JPS62105203A - 数値制御装置における補間方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）　　本発明の技術分野 この発明は、たとえば工作機械あるいは工業ロボット等
に対して適用される数値制御装置における補間方法にか
かるもので、特に、３軸制御を必要とする傾いた円弧、
あるいは数式で表わせないような曲線を滑らかに補間す
るようにした数値制御装置における補間方法に関するも
のである。

（ｂ）従来の技術 従来のＮＣ工作機械、あるいは工業用ロボットに適用さ
れる数値制御装置における補間方法は、たとえばＸ軸お
よびＹ軸の２つの軸について補間する場合、補間したい
形状を関数式Ｙ＝ｆ（Ｘ）を解くことにより、補間すべ
き曲線上の座標値を求め、一定のパルス列を各軸に分配
する方法によってなされている。

（Ｃ）　　従来技術の問題点 上述する従来の数値制御装置における補間方法によれば
、直線補間、２軸の円弧補間、あるいはある数式によっ
て表わされる曲線補間については補間可能であるものの
、たとえば、円弧補間の場合にあっても３軸制御を必要
とする傾いた円弧を補間しようとする場合、そのために
新しく３軸円弧補間計算装置が必要となるため余り実用
化されていなかった。さらに、数式で表わさね６ない自
由曲線の場合は、全く補間の手段がなく、あらかじめ４
算により円弧または直線Ｉこ分解して、その分解式にも
とづいて近似的に補間する以外方法がなく、Ｖｌ的とす
゛る滑らかな曲線補間を行うことが困難であった。さら
にまた、４軸のワイヤノｙツｈ制御装置にみられるよう
に、Ｘ１Ｙ、２軸をＭ線補間し、Ｕ、Ｖ、２軸を円弧補
間しようとすると２組の補間の間で同期がとれないため
、この場合についても直線に分解するより方法がなかっ
た。

（ｄ）　　本発明の技術的課題 そこで、この発明は、」ユ述する従来の数値制御装置に
おける補間方法にみられる欠点を解消するべくなされた
ものであり、補間しようとする各軸の変位をあるパラメ
ータの関数として設定しておき、それに従って各軸側々
にパルス列を発生させる。その際、別個に用意されたり
［１・・ｊりにより各軸間の同期をとる補間方法である
。すなわち１、：の発明では、２軸を制御する場合には
、あらかじめ設定されるパラメータを加えた３軸にＪ′
す、３軸を制御する場合に（Ｊ、該バラメークを加えた
。１軸により補間し、それぞれの実駆動軸について、そ
れぞれ独立して前記パラメータとの間の２軸補間を実行
させ、任意曲線の補間あるいは多軸間の同期をきること
を可能をする数値制御におけろ補間方法を提供すること
にある、。

（ｅ）　　本発明の技術的手段 この発明は、上述する目的を達成するにあｔ−って、具
体的には、仮想パラメータとして時間軸（↑）を設定し
、制御するべき複数の制御軸（Ｘ）、（Ｙ）、〈２）・
・・に対し、該各制御軸毎に前記時間軸（ｔ）との間の
補間式を、Ｘ＝Ｆｘ（ｔ）、Ｙ＝Ｆｙ（ｔ）、２＝Ｆｚ
（ｔ）・・・により導びき、前記各制御軸毎にそれぞれ
関数発生器を設け、あらかじめ設定された時間間隔で各
制御軸を制御して軸間の同期をとるようにしたことを特
徴とする数値制御装置（ごおける補間方法である。

（ｆ）本発明の作用 この発明は、上述するような技術的手段により、１種類
の関数発生装置により、たとえば３軸円錐曲線などの数
式で表わされる曲線だけでなく、数式で表わすことので
きない曲線についても、これらを滑らかに補間制御する
ことができる。その態様を第１図および第２図に示す。

第１図に示される２点（Ｐｏ、　Ｐ、＞間を滑らかに補
間するとき、第２図に示すような速度曲線が求められる
。

第２図において、Ｉｏ、Ｊｏ、Ｋ。は、第１図における
点Ｐ。の方向余弦であり、Ｉ、、Ｊ、、Ｉぐ、は、点Ｐ
、の方向余弦である。Ｘ軸についての速度関数ｘ＝ｌ’
ｘ（ｔ）は、始点ｃｔｏ、　ｉｏ）、終点（ｔ、、　　
１．）であることから、その移動距離は、ｆｔ、　ｆｘ
（ｔ）ｄｔにより決定される。Ｙ軸についての速度関数
ｙ＝ｆｙ（ｔ）は、始点（ｔｏ、　Ｊｏ）、終点（ｔ＋
、　Ｊ、）であることから、その移動距離は、ｆ：　ｆ
ｙ（ｔ）ｄｔにより決定される。Ｚ軸についての速度関
数ｚ＝ｆｚ（ｔ）は、始点ｎｏ、　Ｋｏ）、終点（ｔ，
、Ｋ、）であることから、その移動距離は、Ｉｓ　ｆｚ
（ｔ）ｄｔにより決定されろものである。

（ｇ）実施例の説明 この発明に成る数値制御装置における補間方法について
、これをＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸フライス盤制御装
置に応用し、円錐曲線の補間を行う場合について、第３
図に示すブロック線図にもとづいて説明する。第３図に
示すブロック線図において、ＮＣ指令データ（ｔ）が、
ＮＣコント１コーラ（２）に入力される。＠ＸａＮＣコ
ン（−ローラ（２）の出力は、コントロールデータとし
て、各制御軸毎に設けであるＸ軸関数発生器（３）、Ｙ
軸関数発生器（４）、Ｚ軸関数発生器（５）にそれぞれ
入力される。一方、同時に前記ＮＣコン１−ローラ（２
）の出力は、別個に設けたクロックパルス発ＩＨ器（ｆ
３）に入力する。前記各軸関数発生器（３）、（４）お
よび（５）の出力と、前記クロックパルス発振！（６）
の出力は、前記各軸関数発生器（３）、（４）および（
５）に関連してそれぞれにもうけであるＸ軸ノ１ウンタ
ー（７）、Ｙ軸カウンター（８）およびＺ軸カウンター
（９）に入力される。前記各軸関数発生器（３）、（４
）および（５）は、速度関数　Ａ　＋　Ｂ　を斗Ｃｓ１
ｎ（Ｄｔ＋　Ｅ）、　ｔ＝　Ｏ〜ｌ　、に従って、パル
ス間隔の補数をカウンターに送る。上述する式において
、常数Ａ、Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥは、可変数であり、ＮＣ
コントローラにより指定される。前記カウンターでは、
各軸関数発生器から送られてきた数値を、前記クロック
パルス発振器からのクロックパルスに応じてインクリメ
ントし、オーバーフローのときパルスをモーター制御器
（ｔ０）、（Ｉｔ）。

（ｔ２）に送り、次のデータを前記各軸関数発生器より
受取るようになっている。前記ＮＣコントローラ（２）
は、入力されるＮＣ指令データ（ｔ）に応じて、上記速
度関数の常数を各軸ごとに求め、各軸関数発生器に送る
とともにクロックパルス発振器の周波数も制御している
。

（ｈｌ）本発明の効果 この発明は、上述する具体的な構成において、簡単な関
数発生装置により、任意の自由曲線を滑らかに補間する
ことができる。また、ＮＣ指令データは、座標値と方向
余弦の指定で十分であるから、ＮＣ指令データの作成コ
ストお、よび情報伝達コストを大幅に削減することがで
き１、二の種の数値制＠装置においてきわめで有利なも
のであるといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、３軸空間における始点Ｐ。から終点Ｐ１まで
の補間曲線の態様を例示的に示す座標図、第２図Ａ−Ｃ
は、第１図における始点Ｐ０から終点Ｐ１までを滑らか
に補間するときの速度曲線を示す座標図、 第３図は、３軸フライス盤制御装置に対する適用例を示
すブロック線図である。 （ｔ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＮＣ指令
データ（２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｎ
Ｃコントローラ（３）〜（５）・・・・・・・・・関数
発生器（６）・・・・・・・・・・・・・・・・・・ク
ロックパルス発振器（７）〜（９）・・・・・・・・・
カウンター（ｌＯ）〜（ｔ２）・・・・・・・・・モー
タ制御器特許出願人　株式会社協和ノ１ムエンジニアリ
ング代理人新　実　健　部（外１名） 第２図 ・　　Ｑ ＋　１　ｉ 寸−１１−す：″″

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 仮想パラメータとして時間軸（ｔ）を設定し、制御する
   べき複数の制御軸（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）・・・に対し
   、該各制御軸毎に前記時間軸（ｔ）との間の補間式を、
   Ｘ＝Ｆｘ（ｔ）、Ｙ＝Ｆｙ（ｔ）、Ｚ＝Ｆｚ（ｔ）・・
   ・により導びき、前記各制御軸毎にそれぞれ関数発生器
   を設け、あらかじめ設定された時間間隔で各制御軸を制
   御して軸間の同期をとるようにしたことを特徴とする数
   値制御装置における補間方法。