고속 가공을 위한 수치 제어기로부터 입/출력 보드를 통해 제공되는 수치 제어 신호를 수치 작동 기계에 제공하는 시스템에 있어서,

상기 고속 가공을 위한 수치 제어기에는 :

상기 수치 제어를 수행할 축의 궤적을 나타내는 파트 프로그램을 사용자로부터 입력받고, 상기 입력된 파트 프로그램을 해석하여 실제 공구가 움직여야 할 위치를 계산하는 해석기;

상기 해석기로부터 공구의 궤적과 지령 속도를 제공받아 사용하여 블록의 지령된 속도와 앞으로 수행해야 할 블록 정보를 이용하여 블록의 실행 가능한 종점 속도와 지령 속도를 계산하는 예견 제어기;

상기 예견 제어기에 의해 계산된 블록의 종점 속도와 지령 속도를 이용하여 보간 주기 당 속도 프로파일을 계산하는 가감속기;

상기 가감속기에 의해 계산된 속도 프로파일을 이용하여 보간 주기 당 공구가 움직여야 할 거리와 도달해야 할 위치를 계산하는 보간기;

상기 보간기에 의해 계산된 보간 주기 당 공구가 움직여야 할 거리를 각 축별로 분해하여 보간 주기 당 각 축이 움직여야 할 거리를 계산하는 맵핑기;

상기 맵핑기에 의해 계산된 보간 주기 당 축이 움직여야 할 거리를 위치 제어 주기 당 축이 움직여야 할 거리로 나누는 미세 보간기;

상기 미세 보간기에 의해 나누어진 위치 제어 주기동안 축이 움직여야 할 거리와 실제 축의 위치정보를 이용하여 각 축의 드라이브에 지령해야 할 축의 이송 거리를 계산하여 상기 수치 작동 기계에 제공하는 위치 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어장치

제 1 항에 있어서, 상기 예견 제어기에 대한 실행 수단은,

상기 예견 제어기 생행 시, 미리 살펴볼 블록의 수를 예견 제어 버퍼 수(N)로 표시하고, 상기 예견 제어를 위해 현재 블록으로부터 상기 N번째 다음에 수행해야 할 블록의 종점 속도를 "0"으로 가정하여 시점 속도를 계산하며, 상기 N번째 블록의 시점 속도는 N-1번째 블록의 종점 속도가 되며, 이를 계속 반복하여 현재 블록의 종점 속도(Ve(1))를 구하는 수단;

상기 블록의 길이(Stot)가 블록의 시작 속도(Vs(1))에서 종점 속도까지 가속 혹은 감속하기에 충분치 않은 경우에 새로운 종점 속도를 구해야 하므로, i가 1보다 큰가를 체크하는 수단;

상기 체크 수단에서 1보다 클 경우, "i=i-1"을 계산한 후, 시점 속도를 계산하는 과정부터 반복 수행하며, 상기 체크 수단에서 1보다 작으면, 수학식 1을 이용하여 블록의 종점 속도가 가능한지를 판단하는 수단;

수학식 1

3

제 1 항에 있어서,

상기 Ve(i)는 i 번째 블록의 종점 속도이며, Vs(i)는 i 번째 블록의 시점 속도를 나타내며, 상기 블록의 길이(Stot)는 현재 블록(i=1, 수행 가능 종점 속도를 구하고자 하는 블록)의 길이를 의미하는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어장치

고속 가동을 위한 수치 제어장치의 시점 속도 계산방법에 있어서,

상기 시점 속도를 사용자로부터 입력받은 후, i-1번째 블록과 i번째 블록의 직선 및 원호 종류에 따라 가능한 코너 속도를 계산하는 제1단계;

제 4 항에 있어서, 상기 직선과 직선 블록이 연속되는 경우,

코너 지점에서 발생하는 가속도 AC는 수학식 6을 통해 계산되며,

수학식 6

7

제 4 항에 있어서, 상기 직선과 원호가 만나는 코너 지점에서의 코너 속도 V1을 계산하는 방법은,

코너 지점에서의 원호의 법선 벡터를 구하고 이를 직선 블록으로 간주하고, 상기 법선 벡터와 직선 블록이 이루는 각도를 계산하여 구하는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어방법

제 4 항에 있어서, 상기 원호가 연속된 지점에서의 코너 속도 V1을 계산하는 방법은,

두 원호가 만나는 코너 지점에서의 두 원호의 법선 벡터를 각각 구하고, 상기 두 법선 벡터를 직선 블록으로 간주하며, 상기 두 법선 벡터가 이루는 각도를 계산하여 구하는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어방법

고속 가동을 위한 수치 제어장치의 종점 속도와 지령 속도 및 시점 속도를 이용하여 보간 종류를 체크하여 속도 프로파일을 생성하는 방법에 있어서,

상기 보간 종류 체크에서 상기 보간 종류가 직선 블록일 경우, 정상 블록인가를 판단하는 단계;

상기 판단 단계에서 상기 직선 블록이 정상 블록일 경우, 첫 번째 직선 정상 블록 속도 프로파일 생성에 대하여 각각 보간 주기당 속도를 계산하여 속도 프로파일을 생성하는 단계;

상기 판단 단계에서 상기 직선 블록이 정상 블록이 아닐 경우, 두 번째 직선 미소 블록 속도 프로파일 생성에 대하여 각각 보간 주기당 속도를 계산하여 속도 프로파일을 생성하는 단계;

상기 보간 종류 체크에서 상기 보간 종류가 원호 블록일 경우, 정상 블록인가를 판단하는 단계;

상기 판단 단계에서 상기 원호 블록이 정상 블록일 경우, 세 번째 원호 정상 블록 속도 프로파일 생성에 대하여 각각 보간 주기당 속도를 계산하여 속도 프로파일을 생성하는 단계;

상기 판단 단계에서 상기 원호 블록이 정상 블록이 아닐 경우, 네 번째 원호 미소 블록 속도 프로파일 생성에 대하여 각각 보간 주기당 속도를 계산하여 속도 프로파일을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어방법

제 9 항에 있어서, 상기 직선 정상 블록의 속도 프로파일을 계산하는 방법은,

상기 직선 정상 블록의 경우, 속도 프로파일은 가속구간, 감속구간, 등속구간의 순으로 생성되는 것으로, 가속 구간에서의 속도 프로파일을 결정하기 위해 수학식 8을 통해 가속도와 가속 시간을 결정하는 단계;

수학식 8

11

제 10 항에 있어서,

상기 Tacc,은 최대 허용 가속도를 사용하여 시작 속도에서 지령 속도까지 도달하는데 걸리는 시간이고, a1은 가속도를 나타내며, 상기 Ts는 보간 주기이고, 상기 Vstart는 블록의 시작 속도이며, 상기 Vmax는 지령 속도를 나타내며, 상기 Tdec는 최대 허용 감속도를 사용하여 지령 속도에서 종점 속도까지 도달하는데 걸리는 시간이며, 상기 a3는 감속도이며, 상기 Vend는 종점 속도를 나타내며, 상기 Tconst는 등속 구간의 시간을 나타내며, 상기 Vi는 i번째 보간 주기에서의 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어방법

제 9 항에 있어서, 상기 직선 미소 블록에서의 속도 프로파일을 구하는 방법은,

상기 직선 미소 블록의 최대 속도(Vmax)를 수학식 12를 통해 계산하는 단계;

수학식 12

13

제 12 항에 있어서,

상기 Stot는 블록의 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어방법

제 9 항에 있어서, 상기 원호 정상 블록에서의 속도 프로파일을 구하는 방법은,

최대 허용 가속도를 기준으로 지령 속도까지 도달하여 걸리는 시간 Tacc를 구하고, 수학식 18을 통해 가속 구간의 시간과 가속도를 계산하는 단계;

수학식 18

15

제 14 항에 있어서,

상기 Wmax, Wstart는 각각 원호 블록에서의 최대 속도와 시점 속도를 나타내며, 상기 AW는 각 가속도를 의미하는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어방법

제 9 항에 있어서, 상기 원호 미소 블록에서의 속도 프로파일을 구하는 방법은,

상기 원호 미소 블록의 최대 각속도(Wmax)를 수학식 22를 통해 계산하고, 상기 최대 각속도를 이용하여 수학식 23을 통해 가속 시간을 계산하고, 최대 각속도와 수학식 24를 통해 감속 시간을 계산하는 단계;

수학식 22

17

제 16 항에 있어서,

상기 tot는 원호 보간의 시작점과 끝점이 이루는 각도를 의미하는 것을 특징으로 하는 고속 가동을 위한 수치 제어방법