JPH0643929A - 数値制御における送り速度制御方法 - Google Patents

数値制御における送り速度制御方法

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JPH0643929A
JPH0643929A JP31402391A JP31402391A JPH0643929A JP H0643929 A JPH0643929 A JP H0643929A JP 31402391 A JP31402391 A JP 31402391A JP 31402391 A JP31402391 A JP 31402391A JP H0643929 A JPH0643929 A JP H0643929A
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田 順 吉
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名 啓 川
Tadashi Tanuma
沼 匡 史 田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】加工ブロック毎に所定の送り速度に制御して加
工工具による加工を行う数値制御において、許容最大速
度を実際の動作処理に即して最適値に設定し、高速加工
を可能とする。 【構成】演算処理態様要素毎にそれぞれ必要とする処理
時間を予め求めておき、加工ブロック毎の演算処理に含
まれる処理態様要素を判別し、判別された各要素に対応
する処理時間の総和値を求め、得られた総和値に基づい
て当該ブロックの許容最小移動時間を定めて送り速度を
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、特に安定性を確保しつつ高速加工
を可能と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特性の著しい向
上が可能となり、多種類の曲面加工をも対応可能として
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
位であるブロック毎の加工処理対象(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。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。
【0004】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)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、先に提
案した送り速度制御方法では、移動指令速度Fcが許容
最大送り速度Fdを越えているときには、実際の送り速
度を許容最大速度Fdに設定している。このブロック許
容最小移動時間としては、想定された実際の処理時間に
安全係数を乗算して得られる値を固定値としてNC装置
内部に設定している。しかしながら、許容最小移動時間
は、例えば演算処理の内容、被加工形状等を規定する加
工プログラムによって広範囲に変化する。それにもかか
わらず、従来は、許容最小移動時間を固定値として設定
し、しかもこの固定値は安全性を考慮して不必要に大き
な値を設定している。その結果、NC装置の加工速度は
上記不必要に大きな値に設定された許容最小移動時間に
より制限され、高速加工性の大きな阻害要因となってい
た。
【0006】そこで、本発明の目的は、許容最大速度を
実際の動作処理に即して最適値に設定した高速加工を可
能とす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。
【0007】
【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、加工ブロック毎に所定の送り速度に制御して加工工
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、演算制御装置のデータ解釈時間に影響のある
要素の解釈に要する処理時間を求めておき、前記加工ブ
ロック毎の処理に含まれる要素を判別し、判別された要
素に対応する処理時間の総計値に基づいて前記加工ブロ
ックの許容最小移動時間を求め、該加工ブロック毎に求
めた許容最小移動時間の値を用いて前記送り速度を制御
するように構成される。
【0008】
【作用】本発明では、演算処理態様要素毎にそれぞれ必
要とする処理時間を予め求めておき、ブロック毎の演算
処理に含まれる処理態様要素を判別し、判別された各要
素に対応する処理時間の総和値を求め、得られた総和値
に基づいて当該ブロックの許容最小移動時間を定めて送
り速度を制御する。つまり、加工ブロック毎に許容最小
移動時間として最適な値を用いて送り速度を制御する。
【0009】
【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
度制御方法の動作処理手順を示すフローチャート、図2
は、その装置構成ブロック図である。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。バッファメモリ3は、複数ブロックについてのN
Cテープ1からの解釈データを格納し、古い順に速度制
御部4に送出する、いわゆるFIFO機能を有する。速
度制御部4は、バッファメモリ3から供給されるデータ
に基づいて、以下に説明するような速度制御を行わせる
べく制御信号をサーボ部5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。
【0010】前述したように、一般に演算処理時間は加
工形状や加工種類等の要素によって異なる。そこで、本
発明では、各ブロック毎の加工形状や加工種類等の処理
時間に影響のある要素の処理時間を予めメモリに格納し
ておき、実際の演算処理における許容最小移動時間は、
メモリから読み出した当該ブロックの演算処理に含まれ
る要素に対応する処理時間に基づいて算出されている。
すなわち、図1を参照すると、先ず、加工プログラムか
ら処理時間に影響のある要素(例えば、E1 ,E2 およ
びE3 )を判別、ピックアップし(ステップS1)、判
別された各要素に対応する処理時間(例えば、α1 ,α
2 およびα3 )をメモリから読み出して求める(ステッ
プS2)。次に、演算処理の基本処理時間T0 (直線補
間の1軸指令プログラム処理時間)に、ステップS2で
得られた各要素に対応する処理時間を加えたものをブロ
ック処理時間Tpとして、 Tp=T0 +α1 +α2 +α3 を求める(ステップS3)。こうして得られたブロック
処理時間に予め定めた最小限の安全係数kを乗算した値
を許容最小移動時間Taとし、 Ta=kTp,(但し、k≧1) で求める(ステップS4)。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。
【0011】図3には、NCプログラムブロックについ
ての演算処理要素と各要素の処理に必要とする処理時間
との関係が示されている。図3において、要素E0 は直
線補間(Gコード、G01で表わされる)1軸指令プロ
グラムで、必要とする処理時間は基本処理時間として定
義されるT0 である。要素E1 は直線補間の2軸指令で
処理時間α1 で、E2 は直線補間の3軸指令で処理時間
α2 、E3 は円弧補間(G02/G03)指令で処理時
間α3 、以下、図示の如く各要素E4 〜E13についての
処理時間が定義されている。要素E1 〜E13はプログラ
ム指令時の処理時間が増大する処理である。また、付属
機能により処理時間が増大する処理要素としては、同図
E20,E21およびE22等に示す如く、同時制御軸数4軸
処理(処理時間α20)、同時制御軸数5軸処理(処理時
間α21)及び対話型編集機能処理(処理時間α22)等が
ある。
【0012】図3に示すような各要素対応の処理時間
は、図2のメモリ8に格納されており、許容最小移動時
間(Ta)算出部7が、バッファメモリ3から読み出し
た当該ブロックデータに基づいて、許容最小移動時間
(Ta)を算出し、このTaを送り速度を制御するため
の制御信号として速度制御部4に送出する。例えば、或
るブロックについてプログラムが直線補間2軸(要素E
1 )と、工具(E6)が指令されていて、同時制御軸数
4軸(要素E20)が付属しているときには、メモリ8か
ら要素E1,E6, E20に対応する処理時間α1,α6,α
20を読み出し、当該ブロックのプログラムブロック処理
時間Tpを、基本処理時間T0 にこれら処理時間α1,
α6,α20を加算する加算処理、 T0 =T0 +α1 +α6+α20 として求め、得られたTpに安全係数を乗算したkTp
を許容最小移動時間Taとして設定して送り速度制御を
行う。同様にして、他のブロックについてもプログラム
で指令処理に含まれている要素に対応する処理時間の総
和を求め、安全係数を乗算して許容最小移動時間を求め
て送り速度を制御する。
【0013】
【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、加工処理態様要素毎
にそれぞれ必要とする処理時間を予め求めておき、ブロ
ック毎の加工処理に含まれる処理態様要素を判別し、判
別された各要素に対応する処理時間の総和値を求め、得
られた総和値に基づいて当該ブロックの許容最小移動時
間を定めて送り速度制御が行われているので、常時、最
適な無駄のない送り速度制御が可能となり、高速且つ高
効率な加工処理が可能となる。
【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
法一実施例の動作手順を示すフローチャートである。
【図2】本発明を用いた数値制御における送り速度制御
装置の一実施例の構成ブロックである。
【図3】本発明の実施例における処理時間に影響を及ぼ
す処理単位とその処理に要する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 許容最小移動時間算出部 8 メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加工ブロック毎に所定の送り速度に制御し
    て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、 演算制御装置のデータ解釈時間に影響のある要素の解釈
    に要する処理時間を求めておき、前記加工ブロック毎の
    処理に含まれる要素を判別し、判別された要素に対応す
    る処理時間の総計値に基づいて前記加工ブロックの許容
    最小移動時間を求め、該加工ブロック毎に求めた許容最
    小移動時間の値を用いて前記送り速度を制御することを
    特徴とする数値制御における送り速度制御方法。
  2. 【請求項2】加工ブロック毎に所定の送り速度に制御し
    て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、 演算制御装置のデータ解釈時間に影響のある要素の解釈
    に要する処理時間を求めて予めメモリに格納しておき、
    前記加工ブロック毎の処理に含まれる要素を判別し、判
    別された要素に対応する処理時間を前記メモリから読み
    出し、読み出した処理時間の総計値に基づいて前記加工
    ブロックの許容最小移動時間を求めて前記送り速度を制
    御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。
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EP92307846A EP0530033B1 (en) 1991-08-30 1992-08-28 Feed rate control method and apparatus in numerical control system
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