专利摘要:

公开号:WO1988000366A1
申请号:PCT/JP1987/000476
申请日:1987-07-07
公开日:1988-01-14
发明作者:Tomoatsu Shibata
申请人:Fanuc Ltd;
IPC主号:G05B19-00
专利说明:
[0001] 】 明 細 書
[0002] 位置制御方法
[0003] 技術分野
[0004] 本発明は X — Y平面上の形状を任意の 2 つ の回転中心 軸の回 り に そ れ ぞれ所定角度 (9 、 ¾ό 回転 さ せ た時、 該回 転 し た位置で形状通 り に 工具を移動制御 し て加工す る 位 置制御方法に 関す る 。
[0005] 背景技術
[0006] X — Υ平面上の加工形状を所定の回転中心軸の回 り に 回転 さ せ、 該回転 し た位置で形状通 り に加工す る こ と が 要求 さ れ る 場合があ る 。 た と え ば、 第 4 図に示す よ う に 、 X — γ 平面に対し て角度 の傾斜を有す る ワ ー ク W K の 煩斜面 I S F に 、 X — Y平面の加工形状図形 (点線) P T を 貼付け 、 該貼付け た形状 P T ' 通 り に加工す る 場合 で あ る 。
[0007] かか る 場合、 第 4 図を参照す る と 従来は所定の プ ロ グ ラ ム 座標系 ( X — Y平面) で形状 P T 通 り に加工す る N C 通路デー タ を作成す る と 共に 、 回転中心軸 ( X軸) の 中心軸べ ク ト ル ( i 。 , j 。 , k。 ) と 、 該回転中心軸上の 回転中心点 P c。 ( x c。 , y c。 , z c。 ) と 、 回転角度 を 与え 、 N C 通路デー タ に含 ま れ る 位置デー タ を該中心軸 べ ク ト ル と 回転中心点の座標値 と 回転角度で定 ま る 座標 変換マ ト リ ク ス に 基づ い て座標変換 し 、 該座標変換 し て 得 ら れた位置デー タ に基づ いて工具の位置を 制御 し 、 回 転中心軸 ( X軸) の回 り に角度 だ け 回転 さ せ た通路 P T ' に沿 っ て工具 を移動さ せて指令通 り に加工す る よ う' . に し て い る 。
[0008] と こ ろ で 、 X — Υ平面上の形伏を任意の 2 つ の回転中 心軸の回 り に それぞれ所定角度 、 ?5 回転さ せた時、 該 回転 し た位置で形状通 り に加工し たい場合があ る 。 た と え ば、 第 5 図を参照す る と X軸を 中心に X — Υ平面を 回転し 、 該回転に よ り 得 られた平面 — を 軸を 中 心に更に ¾6 回転さ せ る こ と に よ り 得 られた平面 Χ — Υ 2 に X — Υ平面におけ る加工形状図形 Ρ Τ を貼付け 、 X — Υ平面で定義し た N C通路データ を用 いて貼付けた形状 Ρ Τ # 通 り に加工す る 場合で あ る 。
[0009] し か し 、 従来はかか る 2 つ の回転に よ り 得 ら れた平面 上の加工においてば、 最初の回転中心軸の回転中心点 と 次の回転中心軸の回転中心点 と が一致する 場合に限 り 可 能で あ っ た (第 5 図では回転中心が共に P c。 と な り 一致 し て い る ) 。 すな わ ち 、 回転中心が一致し て い る 場合に は次式
[0010]
[0011] に よ り 座標値 ( x , y , z ) に対し て座標変換を施し て 回転後の座標値 ( χ ' , y ' , z ' ) を求め 、 該座標値 を用 いて 回転後の平面に おけ る 加工が可能で あ っ た 。 た だ し 、 [ M t ] , [ M 2 ] は第 1 、 第 2 の回転に よ る変換 マ ト リ ク ス で あ る 。 し か し 、 従来は 回転中心点が一致し て い な い場合に は'、 2 つ の回転に よ り 得 ら れた平面 (第 6 図の平面 P L 参照) 上に X — Y平面に おけ る 加工形状 P T を貼付け た場合、 X — Y平面に おけ る 通路データ を用 いて該形状 P T 〃 通 り の加工が不可能で あ っ た 。
[0012] 以上か ら 、 本発明の目 的は 回転中心点が一致 し て い な い場合で あ っ て も X — Υ平面に お け る 通路デ ー タ を用 い て 2 つ の回転に よ り 得 ら れた平面上に お いて加工がで き る 位置制御方法を提供す る こ と で あ る 。
[0013] 発明の開示
[0014] 本発明の位置制御方法は 、 第 1 の回転中心軸の中心軸 ベ ク ト ル ( i 。 , j 。 , k。 ) と 該第 1 回転中心軸上の回転 中心点の座標値 ( X c。 , y c。 , z c。 ) と 回転角 を ブ ロ グ ラ ム 座標系で与え 、 該 回転に よ り 定ま る 新た な 三 次元座標系で第 2 の回転中心軸の中心軸ベ ク ト ル ( i i , j i , k t ) と 該第 2 回転中心軸上の回転中心点の座標値 ( x c l , y c l , z C 1 ) と 回転角 ø を与え る ス テ ッ プ と 、 プ ロ グ ラ ム 座標系に お け る 座標値 ( x , y , z ) を 第 1 回転中心軸の回 り に 回転 し た時の座標値 ( χ^ , y t , ζ , ) を算出す る た め の マ ト リ ク ス [ ί^ ] と 、 前記新た な三次元座標系に おけ る 座標値 ( X i , V い z , ) を第 2 回転中心軸の回 り に 回転 し た時の座標値 ( x 2 , y 2 , z ) を算出す る た め の マ ト リ ク ス [ M2 ] と を 決定す る ス テ ツ プ と 、 位置デー タ ( X , y , z ) を マ ト リ ク ス
[0015] [ M t ] , [ M2 ] を用 いて次式
[0016] に よ り 座標変換し て得 ら れ る 位置デー タ ( X ' , y ' , z ' ) に基づいて第 1 、 第 2 の回転中心車 ίの回 り に角度 θ 、 φ それぞれ回転させてな る通路に沿 っ て可動部を 移 動 させて加工す る ス テ ッ プを有す る 。
[0017] 図面の簡単な説明
[0018] 第 1 図は本発明の概略説明図、
[0019] 第 2 図は本発明を実施す る N C 装置のブ ロ ッ ク 図、 第 3 図は本発明の処理の流れ図、
[0020] 第 4 図乃至第 5 図は従来方法の説明図、
[0021] 第 6 図は画転中心が異な る 2 回転平面の説明図で あ る 発明を実施する ための最良の形態 第 1 図は本発明の概略説明図で あ り 、 1 は N C デー タ 供給部、 2 は処理装置、 3 は軸制御部で あ る 。 処理装置 は判別部 2 a と変換マ ト リ ク ス決定部 2 b と 座標変換部 2 c を有し て い る 。
[0022] N C データ 供袷部 1 か ら N C データ を入力す る 。 判別 部 2 a は入力 さ れた N C データ が座標変換を示すデー タ ( G 6 8 ) で あれば G 6 8 以降に指令 さ れて い る 回転中 心軸べ ク ト ル 、 回転中心の座標値、 回転角度を それぞれ 変換マ ト リ ク ス 生成部 2 b に入力す る と 共に変換マ ト リ ク ス の生成を指示す る 。 こ れに よ り 、 変換マ ト リ ク ス 生 成部 2 b は与え ら れたデータ を用いて座標変換マ ト リ ケ ス [ M t ] , [ M 2 ] ¾生成す る 。
[0023] 一方、 N C デ ー タ が通路デ ー タ で あ れ ば、 判別部 2 a は該デー タ を座標変換部 2 c に入力 し 、 座標変換部 2 c は通路デ ー タ に含 ま れ る 位置座標値を変換マ ト リ ク ス [ Μ ] , [ Μ2 ] を用 いて座標変換 し て軸制御部 3 に 入 力す る 。 軸制御部 3 は座標変換 し て得 ら れた位置デー タ に 基づ いて第 1 、 第 2 の回転中心軸の回 り に角度 、 Φ それ ぞれ回転 さ せて な る 通路に沿 っ て工具を移動 さ せて 加工す る 。
[0024] 第 2 図は本発明を実現す る N C 装置の プ ロ ッ ク 図、 第 3 図は処理の流れ図で あ る 。
[0025] 第 2 図に お いて 、 1 1 は プ ロ セ ッ サ 、 1 2 は制御 プ ロ グ ラ ム メ モ リ ( R O M ) 1 3 は テ リ — ' ッ ク ァ ッ プの R A M で あ り 、 N C デー タ 記億域 1 3 a 、 処理結果 記億域 1 3 b 、 そ の他の記億域 1 3 c を有 し て い る 。
[0026] 1 4 は C R T 1 4 a と デ ー タ 入力部 ( キ 一 ボ ー ド ) 1 4 b を有す る C R T & M D I 装置、 1 5 は N C デ ー タ を 外部記憶媒体 N C T か ら読み取 っ て R A M I 3 の N C デ ー タ 記憶域 1 3 a に転送記億す る N C デ ー タ 入力装置、 1 6 は操作盤、 1 7 は軸制御部で あ る 。 尚 、 第 1 図 と 同 一部分に は同一符号を付 し て い る 。
[0027] 軸制御部 1 7 は図示 し な いがパル ス 補間器、 各軸サ ー ボ 回路等を有 し 、 N C デー タ に よ る 通路制御時に お い て プ α セ ッ サ 1 1 よ り 単位時間 Δ Τ 毎に 該時間 の間 に移動 すべ き 各軸移動量を 入力 さ れ 、 該移動量に基づ い て 周知 — —
[0028] の パ ル ス分配演算を行 っ て分配パ ル ス を発生し 、 該分配 パ ル ス に基づいて各軸の移動制御を行 う 。
[0029] 1 8 は N C 装置 と 工作機械の間のデータ 授受を司 ど る イ ン タ フ ヱ 一 ス 回路、 1 9 は工作機铺で あ る 。
[0030] 以下、 第 2 図乃至第 3 図に従っ て本発明方法の処理を 説明す る 。 尚、 N C プ ロ グ ラ ム は R A M 1 3 の記億域 1 3 a に既に転送言己億 ざれて い る も の と す る 。
[0031] (1)操作盤 1 6 上の起動釦を押圧す る と プ ロ セ ッ サ 1 1 は R 0 M 1 2 に記億 さ れて い る 制御プロ グ ラ ム の制御に よ り 、 R A M I 3 か ら 1 ブ ロ ッ ク づっ N C データ を読み 取る 。
[0032] 尚、 通路デ一タ は X — Y — Z 座標系で作図 さ れた加工 図面に従っ て X — Y — Z 座標系で作成さ れて い る も の と する 。 又、 N C プ ロ グ ラ ム の適所 (一般に通路データ の 前) に ば 1 回転の場合に は以下に示す座標系の回転を示 す N C データ
[0033] G68XXcoYyCQZ 2coI iQJ j QKkQR^; (a)
[0034] が挿入さ れ、 2 回転の場合に は
[0035] G68XxcoYyCQZ 2coI i。J j。Kk。RS; (a)
[0036] G68XxclYyclZ zclI it J j ^k^^; (b)
[0037] が挿入さ れてい る 。 ただ し 、 G 6 8 は座標系回転指令用 の G機能命令、 ア ル フ ァ べッ ト X , Y , Z は 回転中心の 座標値を特定す る ヮ 一 ド ア ド レ ス語、 ア ル フ ァ べ 、ジ ト I J , K は回転中心軸べ ク ト ル を特定す る ヮ 一 ド ア ド レ ス 語、 Θ 、 ^ は 回転角度で あ る 。 又、 2 回転の場合に お い て(b)で 与え ら れ る 座標値及び ぺ ク ト ル は 、 最初の 回転に よ り 生成 さ れ た座標系 — Y — に お け る 値で あ る 。
[0038] (2) プ ロ セ ッ サ 1 1 は読み取 っ た N C デ ー タ 力 プ ロ ダ ラ ム エ ン ド を 示す M 0 2 あ る い は M 3 0 か ど う か を チ ツ ク し 、 プ ロ グ ラ ム エ ン ド で あ れ ば処理 を 終了す る 。
[0039] (3) プ ロ グ ラ ム エ ン ド で な け れ ば、 「 G 6 8 」 が含 ま れ て い る か ど う か を チ ヱ ッ ク す る 。
[0040] (4) 「 G 6 8 」 が含 ま れて い れ ば変換マ ト リ ク ス を 算出 す る 。 尚、 中心軸ベ ク ト ル を ( i i , k ) 、 中心軸上 の ポ イ ン ト で あ る 回転中心の座標値 を ( X y z 0 ) 回転角度 、 回転前の座標値 ( X , y , z ) と すれ ば 、 回転後の座標値 ( X ' y ' z ' ) は次式 -
[0041] (1)
[0042] に よ り 得 ら れ る か ら 、 変換マ ト リ ク ス [ M ] を 「 G 6 8 」 以降の デー タ を 用 い て 算出 す る た だ し 、 変換 マ ト リ ク ス [ M ] は
[0043]
[0044] ヽ
[0045] Π i十 (丄ー Π ^ · C O S Ο'
[0046] 2 n t * n2 · { i—o o s θ) — η3 · s n Θ
[0047] 13= n 1 * n3 · ( 1— c o s ^) + n s θ
[0048] •21 n n , ( 1 - c o s n. τι θ £2 ( 1— nj · c o s Θ
[0049] T
[0050] 23 (1— c o s Θ) ― a t - s i n ^
[0051] Γ 31= ϊ1 τι, (1— c o s — n * s i τιθ
[0052] {1— c o s Θ) -n1 * s i n ^
[0053] r 33= n3+ ( 1— a 3) · c o s ^
[0054] n3= k, j2+k2
[0055] で あ O o
[0056] そ し て 、 第 1 回転に よ り 得 られ る マ ト リ ク ス [ M ] を [ M L ] と し 、 第 2 回転に よ り 得 られ る マ ト リ ク ス [ M ] を [ M } と し て求め 、 し か る 後第(1)ス テ ッ プに戻 り 次の N C データ を読み取 る 。
[0057] (5)—方、 ス テ ッ プ )に お いて N C デー タ が 「 G 6 8 」 でなければプ ロ セッ サ 1 1 は該 N C デ一タ が'通路データ か ど う かを チ ェ ッ ク す る 。
[0058] (6)通路データ でな ければ ( M ―, S —, T —機能命令) で あれば、 これ ら命令に I&じ た通常の処理を行い 、 次の N C データ を読み取る 。
[0059] (7)—方、 通路データ であれば、 既に 「 G 6 8 」 に よ る 座標変換が指令 さ れて い る か ど う か を チ ヱッ ク す る 。
[0060] (8) 「 G 6 8 」 が指令 さ れてお らず、 座標変換が不要で あれば通常の通路制御を行 っ て次の N C データ を読み取 る Q
[0061] (9) し か し 、 「 G 6 8 」 が指令 さ れて いれば違路ヂ一タ に含 ま れ る 目標位置座標値 ( X , y , 2 ) を 既に 求め て あ る 変換 マ ト リ ク ス を用 いて座標変換す る 。
[0062] すな わ ち 、 1 回転で あれば [ M i ] ― [ M ] と し て(1)式 に よ り 回転後の座標値 ( χ ' , y ' , z ' ) を求め る 。
[0063] ま た 、 2 回転で あれば次式
[0064] = [MJ [M2]
[0065] に よ り 2 回転後の座標値 ( χ ' , y ' , z f ) を求め る (10)座標変換後の座標値 ( χ ' , y ' , z ' ) が求 ま れ ば、 該座標値を用 いて通路制御を行 う 。 すな わ ち 、 所定 時間 Δ T の各軸移動量を求め各軸移動量を Δ T 毎に軸制 御部 1 7 に入力す る 。
[0066] こ れに よ り 、 軸制御部 1 7 は パ ル ス補間演算を行 っ て 得 ら れた パ ル ス に基づ いて各軸のサ 一 ボ制御を行 う 。
[0067] 通路制御が終了すれ ば、 プ ロ セ ッ サ 1 1 は次の N C デ — タ を読み取 っ て上記処理を繰 り 返す。
[0068] 以上本発明に よ れば、 (2)式に示す座標変換式に基づ い て 2 つの軸を 中心に そ れぞれ 6 、 回転 し た後の座標値 を得、 該座標値に基づ いて工具を移動制御す る よ う に構 成 し たか ら 、 回転中心点が一致 し て い な い場合で あ っ て も X — Y平面に お け る 通路デー タ を用 いて 2 つ の回転に よ り 得 られた平面上に お いて加工がで き る よ う に な つ た
权利要求:
Claims00366 - 10 - 請求の範囲
1 . 所定の三次元プ ロ グ ラ ム座標系におけ る位置デ一' タ に基づ いて パ ル ス 分配処理を行い 、 該パ ル ス分配処理 に よ り 得 ら れ る データ に基づ いて可動部の位置を制御す る位置制御方法に お いて 、
第 1 の回転中心軸の中心軸ベ ク ト ル ( i 。, ]· 。, k。 ) と 該第 1 回転中心軸上の回転中心点の座標値 ( X c。, y c
。, z c。) と 回転角 を プロ グ ラ ム座標系で与え 、 該 回 転に よ り 定ま る新た な三次元座標系で第 2 の回転中心軸 の中心軸ベ ク ト ル ( i t , 〗 ^ , k t ) と 該第 2 回転中心軸 上の回転中心点の座標値 ( x C i f y c , , z C 1 ) と 回転角 ¾与え る 第 1 ス テ ^ プ、
プ ロ グ ラ ム座標系に おけ る 座標値 ( X, y , z ) を第 1 回転中心軸の回 り に 回転し た時の座標値 ( X l , y t , ζ , ) を次式
に よ り 求め る 場合、 変換マ ト リ ク ス M i を ( k
を用 いて決定す る と 共に、 前記斩た な三次元座標 系におけ る 座標値 ( X t, y , , z t ) を第 2 回転中心軸の 回 り に ^ 回転し た時の座標値 ( X 2 , yゥ, z。) を次式
/00366
- 11 - に よ り 求め る 場合、 変換マ ト リ ク ス M。 を
k , ) 、 を用 い て決定す る 第 2 ス テ ツ プ 、
前記 N C デ ー タ と し て 与え ら れ る 位置デ ー タ ( x , y z ) を 次式
に よ り 変換す る 第 3 ス テ ツ プ 、
該座標変換し て得 ら れた位置デー タ ( χ ' , y ' , z ' ) に基づ い て第 1 、 第 2 の回転中心軸の回 り に角度
Θ 、 0 そ れ ぞれ回転 さ せて な る 通路に沿 っ て可動部を移 動 さ せ る 第 4 ス テ ッ プ
を有す る こ と を特徵 と す る 位置制御方法。
2 ♦ 前記第 1 ス テ ツ プに お け る 各デ ー タ を N C プ ロ グ ラ ム 中に所定の G コ ー ド に続いて特定 し て お き 、 該 N C プ ロ グ ラ ム か ら シ ス テ ム に与え る こ と を待徵 と す る 請求 の範囲.第 1 項記載の位置制御方法。
3 * 前記 G コ ー ドが与え ら れ る 迄は座標変換す る こ と な く 、 N C プ ロ グ ラ ム 力 > ら 与え ら れ る 位置デー タ に基づ いて可動部を移動制御す る こ と を待徵 と す る 請求の範囲 第 2 項記載の位置制御方法。
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题
EP0144442B1|1991-01-02|Method of controlling industrial robot along arc
Fu et al.1987|Robotics: Control Sensing. Vis.
US4260941A|1981-04-07|Programmable automatic assembly system
DE69636447T2|2007-05-03|Verfahren und vorrichtung zum steuern der bewegung eines redundanten manipulators
US5150305A|1992-09-22|Numerical control system providing graphic machining simulation
JP3841439B2|2006-11-01|ロボットのジョグ送り方法
US4260940A|1981-04-07|Programmable automatic assembly system
KR890005032B1|1989-12-06|공업용 로보트의 동작교시방법 및 장치
DE102010036499B4|2015-01-08|Werkzeugvektor-Anzeigevorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit Drehachse
US8577499B2|2013-11-05|Method and a device for optimizing a programmed movement path for an industrial robot
JP3971773B2|2007-09-05|ロボットのオフライン教示装置
US4491906A|1985-01-01|Method of creating curved surface
EP1302829A2|2003-04-16|Numerical controller
US20040193321A1|2004-09-30|Method and a system for programming an industrial robot
US6813523B2|2004-11-02|Distributed process control
CN100498614C|2009-06-10|数值控制器
JP2512099B2|1996-07-03|ロボットの動作教示方法および制御装置
EP1195665B1|2008-05-07|Apparatus and method for setting control parameters of machining apparatus
EP0523889A2|1993-01-20|Apparatus for controlling industrial robot to perform coordinated operation using teaching playback method and method thereof
US20090228138A1|2009-09-10|Numerical controller controlling five-axis processing machine
JP3655083B2|2005-06-02|ロボットの位置決めを行うインタフェース装置
US8428768B2|2013-04-23|Method and device for composite machining based on tool-path pattern types with tool axis orientation rules
JP4505295B2|2010-07-21|Nc加工シミュレーション方法及びnc加工シミュレーション装置
JP5414948B1|2014-02-12|数値制御装置
DE102011110111B4|2017-06-14|Numerische Steuerung einer mehrachsigen Werkzeugmaschine für das Steuern der Lage der Tool Center Point Position
同族专利:
公开号 | 公开日
JPS6318404A|1988-01-26|
US4862381A|1989-08-29|
EP0286682A4|1990-11-28|
EP0286682A1|1988-10-19|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
JPS60126709A|1983-12-14|1985-07-06|Fanuc Ltd|Position controlling method|
JPS60252913A|1984-05-30|1985-12-13|Mitsubishi Electric Corp|Robot controller|EP0310219A2|1987-09-25|1989-04-05|Yamazaki Mazak Corporation|Machining control apparatus and machining control method in a machine tool|
GB2282899A|1993-10-15|1995-04-19|British Aerospace|Numerically-controlled machinery|JPS5894008A|1981-11-30|1983-06-04|Nissan Motor Co Ltd|Coordinate conversion controller|
JPH0138957B2|1984-03-24|1989-08-17|Mazda Motor||US5297023A|1989-06-07|1994-03-22|Fanuc Ltd.|NC data editing method using transformation matrix and conversion command|
JP2694669B2|1989-06-09|1997-12-24|日立京葉エンジニアリング株式会社|ロボットの動作制御方法|
US5127140A|1989-12-18|1992-07-07|Hitachi Seiki Co., Ltd.|Numerically-controlled lathe, numerically-controlled device therefor and processing procedure thereby|
EP0449039B1|1990-03-30|1995-11-15|Siemens Aktiengesellschaft|Verfahren zur Steuerung von Positioniersystemen|
JPH04169905A|1990-11-01|1992-06-17|Fanuc Ltd|Coordinate transform system for three-dimensional laser|
JP2757590B2|1991-07-04|1998-05-25|三菱電機株式会社|数値制御装置|
US5533841A|1993-09-10|1996-07-09|International Business Machines Corporation|Apparatus and method of drilling|
US5432704A|1993-11-23|1995-07-11|Clemson University|Adaptive lamina generation for shape dependent process control and/or object decomposition|
JP2004114176A|2002-09-24|2004-04-15|Fanuc Ltd|数値制御装置|
JP4503659B2|2008-06-11|2010-07-14|ファナック株式会社|座標変換工具位相制御用数値制御装置|
GB2498831B|2011-11-20|2014-05-28|Schlumberger Holdings|Directional drilling attitude hold controller|
法律状态:
1988-01-14| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
1988-01-14| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
1988-03-07| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987904325 Country of ref document: EP |
1988-10-19| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987904325 Country of ref document: EP |
1992-10-20| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1987904325 Country of ref document: EP |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
[返回顶部]