JPS63205709A - パルス分配方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は数値制御装置のサーー系にパルスを分配するパ
ルス分配方法に係シ、特に加工機において被加工物の面
精度の向上に寄与するパルス分配方法に関する。

（従来の技術） 第４図は数値制御装置の基本的ブロック図を示すもので
あシ、キー人力部１、主制御部２、機械側入出力制御部
３、表示部４からなる主制御装置および以下に述べるサ
ーメ制御装置とからなっている。このサーゲ制御装置は
加工終了点と加工速度を含む補間指令されたパートプロ
グラム５をデータ入出力制御部６を介してプログラム解
析部７に導き、ここで前記バートプロゲラ分血解析され
、被加工物の加工すべき全移動ベクトルを複数のブロッ
ク毎にパルス分配部８で扱えるデータに変換して前準備
される。そして実行中のブロックが終了した時点でパル
ス分配部８に前記プログラム解析部７のデータを送シ、
・やルス分配部８では前記データからパートプログラム
５で指令された加工速度となるように各軸例えはｘ、ｙ
、ｚの分速度を計算し、この速度指令パルスを各軸組の
サーボ制御部９に与えてモータ１０の速度指令として出
力している。このような構成は各軸例えはＸ。

Ｙ、ｚ軸組に同様な構成となっている。

ここで速度指令パルスがパルス分配部８において求めら
ることについて第５図、第６図を参照して説明する。第
５図は以上述べたプログラム解析部７とパルス分配部８
における動作を示すフローチャートである。第６図はパ
ートプログラム５と各軸の分速度の関係を示す図である
。サーボ制御部９に与える速度指令／４’ルスは、ある
一定の周期（これをサンプリング時間と称す）で算出し
、いまサンプリング周期Ｔ（ｍｅ）とすると、プログラ
ムとして第６図のブロック開始点Ａとブロック終了点Ｂ
までの距離Ｌ（■）で、送シ速度Ｆｗ／分で動かす場合
、Ｘ軸方向の速度指令ノ母ルスはまたＹ軸方向の速度指
令パルスは で算出できる。なお、第５図においてαＳＶＣは前記Δ
ＦｘｌΔＦｙをさしている。

このようにして求められたものは、１サンプリングで各
軸のサーブ系において移動させるべき移動量（分速度）
である。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べた従来のパルス分配方法でを、ると、送シ速度
と移動距離の関係によ、１１ブロツクの般後で端数速度
がでてくる場合がある。この事はブロックとブロックの
継ぎ目で速度変化が起きる事を意味し、加工物の面精度
へ悪影響をもたらす原因となる。′ 以上の事柄を第７図を参照して直線補間の場合を例にと
り数式で説明する。

あるブロックの開始点から終了点へのベクトルをＰ、１
サンプリング当漫の移動ベクトル（速度）をＶｌ（ｔは
サンプリング時点）とすると、Ｐとｖｌの関係は次式の
ようになる。

Ｐ＝ΣＶ、　　　　　　　　・・・・・・（１）ｉ＝１ また、指令速度に相当する１サンプリング当シの移動ベ
クトルを■とすると、通常、移動距離はＩＶＩの整数倍
になるとは限らないので、ブロック最後の移動ベクトル
をｖＮとするとＰは次式で表わされる。

続いて、次のブロックが前ブロックとβ１じ速度で指令
された場合、ブロックの継き目でＩＶ−ＶＮｌの速度変
化すなわち端数速度が生じる事になる。このため、加工
物の面加工精度に悪影響をもたらしたシ、機械系への衝
撃を与えることになる。このことは特に最近のように連
いモータの送シ速度で被加工物を加工する場合に問題で
あシ、従来のように遅いモータの送り速度で被加工物を
加工する場合にはほとんど問題がなかった。

そこで、本発明は面加工精度が向上し、機械系への衝撃
を減少できるパルス分配方法を提供することを目的とす
る。

［発明の構成コ （問題点を解決するだめの手段） 本発明は前記目的を達成するため、被加工物の加工すべ
き全移動ベクトルを複数のブロックにり　８この各速度
指令用移動ベクトルにそれぞれ対応する速度指令・４ル
スを一定周期で算出し、この速度指令ｉ４’ルスを数値
制御装置のサーブ系に与えて前記被加工物を加工するも
のにおいて、前記ブロックのうち所定のブロックの加工
から次−〒声門ゆ弁り敢彷の運斐悄寸用移動ベクトルと
金加算し、これに対応する速度指令パルスを前記サーが
系に与えるようにした方法である。

（作用） 前記のようにすることによシ、あるブロックと次のブロ
ック間の速度変化を極力少なくでき、これによジブロッ
クとブロック間を滑らかに継ぐことができ、従って面加
工精度が向上し、機械系への衝撃が減少できる。

（実施例） 以下、本発明にノヤルス分配方法について、主として第
１図〜第３図を参照して説明する。前述したように１ブ
ロツクの最後の速匿指令用移動ベクトルの大きさ必ずし
も指定された速度指令パルスとはならず各ブロックの継
ぎ目で速度変化を生ずることになる。このようなことか
ら、本発明では速度変化を少なくするため、あるブロッ
クの最後の速度指令用移動ベクトル（移動量）を分配せ
ず、これを次のブロックの最初の速度指令用移動ベクト
ルに繰り込ませて、ブロック継ぎ目での速度が変わらな
いようにすることである。

以下、説明を簡単にするため、連続した２つのブロック
を例にとり説明する。いま第１図に示すように始めに指
令されるブロックを第１ブロツクとし、その移動ベクト
ルをＰ、とする。また次に指令されるブロックを第２ブ
ロツクとし、その移動ベクトルをＰ２とする。毎サンブ
リング当りの移動ベクトルを第１ブロツク、第２ブロツ
クそれぞれＶ　　、Ｖ　　（１＝１．２．・　、Ｎ、ｊ
＝１．２．・・・１１　　２ｊ Ｍ）とすると、 となる。

また、第１ブロツク最後の移動ベクトルｖ、Ｎを除くと
毎サンプリング当りの移動ベクトルは等しいので ｖ　　＝Ｖ　　、　Ｖ２ｊ＝：Ｖ２ とすると（３）　、　（４）式は次のようにカる。

Ｐ１＝　（Ｎ−１）　Ｖ、　＋　Ｖ、Ｎ−・・・−（５
）Ｐ２＝　（Ｍ−１）　Ｖ２＋　Ｖ２Ｍ・−−−−−（
６）ここで、第１ブロツクの最終移動ベクトル■１Ｎを
第２ブロツクへ繰り込み、第２ブロツクの最初の移動ベ
クトル■２．との和で移動ベクトルを作る。

■２’１　＝ｖＩＮ　＋ｖ２１　　　　　　　・−−−
−−（７）ところが、両ブロックとも同じ送り速度νで
指令されているとすれば ｌＶ２’、　ｌ　＝　ｌ　Ｖ、Ｎ＋Ｖ２．　ｌ　＝　ｔ
）　（一定’）　　・・曲（８）ここで、■２′、を導
くにはＶ２．を求める必要があるが、厳密に計算すると
（９）式のようになる。

・・・・・・（９） ここで、（９）式が導かれる根拠について説明する。

いまａｔジブロック最終移動ベクトルｖ、Ｎでの接線ベ
クトルとｗ、２ブロツクの最初の移動ベクトルｖ２．で
の接線ベクトルのなす角をθとすると、余弦定理より ｌ　Ｖ２’１１２＝　ｌ　ＶＨ１２＋　ｌ　ＶＩＨ１２
−２１Ｖ２１１・ｌ　ＶＩＨｌｃｏｓθ・・・・・・（
至） 内積の定義より （ｖ、＊、ｖ２１）＝ｌ■ＩＨＩ”１Ｖ２１１ｃｏｓ（
π−θ）＝−ｌ　ＶＪ　”　Ｉ　Ｖ２，１ｃｏｓθ・・
・α壇α℃式をα１式に代入すると、 ＩＶ２’、＋２＝ＩＶ２，１２＋ＩＶ、Ｎ１２＋２（Ｖ
、、ＩＶ２．）　　・（Ｌｅとなる。

又、■２．はＰ２と同方向のベクトルであるからＶ２　
、”　ｍ　Ｐ　２　　　（ｍ≧０）　　　　　・曲・・
叩・（６）ＩＶ２’、１２＝ｍ２１Ｐ２１２＋ｌＶ１，
１２＋２ｍ（Ｖ、Ｎ、Ｐ２）　−叩−α◆ＩＰ２１２ｍ
２＋２（Ｖ、Ｎ、Ｐ２）ｍ＋（ｌスＮｌ２−ＩＶ２′、
＋２）＝Ｏ・（Ｌｅ・・・・・・αＱ Ｉ　Ｖ２’、ｌ　＝υよシ となる。

ｗ≧ｌＶ、Ｎｌ　！　リＩＰ２１２（ａ２−ｌｖ、Ｎ１
２）≧０（ＶＩＮＩＰ２）２＋　ＩＰ２１２（ｖ２刊ｖ
、Ｎ１２＞　（ＶＩＮＩＰ２）　””ここでｍ≧０より 故に、前述の（９）式が成立する。

・・・（９） また、 ｅ中Ｅならば、（ｖ、Ｎ、Ｐ２）＝→■Ｊ・ＩＰ２１ｅ
ａｓθ中−ＩＶ、Ｎ１−ＩＰ２１・・・翰 となる。この（ホ）式を（９）式に代入すると、Ｈｐ２
１２　　　　　　ＩＰ２１　　　　・・・■ヨッテｖ２
．＊　（ｔ’　　１ＶＩＮＩ）Ｐ２／’　ＩＰ２１　　
　”□”ｌ！ｅとなる。

前記（９）式により求めたｖ２．とｖ、Ｎを加算した値
に基いて、速度指令・臂ルスを求めれば、理想的ではあ
るが、この場合には計算処理時間が長くなることが考え
られる。

ここで、計算処理時間が問題になる場合は、次のような
近似計算でほぼ目的を達成することが可能である。

２つのベクトルｖ、Ｎと■２．のなす角が充分ゼロに近
いとすると（８）式よシ ”’２’Ｉ　Ｉ：　ｌｖ、Ｎｌ＋Ｉｖ２．ｌ　：　ｖ　
　　　　　　−、曲ｆ４ｔｖ２．ｌ＝”　　１ｖＩＮ＋
　　　　　　　　　　””Ｈ（ハ）式ニヨってＩＶ２．
Ｉの近似値を求め、第１ブロツクを終了させ、第２ブロ
ツクの最初のＤＤＡ（ＤｉｇｉｔａｌＤ１ｆｆｓ＋ｒｅ
ｎｔ１ａｌ　Ａｎａｌｙｚｅｒの略で、指令されたパー
トプログラムに応じてサーボ系に与える各軸組の速度指
令ｉＪ？ルスを計算すること）時に指令速度がＩＶ２．
Ｉであるものとして■２．を求める。そして、（７）式
によシ第２ブロック最初の移動ベクトルを算出する。

尚、（ハ）式はｖ、Ｎと■２．のなす角θが充分小さい
時の近似式であるから、この角度があまり大きい時は、
速度変動もある程度大きくなるが、通常このような処理
を必要とするのは角度が小さい時であるから実用上はほ
とんど問題がない。

前述のようにして求めた速度指令パルスを第４図のパル
ス分配部８からサーが制御部９に与えると、モータ１０
に与えられる指令速度は第２図のようになり、第１ブロ
ツクと第２ブロツクの継ぎ目ではほとんど速度変化がな
くなる。これに対し従来のパルス分配方法ではＮ３図の
ように第１ブロツクと第２ブロツクとの継ぎ目では速度
変化が大きい。

このようなことから、面加工精度が向上し、機械系への
Ｗ隼が減少できる。

前述の実施例では直線補間と直線補間の継ぎ目の例であ
るが、これに限らず円弧補間、放物線補間等の各種の曲
線て対しても同様の処理で行うことができ、この場合も
ブロック継ぎ目での速度変動を小さくすることができる
。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、面加工精度が向上し、機械
系への衝Ｓｔ−減少できるノヤルス分配方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるノ９ルス分配方法を説明するため
の図、第２図および第３図は第１図の作用効果を説明す
るための図、第４図は数値制御装置の基本的ブロック図
、第５図および第６図は第４図の動作を説明するための
図、第７図は従来のパルス分配方法を説明するための図
である。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦コＡ 第２図 第３図 １゜ 一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加工物の加工すべき全移動ベクトルを複数のブロック
   に分け、各ブロック毎の移動ベクトルを所定のサンプリ
   ング時間間隔に対応した速度指令用移動ベクトルに細分
   化し、この各速度指令用移動ベクトルにそれぞれ対応す
   る速度指令パルスを一定周期で算出し、この速度指令パ
   ルスを数値制御装置のサーボ系に与えて前記被加工物を
   加工するものにおいて、前記ブロックのうち所定のブロ
   ックの加工から次のブロックの加工に移る際に、前記所
   定のブロックの最後の速度指令用移動ベクトルが、前記
   所定のサンプリング時間間隔に対応した速度指令用移動
   ベルトルに満たないとき、前記所定のブロックの最後の
   速度指令用移動ベクトルと前記次のブロックの最初の速
   度指令用移動ベクトルとを加算し、これに対応する速度
   指令パルスを前記サーボ系に与えるようにしたパルス分
   配方法。