JPH08147021A - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
- Publication number
- JPH08147021A JPH08147021A JP30833794A JP30833794A JPH08147021A JP H08147021 A JPH08147021 A JP H08147021A JP 30833794 A JP30833794 A JP 30833794A JP 30833794 A JP30833794 A JP 30833794A JP H08147021 A JPH08147021 A JP H08147021A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加工時間の短縮と機械へのショックの減少を
同時に実現する数値制御装置を提供する。 【構成】 サーボシステムの速度を加工プログラムに従
って制御する数値制御装置において、前記加工プログラ
ムの各ブロックに指定された位置および速度情報を、複
数ブロックについて先読みするブロック情報先読み手段
と、先読みした前記複数ブロックの各終了点における速
度が、指定されたブロック間加速度の上限値α１を超え
ないというブロック間加速度条件を満たすようにブロッ
ク終了速度を演算するブロック終了速度演算手段と、前
記ブロック終了速度が、前記ブロック間加速度の上限値
とは別に指定されたブロック内加速度の上限値α２を超
えないというブロック内加速度条件を満たすように修正
ブロック終了速度を演算するブロック終了速度修正演算
手段と、前記ブロック内加速度の上限値、前記修正ブロ
ック終了速度および指令速度に基づいて補間演算を行う
補間演算手段と、前記補間演算されたデータに基づいて
サーボシステムの駆動を行うサーボシステム駆動手段と
を備える。
同時に実現する数値制御装置を提供する。 【構成】 サーボシステムの速度を加工プログラムに従
って制御する数値制御装置において、前記加工プログラ
ムの各ブロックに指定された位置および速度情報を、複
数ブロックについて先読みするブロック情報先読み手段
と、先読みした前記複数ブロックの各終了点における速
度が、指定されたブロック間加速度の上限値α１を超え
ないというブロック間加速度条件を満たすようにブロッ
ク終了速度を演算するブロック終了速度演算手段と、前
記ブロック終了速度が、前記ブロック間加速度の上限値
とは別に指定されたブロック内加速度の上限値α２を超
えないというブロック内加速度条件を満たすように修正
ブロック終了速度を演算するブロック終了速度修正演算
手段と、前記ブロック内加速度の上限値、前記修正ブロ
ック終了速度および指令速度に基づいて補間演算を行う
補間演算手段と、前記補間演算されたデータに基づいて
サーボシステムの駆動を行うサーボシステム駆動手段と
を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度条件を満足する
ようにサーボシステムの速度を制御できる数値制御装置
に関する。
ようにサーボシステムの速度を制御できる数値制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】数値制御装置では、加工プログラムによ
って指令された軌跡上を指令された速度で工具を移動さ
せることによってワークを所望の形状に加工している。
このような加工を効率よく、かつ高精度に行うために
は、加工プログラムによって指定された軌跡のコーナ部
分において加工形状や機械へのショック等を考慮して加
工中に発生する加速度の上限値を制限することが必要で
ある。従来、この問題を解決するため、特開平６−８３
４３０号公報に見られるように、複数のブロック各々に
指定された位置および速度情報を先読みし、ブロックと
ブロックの間に発生するブロック間加速度およびブロッ
ク内の加減速時に発生するブロック内加速度が、指定さ
れた共通の加速度上限値を越えないように、ブロック終
了点での速度（以下ブロック終了速度という）および補
間データを演算する方法をとっていた。
って指令された軌跡上を指令された速度で工具を移動さ
せることによってワークを所望の形状に加工している。
このような加工を効率よく、かつ高精度に行うために
は、加工プログラムによって指定された軌跡のコーナ部
分において加工形状や機械へのショック等を考慮して加
工中に発生する加速度の上限値を制限することが必要で
ある。従来、この問題を解決するため、特開平６−８３
４３０号公報に見られるように、複数のブロック各々に
指定された位置および速度情報を先読みし、ブロックと
ブロックの間に発生するブロック間加速度およびブロッ
ク内の加減速時に発生するブロック内加速度が、指定さ
れた共通の加速度上限値を越えないように、ブロック終
了点での速度（以下ブロック終了速度という）および補
間データを演算する方法をとっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平６−８
３４３０号公報の例では、ブロックとブロックの間に発
生する加速度（以下ブロック間加速度という）の上限
値、およびブロック内の加減速時に発生する加減速加速
度（以下ブロック内加速度という）の上限値が同一の値
であったため、図８に示すようなＮ１〜Ｎ３の移動指令
の軌跡に対し、加速度の上限値αｃを小さくすれば、図
９に示すようにブロックとブロックの結合点における速
度制限値（ブロック終了速度）が低くなり、また、ブロ
ック内加速度も低くなるので加減速に要する時間が長く
なり、加工時間が長くなる。逆に、図１０に示すよう
に、加速度の上限値αｃを大きくすれば、ブロック結合
点における速度制限値（ブロック終了速度）が高くな
り、加工時間は短くなるが、ブロック内加速度も大きく
なるため、機械へのショックが大きくなるという問題が
あった。そこで本発明は、加工時間の短縮と機械へのシ
ョックの減少を同時に実現する数値制御装置を提供する
ことを目的とする。
３４３０号公報の例では、ブロックとブロックの間に発
生する加速度（以下ブロック間加速度という）の上限
値、およびブロック内の加減速時に発生する加減速加速
度（以下ブロック内加速度という）の上限値が同一の値
であったため、図８に示すようなＮ１〜Ｎ３の移動指令
の軌跡に対し、加速度の上限値αｃを小さくすれば、図
９に示すようにブロックとブロックの結合点における速
度制限値（ブロック終了速度）が低くなり、また、ブロ
ック内加速度も低くなるので加減速に要する時間が長く
なり、加工時間が長くなる。逆に、図１０に示すよう
に、加速度の上限値αｃを大きくすれば、ブロック結合
点における速度制限値（ブロック終了速度）が高くな
り、加工時間は短くなるが、ブロック内加速度も大きく
なるため、機械へのショックが大きくなるという問題が
あった。そこで本発明は、加工時間の短縮と機械へのシ
ョックの減少を同時に実現する数値制御装置を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、サーボシステムの速度を加工プログラム
に従って制御する数値制御装置において、前記加工プロ
グラムの各ブロックに指定された位置および速度情報
を、複数ブロックについて先読みするブロック情報先読
み手段と、先読みした前記複数ブロックの各終了点にお
ける速度が、指定されたブロック間加速度の上限値α１
を超えないというブロック間加速度条件を満たすように
ブロック終了速度を演算するブロック終了速度演算手段
と、前記ブロック終了速度が、前記ブロック間加速度の
上限値とは別に指定されたブロック内加速度の上限値α
２を超えないというブロック内加速度条件を満たすよう
に修正ブロック終了速度を演算するブロック終了速度修
正演算手段と、前記ブロック内加速度の上限値、前記修
正ブロック終了速度および指令速度に基づいて補間演算
を行う補間演算手段と、前記補間演算されたデータに基
づいてサーボシステムの駆動を行うサーボシステム駆動
手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置。
め、本発明は、サーボシステムの速度を加工プログラム
に従って制御する数値制御装置において、前記加工プロ
グラムの各ブロックに指定された位置および速度情報
を、複数ブロックについて先読みするブロック情報先読
み手段と、先読みした前記複数ブロックの各終了点にお
ける速度が、指定されたブロック間加速度の上限値α１
を超えないというブロック間加速度条件を満たすように
ブロック終了速度を演算するブロック終了速度演算手段
と、前記ブロック終了速度が、前記ブロック間加速度の
上限値とは別に指定されたブロック内加速度の上限値α
２を超えないというブロック内加速度条件を満たすよう
に修正ブロック終了速度を演算するブロック終了速度修
正演算手段と、前記ブロック内加速度の上限値、前記修
正ブロック終了速度および指令速度に基づいて補間演算
を行う補間演算手段と、前記補間演算されたデータに基
づいてサーボシステムの駆動を行うサーボシステム駆動
手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置。
【０００５】
【作用】上記手段により、ブロック間加速度の上限値を
α1 、ブロック内加速度の上限値をα2 として別々に指
定可能とし、さらに、ブロック間加速度の上限値を大き
く指定することにより、図１１に示すようにブロック結
合点における加減速度（ブロック間加速度）が減り、ブ
ロック内加速度の上限値を小さく指定することで、図１
１に示すようにブロック内における加減速時の加速度が
小さくなるので、加工時間の短縮と機械へのショックの
減少が同時に実現できる。
α1 、ブロック内加速度の上限値をα2 として別々に指
定可能とし、さらに、ブロック間加速度の上限値を大き
く指定することにより、図１１に示すようにブロック結
合点における加減速度（ブロック間加速度）が減り、ブ
ロック内加速度の上限値を小さく指定することで、図１
１に示すようにブロック内における加減速時の加速度が
小さくなるので、加工時間の短縮と機械へのショックの
減少が同時に実現できる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明に係る数値制御装置の原理を示すブロ
ック図である。１は加工プログラムの各ブロックに指定
された位置および速度情報を複数ブロック分先読みする
ブロック情報先読み手段、２は先読みした前記複数ブロ
ックの各終了点における速度が、指定されたブロック間
加速度の上限値α１を超えないというブロック間加速度
条件を満たすようにブロック終了速度を演算するブロッ
ク終了速度演算手段、３は前記ブロック終了速度が、前
記ブロック間加速度の上限値とは別に指定されたブロッ
ク内加速度の上限値を超えないというブロック内加速度
条件を満足するように修正ブロック終了速度を演算する
ブロック終了速度修正演算手段、４は指定されたブロッ
ク内加速度の上限値、前記修正ブロック終了速度、指令
速度の条件を満足するように補間演算を行う補間演算手
段、５は前記補間演算された補間データに基づいてサー
ボシステムの駆動を行うサーボシステム駆動手段であ
る。図２は、本発明を実施するための数値制御装置の構
成を示したブロック図で、簡単のため２軸仕様の例を示
す。図において、ＮＣプログラム２１から各軸の移動量
を示す位置データと接線方向速度が指令される。ブロッ
ク先読み手段２２はそれらの情報を複数のブロック先読
みする。ブロック終了速度演算手段２３は、各ブロック
間に発生する送り方向の変化によりブロック間に発生す
る加速度が指定されたブロック間加速度の上限値α1 以
下となる最大速度を求め、これをブロック終了速度Ｆe
とする。ブロック間の送り方向の変化がサンプリング時
間Ｔsだけかかるとすれば、Ｆe は次式によって求めら
れる。 α1 ＝Ｆe ＊（１−ｃｏｓθ）／Ｔs より、 Ｆe ＝α1 ＊Ｔs ／（１−ｃｏｓθ） ここで、θはブロック間角度で、図３〜図６に示すよう
に、ブロックｎとｎ＋１の接点に引いた２本の接線の成
す角度である。また、ブロック間加速度α１の算出根拠
は図７に示されている。ブロック終了速度修正演算手段
２４は、ブロック終了速度演算手段２３で演算されたブ
ロック終了速度Ｆｅを、ブロック内加速度条件を満たす
よう修正する。ここでブロック内加速度条件とは、第ｎ
ブロックの接線方向移動距離をＬ[n] 、前記ブロック間
加速度上限値とは別に指定されたブロック内加速度の上
限値をα2 とする時、 Ｆe[n-1]2 −Ｆe[n]2 ≦２＊α2 ＊Ｌ[n] である。この演算処理は、先読みしたブロック情報の先
頭ブロックから現在補間中のブロックの一つ前のブロッ
クまでの全てのブロックに対して行い、第ｍブロックで
ブロック内加速度条件を満たさない場合には、 Ｆe[m-1]＝ｓｑｕｒｔ（２＊α2 ＊Ｌ[m] ＋Ｆe[m]2 ） を満足するように修正を行う。この修正演算で得られた
各修正ブロック終了速度は、空間的にブロック内加速度
条件を満たす。補間演算手段２５は、サンプリングによ
る補間を行う。ｉサンプル時の送り速度は、現在の送り
速度Ｆi 、補間の残り接線距離Ｌrem 、指令送り速度Ｆ
c 、ブロック終了速度Ｆe とする時、 Ｆi2−Ｆe2≧２＊α2 ＊Ｌrem であれば Ｆi ＝ｓｑｕｒｔ（２＊α2 ＊Ｌrem ＋Ｆe2） とする。また Ｆi2−Ｆe2＜２＊α2 ＊Ｌrem である場合には、 Ｆi ≧Ｆc ならば Ｆi ＝Ｆi ＋ΔＦ Ｆi ＜Ｆc ならば Ｆi ＝Ｆi −ΔＦ とする。このときΔＦは ０≦ΔＦ≦α2 ＊Ｔs の範囲でＦc にＦi が最も近くなる値を選ぶ。そして、
決定された送り速度Ｆiで補間演算を行い、軸移動デー
タを作成する。軸制御装置２６ｘ、２６ｙは、軸移動デ
ータに基づきサーボアンプ２７ｘ、２７ｙを介してサー
ボモータ２８ｘ、２８ｙを駆動する。これによってサー
ボシステムに発生する加速度は、ブロックとブロックの
間ではブロック間加速度の上限値α1 、ブロック内では
ブロック内加速度の上限値α2 に制限される。
る。図１は本発明に係る数値制御装置の原理を示すブロ
ック図である。１は加工プログラムの各ブロックに指定
された位置および速度情報を複数ブロック分先読みする
ブロック情報先読み手段、２は先読みした前記複数ブロ
ックの各終了点における速度が、指定されたブロック間
加速度の上限値α１を超えないというブロック間加速度
条件を満たすようにブロック終了速度を演算するブロッ
ク終了速度演算手段、３は前記ブロック終了速度が、前
記ブロック間加速度の上限値とは別に指定されたブロッ
ク内加速度の上限値を超えないというブロック内加速度
条件を満足するように修正ブロック終了速度を演算する
ブロック終了速度修正演算手段、４は指定されたブロッ
ク内加速度の上限値、前記修正ブロック終了速度、指令
速度の条件を満足するように補間演算を行う補間演算手
段、５は前記補間演算された補間データに基づいてサー
ボシステムの駆動を行うサーボシステム駆動手段であ
る。図２は、本発明を実施するための数値制御装置の構
成を示したブロック図で、簡単のため２軸仕様の例を示
す。図において、ＮＣプログラム２１から各軸の移動量
を示す位置データと接線方向速度が指令される。ブロッ
ク先読み手段２２はそれらの情報を複数のブロック先読
みする。ブロック終了速度演算手段２３は、各ブロック
間に発生する送り方向の変化によりブロック間に発生す
る加速度が指定されたブロック間加速度の上限値α1 以
下となる最大速度を求め、これをブロック終了速度Ｆe
とする。ブロック間の送り方向の変化がサンプリング時
間Ｔsだけかかるとすれば、Ｆe は次式によって求めら
れる。 α1 ＝Ｆe ＊（１−ｃｏｓθ）／Ｔs より、 Ｆe ＝α1 ＊Ｔs ／（１−ｃｏｓθ） ここで、θはブロック間角度で、図３〜図６に示すよう
に、ブロックｎとｎ＋１の接点に引いた２本の接線の成
す角度である。また、ブロック間加速度α１の算出根拠
は図７に示されている。ブロック終了速度修正演算手段
２４は、ブロック終了速度演算手段２３で演算されたブ
ロック終了速度Ｆｅを、ブロック内加速度条件を満たす
よう修正する。ここでブロック内加速度条件とは、第ｎ
ブロックの接線方向移動距離をＬ[n] 、前記ブロック間
加速度上限値とは別に指定されたブロック内加速度の上
限値をα2 とする時、 Ｆe[n-1]2 −Ｆe[n]2 ≦２＊α2 ＊Ｌ[n] である。この演算処理は、先読みしたブロック情報の先
頭ブロックから現在補間中のブロックの一つ前のブロッ
クまでの全てのブロックに対して行い、第ｍブロックで
ブロック内加速度条件を満たさない場合には、 Ｆe[m-1]＝ｓｑｕｒｔ（２＊α2 ＊Ｌ[m] ＋Ｆe[m]2 ） を満足するように修正を行う。この修正演算で得られた
各修正ブロック終了速度は、空間的にブロック内加速度
条件を満たす。補間演算手段２５は、サンプリングによ
る補間を行う。ｉサンプル時の送り速度は、現在の送り
速度Ｆi 、補間の残り接線距離Ｌrem 、指令送り速度Ｆ
c 、ブロック終了速度Ｆe とする時、 Ｆi2−Ｆe2≧２＊α2 ＊Ｌrem であれば Ｆi ＝ｓｑｕｒｔ（２＊α2 ＊Ｌrem ＋Ｆe2） とする。また Ｆi2−Ｆe2＜２＊α2 ＊Ｌrem である場合には、 Ｆi ≧Ｆc ならば Ｆi ＝Ｆi ＋ΔＦ Ｆi ＜Ｆc ならば Ｆi ＝Ｆi −ΔＦ とする。このときΔＦは ０≦ΔＦ≦α2 ＊Ｔs の範囲でＦc にＦi が最も近くなる値を選ぶ。そして、
決定された送り速度Ｆiで補間演算を行い、軸移動デー
タを作成する。軸制御装置２６ｘ、２６ｙは、軸移動デ
ータに基づきサーボアンプ２７ｘ、２７ｙを介してサー
ボモータ２８ｘ、２８ｙを駆動する。これによってサー
ボシステムに発生する加速度は、ブロックとブロックの
間ではブロック間加速度の上限値α1 、ブロック内では
ブロック内加速度の上限値α2 に制限される。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工プログラムの指令形状に応じ、指定されたブロック
間加速度条件を守りながら、適正なブロック終了速度を
決定し、指令速度、ブロック終了速度条件および指定さ
れたブロック内加速度条件を守りながら補間を行うた
め、機械的ショックが緩和され、さらに加工時間が短縮
されるので効率良く精度の良い加工を行うことができ
る。
加工プログラムの指令形状に応じ、指定されたブロック
間加速度条件を守りながら、適正なブロック終了速度を
決定し、指令速度、ブロック終了速度条件および指定さ
れたブロック内加速度条件を守りながら補間を行うた
め、機械的ショックが緩和され、さらに加工時間が短縮
されるので効率良く精度の良い加工を行うことができ
る。
【図１】本発明に係る数値制御装置の原理を示すブロッ
ク図
ク図
【図２】本発明を実施するための数値制御装置の構成を
示すブロック図
示すブロック図
【図３】直線ブロックから直線ブロックへのブロック間
角度を示す図
角度を示す図
【図４】曲線ブロックから直線ブロックへのブロック間
角度を示す図
角度を示す図
【図５】直線ブロックから曲線ブロックへのブロック間
角度を示す図
角度を示す図
【図６】曲線ブロックから曲線ブロックへのブロック間
角度を示す図
角度を示す図
【図７】接線方向の速度変化を示す図
【図８】指令軌跡を示す図
【図９】従来技術で、ブロック間加速度上限値およびブ
ロック内加速度上限値が小さいときの速度変化を示す図
ロック内加速度上限値が小さいときの速度変化を示す図
【図１０】従来技術で、ブロック間加速度上限値および
ブロック内加速度上限値が大きいときの速度変化を示す
図
ブロック内加速度上限値が大きいときの速度変化を示す
図
【図１１】本発明の数値制御装置において、ブロック間
加速度上限値α１が大きく、ブロック内加速度上限値α
２が小さいときの速度変化を示す図
加速度上限値α１が大きく、ブロック内加速度上限値α
２が小さいときの速度変化を示す図
１、２２ ブロック情報先読み手段 ２、２３ ブロック終了速度演算手段 ３、２４ ブロック終了速度修正演算手段 ４、２５ 補間演算手段 ５ サーボシステム駆動手段 ２１ ＮＣプログラム ２６ｘ Ｘ軸制御装置 ２６ｙ Ｙ軸制御装置 ２７ｘ Ｘ軸サーボアンプ ２７ｙ Ｙ軸サーボアンプ ２８ｘ Ｘ軸サーボモータ ２８ｙ Ｙ軸サーボモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 秀典 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (1)
- 【請求項１】 サーボシステムの速度を加工プログラム
に従って制御する数値制御装置において、 前記加工プログラムの各ブロックに指定された位置およ
び速度情報を、複数ブロックについて先読みするブロッ
ク情報先読み手段と、 先読みした前記複数ブロックの各終了点における速度
が、指定されたブロック間加速度の上限値α１を超えな
いというブロック間加速度条件を満たすようにブロック
終了速度を演算するブロック終了速度演算手段と、 前記ブロック終了速度が、前記ブロック間加速度の上限
値とは別に指定されたブロック内加速度の上限値α２を
超えないというブロック内加速度条件を満たすように修
正ブロック終了速度を演算するブロック終了速度修正演
算手段と、 前記ブロック内加速度の上限値、前記修正ブロック終了
速度および指令速度に基づいて補間演算を行う補間演算
手段と、 前記補間演算されたデータに基づいてサーボシステムの
駆動を行うサーボシステム駆動手段とを備えたことを特
徴とする数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30833794A JP3562535B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30833794A JP3562535B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 数値制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08147021A true JPH08147021A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3562535B2 JP3562535B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=17979851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30833794A Expired - Fee Related JP3562535B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562535B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999037917A1 (fr) * | 1998-01-27 | 1999-07-29 | Ebara Corporation | Pompe a piston axial |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP30833794A patent/JP3562535B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999037917A1 (fr) * | 1998-01-27 | 1999-07-29 | Ebara Corporation | Pompe a piston axial |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3562535B2 (ja) | 2004-09-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040329 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040512 |
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