JPH09190211A - 数値制御装置の経路制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 数値制御装置の経路制御方式において、加工
時間が延長することなく、機械へのショックを低減し加
工誤差を減少させる。 【解決手段】 数値制御装置における経路制御方式にお
いて、連続する加工指令の加速度方向が不連続となる場
合に、両加工指令間にスプライン補間を挿入することに
よって、機械へのショックを低減し、加工誤差を減少さ
せることができ、また、加工時間が延長されない経路制
御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御装置に関
し、特に工具が移動する加工経路の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値制御装置における経路制御におい
て、円弧指令と直線指令が連続して指令されその接続点
において工具進行方向に変化がない場合、つまりその円
弧に接するように直線が指令されている場合には、工具
進行方向に垂直な方向の加速度が急に変化する。このよ
うな場合には、円弧部分では工具進行方向に垂直な方向
に加わっているが、直線部分には加速度は加わっていな
い。図１３は加工経路の経路誤差を説明するための図で
ある。図１３は直線指令に続いて円弧指令が指令された
場合を示しており、直線（図１３中のａ）から円弧（図
１３中のｂ）に変わる継ぎ目の部分において、円弧の進
行方向と垂直な方向に加速度ｆが加わる。これによっ
て、工具進行方向に垂直な方向の加速度が急に変化する
ため、機械に対して大きなショックが加わって、機械の
たわみ等によって加工誤差（図１３中のｃ）が発生す
る。従来、この機械へのショックを減少させる有効な手
段として、フィルタを通した指令等を用いる補間後加減
速の方式が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補間後
加減速によって機械へのショックを減少させる場合に
は、各軸毎に加減速を行うため、工具進行方向の変化す
る場所で経路誤差が生じることになる。図１３中のｄは
補間後加減速による軌跡を示しており、その経路は円弧
指令に対して内側を通る。また、この誤差量は送り速度
により変化するため、送り速度オーバーライド等によっ
て送り速度を変化させた場合には、送り速度を変化させ
た箇所で段差が発生する（図１３中のｅ）。

【０００４】このような補間後加減速による経路誤差や
段差が発生しないよう、ショックが発生する箇所では補
間後加減速に代えて減速したり、あるいは補間後加減速
の時定数を非常に小さく設定して、できるだけ誤差が発
生しない方式が採られている。しかしながら、このよう
な方式では、ショックは小さくなるものの加工時間が延
びるという問題点がある。

【０００５】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決して、機械へのショックを低減し、加工誤差を減少
させることができ、また、加工時間が延長されない経路
制御方式を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、数値制御装置
における経路制御方式において、連続する加工指令の加
速度方向が不連続となる場合に、両加工指令間にスプラ
イン補間を挿入することによって、機械へのショックを
低減し、加工誤差を減少させることができ、また、加工
時間が延長されない経路制御を行うことができる。

【０００７】本発明におけるスプライン補間は、加速度
方向が不連続となる連続する加工指令において、スプラ
イン補間を行う両端点は隣接する加工指令の経路を通
り、かつ、両端点における速度および加速度は連続であ
る３つの条件を満足するスプライン曲線を用いて行うこ
とができ、スプライン曲線は該スプライン曲線を表す関
数あるいは、該スプライン曲線上の点を通って結ばれる
微小な直線ブロックにより実現することができる。

【０００８】数値制御装置における経路制御方式によっ
て加工を行う場合には、加工プログラムの連続する加工
ブロックによる加速度方向が不連続となる場合に、両加
工ブロックの間にスプライン補間を行わせるブロックを
自動挿入し、このスプライン補間の加工ブロックを実行
することにより行うことができる。

【０００９】また、数値制御装置における経路制御方式
によって加工プログラムを生成する場合には、加工プロ
グラムの連続する加工ブロックによる加速度方向が不連
続となる場合に、両加工ブロックの間にスプライン補間
を行わせるブロックを自動挿入することによって行うこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の経路制御
方式における補間ブロックの関係を説明する図である。
図１に示す経路例は、直線指令に続いて円弧指令が指令
された場合を示している。前記したように直線指令に続
いて円弧指令が連続して指令されると、指令の切り換わ
りで工具進行方向に垂直な方向の加速度が急に変化す
る。そこで、本発明の経路制御方式では、直線指令と円
弧指令との間に図示するようなスプライン補間を挿入す
ることによって、加工時間を延長することなく機械への
ショックを低減し、加工誤差を減少させる経路制御を行
う。

【００１１】図１において、切り換わり点Ａの座標を
（０，０）とし、スプライン補間を直線補間側にｄ１だ
け逆上った始点Ｂの位置から円弧補間にｄ２だけ進んだ
終点Ｃの位置までの間に挿入する。なお、距離ｄ１，ｄ
２は指令経路に沿った距離である。数値制御装置は、直
線補間に続いてスプライン補間を行いさらに円弧補間を
行い、これによって、加速度が連続的に滑らかに変化す
る加工を実現する。

【００１２】次に、スプライン補間を行うための経路を
定めるスプライン曲線を求める方法について図２を用い
て説明する。なお、図２に示す例は前記図１に示したと
同様に直線補間に続いて円弧補間を行う場合を例として
示している。一般に、スプライン曲線はｎ次の多項式に
よって表される。そして、ｎ次の多項式で表されるスプ
ライン曲線において、連続する補間ブロック間で加速度
が連続的に滑らかに変化するためには、以下の３つの条
件を満足する必要がある。

【００１３】（ａ）スプライン曲線は、その始点と終点
で隣接する経路を通過する。 （ｂ）スプライン曲線の１次微分ベクトルは、その始点
と終点で隣接する経路と連続である。 （ｃ）スプライン曲線の２次微分ベクトルは、その始点
と終点で隣接する経路と連続である。

【００１４】上記条件（ａ）〜（ｃ）は６つの条件式で
表される。ｎ次多項式の次数が５であれば、６つの条件
式により多項式の係数は過不足なく定まる。そこで、以
下、ｎ次多項式として次式（１）で表される５次の多項
式を用いる。 ｆ＝Ａｔ⁵ ＋Ｂｔ⁴ ＋Ｃｔ³ ＋Ｄｔ² ＋Ｅｔ＋Ｆ …（１） 式（１）から、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置は次式で
表される関数ｆｘおよび関数ｆｙとなる。 ｆｘ＝Ａｘｔ⁵ ＋Ｂｘｔ⁴ ＋Ｃｘｔ³ ＋Ｄｘｔ² ＋Ｅｘｔ＋Ｆｘ …（２） ｆｙ＝Ａｙｔ⁵ ＋Ｂｙｔ⁴ ＋Ｃｙｔ³ ＋Ｄｙｔ² ＋Ｅｙｔ＋Ｆｙ …（３） ここで、図２において、円弧指令の半径をＲとし、スプ
ライン補間の開始を指令経路に沿ってｄ１の距離だけ戻
った位置に、スプライン補間の終了を指令経路に沿って
ｄ２の距離だけ進んだ位置に設定している。これによっ
て、円弧指令による円弧上の点Ｐの座標は（Ｒｓｉｎ
θ，Ｒ（１−ｃｏｓθ））によって表される。

【００１５】さらに、スプラインのパラメータｔを、始
点Ａでｔ＝０とし、終点Ｃでｔ＝１となるように設定す
ると、点Ａから点Ｃまでの間では近似的に以下の式が成
り立つ。 （ｄ１＋Ｒθ）／（ｄ１＋ｄ２）＝ｔ …（４） ここで、θについての式とし、ｔで微分すると以下の式
を得る。

【００１６】 θ＝｛（ｄ１＋ｄ２）・ｔ−ｄ１｝／Ｒ …（５） ｄθ／ｄｔ＝（ｄ１＋ｄ２）／Ｒ …（６） したがって、点Ａから点Ｃまでの間の円弧をθの関数ｇ
ｘ（θ），ｇｙ（θ）で表すと以下の式となる。

【００１７】 ｇｘ（θ）＝Ｒｓｉｎθ …（７） ｇｙ（θ）＝Ｒ（１−ｃｏｓθ） …（８） 上式（７），（８）において、ｔについての１次微分お
よび２次微分は以下の式となる。 ｇｘ（θ）’＝ｄｇｘ（θ）／ｄｔ＝ｄｇｘ（θ）／ｄθ・（ｄθ／ｄｔ） ＝Ｒｃｏｓθ・｛（ｄ１＋ｄ２）／Ｒ｝ ＝（ｄ１＋ｄ２）・ｃｏｓθ …（９） ｇｙ（θ）’＝ｄｇｙ（θ）／ｄｔ＝ｄｇｙ（θ）／ｄθ・（ｄθ／ｄｔ） ＝Ｒｓｉｎθ・｛（ｄ１＋ｄ２）／Ｒ｝ ＝（ｄ１＋ｄ２）・ｓｉｎθ …（１０） ｇｘ（θ）”＝ｄｇｘ’（θ）／ｄｔ ＝ｄｇｘ’（θ）／ｄθ・（ｄθ／ｄｔ） ＝−（ｄ１＋ｄ２）・ｓｉｎθ・｛（ｄ１＋ｄ２）／Ｒ｝ ＝−｛（ｄ１＋ｄ２）² ／Ｒ｝・ｓｉｎθ …（１１） ｇｙ（θ）”＝ｄｇｙ’（θ）／ｄｔ ＝ｄｇｙ’（θ）／ｄθ・（ｄθ／ｄｔ） ＝（ｄ１＋ｄ２）・ｃｏｓθ・｛（ｄ１＋ｄ２）／Ｒ｝ ＝｛（ｄ１＋ｄ２）² ／Ｒ｝・ｃｏｓθ …（１２） スプライン曲線の始点Ａの座標は（−ｄ１，０）で表さ
れ、終点Ｃの座標は（Ｒ・ｓｉｎ（ｄ２／Ｒ），Ｒ・
（１−ｃｏｓ（ｄ２／Ｒ））で表される。

【００１８】上記式（２），（３）の関数に前記条件
（ａ）をあてはめると、図２においてスプライン曲線の
始点Ａの座標は（−ｄ１，０）であり、終点Ｃの座標は
（Ｒ・ｓｉｎ（ｄ２／Ｒ），Ｒ・（１−ｃｏｓ（ｄ２／
Ｒ））であるため、始点Ａの条件から以下の条件式（１
３），（１４）を得、終点Ｃの条件から以下の条件式
（１５），（１６）を得る。

【００１９】 ｆｘ（０）＝−ｄ１ …（１３） ｆｙ（０）＝０ …（１４） ｆｘ（１）＝Ｒ・ｓｉｎ（ｄ２／Ｒ） …（１５） ｆｙ（１）＝Ｒ｛１−ｃｏｓ（ｄ２／Ｒ）｝ …（１６） 次に、上記式（２），（３）の関数を１次微分した式に
前記条件（ｂ）をあてはめると、式（９），（１０）を
用いて始点Ａの条件から以下の条件式（１７），（１
８）を得、終点Ｃの条件から以下の条件式（１９），
（２０）を得る。なお、点Ｃにおけるθはθ＝ｄ２／Ｒ
である。 ｆｘ’（０）＝ｄ１＋ｄ２ …（１７） ｆｙ’（０）＝０ …（１８） ｆｘ’（１）＝（ｄ１＋ｄ２）・ｃｏｓ（ｄ２／Ｒ） …（１９） ｆｙ’（１）＝（ｄ１＋ｄ２）・ｓｉｎ（ｄ２／Ｒ） …（２０） 次に、上記式（２），（３）の関数ｆｘおよび関数ｆｙ
を２次微分した式に前記条件（ｃ）をあてはめると、式
（１１），（１２）を用いて始点Ａの条件から以下の条
件式（２１），（２２）を得、終点Ｃの条件から以下の
条件式（２３），（２４）を得る。

【００２０】 ｆｘ”（０）＝０ …（２１） ｆｙ”（０）＝０ …（２２） ｆｘ”（１）＝−｛（ｄ１＋ｄ２）² ／Ｒ｝・ｓｉｎ（ｄ２／Ｒ）…（２３） ｆｙ”（１）＝｛（ｄ１＋ｄ２）² ／Ｒ｝・ｃｏｓ（ｄ２／Ｒ） …（２４） したがって、上記条件式（１３）〜（２４）を用いて係
数Ａｘ〜Ｆｘ，および係数Ａｙ〜Ｆｙを求めることによ
って、スプライン関数ｆｘおよび関数ｆｙを決定するこ
とができる。

【００２１】スプライン補間による加工は、例えば図３
に示すように、直線補間ブロックとは円弧補間ブロック
との間、あるいは円弧補間ブロックと直線補間ブロック
との間にスプライン補間を挿入することによって行う。
なお、上記例では、直線補間ブロックと円弧補間ブロッ
クとの間を例として示しているが、他の補間ブロックに
おいても、工具経路の加速度方向が不連続となる補間ブ
ロック間に同様に適用することができる。

【００２２】図４は本発明の経路制御方式を適用する制
御系の構成を説明するブロック図である。プロセッサ２
０１はＮＣ装置１を全体的に制御するプロセッサであ
り、バス２００を介してＲＯＭ２０２に納されたシステ
ムプログラムを読み出し、このシステムプログラムに従
ってＮＣ装置１を全体的に制御する。ＲＡＭ２０３には
一時的な計算データや表示データ及びＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット７０を介してオペレータが入力した各種データ
や、制御に必要なパラメータが格納される。ＣＭＯＳメ
モリ２０４は図示しないバッテリによってバックアップ
され、ＮＣ装置１の電源がオフされても記憶状態が保持
される不揮発性メモリとして構成される。そして、この
ＣＭＯＳメモリ２０４には、インターフェイス２０５を
介して入力された加工プログラムや、インターフェイス
２０８を介してＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０から入力さ
れた加工プログラム等が記憶されるようになっている。
また、ＲＯＭ２０２には、加工プログラムの作成及び編
集のために必要とされる編集モードの処理、スプライン
補間の処理等の処理を実施するためのシステムプログラ
ムがあらかじめ書き込まれている。

【００２３】インターフェイス２０５は、ＮＣ装置２に
接続可能な外部機器のためのインターフェイスであり、
種々の入出力手段及び外部記憶装置等及び外部機器７２
が接続される。ＮＣ装置１は、このインターフェイス２
０５を介して外部機器から加工プログラム等が読み取る
ことができ、編集した加工プログラムを外部記憶装置や
出力装置に出力することができる。また、本発明のサー
ボパラメータの自動調整装置は、このインターフェイス
２０５に接続することによって、ＮＣ装置１との間で調
整プログラムやサーボ情報の入出力を行なうことができ
る。

【００２４】ＰＭＣ（プログラムブル、マシン、コント
ローラ）２０６は、ＮＣ装置１内に内蔵されたシーケン
スプログラムで工作機械側の補助装置、例えば、工具交
換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御
する。すなわち、シーケンスプログラムは、加工プログ
ラムで指令されたＭ機能，Ｓ機能，及びＴ機能に従っ
て、補助装置側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット
２０７から補助装置側に出力する。この出力信号によっ
て各種アクチュエータ等の補助装置等が作動する。ま
た、工作機械本体や補助装置側のリミットスイッチ及び
工作機械本体に配置された操作盤の各種スイッチ等の信
号を受け、必要な処理を施した後、プロセッサ２０１に
渡す。

【００２５】工作機械各軸の現在位置，アラーム，サー
ボパラメータや、シミュレーション時の各軸への移動指
令値やサーボ情報等のデータ信号はＣＲＴ／ＭＤＩユニ
ット７０に送られ、ディスプレイに表示される。ＣＲＴ
／ＭＤＩユニット７０は、プロセッサ，メモリ，ディス
プレイ及びキーボード等を備えた手動データ入力装置で
あり、インターフェイス２０８はＣＲＴ／ＭＤＩユニッ
ト７０からのデータを受けてプロセッサ２０１に渡す。
また、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット７０は、プロセッサ２０
１から送られてきたデータに基づいて、表示処理を実行
してディスプレイ上に表示する。インターフェイス２０
９は、手動パルス発生器７１に接続され、手動パルス発
生器７１からのパルスを受ける。手動パルス発生器７１
は、工作機械本体の操作盤に実装され、手動操作に基づ
く分配パルスにより各軸制御によって工作機械の可動部
の精密な位置決めに使用される。

【００２６】軸制御回路２１０〜２１４はプロセッサ２
０１からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサー
ボアンプ２２０〜２２４に出力する。サーボアンプ２２
０〜２２４は、このを指令を受けて、工作機械軸軸のサ
ーボモータ５０〜５４を駆動する。各軸のサーボモータ
５０〜５４には位置検出用のパルスコーダが内蔵されて
おり、このパルスコーダからの位置信号は、パルス列あ
るいはシリアル転送でフィードバックされる。場合によ
っては、位置検出器として、リニアスケールを使用する
こともできる。また、パルス列の場合にはＦ／Ｖ（周波
数／速度）変換することにより速度データを形成するこ
とができ、シリアルデータの場合に絶対位置の差分を求
めることによって速度データを得ることができる。な
お、図４ではこの位置信号のフィードバック及び速度フ
ィードバックの説明を省略している。

【００２７】また、スピンドル制御回路２１５は工作機
械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ２２６に
スピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ２２
６は、このスピンドル速度信号を受けて、工作機械の主
軸モータ６０を指令された回転速度で回転させる。主軸
モータ６０には歯車あるいはベルト等でポジションコー
ダ６１が結合され、該ポジションコーダ６１が主軸の回
転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはイ
ンターフェイス２３０を介してプロセッサ２０１によっ
て読み取られる。

【００２８】前記位置のフィードバック信号，速度のフ
ィードバック信号，軸制御回路からの電流，帰還パルス
等は、本発明のサーボパラメータの自動調整におけるサ
ーボ情報として用いることができる。なお、軸制御回路
には、モータからサーボアンプを介してフィードバック
電流が帰還されている。

【００２９】なお、上記したＮＣ装置の構成は、従来か
ら公知の数値制御装置と同一の構成であり、詳細は省略
する。次に、入力された加工プログラムの実行中におい
て、数値制御装置がスプライン補間のブロックを挿入
し、該挿入した補間ブロックによって加工を行う場合の
流れを図５のフローチャートを用いて説明する。

【００３０】加工プログラム中において、加速度が不連
続となる補間ブロック間にスプライン補間のブロックが
既に挿入され、数値制御装置が該加工プログラムに従っ
て加工を行う場合には図５のフローチャートに従って加
工を行う。なお、ここで、加工ブロックを指数ｉで示
し、最終ブロックをブロックＮとする。

【００３１】はじめに指数ｉを定めて「１」を設定す
る、この指数は加工プログラム中のブロックの読み出し
に使用するものである（ステップＳ１）。ステップＳ２
およびステップＳ３によって、連続するブロックｉおよ
びブロックｉ＋１を読み出す。そして、読み出した連続
するブロックｉおよびブロックｉ＋１の指令を比較し、
該指令によって工具に加わる加速度の方向が変化するか
否かを判定する（ステップＳ４）。

【００３２】ステップＳ４の判定において、連続するブ
ロックの指令で工具に加わる加速度の方向が変化しない
場合には、両ブロック間にスプライン補間を挿入する必
要がないため、ブロックｉの指令を実行し（ステップＳ
５）、指数ｉに「１」を加えておく（ステップＳ６）。
１を加算した指数ｉが最終のブロックＮを越えているか
否かを判定し（ステップＳ７）、最終のブロックＮを越
えている場合には最終の加工工程にあるものと判定し
て、最終のブロックｉを実行して終了する（ステップＳ
８）。

【００３３】前記ステップＳ７において、最終のブロッ
クＮを越えていない場合には加工中にあるものと判定し
て前記ステップＳ２，ステップＳ３に戻り、次の連続す
るブロックを読み込み、前記工程を繰り返す。また、前
記ステップＳ４の判定において、読み出した連続するブ
ロックｉおよびブロックｉ＋１の指令の間で工具に加わ
る加速度の方向が変化する場合には、スプライン関数を
求め（ステップＳ９）、ブロックｉを実行した後（ステ
ップＳ１０）に求めたスプライン関数に基づいたスプラ
イン補間を実行する（ステップＳ１１）。スプライン関
数を求める場合には、前記したように、条件式（１３）
〜（２４）を用いて係数Ａｘ〜Ｆｘ，および係数Ａｙ〜
Ｆｙを求めることによって、スプライン関数ｆｘおよび
関数ｆｙを決定する。このとき、スプライン関数を決定
するために要するｄ１およびｄ２の値は、あらかじめメ
モリ内に記憶しておくことも、あるいは必要に応じて入
力手段から入力して設定することもできる。

【００３４】スプライン補間の実行は、数値制御装置内
のＣＰＵがスプライン補間の機能を備える場合には該機
能を用いて求めたスプライン関数に従った補間値を求め
て行う。またＣＰＵがスプライン補間の機能を備えてい
ない場合には、所定の微小間隔Δｔ毎にスプライン関数
の値を求めて位置座標を求め、該位置座標を結ぶ微小直
線の直線ブロックを生成して行うこともできる。

【００３５】スプライン補間の実行後は、再びステップ
Ｓ６に戻って処理を続行する。次に、数値制御装置の自
動プログラミングにおいて、加工プログラム中にスプラ
イン補間のブロックを挿入する手順について図６のフロ
ーチャートを用いて説明する。なお、ここで、加工ブロ
ックを指数ｉで示し、最終ブロックをブロックＮとす
る。

【００３６】はじめに指数ｉを定めて「１」を設定す
る、この指数は加工プログラム中のブロックの読み出し
に使用するものである（ステップＴ１）。ステップＴ２
およびステップＴ３によって、連続するブロックｉおよ
びブロックｉ＋１を読み出す。そして、読み出した連続
するブロックｉおよびブロックｉ＋１の指令を比較し、
該指令によって工具に加わる加速度の方向が変化するか
否かを判定する（ステップＴ４）。

【００３７】ステップＴ４の判定において、連続するブ
ロックの指令で工具に加わる加速度の方向が変化しない
場合には、両ブロック間にスプライン補間を挿入する必
要がないため、指数ｉに「１」を加えておく（ステップ
Ｔ５）。１を加算した指数ｉが最終のブロックＮを越え
ているか否かを判定し（ステップＴ６）、最終のブロッ
クＮを越えている場合には加工プログラムの編集は終了
したものと判定して、処理を終了する。

【００３８】前記ステップＴ６において、最終のブロッ
クＮを越えていない場合には処理すべきブロックが残っ
ているため、前記ステップＴ２，ステップＴ３に戻り、
次の連続するブロックを読み込み、前記工程を繰り返
す。前記ステップＴ４の判定において、読み出した連続
するブロックｉおよびブロックｉ＋１の指令の間で工具
に加わる加速度の方向が変化する場合には、スプライン
関数を求めてスプライン補間のブロックを生成し（ステ
ップＴ７）、ステップＴ５に戻る。

【００３９】スプライン関数の求める方法は、前記と同
様に条件式（１３）〜（２４）を用いて係数Ａｘ〜Ｆ
ｘ，および係数Ａｙ〜Ｆｙを求めることによって、スプ
ライン関数ｆｘおよび関数ｆｙを決定して行う。このと
き、スプライン関数を決定するために要するｄ１および
ｄ２の値は、前記と同様にあらかじめメモリ内に記憶し
ておくことも、あるいは必要に応じて入力手段から入力
して設定することもできる。

【００４０】次に、本発明のスプライン補間を適用した
場合の工具経路と軸毎の加速度についてのシミュレーシ
ョン結果について図７〜図１２で示す。図７および図８
は、ｄ１＝０．１５ｍｍ，ｄ２＝１ｍｍとした場合の工
具経路と加速度であり、図９および図１０は、ｄ１＝
０．３ｍｍ，ｄ２＝２ｍｍとした場合の工具経路と加速
度であり、図１１および図１２は、ｄ１＝０．４５ｍ
ｍ，ｄ２＝３ｍｍとした場合の工具経路と加速度であ
る。なお、図７，９，１１では工具経路と指令経路とを
比較して示し、指令経路からの誤差量を１０倍して表し
ている。また、図８，１０，１２ではＹ軸方向の加速度
を表し、指令通りの直線補間と円弧補間を行った場合
と、スプライン補間を行った場合の加速度を表してい
る。

【００４１】上記のシミュレーション結果によれば、本
発明のスプライン補間の挿入によって、指令経路よりも
若干経路はずれるものの、加速度は連続的に滑らかな変
化となる。また、指令経路からのずれ量はｄ１およびｄ
２の大きさによって変化し、シミュレーション結果に示
すように、ｄ１およびｄ２の大きさを大きくするとずれ
量は大きくなるが、加速度変化はより滑らかとなる。し
たがって、ｄ１およびｄ２の大きさを適当な値に選択す
ることによって、指令経路からのずれ量を許容範囲内に
収めつつ、加速度変化を滑らかなものとし、加工誤差を
減少させることができる。例えば、あらかじめｄ１およ
びｄ２の大きさに対する指令経路からのずれ量および加
速度変化を求めておき、加工箇所で設定される誤差の許
容量に応じてｄ１およびｄ２の大きさを選択する等の方
法により行うことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
数値制御装置における経路制御方式において、連続する
加工指令の加速度方向が不連続となる場合に、両加工指
令間にスプライン補間を挿入することによって、機械へ
のショックを低減し、加工誤差を減少させることがで
き、また、加工時間が延長されない経路制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の経路制御方式における補間ブロックの
関係を説明する図である。

【図２】スプライン補間を行うための経路を定めるスプ
ライン曲線を求める方法を説明するための図である。

【図３】スプライン補間のブロックを説明する図であ
る。

【図４】本発明の経路制御方式を適用する制御系の構成
を説明するブロック図である。

【図５】補間ブロックによって加工を行う場合の流れを
説明するためのフローチャートである。

【図６】加工プログラム中にスプライン補間のブロック
を挿入する手順を説明するためのフローチャートであ
る。

【図７】本発明のスプライン補間を適用した場合の工具
経路のシミュレーション結果である。

【図８】本発明のスプライン補間を適用した場合のＹ軸
の加速度のシミュレーション結果である。

【図９】本発明のスプライン補間を適用した場合の工具
経路のシミュレーション結果である。

【図１０】本発明のスプライン補間を適用した場合のＹ
軸の加速度のシミュレーション結果である。

【図１１】本発明のスプライン補間を適用した場合の工
具経路のシミュレーション結果である。

【図１２】本発明のスプライン補間を適用した場合のＹ
軸の加速度のシミュレーション結果である。

【図１３】加工経路の経路誤差を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ ＮＣ装置（数値制御装置） ７０ ＣＲＴ／ＭＤＩユニット ２００ バス ２０１ ＣＰＵ ２０２ ＲＯＭ ２０３ ＲＡＭ ２０４ ＣＭＯＳ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御装置における経路制御方式にお
   いて、連続する加工指令の加速度方向が不連続となる場
   合に、両加工指令間にスプライン補間を挿入することを
   特徴とする数値制御装置の経路制御方式。
2. 【請求項２】 前記スプライン補間は、該スプライン補
   間の両端点で隣接する加工指令の経路を通り、該両端点
   での速度および加速度が連続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経路制御方式。
3. 【請求項３】 数値制御装置における経路制御方式にお
   いて、前記数値制御装置は、加工プログラムの連続する
   加工ブロックによる加速度方向が不連続となる場合に、
   両加工ブロックの間にスプライン補間を行わせるブロッ
   クを自動挿入して加工を行うことを特徴とする請求項
   １，又は２記載の数値制御装置の経路制御方式。
4. 【請求項４】 数値制御装置における経路制御方式にお
   いて、前記数値制御装置を制御する加工プログラムは、
   加工プログラムの連続する加工ブロックによる加速度方
   向が不連続となる場合に、両加工ブロックの間にスプラ
   イン補間を行わせるブロックを自動挿入して加工プログ
   ラムを生成することを特徴とする請求項１，又は２記載
   の数値制御装置の経路制御方式。
5. 【請求項５】 前記スプライン補間は、微小な直線ブロ
   ックの組み合わせによって形成することを特徴とする請
   求項１，２，３，又は４記載の数値制御装置の経路制御
   方式。