CN102375432B - 加工倾斜面的多轴加工机用数值控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加工倾斜面的多轴加工机用数值控制装置。通过数值控制装置控制的多轴加工机，通过控制刀具相对于安装在工作台上的工件的位置的三个直线轴和控制刀具相对于该工件的方向的三个旋转轴，在工件的倾斜面上进行加工。构成解析单元的三旋转轴运算部计算三个旋转轴的位置，使位于刀具上随刀具的移动而一同移动的坐标系(刀具坐标系)与作为表示工件上的倾斜面的坐标系的特征坐标系平行。把这三个旋转轴驱动到计算出的位置上。

Description

加工倾斜面的多轴加工机用数值控制装置

技术领域

本发明涉及控制具有至少三个直线轴和至少三个旋转轴的多轴加工机的数值控制装置。特别涉及在加工工作台上的工件的倾斜面的情况下，指令倾斜面的坐标系即特征坐标系(feature coordinate system)，控制旋转轴使位于刀具上的坐标系即刀具坐标系成为与该特征坐标系平行的方向的数值控制装置。

背景技术

在日本特开2005-305579号公报中以由三个直线轴和两个旋转轴构成的五轴加工机为对象，阐述了工件上的倾斜面的加工方法。五轴加工机大致分为“刀具头旋转型”、“工作台旋转型”、“混合型(刀具头和工作台两方旋转)”三种。

本发明不是以五轴加工机为对象，而是以至少三个直线轴和至少三个旋转轴构成的多轴加工机为对象。图1～图4表示本发明的数值控制装置控制的多轴加工机的例子。图1表示的例子是通过三个旋转轴使刀具头旋转的刀具头旋转型。图2表示的例子是工作台2轴混合型(通过两个旋转轴使工作台旋转，通过一个轴使刀具头旋转)，图3表示的例子是刀具头2轴混合型(通过两个旋转轴使刀具头旋转，通过一个旋转轴使工作台旋转)、图4表示的例子是通过三个旋转轴使工作台旋转的工作台旋转型。

日本特开2009-301232号公报((DE102009003003(A1))中公开了针对包含了第三旋转轴的刀具相位的控制的刀具尖端点控制指令，能够进行坐标变换(倾斜面加工指令)的刀具相位控制用数值控制装置。

把用于工件上的倾斜面加工的指令称为‘倾斜面加工指令’。把通过倾斜面加工指令指令的倾斜面的坐标系称为‘特征坐标系’。

把随刀具移动而移动的坐标系称为‘刀具坐标系’。即，刀具坐标系是表示三个旋转轴分别为基准位置时的刀具的X、Y、Z移动方向，位于刀具上随刀具的移动而一同移动的坐标系。

例如，在图3的设备中，当在刀具头旋转轴为基准位置A＝A0、B＝B0时，使刀具方向为Z轴方向时，此时的刀具坐标系用图5的(Xt、Yt、Zt)表示，与X、Y、Z轴移动以及A、B轴移动一起如图6所示那样变化。在此，‘设备坐标系’是固定在设备上的坐标系。另外，例如在不存在刀具头旋转轴的图4的设备中，把图7的(Xt、Yt、Zt)表示的坐标系设为‘刀具坐标系’。

在倾斜变加工中，具有如以下的1)、2)那样保持特征坐标系和刀具坐标系的关系重要的加工。

1)保持特征坐标系和刀具相位的关系重要的加工

在日本特开2009-301232号公报中记载了与通过纤维铺设机进行的纤维铺设加工fiber placement processing有关的技术。需要在与倾斜面中的特征坐标系中的XY指令方向垂直的方向上保持滚动方向(刀具相位)，如此通过第三旋转轴控制滚动方向。根据本发明，只要能够使刀具坐标系与特征坐标系保持平行的关系，则不需要日本特开2009-301232号公报那样的第三旋转轴的特别的控制。

但是，本发明以具有三个旋转轴的机床为对象，该三个旋转轴控制针对工件的相对的刀具方向。一方面，所述日本特开2009-301232号公报以配备了控制刀具方向的两个旋转轴和控制滚动方向(刀具相位)的第三旋转轴的设备为对象。因此，所述日本特开2009-301232号公报作为针对配备有控制这样的刀具方向的两个旋转轴和控制滚动方向(刀具相位)的第三旋转轴的设备的技术，是有效的技术。

2)希望使特征坐标系的XY方向和刀具坐标系的XY方向平行的加工

例如，在通过图4的工作台旋转型多轴加工机在图7那样的特征坐标系(Xf、Yf)上加工矩形路径的情况下，可以维持图7的工件和刀具的位置关系不变地使刀具坐标系(Xt、Yt)的X、Y轴(在该例中，与设备坐标系的X轴、Y轴相同)同时动作，进行加工。

但是，如图8那样，希望使特征坐标系的(Xf、Yf)方向和刀具坐标系的XY方向平行进行加工。在该种情形中，如果以图7那样的工件和刀具的位置关系进行加工，则成为X、Y轴同时动作，在X、Y轴的两方中发生齿隙等，加工稍微变得不稳定。如果如图8那样使特征坐标系的(Xf、Yf)方向和刀具坐标系的(Xt，Yt)方向平行来进行加工，则成为仅发生X轴的齿隙以及仅一个轴的动作，加工稍微变得稳定，成为高精度的加工。该例子是极其简单的例子，但是，一般来讲，CAM大多假设特征坐标系的(Xf、Yf)方向和刀具坐标系的XY方向平行，来生成程序。因此，希望使特征坐标系的(Xf、Yf)方向和刀具坐标系的(Xt，Yt)方向平行来进行加工。

此外，如果要在机械构造上使特征坐标系的(Xf、Yf、Zf)方向与刀具坐标系的(Xt、Yt、Zt)方向不平行，则存在超过各轴的行程的情况。在五轴加工机中，因为轴数不够，所以一般无法使特征坐标系的(Xf、Yf、Zf)方向和刀具坐标系的(Xt、Yt、Zt)方向平行。关于这种情形，例如在日本特开2005-305579号公报的权利要求项1中阐述了发生“围绕Z轴的旋转角”，该角度量特征坐标系的(Xf、Yf)方向从刀具坐标系的(Xt、Yt)方向旋转，因此无法使特征坐标系的(Xf、Yf)方向和刀具坐标系的(Xt、Yt)方向平行。

发明内容

如上所述，本发明的课题是提供一种数值控制装置，在具有至少三个直线轴和控制针对工件的相对的刀具方向的至少三个旋转轴的机床中，针对任何特征坐标系指令都能够使特征坐标系的(Xf、Yf、Zf)方向和刀具坐标系的(Xt、Yt、Zt)方向平行。

根据本发明的数值控制装置控制多轴加工机，该多轴加工机通过控制刀具相对于安装在工作台上的工件的位置的至少三个直线轴和控制刀具相对于工件的方向的至少三个旋转轴，在所述工件的倾斜面上进行加工，该数值控制装置具有：特征坐标系指令解析单元，其对表示所述工件上的所述倾斜面的坐标系、即特征坐标系的指令进行解析；刀具坐标系控制指令解析单元，其对刀具坐标系控制指令进行解析，该刀具坐标系控制指令是使所述三个旋转轴动作，使得位于刀具上与刀具一同移动的坐标系、即刀具坐标系与所述特征坐标系平行的指令；三旋转轴运算单元，其根据所述刀具坐标系控制指令，计算所述三个旋转轴的位置使得所述刀具坐标系与所述特征坐标系平行；以及向所述三旋转轴运算单元求出的位置驱动所述三个旋转轴的单元。

所述数值控制装置还可以具有三直线轴运算单元，其按照每个插补周期，运算在位于所述工作台上与所述工作台一同移动的坐标系，即工作台坐标系中，所述三个旋转轴即使向所述三旋转轴运算单元求出的位置移动，也保持刀具尖端点位置的所述三个直线轴的修正移动量；以及以所述三直线轴运算单元求出的所述修正移动量，来驱动这三个直线轴的单元。

所述多轴加工机可以是通过所述三个旋转轴使所述刀具头旋转的六轴加工机；或通过所述三个旋转轴中的两个旋转轴使工作台旋转，通过剩下的一个旋转轴使刀具头旋转的六轴加工机；或通过所述三个旋转轴中的两个旋转轴使刀具头旋转，通过剩下的一个旋转轴使工作台旋转的六轴加工机；或通过所述三个旋转轴使工作台旋转的六轴加工机中的某一种。

根据本发明，能够提供一种数值控制装置，其在具有至少三个直线轴和控制刀具方向的至少三个旋转轴的机床中，对任何特征坐标系指令都能够使特征坐标系的(Xf、Yf、Zf)方向与刀具坐标系的(Xt、Yt、Zt)方向平行。

附图说明

图1是说明通过三个旋转轴使刀具头旋转的刀具头旋转型的例子的图。

图2说明工作台2轴混合型(通过两个旋转轴使工作台旋转，通过一个旋转轴使刀具头旋转的类型)的例子的图。

图3是说明刀具头2轴混合型(通过两个旋转轴使刀具头旋转，通过一个旋转轴使工作台旋转的类型)的例子的图。

图4是说明通过三个旋转轴使工作台旋转的工作台旋转型的例子的图。

图5是说明图3的刀具头2轴混合型的加工机中的刀具坐标系的图。

图6是说明随着X、Y、Z轴移动以及A、B轴移动，刀具坐标系也发生变化的图。

图7是说明使用图4的工作台旋转型多轴加工机，在特征坐标系(Xf、Yf)上加工矩形路径的情形的图。

图8是说明希望使特征坐标系的(Xf、Yf)方向与刀具坐标系的(Xt、Yt)方向平行来进行加工的图。

图9是说明设备坐标系、工作台坐标系以及特征坐标系的关系的图。

图10是包含指令倾斜面加工指令模式的块的指令程序的例子。

图11是说明由于刀具头旋转而产生的修正移动量的图。

图12是说明由于工作台旋转而产生的修正移动量的图。

图13是本发明的数值控制装置的功能框图。

图14是说明特征坐标系指令解析部、刀具坐标系指令解析部、三旋转轴运算部中的处理的流程图。

图15是说明三直线轴运算部的处理的流程图。

图16是作为本发明的数值控制装置的一个实施方式的加工倾斜面的多轴加工机用数值控制装置的框图。

具体实施方式

把A轴、B轴、C轴作为三个旋转轴，把A轴、B轴、C轴的顺序作为机械结构上的从刀具向工作台的轴序。当工作台旋转轴为多个时，这些轴交叉。当刀具头旋转轴为多个时，这些旋转轴交叉，并且与刀具中心轴交叉。刀具坐标系原点，在刀具头旋转轴为多个时为这些旋转轴的交叉位置，在刀具头旋转轴为一个轴时为该旋转轴与刀具中心轴的交叉位置，此外，当不存在刀具头旋转轴时，为刀具轴与刀具头端面的交叉位置。当存在多个工作台旋转轴时，把工作台旋转轴交叉位置作为原点(P0)，当工作台旋转轴为一个时，把该旋转中心的适当的位置作为原点(P0)，把随工作台移动而一同移动的坐标系作为‘工作台坐标系’。当不存在工作台旋转轴时(刀具头旋转型)，把距离设备坐标系原点距离P0的位置作为工作台坐标系原点。

在此，把A、B、C轴的基准位置设为A＝0、B＝0、C＝0度的位置，把此时的工作台坐标系、刀具坐标系设为与设备坐标系平行。另外，当假设此时的特征坐标系为(Xf、Yf、Zf)时，使Xf方向的工作台坐标系上的单位矢量为i(ix、iy、iz)^T。同样，使Zf方向的工作台坐标系上的单位矢量为k(kx、ky、kz)^T(参照图9)。在此，“^T”表示转置，在以后意思清楚的情况下不进行特别记载。

关于特征坐标系的指令的方法，在所述日本特开2005-305579号公报、日本特开2009-301232号公报中记载了通过切向矢量(上述的Xf方向)和法向矢量(上述的Zf方向)指令的方法、通过欧拉角进行指令的方法。此外还有通过滚动/俯仰/偏转(Roll/Pitch/Yaw)角指令的方法、通过投影角指令的方法、通过三点位置指令的方法、通过刀具方向指令的方法等各种指令方法。另外，在此，把A＝0、B＝0、C＝0度的位置设为基准位置，但是，在把其它位置设为基准位置时，只要把上述的“A＝0、B＝0、C＝0度的位置”这样的条件设为其它基准位置即可。

接着，说明指令程序。

指令程序是图10例示的指令。G68.2是指令倾斜面加工指令模式的G码，通过G68.2块的X_Y_Z，指令工作台坐标系上的特征坐标系原点位置(图9中的Pf)，通过I_J_K指令特征坐标系的倾角。由此，指令特征坐标系(Xf、Yf、Zf)(参照图9)。

G68.2块是特征坐标系指令，对该块进行解析的是特征坐标系指令解析部。在倾角的指令中有欧拉角、滚动/俯仰/偏转角等各种指令方法。G53.1是使旋转轴动作，以使特征坐标系的(Xf、Yf、Zf)方向与刀具坐标系的(Xt、Yt、Zt)方向平行的刀具坐标系控制指令，对该块进行解析的是刀具坐标系控制指令解析部。

G69是取消倾斜面加工指令模式的指令。在该期间中，可以在特征坐标系上指令通常的直线插补、圆弧插补等，X_Y_Z指令表示该加工指令位置。

然后，说明运算方法。

1)旋转轴的运算方法

计算3个旋转轴的位置使刀具坐标系与特征坐标系平行，是求解与(ix、iy、iz)、(kx、ky、kz)和At、Bt、Ct有关的下述式(1)的方程式，获得At、Bt、Ct。这是在三旋转轴运算部中的运算(参照图13、图14)。

乘以Rat、Rbt、Rct是通过使作为旋转轴的A、B、C轴分别旋转At、Bt、Ct进行的、从刀具坐标系向工作台坐标系的旋转变换。因此，求解式(1)是求出通过使旋转轴A、B、C轴旋转而进行的从刀具坐标系向工作台坐标系的旋转变换，刀具坐标系的X方向(1、0、0)、Z方向(0、0、1)成为在工作台坐标系指令的特征坐标系的Xf方向(ix、iy、iz)、Zf方向(kx、ky、kz)的旋转轴A、B、C轴的位置At、Bt、Ct。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{ix}\\ \mathrm{iy}\\ \mathrm{iz}\end{array}\right]=\mathrm{Rct}*\mathrm{Rbt}*\mathrm{Rat}*\left[\begin{array}{c}1\\ 0\\ 0\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{kx}\\ \mathrm{ky}\\ \mathrm{kz}\end{array}\right]=\mathrm{Rct}*\mathrm{Rbt}*\mathrm{Rat}*\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 1\end{array}\right]$

$\mathrm{Rat}=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{At}& -\sin \mathrm{At}\\ 0& \sin \mathrm{At}& \cos \mathrm{At}\end{array}\right]$ $\mathrm{Rbt}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{Bt}& 0& \sin \mathrm{Bt}\\ 0& 1& 0\\ -\sin \mathrm{Bt}& 0& \cos \mathrm{Bt}\end{array}\right]$ $\mathrm{Rct}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{Ct}& -\sin \mathrm{Ct}& 0\\ \sin \mathrm{Ct}& \cos \mathrm{Ct}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(1\right)$

这可以如下述式(2)那样求解。该求解方法是一个例子，还具有其它求解方法。

Bt＝-arcsin(iz)

Ct＝arcsin(iy/cos Bt)

At＝arccos(kz/cos Bt)                           (2)

生成使旋转轴A、B、C轴移动到求出的At、Bt、Ct的位置的移动指令，根据该指令移动A、B、C轴，由此可以使刀具坐标系与特征坐标系平行。

2)刀具尖端点保持的直线轴的运算方法

通过使3个旋转轴动作到上述求出的位置，刀具头或者工作台旋转。此时，当使三个直线轴不移动，则在工作台坐标系上刀具尖端点移动。当通过旋转轴动作刀具尖端点移动时，存在与工件等接触的危险，因此有时不期望刀具尖端点移动。此时，随着三个旋转轴的移动，三个直线轴也进行修正移动，以便在工作台坐标系上保持刀具尖端点。

作为程序指令，代替图10中的G53.1指令G53.6。G53.6是使旋转轴动作以使特征坐标系的(Xf、Yf、Zf)方向与刀具坐标系的(Xt、Yt、Zt)方向平行，并且三个直线轴也进行修正移动以便保持在工作台坐标系上的刀具尖端点位置的指令。这也是刀具坐标系控制指令。

接着，说明三个直线轴的修正移动量的求法。

2-1)由于刀具头旋转而产生的修正移动量

通过下述式(3)计算由于刀具头旋转而产生的三个直线轴的修正移动量Cmh(Cmhx、Cmhy、Cmhz)。针对每个插补周期进行该计算。在此，是从插补周期t1向插补周期t2的三个直线轴的修正移动量Cmh的计算。如图11那样，其是使由于刀具头旋转而产生的刀具尖端点的移动量反转的移动量。

$\mathrm{Cmh}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cmhx}\\ \mathrm{Cmhy}\\ \mathrm{Cmhz}\end{array}\right]=-(-\mathrm{Tl}2+\mathrm{Tl}1)=-(\mathrm{Rh}2-\mathrm{Rh}1)*(-T0)---\left(3\right)$

T0是在基准位置A＝0、B＝0、C＝0的刀具长修正矢量(基准刀具长修正矢量)。T11是插补周期t1中的在旋转轴位置A＝A1、B＝B1、C＝C1的刀具长修正矢量，T11＝Rh1×T0。T12是插补周期t2中的在旋转轴位置A＝A2、B＝B2、C＝C2的刀具长修正矢量，T12＝Rh2×T0。Rhα是Rcα、Rbα、Raα(α＝1、2)中，与刀具头旋转有关的旋转轴在插补周期tα(α＝1、2)中的旋转轴位置的矩阵的积。即，在图1的例子中，Rhα＝Rcα×Rbα×Raα，在图2的例子中，Rhα＝Raα，在图3的例子中，Rhα＝Rbα×Raα，在图4的例子中，Rhα是单位矩阵。如下述式(4)那样表示Rα、Rbα、Raα(α＝1、2)。

$\mathrm{Ra\α}=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{A\α}& -\sin \mathrm{A\α}\\ 0& \sin \mathrm{A\α}& \cos \mathrm{A\α}\end{array}\right]$ $\mathrm{Rb\α}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{B\α}& 0& \sin \mathrm{B\α}\\ 0& 1& 0\\ -\sin \mathrm{B\α}& 0& \cos \mathrm{B\α}\end{array}\right]$ $\mathrm{Rc\α}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{C\α}& -\sin \mathrm{C\α}& 0\\ \sin \mathrm{C\α}& \cos \mathrm{C\α}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

(α＝1，2)                                               (4)

2-2)由于工作台旋转而产生的修正移动量

通过下述式(5)计算由于工作台旋转而产生的三个直线轴的修正移动量Cmt(Cmtx、Cmty、Cmtz)。针对每个插补周期来进行该计算。在此，是从插补周期t1向插补周期t2的三个直线轴的修正移动量Cmt的计算。如图12所示，这是针对工作台旋转为了保持工作台与刀具尖端点的相对位置使刀具尖端点进行追随的运动量。

$\mathrm{Cmt}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Cmtx}\\ \mathrm{Cmty}\\ \mathrm{Cmtz}\end{array}\right]=({\mathrm{Rt}2}^{-1}-{\mathrm{Rt}1}^{-1})*\left(\mathrm{Tp}\right)---\left(5\right)$

Rtα是Rcα、Rbα、Raα(α＝1、2)中、与工作台旋转有关的旋转轴在插补周期tα(α＝1、2)中的旋转轴位置Aα、Bα、Cα(α＝1、2)的矩阵的积。即，在图1的例子中，Rtα是单位矩阵，在图2的例子中，Rtα＝Rcα×Rbα，在图3的例子中，Rtα＝Raα，在图4的例子中，Rtα＝Rcα×Rbα×Raα，Rtα-1是这些矩阵的逆矩阵。关于Rcα、Rbα、Raα(α＝1、2)记载在上述公式(4)中。

Tp是G53.6指令时的刀具尖端点矢量(从工作台旋转中心(＝工作台坐标系原点)向刀具尖端点的在工作台坐标系上的矢量)，通过公式(6)计算。

Tl是G53.6指令时的设备坐标系中的刀具长修正矢量、Pm是G53.6指令时的设备坐标系中的X、Y、Z轴位置、P0是设备坐标系中的工作台坐标系原点。

Rhc是G53.6指令时的与刀具头旋转有关的旋转轴位置的矩阵的积。即，当把G53.6指令时的A、B、C轴位置设为Ac、Bc、Cc时，在图1的例子中，Rhc＝Rcc×Rbc×Rac，在图2的例子中，Rhc＝Rac，在图3的例子中，Rhc＝Rbc×Rac，在图4的例子中，Rhc是单位矩阵。同样，Rtc是G53.6指令时的与工作台旋转有关的旋转轴位置的矩阵的积。即，在图1的例子中，Rtc是单位矩阵，在图2的例子中，Rtc＝Rcc×Rbc，在图3的例子中，Rtc＝Rcc，在图4的例子中，Rtc＝Rcc×Rbc×Rac。

Tp＝Rtc*(Pm-Tl-PO)

Tl＝Rhc*TO                                                 (6)

Rac、Rbc、Rac与上述式(4)相同，通过下述式(7)表示。

$\mathrm{Rac}=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{Ac}& -\sin \mathrm{Ac}\\ 0& \sin \mathrm{Ac}& \cos \mathrm{Ac}\end{array}\right]$ $\mathrm{Rbc}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{Bc}& 0& \sin \mathrm{Bc}\\ 0& 1& 0\\ -\sin \mathrm{Bc}& 0& \cos \mathrm{Bc}\end{array}\right]$ $\mathrm{Rcc}=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{Cc}& -\sin \mathrm{Cc}& 0\\ \sin \mathrm{Cc}& \cos \mathrm{Cc}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(7\right)$

另外，图12是模仿刀具头和工作台中具有旋转轴的多轴加工机的图。成为在刀具头中具有一个旋转轴，在工作台中也具有一个旋转轴，这些轴的旋转轴中心平行的图像的图，但是，这是为了方便而做成的结构。即，如图1～图4那样，一般来讲，刀具头的旋转轴中心与工作台的旋转轴中心不平行，并且分别具有0～3轴的旋转轴，但是，为了图示方便，通过旋转轴中心与纸面垂直的刀具头的一个旋转轴、工作台的一个旋转轴的图像，对这些旋转轴进行统一并且示意地进行表示。

2-3)综合修正移动量

如下述式(8)那样综合由于刀具头旋转和工作台旋转而产生的修正移动量。这是通过三直线轴运算部计算的保持刀具尖端点位置的三个直线轴的修正移动量Cmc(Cmcx、Cmcy、Cmcz)。把上次插补周期设为t1、把本次插补周期设为t2，三个直线轴在每个插补周期进行该修正移动量的移动。

Cmc＝Cmh+Cmt                                           (8)

一般，控制机床的数值控制装置通过解析部82解析指令程序81，通过插补部83进行插补，驱动各种的伺服机构90x、90y、90z、90a、90b、90c。本发明的特征坐标系指令解析部84、刀具坐标系控制指令解析部85以及三旋转轴运算部86属于解析部82。另一方面，三直线轴运算部87属于插补部83(参照图13)。

特征坐标系指令解析部84、刀具坐标系控制指令解析部85以及三旋转轴运算部86的处理如图14的流程图那样。在该流程图中，步骤SA100是特征坐标系指令解析部84的处理，步骤SA101是刀具坐标系控制指令解析部85和三旋转轴运算部86的处理。在步骤SA100中解析特征坐标系指令，获得特征坐标系(Xf、Yf、Zf)的Xf方向(ix、iy、iz)、以及Zf方向(kx、ky、kz)。在步骤SA101解析刀具坐标系控制指令，通过上述式(1)、(2)获得At、Bt、Ct，生成向A、B、C轴的At、Bt、Ct的移动指令。

三直线轴运算部87成为图15那样。通过其它方法获得上述式(3)的T0、以及上述式(6)的Tp、Tl。此外，通过存储在上次插补周期中的各轴位置等其他方法获得上次插补周期tl中的A、B、C轴位置A1、B1、C1。

在步骤SB100获得在本次插补周期t2中的A、B、C轴位置A2、B2、C2。在步骤SB101中，通过上述式(3)，计算由于刀具头旋转而产生的三个直线轴的修正移动量Cmh。在步骤SB102中，通过上述式(5)来计算由于工作台旋转而产生的三个直线轴的修正移动量Cmt。在步骤SB103中，通过上述式(8)来计算三个直线轴的综合修正移动量Cmc，作为三个直线轴的运动量。

图16是本发明的一个实施方式的加工倾斜面的多轴加工机用数值控制装置的框图。多轴加工机用数值控制装置100可以执行图14以及图15所示的流程图的处理，进行工件的倾斜面加工。

CPU11是整体控制数值控制装置的处理器。CPU11经由总线20读出存储在ROM12中的系统程序，根据读出的系统程序控制整个数值控制装置。RAM13存储暂时的计算数据、显示数据以及操作员经由LCD/MDI装置70输入的各种数据。

SRAM存储器14通过电池(未图示)支持，作为即使数值控制装置100的电源被切断，也保持存储状态的非易失性存储器而构成。在SRAM存储器14中存储经由接口15读入的加工程序、经由LCD/MDI装置70输入的加工程序等。用于使用本发明的多轴加工机用数值控制装置，加工倾斜面的加工程序可以经由接口15、LCD/MDI装置70输入，存储在SRAM存储器14中。

另外，在ROM12中预先写入了为了实施加工程序的生成以及编辑所需要的编辑模式的处理、用于自动运行的处理的各种系统程序。用于进行倾斜面加工的本发明的程序也存储在ROM12中。

接口15能够把数值控制装置100和适配器等外部设备72连接。从外部设备72侧读入加工程序、各种参数等。此外，可以经外部设备72把在数值控制装置100内编辑的加工程序存储在外部存储装置中。

PMC(可编程序控制器)16使用数值控制装置100中内置的时序程序，经I/O装置17把信号输出到机床的辅助装置(例如，刀具更换装置)，进行控制。另外，接受配备在机床本体上的操作盘的各种开关等的信号，在进行必要的信号处理后，交给CPU11。

LCD/MDI装置70是具备显示器、键盘的手动数据输入装置，接口18接受来自LCD/MDI装置70的键盘的指令、数据，将其交给CPU11。接口19与具备手动脉冲发生器的操作盘71连接。

各轴的伺服控制部30～35接受来自CPU11的各轴的移动指令，把各轴的指令输出到伺服放大器40～45。伺服放大器40～45接受该指令，驱动各轴的伺服电动机50～55。各轴的伺服电动机50～55内置有位置检测装置(省略图示)，把来自该位置检测装置的反馈信号反馈给伺服控制部30～35。各轴的伺服控制部30～35根据该反馈信号进行位置和速度的反馈控制。

Claims (3)

1.一种数值控制装置，其控制多轴加工机，该多轴加工机通过对于安装在工作台上的工件至少控制刀具相对于工件的位置的三个直线轴和控制刀具相对于工件的方向的三个旋转轴，在所述工件的倾斜面上进行加工，该数值控制装置的特征在于，具有：

特征坐标系指令解析单元，其对表示所述工件上的所述倾斜面的坐标系、即特征坐标系的指令进行解析；

刀具坐标系控制指令解析单元，其对刀具坐标系控制指令进行解析，该刀具坐标系控制指令是使所述三个旋转轴动作，使得位于刀具上与刀具一同移动的坐标系、即刀具坐标系的正交三轴方向与所述特征坐标系的正交三轴方向平行的指令；

三旋转轴运算单元，其根据所述刀具坐标系控制指令，计算所述三个旋转轴的位置使得所述刀具坐标系的正交三轴方向与所述特征坐标系的正交三轴方向平行；以及

向所述三旋转轴运算单元求出的位置驱动所述三个旋转轴的单元。

2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

还具有：三直线轴运算单元，其按照每个插补周期，运算在位于所述工作台上与所述工作台一同移动的坐标系，即工作台坐标系中，所述三个旋转轴即使向所述三旋转轴运算单元求出的位置移动，也保持刀具尖端点位置的所述三个直线轴的修正移动量；以及

以所述三直线轴运算单元求出的所述修正移动量，来驱动所述三个直线轴的单元。

3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，

所述多轴加工机是通过所述三个旋转轴使刀具头旋转的六轴加工机；或通过所述三个旋转轴中的两个旋转轴使工作台旋转，通过剩下的一个旋转轴使刀具头旋转的六轴加工机；或通过所述三个旋转轴中的两个旋转轴使刀具头旋转，通过剩下的一个旋转轴使工作台旋转的六轴加工机；或通过所述三个旋转轴使工作台旋转的六轴加工机。

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