JPH0651822A - 対話形数値制御装置のアニメ描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工プログラムの工具軌跡を描画する時、円
弧形状でも正確に描画する。 【構成】 加工プログラムのシュミレーション指令が入
力されると、工具軌跡描画のためのの速度をドライラン
速度Ｖに、そのとき設定されているオーバライド値Ｏv
、アニメ描画倍率Ａを乗じた値としてレジスタＲ
（ｖ）に記憶する（Ｓ１）。加工プログラムを読み、円
弧指令で、レジスタＲ（ｖ）に記憶した描画速度が予め
設定されている円弧形状を正常に描画できる最大値Ｖma
x を越える時のみ、描画速度をこの最大値Ｖmax にクラ
ンプして描画させる（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）。他の場合に
は、ステップＳ１で設定した描画速度で描画する。直線
の描画は描画速度が速くても、始点終点間の移動である
から正しく描画されるが、円弧形状の場合は、途中が飛
ばされる場合が生じ正しく描画できない。しかし、描画
速度を設定最大値Ｖmax にクランプするから正しく描画
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対話形数値制御装置に
関し、特に、加工プログラムの工具軌跡をアニメ描画し
シュミレーションする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】作成された加工プログラムに誤りがない
かチェックする方法として、数値制御装置（以下ＮＣ装
置という）のＣＲＴ表示装置画面に、加工プログラムに
よって駆動され移動する工具軌跡をアニメ描画し、描画
形状によって加工プログラムの誤りをチェックする方式
が従来から採用されている。このアニメ描画の場合、描
画速度は工作機械の可動部を移動させることなく加工プ
ログラムのみを処理して駆動するいわゆるドライラン速
度に、設定されているオーバーライド値を乗じ、さら
に、アニメ速度倍率を乗じた値としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにして決
定される描画速度は、工具軌跡形状（加工形状，描画形
状）がどのような形状であっても、一定な速度である。
数値制御装置は、加工プログラムを読み上記描画速度に
基づいて位置指令を通常８ｍｓ周期毎に各軸への分配移
動指令値を計算し、グラフィック表示を行う表示装置の
プロセッサに引き渡す。表示装置のプロセッサは引き渡
された位置を画面上の位置に計算しその位置を工具軌跡
として表示する。

【０００４】しかし、表示装置のプロセッサが行うグラ
フィック表示のための処理時間が長いとＮＣ装置から出
力される移動指令を受け取れずに描画点がスキップされ
る場合（飛ばされる状態）が生じる。工具軌跡形状（描
画形状，加工形状）が直線である場合には、移動指令が
スキップされ、途中が読まれなくとも、直線の始点と終
点を結んだ線上を工具軌跡は移動するものであるから問
題とならないが、工具軌跡形状が円弧の場合には、途中
の移動指令がスキップされて円弧を描画すべき所が直線
描画となり、加工プログラムの円弧部分を正しくシュミ
レーションすることができない場合がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、アニメ描画速度
を速く設定した場合でも、円弧形状部分の描画も正しく
シュミレーションできる対話形数値制御装置のアニメ描
画方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＮＣ装置に予
め円弧描画時の最大速度を設定しておき、加工プログラ
ムに基づきアニメ描画でシュミレーションする際に、加
工プログラムから円弧指令が読みだされると、その時点
でのアニメ描画速度が上記設定された最大速度を越えて
いるか否か判断し、越えている場合には、上記最大速度
にクランプしてアニメ描画を行うようにすることによっ
て、円弧形状の場合でも、加工プログラムどおりの工具
軌跡を描画できるようにした。

【０００７】

【作用】ＮＣ装置にシュミレーション指令が入力される
と、数値制御装置は加工プログラムを１ブロック毎順次
読みだし、該指令が円弧指令か否か判断する。円弧指令
でなければ、ドライラン速度に設定されているオーバラ
イド値を乗じさらにアニメ速度倍率を乗じた描画速度で
処理を行い、移動指令を各軸に分配し、表示装置の画面
上に工具軌跡を描画する。また、円弧指令であると、現
在設定されているオーバライドにより導き出される上記
描画速度が、予め設定されている描画速度の最大速度を
越えているか否か判断し、越えていれば、この設定され
た最大速度に、越えてなければ、算出された描画速度で
処理し、描画を行う。円弧形状を描画する場合、速度が
設定最大速度以上になることはないので、途中の移動指
令がスキップされて円弧を描画すべき所が直線描画とな
ることはない。

【０００８】

【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ＮＣ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ＮＣ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、ＮＣ装置１０を全体的に制御する。ＲＡＭ１
３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、ＮＣ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、自
動運転のための再生モードの処理、シュミレーションモ
ード等の処理を実施するためののシステムプログラムが
予め書き込まれている。

【０００９】インターフェイス１５はＮＣ装置１０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、
ＮＣ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。

【００１０】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６は、ＮＣ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。

【００１１】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、さらに、シュミレーション時の各
軸への移動指令値等の画像信号は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。ＣＲ
Ｔ／ＭＤＩユニット７０はプロセッサ，メモリ，ディス
プレイ及び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。また、プロセッサ１１から送られてきたデータ
に基づいてＣＲＴ／ＭＤＩユニットのプロセッサは表示
処理を実行しディスプレイ上に表示する。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。

【００１２】軸制御回路３０〜３４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４０〜４４に出力する。サーボアンプ４０〜４４はこ
の指令を受けて、工作機械各軸のサーボモータ５０〜５
４を駆動する。各軸のサーボモータ５０〜５４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。

【００１３】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。

【００１４】上述したＮＣ装置の構成は従来から公知の
数値制御装置と同一の構成であり、詳細は省略する。次
に、加工プログラムの工具軌跡描画によるシュミレーシ
ョンについて、説明する。まず、ＣＲＴ／ＭＤＩユニッ
ト７０のキーボードより、円弧形状を描画する時に、正
常に円弧形状を描画できる描画速度の最大値Ｖmax を設
定して、ＣＭＯＳメモリ１４に記憶しておく。そして、
ＮＣ装置をシュミレーションモードに設定し、工具軌跡
描画指令を入力すると、プロセッサ１１は図２にフロー
チャートで示す処理を実行する。

【００１５】描画実行速度を記憶するレジスタＲ（ｖ）
に、ドライラン速度Ｖに現在設定されているオーバライ
ドＯv 及びアニメ速度倍率Ａを乗じた値（Ｖ・Ｏv ・
Ａ）を格納し（ステップＳ１）、加工プログラムを初め
より１ブロック読みだし、該ブロックで読み出した指令
がプログラム終了指令か判断し、終了指令でなければ円
弧指令か否か判断する（ステップＳ３，Ｓ４）。円弧指
令でもなければ、そのまま処理を続行し、レジスタＲ
（ｖ）に記憶する描画実行速度に基づいて各軸への移動
指令の分配処理を行いＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０に出
力し（ステップＳ９）、ステップＳ２に戻る。ＣＲＴ／
ＭＤＩユニット７０のプロセッサは、受信した各軸移動
指令位置よりＣＲＴ表示装置にグラフィック表示するた
めの位置を計算しＣＲＴ表示装置の画面上に工具軌跡と
して表示する。

【００１６】また、読み込んだブロックの指令が円弧指
令であると、ステップＳ４からステップＳ５に移行し、
レジスタＲ（ｖ）に記憶する描画実行速度が設定された
最大値Ｖmax を越えているか否か判断し、越えてなけれ
ばステップＳ９へ移行して前述した処理によって工具軌
跡をＣＲＴ表示装置の画面に描画する。しかし、ステッ
プＳ５でレジスタＲ（ｖ）に記憶する現在の描画実行速
度が設定された最大値Ｖmax を越えていると判断される
と、レジスタＲ（ｖ）にこの最大値Ｖmax を格納し（ス
テップＳ６）、この格納した最大値の速度で各軸への分
配指令を計算しＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０に出力する
（ステップＳ７）。ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０のプロ
セッサは、受信した各軸移動指令位置よりＣＲＴ表示装
置にグラフィック表示するための位置を計算しＣＲＴ表
示装置の画面上に工具軌跡として表示する。１ブロック
の移動処理が終了すると、レジスタＲ（ｖ）に通常の描
画実行速度であるドライラン速度Ｖに現在設定されてい
るオーバライドＯv 及びアニメ速度倍率Ａを乗じた値
（Ｖ・Ｏv ・Ａ）を格納し（ステップＳ８）、ステップ
Ｓ２に戻る。

【００１７】以下、プログラム終了指令が読み込まれる
まで、順次加工プログラムを１ブロック毎順次読み取
り、上記処理を実行し円弧形状の描画のときには最大描
画実行速度が設定値Ｖmax にクランプされて実行される
ことになり、円弧形状部分も正しく工具軌跡が描画され
てシュミレーションを行うことができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、加工プログラムの工具軌跡を
アニメ描画する場合、直線形状の描画時にはそのとき設
定されているオーバライド値で決まる描画実行速度によ
って描画されるが、この描画実行速度が速く、円弧形状
をこの速度でそのまま描画させると正しく描画されない
ような場合の速度の場合には、設定された正常に円弧形
状を描画できる描画速度の最大値Ｖmax によって処理し
描画することになるから、円弧形状も正しく描画され、
かつ、描画速度を格別落とすことなくシュミレーション
を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の数値制御装置のブロック図
である。

【図２】同実施例におけるアニメ描画処理のフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１０ 数値制御装置（ＮＣ装置） １５，１８，１９，２０ インターフェイス １６ ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントロー
ラ） ５０〜５４ サーボモータ ６２ 主軸モータ ６３ ポジションコーダ ７０ ＣＲＴ／ＭＤＩユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対話形数値制御装置における加工プログ
   ラムでプログラムされた工具軌跡のアニメ描画方法にお
   いて、予め円弧描画時の最大速度を設定しておき、加工
   プログラムに基づきアニメ描画でシュミレーションする
   際に、加工プログラムから円弧指令が読みだされると、
   その時点におけるアニメの描画速度が上記設定された最
   大速度を越えているか否か判断し、越えている場合に
   は、上記最大速度にクランプしてアニメ描画を行うこと
   を特徴とする対話形数値制御装置のアニメ描画方法。