JPH09503604A

JPH09503604A - 予備計算による動作制御

Info

Publication number: JPH09503604A
Application number: JP7510938A
Authority: JP
Inventors: エイチ．オルスン，ジョン
Original assignee: オーマックスコーポレイション
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1997-04-08
Also published as: TW274655B; EP0722580A1; US5508596A; CA2173241A1; EP0722580A4; CA2173241C; US5892345A; WO1995010076A1; KR960705267A

Abstract

(57)【要約】工作機械及び産業用ロボットの動作を制御するためのシステム。該システムは、切削すべき部品または工作機械またはロボットがたどるべき経路の仕様から、各軸毎に、経路に沿った各インクレメンタル・ステップ毎に、位置コマンド（６９）、順次位置コマンド間の時間遅延、及び、オプションにより、予測される抵抗力の予測に基づく力コマンド（６８）の計算を行う。計算は、速度、加速、及び、ジャークを精密に制御することによって指定される。発生するデータは、メモリ・デバイスに記憶され、後で、工作機械またはロボットに送られる。

Description

【発明の詳細な説明】予備計算による動作制御技術分野本発明は、工作機械及び産業用ロボットの動作を制御するためのシステムに関するものであり、とりわけ、こうした装置について、とりわけジェット切削工具における動作速度、加速、及び、ジャークを制御する方法に関するものである。背景技術図１に示すように、数値制御式工作機械の先行技術による制御は、直線セグメントと円弧セグメントから構成される経路仕様を含む磁気ディスク・ドライブのようなメモリ装置１を用いて実施され、該経路仕様が、コンピュータ２に読み取られて、工作機械ドライブ８に結合されたコントローラ３に転送される。一般的な形態の工作機械ドライブが、図３の一部として、モータ６３を駆動するサーボ５６によって示されている。数値制御式工作機械のコントローラは、リアル・タイムで、経路仕様を工作機械ドライブに関するインクレメンタル・コマンドに変換する、高価格で比較的小量販売されている特製コンピュータである。内部作業は、メーカが占有しており、購入者が、コントローラを用いて何であれメーカの提供する方法以外のやり方で実施するのは極めて困難である。すなわち、複雑な曲線の全てのポイントにおいて横断速度、加速、及び、ジャークを精密に制御するのは困難である。部品のＣＡＤ及びコンピュータ表現が一般的になるにつれて、ＣＡＤファイルを読み取り、工作機械コントローラに用いられるパート・プログラムを書くソフトウェア（ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェア）を提供する供給業者のグループが生じた。これらのシステムは、ハンド・プログラミングよりも良好であるが、それでも、工作機械コントローラの限界のため、工作機械の完全な制御を得ることはできない。これらのテクノロジを利用して、いくつかのジェット切削機械が製造されている。工作機械コントローラにおいて通常実施される計算を行う、補助マイクロプロセッサ・チップを含むパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）用のプラグ・イン・カードを提供する、もう１つの供給業者のグループが生じている。ＰＣは、補助マイクロプロセッサに工作機械プログラムと類似したデータ・ストリームを提供するが、補助マイクロプロセッサによって実現する動作を直接制御することはない。これらのカードは、工作機械コントローラよりもコスト有効度の高いシステムをもたらすが、それでも、複雑な経路に沿った速度を制御する能力は制限されることになる。該システムは、単なるＰＣ内に実装された工作機械コントローラにすぎない。一般に、それらは、上述のようにＣＡＤ／ＣＡＭを利用する。数値制御式工作機械用の先行技術によるコントローラによって実施される機能が、図１のコントローラ・ブロック３内に示されているが、これについては、次の参照文献に記載がある：米国特許Ｒｅ．３０，１３２（Ｉｒｉｅ）；米国特許４，２１４，１９２（Ｂｒｏｍｅｒ）；米国特許４，４５６，８６３（Ｍａｔｕｓｅｋ）；米国特許４，６００，９８５（Ｎｏｚａｗａ）；１９９０年のＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ９月／１０月号におけるＴ．Ｂｕｌｌｏｃｋによる「ＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ」；１９９２年のＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ４月月号におけるＴ．Ｂｕｌｌｏｃｋによる「ＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ」；１９９３年のＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ５月月号におけるＣ．Ｗｉｌｓｏｎによる「ＨｏｗＣｌｏｓｅＤｏＹｏｕＨａｖｅｔｏＳｐｅｃｉｆｙＰｏｉｎｔｓｉｎａＣｏｎｔｏｕｒｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ？」。Ｉｒｉｅの参考文献には、始点と終点によって指定されるライン・セグメントとして、工具の先端がたどるべき経路を表すことが可能な方法について記載がある。これらの始点及び終点は、リアル・タイムに中間点の全てを補間し、駆動モータに命令して、工具の先端が中間点のそれぞれを通るように要求するコントローラに入力される。Ｗｉｌｓｏｎの参考文献では、Ｉｒｉｅ以降に、コントローラがいかにして精巧なものになり得たかが明らかにされている。Ｗｉｌｓｏｎの説明にあるように、単一回路のコントローラによって可能な制御に比べてより綿密に調整された、工具の動作に対する制御を実現することが望ましい。動作制御の計算を行って、工作機械に命じることが可能な各個別ポイント間における所望の速度及び加速を調整するのが理想である。これは、一般に、約２０００ポイント／インチほどになる。工作機械が、数インチ／秒の速度で進む場合、各ポイント間において、所望に応じて速度及び加速コマンドを調整するために適切な計算を行う時間はほとんどないことになる。従って、Ｗｉｌｓｏｎは、最新のコントローラに２つの回路を納める方法について説明している。第１の回路４は、一般に、直線セグメントと円弧セグメントの形で記憶されているコマンドをコンピュータから受信し、各セグメントの始点と終点を計算し、その間の適度な数のポイントを補間する。第１の回路は、図１において軌道補間器４として表示されている。この第１の回路からのデータは、次に、図１において更新補間器５として表示の第２の回路に供給される。工作機械ドライブのサーボ・モータまたはステッパ・モータの各更新サイクル毎に許容される時間内において、更新補間器５は、工作機械に命じるべきポイント間の追加ポイントを補間し、工作機械の速度及び加速を調整して、工具の性能を最適化する。Ｗｉｌｓｏｎは、更新補間器が、メモリ装置に記録され、コンピュータによって受け渡される所望の速度コマンドを受信し、工作機械ドライブに対するコマンドに調整を加えて、図６（Ａ）に示す各ライン・セグメント内における定速度を命じることが可能な方法を説明している。Ｗｉｌｓｏｎは、さらに、改良された補間器が、所望の結果が得られるようにするために、工作機械の加速限界及び加速の優先権を考慮して、工作機械ドライブに対するコマンドに調整を加え、図６（Ｃ）に示す指定のポイント間において望ましい加速で動作させる方法を説明している。これによって、急激な速度変化による望ましくない加速の影響が回避される。Ｗｉｌｓｏｎは、さらに、加速の急激な変化によって、工作機械の望ましくないジャークがいかにして生じ得るかについて説明をしている。ジャークを回避するため、最も精巧な更新補間器は、さらに、工作機械ドライブに対するコマンドに調整を加えて、加速に急激な変化が生じないようにすることが可能であり、速度対工具位置のグラフが、図６（Ｄ）に示すなだらかな曲線だけから構成されることになる。軌道補間器及び更新補間器以外に、他の参考文献では、さらに、リアル・タイム・コントローラの設計に対する改良の記載がある。Ｍａｔｕｓｅｋの説明によれば、工具の命じられた位置と工具がつくことになる実際の位置との間には、通常、遅れが生じることになる。この遅れは、実験で測定することが可能であり、較正調整表を作成することが可能である。サーボ応答較正回路６によって、所望の位置に較正調整が加えられると、結果生じるドライブに対するコマンドによって、遅れが補償される。１９９０年のＴ．Ｂｕｌｌｏｃｋによる論文には、さらに、フィード・フォワードとして知られる遅れの問題に対するもう１つの解決策について解説されている。図３に示す位置コマンド解釈回路５４によって位置コマンドを解釈し、所望の位置変化を計算するだけでなく、フィード・フォワード式のコントローラは、位置コマンド微分回路５３を用いて所望の速度を計算し、適合する電圧を送り出して、サーボ入力５７に対して命じられた速度を達成する。Ｎｏｚａｗａの参考文献には、先行技術によるコントローラの回路に対するもう１つの改良について記載がある。命じられた位置と実際の位置との間における前述の遅れのため、工作機械は、コーナを鋭利にするように命じられた場合に、コーナを丸めることになる。Ｎｏｚａｗａは、工作機械が丸み付けの許容公差に達するまで、そのコーナに先行する方向における動作の続行コマンドを継続している間、該コーナに後続する方向における動作の開始コマンドを遅延させるという、丸み付けの問題に対する解決策を示している。Ｎｏｚａｗａは、これらの回路を加速／減速回路７と称している。リアル・タイムに動作して、駆動モータに送られるコマンドに対して適正な調整を施す上述の回路を加えることによって、精巧なコントローラが極めて複雑なものになる。さらに、エラーの限界及び望ましい速度制御を含む、所望の動作を発生するためにコントローラに供給しなければならない情報も、複雑になる。しかし、コントローラは、指定の各ライン・セグメント内における補間ポイントを発生するための複雑な計算、及び、他の機能を実施しなければならないので、コントローラに供給されるライン・セグメントが短すぎるか、あるいは、コントローラに供給される追加データがあまりに多すぎる場合、コントローラは、必要な計算に遅れずについてゆくことができないので、この複雑性から実現することが可能となる利点を制限することになる。また、最も精巧なコントローラであっても、モータが受ける抵抗力の予測を考慮に入れていない。発明の開示図２に示すように、本発明では、アドイン・カードや、中間コマンド解釈コントローラを用いることなく、コンピュータから直接工作機械を制御する。これは、ジェット切削プロセスのように、正確な速度制御が必要とされる場合にはとりわけ有効であるが、他にも用途がある。このシステムの場合、全ての計算は、工作機械にデータを送る前に実施されるので、膨大な数（数メガバイト）のインクレメンタル命令が、メモリに記憶され、部品を切削すべき時間より少し遅れて、工作機械に送られることになる。このシステムの場合、ファイル・サイズは経路長に関連するが、計算時間は動作速度に関連しておらず、複雑な計算に対する時間制限がないので、工具と材料の相互作用を十分に考慮して、最高速度、最高加速、及び、加速率の変化時におけるジャーク問題といった、工作機械の制限を最適化する計算を行うことが可能になる。さらに、ＰＣ以外には計算ハードウェアが必要とされないので、この解決策は、コスト有効度が極めて高い。＄２０００の４８６ＰＣは、５〜１０倍のコストがかかる工作機械コントローラよりもはるかに優れた計算能力を備えている。本書に開示のシステムの場合、図面を作成し、あるいは、印刷するのが困難ではないのと同様に、部品の切削も困難ではなく、同時に、経路に沿った全てのポイントにおいて速度に対して完全な制御を加える。本発明によれば、先行技術によるコントローラの精巧な回路が、コンピュータが実施するリアル・タイムではない計算に置き換えられる、すなわち、工作機械ドライブに情報を送る前に、コントローラによって行われる可能性のある全ての計算が実施される。コンピュータの適正なプログラミングによって、精巧なコントローラの全ての計算をそっくり同じに実施することが可能であり、ハードウェアを追加せずに改良することが可能になる。計算の実施がリアル・タイムではないので、軌道補間用と、更新補間用に独立した回路を必要とはしない。Ｍａｔｕｓｅｋの較正表を組み込むことが可能である。コーナの丸み付けを最小限に抑えるために用いられるＮｏｚａｗａの加速／減速回路を組み込むことも可能である。Ｗｉｌｓｏｎの参考文献に記載のように、加速の急激な変化を排除するために行う速度の入念な調整を組み込むことも可能である。望ましい実施例によれば、どれほどわずかなものであれ、工作機械が実施可能な最小の各ステップ毎に、これらの計算の全てを実施し、調整を加えることが可能である。これらの機能を実現するため、本発明のシステムでは、情報の交互バイト（望ましい実施例の場合、１６ビット／バイト）から構成される大データ・ファイルが生成される。ファイルにおける１つおきのバイトは、工作機械の各軸毎に＋１、０、または、−１を含むステップ・バイトである。これらの各ステップ・バイト間には、先行ステップ・コマンドの送信と後続ステップ・コマンドの送信間において待たなければならない時間遅延を指定する、時間遅延バイトが含まれている。時間遅延バイトは、ステップ・コマンドの送信間において待つことになる、コンピュータのタイマ・チップのサイクル数で表現される。２つの順次ステップ・コマンドは、タイマ・チップに関して選択された速度に時間遅延バイトで指定されたタイマの刻時数を掛けた分だけ遅らせて、工作機械ドライブに送られる。本発明のもう１つの態様では、利用すべきツール・ヘッド、ジェットの圧力、または、回転カッタ・ヘッドの回転速度といった、製造プロセスにおける任意の要素のオン／オフ、または、増減、または、所望の値への調整を行うための情報が、ステップ・コマンド・バイトに含まれている。もう１つの態様では、本発明によって、入力図面に指定の単一ライン・セグメント内における送り速度の変更が可能になる。本発明によれば、ジャークの回避、送り遅れの補償（フィード・フォワード）を含めて、工作機械の加速に関する詳細な指定が可能になる。もう１つの態様では、本発明によって、入力図面の各ライン・セグメント毎に所望の表面仕上げの質を指定することが可能になり、この表面仕上げの質値は、最低の質を下回ることがないようにして、切削時間の最短化を行うため、計算アルゴリズムによって、速度、加速、及び、ジャークの調整に用いられる。本発明の望ましい実施例は、切削プロセスにジェットがいかに影響するかについて、適切な力学的考慮を加えて、ジェット切削工具を利用する、部品の２次元ＣＡＤ表現から仕上がった部品に至る完全なシステムである。こうした工具には、水及び研摩材ジェット、酸素アセチレン・トーチ、プラズマ・トーチ、及び、レーザ・カッタがある。これらの工具に共通した特性は、ジェットの入口点とジェットの出口点との距離が、ジェットが材料を横断する速度の関数になるということである。また、切削表面の表面仕上げを行うと、切削時に側間移動が導入されるので、高切削速度が低下することになり、また、ジェット切削工具によっては、移動が遅すぎるため、切り口が広くなりすぎたり、あるいは、部品に傷跡が残ることになる場合もある。従って、ジェット切削工具を用いて正確な切削を行うには、切削経路に沿った速度の総合的な制御が必要になる。もう１つの態様では、本発明は、許容可能な最高速度を計算し、同時に、最大テーパ許容差を超えないようにして、ジェット切削工具で曲線の切削を行うための方法である。また、本発明によれば、所望の表面仕上げの質に基づいて、最大加速直進速度及びコーナ速度の計算も可能になる。オプションの機能には、もう１つの態様が含まれる。コンピュータは、予測されるモータの慣性、工具の慣性、及び、工具の抵抗に関する入力を利用して、各ポイント毎にモータに供給すべき電流量の計算を行う。コンピュータは、次に、力コマンド解釈回路５２に対して力コマンド６８を出力し、該回路は、予測される抵抗力に対抗して、遅れを減少させるのに十分な電流をモータに対して供給する。図面の簡単な説明図１には、先行技術によるコントローラのコンポーネントを含む先行技術による制御システムが示されている。図２には、本発明のハードウェア・コンポーネントが示されている。図３には、本発明に用いられる駆動回路のコンポーネントが示されている。図４には、入力された直線セグメントを命じられたインクレメンタル・ポイントに変換する方法が示されている。図５には、入力された円弧セグメントを命じられたインクレメンタル・ポイントに変換する方法が示されている。図６（Ａ）には、加速及びジャークの調整に先立つ速度対位置の初期グラフが示されている。図６（Ｂ）には、左から右への加速制限の調整後における速度対位置のグラフが示されている。図６（Ｃ）には、右から左への加速制限の調整後における速度対位置のグラフが示されている。図６（Ｄ）には、加速変化率の制限に関するもう１つの（ジャークの）調整後における速度対位置のグラフが示されている。図７には、工作物のジェットによる切削の遅れが断面図で示されている。図８には、工作物における曲線のジェットによる切削の遅れが平面図で示されている。図９には、図８の切削によって生じるテーパが断面図で示されている。図１０には、鋭いコーナを移動するジェットの偏倚によって、材料の切削部の片側に生じる溝が示されている。発明を実施するための最良の形態ハードウェア図２には、本発明の必要なハードウェア・コンポーネント、すなわち、テープ・バックアップを備えたハード・ディスク・ドライブが望ましいメモリ１１と、メモリ１１が結合されている、ハード・ディスク・ドライブと同じハウジング内に納められたマイクロコンピュータが望ましいコンピュータ１２と、コンピュータ１２が結合されている数値制御式工作機械１３のドライブ（コンピュータ１２の１つ以上の８チャネル並列出力ポートに結合されるのが望ましい）が示されている。図３には、望ましい実施例の駆動回路がさらに詳細に示されている。フィードバック・ループを伴わないステッパ・モータを利用することが可能であるが、望ましい実施例では、速度サーボ５６に対する速度フィードバック・ループ６６、及び、位置エンコーダ６５から位置コマンド解釈回路５４への位置フィードバック・ループ６７を備えたタコメータ６４が用いられている。ジェット切削を含む多くの用途では、力コマンド解釈回路５２またはその入力ライン６８または出力ライン６１は不要である。これらの構成要素については、後続のセクションにおいてさらに解説することにする。望ましい実施例には、速度フィードフォワード信号５７を発生する位置コマンド微分回路５３が含まれている。本発明の代替実施例によれば、位置コマンド解釈回路を除去することが可能である。速度コマンドは、コンピュータによって位置コマンドの時差分として計算することが可能であり、別の信号ラインによって、フィードフォワード信号を発生するための速度コマンド解釈回路に送ることが可能である。ただし、位置コマンド微分回路は、単純で、速度コマンド解釈回路と同様、高価ではなく、時の経過とともに、エラーを生じることなく、位置コマンドのストリームから所望の速度を計算することが可能である。望ましい実施例は、この代替実施例に比べると、必要とするデータ・ラインが１つ少なく、また、必要とするコンピュータによる計算も少ない。利用手順下記の表１には、このシステムを用いて、２次元部品に関するカッタの経路及び速度を決定するプロセスが要約されている。同じ方法が、３次元部品の作製にも当てはまる。表１には、部品のＣＡＤ表現から部品それ自体に至る手順全体が示されている。部品が紙に製図した形でしか表現されていない場合、予備ステップは、ＣＡＤシステムでその製図を行うことであり、手書きによるカッタ制御プログラムの作成よりも簡単なプロセスである。ステップ１は、自明のことであり、市販のいくつかの極めて優れたＣＡＤシステムまたはベクトル・ベースの製図プログラムから生じる可能性がある。例えばＤＸＦのような標準的な図面交換フォーマットを用いて、システムにデータが入力される。ビット・マッピングによる図面が用いられる場合、まず、利用可能な自動トレーシング・プログラムの１つによって、ベクトル・ベースの図面に変換しなければならない。ステップ２では、その加工に入り、その加工をやめる際に、カッタがたどるべき経路が、ＣＡＤエディタで描くことによって定義される。これは、図面の作成に用いられたのと同じＣＡＤエディタまたは交換フォーマットの編集が可能な他の任意のＣＡＤエディタを用いて実施することが可能である。すぐに、標準的なリード・イン、リード・アウト経路を挿入することもできるし、あるいは、ユーザが自身の特殊経路を定義することも可能である。このデータは、部品の外側輪郭、及び、部品内の各ホールのために提供しなければならない。次に、ホールまたは部品間の非切削経路を描かなければならない。ステップ３において、ユーザは、経路の各部分において必要な精度及び表面仕上げを選択する。経路の非切削部分は、このステップにおいて非切削部分として指定される。高精度の切削は、粗い切削に比べると遅くなり、部品製造の経済性は、このステップの選択によって決まる。この時点まで、経路のセグメントは、ほぼ描かれた順番に記憶される。ＣＡＤ及び製図プログラムには、連続した経路の概念が含まれていない。ステップ４において、経路の始点が識別され、プログラムは、セグメントをつないで、連続した経路にする。プログラムは、経路において分岐点に達すると、コンピュータ・スクリーンにおいてしっかりと検分できるようにズーム・インし、ユーザに、分岐点からどちらの岐路をたどるかを質問する。プログラムが、切削を行わずに横移動するセグメントの終点に達すると、ユーザは、新たな切削領域の切削位置を経路のどちら側にするか選択することが可能になる。ステップ１〜４において、製造すべき部品、及び、部品製造時にたどるべきカッタの経路が完全に指定されたことになる。ステップ５から先は、用いられる材料及び特定の工作機械の特性を知らなければならない。これらの値は、切削ノズルの摩耗または他の理由から時々変化する可能性がある。従って、ステップ５〜９は、必要に応じて頻繁に繰り返される。ステップ５において、ユーザは、切削指標をリスト・アップした表から切削すべき材料を選択するか、あるいは、既存の値を補間することによって切削指標を推定する。代替案として、ユーザは、材料に関する切削指標を決定する自動化試験切削手順を実行することが可能である。次に、材料の厚さが指定される。これらの値は、プログラムによって、あらかじめ指定された精度及び表面仕上げを達成するのに必要な速度を決定するために用いられる。次に、ユーザは、ノズル・サイズ等に関して工作機械のセット・アップを指定する。部品が、既に切削を施されているか、あるいは、切削に備えてセット・アップされている場合、ユーザは、現行のセット・アップがまだ有効であるか否かを確認するだけである。この時点で、ユーザは、工具によって切削される切り口の幅を補償する工具オフセットの調整を行うことが可能である。次に、ステップ６、７、及び、８が、ユーザが介入することなく、自動的に実施される。これらのステップが済むと、１組のステップ及び方向コマンドと関連する時間遅延命令が、必要な切削を実施するため、サーボ・システムへの送信準備が整った状態でメモリに納められていることになる。ステップ６、７、及び、８を実施するソフトウェアについては、後続のパラグラフにおいて詳述される。ステップ９において、ユーザは、スクリーン上で切削をシミュレートすることによって、現在までのところの作業をチェックすることができるし、あるいは、切削プロセスを開始して、部品を製造することも可能である。動作制御システム動作制御は、各モータ毎に時間設定された１組のステップ及び方向コマンドを提供することによって実施される。該制御は、ステッピング・モータの制御にはうまく適合するが、ステップ及び方向入力を受信する位置コントローラによって駆動されるサーボ・モータを用いることによって、システム性能の向上を実現することが可能になる。さまざまな位置コントローラ・メーカが、ステップ及び方向入力を「電子ギアリング」または「ハンドル車モード」または「パルス入力」と称している。時間の関数及びその全ての導関数としての位置は、各モータに関するパルス列によって完全に指定される。パルス列は、各モータがなすべきことを指定し、位置制御システムが、モータがそれを実施することを保証する責任を負う。達成できない加速といった不可能な要件がモータに課せられないように保証するのが、パルス列ライタの責任である。ここに解説の方法は、動作に関して全てのことが前もって分かっている、予定の動作と称することが可能なものについてしか有効ではない。該方法は、動作制御システムが、ビジョン・システムを用いて、移動する部品を取り上げるといった、変化する条件に適応しなければならない適応型制御には有効ではない。該方法は、一般に、予定の動作という制約条件内において有効であり、所望の数の軸において動作を取り扱うことが可能である。しかし、本発明を明らかにするには、ｘ−ｙ平面における２次元の動作についてのみ考察するのが最も簡単である。ｘ−ｙ平面における曲線について考察することにする。この曲線は、ｘ及びｙの絶対値表の形で記述することが可能である。１のステップで、０、０から１、１に延びる４５度のラインに関するｘ−ｙ値を示す下記の表が１つの例である。各ｘ−ｙポイントに達する時間も示されており、その動作が均一な速度であって、０、０から１、１に達するまでに１秒かかることが分かる。同じ曲線は、始点（０、０）からの累積加算によって位置の絶対値が得られる、一連のインクレメンタル値ｄｘ及びｄｙとして記述することも可能である。これらのステップｄｘ及びｄｙは、ステッピング・モータまたはサーボ・モータに送られることになるステップ・コマンドとみなすことが可能であり、この場合、＋は正方向のステップを表している。また、時間は、下記の表２に示すように、ステップ・コマンドｄｘ、ｄｙを送信して、次のポイントに移動する前に待たされることになる時間ｄｔとして表すことも可能である。複数の軸の１つに関するコマンドが０の場合、指定の動作の各インクレメント毎に、工具の先端がその１つの軸に沿って、すなわち、複数の軸に対し斜めに移動するように命じられ、中間においては何も生じない。複数の軸が直交し、移動単位が各軸毎に等しい場合、各軸における移動単位によって、複数の軸に対して４５度の角度をなす移動が指定される。曲線は、ポイント間の間隔を必要とされるだけの狭さにすることによって、必要とされる任意の精度に指定することが可能である。例えば、．０００１″は、ジェット切削及びほとんどの加工目的にとって十分な狭さであるが、これでさえ限界ではない。その限界は、工作機械に命じることが可能な最小のインクレメントによって決まるが、本発明の場合、より高い精度が所望されるので、より小さくなると思われる。精度が高くなればなるほど、それだけ表は長くなるが、メモリが極めて低コストであるため、このことは実際上大した問題にはならない。長い表の利点には、２つの面がある。第１に、任意の動作の開始前に、ポイントを計算することが可能であり、複数軸のまたは非直交軸の場合さえある複雑な計算を行うことが可能である。第２に、ステップ・コマンドを送り出す時間が、全く自由であり、各ステップ毎に、送り出すべき時間に関する複雑な計算を実施することが可能である。時間インクレメントが、いかなる点においても曲線の形状に影響することがないという点に留意されたい。時間インクレメントが影響するのは、工具の先端が命じられる曲線に沿った移動の速度、加速、及び、ジャークだけである。速度、加速、及び、ジャークは、時間インクレメントｄｔを適正に選択することによって制御可能である。ほとんど苦もなく、表にｚ、θ、φ等の追加軸を含めることが可能である。表２のような表は、２ステップで生成される。第１に、そのセグメントに関してユーザが指定する所望の質のパラメータによって命じられる各ポイント毎に、所望の最高速度に対応するインクレメントを生じる時間を充填することによって、幾何学的軸に関する距離値の表が生成される。表のｘ及びｙの項目にスペーシングを施すことによって、それらが、たどるべき経路に沿って等距離のステップであることを表すようにするのが便利であるが、他のスペーシングを利用することも可能である。望ましい実施例に用いられるアルゴリズムの場合、各ステップの距離は、工作機械ドライブの１パルス距離以下でなければならない。この手順が、表１にステップ７として示されている。第２に、最大加速制限及び加速の滑らかな変化を満たして、ジャークを回避するため、必要に応じて、より低い速度に対応するように、時間の一部を増すように調整が行われる。これが、表１のステップ８に示されている。ステップ７と８については、両方とも、以下で詳述することにする。該システムが．１のステップを命じるわけではないので、ステップ・コマンドは、もちろん、全く表２にリスト・アップした通りということにはならない。それは、＋または−の符号がついた１または０である。従って、各軸毎のコマンドは、２ビットしか必要としない。ＰＣの８ビット並列ポートから、４軸に関する信号、または、３軸に関する信号プラス２ビットの工具ヘッド制御に関する信号を送り出すことが可能である。ステップ間の時間は、やはり、次のビット・パターンの送信前に待つことになるタイマの刻時数を指定する整数として表現される。データを記憶する正確なフォーマットが、下記の表３に示されている。電流コマンド・ビットが、予測される電流要件（後述する）を送ることによって、遅れを最小限に抑えるのではなく、ステップ及び方向に関して用いられる場合、データ構造は、８軸に拡張され（工具ヘッド制御を軸とみなすことが可能）、２¹⁶の係数の時間（速度）変動を取り扱うことが可能になる。標準的な８ビットのバイトの場合、各ステップ毎に、４バイトのデータが必要とされる。従って、分解能が．０００１インチの場合、１００インチの長さの経路は、４メガバイトの記憶域が必要になる。このデータ構造及び方法は、直交軸を必要とせず、該方法は、多方向運動におけるロボットの制御に極めて有効である。４ビットは、製造プロセスにおける任意の要素の制御に利用可能である。例えば、１ビットは、ポンプのオン／オフに利用し、２ビットは、ポンプ圧のインクレメントまたはデクリメントに利用するか、または、ポンプ圧を同じにしておくのに利用することが可能である。代替案として、４ビットは、ポンプ圧または工具ヘッドの回転速度の整数値を０〜１５に指定するのに利用することも可能である。製造プロセスを４ビットしかない情報で制御する代わりに、プロセス要素を制御するために、はるかに多くの情報を納めたファイルを読み取るように指示するフラグとしてビットを利用することによって、プロセス制御に利用可能な情報量を無制限にすることも可能である。この時点までにおいて、動作に課せられるのは、最高速度の制約だけとなった。次に、時間インクレメントを調整して、動作に関する他の制約を超えていないことを確認しなければならない。動作に関する制約２つの現象クラスによって動作に制約が加えられる。第１に、動作は、モータの供給能力を超えた速度または加速を要求することはできないし、加速は、装置の振動（ジャーク）を回避するため、急激に変化してはならない。これらは、ニュートンの運動の法則に関連しているので、ニュートンの制約と呼ばれる。全ての動作システムは、これらの制約を受けることになる。Ｔ．Ｂｕｌｌｏｃｋ及びＭａｔｕｓｅｋの説明のように、この制御システムは、所定の組をなすモータの性能を最大限に発揮させ、同時に、ニュートンの制約の範囲内にとどまるようにするため、ルック・アヘッド（フィードフォワードまたはサーボ応答較正）能力を提供することが可能である。同様に、Ｎｏｚａｗａの説明にある加速／減速制御を組み込むことも可能である。コンピュータは、これらの制約を満たすため、既知の公式に従って、動作の各インクレメント毎に速度、加速、及び、ジャークを計算し、時間遅延値を調整するようにプログラミングされる。第２クラスの制約は、動作の利用に関するものである。最も単純な例は、工具／工作物の相互作用によって決定されることになる所望の最高速度である。もう１つの制約は、輪郭を横切る際、速度を一定に維持することであり、ジェット切削プロセスにとって所望の機能である。上述の制御案は、ジェット切削において所望される要件のような、はるかに複雑な要件を取り扱うことが可能である。ジェット切削に関する追加制約を決定し、時間遅延値に対して必要とされる調整を施すためのアルゴリズムについては、後続のセクションにおいて説明することにする。曲線経路の表現及びオフセット・アルゴリズム最初に指定のように、経路は、一連のライン及び円弧によって表現される。これは、ＤＦＸファイルのフォーマットであり、このフォーマットは、通常、工作機械の制御に利用される。原則として、全ての形状は、ラインだけで表現することが可能であり、それは、それほど精巧ではないＤＸＦ変換ソフトウェアのどれかによって実施される。十分な精度が得られると、数千の短いラインを含むファイルが生じることになる。これらのファイルは、このシステムにとって問題にならないが、直接入力コードに変換すると、多くの工作機械コントローラの入力速度制限を超えることになる場合が多い。望ましい実施例では、いかなるＤＸＦファイルでも受け入れることができるようにするため、また、データ量が少なければ少ないほど、オフセット計算の操作を迅速に実施することが可能になるので（表１のステップ６）、ラインと円弧の両方を利用している。ステップ７及び８の計算は、経路長によって決まり、その複雑さに左右されることはない。順序づけられた経路は、一連の円弧セグメントまたはライン・セグメントとして表現され、各セグメントは、下記のフォーマットで、後続のセグメントに対して定義される：ＸＹＢＱここで、Ｘ、Ｙはセグメントの始点である（終点は次のセグメントの始点）Ｂはセグメントの刃先角の１／４の接線である（曲率を指定するため）Ｑはそのラインに関して指定された切削の質であるもちろん、Ｂ及びＱはファイルの最後のデータ・ラインに関しては無意味である。Ｂが正の場合、Ｘ、Ｙから次のラインの始点までの回転は時計廻り方向である。Ｂが０の場合、セグメントは直線であり、Ｂが１の場合、セグメントは円弧になる。Ｂが無限の場合、円弧は完全な円になる。数学的処理を単純化するため、Ｂが１を超える円弧は、それぞれ１／２の長さの２つの円弧に置き換えられる。質のパラメータにおいて、Ｑ＝０は無切削を意味する。Ｑの符号は、カッタがラインの左に（負のＱ）横移動すべきか、あるいは、ラインの右に（正のＱ）横移動すべきかを指示するために用いられる。望ましい実施例の場合、Ｑの範囲は −５〜＋５だけである。Ｑの大きさは、特定の材料及びカッタ・ヘッドによって所望の質を達成するために行う、速度限界及びカッタ・ヘッド制御限界の計算に利用される。Ｑには、さらに、追加機能が得られるように、符号化が施される。オフセットが生じないように、ラインのちょうど上を切削することが所望される場合、Ｑに対して１００（Ｑと同じ符号の）が加えられる。あるセグメントを横移動した後、ユーザ入力を待つため停止することが所望される場合、Ｑに対して１０００（Ｑと同じ符号の）が加えられる。他の機能もこのやり方で加えることが可能である。表１のステップ６において、セグメントは、Ｑの符号によって決まる方向における切り口の幅の１／２に等しい量だけオフセットさせられる。ラインは、それ自体と平行に移動し、円弧は、同じ中心を保ち、半径を変化させる。２つのセグメントが凸状コーナでいっしょになると、２つのセグメントを結合するため、円弧セグメントが加えられる。さもなければ、新たな交差点で、セグメントが打ち切られることになる。オフセットがゼロの（無切削）ラインを移動させて、延ばすと、それらが結合するセグメントのオフセット端に交わることになる。左のオフセットから右のオフセットへの遷移は、中間の無切削セグメントを介してのみ実施することが可能になる。ステップ・セッティング・アルゴリズム曲線定義表（表２及び３を参照されたい）は、経路のセグメントが直線と円弧のいずれであるかによって決まる、２つの方法の一方によってオフセット・ファイルから計算される。両方の場合とも、ステップの選択は、各ステップが経路に沿った一定距離を表すように行われる。望ましい実施例の場合、ステップ・サイズは、軸に利用可能な最小ステップ・コマンドに等しい。２つの事例が図４及び５に示されている。両方の場合とも、ステップｄＳ２１が用いられ、ポイントＮ２２のｘ、ｙ座標は、既知の幾何学的方法で計算され、軸ステップの分解能に丸められる。軸ステップ分解能で表現される新しい座標値が古い座標値を超える場合、データ表に＋１が書き込まれる。新しい値が古い値未満の場合には、−１が書き込まれ、同じであれば、０が書き込まれる。これは、経路全体の横移動が済むまで続行される。経路を横移動する際、各エンティティを横切る毎に、最高速度が決定される。最高速度は、ニュートンの制限と切削プロセスの制限のいずれか厳しくないほうとみなされる。ステップ・サイズに関する時間インクレメントをこの速度で割った値が、データ・ファイルに書き込まれる。この段階において、加速またはジャークに注意が払われることになる。エンティティ２３の終点を通過すると、最後のポイントＮ２６から終点２３までの距離Ｒ２４として表現されるその通過量を用いて、最初のポイント２５が次のエンティティに配置され、新しい基準点が該終点とみなされる。この手順では、ステップ・サイズが同じに保たれ、経路を横移動する際にエラーが累積しないという保証が得られる。また、この終点で経路が曲がる角度も、計算され、特定の工具または材料がコーナを横切る最高速度が求められる。最高速度は、Ｎｏｚａｗａの説明に従い、工具位置の遅れが命じられた位置に追いつくのに必要な時間を考慮して、求めることが可能である。ジェット切削工具に関する望ましい実施例の場合、コーナを横切る最高速度は、後続のセクションに明記のように計算される。対応する時間遅延は、この１つのポイントに関するファイルに書き込まれる。前述のように、ステップ・サイズｄＳ２１が、全ての場所において同じでなければならないということはなく、次に解説する時間セッティング・アルゴリズムにおいて時間の計算を行う場合には、計算の複雑さを軽減することによって計算時間を節約すると例外もある。複数メガバイトのファイルを処理する場合、これによってかなりの時間量が節約される。時間セッティング・アルゴリズムこの時点でファイルに書き込まれるデータが、図６（Ａ）に示されている。ここでは、経路に沿った位置と対照して図で示される、定速ステップ・サイズの速度に比例した時間遅延の逆数１／Ｔについて検討することにする。図の下部は低速であり、上部は高速である。水平線３１は、セグメントに沿った定速領域を示しており、小さい十字３２は、ポイントを結合するセグメントにおける点速度値を示している。２つの端点３３及び３４において、時間遅延は、その最大値（１／Ｔが最小）にセットされているが、これは、これらのポイントで動作が始まり、終了するためである。第１に、データの計算に用いられるインクレメントｄＳは、ドライブのステップ・サイズにすぎないので、データ・ポイントには、全ての軸におけるゼロの移動を指定するものもある。メモリに記憶すべきファイル・サイズを縮小するため、こうした各ポイントを除去することが可能であり、その時間遅延値は、隣接ポイントに加えられる。次に、アルゴリズムのタスクは、図における高いポイントの時間遅延サイズを増して、加速限界を満たすのに必要なだけ低下させる（できるだけ高い速度を維持して）ことである。これは、各端部から１回ずつ、表に２回のはき出しを行い、加速限界と既存の速度限界の大きいほうを選択して、時間遅延をリセットすることによって実施される。図６（Ｂ）には、左から右への単一はき出し後における状態が示されており、図６（Ｃ）には、逆のはき出し後における状態が示されている。上述のプロセスは、工具の質量が小さく、ジャークが重要な問題ではないほとんどの用途にとって十分である。図６（Ｃ）の場合、有限勾配を持つ直線は、曲線に沿った定空間加速（ｄｖ／ｄｓ）のラインを表している。２つのラインが交わるとがったポイントは、無限ジャーク（加速の変化率）のポイントである。ジャークを制限することが重要な用途では、図６（Ｃ）のとがったポイントを接円弧で丸め、同時に、図６（Ｄ）に示すように、どのポイントにおける速度も増すことがないようにしなければならない。これは、多くの方法で実施可能である。ジャークを制限する望ましい方法では、図６（Ａ）と図６（Ｂ）の間に追加ステップが加えられる。該システムは、まず、図６（Ａ）に示すデータにはき出しを施して、両側のポイントよりも低い速度を表すポイントを識別する。こうした各ポイントは、低速度３２、３３、または、３４の孤立点と、隣接速度がより高い、定速度３１ラインの一方の端のいずれかである。これらが見つかると、円弧がより低い速度を表す場合、こうした各ポイント及び隣接ポイントは、ジャーク限界として選択され、中心がそのポイントより上に位置し、そのポイントに接する半径を有する円弧に置き換えられる。これによって、低速の孤立点が上向きの半円に置き換えられ、比較的低速度のラインの端が延びて、四半円になる。次に、図６（Ｂ）及び６（Ｃ）によって示すステップが前述のように実施され、上向きのとがったポイントはあるが、下向きのとがったポイントはないデータが得られる。最後に、残りのとがったポイントを識別するため、データにはき出しを施して、下方への加速変化が極めて大きいポイントが識別される。各ポイントが見つかると、そのポイントの両側のラインに接する円弧に置き換えられる（面取り）。結果生じる速度プロフィールは、図６（Ｄ）に示すような様相を呈することになる。力コマンドの追加動かされる工具またはロボット・アームの慣性力、及び、切削される材料またはその中で工具またはアームを動かさなければならない他の媒体の抵抗が、その駆動に用いられるモータのトルクに比べて小さい場合には、図３に示す力コマンド解釈回路５２及びその接続ラインは不要である。上述のように、本発明によれば、時間制限なしに、考慮すべき任意の要素の計算を行って、工作機械ドライブに対する望ましい入力を決定することが可能になる。先行技術の場合、入力は、ラインまたは円弧のセグメント、並びに、そのセグメントに関する望ましい速度の指示だけであった。駆動モータが受けることになりそうな抵抗力については、考慮されなかった。しかし、こうした力は、予測できる場合が多い。本発明では、予測可能な力を見越して、その予測に基づいて、モータに送られる電流を増大させ、抵抗が大きくなると誘発されるであろう遅れを減少させる。こうした予測可能な抵抗の例としては、モータ及び他の可動部の慣性によって生じる加速に対する抵抗、空気のような、その中で部品を移動させなければならない流体の抵抗、及び、材料における厚さ、密度、または、目に対する切削方向といった変化によって生じるカッタ・ヘッドに対する予測可能な負荷がある。図３に示すように、位置コマンド微分回路５３、位置コマンド解釈回路５４、及び、サーボ５６は当該技術において周知のところである。モータ６３に負荷がかかると、タコメータ６４は、サーボにモータの減速を報告する。サーボは、タコメータからの入力信号５９と位置コマンド解釈回路５４から命じられた速度入力５８の差を計算し、その速度が然るべきものでないと判定すると、モータに流れる電流を増大させる。しかし、モータに負荷が加えられても、位置コマンド解釈回路５４によって命じられる速度とタコメータ６４によって測定される速度の差の関数として、固有に遅れを生じさせる場合を除き、サーボがモータに対する電流を増すことはない。同様に、速度コマンド５８は、命じられた位置と実際の位置とのエラーから生じる。大部分の基本的なサーボ・システムでは、速度コマンドを与えるのに、このエラーが必要とされる。速度コマンドを与えるのに必要とされる位置エラーを減少させるため、先行技術の駆動回路には、エラーの有無に関係なく、サーボ５６に対して速度コマンド信号５７を出力する位置コマンド微分回路５３から構成される、フィードフォワード回路が含まれている。位置エンコーダ６５及びフィードバック・ループ６７を用いて、速度信号５８の微同調が行われ、必要に応じて、上昇または低下の調整が施される。力コマンド解釈回路は、同様の働きをする。工作機械またはロボット・アームの動作を計画する際、予測抵抗力は、コンピュータ・システムに入力されるパラメータから計算される。従って、この操作の実行時には、コンピュータは、位置コマンドをライン６９に出力するだけでなく、力コマンドもライン６８に出力する。力コマンドは、強力な電流源（不図示）に接続されて、６１でモータに対して適合する電流を出力する力コマンド解釈回路５２によって解釈される。この回路によってモータに供給される電流は、モータが受けるものと予測される抵抗に基づいて変動する。従来の速度フィードバック・ループ６６及び位置フィードバック・ループ６７を用いて、力コマンド解釈回路５２からの一次電流源に微同調が施される。オプションの力コマンド解釈回路を備えたシステムを利用するには、上記表１のステップ５及び８における追加手順が必要になる。ステップ５では、ユーザも、工具と材料の相互作用及び工作機械の慣性によって生じるものを含む、モータが受けることになる抵抗に影響のある既知のパラメータを該システムに入力する。これらのパラメータは、ステップ８における追加プロセスとして利用される。図６（Ｄ）に示すように、各ポイント毎に理想の速度を十分に計算した後、各駆動モータ毎に命じられる速度及び加速を利用して、データに追加パスを施し、駆動モータが受けることになる予測抵抗力の計算が行われる。次に、位置コマンドと全く同様に、この抵抗力は、ステップ・コマンドによって、適合する軸に関する力コマンドとして入力される。上記表３に示すように、各軸に対する電流コマンドに用いられる２ビットを通じて、モータに対する電流が、正のステップによって増大し、負のステップによって減少する。力コマンドは、位置コマンドが送り出された時点から次の位置コマンドが送り出されるまでに、モータが受けるであろうと予測される抵抗力を表す。力コマンド解釈回路５２は、別のコマンドを受信するまで、最後に受信したコマンドの命じるところに従って、モータに定電流を送り出す。ジェット切削要件図７を参照すると、ジェット切削の場合、ジェット４１が部品４４を横切る際、出口点４２は、遅れ４５の量だけ入口点４３に遅れることになる。直線の切削時には、これによって生じる問題はほとんどなく、遅れはかなりのものになる可能性があるが、悪影響はない。しかし、図８に示すように、ジェットが円弧を横切る場合、この遅れ４５によって、図９に示すように、部品にテーパ４６が生じることになる。また、鋭角のコーナでジェットを急速に加速すると、ジェットによって切削されない領域が残される可能性があり、また、ジェットの偏倚によって、図１０に示すように、コーナの外側において、部品の下側に溝４７を形成することになる可能性がある。直線の切削の場合、遅れは速度によって決まり、遅れが大きいと、ジェットは横方向に急激な移動をすることになるので、仕上げが悪くなる。このため、仕上げの要件が与えられると、その切削に関する最高速度がセットされる。しかし、速度制限内であっても、急に加速すると、表面に傷跡がつくことになる。このため、切削部分に沿った位置に応じた速度の変化率に制約が課せられることになる。これらの制約内において、できるだけ速く移動して、切削時間を最短にし、停止または極めて緩慢な動きによって生じる余分な切り溝を回避することが所望される。これら複数の制約は、本書に解説の新しいシステムによって取り扱うことが可能である。最高切削速度ジェット・パラメータと共に、さまざまな材料に関する切削指標を利用して、ジェットがかろうじて材料の切削をやり遂げる最高速度の計算が行われる。結果得られる表面仕上げには、１のクォリティが割り当てられる。かろうじて切削をやり遂げた材料の上半分の表面仕上げは、下半分よりもはるかに優れている。ジェットが２倍の厚さの工作物の切削をやり遂げることができるように、速度を落とすと、表面仕上げははるかに向上する。この仕上げには、２のクォリティが割り当てられる。材料の厚さの５倍を超える切削に十分な低速で動かしても、仕上げはあまり向上しない。従って、５のクォリティが可能性のある最高の仕上げとみなされる。この規則によれば、１未満の仕上げは、部品の部分的切削を意味することになる。例えば、．１は、装飾またはその他の目的で、部品にラインを彫るために利用される。０の仕上げは、無切削を意味し、これは、切削を伴わない移動に関するジェット・オフ状態を表すために用いられる。クォリティＱの切削を行う間の最高移動速度Ｕは、下記によって得られる：Ｕ＝（ＫＮＭ／ＱＨ）^1.15 （１）ここで、Ｕ＝横移動速度Ｈ＝材料の厚さＫＮＭ＝研摩ジェットの強さと材料の切削指標で決まる定数遅れ曲線の形状、及び、材料の切削が約２０度の出口角で停止するという観測結果を考慮すると、上記式（１）で計算される切削速度の関数としての遅れに関する式は、次のように表すことができる：Ｌ＝．１８２^*（Ｈ^2*Ｕ^.87）／ＫＮＭ（２）ここで、Ｌ＝遅れ距離Ｈ＝材料の厚さＵ＝横移動速度ＫＮＭ＝研摩ジェットの強さと材料の切削指標で決まる定数上記式（２）を利用して、表１のステップ３において選択された最終仕上げのクォリティ値、材料の厚さ、及び、ジェットの強さと材料の切削指標に基づいて表から選択された定数から、式（１）で計算された直線での切削速度Ｕにおける遅れＬの計算が行われる。コーナ及び湾曲部ジェットが湾曲部を横切るか、あるいは、鋭角のコーナを仕上げる場合、遅れによって、材料の底部における出口点が材料の上部における入口点より上にこなくなるので、真のラインの追従にエラーを生じることになる。このエラーが図７及び８に示されている。横移動速度が低下するにつれて、遅れ及び関連するエラーが減少する。問題は、どれほどのエラーが切削表面について選択されたクォリティ・レベルと一致するかということである。直線の切削においてジェットが横方向に急激に移動すると、遅れ量が約１０％になることが観測されている。湾曲部及びコーナにおける許容可能なエラーは、表４に基づいて、この観測結果と一致するように選択される。ここで、表中、Ｌは式２を用いて直線切削に関して計算された遅れである。図７及び８に示す許容されるエラー４６または４８が上記表４から採用されると、コーナまたは湾曲部に関する最大許容可能遅れ４５（Ｌ_M）は、次のように計算することが可能である。方向が角度Ａだけ変化する鋭角のコーナの場合、最大許容可能遅れＬ_Mは、上記表４に示すエラー限界Ｅから下記のように計算される：Ｌ_M＝Ｅ／ｓｉｎＡ（３）半径Ｒの円弧の場合、最大許容可能遅れＬ_Mは、上記表４に示すエラー限界Ｅから下記のように計算される：Ｌ_M＝（（Ｒ＋Ｅ）²−Ｒ²）^.5 （４）この最大許容可能遅れを利用して、該システムは、最高速度Ｕ_Mを下記のように計算する：Ｕ_M＝（Ｌ_M ^*ＫＮＭ／．１８２Ｈ²）１．１５（５）速度変化限界発明者の観測によれば、所望のクォリティに基づく速度限界を超えない場合でも、この速度限界までの加速が大きいと、部品に望ましくない傷跡を生じることになる。制限要素は、曲線に沿った距離に応じた遅れ長の変化率ｄＬ／ｄＳである。実験によって明らかになったところでは、ｄＬ／ｄＳが１．０の場合、直線切削における切削部分に傷跡がつく。値を．１まで下げると、こうした傷跡はつかなくなり、値を．０１まで下げても、悪影響はない。この低下した値を用いて、鋭角のコーナを低速で切削した後の加速率に制限を加えると、テールが偏倚して切削する意図のない材料に食い込むことが阻止される。．１の曲線に沿った距離に応じた遅れ長の最大変化率ｄＬ／ｄＳを用いて、角材料及び工具構成毎に、下記のように最大空間加速の計算が行われる：ｄＶ／ｄＳ＝（ＫＮＭ^*Ｕ^.13／６．３２Ｈ²）ｄＬ／ｄＳ図５（Ｂ）及び５（Ｃ）に関連して解説のように、この最大加速を用いて、計算中の速度が制限される。

Claims

【特許請求の範囲】１．モータ用駆動回路を備えた少なくとも１つのモータによって駆動される物体の所望の軌道が得られるようにし、始点においてゼロ速度で始まり、終点においてゼロ速度で終わる該軌道の各部分に関連した所望の値を供給するための方法において、（ａ）各インクレメントが、ゼロ、正のインクレメント、負のインクレメントの１つである、モータに関する一連のインクレメンタル・モータ・コマンドとして、所望の軌道を指定するステップと、（ｂ）各モータ・コマンド毎に、モータ・コマンドによって指定された軌道の一部に関する関連値を指定するステップと、（ｃ）一連のコマンドとその関連値全体をメモリに記憶するステップと、（ｄ）各モータ・コマンドをモータ駆動回路に送り、指定の関連値を供給するステップから構成される、供給方法。２．前記関連値が、モータ・コマンドによって指定された軌道の一部における所望の速度を表すことを特徴とする、請求項１に記載の供給方法。３．さらに、（ａ）一連のモータ・コマンドがモータ駆動回路に送られる際、各対をなす順次モータ・コマンドの送信間に遅延を生じさせるステップから構成されることと、遅延量が、２つのモータ・コマンドの一方に関連した値から導き出されることと、そのモータ・コマンドと遅延の組み合わせによって、物体を所望の速度にする命令がモータに与えられることを特徴とする、請求項２に記載の供給方法。４．前記関連値が、関連するモータ・コマンドの送信と隣接モータ・コマンドの送信との間における所望の時間遅延を表す値として指定されることを特徴とする、請求項３に記載の供給方法。５．各時間遅延値が、所望の時間遅延を実現するために待つことになるタイマの刻時数として指定されることを特徴とする、請求項４に記載の供給方法。６．前記値が、別の情報源から製造プロセスの要素に対する制御を指定する情報を読み取るように指示するフラグであることを特徴とする、請求項１に記載の供給方法。７．前記物体がジェットであることと、前記値がジェット圧を指定することを特徴とする、請求項１に記載の供給方法。８．前記物体が回転する工具ヘッドであることと、前記値が回転速度を指定することを特徴とする、請求項１に記載の供給方法。９．モータ用駆動回路を備えた少なくとも１つのモータによって駆動される物体の、始点においてゼロ速度で始まり、終点においてゼロ速度で終わる軌道における加速及びジャークに制御を加えるための方法において、（ａ）一連の１つ以上のセグメントとして軌道を指定するステップと、（ｂ）各セグメント毎に、加速またはジャークに関する制限を考慮して、関連する速度仕様を計算するステップと、（ｃ）軌道全体にわたって指定されたセグメント及び関連する速度仕様をメモリに記憶するステップと、（ｄ）メモリから指定のセグメント及び関連する速度仕様を検索するステップと、（ｅ）駆動回路に命じて、各セグメント毎に指定の動作を指定の速度で実施させるステップから構成される、制御方法。１０．モータ用駆動回路を備えた少なくとも１つのモータによって駆動される物体の、始点においてゼロ速度で始まり、終点においてゼロ速度で終わる軌道における命じられた位置と実際の位置との間における遅れを制御するための方法において、（ａ）各セグメント毎に速度コマンドを備えた、一連の１つ以上の動作コマンドとして軌道を指定するステップと、（ｂ）各セグメント毎に、命じられた位置と実際の位置の間において可能性のある関連する遅れを計算し、速度コマンドに調整を加えて、遅れを減少させるステップと、（ｃ）指定の動作コマンドと関連する速度コマンドをメモリに記憶するステップと、（ｄ）メモリから指定の動作コマンドと関連する速度コマンドを検索するステップと、（ｅ）駆動回路に命じて、各セグメント毎に指定の動作を命じられた速度で実施させるステップから構成される、制御方法。１１．モータ用駆動回路を備えた少なくとも１つのモータによって駆動される物体の動作を制御するための方法において、（ａ）一連の動作コマンドを指定して、物体にとって所望の動作を実施させるステップと、（ｂ）１つ以上の動作コマンドの実行時に受けることになる可能性のある、物体の動作に対する抵抗力を予測するステップと、（ｃ）駆動回路に対して一連の動作コマンドを供給し、駆動回路に結合された力コマンド解釈回路に対して、１つ以上の動作コマンドと共に、予測される抵抗力に基づく力コマンドを供給するステップから構成される、制御方法。１２．所望の軌道における工作機械の操作によって所望のクォリティの結果が得られるように、工具動作制御コマンドを決定するための方法において、（ａ）所望の軌道を一連の１つ以上のセグメント仕様として記述するステップと、（ｂ）セグメント仕様に関して、そのセグメントにとって所望のクォリティの結果を表した関連値を指定するステップと、（ｃ）セグメント仕様と関連値をメモリに記憶するステップと、（ｄ）関連値を利用して、工作機械に与えられる動作制御コマンドを決定し、速度または加速に調整を加えて、所望のクォリティの結果が得られるようにするステップから構成される、決定方法。１３．工作機械がジェット切削工具であり、所望の質が結果得られる切削表面の均一性であることを特徴とする、請求項１２に記載の決定方法。１４．ジェットの横方向の急激な移動を制限して、結果得られる切削表面の所望の均一性が保たれるようにするため、速度調整が行われることを特徴とする、請求項１３に記載の決定方法。１５．ジェットが湾曲部またはコーナを横切る際の遅れエラーを制限して、結果得られる切削表面の所望の均一性が保たれるようにするため、速度調整が行われることを特徴とする、請求項１３に記載の決定方法。１６．結果得られる切削表面の所望の均一性が保たれるようにするため、加速制限が行われることを特徴とする、請求項１３に記載の決定方法。１７．（ａ）出力ポートを備えたコンピュータと、（ｂ）コンピュータの出力ポートに結合された入力ポート、及び、電流出力ポートを備えた力コマンド解釈回路と、（ｃ）電流出力ポートに結合された工作機械の動作を起動するモータから構成される、工作機械の動作を制御するためのシステム。