曲线插补方法技术

本发明专利技术是一种通过具有３个直线轴和２个转动轴或其以上的多轴机床用的数值控制装置，由指令点列生成圆滑曲线并沿该曲线插补的方法，分割成直线轴和转动轴，分别求出修正指令点。并且，合成直线轴用修正指令点和转动轴用修正指令点的各成分求出合成修正指令点，生成并插补通过该合成修正指令点的曲线。其结果，能够进行具有２个或以上转动轴的多轴机床的更适当的曲线插补。

Curve interpolation method

The invention is a through has 3 linear axes and 2 rotational axes numerical control device or the above multi axis machine tool with the method of generating a smooth curve and along the curve interpolation by the instruction sequence is divided into linear and rotational axes, calculates the corrected command points. In addition, the synthesized linear axis uses the correction instruction point and the rotation axis to extract the synthesized correction point by each component of the correction instruction point, and generates and interpolate the curve of the correction point through the synthesis. As a result, it is possible to perform a more appropriate curve interpolation of a multi axis machine tool having 2 or more rotating shafts.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由通过数值控制装置等加工曲面时的指令点列数据得到圆滑曲线的曲线内插方法。
技术介绍
为了基于使用CAD/CAM装置或仿形装置等做成的指令点列数据，通过数值控制装置等加工金属模等的曲面，需从指令点列数据中求出近似曲线，进行该曲线的插补。做成在相对用CAD/CAM做成数据的目标曲线(以下，称其为所期望曲线)的某个公差内的线段。作为指令点列数据该线段两端的点指示至数值控制装置。如图1所示，在CAM中做成在相对所期望曲线Cs的某个公差宽度2w内的线段L，作为指令点列数据将该线端两端的点P、P…·从CAM指示至数值控制装置。基于该指令点列的位置信息生成曲线Ce。因此，导致有时生成超过相对所期望曲线Cs的公差宽度2w那样的曲线Ce。修正指令点的方法已为众知(参照特开平10-240328号公报)，但在此修正时，不能保证不生成超过相对所期望曲线Cs的公差宽度2w那样的曲线Ce。另外，指令点列到达相对所期望曲线Cs的某个公差宽度2w带的端部的情况较多。因此，若只由指令点列生成曲线Ce，则导致有时会远离所期望曲线Cs。例如如图2所示，所期望曲线Cs是圆弧时，若生成在某个公差宽度2w内的线段L，则指令点P、P、P位于距所期望曲线Cs相隔公差量w的位置上。如图3所示，将各线段L的长度以约0.15、0.7、0.15的比内分的两点Q1、Q2是存在于所期望曲线Cs上的点。这与修正指令点的情况也是相同的。例如如上述图2所示，所期望曲线Cs是圆弧时，指令点列P、P、…排列在圆弧上，即使适用相对指令点列的近似曲线Ce，指令点列也几乎不被修正。因此，修正后的指令点列还是位于距所期望曲线Cs相隔公差量w的位置上。另外，由指令点列生成的曲线Ce必须通过指令点列的位置。由此，指令点列上存在由于CAD/CAM的计算误差，或者向设定单位的舍入误差，若是如图4所示的指令点列P、P、P…，则该误差反映在生成曲线Ce上，成为加工面的表面精度不高或加工时机械振动的原因。这样，必须通过指示后的点列位置，成为面精度劣化的原因。为解决这些问题，求出内插使用CAD/CAM装置或仿形装置等做成的指令点列数据的内插点，由该内插点求出近似曲线，求出以设定单位或以下的细度接近近似曲线而修正各个内插点后的修正点，生成不超过通过该修正点点列的公差宽度的圆滑曲线，插补该曲线的曲线插补法已为众知(参照特开2004-78516号公报)。上述特开2004-78516号公报所记载的曲线插补法是由指令的点列得到收敛在公差宽度内的圆滑曲线并插补该曲线的方法。该曲线内插法同等用于机床的各个轴。不用区分直线轴和转动轴，从指令点列数据中求出内插点进而求出近似曲线，基于该近似曲线求出相对各内插点的修正点，然后求出通过该修正点点列的曲线。但是，直线轴是长度单位，转动轴是角度单位，因此量纲不同。由此在该特许文献记载的曲线插补法未必充分适用于具有转动轴的机床。
技术实现思路
本专利技术涉及通过具有3个直线轴和2个转动轴或其以上的多轴机床用的数值控制装置，由指令点列生成圆滑曲线并沿该曲线插补的方法。该方法包含(1)在指令点列的各点之间求出内插点，将其作为形状指令点的步骤；(2)依次着眼于该形状指令点的各点，选择已着眼的点和其前后的预先确定的点数的形状指令点的步骤；(3)对于该已选择点，分割直线轴3轴份的成分和转动轴2轴或其以上份的成分的步骤；(4)关于上述直线轴3轴份的成分，生成直线轴用近似曲线的步骤；(5)将上述直线轴3轴份的成分向上述直线轴用近似曲线移动，作为直线轴用修正指令点的步骤；(6)对于2轴或以上的上述转动轴份的成分，生成转动轴用近似曲线的步骤；(7)将2轴或以上的上述转动轴份的成分向上述转动轴用近似曲线移动，作为转动轴用修正指令点的步骤；(8)合成上述移动后直线轴用修正点的3轴份的成分和上述移动后转动轴用修正移动点的2轴或以上转动轴份的成分，作为合成修正指令点的步骤；(9)对于各形状指令点反复执行上述步骤(2)至步骤(8)的步骤；(10)生成通过上述合成修正指令点的点列的曲线的步骤；(11)插补已生成的曲线的步骤。上述方法可得到以下方式。在上述步骤(1)中，能够合并内插点和指令点作为形状指令点。在上述步骤(1)中，能够在内插时以设定单位或以下的细度求出内插点。在上述步骤(4)以及(6)中，能够生成各点和近似曲线的距离的平方和为最小的近似曲线。在上述步骤(5)以及(7)中，能够在用于修正的移动量超过第1设定值时，将用于修正的移动量仅设为上述第1设定值的大小。在上述步骤(5)以及(7)中，能够在修正指令点之间比第2设定值短时，进一步将该内插点作为修正指令点，删除为求出该内插点而使用后的修正指令点。另外，能够将上述内插点作为中点。在上述步骤(5)以及(7)中，能够在移动时以设定单位或以下的细度进行移动。在上述步骤(10)中，在生成通过合成修正指令点列的曲线时，也能够使用对各修正指令点的每一个求出并合成在上述直线轴用近似曲线以及上述转动轴用近似曲线的各修正点对应的近似曲线的点上的近似曲线的1次微分值而得到合成1次微分值。在上述步骤(11)中，能够以设定单位或以下的细度进行插补。在上述步骤(1)中，能够在指令点之间比某个设定值短时，进一步将该内插点当作是指令点，删除为求出该内插点而使用的修正指令点。能够将求出的上述内插点作为中点。在上述步骤(4)以及(6)中，能够将生成的曲线作为NURBS曲线或者样条曲线。根据本专利技术，分割量纲不同的直线轴和转动轴分别求出修正指令点，合成直线轴用修正指令点和转动轴用修正指令点的各成分并求出合成修正点，生成并插补通过该合成修正指令点的曲线，从而能够通过具有2轴或以上转动轴的多轴机床，进行适当的曲线插补。附图说明从参照附图的以下实施方式的说明中，明确本专利技术的上述以及其他目的、特征以及长处。在参照附图中图1是在基于指令点列生成曲线的现有方法中问题点的说明图；图2是根据现有方法生成的曲线和所期望曲线的说明图；图3是根据现有方法的所期望曲线上的点的说明图；图4是说明由指令点列，在现有方法中无法得到圆滑的生成曲线的例子的图；图5是实施本专利技术方法的数值控制装置的一实施方式的重要部分方框图；图6是说明一例指令图5的数值控制装置的生成曲线并插补该曲线的程序的图；图7是说明在实施本专利技术时，自动判断是否生成并插补曲线的方法的图；图8是说明在实施本专利技术时，自动判断是否生成并插补曲线的方法的图；图9是实施本专利技术一实施方式的处理流程图；图10是图9流程图的继续；图11是点列指令的说明图；图12是依据本专利技术的一实施方式求出内插点(形状指令点)的说明图；图13是依据本专利技术的一实施方式求出近似曲线，再求出修正指令点以及1次微分值的说明图；图14是依据本专利技术的一实施方式进一步对修正指令点进行修正并求出新修正指令点和1次微分值的说明图； 图15是依据本专利技术的一实施方式进一步修正指令点时的说明图；图16是根据本专利技术的一实施方式生成的圆滑曲线的说明图。具体实施例方式图5是适用本专利技术的数值控制装置100的方框图。用总线22将用ROM、RAM、电池备份的CMOS存储器等的存储器12、连接将数据向存储介质输入输出的数据输入输出装置34的接口13、连接显示器/MDI单元元件30的接口16、连接操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲线插补方法，用于通过具有３个直线轴和２个转动轴或其以上的多轴机床用的数值控制装置，由指令点列生成圆滑曲线并沿该曲线进行插补，其特征在于，包含：（１）在指令点列的各点之间求出内插点，将其作为形状指令点的步骤；（２）依次着 眼于该形状指令点的各点，选择已着眼的点和其前后预先确定的点数的形状指令点的步骤；（３）对于该已选择的点，分割成直线轴３轴份的成分和转动轴２轴或其以上份的成分的步骤；（４）关于上述直线轴３轴份的成分，生成直线轴用近似曲线的步骤 ；（５）将上述直线轴３轴份的成分向上述直线轴用近似曲线移动，作为直线轴用修正指令点的步骤；（６）关于２轴或以上的上述转动轴份的成分，生成转动轴用近似曲线的步骤；（７）将２轴或以上的上述转动轴份的成分向上述转动轴用近似 曲线移动，作为转动轴用修正指令点的步骤；（８）合成上述移动后的直线轴用修正点的３轴份的成分和上述移动后的转动轴用修正移动点的２轴或以上转动轴份的成分，作为合成修正指令点的步骤；（９）对于各形状指令点反复执行上述步骤（２）至步 骤（８）；（１０）生成通过上述合成修正指令点的点列的曲线的步骤；和（１１）插补已生成的曲线的步骤。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大槻俊明，井出聪一郎，盐原尚，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]