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WO2025041213A1 - Route changing device and computer-readable recording medium - Google Patents

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WO2025041213A1
WO2025041213A1 PCT/JP2023/029909 JP2023029909W WO2025041213A1 WO 2025041213 A1 WO2025041213 A1 WO 2025041213A1 JP 2023029909 W JP2023029909 W JP 2023029909W WO 2025041213 A1 WO2025041213 A1 WO 2025041213A1
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WO
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curvature
path
route
curved
reference value
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/029909
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
直矢 小出
宏之 河村
Original Assignee
ファナック株式会社
Filing date
Publication date
Application filed by ファナック株式会社 filed Critical ファナック株式会社
Publication of WO2025041213A1 publication Critical patent/WO2025041213A1/en

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Abstract

A route change device according to the present disclosure comprises: a program analysis unit that sequentially reads blocks from a control program and analyzes commands by the blocks; a curve formation determination unit that, when two consecutive movement commands include an arc command, detects a reference value related to curve formation in each of the movement commands, and determines, on the basis of the reference value, whether a connecting portion of the route related to the movement commands needs to be curved; and a curve formation processing unit that determines a curve formation parameter on the basis of the reference value related to the curve for the route in which curve formation is needed, and curves the route on the basis of the determined curve formation parameter, wherein the curve formation parameter determined by the curve processing unit is the same value or increases when the reference value increases.

Description

経路変更装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体Route change device and computer-readable recording medium

 本開示は、経路変更装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。 The present disclosure relates to a route change device and a computer-readable recording medium.

 工作機械の加工プログラムは直線指令と円弧指令を組み合わせて作られており、その接続部は不連続に接続されているのが一般的である。その指令を滑らかに動作し、加工精度を出すために、指令経路はフィルタで平滑化されたり、スプライン曲線で曲線化されたりする(例えば、特許文献1など)。  Machine tool machining programs are made by combining straight line commands and circular arc commands, and the connections between them are generally discontinuous. To make the commands run smoothly and achieve machining accuracy, the command path is smoothed with a filter or curved with a spline curve (for example, Patent Document 1).

特開2015-082251号公報JP 2015-082251 A

 円弧との接続部では、接続が不連続な場合は勿論、接続が連続であっても、法線方向加速度が接続部で変化する。そのため、接続部で形状誤差を生じて加工精度が悪化しやすい。そのため、曲線化が必要になる。直線と直線とが不連続に接続されている場合、所定のトレランス(元の経路と曲線との最大乖離量)に応じた接続部の曲線化が行われる。一方、円弧と円弧とが接続されている場合、円弧形状を大きく損なわない様に接続部を曲線化する必要がある。この場合、一定のトレランスで曲線化することは難しい。そこで、円弧と円弧との接続を精度よく曲線化する技術が望まれている。 At connections with arcs, the normal acceleration changes at the connection, not only when the connection is discontinuous, but even when the connection is continuous. This can easily lead to shape errors at the connection, degrading machining accuracy. This makes it necessary to curve the connection. When straight lines are connected discontinuously, the connection is curved according to a specified tolerance (the maximum deviation between the original path and the curve). On the other hand, when arcs are connected to each other, the connection needs to be curved so as not to significantly damage the arc shape. In this case, it is difficult to curve with a constant tolerance. Therefore, there is a need for technology that can curve the connection between arcs with high accuracy.

 本開示による経路変更装置は、連続する2つの移動指令に係る経路について、その曲率半径または曲率の違い、接続角度、及び円弧中心位置の距離の少なくともいずれかに応じて、曲線化のトレランス又は曲線化範囲を決定することで、上記課題を解決する。 The path change device disclosed herein solves the above problem by determining the curvature tolerance or curvature range for paths related to two consecutive movement commands, depending on at least one of the radius of curvature or the difference in curvature, the connection angle, and the distance between the arc center positions.

 そして本開示の一態様は、制御用プログラムからブロックを順次読み込み、該ブロックにより指令を解析するプログラム解析部と、連続する2つの移動指令が円弧指令を含む場合、それぞれの当該移動指令における曲率または曲率半径の違い、進行方向または法線方向の角度の違い、及び円弧中心位置の距離の少なくともいずれかを含む曲線化に係る基準値を検出し、該基準値に基づいて当該移動指令に係る経路の接続部における曲線化の要否を判断する曲線化判断部と、曲線化が必要された経路について、曲線化に係る前記基準値に基づいて、曲線化する前後の経路の最大乖離量であるトレランス及び曲線化する範囲の少なくともいずれかを含む曲線化パラメータを決定し、決定した前記曲線化パラメータに基づいて前記経路を曲線化する曲線化処理部と、を備え、前記曲線化処理部が決定する前記曲線化パラメータは、前記基準値が増加した場合に同じ値または増加する、経路変更装置である。 An aspect of the present disclosure is a path changing device that includes a program analysis unit that sequentially reads blocks from a control program and analyzes commands using the blocks; a curved path determination unit that detects, when two consecutive movement commands include a circular arc command, a reference value related to curving, including at least one of the difference in curvature or radius of curvature, the difference in angle between the direction of travel or the normal direction, and the distance between the center positions of the circular arc, in each of the movement commands, and determines whether or not curving is required at the connection portion of the path related to the movement command based on the reference value; and a curved path processing unit that determines, for a path that requires curving, a curved path parameter including at least one of a tolerance, which is the maximum deviation of the path before and after curving, and a range of curving, based on the reference value related to curving, and curves the path based on the determined curved path parameter, and the curved path parameter determined by the curved path processing unit is the same value or increases when the reference value increases.

第1実施形態による経路変更装置の概略的なハードウェア構成図である。1 is a schematic hardware configuration diagram of a route changing device according to a first embodiment; 第1実施形態による経路変更装置の概略的な機能を示すブロック図である。1 is a block diagram showing schematic functions of a route changing device according to a first embodiment; 接続している2つの円弧経路を例示する模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating two connected arc paths; 接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths; 接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths. 接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths. 接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths. 曲率半径の違いとトレランスとの関係を例示するテーブル図である。FIG. 13 is a table illustrating the relationship between differences in curvature radius and tolerance. 接続角度の違いとトレランスとの関係を例示するテーブル図である。FIG. 11 is a table illustrating the relationship between different connection angles and tolerances. 経路の円弧中心位置の距離とトレランスとの関係を例示するテーブル図である。13 is a table illustrating an example of the relationship between the distance of the center position of an arc of a path and the tolerance. FIG. 曲率半径の違いと曲線化範囲との関係を例示するテーブル図である。FIG. 13 is a table illustrating the relationship between different radii of curvature and curved ranges. 接続角度の違いと曲線化範囲との関係を例示するテーブル図である。FIG. 13 is a table illustrating the relationship between different connection angles and curved ranges. 経路の円弧中心位置の距離と曲線化範囲との関係を例示するテーブル図である。13 is a table illustrating an example of the relationship between the distance of the arc center position of the path and the curved line range. FIG. トレランス及び曲線化範囲と連続した経路との関係を例示する模式図である。1 is a schematic diagram illustrating the relationship between the tolerance and the curvilinear range and a continuous path; 曲線経路の拡大/縮小処理について説明する模式図である。11A and 11B are schematic diagrams illustrating the process of enlarging/reducing a curved route. その他の実施形態による経路変更装置の概略的な機能を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing schematic functions of a route changing device according to another embodiment.

 以下、本開示の実施形態を図面と共に説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は、省略する場合がある。 Below, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, components having the same or similar functions will be given the same reference numerals. Furthermore, duplicate descriptions of those components may be omitted.

 本願でいう「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。 In this application, "based on XX" means "based on at least XX," and includes cases where it is based on other elements in addition to XX. Furthermore, "based on XX" is not limited to cases where XX is used directly, but also includes cases where it is based on XX that has been calculated or processed. "XX" is any element (for example, any information).

[第1実施形態]
 図1は本開示の一実施形態による経路変更装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本開示の経路変更装置1の機能は、モータが駆動することで移動する移動対象を備えた工作機械やロボットなどの産業機械を制御する制御装置の上に実装することができる。また、制御装置に併設されたパソコンや、該制御装置と有線/無線のネットワークを介して接続されたパソコン、セルコンピュータ、フォグコンピュータ6、クラウドサーバ7などのコンピュータ上に実装することができる。本実施形態では、工具とワークとの相対位置を制御することでワークを加工する工作機械を制御する制御装置の上に各機能を実装した経路変更装置1を例として説明する。
[First embodiment]
1 is a schematic hardware configuration diagram showing a main part of a path changing device according to an embodiment of the present disclosure. The functions of the path changing device 1 of the present disclosure can be implemented on a control device that controls an industrial machine such as a machine tool or a robot equipped with a moving object that moves when driven by a motor. In addition, the functions can be implemented on a computer such as a personal computer attached to the control device, a personal computer connected to the control device via a wired/wireless network, a cell computer, a fog computer 6, or a cloud server 7. In this embodiment, the path changing device 1 in which each function is implemented on a control device that controls a machine tool that processes a workpiece by controlling the relative position between a tool and a workpiece will be described as an example.

 本開示の経路変更装置1が備えるCPU11は、経路変更装置1を全体的に制御するプロセッサである。CPU11は、バス22を介してROM12に格納されたシステム・プログラムを読み出し、該システム・プログラムに従って経路変更装置1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、及び外部から入力された各種データ等が一時的に格納される。 The CPU 11 provided in the route changing device 1 of the present disclosure is a processor that controls the route changing device 1 as a whole. The CPU 11 reads the system program stored in the ROM 12 via the bus 22, and controls the route changing device 1 as a whole in accordance with the system program. The RAM 13 temporarily stores temporary calculation data, display data, various data input from outside, etc.

 不揮発性メモリ14は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやSSD(Solid State Drive)等で構成され、経路変更装置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14には、インタフェース15を介して外部機器72から読み込まれた制御用プログラムやデータ、入力装置71を介して入力されたデータや制御用プログラム、産業機械3から取得される各データ等が記憶される。不揮発性メモリ14に記憶された制御用プログラムやデータは、実行時/利用時にはRAM13に展開されても良い。また、ROM12には、公知の解析プログラムなどの各種システム・プログラムが予め書き込まれている。 The non-volatile memory 14 is composed of, for example, a memory backed up by a battery (not shown) or an SSD (Solid State Drive), and retains its memory state even when the power to the route change device 1 is turned off. The non-volatile memory 14 stores control programs and data read from the external device 72 via the interface 15, data and control programs input via the input device 71, and various data acquired from the industrial machine 3. The control programs and data stored in the non-volatile memory 14 may be expanded in the RAM 13 when executed/used. In addition, various system programs such as well-known analysis programs are written in advance in the ROM 12.

 インタフェース15は、経路変更装置1のCPU11とUSBメモリ、コンパクトフラッシュ(登録商標)、SDカード等の外部機器72と接続するためのインタフェースである。外部機器72側からは、例えば産業機械3の制御に用いられる制御用プログラムや各種データ等を読み込むことができる。また、経路変更装置1内で編集した制御用プログラムや各種データ等は、外部機器72に対して記憶させることができる。PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)16は、経路変更装置1に内蔵されたシーケンス・プログラムによって、産業機械3及び該産業機械3の周辺装置(例えば、工具交換装置や、ロボット等のアクチュエータ、産業機械3に取付けられているセンサ等)にI/Oユニット17を介して信号を出力し制御する。また、PLC16は、産業機械3の本体に配備された操作盤の各種スイッチや周辺装置等からの信号を受け、必要な信号処理をした後、CPU11に渡す。 The interface 15 is an interface for connecting the CPU 11 of the path change device 1 to an external device 72 such as a USB memory, a compact flash (registered trademark), or an SD card. For example, control programs and various data used to control the industrial machine 3 can be read from the external device 72. In addition, the control programs and various data edited in the path change device 1 can be stored in the external device 72. The PLC (Programmable Logic Controller) 16 outputs signals to the industrial machine 3 and its peripheral devices (for example, tool changers, actuators such as robots, sensors attached to the industrial machine 3, etc.) via the I/O unit 17 and controls them using a sequence program built into the path change device 1. The PLC 16 also receives signals from various switches on an operation panel installed on the main body of the industrial machine 3 and from peripheral devices, etc., and passes them to the CPU 11 after performing the necessary signal processing.

 表示装置70には、メモリ上に読み込まれた各データ、制御用プログラムやシステム・プログラム等が実行された結果として得られたデータ等が、インタフェース18を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置71は、インタフェース19を介して作業者による操作に基づく指令,データ等をCPU11に渡す。 Display device 70 displays various data loaded into memory, data obtained as a result of executing control programs and system programs, etc., output via interface 18. In addition, input device 71, which is composed of a keyboard, pointing device, etc., passes commands and data based on operations by the operator to CPU 11 via interface 19.

 インタフェース20は、経路変更装置1のCPU11と有線乃至無線のネットワーク5とを接続するためのインタフェースである。ネットワーク5は、例えばRS-485等のシリアル通信、Ethernet(登録商標)通信、光通信、無線LAN、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等の技術を用いて通信をするものであってよい。ネットワーク5には、他の産業機械4、フォグコンピュータ6、クラウドサーバ7等が接続され、経路変更装置1との間で相互にデータのやり取りを行っている。 The interface 20 is an interface for connecting the CPU 11 of the path change device 1 to a wired or wireless network 5. The network 5 may communicate using technologies such as serial communication such as RS-485, Ethernet (registered trademark), optical communication, wireless LAN, Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), etc. The network 5 is connected to other industrial machines 4, fog computers 6, cloud servers 7, etc., and exchanges data with the path change device 1.

 産業機械3が備える駆動軸を制御するための軸制御回路30は、CPU11からの駆動軸の位置指令を受けて、該駆動軸に対する指令をサーボアンプ40に出力する。サーボアンプ40はこの指令を受けて駆動軸であるサーボモータ50を駆動し、産業機械3が備える各部をそれぞれの軸に沿って移動させる。それぞれのサーボモータ50は位置検出器を内蔵し、この位置検出器からの位置フィードバック信号を軸制御回路30にフィードバックする。軸制御回路30は、位置このフィードバック信号に基づいてサーボモータ50のフィードバック制御を行う。なお、図1のハードウェア構成図では、軸制御回路30、サーボアンプ40、サーボモータ50は1つずつしか示されていないが、実際には制御対象となる産業機械3に備えられた軸の数だけ用意される。例えば、一般的な直線3軸を備えた工作機械を制御する場合には、工具が取り付けられた主軸とワークとを直線3軸(X軸,Y軸,Z軸)方向に相対的に移動させる3組の軸制御回路30、サーボアンプ40、サーボモータ50が用意される。 The axis control circuit 30 for controlling the drive axis of the industrial machine 3 receives a drive axis position command from the CPU 11 and outputs a command for the drive axis to the servo amplifier 40. The servo amplifier 40 receives this command and drives the servo motor 50, which is the drive axis, to move each part of the industrial machine 3 along each axis. Each servo motor 50 has a built-in position detector, and feeds back a position feedback signal from this position detector to the axis control circuit 30. The axis control circuit 30 performs feedback control of the servo motor 50 based on this position feedback signal. Note that in the hardware configuration diagram of FIG. 1, only one axis control circuit 30, servo amplifier 40, and servo motor 50 are shown, but in reality, there are as many as the number of axes of the industrial machine 3 to be controlled. For example, when controlling a general machine tool with three linear axes, three sets of axis control circuits 30, servo amplifiers 40, and servo motors 50 are prepared to relatively move the spindle to which the tool is attached and the workpiece in the directions of the three linear axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis).

 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はこのスピンドル速度信号を受けて、産業機械3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、主軸を駆動する。スピンドルモータ62にはポジションコーダ63が結合されている。ポジションコーダ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CPU11によって読み取られる。 The spindle control circuit 60 receives a spindle rotation command and outputs a spindle speed signal to the spindle amplifier 61. The spindle amplifier 61 receives this spindle speed signal and rotates the spindle motor 62 of the industrial machine 3 at the commanded rotation speed to drive the spindle. A position coder 63 is connected to the spindle motor 62. The position coder 63 outputs a feedback pulse in synchronization with the rotation of the spindle, and the feedback pulse is read by the CPU 11.

 図2は、本開示の第1実施形態による経路変更装置1が備える機能を概略的なブロック図として示したものである。本実施形態による経路変更装置1が備える各機能は、図1に示した経路変更装置1が備えるCPU11がシステム・プログラムを実行し、経路変更装置1の各部の動作を制御することにより実現される。 FIG. 2 is a schematic block diagram showing the functions of the route changing device 1 according to the first embodiment of the present disclosure. Each function of the route changing device 1 according to this embodiment is realized by the CPU 11 of the route changing device 1 shown in FIG. 1 executing a system program and controlling the operation of each part of the route changing device 1.

 本実施形態の経路変更装置1は、プログラム解析部100、曲線化判断部110、曲線化処理部120、補間部130、加減速部140、サーボ制御部150を備える。また、経路変更装置1のRAM13乃至不揮発性メモリ14には、産業機械3を制御するための制御用プログラム200が記憶される。 The path change device 1 of this embodiment includes a program analysis unit 100, a curve formation determination unit 110, a curve formation processing unit 120, an interpolation unit 130, an acceleration/deceleration unit 140, and a servo control unit 150. In addition, the RAM 13 to the non-volatile memory 14 of the path change device 1 store a control program 200 for controlling the industrial machine 3.

 プログラム解析部100は、制御用プログラム200のブロックを順次読み出し、読み出したブロックを解析する。そして、解析した結果に基づいて、産業機械3が備える駆動部を移動させる経路に係る移動指令を作成する。この経路は、例えば工具径補正などのオフセット値を考慮した複数の直線経路、複数の曲線経路が接続されたものとなる。プログラム解析部100は、作成した移動指令を曲線化判断部110へと出力する。 The program analysis unit 100 sequentially reads out blocks of the control program 200 and analyzes the read out blocks. Then, based on the analysis results, it creates a movement command related to a path for moving the drive unit equipped in the industrial machine 3. This path is, for example, a connection of multiple straight paths and multiple curved paths that take into account offset values such as tool diameter compensation. The program analysis unit 100 outputs the created movement command to the curved line determination unit 110.

 曲線化判断部110は、プログラム解析部100が作成した移動指令について、連続する2つの移動指令に係る経路の間で曲線化をするか判断する。曲線化判断部110は、連続する2つの移動指令の少なくとも一方が円弧経路に係る指令である場合、それぞれの移動指令に係る経路の接続部の前後において、経路の曲率または曲率半径の違い、経路の進行方向または法線方向の角度の違い、および経路の円弧中心位置の距離の少なくともいずれかを曲線化に係る基準値として検出する。そして、その曲線化に係る基準値に基づいて経路の接続部において曲線化の要否を判断する。曲線化判断部110は、検出した基準値と曲線化の要否の判断結果とを曲線化処理部120へと出力する。 The curved line determination unit 110 determines whether to curve the paths related to two consecutive movement commands created by the program analysis unit 100. When at least one of the two consecutive movement commands is a command for a circular arc path, the curved line determination unit 110 detects at least one of the following as a reference value for curving: the difference in the curvature or radius of curvature of the path before and after the connection point of the paths related to each movement command, the difference in the angle of the path's progression direction or normal direction, and the distance to the center position of the circular arc of the path. Then, based on the reference value for curving, it determines whether or not to curve the paths at the connection point. The curved line determination unit 110 outputs the detected reference value and the determination result of whether or not to curve to the curved line processing unit 120.

 図3は、接続している2つの円弧経路を例示する模式図である。図3の例では、点PiとPi+1を結ぶ円弧経路Ciと、点Pi+1とPi+2を結ぶ円弧経路Ci+1とが点Pi+1を接続部として接続している。円弧経路Ciの曲率半径Riと、円弧経路Ci+1の曲率半径Ri+1とは同じである。また、接続部である点Pi+1の直前における円弧経路Ciの進行方向と、点Pi+1の直後における円弧経路Ci+1の進行方向は同じ(接続角度θiが0°)である。更に、円弧経路Ciの中心位置と、円弧経路Ci+1の中心位置の距離は0である。これは、円弧経路Ciと円弧経路Ci+1とは滑らかに接続され、急な曲率変化も生じていないことを示している。このように曲線化に係る基準値がいずれも0である場合に、曲線化判断部110は、点Pi+1の接続部には曲線化が必要ないと判断するようにしてもよい。または、曲線化判断部110は、予め定めた所定の曲線化パラメータを用いて曲線化処理を行うと判断してもよい FIG. 3 is a schematic diagram illustrating two connected arc paths. In the example of FIG. 3, an arc path C i connecting points P i and P i+1 and an arc path C i+1 connecting points P i+1 and P i+2 are connected with point P i+1 as a connection point. The radius of curvature R i of the arc path C i is the same as the radius of curvature R i +1 of the arc path C i +1 . In addition, the direction of travel of the arc path C i just before point P i+1 , which is the connection point, is the same as the direction of travel of the arc path C i +1 just after point P i+1 (connection angle θ i is 0°). Furthermore, the distance between the center position of the arc path C i and the center position of the arc path C i+1 is 0. This indicates that the arc path C i and the arc path C i+1 are smoothly connected and no sudden change in curvature occurs. In this way, when all the reference values related to curving are 0, the curving judgment unit 110 may determine that curving is not necessary for the connection portion of point P i+1 . Alternatively, the curving judgment unit 110 may determine that curving processing is to be performed using predetermined curving parameters.

 図4は、接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。図4の例では、点PiとPi+1を結ぶ円弧経路Ciと、点Pi+1とPi+2を結ぶ円弧経路Ci+1とが点Pi+1を接続部として接続している。円弧経路Ciの曲率半径Riは、円弧経路Ci+1の曲率半径Ri+1よりも小さい。また、接続部である点Pi+1の直前における円弧経路Ciの進行方向と、点Pi+1の直後における円弧経路Ci+1の進行方向は同じ(接続角度θiが0°)である。更に、円弧経路Ciの中心位置と、円弧経路Ci+1の中心位置の距離diは0よりも大きい。これは、円弧経路Ciと円弧経路Ci+1とは滑らかに接続されてはいるものの、急な曲率変化が生じていることを示している。このような場合には、曲線化判断部110は、点Pi+1の接続部には曲線化が必要であると判断する。 FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths. In the example of FIG. 4, an arc path C i connecting points P i and P i+1 and an arc path C i + 1 connecting points P i+1 and P i+2 are connected with point P i+1 as a connection part. The radius of curvature R i of the arc path C i is smaller than the radius of curvature R i +1 of the arc path C i +1. In addition, the direction of travel of the arc path C i just before point P i+1 , which is the connection part, is the same as the direction of travel of the arc path C i+1 just after point P i+1 (connection angle θ i is 0°). Furthermore, the distance d i between the center position of the arc path C i and the center position of the arc path C i+1 is greater than 0. This indicates that although the arc path C i and the arc path C i+1 are smoothly connected, a sudden change in curvature occurs. In such a case, the curved line forming determination unit 110 determines that the connection part of point P i+1 needs to be curved.

 図5は、接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。図5の例では、点PiとPi+1を結ぶ円弧経路Ciと、点Pi+1とPi+2を結ぶ円弧経路Ci+1とが点Pi+1を接続部として接続している。円弧経路Ciの曲率半径Riと、円弧経路Ci+1の曲率半径Ri+1とは同じである。また、接続部である点Pi+1の直前における円弧経路Ciの進行方向と、点Pi+1の直後における円弧経路Ci+1の進行方向が異なっている(接続角度θiが0°以上)。更に、円弧経路Ciの中心位置と、円弧経路Ci+1の中心位置の距離diは0よりも大きい。これは、円弧経路Ciと円弧経路Ci+1とは急な曲率変化も生じていないが、接続点において滑らかに接続されていないことを示している。このような場合には、曲線化判断部110は、点Pi+1の接続部には曲線化が必要であると判断する。 FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths. In the example of FIG. 5, an arc path C i connecting points P i and P i+1 and an arc path C i + 1 connecting points P i+1 and P i+2 are connected with point P i+1 as a connection part. The radius of curvature R i of the arc path C i is the same as the radius of curvature R i +1 of the arc path C i+ 1. In addition, the direction of travel of the arc path C i just before point P i+1 , which is the connection part, is different from the direction of travel of the arc path C i +1 just after point P i+1 (the connection angle θ i is 0° or more). Furthermore, the distance d i between the center position of the arc path C i and the center position of the arc path C i +1 is greater than 0. This indicates that although there is no sudden change in curvature between the arc path C i and the arc path C i+1 , they are not smoothly connected at the connection point. In such a case, the curved line determination unit 110 determines that the connection part of point P i+1 needs to be curved.

 図6は、接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。図6の例では、点PiとPi+1を結ぶ円弧経路Ciと、点Pi+1とPi+2を結ぶ円弧経路Ci+1とが点Pi+1を接続部として接続している。円弧経路Ciの曲率半径Riは、円弧経路Ci+1の曲率半径Ri+1よりも小さい。また、接続部である点Pi+1の直前における円弧経路Ciの進行方向と、点Pi+1の直後における円弧経路Ci+1の進行方向が異なっている(接続角度θiが0°以上)。更に、円弧経路Ciの中心位置と、円弧経路Ci+1の中心位置の距離diは0よりも大きい。これは、円弧経路Ciと円弧経路Ci+1とは滑らかに接続されておらず、また、急な曲率変化も生じていることを示している。このような場合には、曲線化判断部110は、点Pi+1の接続部には曲線化が必要であると判断する。 FIG. 6 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths. In the example of FIG. 6, an arc path C i connecting points P i and P i+1 and an arc path C i + 1 connecting points P i+1 and P i+2 are connected with point P i+1 as a connection part. The radius of curvature R i of the arc path C i is smaller than the radius of curvature R i +1 of the arc path C i +1. In addition, the direction of travel of the arc path C i just before point P i+1 , which is the connection part, is different from the direction of travel of the arc path C i+1 just after point P i+1 (the connection angle θ i is 0° or more). Furthermore, the distance d i between the center position of the arc path C i and the center position of the arc path C i+1 is greater than 0. This indicates that the arc path C i and the arc path C i+1 are not smoothly connected and that a sudden change in curvature also occurs. In such a case, the curved line forming determination unit 110 determines that the connection part of point P i+1 needs to be curved.

 図7は、接続している2つの円弧経路の他の例を示す模式図である。図7の例では、点PiとPi+1を結ぶ円弧経路Ciと、点Pi+1とPi+2を結ぶ円弧経路Ci+1とが点Pi+1を接続部として接続している。また、円弧経路Ciの中心位置と、円弧経路Ci+1の中心位置とは、経路を挟んで反対側に位置している。このような場合、経路の円弧中心位置の距離diは非常に大きな値となり、曲線化に係る基準値として同じ基準で利用することができない。そのため、曲線化判断部110は、トレランスに制限を加えずに曲線化をするものとして判断するようにすればよい。なお、連続する2つの移動指令に係る経路の内いずれかの経路が直線経路の場合には、経路の曲率もしくは曲率半径の違いについても曲線化に係る基準値として同じ基準で利用することができない。このような場合には、曲線化判断部110は、直線を曲率半径無限大の円弧と考えて、曲率半径Ri=∞又はdi=∞として特別な曲線化の基準値として扱い曲線化の要否を判断するようにすればよい。 FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of two connected arc paths. In the example of FIG. 7, an arc path C i connecting points P i and P i+1 and an arc path C i+1 connecting points P i + 1 and P i+2 are connected with point P i+1 as a connection part. In addition, the center position of the arc path C i and the center position of the arc path C i+1 are located on opposite sides of the path. In such a case, the distance d i between the arc center positions of the path becomes a very large value and cannot be used as a reference value for curving with the same criterion. Therefore, the curved path determining unit 110 may determine that curving is to be performed without imposing a limit on the tolerance. Note that, when one of the paths related to two consecutive movement commands is a straight path, the difference in the curvature or curvature radius of the path cannot be used as a reference value for curving with the same criterion. In such a case, the curve formation judgment unit 110 may regard the straight line as a circular arc with an infinite radius of curvature, and may treat the radius of curvature R i =∞ or d i =∞ as a special reference value for curve formation to judge whether or not curve formation is necessary.

 曲線化処理部120は、曲線化が必要とされた2つの連続した経路に対して曲線化の処理を行う。曲線化の処理は、平滑化フィルタやスプライン曲線などの公知の手法を用いてよい。曲線化処理部120は、経路の曲率または曲率半径の違い、経路の進行方向または法線方向の角度の違い、及び経路の円弧中心位置の距離の少なくともいずれかを含む基準値に応じて、曲線化する際のトレランス(曲線化する前の経路と曲線化した後の経路との最大乖離量)及び曲線化する範囲の少なくともいずれかを含む曲線化パラメータを決定する。そして、決定した曲線化パラメータに基づいて連続する2つの移動指令に係る経路を曲線化する。曲線化処理部120は、曲線化した移動指令を補間部130へと出力する。 The curved line processing unit 120 performs a curved line processing on two consecutive paths that require curved line processing. The curved line processing may use known techniques such as a smoothing filter or a spline curve. The curved line processing unit 120 determines curved line parameters including at least one of the tolerance when curved line processing (maximum deviation between the path before curved line processing and the path after curved line processing) and the range of curved line processing, depending on reference values including at least one of the difference in the curvature or radius of curvature of the paths, the difference in the angle of the path's progression direction or normal direction, and the distance to the center position of the arc of the paths. Then, the curved line processing unit 120 curves the paths related to the two consecutive movement commands based on the determined curved line parameters. The curved line processing unit 120 outputs the curved movement command to the interpolation unit 130.

 曲線化処理部120は、基準値の値と曲線化のトレランスTとの関係を定義するテーブルや数式を用いて曲線化のトレランスTを決定するようにしてよい。図8は、曲率半径の違いとトレランスTとの関係を例示するテーブル図である。また、以下に示す数1式は、曲率半径の違いとトレランスTとの関係を定義する数式の例を示したものである。なお、図8及び数1式では、2つの連続した曲線経路のそれぞれ曲率半径Ri、Ri+1の内で、小さい方の曲率半径をRs、大きい方の曲率半径をRlで示している。図8及び数1式に例示するように、前の円弧経路Ciの曲率半径Riと、後の円弧経路Ci+1の曲率半径Ri+1との違いが大きくなればなるほど、トレランスTの値が大きくなるようにすることが望ましい。この関係については、予め実験などにより適切な曲率半径の違いとトレランスTとの関係を求めておけばよい。 The curve forming processing unit 120 may determine the tolerance T of the curve forming using a table or a formula that defines the relationship between the reference value and the tolerance T of the curve forming. FIG. 8 is a table diagram illustrating the relationship between the difference in the radius of curvature and the tolerance T. Moreover, the following formula 1 shows an example of a formula that defines the relationship between the difference in the radius of curvature and the tolerance T. In FIG. 8 and formula 1, the smaller radius of curvature of the radii of curvature R i and R i+1 of two consecutive curved paths is indicated as R s and the larger radius of curvature is indicated as R l . As illustrated in FIG. 8 and formula 1, it is desirable to increase the value of the tolerance T as the difference between the radius of curvature R i of the previous arc path C i and the radius of curvature R i+ 1 of the subsequent arc path C i +1 increases. With regard to this relationship, an appropriate relationship between the difference in the radius of curvature and the tolerance T may be obtained in advance by an experiment or the like.

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001

 図9は、接続角度の違いとトレランスTとの関係を例示するテーブル図である。また、以下に示す数2式は、接続角度の違いとトレランスTとの関係を定義する数式の例を示したものである。なお、図9及び数2式では、2つの連続した曲線経路のそれぞれ曲率半径Ri、Ri+1の内で、小さい方の曲率半径をRsで示している。図9及び数2式に例示するように、前の円弧経路Ciと、後の円弧経路Ci+1との接続角度θiが大きくなればなるほど、トレランスTの値が大きくなるようにすることが望ましい。この関係については、予め実験などにより適切な接続角度の違いとトレランスTとの関係を求めておけばよい。 FIG. 9 is a table illustrating the relationship between the difference in connection angle and the tolerance T. The following formula 2 shows an example of a formula that defines the relationship between the difference in connection angle and the tolerance T. In FIG. 9 and formula 2, the smaller radius of curvature of the two consecutive curved paths, R i and R i+1 , is indicated as R s . As illustrated in FIG. 9 and formula 2, it is desirable to increase the value of the tolerance T as the connection angle θ i between the previous arc path C i and the subsequent arc path C i+1 increases. With regard to this relationship, it is sufficient to obtain an appropriate relationship between the difference in connection angle and the tolerance T in advance by an experiment or the like.

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002

 図10は、経路の円弧中心位置の距離diとトレランスTとの関係を例示するテーブル図である。また、以下に示す数3式は、経路の円弧中心位置の距離とトレランスTとの関係を定義する数式の例を示したものである。なお、図10及び数3式では、2つの連続した曲線経路のそれぞれ曲率半径Ri、Ri+1の内で、小さい方の曲率半径をRsで示している。図10及び数3式に例示するように、経路の円弧中心位置の距離diが大きくなればなるほど、トレランスTの値が大きくなるようにすることが望ましい。この関係については、予め実験などにより適切な接続角度の違いとトレランスTとの関係を求めておけばよい。 FIG. 10 is a table illustrating the relationship between the distance d i of the arc center position of the path and the tolerance T. Moreover, the following formula 3 shows an example of a formula that defines the relationship between the distance of the arc center position of the path and the tolerance T. In FIG. 10 and formula 3, the smaller radius of curvature of the radii of curvature R i and R i+1 of two consecutive curved paths is indicated as R s . As illustrated in FIG. 10 and formula 3, it is desirable that the value of the tolerance T increases as the distance d i of the arc center position of the path increases. With regard to this relationship, it is sufficient to obtain an appropriate relationship between the difference in connection angle and the tolerance T in advance by experiments or the like.

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003

 複数の基準値の組合せと曲線化のトレランスTとの関係を定義するテーブルや数式を用意してよい。このような場合においても、予め実験などにより適切な複数の基準値の値とトレランスTとの関係を求めて定義しておけばよい。 A table or formula may be prepared that defines the relationship between the combination of multiple reference values and the tolerance T for curved line formation. Even in such a case, the relationship between the appropriate multiple reference values and the tolerance T can be determined in advance through experiments or the like and then defined.

 曲線化処理部120は、基準値の値と曲線化の範囲Lとの関係を定義するテーブルや数式を用いて曲線化の範囲Lを決定するようにしてよい。図11は、曲率半径の違いと曲線化の範囲Lとの関係を例示するテーブル図である。また、以下に示す数4式は、曲率半径の違いと曲線化の範囲Lとの関係を定義する数式の例を示したものである。なお、図11及び数4式では、2つの連続した曲線経路のそれぞれ曲率半径Ri、Ri+1の内で、小さい方の曲率半径をRs、大きい方の曲率半径をRlで示している。図11及び数4式に例示するように、前の円弧経路Ciの曲率半径Riと、後の円弧経路Ci+1の曲率半径Ri+1との違いが大きくなればなるほど、曲線化の範囲Lの値が大きくなるようにすることが望ましい。この関係については、予め実験などにより適切な曲率半径の違いと曲線化の範囲Lとの関係を求めておけばよい。 The curved line processing unit 120 may determine the curved line range L using a table or a formula that defines the relationship between the reference value and the curved line range L. FIG. 11 is a table diagram illustrating the relationship between the difference in the curvature radius and the curved line range L. Moreover, the following formula 4 shows an example of a formula that defines the relationship between the difference in the curvature radius and the curved line range L. In addition, in FIG. 11 and formula 4, the smaller curvature radius of the two consecutive curved paths, R i and R i+1 , is indicated as R s and the larger curvature radius is indicated as R l . As illustrated in FIG. 11 and formula 4, it is desirable to increase the value of the curved line range L as the difference between the curvature radius R i of the previous arc path C i and the curvature radius R i+1 of the subsequent arc path C i+1 increases. With regard to this relationship, it is sufficient to obtain an appropriate relationship between the difference in the curvature radius and the curved line range L by an experiment or the like in advance.

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004

 図12は、接続角度の違いと曲線化の範囲Lとの関係を例示するテーブル図である。また、以下に示す数5式は、接続角度の違いと曲線化の範囲Lとの関係を定義する数式の例を示したものである。なお、図12及び数5式では、2つの連続した曲線経路のそれぞれ曲率半径Ri、Ri+1の内で、小さい方の曲率半径をRsで示している。図12及び数4式に例示するように、前の円弧経路Ciと、後の円弧経路Ci+1との接続角度θiが大きくなればなるほど、曲線化の範囲Lの値が大きくなるようにすることが望ましい。この関係については、予め実験などにより適切な接続角度の違いと曲線化の範囲Lとの関係を求めておけばよい。 FIG. 12 is a table illustrating the relationship between the difference in connection angle and the range L of curvature. The following formula 5 shows an example of a formula that defines the relationship between the difference in connection angle and the range L of curvature. In FIG. 12 and formula 5, the smaller radius of curvature of the two consecutive curved paths, R i and R i+1 , is indicated as R s . As illustrated in FIG. 12 and formula 4, it is desirable that the larger the connection angle θ i between the previous arc path C i and the subsequent arc path C i+1 , the larger the value of the range L of curvature. With regard to this relationship, it is sufficient to obtain an appropriate relationship between the difference in connection angle and the range L of curvature in advance by experiments or the like.

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005

 図13は、経路の円弧中心位置の距離diと曲線化の範囲Lとの関係を例示するテーブル図である。また、以下に示す数6式は、経路の円弧中心位置の距離と曲線化の範囲Lとの関係を定義する数式の例を示したものである。図13及び数6式に例示するように、経路の円弧中心位置の距離diが大きくなればなるほど、曲線化の範囲Lの値が大きくなるようにすることが望ましい。この関係については、予め実験などにより適切な円弧中心位置の距離と曲線化の範囲Lとの関係を求めておけばよい。 Fig. 13 is a table diagram illustrating an example of the relationship between the distance d i of the arc center position of the path and the curved line range L. Moreover, the following formula 6 shows an example of a formula that defines the relationship between the distance of the arc center position of the path and the curved line range L. As illustrated in Fig. 13 and formula 6, it is desirable that the value of the curved line range L increases as the distance d i of the arc center position of the path increases. Regarding this relationship, an appropriate relationship between the distance of the arc center position and the curved line range L can be obtained in advance by experiments or the like.

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006

 複数の基準値の値の組合せと曲線化の範囲Lとの関係を定義するテーブルや数式を用意してよい。このような場合においても、予め実験などにより適切な複数の基準値の値と曲線化の範囲Lとの関係を求めて定義しておけばよい。 A table or formula may be prepared that defines the relationship between the combination of multiple reference values and the range L of the curve. Even in such a case, the relationship between the appropriate multiple reference values and the range L of the curve can be determined and defined in advance through experiments, etc.

 図14は、トレランスT及び曲線化範囲Lと連続した経路との関係を例示する模式図である。図14において、実線は制御用プログラム200のブロックにより指令された2つの連続した経路Ci及び経路Ci+1を示している。また、点線は曲線化することで生成される経路Siを示している。図14に示すように、2つの連続した経路Ci及び経路Ci+1の接続点の前CL/(C+Ci+1)から後Ci+1L/(C+Ci+1)の曲線化範囲Lに渡って曲線化が施される。この時、トレランスTを元の経路からの最大乖離量として、曲線化処理を行えばよい。 Fig. 14 is a schematic diagram illustrating the relationship between the tolerance T, the curved range L, and a continuous path. In Fig. 14, the solid lines indicate two continuous paths C i and C i+1 instructed by a block of the control program 200. The dotted lines indicate a path S i generated by curved processing. As shown in Fig. 14, curved processing is performed over a curved range L from C i L/(C i +C i+1 ) before the connection point of the two continuous paths C i and C i + 1 to C i+1 L/(C i +C i+1 ) after the connection point. At this time, the curved processing may be performed with the tolerance T set as the maximum deviation from the original path.

 補間部130は、産業機械3が備える軸毎の補間周期毎の移動量を算出する補間処理を行う。そして、軸毎の補間周期毎の移動量を示す移動指令データを作成する。補間部130は、作成した補間周期毎の移動指令データを加減速部140へと出力する。 The interpolation unit 130 performs an interpolation process to calculate the amount of movement for each axis of the industrial machine 3 per interpolation cycle. Then, it creates movement command data indicating the amount of movement for each axis per interpolation cycle. The interpolation unit 130 outputs the created movement command data for each interpolation cycle to the acceleration/deceleration unit 140.

 加減速部140は、補間部130が作成した補間周期毎の移動指令データに対して補間周期毎の移動量を調整する補間後加減速処理を行う。加減速部140が行う補間後加減速処理は、補間周期毎の移動指令データに対して例えば平均値フィルタを掛けることで、移動指令データに基づく所定の軸に沿った駆動部の移動における一階微分値の大きさを抑制する。加減速部140は、加減速処理を施した補間周期毎の移動指令データをサーボ制御部150へと出力する。 The acceleration/deceleration unit 140 performs post-interpolation acceleration/deceleration processing to adjust the amount of movement for each interpolation cycle for the movement command data for each interpolation cycle created by the interpolation unit 130. The post-interpolation acceleration/deceleration processing performed by the acceleration/deceleration unit 140 suppresses the magnitude of the first-order differential value in the movement of the drive unit along a specified axis based on the movement command data by, for example, applying an average filter to the movement command data for each interpolation cycle. The acceleration/deceleration unit 140 outputs the movement command data for each interpolation cycle that has been subjected to acceleration/deceleration processing to the servo control unit 150.

 サーボ制御部150は、加減速部140から入力された補間周期毎の移動指令データに基づいて、産業機械3の駆動部が各軸に沿って移動するように各サーボモータ50を制御する。 The servo control unit 150 controls each servo motor 50 so that the drive unit of the industrial machine 3 moves along each axis based on the movement command data for each interpolation period input from the acceleration/deceleration unit 140.

 上記構成を備えた本実施形態による経路変更装置1は、円弧を伴う制御用プログラム200のブロックにより指令される連続した各経路に対して適切な曲線化パラメータを選択して曲線化の処理を行うことができる。これにより、ブロックの接続部で生じる加速度変化が抑えられ、加工精度の向上が見込まれる。 The path change device 1 according to this embodiment, which is configured as described above, can select appropriate curved line parameters for each continuous path commanded by a block of the control program 200 that includes an arc, and perform the curved line processing. This reduces the change in acceleration that occurs at the connection of the blocks, and is expected to improve the machining accuracy.

[第2実施形態]
 以下では、第2実施形態による経路変更装置1について説明する。本実施形態による経路変更装置1は、2つの連続する経路を曲線化する際に基準半径R0を定め、この基準半径R0に基づいて曲線化を行う。
[Second embodiment]
The following describes the route changing device 1 according to the second embodiment. The route changing device 1 according to the present embodiment determines a reference radius R0 when making two consecutive routes into a curve, and makes the route into a curve based on this reference radius R0 .

 本開示の第2実施形態による経路変更装置1は、第1実施形態による経路変更装置1と同様に、プログラム解析部100、曲線化判断部110、曲線化処理部120、補間部130、加減速部140、サーボ制御部150を備える。また、経路変更装置1のRAM13乃至不揮発性メモリ14には、産業機械3を制御するための制御用プログラム200が記憶される。 The path changing device 1 according to the second embodiment of the present disclosure, like the path changing device 1 according to the first embodiment, includes a program analysis unit 100, a curve forming determination unit 110, a curve forming processing unit 120, an interpolation unit 130, an acceleration/deceleration unit 140, and a servo control unit 150. In addition, the RAM 13 to the non-volatile memory 14 of the path changing device 1 store a control program 200 for controlling the industrial machine 3.

 本実施形態によるプログラム解析部100、曲線化判断部110、補間部130、加減速部140、サーボ制御部150は、第1実施形態によるプログラム解析部100、曲線化判断部110、補間部130、加減速部140、サーボ制御部150と同様の機能を備える。 The program analysis unit 100, curved line determination unit 110, interpolation unit 130, acceleration/deceleration unit 140, and servo control unit 150 of this embodiment have the same functions as the program analysis unit 100, curved line determination unit 110, interpolation unit 130, acceleration/deceleration unit 140, and servo control unit 150 of the first embodiment.

 本実施形態による曲線化処理部120は、連続する2つの移動指令に係る経路の間で曲線化処理を行う際に、該経路の内で曲率半径が小さい方の曲線経路を予め定めた所定の基準半径R0の円と同じ曲率半径がとなるように拡大又は縮小する。基準半径R0は、曲線化処理に用いるパラメータの値に応じて適切な大きさ(例えば、10mm)を定めておく。そして、他方の経路についても、同じ比率で拡大又は縮小した上で、曲線化処理を実行する。そして、曲線化をした後、それぞれの経路を逆の比率で縮小又は拡大する。 When performing curved line processing between paths related to two consecutive movement commands, the curved line processing unit 120 according to this embodiment enlarges or reduces the curved line having a smaller radius of curvature among the paths so that the radius of curvature is the same as that of a circle having a predetermined reference radius R0 . The reference radius R0 is set to an appropriate value (e.g., 10 mm) according to the parameter value used in the curved line processing. The other path is also enlarged or reduced at the same ratio before the curved line processing is performed. After the curved line processing, each path is reduced or enlarged at the opposite ratio.

 図15は、曲線経路の拡大/縮小処理について説明する模式図である。図15の例では、点PiとPi+1を結ぶ円弧経路Ciと、点Pi+1とPi+2を結ぶ円弧経路Ci+1とが点Pi+1を接続部として接続している。円弧経路Ciの曲率半径Riは、円弧経路Ci+1の曲率半径Ri+1よりも小さい。以下では、円弧経路Ciの曲率半径RiをRSと、円弧経路Ciの曲率半径RiをRlと表記する。図15の右下に示される点線円は、予め定めた所定の基準半径R0の円である。曲線化処理部120は、曲線化処理をする前に、曲率半径が小さい方の円弧経路を、曲率半径が基準半径R0と同じになるように拡大又は縮小する。図15の例では、曲率半径が小さいのは円弧経路Ciなので、円弧経路CiをR0/Rs倍(拡大)した円弧経路Ci’を作成する。その後、他方の経路である円弧経路Ci+1を同様にR0/Rs倍(拡大)した円弧経路Ci+1’を作成し、円弧経路Ci’に拡大前と同じ接続角度で接続する。このようにして拡大した連続する2つの円弧経路に対して、曲線化処理部120は、第1実施形態で説明したのと同様のやり方で曲線化処理を施す。そして、曲線化処理を施した後の経路を、Rs/R0倍(縮小)する。 FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the enlargement/reduction process of a curved path. In the example of FIG. 15, an arc path C i connecting points P i and P i+1 and an arc path C i +1 connecting points P i+1 and P i+2 are connected with point P i+1 as a connection part. The radius of curvature R i of the arc path C i is smaller than the radius of curvature R i +1 of the arc path C i +1 . Hereinafter, the radius of curvature R i of the arc path C i is represented as R S and the radius of curvature R i of the arc path C i is represented as R l . The dotted circle shown in the lower right of FIG. 15 is a circle with a predetermined reference radius R 0 that is determined in advance. Before performing the curved path processing, the curved path processing unit 120 enlarges or reduces the arc path with the smaller radius of curvature so that the radius of curvature is the same as the reference radius R 0 . In the example of Fig. 15, since the arc path C i has a small radius of curvature, an arc path C i ' is created by multiplying (enlarging) the arc path C i by R 0 /R s . Then, an arc path C i+1 ' is created by similarly multiplying (enlarging) the other path, the arc path C i+1 , by R 0 /R s , and connected to the arc path C i ' at the same connection angle as before the enlargement. The curve processing unit 120 performs curve processing on the two consecutive arc paths thus enlarged in the same manner as described in the first embodiment. Then, the path after the curve processing is reduced by R s /R 0 times.

 なお、経路を拡大して曲線化する際に、トレランスTが想定していた場合と比べて大きくなる場合がある。そのような場合には、予めトレランスの制限値Tmaxを設定しておき、曲線化処理時に設定されたトレランスTがトレランスの制限値Tmaxを超えた場合には、拡大した経路をTmax/Tで縮小した上で曲線化処理を施すようにすればよい。 When a route is enlarged to form a curve, the tolerance T may become larger than expected. In such a case, a tolerance limit value Tmax is set in advance, and if the tolerance T set during the curve forming process exceeds the tolerance limit value Tmax , the enlarged route is reduced by Tmax /T before the curve forming process is performed.

 上記構成を備えた本実施形態による経路変更装置1は、所定の基準半径R0の円に併せて拡大又は縮小した経路に対して曲線化処理を施すため、曲率半径に対する、トレランスと長さとの比率が一定なり、円弧形状の見た目のバランスが保たれる。一般に、円弧半径が小さくなるにつれて送り速度も下がるので、加工形状精度も保たれ、より適切な曲線化が行えることが期待できる。 The path changing device 1 according to the present embodiment having the above configuration performs a curved line processing on a path that has been enlarged or reduced in accordance with a circle of a predetermined reference radius R0 , so that the ratio of the tolerance and length with respect to the radius of curvature becomes constant, and the visual balance of the arc shape is maintained. In general, as the radius of the arc becomes smaller, the feed rate also decreases, so the machining shape precision is maintained, and it can be expected that more appropriate curved line processing can be performed.

[第3実施形態]
 以下では、第3実施形態による経路変更装置1について説明する。本実施形態による経路変更装置1は、2つの連続する経路を曲線化する際に曲線部における速度を調節する。
[Third embodiment]
The following describes a route changing device 1 according to a third embodiment. The route changing device 1 according to the present embodiment adjusts the speed at a curved portion when two consecutive routes are curved.

 本開示の第3実施形態による経路変更装置1は、第1実施形態による経路変更装置1と同様に、プログラム解析部100、曲線化判断部110、曲線化処理部120、補間部130、加減速部140、サーボ制御部150を備える。また、経路変更装置1のRAM13乃至不揮発性メモリ14には、産業機械3を制御するための制御用プログラム200が記憶される。 The path changing device 1 according to the third embodiment of the present disclosure, like the path changing device 1 according to the first embodiment, includes a program analysis unit 100, a curve forming determination unit 110, a curve forming processing unit 120, an interpolation unit 130, an acceleration/deceleration unit 140, and a servo control unit 150. In addition, the RAM 13 to the non-volatile memory 14 of the path changing device 1 store a control program 200 for controlling the industrial machine 3.

 本実施形態によるプログラム解析部100、曲線化判断部110、補間部130、加減速部140、サーボ制御部150は、第1実施形態によるプログラム解析部100、曲線化判断部110、補間部130、加減速部140、サーボ制御部150と同様の機能を備える。 The program analysis unit 100, curved line determination unit 110, interpolation unit 130, acceleration/deceleration unit 140, and servo control unit 150 of this embodiment have the same functions as the program analysis unit 100, curved line determination unit 110, interpolation unit 130, acceleration/deceleration unit 140, and servo control unit 150 of the first embodiment.

 本実施形態による曲線化処理部120は、連続する2つの移動指令に係る経路の間で曲線化処理を行う際に、経路の接続部の前後において、接続部前の送り速度から、接続部の後の送り速度まで単調に変化するように、例えば曲率半径の小さな円弧の後ろに曲率半径の大きな円弧を曲線で接続する場合には、挿入する曲線上の送り速度が途中で減少することなく緩やかに増加し続けるように、接続部の前後に送り速度を調整する。一般に、円弧部の送り速度は曲率半径が小さくなるほど小さい値となる。そのため、曲率が異なる連続する2つの経路の接続部では、急な送り速度の変化が起きる。そのため、急な送り速度の変化が起きないように、緩やかに送り速度が変化するように加減速を調整する。この調整は、法線加速度を調整することで行うようにしてもよい。円弧経路を移動する際の法線方向加速度Aは、送り速度をV、曲率半径をRとした時、以下の数7式で表すことができる。本実施形態による曲線化処理部120は、例えば曲線化範囲Lにおいて、接続部前の法線方向加速度から接続部後の法線方向加速度へと緩やかに変化するように送り速度Vを調整するようにしてもよい。 When performing curved processing between paths related to two consecutive movement commands, the curved processing unit 120 according to this embodiment adjusts the feed speed before and after the connection part of the paths so that the feed speed changes monotonically from the feed speed before the connection part to the feed speed after the connection part. For example, when connecting an arc with a small radius of curvature to an arc with a large radius of curvature with a curve, the feed speed on the inserted curve continues to increase gradually without decreasing midway. In general, the feed speed of the arc part becomes smaller as the radius of curvature becomes smaller. Therefore, at the connection part of two consecutive paths with different curvatures, a sudden change in feed speed occurs. Therefore, the acceleration and deceleration are adjusted so that the feed speed changes gradually to prevent a sudden change in feed speed. This adjustment may be performed by adjusting the normal acceleration. The normal acceleration A when moving along an arc path can be expressed by the following equation 7, where the feed speed is V and the radius of curvature is R. The curved line processing unit 120 according to this embodiment may adjust the feed speed V so that, for example, in the curved line range L, the normal acceleration changes gradually from the normal acceleration before the connection to the normal acceleration after the connection.

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007

 上記構成を備えた本実施形態による経路変更装置1は、曲線化した経路上での送り速度について、接続部の前後において急激に速度が変化しないように送り速度を調整する。そのため、円弧を伴う加工ブロックの接続部で生じる加速度の急激な変化が抑えられ、加工精度が向上することが期待でき、また、円弧の形状悪化も最小限に抑えられる。 The path changing device 1 according to this embodiment, which is configured as described above, adjusts the feed speed on a curved path so that the speed does not change suddenly before and after the connection. This is expected to suppress sudden changes in acceleration that occur at the connection of machining blocks that involve arcs, improving machining accuracy, and minimizing deterioration of the shape of the arc.

[その他の実施形態]
 上記した実施形態では、本開示による経路変更装置1を産業機械の制御装置上に実装した例を示した。しかしながら、図16に例示するように、曲線化の処理を行うまでの機能をコンピュータ上に実装するようにしてもよい。このように構成する場合、経路変更装置1は、制御用プログラム200の各ブロックを読み込んで曲線化処理を施した移動指令を作成する。そして作成した移動指令を制御装置2に渡して産業機械3の制御に用いるようにすればよい。この時、経路変更装置1は、曲線化した移動指令をネットワーク5を介して制御装置2に渡してもよいし、外部機器72に記憶した曲線化した移動指令を制御装置2へと読み込ませるようにしてもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, an example is shown in which the path changing device 1 according to the present disclosure is implemented on a control device of an industrial machine. However, as illustrated in FIG. 16, the functions up to the curved line processing may be implemented on a computer. In such a configuration, the path changing device 1 reads each block of the control program 200 and creates a movement command that has been subjected to the curved line processing. The created movement command may then be passed to the control device 2 for use in controlling the industrial machine 3. At this time, the path changing device 1 may pass the curved line movement command to the control device 2 via the network 5, or may cause the control device 2 to read the curved line movement command stored in the external device 72.

 以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure is not limited to the individual embodiments described above. Various additions, substitutions, modifications, partial deletions, etc. are possible in these embodiments, without departing from the gist of the invention, or without departing from the idea and intent of the present disclosure derived from the contents described in the claims and their equivalents. For example, in the above-mentioned embodiments, the order of each operation and the order of each process are shown as examples, and are not limited to these. The same applies when numerical values or formulas are used in the explanation of the above-mentioned embodiments.

 以下に、本開示の実施形態に係る付記を示す。
(付記1)
 本開示の一態様による経路変更装置(1)は、制御用プログラム(200)からブロックを順次読み込み、該ブロックにより指令を解析するプログラム解析部(100)と、連続する2つの移動指令が円弧指令を含む場合、それぞれの当該移動指令における曲率または曲率半径の違い、進行方向または法線方向の角度の違い、及び円弧中心位置の距離の少なくともいずれかを含む曲線化に係る基準値を検出し、該基準値に基づいて当該移動指令に係る経路の接続部における曲線化の要否を判断する曲線化判断部(110)と、曲線化が必要された経路について、曲線化に係る前記基準値に基づいて、曲線化する前後の経路の最大乖離量であるトレランス及び曲線化する範囲の少なくともいずれかを含む曲線化パラメータを決定し、決定した前記曲線化パラメータに基づいて前記経路を曲線化する曲線化処理部(120)と、を備え、前記曲線化処理部(120)が決定する前記曲線化パラメータは、前記基準値が増加した場合に同じ値または増加する。
Below, notes relating to embodiments of the present disclosure are provided.
(Appendix 1)
A path changing device (1) according to one aspect of the present disclosure includes a program analysis unit (100) that sequentially reads blocks from a control program (200) and analyzes commands using the blocks; a curvature determination unit (110) that, when two consecutive movement commands include arc commands, detects reference values related to curvature, including at least one of a difference in curvature or radius of curvature, a difference in angle between the direction of travel or the normal direction, and a distance between arc center positions, in each of the movement commands, and determines whether or not curvature is required at a connection portion of the paths related to the movement commands based on the reference values; and a curvature processing unit (120) that determines curvature parameters for a path that requires curvature, including at least one of a tolerance, which is a maximum deviation of the path before and after curving, and a curvature range, based on the reference values related to curvature, and curves the path based on the determined curvature parameters, and the curvature parameters determined by the curvature processing unit (120) remain the same or increase when the reference value increases.

(付記2)
 本開示の他の態様による経路変更装置(1)が備える前記曲線化判断部(110)は、前記曲線化に係る基準値が0である場合、予め定めた所定の曲線化パラメータを用いて曲線化をすると判断する。
(付記3)
 本開示の他の態様による経路変更装置(1)が備える前記曲線化処理部(120)は、予め定めた所定の基準半径の円に併せて前記移動指令に係る経路を拡大又は縮小し、該拡大又は縮小した経路を曲線化した上で、曲線化した経路を縮小又は拡大する。
(Appendix 2)
The curve forming determination unit (110) provided in a route changing device (1) according to another aspect of the present disclosure determines that curve forming should be performed using a predetermined curve forming parameter when the reference value for the curve forming is 0.
(Appendix 3)
The curve forming processing unit (120) provided in a path changing device (1) according to another aspect of the present disclosure enlarges or reduces the path related to the movement command to fit a circle of a predetermined reference radius, curves the enlarged or reduced path, and then reduces or enlarges the curved path.

(付記4)
 本開示の他の態様による経路変更装置(1)が備える前記曲線化処理部(120)は、予め定めた所定のトレランス制限値を超えないように、拡大した前記経路を縮小してから経路の曲線化をする。
(付記5)
 本開示の他の態様による経路変更装置(1)は、前記経路の接続部の前後の送り速度が単調に変化するように送り速度を調整する。

請求項1に記載の経路変更装置。
(付記6)
 本開示の他の態様による経路変更装置(1)は、前記経路の接続部の前後の法線加速度が緩やかに変化するように送り速度を調整する。
(Appendix 4)
The curve forming processing unit (120) provided in a route changing device (1) according to another aspect of the present disclosure reduces the enlarged route and then curves the route so as not to exceed a predetermined tolerance limit value.
(Appendix 5)
A path change device (1) according to another aspect of the present disclosure adjusts the feed speed so that the feed speed before and after the connection part of the path changes monotonically.
,
The route changing device according to claim 1 .
(Appendix 6)
A path change device (1) according to another aspect of the present disclosure adjusts the feed speed so that the normal acceleration before and after the connection part of the path changes gradually.

(付記7)
 本開示の一態様によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、制御用プログラム(200)からブロックを順次読み込み、該ブロックにより指令を解析するプログラム解析部(100)、連続する2つの移動指令が円弧指令を含む場合、それぞれの当該移動指令における曲率または曲率半径の違い、進行方向または法線方向の角度の違い、及び円弧中心位置の距離の少なくともいずれかを含む曲線化に係る基準値を検出し、該基準値に基づいて当該移動指令に係る経路の接続部における曲線化の要否を判断する曲線化判断部(110)、曲線化が必要された経路について、曲線化に係る前記基準値に基づいて、曲線化する前後の経路の最大乖離量であるトレランス及び曲線化する範囲の少なくともいずれかを含む曲線化パラメータを決定し、決定した前記曲線化パラメータに基づいて前記経路を曲線化する曲線化処理部(120)、としてコンピュータを機能させ、前記曲線化処理部(120)が決定する前記曲線化パラメータは、前記基準値が増加した場合に同じ値または増加する。
(Appendix 7)
A computer-readable recording medium according to one aspect of the present disclosure causes a computer to function as: a program analysis unit (100) that sequentially reads blocks from a control program (200) and analyzes commands using the blocks; a curvature determination unit (110) that, when two consecutive movement commands include arc commands, detects reference values related to curvature, including at least one of the difference in curvature or radius of curvature, the difference in angle between the traveling direction or normal direction, and the distance between arc center positions, in each of the movement commands, and determines whether or not curvature is required at a connection portion of paths related to the movement commands based on the reference values; and a curvature processing unit (120) that determines curvature parameters for a path that requires curvature, including at least one of a tolerance, which is the maximum deviation of the path before and after curving, and a curvature range, based on the reference values related to curvature, and curves the path based on the determined curvature parameters, and the curvature parameters determined by the curvature processing unit (120) remain the same or increase when the reference value increases.

   1 経路変更装置
   3 産業機械
   4 産業機械
   5 ネットワーク
   6 フォグコンピュータ
   7 クラウドサーバ
  11 CPU
  12 ROM
  13 RAM
  14 不揮発性メモリ
  15,18,19,20 インタフェース
  16 PLC
  17 I/Oユニット
  22 バス
  30 軸制御回路
  40 サーボアンプ
  50 サーボモータ
  60 スピンドル制御回路
  61 スピンドルアンプ
  62 スピンドルモータ
  63 ポジションコーダ
  70 表示装置
  71 入力装置
  72 外部機器
 100 プログラム解析部
 110 曲線化判断部
 120 曲線化処理部
 130 補間部
 140 加減速部
 150 サーボ制御部
 200 制御用プログラム
REFERENCE SIGNS LIST 1 Route change device 3 Industrial machine 4 Industrial machine 5 Network 6 Fog computer 7 Cloud server 11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 Non-volatile memory 15, 18, 19, 20 Interface 16 PLC
17 I/O unit 22 Bus 30 Axis control circuit 40 Servo amplifier 50 Servo motor 60 Spindle control circuit 61 Spindle amplifier 62 Spindle motor 63 Position coder 70 Display device 71 Input device 72 External device 100 Program analysis section 110 Curve forming determination section 120 Curve forming processing section 130 Interpolation section 140 Acceleration/deceleration section 150 Servo control section 200 Control program

Claims (7)

 制御用プログラムからブロックを順次読み込み、該ブロックにより指令を解析するプログラム解析部と、
 連続する2つの移動指令が円弧指令を含む場合、それぞれの当該移動指令における曲率または曲率半径の違い、進行方向または法線方向の角度の違い、及び円弧中心位置の距離の少なくともいずれかを含む曲線化に係る基準値を検出し、該基準値に基づいて当該移動指令に係る経路の接続部における曲線化の要否を判断する曲線化判断部と、
 曲線化が必要された経路について、曲線化に係る前記基準値に基づいて、曲線化する前後の経路の最大乖離量であるトレランス及び曲線化する範囲の少なくともいずれかを含む曲線化パラメータを決定し、決定した前記曲線化パラメータに基づいて前記経路を曲線化する曲線化処理部と、
を備え、
 前記曲線化処理部が決定する前記曲線化パラメータは、前記基準値が増加した場合に同じ値または増加する、
経路変更装置。
a program analysis unit that sequentially reads blocks from a control program and analyzes commands based on the blocks;
a curved path determination unit which, when two successive movement commands include a circular arc command, detects a reference value relating to curved path formation, including at least one of a difference in curvature or a radius of curvature, a difference in an angle between a moving direction or a normal direction, and a distance between circular arc center positions, in each of the movement commands, and determines whether or not curved path formation is required at a connection portion of the paths related to the movement commands based on the reference value;
a curving processing unit that determines, for a route requiring curving, curvature parameters including at least one of a tolerance that is a maximum deviation amount of the route before and after curving and a range to be curved, based on the reference value related to curvature, and curves the route based on the determined curvature parameters;
Equipped with
the curve fitting parameter determined by the curve fitting processing unit is the same value or increases when the reference value increases;
Route change device.
 前記曲線化判断部は、前記曲線化に係る基準値が0である場合、予め定めた所定の曲線化パラメータを用いて曲線化をすると判断する、
請求項1に記載の経路変更装置。
the curve forming determination unit determines that curve forming should be performed using a predetermined curve forming parameter when the reference value related to the curve forming is 0;
The route changing device according to claim 1 .
 前記曲線化処理部は、予め定めた所定の基準半径の円に併せて前記移動指令に係る経路を拡大又は縮小し、該拡大又は縮小した経路を曲線化した上で、曲線化した経路を縮小又は拡大する、
請求項1に記載の経路変更装置。
the curved path processing unit enlarges or reduces the path related to the movement command in accordance with a circle having a predetermined reference radius, curves the enlarged or reduced path, and then reduces or enlarges the curved path.
The route changing device according to claim 1 .
 前記曲線化処理部は、予め定めた所定のトレランス制限値を超えないように、拡大した前記経路を縮小してから経路の曲線化をする、
請求項3に記載の経路変更装置。
the curved path processing unit reduces the enlarged path and then curves the path so as not to exceed a predetermined tolerance limit value.
The route changing device according to claim 3 .
 前記経路の接続部の前後の送り速度が単調に変化するように送り速度を調整する、
請求項1に記載の経路変更装置。
Adjusting the feed rate so that the feed rate before and after the connection portion of the path changes monotonically.
The route changing device according to claim 1 .
 前記経路の接続部の前後の法線加速度が緩やかに変化するように送り速度を調整する、
請求項1に記載の経路変更装置。
adjusting the feed rate so that the normal acceleration before and after the connection part of the path changes gradually;
The route changing device according to claim 1 .
  制御用プログラムからブロックを順次読み込み、該ブロックにより指令を解析するプログラム解析部、
 連続する2つの移動指令が円弧指令を含む場合、それぞれの当該移動指令における曲率または曲率半径の違い、進行方向または法線方向の角度の違い、及び円弧中心位置の距離の少なくともいずれかを含む曲線化に係る基準値を検出し、該基準値に基づいて当該移動指令に係る経路の接続部における曲線化の要否を判断する曲線化判断部、
 曲線化が必要された経路について、曲線化に係る前記基準値に基づいて、曲線化する前後の経路の最大乖離量であるトレランス及び曲線化する範囲の少なくともいずれかを含む曲線化パラメータを決定し、決定した前記曲線化パラメータに基づいて前記経路を曲線化する曲線化処理部、
としてコンピュータを機能させ、
 前記曲線化処理部が決定する前記曲線化パラメータは、前記基準値が増加した場合に同じ値または増加する、
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
a program analysis unit that sequentially reads blocks from the control program and analyzes commands based on the blocks;
a curved line forming determination unit which, when two successive motion commands include a circular arc command, detects a reference value relating to curved line forming, including at least one of a difference in curvature or a radius of curvature, a difference in an angle between a moving direction or a normal direction, and a distance between a circular arc center position, in each of the two successive motion commands, and determines whether or not curved line forming is required at a connection portion of the paths related to the motion commands based on the reference value;
a curvature processing unit that determines, for a route requiring curvature, curvature parameters including at least one of a tolerance that is a maximum deviation amount of the route before and after curvature and a range to be curved, based on the reference value related to curvature, and curves the route based on the determined curvature parameters;
The computer functions as
the curve fitting parameter determined by the curve fitting processing unit is the same value or increases when the reference value increases;
A computer-readable recording medium on which a program is recorded.
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