JPH08202425A

JPH08202425A - インボリュート補間加速度制御方式

Info

Publication number: JPH08202425A
Application number: JP1049295A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Otsuki; 俊明大槻; Tomoaki Ishibe; 知明石邊
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】インボリュート曲線の加工速度を、一定以下
の形状誤差を維持しながら最も効率の良い加工をするこ
とができるように制御することを目的とする。【構成】インボリュート補間中に分配周期毎に工具中
心の接線方向加速度を加速度計算手段３にて計算し、速
度決定手段４では計算された接線方向加速度とあらかじ
め設定された許容加速度と比較して接線方向加速度が許
容加速度を越えている場合はその許容加速度を基にして
速度を逆算し、これを指令速度とするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインボリュート補間加速
度制御方式に関し、特にインボリュート補間中にかかる
工具の接線方向加速度または各軸の加速度から加工速度
を制御するインボリュート補間加速度制御方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置における曲線補間でインボ
リュート曲線の補間があるが、これはたとえば歯車、エ
アコンのコンプレッサあるいはロータリエンジンなどの
スクロール加工において非常に汎用性の高いものであ
る。インボリュート曲線は、基礎円に巻かれた太さ０の
糸を張った状態で解いていくときにその糸の先端が描く
軌跡であるので、曲率が刻々と変化する曲線である。こ
のため、曲率の大きい部分の加工で所定の形状精度が確
保されている場合でも、送り速度が同じであれば曲率が
小さくなるに連れて次第に所期の形状精度を確保するこ
とが困難になってくる。

【０００３】従来では、インボリュート曲線を細かく区
切ることによって、基礎円との接点を中心として描いた
円弧として近似することができるので、各円弧ごとのプ
ログラムを作成し、それぞれのプログラムに対して最適
な速度指令を行うようにすることによって、形状精度の
維持を計るようにしている。

【０００４】また、インボリュート曲線の位置に応じて
速度を制御する方法もある（たとえば、特開平２−２３
８５０４号公報）。これは、指令形状から曲率を求め、
その曲率が所定値以下である場合には曲率に応じた速度
にするもので、その速度は指令速度に対するオーバライ
ド値で制御するようにしている。オーバライドは指令速
度に対して何パーセントの速度にするのかを制御する機
能で、その値によって加工速度が低減される。

【０００５】さらに、インボリュート補間では、精度を
上げるために、極座標変換された座標で回転軸とともに
補間を行う場合がある。すなわち、回転軸を一定方向に
回転させながら回転軸に対して工具を一方向に相対移動
させることにより、スクロール加工を行うことができる
が、この場合には、回転軸または移動軸に反転動作がな
いので、高精度の加工を行うことができる。

【０００６】ここで、形状誤差の原因について説明す
る。形状誤差は、主として、サーボの比例ゲインＫ
_pと、加速時の時定数（遅れ）Ｔ₂と、接線方向にかか
る加速度αとによって決定され、これを式で表すと以下
のようになる。

【０００７】

【数１】 ΔＥ＝（ａ₁／Ｋ_p＋ａ₂Ｔ₂）×α ・・・（１）ここに、ΔＥは形状誤差、ａ₁，ａ₂は係数である。し
たがって、比例ゲインをできるだけ大きくすることによ
り、加速による遅れをできるだけ小さくすることによ
り、そして加速度をできるだけ小さくすることにより誤
差は小さく高精度に加工することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、インボリュー
ト曲線を細かく分けてそれぞれのプログラムを作成する
方法では、１つのスクロール加工でも複数のプログラム
に分けて作成しなければならず、非常に煩雑である。し
かも、個々の速度を指令するというのは、速度本位で考
えていて、精度を考えることはできなかった。

【０００９】オーバライド値による制御は、あくまで速
度指令に対してオーバライドがかかるので、精度本位で
考えることができない。つまり、同じ曲率部分の加工で
も、指令速度が違えばその指令速度に対するパーセント
でオーバライドがかかるので、加工速度が異なることに
なり、その結果、工具中心に対してかかる加速度は、指
令速度によって異なることになり、加速度に起因する形
状誤差は一定とはならない。また、その最大切削誤差も
予想することができず、その誤差自体もプログラムによ
り変化することになる。

【００１０】また、極座標変換を行う方法では、たとえ
ば速度制御なしに接線速度を一定に保った場合、基礎円
に近づけば近づくほど回転軸の回転速度は速くなり、精
度を維持することが非常に困難になる。しかも、回転軸
の剛性は通常、高く作られていないので、回転軸は通常
のオーバライドをかけるよりも厳密な速度制御を必要と
し、ある一定速度以上にならないようにするための速度
クランプ値を求めようにも極座標上における具体的な値
を計算することが作業的に困難である、という問題点が
あった。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、インボリュート曲線の加工速度を、一定以下
の形状誤差を維持しながら最も効率の良い加工をするこ
とができるように制御するインボリュート補間加速度制
御方式を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、インボリュート曲線を補間して数値制御
加工を行うときの加工速度を制御するインボリュート補
間加速度制御方式において、前処理手段から出力された
指令速度を基に工具中心にかかる接線方向加速度を計算
する加速度計算手段と、前記接線方向加速度があらかじ
め設定された許容加速度を越えた場合にその許容加速度
を基にした速度を逆算して最終的な速度を決定する速度
決定手段と、最終的な速度に対して補間前加減速処理を
行う速度制御手段と、前記速度制御手段にて決定された
接線方向速度を基にして各軸のパルス分配を決定するイ
ンボリュート補間手段と、を備えたインボリュート補間
加速度制御方式が提供される。

【００１３】

【作用】上述の手段によれば、指令速度とインボリュー
ト補間処理のためにあらかじめ用意されていた工具中心
位置から基礎円に引いた接線の長さとから接線方向加速
度を計算し、この接線方向加速度があらかじめ設定され
た許容加速度を越えた場合にはその許容加速度を基にし
た速度を逆算し、この速度を最終的な指令速度として補
間前加減速を行う速度制御手段に渡す。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明のインボリュート補間加速度制御
方式の構成を示す図である。

【００１５】図において、ＮＣ指令１はスクロール加工
を指令するプログラムである。前処理手段２はＮＣ指令
１を解読して、プログラムで指令された速度を出力す
る。加速度計算手段３は指令された速度から工具中心に
かかる接線方向加速度を計算する。速度決定手段４は接
線方向加速度をあらかじめ設定された許容加速度と比較
して、接線方向加速度が許容加速度を越えた場合には、
その許容加速度を基にした速度を逆算して最終的な速度
を決定する。許容加速度はパラメータ入力によって設定
される。数値制御装置はこの入力されたパラメータの値
より１分配周期当たりの許容加速度値（パルス換算）を
計算する。速度決定手段４は、詳しくは、接線方向加速
度をあらかじめ設定された許容加速度と比較し、接線方
向加速度が許容加速度を越えた場合に許容加速度を加速
度とする加速度比較手段４ａと、その加速度から速度を
逆算する速度計算手段４ｂと、計算された速度をあらか
じめ設定された最小速度と比較してその計算された速度
が最小速度以下の場合にはその最小速度を最終的な速度
とする速度クランプ手段４ｃとから構成される。速度制
御手段５は最終的な速度に対して補間前加減速処理を行
う。インボリュート補間手段６は速度制御手段５にて決
定された接線方向速度を基にして各軸の分配を決定す
る。決定された分配周期におけるパルス数は各軸の軸制
御手段７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄおよびサーボアンプ８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを介してサーボモータ９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄに与えられる。

【００１６】この構成において、インボリュート補間モ
ード中は、分配周期毎に、工具中心にかかる接線方向加
速度（近似値）を計算する。接線方向加速度は指令速度
とインボリュート補間手段６で前回の分配周期での処理
に用いられた基礎円との接線の長さとによって計算され
る。この接線方向加速度があらかじめ計算されている許
容加速度を越えた場合には、この許容加速度以下になる
ように接線方向の速度を制御する。すなわち、その許容
加速度を基に速度を逆算し、これを指令速度とする。

【００１７】ここで、本発明の加速度制御について説明
しておく。形状誤差の要因を表した前述の式（１）によ
れば、形状誤差ΔＥはサーボの比例ゲインＫ_pの逆数と
加速時の時定数Ｔ₂との和に接線方向にかかる加速度α
を乗じた式によって表される。ここで、サーボの比例ゲ
インＫ_pおよび加速時の時定数Ｔ₂は一度設定すれば機
械固有の定数値になる。したがって、形状誤差ΔＥは加
速度αとの関係のみになる。さらに、ΔＥを、精度を保
証する値とした定数と考えると、加速度αが一義的に決
まる。加速度αは、

【００１８】

【数２】α＝Ｖ²／Ｒ・・・（２）で表される。ここに、Ｖは速度、Ｒはインボリュート曲
線の現在位置からインボリュート補間基礎円に引いた接
線の長さである。この式から、ある誤差を維持するため
に許される最大の加速度αを基にした速度Ｖを求めるこ
とができる。これが、加速度制御の概念である。

【００１９】図２は接線方向加速度の算出方法を示す図
である。接線方向加速度の計算方法は、インボリュート
曲線Ｉｎの現在位置Ｐからインボリュート補間基礎円Ｃ
に対して接線を引き、現在位置Ｐのインボリュート曲線
Ｉｎを接線の長さＲを半径とする円弧で近似し、その円
弧から現在位置Ｐにおける接線方向加速度αを算出す
る。現在位置Ｐとは工具中心位置である。

【００２０】ここで計算された加速度αは、ある誤差を
維持するために許される最大の加速度としてパラメータ
設定された許容加速度α_maxと比較される。この許容加
速度α_maxはサーボの比例ゲインＫ_pおよび加速時の時
定数Ｔ₂が決定されれば、許容誤差を基にし、機械の剛
性などを考慮して設定される。加速度αが許容加速度α
_maxを越えている場合には、加速度をα_maxとして速度
Ｖを算出する。このときの速度Ｖは、

【００２１】

【数３】Ｖ＝（α_max×Ｒ）^1/2 ・・・（３）によって求められる。Ｒ値については、インボリュート
補間を行う際に、分配周期毎に既に計算されており、前
回の分配周期での値が使用される。

【００２２】また、基礎円に近づく加工の場合のインボ
リュート補間では、基礎円に近づくほど接線方向加速度
は上昇するが、その上昇は許容加速度α_maxで制限され
る。加速度が制限されると、今度は、基礎円に近づくほ
どＲの値が小さくなるので、加速度により制御される速
度Ｖは次第に小さくなる。このため、ある許容最小速度
Ｖ_minを設定し、加速度から逆算された速度Ｖがあらか
じめ設定された許容最小速度Ｖ_minを下回る場合には、
指令速度を許容最小速度Ｖ_minにクランプして、これ以
下には下がらないようにする。この接線方向加速度制御
の結果を以下に示す。

【００２３】図３は接線方向加速度制御の特性曲線を示
す図である。この図では、接線方向加速度αおよび接線
方向速度Ｖの変化を表している。接線方向加速度αは、
加速度制御なしの場合は基礎円へ近づくに従って破線で
示したように加速度的に上昇する。これに対して加速度
制御を行った場合には、実線で示したように、基礎円へ
近づいて接線方向加速度αが上昇していく段階におい
て、時刻ｔ１にて接線方向加速度αがα_maxに達する
と、これ以降はそのα_maxに固定されている。一方、接
線方向速度Ｖについては接線方向加速度αがα_maxに達
した時刻ｔ１から次第に降下していき、時刻ｔ２にて許
容最小速度Ｖ_minにクランプされ、これ以降はその許容
最小速度Ｖ_minに固定されている。

【００２４】図４は接線方向加速度制御の流れを示す説
明図である。この図において、まず、前処理１１でプロ
グラムの１つのブロックを計算し、これ以降は実行およ
び分配の領域に入り、そのブロックの中で、実行分配周
期で分配が終了するまで実行がループする。

【００２５】その中で、前処理１１を基にして第１速度
制御１２を行う。ここでは、プログラムで指定された速
度から接線方向速度、すなわち、１分配周期当たりのパ
ルス数を決定する。第２速度制御１３では指定された補
間前加減速時定数に従って補間前加減速処理、すなわ
ち、実行段階においてある指定された速度に徐々に到達
する処理が行われ、最終的にその分配周期における出さ
なければならない接線方向速度が決定されて、インボリ
ュート補間１４の処理に渡される。インボリュート補間
１４は第２速度制御１３によって決定された接線方向速
度を基にして各軸、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸および
Ｃ軸の分配周期におけるパルスの分配を決定し、決定さ
れたパルスをサーボ機構１５に渡す。第１速度制御１２
からインボリュート補間１４までの処理は指令位置に到
達するまで、分配周期毎にループする。なお、インボリ
ュート補間１４の処理では、インボリュート補間をして
パルス分配を行う際に接線の長さＲのデータが必要であ
るので、この接線の長さＲは既に用意されているもので
ある。

【００２６】接線方向加速度制御１６は、第１速度制御
１２で接線方向速度Ｖが決定した後に行われる。接線方
向加速度制御１６では、前回の分配周期で決定されたＲ
と第１速度制御１２で求まった接線方向速度Ｖとを基に
して、加速度αをチェックする。ここで、加速度αが許
容加速度α_maxを越えているならば、その接線方向速度
自体を変更して、第２速度制御１３の補間前加減速処理
に渡す。

【００２７】図５は接線方向加速度制御の処理を示すフ
ローチャートである。接線方向加速度制御では、まず、
前回の分配周期において計算された接線の長さＲと今回
の指令速度Ｖとから加速度αを計算する（ステップＳ
１）。次に、計算された加速度αと許容加速度α_maxと
を比較する（ステップＳ２）。加速度αが許容加速度α
_max以下であれば、今回の指令速度Ｖが接線方向速度と
なり、加速度αが許容加速度α_maxを越えているなら
ば、許容加速度α_maxを基にして速度Ｖを逆算する（ス
テップＳ３）。次に、逆算された速度Ｖが許容最小速度
Ｖ_mi _nと比較される（ステップＳ４）。速度Ｖが許容最
小速度Ｖ_minより大きければ、その速度Ｖが接線方向速
度となり、速度Ｖが許容最小速度Ｖ_min以下であれば、
接線方向速度を許容最小速度Ｖ_minにクランプする（ス
テップＳ５）。このようにして求められた速度Ｖが最終
的な接線方向速度とし（ステップＳ６）、補間前加減速
のための第２速度制御に渡され、インボリュート補間処
理に入る。

【００２８】次に、別の加速度制御について説明する。
たとえば、極座標変換を含むインボリュート補間の場合
は、接線方向速度が一定値以下に抑えられていたとして
も、回転軸の移動についてはその回転半径が小さくなる
に連れて角速度が大きくなるので、上記の接線方向加速
度の制御だけでは十分ではない。すなわち、Ｃ軸は回転
半径が小さくなると高速に回転するようになり、しかも
回転軸であるので剛性が低く、加速度を基にした制御維
持が困難になる。このため、接線方向加速度制御を行う
ときには剛性の低い軸に制御の限界を設定する必要があ
る。以下に、このような点に対処した加速度制御、すな
わち、軸別加速度制御について説明する。

【００２９】図６は軸別加速度制御の流れを示す説明図
である。この図において、まず、前処理２１でプログラ
ムの１つのブロックを計算し、第１速度制御２２で、プ
ログラム指定された速度から接線方向速度、すなわち、
１分配周期当たりのパルス数を決定し、第２速度制御２
３で補間前加減速処理が行われる。この第２速度制御２
３で、最終的に加減速のかかった接線方向速度が決定さ
れ、インボリュート補間２４の処理に渡される。インボ
リュート補間２４で計算されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸および
Ｃ軸の軸別のデータは極座標補間２５で極座標に変換さ
れる。極座標変換されたデータ（パルス）はそのまま加
工されずにサーボ機構２６に渡される。

【００３０】極座標補間２５で計算された各軸のデータ
は加速度αによる限界のチェック２７が行われる。加速
度αによる限界のチェック２７では、軸別の加速度αの
検出および指令速度の計算を行う。この計算結果は次の
分配周期での速度制御に反映される。すなわち、補間前
加減速処理を行う速度制御２３の前において、加速度α
を基にした接線方向加速度Ｖの変更２８が行われるが、
加速度αによる限界のチェック２７では、次の分配周期
での接線方向速度を変更するためのデータが作られる。

【００３１】図７は加速度による限界のチェック処理の
流れを示すフローチャートである。極座標補間されて軸
別の分配パルス計算が行われた後、サーボ機構に渡され
る直前のデータ（パルス）を２分配周期に渡って取得す
る（ステップＳ２１）。ここでは、前回の分配周期での
移動パルスをＰｏｌｄ、今回の分配周期での移動パルス
をＰｎｅｗで示してある。取得したこれらのデータから
加速度αを計算により求める（ステップＳ２２）。前回
サーボ機構に渡したデータと今回計算したデータとの
差、すなわち、｜Ｐｏｌｄ−Ｐｎｅｗ｜が加速度になる
から、その周期で加速度を検出する。加速度計算の詳細
については後述する。そして、指令速度計算の処理で
は、計算された加速度の許容加速度との比較や次回の分
配周期用の接線方向加速度の計算などを行う（ステップ
Ｓ２３）。この指令速度計算処理の詳細については後述
する。

【００３２】図８は軸別加速度の計算方法を示す図であ
る。各軸の加速度検出については、インボリュート補間
の計算が終了し、極座標変換が行われた後に、サーボ機
構に対してパルスを渡す直前に行われる。各軸に分配さ
れたパルスは、２分配周期に渡って取得される。たとえ
ば、前回の分配周期での移動パルスで位置Ｐ１からＰ２
まで移動し、今回は位置Ｐ２からＰ３まで移動するとす
る。これを軸別で見ると、Ｘ軸の移動は前回がＸｏｌ
ｄ、今回がＸｎｅｗで表すことができ、Ｙ軸の移動は前
回がＹｏｌｄ、今回がＹｎｅｗで表すことができる。し
たがって、Ｘ軸の加速度は｜Ｘｏｌｄ−Ｘｎｅｗ｜、Ｙ
軸の加速度は｜Ｙｏｌｄ−Ｙｎｅｗ｜で表される。

【００３３】加速度の単位は、パルス／（分配周期）²
であるが、実は、分配周期は計算の基本単位になってい
るので、パルス／分配周期で表される速度も、パルス数
で表される移動量もすべて同じ値になる。したがって、
たとえばＸ軸の｜Ｘｏｌｄ−Ｘｎｅｗ｜で表される値
は、１分配周期に移動される値であり、その分配周期で
の速度であり、加速度を表していることになる。なお、
ユーザが入力するパラメータはたとえば「ｍｍ／ｓｅｃ
²」という単位であるが、通常は、これを内部的にパル
ス／（分配周期）²に変換して計算する。計算は、分配
周期が固定値（たとえば８ｍｍ／ｓｅｃ²）であるの
で、これを基にして行われ、単位が合わせられる。

【００３４】図９は軸別加速度制御の指令速度計算処理
を示すフローチャートである。指令速度計算処理では、
まず、各軸の加速度と許容加速度との比較を行う（ステ
ップＳ３１）。各軸の加速度は軸別加速度の計算方法に
したがって計算され、許容加速度については各軸に対し
て個々にパラメータ設定されている。計算された加速度
が許容加速度より大きいかどうかを軸毎に判定する（ス
テップＳ３２）。すなわち、Ｎ軸の加速度α_Nがその軸
の許容加速度α_Nmaxを越えているかどうかを判定する。
ここで、加速度α_Nが許容加速度α_Nmax以下であればそ
の軸に関して速度を抑える必要はないので、次に、判定
すべき別の軸があるかどうかが判定される（ステップＳ
３３）。別の軸があれば、その軸の加速度とその軸の許
容加速度との比較を行うステップＳ３１に戻る。このル
ープでは、機械がたとえばＸ軸、Ｙ軸、Ｃ軸の構成であ
れば、これらＸ軸、Ｙ軸、Ｃ軸のすべてについてそれら
の加速度と許容加速度との比較を行う。ステップＳ３３
にて、判定すべき別の軸がなければ、加速度による速度
制御はしないで（ステップＳ３４）、終了する。

【００３５】ステップＳ３２の判定にて、Ｎ軸の加速度
α_Nがその軸の許容加速度α_Nmaxを越えている場合に
は、次に、極座標補間であるかどうかを判定する（ステ
ップＳ３５）。ここで、極座標補間であれば、指令系の
移動に戻して計算をしなおす必要があるので、極座標逆
変換をして軸毎の加速度のデータにする（ステップＳ３
６）。つまり、パルス分配直後のデータがＸ軸、Ｙ軸の
データである場合には、極座標変換することによってＸ
軸、Ｃ軸のデータになってサーボ機構に渡されているの
で、加速度のチェックもこのＸ軸、Ｃ軸について行われ
る。このため、Ｘ軸、Ｃ軸のデータは指令系のＸ軸、Ｙ
軸の加速度のデータに変換される。

【００３６】その後、Ｎ軸の加速度α_Nをその許容加速
度α_Nmaxとし、この加速度から接線方向速度を計算する
（ステップＳ３７）。そして、次の分配周期での速度指
令を、このようにして計算された接線方向速度でクラン
プするようにフラグをセットし（ステップＳ３８）、終
了する。

【００３７】軸別加速度制御では、加速度の検出は軸別
で行われるが、これによる速度制御は軸別ではできな
い。これは実際の１分配周期当たりの動きを速度指令の
段階で統括しているからである。ある軸の動きを抑えた
い時には、次の分配周期で、分配に対しての指令速度を
ある軸の動きが抑えられるような速度に変更する。した
がって、軸別の加速度による加速度制御は１分配周期遅
れる。今回の分配周期で、ある軸の加速度が許容加速度
を越えた場合、それが反映されるのは、次回の分配周期
の時になる。

【００３８】なお、軸別加速度による速度制御を行った
場合、その許容加速度は分配時に補間前加減速の加速度
よりも小さくなくては意味をなさない。したがって、こ
の機能を常時有効とさせていた場合、補間前加減速の加
速度もあらかじめ設定されている許容加速度にクランプ
されてしまうので、軸別加速度による機能の有効無効に
ついては、ある特定軸のみ有効にするか、または、補間
前加減速中にはこの加速度クランプを無効にする必要が
ある。これらの設定についてはパラメータ入力で行うも
のとし、利用者が設定していずれにするかを選択するこ
とができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、分配周
期毎に接線方向加速度の計算をし、これがあらかじめ設
定された許容加速度を越えている場合はその許容加速度
を基にして速度を逆算し、これを指令速度とするように
構成した。これにより、許容することのできる形状誤
差、すなわち、許容加速度を設定することで、その許容
加速度を基にして精度を維持した速度制御が可能であ
る。また、この接線方向加速度による速度制御は、許容
加速度のパラメータは１つで良く、しかもＣ軸のような
剛性の低い回転軸がない構成に対しては許容加速度を高
く設定することができる。

【００４０】また、本発明では、各軸にかかる加速度を
計算し、これがあらかじめ設定された許容加速度を越え
た軸があった場合には、その許容加速度を基にして接線
方向速度を求め、次の分配周期での速度指令をその速度
にクランプするよう構成した。このため、軸別に設定さ
れた許容加速度を基にして精度を維持した速度制御が可
能である。この軸別加速度による速度制御は、許容加速
度のパラメータを軸別に設定しているので、剛性の低い
Ｃ軸では低い限界に、剛性の高いＸ軸，Ｙ軸では高い限
界に速度指令をクランプすることができ、より木目の細
かな制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインボリュート補間加速度制御方式の
構成を示す図である。

【図２】接線方向加速度の算出方法を示す図である。

【図３】接線方向加速度制御の特性曲線を示す図であ
る。

【図４】接線方向加速度制御の流れを示す説明図であ
る。

【図５】接線方向加速度制御の処理を示すフローチャー
トである。

【図６】軸別加速度制御の流れを示す説明図である。

【図７】加速度による限界のチェック処理の流れを示す
フローチャートである。

【図８】軸別加速度の計算方法を示す図である。

【図９】軸別加速度制御の指令速度計算処理を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ＮＣ指令２前処理手段３加速度計算手段４速度決定手段５速度制御手段６インボリュート補間手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インボリュート曲線を補間して数値制御
加工を行うときの加工速度を制御するインボリュート補
間加速度制御方式において、前処理手段から出力された指令速度を基に工具中心にか
かる接線方向加速度を計算する加速度計算手段と、前記接線方向加速度があらかじめ設定された許容加速度
を越えた場合にその許容加速度を基にした速度を逆算し
て最終的な速度を決定する速度決定手段と、最終的な速度に対して補間前加減速処理を行う速度制御
手段と、前記速度制御手段にて決定された接線方向速度を基にし
て各軸のパルス分配を決定するインボリュート補間手段
と、を備えたインボリュート補間加速度制御方式。
【請求項２】前記許容加速度は、１つのパラメータに
よって設定されることを特徴とする請求項１記載のイン
ボリュート補間加速度制御方式。
【請求項３】前記速度決定手段は、接線方向加速度を
あらかじめ設定された許容加速度と比較し、接線方向加
速度が許容加速度を越えた場合に許容加速度を加速度と
する加速度比較手段と、その加速度から速度を逆算する
速度計算手段とから構成されることを特徴とする請求項
１記載のインボリュート補間加速度制御方式。
【請求項４】前記速度決定手段は、前記速度計算手段
にて計算された速度をあらかじめ設定された最小速度と
比較してその計算された速度が最小速度より小さい場合
にはその最小速度を最終的な速度とする速度クランプ手
段をさらに有することを特徴とする請求項３記載のイン
ボリュート補間加速度制御方式。
【請求項５】インボリュート曲線を補間して数値制御
加工を行うときの加工速度を制御するインボリュート補
間加速度制御方式において、各軸にかかる加速度を検出する加速度検出手段と、各軸の前記加速度のいずれかが各軸に対してあらかじめ
設定された対応する許容加速度を越えた場合にその許容
加速度を基にした接線方向速度を計算する速度計算手段
と、次の分配周期での速度指令を前記速度計算手段による前
記接線方向速度に変更して最終的な速度とする速度変更
手段と、前記最終的な速度に対して補間前加減速処理を行う速度
制御手段と、前記速度制御手段にて決定された接線方向速度を基にし
て各軸のパルス分配を決定するインボリュート補間手段
と、を備えたインボリュート補間加速度制御方式。
【請求項６】前記加速度検出手段は、前記インボリュ
ート補間手段から各軸に分配されたパルスをそれぞれ２
分配周期に渡り取得するデータ取得手段と、前回の分配
周期で取得したデータと今回の分配周期で計算したデー
タとから加速度を計算する加速度計算手段とを有するこ
とを特徴とする請求項５記載のインボリュート補間加速
度制御方式。
【請求項７】補間前加減速中は前記速度変更手段によ
る速度変更を無効にする手段をさらに有することを特徴
とする請求項５記載のインボリュート補間加速度制御方
式。
【請求項８】補間前加減速中は特定の軸について前記
速度計算手段の機能を無効にする手段をさらに有するこ
とを特徴とする請求項５記載のインボリュート補間加速
度制御方式。
【請求項９】インボリュート曲線を補間して数値制御
加工を行うときの加工速度を制御するインボリュート補
間加速度制御方式において、各軸にかかる加速度を検出する加速度検出手段と、各軸の前記加速度のいずれかが各軸に対してあらかじめ
設定された対応する許容加速度を越えた場合に指令系の
移動に戻して極座標変換前の軸毎の加速度に計算をしな
おす極座標逆変換手段と、極座標逆変換された前記加速度を基にした接線方向速度
を計算する速度計算手段と、次の分配周期での速度指令を前記速度計算手段による前
記接線方向速度に変更して最終的な速度とする速度変更
手段と、前記最終的な速度に対して補間前加減速処理を行う速度
制御手段と、前記速度制御手段にて決定された接線方向速度を基にし
て各軸のパルス分配を決定する、極座標補間作業を含ん
だインボリュート補間手段と、を備えたインボリュート補間加速度制御方式。
【請求項１０】前記加速度検出手段は、前記インボリ
ュート補間手段から各軸に分配されたパルスをそれぞれ
２分配周期に渡り取得するデータ取得手段と、前回の分
配周期で取得したデータと今回の分配周期で計算したデ
ータとから加速度を計算する加速度計算手段とを有する
ことを特徴とする請求項９記載のインボリュート補間加
速度制御方式。
【請求項１１】補間前加減速中は前記速度変更手段に
よる速度変更を無効にする手段をさらに有することを特
徴とする請求項９記載のインボリュート補間加速度制御
方式。
【請求項１２】補間前加減速中は特定の軸について前
記極座標逆変換手段の機能を無効にする手段をさらに有
することを特徴とする請求項９記載のインボリュート補
間加速度制御方式。