WO2022045253A1 - 数値制御システム及び干渉チェック支援方法 - Google Patents

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浩貴 澤岡
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    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49151—Axis related interference, remove hidden surfaces

Definitions

  • This disclosure relates to a numerical control system and an interference check support method.
  • the numerical control device moves a plurality of machine elements (tools, tables, jigs for holding a workpiece, etc.) constituting a machine tool along a plurality of control axes based on a numerical control program created in advance. Process the work. Further, the numerical control device has an interference check function for performing an interference check operation in parallel during machining by the machine tool to confirm whether the machine elements of the machine tool interfere with each other (for example, Patent Document 1). reference).
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and provides a numerical control system and an interference check support method that support the interference check calculation in the numerical control device so that the interference check calculation can be completed in a short time.
  • One aspect of the present disclosure is a numerical value that moves a plurality of machine elements of a machine tool along a plurality of axes based on a movement command and performs an interference check calculation between two machine elements combined by a predetermined set to be checked.
  • the control device and the interference check support device for supporting the interference check calculation are provided, and the interference check support device is provided along the axis of each axis of the machine tool and the plurality of machine elements.
  • the first storage unit that stores the first information associated with the moving machine element
  • the second storage unit that stores the second information that defines the dependency between each axis in the machine, and the movement command, said.
  • a numerical control system including a check target set extraction unit that extracts one or more sets of check target sets from all combinations of the plurality of machine elements based on the first information and the second information. be.
  • One aspect of the present disclosure is numerical control in which a plurality of machine elements of a machine tool are moved along a plurality of axes based on a movement command and an interference check calculation is performed between two machine elements combined by a check target set.
  • a method of supporting the interference check calculation in the apparatus the first information relating the movement command to each axis in the machine tool and the machine element moving along the axis among the plurality of machine elements. All combinations of the plurality of machine elements are obtained based on the movement command, the first information, and the second information, and the second information that defines the dependency between the axes in the machine tool.
  • This is an interference check support method for extracting one or more sets to be checked from among them.
  • the check target set extraction unit associates a movement command in a numerical control device with each axis in a machine tool and a machine element that moves along this axis among a plurality of machine elements. Based on the information and the second information that defines the dependency between each axis in the machine tool, one or more sets to be checked are extracted from all the combinations of the plurality of machine elements constituting the machine tool. do. As a result, from all combinations of multiple machine elements, except for combinations of machine elements that are obvious not to interfere (for example, combinations of machine elements that move together along an axis based on a movement command), the check target. Pairs can be extracted.
  • the numerical control device moves a plurality of machine elements along a plurality of axes based on the movement command, and performs an interference check operation on the check target set extracted by the check target set extraction unit.
  • the set to be checked for performing the interference check calculation can be narrowed down to only the combinations of machine elements that are not obvious to interfere, so that the interference check calculation in the numerical control device can be performed for all combinations. It can be completed in a shorter time than when it is done.
  • FIG. 4 is a diagram showing a case where the first to fourth machine elements are classified into a dependent machine element group and a stationary machine element group under the machine element-control axis association information and each axis dependency information exemplified in FIG. 4A. It is a flowchart which shows the specific procedure of the check target group extraction process.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the numerical control system 1 according to the present embodiment.
  • the numerical control system 1 includes a machine tool 2 and a numerical control device (CNC) 3 for controlling the machine tool 2.
  • CNC numerical control device
  • the machine tool 2 has a plurality of machine elements having a predetermined three-dimensional shape such as a tool, a table, a support for supporting the tool, and a jig for holding a work, and each machine element is moved along a plurality of control axes.
  • a plurality of servomotors 2a, 2b, ..., 2n and the like are provided.
  • the machine tool 2 drives a plurality of servomotors 2a, ..., 2n based on a moving pulse transmitted from the numerical control device 3, and moves a plurality of machine elements along a plurality of control axes to move a work (not shown).
  • the machine tool 2 is, for example, a lathe, a drilling machine, a milling machine, a grinding machine, a laser processing machine, an injection molding machine, and the like, but is not limited thereto.
  • an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit), an auxiliary storage means such as an HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive) storing various programs, and an arithmetic processing means execute a program.
  • Main storage means such as RAM (Random Access Memory) for storing data temporarily required above, operation means such as a keyboard on which the operator performs various operations, display means such as a display that displays various information to the operator, etc. It is a computer composed of the hardware of.
  • the numerical control device 3 has a machining program memory 31, a command analysis unit 32, an interpolation unit 33, a pulse generation unit 34, a position / orientation calculation unit 35, an interference check unit 36, a shape storage unit 37, and an interference check, depending on the hardware configuration.
  • Various functions such as the support device 5 are realized.
  • the machining program memory 31 stores a numerical control program including a command for moving each machine element of the machine tool 2 along each control axis (including translational movement and rotational movement).
  • the numerical control program is written in a predetermined programming language (for example, G code).
  • the command analysis unit 32 reads out the numerical control program stored in the machining program memory 31 for each block, analyzes it, and generates movement command data for commanding the movement of each control axis of the machine tool 2 based on the analysis result.
  • the command analysis unit 32 transmits the generated movement command data to the interpolation unit 33.
  • the interpolation unit 33 generates interpolation data obtained by interpolating and calculating points on the command path in a predetermined interpolation cycle based on the movement command data transmitted from the command analysis unit 32.
  • the interpolation unit 33 transmits the generated interpolation data to the pulse generation unit 34.
  • the pulse generation unit 34 generates a movement command for the machine tool 2, that is, a movement pulse for each of the servomotors 2a, ..., 2n of the machine tool 2 for each interpolation cycle based on the interpolation data transmitted from the interpolation unit 33. ..
  • a movement command for the machine tool 2 that is, a movement pulse for each of the servomotors 2a, ..., 2n of the machine tool 2 for each interpolation cycle based on the interpolation data transmitted from the interpolation unit 33. ..
  • the pulse generation unit 34 moves a plurality of machine elements of the machine tool 2 along a plurality of control axes.
  • the pulse generation unit 34 When it is determined that any of the plurality of machine elements interferes with each other based on the interference check calculation described later in the interference check unit 36, the pulse generation unit 34 generates and operates a moving pulse in order to prevent this interference. Stop the input to the machine 2.
  • the pulse generation unit 34 generates a moving pulse for each interpolation cycle based on the interpolation data as described above, and inputs the moving pulse to be input to the machine tool 2 in the current interpolation cycle to the machine tool 2. It is transmitted to the position / orientation calculation unit 35 before.
  • the position / orientation calculation unit 35 is based on the moving pulse transmitted from the pulse generation unit 34 in each interpolation cycle, and when each control axis is moved based on the moving pulse, the position / orientation calculation unit 35 per unit time of each control axis (for example, interpolation).
  • the post-movement position vector regarding the position of each machine element after the movement and the post-movement posture information regarding the posture of each machine element after moving each control axis based on the movement pulse are calculated.
  • the position / orientation calculation unit 35 transmits the calculated axis movement amount vector for each control axis and the pre-movement position vector for each machine element to the interference check support device 5. Further, the position / attitude calculation unit 35 transmits the calculated post-movement position vector and post-movement attitude information for each machine element to the interference check unit 36.
  • the direction and norm of the axis movement amount vector calculated by the position / orientation calculation unit 35 are defined as follows. If the control axis is a straight axis that translates the machine element along its axis, the orientation of the axis movement vector is parallel to the control axis, and the norm of the axis movement vector is the unit time along the axis of the control axis. Equal to the hit travel distance [mm]. When the control axis is a rotation axis that rotates and moves the machine element around its axis, the angular velocity vector of the control axis is used as the axis movement amount vector.
  • the control axis is the rotation axis
  • the direction of the axis movement amount vector is parallel to the control axis
  • the norm of the axis movement amount vector is equal to the rotation angle [rad] per unit time of the control axis.
  • the norm of the axis movement amount vector is also simply referred to as “axis movement amount”.
  • the shape storage unit 37 stores shape information regarding the shape of each of the plurality of machine elements constituting the machine tool 2.
  • a moving pulse having the same interpolation cycle as the moving pulse input from the pulse generation unit 34 to the machine tool 2 is input to the position / orientation calculation unit 35 as described above, the interference check calculation by the interference check unit 36 is performed within the interpolation cycle. It is preferable to add a small margin to the shape information stored in the shape storage unit 37 so that interference does not occur immediately even if the above cannot be completed. That is, it is preferable that the shape information stored in the shape storage unit 37 is created based on a machine element slightly larger than the actual machine element.
  • the interference check unit 36 determines whether or not interference occurs between a plurality of machine elements constituting the machine tool 2 when the moving pulse generated by the pulse generation unit 34 is continuously input to the machine tool 2 as described above.
  • the interference check operation for determination is performed on a plurality of check target sets.
  • the check target set is configured by combining two of the plurality of machine elements constituting the machine tool 2. Therefore, when the total number of machine elements constituting the machine tool 2 is N, the total number of check target sets is N (N-1) / 2.
  • the interference check unit 36 receives the post-movement position vector and the post-movement attitude information transmitted from the position / orientation calculation unit 35 for each interpolation cycle, and the interference check support device 5 for each interpolation cycle according to the procedure described later. Based on the generated interference check support information and the shape information stored in the shape storage unit 37, an interference check calculation based on a known interference check algorithm (for example, a separation axis method) is performed, and the pulse generation unit 34 performs an interference check calculation.
  • a known interference check algorithm for example, a separation axis method
  • the interference check support device 5 includes a first storage unit 51, a second storage unit 52, a third storage unit 53, and a check support information generation unit 54, and by using these, interference in the interference check unit 36 Interference check support information, which is information for supporting the check calculation, is generated.
  • a machine element-control shaft string that associates each control axis in the machine tool 2 with a machine element that moves along the control axis related to the movement when each control axis is moved.
  • the attached information is stored in an arbitrary format such as a machine configuration tree or a table. In this embodiment, a case where the machine element-control axis association information is stored in the first storage unit 51 in a machine configuration tree format as illustrated in FIG. 3 described later will be described.
  • the second storage unit 52 stores information on each axis dependency relationship that defines the dependency relationship between each control axis in the machine tool 2 in an arbitrary format such as a machine component tree or a table.
  • an arbitrary format such as a machine component tree or a table.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the machine tool 2.
  • the machine tool 2 illustrated in FIG. 2 can move six machine elements 21, 22, 23, 24, 25, 26 along five control axes X, Y, Z, A, and C. ing.
  • the fifth machine element 25 is a jig that supports a work (not shown), and the sixth machine element 26 is a table that supports the fifth machine element 25.
  • the fifth machine element 25 and the sixth machine element 26 can be rotationally moved around a control axis C extending along a vertical direction, for example.
  • the fourth machine element 24 is a tool for machining a work supported by the fifth machine element 25.
  • the third machine element 23 is a support that supports the fourth machine element 24 at its tip.
  • the second machine element 22 is a support that rotatably supports the base end portion of the third machine element 23 around a control shaft A extending along a horizontal plane.
  • the first mechanical element 21 is a support that movably supports the second mechanical element 22 along a control axis Z along the vertical direction, and a control axis X and a control axis Y orthogonal to each other in a horizontal plane. That is, in the example of FIG. 2, the control axes X, Y, and Z are straight axes, and the control axes A and C are rotation axes.
  • the fifth machine element 25 and the sixth machine element 26 are integrally carried along the control axis C. Further, the first machine element 21, the second machine element 22, the third machine element 23, and the fourth machine element 24 are integrally rotated along the control axes X, Y, and Z, and the third machine element 23 and The fourth machine element 24 is integrally rotated along the control axis A.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of displaying the machine element-control axis association information and each axis dependency information in the machine tool 2 illustrated in FIG. 2 by a machine configuration tree.
  • the control axis C and the control axes X, Y, Z, and A can be moved independently. Therefore, as shown in the machine configuration tree of FIG. 3, the control axis C and the control axes X, Y, Z, and A are independently dependent on the route R. Further, in the machine tool 2 illustrated in FIG.
  • control axis A when the control axes X, Y, Z are moved, the control axis A also moves, but even if the control axis A is moved, the control axes X, Y, Z do not move. That is, the control axis A is lower than the control axes X, Y, and Z. Therefore, as shown in the machine configuration tree of FIG. 3, the control axis A is dependent on the control axes X, Y, and Z.
  • the fifth machine element 25 and the sixth machine element 26 are integrally rotated along the control axis C, these machine elements 25 and 26 are connected to the control axis C as shown in the machine configuration tree of FIG. Be associated.
  • the third machine element 23 and the fourth machine element 24 are integrally rotated along the control axis A lower than the control axes X, Y, Z, these machines are shown in the machine configuration tree of FIG. Elements 23 and 24 are associated with control axis A.
  • the first machine element 21 and the second machine element 22 are integrally rotated along the control axes X, Y, Z, these machine elements 21 and 22 are controlled as shown in the machine configuration tree of FIG. It is associated with the lowest control axis Z among the axes X, Y, and Z.
  • the check support information generation unit 54 includes a check target set extraction unit 54a that extracts one or more check target sets from all combinations of the plurality of machine elements of the machine tool 2, and a plurality of check targets. It includes a set, more specifically, a priority calculation unit 54b for calculating the priority for a plurality of check target sets extracted by the check target set extraction unit 54a.
  • the priority for the plurality of check target sets is an integer value that determines the order when the interference check unit 36 sequentially performs the interference check operation on the plurality of check target sets. In the following, it is assumed that the priority is lowered in ascending order from the smallest value.
  • the third storage unit 53 combines information on the check target group extracted by the check target group extraction unit 54a and information on the priority determined for each check target group by the priority calculation unit 54b.
  • the configured interference check support information is stored.
  • the check target set extraction unit 54a includes the axis movement amount of each control axis transmitted from the position / orientation calculation unit 35 for each interpolation cycle, the machine element-control axis association information stored in the first storage unit 51, and the first. 2
  • One or more sets of check targets by excluding combinations that do not need to execute an interference check calculation from all combinations of a plurality of machine elements based on each axis dependency information stored in the storage unit 52. Extract pairs.
  • the check target group extraction unit 54a specifies a control axis to be moved by a movement pulse from among a plurality of control axes as a movement control axis based on the axis movement amount of each control axis transmitted from the position / orientation calculation unit 35. do. More specifically, the check target set extraction unit 54a specifies a control axis in which the axis movement amount (norm of the axis movement amount vector) is not 0 as the movement control axis.
  • the check target set extraction unit 54a converts a plurality of machine elements constituting the machine tool 2 into a dependent machine element group and a stationary machine element group based on the machine element-control axis association information and each axis dependency information. Classify.
  • the dependent machine element group is a group to which the machine element that moves together with the movement control axis belongs
  • the stationary machine element group is a group to which the machine element that does not move even if the movement control axis is moved belongs. More specifically, the check target set extraction unit 54a classifies the machine elements associated with the movement control axis and the control axis lower than the movement control axis into the dependent machine element group, and the dependent machine among all the machine elements. Machine elements that do not belong to the element group are classified into the stationary machine element group.
  • the check target set extraction unit 54a extracts the combination of each machine element belonging to the dependent machine element group and each machine element belonging to the rest machine element group as the check target set.
  • the check target set extraction unit 54a excludes the combination of the machine elements belonging to the dependent machine element group and the combination of the machine elements belonging to the stationary machine element group from all the combinations of the plurality of machine elements.
  • the combined combination is extracted as the check target group.
  • the check target group extraction unit 54a stores the list of check target groups extracted by the above procedure (hereinafter referred to as “check target group list”) in the third storage unit 53.
  • FIG. 4A is a diagram showing an example of machine element-control axis association information and each axis dependency information.
  • the machine tool has the first machine element, the second machine element, the third machine element, and the fourth machine element as the first control axis, the second control axis, the third control axis, and the fourth. It is possible to move along the control axis, the fifth control axis, and the sixth control axis. Further, in the example of each axis dependency information illustrated in FIG. 4A, the first to fourth control axes and the fifth to sixth control axes can be moved independently of each other.
  • the fifth control axis is lower than the sixth control axis
  • the second to fourth control axes are lower than the first control axis
  • the third control axis and the fourth control axis are the first control axis and the second control axis, respectively. It is lower than the control axis
  • the second control axis is lower than the first control axis.
  • the first machine element is associated with the first control axis
  • the second machine element is associated with the fourth control axis
  • the fourth machine element is the first.
  • the 6th control axis is associated and the 3rd machine element is associated with the 5th control axis.
  • FIG. 4B shows a case where the first to fourth machine elements are classified into a dependent machine element group and a stationary machine element group under the machine element-control axis association information and each axis dependency information exemplified in FIG. 4A. It is a figure.
  • the first control axis among the first to sixth control axes is used as the movement control axis.
  • the first control axis which is a movement control axis, and the first and second machine elements associated with the second, third, and fourth control axes below the first control axis are dependent.
  • the third and fourth machine elements which are classified into the machine element group and do not belong to the dependent machine element group among all the machine elements, are classified into the stationary machine element group. Therefore, in the example shown in FIG. 4B, all combinations of the first to fourth machine elements (first and second machine elements, first and third machine elements, first and fourth machine elements, second and third machines). Of the six combinations of elements, second and fourth mechanical elements, and third and fourth mechanical elements), the first and third mechanical elements, the first and fourth mechanical elements, and the second and third mechanical elements. , And a total of four combinations of the second and fourth machine elements are extracted as the set to be checked.
  • the check target set extraction unit 54a extracts the union of the check target sets extracted according to the above procedure under each movement control axis as the check target set.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a specific procedure of the check target set extraction process in the check target set extraction unit 54a.
  • the total number of control axes is N (N is an arbitrary integer of 2 or more).
  • the check target group extraction unit 54a executes the check target group extraction process shown in FIG. 5 in response to receiving a new axis movement amount from the position / orientation calculation unit 35.
  • the check target set extraction unit 54a sets the value of the control axis counter C to 1, and moves to S2.
  • the check target set extraction unit 54a determines whether or not the axis movement amount of the Cth control axis associated with the counter C is not 0 based on the axis movement amount for each control axis transmitted from the position / orientation calculation unit 35. To judge.
  • the check target group extraction unit 54a moves to S3 when the determination result of S2 is YES, and moves to S5 when the determination result of S2 is NO.
  • the check target set extraction unit 54a classifies a plurality of machine elements into a dependent machine element group and a stationary machine element group according to the above procedure by using the Cth control axis as the movement control axis, and moves to S4. ..
  • the check target set extraction unit 54a sets all combinations of each machine element belonging to the dependent machine element group and each machine element belonging to the stationary machine group as the check target set, and the check target set in the third storage unit 53. Add to the list and move to S5.
  • the check target set extraction unit 54a determines whether or not the value of the control axis counter C is equal to the total number N of the control axes. If the determination result of S5 is NO, the check target set extraction unit 54a moves to S6, counts up only one control axis counter C, and then returns to S2. If the determination result of S5 is YES, the check target set extraction unit 54a ends the check target set extraction process shown in FIG.
  • check target set extraction process when there are a plurality of movement control axes, it is obtained by classifying the plurality of machine elements into a dependent machine element group and a stationary machine element group under each movement control axis. The union of a plurality of combinations to be checked is extracted as a set to be checked.
  • the priority calculation unit 54b sends the position / orientation calculation unit 35 to the axis movement amount vector of each control axis, the pre-movement position vector of each machine element, and the first storage unit 51, which are transmitted for each interpolation cycle. Based on the stored machine element-control axis association information, the priority is calculated in descending order from the one with the highest possibility of interference to the plurality of check target sets extracted by the check target set extraction unit 54a. ..
  • the priority calculation unit 54b calculates the priority for a plurality of check target sets based on one of the first, second, and third priority calculation algorithms described below or a priority calculation algorithm that combines them. It is possible to do.
  • the priority calculation unit 54b calculates the priority for a plurality of check target sets based on the axis movement amount of each control axis transmitted from the position / orientation calculation unit 35. More specifically, the priority calculation unit 54b calculates the machine element order for each machine element associated with each control axis by the machine element-control axis association information in descending order from the control axis having the largest axis movement amount. Next, the priority calculation unit 54b calculates the priority for the check target set including each machine element in descending order from the machine element having the highest calculated machine element order.
  • the priority calculation unit 54b is likely to interfere in the check target set including the machine element associated with the control axis having a large amount of axis movement per unit time. Judgment is made, and the priority of the check target group including such a machine element is increased.
  • the dimension of the axis movement amount differs depending on whether the control axis is a straight axis or a rotation axis. More specifically, when the control axis is a straight axis, the axis movement amount is a movement distance, and when the control axis is a rotation axis, the axis movement amount is a rotation angle. Therefore, it is not possible to directly compare the magnitude of the axis movement amount with respect to the straight axis and the axis movement amount with respect to the rotation axis.
  • a check target set including a rotary machine element which is a machine element associated with the rotation axis and a machine element-control axis association information, and a check target not including this rotation machine element.
  • the priority for each check target group is calculated separately for each group. More specifically, since the rotating axis is less likely to notice interference than the straight axis, under the first priority calculation algorithm, the priority for the set to be checked including the rotating machine element is set to the rotating machine element. Set higher than the priority for the set to be checked that is not included.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a procedure for calculating the priority by the first priority calculation algorithm.
  • the left side of FIG. 6 shows an example of machine element-control axis association information and each axis dependency information, and the right side of FIG. 6 shows various parameters calculated by the priority calculation unit 54b under such a configuration. It is a figure which shows.
  • the machine tool has the first machine element, the second machine element, the third machine element, and the fourth machine element as the first control axis, the second control axis, and the third control axis. It is possible to move along the fourth control axis and the fifth control axis.
  • the first control axis, the third control axis, and the fourth control axis are straight axes
  • the second control axis and the fifth control axis are rotation axes.
  • the first to second control axes and the third to fifth control axes can be moved independently of each other.
  • the second control axis is lower than the first control axis
  • the fourth control axis and the fifth control axis are lower than the third control axis
  • the fifth control axis is lower than the fourth control axis.
  • the first machine element is associated with the first control axis
  • the second machine element is associated with the second control axis
  • the third machine element is associated with the third machine element. Is associated with the 4th control axis and the 4th machine element is associated with the 5th control axis. Further, in FIG.
  • the axis movement amount of the first control axis is 4, the axis movement amount of the second control axis is 2, the axis movement amount of the third control axis is 3, and the fourth control axis has an axis movement amount of 3.
  • An example is shown in the case where the axis movement amount is 1 and the axis movement amount of the 5th control axis is 3. That is, in the example of FIG. 6, the amount of axial movement of the straight axis increases in the order of the fourth control axis, the third control axis, and the first control axis, and the amount of axial movement of the rotary axis increases with respect to the second control axis and the second control axis. It increases in the order of the fifth control axis.
  • the first mechanical element is associated with the first control axis, which is the linear axis
  • the second mechanical element is associated with the second control axis, which is the rotary axis
  • the third mechanical element is the linear axis. It is associated with a fourth control axis
  • the fourth mechanical element is associated with a fifth control axis, which is the axis of rotation. That is, the second machine element and the fourth machine element are rotary machine elements associated with the rotary axis, and the first mechanical element and the third mechanical element are straight machine elements associated with the straight axis.
  • the fourth machine element becomes the first place.
  • the second machine element is in second place
  • the first machine element is in third place
  • the third machine element is in fourth place.
  • the combination of the second and fourth machine elements becomes the first place, and the first and fourth machine elements
  • the combination is in 2nd place
  • the combination of 3rd and 4th machine elements is in 3rd place
  • the combination of 1st and 2nd machine elements is in 4th place
  • the combination of 2nd and 3rd machine elements is in 5th place
  • the 1st place is the 6th place.
  • the priority calculation unit 54b calculates the priority for a plurality of check target sets based on the axis movement amount vector of each control axis transmitted from the position / orientation calculation unit 35. More specifically, the priority calculation unit 54b uses the axis movement amount vector calculated for each control axis, so that the relative axis movement amount with respect to the axis pair configured by combining two of the plurality of control axes. Calculate the vector.
  • the total number of control axes is M
  • the total number of axis pairs is M (M-1) / 2.
  • the relative axis movement amount with respect to the axis pair composed of the nth control axis and the mth control axis is vn-vm.
  • the priority calculation unit 54b calculates the relative axis movement amount (that is, the norm of the relative axis movement amount vector) for all the axis pairs.
  • the priority calculation unit 54b gives priority to each check target group including the combination of each axis pair and the machine element associated with the machine element-control axis association information in descending order from the axis pair having the largest calculated relative axis movement amount. Calculate the degree. That is, under the second priority calculation algorithm, the priority calculation unit 54b may interfere with the check target set including the combination of the machine elements associated with the axis pair having a large relative axis movement amount per unit time. Is judged to be high, and the priority of the check target group including such a combination of machine elements is increased.
  • the dimension of the axis movement amount differs depending on whether the control axis is a straight axis or a rotation axis. Therefore, the relative axis movement amount vector dnm obtained by subtracting the axis movement amount vector vm from the axis movement amount vector vn is physically obtained when at least one of the nth control axis and the mth control axis is the rotation axis. It loses its meaning. Therefore, when the rotation axis is included in all the control axes, the priority is calculated under the above-mentioned first priority calculation algorithm for the check target set including the rotation machine element associated with this rotation axis. Then, the priority is calculated under the second priority calculation algorithm only for the check target set including only the straight-ahead machine element.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a procedure for calculating the priority by the second priority calculation algorithm.
  • the left side of FIG. 7 shows an example of machine element-control axis association information and each axis dependency information, and the right side of FIG. 7 shows various parameters calculated by the priority calculation unit 54b under such a configuration. It is a figure which shows.
  • the machine tool has the first machine element, the second machine element, and the third machine element as the first control axis, the second control axis, the third control axis, and the fourth control axis. It is possible to move along. In the example on the left side of FIG. 7, it is assumed that the first control axis, the second control axis, the third control axis, and the fourth control axis are all linear axes. In the example of each axis dependency relationship illustrated on the left side of FIG. 7, the first to second control axes and the third to fourth control axes can be moved independently of each other.
  • the second control axis is lower than the first control axis
  • the fourth control axis is lower than the third control axis.
  • the first machine element is associated with the first control axis
  • the second machine element is associated with the second control axis
  • the third machine element is associated with the third machine element. Is associated with the 4th control axis.
  • the machine tool includes first to fourth control axes. Therefore, by combining two of the first to fourth control axes, the first and second control axes, the first and third control axes, the first and fourth control axes, the second and third control axes, and the first A total of six axis pairs of the second and fourth control axes and the third and fourth control axes can be configured. Further, in FIG. 7, the relative axis movement amount between the first control axis and the second control axis is 4, and the relative axis movement amount between the first control axis and the third control axis is 5.
  • the relative axis movement amount between the first control axis and the fourth control axis is 3, the relative axis movement amount between the second control axis and the third control axis is 1, and the second control axis and the second control axis.
  • An example is shown in which the relative axis movement amount between the 4 control axes is 6 and the relative axis movement amount between the 3rd control axis and the 4th control axis is 2. That is, in the example of FIG. 7, the second and third control axes, the third and fourth control axes, the first and fourth control axes, the first and second control axes, the first and third control axes, and the first The relative axis movement amount increases in the order of the second and fourth control axes.
  • the first and fourth control axes are associated with a combination of first and third machine elements
  • the first and second control axes are associated with a combination of first and second machine elements
  • 2nd and 4th control axes are associated with a combination of 2nd and 3rd machine elements. Therefore, when the priority for each check target group including the combination of each axis pair and the machine element associated with the machine element-control axis association information is calculated in descending order from the axis pair with the largest relative axis movement amount, the second and third The combination of machine elements is in first place, the combination of first and second machine elements is in second place, and the combination of first and third machine elements is in third place.
  • the priority calculation unit 54b performs a plurality of checks based on the axis movement amount vector of each control axis and the pre-movement position vector of each machine element transmitted from the position / orientation calculation unit 35. Calculate the priority for the target set. More specifically, the priority calculation unit 54b is a check target based on the axis movement amount vector of each control axis, the pre-movement position vector of each machine element, and the machine element-control axis association information. A reduction rate parameter proportional to the reduction rate of the distance between the two machine elements constituting the set is calculated, and the priority for each check target set is calculated based on these reduction rate parameters.
  • the priority calculation unit 54b acquires the axis movement amount vector of each control axis transmitted from the position / orientation calculation unit 35, and based on these axis movement amount vectors, each control axis is based on the machine element-control axis association information. Calculate the speed vector of the machine element associated with.
  • the axis movement amount vector is used as it is as the velocity vector.
  • the outer product of the axis movement amount vector and the predetermined moving diameter vector is used as the velocity vector.
  • the radius vector used is predetermined for each rotation axis. More specifically, the direction of the radial vector is the radial direction orthogonal to the axis of rotation, and the norm of the radial vector is the distance along the radial direction from the axis of rotation to the machine element.
  • the priority calculation unit 54b acquires the pre-movement position vector of each machine element transmitted from the position / orientation calculation unit 35, and based on these pre-movement position vectors, the two machine elements constituting each check target set. Calculate the normalized relative position vector for.
  • the pre-movement position vector of the nth machine element is rn
  • the pre-movement position vector of the mth machine element is rm
  • the normalized relative position vector for the combination of the nth machine element and the m machine element is , (Rn-rm) /
  • the priority calculation unit 54b calculates the relative velocity vector for the two machine elements constituting each check target set based on the velocity vector for each machine element calculated earlier.
  • the velocity vector of the nth machine element is vn and the velocity vector of the mth machine element is vm
  • the relative velocity vector for the combination of the nth machine element and the m machine element is vn-vm.
  • the priority calculation unit 54b calculates the reduction rate parameter for each check target set by multiplying the inner product of the relative velocity vector and the relative position vector calculated earlier by a negative sign.
  • the reduction rate parameters are ⁇ (vn-vm) ⁇ (rn-rm) /
  • the reduction rate parameter calculated by the above procedure is proportional to the reduction rate per unit time of the distance between the two machine elements.
  • the reduction rate parameter becomes 0, and if the distance between the two machine elements changes in the direction of increasing, the reduction rate parameter becomes negative and the two machine elements If the distance between them changes in the direction of becoming closer, the reduction rate parameter becomes positive.
  • the priority calculation unit 54b calculates the priority in descending order from the check target group including the combination of the machine elements having the large reduction rate parameter calculated by the above procedure. That is, under the third priority calculation algorithm, the priority calculation unit 54b determines that there is a high possibility of interference in the check target set in which the reduction rate of the distance between the two components is large, and such a machine. Increase the priority of the set to be checked including the combination of elements.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a procedure for calculating the priority by the third priority calculation algorithm.
  • the left side of FIG. 8 shows an example of machine element-control axis association information and each axis dependency information
  • the right side of FIG. 8 shows various parameters calculated by the priority calculation unit 54b under such a configuration. It is a figure which shows. Since the machine tool configuration shown on the left side of FIG. 8 is the same as that shown on the left side of FIG. 7, detailed description thereof will be omitted.
  • the velocity vector of the first machine element associated with the first control axis is v1
  • the velocity vector of the second machine element associated with the second control axis is v2
  • the fourth is associated with the fourth control axis.
  • the speed vector of the machine element is v3, the pre-movement position vector of the first machine element is r1, the pre-movement position vector of the second machine element is r2, and the pre-movement position vector of the third machine element is r3.
  • the relative velocity vector v1-v2 for the combination of the first and second machine elements is (0,0,1)
  • the relative velocity vector v1-v3 for the combination of the first and third machine elements is.
  • the relative velocity vector v2-v3 for the combination of the second and third machine elements is (1,0,0), and the normalized relative to the combination of the first and second machine elements.
  • the position vector r1-r2 is (0,0, -1) and the normalized relative position vector r1-r3 for the combination of the first and third machine elements is (0,0,1), the second and second. 3
  • the normalized relative position vector r2-r3 for the combination of machine elements is (1,0,0).
  • the reduction rate parameter for each combination of machine elements is calculated according to the above procedure, the reduction rate parameter for the combination of the first and second machine elements is 1, and the reduction rate parameter for the combination of the first and third machine elements is 0. Therefore, the reduction rate parameter for the combination of the second and third machine elements is -1. Therefore, when the priority is calculated in descending order from the check target group including the combination of machine elements with a large reduction rate parameter, the combination of the first and second machine elements is ranked first, and the combination of the first and third machine elements is ranked second. Therefore, the combination of the second and third machine elements is ranked third.
  • the priority calculation unit 54b has the first to third priority calculation algorithms as described above for the plurality of check target groups extracted by the check target group extraction process in the check target group extraction unit 54a.
  • the priority is calculated based on the priority calculation algorithm of any of the above or a combination thereof, and the calculated priority is added to the check target group list in the third storage unit 53. As a result, priority is given to the plurality of check target sets extracted by the check target set extraction unit 54a.
  • the interference check support device 5 extracts the set to be checked from all the combinations of the plurality of machine elements based on the axis movement amount vector and the pre-movement position vector transmitted from the position / orientation calculation unit 35. Further, priorities are given to these plurality of check target groups, and the check target group list to which the priorities are given is stored in the third storage unit 53 as interference check support information (see, for example, FIG. 9).
  • the interference check unit 36 acquires the post-movement position vector and post-movement posture information transmitted from the position / attitude calculation unit 35 for each interpolation cycle, and the interference check support information stored in the third storage unit 53. Further, the interference check unit 36 performs an interference check operation on a plurality of check target sets defined by the acquired interference check support information in order from the check target set having the highest priority.
  • the check target set extraction unit 54a associates the moving pulse in the numerical control device 3 with each control axis in the machine tool 2 and the machine element moving along the control axis among the plurality of machine elements-control axis string.
  • Extract the check target set of This checks all combinations of multiple machine elements, except for combinations of machine elements that are self-evidently non-interfering (eg, combinations of machine elements that move together along a control axis based on a moving pulse).
  • the target set can be extracted.
  • the numerical control device 3 moves a plurality of machine elements along a plurality of control axes based on the movement pulse, and performs an interference check operation on the check target set extracted by the check target set extraction unit 54a.
  • the set to be checked for performing the interference check calculation can be narrowed down to only the combinations of machine elements that are not obvious to not interfere, so that the interference check calculation in the numerical control device 3 is performed for all combinations. It can be completed in a shorter time than in the case.
  • the check target set extraction unit 54a specifies the control axis to be moved based on the movement pulse as the movement control axis, and based on the machine element-control axis association information and each axis dependency information, the movement control axis and its subordinates.
  • the machine elements associated with the control axis of are classified into the dependent machine element group, the machine elements that do not belong to the dependent machine element group among all the machine elements are classified into the stationary machine element group, and each machine belonging to the dependent machine element group is classified.
  • the set to be checked is extracted by combining the element and each machine element belonging to the stationary machine element group. As a result, the check target set for which the interference check calculation is performed can be narrowed down to only the combinations of machine elements that are not obvious to interfere with each other by a simple calculation.
  • the check target set extraction unit 54a extracts the union of the combinations of machine elements under each movement control axis as the check target set. As a result, even when the machine element is moved along a plurality of control axes at the same time, the set to be checked can be appropriately narrowed down.
  • the check target group extraction unit 54a stores the extracted information about the check target group in the third storage unit 53 as interference check support information, and the interference check unit 36 stores the interference check support information stored in the third storage unit 53. Refer to it and perform the interference check calculation. As a result, the check target set extraction unit 54a can perform an operation of extracting the check target set at a free timing independent of the interference check calculation in the interference check unit 36.
  • the interference check support device 5 having a function of generating interference check support information is incorporated into the numerical control device 3 that controls the machine tool 2 and performs the interference check calculation, and the interference check support device 5 has a numerical value.
  • Interference check support information is generated based on the moving pulse transmitted from the pulse generation unit 34 of the control device 3.
  • the calculation load on the numerical control device 3 becomes large, it is possible to generate interference check support information in real time while controlling the machine tool 2 by the numerical control device 3. Therefore, for example, even when the machine tool 2 is manually operated by an operator, appropriate interference check support information can be generated.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of the numerical control system 1A according to the present embodiment.
  • the numerical control system 1A according to the present embodiment relates to the first embodiment in that it includes a numerical control device 3A and an interference check support device 5A configured separately from the numerical control device 3A. It is different from the numerical control system 1A.
  • the interference check support device 5A includes a first storage unit 51, a second storage unit 52, a check support information generation unit 54, and a movement amount position calculation unit 55A.
  • the movement amount position calculation unit 55A reads out the numerical control program stored in the machining program memory 31, and performs calculations in the command analysis unit 32, the interpolation unit 33, the pulse generation unit 34, and the position / attitude calculation unit 35 of the numerical control device 3. By the same procedure, the axis movement amount vector of each control axis and the pre-movement position vector of each machine element are generated in the same cycle as the interpolation cycle in the numerical control device 3.
  • the movement amount position calculation unit 55A transmits the generated axis movement amount vector and the pre-movement position vector to the check support information generation unit 54.
  • the procedure for generating interference check support information in the check support information generation unit 54 based on the axis movement amount vector and the pre-movement position vector transmitted from the movement amount position calculation unit 55A is the same as that in the first embodiment. The explanation is omitted.
  • the interference check support device 5A that generates interference check support information based on the numerical control program stored in the machining program memory 31 is configured separately from the numerical control device 3A. Thereby, before starting the control of the machine tool 2 by the numerical control device 3A, more specifically, at the stage where the numerical control program is created, the interference check support information can be generated based on this numerical control program. .. Therefore, according to the numerical control system 1 according to the present embodiment, it is possible to reduce the calculation load of the numerical control device 3A when controlling the machine tool 2 as compared with the numerical control system 1 according to the first embodiment. can.
  • the check support information generation unit 54 stores the generated check support information in the third storage unit 53, and the interference check unit 36 reads the check support information stored in the third storage unit 53.
  • the case where the interference check calculation is performed has been described above, but the present invention is not limited to this.
  • the check support information generated by the check support information generation unit 54 may be transmitted to the interference check unit 36 without going through the third storage unit 53.

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Abstract

数値制御装置３は、工作機械２に対する移動パルスに基づいて工作機械２の複数の機械要素を複数の制御軸に沿って移動させるパルス生成部３４と、干渉チェック演算を複数の干渉チェック対象組に対して行う干渉チェック部３６と、干渉チェック演算を支援する干渉チェック支援装置５と、を備える。干渉チェック支援装置５は、機械要素－制御軸紐付け情報を記憶する第１記憶部５１と、各軸従属関係情報を記憶する第２記憶部５２と、移動パルス、機械要素－制御軸紐付け情報、及び各軸従属関係情報に基づいて、複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上のチェック対象組を抽出するチェック対象組抽出部５４ａと、を備える。

Description

数値制御システム及び干渉チェック支援方法
　本開示は、数値制御システム及び干渉チェック支援方法に関する。
　数値制御装置は、予め作成された数値制御プログラムに基づいて、工作機械を構成する複数の機械要素（工具、テーブル、ワークを保持する治具等）を複数の制御軸に沿って移動させることによってワークに加工を行う。また数値制御装置は、工作機械の各機械要素が互いに干渉していないかどうかを確認するための干渉チェック演算を工作機械による加工中に並行して行う干渉チェック機能を備える（例えば、特許文献１参照）。
特許第６０６６０４１号
　ところで従来の数値制御装置では、所定のチェック対象組を構成する２つの機械要素同士が干渉していないかどうかを、各機械要素の形状に関する形状情報、各機械要素の位置に関する位置情報、及び各機械要素の姿勢に関する姿勢情報を用いた干渉チェック演算を行うことによって判断する。また従来の数値制御装置では、このような干渉チェック演算を、複数のチェック対象組に対して行う必要があることから、時間がかかるおそれがある。
　このためチェック対象組の数が多くなると、数値制御装置による工作機械の制御周期内に全てのチェック対象組について干渉チェック演算を完了することができなくなってしまうおそれがある。またこのため、機械要素同士の干渉を適切なタイミングで検出できなくなってしまうおそれがある。
　本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、干渉チェック演算を短時間で終えることができるよう数値制御装置における干渉チェック演算を支援する数値制御システム及び干渉チェック支援方法を提供する。
　本開示の一態様は、移動指令に基づいて工作機械の複数の機械要素を複数の軸に沿って移動させるとともに所定のチェック対象組によって組み合わせられる２つの機械要素の間の干渉チェック演算を行う数値制御装置と、前記干渉チェック演算を支援する干渉チェック支援装置と、を備えるものであって、前記干渉チェック支援装置は、前記工作機械における各軸と前記複数の機械要素のうち当該軸に沿って移動する機械要素とを関連付ける第１情報を記憶する第１記憶部と、前記工作機械における各軸の間の従属関係を規定する第２情報を記憶する第２記憶部と、前記移動指令、前記第１情報、及び前記第２情報に基づいて、前記複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上の前記チェック対象組を抽出するチェック対象組抽出部と、を備える、数値制御システムである。
　本開示の一態様は、移動指令に基づいて工作機械の複数の機械要素を複数の軸に沿って移動させるとともにチェック対象組によって組み合わせられた２つの機械要素の間の干渉チェック演算を行う数値制御装置における前記干渉チェック演算を支援する方法であって、前記移動指令と、前記工作機械における各軸と前記複数の機械要素のうち当該軸に沿って移動する機械要素とを関連付ける第１情報と、前記工作機械における各軸の間の従属関係を規定する第２情報と、を取得し、前記移動指令と前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、前記複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上の前記チェック対象組を抽出する、干渉チェック支援方法である。
　本開示の一態様によれば、チェック対象組抽出部は、数値制御装置における移動指令と、工作機械における各軸と複数の機械要素のうちこの軸に沿って移動する機械要素とを関連付ける第１情報と、工作機械における各軸の間の従属関係を規定する第２情報と、に基づいて、工作機械を構成する複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上のチェック対象組を抽出する。これにより、複数の機械要素の全ての組み合わせの中から、干渉しないことが自明な機械要素の組み合わせ（例えば、移動指令に基づく軸に沿って一緒に移動する機械要素の組み合わせ）を除いてチェック対象組を抽出することができる。また数値制御装置は、移動指令に基づいて複数の機械要素を複数の軸に沿って移動させるとともに、チェック対象組抽出部によって抽出されたチェック対象組について干渉チェック演算を行う。本開示の一態様によれば、干渉チェック演算を行うチェック対象組を、干渉しないことが非自明な機械要素の組み合わせのみに絞り込むことができるので、数値制御装置における干渉チェック演算を全ての組み合わせについて行う場合よりも短時間で終えることができる。
本開示の第１実施形態に係る数値制御システムの概略図である。 工作機械の一例を示す図である。 機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の、機械構成木による表示例を示す図である。 機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の一例を示す図である。 図４Ａに例示する機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の下で第１～第４機械要素を従属機械要素群と静止機械要素群とに分類した場合を示す図である。 チェック対象組抽出処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 第１の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する手順を説明するための図である。 第２の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する手順を説明するための図である。 第３の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する手順を説明するための図である。 干渉チェック支援装置によって生成される干渉チェック支援情報の一例を示す図である。 本開示の第２実施形態に係る数値制御システムの概略図である。
＜第１実施形態＞
　以下、図面を参照して、本開示の第１実施形態に係る数値制御システムについて説明する。
　図１は、本実施形態に係る数値制御システム１の概略図である。
　数値制御システム１は、工作機械２と、この工作機械２を制御する数値制御装置（ＣＮＣ）３と、を備える。
　工作機械２は、工具、テーブル、工具を支持する支持具、及びワークを保持する治具等の所定の立体形状を有する複数の機械要素と、各機械要素を複数の制御軸に沿って移動させる複数のサーボモータ２ａ，２ｂ，…，２ｎと、を備える。工作機械２は、数値制御装置３から送信される移動パルスに基づいて複数のサーボモータ２ａ，…，２ｎを駆動し、複数の機械要素を複数の制御軸に沿って移動させることによって図示しないワークを加工する。ここで工作機械２は、例えば、旋盤、ボール盤、フライス盤、研削盤、レーザ加工機、及び射出成型機等であるが、これらに限らない。
　数値制御装置３は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等の演算処理手段、各種プログラムを格納したＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）やＳＳＤ（Solid　State　Drive）等の補助記憶手段、演算処理手段がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Random　Access　Memory）といった主記憶手段、オペレータが各種操作を行うキーボードといった操作手段、及びオペレータに各種情報を表示するディスプレイといった表示手段等のハードウェアによって構成されるコンピュータである。
　数値制御装置３は、上記ハードウェア構成によって、加工プログラムメモリ３１、指令解析部３２、補間部３３、パルス生成部３４、位置姿勢算出部３５、干渉チェック部３６、形状記憶部３７、及び干渉チェック支援装置５等の各種機能が実現される。
　加工プログラムメモリ３１には、工作機械２の各機械要素を各制御軸に沿って移動（並進移動及び回転移動を含む）させるための指令を含む数値制御プログラムが格納される。数値制御プログラムは、所定のプログラミング言語（例えば、Ｇコード）によって記述されている。
　指令解析部３２は、加工プログラムメモリ３１に格納された数値制御プログラムをブロック毎に読み出し、解析し、解析結果に基づいて工作機械２の各制御軸の移動を指令する移動指令データを生成する。指令解析部３２は、生成した移動指令データを補間部３３へ送信する。
　補間部３３は、指令解析部３２から送信される移動指令データに基づいて、指令経路上の点を所定の補間周期で補間計算した補間データを生成する。補間部３３は、生成した補間データをパルス生成部３４へ送信する。
　パルス生成部３４は、補間部３３から送信される補間データに基づいて、工作機械２に対する移動指令、すなわち工作機械２の各サーボモータ２ａ，…，２ｎに対する移動パルスを上記補間周期毎に生成する。パルス生成部３４は、以上のようにして生成した移動パルスをサーボモータ２ａ，…，２ｎへ入力することにより、工作機械２の複数の機械要素を複数の制御軸に沿って移動させる。なおパルス生成部３４は、干渉チェック部３６における後述の干渉チェック演算に基づいて複数の機械要素の何れかが干渉すると判断された場合には、この干渉を未然に防ぐべく移動パルスの生成及び工作機械２への入力を停止する。
　またパルス生成部３４は、上述のように補間データに基づいて移動パルスを補間周期毎に生成するとともに、今回の補間周期で工作機械２へ入力する予定の移動パルスを、工作機械２へ入力する前に位置姿勢算出部３５へ送信する。
　位置姿勢算出部３５は、パルス生成部３４から補間周期毎に送信される移動パルスに基づいて、移動パルスに基づいて各制御軸を移動させた場合における各制御軸の単位時間当たり（例えば、補間周期当たり）の軸移動量に関する軸移動量ベクトルと、移動パルスに基づいて各制御軸を移動させる前の各機械要素の位置に関する移動前位置ベクトルと、移動パルスに基づいて各制御軸を移動させた後の各機械要素の位置に関する移動後位置ベクトルと、移動パルスに基づいて各制御軸を移動させた後の各機械要素の姿勢に関する移動後姿勢情報と、を算出する。位置姿勢算出部３５は、算出した各制御軸に対する軸移動量ベクトル及び各機械要素に対する移動前位置ベクトルを干渉チェック支援装置５へ送信する。また位置姿勢算出部３５は、算出した各機械要素に対する移動後位置ベクトル及び移動後姿勢情報を干渉チェック部３６へ送信する。
　なお位置姿勢算出部３５において算出する軸移動量ベクトルの向き及びノルムは以下のように定義される。制御軸が機械要素をその軸線に沿って並進移動させる直進軸である場合、軸移動量ベクトルの向きは制御軸と平行であり、軸移動量ベクトルのノルムは制御軸の軸線に沿った単位時間当たりの移動距離［ｍｍ］と等しい。また制御軸が機械要素をその軸線回りで回転移動させる回転軸である場合、制御軸の角速度ベクトルを軸移動量ベクトルとして用いる。すなわち制御軸が回転軸である場合、軸移動量ベクトルの向きは制御軸と平行であり、軸移動量ベクトルのノルムは制御軸の単位時間当たりの回転角度［ｒａｄ］と等しい。なお以下では、軸移動量ベクトルのノルムを単に「軸移動量」ともいう。
　形状記憶部３７には、工作機械２を構成する複数の機械要素の各々の形状に関する形状情報が格納されている。なお、上述のようにパルス生成部３４から工作機械２へ入力する移動パルスと同じ補間周期の移動パルスを位置姿勢算出部３５へ入力する場合、仮に補間周期内に干渉チェック部３６による干渉チェック演算を終えることができなかったとしても、直ちに干渉が生じることが無いように、形状記憶部３７に格納されている形状情報には僅かなマージンを加えておくことが好ましい。すなわち、形状記憶部３７に格納されている形状情報は、実際の機械要素よりも僅かに大きな機械要素に基づいて作成することが好ましい。
　干渉チェック部３６は、上述のようにパルス生成部３４によって生成される移動パルスを工作機械２へ入力し続けた場合に、工作機械２を構成する複数の機械要素同士で干渉が生じるかどうかを判定するための干渉チェック演算を、複数のチェック対象組に対して行う。ここでチェック対象組とは、工作機械２を構成する複数の機械要素のうちの２つを組み合わせて構成される。従って工作機械２を構成する機械要素の総数がＮである場合、チェック対象組の総数はＮ（Ｎ－１）／２である。
　より具体的には、干渉チェック部３６は、位置姿勢算出部３５から補間周期毎に送信される移動後位置ベクトル及び移動後姿勢情報と、干渉チェック支援装置５において後述の手順によって補間周期毎に生成される干渉チェック支援情報と、形状記憶部３７に格納された形状情報と、に基づいて、既知の干渉チェックアルゴリズム（例えば、分離軸方式）に基づく干渉チェック演算を行い、パルス生成部３４によって生成される移動パルスを工作機械２へ入力し続けた場合に、工作機械２を構成する複数の機械要素同士で干渉するかどうかを判定する。干渉チェック部３６は、干渉チェック演算によって干渉すると判断した場合には、その旨をパルス生成部３４へ通知し、干渉が生じる前に移動パルスの生成及び工作機械２への入力を停止させる。
　干渉チェック支援装置５は、第１記憶部５１と、第２記憶部５２と、第３記憶部５３と、チェック支援情報生成部５４と、を備え、これらを用いることによって干渉チェック部３６における干渉チェック演算を支援するための情報である干渉チェック支援情報を生成する。
　第１記憶部５１には、工作機械２における各制御軸と、各制御軸を移動させた場合に、当該移動に係る制御軸に沿って移動する機械要素と、を関連付ける機械要素－制御軸紐付け情報が、機械構成木やテーブル等の任意の形式で格納されている。なお本実施形態では、第１記憶部５１には、機械要素－制御軸紐付け情報を後述の図３に例示するような機械構成木形式で格納する場合について説明する。
　第２記憶部５２には、工作機械２における各制御軸の間の従属関係を規定する各軸従属関係情報が、機械構成木やテーブル等の任意の形式で格納されている。なお本実施形態では、第２記憶部５２には、各軸従属関係情報を後述の図３に例示するような機械構成木形式で格納する場合について説明する。
　次に、これら記憶部５１，５２に格納されている機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の具体例について、図２及び図３を参照しながら説明する。
　図２は、工作機械２の一例を示す図である。図２に例示する工作機械２は、６つの機械要素２１，２２，２３，２４，２５，２６を、５つの制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｃに沿って移動させることが可能となっている。第５機械要素２５は、図示しないワークを支持する治具であり、第６機械要素２６は、第５機械要素２５を支持するテーブルである。これら第５機械要素２５及び第６機械要素２６は、例えば鉛直方向に沿って延びる制御軸Ｃ回りで回転移動させることが可能となっている。第４機械要素２４は、第５機械要素２５によって支持されるワークを加工する工具である。第３機械要素２３は、その先端部において第４機械要素２４を支持する支持具である。第２機械要素２２は、第３機械要素２３の基端部を水平面に沿って延びる制御軸Ａ回りで回動自在に支持する支持具である。第１機械要素２１は、第２機械要素２２を鉛直方向に沿った制御軸Ｚ、並びに水平面において互いに直交する制御軸Ｘ及び制御軸Ｙに沿って並行移動自在に支持する支持具である。すなわち図２の例では、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚは直進軸であり、制御軸Ａ，Ｃは回転軸である。
　すなわち図２に例示する工作機械２では、第５機械要素２５及び第６機械要素２６は、制御軸Ｃに沿って一体に連れ回る。また、第１機械要素２１、第２機械要素２２、第３機械要素２３、及び第４機械要素２４は、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って一体に連れ回り、第３機械要素２３、及び第４機械要素２４は、制御軸Ａに沿って一体に連れ回る。
　図３は、図２に例示する工作機械２における機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の、機械構成木による表示例を示す図である。図２に例示する工作機械２では、制御軸Ｃと、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａと、を独立して移動させることが可能となっている。従って図３の機械構成木に示すように、制御軸Ｃと、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａとはそれぞれ独立してルートＲに従属する。また図２に例示する工作機械２では、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚを移動させると制御軸Ａも移動するが、制御軸Ａを移動させても制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚは移動しない。すなわち制御軸Ａは、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚより下位である。従って図３の機械構成木に示すように、制御軸Ａは、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従属する。
　また第５機械要素２５及び第６機械要素２６は、制御軸Ｃに沿って一体に連れ回ることから、図３の機械構成木に示すように、これら機械要素２５，２６は、制御軸Ｃと関連付けられる。また第３機械要素２３及び第４機械要素２４は、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚより下位の制御軸Ａに沿って一体に連れ回ることから、図３の機械構成木に示すように、これら機械要素２３，２４は、制御軸Ａと関連付けられる。また第１機械要素２１及び第２機械要素２２は、制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚに沿って一体に連れ回ることから、図３の機械構成木に示すように、これら機械要素２１，２２は制御軸Ｘ，Ｙ，Ｚのうち最も下位の制御軸Ｚと関連付けられる。
　図１に戻り、チェック支援情報生成部５４は、工作機械２の複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上のチェック対象組を抽出するチェック対象組抽出部５４ａと、複数のチェック対象組、より具体的にはチェック対象組抽出部５４ａによって抽出された複数のチェック対象組に対する優先度を算出する優先度算出部５４ｂと、を備える。ここで複数のチェック対象組に対する優先度とは、干渉チェック部３６において複数のチェック対象組に対し順に干渉チェック演算を行う際における順序を定める整数値である。以下では、値が小さなものから昇順で優先度が低くなるものとする。
　第３記憶部５３には、チェック対象組抽出部５４ａによって抽出されたチェック対象組に関する情報と、優先度算出部５４ｂによって各チェック対象組に対して定められる優先度に関する情報と、を組み合わせることによって構成される干渉チェック支援情報が記憶される。
　チェック対象組抽出部５４ａは、位置姿勢算出部３５から補間周期毎に送信される各制御軸の軸移動量、第１記憶部５１に格納されている機械要素－制御軸紐付け情報、及び第２記憶部５２に格納されている各軸従属関係情報に基づいて、複数の機械要素の全組み合わせの中から、干渉チェック演算を実行する必要が無い組み合わせを除くことにより、１組以上のチェック対象組を抽出する。
　始めにチェック対象組抽出部５４ａは、位置姿勢算出部３５から送信される各制御軸の軸移動量に基づいて、複数の制御軸の中から移動パルスによって移動させる制御軸を移動制御軸として特定する。より具体的には、チェック対象組抽出部５４ａは、軸移動量（軸移動量ベクトルのノルム）が０でない制御軸を移動制御軸として特定する。
　その後チェック対象組抽出部５４ａは、機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報に基づいて、工作機械２を構成する複数の機械要素を、従属機械要素群と静止機械要素群とに分類する。従属機械要素群とは、移動制御軸とともに移動する機械要素が属する群であり、静止機械要素群とは、移動制御軸を移動させても移動しない機械要素が属する群である。より具体的には、チェック対象組抽出部５４ａは、移動制御軸及びこの移動制御軸より下位の制御軸と関連付けられた機械要素を従属機械要素群に分類し、全ての機械要素のうち従属機械要素群に属しない機械要素を静止機械要素群に分類する。
　ここで従属機械要素群に属する機械要素は全て移動制御軸とともに移動する。このため従属機械要素群に属する機械要素の組み合わせは、干渉チェック演算を実行せずとも干渉しないことが明らかであるので、チェック対象組から除外される。また静止機械要素群に属する機械要素は全て移動制御軸を移動させても移動しない。このため、静止機械要素群に属する機械要素の組み合わせは、干渉チェック演算を実行せずとも干渉しないことが明らかであるので、チェック対象組から除外される。よってチェック対象組抽出部５４ａは、従属機械要素群に属する各機械要素と、静止機械要素群に属する各機械要素と、の組み合わせをチェック対象組として抽出する。換言すれば、チェック対象組抽出部５４ａは、複数の機械要素の全組み合わせの中から、従属機械要素群に属する機械要素同士の組み合わせと、静止機械要素群に属する機械要素同士の組み合わせとを除いた組み合わせをチェック対象組として抽出する。チェック対象組抽出部５４ａは、以上のような手順によって抽出したチェック対象組のリスト（以下、「チェック対象組リスト」という）を、第３記憶部５３に記憶させる。
　ここで以上のようなチェック対象組抽出部５４ａによってチェック対象組を抽出する具体的な手順について、図４Ａ及び図４Ｂの具体例を参照しながら説明する。
　図４Ａは、機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の一例を示す図である。図４Ａに示す例では、工作機械は、第１機械要素、第２機械要素、第３機械要素、及び第４機械要素を、第１制御軸、第２制御軸、第３制御軸、第４制御軸、第５制御軸、及び第６制御軸に沿って移動させることが可能となっている。また図４Ａに例示する各軸従属関係情報の例では、第１～第４制御軸と、第５～第６制御軸とは、それぞれ独立して移動させることが可能となっている。また第５制御軸は第６制御軸より下位であり、第２～第４制御軸は第１制御軸より下位であり、第３制御軸及び第４制御軸はそれぞれ第１制御軸及び第２制御軸より下位であり、第２制御軸は第１制御軸より下位である。また図４Ａに例示する機械要素－制御軸紐付け情報の例では、第１機械要素は第１制御軸と関連付けられ、第２機械要素は第４制御軸と関連付けられ、第４機械要素は第６制御軸と関連付けられ、第３機械要素は第５制御軸と関連付けられている。
　図４Ｂは、図４Ａに例示する機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の下で第１～第４機械要素を従属機械要素群と静止機械要素群とに分類した場合を示す図である。なお図４Ｂの例では、第１～第６制御軸のうち第１制御軸を移動制御軸とした。図４Ｂに示すように、移動制御軸である第１制御軸とこの第１制御軸より下位の第２、第３、及び第４制御軸と関連付けられた第１、及び第２機械要素は従属機械要素群に分類され、全ての機械要素のうち従属機械要素群に属しない第３、及び第４機械要素は静止機械要素群に分類される。従って図４Ｂに示す例では、第１～第４機械要素の全ての組み合わせ（第１及び第２機械要素、第１及び第３機械要素、第１及び第４機械要素、第２及び第３機械要素、第２及び第４機械要素、並びに第３及び第４機械要素の計６つの組み合わせ）のうち、第１及び第３機械要素、第１及び第４機械要素、第２及び第３機械要素、並びに第２及び第４機械要素の計４つの組み合わせがチェック対象組として抽出される。
　図１に戻り、チェック対象組抽出部５４ａは、移動制御軸が複数存在する場合、各移動制御軸の下で上記手順に従って抽出されるチェック対象組の和集合をチェック対象組として抽出する。
　図５は、チェック対象組抽出部５４ａにおけるチェック対象組抽出処理の具体的な手順を示すフローチャートである。なお図５に示す処理では、制御軸の総数をＮ（Ｎは、２以上の任意の整数）とする。チェック対象組抽出部５４ａは、位置姿勢算出部３５から新たな軸移動量を受信したことに応じて図５に示すチェック対象組抽出処理を実行する。
　始めにＳ１では、チェック対象組抽出部５４ａは、制御軸カウンタＣの値を１にセットし、Ｓ２に移る。Ｓ２では、チェック対象組抽出部５４ａは、位置姿勢算出部３５から送信される各制御軸に対する軸移動量に基づいて、カウンタＣによって関連付けられる第Ｃ制御軸の軸移動量が０でないか否かを判定する。チェック対象組抽出部５４ａは、Ｓ２の判定結果がＹＥＳである場合にはＳ３に移り、ＮＯである場合にはＳ５に移る。
　Ｓ３では、チェック対象組抽出部５４ａは、第Ｃ制御軸を移動制御軸とすることにより、複数の機械要素を上述の手順に従って従属機械要素群と静止機械要素群とに分類し、Ｓ４に移る。Ｓ４では、チェック対象組抽出部５４ａは、従属機械要素群に属する各機械要素と、静止機械群に属する各機械要素と、の全ての組み合わせをチェック対象組として第３記憶部５３におけるチェック対象組リストに追加し、Ｓ５に移る。
　Ｓ５では、チェック対象組抽出部５４ａは、制御軸カウンタＣの値が制御軸の総数Ｎと等しいか否かを判定する。チェック対象組抽出部５４ａは、Ｓ５の判定結果がＮＯである場合にはＳ６に移り、制御軸カウンタＣを１つだけカウントアップした後、Ｓ２に戻る。またチェック対象組抽出部５４ａは、Ｓ５の判定結果がＹＥＳである場合には、図５に示すチェック対象組抽出処理を終了する。
　以上のようなチェック対象組抽出処理によれば、移動制御軸が複数存在する場合、各移動制御軸の下で複数の機械要素を従属機械要素群と静止機械要素群とに分類することによって得られる複数の組み合わせの和集合がチェック対象組として抽出される。
　図１に戻り、優先度算出部５４ｂは、位置姿勢算出部３５から補間周期毎に送信される各制御軸の軸移動量ベクトル及び各機械要素の移動前位置ベクトル、並びに第１記憶部５１に格納されている機械要素－制御軸紐付け情報に基づいて、チェック対象組抽出部５４ａによって抽出された複数のチェック対象組に対し、干渉が生じる可能性が高いものから降順で優先度を算出する。優先度算出部５４ｂでは、以下で説明する第１、第２、及び第３の優先度算出アルゴリズムの何れか又はこれらを組み合わせた優先度算出アルゴリズムに基づいて複数のチェック対象組に対する優先度を算出することが可能となっている。
＜第１の優先度算出アルゴリズム＞
　第１の優先度算出アルゴリズムの下では、優先度算出部５４ｂは、位置姿勢算出部３５から送信される各制御軸の軸移動量に基づいて複数のチェック対象組に対する優先度を算出する。より具体的には、優先度算出部５４ｂは、軸移動量が大きい制御軸から降順で、各制御軸と機械要素－制御軸紐付け情報によって関連付けられる各機械要素に対する機械要素順位を算出する。次に優先度算出部５４ｂは、算出した機械要素順位が高い機械要素から降順で、各機械要素を含むチェック対象組に対する優先度を算出する。すなわち第１の優先度算出アルゴリズムの下では、優先度算出部５４ｂは、単位時間当たりの軸移動量が大きな制御軸と関連付けられている機械要素を含むチェック対象組において干渉する可能性が高いと判断し、このような機械要素を含むチェック対象組の優先度を高くする。
　ところで軸移動量の次元は、制御軸が直進軸である場合と制御軸が回転軸である場合とで異なる。より具体的には、制御軸が直進軸である場合、軸移動量は移動距離であり、制御軸が回転軸である場合、軸移動量は回転角度である。このため、直進軸に対する軸移動量と回転軸に対する軸移動量の大小を直接比較することはできない。このため第１の優先度算出アルゴリズムの下では、回転軸と機械要素－制御軸紐付け情報によって関連付けられる機械要素である回転機械要素を含むチェック対象組と、この回転機械要素を含まないチェック対象組とに分けて各チェック対象組に対する優先度を算出する。より具体的には、回転軸の方が直進軸よりも干渉に気づきにくいことから、第１の優先度算出アルゴリズムの下では、回転機械要素を含むチェック対象組に対する優先度を、回転機械要素を含まないチェック対象組に対する優先度よりも高くする。
　ここで以上のような第１の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する具体的な手順について、図６の具体例を参照しながら説明する。
　図６は、第１の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する手順を説明するための図である。図６の左側には、機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の一例を示し、図６の右側にはこのような構成の下で優先度算出部５４ｂによって算出される各種パラメータを示す図である。
　図６の左側に示す例では、工作機械は、第１機械要素、第２機械要素、第３機械要素、及び第４機械要素を、第１制御軸、第２制御軸、第３制御軸、第４制御軸、及び第５制御軸に沿って移動させることが可能となっている。図６の左側の例において、第１制御軸、第３制御軸、及び第４制御軸は直進軸であり、第２制御軸、及び第５制御軸は回転軸であるとする。図６の左側に例示する各軸従属関係の例では、第１～第２制御軸と、第３～第５制御軸とは、それぞれ独立して移動させることが可能となっている。また第２制御軸は第１制御軸より下位であり、第４制御軸及び第５制御軸は第３制御軸より下位であり、第５制御軸は第４制御軸より下位である。また図６の左側に例示する機械要素－制御軸紐付け情報の例では、第１機械要素は第１制御軸と関連付けられ、第２機械要素は第２制御軸と関連付けられ、第３機械要素は第４制御軸と関連付けられ、第４機械要素は第５制御軸と関連付けられている。また図６には、第１制御軸の軸移動量は４であり、第２制御軸の軸移動量は２であり、第３制御軸の軸移動量は３であり、第４制御軸の軸移動量は１であり、第５制御軸の軸移動量は３である場合の例を示す。すなわち図６の例では、直進軸の軸移動量は、第４制御軸、第３制御軸、及び第１制御軸の順で大きくなり、回転軸の軸移動量は、第２制御軸、及び第５制御軸の順で大きくなる。
　図６に示すように、第１機械要素は直進軸である第１制御軸と関連付けられ、第２機械要素は回転軸である第２制御軸と関連付けられ、第３機械要素は直進軸である第４制御軸と関連付けられ、第４機械要素は回転軸である第５制御軸と関連付けられている。すなわち、第２機械要素及び第４機械要素は、回転軸と関連付けられる回転機械要素であり、第１機械要素及び第３機械要素は、直進軸と関連付けられる直進機械要素である。従って回転機械要素を直進機械要素よりも上位としかつ軸移動量が大きい制御軸から降順で、各制御軸と関連付けられる各機械要素に対する機械要素順位を算出すると、第４機械要素が１位となり、第２機械要素が２位となり、第１機械要素が３位となり、第３機械要素が４位となる。また機械要素順位が高い機械要素から降順で、各機械要素を含む各チェック対象組に対する優先度を算出すると、第２及び第４機械要素の組み合わせが１位となり、第１及び第４機械要素の組み合わせが２位となり、第３及び第４機械要素の組み合わせが３位となり、第１及び第２機械要素の組み合わせが４位となり、第２及び第３機械要素の組み合わせが５位となり、第１及び第３機械要素の組み合わせが６位となる。
＜第２の優先度算出アルゴリズム＞
　第２の優先度算出アルゴリズムの下では、優先度算出部５４ｂは、位置姿勢算出部３５から送信される各制御軸の軸移動量ベクトルに基づいて複数のチェック対象組に対する優先度を算出する。より具体的には、優先度算出部５４ｂは、制御軸毎に算出された軸移動量ベクトルを用いることによって、複数の制御軸のうち２つを組み合わせて構成される軸対に対する相対軸移動量ベクトルを算出する。ここで制御軸の総数がＭである場合、軸対の総数はＭ（Ｍ－１）／２である。また例えば第ｎ制御軸の軸移動量ベクトルをｖｎとし、第ｍ制御軸の軸移動量ベクトルをｖｍとした場合、第ｎ制御軸及び第ｍ制御軸によって構成される軸対に対する相対軸移動量ベクトルｄｎｍは、ｖｎ－ｖｍとなる。
　次に優先度算出部５４ｂは、全ての軸対に対する相対軸移動量（すなわち、相対軸移動量ベクトルのノルム）を算出する。次に優先度算出部５４ｂは、算出した相対軸移動量が大きい軸対から降順で、各軸対と機械要素－制御軸紐付け情報によって関連付けられる機械要素の組み合わせを含む各チェック対象組に対する優先度を算出する。すなわち第２の優先度算出アルゴリズムの下では、優先度算出部５４ｂは、単位時間当たりの相対軸移動量が大きな軸対と関連付けられている機械要素の組み合わせを含むチェック対象組において干渉する可能性が高いと判断し、このような機械要素の組み合わせを含むチェック対象組の優先度を高くする。
　上述のように軸移動量の次元は、制御軸が直進軸である場合と制御軸が回転軸である場合とで異なる。このため、軸移動量ベクトルｖｎから軸移動量ベクトルｖｍを減算して得られる相対軸移動量ベクトルｄｎｍは、第ｎ制御軸及び第ｍ制御軸の少なくとも何れかが回転軸である場合、物理的な意味がなくなってしまう。このため全制御軸の中に回転軸が含まれている場合、この回転軸と関連付けられる回転機械要素を含むチェック対象組については、上述の第１の優先度算出アルゴリズムの下で優先度を算出し、直進機械要素のみを含むチェック対象組についてのみ第２の優先度算出アルゴリズムの下で優先度を算出する。
　ここで以上のような第２の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する具体的な手順について、図７の具体例を参照しながら説明する。
　図７は、第２の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する手順を説明するための図である。図７の左側には、機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の一例を示し、図７の右側にはこのような構成の下で優先度算出部５４ｂによって算出される各種パラメータを示す図である。
　図７の左側に示す例では、工作機械は、第１機械要素、第２機械要素、及び第３機械要素を、第１制御軸、第２制御軸、第３制御軸、及び第４制御軸に沿って移動させることが可能となっている。図７の左側の例において、第１制御軸、第２制御軸、第３制御軸、及び第４制御軸は全て直進軸であるとする。図７の左側に例示する各軸従属関係の例では、第１～第２制御軸と、第３～第４制御軸とは、それぞれ独立して移動させることが可能となっている。また第２制御軸は第１制御軸より下位であり、第４制御軸は第３制御軸より下位である。また図７の左側に例示する機械要素－制御軸紐付け情報の例では、第１機械要素は第１制御軸と関連付けられ、第２機械要素は第２制御軸と関連付けられ、第３機械要素は第４制御軸と関連付けられている。
　図７の左側に示す例では、工作機械は、第１～第４制御軸を備える。従って第１～第４制御軸のうち２つを組み合わせることにより、第１及び第２制御軸、第１及び第３制御軸、第１及び第４制御軸、第２及び第３制御軸、第２及び第４制御軸、並びに第３及び第４制御軸の計６つの軸対を構成することができる。また図７には、第１制御軸と第２制御軸との間の相対軸移動量は４であり、第１制御軸と第３制御軸との間の相対軸移動量は５であり、第１制御軸と第４制御軸との間の相対軸移動量は３であり、第２制御軸と第３制御軸との間の相対軸移動量は１であり、第２制御軸と第４制御軸との間の相対軸移動量は６であり、第３制御軸と第４制御軸との間の相対軸移動量は２である場合の例を示す。すなわち、図７の例では、第２及び第３制御軸、第３及び第４制御軸、第１及び第４制御軸、第１及び第２制御軸、第１及び第３制御軸、並びに第２及び第４制御軸の順で相対軸移動量が大きくなる。
　図７に示すように、第１及び第４制御軸は、第１及び第３機械要素の組み合わせと関連付けられ、第１及び第２制御軸は、第１及び第２機械要素の組み合わせと関連付けられ、第２及び第４制御軸は、第２及び第３機械要素の組み合わせと関連付けられている。従って相対軸移動量が大きい軸対から降順で、各軸対と機械要素－制御軸紐付け情報によって関連付けられる機械要素の組み合わせを含む各チェック対象組に対する優先度を算出すると、第２及び第３機械要素の組み合わせが１位となり、第１及び第２機械要素の組み合わせが２位となり、第１及び第３機械要素の組み合わせが３位となる。
＜第３の優先度算出アルゴリズム＞
　第３の優先度算出アルゴリズムの下では、優先度算出部５４ｂは、位置姿勢算出部３５から送信される各制御軸の軸移動量ベクトル及び各機械要素の移動前位置ベクトルに基づいて複数のチェック対象組に対する優先度を算出する。より具体的には、優先度算出部５４ｂは、各制御軸の軸移動量ベクトルと、各機械要素の移動前位置ベクトルと、機械要素－制御軸紐付け情報と、に基づいて、各チェック対象組を構成する２つの機械要素の間の距離の減少率に比例する減少率パラメータを算出し、これら減少率パラメータに基づいて各チェック対象組に対する優先度を算出する。
　以下では各チェック対象組に対する減少率パラメータを算出する手順について説明する。先ず優先度算出部５４ｂは、位置姿勢算出部３５から送信される各制御軸の軸移動量ベクトルを取得し、これら軸移動量ベクトルに基づいて、機械要素－制御軸紐付け情報によって各制御軸と関連付けられる機械要素の速度ベクトルを算出する。ここで直進軸と関連付けられる直進機械要素に対しては、軸移動量ベクトルをそのまま速度ベクトルとして用いる。また回転軸と関連付けられる回転機械要素に対しては、軸移動量ベクトルと所定の動径ベクトルとの外積を速度ベクトルとして用いる。ここで動径ベクトルは、各回転軸に対して予め定められたものが用いられる。より具体的には、動径ベクトルの向きは回転軸と直交する動径方向であり、動径ベクトルのノルムは回転軸から機械要素までの動径方向に沿った距離である。
　次に優先度算出部５４ｂは、位置姿勢算出部３５から送信される各機械要素の移動前位置ベクトルを取得し、これら移動前位置ベクトルに基づいて、各チェック対象組を構成する２つの機械要素に対する正規化された相対位置ベクトルを算出する。ここで第ｎ機械要素の移動前位置ベクトルをｒｎとし、第ｍ機械要素の移動前位置ベクトルをｒｍとした場合、第ｎ機械要素と第ｍ機械要素の組み合わせに対する正規化された相対位置ベクトルは、（ｒｎ－ｒｍ）／｜ｒｎ－ｒｍ｜となる。
　次に優先度算出部５４ｂは、先に算出した各機械要素に対する速度ベクトルに基づいて、各チェック対象組を構成する２つの機械要素に対する相対速度ベクトルを算出する。ここで第ｎ機械要素の速度ベクトルをｖｎとし、第ｍ機械要素の速度ベクトルをｖｍとした場合、第ｎ機械要素と第ｍ機械要素の組み合わせに対する相対速度ベクトルは、ｖｎ－ｖｍとなる。
　次に優先度算出部５４ｂは、先に算出した相対速度ベクトルと相対位置ベクトルとの内積に負号を乗算することにより、各チェック対象組に対し減少率パラメータを算出する。ここでチェック対象組が第ｎ機械要素と第ｍ機械要素とによって構成される場合、減少率パラメータは、－（ｖｎ－ｖｍ）・（ｒｎ－ｒｍ）／｜ｒｎ－ｒｍ｜となる。以上の手順によって算出される減少率パラメータは、２つの機械要素の間の距離の単位時間当たりの減少率に比例する。すなわち、２つの機械要素の間の距離が変化しない場合、減少率パラメータは０となり、２つの機械要素の間の距離が広がる方向に変化する場合、減少率パラメータは負となり、２つの機械要素の間の距離が近くなる方向に変化する場合、減少率パラメータは正となる。
　次に優先度算出部５４ｂは、以上の手順によって算出した減少率パラメータが大きな機械要素の組み合わせを含むチェック対象組から降順で優先度を算出する。すなわち第３の優先度算出アルゴリズムの下では、優先度算出部５４ｂは、２つの構成要素の間の距離の減少率が大きいチェック対象組において干渉する可能性が高いと判断し、このような機械要素の組み合わせを含むチェック対象組の優先度を高くする。
　ここで以上のような第３の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する具体的な手順について、図８の具体例を参照しながら説明する。
　図８は、第３の優先度算出アルゴリズムによって優先度を算出する手順を説明するための図である。図８の左側には、機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報の一例を示し、図８の右側にはこのような構成の下で優先度算出部５４ｂによって算出される各種パラメータを示す図である。なお図８の左側に示す工作機械の構成は、図７の左側に示すものと同じであるので、詳細な説明は省略する。
　図８の例では、第１制御軸と関連付けられる第１機械要素の速度ベクトルをｖ１とし、第２制御軸と関連付けられる第２機械要素の速度ベクトルをｖ２とし、第４制御軸と関連付けられる第３機械要素の速度ベクトルをｖ３とし、第１機械要素の移動前位置ベクトルをｒ１とし、第２機械要素の移動前位置ベクトルをｒ２とし、第３機械要素の移動前位置ベクトルをｒ３とする。また図８の例では、第１及び第２機械要素の組み合わせに対する相対速度ベクトルｖ１－ｖ２は（０，０，１）とし、第１及び第３機械要素の組み合わせに対する相対速度ベクトルｖ１－ｖ３は（０，２，０）とし、第２及び第３機械要素の組み合わせに対する相対速度ベクトルｖ２－ｖ３は（１，０，０）とし、第１及び第２機械要素の組み合わせに対する正規化された相対位置ベクトルｒ１－ｒ２は（０，０，－１）とし、第１及び第３機械要素の組み合わせに対する正規化された相対位置ベクトルｒ１－ｒ３は（０，０，１）とし、第２及び第３機械要素の組み合わせに対する正規化された相対位置ベクトルｒ２－ｒ３は（１，０，０）とする。
　従って各機械要素の組み合わせに対する減少率パラメータを上述の手順に従って算出すると、第１及び第２機械要素の組み合わせに対する減少率パラメータは１となり、第１及び第３機械要素の組み合わせに対する減少率パラメータは０となり、第２及び第３機械要素の組み合わせに対する減少率パラメータは－１となる。従って減少率パラメータが大きな機械要素の組み合わせを含むチェック対象組から降順で優先度を算出すると、第１及び第２機械要素の組み合わせが１位となり、第１及び第３機械要素の組み合わせが２位となり、第２及び第３機械要素の組み合わせが３位となる。
　図１に戻り、優先度算出部５４ｂは、チェック対象組抽出部５４ａにおけるチェック対象組抽出処理によって抽出された複数のチェック対象組に対し、以上のような第１～第３の優先度算出アルゴリズムの何れか又はこれらを組み合わせた優先度算出アルゴリズムに基づいて優先度を算出し、算出した優先度を第３記憶部５３におけるチェック対象組リストに追記する。これにより、チェック対象組抽出部５４ａによって抽出された複数のチェック対象組に対し優先度が付与される。
　以上のように干渉チェック支援装置５では、位置姿勢算出部３５から送信される軸移動量ベクトルや移動前位置ベクトルに基づいて、複数の機械要素の全組み合わせの中からチェック対象組を抽出し、さらにこれら複数のチェック対象組に対して優先度を付与し、優先度が付与されたチェック対象組リストを干渉チェック支援情報（例えば、図９参照）として第３記憶部５３に記憶させる。
　干渉チェック部３６は、位置姿勢算出部３５から補間周期毎に送信される移動後位置ベクトル及び移動後姿勢情報と、第３記憶部５３に記憶された干渉チェック支援情報と、を取得する。また干渉チェック部３６は、取得した干渉チェック支援情報によって定められた複数のチェック対象組について、優先度が高く定められたチェック対象組から順に干渉チェック演算を行う。
　本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
　チェック対象組抽出部５４ａは、数値制御装置３における移動パルスと、工作機械２における各制御軸と複数の機械要素のうちこの制御軸に沿って移動する機械要素とを関連付ける機械要素－制御軸紐付け情報と、工作機械２における各制御軸の間の従属関係を規定する各軸従属関係情報と、に基づいて、工作機械２を構成する複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上のチェック対象組を抽出する。これにより、複数の機械要素の全ての組み合わせの中から、干渉しないことが自明な機械要素の組み合わせ（例えば、移動パルスに基づく制御軸に沿って一緒に移動する機械要素の組み合わせ）を除いてチェック対象組を抽出することができる。また数値制御装置３は、移動パルスに基づいて複数の機械要素を複数の制御軸に沿って移動させるとともに、チェック対象組抽出部５４ａによって抽出されたチェック対象組について干渉チェック演算を行う。本実施形態によれば、干渉チェック演算を行うチェック対象組を、干渉しないことが非自明な機械要素の組み合わせのみに絞り込むことができるので、数値制御装置３における干渉チェック演算を全ての組み合わせについて行う場合よりも短時間で終えることができる。
　チェック対象組抽出部５４ａは、移動パルスに基づいて移動させる制御軸を移動制御軸として特定し、機械要素－制御軸紐付け情報及び各軸従属関係情報に基づいて、移動制御軸及びこれより下位の制御軸と関連付けられた機械要素を従属機械要素群に分類し、全ての機械要素のうち従属機械要素群に属しない機械要素を静止機械要素群に分類し、従属機械要素群に属する各機械要素と静止機械要素群に属する各機械要素とを組み合わせることによってチェック対象組を抽出する。これにより、干渉チェック演算を行うチェック対象組を、簡易な演算によって干渉しないことが非自明な機械要素の組み合わせのみに絞り込むことができる。
　チェック対象組抽出部５４ａは、移動制御軸が複数存在する場合、各移動制御軸の下における機械要素の組み合わせの和集合をチェック対象組として抽出する。これにより、機械要素を複数の制御軸に沿って同時に移動させる場合であっても適切にチェック対象組を絞り込むことができる。
　チェック対象組抽出部５４ａは、抽出したチェック対象組に関する情報を干渉チェック支援情報として第３記憶部５３に記憶させ、干渉チェック部３６は、第３記憶部５３に記憶された干渉チェック支援情報を参照し、干渉チェック演算を行う。これにより、チェック対象組抽出部５４ａでは、干渉チェック部３６における干渉チェック演算と独立した自由なタイミングでチェック対象組を抽出する演算を行うことができる。
　また本実施形態では、干渉チェック支援情報を生成する機能を備える干渉チェック支援装置５を、工作機械２の制御及び干渉チェック演算を行う数値制御装置３に組み込むとともに、干渉チェック支援装置５では、数値制御装置３のパルス生成部３４から送信される移動パルスに基づいて干渉チェック支援情報を生成する。これにより、数値制御装置３における演算負荷が大きくなるものの、数値制御装置３によって工作機械２を制御しながら、リアルタイムで干渉チェック支援情報を生成することができる。このため、例えば工作機械２がオペレータによって手動で操作された場合であっても適切な干渉チェック支援情報を生成することができる。
＜第２実施形態＞
　次に、本開示の第２実施形態に係る数値制御システムについて説明する。なお以下の説明では、第１実施形態に係る数値制御システムと同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図１０は、本実施形態に係る数値制御システム１Ａの概略図である。上述のように第１実施形態では、干渉チェック支援装置５を数値制御装置３に組み込んだ場合について説明した。これに対し本実施形態に係る数値制御システム１Ａは、数値制御装置３Ａと、この数値制御装置３Ａとは別体で構成された干渉チェック支援装置５Ａと、を備える点において第１実施形態に係る数値制御システム１Ａと異なる。
　干渉チェック支援装置５Ａは、第１記憶部５１と、第２記憶部５２と、チェック支援情報生成部５４と、移動量位置算出部５５Ａと、を備える。
　移動量位置算出部５５Ａは、加工プログラムメモリ３１に格納された数値制御プログラムを読み出し、数値制御装置３の指令解析部３２、補間部３３、パルス生成部３４、及び位置姿勢算出部３５における演算と同じ手順によって、数値制御装置３における補間周期と同じ周期で各制御軸の軸移動量ベクトル及び各機械要素の移動前位置ベクトルを生成する。移動量位置算出部５５Ａは、生成した軸移動量ベクトル及び移動前位置ベクトルを、チェック支援情報生成部５４へ送信する。移動量位置算出部５５Ａから送信される軸移動量ベクトル及び移動前位置ベクトルに基づいてチェック支援情報生成部５４において干渉チェック支援情報を生成する手順は第１実施形態と同じであるので、詳細な説明は省略する。
　本実施形態では、加工プログラムメモリ３１に格納された数値制御プログラムに基づいて干渉チェック支援情報を生成する干渉チェック支援装置５Ａを、数値制御装置３Ａと別体で構成する。これにより、数値制御装置３Ａによって工作機械２の制御を開始する前に、より具体的には数値制御プログラムを作成した段階で、この数値制御プログラムに基づいて干渉チェック支援情報を生成することができる。よって本実施形態に係る数値制御システム１によれば、第１実施形態に係る数値制御システム１と比較して、工作機械２の制御を行う際における数値制御装置３Ａの演算負荷を軽減することができる。
　本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更及び変形が可能である。例えば上記第１実施形態では、チェック支援情報生成部５４は生成したチェック支援情報を第３記憶部５３に格納し、干渉チェック部３６は第３記憶部５３に格納されたチェック支援情報を読み込んでから干渉チェック演算を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らない。チェック支援情報生成部５４で生成したチェック支援情報は、第３記憶部５３を介さずに干渉チェック部３６へ送信するようにしてもよい。
　１，１Ａ…数値制御システム
　２…工作機械
　３，３Ａ…数値制御装置
　３１…加工プログラムメモリ
　３２…指令解析部
　３３…補間部
　３４…パルス生成部
　３５…位置姿勢算出部
　３６…干渉チェック部
　３７…形状記憶部
　５，５Ａ…干渉チェック支援装置
　５１…第１記憶部
　５２…第２記憶部
　５３…第３記憶部
　５４…チェック支援情報生成部
　５４ａ…チェック対象組抽出部
　５４ｂ…優先度算出部
　５５Ａ…移動量位置算出部

Claims (6)

  1. 　移動指令に基づいて工作機械の複数の機械要素を複数の軸に沿って移動させるとともに所定のチェック対象組によって組み合わせられる２つの機械要素の間の干渉チェック演算を行う数値制御装置と、
    　前記干渉チェック演算を支援する干渉チェック支援装置と、を備える数値制御システムであって、
    　前記干渉チェック支援装置は、
    　前記工作機械における各軸と前記複数の機械要素のうち当該軸に沿って移動する機械要素とを関連付ける第１情報を記憶する第１記憶部と、
    　前記工作機械における各軸の間の従属関係を規定する第２情報を記憶する第２記憶部と、
    　前記移動指令、前記第１情報、及び前記第２情報に基づいて、前記複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上の前記チェック対象組を抽出するチェック対象組抽出部と、を備える、数値制御システム。
  2. 　前記チェック対象組抽出部は、
    　前記移動指令に基づいて移動させる軸を移動軸として特定し、
    　前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記移動軸及び当該移動軸より下位の軸と関連付けられた機械要素を従属機械要素群に分類し、
    　全ての機械要素のうち前記従属機械要素群に属しない機械要素を静止機械要素群に分類し、
    　前記従属機械要素群に属する各機械要素と前記静止機械要素群に属する各機械要素とを組み合わせることによって前記チェック対象組を抽出する、請求項１に記載の数値制御システム。
  3. 　前記チェック対象組抽出部は、前記移動軸が複数存在する場合、各移動軸の下における機械要素の組み合わせの和集合を前記チェック対象組として抽出する、請求項２に記載の数値制御システム。
  4. 　前記チェック対象組抽出部によって抽出された前記チェック対象組に関する情報を記憶する第３記憶部をさらに備え、
    　前記数値制御装置は、前記第３記憶部に記憶された前記チェック対象組に関する情報を参照し、前記干渉チェック演算を行う、請求項１から３の何れかに記載の数値制御システム。
  5. 　前記第２記憶部には、前記第２情報が機械構成木形式で記憶されている、請求項１から４の何れかに記載の数値制御システム。
  6. 　移動指令に基づいて工作機械の複数の機械要素を複数の軸に沿って移動させるとともにチェック対象組によって組み合わせられた２つの機械要素の間の干渉チェック演算を行う数値制御装置における前記干渉チェック演算を支援する干渉チェック支援方法であって、
    　前記移動指令と、前記工作機械における各軸と前記複数の機械要素のうち当該軸に沿って移動する機械要素とを関連付ける第１情報と、前記工作機械における各軸の間の従属関係を規定する第２情報と、を取得し、
    　前記移動指令と前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、前記複数の機械要素の全ての組み合わせの中から１組以上の前記チェック対象組を抽出する、干渉チェック支援方法。
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