JPH0546235A - 数値制御装置の送り速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値制御装置において、工具移動量の少ない
ブロックの実行直後における工具移動の一時的な停止を
防止する。 【構成】 加工プログラムの次回ブロックの前処理にお
いて、次回ブロックにおける工具の許容最小移動時間に
基づいて、次回ブロックにおける工具移動の許容最大速
度を求める（Ｓ３）。次回ブロックにおける指令送り速
度を前記許容最大速度と比較し（Ｓ４）、比較の結果、
指令送り速度が許容最大速度よりも大きいときには、次
回ブロックにおける送り速度を許容最大速度にクランプ
する（Ｓ５）。これにより、この次回ブロックを実行し
た際に、工具送り速度が許容最大速度にまで減少され、
その結果、この次回ブロックの次のブロックの前処理を
完了する前にこの次回ブロックの工具移動が完了してし
まうことが回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値制御装置の送り速度
制御方法に関し、特に工具移動量の少ないブロックにお
ける送り速度を加工プログラムで指令された値よりも小
さい値にクランプする数値制御装置の送り速度制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御装置（ＣＮＣ）では、加
工プログラムによって指令された加工通路上を、指令さ
れた送り速度に基づき工具を移動させることによって、
ワークを所望の形状に加工している。

【０００３】ところで、工作機械にショックを与えた
り、サーボモータへ過大な負荷を与えたりすることを防
ぐために、加工プログラムの各ブロックの前処理におい
て、各ブロックにおける工具の送り速度やその速度変化
を予め求め、その結果に基づいて実際の送り速度を適切
な値にクランプすることが行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした従来
の数値制御装置、取り分け、今回ブロックの実行中に次
回ブロックの前処理を行うような数値制御装置によれ
ば、工具の移動を指令するブロックが連続して設定され
るような加工プログラムの実行において、工具移動量が
小さく、そのため次回ブロックの前処理が終了する前に
今回ブロックの工具移動が終了してしまうような今回ブ
ロックがあった場合には、今回ブロックから次回ブロッ
クへ移る前に、工具の送り速度が一旦０になってしま
う、ということが発生する。これにより、工具の送り速
度の大幅な変化が生じ、工作機械にショックを与えた
り、サーボモータへ過大な負荷を与えてしまうという問
題があった。

【０００５】これを、更に図５を参照して説明する。図
５は従来の数値制御装置における工具の送り速度制御の
様子を示す図である。図５（ａ）は、加工プログラムの
各ブロックＮ１〜Ｎ８の実行によって工具がＸＹ平面上
を移動する様子を示し、図５（ｂ）は、ブロックＮ１〜
Ｎ３における工具の送り速度を示す。図中、例えば、ブ
ロックＮ２における工具移動量がＹ軸プラス方向へ１ｍ
ｍであるとし、工具の送り速度が４０００ｍｍ／ｍｉｎ
であるとすると、図５（ｂ）に示すように、１５ｍｓｅ
ｃでブロックＮ２の実行は完了してしまう。一方、ブロ
ックＮ２の実行中に行われる次のブロックＮ３の前処理
に例えば８０ｍｓｅｃを必要とすると、残り６５ｍｓｅ
ｃの間は工具の移動は停止せざるを得ないことになり、
工具の送り速度が一旦０になる。その後、ブロックＮ３
の実行によって再び４０００ｍｍ／ｍｉｎの送り速度に
なる。その上、このようにブロックＮ３の前処理を終了
する前にブロックＮ２の実行が完了してしまう場合に
は、その後の加減速制御は行われないので、工具送り速
度が４０００ｍｍ／ｍｉｎと０との間を急激に変化する
ことになり、工作機械にショックを与えたり、サーボモ
ータへ過大な負荷を与えてしまう。また、工具が一旦停
止することにより、例えば、ワークの加工面にカッタマ
ークを残すような悪影響を及ぼしてしまう。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、工具の移動を指令するブロックが連続するよ
うな加工プログラムの途中の工具移動量の少ないブロッ
クの実行直後における工具移動の一時的な停止を防止す
る数値制御装置の送り速度制御方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、加工プログラムの今回ブロックの実行中
に次回ブロックの前処理を行う数値制御装置の送り速度
制御方法において、次回ブロックにおける工具の許容最
小移動時間に基づいて、次回ブロックにおける工具移動
の許容最大速度を求め、前記次回ブロックにおける指令
送り速度を前記許容最大速度と比較し、比較の結果、前
記指令送り速度が前記許容最大速度よりも大きいときに
は、前記次回ブロックにおける送り速度を前記許容最大
速度にクランプすることを特徴とする数値制御装置の送
り速度制御方法が、提供される。

【０００８】

【作用】この数値制御装置では、加工プログラムの今回
ブロックの実行中に次回ブロックの前処理が実行され
る。

【０００９】この次回ブロックの前処理において、次回
ブロックにおける工具の許容最小移動時間に基づいて、
次回ブロックにおける工具移動の許容最大速度を求め
る。次回ブロックにおける指令送り速度を前記許容最大
速度と比較し、比較の結果、指令送り速度が許容最大速
度よりも大きいときには、次回ブロックにおける送り速
度を許容最大速度にクランプする。

【００１０】これにより、この次回ブロックを実行した
際に、工具送り速度が許容最大速度にまで減速され、そ
の結果、この次回ブロックの次のブロックの前処理を完
了する前にこの次回ブロックの工具移動が完了してしま
うことを回避でき、この次回ブロックの実行直後の工具
移動の一時的停止を防止できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明が適用される数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）のハードウェアのブロック図である。プロセッサ１
１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムに従
って、数値制御装置全体を制御する。ＲＯＭ１２にはＥ
ＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡＭ１
３はＤＲＡＭが使用され、各種のデータが格納される。
不揮発性メモリ１４は、バッテリバックアップされたＣ
ＭＯＳ等が使用されて数値制御装置の電源切断後もその
記憶内容が保持されるもので、加工プログラム１４ａ、
パラメータ等が記憶され、また、許容最小移動時間等の
パラメータも格納される。

【００１２】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１５は、Ｍ機能、Ｓ機能、Ｔ機能等の指令を受
けて、シーケンスプログラム１５ａに基づきこの指令を
解読処理し、工作機械を制御する出力信号を出力する。
また、機械側からのリミットスイッチの信号あるいは機
械操作盤からのスイッチ信号を受けて、シーケンス・プ
ログラム１５ａで処理し、機械側を制御する出力信号を
出力し、数値制御装置で必要な信号はバス２５を経由し
てＲＡＭ１３に転送され、プロセッサ１１によって、読
み取られる。

【００１３】グラフィック制御回路１６は各軸の現在位
置、移動量等のＲＡＭ１３に格納されたデータを表示信
号に変換し、表示装置１６ａに送り、表示装置１６ａは
これを表示する。表示装置１６ａはＣＲＴ、液晶表示装
置等が使用される。キーボード１７は各種のデータを入
力するのに使用される。

【００１４】軸制御回路１８はプロセッサ１１から位置
指令を受けて、サーボモータ２０を制御するための速度
指令信号をサーボアンプ１９に出力する。サーボアンプ
１９はこの速度指令信号を増幅し、サーボモータ２０を
駆動する。サーボモータ２０には位置帰還信号を出力す
るパルスコーダ２１が結合されている。パルスコーダ２
１は位置帰還パルスを軸制御回路１８にフィードバック
する。パルスコーダ２１の他にリニアスケール等の位置
検出器を使用する場合もある。これらの要素は軸数分だ
け必要であるが、各要素の構成は同じであるので、ここ
では１軸分のみ表してある。

【００１５】入出力回路２２は機械側との入出力信号の
授受を行う。すなわち機械側のリミットスイッチ信号、
機械操作盤のスイッチ信号を受け、これをＰＭＣ１５が
読み取る。また、ＰＭＣ１５からの機械側の空圧アクチ
ュエイタ等を制御する出力信号を受けて、機械側に出力
する。

【００１６】手動パルス発生器２３は、回転角度に応じ
て各軸を精密に移動させるパルス列を出力し、機械位置
を精密に位置決めするために使用される。手動パルス発
生器２３は通常、機械操作盤に実装される。

【００１７】図ではスピンドルを制御するためのスピン
ドル制御回路、スピンドルアンプ、スピンドルモータ等
は省略してある。また、ここではプロセッサは１個であ
るが、システムに応じて複数のプロセッサを使用したマ
ルチ・プロセッサシステムにすることもできる。

【００１８】以上のように構成された数値制御装置にお
いて行われる工具の送り速度制御について、図１を参照
して説明する。図１は、図２のプロセッサ１１で行われ
る工具の送り速度制御の手順、取り分け、送り速度のク
ランプ手順を示すプログラムフローチャートである。こ
のプログラムは図２のＲＯＭ１２に格納されている。図
中Ｓに続く数字はステップ番号を表す。

【００１９】〔Ｓ１〕加工サイクルをスタートさせる。
すなわち、例えば、図３（ａ）に示すような加工プログ
ラム１４ａの実行を開始する。図３は本発明における工
具の送り速度制御の様子を示す図である。図３（ａ）に
おいて、第１行目は加工プログラム１４ａのプログラム
番号を示し、第２〜９行目は各ブロックＮ１〜Ｎ８の指
令内容を示し、第１０行目は加工プログラムの終了を示
す。ブロックＮ１〜Ｎ８は全て工具の移動を指令してお
り、例えば、ブロックＮ２は工具をＹ軸プラス方向に１
ｍｍ移動するように指令している。各ブロックにおける
移動速度は、全て同一であり、第２行目にＦコードで示
されるように４０００ｍｍ／ｍｉｎである。

【００２０】〔Ｓ２〕現在実行中の今回ブロックの次に
実行すべき次回ブロックが切削送りを行うブロックであ
るか否かを判別する。この判別の答えが否定（ＮＯ）、
すなわち次回ブロックが、工具の早送りを指令するブロ
ック、工具交換等の工具の移動を伴わないブロック、又
はプログラム終了を指令するブロック等のときには、ス
テップＳ６に進む。

【００２１】一方、ステップＳ２の判別の答えが肯定
（ＹＥＳ）、例えば、今回ブロックがＮ１で次回ブロッ
クがＮ２のときにはステップＳ３へ進む。以下のステッ
プＳ３〜Ｓ５の説明は、今回ブロックがＮ１で次回ブロ
ックがＮ２の場合を例にして行う。

【００２２】〔Ｓ３〕次回ブロックの工具の移動量を許
容最小移動時間で割り、許容最大速度を求める。すなわ
ち、次回ブロックＮ２の移動量１ｍｍを後述の許容最小
移動時間８０ｍｓｅｃで割り、許容最大速度７５０ｍｍ
／ｍｉｎを求める。許容最小移動時間とは、工具の移動
が速過ぎるために工具移動の一時的な停止が生じること
を防ぐために設けられるもので、次回ブロックにおける
工具の移動に必要な最少限度の工具移動時間である。こ
れは、次回ブロックＮ２の次のブロックＮ３の前処理に
要する最大時間（例えば８０ｍｓｅｃ）に相当する時間
である。許容最小移動時間は、各ブロックの処理内容に
応じて、予め記憶されたＲＯＭ１２から読み出される。
以上から、許容最小移動時間から求められる許容最大速
度は、工具の移動が速過ぎるために工具移動の一時的な
停止が生じることを防ぐために設けられる速度と言え、
次回ブロックにおいて許容される最大限度の工具移動速
度である。

【００２３】〔Ｓ４〕次回ブロックにおけるプログラム
指令された工具の移動速度を、ステップＳ３で求めた許
容最大速度と比較する。指令移動速度が許容最大速度よ
り大きいならば、ステップＳ５に進み、一方、指令移動
速度が許容最大速度以下ならば、ステップＳ５をスキッ
プする。すなわち、次回ブロックＮ２の工具の指令移動
速度４０００ｍｍ／ｍｉｎはステップＳ３で求めた許容
最大速度７５０ｍｍ／ｍｉｎより大きく、そのため、指
令移動速度に従って工具を移動した場合には、次回の次
のブロックＮ３の前処理を完了する前に次回ブロックの
工具移動が完了してしまうので、それを防ぐためにステ
ップＳ５に進む。

【００２４】〔Ｓ５〕次回ブロックにおいて行われる工
具移動の速度、すなわち送り速度を、ステップＳ３で求
めた許容最大速度にクランプする。すなわち、次回ブロ
ックＮ２における工具の送り速度を、指令移動速度４０
００ｍｍ／ｍｉｎよりも小さい、ステップＳ３で求めた
許容最大速度７５０ｍｍ／ｍｉｎにクランプする。

【００２５】ステップＳ５の送り速度のクランプの様子
を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）は加減速制御をかける
前の工具の送り速度を示し、図中、ブロックＮ１におけ
る工具の送り速度は４０００ｍｍ／ｍｉｎであり、次の
ブロックＮ２における工具の送り速度は８０ｍｓｅｃの
間、７５０ｍｍ／ｍｉｎにクランプされている。もし、
このクランプを行わない場合には、図５（ｂ）に示すよ
うに、送り速度は４０００ｍｍ／ｍｉｎに維持され、１
５ｍｓｅｃ後に０に低下してしまうことになるが、この
クランプにより、送り速度は次のブロックＮ３の開始ま
で０に低下することはなく、従って、工具の送り速度値
の大幅な変化を軽減できる。更に、この送り速度に対し
てこの後、加減速制御がかけられるので、実際の工具の
送り速度の変化は滑らかになる。

【００２６】図４は、図３（ｂ）の送り速度に対し補間
前加減速制御がかけられた後の送り速度を、従来の場合
と対比して示したものであり、図４（ａ）は従来の送り
速度を、図４（ｂ）は本発明の送り速度を示す。

【００２７】〔Ｓ６〕加工プログラムが終了したか否か
を判別する。未終了ならばステップＳ２に戻り、一方、
終了（図３（ａ）の第１０行目のブロック実行）ならば
本プログラムを終了する。

【００２８】なお上記実施例では、許容最大速度は、次
回ブロックにおける工具移動量が小さい程小さい値にな
るが、極端に小さい値にならないようにするために、許
容最大速度が所定の設定値より小さいときには、許容最
大速度をこの設定値にクランプするようにしてもよい。
これにより、許容最大速度が小さい値になるに伴い発生
する送り速度の変化幅の増大を防止できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、次回ブ
ロックにおける指令送り速度が許容最大速度よりも大き
いときには、次回ブロックにおける送り速度を許容最大
速度にクランプするように構成したので、工具の移動を
指令するブロックが連続するような加工プログラムの途
中の工具移動量の少ないブロックの実行直後における工
具移動の一時的な停止を防止することができ、従って、
工作機械にショックを与えたり、サーボモータへ過大な
負荷を与えてしまうことを回避でき、また、ワークの加
工面にカッタマークを残すような悪影響を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送り速度のクランプ手順を示すプログ
ラムフローチャートである。

【図２】本発明が適用される数値制御装置のハードウェ
アのブロック図である。

【図３】本発明における工具の送り速度制御の様子を示
す図である。

【図４】補間前加減速制御がかけられた後の送り速度
を、従来の場合と対比して示した図である。

【図５】従来の数値制御装置における工具の送り速度制
御の様子を示す図である。

【符号の説明】

１１ プロセッサ １２ ＲＯＭ １４ 不揮発性メモリ １４ａ 加工プログラム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工プログラムの今回ブロックの実行中
   に次回ブロックの前処理を行う数値制御装置の送り速度
   制御方法において、 次回ブロックにおける工具の許容最小移動時間に基づい
   て、次回ブロックにおける工具移動の許容最大速度を求
   め、 前記次回ブロックにおける指令送り速度を前記許容最大
   速度と比較し、 比較の結果、前記指令送り速度が前記許容最大速度より
   も大きいときには、前記次回ブロックにおける送り速度
   を前記許容最大速度にクランプすることを特徴とする数
   値制御装置の送り速度制御方法。
2. 【請求項２】 前記許容最大速度は、前記次回ブロック
   における工具移動量を前記許容最小移動時間で割って得
   られる値であることを特徴とする請求項１記載の数値制
   御装置の送り速度制御方法。
3. 【請求項３】 前記許容最小移動時間は、前記次回ブロ
   ックの更に次のブロックの前処理に要する最小時間に相
   当することを特徴とする請求項１記載の数値制御装置の
   送り速度制御方法。
4. 【請求項４】 前記許容最大速度は、所定の設定値より
   も小さい値になるときには前記所定の設定値にクランプ
   することを特徴とする請求項１記載の数値制御装置の送
   り速度制御方法。