CN102812406A

CN102812406A - 数控装置及数控方法

Info

Publication number: CN102812406A
Application number: CN2010800656383A
Authority: CN
Inventors: 井内幸弘; 中村直树; 佐藤智典
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: WO2011117915A1; DE112010005411T5; US20130006394A1; CN102812406B; JPWO2011117915A1; JP5079165B2; DE112010005411T8

Abstract

本发明涉及一种具有平动轴及旋转轴而对刀具相对于工件的位置及姿态进行控制的工作机械的数控装置，其特征在于，具有：分度方法确定部，其基于指令旋转轴、所述指令旋转轴的指令旋转方向、及刀具位置，将旋转分度方法或刀具前端位置保持分度方法中的某一个确定为分度方法，所述旋转分度方法仅使旋转轴动作，所述刀具前端位置保持分度方法使旋转轴和平动轴动作，并保持刀具前端相对于工件的位置；移动量计算部，其基于所述指令旋转轴、所述指令旋转轴的指令旋转方向、所述刀具位置、及由所述分度方法确定部确定的分度方法，计算各轴的移动量；以及输出部，其基于所述移动量计算部计算出的所述移动量，向伺服放大器输出位置指令。

Description

数控装置及数控方法

技术领域

本发明涉及一种对设有旋转轴的多轴工作机械进行数值控制（NC：Numerical Control）的数控装置及数控方法。

背景技术

对设有旋转轴的多轴工作机械进行控制的现有数控装置，通常在刀具相对于加工面不垂直时，通过使旋转轴旋转而控制刀具姿态（以下称为“分度”），以使得刀具与加工面垂直，然后进行加工（例如，专利文献1）。

作为分度的方法，存在下述2种：仅使旋转轴动作的分度方法

（以下称为“旋转分度方法”）；以及一边使旋转轴和平动轴动作，一边保持刀具前端与工件的相对位置的分度方法（以下称为“刀具前端位置保持分度方法”）。在图21中示出旋转分度方法的例子。在图21中，通过不使平动轴动作而仅使刀具侧的旋转轴22动作，从而控制刀具姿态，以使得刀具21与工件27的加工面27a垂直。此时，无法保持刀具前端21 a与工件27的相对位置。另一方面，在图22中示出刀具前端位置保持分度方法的例子。在图22中，通过使平动轴和刀具侧的旋转轴22动作而控制刀具姿态，从而一边使刀具21与工件27的加工面27a垂直，一边保持刀具前端21 a与工件27的相对位置。

目前，数控装置的操作者基于工件位置和刀具位置，选择通过旋转分度方法和刀具前端位置保持分度方法中的哪一种方法进行分度。

专利文献1：日本特开平07－334221号公报

发明内容

然而，由于通过数控装置进行控制的多轴工作机械的动作复杂，所以存在操作者很难在准确掌握工件与刀具干涉的可能性的同时选择分度方法的问题。因此，存在操作者错误选择分度方法而发生干涉的问题。

本发明中的数控装置，是具有平动轴及旋转轴而对刀具相对于工件的位置及姿态进行控制的工作机械的数控装置，该数控装置的特征在于，具有：分度方法确定部，其基于指令旋转轴、所述指令旋转轴的指令旋转方向、及刀具位置，将旋转分度方法或刀具前端位置保持分度方法中的某一个确定为分度方法，所述旋转分度方法仅使旋转轴动作，所述刀具前端位置保持分度方法使旋转轴和平动轴动作，并保持刀具前端相对于工件的位置；移动量计算部，其基于所述指令旋转轴、所述指令旋转轴的指令旋转方向、所述刀具位置、及由所述分度方法确定部确定的分度方法，计算各轴的移动量；以及输出部，其基于所述移动量计算部计算出的所述移动量，向伺服放大器输出位置指令。

本发明中的数控方法，其用于具有平动轴及旋转轴而对刀具相对于工件的位置及姿态进行控制的工作机械的数控装置，该数控方法的特征在于，具有：判断步骤，在该步骤中，判断如果通过仅使旋转轴动作的旋转分度方法进行分度，工件或工作台与刀具是否会接近；以及分度步骤，在该步骤中，在由所述判断步骤判断为工件或工作台与刀具不会接近的情况下，通过所述旋转分度方法进行分度，在由所述判断步骤判断为工件或工作台与刀具会接近的情况下，通过刀具前端位置保持分度方法进行分度，所述刀具前端位置保持分度方法为，使旋转轴和平动轴动作并保持刀具前端相对于工件的位置。

发明的效果

根据本发明，可以得到一种选择适当的分度方法，以避免工件与刀具干涉的数控装置。由此，可以抑制工件与刀具干涉。另外，数控装置的操作者可以高效地进行操作。

附图说明

图1是表示实施方式1中的数控装置的机械结构的框图。

图2是表示实施方式1中的数控装置的功能的功能框图。

图3是实施方式1中的工作机械的外观图。

图4是表示实施方式1中的数控装置的与分度相关的处理的流程图。

图5是表示如果使用旋转分度方法，工件与刀具会接近的情况的图。

图6是表示如果使用旋转分度方法，工件与刀具会远离的情况的图。

图7是表示实施方式1的展开例中的数控装置的功能的功能框图。

图8是基于刀具前端的移动方向，判断如果使用旋转分度方法，工件与刀具是否会接近的方法的说明图。

图9是实施方式2中的工作机械的外观图。

图10是表示实施方式2中的数控装置的与分度相关的处理的流程图。

图11是用于说明对工作台与刀具是否会接近进行判断的方法的图。

图12是表示实施方式3中的数控装置的功能的功能框图。

图13是表示实施方式3中的数控装置的与分度相关的处理的流程图。

图14是表示实施方式3中的刀具前端的轨迹的图。

图15是表示实施方式3的展开例中的刀具前端的轨迹的图。

图16是表示实施方式4中的数控装置的功能的功能框图。

图17是表示实施方式4涉及的数控装置的与分度相关的处理的流程图。

图18用于说明数控装置的与分度相关的处理。

图19是表示如果使用刀具前端位置保持分度方法，工件与刀具会发生干涉的情况的图。

图20是表示在图19的例子中，将移动禁止轴及移动禁止方向的移动量清除（clear）的情况的图。

图21是用于说明旋转分度方法的图。

图22是用于说明刀具前端位置保持分度方法的图。

标号的说明

2分度方法确定部

3移动量计算部

4位置更新部

5移动量输出部

6超程判断部

7插补部

20机械坐标系

21刀具

21a刀具前端点

22刀具旋转轴

24刀具轴方向

25工作台

26第1工作台旋转轴

27工件

27a加工面

29特征坐标系

40数控装置

50伺服放大器

61可动范围

103第2工作台旋转轴

104第2工作台旋转轴联动坐标系

105边界面

110移动速度确定部

具体实施方式

实施方式1.

参照图1至图8，对实施方式1进行说明。

图1是表示实施方式1中的数控装置的机械结构的框图。数控装置40具有中央处理装置（CPU：Central Processing Unit）等处理部41、只读存储器（ROM：Read-Only Memory）和随机存储器（RAM：Random-Access Memory）等存储部42，该处理部41与存储部42通过总线46连接。存储部42中存储系统程序、加工程序等多种数据。处理部41按照存储部42中存储的系统程序而执行加工程序。

此外，数控装置40具有：与总线46连接的I/F部43、I/F部44a至44e、及I/F部45；以及与I/F部43连接的输入显示部47。输入显示部47具有：未图示的键盘，其用于用户输入加工程序和参数等；以及未图示的显示器，其显示所输入的加工程序和参数等。I/F部44a至44e分别与伺服放大器50a至50e连接。伺服放大器50a至50e与作为各自的控制对象的X轴电动机70a、Y轴电动机70b、Z轴电动机70c、B轴电动机70d、及C轴电动机70e连接。I/F部45与主轴放大器55连接，此外，主轴放大器55与作为其控制对象的主轴电动机75连接。

X轴电动机70a、Y轴电动机70b、Z轴电动机70c、B轴电动机70d、C轴电动机70e、及主轴电动机75分别驱动在图3中示出的工作机械的X轴、Y轴、Z轴、B轴、C轴、及主轴。此外，在本实施方式中，将伺服放大器50a至50e统称为伺服放大器50，将X轴电动机70a、Y轴电动机70b、Z轴电动机70c、B轴电动机70d、及C轴电动机70e统称为电动机70。

图2是表示实施方式1中的数控装置的功能的功能框图。数控装置具有：分度方法确定部2、移动量计算部3、位置更新部4、及移动量输出部5。并且，它们的动作通过图1的处理部41执行存储在存储部42中的系统程序而实现。

图3是实施方式1中的工作机械的外观图。图3中示出的工作机械具有3个平动轴、1个工作台旋转轴、及1个刀具旋转轴，是所谓的混合型5轴加工机。刀具21通过彼此正交的X、Y、及Z各轴移动，并且，通过绕Y轴旋转的B轴即刀具旋转轴22旋转。工作台25通过绕Z轴旋转的C轴即工作台旋转轴26旋转。此外，示出下述各定义：20是预先存储在工作机械中的机械坐标系，21a是刀具前端，24是刀具轴方向，27是固定在工作台25上的工件，27a是相对于C轴倾斜的工件27的加工面，并且，29是在加工面27a上定义的特征坐标系。刀具轴方向24是从刀具前端21a沿刀具21的中心轴而朝向刀具21的内部的方向。特征坐标系29由彼此正交的Xf、Yf、及Zf各轴构成，原点定义在加工面27a的规定位置。Xf轴和Yf轴定义为与加工面27a平行。Zf轴定义为与加工面27a正交，并且，Zf轴的正方向定义为从工件27朝向外侧的方向。

下面，参照图4，对数控装置40的与分度相关的处理进行说明。图4是表示实施方式1中的数控装置的与分度相关的处理的流程图。此外，所谓“分度”，意味着使在图3中示出的特征坐标系29的Zf轴正方向与刀具轴方向24一致。在这里，无需使刀具前端21a与加工面27a正对。

首先，分度方法确定部2基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、及刀具相对位置信息13，判断如果使用旋转分度方法，工件27与刀具21是否会接近（S1）。其中，旋转轴信息11是用于标示出成为指示对象的旋转轴的信息，在本实施方式中，是用于标示出刀具旋转轴22的信息。由此，本实施方式中的“旋转分度方法”，是指仅使刀具旋转轴22旋转的分度方法。旋转方向信息12是将正方向或负方向标示作为成为指示对象的旋转轴的旋转方向的信息。旋转轴信息11和旋转方向信息12通过数控装置40的操作者操作输入显示部47输入，并存储在存储部42中。刀具相对位置信息13是用于标示出刀具21相对于工件27的相对位置的信息，如后所述，是位置更新部4计算出的值。

在此，参照图5和图6，对在使用旋转分度方法的情况下，判断工件27与刀具21是否会接近的方法进行说明。图5是表示如果使用旋转分度方法，工件27与刀具21会接近的情况的图。图6是表示如果使用旋转分度方法，工件27与刀具21会远离的情况的图。在图5的情况下，由于工件27的加工面27a向右下方向倾斜，所以为了使刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致，必须使刀具旋转轴22向正方向（顺时针）旋转。因此，在图5的情况下，作为旋转方向信息12而标示出正方向。另一方面，在图6的情况下，由于工件27的加工面27a向左下方向倾斜，所以为了使刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴方向一致，必须使刀具旋转轴22向负方向

（逆时针）旋转。因此，在图6的情况下，作为旋转方向信息12而标示出负方向。

首先，分度方法确定部2分别计算出L₁和L₂，其中，L₁是刀具旋转轴22旋转前的工件27与刀具前端21a的距离，L₂是刀具旋转轴22旋转角度θ后的工件27与刀具前端21a的距离。距离L1和距离L2分别是指刀具21旋转前和旋转后的刀具前端21a与距离刀具前端21a最近的工件27的表面间的距离。距离L1和距离L2例如可以基于刀具相对位置信息13、旋转方向信息12、旋转角度θ、工件27的尺寸、刀具旋转轴22的中心位置、刀具旋转轴22的中心与刀具前端21a的距离R等计算出。旋转角度θ只要满足0＜θ＜180即可，可以取任意值。旋转角度θ、工件27的尺寸、刀具旋转轴22的中心位置、刀具旋转轴22的中心与刀具前端21a的距离R，预先存储在存储部42中。

此外，在计算距离L1和距离L2时，可以分别计算刀具前端21a和工件27表面上的点在机械坐标系20上的位置，也可以计算刀具前端21a相对于工件27的相对位置。

在计算出距离L1和距离L2后，分度方法确定部2判断是否满足L₁＞L₂。在满足L₁＞L₂的情况下，分度方法确定部2判断为工件27与刀具21接近。在满足L₁≦L₂的情况下，分度方法确定部2判断为工件27与刀具21不会接近。

在由S1判断为工件27与刀具21接近的情况下，接下来，由分度方法确定部2确定为刀具前端位置保持分度方法，并生成用于标示出所确定的分度方法的分度方法信息14（S2）。在此，本实施方式中的“刀具前端位置保持分度方法”，是指使刀具旋转轴22和平动轴动作并保持刀具前端21a与工件27的相对位置的分度方法。接下来，移动量计算部3基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、及分度方法信息14，计算刀具旋转轴22和各平动轴在每个规定控制周期的移动量15（S3）。此时，移动量计算部3以如下方式计算移动量15，即，通过在将刀具前端21a相对于工件27的相对位置固定的同时，使刀具旋转轴22和平动轴动作，从而使得刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致。

接下来，位置更新部4累积在S3中计算出的每个规定控制周期的移动量15，通过将其与前次更新的刀具相对位置信息13相加，从而更新刀具相对位置信息13（S4）。另一方面，移动量输出部5基于在S3中计算出的移动量13，将各轴的位置指令17输出至伺服放大器50（S5），然后，数控装置40结束处理。

另一方面，在由S1判断为工件27不会与刀具21接近的情况下，接下来，分度方法确定部2确定为旋转分度方法（S6）。然后，移动量计算部3基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、及分度方法信息14，计算出刀具旋转轴22在每个规定控制周期的移动量15（S7）。此时，移动量计算部3以如下方式计算移动量15，即，通过仅使刀具旋转轴22动作，从而使得刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致。然后，数控装置40进入S4。

此外，在实施方式1中，对分度时进行动作的旋转轴是刀具旋转轴22的情况进行了说明，但并不限定于此。即，可以使工作台旋转轴26动作，也可以使刀具旋转轴22和工作台旋转轴26一同动作。

根据实施方式1，可以得到一种选择适当的分度方法以避免工件与刀具干涉的数控装置。由此，可以抑制工件与刀具干涉。另外，数控装置的操作者可以高效地进行操作。

此外，图2中示出的实施方式1中的数控装置40，是在加工程序确认时等进行的手动操作模式下动作的情况，但并不限定于此。数控装置40在基于存储在存储部42中的加工程序实现的自动运行模式下动作的情况下，由图7所示的功能框图构成。图7是表示实施方式1的展开例中的数控装置的功能的功能框图，与图2相当。在图7中，数控装置40具有加工程序解析部6，其对加工程序进行解析，并生成旋转轴信息11和旋转方向信息12。另外，数控装置40具有插补部7，其取代移动量计算部3，通过插补处理计算移动量15。在图7所示的情况下，也可以得到与实施方式1相同的效果。

另外，图1及图3所示的实施方式1中的工作机械，作为具有工作台旋转轴26和刀具旋转轴22的结构进行了说明，但并不限定于此。即，工作机械只要可以通过旋转轴控制刀具轴相对于工件的方向即可，可以由任意结构构成。

另外，在实施方式1中，由图4的S1，基于工件27与刀具前端21a间的距离在刀具21旋转前后的变化，判断如果使用旋转分度方法，工件27与刀具21是否会接近，但并不限定于此。参照图8，对图4的S1的展开例进行说明。图8是基于刀具前端21a在刀具21旋转前后的移动方向，对如果使用旋转分度方法，工件27与刀具21是否会接近进行判断的方法的说明图，其与图5相当。首先，分度方法确定部2计算刀具旋转轴22旋转前的刀具前端21a的位置与刀具旋转轴22旋转后的刀具前端21a的位置之差。接下来，分度方法确定部2基于已求出的刀具前端21a的位置的差值，和刀具旋转轴22在旋转前的位置，求出刀具前端21a的移动方向100。然后，分度方法确定部2在X、Y、及Z各平动轴方向上，将刀具前端21a相对于工件27的在刀具旋转轴22旋转前的相对位置方向101与移动方向100进行比较，判断两者是否相反。然后，在两者在至少一个平动轴方向上相反的情况下，分度方法确定部2判断为工件27与刀具21会接近。另一方面，在两者在全部的平动轴方向上都不相反的情况下，判断为工件27与刀具21不会接近。

在图8的例子中，由于刀具前端21a的移动方向100和相对位置方向101在X轴方向上相反，所以可以判断为工件27与刀具21会接近。如上所述，在基于刀具前端的移动方向，判断如果使用旋转分度方法，工件27与刀具21是否会接近的情况下，也可以得到与实施方式1相同的效果。

实施方式2.

参照图9至图11对实施方式2进行说明。以下，围绕与实施方式1不同的部分进行说明。

图9是实施方式2中的工作机械的外观图，与图3相当。图9所示的工作机械，在刀具21侧没有旋转轴，在工作台25侧具有C轴即第1工作台旋转轴26和绕X轴旋转的A轴即第2工作台旋转轴103。104是仅与第2工作台旋转轴103联动的第2工作台旋转轴联动坐标系。第2工作台旋转轴联动坐标系104为，原点固定为第2工作台旋转轴1 03上的任意点，由彼此正交的Xa、Ya、及Za各平动轴构成。Xa轴的方向与机械坐标系20的X轴方向相同。Ya轴和Za轴在第2工作台旋转轴103位于初始位置时，分别与机械坐标系20的Y轴方向和Z轴方向相同，并与第2工作台旋转轴103的旋转联动。另外，第1工作台旋转轴26绕第2工作台旋转轴联动坐标系104的Za轴旋转。

如果第2工作台旋转轴103旋转，则工作台25在Z轴方向上动作，所以与实施方式1相比，工作台25与刀具21发生干涉的可能性增加。因此，在实施方式2中，根据工作台25与刀具21是否会接近而确定分度方法。

图10是表示实施方式2中的数控装置的与分度相关的处理的流程图，与图4相当。另外，图11是用于说明对工作台25与刀具21是否会接近进行判断的方法的图。在图11中，边界面105是包含第2工作台旋转轴联动坐标系104的Xa轴和Za轴的面。首先，分度方法确定部2基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、及刀具相对位置信息13，判断如果使用旋转分度方法，工作台25与刀具21是否会接近（S11）。在此，假定旋转轴信息11标示出第2工作台旋转轴103，作为成为指示对象的旋转轴。由此，本实施方式中的旋转分度方法是指仅使第2工作台旋转轴103动作的分度方法。旋转方向信息12是标示出第2工作台旋转轴103的旋转方向的信息。刀具相对位置信息13是标示出刀具前端21a是否在边界面105右侧，即，刀具前端21a在第2工作台旋转轴联动坐标系104上的Ya坐标是否为正的信息，如后所述，其由位置更新部4计算。

在S11中，分度方法确定部2判断刀具前端21a在第2工作台旋转轴联动坐标系104上的Ya坐标是否为正，及第2工作台旋转轴103的旋转方向是否为正方向（顺时针）。并且，在刀具前端21a的Ya坐标为正，且第2工作台旋转轴103的旋转方向为负方向的情况下，或者，刀具前端21a的Ya坐标为负，且第2工作台旋转轴103的旋转方向为正方向的情况下，分度方法确定部2判断为工作台25与刀具21会接近。反之，在刀具前端21a的Ya坐标为正，且第2工作台旋转轴103的旋转方向为正方向的情况下，或者，在刀具前端21a的Ya坐标为负，且第2工作台旋转轴103的旋转方向为负方向的情况下，分度方法确定部2判断为工作台25与刀具21不会接近。

在图10的例子中，由于工件27的加工面27a向右下方向倾斜，所以必须使第2工作台旋转轴103向负方向旋转，以使得刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致。由此，作为旋转方向信息12而标示出负方向。因此，图10中示出的是由于刀具前端21a的Ya坐标为正，且第2工作台旋转轴103的旋转方向为负方向，所以工作台25与刀具21会接近的情况。

在由S11判断为工作台25与刀具21会接近的情况下，接下来，分度方法确定部2确定为刀具前端位置保持分度方法，并生成用于标示出所确定的分度方法的分度方法信息14（S12）。在此，本实施方式中的刀具前端位置保持分度方法，是指使第2工作台旋转轴103和平动轴动作而保持刀具前端21a与工件27的相对位置的分度方法。接下来，移动量计算部3基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、及分度方法信息14，计算第2工作台旋转轴103和各平动轴在每个规定控制周期的移动量15（S13）。此时，移动量计算部3以如下方式计算移动量15，即，通过使第2工作台旋转轴103和平动轴动作，一边保持刀具前端21a与工件27的相对位置，一边使刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致。

接下来，位置更新部4累积在S3中计算出的每个规定控制周期的移动量15，通过将其与前次更新的刀具相对位置信息13相加，从而更新刀具相对位置信息13（S14）。另一方面，移动量输出部5基于在S3中计算出的移动量13，将各轴的位置指令17输出至伺服放大器50（S15），然后，数控装置40结束处理。

另一方面，在由S1判断为工作台25与刀具21不会接近的情况下，接下来，分度方法确定部2确定为旋转分度方法（S16）。然后，移动量计算部3基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、及分度方法信息14，计算出第2工作台旋转轴103的每个规定控制周期的移动量15（S17）。此时，移动量计算部3以如下方式计算移动量15，即，通过仅使第2工作台旋转轴103动作，从而使得刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致。然后，数控装置40进入S14。

此外，在实施方式2中，对分度时进行动作的旋转轴是第2工作台旋转轴103的情况进行了说明，但并不限定于此。即，可以使第1工作台旋转轴26动作，也可以使第2工作台旋转轴103和第1工作台旋转轴26一同动作。

如上所述，根据实施方式2，可以得到一种基于刀具与边界面105的相对位置而选择适当的分度方法，以避免工件与刀具干涉的数控装置。由此，可以得到与实施方式1相同的效果。

实施方式3.

参照图12至图13对实施方式3进行说明。以下围绕与实施方式1不同的部分进行说明。

在刀具前端位置保持分度方法中，不仅是旋转轴，平动轴也将动作，因此可以想象到下述问题，即，根据刀具相对于工件的位置，有可能使平动轴的动作变大，从而发生刀具偏离可动范围的情况（以下称为“超程”）。目前，在发生超程的情况下，必须暂时中断分度动作而使刀具位置向可动范围内部移动，然后重新开始分度动作。实施方式3的目的在于无需中断分度动作，避免超程。

图12是表示实施方式3中的数控装置的功能的功能框图，与图2相当。实施方式3中的数控装置40在实施方式1的结构的基础上，还具有超程判断部6。另外，在图1所示的存储部42中存储可动范围61，该可动范围61是容许刀具前端21a在机械坐标系20的各平动轴方向上移动的范围。可动范围61通过设定各平动轴上的可动上限坐标及可动下限坐标而定义。

接下来，参照图13和图14，对数控装置40的与分度相关的处理进行说明。图13是表示实施方式3中的数控装置的与分度相关的处理的流程图，与图4相当。图13的S21至S23，与图4的S1至S3相同，省略说明。

在S23后，超程判断部6基于由S23计算出的每个规定控制周期的移动量15，判断下一个控制周期的刀具前端21a的位置是否在可动范围61内，即，是否发生超程（S24）。在S24中，在刀具前端21a在任一个平动轴上都在可动范围61内，即，未发生超程的情况下，超程判断部6将超程发生信号16设为无效，进入S25。S25至S28与图4的S4至S7相同，省略说明。

另一方面，在S24中，在下一个控制周期的刀具前端21a在某平动轴上位于可动范围61外，即，发生超程的情况下，超程判断部6将超程发生信号16设为有效，进入S27。即，在超程发生信号16为有效的情况下，分度方法确定部2将分度方法从刀具前端位置保持分度方法切换为旋转分度方法。

图14是表示实施方式3中的刀具前端21a的轨迹的图。此外，图14示出作为旋转轴，使工作台旋转轴26和刀具旋转轴22动作的情况。虚线表示不切换分度方法而执行刀具前端位置保持分度方法的情况下的刀具前端21a的轨迹。在这种情况下，刀具前端21a从P0点移动至P1点。实线表示从刀具前端位置保持分度方法切换为旋转分度方法的情况下的刀具前端21a的轨迹。在这种情况下，刀具前端21a从P0点开始沿虚线所示的轨迹移动，移动至刚好将要偏离X轴的可动范围61的P2点为止。

超程判断部6在刀具前端21a移动到P2点时，将超程发生信号16设为有效。于是，分度方法确定部2将分度方法从刀具前端位置保持分度方法切换为旋转分度方法。由此，在P2点处，使各平动轴方向上的刀具21的移动停止，另一方面，使工作台旋转轴26和刀具旋转轴22继续动作。

根据实施方式3，在实施方式1的效果的基础上，可以在分度动作中，在某平动轴上会发生超程的情况下，通过切换分度方法，从而无需中断分度动作，避免超程。由此，可以提高数控装置的操作者的作业效率。

此外，在实施方式3中，通过切换分度方法而避免超程，但并不限定于此。图15是表示实施方式3的展开例中的刀具前端21a的轨迹的图。如图15的实线所示，在使由分度方法确定部2判断为会发生超程的平动轴的动作停止，而使其他平动轴和旋转轴继续动作的情况下，也可以得到与实施方式3相同的效果。

实施方式4.

参照图16至图17，对实施方式4进行说明。以下，围绕与实施方式1不同的部分进行说明。

图16是表示实施方式4中的数控装置的功能的功能框图，与图2相当。实施方式4中的数控装置40在实施方式1的结构的基础上，还具有移动速度确定部110。

下面，参照图17，对数控装置40的与分度相关的处理进行说明。图17是表示实施方式4中的数控装置的与分度相关的处理的流程图，与图4相当。图17的S31至S32与图4的S1至S2相同，省略说明。

在S32后，移动速度确定部110基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、及分度方法信息14，确定与预先设定的指令速度相比较低的移动速度111（S33）。然后，移动量计算部3基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息1 3、分度方法信息14、及移动速度111，计算各旋转轴和各平动轴在每个规定控制周期的移动量15（S34），进入S35。

S35至S37与图4的S4至S6相同，省略说明。

在S37后，移动速度确定部110基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、及分度方法信息14，确定与预先设定的指令速度相同的移动速度111（S38）。然后，移动量计算部3基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、分度方法信息14、及移动速度111，计算各旋转轴在每个规定控制周期的移动量15（S39），进入S35。

根据实施方式4，在实施方式1的效果的基础上，可以在分度动作中，在工件与刀具接近的情况下，使刀具的移动速度降低。由此，数控装置的操作者可以从容地停止装置等，从而避免工件与刀具干涉。

此外，在实施方式4中，在工件27与刀具21接近的情况下，使移动速度降低，但并不限定于此。例如，也可以在工件27与刀具21间的距离小于规定距离的情况下，使移动速度降低。由此，可以得到与实施方式4相同的效果。

实施方式5.

参照图18至图20，对实施方式5进行说明。以下，围绕与实施方式1不同的部分进行说明。

首先，实施方式4中的数控装置40的功能框图，与实施方式1的图2所示的框图相同。

下面，参照图18，对数控装置40的与分度相关的处理进行说明。图18是表示实施方式4中的数控装置的与分度相关的处理的流程图，与图4相当。图18的S41至S43与图4的S1至S3相同，省略说明。

在S43后，移动量计算部3基于旋转轴信息11、旋转方向信息12、刀具相对位置信息13、及分度方法信息14，将预先设定的移动禁止轴及移动禁止方向的移动量清除（设定为零）（S44）。

其中，关于移动禁止轴及移动禁止方向，按照图19和图20所示的具体例子进行说明。图19是表示如果使用刀具前端位置保持分度方法，工件25与刀具21会发生干涉的情况的图。图20是表示在图19的例子中，将移动禁止轴及移动禁止方向的移动量清除后的情况的图。在图19的情况下，使设置在工作台25侧且绕X轴旋转的A轴即第2工作台旋转轴103向负方向（逆时针）旋转，并且，使刀具21向Y轴负方向及Z轴负方向移动。由此，可以一边保持刀具前端21a与工件27的相对位置，一边使刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致，但刀具21与工件27会发生干涉。

另一方面，如图20所示，通过使刀具21不向Z轴负方向移动，而仅向Y轴负方向移动，可以使刀具轴方向24与特征坐标系29的Zf轴正方向一致，并且避免刀具21与工件29干涉。因此，移动禁止轴设定为Z轴，移动禁止方向设定为负方向。

此外，作为移动禁止轴，可以设定为机械坐标系20的X轴、Y轴、或Z轴中的任意轴。移动禁止轴及移动禁止方向，可以在程序解析时等预先设定，也可以通过未图示的单元，基于分度方法信息14设定。

S45至S48与图4的S4至S7相同，省略说明。

根据实施方式5，在实施方式1的效果的基础上，由于可以防止向规定的轴方向的移动，所以可以避免工件与刀具干涉。

Claims

1.一种数控装置，是具有平动轴及旋转轴而对刀具相对于工件的位置及姿态进行控制的工作机械的数控装置，

该数控装置的特征在于，具有：

分度方法确定部，其基于指令旋转轴、所述指令旋转轴的指令旋转方向、及刀具位置，将旋转分度方法或刀具前端位置保持分度方法中的某一个确定为分度方法，所述旋转分度方法仅使旋转轴动作，所述刀具前端位置保持分度方法使旋转轴和平动轴动作，并保持刀具前端相对于工件的位置；

移动量计算部，其基于所述指令旋转轴、所述指令旋转轴的指令旋转方向、所述刀具位置、及由所述分度方法确定部确定的分度方法，计算各轴的移动量；以及

输出部，其基于所述移动量计算部计算出的所述移动量，向伺服放大器输出位置指令。

2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

所述分度方法确定部判断如果通过所述旋转分度方法进行分度，工件或工作台与刀具是否会接近，在判断为工件或工作台与刀具不会接近的情况下，将所述旋转分度方法确定为分度方法，在判断为工件或工作台与刀具会接近的情况下，将所述刀具前端位置保持分度方法确定为分度方法。

3.根据权利要求2所述的数控装置，其特征在于，

所述分度方法确定部基于旋转轴旋转前后的工件与刀具前端的距离的变化，判断如果通过所述旋转分度方法进行分度，工件与刀具是否会接近。

4.根据权利要求2所述的数控装置，其特征在于，

所述分度方法确定部在所述指令旋转轴是与工作台的上表面平行的工作台旋转轴的情况下，基于所述工作台旋转轴的指令旋转方向、和刀具相对于包含所述工作台旋转轴且与工作台的上表面正交的边界面的位置，判断如果通过所述旋转分度方法进行分度，工作台与刀具是否会接近。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的数控装置，其特征在于，

具有行程极限判断部，其基于可动范围和所述移动量计算部计算出的所述移动量，判断如果各平动轴以所述移动量进行移动，是否会在所述可动范围外，所述可动范围预先定义容许各平动轴的移动的范围，

所述分度方法确定部在将所述刀具前端位置保持分度方法确定为分度方法后，在所述行程极限判断部判断为某平动轴如果以所述移动量进行移动便会在所述可动范围外的情况下，将分度方法切换为所述旋转分度方法。

6.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

具有移动速度确定部，其在所述分度方法确定部将所述刀具前端位置保持分度方法确定为分度方法的情况下，确定与指令速度相比较低的移动速度，

所述移动量计算部基于所述指令旋转轴、所述指令旋转轴的指令旋转方向、所述刀具位置、所述分度方法确定部确定的分度方法、及所述移动速度确定部确定的移动速度，计算各轴的移动量。

7.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

所述移动量计算部在所述分度方法确定部将所述刀具前端位置保持分度方法确定为分度方法的情况下，通过在计算出所述移动量之后，将规定平动轴及规定平动轴方向的移动量清除，计算第2移动量，

所述输出部基于所述移动量计算部计算出的所述第2移动量，向伺服放大器输出位置指令。

8.一种数控方法，其用于具有平动轴及旋转轴而对刀具相对于工件的位置及姿态进行控制的工作机械的数控装置，

该数控方法的特征在于，具有：

判断步骤，在该步骤中，判断如果通过仅使旋转轴动作的旋转分度方法进行分度，工件或工作台与刀具是否会接近；以及

分度步骤，在该步骤中，在由所述判断步骤判断为工件或工作台与刀具不会接近的情况下，通过所述旋转分度方法进行分度，在由所述判断步骤判断为工件或工作台与刀具会接近的情况下，通过刀具前端位置保持分度方法进行分度，所述刀具前端位置保持分度方法为，使旋转轴和平动轴动作并保持刀具前端相对于工件的位置。

9.根据权利要求8所述的数控方法，其特征在于，具有：

行程极限判断步骤，在该步骤中，判断各平动轴是否在可动范围外，所述可动范围预先定义容许各平动轴的移动的范围；以及

切换步骤，在该步骤中，在通过所述刀具前端位置保持分度方法进行分度时，在由所述行程极限判断步骤判断为某平动轴如果以所述移动量进行移动便会在所述可动范围外的情况下，将分度方法切换为所述旋转分度方法。

10.根据权利要求8所述的数控方法，其特征在于，

在通过所述刀具前端位置保持分度方法进行分度时，使刀具相对于工件的速度低于指令速度。