JPH09101814A - 数値制御装置及び自動プログラミング装置 - Google Patents
数値制御装置及び自動プログラミング装置Info
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- JPH09101814A JPH09101814A JP7259862A JP25986295A JPH09101814A JP H09101814 A JPH09101814 A JP H09101814A JP 7259862 A JP7259862 A JP 7259862A JP 25986295 A JP25986295 A JP 25986295A JP H09101814 A JPH09101814 A JP H09101814A
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- G05B2219/30—Nc systems
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- G05B2219/43009—Acceleration deceleration for each block of data, segment
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加速度の変化を抑えた加工を行うことのでき
るようにする。 【解決手段】 前処理演算手段３ａは、加工プログラム
２を解読する。加速度変化判定手段３ｂは、予め加速度
変化のしきい値が設定されており、各ブロックの継ぎ目
の点における加速度の変化量が、しきい値を超えている
か否かを判定する。速度指令手段３ｃは、加速度の変化
量がしきい値を超えていた場合には、ブロックの継ぎ目
の点における指令速度を低下させる。移動制御手段３ｄ
は、加速度の変化量がしきい値を超えた点の速度が、速
度指令手段３ｃからの指令速度となるように各移動軸へ
の補間パルスを出力する。この補間パルスにより、サー
ボモータ４の回転が制御される。これにより、加工プロ
グラムの指令では加速度の変化が大きくなる場所におい
て、移動速度が減速される。
るようにする。 【解決手段】 前処理演算手段３ａは、加工プログラム
２を解読する。加速度変化判定手段３ｂは、予め加速度
変化のしきい値が設定されており、各ブロックの継ぎ目
の点における加速度の変化量が、しきい値を超えている
か否かを判定する。速度指令手段３ｃは、加速度の変化
量がしきい値を超えていた場合には、ブロックの継ぎ目
の点における指令速度を低下させる。移動制御手段３ｄ
は、加速度の変化量がしきい値を超えた点の速度が、速
度指令手段３ｃからの指令速度となるように各移動軸へ
の補間パルスを出力する。この補間パルスにより、サー
ボモータ４の回転が制御される。これにより、加工プロ
グラムの指令では加速度の変化が大きくなる場所におい
て、移動速度が減速される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加工プログラムに従
って工作機械を制御する数値制御装置及び加工プログラ
ムを作成する自動プログラミング装置に関し、特に高速
の加工を行う工作機械を制御する数値制御装置及び高速
加工のための加工プログラムを作成する自動プログラミ
ング装置に関する。
って工作機械を制御する数値制御装置及び加工プログラ
ムを作成する自動プログラミング装置に関し、特に高速
の加工を行う工作機械を制御する数値制御装置及び高速
加工のための加工プログラムを作成する自動プログラミ
ング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速に駆動される工作機械においては、
工具経路の精度を保つために種々の技術が開発されてい
る。その中で、加速度の大きさを抑えるために移動速度
を減速する技術がある。
工具経路の精度を保つために種々の技術が開発されてい
る。その中で、加速度の大きさを抑えるために移動速度
を減速する技術がある。
【０００３】工作機械の工具が高速に移動する場合に
は、その経路が急激に変化する場所において、機械を駆
動する動力装置に大きな出力、つまり力が要求される。
動力装置に大きな力が加わると機械に衝撃が与えられ、
その結果として目的とする加工形状に誤差を生じる。こ
のため、経路が急激に変化したり、小さな円弧となる場
合は、軸ごとの速度変化が一定レベルを超えないよう
に、すなわち加速度がある許容値を超えないように速度
を減速する。このように、経路の曲率に応じて速度を減
速することにより、加速度を低減することが行われてい
た。
は、その経路が急激に変化する場所において、機械を駆
動する動力装置に大きな出力、つまり力が要求される。
動力装置に大きな力が加わると機械に衝撃が与えられ、
その結果として目的とする加工形状に誤差を生じる。こ
のため、経路が急激に変化したり、小さな円弧となる場
合は、軸ごとの速度変化が一定レベルを超えないよう
に、すなわち加速度がある許容値を超えないように速度
を減速する。このように、経路の曲率に応じて速度を減
速することにより、加速度を低減することが行われてい
た。
【０００４】一方、レーザ加工機のように特に加工速度
の速い工作機械においては、加工速度を高速に維持した
まま工具経路の形状精度を向上させることが望まれてい
る。そこで、一つの手段として、工具経路をできる限り
滑らかに構成し、速度の急変を防ぐことによって、高速
高精度の加工を可能とする方式がある。
の速い工作機械においては、加工速度を高速に維持した
まま工具経路の形状精度を向上させることが望まれてい
る。そこで、一つの手段として、工具経路をできる限り
滑らかに構成し、速度の急変を防ぐことによって、高速
高精度の加工を可能とする方式がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、工具経路を滑
らかにしたり、曲率の小さい区間で減速したりすること
により加速度の大きさを低減することはできるが、加速
度の急激な変化がなくなるとは限らない。例えば、円弧
の回転方向が逆転する場合がある。図７は加速度の変化
の大きい移動経路の例を示す図である。この図では、左
回りの円弧５１から右回りの円弧５２へと、移動経路が
変化している。円弧５１は、中心が点Ｏ1、半径がｒで
ある。円弧５２は、中心が点Ｏ2 、半径がｒである。円
弧５１から円弧５２への切り替わり点が点Ｐであり、点
Ｐにおいても滑らかな経路が保たれている。
らかにしたり、曲率の小さい区間で減速したりすること
により加速度の大きさを低減することはできるが、加速
度の急激な変化がなくなるとは限らない。例えば、円弧
の回転方向が逆転する場合がある。図７は加速度の変化
の大きい移動経路の例を示す図である。この図では、左
回りの円弧５１から右回りの円弧５２へと、移動経路が
変化している。円弧５１は、中心が点Ｏ1、半径がｒで
ある。円弧５２は、中心が点Ｏ2 、半径がｒである。円
弧５１から円弧５２への切り替わり点が点Ｐであり、点
Ｐにおいても滑らかな経路が保たれている。
【０００６】この場合、円弧５１の終点のおける加速度
ベクトルａ1 は、Ｘ軸の負の方向を向いている。一方、
円弧５２の始点における加速度ベクトルａ2 は、Ｘ軸の
正の方向を向いている。つまり、円弧５１から円弧５２
へと切り替わりる点Ｐにおいては、Ｘ軸の加速度の方向
が１８０°変化する。従って、加速度の大きさが許容範
囲内であっても、方向が逆方向になることにより、急激
に加速度が変化している。
ベクトルａ1 は、Ｘ軸の負の方向を向いている。一方、
円弧５２の始点における加速度ベクトルａ2 は、Ｘ軸の
正の方向を向いている。つまり、円弧５１から円弧５２
へと切り替わりる点Ｐにおいては、Ｘ軸の加速度の方向
が１８０°変化する。従って、加速度の大きさが許容範
囲内であっても、方向が逆方向になることにより、急激
に加速度が変化している。
【０００７】加速度が急激に変化するということは、機
械側からみるとモータの出す力を反転させることに他な
らず、機械に大な衝撃を与える。この衝撃が加工精度の
悪化を招く。従って、急激な加速度の変化は、可能な限
り避けなければならない。
械側からみるとモータの出す力を反転させることに他な
らず、機械に大な衝撃を与える。この衝撃が加工精度の
悪化を招く。従って、急激な加速度の変化は、可能な限
り避けなければならない。
【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、加速度の変化を抑えた加工を行うことのでき
る数値制御装置を提供することを目的とする。また、本
発明の他の目的は、加速度の変化を抑えた加工を実行さ
せるための加工プログラムを作成することのできる自動
プログラミング装置を提供することである。
のであり、加速度の変化を抑えた加工を行うことのでき
る数値制御装置を提供することを目的とする。また、本
発明の他の目的は、加速度の変化を抑えた加工を実行さ
せるための加工プログラムを作成することのできる自動
プログラミング装置を提供することである。
【０００９】
【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、加工プログラムに従って工作機械を制御
する数値制御装置において、加工形状を指令する加工プ
ログラムを解読する前処理演算手段と、工具経路の加速
度を演算し、加速度の時間変化が予め設定されている値
以上となる加速度変化点の有無を判定する加速度変化判
定手段と、前記加速度変化点が検出された際には、前記
加速度変化点における移動速度を減速させる速度指令手
段と、前記速度指令手段の指令する速度で工具の移動を
制御する移動制御手段と、を有することを特徴とする数
値制御装置が提供される。
決するために、加工プログラムに従って工作機械を制御
する数値制御装置において、加工形状を指令する加工プ
ログラムを解読する前処理演算手段と、工具経路の加速
度を演算し、加速度の時間変化が予め設定されている値
以上となる加速度変化点の有無を判定する加速度変化判
定手段と、前記加速度変化点が検出された際には、前記
加速度変化点における移動速度を減速させる速度指令手
段と、前記速度指令手段の指令する速度で工具の移動を
制御する移動制御手段と、を有することを特徴とする数
値制御装置が提供される。
【００１０】この数値制御装置によれば、前処理演算手
段は、加工形状を指令する加工プログラムを解読する。
加速度変化判定手段は、工具経路の加速度を演算し、加
速度の時間変化が予め設定されている値以上となる加速
度変化点の有無を判定する。速度指令手段は、加速度変
化点が検出された際には、加速度変化点における移動速
度を減速させるように指令する。移動制御手段は、速度
指令手段の指令する速度で工具の移動を制御する。
段は、加工形状を指令する加工プログラムを解読する。
加速度変化判定手段は、工具経路の加速度を演算し、加
速度の時間変化が予め設定されている値以上となる加速
度変化点の有無を判定する。速度指令手段は、加速度変
化点が検出された際には、加速度変化点における移動速
度を減速させるように指令する。移動制御手段は、速度
指令手段の指令する速度で工具の移動を制御する。
【００１１】これにより、加速度の変化が急激になる位
置では移動速度が減速され、実際の加工における加速度
の変化を抑制することができる。また、数値制御装置に
実行させるべき加工プログラムを作成する自動プログラ
ミング装置において、加工形状を示すデータから加工経
路を生成する加工経路生成手段と、前記加工経路から加
速度を演算し、加速度の時間変化が予め設定されている
値以上となる加速度変化点の有無を判定する加速度変化
判定手段と、前記加速度変化点が検出された際には、前
記加速度変化点における移動速度の指令データを、遅い
速度に変更する速度指令データ変更手段と、前記加速度
変化点の速度が、前記速度指令データ変更手段の指令す
る速度になるように速度データを設定し、加工プログラ
ムを作成する加工プログラム作成手段と、を有すること
を特徴とする自動プログラミング装置が提供される。
置では移動速度が減速され、実際の加工における加速度
の変化を抑制することができる。また、数値制御装置に
実行させるべき加工プログラムを作成する自動プログラ
ミング装置において、加工形状を示すデータから加工経
路を生成する加工経路生成手段と、前記加工経路から加
速度を演算し、加速度の時間変化が予め設定されている
値以上となる加速度変化点の有無を判定する加速度変化
判定手段と、前記加速度変化点が検出された際には、前
記加速度変化点における移動速度の指令データを、遅い
速度に変更する速度指令データ変更手段と、前記加速度
変化点の速度が、前記速度指令データ変更手段の指令す
る速度になるように速度データを設定し、加工プログラ
ムを作成する加工プログラム作成手段と、を有すること
を特徴とする自動プログラミング装置が提供される。
【００１２】この自動プログラミング装置によれば、加
工経路生成手段は、加工形状を示すデータから加工経路
を生成する。加速度変化判定手段は、加工経路から加速
度を演算し、加速度の時間変化が予め設定されている値
以上となる加速度変化点の有無を判定する。速度指令デ
ータ変更手段は、加速度変化点が検出された際には、加
速度変化点における移動速度の指令データを、低い速度
に変更する。加工プログラム作成手段は、速度指令デー
タ変更手段の指令する速度に従って加工プログラムを作
成する。
工経路生成手段は、加工形状を示すデータから加工経路
を生成する。加速度変化判定手段は、加工経路から加速
度を演算し、加速度の時間変化が予め設定されている値
以上となる加速度変化点の有無を判定する。速度指令デ
ータ変更手段は、加速度変化点が検出された際には、加
速度変化点における移動速度の指令データを、低い速度
に変更する。加工プログラム作成手段は、速度指令デー
タ変更手段の指令する速度に従って加工プログラムを作
成する。
【００１３】これにより、急激な加速度の変化が発生し
ないような加工プログラムを作成することができる。
ないような加工プログラムを作成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の数値制御装置の概
略構成を示すブロック図である。加工形状１は、直線や
円弧の複数のブロック（指令単位）に分けられており、
加工プログラム２には、ブロック単位で形状や加工速度
の指令が設定されている。数値制御装置３内の前処理演
算手段３ａは、加工プログラム２を解読する。加速度変
化判定手段３ｂは、予め加速度変化のしきい値が設定さ
れており、各ブロックの継ぎ目の点における加速度の変
化量が、しきい値を超えているか否かを判定する。
に基づいて説明する。図１は本発明の数値制御装置の概
略構成を示すブロック図である。加工形状１は、直線や
円弧の複数のブロック（指令単位）に分けられており、
加工プログラム２には、ブロック単位で形状や加工速度
の指令が設定されている。数値制御装置３内の前処理演
算手段３ａは、加工プログラム２を解読する。加速度変
化判定手段３ｂは、予め加速度変化のしきい値が設定さ
れており、各ブロックの継ぎ目の点における加速度の変
化量が、しきい値を超えているか否かを判定する。
【００１５】速度指令手段３ｃは、加速度の変化量がし
きい値を超えていた場合には、ブロックの継ぎ目の点に
おける指令速度を低下させる。移動制御手段３ｄは、加
速度の変化量がしきい値を超えた点の速度が、速度指令
手段３ｃからの指令速度となるように各移動軸への補間
パルスを出力する。この補間パルスにより、サーボモー
タ４の回転が制御される。
きい値を超えていた場合には、ブロックの継ぎ目の点に
おける指令速度を低下させる。移動制御手段３ｄは、加
速度の変化量がしきい値を超えた点の速度が、速度指令
手段３ｃからの指令速度となるように各移動軸への補間
パルスを出力する。この補間パルスにより、サーボモー
タ４の回転が制御される。
【００１６】これにより、加工プログラムの指令では加
速度の変化が大きくなる場所において、移動速度が減速
される。従って、実際に加工が実行される際の加速度の
変化は少なくなる。
速度の変化が大きくなる場所において、移動速度が減速
される。従って、実際に加工が実行される際の加速度の
変化は少なくなる。
【００１７】図２は、本発明の数値制御装置のハードウ
ェアの概略構成を示すブロック図である。数値制御装置
はプロセッサ１１を中心に構成されている。プロセッサ
１１はＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムに従
って数値制御装置全体を制御する。このＲＯＭ１２には
ＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。
ェアの概略構成を示すブロック図である。数値制御装置
はプロセッサ１１を中心に構成されている。プロセッサ
１１はＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムに従
って数値制御装置全体を制御する。このＲＯＭ１２には
ＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。
【００１８】ＲＡＭ１３にはＳＲＡＭ等が使用され、一
時的な計算データ、表示データ、入出力信号等が格納さ
れる。不揮発性メモリ１４には図示されていないバッテ
リによってバックアップされたＣＭＯＳが使用され、電
源切断後も保持すべきパラメータ、加工プログラム、工
具補正データ、ピッチ誤差補正データ等が記憶される。
時的な計算データ、表示データ、入出力信号等が格納さ
れる。不揮発性メモリ１４には図示されていないバッテ
リによってバックアップされたＣＭＯＳが使用され、電
源切断後も保持すべきパラメータ、加工プログラム、工
具補正データ、ピッチ誤差補正データ等が記憶される。
【００１９】ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２０は、数値制御
装置の前面あるいは機械操作盤と同じ位置に配置され、
データ及び図形の表示、データ入力、数値制御装置の運
転に使用される。グラフィック制御回路２１は数値デー
タ及び図形データ等のディジタル信号を表示用のラスタ
信号に変換し、表示装置２２に送り、表示装置２２はこ
れらの数値及び図形を表示する。表示装置２２にはＣＲ
Ｔあるいは液晶表示装置が使用される。
装置の前面あるいは機械操作盤と同じ位置に配置され、
データ及び図形の表示、データ入力、数値制御装置の運
転に使用される。グラフィック制御回路２１は数値デー
タ及び図形データ等のディジタル信号を表示用のラスタ
信号に変換し、表示装置２２に送り、表示装置２２はこ
れらの数値及び図形を表示する。表示装置２２にはＣＲ
Ｔあるいは液晶表示装置が使用される。
【００２０】キーボード２３は数値キー、シンボリック
キー、文字キー及び機能キーから構成され、加工プログ
ラムの作成、編集及び数値制御装置の運転に使用され
る。ソフトウェアキー２４は表示装置２２の下部に設け
られ、その機能は表示装置に表示される。表示装置の画
面が変化すれば、表示される機能に対応して、ソフトウ
ェアキーの機能も変化する。
キー、文字キー及び機能キーから構成され、加工プログ
ラムの作成、編集及び数値制御装置の運転に使用され
る。ソフトウェアキー２４は表示装置２２の下部に設け
られ、その機能は表示装置に表示される。表示装置の画
面が変化すれば、表示される機能に対応して、ソフトウ
ェアキーの機能も変化する。
【００２１】軸制御回路１５はプロセッサ１１からの軸
の移動指令を受けて、軸の移動指令をサーボアンプ１６
に出力する。サーボアンプ１６はこの移動指令を増幅
し、工作機械３０に結合されたサーボモータを駆動し、
工作機械３０の工具とワークの相対運動を制御する。な
お、軸制御回路１５及びサーボアンプ１６はサーボモー
タの軸数に対応した数だけ設けられる。
の移動指令を受けて、軸の移動指令をサーボアンプ１６
に出力する。サーボアンプ１６はこの移動指令を増幅
し、工作機械３０に結合されたサーボモータを駆動し、
工作機械３０の工具とワークの相対運動を制御する。な
お、軸制御回路１５及びサーボアンプ１６はサーボモー
タの軸数に対応した数だけ設けられる。
【００２２】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１８はプロセッサ１１からバス１９経由でＭ
（補助）機能信号、Ｓ（スピンドル速度制御）機能信
号、Ｔ（工具選択）機能信号等を受け取る。そして、こ
れらの信号をシーケンス・プログラムで処理して、出力
信号を出力し、工作機械３０内の空圧機器、油圧機器、
電磁アクチュエイタ等を制御する。また、工作機械３０
内の機械操作盤のボタン信号、スイッチ信号及びリミッ
トスイッチ等の信号を受けて、シーケンス処理を行い、
バス１９を経由してプロセッサ１１に必要な入力信号を
転送する。
ローラ）１８はプロセッサ１１からバス１９経由でＭ
（補助）機能信号、Ｓ（スピンドル速度制御）機能信
号、Ｔ（工具選択）機能信号等を受け取る。そして、こ
れらの信号をシーケンス・プログラムで処理して、出力
信号を出力し、工作機械３０内の空圧機器、油圧機器、
電磁アクチュエイタ等を制御する。また、工作機械３０
内の機械操作盤のボタン信号、スイッチ信号及びリミッ
トスイッチ等の信号を受けて、シーケンス処理を行い、
バス１９を経由してプロセッサ１１に必要な入力信号を
転送する。
【００２３】なお、図２ではスピンドルモータ制御回路
及びスピンドルモータ用アンプ等は省略してある。ま
た、上記の例ではプロセッサ１１は１個で説明したが、
複数のプロセッサを使用してマルチプロセッサ構成にす
ることもできる。
及びスピンドルモータ用アンプ等は省略してある。ま
た、上記の例ではプロセッサ１１は１個で説明したが、
複数のプロセッサを使用してマルチプロセッサ構成にす
ることもできる。
【００２４】次に、上記のような数値制御装置を用い
て、図７に示すような経路で加工を等速度で行う場合を
例にとり、具体的に説明する。前提として、円弧５１と
円弧５２の半径は、共に「ｒ」、移動速度は「ｖ」であ
るとする。また、この例は、直線形加減速（加減速時の
加速度が一定の値「Ａ」である）を用いる。加速度の変
化量のしきい値を「Ａ0 」とする。しきい値としては、
例えば、直線形加減速（加速度「Ａ」）の方向が逆転し
たときの加速度の変化量「２Ａ」を設定する。つまり、
加速度「Ａ」の範囲内であれば、方向が逆転しても許容
範囲とする。
て、図７に示すような経路で加工を等速度で行う場合を
例にとり、具体的に説明する。前提として、円弧５１と
円弧５２の半径は、共に「ｒ」、移動速度は「ｖ」であ
るとする。また、この例は、直線形加減速（加減速時の
加速度が一定の値「Ａ」である）を用いる。加速度の変
化量のしきい値を「Ａ0 」とする。しきい値としては、
例えば、直線形加減速（加速度「Ａ」）の方向が逆転し
たときの加速度の変化量「２Ａ」を設定する。つまり、
加速度「Ａ」の範囲内であれば、方向が逆転しても許容
範囲とする。
【００２５】このような条件において、図７のような円
弧５１，５１の移動が加工プログラムにより指令された
場合には、まず、経路中に生じる加速度を求める。円弧
移動の加速度は、大きさは「ｖ2 ／ｒ」で求められる。
また、加速度の方向は、円弧の中心方向である。従っ
て、円弧５１の終点における加速度ａ1 は、方向がＸ軸
の負の方向であり、円弧５２の始点における加速度ａ2
は、方向がＸ軸の正の方向である。
弧５１，５１の移動が加工プログラムにより指令された
場合には、まず、経路中に生じる加速度を求める。円弧
移動の加速度は、大きさは「ｖ2 ／ｒ」で求められる。
また、加速度の方向は、円弧の中心方向である。従っ
て、円弧５１の終点における加速度ａ1 は、方向がＸ軸
の負の方向であり、円弧５２の始点における加速度ａ2
は、方向がＸ軸の正の方向である。
【００２６】従って、２つの円弧の継ぎ目の点Ｐにおけ
る加速度の変化量は、
る加速度の変化量は、
【００２７】
【数１】 ｜ａ2 −ａ1 ｜＝（ｖ2／ｒ）−（−ｖ2／ｒ） ＝２（ｖ2／ｒ）・・・・・・（１） で表される。そして、この加速度の変化量をしきい値
「Ａ0 」と比較する。その結果、しきい値「Ａ0 」より
も加速度の変化量のほうが大きければ、点Ｐにおける速
度を減速する。
「Ａ0 」と比較する。その結果、しきい値「Ａ0 」より
も加速度の変化量のほうが大きければ、点Ｐにおける速
度を減速する。
【００２８】減速時の目標速度「Ｆ」を概略的にもとめ
ると、
ると、
【００２９】
【数２】２Ａ＝２Ｆ2 ／ｒ ・・・・・（２） から、
【００３０】
【数３】Ｆ＝（Ａｒ）1/2 ・・・・・（３） とすることができる。従って、円弧５１の終点に近づく
と加速度「−Ａ」で減速し、継ぎ目の点Ｐでは速度が
「Ｆ」となる。そして、円弧５２の経路にはいると加速
度「Ａ」で、もとの指令速度まで加速する。
と加速度「−Ａ」で減速し、継ぎ目の点Ｐでは速度が
「Ｆ」となる。そして、円弧５２の経路にはいると加速
度「Ａ」で、もとの指令速度まで加速する。
【００３１】図３は移動経路の法線方向と接線方向との
加速度の変化を示す図である。この図は、横軸を時間、
縦軸を加速度として、加速度の変化量を抑制した場合と
抑制しない場合とを比較している。法線方向の加速度
は、進行方向の左側を正とし、進行方向の右側を負とす
る。接線方向の加速度は、進行方向の前方を正とし、進
行方向の後方を負とする。
加速度の変化を示す図である。この図は、横軸を時間、
縦軸を加速度として、加速度の変化量を抑制した場合と
抑制しない場合とを比較している。法線方向の加速度
は、進行方向の左側を正とし、進行方向の右側を負とす
る。接線方向の加速度は、進行方向の前方を正とし、進
行方向の後方を負とする。
【００３２】（Ａ）は加速度の変化量を抑制しない場合
を示している。加速度の変化量を抑制しない場合には、
継ぎ目の点Ｐにおいて法線方向の加速度ａn が急激に変
化している。なお、移動速度は一定であるため、接線方
向の加速度ａt は常に「０」である。
を示している。加速度の変化量を抑制しない場合には、
継ぎ目の点Ｐにおいて法線方向の加速度ａn が急激に変
化している。なお、移動速度は一定であるため、接線方
向の加速度ａt は常に「０」である。
【００３３】（Ｂ）は加速度の変化量を抑制した場合を
示している。加速度の変化量を抑制した場合には、円弧
５１の移動が終点に近づくと、接線方向の加速度ａ
t は、負の方向に生じる。つまり工具の移動速度が減速
される。この結果、法線方向の加速度ａn は減少する。
点Ｐにおいて、接線方向の加速度ａt が正の方向に切り
替わる。同時に法線方向の加速度ａn が負に切り替わ
る。この時、移動速度が低速になっているため、（Ａ）
の場合と比較して、加速度の切り替わり時の変化量は小
さい。
示している。加速度の変化量を抑制した場合には、円弧
５１の移動が終点に近づくと、接線方向の加速度ａ
t は、負の方向に生じる。つまり工具の移動速度が減速
される。この結果、法線方向の加速度ａn は減少する。
点Ｐにおいて、接線方向の加速度ａt が正の方向に切り
替わる。同時に法線方向の加速度ａn が負に切り替わ
る。この時、移動速度が低速になっているため、（Ａ）
の場合と比較して、加速度の切り替わり時の変化量は小
さい。
【００３４】円弧５２の移動経路に入り、接線方向は、
速度が指令速度に達するまで加速し続ける。一方、法線
方向の加速度も大きくなり、工具の移動速度が指令速度
に達した時点で一定の加速度となる。
速度が指令速度に達するまで加速し続ける。一方、法線
方向の加速度も大きくなり、工具の移動速度が指令速度
に達した時点で一定の加速度となる。
【００３５】このように、ブロックの継ぎ目の点におい
て移動速度を減速することにより、加速度の変化量を低
く抑えることが可能となる。図４はＸ軸方向とＹ軸方向
との加速度の変化を示す図である。この図は、横軸を時
間、縦軸を加速度として、加速度の変化量を抑制した場
合と抑制しない場合とを比較している。
て移動速度を減速することにより、加速度の変化量を低
く抑えることが可能となる。図４はＸ軸方向とＹ軸方向
との加速度の変化を示す図である。この図は、横軸を時
間、縦軸を加速度として、加速度の変化量を抑制した場
合と抑制しない場合とを比較している。
【００３６】（Ａ）は加速度の変化量を抑制しない場合
を示している。円弧５１移動をしている間は、Ｘ軸の加
速度ａx 、Ｙ軸の加速度ａy 共に正弦曲線を描いてい
る。ところが、点ＰにおいてＸ軸の加速度ａx の正負が
逆転している。従って、Ｘ軸方向に加速度の急激な変化
が発生している。
を示している。円弧５１移動をしている間は、Ｘ軸の加
速度ａx 、Ｙ軸の加速度ａy 共に正弦曲線を描いてい
る。ところが、点ＰにおいてＸ軸の加速度ａx の正負が
逆転している。従って、Ｘ軸方向に加速度の急激な変化
が発生している。
【００３７】（Ｂ）は加速度の変化量を抑制した場合を
示している。円弧５１の終点付近で移動速度が減少する
と、Ｘ軸の加速度ａx 、Ｙ軸の加速度ａy 共に減少す
る。そして、ブロックの継ぎ目の点における加速度の変
化量も小さくなる。
示している。円弧５１の終点付近で移動速度が減少する
と、Ｘ軸の加速度ａx 、Ｙ軸の加速度ａy 共に減少す
る。そして、ブロックの継ぎ目の点における加速度の変
化量も小さくなる。
【００３８】ところで、上記の例では直線形加減速の場
合を説明したが、ベル形加減速を用いることもできる。
図５はベル形加減速を用いて加速度の変化量を抑制した
場合の加速度の変化を示す図である。この図は、横軸を
時間、縦軸を加速度として、法線方向の加速度ａn と接
線方向の加速度ａt とを比較している。法線方向の加速
度ａn は、進行方向の左側を正とし、進行方向の右側を
負とする。接線方向の加速度ａt は、進行方向の前方を
正とし、進行方向の後方を負とする。
合を説明したが、ベル形加減速を用いることもできる。
図５はベル形加減速を用いて加速度の変化量を抑制した
場合の加速度の変化を示す図である。この図は、横軸を
時間、縦軸を加速度として、法線方向の加速度ａn と接
線方向の加速度ａt とを比較している。法線方向の加速
度ａn は、進行方向の左側を正とし、進行方向の右側を
負とする。接線方向の加速度ａt は、進行方向の前方を
正とし、進行方向の後方を負とする。
【００３９】円弧５１の移動が終点に近づくと、接線方
向の負の方向に加速度が生じる。この加速はベル形加減
速であるため、加速度は少しずつ大きくなり、点Ｐ付近
で少しずつ小さくなる。接線方向の加速度ａt が正の方
向に切り替わる。
向の負の方向に加速度が生じる。この加速はベル形加減
速であるため、加速度は少しずつ大きくなり、点Ｐ付近
で少しずつ小さくなる。接線方向の加速度ａt が正の方
向に切り替わる。
【００４０】このようにベル形加減速を用いることによ
り、接線方向の加速度ａt の変化も緩やかにすることが
できる。以上の説明のように、円弧の回転方向が逆転す
る場合であっても、加速度の変化を低減することが可能
となる。これにより、機械に与えられる衝撃が小さくな
る。従って、振動によって加工形状が乱れたり、モータ
に過大な力が要求され制御が不安定になることがなくな
る。その結果、高速で高精度な加工を実現することがで
きる。
り、接線方向の加速度ａt の変化も緩やかにすることが
できる。以上の説明のように、円弧の回転方向が逆転す
る場合であっても、加速度の変化を低減することが可能
となる。これにより、機械に与えられる衝撃が小さくな
る。従って、振動によって加工形状が乱れたり、モータ
に過大な力が要求され制御が不安定になることがなくな
る。その結果、高速で高精度な加工を実現することがで
きる。
【００４１】なお、加速度変化の大きな点で速度を減速
するかどうかを、加工プログラムのブロック単位で指定
することもできる。高精度の加工が必要な場所をブロッ
ク単位で指定することにより、あまり高精度を要求され
ない箇所では速度を落とさずにすみ、加工時間を短縮す
ることができる。
するかどうかを、加工プログラムのブロック単位で指定
することもできる。高精度の加工が必要な場所をブロッ
ク単位で指定することにより、あまり高精度を要求され
ない箇所では速度を落とさずにすみ、加工時間を短縮す
ることができる。
【００４２】また、上記のように加速度の急激な変化を
抑制するような加工プログラムを、自動プログラミング
装置で作成することもできる。図６は本発明の自動プロ
グラミング装置の概略構成を示すブロック図である。自
動プログラミング装置６において、加工経路生成手段６
ａは加工形状データ５が入力されると、その形状を加工
するための加工経路を求める。加速度変化判定手段６ｂ
は、加工経路における加速度を算出し、ブロックの継ぎ
目の点における加速度の変化量が、予め設定されている
しきい値よりも大きいか否かを判別する。
抑制するような加工プログラムを、自動プログラミング
装置で作成することもできる。図６は本発明の自動プロ
グラミング装置の概略構成を示すブロック図である。自
動プログラミング装置６において、加工経路生成手段６
ａは加工形状データ５が入力されると、その形状を加工
するための加工経路を求める。加速度変化判定手段６ｂ
は、加工経路における加速度を算出し、ブロックの継ぎ
目の点における加速度の変化量が、予め設定されている
しきい値よりも大きいか否かを判別する。
【００４３】速度指令データ変更手段６ｃは、加速度の
変化量がしきい値よりも大きいと判断された際には、そ
の点における速度指令データを変更し速度を低下させ
る。加工プログラム作成手段６ｄは、加速度の変化量が
しきい値よりも大きいと判断された点の速度が、速度指
令データ変更手段６ｃにより指令された速度になるよう
に加工プログラム７を作成する。
変化量がしきい値よりも大きいと判断された際には、そ
の点における速度指令データを変更し速度を低下させ
る。加工プログラム作成手段６ｄは、加速度の変化量が
しきい値よりも大きいと判断された点の速度が、速度指
令データ変更手段６ｃにより指令された速度になるよう
に加工プログラム７を作成する。
【００４４】この加工プログラム７を数値制御装置８で
実行し、工作機械のサーボモータ９を制御することによ
り、加速度の急激な変化を抑制した加工を実行すること
が可能となる。なお、加工プログラムを作成する際に
は、どのブロックにおいて加速度の急激な変化を抑える
制御を実行するのかを任意に指定することもできる。
実行し、工作機械のサーボモータ９を制御することによ
り、加速度の急激な変化を抑制した加工を実行すること
が可能となる。なお、加工プログラムを作成する際に
は、どのブロックにおいて加速度の急激な変化を抑える
制御を実行するのかを任意に指定することもできる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、加速度
の変化が所定の値より大きな位置を検出し、その位置に
おける移動速度を減速するようにしたため、円弧の回転
方向が逆転する場合であっても、急激に加速度が変化す
ることがなくなり、機械に与えられる衝撃が小さくな
る。その結果、高速で高精度な加工を実現することが可
能となる。
の変化が所定の値より大きな位置を検出し、その位置に
おける移動速度を減速するようにしたため、円弧の回転
方向が逆転する場合であっても、急激に加速度が変化す
ることがなくなり、機械に与えられる衝撃が小さくな
る。その結果、高速で高精度な加工を実現することが可
能となる。
【図１】本発明の数値制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の数値制御装置のハードウェアの概略構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】移動経路の法線方向と接線方向との加速度の変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図４】Ｘ軸方向とＹ軸方向との加速度の変化を示す図
である。
である。
【図５】ベル形加減速を用いて加速度の変化量を抑制し
た場合の加速度の変化を示す図である。
た場合の加速度の変化を示す図である。
【図６】本発明の自動プログラミング装置の概略構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図７】加速度の変化の大きい移動経路の例を示す図で
ある。
ある。
１ 加工形状 ２ 加工プログラム ３ 数値制御装置 ３ａ 前処理演算手段 ３ｂ 加速度変化判定手段 ３ｃ 速度指令手段 ３ｄ 移動制御手段 ４ モータ
Claims (8)
- 【請求項１】 加工プログラムに従って工作機械を制御
する数値制御装置において、 加工形状を指令する加工プログラムを解読する前処理演
算手段と、 工具経路の加速度を演算し、加速度の時間変化が予め設
定されている値以上となる加速度変化点の有無を判定す
る加速度変化判定手段と、 前記加速度変化点が検出された際には、前記加速度変化
点における移動速度を減速させる速度指令手段と、 前記速度指令手段の指令する速度で工具の移動を制御す
る移動制御手段と、 を有することを特徴とする数値制御装置。 - 【請求項２】 前記加速度変化判定手段は、工具経路の
指令単位の継ぎ目において加速度の時間変化を判定する
ことを特徴とする請求項１記載の数値制御装置。 - 【請求項３】 前記移動制御手段は、工具経路を教示す
ることにより前記加工プログラムが作成されており、教
示の際に、加速度変化点における移動速度の減速を行う
旨の指令がなされていた場合にのみ、前記加速度変化点
における移動速度を減速を行うことを特徴とする請求項
１記載の数値制御装置。 - 【請求項４】 前記速度指令手段は、隣接する工具経路
の指令単位が接するように構成されている場合には、減
速前の速度、減速に使用する加速度、及び経路の曲率か
ら減速時の目標速度を算出することを特徴とする請求項
１記載の数値制御装置。 - 【請求項５】 数値制御装置に実行させるべき加工プロ
グラムを作成する自動プログラミング装置において、 加工形状を示すデータから加工経路を生成する加工経路
生成手段と、 前記加工経路から加速度を演算し、加速度の時間変化が
予め設定されている値以上となる加速度変化点の有無を
判定する加速度変化判定手段と、 前記加速度変化点が検出された際には、前記加速度変化
点における移動速度の指令データを、遅い速度に変更す
る速度指令データ変更手段と、 前記加速度変化点の速度が、前記速度指令データ変更手
段の指令する速度になるように速度データを設定し、加
工プログラムを作成する加工プログラム作成手段と、 を有することを特徴とする自動プログラミング装置。 - 【請求項６】 前記加速度変化判定手段は、工具経路の
指令単位の継ぎ目において、加速度の時間変化を判定す
ることを特徴とする請求項５記載の自動プログラミング
装置。 - 【請求項７】 前記加工プログラム作成手段は、加速度
変化点における移動速度の減速を行う旨の指令がなされ
ている場合にのみ、前記加速度変化点の速度が、前記速
度指令データ変更手段の指令する速度になるように速度
データを設定することを特徴とする請求項５記載の自動
プログラミング装置。 - 【請求項８】 前記速度指令データ変更手段は、隣接す
る工具経路の指令単位が接するように構成されている場
合には、減速前の速度、減速に使用する加速度、及び経
路の曲率から減速時の目標速度を算出することを特徴と
する請求項５記載の自動プログラミング装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259862A JPH09101814A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 数値制御装置及び自動プログラミング装置 |
| DE69629008T DE69629008T2 (de) | 1995-10-06 | 1996-10-04 | Numerische steuerungsvorrichtung |
| US08/849,449 US5959864A (en) | 1995-10-06 | 1996-10-04 | Numerical control apparatus to control tool movement between blocks of a machining program |
| PCT/JP1996/002898 WO1997013184A1 (fr) | 1995-10-06 | 1996-10-04 | Unite de commande numerique |
| EP96932821A EP0797135B1 (en) | 1995-10-06 | 1996-10-04 | Numerical controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259862A JPH09101814A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 数値制御装置及び自動プログラミング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101814A true JPH09101814A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17340003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7259862A Pending JPH09101814A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 数値制御装置及び自動プログラミング装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5959864A (ja) |
| EP (1) | EP0797135B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09101814A (ja) |
| DE (1) | DE69629008T2 (ja) |
| WO (1) | WO1997013184A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006007363A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Mori Seiki Co Ltd | Ｎｃプログラム修正装置及びこれを備えたｎｃプログラム生成装置 |
| US7038165B2 (en) | 2003-04-17 | 2006-05-02 | Fanuc Ltd | Laser machining robot |
| CN111842556A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-30 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 折弯机主轴速度控制方法、折弯机及可读存储介质 |
| CN112476436A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-12 | 广东博智林机器人有限公司 | 机械臂运动的速度规划方法及装置 |
| CN112677439A (zh) * | 2016-03-31 | 2021-04-20 | 住友重机械工业株式会社 | 注射成型机 |
| JP7355951B1 (ja) * | 2022-08-23 | 2023-10-03 | ファナック株式会社 | 制御装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002323915A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Toshiba Mach Co Ltd | 数値制御装置 |
| JP4284491B2 (ja) * | 2002-07-16 | 2009-06-24 | 豊和工業株式会社 | ピストン外形の加工データ生成装置 |
| JP3795854B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2006-07-12 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP2004185397A (ja) * | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
| DE10351781B4 (de) | 2003-11-06 | 2006-12-07 | Siemens Ag | Rechnergestütztes Anpassungsverfahren für ein Anwenderprogramm für eine Werkzeugmaschine und hiermit korrespondierende Gegenstände |
| JP6321605B2 (ja) | 2015-10-30 | 2018-05-09 | ファナック株式会社 | 曲率と曲率変化量による速度制御を行う数値制御装置 |
| JP6356658B2 (ja) | 2015-12-25 | 2018-07-11 | ファナック株式会社 | プレスの調整が容易な数値制御装置 |
| JP6496340B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2019-04-03 | ファナック株式会社 | スキャナ制御装置、ロボット制御装置及びリモートレーザ溶接ロボットシステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2935713B2 (ja) * | 1989-08-22 | 1999-08-16 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
| JP2742104B2 (ja) * | 1989-08-29 | 1998-04-22 | ファナック株式会社 | 数値制御装置の送り速度制御方法 |
| EP0530033B1 (en) * | 1991-08-30 | 1999-06-02 | Makino Milling Machine Co. Ltd. | Feed rate control method and apparatus in numerical control system |
| JPH0573127A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-26 | Fanuc Ltd | 数値制御装置の送り速度制御方法 |
| JPH06131029A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Fanuc Ltd | 加速度定数切り換え方式 |
| DE59406892D1 (de) * | 1994-09-29 | 1998-10-15 | Siemens Ag | Überschleifen mit maximaler Achsbeschleunigung |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP7259862A patent/JPH09101814A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-04 US US08/849,449 patent/US5959864A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-04 DE DE69629008T patent/DE69629008T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-04 WO PCT/JP1996/002898 patent/WO1997013184A1/ja active IP Right Grant
- 1996-10-04 EP EP96932821A patent/EP0797135B1/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2006007363A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Mori Seiki Co Ltd | Ｎｃプログラム修正装置及びこれを備えたｎｃプログラム生成装置 |
| CN112677439A (zh) * | 2016-03-31 | 2021-04-20 | 住友重机械工业株式会社 | 注射成型机 |
| CN111842556A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-30 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 折弯机主轴速度控制方法、折弯机及可读存储介质 |
| CN111842556B (zh) * | 2020-07-14 | 2022-04-26 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 折弯机主轴速度控制方法、折弯机及可读存储介质 |
| CN112476436A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-12 | 广东博智林机器人有限公司 | 机械臂运动的速度规划方法及装置 |
| CN112476436B (zh) * | 2020-12-10 | 2021-11-05 | 广东博智林机器人有限公司 | 机械臂运动的速度规划方法及装置 |
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| WO2024042617A1 (ja) * | 2022-08-23 | 2024-02-29 | ファナック株式会社 | 制御装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Also Published As
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|---|---|
| DE69629008T2 (de) | 2003-12-24 |
| WO1997013184A1 (fr) | 1997-04-10 |
| EP0797135B1 (en) | 2003-07-09 |
| DE69629008D1 (de) | 2003-08-14 |
| EP0797135A4 (en) | 1999-11-10 |
| EP0797135A1 (en) | 1997-09-24 |
| US5959864A (en) | 1999-09-28 |
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