JPS6223324B2 - - Google Patents

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JPS6223324B2
JPS6223324B2 JP55153160A JP15316080A JPS6223324B2 JP S6223324 B2 JPS6223324 B2 JP S6223324B2 JP 55153160 A JP55153160 A JP 55153160A JP 15316080 A JP15316080 A JP 15316080A JP S6223324 B2 JPS6223324 B2 JP S6223324B2
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JP
Japan
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axis
tool
drive pulse
frequency
speed
Prior art date
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Expired
Application number
JP55153160A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5776610A (en
Inventor
Ryoichiro Nozawa
Akira Nagamine
Hideaki Kawamura
Mitsuto Myata
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP15316080A priority Critical patent/JPS5776610A/ja
Publication of JPS5776610A publication Critical patent/JPS5776610A/ja
Publication of JPS6223324B2 publication Critical patent/JPS6223324B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御装置における送り速度指定方
式に関し、特に基本3軸の他に基本軸に平行な平
行軸を含む直線補間における送り速度指定方式に
関するものである。
一般に、X軸、Y軸、Z軸の基本3軸のみよる
直線補間は、例えば第1図に示すように、指令テ
ープ10に記憶された情報を入力回路11でデコ
ードして工具の移動量に関するデータつまりX軸
方向の移動量x,Y軸方向の移動量y,Z軸方向
の移動量zはそれぞれX軸レジスタ12、Y軸レ
ジスタ13、Z軸レジスタ14に格納し、工具の
送り速度に関するデータは送り速度レジスタ1
5に格納し、駆動パルス発生回路17でそれらレ
ジスタ12〜15の内容を演算処理して周波数F
なる駆動パルスを発生させ、これを補間器16に
その動作周期を定める駆動用のパルスとして入力
して所定の補間を行なわせ、X軸モータXM、Y
軸モータYM、Z軸モータZMへの指令パルス
Px,Py,Pzを発生させるものである。
補間器16として例えば2進n桁のアキユムレ
ータを有するDDA方式の補間器あるいは2進n
桁のカウンタを備えたMIT方式の補間器を使用
する場合、指令パルスPx,Py,Pzの周波数はそ
れぞれF|x|/2n,F|y|/2n,F|z
|/2nとなり、指定した直線に沿つて工具の動
く速度υは υ=√(||2n+(||2n+(||2n=F/2222 …(1) となつて、Fが一定の場合には移動量に応じて速
度が変わつてしまう。そこで、駆動パルス発生回
路17ではレジスタ12〜15の内容に基づき、 なる演算を行なつて得た周波数Fのパルスで補間
器16を駆動することにより、工具の速度が指令
テープ10で指令された速度に一致するように
している。
このように、基本3軸のみに直線補間において
は、工具を実空間における合成速度つまり工具と
ワークとの実空間における相対速度で動かした
い場合には、その速度を指令テープに直接書込
んでおくだけで良く、非常にプログラミング等の
操作が容易であつた。
しかしながら、基本3軸だけでは駆動力が足り
ない場合などに例えばワークをX軸モータで駆動
し工具をX軸に平行なU軸のモータで駆動する如
く、X軸に平行なU軸、Y軸に平行なV軸、Z軸
に平行なW軸等基本軸に平行な平行軸を使用する
場合があり、このような場合、従来は工具の送り
速度を正確に指定することができず、またできた
としても実空間における工具の速度で直接に指定
することができず、操作が非常に煩雑になるとい
う欠点があつた。
即ち、基本3軸以外に基本軸に平行な平行軸を
含む従来の直線補間においては、平行軸は無視し
て基本3軸のみで送り速度を決定し、第1図の駆
動パルス発生回路17で K;比例定数 なる周波数Fを有する駆動パルスを発生して補間
器16を駆動するか、又は、全軸が直交している
ものと仮定して u,υ,w;U軸,V軸,W軸方向の各移動量
なる周波数Fを有する駆動パルスを発生して補間
器16を駆動する方式のいずれかを採用してい
た。その結果、前者の方式では工具の速度を正確
に指定することはできず、また後者の方式では実
際の工具の速度を所望の速度に一致させようとす
るならば、第4式におけるは実空間における工
具の速度ではなく事前に計算で求めておいた特殊
な値を用いなければならないという煩しさがあつ
た。
本発明はこのような従来の欠点を改善したもの
であり、その目的は、基本3軸の他に基本軸に平
行な平行軸を含む直線補間においても、送り速度
の指定を実空間における工具の速度そのもので行
ない得るようにして、数値制御装置の操作性等を
向上することにある。これについて以下詳細に説
明する。
本発明は、上述した目的を達成するために、実
空間における工具とワークとの相対速度と、工具
の移動量に関する指令データより算出した工具の
美空間における移動距離との比に比例した周波数
Fを有する駆動パルスを発生する駆動パルス発生
回路を設け、この駆動パルス発生回路の出力パル
スで補間器を駆動する。
例えばX,Y,Z軸方向の移動量をそれぞれ
x,y,z、X軸に平行な軸U1,U2…Uo方向の
移動量をu1,u2…uo、Y軸に平行な軸V1,V2
o方向の移動量をυ,υ…υo、Z軸に平行
な軸W1,W2…Wo方向の移動量をw1,w2…wo
上記駆動パルスの周波数をFとすると、補間器か
ら出力される各軸の指令パルスの周波数FPα
(α=X,Y,Z,U,V,W)は FPα=F|α|/K …(5) ただし、|α|はα軸方向の移動量、Kは比例
定数で2進n桁のカウンタまたはアキユムレータ
を使用するMITまたはDDA方式の場合2nとな
る。従つて、実空間における工具とワークとの相
対速度υは υ=F/K√222 …(6) ただし、XはX軸方向の平行軸を含めた合成移
動量で X=x+u1+u2+…+uo YはY軸方向の平行軸を含めた合成移動量で Y=y+υ+υ+…+υo ZはZ軸方向の平行軸を含めた合成移動量で Z=z+w1+w2+…+wo となり、工具速度υはFが一定の場合移動距離に
応じて変化する。しかしながら、本発明では駆動
パルスの周波数Fは ただし、は工具速度に関する指令データ、K
は第6式のKと同一となるから、第7式を第6式
に代入して明らかなように、実空間における工具
とワークとの実際の速度υは、指令テープで与え
られる工具速度に関する指令データと一致す
る。即ち、本発明に依れば、送り速度の指定を実
空間における工具の速度そのもので行なうことが
可能となる。
ところで、送り速度が指定されている場合、
各軸方向の速度υ〓(α=X,Y,Z,U,V,
W…)は次式に示すものとなる。
υ〓=α/L・ …(8) ただし、αはα軸方向の移動量、Lは実空間に
おける移動距離でL=√222 ここで、実空間における移移動距離Lは、本発
明の場合基本軸に平行な軸を含むため無限に小さ
くなる可能性があり、そのような場合には第8式
から明らかなように、ある軸方向の速度が無限大
になつてしまい、最大切削速度を越えてしまうこ
とになる。
例えば、X軸とU軸のみを駆動する場合で、テ
ーブルをX軸のプラス方向に1000mm動かし、工具
をU軸のパルス方向(ただし、X軸のプラス方向
とU軸のプラス方向とは同一方向とする)に999
mm動かすとき、実空間における工具とワークとの
相対移動距離Lは1mmとなるが、この1mmの移動
距離を1秒で移動させるような速度指令=60
mm/分が入力された場合、第8式から判るように
X軸の移動速度υxは υx=α/L・=1000/1×60=60000mm/分…
(9) となつて、X軸方向の最大切削速度を遥かに越え
てしまう。
このように、第7式で表わされるような周波数
の駆動パルスで補間器を駆動すると、各軸方向の
最大切削速度を越えてしまう場合が起こり得るの
で、本発明では、ある軸の速度υ〓が予め設定さ
れた最大切削速度υc〓を越える場合、その最大
切削速度υc〓でクランプされるように構成して
おくものである。なお、β軸が速度υc〓でクラ
ンプされた場合の各軸方向の速度αは、次式に示
すものとなる。
υ〓=α/βυc〓 …(10) ただし、βはβ軸方向の移動量 第2図は本発明方式を実施する装置の一例を表
わす要部ブロツク図であり、第1図と同一符号は
同一部分を示し、20,21,22はそれぞれU
軸レジスタ、V軸レジスタ、W軸レジスタ、23
は駆動パルス発生回路、24はクランプ回路、
UM,VM,WMはそれぞれU軸モータ、V軸モ
ータ、W軸モータ、Pu,Pυ,Pwは指令パルス
を示す。
同図において、指令テープ10に記憶された各
軸方向の移動量x,y,z,u,υ,w及び実空
間における工具の速度は入力回路11でデコー
ドされて各レジスタ12〜15,20〜22に格
納され、駆動パルス発生回路23では、レジスタ
12〜14,20〜22に格納された工具の移動
量に関する指令データから工具の実空間における
移動距離√222が算出され、且つこれと
送り速度レジスタ15に格納されている工具の指
令速度との比/√222に比例した周
波数Fの駆動パルスが発生され、これが補間器1
6に入力されて所定の補間が行なわれる。
また、クランプ回路では、駆動パルスの周波数
Fが各軸方向の最大切削速度υc〓との関係で定
まる最大周波数Fmaxを越えた場合、駆動パルス
の周波数Fをその最大周波数Fmaxにクランプす
る動作が行なわれる。例えば、α軸の最大切削速
度がυc〓である場合、駆動パルスの周波数Fは
υc〓/α(ただしαはα軸方向の移動量)でク
ランプされるものである。
以上説明したように、本発明は、基本3軸の他
に基本軸に平行な平行軸を含む直線補間における
送り速度指定方式において、実空間における工具
とワークとの相対速度と工具の移動量に関する
指令データから算出した工具の実空間における移
動距離√222との比/√222
比例した周波数Fの駆動パルスを発生する駆動パ
ルス発生回路を設け、その駆動パルスで補間器を
駆動するようにしたものであるから、送り速度の
指定を実空間における工具の速度そのもので行な
うことができ、操作性等が格段に向上する利点が
ある。また、駆動パルス発生回路の駆動パルス周
波数Fが各軸方向の最大切削速度との関係で予め
設定された最大周波数Fmaxを越える場合に駆動
パルス周波数Fをその最大周波数Fmaxでクラン
プするクランプ回路を設けたので、各軸方向の速
度が最大切削速度を越えてワーク、工具、機械等
が破損するような事故は未然に防止でき、その実
用化が容易となるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は基本3軸による直線補間を実施する装
置の一般的な構成を表わす要部ブロツク図、第2
図は本発明方式を実施する装置の一例を表わす要
部ブロツク図である。 10は指令テープ、11は入力回路、12〜1
5,20〜22はレジスタ、16は補間器、1
7,23は駆動パルス発生回路、24はクランプ
回路である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基本3軸の他に該基本軸に夫々平行な平行軸
    を含む直線補間における送り速度指定方式におい
    て、 実空間における工具とワークとの相対速度と
    工具の移動量に関する指令データから算出した工
    具の実空間における移動距離√222との
    比/√222に比例した周波数Fの駆動
    パルスを発生する駆動パルス発生回路、 ただし、 XはX軸方向の平行軸を含めた合成移動量 YはY軸方向の平行軸を含めた合成移動量 ZはZ軸方向の平行軸を含めた合成移動量 前記駆動パルスの周波数が各軸方向の最大切削速
    度との関係で定まる最大周波数を越える場合に前
    記駆動パルスの周波数をその最大周波数でクラン
    プするクランプ回路を設け、送り速度の指定は実
    空間における工具とワークとの相対速度で行な
    い、前記駆動パルス発生回路の駆動パルスで補間
    器を駆動するようにしたことを特徴とする送り速
    度指定方式。
JP15316080A 1980-10-31 1980-10-31 Feed speed specification system Granted JPS5776610A (en)

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JPS5776610A JPS5776610A (en) 1982-05-13
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