JP3068989B2 - 数値制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械やロボ
ットなどの制御を行う数値制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３２は例えば、特開昭６４−８１０１
２号公報に示された、従来の数値制御装置を示すブロッ
ク図である。図において、４１は指令がパンチされてい
る指令テープであり、４２はこの指令テープ４１を読み
込むテープリーダである。４３は読み込まれたデータの
前処理を行う前処理手段であり、４４は当該数値制御の
演算処理を実行する中央演算処理装置（以下、ＣＰＵと
いう）、４５はＣＰＵ４４よりアクセスされるメモリで
ある。４６は補間データを工具の各軸毎の指令パルスと
して分配するパルス分配器であり、４７はその指令パル
スに基づいてサーボモータを駆動するサーボ制御回路、
４８はそのサーボモータである。

【０００３】次に動作について説明する。まず、テープ
リーダ４２によって、指令位置や指令速度がパンチされ
ている指令テープ４１より工具移動についてのデータが
読み込まれる。読み込まれたデータに補間指令のＧコー
ドが含まれている場合には、前処理手段４３において指
令された点列に基づくスプライン曲線の設定が行われ
る。ＣＰＵ４４は設定された当該スプライン曲線の接線
方向での単位時間あたりの移動量を演算し、メモリ４５
に格納されている補間データ作成のためのプログラムに
従って工具軌跡を演算する。このようにして作成された
補間データは、パルス分配器４６で工具の各軸毎の指令
パルスとして分配され、それぞれのサーボ制御回路４７
に送られる。サーボ制御回路４７は受け取った指令パル
スに従ってサーボモータ４８を制御し、このサーボモー
タ４８の回転によってボールねじ等を介して工具を移動
させる。

【０００４】このように、上記数値制御装置において
は、まず接線ベクトルを求め、一定速度でスプライン曲
線上を移動するためのパラメータ変化量をその接線ベク
トルより算出し、そのパラメータ変化量に応じて、スプ
ライン曲線上の補間点をパルス分配周期毎に計算してお
り、そのスプライン曲線は３次スプライン曲線に基づい
て計算するものであった。また、そのスプライン曲線を
一定速度で移動するためのスプライン曲線のパラメータ
Δｔは、パルス分配毎の移動量ｆと接線ベクトルｐｔ’
から求められていた。

【０００５】なお、このような従来の数値制御装置に関
連した技術が記載された文献としては、この他にも、例
えば特開平３−１９９６３号公報などがある。この特開
平３−１９９６３号公報による曲線補間装置は、与えら
れた任意の曲線に対して、所望の許容誤差を保証するよ
うに微小線分で曲線を補間するものであり、この方法
は、現在位置における曲線の曲率と現在位置から探索長
だけ離れた付近の曲線の曲率を比較し、その判定結果よ
り線分長を決定するものである。

【０００６】また、「コンピュータ エイデッド デザ
イン（Computer Aided Design ）」第１９巻第９号（１
９８７年９月）の第４８５〜４９８頁に掲載された論文
「カーブ アンド サーフェス コンストラクションズ
ユージング ラショナルビー・スプラインズ（Curve
and surface constructions using rational B-spline
s）」にもあるように、有理化Ｂスプライン（Non Unifo
rm Rational B-Spline 、以下ＮＵＲＢＳという）曲線
がコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）において広く使用さ
れるようになってきている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御装置は
以上のように構成されているので、スプライン曲線上を
一定速度で移動する補間方式であり、進行方向（スプラ
イン曲線の接線方向）に対して、機械が振動を起こさな
いようななめらかな加減速制御が考慮されてはおらず、
始点のなめらかな加速制御、および終点での減速制御が
行われないため、スプライン曲線上をなめらかに機械制
御することができない。また、スプライン曲線上を一定
指令速度で移動するためのスプライン曲線のパラメータ
Δｔは接線ベクトルｐｔ’から求めているため、計算時
間がかかるばかりか、一定速度指令で移動するために求
めたスプライン曲線のパラメータΔｔは、接線ベクトル
ｐｔ’から求められているが、接線ベクトルｐｔ’では
正確に１パルス分配周期毎の移動量とスプライン曲線の
パラメータ変化量の比を求めることができず、曲率が大
きいところではパラメータΔｔの計算誤差が発生し、ス
プライン曲線上を正確に指令速度で移動することはでき
ない。また、スプライン曲線を補間を行うにあたっての
接線ベクトルの求め方が簡単ではなく、複数のスプライ
ン曲線からなる軌跡を補間する場合についても、進行方
向（スプライン曲線の接線方向）に対して、機械が振動
を起こさないようななめらかな加減速制御が考慮されて
おらず、始点のなめらかな加速制御および終点での減速
制御が行われないので、スプライン曲線上をなめらかに
機械制御することができないなどの問題点があった。

【０００８】また、従来の補間方法では、探索長を細か
く設定しすぎると許容誤差は充分保証されるが、線分が
細かくなりすぎ、その後の直線補間部分での処理が追従
できず、高速な補間ができなくなって、探索長を大きく
しすぎると許容誤差が保証されなくなり、探索長の設定
が面倒なものとなるという問題点があった。また、ＮＵ
ＲＢＳ曲線を前述の方法で補間すると、演算時間がかか
り高速な補間制御ができないという問題点があり、さら
に、一般の作業者にとっては、精度の保証も重要である
が加工速度の保証も重要な要素であり、精度優先と速度
優先を自由に選べる数値制御装置が望まれているが、そ
のような要請にも応えられるものではなかった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、始点の加速制御および終点
での減速制御等の加減速制御を考慮した速度制御が行
え、スプライン曲線上をなめらかに駆動することがで
き、簡単な計算方式で指令速度に対応したスプライン曲
線のパラメータを計算する手法、さらには、指令速度に
対応したスプライン曲線のパラメータを正確に計算する
手法をもち、複数のスプライン曲線で構成される軌跡で
も、加減速制御を考慮して滑らかにスプライン曲線上を
駆動でき、また、該スプライン曲線がなめらかに接続さ
れていない場合には接続点で減速制御あるいは停止等の
速度制御を行うことができる数値制御装置を得ることを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る数値制御
装置は、指令軌跡をスプライン曲線の形式で入力する指
令入力部と、前記指令入力部から出力される前記スプラ
イン曲線上の現在の指令位置から前記スプライン曲線の
終点までを接続する１つまたは複数の線分の線分長とし
て与えられる距離を計算し出力する終点距離計算部と、
前記終点距離計算部から出力される前記終点までの距離
に応じて送り速度指令を作成し出力する速度指令出力部
と、前記速度指令出力部から出力される速度指令を加減
速制御し滑らかな速度指令を出力する加減速制御部と、
前記加減速制御部から出力される速度指令に対応する前
記スプライン曲線のパラメータ変化量を用いて、前記ス
プライン曲線のパラメータを計算し出力するパラメータ
計算部と、前記パラメータ計算部から出力される前記ス
プライン曲線のパラメータを用いて前記スプライン曲線
上における次の指令位置を計算するスプライン曲線位置
計算部とを備えるようにしたものである。

【００１１】また、この発明に係る数値制御装置は、前
記パラメータ計算部のパラメータ変化量は、少なくとも
１処理周期前のパラメータ変化量と、少なくとも１処理
周期前の指令位置から計算される移動量との比を用いて
計算するようにしたものである。

【００１２】また、この発明に係る数値制御装置は、指
令軌跡をスプライン曲線の形式で入力する指令入力部
と、前記指令入力部から出力される前記スプライン曲線
上の現在の指令位置から前記スプライン曲線の終点まで
を接続する１つまたは複数の線分の線分長として与えら
れる距離を計算し出力する終点距離計算部と、前記終点
距離計算部から出力される前記終点までの距離に応じて
送り速度指令を作成し出力する速度指令出力部と、前記
速度指令出力部から出力される速度指令を加減速制御し
滑らかな速度指令を出力する加減速制御部と、前記加減
速制御部から出力される速度指令に対応する前記スプラ
イン曲線のパラメータ変化量を用いて、前記スプライン
曲線のパラメータを計算し出力するパラメータ計算部
と、前記パラメータ計算部から出力される前記スプライ
ン曲線のパラメータを用いて、前記スプライン曲線上に
おける次の指令位置を計算するスプライン曲線位置計算
部と、 前記加減速制御部から出力される速度指令に対応
した距離と、少なくとも１処理周期前のスプライン曲線
上の指令位置から計算される移動量とを比較して、前記
パラメータ変化量の修正を行うパラメータ修正部とを備
えるようにしたものである。

【００１３】また、この発明に係る数値制御装置は、指
令軌跡を複数のスプライン曲線の形式で入力する指令入
力部と、前記複数のスプライン曲線の接続点での連続性
を判断する接続状態判断部と、前記接続状態判断部にて
前後の前記スプライン曲線が連続に接続されていると判
断された場合、前記スプライン曲線上の現在の指令位置
から後部の前記スプライン曲線の終点までを接続する１
つまたは複数の線分の線分長として与えられる距離を計
算する終点距離計算部と、前記終点距離計算部から出力
される前記終点までの距離に応じて速度指令を作成し出
力する速度指令出力部と、前記速度指令出力部から出力
される速度指令を加減速制御し滑らかな速度指令を出力
する加減速制御部と、前記加減速制御部から出力される
速度指令に対応する前記スプライン曲線のパラメータ変
化量を用いて、前記スプライン曲線のパラメータを計算
し出力するパラメータ計算部と、前記パラメータ計算部
から出力される前記スプライン曲線のパラメータを用い
て、前記スプライン曲線上における次の指令位置を計算
するスプライン曲線位置計算部とを備えるようにしたも
のである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１ ． 以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による数値制御装置を
示すブロック図である。図において、１は軌跡指令Ｐ
(t) （ただし、ｔはスプライン曲線を定義しているパラ
メータ、以下パラメータと略す）と送り速度指令Ｖcom
を入力する指令入力部である。なお、前記各指令は要求
に応じて１ブロックあるいは複数ブロック入力され、記
憶される。また、軌跡指令Ｐ(t) はスプライン曲線の形
式で入力される。

【００１５】２は後述する終点距離計算部、速度指令出
力部、および加減速制御部よりなる速度パターン生成部
であり、３は現在の指令位置からスプライン曲線の終点
までの距離Ｌｅを計算する前記終点距離計算部、４はこ
の終点距離計算部３で求めた終点までの距離Ｌｅを移動
して停止できるように送り速度指令Ｖcom を制御し、加
減速制御部へ入力する速度指令Ｖout として出力する前
記速度指令出力部、５はこの速度指令出力部４の速度指
令Ｖout がなめらかに変化するように加減速制御を行う
前記加減速制御部である。なお、この加減速制御は、例
えば特開平１−２３７８０６号公報記載の台形加減速制
御方法や従来用いられている指数関数加減速制御方法な
どを用いればよい。ここで、前記台形加減速制御方法
は、加速度ΔＦを指定してその指令加速度ΔＦで加速減
速を行い、指令速度となるまで加減速制御を行うように
働く。加減速制御部５に入力された速度指令Ｖout と、
出力された速度指令Ｖs の差の積分値は、追従距離Ｌｄ
として加減速制御部５内に記憶されており、加減速制御
部５は入力Ｖout が０になると、加減速制御部５の出力
速度Ｖs の積分値が前記追従距離Ｌｄとなるまで速度指
令Ｖs を出力し続けるように働く。この加減速制御部５
の出力速度Ｖs はサーボ系の各軸の送り速度の合成され
た速度指令として出力される。

【００１６】６は加減速制御部５の速度指令Ｖs に対応
したスプライン曲線上の位置を決定するパラメータを計
算するパラメータ計算部であり、７はこのパラメータ計
算部６からのパラメータと指令入力部１からの曲線指令
より、サーボ制御系への指令位置（ｘk 、ｙk 、ｚk ）
を計算するスプライン曲線位置計算部である。

【００１７】次に動作について説明する。ここで、図２
は動作の全体的な処理の流れを示すフローチャートであ
る。処理は一定処理周期（サンプリング周期）ΔＴs 毎
に実行される。これらの処理は、ＣＰＵ、メモリ、入出
力（Ｉ／Ｏ）インタフェース等から構成されるコンピュ
ータシステムで実現される。今、図３のスプライン曲線
Ｐ(t) （０≦ｔ≦１）が指令軌跡として与えられている
ものとする。Ｐs は始点で座標が（ｘs 、ｙs 、ｚs
）、Ｐe は終点で座標値は（ｘe 、ｙe 、ｚe ）、Ｐ
(k-1) は現在の指令位置（１処理周期前にサーボ制御系
に出力された位置指令）で座標は（ｘ(k-1) 、ｙ(k-1)
、ｚ(k-1) ）とする。スプライン曲線Ｐ(t)は、例えば
以下の式（１）に示すＢスプライン曲線形式で表現され
ているものとする。

【００１８】

【数１】

【００１９】ここで、ＢＳ_i,n(t)はＢスプライン関数で
あり、ｄ _i は３次元空間中の制御点である。パラメータ
ｔが決定すれば、式（１）よりスプライン曲線上の位置
座標が決定する。ちなみに、パラメータｔ＝０の時はＰ
s 点、ｔ＝１の時はＰe 点である。

【００２０】図２において、ステップＳＴ１では、軌跡
指令を１ブロック読み込むか否かを判断する。もし、前
記軌跡指令が読み込まれていない場合は、ステップＳＴ
２で式（１）のようなＢスプライン曲線形式で表現され
た軌跡指令１ブロックと、このブロックにおける送り速
度指令を読み込む。次に、ステップＳＴ３で現在の指令
位置Ｐ(k-1) （ｘ(k-1) 、ｙ(k-1) 、ｚ(k-1) ）のとき
のパラメータｔ＝ｔ(k-1) とする。現在の指令位置Ｐ(k
-1) から前記終点Ｐe までの距離Ｌｅは例えば次の式
（２）を用いて計算する。

【００２１】

【数２】

【００２２】その後、ステップＳＴ４〜ＳＴ６におい
て、速度指令出力部４が、終点までの距離Ｌｅと前記追
従距離Ｌｄの１処理周期前の追従距離Ｌｄ(k-1) 、前記
送り速度指令Ｖcom から、終点に正確に停止できるよう
に速度指令Ｖcom を制御し、速度指令Ｖout を出力す
る。なお、この速度指令Ｖout は以下の式（３）〜式
（５）で示される条件で決定される。

【００２３】 ＜条件１＞ Ｌｅ−Ｌｄ(k-1) ≧Ｖcom ＊ΔＴs なら、 Ｖout ＝Ｖcom ・・・・・・・（３） ＜条件２＞ ０＜Ｌｅ−Ｌｄ(k-1) ＜Ｖcom ＊ΔＴs なら、 Ｖout ＝（Ｌｅ−Ｌｄ(k-1) ／ΔＴs ・・・・・・・（４） ＜条件３＞ ０≧Ｌｅ−Ｌｄ(k-1) なら、 Ｖout ＝０ ・・・・・・・（５）

【００２４】すなわち、ステップＳＴ４では、前記条件
１〜３の判断を行う。条件１以外はすべて減速操作とな
る。条件１が成立すればＹＥＳ、しないならＮＯの操作
を行う。ステップＳＴ５では、式（３）のごとくＶout
を決定する。またステップＳＴ６なら、条件２、３に応
じて速度指令Ｖout を式（４）、式（５）の如く決定す
る。次にステップＳＴ７では、速度指令Ｖout を加減速
制御し、速度指令Ｖsを計算し出力する。加減速方式は
例えば前述の台形加減速方式を用いる。また追従距離Ｌ
ｄを、次の式（６）で修正し、次回の処理周期に用い
る。

【００２５】 Ｌｄ＝Ｌｄ(k-1) ＋（Ｖout −Ｖs ）＊ΔＴs ・・・・・（６）

【００２６】次に、ステップＳＴ８では、スプライン曲
線Ｐ(t) 上の現在の指令位置Ｐ(k-1) から微小パラメー
タΔｔ’だけ変化させた場合のパラメータ変化量Δｔ’
と移動距離ΔＰ’の比αを求める。スプライン曲線Ｐ
（ｔ）上の現在の位置Ｐ(k-1)の座標は前記（ｘ(k-1)
、ｙ(k-1) 、ｚ(k-1) ）であり、パラメータがｔ(k-1)
から微小パラメータΔｔ’変化したｔ(k-1) ＋Δｔ’に
おける位置Ｐ（ｔ(k-1)＋Δｔ’）は、前記式（１）を
用いて計算でき、そのときの座標値を（ｘ(k-1)'、ｙ(k
-1)'、ｚ(k-1)'）とする。なお、前記比αは次の式
（７）により求める。

【００２７】 α＝Δｔ’／ΔＰ’ ・・・・・・・（７）

【００２８】ただし、上記式（７）において移動距離Δ
Ｐ’は次の式（８）で与えられる。

【００２９】

【数３】

【００３０】また、パラメータ変化量Δｔ’は、次の式
（９）が成り立つような値に設定する。

【００３１】

【数４】

【００３２】次に、ステップＳＴ９では、前記速度指令
Ｖs に対応するパラメータ変化量Δｔk を次の式（１
０）を用いて推定する。

【００３３】 Δｔk ＝α・Ｖs ＊ΔＴs ・・・・・・・（１０）

【００３４】次に、ステップＳＴ１０では、推定したパ
ラメータ変化量Δｔk を用いてスプライン曲線Ｐ（ｔ）
上の位置Ｐ（ｔ(k-1) ＋Δｔk ）を式（１）を用いて計
算する。Ｐ（ｔ(k-1) ＋Δｔk ）の座標計算値を指令位
置としてサーボ制御系に出力する。その後ステップＳＴ
１１において、位置Ｐ（ｔ(k-1) ＋Δｔk ）の座標計算
値をそれぞれｘ(k-1) ＝ｘk 、ｙ(k-1) ＝ｙk 、ｚ(k-
1) ＝ｚk として、これらを次回の処理周期の現在の指
令位置として記憶しておく。

【００３５】なお、スプライン曲線の曲率が小さい場合
には、αを接線ベクトルから求めても同様な効果が得ら
れる。

【００３６】実施の形態２． 次に、この発明の実施の形態２を図について説明する。
図４は、この発明の実施の形態２による数値制御装置を
示すブロック図である。図において、１〜５および７は
実施の形態１のそれらと同様の構成であるためその説明
は省略する。また、８は１処理周期前の指令位置と２処
理周期前の指令位置から求められる１処理周期間の指令
位置の移動量ΔＰ(k-1) を求める移動量計算部である。
９はその指令位置の移動量ΔＰ(k-1) と、１処理周期前
の出力したパラメータ変化量Δｔ(k-1) （１処理周期前
パラメータ変化量Δｔk ）から、パラメータ変化量と移
動量の比αを計算するとともに、加減速制御部５の速度
指令Ｖs と前記比α、および１処理周期前のパラメータ
ｔ(k-1) からパラメータｔk を求める点で、図１に符号
６を付した実施の形態１のものとは異なったパラメータ
計算部である。

【００３７】次に動作について説明する。ここで、図５
は動作の流れを示すフローチャートであり、ステップＳ
Ｔ１〜ＳＴ７およびステップＳＴ８〜ＳＴ１１は図２の
それと同等の処理が行われるものであるためその説明は
省略する。ステップＳＴ２０では前回の処理周期のサー
ボ系への指令位置（ｘ(k-1) 、ｙ(k-1) 、ｚ(k-1) ）と
前々回の処理周期のサーボ系への指令位置（ｘ(k-2) 、
ｙ(k-2) 、ｚ(k-2) ）から移動量ΔＰ(k-1) を次の式
（１１）より求める。

【００３８】

【数５】

【００３９】次に、ステップＳＴ２１において、パラメ
ータ計算部９が前記１処理周期前のパラメータ変化量Δ
ｔ(k-1) と１処理周期間の指令位置の移動量ΔＰ(k-1)
から、次の式（１２）によりパラメータ変化量と移動量
の比αを計算する。

【００４０】 α＝Δｔ(k-1) ／ΔＰ(k-1) ・・・・・・・（１２）

【００４１】なお、この方式では、スプライン曲線の始
点でのパラメータ変化量と移動量の比αはパラメータ変
化量Δｔ(k-1) 、ΔＰ(k-1) が存在しないので求めるこ
とができない。従って始点での比αを求めるには、実施
の形態１の式（７）のように、微小パラメータΔｔ’変
化させた場合の移動量ΔＰ’を求め、それより当該比α
を計算しておく方法を用いる。

【００４２】また、上記実施の形態では、１処理周期前
のパラメータ変化量Δｔ(k-1) と移動量ΔＰ(k-1) を用
いて、パラメータ変化量と移動量の比αを計算したが、
数処理周期前のパラメータ変化量と移動量を用いて計算
してもよい。

【００４３】実施の形態３． 次に、この発明の実施の形態３を図について説明する。
図６は、この発明の実施の形態３による数値制御装置を
示すブロック図である。図において、１〜７は実施の形
態１のそれらと同様の構成であるためその説明は省略す
る。また、１０はパラメータ計算部６で求めたパラメー
タが妥当であるか否かを判断し、妥当でない場合にはパ
ラメータを修正し、スプライン曲線位置計算部７で求め
るサーボ制御系への位置指令を修正するパラメータ修正
部である。

【００４４】次に動作について説明する。ここで、図７
は動作の流れを示すフローチャートであり、ステップＳ
Ｔ１〜ＳＴ９およびＳＴ１１は図２のそれと同等の処理
が行われるものであるためその説明は省略する。ステッ
プＳＴ３０では図２のステップＳＴ１０と同様、ステッ
プＳＴ９で求めたパラメータ変化量Δｔk を用いて、ス
プライン曲線上の位置Ｐ（ｔ(k-1) ＋Δｔk ）を式
（１）を用いて計算し、座標値（ｘk ，ｙk ，ｚk ）を
求める。次に、ステップＳＴ３１では、加減速制御部５
から出力される指令速度Ｖs の１処理周期間の移動量Ｖ
s ＊ΔＴs と、前回の処理周期で計算された指令位置
（ｘ(k-1) 、ｙ(k-1) 、ｚ(k-1) ）と今回計算される前
記指令位置（ｘk 、ｙk 、ｚk ）から１処理周期間の指
令位置の移動量ΔＰk の差βを次の式（１３）により求
める。

【００４５】 β＝Ｖs ＊ΔＴs −ΔＰk ・・・・・・・（１３）

【００４６】ここで、この移動量の差βは速度誤差に対
応する値であり、パラメータ変化量Δｔk の計算誤差に
より生じる。なお、移動量ΔＰk は次の式（１４）によ
り求める。

【００４７】

【数６】

【００４８】次にステップＳＴ３２では、移動量の差β
が許容値以下であるか否かを判断する。差βが許容値以
下なら、処理はステップＳＴ３４へ移り、そうでない場
合はステップＳＴ３３に移る。なお、前記許容値はサー
ボ制御系が許容できる最大加速度等から決定される値で
ある。ステップＳＴ３４では、ステップＳＴ３１で求め
た前記指令位置（ｘk 、ｙk 、ｚk ）をサーボ系の位置
指令として出力する。一方、ステップＳＴ３４では、パ
ラメータ変化量Δｔk を修正する。例えば、次の式（１
５）を用いて修正する。

【００４９】 Δｔk ＝（Ｖs ＊ΔＴs ／ΔＰk ）＊Δｔk ・・・・・（１５）

【００５０】ここで修正されたパラメータ変化量Δｔk
を用いて、再度ステップＳＴ３０でスプライン曲線上の
位置を計算し、パラメータ変化量Δｔk 、すなわち差β
が規定値以下となるまでステップＳＴ３０〜ＳＴ３３に
よる処理が繰り返し行われる。

【００５１】なお、この実施の形態のパラメータ修正方
法は、実施の形態２のパラメータ計算手法と組み合わせ
て用いれば、速度指令に応じたパラメータが簡単にしか
も正確に求められる。

【００５２】実施の形態４． 次に、この発明の実施の形態４を図について説明する。
図８は、この発明の実施の形態４による数値制御装置を
示すブロック図である。図において、１〜５および７は
実施の形態１のそれらと同様であるためその説明は省略
する。また、１１は速度指令を減速するか否かの判断を
後述の接続状態判断部に出力する点で、図１に符号６を
付した実施の形態１のものとは異なるパラメータ変換部
である。１２は軌跡指令が複数のスプライン曲線で表さ
れている場合、各スプライン曲線間の接続状態が連続に
接続されているか否かを判断し、接続状態が連続である
と判断すれば、スプライン曲線の終点の位置を変更する
接続状態判断部である。なお、この接続状態判断部１２
による接続状態が連続であるか否かの判断は、例えば接
続点での接線ベクトルの向きと長さで判断することがで
きる。また、軌跡指令がＢスプライン曲線で表現されて
いる場合は、接続点付近での前記Ｂスプライン曲線を表
現する制御点の位置関係から判断することもできる。

【００５３】次に動作について説明する。ここで、図９
は動作の流れを示すフローチャートであり、ステップＳ
Ｔ１〜ＳＴ１１は実施の形態１の図２のそれと同等の処
理が行われるものであるためその説明は省略する。今、
図１０および１１のように、軌跡指令が２つのＢスプラ
イン曲線Ｐ1(t)，Ｐ2(t)で表されているとする。Ｐ1sは
Ｐ1(t)の始点、Ｐ1e(t) はＰ(t) の終点、Ｐ2sはＰ2(t)
の始点、Ｐ2e(t) はＰ2(t)の終点であり、Ｐ1eとＰ2sは
一致している。図１０、１１の軌跡指令をＰ1sから始動
し、速度指令Ｖcom で移動するものとし、終点Ｐ2eで停
止するものとする。Ｐa 、Ｐb 点はＰ1(t)上の指令位置
であり、Ｐa はスプライン曲線Ｐ1(t)の終点Ｐ1eまでの
距離が減速制御するのに十分な距離がある場合であり、
Ｐb はスプライン曲線Ｐ1(t)の終点Ｐ1eまでの距離が減
速制御するのに十分でない場合である。

【００５４】例えば、現在の指令位置が前記Ｐa の場
合、ステップＳＴ３では、現在の指令位置Ｐa とＰ1eの
距離を計算し、ステップＳＴ４で減速操作の必要なしと
判断し、ステップＳＴ５へと処理が流れる。しかし、現
在の指令位置がＰb のごとき位置にきた場合、ステップ
ＳＴ４で減速操作の必要があると判断すると、処理はス
テップＳＴ４０に進み、次の軌跡指令があるか否かの判
断が行われる。もし、次の軌跡指令が存在しなければス
テップＳＴ６へ、存在すればステップＳＴ４１へそれぞ
れ処理が移る。ステップＳＴ４１では、次の軌跡指令
（図１０、１１ではＰ2(t)）が、現在移動している軌跡
指令（図１０、１１のＰ1(t)）と連続に接続されている
かどうかを接続状態判断部１２で判断する。もし、図１
０のごとく連続に接続されていると判断すればステップ
ＳＴ４２の処理に、また図１１のごとく連続に接続され
ていないと判断すれば、Ｐ1(t)の終点Ｐ1eで減速、停止
するようにステップＳＴ６の処理を行う。ステップＳＴ
４２では、接続点が連続であるので、終点を次の軌跡指
令Ｐ2(t)の終点Ｐ2eとして、再びステップＳＴ３で終点
までの距離Ｌｅを次の式（１６）によって計算しなお
し、ステップＳＴ４の処理へと移る。

【００５５】

【数７】

【００５６】ただし、現在の指令位置Ｐb の座標値を
（ｘb 、ｙb 、ｚb ）、Ｐ2eの座標値を（ｘ2e、ｙ2e、
ｚ2e）とする。

【００５７】このように、スプライン曲線の軌跡指令の
接続状態を判断して終点の位置を変更し、速度制御を行
うので、軌跡指令が複数のスプライン曲線で表現されて
いる場合でも滑らかな補間制御を行うことができる。

【００５８】実施の形態５． 次に、この発明の実施の形態５を図について説明する。
図１２は、この発明の実施の形態５による数値制御装置
の構成を示すブロック図である。図において、２１はＮ
ＵＲＢＳ形式のスプライン曲線を入力する曲線入力部で
ある。なお、そのフォーマットはＧコード、ＩＧＥＳ
（イニシャル・グラフィクス・エクスチェンジ・スペス
ィフィケーション；Initial Graphics Exchange Specif
cation）などの交換フォーマットを入力形式にすればよ
く、この曲線入力部２１によって当該数値制御装置内部
に保管すべき曲線データが保存されることとなる。２２
はこの曲線入力部２１より入力されたスプライン曲線の
曲率を評価して、その結果を内部データとして保存する
曲率評価部であり、２３は入力されたスプライン曲線の
曲線データ、曲率評価部２２で評価された曲率評価デー
タ、および与えられた速度指令値をもとにして、曲線の
各位置における送り速度指令を生成する速度指令生成部
である。２４はこの速度指令生成部２３で生成された送
り速度指令の値に対応して、各軸のパルス数を計算する
加減速制御および補間部である。

【００５９】次に動作について説明する。ここで、図１
３は当該数値制御装置の動作の流れの全体を示すフロー
チャートである。まず、ステップＳＴ５１において、Ｎ
ＵＲＢＳ曲線を複数の有理ベゼー曲線に変換する。次に
ステップＳＴ５２において、それぞれの有理ベゼー曲線
の曲率の範囲を計算する。そして、最後にステップＳＴ
５３にてそれぞれの有理ベゼー曲線における送り速度を
設定する。以降それぞれのステップＳＴ５１〜ＳＴ５３
に関し、その詳細を述べる。

【００６０】ここで、ＮＵＲＢＳ曲線は一般に次の式
（１７）のように表現される。

【００６１】

【数８】

【００６２】なお、この式（１７）においても、ＢＳ
_i,n(t)はＢスプライン関数、ｄ _i は三次元空間中の制御
点であり、ｗ_i は重みである。この制御点ｄ _i および重
みｗ_iを変えることによって、曲線形状を変えることが
きる。一方、曲線の曲率ｋは次の式（１８）で表現され
る。

【００６３】

【数９】

【００６４】ここで、上記式（１８）におけるＰ’はＮ
ＵＲＢＳ曲線を示す式（１７）の１次導関数であり、
Ｐ”は同じく２次導関数である。

【００６５】今、図１４に示すようなＮＵＲＢＳ曲線が
与えられたとする。図中の記号Ａ〜Ｈはそれぞれ曲線上
の位置を示している。この図１４に示したＮＵＲＢＳ曲
線の曲率の変化を示したものが図１５である。この図１
５では横軸にパラメータを、縦軸に曲率をとって、点Ａ
から点Ｈまでの各点に対応して曲率がどのように変化し
ているかを示したものであり、それをもとに送り速度を
設定することになる。

【００６６】ここで、図１６は曲率評価部２２における
処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、ス
テップＳＴ６１にてパラメータｔの値の初期設定を行
い、次にステップＳＴ６２において曲率ｋの計算をす
る。得られた曲率ｋは与えられた指令速度Ｆs で送るこ
とが可能か否かがステップＳＴ６３で判定され、与えら
れた指令速度では補間できない速度低減の必要なパラメ
ータ区間を登録してゆく。以下、ステップＳＴ６５でパ
ラメータｔを所定ピッチΔｔずつインクリメントしなが
ら、ステップＳＴ６６においてパラメータｔがその最大
値を超えたことが検出されるまで、ステップＳＴ６２〜
ＳＴ６６の処理が繰り返される。

【００６７】これによって、図１５に示した例において
は、補間できないパラメータ区間であるＢＣ、ＤＥ、Ｆ
Ｇがそれぞれパラメータｔb からｔc 、ｔd からｔe 、
ｔfからｔg というように登録されてゆくことになる。
なお、この方法の欠点はパラメータをインクリメントす
るピッチによって曲率が評価できないことがある可能性
が生ずるという点と、パラメータの最小値から最大値ま
で多数の点で調べあげなければならず、前処理演算に時
間がかかる点にある。

【００６８】図１７は曲率評価部２２における処理手段
の他の例を示したフローチャートを示したものであり、
ＮＵＲＢＳ曲線を複数の有理ベゼー曲線に変換し、それ
ぞれの有理ベゼー曲線において曲率の取り得る範囲を演
算する。この方法について詳しく述べる。一般に、有理
ベゼー曲線は次の式（１９）のように表現される。

【００６９】

【数１０】

【００７０】一方、曲線の曲率ｋは前述のように式（１
８）で表現されるが、式（１９）を代入することによ
り、この有理ベゼー曲線の曲率は次の式（２０）の形に
変形できる。

【００７１】

【数１１】

【００７２】この式（２０）の絶対値記号で囲まれた式
はすべてベゼー式で表現することができ、次の式（２
１）のように表現できる。

【００７３】

【数１２】

【００７４】ところでベゼー式で表現された式は凸閉包
性を有している。図１８は凸閉包性について説明するた
めの説明図である。ベゼー曲線の制御点が図１８のよう
にＱ0 からＱ ₆ によって表されているとしよう。このと
き曲線ＣＶは制御点Ｑ ₀ からＱ ₆ の作る凸体Ｖ１の中に
必ず存在するという性質のことを凸閉包性という。この
性質を使用すれば、曲線ＣＶ１の絶対値の取りうる範囲
を知ることが可能である。従って、この性質を利用すれ
ば、有理ベゼー曲線の曲率は式（２１）のＡ、Ｂ、Ｃの
各式がベゼー式になっていることを使って曲率ｋの取り
うる範囲を知ることができる。すなわち、次の式（２
２）のｋmin およびｋmax を得ることができる。

【００７５】 ｋmin ≦ｋ≦ｋmax ・・・・・・・・・（２２）

【００７６】ここで、このｋmin およびｋmax の曲率ｋ
の最小値および最大値よりもそれぞれ小さめおよび大き
めに得られるが、曲線の大局的な性質を知る上では有用
な特性値であるといえる。以上のように曲率の特性値ｋ
min およびｋmax は制御点だけから得られるため、前述
の方法と比較して演算が速くなるという利点がある。

【００７７】次に、この曲率評価部２２の処理結果をも
とに、速度指令生成部２３にて速度指令を生成する。図
１９は速度指令生成部２３の処理手順を示すフローチャ
ートである。まず、ステップＳＴ８１でトレランスτ、
ｋmax およびサンプル時間ΔＴから最高速度Ｆmax を求
める。図２０に示すように、曲率ｋとトレランスτおよ
び補間線分長Δｌとの間の関係は次の式（２３）で表現
できる。

【００７８】

【数１３】

【００７９】したがって、サンプル時間をΔＴとすれば
トレランスτを保証するに必要な速度の最大値Ｆmax は
次の式（２４）で得られる。

【００８０】

【数１４】

【００８１】次のステップＳＴ８２では、与えられた速
度指令値Ｆs と比較し、ステップＳＴ８３およびＳＴ８
４で値の小さいものを選んで実際の送り速度Ｆを決定す
る。図２１はこのようにして得られた速度指令の一例を
示す説明図である。区間ＡＢ、区間ＣＤ、区間ＥＦおよ
び区間ＧＨでは与えられた指令速度Ｆs が取られ、区間
ＢＣと区間ＦＧでは速度Ｆ１が取られ、区間ＤＥでは速
度Ｆ２が取られる。このように、速度指令生成部２３に
おいては、パラメータ範囲として示された区間と、その
区間での走行速度を求めることになる。

【００８２】図２２は得られた速度指令をもとに、加減
速制御および補間部２４の処理について説明するための
説明図である。加減速制御および補間部２４は与えられ
た加速度を超えないように、指令速度パターンをもとに
実際にサーボ系へ送り出すパルスを生成することにな
る。この加減速制御および補間部２４への入力データ
は、曲線の区間と指令速度、前後の指令速度と許容加速
度である。その区間における速度がその前の区間の速度
より速い場合は所定加速度を超えない範囲で加速制御を
行う。また、その区間における速度がその後の区間の速
度より速い場合は所定加速度を越えない範囲で減速制御
を行う。この減速制御においては区間終了点に行き着く
ようにその点と現在地点との距離を毎回チェックしなが
ら速度の低減処理を行ってゆく。

【００８３】実施の形態６． 次に、この発明の実施の形態６を図について説明する。
図２３は、この発明の実施の形態６による数値制御装置
を示すブロック図である。図において、２１は位置指令
値がＮＵＲＢＳ曲線の形式で表現されて入力される、図
１２に同一符号を付したものと同等の曲線入力部であ
る。また、２５はこの曲線入力部２１より入力されたＮ
ＵＲＢＳ曲線を複数の有理ベゼー曲線に変換する曲線変
換部であり、２６はこの曲線変換部２５によって変換さ
れた各有理ベゼー曲線を補間する有理ベゼー曲線補間部
である。

【００８４】次に動作について説明する。ここで、図２
４はこの実施の形態６による数値制御装置の処理の流れ
を示すフローチャートである。曲線変換部２５はまず、
ステップＳＴ９１において、曲線入力部２１より入力さ
れた補間すべきＮＵＲＢＳ曲線を複数の有理ベゼー曲線
に一旦変換し、それを有理ベゼー曲線補間部２６に出力
する。それを受けた有理ベゼー曲線補間部２６は、ステ
ップＳＴ９２で有理ベゼー曲線の番号ｉを初期値１に設
定した後、ステップＳＴ９３においてそのｉ番目の有理
ベゼー曲線の補間処理を実行する。以下、ステップＳＴ
９４でｉを１ずつインクリメントしながら、ステップＳ
Ｔ９５でそのｉが曲線変換部２１より送られてきた有理
ベゼー曲線の数と等しくなったことが検出されるまで、
ステップＳＴ９３〜ＳＴ３５の処理を繰り返す。このよ
うにして、曲線変換部２５でＮＵＲＢＳ曲線より変換さ
れた複数の有理ベゼー曲線は順番に補間処理され、全て
の有理ベゼー曲線の補間処理が済むと一連の処理は終了
する。

【００８５】ここで、ＮＵＲＢＳ曲線は制御点およびノ
ットベクトルから表現され、有理ベゼー曲線は制御点の
みで表現される。そして、このＮＵＲＢＳ曲線は３次式
の場合、次のように複数の有理ベゼー曲線に変換され
る。すなわち、ＮＵＲＢＳ曲線の制御点（頂点座標値）
がｄ ₀ ，ｄ ₁ ，・・・ｄ _L+2 、重みがｗ₀ ，ｗ₁ ，・・
・ｗ_L+2 、ノットベクトルがｕ₀ ，ｕ₁ ，・・・ｕ_L で
与えられ、そして、Δ₀〜Δ_L をΔ_i ＝ｕ_i+1 −ｕ_i と
定義すると、前記複数の有理ベゼー曲線はｉ＝１〜Ｌ−
１で次の式（２５）のように表現される。

【００８６】

【数１５】

【００８７】ここで、上記式（２５）におけるｂ _3i ，ｂ
_3i-1 ，ｂ _3i-2 は有理ベゼー曲線の制御点であり、ま
た、ｖ_3i，ｖ_3i-1 ，ｖ_3i-2 は各有理ベゼー曲線の重み
で、次の式（２６）によって与えられる。

【００８８】

【数１６】

【００８９】なお、上記式（２６）のΔは、Δ＝Δ_i-2
＋Δ_i-1 ＋Δ_i である。また、ｉ＝０およびｉ＝Ｌの場
合、すなわち、最初と最後は次の式（２７）および式
（２８）で示すものとなる。

【００９０】

【数１７】

【数１８】

【００９１】これら式（２７），（２８）における、ｖ
₀ ，ｖ₁ ，ｖ₂ およびｖ_3L-2，ｖ_3L-1，ｖ_3Lは次の式
（２９）および式（３０）で示すものとなる。

【００９２】

【数１９】

【数２０】

【００９３】このような変換は図２５に示したように、
ＮＵＲＢＳ曲線の制御点ｄ ₀ からｄ ₅ を有理ベゼー曲線
の制御点ｂ ₀ からｂ ₉ に変換するもので、ｂ ₀ から
ｂ ₃ 、ｂ ₃ からｂ₆ 、ｂ₆ からｂ₉ のそれぞれの制御点
の組が、図２６に示したＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３の３本
の有理ベゼー曲線になる。

【００９４】このような変換が行われた後、この実施の
形態６による数値制御装置においては、有理ベゼー曲線
を補間する機能を有した有理ベゼー曲線補間部２６を備
えているため、ＮＵＲＢＳ曲線を直接補間制御するのと
同様な効果が得られる。なお、この有理ベゼー曲線補間
部２６による補間は、実施の形態５の説明で述べた方法
によって実現することができる。このようにＮＵＲＢＳ
曲線を有理ベゼー曲線に変換して補間するものであるた
め、重たいＮＵＲＢＳ曲線の演算をする必要がなくな
り、ＮＵＲＢＳ補間の処理を高速に行うことができる数
値制御装置を実現できる。

【００９５】なお、この実施の形態６はＮＵＲＢＳ曲線
に対しても適用されることは言うまでもない。

【００９６】実施の形態７． 次に、この発明の実施の形態７を図について説明する。
図２７は、この発明の実施の形態７による数値制御装置
を示すブロック図である。図において、２７は従来から
使用されてきたＧコードによる直線指令、円弧指令、楕
円指令などが入力されてきた場合には、入力された位置
指令のデータをＮＵＲＢＳ曲線の形式に変換して曲率評
価部２２へ入力する指令変換部である。なお、他の部分
については、図１２の相当部分と同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

【００９７】次に動作について説明する。位置指令のデ
ータがＮＵＲＢＳ曲線の形式で入力された場合、曲線入
力部２１でそれを受け取って曲率評価部２２に入力す
る。一方、位置指令が従来から使用されてきたＧコード
による直線指令、円弧指令、楕円指令などで入力されて
きた場合には、それを指令変換部２７に入力してその位
置指令のデータをＮＵＲＢＳ曲線の形式に一旦変換して
から曲率評価部２２へ入力する。以降の処理は実施の形
態５で説明したものと同等に進行するため、その説明は
省略する。これにより、Ｇコードなどの既存のＮＣコー
ドとの互換性を保つことが可能となり、内部処理を一元
化することもできる。

【００９８】実施の形態８． 次に、この発明の実施の形態８を図について説明する。
図２８は、この発明の実施の形態８による数値制御装置
を示すブロック図である。図において、３１は補間処理
を速度優先と精度優先のいずれで実行するかを指令する
選択情報が入力される選択情報入力部であり、３２は速
度優先を指定する選択情報が入力された場合に、単位時
間の移動量が一定となるような補間制御を選択する速度
優先選択部、３３は精度優先を指定する選択情報が入力
された場合に、トレランスを保証する補間制御を選択す
る精度優先選択部である。３４はこれら速度優先選択部
３２あるいは精度優先選択部３３によって選択された補
間制御に従ってスプライン曲線の補間処理を実行する曲
線補間部である。

【００９９】次に動作について説明する。ここで、図２
９はこの実施の形態８による数値制御装置の全体動作の
流れを示すフローチャート、図３０はそのスプライン補
間処理の手順を示すフローチャートであり、図３１はそ
の言語入力の一例を示す説明図である。この図３１に示
したシーケンス番号００４のＧコード“Ｇ９．０”は精
度優先モードを指令する選択情報としての精度優先コー
ドであり、シーケンス番号０１０のＧコード“Ｇ９．
１”は速度優先モードを指令する選択情報としての速度
優先コードである。すなわち、シーケンス番号００４の
“Ｇ９．０”以降で精度優先モードに入り、シーケンス
番号０１０の“Ｇ９．１”以降で速度優先モードに入
る。なお、何も設定されていない場合にはデフォルトで
精度優先となる。

【０１００】図２９に示すように、処理が開始されると
ステップＳＴ１０１において、まずプログラムを一行ず
つ読み込んでゆく。次いで、読み込んだコードが速度優
先コードであるか否かをステップＳＴ１０２で、精度優
先コードであるか否かをステップＳＴ１０３でそれぞれ
判定し、速度優先コードであればステップＳＴ１０４で
内部変数ｃｎｔ１を“０”に、精度優先コードであれば
ステップＳＴ１０５で内部変数ｃｎｔ１を“１”にす
る。また、そのいずれでもなかった場合には、ステップ
ＳＴ１０６においてそれがスプライン補間コードである
か否かの判定を行い、スプライン補間コードでなければ
ステップＳＴ１０７で通常のコード処理を実行し、スプ
ライン補間コードであればステップＳＴ１０８でスプラ
イン補間処理を実行する。

【０１０１】スプライン補間処理が開始されると、まず
図３０のステップＳＴ１１１において、内部変数ｃｎｔ
１が“０”であるか否かの判定が行われる。その結果、
内部変数ｃｎｔ１が“０”であればステップＳＴ１１２
で、速度優先選択部３２によって単位時間の移動量が一
定となるような速度優先の補間制御が選択され、曲線補
間部３４はそれに基づいて速度優先によるスプライン曲
線の補間処理を実行する。一方、内部変数ｃｎｔ１が
“１”であればステップＳＴ１１３で、精度優先選択部
３３によってトレランスを保証する補間制御が選択さ
れ、曲線補間部３４はそれに基づいて精度優先によるス
プライン曲線の補間処理を実行する。

【０１０２】なお、精度優先による補間処理の具体的な
方法は、実施の形態１で説明した方法によって実現でき
る。また、速度優先による補間処理は、単位時間に移動
すべき距離を求め、その距離に対応するパラメータの増
分値を求めて位置指令値を出力することによって実現で
きる。

【０１０３】以上のように、この実施の形態８の数値制
御装置によれば、入力された速度優先モードを指令する
選択情報と精度優先モードを指令する選択情報により、
スプライン曲線の補間処理の種類を作業者が選択できる
ようになる。

【０１０４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入力
されたスプライン曲線上の現在の指令位置からスプライ
ン曲線の終点までを接続する１つまたは複数の線分の線
分長として与えられる距離に基づく速度指令より算出さ
れたパラメータからスプライン曲線上における次の指令
位置を計算するとともに、滑らかな移動を実現するよう
に加減速制御した速度指令を出力するように構成したの
で、加減速制御を行いながらスプライン曲線の補間を行
うことが可能となり、機械工作の高速化、高精度化をは
かることができる効果がある。

【０１０５】この発明によれば、パラメータ計算部のパ
ラメータ変化量は、少なくとも１処理周期前のパラメー
タ変化量と、少なくとも1処理周期前の指令位置から計
算される移動量との比を用いて計算するように構成した
ので、スプライン曲線のパラメータの計算時間を短縮で
き、数値制御装置のコスト低減が期待できる効果があ
る。

【０１０６】この発明によれば、加減速制御部から出力
される速度指令に対応した距離と、 少なくとも１処理周
期前のスプライン曲線上の指令位置から計算される移動
量とを比較して、パラメータ変化量の修正を行うパラメ
ータ修正部を備えるように構成したので、正確な速度制
御を行うことが可能となって、機械工作の高速化、高精
度化をはかることができる効果がある。

【０１０７】この発明によれば、複数のスプライン曲線
で指令軌跡を表現する場合でも、複数のスプライン曲線
の接続点での連続性を判断する接続状態判断部を設け
て、接続状態判断部にて前後のスプライン曲線が連続に
接続されていると判断された際には、スプライン曲線上
の現在の指令位置から後部のスプライン曲線の終点まで
を接続する１つまたは複数の線分の線分長として与えら
れる距離を計算するように構成したので、複数のスプラ
イン曲線による複雑な軌跡でも工作機械を滑らかに制御
することが可能となり、機械工作の高速化、高精度化を
はかることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による数値制御装置を
示すブロック図である。

【図２】上記実施の形態の動作の流れを示すフローチャ
ートである。

【図３】上記実施の形態におけるスプライン曲線の一例
を示す説明図である。

【図４】この発明の実施の形態２による数値制御装置を
示すブロック図である。

【図５】上記実施の形態の動作の流れを示すフローチャ
ートである。

【図６】この発明の実施の形態３による数値制御装置を
示すブロック図である。

【図７】上記実施の形態の動作の流れを示すフローチャ
ートである。

【図８】この発明の実施の形態４による数値制御装置を
示すブロック図である。

【図９】上記実施の形態の動作の流れを示すフローチャ
ートである。

【図１０】上記実施の形態におけるスプライン曲線の一
例を示す説明図である。

【図１１】上記実施の形態におけるスプライン曲線の他
の例を示す説明図である。

【図１２】この発明の実施の形態５による数値制御装置
を示すブロック図である。

【図１３】上記実施の形態の全体動作の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図１４】上記実施の形態におけるＮＵＲＢＳ曲線の一
例を示す説明図である。

【図１５】上記ＮＵＲＢＳ曲線の曲率の変化を示す説明
図である。

【図１６】上記実施の形態の曲率評価部の動作の一例を
示すフローチャートである。

【図１７】上記曲率評価部の動作の他の例を示すフロー
チャートである。

【図１８】上記実施の形態における有理ベゼー曲線の凸
閉包性について説明するための説明図である。

【図１９】上記実施の形態の速度指令生成部の動作の流
れを示すフローチャートである。

【図２０】曲率とトレランスおよび補間線分長の関係を
示す説明図である。

【図２１】上記実施の形態の速度指令生成部が生成する
速度指令の一例を示す説明図である。

【図２２】上記実施の形態の加減速制御および補間部に
おける上記速度指令に基づく動作を説明するための説明
図である。

【図２３】この発明の実施の形態６による数値制御装置
を示すブロック図である。

【図２４】上記実施の形態の動作の流れを示すフローチ
ャートである。

【図２５】上記実施の形態におけるＮＵＲＢＳ曲線から
有理ベゼー曲線への変換を示す説明図である。

【図２６】変換された上記有理ベゼー曲線を示す説明図
である。

【図２７】この発明の実施の形態７による数値制御装置
を示すブロック図である。

【図２８】この発明の実施の形態８による数値制御装置
を示すブロック図である。

【図２９】上記実施の形態の全体動作の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図３０】上記実施の形態のスプライン補間処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図３１】上記実施の形態の言語入力の一例を示す説明
図である。

【図３２】従来の数値制御装置を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 指令入力部 ３ 終点距離計算部 ４ 速度指令出力部 ６ パラメータ計算部 ７ スプライン曲線位置計算部 ９ パラメータ計算部 １０ パラメータ修正部 １１ パラメータ変換部 １２ 接続状態判断部 ２１ 曲線入力部 ２２ 曲率評価部 ２３ 速度指令生成部 ２５ 曲線変換部 ２６ 有理ベゼー曲線補間部 ２７ 指令変換部 ３１ 選択情報入力部 ３２ 速度優先選択部 ３３ 精度優先選択部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/4103 G05B 19/416

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指令軌跡をスプライン曲線の形式で入力
   する指令入力部と、前記指令入力部から出力される前記スプライン曲線上の
   現在の指令位置から前 記スプライン曲線の終点までを接
   続する１つまたは複数の線分の線分長として与えられる
   距離を計算し出力する終点距離計算部と、 前記終点距離計算部から出力される前記終点までの距離
   に応じて送り速度指令を作成し出力する速度指令出力部
   と、 前記速度指令出力部から出力される速度指令を加減速制
   御し滑らかな速度指令を出力する加減速制御部と、 前記加減速制御部から出力される速度指令に対応する前
   記スプライン曲線のパラメータ変化量を用いて、前 記ス
   プライン曲線のパラメータを計算し出力するパラメータ
   計算部と、 前記パラメータ計算部から出力される前記スプライン曲
   線のパラメータを用いて前 記スプライン曲線上における
   次の指令位置を計算するスプライン曲線位置計算部とを
   備えた数値制御装置。
2. 【請求項２】 前記パラメータ計算部のパラメータ変化
   量は、少なくとも１処理周期前のパラメータ変化量と、
   少なくとも１処理周期前の指令位置から計算される移動
   量との比を用いて計算する請求項１に記載の数値制御装
   置。
3. 【請求項３】 指令軌跡をスプライン曲線の形式で入力
   する指令入力部と、 前記指令入力部から出力される前記スプライン曲線上の
   現在の指令位置から前 記スプライン曲線の終点までを接
   続する１つまたは複数の線分の線分長として与えられる
   距離を計算し出力する終点距離計算部と、 前記終点距離計算部から出力される前記終点までの距離
   に応じて送り速度指令を作成し出力する速度指令出力部
   と、 前記速度指令出力部から出力される速度指令を加減速制
   御し滑らかな速度指令を出力する加減速制御部と、 前記加減速制御部から出力される速度指令に対応する前
   記スプライン曲線のパ ラメータ変化量を用いて、前 記ス
   プライン曲線のパラメータを計算し出力するパラメータ
   計算部と、 前記パラメータ計算部から出力される前記スプライン曲
   線のパラメータを用いて、前記スプライン曲線上におけ
   る次の指令位置を計算するスプライン曲線位置計算部
   と、 前記加減速制御部から出力される速度指令に対応した距
   離と、少なくとも１処理周期前のスプライン曲線上の指
   令位置から計算される移動量とを 比較して、前記パラメ
   ータ変化量の修正を行うパラメータ修正部とを備えた数
   値制御装置。
4. 【請求項４】 指令軌跡を複数のスプライン曲線の形式
   で入力する指令入力部と、 前記複数のスプライン曲線の接続点での連続性を判断す
   る接続状態判断部と、前記接続状態判断部にて前後の前
   記スプライン曲線が連続に接続されていると判断された
   場合、前記スプライン曲線上の現在の指令位置から後部
   の前記スプライン曲線の終点までを接続する１つまたは
   複数の線分の線分長として与えられる距離を計算する終
   点距離計算部と、 前記終点距離計算部から出力される前記終点までの距離
   に応じて速度指令を作成し出力する速度指令出力部と、 前記速度指令出力部から出力される速度指令を加減速制
   御し滑らかな速度指令を出力する加減速制御部と、 前記加減速制御部から出力される速度指令に対応する前
   記スプライン曲線のパラメータ変化量を用いて、前記ス
   プライン曲線のパラメータを計算し出力するパラメータ
   計算部と、 前記パラメータ計算部から出力される前記スプライン曲
   線のパラメータを用いて、前記スプライン曲線上におけ
   る次の指令位置を計算するスプライン曲線位置計算部と
   を備えた数値制御装置。