JPH05250027A - 所定速度加工指定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は所定速度加工領域指定装置に関し、
所定速度加工領域を所定速より高速で加工しないように
し加工時間の無駄をなくすことを目的とする。 【構成】 加工プログラム読取手段１と、加速度パラメ
ータ記憶手段２と、現在位置測定手段３と、現在の送り
速度、加速度パラメータおよび現在位置、から得られる
送り速度指令を決定する送り速度指令決定手段４と、決
定手段４の出力により制御軸モータ８の速度を制御する
ＮＣ装置において、所定速度加工領域、その領域内の送
り速度および制御軸の移動方向に応じてその領域内所定
速度加工を実行するか決定する移動方向極性、の各パラ
メータを初期設定して格納する所定速度加工パラメータ
記憶手段５と、記憶手段５、加工プログラム読取手段
１、加速度パラメータ記憶手段２および現在位置測定手
段３、から減速開始点を計算し送り速度指令決定手段４
に出力する減速開始点計算手段６とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は制御軸（駆動軸）の送り
速度を制御する数値制御装置に関し、特に、所定の送り
速度で加工物を加工する所定加工領域と、その所定加工
領域内の所定送り速度およびその所定加工領域内におい
てその所定送り速度で制御軸を移動させるか否かを決定
する移動方向の極性との各パラメータを設定し、その所
定速度加工領域外部における制御軸の送り速度がその所
定送り速度より高速であり、かつ、所定加工領域に向か
って減速する場合、その所定速度加工領域に到達する手
前の減速開始点を計算で求め、その所定加工領域内では
その制御軸の予め設定した移動方向に対して確実に設定
した所定送り速度で移動せしめる所定速度加工指定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置における制御軸の送り速度
は、加工プログラムの記述に従って変更される。特に低
速で加工する必要のある領域が存在する場合は、その領
域の手前にリミットスイッチまたは光電子スイッチ等が
設けられ、それらのスイッチによる外部からの信号がＰ
ＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）を介し
て数値制御（ＮＣ）装置に入力され、その信号を検出し
た後、低速で加工する必要のある領域に到達するまでに
送り速度を減速する。その際、予め設定されている加速
度のパラメータに基づいて通常８msのサンプリング周期
で送り速度の速度指令を更新し、その速度指令を駆動軸
用モータを制御するサーボモータコントローラに出力し
て制御軸を駆動するモータの送り速度を所定速度まで減
速する制御を行っている。

【０００３】図５は従来技術の問題点を説明する図であ
る。図は制御軸の送り速度の時間変化を示している。上
述のような、従来技術による送り速度の制御によれば、
外部からのリミットスイッチまたは光電子スイッチ等の
信号入力を必要とし、機械の所定位置にこれらのスイッ
チを取り付ける必要があり、その位置の設定に労力を要
し、さらに、ＰＭＣを含まないＮＣ装置においては、新
たにＮＣ装置の制御盤内、または、その制御盤の近傍に
ＰＭＣをも設ける必要があり、余分なコストと労力を要
するという問題がある。さらに、従来技術による送り速
度の制御によれば、例えば、リミットスイッチの取り付
け位置により、外部信号が入力されてから減速が完了す
るまでに、低速で加工する必要のある低速加工領域にす
でに到達してしまったり（図５の点線で示される送り速
度の場合）、あるいは、その領域に到達するはるか手前
に所定の低速に減速されてしまい（図５の一点鎖線で示
される送り速度の場合）、前者の場合は低速加工領域を
所定速度より高速で加工していまうという問題があり、
後者の場合は低速加工領域に到達するより早くに低速に
到達してしまうので加工時間に無駄が発生してしまうと
いう問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
点に鑑み、ＬＳ等の外部の信号を必要としない、低速で
加工すべき領域を所定速度より高速な速度で加工してし
まうことのない、かつ、加工時間に無駄のない所定速度
加工指定装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
図である。図を参照して本発明の所定速度加工領域指定
装置の基本構成を以下に記す。本発明による所定速度加
工領域指定装置は、加工プログラムを読み取る加工プロ
グラム読取手段１と、少なくとも１つの制御軸の駆動速
度を加減速する加速度のパラメータ等を格納する加速度
パラメータ記憶手段２と、その制御軸の駆動に伴いその
制御軸の回転を検出するエンコーダ９から発生するパル
ス信号からその制御軸の現在の位置を測定する現在位置
測定手段３と、加工プログラム読取手段１から読み取ら
れた後、所定サンプリング周期で更新された該制御軸の
最後の送り速度、加速度パラメータ記憶手段２に格納さ
れている加速度のパラメータおよび現在位置測定手段３
から得られたその制御軸の現在位置、の各情報から送り
速度指令を計算で求め決定する送り速度指令決定手段４
と、送り速度指令決定手段４で得られた送り速度指令が
サーボモータコントローラ７に入力されサーボモータコ
ントローラ７により制御軸駆動用モータ８の速度を制御
する数値制御装置において、

【０００６】加工物を所定送り速度で加工する所定加工
領域、その所定加工領域内の所定送り速度およびその所
定加工領域内においてその所定送り速度でその制御軸を
移動させるか否かを決定する移動方向極性、の各パラメ
ータを初期設定して格納する所定速度加工パラメータ記
憶手段５と、その所定速度加工パラメータ記憶手段５の
情報と、加工プログラム読取手段１、加速度パラメータ
記憶手段２および現在位置測定手段３、の前記各情報に
より減速開始点を計算し、減速開始点の情報を前記送り
速度指令決定手段４に出力する減速開始点計算手段６
と、を備える。

【０００７】

【作用】本発明の所定速度加工領域指定装置によれば、
所定速度加工パラメータを設けることにより減速開始点
が計算で求められ、その減速開始点から減速が開始され
所定速度加工領域内に到達する時点で丁度所定の速度に
まで減速され、所定速度加工領域内では所定速度で加工
が行われる。

【０００８】

【実施例】図２は本発明に係わるパラメータで設定する
所定速度加工領域の説明図である。この図において、斜
線で示す領域は、ＸＹ座標におけるＸ軸に移動する制御
軸に対して、特に低速度で移動させて加工物を加工した
い場合に設定する領域、すなわち、Ｘ軸の低速加工領域
を示す。パラメータで設定する移動方向の極性により以
下の制御が行われる。パラメータで方向極性が＋に設定
された場合、この図の場合Ｘ軸の正の方向に制御軸が移
動した時に限りこの斜線の領域内でパラメータで設定さ
れた低速で加工され、一方、この方向極性が−に設定さ
れた場合、その逆であり、この図の場合Ｘ軸の負の方向
に制御軸が移動した時に限りこの斜線の領域内で低速で
加工する必要があり、Ｘ軸の正の方向に制御軸が移動し
た時はこの斜線の領域内でパラメータで設定された低速
で加工される。さらに、この方向極性が±に設定された
場合、Ｘ軸の何れの方向に制御軸が移動してもこの斜線
の領域内でパラメータで設定された低速で加工される。

【０００９】図３は設定速度に向かって等加速度で加減
速される送り速度の変化を示す図である。この図に示さ
れる制御軸の送り速度は、時刻t0において速度０であ
り、正の加速度のパラメータの設定値に従って、時刻t1
まで加速され、時刻t1から時刻t2まで加工プログラムで
設定された送り速度Ｖ１で移動し、時刻t2から時刻t3ま
で負の加速度のパラメータの指定値に従って減速され、
時刻t3から時刻t5までパラメータで設定された低速送り
速度Ｖ２で移動し、時刻t5から時刻t6まで負の加速度の
パラメータの指定値に従って減速されて停止する。

【００１０】ここで、プログラムの設定速度Ｖ１からパ
ラメータ設定速度Ｖ２まで減速される間に移動する距離
をＤ（減速距離）とし、時刻t2から負の加速度のパラメ
ータの指定値に従って停止するまで減速された場合の停
止時刻を想定し、その場合の停止時刻をt4とする。さら
に、便宜上、図２におけるＸ軸の正の方向に移動する場
合を考えると、時刻t2、t3、t4におけるＸ軸上の位置を
Ａ、Ｂ、Ｃとし、位置ＡからＣに到達するに要する時間
をＴ１、位置ＢからＣに到達するに要する時間をＴ２と
し、パラメータで設定されている負の加速度の絶対値を
αとすると、次式が成り立つ。 Ｄ＝（Ｖ１＋Ｖ２）＊（Ｔ１−Ｔ２）／２ Ｔ１＝Ｖ１／α Ｔ２＝Ｖ２／α 従って、これらの３式から、 Ｄ＝〔（Ｖ１）² −（Ｖ２）² 〕／２α が求まり、減速距離Ｄが計算できる。

【００１１】減速開始点Ｓは、現在のＸ軸における位置
Ｇからパラメータ設定低速領域内に減速されて入る点Ｂ
より減速距離Ｄ、すなわち、ＡＢ間の距離だけ手前にあ
る。ＧＢ間の距離をＸとすると、Ｇ点から減速開始点Ａ
までの距離Ｓは、Ｓ＝Ｘ−Ｄとして求められる。

【００１２】図４は本発明による一実施例における処理
ルーチンのフローを示す図である。図に従って、以下に
減速開始点を計算する処理ルーチンを説明する。最初に
ＮＣプログラム中に記述された各制御軸に対する送り速
度に変更があれば、送り速度に対応する制御軸の加速度
のパラメータに従って、送り速度を変更し（ステップＳ
１）、送り速度がパラメータで設定した低速加工領域内
送り速度より大きいか否かを判別し（ステップＳ２）、
小ならば終了し、大ならば現在の送り速度、パラメータ
で設定した送り速度、加減速制御の加速度の各情報から
パラメータ設定送り速度まで減速する時の減速距離Ｄを
求め（ステップＳ３）、パラメータで設定した低速加工
領域と、その低速加工領域内においてパラメータで設定
した低速送り速度でその制御軸を移動させるか否かを決
定する移動方向極性と、前記減速距離Ｄとから減速開始
点Ｓを求める（ステップＳ４）。

【００１３】次に、現在の位置が減速開始点Ｓか否か判
別し（ステップＳ５）、減速開始点Ｓでないとき、今回
の分配が減速開始点Ｓを越えるか否か判別し、すなわ
ち、所定のサンプリング周期毎の制御軸の位置が減速開
始点Ｓを越えるか否か判別し（ステップＳ６）、越えな
いときは終了し、一方、ステップＳ５で現在の位置が減
速開始点Ｓであるとき、または、ステップＳ６で今回の
分配が減速開始点Ｓを越えるときは、ステップＳ７に移
行し、移動方向がパラメータ設定方向と同じか否か判別
し（ステップＳ７）、同じでないときは終了し、同じの
ときは、送り速度をパラメータ設定送り速度とする（ス
テップＳ８）。その後、そのパラメータ設定送り速度に
向かって、予め設定した加速度のパラメータに従って減
速し、送り速度が低速加工領域に到達すると同時に減速
が完了し、低速加工領域内では確実に所定のパラメータ
で設定した低速加工速度で加工を行う。

【００１４】応用例として、パラメータで設定する領域
を機械の禁止領域とし、パラメータ設定速度を０とする
ことにより、禁止領域の手前で確実に減速停止でき、制
御軸が機械の禁止領域を越えて移動することを防止する
目的に使用できる。なお、ここでいう機械の禁止領域と
は、機械の干渉領域であって、モータは駆動可能である
が、制御軸が動いてはならない領域を言い、外部信号と
してリミットスイッチ、センサ等の信号によって従来は
保護されていた領域を言う。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の所定速度
加工領域指定装置によれば、制御軸がパラメータで設定
した領域を、パラメータで設定した方向と同じ方向に移
動する場合に、制御軸がパラメータで設定した低速加工
領域の手前の減速開始点を計算で求め、その減速開始点
から減速を開始することにより、設定速度で移動させた
い領域に到達した時に、丁度パラメータで設定した送り
速度となるよう減速され、所定の低速加工領域内で所定
速度より高速で加工されることのない、かつ、設定速度
で移動させたい領域に到達するより前に所定の低速の速
度としないことにより加工時間に無駄のない、所定速度
加工領域指定装置が実現できるという効果がある。さら
に、これにより、リミットスイッチ、センサ等の外部信
号を必要とせず、従って、ＰＭＣを新たに付加すること
も必要としないので余分なコストと労力を不要とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の所定速度加工指定装置の基本構成図で
ある。

【図２】本発明に係わるパラメータで設定する所定速度
加工領域の説明図である。

【図３】設定速度に向かって等加速度で加減速される送
り速度の変化を示す図である。

【図４】本発明による一実施例における処理ルーチンの
フローを示す図である。

【図５】従来技術の問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１…加工プログラム読取手段 ２…加速度パラメータ記憶手段 ３…現在位置測定手段 ４…送り速度指令決定手段 ５…所定速度加工パラメータ記憶手段 ６…減速開始点計算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工プログラムを読み取る加工プログラ
   ム読取手段（１）と、 制御軸の加速度のパラメータ等を格納する加速度パラメ
   ータ記憶手段（２）と、 該制御軸の回転を検出するエンコーダ（９）から発生す
   るパルス信号から該制御軸の現在の位置を測定する現在
   位置測定手段（３）と、 該加工プログラム読取手段（１）から読み取られた後、
   所定サンプリング周期で更新された該制御軸の最後の送
   り速度、該加速度パラメータ記憶手段（２）に格納され
   ている加速度のパラメータおよび該現在位置測定手段
   （３）から得られた該制御軸の現在位置、の各情報から
   送り速度指令を決定する送り速度指令決定手段（４）
   と、を備え、該送り速度指令決定手段（４）で得られた
   送り速度指令をサーボモータコントローラ（７）に入力
   して該制御軸の駆動用モータ（８）の速度を制御する数
   値制御装置において、 加工物を所定の送り速度で加工する所定加工領域、該所
   定加工領域内の所定送り速度および該所定加工領域内に
   おいて該所定送り速度で該制御軸を移動させるか否かを
   決定する移動方向極性、からなる各パラメータを初期設
   定して格納する所定速度加工パラメータ記憶手段（５）
   と、 該所定速度加工パラメータ記憶手段（５）に格納された
   パラメータ情報と、前記加工プログラム読取手段
   （１）、前記加速度パラメータ記憶手段（２）および前
   記現在位置測定手段（３）、からの前記各情報と、によ
   り減速開始点を計算し、該減速開始点の情報を前記送り
   速度指令決定手段（４）に出力する減速開始点計算手段
   （６）と、を備えたことを特徴とする所定速度加工指定
   装置。