(57)【要約】【課題】加工プログラムを分析して精度を重視した加工か速度を重視した加工かを判定し、許容速度差を変更することが可能な数値制御装置を提供する。【解決手段】数値制御装置１００は、判定部１１０、コーナ減速制御部１２０を有する。判定部１１０は、加工プログラムを分析して、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定する。コーナ減速制御部１２０は、コーナ前後のブロック間の切削送り速度の速度差と、予め定められた許容速度差と、に基づいてコーナ減速制御を実施する。このときコーナ減速制御部１２０は、判定部１１０の判定結果に応じて許容速度差を変動させる。【選択図】図７
2018084918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーナ前後のブロック間の切削送り速度の速度差と、予め定められた許容速度差と、に基づいてコーナ減速制御を実施するコーナ減速制御部を有する数値制御装置であって、
前記数値制御装置は、
加工プログラムを分析して、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定する判定部をさらに有し、
前記コーナ減速制御部は、前記判定部の判定結果に応じて前記許容速度差を変動させることを特徴とする
数値制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、コーナ前後のブロックのビームのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定することを特徴とする
請求項１記載の数値制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、コーナ前後のブロックのなす角度に基づいて、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定することを特徴とする
請求項１記載の数値制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、コーナ前後のブロックの指令値の差に基づいて、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定することを特徴とする
請求項１記載の数値制御装置。
【請求項５】
前記コーナ減速制御部は、前記判定部が速度を重視すべきと判定した場合には高速加工用の前記許容速度差を、精度を重視すべきと判定した場合には通常の前記許容速度差を使用して、前記コーナ減速制御を実施することを特徴とする
請求項１記載の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は数値制御装置に関し、特に加工内容に応じた減速が可能な数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
数値制御装置は、工具の移動方向が変化する点（コーナ）の前後において、切削送り速度を加減速する速度制御を行うことがある。この制御をコーナ減速という。コーナ減速により、工作機械に作用する衝撃や振動を防ぎ、加工精度を確保することができる。コーナでの切削送り速度が速すぎると、加工プログラムで指令された加工経路に対して、実際の工具の軌跡が内回りしてしまうため、加工精度が低下するのである。
【０００３】
特許文献１には、加工ブロック間のコーナ角度及び各軸の切削送り速度に応じて、コーナを加工する際の切削送り速度を減速するコーナ減速手法が開示されている。図１Ａに示すように、加工ブロックＮ１と加工ブロックＮ２とが、あるコーナ角度で接続する経路を加工する場合、数値制御装置は、コーナ前後におけるＸ軸及びＹ軸の速度差を計算する。もしＸ軸又はＹ軸の速度差が、予め定められたしきい値である許容速度差を超える場合、数値制御装置は、Ｘ軸及びＹ軸の速度差が許容速度差を超えることがないよう、コーナ減速制御を実施する。
【０００４】
例えば、図１Ｂに示すような加工経路においては、コーナ前後においてＹ軸の移動方向が反転するため、速度差が大きくなり、コーナ減速が発生しやすい。また、レーザ加工等の比較的高速な加工方法を用いる場合は、わずかな移動方向の変化によっても許容速度差を超える速度差が発生しやすく、コーナ減速も発生しやすい。
【０００５】
レーザ加工によれば、例えば、切削送りブロックにおいてビームのオン／オフを繰り返し指令することで、断続的な切断加工を高速に行うことができる。図２Ａ及び図２Ｂに、このような断続的な切断加工の一例を示す。図２Ａにおいて、加工経路の実線部は切削加工された部分、破線部は切削されていない部分を示している。図２Ｂの右図はこのような加工を行うための加工プログラム示している。図２Ｂの左図はこの加工プログラムの実行結果を示す模式図である。この加工プログラムでは、切削送りブロック（Ｇ０１等）が連続しており、レーザ指令条件のデューティ（Ｑ０／Ｑ１００）を変更することにより、ビームのオン／オフを切り替えている。
【０００６】
ここで、図３に示すような加工経路を同様にレーザ加工する場合を考える。この加工経路には、破線の円で示すコーナ部が存在する。このようなコーナ部においても、加工ブロック間のコーナ角度及び各軸の切削送り速度によっては、コーナ減速が発生する。図３の例でも用いられているレーザ加工は、ミリングなどの輪郭加工と比べて非常に高速であるため、コーナ角度がわずかであっても速度差が大きくなりやすく、コーナ減速が発生しがちである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０２−０７２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コーナ減速は、加工精度を重視した加工を行いたい場合には、必要かつ重要な制御である。一方、速度を重視した加工を行いたい場合には、コーナ減速が速度向上の妨げとなることがある。そこで従来は、速度重視加工の場合と精度重視加工の場合とで許容速度差のパラメータ設定をプログラム指令により変更するなどして、コーナ減速の発生条件をコントロールしていた。しかし、このような作業は手間がかかるものであった。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、加工プログラムを分析して精度を重視した加工か速度を重視した加工かを判定し、許容速度差を変更することが可能な数値制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施の形態にかかる数値制御装置は、コーナ前後のブロック間の切削送り速度の速度差と、予め定められた許容速度差と、に基づいてコーナ減速制御を実施するコーナ減速制御部を有する数値制御装置であって、前記数値制御装置は、加工プログラムを分析して、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定する判定部をさらに有し、前記コーナ減速制御部は、前記判定部の判定結果に応じて前記許容速度差を変動させることを特徴とする。
【００１１】
他の実施の形態にかかる数値制御装置では、前記判定部は、コーナ前後のブロックのビームのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいて、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定することを特徴とする。
【００１２】
他の実施の形態にかかる数値制御装置では、前記判定部は、コーナ前後のブロックのなす角度に基づいて、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定することを特徴とする。
【００１３】
他の実施の形態にかかる数値制御装置では、前記判定部は、コーナ前後のブロックの指令値の差に基づいて、精度重視又は速度重視のいずれの加工を行うべきかを判定することを特徴とする。
【００１４】
他の実施の形態にかかる数値制御装置では、前記コーナ減速制御部は、前記判定部が速度を重視すべきと判定した場合には高速加工用の前記許容速度差を、精度を重視すべきと判定した場合には通常の前記許容速度差を使用して、前記コーナ減速制御を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工プログラムを分析して精度を重視した加工か速度を重視した加工かを判定し、許容速度差を変更することが可能な数値制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】従来のコーナ減速制御手法の一例を示す図である。
【図１Ｂ】従来のコーナ減速制御手法の一例を示す図である。
【図２Ａ】レーザ加工の一例を示す図である。
【図２Ｂ】レーザ加工の一例を示す図である。
【図３】レーザ加工の一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００によるコーナ減速制御手法の一例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００によるコーナ減速制御手法の一例を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００によるコーナ減速制御手法の一例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００によるコーナ減速制御手法の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図７は、本発明の実施の形態にかかる数値制御装置１００の構成を示すブロック図である。数値制御装置１００は、判定部１１０、コーナ減速処理部１２０を有する。数値制御装置１００は、典型的には中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置及び入出力装置を備えた情報処理装置であり、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより判定部１１０及びコーナ減速処理部１２０を論理的に実現する。
【００１８】
判定部１１０は、加工プログラムを分析し、予め定められた条件に照らして、精度を重視した加工を行うべきか、速度を重視した加工を行うべきかを判定する処理を行う。
【００１９】
コーナ減速処理部１２０は、判定部１１０の判定結果に応じ、通常の許容速度差又は高速加工用の許容速度差を用いて、コーナ減速処理を実施の有無を決定する。また、決定結果に応じてコーナ減速処理を実行する。
【００２０】
＜実施例１＞
実施例１として、図４Ａ及び図４Ｂに示す経路を加工する場合の数値制御装置１００の動作について説明する。図４Ａ及び図４Ｂのいずれにおいても、数値制御装置１００は、切削送りブロック（Ｇ０１等）の途中においてビームを繰り返しオン／オフすることで、断続的な切断加工を行っている。
【００２１】
一般に、このような加工方法を採用する場合、ユーザは速度を重視した加工を所望していると考えられる。そこで判定部１１０は、コーナ前後のブロックがいずれも切削送りブロック（Ｇ０１等）であり、コーナ前後においてビームのオン／オフが切り替わっている場合は、このコーナでは高速加工を行うべきであると判定する（図４Ａ）。この場合、判定部１１０は、コーナ前後のブロックのなす角度θ（０°≦θ＜１８０°）を計算し、角度θが所定のしきい値を超えないかどうかをさらに判定し、超えない場合に限り高速加工を行うべきであると判定しても良い。
【００２２】
また、判定部１１０は、コーナ前後のブロックがいずれも切削送りブロック（Ｇ０１等）であり、コーナ前後においてビームがいずれもオフである場合は、このコーナでは高速加工を行うべきであると判定する（図４Ｂ）。なお、この場合はそもそも加工精度を無視できるため、上述の角度θによる判定は必ずしも実施しなくても良い。
【００２３】
コーナ減速処理部１２０は、判定部１１０が高速加工を行うべきであると判断した場合には、予め定められた高速加工用の許容速度差を用いてコーナ減速制御を行う。その他の場合には、通常の許容速度差を用いてコーナ減速処理を行う。高速加工用の許容速度差は、通常の許容速度差よりも大きな数値に設定されることが好ましい。すなわち、コーナ減速処理部１２０は、速度を重視した加工を行うべき場合には、コーナ減速制御の作動条件を自動的に変更する。これにより、過剰なコーナ減速による加工速度の低下を抑制することができる。
【００２４】
図６のフローチャートを用いて、実施例１における数値制御装置１００の動作を説明する。
Ｓ１：判定部１１０は、加工プログラムの中の連続する２つの加工ブロックを読み出す。典型的には、判定部１１０は、加工ブロックの実行中に、次に実行すべき加工ブロックを先読みする。
【００２５】
Ｓ２：判定部１１０は、Ｓ１で読み出した２つの加工ブロックがいずれも切削送りブロックであり、かつ一方の加工ブロックではビームオンであり、かつ他方の加工ブロックではビームオフであるか判定する（速度重視加工条件１）。つまり、２つの加工ブロックの指令がいずれも切削送り指令（Ｇ０１等）であり、一方の指令値Ｑ１＝０であり、他の方指令値Ｑ２＞０であるかを判定する。判定がＹＥＳ、すなわち速度重視加工条件１に合致する場合はＳ３に遷移する。その他の場合はＳ５に遷移する。
【００２６】
また、判定部１１０は、Ｓ１で読み出した２つの加工ブロックがいずれも切削送りブロック（Ｇ０１等）であり、かつ両方の加工ブロックがビームオフである場合についても、速度重視加工条件１に合致するものと判定して良い。
【００２７】
Ｓ３：判定部１１０は、Ｓ１で読み出した２つの加工ブロックの経路のなす角度θ（０°≦θ＜１８０°）を計算する。判定部１１０は、角度θが所定のしきい値τ（０°≦τ＜１８０°）を超えない、すなわちθ＜τであるか判定する（速度重視加工条件２）。判定がＹＥＳ、すなわちθ＜τであって速度重視加工条件２に合致する場合はＳ４に遷移する。その他の場合はＳ５に遷移する。
【００２８】
Ｓ４：コーナ減速処理部１２０は、予め定められた高速加工用の許容速度差を取得する。典型的には、図示しない記憶領域から高速加工用の許容速度差を読み出す。
【００２９】
Ｓ５：コーナ減速処理部１２０は、予め定められた通常の許容速度差を取得する。典型的には、図示しない記憶領域から通常の許容速度差を読み出す。
【００３０】
Ｓ６：コーナ減速処理部１２０は、Ｓ４又はＳ５で取得した許容速度差を用いてコーナ減速制御を行う。すなわち、コーナ減速処理部１２０は、Ｓ１で読み出した２つの加工ブロックの速度差を計算する。速度差は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向についてそれぞれ計算する。もしＸ軸方向又はＹ軸方向の速度差がＳ４又はＳ５で取得した許容速度差を超える場合、コーナ減速処理部１２０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の速度差が許容速度差を超えることがない速度になるまで、コーナ前後で工具を減速させる。
【００３１】
＜実施例２＞
実施例３として、図５Ａ及び図５Ｂに示す経路を加工する場合の数値制御装置１００の動作について説明する。図５Ａ及び図５Ｂはいずれも、切削送りブロック（Ｇ０１等）の指令値が隣接する加工ブロック間で異なる点に特徴がある。
【００３２】
図５Ａでは、２つ切削送りブロックが連続するが、送り速度がＦ２０００からＦ１５００に変化している。このような場合は、送り速度の変化に対応するため、コーナ速度を抑制することが望ましい。よって、判定部１１０は、このような場合は速度よりも精度を重視した加工を行うべきであると判定する。
【００３３】
図５Ｂも２つ切削送りブロックが連続する例である。左図のようにコーナ角度差θが比較的小さい（コーナ角度が比較的大きい）場合、判定部１１０は、速度を重視した加工を行うべきであると判定する。一方、右図のようにコーナ角度差θが比較的大きい（コーナ角度が比較的小さい）場合は、判定部１１０は、精度を重視した加工を行うべきであると判定する。この判定は、角度θを予め定められたしきい値τと比較することにより実施できる。
【００３４】
コーナ減速処理部１２０は、実施例１と同様に、判定部１１０が高速加工を行うべきであると判断した場合には高速加工用の許容速度差を、その他の場合には通常の許容速度差を用いてコーナ減速処理を行う。
【００３５】
図６のフローチャートを用いて、実施例２における数値制御装置１００の動作を説明する。
Ｓ１：判定部１１０は、加工プログラムの中の連続する２つの加工ブロックを読み出す。
【００３６】
Ｓ２：判定部１１０は、Ｓ１で読み出した２つの加工ブロックがいずれも切削送りブロックであり、かつ両者の指令値（速度Ｆなどの値）が異なっているか判定する（速度重視加工条件１）。つまり、２つの加工ブロックの指令がいずれも切削送り指令（Ｇ０１等）であり、両者の指令値がＦ１≠Ｆ２であるかを判定する。判定がＹＥＳ、すなわち速度重視加工条件１に合致する場合はＳ３に遷移する。その他の場合はＳ５に遷移する。
する。
【００３７】
Ｓ３：判定部１１０は、Ｓ１で読み出した２つの加工ブロックの経路のなす角度θ（０°≦θ＜１８０°）を計算する。判定部１１０は、角度θが所定のしきい値τ（０°≦τ＜１８０°）を超えない、すなわちθ＜τであるか判定する（速度重視加工条件２）。判定がＹＥＳ、すなわちθ＜τであって速度重視加工条件２に合致する場合はＳ４に遷移する。その他の場合はＳ５に遷移する。
【００３８】
Ｓ４：コーナ減速処理部１２０は、予め定められた高速加工用の許容速度差を取得する。典型的には、図示しない記憶領域から高速加工用の許容速度差を読み出す。
【００３９】
Ｓ５：コーナ減速処理部１２０は、予め定められた通常の許容速度差を取得する。典型的には、図示しない記憶領域から通常の許容速度差を読み出す。
【００４０】
Ｓ６：コーナ減速処理部１２０は、Ｓ４又はＳ５で取得した許容速度差を用いてコーナ減速制御を行う。
【００４１】
ここで、実施例２は、実施例１のように、レーザ加工に特有のビームのオン／オフ状態を判定に用いていない。したがって、レーザ加工に限らず、フライス加工、ウォータージェット加工をはじめとする切削加工に適用可能である。
【００４２】
これらの実施形態によれば、判定部１１０は、加工プログラムを分析することによってコーナを速度重視で加工すべきか、精度重視で加工すべきかを判定する。そしてコーナ減速処理部１２０が、判定部１１０の判定結果に応じて異なる許容速度差を用いてコーナ減速制御を行う。これにより、ユーザ加工の度に加工目的に応じて許容速度差を変更する必要がない。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【００４４】
例えば、上述の実施の形態では、速度重視加工条件１の判定（Ｓ２）及び速度重視加工条件２の判定（Ｓ３）を行ったが、これらの条件判定はいずれか一方のみ実行しても良い。あるいは、これらの条件判定の順序を入れ替えて実行しても良い。
【００４５】
また、上述の実施の形態で示した、速度重視加工条件１（Ｓ２）及び速度重視加工条件２（Ｓ３）の具体的判定手法はあくまで一例にすぎず、他の任意の判定手法で速度重視加工条件１（Ｓ２）又は速度重視加工条件２（Ｓ３）の判定を実施しても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１００  数値制御装置
１１０  判定部
１２０  コーナ減速処理部
【図１Ａ】
2018084918.tif 000003
【図１Ｂ】
2018084918.tif 000004
【図２Ａ】
2018084918.tif 000005
【図２Ｂ】
2018084918.tif 000006
【図３】
2018084918.tif 000007
【図４Ａ】
2018084918.tif 000008
【図４Ｂ】
2018084918.tif 000009
【図５Ａ】
2018084918.tif 000010
【図５Ｂ】
2018084918.tif 000011
【図６】
2018084918.tif 000012
【図７】
2018084918.tif 000013