JPH0760341B2 - 数値制御方法 - Google Patents
数値制御方法Info
- Publication number
- JPH0760341B2 JPH0760341B2 JP62192273A JP19227387A JPH0760341B2 JP H0760341 B2 JPH0760341 B2 JP H0760341B2 JP 62192273 A JP62192273 A JP 62192273A JP 19227387 A JP19227387 A JP 19227387A JP H0760341 B2 JPH0760341 B2 JP H0760341B2
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- virtual arc
- current block
- numerical control
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、微小ブロックが連続する数値制御（以下、NC
という）プログラムに基づいてNC工作機械の駆動部を制
御する数値制御方法に関する。
という）プログラムに基づいてNC工作機械の駆動部を制
御する数値制御方法に関する。
（技術的背景と解決すべき問題点） NC工作機械ではNCプログラムにより加工形状，送り速
度，使用工具等を指定して加工を行なっているが、実際
の加工においてはサーボ系の遅れのためにNCプログラム
で指定した経路と実際の工具経路との間に差（以下、加
工誤差という）が生じる。特に、高速な切削送り速度の
場合、加工誤差はコーナー部切削や円弧指令のときに顕
著となる。このため、NCプログラムで指定した送り速度
指令値に対して、コーナー部切削や円弧指令において加
工誤差を小さくするために、コーナー部の角度や円弧指
令の半径により送り速度を下げるようにする数値制御方
法が提案されてる。
度，使用工具等を指定して加工を行なっているが、実際
の加工においてはサーボ系の遅れのためにNCプログラム
で指定した経路と実際の工具経路との間に差（以下、加
工誤差という）が生じる。特に、高速な切削送り速度の
場合、加工誤差はコーナー部切削や円弧指令のときに顕
著となる。このため、NCプログラムで指定した送り速度
指令値に対して、コーナー部切削や円弧指令において加
工誤差を小さくするために、コーナー部の角度や円弧指
令の半径により送り速度を下げるようにする数値制御方
法が提案されてる。
第５図は、従来の送り速度の数値制御方法を実現するNC
装置の一例を示す概略ブロック図であり、NCプログラム
１はテープリーダ等を介してNC装置に入力され、このNC
プログラム１の１ブロック毎のデータをプログラム解釈
部２が読み込む。このプログラム解釈部２は２ブロック
分のデータバッファ2aを有し、１ブロックの先読み処理
が可能である。スイッチS1は、図示していない円弧補間
モード又は直線補間モードを示す切換信号によって切換
えられ、円弧補間モードのときは円弧部送り速度演算部
３において指令された円弧の半径から送り速度Fcを決定
し、直線補間モードとのときはコーナー部角度算出部４
においてプログラム解釈部２のデータバッファ2aにバッ
ファリングしてある現ブロックと次のブロックのデータ
からコーナー部の角度θを算出し、コーナー部送り速度
演算部５において算出した角度θからそのコーナー部に
おける送り速度Fcを決定する。比較手段６は、コーナー
部や円弧指令においてNCプログラムで指令された速度Fp
と、円弧部送り速度演算部３やコーナー部送り速度演算
部５で決定した送り速度Fcとを比較し、小さい方の送り
速度を関数発生手段に出力する。
装置の一例を示す概略ブロック図であり、NCプログラム
１はテープリーダ等を介してNC装置に入力され、このNC
プログラム１の１ブロック毎のデータをプログラム解釈
部２が読み込む。このプログラム解釈部２は２ブロック
分のデータバッファ2aを有し、１ブロックの先読み処理
が可能である。スイッチS1は、図示していない円弧補間
モード又は直線補間モードを示す切換信号によって切換
えられ、円弧補間モードのときは円弧部送り速度演算部
３において指令された円弧の半径から送り速度Fcを決定
し、直線補間モードとのときはコーナー部角度算出部４
においてプログラム解釈部２のデータバッファ2aにバッ
ファリングしてある現ブロックと次のブロックのデータ
からコーナー部の角度θを算出し、コーナー部送り速度
演算部５において算出した角度θからそのコーナー部に
おける送り速度Fcを決定する。比較手段６は、コーナー
部や円弧指令においてNCプログラムで指令された速度Fp
と、円弧部送り速度演算部３やコーナー部送り速度演算
部５で決定した送り速度Fcとを比較し、小さい方の送り
速度を関数発生手段に出力する。
しかし、このような従来の送り速度の数値制御方法を移
動量の少ない指令ブロック（以下、微小ブロックとい
う）が連続するNCプログラムに適用すると、送り速度が
不用意に変化してしまい、その結果、加工面が荒くなる
だけでなく加工誤差を十分小さくすることができなくな
ってしまう。即ち、微小ブロックが連続するNCプログラ
ムは、もともと任意の曲線で構成された真の形状に対
し、ある許容量をもって近似を行なって作成したものが
多く、NCプログラムに指令された加工形状のコーナー部
の角度や円弧指令の半径を考慮するだけの送り速度の数
値制御方法では真の形状の曲率を決定するのに不十分で
あり、適正な送り速度を決定することができなかった。
動量の少ない指令ブロック（以下、微小ブロックとい
う）が連続するNCプログラムに適用すると、送り速度が
不用意に変化してしまい、その結果、加工面が荒くなる
だけでなく加工誤差を十分小さくすることができなくな
ってしまう。即ち、微小ブロックが連続するNCプログラ
ムは、もともと任意の曲線で構成された真の形状に対
し、ある許容量をもって近似を行なって作成したものが
多く、NCプログラムに指令された加工形状のコーナー部
の角度や円弧指令の半径を考慮するだけの送り速度の数
値制御方法では真の形状の曲率を決定するのに不十分で
あり、適正な送り速度を決定することができなかった。
（発明の目的） 本発明は上述のような事情からなされたものであり、本
発明の目的は、特に微小ブロックが連続するNCプログラ
ムでの加工において、与えられた点群から真の形状の曲
率を想定することで適正な送り速度を決定し、加工精度
の向上及び加工面の質的向上を図ることができる数値制
御方法を提供することにある。
発明の目的は、特に微小ブロックが連続するNCプログラ
ムでの加工において、与えられた点群から真の形状の曲
率を想定することで適正な送り速度を決定し、加工精度
の向上及び加工面の質的向上を図ることができる数値制
御方法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、微小ブロックが連続するNCプログラムに基づ
いてNC工作機械の駆動部の送り速度の制御を行なう数値
制御方法に関するもので、本発明の上記目的は、微小ブ
ロックが連続する数値制御プログラムに基づいて数値制
御工作機械の駆動部の送り速度の制御を行なう場合、各
ブロックについて、現ブロックの指令点と当該現ブロッ
クの前後のブロックの指令点の３点を通る第１の仮想円
弧の半径を求め、前記現ブロックを含む前後の数ブロッ
クにおける前記第１の仮想円弧の半径を平均化して第２
の仮想円弧の半径を求め、前記現ブロックの指令点と前
記前ブロックの指令点を通る該第２の仮想円弧が形作る
扇形の中心角を算出し、該中心角の正弦を該中心角で除
した値の平方根を前記第２の仮想円弧の半径に乗じて補
正した第３の仮想円弧の半径を求めると共に、前記第２
の仮想円弧の半径から前記第３の仮想円弧の半径を減算
した値を予め記憶されている加工公差から差し引いて補
正し、前記第３の仮想円弧の半径と前記補正した加工公
差との積の平方根に比例する前記送り速度を決定し、前
記駆動部を制御することで達成される。
いてNC工作機械の駆動部の送り速度の制御を行なう数値
制御方法に関するもので、本発明の上記目的は、微小ブ
ロックが連続する数値制御プログラムに基づいて数値制
御工作機械の駆動部の送り速度の制御を行なう場合、各
ブロックについて、現ブロックの指令点と当該現ブロッ
クの前後のブロックの指令点の３点を通る第１の仮想円
弧の半径を求め、前記現ブロックを含む前後の数ブロッ
クにおける前記第１の仮想円弧の半径を平均化して第２
の仮想円弧の半径を求め、前記現ブロックの指令点と前
記前ブロックの指令点を通る該第２の仮想円弧が形作る
扇形の中心角を算出し、該中心角の正弦を該中心角で除
した値の平方根を前記第２の仮想円弧の半径に乗じて補
正した第３の仮想円弧の半径を求めると共に、前記第２
の仮想円弧の半径から前記第３の仮想円弧の半径を減算
した値を予め記憶されている加工公差から差し引いて補
正し、前記第３の仮想円弧の半径と前記補正した加工公
差との積の平方根に比例する前記送り速度を決定し、前
記駆動部を制御することで達成される。
（発明の作用） 本発明による数値制御方法は、指令点３点を通る円の半
径群を平均化することで真の形状に近い曲率を想定し、
さらに真の形状と指令形状との近似誤差を打ち消すよう
にその曲率及び加工公差を補正して、送り速度決定する
ものである。
径群を平均化することで真の形状に近い曲率を想定し、
さらに真の形状と指令形状との近似誤差を打ち消すよう
にその曲率及び加工公差を補正して、送り速度決定する
ものである。
（発明の実施例） 第１図は、本発明による送り速度の数値制御方法を実現
するNC装置の一例を示す概略ブロック図であり、テープ
リーダ等を介してNC装置に入力されたNCプログラム101
の１ブロック毎のデータを数ブロック先まで先読みして
データバッファ102aにバッファリングするプログラム解
釈部102と、このプログラム解釈部102のデータバッファ
102aにバッファリングされている前ブロックの指令点，
現ブロックの指令点及び次のブロックの指令点を通る円
弧を求め、この円弧の半径Riを決定する半径演算部103
と、この半径演算部103で決定された複数の円弧の半径R
i-2，Ri-1，Ri，Ri+1，Ri+2をデータバッファ104aにバ
ッファリングし、それらを平均化して現ブロックの円弧
の半径riとして再定義する平均化処理部104と、この平
均化処理部104で再定義された半径riを補正し、かつ加
工公差εｔを補正する補正処理部105とを有している。
さらに、補正処理部105で補正された半径ri′及び加工
公差εｔ′を基に送り速度Fcを演算する送り速度演算部
106と、この送り速度演算部106で演算された送り速度Fc
と最大送り速度Fmaxとの小さい方を関数発生処理部に出
力する送り速度評価部107と、データ入力装置108又はNC
プログラム101の指令によって加工公差εｔが記憶され
ている加工公差レジスタ109と、データ入力装置108又は
NCプログラム101の指令によって加工を行なう際に許容
される最大送り速度Fmaxが記憶されている最大送り速度
レジスタ110とが設けられている。
するNC装置の一例を示す概略ブロック図であり、テープ
リーダ等を介してNC装置に入力されたNCプログラム101
の１ブロック毎のデータを数ブロック先まで先読みして
データバッファ102aにバッファリングするプログラム解
釈部102と、このプログラム解釈部102のデータバッファ
102aにバッファリングされている前ブロックの指令点，
現ブロックの指令点及び次のブロックの指令点を通る円
弧を求め、この円弧の半径Riを決定する半径演算部103
と、この半径演算部103で決定された複数の円弧の半径R
i-2，Ri-1，Ri，Ri+1，Ri+2をデータバッファ104aにバ
ッファリングし、それらを平均化して現ブロックの円弧
の半径riとして再定義する平均化処理部104と、この平
均化処理部104で再定義された半径riを補正し、かつ加
工公差εｔを補正する補正処理部105とを有している。
さらに、補正処理部105で補正された半径ri′及び加工
公差εｔ′を基に送り速度Fcを演算する送り速度演算部
106と、この送り速度演算部106で演算された送り速度Fc
と最大送り速度Fmaxとの小さい方を関数発生処理部に出
力する送り速度評価部107と、データ入力装置108又はNC
プログラム101の指令によって加工公差εｔが記憶され
ている加工公差レジスタ109と、データ入力装置108又は
NCプログラム101の指令によって加工を行なう際に許容
される最大送り速度Fmaxが記憶されている最大送り速度
レジスタ110とが設けられている。
このような構成において、その動作を第２図に示すフロ
ーチャートで説明すると、半径演算部103がプログラム
解釈部102のデータバファ102aにバッファリングされて
いるデータ、例えば第３図に示すような前ブロックの指
令点Pi-1→現ブロックの指令点Pi→次のブロックの指令
点Pi+1という微小ブロックの指令形状li，li+1に対し
て、Pi-1（xi-1，yi-1，zi-1），Pi（xi，yi，zi），P
i+1（xi+1，yi+1，zi+1），の３点を通る円弧Ciを求
め、その半径Riを決定する（ステップS1）。このRiは２
つのブロック間のコーナー部の角度だけでなく、２つの
ブロックの移動量｜li|,|li+1｜にも依存するもので、
この逆数が現ブロックでの曲率とみなすことができる。
そして、上述した処理は現ブロックの前後それぞれ２つ
のブロックについても施され、現ブロックより前のブロ
ックにおいて求められた円弧の半径Ri-2，Ri-1、現ブロ
ックの円弧の半径Ri及び現ブロックより後のブロックに
おいて求められた円弧の半径Ri+1，Ri+2を平均化処理部
104のデータバッファ104aにバッファリングする。そし
て、平均化処理部104がこれらの半径Ri-2，Ri-1，Ri，R
i+1，Ri+2に対して平均化関数Ａを用いて平均化し、現
ブロックでの想定した曲率、即ち半径riとして再定義
（次式（１））する（ステップS2）。
ーチャートで説明すると、半径演算部103がプログラム
解釈部102のデータバファ102aにバッファリングされて
いるデータ、例えば第３図に示すような前ブロックの指
令点Pi-1→現ブロックの指令点Pi→次のブロックの指令
点Pi+1という微小ブロックの指令形状li，li+1に対し
て、Pi-1（xi-1，yi-1，zi-1），Pi（xi，yi，zi），P
i+1（xi+1，yi+1，zi+1），の３点を通る円弧Ciを求
め、その半径Riを決定する（ステップS1）。このRiは２
つのブロック間のコーナー部の角度だけでなく、２つの
ブロックの移動量｜li|,|li+1｜にも依存するもので、
この逆数が現ブロックでの曲率とみなすことができる。
そして、上述した処理は現ブロックの前後それぞれ２つ
のブロックについても施され、現ブロックより前のブロ
ックにおいて求められた円弧の半径Ri-2，Ri-1、現ブロ
ックの円弧の半径Ri及び現ブロックより後のブロックに
おいて求められた円弧の半径Ri+1，Ri+2を平均化処理部
104のデータバッファ104aにバッファリングする。そし
て、平均化処理部104がこれらの半径Ri-2，Ri-1，Ri，R
i+1，Ri+2に対して平均化関数Ａを用いて平均化し、現
ブロックでの想定した曲率、即ち半径riとして再定義
（次式（１））する（ステップS2）。
ri＝Ａ（Ri-2，Ri-1，Ri，Ri+1，Ri+2） ……（１） 上記（１）式は、なめらかな加工形状の場合は簡単に次
式（２）として十分である。
式（２）として十分である。
Ａ（Ri-2，Ri-1，Ri，Ri+1，Ri+2）＝（Ri-2＋Ri-1＋Ri
＋Ri+1；Ri+2）/5 ……（２） しかし、加工形状の変化が急峻な場合を考え、ステップ
S1で求めた前後のブロックの半径データに対して重み付
けを行なう必要がある。次に、補正処理部105が想定し
た真の形状と指令形状l1との近似誤差を打消すために半
径riを補正する。具体的には第４図に示すように、想定
した円弧Ci（半径ri）と点０により構成される扇形の面
積と、三角形OPi-1Piとの面積が等しくなるように半径r
iを変化させ、最終的なri′を決定する。
＋Ri+1；Ri+2）/5 ……（２） しかし、加工形状の変化が急峻な場合を考え、ステップ
S1で求めた前後のブロックの半径データに対して重み付
けを行なう必要がある。次に、補正処理部105が想定し
た真の形状と指令形状l1との近似誤差を打消すために半
径riを補正する。具体的には第４図に示すように、想定
した円弧Ci（半径ri）と点０により構成される扇形の面
積と、三角形OPi-1Piとの面積が等しくなるように半径r
iを変化させ、最終的なri′を決定する。
即ち、扇形の面積S1＝ri′２θ/2 ……（３） （θ；中心角（rad.）） 三角形OPi-1Piの面積S2＝ri 2sinθ/2 ……（４） であるから、S1＝S2として次式（５）が求まる。
さらに、補正処理部105は、加工公差レジスタ109から読
出した加工公差εｔに対し、半径riから半径ri′への収
縮分を加味するため、次式（６）で補正し、加工公差ε
ｔ′とする（ステップS3）。
出した加工公差εｔに対し、半径riから半径ri′への収
縮分を加味するため、次式（６）で補正し、加工公差ε
ｔ′とする（ステップS3）。
εｔ′＝εｔ−Ｋ′ ……（６） （Ｋ′＝ri−ri′） ところで、円弧指令時における加工の際の半径誤差Δε
は次式（７）で表される。
は次式（７）で表される。
Δε＝Ｍ・τ２・F2/R ……（７） 微小ブロックの連続するNCプログラムは曲線を近似した
ものと考えられるから、NCプログラムの指令が微小線分
であっても、真の形状に近い曲率を想定し、その曲率即
ち仮想的な円の半径から送り速度を決定するのが妥当で
ある。そこで、上記（７）式を変形した次式（８）から
送り速度を決定する。
ものと考えられるから、NCプログラムの指令が微小線分
であっても、真の形状に近い曲率を想定し、その曲率即
ち仮想的な円の半径から送り速度を決定するのが妥当で
ある。そこで、上記（７）式を変形した次式（８）から
送り速度を決定する。
即ち、送り速度演算部106は、R,Δεの代わりに補正処
理部105で求められたri′、εｔ′を用いて次式（９）
で送り速度Fcを算出する（ステップS4）。
理部105で求められたri′、εｔ′を用いて次式（９）
で送り速度Fcを算出する（ステップS4）。
そして、送り速度評価部107は、送り速度演算部106で算
出された送り速度Fcが最大送り速度レジスタ110から読
出された最大送り速度Fmaxを越えているか否かをチェッ
クし、最大送り速度Fmaxを越えている場合にはFmaxを送
り速度Ｆとして関数発生処理部に出力する。一方、送り
速度Fcが最大送り度Fmaxを越えていない場合にはFcはそ
のまま送り速度Ｆとして関数発生処理部に出力する。
出された送り速度Fcが最大送り速度レジスタ110から読
出された最大送り速度Fmaxを越えているか否かをチェッ
クし、最大送り速度Fmaxを越えている場合にはFmaxを送
り速度Ｆとして関数発生処理部に出力する。一方、送り
速度Fcが最大送り度Fmaxを越えていない場合にはFcはそ
のまま送り速度Ｆとして関数発生処理部に出力する。
図示されていない関数発生処理部は、データバッファ10
2aにバッファリングされている指令形状に沿って送りの
速度Ｆで関数発生する。
2aにバッファリングされている指令形状に沿って送りの
速度Ｆで関数発生する。
（発明の効果） 以上のように本発明による送り速度の数値制御方法によ
れば、微小ブロックの連続するNCプログラムを実行させ
たとき、加工精度を高くすることができると共に加工面
の質を高くすることができ、さらに送り速度が自動決定
されるのでプログラミングの容易化が図れ、プログラミ
ングの効率を向上させることができる。
れば、微小ブロックの連続するNCプログラムを実行させ
たとき、加工精度を高くすることができると共に加工面
の質を高くすることができ、さらに送り速度が自動決定
されるのでプログラミングの容易化が図れ、プログラミ
ングの効率を向上させることができる。
第１図は、本発明による数値制御方法を実現するNC装置
の一例を示す概略ブロック図、第２図はその動作を説明
するフローチャート、第３図及び第４図はそれぞれ微小
ブロックの一例を示す図、第５図は従来の数値制御方法
を実現するNC装置の一例を示すブロック図である。 1,101…NCプログラム、2,102…プログラム解釈部、103
…半径演算部、104…平均化処理部、105…補正処理部、
106…送り速度演算部、107…送り速度評価部、108…デ
ータ入力装置、109…加工公差レジスタ、102a,104a…デ
ータバッファ,110…最大送り速度レジスタ。
の一例を示す概略ブロック図、第２図はその動作を説明
するフローチャート、第３図及び第４図はそれぞれ微小
ブロックの一例を示す図、第５図は従来の数値制御方法
を実現するNC装置の一例を示すブロック図である。 1,101…NCプログラム、2,102…プログラム解釈部、103
…半径演算部、104…平均化処理部、105…補正処理部、
106…送り速度演算部、107…送り速度評価部、108…デ
ータ入力装置、109…加工公差レジスタ、102a,104a…デ
ータバッファ,110…最大送り速度レジスタ。
Claims (1)
- 【請求項１】微小ブロックが連続する数値制御プログラ
ムに基づいて数値制御工作機械の駆動部の送り速度の制
御を行なう場合、 各ブロックについて、現ブロックの指令点と当該現ブロ
ックの前後のブロックの指令点の３点を通る第１の仮想
円弧の半径を求め、 前記現ブロックを含む前後の数ブロックにおける前記第
１の仮想円弧の半径を平均化して第２の仮想円弧の半径
を求め、 前記現ブロックの指令点と前記前ブロックの指令点を通
る該第２の仮想円弧が形作る扇形の中心角を算出し、 該中心角の正弦を該中心角で除した値の平方根を前記第
２の仮想円弧の半径に乗じて補正した第３の仮想円弧の
半径を求めると共に、 前記第２の仮想円弧の半径から前記第３の仮想円弧の半
径を減算した値を予め記憶されている加工公差から差し
引いて補正し、 前記第３の仮想円弧の半径と前記補正した加工公差との
積の平方根に比例する前記送り速度を決定し、 前記駆動部を制御するようにしたことを特徴とする数値
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62192273A JPH0760341B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | 数値制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62192273A JPH0760341B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | 数値制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6436308A JPS6436308A (en) | 1989-02-07 |
| JPH0760341B2 true JPH0760341B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=16288532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62192273A Expired - Fee Related JPH0760341B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | 数値制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760341B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4895699B2 (ja) * | 2006-06-21 | 2012-03-14 | ミヤチテクノス株式会社 | レーザマーキング方法 |
| JP6257796B2 (ja) * | 2014-10-29 | 2018-01-10 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工具経路の生成方法および工作機械 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60105013A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円弧近似方法 |
-
1987
- 1987-07-31 JP JP62192273A patent/JPH0760341B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6436308A (en) | 1989-02-07 |
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