JPS6318404A

JPS6318404A - 位置制御方法

Info

Publication number: JPS6318404A
Application number: JP61161516A
Authority: JP
Inventors: Tomoatsu Shibata; 柴田　友厚
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1988-01-26
Also published as: WO1988000366A1; US4862381A; EP0286682A4; EP0286682A1

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Ｘ−Ｙ平面上の形状を任意の２つの回転中心軸
の回りにそれぞれ所定角度θ、φ回転させた時、該回転
した位置で形状通りに工具を移動制御して加工する位置
制御方法に関する。

〈従来技術〉Ｘ−Ｙ平面上の加工形状を所定の回転中心軸の回りに回
転させ、該回転した位置で形状通りに加工することが要
求される場合がある。たとえば、第４図に示すように、
Ｘ−Ｙ平面に対して角度θの傾斜を有するワークＷＫの
傾斜面ＩＳＦに、Ｘ−Ｙ平面の加工形状図形（点：ｌ＄
）ＰＴを貼付け、該貼付けた形状ＰＴ’通りに加工する
場合である。

かかる場合、第４図を参照すると従来は所定のプログラ
ム座標系（ｘ−ｙ平面）て形状ＰＴ通りに加工するＮＣ
通路データを作成すると共に、回転中心軸（Ｘ軸）の中
心軸ベクトル（１０，］０）１（ｏ）と、該回転中心軸
上の回転中心点Ｐ。ｏ（ｘｃｏ’ｙｃｏｐ　Ｚｃｏ）と
、回転角度θを与え、ＮＣ通路データに含まれろ位置デ
ータを該中心軸ベクトルと回転中心点の座標値と回転角
度で定まる座標変換マトリクスに基づいて座標変換し、
該座標変換して得られた位置データに基づいて工具の位
置を制御し、回転中心軸（Ｘ軸）の回りに角度θだけ回
転させた通路ＰＴ’に沿って工具を移動させて指令通り
に加工するようにしている。

〈発明が解決しようとしている問題点〉ところで、Ｘ−
Ｙ平面上の形状を任意の２つの回転中心軸の回りにそれ
ぞれ所定角度θ、φ回転させた時、該回転した位置で形
状通りに加工したい場合がある。たとえば、第５図を参
照するとＸ軸を中心にＸ−Ｙ平面をθ回転し、該回転に
より得られた平面Ｘ、−Ｙ１をＹ、軸を中心に更にφ回
転させることにより得られた平面Ｘ　　−Ｙ　にｘ−Ｙ
平面における加工形状図形ＰＴを貼付け、Ｘ−Ｙ平面で
定義し？：Ｎｃ通路データを用いて貼付けた形状ＰＴ’
通りに加工する場合である。

しかし、従来はかかる２つの回転により得られた平面上
の加工においては、最初の回転中心軸の回転中心点と次
の回転中心軸の回転中心点とが一致する場合に限９可能
であった（第５図では回転中心が共にＰｃ０となり一致
している）。すなわち、回転中心が一致している場合に
は次式により座標値！Ｘ、Ｙ＊Ｚｌに対して座標変換を施して
回転後の座標値（Ｘ’　、Ｙ’　、Ｚ’　）を求め、該
座標値を用いて回転後の平面における加工が可能であっ
た。ただし、ｒＭｌ、ｒＭｌは第１、第２の回転による
変換マトリクスである。

しかし、従来は回転中心点が一致していない場合には、
２つの回転により得られた平面（第６図の平面ＰＬ参照
）上にＸ−Ｙ平面における加工形状ＰＴを貼付けた場合
、Ｘ−Ｙ平面における通路データを用いて該形状ＰＴ’
通りの加工が不可能であった。

以上から、本発明の目的は回転中心点が一致していない
場合であってもＸ−Ｙ平面における通路データを用いて
２つの回転により得られた平面上において加工ができる
位置制御方法を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉第１図は本発明の説明図であり、１はＮＣＣデック給部
、２は処理装置、３は軸制御部である。

処理装置は判別部２ａと変換マド＋Ｊクス決定部２ｂと
座標変換部２Ｃを有している。

〈作用〉ＮＣＣデック供給１からＮＣデータを入力する。

判別部２ＩＩＬは入力されたＮＣデータが座標変換を示
すデータ（Ｇ６８）てあればＧ６８以降に指令されてい
る回転中心軸ベクトル、回転中心の座標値、回転角度を
それぞれ変換マｉ−ＩＪクス生成部２ｂに入力すると共
に変換マトリクスの生成を指示する。

変換マトリクヌ生成部２ｂ：よ与えられたデータを用い
て座標変換７トリクスＥＭ、コｇ［Ｍ２１を生成する。

一方、ＮＣデータが通路データであれば、判別部は該デ
ータを座標変換部２ｃに入力し、座標変換部２ｃは通路
データに含まれる位置座標値を変換マトリクスを用いて
座標変換して軸制御部３に入力する。

軸制御部３は座標変換して得られた位置データに基づい
て第１、第２の回転中心軸の回りに角度θ、φそれぞれ
回転させてなる通路に沿って工具を移動させて加工する
。

〈実施例〉第２図は本発明を実現するＮＣ装置のブロック図、第３
図（よ処理の流れ図である。

第２図において、１１はプロセッサ、１２は制御プログ
ラムメモリ　（ＲＯＭ）　、１３はバッテリーバックア
ップのＲＡＭであり、ＮＣデータ記憶域１３ａ１処理結
果記憶域１３ｂ１その他の記憶域１３ｃを有してｌｖ）
ろ。

１４はＣＲＴ＆ＭＤとデータ入力部（キーボード）１４
ｂを有するＣＲＴ＆ＭＤ　Ｉ装置、１５はＮＣデータを
外部記憶媒体ＮＣＴから読み取ってＲＡＭ１３のＮＣデ
ータ記憶域１３ａに転送記憶するＮＣデータ入力装置、
１６（よ操作盤、１７は軸制御部である。尚、第１図と
同一部分には同一符号を付している。

軸制御部１７は図示しないがパルス補間器、各軸サーボ
回路等を有し、ＮＣデータによる通路制御時においてプ
コセッサ１１より単位時間ΔＴ毎に該時間の間に移動す
べき各軸移１ｉ１１量を入力され、該移動量に基づいて
周知のパルス分配演算を行って分配パルスを発生し、該
分配パルスに基づいて各軸の移動制御を行う。

１８はＮＣ装置と工作機械の間のデータ授受を司どるイ
ンタフェース回路、１９は工作機械である。

以下、第２図乃至第３図に従って本発明方法の処理を説
明する。尚、ＮＣプログラムはＲＡＭ１３の記憶域１３
ａに転送記憶されているものとする。

（１）操作盤１６上の起動釦を押圧するとプロセッサ１
１はＲＯＭ　１２に記憶されている制御プログラムの制
御により、ＲＡＭ１３から１ブロツクづつＮＣデータを
読み取る。

尚、通路データはＸ−Ｙ−Ｚ座標系で作図された加工図
面に従ってＸ−Ｙ−Ｚ座標系で作成されているものとす
る。又、ＮＣプログラムの適所（一般に通路データの前
）には１回転の場合には以下に示す座標系の回転を示す
ＮＣデータＧ　６８　Ｘｘ、。Ｙ　ｙＬ：、Ｚ　ｚ、、
。１　ｉｏＪ　ｊｏＫｋｏＲθ；（ａ）が挿入され、２
回転の場合に１よＧ６８Ｘｘ、。Ｙ　ｙｏｏＺ　ｚＬ：、　Ｉ　ｉ　ｏＪ
　ｊ　。Ｋ　ｋ、）Ｒθ；（ａ）Ｇ６８Ｘｘ、、、Ｙｙ
ｏ、Ｚｚｃ、Ｉ　ｉ、Ｊ　ｊ、Ｋｋ、Ｒφ；　　ｆｂ）
が挿入されている。ただし、０６８は座標系回転指令用
のＧ機能命令、アルファベットｘ、ｙ、ｚ；よ回転中心
のＦｉＳ標値を特定するワードアドレス語、アルファベ
ットＩ、Ｊ、に＋よ回転中心軸ベクトルを特定するワー
ドアドレス語、θ、φ（よ回転角度である。又、２回転
の場合において（ｂｌで与えられろ座標値及びベクトル
（よ、最初の回転（ζより生成された座標系Ｘ、−Ｙ、
−Ｚ、！こおける値である。

（２）プロセッサ１１は読み取ったＮＣデータがプログ
ラムエンドを示すＭＯ２あるいはＭ２Ｏかどうかをチェ
ックし、プログラムエンドであれば処理９！終了する。

（３）プログラムエンドでなければ、ｒＧ６８Ｊが含ま
れているかどうかをチェックする。

（４１ｒ　Ｇ　６８　Ｊが含まれていれば変換マ）・リ
クスを算出する。尚、中心軸ベクトル”　（ｉ　ｐ　　
Ｉ　ｓ　ｋｌ、中心軸上のポイン１−である回転中心の
座標値を（Ｘ（、ｐ　！０ｐ　ＺＯ）　、回転角度θ、
回転前の座標値（ｘｐＹｐＺ）とすれば、回転後の座標
値（Ｘ′。

ｙ’、ｚ’）Ｉｆ次式により得られるから、変換マトリクス［Ｍ　コ　をｒＧ
６８」ＪＪ降のデータを用いて算出する。

たｔ３シ、変換マトリクスＣＭ　３はｒ、、＝ｎ？＋　（１−ｎ？）　・ｃｏｓθｒ、２＝ｎ
、・ｎ２・（１−ｃｏｓθ）−ｎ、・ｓｉｎθｒ　＝ｎ
−ｎ、・（１−ｃｏｓθ）＋ｎ２・ＳＩｎθｒ２．＝ｎ
、−ｎ２・（１−ｃｏｓθ）　＋ｎ、゛ｓ　ｉ　ｎθｒ
２２＝ｎ：＋　（１−ｎ：）　−ｃ　ｏ　ｓθｒ、’＝
ｎ２・ｎ３′（１−ｃｏｓθ）−ｎ、・ｓｉｎθｒ３．
＝ｎ、−ｎ、・（１−ｃｏｓθ）−ｙ１２−ｓｉｎθｒ
、２＝ｎ２・ｎ３・（１−ｃｏｓθ）＋ｎ、・ｓｉｎθ
ｒ３．＝ｎ’、＋　（１−ｎ’、、）　−ｃ　ｏ　ｓθ
・、＝・ｆｉ・２＝３４７否Ｖ・、＝に／ｆ石τＶである。

そして、第１回転により得られるマトリクス［Ｍ］を［
Ｍ、］とし、第２回転により得られる７トリクス［Ｍ］
を［Ｍ２］として求め、しかる後筒（１）ステップに戻
り次のＮＣデータを読み取る。

（５）一方、ステップ（３）においてＮＣデータが「Ｇ
６８」てなけねばプフセンサー１は該ＮＣデータが通路
データかどうかをチェックする。

（６）通路データでなければ（Ｍ−、Ｓ＋、Ｔ−機能命
令）であれば、これら命令に応じた通常の処理を行い、
次のＮＣデータを読み取る。

（７）通路データでれば、既にｒＧ６８Ｊによる座標変
換が指令されているかどうかをチェックする。

（８１ｒ　Ｇ　６８　Ｊが指令されておらず、座標変換
が不要であれば通常の通路制御を行って次のＮＣデータ
を読み取る。

（９）シかし、ｒＧ６８Ｊが指令されていれば通路デー
タ：こ含まれる目標位置座標値（ｘ、ｙ、ｚ）を既に求
めである変換マトリクスを用いて座標変換する。

すなわち、１回転であれば［Ｍ、］　−［Ｍ］　として
（１）式により回転後の座標値（ｘ’、’、ｚ’）を求
めろ。

また、２回転であれば次式により２回転後の座標値（Ｘ’　、　ｙ’　、ｚ’　）
を求める。

（１１座標変換後の座標値（ｘ’　、ｙ’　、ｚ’　）
が求まれば、該座標値を用いて通路制御を行う。すなわ
ち、所定時間ΔＴの各軸移動量を求め各軸移動量をΔＴ
毎に軸制御部１７に入力する。

これにより、軸制御部１７はパルス補間演算を行って得
られたパルスに基づいて各軸のサーボ制御を行う。

通路制御が終了すれば、プロセッサ１１は次のＮＣデー
タを読み取って上記処理を繰り返す。

〈発明の効果〉以上本発明によれば、（２）式に示す座標変換式に基づ
いて２つの軸を中心にそれぞれθ、φ回転した後の座標
値を得、該座標値に基づいて工具を移動制御するように
構成したから、回転中心点が一致していない場合であっ
てもＸ−Ｙ平面における通路データを用いて２つの回転
により得られた平面上において加工ができるようにな−
）ｔこ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略説明図、第２図は本発明を実施するＮＣ装置のブロック図、第３図は本発明の処理の流れ図、第４図乃至第５図は従来方法の説明図、第６図は回転中
心が異なる２回転平面の説明図である。１・・ＮＣデータ供給部、２・・処理装置、２ａ・・判
別部、２ｂ・・変換マトリクス生成部、２Ｃ・・座標変
換部、３・・軸制御部特許出願人　　　　　　　　ファナック株式会社代理人
　　　　　　　　　　弁理士　　齋藤千幹第６図第３図

Claims

【特許請求の範囲】所定の三次元プログラム座標系における位置データに基
づいてパルス分配処理を行い、該パルス分配処理により
得られるデータに基づいて可動部の位置を制御する位置
制御方法において、第１の回転中心軸の中心軸ベクトル（ｉ＿０、ｊ＿０、
ｋ＿０）と該第１回転中心軸上の回転中心点の座標値（
ｘ＿Ｃ＿０、ｙ＿Ｃ＿０、ｚ＿Ｃ＿０）と回転角θをプ
ログラム座標系で与え、該θ回転により定まる新たな三
次元座標系で第２の回転中心軸の中心軸ベクトル（ｉ＿
１、ｊ＿１、ｋ＿１）と該第２回転中心軸上の回転中心
点の座標値（ｘ＿Ｃ＿１、ｙ＿Ｃ＿１、ｚ＿Ｃ＿１）と
回転角φを与えるステップ、プログラム座標系における座標値（ｘ、ｙ、ｚ）を第１
回転中心軸の回りにθ回転した時の座標値（ｘ＿１、ｙ
＿１、ｚ＿１）を次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ により求める場合、変換マトリクスＭ＿１を（ｉ＿０、
ｊ＿０、ｋ＿０）、θを用いて決定すると共に、前記新
たな三次元座標系における座標値（ｘ＿１、ｙ＿１、ｚ
＿１）を第２回転中心軸の回りにφ回転した時の座標値
（ｘ＿２、ｙ＿２、ｚ＿２）を次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ により求める場合、変換マトリクスＭ＿２を（ｉ＿１、
ｊ＿１、ｋ＿１）、φを用いて決定するステップ、前記
ＮＣデータとして与えられる位置データあるいはパルス
分配処理により得られる位置データ（ｘ、ｙ、ｚ）を次
式 ▲数式、化学式、表等があります▼ により変換するステップ、該座標変換して得られた位置データ（ｘ′、ｙ′、ｚ′
）に基づいて第１、第２の回転中心軸の回りに角度θ、
φそれぞれ回転させてなる通路に沿って可動部を移動さ
せるステップを有することを特徴とする位置制御方法。