JP2018120543A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べてより正確に加減速制御をすることができ、更にショックの低減とサイクルタイムの短縮を実現可能な制御装置を提供すること。【解決手段】駆動軸がサーボモータで制御される加工機を制御するために、プログラムの指令に基づいて前記駆動軸の移動指令を出力する数値制御装置であって、前記加工機内の直交座標系である機械座標系における加減速関連情報、及び、駆動軸座標系における加減速関連情報の双方を、駆動軸座標系の値に正規化することにより、前記機械座標系及び前記駆動軸座標系の双方における加減速の条件を満たすように、駆動軸の加減速を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動軸がサーボモータで制御される加工機を制御するために、プログラムの指令に基づいて駆動軸の移動指令を出力する数値制御装置に関する。

加工機を制御する数値制御装置等の制御装置において加減速制御をする際、従来は、駆動軸ごとの設定をもとに、駆動軸の座標値について加減速制御をおこなうことが一般的であった。

特許第３８３０４７５号公報

しかしながら、一部の機械構成においては、駆動軸の移動量・移動方向と加工機内の直交座標系における工具やワークの移動量・移動方向とが一致しているとは限らない。そのため、仮に駆動軸の座標系において加速度制御や加加速度制御を行ったとしても、加工機内の直交座標系における工具やワークに大きな加速度が掛かり、ショックが発生してしまう場合がある。以降、各駆動軸の座標値を表す座標系を「駆動軸座標系」と呼称し、加工機内の直交座標系を「機械座標系」と呼称する。

例えば、図１２Ａのように、コンパス状に組み合わされた二本の脚部Ｌ１，Ｌ１のうち、各々の足下部が、互いに反対方向に移動する駆動軸Ｘに回動可能に固定される一方で、二本の脚部Ｌ１，Ｌ１が互いに回動可能に接合する開閉部Ｌ２が、ワークＬ３を支持すると共に、足下部のＸ軸方向の移動により、Ｘ軸とは垂直なＹ軸方向に移動する機構を含む機械構成を想定する。このような機械構成の場合、物理軸座標系の座標値Ｘの速度や加速度が一定であったとしても、機械座標系におけるワークの座標値Ｙの速度や加速度は一定とはならない。そのため、駆動軸座標系において加速度制御を行ったとしても、機械座標系においては大きな加速度が発生している可能性があり、ショックが発生することとなる。あるいは、逆に、機械座標系において、不必要な減速をしている場合も考えられる。更に、座標値Ｙの加速度が最大になるケースを想定して、Ｘ軸方向の加速度制御の設定を行うため、サイクルタイムが長くなる要因となっていた。

この点、特許文献１に記載の技術においては、直交座標系（上記の機械座標系）における移動指令を、駆動軸座標系に変換した後、各駆動軸毎に設定された最大許容加速度等の許容値に基づいて駆動軸座標系において加減速制御しているため、直交座標系における加減速が、許容値以内に収まる保証はなかった。

そこで、本発明は、従来に比べて、より正確に加減速制御をすることができ、更に、ショックの低減とサイクルタイムの短縮を実現可能な制御装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る数値制御装置は、駆動軸がサーボモータで制御される加工機を制御するために、プログラムの指令に基づいて前記駆動軸の移動指令を出力する数値制御装置（例えば、後述の数値制御装置１）であって、前記加工機内の直交座標系である機械座標系における加減速関連情報、及び、駆動軸座標系における加減速関連情報の双方を、駆動軸座標系の値に正規化することにより、前記機械座標系及び前記駆動軸座標系の双方における加減速の条件を満たすように、駆動軸の加減速を制御する。

（２） 本発明に係る数値制御装置は、駆動軸がサーボモータで制御される加工機を制御するために、プログラムの指令に基づいて前記駆動軸の移動指令を出力する数値制御装置（例えば、後述の数値制御装置１）であって、前記加工機内の直交座標系である機械座標系における制御対象の位置と各直交軸の制御対象最大許容加速度関連情報に基づいて、前記機械座標系における制御対象の接線方向加速度関連情報である制御対象接線方向加速度関連情報を計算する、制御対象接線方向加速度計算部（例えば、後述の制御対象接線方向加速度計算部１１４）と、前記制御対象の位置と前記制御対象最大許容加速度関連情報に基づいて、前記直交座標系における制御対象の制限速度である制御対象制限速度を計算する、制御対象制限速度計算部（例えば、後述の制御対象制限速度計算部１１５）と、前記駆動軸の座標値を表わす座標系を駆動軸座標系として設定し、前記プログラムの指令に含まれる前記制御対象の位置・移動量を、前記駆動軸座標系における前記駆動軸の位置・移動量に変換する変換部（例えば、後述の変換部１１６）と、前記駆動軸の位置と各駆動軸の駆動軸最大許容加速度関連情報に基づいて、前記駆動軸の接線方向加速度関連情報である駆動軸接線方向加速度関連情報を計算する、駆動軸接線方向加速度計算部（例えば、後述の駆動軸接線方向加速度計算部１１７）と、前記駆動軸の位置と前記駆動軸最大許容加速度関連情報に基づいて、前記駆動軸の制限速度である駆動軸制限速度を計算する、駆動軸制限速度計算部（例えば、後述の駆動軸制限速度計算部１１８）と、前記制御対象接線方向加速度関連情報を駆動軸座標系での値に変換した加速度関連情報と前記駆動軸接線方向加速度関連情報に基づいて、減速目標速度計算で使用する接線方向加速度関連情報である最適接線方向加速度関連情報を計算する接線方向加速度計算部（例えば、後述の接線方向加速度計算部１１９）と、前記制御対象制限速度を駆動軸座標系での値に変換した速度と前記駆動軸制限速度に基づいて、前記減速目標速度計算で使用する制限速度である最適制限速度を計算する制限速度計算部（例えば、後述の制限速度計算部１２０）と、前記駆動軸の位置と前記最適接線方向加速度関連情報と前記最適制限速度に基づいて、減速目標速度を計算する減速目標速度計算部（例えば、後述の減速目標速度計算部１２１）と、前記減速目標速度に基づいて、前記駆動軸の加減速処理をする加減速処理部（例えば、後述の加減速処理部１２２）と、を備える。

（３） （２）の数値制御装置において、前記制御対象は複数存在し、前記制御対象接線方向加速度計算部（例えば、後述の制御対象接線方向加速度計算部１１４）は、各制御対象毎に接線方向加速度関連情報を計算し、前記制御対象制限速度計算部（例えば、後述の制御対象制限速度計算部１１５）は、各制御対象毎に制限速度を計算してもよい。

（４） （２）又は（３）の数値制御装置において、前記制御対象最大許容加速度関連情報、前記駆動軸最大許容加速度関連情報の各々は、速度、加速度、加加速度、及び、位置を時間で３回以上微分した物理量のうち、少なくとも１つ以上を含んでもよい。

（５） （２）又は（３）の数値制御装置において、前記制御対象接線方向加速度関連情報、前記駆動軸接線方向加速度関連情報、及び前記最適接線方向加速度関連情報の各々は、加速度、加加速度、及び、位置を時間で３回以上微分した物理量のうち、少なくとも１つ以上を含んでもよい。

（６） （２）〜（５）のいずれかの数値制御装置は、前記制御対象を動かす軸構成を反映する機械構成データを設定し、前記プログラムの指令と前記機械構成データとから、前記直交座標系における前記制御対象の座標値を計算する制御点座標系計算部（例えば、後述の制御点座標系計算部１１３）を更に備えてもよい。

本発明によれば、従来に比べて、より正確に加減速制御をすることができ、更に、ショックの低減とサイクルタイムの短縮を実現することができる。

本発明の実施形態に係る数値制御装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る数値制御装置のソフトウェア構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御点座標系計算部の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る制御点座標系計算部が機械構成木を生成する機械の構成例である。 本発明の実施形態に係る制御点座標系計算部が生成する機械構成木の例である。 本発明の実施形態に係る制御点座標系計算部が生成する機械構成木の例である。 本発明の実施形態に係る制御点座標系計算部による機械構成木の生成方法の説明図である。 本発明の実施形態に係る制御点座標系計算部が機械構成木を生成する機械の構成例と、それに対応する機械構成木との例である。 本発明の実施形態における、直交座標系での制御点の現在位置の説明図である。 本発明の実施形態における、接線方向加速度の算出方法を示す図である。 本発明の実施形態における数値制御装置の動作フローを説明する図である。 本発明の実施形態における数値制御装置の動作フローを説明する図である。 本発明の実施形態における数値制御装置の制御対象となる機械の構成例である。 本発明の実施形態における機械座標系と駆動軸座標系の関係式の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図１１Ｂを参照しながら詳述する。
〔１．数値制御装置のハードウェア構成〕
図１は、本発明の一実施形態の制御装置を構成する数値制御装置のハードウェア構成を示す概要ブロック図である。

数値制御装置１は、主として、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＣＭＯＳ１４、インタフェース１５、１８、１９、ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６、Ｉ／Ｏユニット１７、軸制御回路３０〜３４、サーボアンプ４０〜４４、スピンドル制御回路６０、スピンドルアンプ６１を備える。

ＣＰＵ１１は数値制御装置１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１の全体を制御する。ＲＯＭ１２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や自動運転のための処理を実施するための各種システムプログラムがあらかじめ書き込まれている。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。ＣＭＯＳメモリ１４中には、インタフェース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。

本発明を実行する加工プログラム等の各種加工プログラムは、インタフェース１５や表示器／ＭＤＩユニット７０を介して入力し、ＣＭＯＳメモリ１４に格納することができる。

インタフェース１５は、数値制御装置１とアダプタ等の外部機器７２との接続を可能とするものである。外部機器７２側からは加工プログラムや各種パラメータ等が読み込まれる。また、数値制御装置１内で編集した加工プログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。

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１に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械（加工機）の補助装置（例えば、工具交換用のロボットハンドといったアクチュエータ）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。

表示器／ＭＤＩユニット７０は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、インタフェース１８は表示器／ＭＤＩユニット７０のキーボードからの指令やデータを受けてＣＰＵ１１に渡す。インタフェース１９は、手動パルス発生器等を備えた操作盤７１に接続されている。

各軸の軸制御回路３０〜３４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４０〜４４に出力する。

サーボアンプ４０〜４４は、この指令を受けて、各軸のサーボモータ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３０〜３４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、ブロック図では、位置・速度のフィードバックについては省略している。

スピンドル制御回路６０は、工作機械への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、このスピンドル速度信号を受けて、工作機械のスピンドルモータ６２を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。

スピンドルモータ６２には、歯車あるいはベルト等でパルスエンコーダ６３が結合され、パルスエンコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはバス２０を経由してプロセッサ１１によって読み取られる。
前述の数値制御装置１のハードウェア構成は、一例であり、特に制限されない。

〔２．数値制御装置のソフトウェア構成〕
数値制御装置内部のソフトウェア処理により行う本発明特有の機能処理について説明する。本実施形態では、ソフトウェアの面から見たブロック構成から見ると、図２のように表わすことができる。すなわち、数値制御装置１は、指令解析部１１１と、第１補間部１１２と、制御点座標系計算部１１３と、制御対象接線方向加速度計算部１１４と、制御対象制限速度計算部１１５と、変換部１１６と、駆動軸接線方向加速度計算部１１７と、駆動軸制限速度計算部１１８と、接線方向加速度計算部１１９と、制限速度計算部１２０と、減速目標速度計算部１２１と、加減速処理部１２２と、第２補間部１２３と、サーボ制御部１２４と、接線方向加速度計算用メモリ１２５と、制限速度計算用メモリ１２６と、中間メモリ１２７とを備える。

なお、制御対象接線方向加速度計算部１１４の例として、ここでは工具接線方向加速度計算部１１４Ａと、ワーク接線方向加速度計算部１１４Ｂとを示すが、これには限られない。例えば、制御対象となる工作機械が、移動可能なカメラを備える場合には、数値制御装置１は、更にカメラ接線方向加速度計算部１１４Ｃ（図示せず）を備えることが可能である。
また、制御対象制限速度計算部１１５の例として、ここでは工具制限速度計算部１１５Ａとワーク制限速度計算部１１５Ｂとを示すが、これには限られない。例えば、上記と同様に、制御対象となる工作機械が、移動可能なカメラを備える場合には、数値制御装置１は、更にカメラ制限速度計算部１１５Ｃ（図示せず）を備えることが可能である。

指令解析部１１１は、機械座標系における指令プログラムを解析し、第１補間部１１２で使用しやすいデータに変換する。

第１補間部１１２は機械座標系における指令経路上の各指令軸上の点Ｐ_ｔ(ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，z_ｔ)を第１のサンプリング周期で補間計算する。ここで「ｔ」は第１補間部１１２での補間処理の番号であり、第１補間部１１２でのｔ回目の補間を示すもので、Ｐ_ｔ(ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ)は第１補間部１１２でのｔ回目の補間位置を表す。なお、通常の基本３軸Ｘ，Ｙ，Ｚと回転軸３軸Ａ，Ｂ，Ｃを持つ従来の加工機を制御する数値制御装置における補間と同様に、Ｐ_ｔをＰ_ｔ（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ，ａ_ｔ，ｂ_ｔ，ｃ_ｔ）とすることも可能であるが、説明の便宜上、ここでは基本３軸のみの座標とする。

制御点座標系計算部１１３は、第１補間部１１２で求められた補間点Ｐ_ｔ（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）に基づいて、例えば、以下で詳述する方法を用いて機械構成をグラフ化することにより、工具やワークを動かす軸構成を反映した機械構成データ１５０を生成すると共に、機械座標系における工具位置である制御点位置と、機械座標系におけるワーク位置である座標系原点位置を計算する。

工具接線方向加速度計算部１１４Ａは、工具について、接線方向加速度を計算し、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納する。同様に、ワーク接線方向加速度計算部１１４Ｂは、ワークについて、接線方向加速度を計算し、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納する。なお、接線方向加速度の計算方法については、以下で詳述する。

工具制限速度計算部１１５Ａは、工具について、最大許容速度、最大許容加速度、最大許容加加速度に基づいて制限速度を計算し、制限速度計算用メモリ１２６に格納する。同様に、ワーク制限速度計算部１１５Ｂは、ワークについて、最大許容速度、最大許容加速度、最大許容加加速度に基づいて制限速度を計算し、制限速度計算用メモリ１２６に格納する。なお、制限速度の計算方法については、以下で詳述する。

変換部１１６は、駆動軸毎の座標値を表わす座標系を駆動軸座標系として設定し、機械構成データ１５０を用いて、機械座標系における制御点位置・移動量及び座標系原点位置・移動量を、駆動軸座標系の位置・移動量に変換する。この際、変換部１１６は、双方の座標系での移動量の比を、接線方向加速度計算用メモリ１２５及び制限速度計算用メモリ１２６に格納する。

駆動軸接線方向加速度計算部１１７は、駆動軸の接線方向加速度を計算し、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納する。なお、接線方向加速度の計算方法については、以下で詳述する。

駆動軸制限速度計算部１１８は、駆動軸の最大許容速度、最大許容加速度、最大許容加加速度に基づいて、制限速度を計算し、制限速度計算用メモリ１２６に格納する。なお、制限速度の計算方法については、以下で詳述する。

接線方向加速度計算部１１９は、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納された、工具の接線方向加速度、ワークの接線方向加速度、及び駆動軸の接線方向加速度に基づいて、最適接線方向加速度を計算し、中間メモリ１２７に格納する。最適接線方向加速度は、以下で述べる減速目標速度計算で使用される接線方向加速度である。減速目標速度計算は駆動軸座標系において実行されるので、最適接線方向加速度も駆動軸座標系の量である。例えば、接線方向加速度計算部１１９は、工具の接線方向加速度とワークの接線方向加速度の各々に、変換部１１６による変換時に求めた移動量比を乗じて、駆動軸座標系の量に変換する。これらと駆動軸の接線方向加速度のうち、一番小さい速度を駆動軸座標系での接線方向加速度として採用することにより、機械座標系での工具及びワークの接線方向加速度と駆動軸座標系での駆動軸の接線方向加速度を、同時にそれぞれの許容最大加速度以下に抑えることが可能となる。

制限速度計算部１２０は、制限速度計算用メモリ１２６に格納された、工具の制限速度、ワークの制限速度、駆動軸の制限速度に基づいて、最適制限速度を計算し、中間メモリ１２７に格納する。最適制限速度は、以下で述べる減速目標速度計算で使用される制限速度である。減速目標速度計算は駆動軸座標系において実行されるので、最適制限速度も駆動軸座標系の量である。例えば、制限速度計算部１２０は、工具制限速度とワーク制限速度の各々に、変換部１１６による変換時に求めた移動量比を乗じて、駆動軸座標系の量に変換する。これらと駆動軸制限速度のうち、一番小さい速度を駆動軸座標系制限速度として採用することにより、機械座標系での工具及びワークの速度・加速度・加加速度と駆動軸座標系での駆動軸の速度・加速度・加加速度を、同時にそれぞれの最大許容速度・最大許容加速度・最大許容加加速度以下に抑えることが可能となる。

減速目標速度計算部１２１は、例えば、特許文献１に記載の周知の方法を用いることにより、最適制限速度と最適接線方向加速度から、目標とする減速結果としての速度を計算し、中間メモリ１２７に格納する。

加減速処理部１２２は、中間メモリ１２７に格納された減速目標速度に基づき、制御対象の速度が、減速目標速度を越えない最大の速度となるように、加減速制御を行う。更に、加減速処理部１２２は、例えば、特許文献１に記載の周知の方法を用いることにより、第２のサンプリング周期毎の移動量を計算し、第２補間部１２３に出力する。

第２補間部１２３は、例えば、特許文献１に記載の周知の方法を用いることにより、加減速処理部１２２からの出力と中間メモリ１２７から取り出したデータに基づき第２のサンプリング周期で補間を行う。更に、第２補間部１２３は、補間処理後の制御対象の駆動軸座標系における補間点を、サーボ制御部１２４に送信する。

サーボ制御部１２４は、第２補間部１２３から受信した補間点に基づいて、サーボ制御を実行する。

接線方向加速度計算用メモリ１２５は、工具接線方向加速度計算部１１４Ａが計算した工具接線方向加速度、ワーク接線方向加速度計算部１１４Ｂが計算したワーク接線方向加速度、駆動軸接線方向加速度計算部１１７が計算した駆動軸接線方向加速度を格納する。

制限速度計算用メモリ１２６は、工具制限速度計算部１１５Ａが計算した工具制限速度、ワーク制限速度計算部１１５Ｂが計算したワーク制限速度、駆動軸制限速度計算部１１８が計算した駆動軸制限速度を格納する。

中間メモリ１２７は、接線方向加速度計算部１１９が計算した最適接線方向加速度、制限速度計算部１２０が計算した最適制限速度、減速目標速度計算部１２１が計算した減速目標速度を格納する。

〔３．機械構成データ〕
出願人は、先だって、制御対象の機械構成をグラフ形式で表現し、保持する数値制御装置につき、特願２０１６―２４０４４６号として出願した。本発明の数値制御装置１は、これと同様の方法により、上記の機械構成データを生成し、機械座標系における工具位置である制御点位置と、機械座標系におけるワーク位置である座標系原点位置を計算することが可能である。
以下、その方法の概略について、図３〜図９を参照して説明する。

図３は、制御点座標系計算部１１３の機能ブロックを示すブロック図である。制御点座標系計算部１１３は、グラフ生成部１３１と、制御点座標系挿入部１３２と、識別子割り当て部１３３と、制御点座標系指定部１３４と、指令値判断部１３５とを備える。
グラフ生成部１３１は、制御対象の機械構成をグラフ形式で生成する。
制御点座標系挿入部１３２は、機械構成のグラフに対し、制御点及び座標系を挿入する。
識別子割り当て部１３３は、制御点及び座標系のそれぞれに識別子を割り当てる。
制御点座標系指定部１３４は、上記の識別子により、上記の制御点及び座標系を指定する。具体的には、制御点座標系指定部１３４は、例えば、プログラム中の指令、パラメータ設定、画面操作、及び数値制御装置１への入力手段からの入力値のいずれかにより、上記の制御点及び座標系を指定する。
指令値判断部１３５は、プログラム中の指令値が、どの制御点に対するどの座標系上の座標値か判断する。

例として、図４に示す機械の構成を表現する機械構成木の生成方法について説明する。図４の機械においては、Ｚ軸に対して垂直にＸ軸が設定され、Ｘ軸には工具１が設置され、Ｚ軸には工具２が設置されているとする。一方で、Ｙ軸上にＢ軸が設定され、Ｂ軸上にＣ軸が設定され、Ｃ軸にはワーク１とワーク２が設置されているとする。この機械構成を機械構成木として表現する方法は、以下の通りである。

まず、図５に示すように、原点２０１とノード２０２Ａ〜２０２Ｇのみを配置する。この段階では、原点２０１とノード２０２、及びノード２０２間でのつながりは持たず、原点及びノードの各々の名称も設定されていない。

次に、各軸の軸名称（軸型）、各工具の名称、各ワークの名称、各原点の名称、各軸の物理軸番号（軸型）を設定する。次に、各軸の親ノード（軸型）、各工具の親ノード、各ワークの親ノードを設定する。最後に、各軸の交叉オフセット（軸型）、各工具の交叉オフセット、各ワークの交叉オフセットを設定する。その結果、図６に示す機械構成木が生成される。

なお、機械構成木の各ノードは、上記の各情報に限られず、例えば、識別子（名称）、自身の親ノードの識別子、自身を親とする全ての子ノードの識別子、親ノードに対する相対オフセット（交叉オフセット）、親ノードに対する相対座標値、親ノードに対する相対移動方向（単位ベクトル）、ノード種別（直線軸／回転軸／ユニット（後述）／制御点／座標系／原点等）、物理軸番号、直交座標系と物理座標系の変換式に係る情報を有してもよく、あるいは、有さなくてもよい。

このように各ノードに値を設定していくことにより、数値制御装置１内に機械構成木状のデータ構造を有するデータを生成する。更に、別の機械（又はロボット）を追加する場合も、原点を追加し、更にノードを追加することができる。

上記の機械構成木生成方法、とりわけ各ノードへの各値の設定方法を一般化したフローチャートを図７に示す。

ステップＳ１１において、グラフ生成部１３１は、ノードに対して設定するパラメータの値を受け取る。
ステップＳ１２において、設定されたパラメータの項目が「自身の親ノード」の場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１３に移行する。「自身の親ノード」ではない場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、処理はステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１３において、パラメータが設定されるノードに、既に親ノードが設定されている場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１４に移行する。親ノードが設定されていない場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、処理はステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１４において、グラフ生成部１３１は、パラメータが設定されるノードの、現在の親ノードが持つ「子ノード」の項目から、自身の識別子を削除し、機械構成木を更新する。

ステップＳ１５において、グラフ生成部１３１は、パラメータを設定するノードの該当項目に値を設定する。

ステップＳ１６において、グラフ生成部１３１は、親ノードに対し、「子ノード」の項目に自身の識別子を追加し、機械構成木を更新した後、フローを終了する。

ステップＳ１７において、グラフ生成部１３１は、パラメータを設定するノードの該当項目に値を設定した後、フローを終了する。

一例として、図８の左側に示すように、軸ｘ１の上に軸ｘ２が設定され、軸ｘ２の上に軸ｘ３が設定され、以下同様にＮ個のノードが連なり、その末端が軸ｘＮであるとする。更に、軸ｘＮ上に制御点が設置されているとする。同様に、軸ｙ１の上に軸ｙ２が設定され、軸ｙ２の上に軸ｙ３が設定され、以下同様にＬ個のノードが連なり、その末端が軸ｙＬであるとする。更に、軸ｙＬ上にワークが設置されているとする。ここで、ｘｉ，ｙｊはノード名称だが、同時に各ノードの座標値も表わすこととする。更に、例えば、ｘ１には、「直進，（０，０，１）」と付記されているが、これは、ｘ１が、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，１）方向に、直進運動をするノードであることを示す。
この機械構成を反映する機械構成木は、図８の右側の構成木となる。なお、構成木において、例えば、ｏｆｓ_ｘ１は、ノードｘ１のオフセット値を示す。
制御点座標系計算部１１３は、機械座標系における工具位置である制御点と、機械座標系におけるワーク位置である座標原点、及び機械構成図内の点線の円で示される、各々の補間位置を計算する。

ここで、図９に示すように、機械座標系における、例えば制御点の現在位置（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、以下の式（１）で求められる。

ここで、Ｔ（ｏｆｓ）は、オフセット分の並行移動行列であり、Ｓ（ｘ，直進，ｖ）は、方向ｖにｘ移動する並行移動行列であり、Ｓ（ｘ，回転，ｖ）は、方向ｖ周りにｘ回転する回転移動行列であり、ｏｆｓ_ｃｔｒｌは、制御点におけるオフセットである。
この（１）式を用い、機械座標系における補間点の座標（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）を計算することも可能である。

〔４．制限速度及び許容接線方向加速度〕
工具接線方向加速度計算部１１４Ａ及びワーク接線方向加速度計算部１１４Ｂが接線方向加速度を計算する方法、工具制限速度計算部１１５Ａ及びワーク制限速度計算部１１５Ｂが制限速度を計算する方法、駆動軸接線方向加速度計算部１１７が接線方向加速度を計算する方法、駆動軸制限速度計算部１１８が制限速度を計算する方法としては、例えば、特許文献１に記載の方法と同様の方法を用いることが可能である。以下、その概略について、図１０を参照しながら説明する。

第１補間のサンプリング周期Ｔ１における移動量Ｌ_ｔは、制御点座標系計算部１１３で計算された補間点の座標（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）に基づいて、次の（２）式を処理演算することによって求められる。
Ｌ_ｔ＝｛（ｘ_ｔ−ｘ_ｔ−１）^２＋（ｙ_ｔ−ｙ_ｔ−１）^２＋（ｚ_ｔ−ｚ_ｔ−１）^２｝^１／２ …（２）

機械座標系上の制御対象の各軸における速度Ｖ_ｔ（ｖｘ_ｔ，ｖｙ_ｔ，ｖｚ_ｔ）は、補間位置（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）と第１補間のサンプリング周期Ｔ１に基づいて、次の（３−１）〜（３−３）式の演算処理によって計算する。
ｖｘ_ｔ＝（ｘ_ｔ−ｘ_ｔ−１）／Ｔ１ …（３−１）
ｖｙ_ｔ＝（ｙ_ｔ−ｙ_ｔ−１）／Ｔ２ …（３−２）
ｖｚ_ｔ＝（ｚ_ｔ−ｚ_ｔ−１）／Ｔ２ …（３−３）

機械座標系上の制御対象の各軸における加速度Ａ_ｔ（ａｘ_ｔ，ａｙ_ｔ，ａｚ_ｔ）は、（３−１）〜（３−３）式で求められた各軸における速度Ｖ_ｔ（ｖｘ_ｔ，ｖｙ_ｔ，ｖｚ_ｔ）と第１サンプリング周期Ｔ１から、次の（４−１）〜（４−３）式の演算処理によって計算する。
ａｘ_ｔ＝（ｖｘ_ｔ−ｖｘ_ｔ−１）／Ｔ１ …（４−１）
ａｙ_ｔ＝（ｖｙ_ｔ−ｖｙ_ｔ−１）／Ｔ１ …（４−２）
ａｚ_ｔ＝（ｖｚ_ｔ−ｖｚ_ｔ−１）／Ｔ１ …（４−３）

機械座標系上の制御対象の各軸における加速度の時間微分である加加速度ｊ_ｔ（ｊｘ_ｔ，ｊｙ_ｔ，ｊｚ_ｔ）は、（４−１）〜（４−３）式で求めた加速度Ａ_ｔ（ａｘ_ｔ，ａｙ_ｔ，ａｚ_ｔ）と第１サンプリング周期Ｔ１から、次の（５−１）〜（５−３）式の演算処理によって計算する。
ｊｘ_ｔ＝（ａｘ_ｔ−ａｘ_ｔ−１）／Ｔ１ …（５−１）
ｊｙ_ｔ＝（ａｙ_ｔ−ａｙ_ｔ−１）／Ｔ１ …（５−２）
ｊｚ_ｔ＝（ａｚ_ｔ−ａｚ_ｔ−１）／Ｔ１ …（５−３）

図１０は、工具制限速度計算部１１５Ａにおいて、制御対象である工具の機械座標系上の座標値（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）と、各軸における最大許容加速度ａｍｘ，ａｍｙ，ａｍｚから、最適な接線方向加速度を計算する手順を示すフローチャートである。以下、本フローチャートに基づいて、最適な許容接線方向加速度ＡＴ_ｔを計算する手順を説明する。

図１０のステップＳ２１では、位置データ（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）（ｔ＝０，１．．．）から、各軸における移動量（１セグメント分）を計算し、各軸に関する方向余弦ＤＣｘ，ＤＣｙ，ＤＣｚを計算する。この場合、方向余弦ＤＣｘは、ｘ軸についての１セグメントを合成（ベクトル合成）した移動方向ベクトル、つまり、合成接線方向ベクトルが、Ｘ軸に対してなす角度の余弦となる。したがって、ＤＣｘのｔ番目（ｔ＝１，２．．．）のデータは、
ＤＣｘ_ｔ＝｜ｘ_ｔ−ｘ_ｔ−１｜／Ｌ_ｔ …（６）
ここで、Ｌ_ｔは、第１のサンプリング周期ごとの機械座標系における合成移動量である。

同様に、方向余弦ＤＣｙ，ＤＣｚは、各軸についての１セグメントを合成した方向ベクトル（合成接線方向ベクトル）が、Ｙ軸、及びＺ軸に対してそれぞれなす角度の余弦となる。
上記方向ベクトルで表される移動方向の加速度（すなわち合成接線方向加速度）ＡＷは、全軸について、下記の条件を満たす必要がある。
ＡＷ×ＤＣｘ_ｔ≦ａｍｘ …（７−１）
ＡＷ×ＤＣｙ_ｔ≦ａｍｙ …（７−１）
ＡＷ×ＤＣｚ_ｔ≦ａｍｚ …（７−１）
ここで、ａｍｘはＸ軸における最大許容加速度であり、ａｍｙはＹ軸における最大許容加速度であり、ａｍｚはＺ軸における最大許容加速度である。

ステップＳ２２では、ステップＳ２１の結果を用いて、最適な接線方向加速度ＡＴ_ｔ（ｔ＝１，２．．．）を計算する。最適な接線方向加速度ＡＴ_ｔは、全軸に関して接線方向加速度が最大許容加速度以下でなければならないということを表している上記の条件を破らない範囲で、最も大きい値として計算される。これは、ａｍｉ／ＤＣｉ（ｉ＝ｘ，ｙ，ｚ）の中で最小のもの、Ｍｉｎ｛ａｍｉ／ＤＣｉ｝（ｉ＝ｘ，ｙ，ｚ）を見つけることを意味している。つまり、
ＡＴ_ｔ＝Ｍｉｎ｛ａｍｉ／ＤＣｉ_ｔ｝（ｉ＝ｘ，ｙ，ｚ）（ｔ＝１，２．．．）…（８）
である。続くステップＳ２３で、求めた最適な接線方向加速度ＡＴｔを、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納する。
ワーク接線方向加速度計算部１１４Ｂについても同様である。

工具制限速度計算部１１５Ａは、制限速度計算用メモリ１２６上のデータに基づき、機械座標系上の補間点（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）（ｔ＝１，２．．．）に対応して制限速度ＲＦ_ｔを計算し、制限速度計算用メモリ１２６に書き込む。

ここで、制限速度ＲＦ_ｔは、各セグメントにおける合成接線方向の速度に関し、位置（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）（ｔ＝１，２．．．）において、各軸における速度、加速度、加加速度の最大許容値を越えないように制限される速度である。つまり、各軸における速度、加速度、加加速度にはそれぞれ設定されている最大許容値があり、速度の最大許容値をＶＭ（ｖｍｘ，ｖｍｙ，ｖｍｚ）、加速度の最大許容値をＡＭ（ａｍｘ，ａｍｙ，ａｍｚ）、加加速度の最大許容値をＪＭ（ｊｍｘ，ｊｍｙ，ｊｍｚ）とすると、制限速度ＲＦ_ｔとは、各第１のサンプリング周期毎の各軸における速度、加速度、加加速度がそれぞれの最大許容値を越えないような各セグメントにおける合成接線方向の速度である。

制御点座標系計算部１１３から出力されたデータによる各セグメントにおける合成接線方向の速度は、Ｌ_ｔ／Ｔ１である。したがって、制限速度ＲＦ_ｔを計算するとは、この速度Ｌ_ｔ／Ｔ１に対して次のように処理を行い、各軸における速度、加速度、加加速度がそれぞれの最大許容値を越えないような各セグメントにおける合成接線方向の制限速度ＲＦ_ｔ（ｔ＝１，２．．．）を計算することである。計算された制限速度ＲＦ_ｔ（ｔ＝１，２．．．）は、制限速度計算用メモリ１２６に出力される。

ＫＶ＝Ｍｉｎ（ｖｍｘ／ｖｘ_ｔ，ｖｍｙ／ｖｙ_ｔ，ｖｍｚ／ｖｚ_ｔ） …（９）
この（９）式は、右辺のカッコ内で最小の値をＫＶの値にするという意味である。ただし、この右辺が１以上であれば、ＫＶは「１」とする。

ＫＡ＝Ｍｉｎ（ａｍｘ／ａｘ_ｔ，ａｍｙ／ａｙ_ｔ，ａｍｚ／ａｚ_ｔ） …（１０）
この（１０）式も（９）式と同様に、右辺のカッコ内で最小の値をＫＡの値にするという意味である。ただし、この右辺が１以上であればＫＡは「１」とする。

ＫＪ＝Ｍｉｎ（ｊｍｘ／ｊｘ_ｔ，ｊｍｙ／ｊｙ_ｔ，ｊｍｚ／ｊｚ_ｔ） …（１１）
この（１１）式も（９）式と同様に、右辺のカッコ内で最小の値をＫＪの値にするという意味である。ただし、この右辺が１以上であればＫＪは「１」とする。

ＲＦ_ｔ＝Ｍｉｎ（ＫＶ，ＫＡ，ＫＪ）×Ｌ_ｔ／Ｔ１ …（１２）
この（１２）式も（９）式と同様に、Ｍｉｎ（ＫＶ，ＫＡ，ＫＪ）は、ＫＶ，ＫＡ，ＫＪの中の最小値を意味する。

（９）〜（１１）式、及び（１２）式のＭｉｎ（ＫＶ，ＫＡ，ＫＪ）は、最大許容速度／速度、最大許容加速度／加速度、最大許容加加速度／加加速度の最小のものを選択することを意味しており、各軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対する速度、加速度、加加速度のそれぞれの最大許容値に対して、（３−１）〜（３−３）式、（４−１）〜（４−３）式、（５−１）〜（５−３）式の演算処理で計算した速度、加速度、加加速度が相対的に一番大きなものを選択することを意味している。

例えば、「ｖｍｘ／ｖｘ_ｔ」が最小であったとする。これはＸ軸における速度が最大許容値より相対的に１番大きく超えていることを意味する。上記（１２）において、Ｍｉｎ（ＫＶ，ＫＡ，ＫＪ）は、「ｖｍｘ／ｖｘ_ｔ」となる。その結果、制限速度ＲＦ_ｔ＝（ｖｍ１／ｖｘ_ｔ）×Ｌ_ｔ／Ｔ１となる。
「Ｌ_ｔ／Ｔ１」の速度でＸ軸における速度はｖｘ_ｔであったものであるから、制限速度ＲＦ_ｔとなると、比例関係にあるので、
（Ｌ_ｔ／Ｔ１）／ｖｘ_ｔ＝ＲＦ_ｔ／（Ｘ軸における速度）
（Ｘ軸における速度）＝ＲＦ_ｔ×ｖｘ_ｔ／（Ｌ_ｔ／Ｔ１）
＝[（ｖｍｘ／ｖｘ_ｔ）×Ｌ_ｔ／Ｔ１]／（Ｌ_ｔ／Ｔ１）
＝ｖｍ１
となり、この制限速度ＲＦ_ｔにすることによって、最大許容値から一番外れて大きかったＸ軸における速度が許容速度に制限されることになる。又、他の要素は、Ｍｉｎ（ＫＶ，ＫＡ，ＫＪ）で一番小さな値が選択されて、制限速度ＲＦ_ｔが求められたものであるから、他の駆動軸の速度や、加速度、加加速度は最大許容値内になる。

以上のように、（９）〜（１２）式の演算処理を行って、制限速度ＲＦ_ｔを求め、制限速度計算用メモリ１２６に格納する。
ワーク制限速度計算部１１５Ｂについても同様である。

なお、本実施形態では、機械座標系上（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の速度、加速度、加加速度がいずれも最大許容値を越えないように制限速度ＲＦ_ｔを計算したが、速度、加速度、加加速度のいずれか１つでもよく、又は、いずれか２つの組み合わせでもよい。例えば速度だけ許容値内に制限するとすれば、（１２）式のＭｉｎ（ＫＶ，ＫＡ，ＫＪ）は、「ＫＶ」となり、加速度だけとすれば、「ＫＡ」となる。また、速度、加速度が許容値内とする場合には、（１２）式のＭｉｎ（ＫＶ，ＫＡ，ＫＪ）は、Ｍｉｎ（ＫＶ，ＫＡ）となる。

駆動軸制限速度計算部１１８が制限速度を計算する方法、及び、駆動軸接線方向加速度計算部１１７が許容接線方向加速度を計算する方法も上記と同様である。具体的には、制御点座標系計算部１１３で計算された補間点の座標（ｘ_ｔ，ｙ_ｔ，ｚ_ｔ）に基づいて（ｔ＝０，１，２．．．）、変換部１１６が各駆動軸の位置Ｕ_ｔ（ｕ１_ｔ，ｕ２_ｔ，ｕ３_ｔ）を逆機構変換して求め、このＵ_ｔに対して、同様の方法を用いることにより、制限速度及び許容接線方向加速度を計算することが可能である。

〔５．数値制御装置の動作〕
上記の〔２．数値制御装置のソフトウェア構成〕の説明の繰り返しとなるが、図１１Ａ及び図１１Ｂに記載のフローチャートを参照しながら、数値制御装置１の動作について詳述する。

ステップＳ３１において、指令解析部１１１は機械座標系における指令プログラムを解析し、第１補間部１１２で使用しやすいデータに変換する。

ステップＳ３２において、第１補間部１１２は機械座標系における指令経路上の各指令軸上の点Ｐｔ(ｘｔ，ｙｔ，zｔ)を第１のサンプリング周期で補間計算する。

ステップＳ３３において、制御点座標系計算部１１３は、第１補間部１１２で求められた補間点Ｐｔ（ｘｔ，ｙｔ，ｚｔ）に基づいて、機械構成データ１５０を生成すると共に、機械座標系における工具位置である制御点位置と、機械座標系におけるワーク位置である座標系原点位置を計算する。

ステップＳ３４において、工具接線方向加速度計算部１１４Ａは、工具について、接線方向加速度を計算し、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納する。

ステップＳ３５において、ワーク接線方向加速度計算部１１４Ｂは、ワークについて、接線方向加速度を計算し、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納する。

ステップＳ３６において、工具制限速度計算部１１５Ａは、工具について、最大許容速度、最大許容加速度、最大許容加加速度に基づいて制限速度を計算し、制限速度計算用メモリ１２６に格納する。

ステップＳ３７において、ワーク制限速度計算部１１５Ｂは、ワークについて、最大許容速度、最大許容加速度、最大許容加加速度に基づいて制限速度を計算し、制限速度計算用メモリ１２６に格納する。

ステップＳ３８において、変換部１１６は、駆動軸毎の座標値を表わす座標系を駆動軸座標系として設定し、機械構成データ１５０を用いて、機械座標系における制御点位置・移動量及び座標系原点位置・移動量を、駆動軸座標系の位置・移動量に変換する。

ステップＳ３９において、駆動軸接線方向加速度計算部１１７は、駆動軸の接線方向加速度を計算し、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納する。

ステップＳ４０において、駆動軸制限速度計算部１１８は、駆動軸の最大許容速度、最大許容加速度、最大許容加加速度に基づいて、制限速度を計算し、制限速度計算用メモリ１２６に格納する。

ステップＳ４１において、接線方向加速度計算部１１９は、接線方向加速度計算用メモリ１２５に格納された、工具の接線方向加速度、ワークの接線方向加速度、及び駆動軸の接線方向加速度に基づいて、最適接線方向加速度を計算し、中間メモリ２７に格納する。

ステップＳ４２において、制限速度計算部１２０は、制限速度計算用メモリ１２６に格納された、工具の制限速度、ワークの制限速度、駆動軸の制限速度に基づいて、最適制限速度を計算し、中間メモリ１２７に格納する。

ステップＳ４３において、減速目標速度計算部１２１は、最適接線方向加速度と最適制限速度から、制御対象が目標とする減速結果としての速度である減速目標速度を計算し、中間メモリ１２７に格納する。

ステップＳ４４において、加減速処理部１２２は、中間メモリ１２７に格納された、減速目標速度に基づき、加減速制御を行う。

ステップＳ４５において、加減速処理部１２２は、第２のサンプリング周期毎の移動量を計算し、第２補間部１２３に出力する。

ステップＳ４６において、第２補間部１２３は、加減速処理部１２２からの出力と中間メモリ１２７から取り出したデータに基づき第２のサンプリング周期で補間を行う。

ステップＳ４７において、第２補間部１２３は、補間処理後の制御対象の駆動軸座標系における補間点を、サーボ制御部１２４に送信する。

ステップＳ４８において、サーボ制御部１２４は、第２補間部１２３から受信した補間点に基づいて、サーボ制御を実行する。

〔６．効果〕
上記の数値制御装置１により、従来に比べて、より正確に加減速制御をすることができる。更に、本発明においては、機械座標系上におけるショックを低減することができると共に、設定を最適化することにより、サイクルタイムの短縮を実現することができる。

また、制御対象毎に接線方向加速度と制限速度とを計算することにより、工具とワークと別々に加減速制御を行うことが可能となる。この場合、工具とワークそれぞれの設定値を元に加減速制御をすることにより、より正確な加減速制御をすることが可能となる。

また、制御点座標系計算部が、軸構成を反映する機械構成データを設定し、直交座標系における制御対象の座標値を計算することにより、例えばグラフなどの機械構成データを元に、直交座標系（機械座標系）と駆動軸座標系のそれぞれにおいて、最大許容速度、最大許容加速度及び最大許容加加速度を設定できる。更に、工具とワークのそれぞれについて、直交座標系（機械座標系）での制御を実行することが可能となる。

〔７．その他の実施形態〕
上記の実施形態においては、制御点座標系計算部１１３は、機械構成をグラフ化することにより、工具やワークを動かす軸構成を反映した機械構成データ１５０を生成すると共に、機械座標系における工具位置である制御点位置と、機械座標系におけるワーク位置である座標系原点位置を求めていたが、これには限定されない。例えば、機械構成データ１５０の代わりに、例えば図１２Ｂに示されるような、機械座標系と駆動軸座標系の関係式を用いることが可能である。

また、上記の実施形態においては、工具とワークのそれぞれについて、直交座標系（機械座標系）における座標値を計算し、加減速制御をしていたが、これには限られない。具体的には、ワークから見た工具の相対座標や、工具から見たワークの相対座標を用いて加減速制御をしてもよい。

また、上記の実施形態においては、制御対象接線方向加速度計算部１１４は、制御対象最大許容加速度に基づいて、制御対象接線方向加速度を計算し、駆動軸接線方向加速度計算部１１７は、駆動軸最大許容加速度に基づいて、駆動軸接線方向加速度を計算するが、これには限られない。
制御対象接線方向加速度計算部１１４及び駆動軸接線方向加速度計算部１１７は、最大許容加速度の他に、加加速度や、制御対象の位置を時間で３回以上微分した物理量の最大許容値に基づき、接線方向の加加速度や、位置を時間で３回以上微分した物理量を計算してもよい。
また、制御対象制限速度計算部１１５及び駆動軸制限速度計算部１１８は、最大許容加速度の他に、加加速度や、制御対象の位置を時間で３回以上微分した物理量の最大許容値に基づき、制限速度を計算してもよい。
その上で、接線方向加速度計算部１１９は、これらの物理量のうち１つ以上を用いて最適接線方向加速度、最適接線方向加加速度、及び、最適な接線方向の、位置を時間で３回以上微分した物理量を計算してもよい。また、減速目標速度計算部１２１は、これらの物理量のうち１つ以上を用いて減速目標速度を計算してもよい。
つまり、加速度、加加速度、位置を時間で３回以上微分した物理量などの加速度に関連する情報を、広く「加速度関連情報」と呼称する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

数値制御装置１による制御方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ（数値制御装置１）にインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。更に、これらのプログラムは、ダウンロードされることなくネットワークを介したＷｅｂサービスとしてユーザのコンピュータ（数値制御装置１）に提供されてもよい。

１ 数値制御装置
１１１ 指令解析部
１１２ 第１補間部
１１３ 制御点座標系計算部
１１４ 制御対象接線方向加速度計算部
１１４Ａ 工具接線方向加速度計算部
１１４Ｂ ワーク接線方向加速度計算部
１１５ 制御対象制限速度計算部
１１５Ａ 工具制限速度計算部
１１５Ｂ ワーク制限速度計算部
１１６ 変換部
１１７ 駆動軸接線方向加速度計算部
１１８ 駆動軸制限速度計算部
１１９ 接線方向加速度計算部
１２０ 制限速度計算部
１２１ 減速目標速度計算部
１２２ 加減速処理部
１２３ 第２補間部
１２４ サーボ制御部
１２５ 接線方向加速度計算用メモリ
１２６ 制限速度計算用メモリ
１２７ 中間メモリ

Claims (6)

1. 駆動軸がサーボモータで制御される加工機を制御するために、プログラムの指令に基づいて前記駆動軸の移動指令を出力する数値制御装置であって、前記加工機内の直交座標系である機械座標系における加減速関連情報、及び、駆動軸座標系における加減速関連情報の双方を、駆動軸座標系の値に正規化することにより、前記機械座標系及び前記駆動軸座標系の双方における加減速の条件を満たすように、駆動軸の加減速を制御する数値制御装置。
2. 駆動軸がサーボモータで制御される加工機を制御するために、プログラムの指令に基づいて前記駆動軸の移動指令を出力する数値制御装置であって、
   前記加工機内の直交座標系である機械座標系における制御対象の位置と各直交軸の制御対象最大許容加速度関連情報に基づいて、前記機械座標系における制御対象の接線方向加速度関連情報である制御対象接線方向加速度関連情報を計算する、制御対象接線方向加速度計算部と、
   前記制御対象の位置と前記制御対象最大許容加速度関連情報に基づいて、前記直交座標系における制御対象の制限速度である制御対象制限速度を計算する、制御対象制限速度計算部と、
   前記駆動軸の座標値を表わす座標系を駆動軸座標系として設定し、前記プログラムの指令に含まれる前記制御対象の位置・移動量を、前記駆動軸座標系における前記駆動軸の位置・移動量に変換する変換部と、
   前記駆動軸の位置と各駆動軸の駆動軸最大許容加速度関連情報に基づいて、前記駆動軸の接線方向加速度関連情報である駆動軸接線方向加速度関連情報を計算する、駆動軸接線方向加速度計算部と、
   前記駆動軸の位置と前記駆動軸最大許容加速度関連情報に基づいて、前記駆動軸の制限速度である駆動軸制限速度を計算する、駆動軸制限速度計算部と、
   前記制御対象接線方向加速度関連情報を駆動軸座標系での値に変換した加速度関連情報と前記駆動軸接線方向加速度関連情報に基づいて、減速目標速度計算で使用する接線方向加速度関連情報である最適接線方向加速度関連情報を計算する接線方向加速度計算部と、
   前記制御対象制限速度を駆動軸座標系での値に変換した速度と前記駆動軸制限速度に基づいて、前記減速目標速度計算で使用する制限速度である最適制限速度を計算する制限速度計算部と、
   前記駆動軸の位置と前記最適接線方向加速度関連情報と前記最適制限速度に基づいて、減速目標速度を計算する減速目標速度計算部と、
   前記減速目標速度に基づいて、前記駆動軸の加減速処理をする加減速処理部と、を備える、数値制御装置。
3. 前記制御対象は複数存在し、
   前記制御対象接線方向加速度計算部は、各制御対象毎に許容接線方向加速度関連情報を計算し、
   前記制御対象制限速度計算部は、各制御対象毎に制限速度を計算する、請求項２に記載の数値制御装置。
4. 前記制御対象最大許容加速度関連情報、前記駆動軸最大許容加速度関連情報の各々は、速度、加速度、加加速度、及び、位置を時間で３回以上微分した物理量のうち、少なくとも１つ以上を含む、請求項２又は３に記載の数値制御装置。
5. 前記制御対象接線方向加速度関連情報、前記駆動軸接線方向加速度関連情報、及び前記最適接線方向加速度関連情報の各々は、加速度、加加速度、及び、位置を時間で３回以上微分した物理量のうち、少なくとも１つ以上を含む、請求項２又は３に記載の数値制御装置。
6. 前記制御対象を動かす軸構成を反映する機械構成データを設定し、前記プログラムの指令と前記機械構成データとから、前記直交座標系における前記制御対象の座標値を計算する制御点座標系計算部を更に備える、請求項２〜５のいずれか１項に記載の数値制御装置。

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