JPS60105012A - 数値制御工作機械の送り制御方法 - Google Patents

数値制御工作機械の送り制御方法

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JPS60105012A
JPS60105012A JP21284683A JP21284683A JPS60105012A JP S60105012 A JPS60105012 A JP S60105012A JP 21284683 A JP21284683 A JP 21284683A JP 21284683 A JP21284683 A JP 21284683A JP S60105012 A JPS60105012 A JP S60105012A
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JP
Japan
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section
speed
machining
minute
large section
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Pending
Application number
JP21284683A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Nakano
博 中野
Yasuji Sakakibara
榊原 やすじ
Naoki Arimoto
有元 直樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/43Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43006Acceleration, deceleration control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は加工面の加工精度を向上させた数値制御工作機
械の送り制御方法に関する。
〔従来技術) 従来数値制御工作機械による曲線加工は、加工曲線を、
直線、円弧、又は放物線で近似し得る微小区間に分割し
、該微小区間を送りの制御細小単位としている。そして
、送りの速度制御に関しては、この微小区間1uに、除
加速(ス]」−アップ)、定速、除減速(スローダウン
)の処理が行なわれている。例えば、被加工体と、工具
との相対的位置によって表わされた工具の切削端の描く
べき加工曲線が、第1図に示ずようにQO,Ql、Q2
、Q3において、−次導関数が不連続となる様な加工曲
線であったとづる。この加工曲線は大きく3つの大区間
に別れている。その各大区間は、その区間内で加工精度
をそれぞれ均−一様にすべき区間である。このような加
工曲線は、直線補間によって近似される。即ち、大区間
Q1−02区間において、微小区間P 1− P 2−
P 3−・・・−P6−P7に分割され、夫々の微小区
間において直線近似が行われる。そしてこの微小区間内
で、一定の移動量制御とともに、速度制御が行われる。
この速度制御は、この微小区間を単位としてスローアッ
プ、定速、スローダウンと処理されるので、工具は、厳
密にいえば、各微小区間の各境界点であるPl、P2、
・・・P7の各点において、瞬時的に停止することにな
る。従って、この直線近似の区間が一加工面全体に渡る
場合には、問題にならないが、この直線近似の区間が、
微小な間隔になると、頻繁に工具の加減速制御が行われ
、各加工点で速度が大きく変化するために、加工精度が
劣化する。又、頻繁に加減速制御をしようとすれば、一
定加工する定常速度は必然的に低速に押えられ、全体の
加工速度が低下するという欠点がある。
そこで、このような曲面加工を行なう場合には、一様均
一に加工が施されるべき曲面区間においては1.その区
間の始点部と終端部において除加速、除減速を行ない、
その区間内においては、多数の直線補間を行なったとし
ても一定速度で加工するのが加工精度を向上さぼるため
に望ましいものである。
〔発明の目的〕
そこで本発明は従来のこのような欠点を改良J−るため
に成されたものであり、数値制御工作機械の加工精度を
向上させるための送り制御方法を提供することを目的と
する。
〔発明の構成〕
即ち、本発明は、数値制御工作機械の工具又は加工台を
移動する制御方法であって、 被加工体と工具との相対的位置によって表わされる、工
具の切削端の描くべき加工曲線において、該加工曲線を
任意の微小区間に分割し、該微小区間をそれぞれ補間す
るための各制御軸の移動データを与え、 前記加工曲線においで、前記微小区間の集合である大区
間を定め、少なくとも、該大区間とその大凶間内の定常
送り速度と、を定めた各制御軸の速度データを与え、 前記連続した微小区間の移動データに基づき、各制御軸
を駆動するだめの移動量に関するパルス分配を行い、 前記速度データに基づき、前記1大区間にa3いて除加
速、定速、除減速を順次行なう様に、各制御軸を駆動す
るための、速度に関するパルス分配を行う ことを特徴と1′るものである。
第1図は加工曲線を図示したものである。この加工曲線
は被加工物体と工具との相対的位置関係によって表わさ
れている。ここで大区間とは、QO〜Q1、Q1〜Q2
、Q2〜Q3等のように夫々の大区間において、微小区
間を複数個含み、一定一様な加工が施こされるべき加工
曲面に対応した区間をいう。即ち、同一の加工精度が要
求される加工曲面に対応して区分されたり、加工曲面の
接面が不連続となる境界に対応して区分される加工曲線
上の分割区間である。又、上記の微小区間とは、加工曲
線を直線で近似した区間である。その微小区間において
直線補間が行なわれる。図でいえば、Pl、P2、P3
・・・P7が各微小区間の境界を表わす。第1図は、便
宜上、W軸方向に沿って等間隔に微小区間が取られてい
るが必ずしも等間隔に取られる必要はない。この微小区
間内のW軸移動量は、WCとして表わされている。又各
機小区間でのV軸方向の移動量は、vl、v2・・・V
6として表されている。第3図は、W軸方向の移動量と
、W軸方向の送り速度との関係を示したグラフである。
大凶It!1Q1−02は、微小区間P1−P2−・・
・−P7に分割され、大区間の始点部において、送り速
度は、Δfの幅で等間隔的に除加速される。そして、送
り速度が一定の定速度FWに達すると、その定速度で大
部分の大区間の送り制御が成される。又、移!ll量が
1(2点に達すると、その後ΔFの間隔で除減速されQ
2 (P7)点に至る。このようにして本発明では、大
区間において、RO(Ql)〜R1の間は、除加速、R
1−R2の間は定速度、R2−R3(Q2>の間は、除
減速とJる様に速度制御され、各微小区間で補間を行な
うものである。
(実施例) 以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳しく説明す
る。第4図は、本実施例の本送り制御方法を実施するた
めの数値制御工作機械の制御装置の構成を示したブロッ
クダイヤグラムである。
所定の処理を行なうマイクロプロセッリーーユニット(
MPU)6は、コモンバス12に接続されている。この
コモンバスには、制御軸であるV軸を制御するためのパ
ルスを分配するパルス発生装置14と、他の制御軸であ
るW軸を制御するだめのパルスを分配するパルス発生装
@16とが接続されている。パルス発生装置14.16
は、それぞれ速度レジスタ31.33と、移動量レジス
タ32.34とを有している。パルス発生回路14.1
6は、MPIJ6から出力されるパルス分配指令信号を
受【ノて、速度レジスタ31.33に設定された速度で
、移動量レジスタ32.34に設定された数量のパルス
を、サーボモータ駆動回路18.22にそれぞれ出力す
る。晋ナーボモータ駆動回路18.22は、夫々V軸、
W軸を駆動するためのサーボモータ20.24を回転さ
ける。又、所定のパルス分配が終ると、各パルス発生回
路14.16は、割込み信号を出力し、割込み制御回路
8を介してMPU6に割込みをかけるように接続されて
いる。更にMPU6には、制御プログラムが記憶された
ROM10.及びNGデータが記憶されたRAM26が
コモンバス12を介して接続されている。又、手動によ
るデータを入力するだめの手動データ入力装置2は、イ
ンターフェイス4を介して、MPU6に接続されている
第5図は本実施例で使用されるNOデータの構造を示し
たデータ構成図である。ブロック1.2・・・nは夫々
大区間1.2・・・nに対応する。データ領1ti50
に記憶されたWCは、W軸方向の微小区間の定間隔を示
した、移動量パルス数である。又、データ領域52のF
cは1人区間における加工曲線の方向に沿った加工速度
である。w、o、voはそれぞれ、大区間の幅を定めた
W軸及びV軸方向パルス数である。データ領域57〜6
2のV1〜v6は、夫々、微小区間毎に与えられた、V
軸方向の移動量パルス数である。
次に本実施例で使用され7c制御方法を実現するコンピ
ュータのフローチャートについて説明する。
第6図は、全体のフローチャート、第7図はスローアッ
プ・スローダウン処理を示すフローチャートである。引
算機はステップ100から実行する。
ステップ100で、BCの値を1にセットする。
ここで、BCはブロックカウンタであり、大区間の区間
番号を意味する。次にステップ102に移行し、各パラ
メータに、初期値を設定する。ここでSCはステップカ
ウンタであり、1大区間内にJ3tノる微小区間内の番
号を表1−0SSはスローアップステップレジスタであ
り、Δf毎に速度を除加速するためのスローアップ回数
を記録するレジスターである。Fwnは、各微小区間毎
に指定されるW軸の送り速度である。SUFは、スロー
アップ実行中であることを示1フラッグが記憶されるレ
ジスタである。S D Fはスローダウン実行中である
ことを示すフラッグが記憶されるレジスタである。
つぎにステップ104に移行し、第5図に示寸NCデー
タからデータを読み取り、大区間の曲線に沿った加工速
度Fcと、大区間の幅を定めたW軸方向の移動量パルス
数WO及びv軸の移動量パルス数VOを読み出ず。又、
MwをOに設定づる。
Mwは、W軸方向の、累積移動量を記憶するための移動
量レジスタである。次にステップ106でW軸方向の定
常速度Fwを針幹する。この計算の原理は第2図に示さ
れている。即ち、大区間の始点と終点を与える点01〜
02点を直線に沿ってFcで移動しlcs合の、W軸方
向の速度成分をFWとして計算する。次にステップ10
8に移り、各微小区間に対応したV軸方向の移動量をデ
ータブロックから読みだす。まず始めは、vlが読み出
される。次にステップ110に移行し、W軸及びV軸の
実際のパルス分配数を計綽する。ここでは1微小区間を
更に5等分してそれを1単位としてパルス分配している
。しかし、この等分数は任意で良い。即ちNWは1微小
区間を5等分したその1区間を1リイクルと定義ずれば
、1サイクルにおけるパルス分配数である。又NvはV
軸方向の1ナイクルにa3番ノるパルス分配数である。
次にステップ112に移行する。ここでCCは上記に定
義したサイクルの番号を記録するだめのリーイクルカウ
ンタである。次にステップ114に移り、実際にスロー
アップ・スローダウンの処理を行う。
この処理は第7図に示づルーチンに示されている。
ステップ200でSUFがセットされているか判定する
。最初の処理では、スローアップを実行すべきであるか
らSUFはセラ1へされており、ステップ202に移行
する。ステップ202ではSSの値を1つ更新する。即
ら、スローアップの回数をカウントする。次にステップ
204に移り、各サイクルにおける、W軸方向の送り速
度をit算する。即ち、Δ[毎に1サイクルずつ送り速
度を上昇するように制御する。ステップ206に移り、
このサイクルにお番プるW軸方向の送り速度が定速度F
Wに達したかどうか判定する。達してない場合には、ス
テップ210に移り、その時の微小区間の移動量と、W
軸方向の送り速度との関係からV軸方向の送り速度をめ
る。
そして、ステップ116に移り、そのサイクルでのW軸
方向及びV軸方向の送り速度並びに移動量データを夫々
、速度レジスタ及び移動量レジスタに出力する。ステッ
プ118では、現在の移動量を記憶するために、MWに
、1サイクル毎の移動m N Wを汀線して記憶する。
そしてナイクルカウンタCCを1増加させ、ステップ1
20に移り、パルス発生回路に分配開始指令信号を出力
する。
これによりV軸、W軸はそれぞれ、指定された速度、お
よび指定されたパルス数たり移動り゛ることになり、1
微小間内の5分割された1サイクルの送り処理が実行さ
れたことになる。次に、所定のパルス分配が終了すると
、割込み制御回路8からMPU6に割込信号が出力され
、S]粋機はステップ122から実行を開始する。即ち
、ステップ122では、現在の移動量が所定の大区間の
移動量に達しlCかどうかを判定づる。未だ達していな
い場合には、ステップ124に移ってサイクルカウンタ
の値が5に達したかどうかを判定する。即ち1微小区間
の処理が終了したかを判定する。まだの場合には、ステ
ップ114に移り、前述した処理を繰返す。
第1微小区間の処理が終了し、サイクルカウンタCCの
値が5になるとステップ124でイエスと判定され、ス
テップ126に移行づる。ここでは、ステップカウンタ
SSが1更新される。即ち第2微小区間PI−R3の処
理を行なうことになる。従って、第2微小区間のV帖移
動邑■2は、ステップ108で読取られる。
以下、同様な処理が成される。処理が進行し、第3図R
1点に達した時点では、七1算機は第3サイクルの処理
に入っている。その時ステップ206では、FwnがF
wよりも人さくなっているのでイエスと判定され、ステ
ップ208に移行する。
ステップ208では、スローアップを終了したことを示
すためSUFレジスタをリセットする。そして、ステッ
プ210に移り、所定の処理を施してパルス分配を行な
う。
そして、次のサイクルでは、ステップ200で、SUF
がリセットされていると判定されるのでステップ212
に移る。ここではSDFにスローダウン処理実行中を示
すフラッグがセットされているかを判定する。ノーの場
合にはステップ214に移る。ステップ214では、送
り制御がスL1−ダウンすべき位置に達したか否かを判
定する。即らR2点に達したかどうかを判定している。
ここでSSの値は、スローアップ実行中に8に設定され
たから、スローアップしたサイクル数と同じサイクル数
だけスローダウンすることになる。まだR2点に達して
いない場合にはステップ216に移行するので、定常の
W軸の送り速度Fw@Fwnとし、ステップ210でV
軸方向の送り速度を設定する。そして所定の送り処理を
行なう。
この様にして、各サイクル毎に、速度が設定され送り制
御される。そして、第5微小区間の第5サイクルに入る
とR2点に)ヱしたことになるので、ステップ214で
はイエスと判定される。このためステップ218に移行
し、スローダウンレジスタSDSをレッ1〜する。イし
てステップ220で△FだけFwnの値を減少させる。
以下、同様にスローダウンの処理がなされR3(Q2)
点に達したかどうかの判定がステップ122で行なわれ
る。即ち、現在の移動量パルスMWが大区間の移動量パ
ルスWOより大きくなったかどうか判定される。大きく
なった場合にはステップ128に移り、第1大区間の処
理が終了する。
ステップ128でブロックカウンタの値が1更新され、
ステップ132に移り、まだ他の大区間の処理が残って
いる場合には、ステップ102に戻り、第2大区間の処
理が第1大区間の処理と同様にくり返される。
この様にして所定数の一連の大区間の処理が行なわれス
テップ132で計算機は停止する。
以上、要するに本発明は、加工曲線を直線補間ずべき微
小間隔に区分し、その間隔毎に移動量データを与え、鳴
れとは独立に加工曲線において一定均一の加工が施され
るべき大区間を定義し、その大区間内においてスローア
ップ、定速度、スローダウンの速度制911を行なうよ
うにしたものである。
従って、本発明方法によれば、加工速度は、大区間で定
義された区間を1周期としているために、その大区間に
対応した加工曲面において、はぼ−′定速度で加工され
るので、一様均一な加工が、その加工曲面に施される。
又、微小区間毎にス【」−アップ、スローダウンの処理
をしていないために、全体の1111工速度を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は、本発明の送り制御方法を
説明するための説明図である。第4図は本発明方法を実
施丈るための制御装置の構成を示したブロックダイアグ
ラムである。第5図は同実施例で使用されたデータの構
造を示ずデータ構成図である。第6図及び第7図は同実
施例で使用された制御装置の処理を示ずフローチャート
である。 6・・・マイクロプロセッサユニット 12・・・コモンバス 14.16・・・パルス発生回路 31.33・・・速度レジスタ 32.34・・・移動量レジスタ 18.22・・・リーーボモータ駆動回路特許出願人 
豊田工機株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 藤谷 修 同 弁理士 丸山明夫 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 数値制御工作機械の工具又は加工台を移動する制御方法
    であって、 被加工体と工具との相対的位置によって表わされる、工
    具の切削端の描(べき加工曲線にJ′3いて、該加工曲
    線を任意の微小区間に分割し、該微小区間をそれぞれ補
    間するための各制御軸の移動データを与え、 前記加工曲線において、前記微小区間の集合である大区
    間を定め、少なくとも、該大区間とその、大区間内の定
    常送り速度と、を定めた各制御軸の速度データを与え、 前記連続した微小区間の移動データに塁づぎ、各制御軸
    を駆動するための移動量に関するパルス分配を行い、 前記速度データに基づき、前記1大区間において除加速
    、定速、除減速を順次行なう様に、各制御軸を駆動する
    ための、速度に関するパルス分配を行う ことを特徴とする数値制御工作機械の送り制御方法。
JP21284683A 1983-11-11 1983-11-11 数値制御工作機械の送り制御方法 Pending JPS60105012A (ja)

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Cited By (3)

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