度αxmax.,αy
max.を越えた場合(共に越えた場合も含む)には、許容
加速度を越えた方の軸の加速度を許容加速度に制限して
他方の軸をこれに追従させるようにしたので、円弧補間
に関する工具移動を従来方法に比べ極めて高速に行うこ
とができる。
According to the circular interpolation method of this embodiment, the acceleration α of the X-axis servomotor 50 and the Y-axis servomotor 51 is
When both x and αy are in the range of allowable acceleration αxmax. and αymax., the tool can be circularly interpolated at the command speed F given by the machining program, and either acceleration αx and αy is allowable. Acceleration αxmax., Αy
When exceeding the max. (including the case where both are exceeded), the acceleration of the axis that exceeds the allowable acceleration is limited to the allowable acceleration and the other axis follows it. Tool movement can be performed at extremely high speed as compared with the conventional method.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の円弧補間方法は、指令速度を実
現するために必要とされる各軸毎の加速度を求め、各軸
毎の加速度の全てが許容加速度の範囲内にあれば指令速
度で各軸を駆動制御する一方、各軸毎の加速度のいずれ
かが許容加速度の範囲を越えた場合には、加速能力の低
い方の軸を許容加速度で加速すると共に他方の軸をこれ
に追従させるようにして円弧補間動作を行わせるように
したので、象限境界での加速度を最大と仮定して速度に
クランプをかける従来の制御方法に比べ、円弧補間を高
速で行うことができる。
According to the circular interpolation method of the present invention, the acceleration for each axis required to realize the command speed is obtained, and if all the accelerations for each axis are within the range of the allowable acceleration, the command speed is obtained. While controlling the drive of each axis with, while any of the acceleration of each axis exceeds the range of allowable acceleration, the axis with lower acceleration capability is accelerated with the allowable acceleration and the other axis follows it. Since the circular interpolation operation is performed as described above, the circular interpolation can be performed at a higher speed than the conventional control method in which the acceleration at the quadrant boundary is assumed to be the maximum and the velocity is clamped.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の方法を実施する一実施例のCNC制御
装置のハードウェアを示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing hardware of a CNC controller according to an embodiment for carrying out the method of the present invention.

【図2】一実施例の円弧補間方法を実施するCNC制御
装置の処理の概略を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of processing of a CNC control device that implements a circular interpolation method according to an embodiment.

【図3】円弧補間を例示する概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating circular interpolation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 CNC制御装置 11 プロセッサ 12 ROM 13 RAM 14 CMOSメモリ 18 インターフェイス 21 バス 50 X軸サーボモータ 51 Y軸サーボモータ 10 CNC control device 11 Processor 12 ROM 13 RAM 14 CMOS memory 18 Interface 21 Bus 50 X-axis servo motor 51 Y-axis servo motor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 CNC制御装置による円弧補間処理実行
時の所定周期毎、円弧中心に対する各軸の現在位置を検
出し、該各軸の現在位置、および、円弧半径と指令速度
とに基き、指令速度を実現するために必要とされる各軸
毎の加速度を求め、 該各軸毎の加速度の全てが各軸毎に設定された許容加速
度の範囲内にあれば、前記指令速度で各軸を駆動制御す
る一方、 前記各軸毎の加速度のいずれかが各軸毎に設定された許
容加速度の範囲を越えると、円弧補間を実現すべく予め
設定された前記各軸毎の許容加速度と前記各軸現在位置
および前記円弧半径に基いてクランプ速度を算出し、該
クランプ速度で各軸を駆動制御するようにしたCNC制
御装置における円弧補間方法。
1. A current position of each axis with respect to the center of a circular arc is detected at predetermined intervals when a circular arc interpolation process is performed by a CNC controller, and a command is issued based on the current position of each axis and the circular arc radius and command speed. Obtain the acceleration for each axis required to realize the speed, and if all the accelerations for each axis are within the range of the allowable acceleration set for each axis, then use the command speed for each axis. While performing drive control, when any of the accelerations for each axis exceeds the allowable acceleration range set for each axis, the allowable accelerations for each axis and the above-mentioned allowable presets for realizing circular interpolation are set. A circular arc interpolation method in a CNC control device, wherein a clamp speed is calculated based on the current position of an axis and the circular arc radius, and each axis is drive-controlled at the clamp speed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005165408A (en) * 2003-11-28 2005-06-23 Yamazaki Mazak Corp Method and apparatus for controlling machine tool
CN113031531A (en) * 2019-12-09 2021-06-25 兄弟工业株式会社 Numerical control device, numerical control method, and computer-readable storage medium

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005165408A (en) * 2003-11-28 2005-06-23 Yamazaki Mazak Corp Method and apparatus for controlling machine tool
CN113031531A (en) * 2019-12-09 2021-06-25 兄弟工业株式会社 Numerical control device, numerical control method, and computer-readable storage medium
CN113031531B (en) * 2019-12-09 2024-07-16 兄弟工业株式会社 Numerical control device, numerical control method, and computer-readable storage medium

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