(57)【要約】【課題】機械にショックを発生させず、振動の発生を簡単に防止できるパステーブル運転機能を備えた数値制御装置を提供する。【解決手段】テーブル形式データに、基準値と軸位置との対応と共に、前記基準値に対応する制御軸の速度と、加速度を設定しておく。この速度と、加速度とに基づいて、基準値に対応する軸位置の軸移動経路を４次関数または５次関数によって求める。求めた軸移動経路に、沿って制御軸を駆動制御する。４次関数または５次関数で軸移動経路を求めたときは、加加速度（加速度の変化量）も連続的となり、加加速度に不連続が発生しないので、機械にショックや振動を発生させない。【選択図】図４
2007304714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間あるいは主軸位置を基準値とし、該基準値に制御軸の軸位置を対応させて設定したテーブル形式データを記憶手段に記憶しておき、該記憶手段に記憶されたテーブル形式データに基づいて前記軸を駆動制御する数値制御装置において、
前記記憶手段には、前記テーブル形式データとして設定された前記基準値と軸位置との対応と共に、前記基準値に対応する軸位置における制御軸の速度と加速度が設定記憶され、
前記テーブル形式データとして記憶された前記基準値での軸位置と速度と加速度により、２つの基準値間の軸位置を、前記基準値を変数とする４次または５次関数により接続する軸移動経路を算出する手段と、該軸移動経路を算出する手段で算出された軸移動経路に沿って前記制御軸を駆動制御する手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置。
【請求項２】
時間あるいは主軸位置を基準値とし、該基準値に制御軸の軸位置を対応させて設定したテーブル形式データを記憶手段に記憶しておき、該記憶手段に記憶されたテーブル形式データに基づいて前記軸を駆動制御する数値制御装置において、
前記記憶手段には、前記テーブル形式データとして設定された前記基準値と軸位置との対応と共に、１次から５次までの接続関数を指定する接続パターンと、該接続パターンに対応して前記基準値に対応する軸位置における制御軸の速度と加速度とが設定記憶され、
前記テーブル形式データとして記憶された前記基準値での軸位置と、設定接続パターンと、該設定接続パターンに応じて設定された制御軸の速度及び加速度とに基づいて、２つの基準値間の軸位置を、前記基準値を変数とする設定接続パターンの関数により接続する軸移動経路を算出する手段と、該軸移動経路を算出する手段で算出された軸移動経路に沿って前記制御軸を駆動制御する手段とを備えたことを特徴とする数値制御装置。
【請求項３】
前記４次及び５次の関数は、前記少なくとも２つの移動の接続点での軸位置の加速度の変化量を連続して変化させる関数であることを特徴とする請求項１または請求項２に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、工作機械や産業機械を制御する数値制御装置に関し、特に、テーブル形式で記憶されたデータに基づいて工作機械や産業機械の各制御軸を駆動制御する数値制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＣプログラムのブロックによる指令ではなく、時間又は主軸等のマスタ軸の回転角度等を基準とした基準位置（基準値）の各値に対する各制御軸の位置を数値制御データとしてテーブル形式で記憶しておき、該テーブルに記憶されたデータに基づいて工作機械の制御軸の各軸を駆動制御する、いわゆるパステーブル運転機能を備えた数値制御装置はすでに公知である（特許文献１、２参照）。
【０００３】
図１は、このパステーブル運転の一例の概要図である。この例では、Ｘ軸パステーブルＴｘ、Ｙ軸パステーブルＴｙを備えている。これらのパステーブルＴｘ、Ｔｙは基準位置（基準値）に対応する制御軸のＸ軸、Ｙ軸の位置が記憶されているものであり、Ｘ軸パステーブルＴｘには基準位置（基準値）に対してＸ軸の位置が対応して記憶されて、Ｙ軸パステーブルＴｙにはＹ軸の位置が基準位置（基準値）に対して記憶されている。
【０００４】
主軸などのマスタ軸となる軸の回転に伴って発生するパルスや外部パルス発生部からの時間を基準とする基準パルスがカウンタ１に入力され計数される。このカウンタ１の計数値にオーバライド手段に設定されている倍率が乗算器２で乗じられ基準位置カウンタ３に格納され、この基準位置カウンタ３のカウント値が基準位置とされる。この基準位置カウンタ３は、パステーブル運転が指令された時点でリセットとされる。基準位置カウンタ３の値が基準位置としてＸ，Ｙ軸パステーブル補間処理部４ｘ，４ｙに入力される。Ｘ軸，Ｙ軸パステーブル補間処理部４ｘ，４ｙでは、Ｘ軸パステーブルＴｘ、Ｙ軸パステーブルＴｙを参照して基準位置に対するＸ，Ｙ軸の指令位置を求め、処理周期での移動量を求め、該移動量を指令として各サーボモータ５ｘ，５ｙに出力し、Ｘ，Ｙ軸を基準位置に合わせて同期運転する。
【０００５】
以上のように、パステーブル運転では、パステーブルＴｘ、Ｔｙに記憶された基準位置に対する軸位置のデータに基づいて、基準位置に同期してＸ、Ｙ軸のサーボモータ５ｘ，５ｙを制御することによって工作機械等が制御されるものである。
【０００６】
又、上述した特許文献２には、さらに、パステーブルに設定記憶された軸位置間の接続を２次関数接続や３次関数接続することができる発明が記載されている。パステーブルに始点位置、終点位置での速度を設定しておき、該速度と始点と終点の基準軸位置と制御軸の位置で、予め設定されている２次関数、又は３次関数に基づいて各制御軸の位置を求めて制御軸を駆動制御することによって、速度を連続的に変化させて滑らかな工具等の移動を可能にした発明が記載されている。
【０００７】
また、パステーブルでのパスを４次あるいは５次の高次関数の多項式で指令する方式も公知になっている（非特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−１７７６０４号公報
【特許文献２】特開２００３−３０３０５号公報
【非特許文献１】「SINUMERIK 840D/840Di/810D Programming guide Advanced(PGA)-                      11.02 Edition」Siemens AG 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
最近の数値制御工作機械においては、さらに滑らかで高速な加工が要求されている。そのためには、パステーブル運転においても、工作機械の振動を防ぎながら、さらに高速移動させる必要がある。上述した特許文献２に記載された、２次関数接続、３次関数接続においては、２つの移動の接続点で加速度の変化量（加加速度）が不連続になるという問題がある。加速度は力に相当するので、加加速度が不連続になると、力が急激に変化することになり、機械にショックを与え、機械的な振動を引き起こし、加工に悪影響を与える結果となる。
【００１０】
図１３はパステーブル運転において、２つのパス（軸移動経路）を１次関数として接続したときのＸ軸の例を示している。基準位置Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに対してＸ軸位置がＸａ，Ｘｂ，Ｘｃと設定され、その位置間のパス（軸移動経路）を１次関数の直線で接続した場合の例である。この場合、パス（軸移動経路）が変わるとき、即ち基準位置ＬｂのＸ軸の位置がＸｂの点で、速度が変更されることになり、速度及び加速度が不連続に変化することになる。
【００１１】
また、図１４は、２つの移動を３次関数接続したときの例で、位置は３次関数で変化し、基準位置Ｌｂで速度、加速度は連続的に変化するが、加速度の変化（加加速度）が不連続となる。２つの移動を２次関数接続した場合は加速度も不連続となる。
【００１２】
機械的な振動を抑えながら高速に運転するためには、加速度（力）が連続的に変化し、すなわち、加加速度（力の変化量）が連続的に変化させることが必要となるが、従来のパステーブル運転においては、２つの移動を接続した場合、加速度を連続的に変化させることができても、加加速度を連続的に変化させることはできなかった。
【００１３】
また、上述した非特許文献１に記載されたものは、パスに対して４次あるいは５次の高次関数の多項式を設定しなければならず、高次関数の多項式の設定が難しいという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、機械的ショックや振動発生を防止するパステーブル運転機能を備えた数値制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
時間あるいは主軸位置を基準値とし、該基準値に制御軸の軸位置を対応させて設定したテーブル形式データを記憶手段に記憶しておき、該記憶手段に記憶されたテーブル形式データに基づいて前記軸を駆動制御する数値制御装置において、請求項１に係る発明は、前記記憶手段に、前記テーブル形式データとして設定された前記基準値と軸位置との対応と共に、前記基準値に対応する軸位置における制御軸の速度と加速度を設定し、前記テーブル形式データとして記憶された前記基準値での軸位置と速度と加速度により、２つの基準値間の軸位置を、前記基準値を変数とする４次または５次関数により接続する軸移動経路を算出する手段と、該軸移動経路を算出する手段で算出された軸移動経路に沿って前記制御軸を駆動制御する手段と設けることによって、接続点で機械にショックを与えず、機械の振動発生を抑えた制御軸の駆動制御ができるようにした。
【００１６】
また、請求項２に係る発明は、前記記憶手段に、前記テーブル形式データとして設定された前記基準値と軸位置との対応と共に、１次から５次までの接続関数を指定する接続パターンと、該接続パターンに対応して前記基準値に対応する軸位置における制御軸の速度と加速度とを設定記憶させておき、前記テーブル形式データとして記憶された前記基準値での軸位置と、設定接続パターンと、該設定接続パターンに応じて設定された制御軸の速度及び加速度とに基づいて、２つの基準値間の軸位置を、前記基準値を変数とする設定接続パターンの関数により接続する軸移動経路を算出する手段と、該軸移動経路を算出する手段で算出された軸移動経路に沿って前記制御軸を駆動制御する手段とを設けることによって、指令位置間の接続パターンを選択できるようにして、必要なときには、４次、５次の接続関数のパターンを選択してパステーブル運転を可能にした。また、請求項３に係る発明は、前記４次及び５次の関数として、少なくとも２つの移動の接続点での加速度の変化量を連続して変化させる関数であるものとした。
【発明の効果】
【００１７】
２つの移動の接続点で加速度の変化（加加速度）に不連続が生じないようにすることができるので、機械にショックを与えず、機械的振動の発生も防止できる。しかも、従来のパステーブル運転と比較し、追加する情報が、基準値に対して軸の速度や加速度を設定するだけでよくパステーブルの作成が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に説明する。  
本発明によるテーブル形式データの運転も、図１に示したパステーブル運転と同一の構成によって行われるものであり、従来と相違する点は、Ｘ、Ｙ軸パステーブルＴｘ，Ｔｙに記憶されるデータの内容と、Ｘ、Ｙ軸パステーブル補間処理部４ｘ、４ｙの内容が従来と相違するものである。
【００１９】
図２は、本実施形態におけるＸ軸パステーブルで指定した基準位置（基準値）に対するＸ軸位置を示すグラフである。基準位置カウンタ３で示される基準位置（基準値）Ｌ１〜Ｌ６に対してＸ軸位置Ｘ１〜Ｘ６が設定されている例を示している。  
また、図３は、この図２に示したグラフに対応したＸ軸パステーブルＴｘに設定された制御データを示すものである。このテーブルＴｘには、基準位置（基準値）、指令位置、接続パターン、速度、加速度を設定するように構成され、基準位置０、Ｌ１〜Ｌ６に対してＸ軸の指令位置Ｘ０，Ｘ１〜Ｘ６が設定されている。また基準位置に設定された−１は、このパステーブル運転を終了する指令である。また、各パス（軸移動経路）の接続点（基準位置Ｌ１〜Ｌ６）では、接続パターンを指令する０〜６のコードが設定されるようになっている。さらに、この設定された接続パターンに応じて、速度Ｆ、加速度Ａが設定されるようになっている。
【００２０】
Ｙ軸パステーブルＴｙについても、このＸ軸パステーブルＴｘと同様に構成されるもので、指令位置にＹ軸位置が設定される点で相違するのみである。
【００２１】
図４は、接続パターンの説明図である。接続パターンを０と設定すれば、１次関数接続（直線接続）を指令することを意味し、接続パターンを１または２と設定すれば、２次関数接続、接続パターンを３設定すれば、３次関数接続、接続パターンを４または５と設定すれば、４次関数接続、接続パターンを６と設定すれば、５次関数接続を意味する。
【００２２】
接続パターンを「０」と設定したときは、１次関数接続となり、この場合は、基準位置Ｌに対するＸ軸の指令位置ＸをＸ軸パステーブルＴｘに設定すればよい。図５は、この１次関数接続の説明図であり、基準位置Ｌ１，Ｌ２に対してＸ軸位置Ｘ１，Ｘ２が設定される。基準位置Ｌ１からＬ２までのＸ軸の軸移動経路は次の（１）式によって求められ、また、速度Ｆは基準位置Ｌ１，Ｌ２とＸ軸位置Ｘ１，Ｘ２によって次の（２）式により自動的に求められる。よって、１次関数接続が選択された場合には、パス（軸移動経路）の始点（前のパスの終点）と終点の位置を設定するだけでよい。
【００２３】
【数１】
2007304714.tif 000003
この１次関数接続の場合は、図５に示すように、このパス（軸移動経路）の間、速度Ｆは一定となり、次のパス（軸移動経路）で１次関数接続を接続した場合、速度に不連続が生じることになる。もちろん、加速度は連続とならない。
【００２４】
接続パターンを「１」または「２」と設定したときは、２次関数接続となり、この場合は始点と終点の位置を設定し、接続パターンを「１」と設定したときは始点の位置（前のパスの終点位置）における速度を、接続パターンを「２」と設定したときは当該パスの終点の位置における速度を設定する。
【００２５】
図６は、この２次関数接続の説明図であり、基準位置Ｌ１，Ｌ２に対してＸ軸位置Ｘ１，Ｘ２が設定され、この始点（基準位置Ｌ１、Ｘ軸位置Ｘ１）の速度Ｆ１か終点（基準位置Ｌ２、Ｘ軸位置Ｘ２）の速度Ｆ２設定される。
【００２６】
この２次関数接続のパス（軸移動経路）の速度Ｆ、位置Ｘは次の（３）式、（４）式で求められる。
【００２７】
【数２】
2007304714.tif 000004
また、接続パターン「１」で始点の速度Ｆ１を設定したときは、Ｌ＝Ｌ２、Ｘ＝Ｘ２の条件より、（４）式を用いて、終点の速度Ｆ２は次の（５）式より求められる。
【００２８】
【数３】
2007304714.tif 000005
同様に接続パターン「２」で終点の速度Ｆ２を設定したときも始点の速度Ｆ１は自動的に求められる。  
よって、接続パターンを「１」または「２」で２次関数接続を選択したときは、始点、終点のＸ軸位置と始点または終点の位置におけるいずれかの速度（Ｆ１かＦ２）を設定すれば、上述した（３）〜（５）等によって、基準位置Ｌに対するＸ軸位置、及び速度が求められることになる。
【００２９】
この２次関数接続の場合は、図６に示すように、加速度Ａが一定である。そのため次のパス（軸移動経路）で１次あるいは２次関数接続を指令した場合、その接続点では、加速度Ａの不連続が発生し、力が不連続に変化することになり、機械にショックを与える場合が生じる。
【００３０】
接続パターンを「３」と設定したときは、３次関数接続となり、この場合は始点と終点の位置Ｘ１，Ｘ２と、始点及び終点の位置における速度Ｆ１，Ｆ２を設定する。
【００３１】
図７は、この３次関数接続の説明図であり、基準位置Ｌ１，Ｌ２に対してＸ軸位置Ｘ１，Ｘ２が設定され、この始点（基準位置Ｌ１、Ｘ軸位置Ｘ１）の速度Ｆ１、終点（基準位置Ｌ２、Ｘ軸位置Ｘ２）の速度Ｆ２が設定される。
【００３２】
この３次関数接続のパス（軸移動経路）の加速度Ａ、速度Ｆ、位置Ｘは次の（６）式、（７）式、（８）式で求められる。
【００３３】
【数４】
2007304714.tif 000006
そして、Ｌ＝Ｌ２のとき、Ｆ＝Ｆ２，Ｘ＝Ｘ２の境界条件を、（７）式、（８）式に代入し、始点加速度Ａ１、終点の加速度Ａ２が次の（９）式、（１０）式で示されるように自動的に求められる。
【００３４】
【数５】
2007304714.tif 000007
よって、接続パターンを「３」で３次関数接続を選択したときは、始点、終点のＸ軸位置（Ｘ１，Ｘ２）と始点または終点の位置における速度（Ｆ１、Ｆ２）を設定すれば、上述した（６）〜（１０）等によって、基準位置Ｌに対するＸ軸位置Ｘ、及び速度Ｆ、加速度Ａが求められることになる。
【００３５】
この３次関数接続の場合は、図７に示すように、速度Ｆ、加速度Ａは連続的に変化する。したがって、次のパス（軸移動経路）で３次関数接続を指令した場合、その接続点で速度、加速度は連続的に変化するが、加速度の変化である加加速度が不連続となる。加加速度が不連続となることは、力が不連続となることを意味し、機械にショックを与える可能性がある。
【００３６】
接続パターンを「４」または「５」と設定したときは、４次関数接続となり、この場合は始点と終点の位置Ｘ１，Ｘ２と、始点及び終点の位置における速度Ｆ１，Ｆ２及び接続パターンを「４」であれば、始点の加速度Ａ１、接続パターンを「５」であれば、終点の加速度Ａ２を設定することになる。
【００３７】
図８は、この４次関数接続の説明図であり、基準位置Ｌ１，Ｌ２に対してＸ軸位置Ｘ１，Ｘ２が設定され、この始点（基準位置Ｌ１、Ｘ軸位置Ｘ１）の速度Ｆ１、終点（基準位置Ｌ２、Ｘ軸位置Ｘ２）の速度Ｆ２が設定される。また、接続パターンを「４」で、始点の加速度Ａ１が設定されたとすると、
この４次関数接続のパス（軸移動経路）の加加速度Ｂ、加速度Ａ、速度Ｆ、位置Ｘは次の（１１）式、（１２）式、（１３）式、（１４）式で求められる。
【００３８】
【数６】
2007304714.tif 000008
そして、Ｌ＝Ｌ２のとき、Ｆ＝Ｆ２，Ｘ＝Ｘ２の境界条件により、始点加加速度Ｂ１、終点の加加速度Ｂ２が次の（１５）式、（１６）式で示されるように自動的に求められ、これによって、Ｘ軸の位置Ｘは一義的に求められる。なお、接続パターンを「５」で指定し、終点の加速度Ａ２を設定したときも同様にしてＸ軸の位置Ｘを求める曲線式は自動的に求められる。
【００３９】
【数７】
2007304714.tif 000009
よって、接続パターンを「４」または「５」に設定し、４次関数接続を選択したときは、始点、終点のＸ軸位置（Ｘ１，Ｘ２）と速度（Ｆ１、Ｆ２）を、始点か終点かの加速度（Ａ１かＡ２）を設定すれば、上述した（１１）〜（１６）によって、基準位置Ｌに対するＸ軸位置Ｘを求めることができるものである。
【００４０】
この４次関数接続の場合は、図８に示すように、速度Ｆ、加速度Ａ、加加速度Ｂは連続的に変化する。したがって、終点の加速度を指令した４次関数接続と始点の加減速を指令した４次関数を連続して指令した場合、パス（軸移動経路）が変わる接続点で加加速度が不連続となることはなく連続した加加速度の変化となり、力が連続して変化し機械にショックを与えることはない。ただし、加速度は始点か終点かのいずれかに設定するものであるから、加速度が設定されないパス（軸移動経路）の接続点で加加速度の不連続が発生する場合がある。この問題は、次の５次関数接続を指定すれば解消するものである。
【００４１】
接続パターンを「６」と設定し、５次関数接続を選択した場合は、始点と終点の位置Ｘ１，Ｘ２、速度Ｆ１，Ｆ２及び加速度Ａ１，Ａ２を設定することになる。
【００４２】
図９は、この５次関数接続の説明図であり、始点、終点となる基準位置Ｌ１，Ｌ２に対してＸ軸位置Ｘ１，Ｘ２、速度Ｆ１，Ｆ２、加速度Ａ１，Ａ２が設定される。
【００４３】
この５次関数接続におけるパス（軸移動経路）の加加速度の変化量Ｃ、加加速度Ｂ、加速度Ａ、速度Ｆ、位置Ｘの曲線式は次の（１７）式〜（２１）式で求められる。
【００４４】
【数８】
2007304714.tif 000010
そして、Ｌ＝Ｌ２のとき、Ａ＝Ａ２，Ｆ＝Ｆ２，Ｘ＝Ｘ２の境界条件により、始点、終点の加加速度の変化量Ｃ１，Ｃ２、始点加加速度Ｂ１が次の（２２）式、（２３）式、（２４）式で示されるように自動的に求められ、これによって、Ｘ軸の位置Ｘの曲線は一義的に求められる。
【００４５】
【数９】
2007304714.tif 000011
よって、接続パターンを「６」に設定し、５次関数接続を選択したときは、始点、終点のＸ軸位置（Ｘ１，Ｘ２）、速度（Ｆ１、Ｆ２）及び加速度（Ａ１、Ａ２）を設定すれば、上述した（１７）式〜（２４）式によって、基準位置Ｌに対するＸ軸位置Ｘを求めることができるものである。
【００４６】
この５次関数接続の場合は、図９に示すように、加加速度Ｂは連続的に変化する。したがって、次のパス（軸移動経路）も５次関数接続を指令した場合、その接続点で速度、加速度、加加速度が連続して変化することになり、力が連続して変化し機械にショックを与えることはない。
【００４７】
図１０は、４次関数接続を指定した２つのパス（軸移動経路）の位置、速度、加速度、加加速度曲線を表す図である。この図１０に示された例では、基準位置Ｌａ〜Ｌｂのパスでは、終点（基準位置Ｌｂ）の加速度が指定され、基準位置Ｌｂ〜Ｌｃのパス（軸移動経路）では始点（基準位置Ｌｂ）の加速度が指定されている場合を示している。  
【００４８】
以上のように、例えば１次関数接続パスと１次関数接続パスとで３つの指令位置間を接続した場合、その接続点で速度に不連続が生じる。２次関数接続パスと２次関数接続パスとで３つの指令位置間を接続した場合、その接続点で加速度に不連続が生じる。３次関数接続パスと３次関数接続パスとで３つの指令位置間を接続した場合、その接続点で加加速度に不連続が生じる。４次関数接続パスと４次関数接続パスとで３つの指令位置間を接続した場合、その接続点で加加速度は連続的に変化する。５次関数接続パスと５次関数接続パスとで３つの指令位置間を接続した場合、加加速度の変化量にも不連続は発生せず、連続的に滑らかに変化させることができる。
【００４９】
図１１は、本発明の一実施形態の数値制御装置の要部ブロック図である。ＣＰＵ１１は数値制御装置１０を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを、バス２０を介して読み出し、該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。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ及び表示器／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が格納される。ＣＭＯＳメモリ１４は図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置１０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。ＣＭＯＳメモリ１４中には、インターフェイス１５を介して読み込まれた加工プログラムや表示器／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工プログラム等が記憶される。さらに、前述したＸ軸、Ｙ軸のパステーブルＴｘ，Ｔｙのようなパステーブルが予め格納されている。
【００５０】
インターフェイス１５は、数値制御装置１０と外部機器との接続を可能とするものである。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は、数値制御装置１０に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械の補助装置にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、工作機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。
【００５１】
表示器／ＭＤＩユニット７０はＣＲＴや液晶等で構成されるディスプレイや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１８は表示器／ＭＤＩユニット７０のキーボードからの指令，データを受けてＣＰＵ１１に渡す。インターフェイス１９は操作盤７１に接続され、操作盤７１からの各種指令を受け取るようになっている。
【００５２】
各軸の軸制御回路３０、３１、３２はＣＰＵ１１からの各軸の移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０、４１、４２に出力する。サーボアンプ４０、４１、４２はこの指令を受けて、各軸のサーボモータ５ｘ、５ｙ、５ｚを駆動する。各軸のサーボモータ５ｘ、５ｙ、５ｚは位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置、速度フィードバック信号を軸制御回路３０、３１、３２にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図１１では、位置・速度のフィードバックについては省略している。
【００５３】
また、スピンドル制御回路６０は主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はスピンドル速度信号を受けて、主軸を駆動する主軸モータ６２を指令された回転速度で回転させる。ポジションコーダ６３は、主軸の回転に同期して帰還パルス及び１回転信号をスピンドル制御回路６０にフィードバックし、速度制御を行う。この帰還パルス及び１回転信号は、スピンドル制御回路６０を介してＣＰＵ１１によって読み取られる。この帰還パルスを基準位置（基準値）として利用するときには、ＲＡＭ１３に設けられたカウンタ（図１におけるカウンタ１）で計数される。また、主軸の指令パルスを基準パルスとして用いてもよい。
【００５４】
図１２は、この実施形態におけるパステーブル運転時の数値制御装置１０のＣＰＵ１１がＸ軸パステーブル補間処理（図１におけるＸ軸パステーブル補間処理）として実施する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。  
数値制御装置のＣＰＵ１１は、パステーブル運転指令がプログラム等より入力されると、図１２に示す処理を所定周期毎実行する。  
まず、基準位置の更新処理を実行する。前周期で求めた基準位置Ｌiに前周期間での基準位置の移動量（基準パルスにオーバライド値を乗じて得られる基準位置の変化量）εＬを加算して、当該周期における基準位置Ｌi+1を求める（ステップＳ１）。
【００５５】
Ｘ軸パステーブルＴｘをサーチして現在の基準位置Ｌi+1に一番近い該基準位置Ｌi+1より小さい設定基準位置と、該設定基準位置と共に設定されているデータのＸ軸位置、速度、加速度を読み出す（ステップＳ２）。この読み出した設定基準位置をＬａ、Ｘ軸位置をＸａ、速度をＦａ、加速度をＡａとする。なお、この設定基準位置Ｌａ、Ｘ軸位置Ｘａは、当該周期におけるパス（軸移動経路）の始点位置を意味する。  
次に、現在の基準位置Ｌi+1に一番近い、該基準位置Ｌi+1より大きい設定基準位置と該設定基準位置と共に設定されているデータのＸ軸位置、接続パターン、速度、加速度を読み出す（ステップＳ３）。この読み出した設定基準位置をＬｂ、Ｘ軸位置をＸｂ、接続パターンをＰｂ、速度をＦｂ、加速度をＡｂとする。この設定基準位置Ｌｂ、Ｘ軸位置Ｘｂは、当該周期におけるパス（軸移動経路）の終点位置を意味する。なお、基準位置Ｌi+1より大きい設定基準位置がパステーブルに設定されていないときには、このパステーブルに記憶されている最後のデータ（図３の例では「−１」が設定されている）を設定基準位置Ｌｂとして記憶する。
【００５６】
次にステップＳ３で読み出した設定基準位置Ｌｂが０以下か判断する（ステップＳ４）。前述したようにパステーブルの最後の基準位置には「−１」が設定されているから、このデータ「−１」が読み込まれている場合には、このパステーブル運転は終了を意味するので、このＸ軸パステーブル補間処理はこのまま終了する。
【００５７】
設定基準位置Ｌｂが０より大きいと、ステップＳ３で読み出した接続パターンＰｂの値を調べる。接続パターンＰｂの値が４より小さく、０，１，２，３の場合には、従来の方法によってＸ軸の指令位置Ｘi+1を求める（ステップＳ１１）。  
即ち、接続パターンＰｂが「０」のときには、Ｘ軸パステーブルＴｘより読み出した設定基準位置Ｌａ，Ｌｂ、Ｘ位置Ｘａ，Ｘｂ及びステップＳ１で求めた基準位置Ｌi+1と前述した（１）式でＸ軸位置Ｘi+1を求める。なお、Ｌ１＝Ｌａ，Ｌ２＝Ｌｂ，Ｘ１＝Ｘａ，Ｘ２＝Ｘｂ，Ｌ＝Ｌi+1として（１）式よりＸ軸位置Ｘi+1を求める。
【００５８】
また、接続パターンＰｂが「１」または「２」のときには、Ｘ軸パステーブルＴｘより読み出した設定基準位置Ｌａ，Ｌｂ、Ｘ位置Ｘａ，Ｘｂ、速度ＦａまたはＦｂ及びステップＳ１で求めた基準位置Ｌi+1と、前述した（４）式によって、Ｘ軸位置Ｘi+1を求める。なお、Ｌ１＝Ｌａ，Ｌ２＝Ｌｂ，Ｘ１＝Ｘａ，Ｘ２＝Ｘｂ，Ｆ１＝Ｆａ，Ｆ２＝Ｆｂ，Ｌ＝Ｌi+1として（４）式よりＸ軸位置Ｘi+1を求める。
【００５９】
接続パターンＰｂが「３」のときには、Ｘ軸パステーブルＴｘより読み出した設定基準位置Ｌａ，Ｌｂ、Ｘ位置Ｘａ，Ｘｂ、速度Ｆａ、Ｆｂを、Ｌａ＝Ｌ１，Ｌｂ＝Ｌ２，Ｘ１＝Ｘａ，Ｘ２＝Ｘｂ，Ｆ１＝Ｆａ，Ｆ２＝Ｆｂとし、ステップＳ１で求めた基準位置Ｌi+1を（８）式のＬとして（８）式より、Ｘ軸位置Ｘi+1を求める。
【００６０】
そして、ステップＳ９に移行し、求めたＸ軸位置Ｘi+1から前周期で求められたＸ軸位置Ｘｉを減じてＸ軸移動増分εＸを求めて、Ｘ軸の軸制御回路３０に移動指令として出力し、基準位置Ｌi+1をＬiとし、Ｘ軸位置Ｘi+1をＸiとして、基準位置と軸位置を更新し、当該周期の処理を終了する。
【００６１】
また、Ｘ軸の軸制御回路３０は、ＣＰＵ１１から送られてきたこの移動指令εＸと、位置・速度検出器からフィードバックされる位置フィードバック量、速度フィードバック値に基づいて、位置、速度ループ制御を行いＸ軸サーボモータ５ｘを、サーボアンプ４０を介して駆動制御する。
【００６２】
一方、ステップＳ５で、接続パターンＰｂが４以上と判断された場合は、該接続パターンＰｂが４または５であるときには（ステップＳ６）、まず、Ｘ軸パステーブルＴｘより読み出した設定基準位置Ｌａ，Ｌｂ、Ｘ位置Ｘａ，Ｘｂ、速度Ｆａ、Ｆｂ及加速度Ａａ（または加速度Ａｂ）と前述した（１５）式、（１６）式によってパラメータの加加速度Ｂ１，Ｂ２を求める（ステップＳ７）。なお、（１５）式、（１６）式におけるＬ１，Ｌ２，Ｘ１，Ｘ２，Ｆ１，Ｆ２，Ａ１をそれぞれＬａ，Ｌｂ，Ｘａ，Ｘｂ，Ｆａ、Ｆｂ，Ａａとして加加速度Ｂ１，Ｂ２を求める。
【００６３】
求めた加加速度Ｂ１，Ｂ２と、設定基準位置Ｌａ（＝Ｌ１），Ｌｂ（＝Ｌ２）、Ｘ位置Ｘａ（＝Ｘ１），Ｘｂ（＝Ｘ２）、速度Ｆａ（＝Ｆ１）、Ｆｂ（＝Ｆ２）及加速度Ａａ（＝Ａ１）及びステップＳ１で求めた基準位置Ｌi+1（＝Ｌ）により、前記（１４）式の演算を行うことによって、４次関数接続によるＸ軸指令位置Ｘi+1を求める（ステップＳ８）。
【００６４】
その後ステップＳ９に移行し、前述したように、Ｘ軸移動増分εＸを求め、基準位置、Ｘ軸位置の更新を行い（ステップＳ１０）、当該周期の処理を終了する。
【００６５】
また、ステップＳ６で接続パターンＰｂが６であり、５次関数接続が指定されているときには、まずパラメータの加加速度Ｂ１、加加速度の変化量Ｃ１，Ｃ２を、Ｘ軸パステーブルＴｘより読み出した設定基準位置Ｌａ，Ｌｂ、Ｘ位置Ｘａ，Ｘｂ、速度Ｆａ、Ｆｂ、加速度Ａａ及び加速度Ａｂと前述した（２２）式、（２３）式（２４）式によって求める（ステップＳ１２）。そして、求めた加加速度Ｂ１、加加速度の変化量Ｃ１，Ｃ２と、設定基準位置Ｌａ，Ｌｂ、Ｘ位置Ｘａ，Ｘｂ、速度Ｆａ、Ｆｂ及び加速度Ａａ、Ａｂ及び基準位置Ｌi+1と（２１）式によって、５次関数接続によるＸ軸指令位置Ｘi+1を求める（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１２，Ｓ１３の処理の場合も、（２１）式〜（２４）式におけるＬ１，Ｌ２，Ｘ１，Ｘ２，Ｆ１，Ｆ２，Ａ１，Ａ２，ＬをそれぞれＬａ，Ｌｂ，Ｘａ，Ｘｂ，Ｆａ、Ｆｂ，Ａａ，Ａｂ，Ｌi+1として（２１）式〜（２４）式の演算を行って５次関数接続によるＸ軸指令位置Ｘi+1を求める。
【００６６】
その後、前述したステップＳ９、Ｓ１０の処理を行って当該周期のＸ軸テーブル補間処理は終了する。
【００６７】
以上の処理を補間周期毎行い、ステップＳ４で、読み出した基準位置Ｌｂが０以下の場合、この実施形態の場合「−１」であるときは、このパステーブル運転は終了する。
【００６８】
例えば、図３に示すようなＸ軸パステーブルＴｘが設定されているとすると、このＸ軸パステーブルＴｘには、図２のグラフで示されるように、基準位置０，Ｌ１〜Ｌ６に対してＸ軸位置Ｘ０〜Ｘ６が設定され、基準位置０〜Ｌ１の間のＸ軸位置Ｘ０〜Ｘ１間は１次関数接続として基準位置Ｌ１に対応して接続パターンに「０」が設定されている。基準位置Ｌ１〜Ｌ２の間のＸ軸位置Ｘ１〜Ｘ２間は２次関数接続として基準位置Ｌ２に対応して接続パターンに「２」が設定され、Ｘ軸速度としてＸ軸位置Ｘ２での速度（位置Ｘ１〜Ｘ２間のパスの終点速度）Ｆ２が設定されている。基準位置Ｌ２〜Ｌ３の間のＸ軸位置Ｘ２〜Ｘ３間は３次関数接続として基準位置Ｌ３に対応して接続パターンに「３」が設定され、Ｘ軸速度としてＸ軸位置Ｘ３での速度（位置Ｘ２〜Ｘ３間のパスの終点速度）Ｆ３が設定されている。
【００６９】
また、基準位置Ｌ３〜Ｌ４の間のＸ軸位置Ｘ３〜Ｘ４間は４次関数接続として基準位置Ｌ４に対応して接続パターンに「５」が設定され、速度としてＸ軸位置Ｘ４での速度（位置Ｘ３〜Ｘ４間のパスの終点速度）Ｆ４が設定され、加速度としてＸ軸位置Ｘ４での加速度（位置Ｘ３〜Ｘ４間のパスの終点加速度）Ａ４が設定されている。基準位置Ｌ４〜Ｌ５の間のＸ軸位置Ｘ４〜Ｘ５間は５次関数接続として基準位置Ｌ５に対応して接続パターンに「６」が設定され、速度としてＸ軸位置Ｘ５での速度（位置Ｘ４〜Ｘ５間のパスの終点速度）Ｆ５が設定され、加速度としてＸ軸位置Ｘ５での加速度（位置Ｘ４〜Ｘ５間のパスの終点加速度）Ａ５が設定されている。基準位置Ｌ５〜Ｌ６の間のＸ軸位置Ｘ５〜Ｘ６間は１次関数接続として接続パターンに「０」が設定されている。
【００７０】
なお、接続パターンとして２次関数接続の「１」を設定した場合、及び３次、４次、５次の関数接続の「３」、「４」、「５」、「６」を設定した場合、始点の速度を必要とするから、始点に対応する基準位置に対してその基準位置におけるＸ軸の速度を設定しておく必要がある。図３の例で基準位置Ｌ２で接続パターンを「１」と設定した場合には、基準位置Ｌ１に対して速度Ｆ１を設定しておく必要がある。
【００７１】
また、接続パターンを「４」、「６」を設定する場合には、同様に始点に対応する基準位置に対してその基準位置におけるＸ軸の加速度を設定しておく必要がある。図３の例で基準位置Ｌ４で接続パターンを「４」と設定した場合には、基準位置Ｌ３に対して加速度Ａ３を設定しておく必要がある。
【００７２】
以上のようにして、図３に示すＸ軸パステーブルＴｘが設定されていたとすると、ステップＳ１で求めた基準位置Ｌi+1が、０と設定基準位置Ｌ１間では、ステップＳ２でＬａ＝０，Ｘａ＝Ｘ０として読み出され、ステップＳ３でＬｂ＝Ｌ１，Ｘｂ＝Ｘ１，Ｐｂ＝０が読み出されることから、ステップＳ１１で、（１）式の１次関数によりＸ軸指令位置Ｘi+1 が求められることになる。  
また、基準位置Ｌi+1が設定基準位置Ｌ１とＬ２の間では、ステップＳ２でＬａ＝Ｌ１，Ｘａ＝Ｘ１として読み出され、ステップＳ３でＬｂ＝Ｌ２，Ｘｂ＝Ｘ２，Ｐｂ＝２，Ｆｂ＝Ｆ２が読み出されることから、ステップＳ１１で、（４）式の２次関数によりＸ軸指令位置Ｘi+1 が求められることになる。
【００７３】
基準位置Ｌi+1が設定基準位置Ｌ２とＬ３の間では、ステップＳ２でＬａ＝Ｌ２，Ｘａ＝Ｘ２，Ｆａ＝Ｆ２として読み出され、ステップＳ３でＬｂ＝Ｌ３，Ｘｂ＝Ｘ３，Ｐｂ＝３，Ｆｂ＝Ｆ３が読み出されることから、ステップＳ１１で、（８）式の３次関数によりＸ軸指令位置Ｘi+1 が求められることになる。  
基準位置Ｌi+1が設定基準位置Ｌ３とＬ４の間では、ステップＳ２でＬａ＝Ｌ３，Ｘａ＝Ｘ３，Ｆａ＝Ｆ３として読み出され、ステップＳ３でＬｂ＝Ｌ４，Ｘｂ＝Ｘ４，Ｐｂ＝５，Ｆｂ＝Ｆ４，Ａｂ＝Ａ４が読み出されることから、ステップＳ８で、（１４）式の４次関数によりＸ軸指令位置Ｘi+1 が求められることになる。
【００７４】
基準位置Ｌi+1が設定基準位置Ｌ４とＬ５の間では、ステップＳ２でＬａ＝Ｌ４，Ｘａ＝Ｘ４，Ｆａ＝Ｆ４，Ａａ＝Ａ４として読み出され、ステップＳ３でＬｂ＝Ｌ５，Ｘｂ＝Ｘ５，Ｐｂ＝６，Ｆｂ＝Ｆ５，Ａｂ＝Ａ５が読み出されることから、ステップＳ１３で、（２１）式の５次関数によりＸ軸指令位置Ｘi+1 が求められることになる。  
基準位置Ｌi+1が設定基準位置Ｌ５とＬ６の間では、ステップＳ２でＬａ＝Ｌ５，Ｘａ＝Ｘ５，Ｆａ＝Ｆ５，Ａａ＝Ａ５として読み出され、ステップＳ３でＬｂ＝Ｌ６，Ｘｂ＝Ｘ６，Ｐｂ＝０が読み出されることから、ステップＳ１１で、（１）式の１次関数によりＸ軸指令位置Ｘi+1 が求められることになる。
【００７５】
本発明は、パステーブル運転において、時間・主軸位置などの基準位置に対する軸位置、速度、さらに加速度の指令をも可能にし、それらの指令データに基づき、指令した２点間を４次あるいは５次の高次関数で接続して指令した接続点で、加加速度の連続したより滑らかで高速な軸移動を実現させるものである。また、４次あるいは５次の高次関数で接続する場合でも、多項式を指令するのではなく、基準位置に対する軸位置、速度、加速度の指令のため、プログラムの作成が容易となるものである。
【００７６】
なお、上述した実施形態では、接続パターンをバステーブルに設定しておき、その設定された接続パターンの関数によってパス（軸移動経路）を求めるようにしたが、この接続パターンを設定することなく、各指令位置間は全て４次関数接続または５次関数接続としておき、４次関数接続の場合には、基準位置に対する指令位置と速度、加速度を設定したパステーブルに設定し、かつ（１４）〜（１６）式を設定しておきこの式による演算を行って、指令位置間のパス（軸移動経路）を求める。図１２で示す処理では、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３の処理を必要としないものとなる。  
また、５次関数接続とするときには、基準位置に対する指令位置と速度、加速度を設定したパステーブルに設定し、かつ（２１）〜（２４）式を設定しておきこの式による演算を行って、指令位置間のパス（軸移動経路）を求めるようにすればよい。図１２で示す処理では、ステップＳ５〜Ｓ８，Ｓ１１の処理を必要としないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来及び本発明が実行するテーブル形式データによる運転の一例の概要図である。
【図２】本発明の一実施形態でのＸ軸パステーブル運転による基準位置に対する設定Ｘ軸位置の例を示すグラフである。
【図３】同実施形態での図２のグラフ表示に対応するＸ軸パステーブルの例である。
【図４】同実施形態における接続パターンの説明図である。
【図５】１次関数接続の説明図である。
【図６】２次関数接続の説明図である。
【図７】３次関数接続の説明図である。
【図８】４次関数接続の説明図である。
【図９】５次関数接続の説明図である。
【図１０】４次関数接続による２つのパスの接続の説明図である。
【図１１】同実施形態の数値制御装置の要部ブロック図である。
【図１２】同実施形態におけるＸ軸パステーブル補間処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１３】１次関数接続の場合に速度に不連続が生じることの説明図である。
【図１４】３次関数接続の場合に加加速度に不連続が生じることの説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  数値制御装置
２  乗算器
５ｘ  Ｘ軸サーボモータ
５ｙ  Ｙ軸サーボモータ
５ｚ  Ｚ軸サーボモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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