CN103370661A - 数控装置 - Google Patents

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Abstract

数控装置对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，该数控装置具有在虚拟Y轴控制模式中按照所述H轴的单独旋转指令使所述H轴单独旋转并进行刀具更换的单元，其中，该虚拟Y轴控制模式是指将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，并按照变换后的指令联动驱动X轴、H轴及C轴。

Description

数控装置
技术领域
本发明涉及一种数控装置。
背景技术
在专利文献1中记载了一种不具有Y轴的NC转塔车床。NC转塔车床具有：Z轴，其进行工件的进给动作；C轴，其进行工件的旋转；X轴，其与Z轴垂直，进行刀具转塔的进给动作；以及转塔旋转轴，其进行刀具转塔的旋转，但该NC转塔车床不具有与Z轴及X轴垂直的Y轴。在上述的NC转塔车床中，使C轴的旋转与转塔旋转轴的旋转相结合地进行，产生刀具相对于工件在Y轴方向上的进给动作。由此，根据专利文献1，使用不具有Y轴的NC转塔车床，能够以犹如具有Y轴那样执行机械加工动作。
专利文献1：日本特公平3－33441号公报
发明内容
在用于犹如具有Y轴那样进行机械加工的控制、即虚拟Y轴控制中，C轴的旋转、转塔旋转轴的旋转和X轴的进给动作彼此联动地进行。在虚拟Y轴控制中，即使要单独地进行C轴的旋转，也会与C轴的旋转联动而同时产生转塔旋转轴的旋转及X轴的进给动作。因此，在希望进行工件的定位（C轴的单独旋转）的情况下，必须在暂时取消虚拟Y轴控制后而进行。即，在一边进行工件的定位，一边继续通过虚拟Y轴控制进行加工的情况下，在每1个加工（加工工序）结束时，返回至能够进行工件定位的位置处（使刀具方向和虚拟平面X轴方向平行），取消虚拟Y轴控制，在取消后，进行工件的定位（C轴的单独旋转），重新使虚拟Y轴控制有效。因此，存在加工循环时间变长的倾向。
或者，在虚拟Y轴控制中，即使要单独地进行转塔旋转轴的旋转，也会与转塔旋转轴的旋转联动而同时产生C轴的旋转及X轴的进给动作。因此，在希望进行刀具更换（转塔旋转轴的单独旋转）的情况下，必须在暂时取消虚拟Y轴控制后而进行。即，在一边进行刀具更换，一边继续通过虚拟Y轴控制进行加工的情况下，在每1个加工（加工工序）结束时，返回至刀具更换位置处，取消虚拟Y轴控制，在取消后，进行刀具更换（转塔旋转轴的单独旋转），重新使虚拟Y轴控制有效。因此，存在加工循环时间变长的倾向。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种能够缩短加工的循环时间的数控装置。
为了解决上述课题并实现目的，本发明的1个技术方案所涉及的数控装置对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，该数控装置的特征在于，具有在虚拟Y轴控制模式中按照所述H轴的单独旋转指令使所述H轴单独旋转并进行刀具更换的单元，其中，该虚拟Y轴控制模式是指将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，并按照变换后的指令联动驱动X轴、H轴及C轴。
发明的效果
根据本发明，在虚拟Y轴控制中无需取消虚拟Y轴控制就能够进行刀具更换。由此，能够减少一系列的加工中的工序数量，能够缩短加工的循环时间。
附图说明
图1是表示实施方式1中的工件支撑部及转塔的外观结构的图。
图2是表示实施方式1所涉及的数控装置的结构的图。
图3是表示实施方式1所涉及的数控装置的动作的流程图。
图4是表示实施方式1中的工件的加工步骤的流程图。
图5是表示实施方式1中的加工程序的图。
图6是表示实施方式1中的工件的加工步骤的图。
图7是表示实施方式2中的工件的加工步骤的流程图。
图8是表示实施方式2中的加工程序的图。
图9是表示实施方式2中的工件的加工步骤的图。
图10是表示实施方式3中的工件的加工步骤的流程图。
图11是表示实施方式3中的加工程序的图。
图12是表示实施方式3中的工件的加工步骤的图。
图13是表示对比例所涉及的数控装置的结构的图。
图14是表示对比例中的工件的加工步骤的流程图。
图15是表示对比例中的加工程序的图。
图16是表示对比例中的工件的加工步骤的图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明所涉及的数控装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不受这些实施方式限定。
实施方式1
使用图1及图2，对实施方式1所涉及的数控装置1的概略结构进行说明。图1（a）及图1（b）分别是表示由数控装置1控制的工作机械900的外观结构的斜视图及正视图。图2是表示数控装置1的结构的框图。
如图1（a）、（b）所示，工作机械900具有转塔905及工件支撑部906。工作机械900具有X轴、Z轴、H轴及C轴。X轴是使转塔905移动的移动轴。Z轴是使工件W移动的移动轴。H轴是通过使转塔905旋转而使刀具9051、9052旋转的旋转轴。C轴是使工件W旋转的旋转轴。
此外，在图1中用虚线示出了与X轴、Z轴垂直的Y轴。Y轴是在用户生成的加工程序343中的虚拟Y轴控制模式内使用的虚拟的移动轴。用户在虚拟Y轴控制模式内，指定X轴、Y轴、H轴及C轴的坐标位置，而生成所需的加工程序343。用户无需考虑H轴、C轴的旋转，通过假定出例如图6的S23箭头所指示的状态即刀具方向与虚拟平面X轴一致的状态而指定X－Y坐标等，从而生成加工程序343。在加工程序343中，例如X轴指令记录为“X20”、Y轴指令记录为“Y10”、C轴指令记录为“C－180”、H轴指令记录为“T1111”（参照图5）。
如图2所示，工作机械900还具有X轴、H轴、Z轴、C轴伺服电动机901、902、903、904。X轴伺服电动机901、H轴伺服电动机902使转塔905进行X轴的移动、H轴的旋转。Z轴伺服电动机903、C轴伺服电动机904使工件支撑部906进行Z轴的移动、C轴的旋转。
数控装置1具有显示部10、输入操作部20、控制运算部30及驱动部90。例如对应于用户对加工程序343的自动启动按钮的操作，加工程序343的自动启动信号供给至控制运算部30。与其相对应，控制运算部30启动加工程序343，按照加工程序343生成X轴的移动量指令、H轴的旋转量指令、Z轴的移动量指令、C轴的旋转量指令并供给至驱动部90。驱动部90具有X轴伺服控制部91、H轴伺服控制部92、Z轴伺服控制部93及C轴伺服控制部94，按照从控制运算部30输入的X轴的移动量指令、H轴的旋转量指令、Z轴的移动量指令、C轴的旋转量指令而驱动X轴伺服电动机901、H轴伺服电动机902、Z轴伺服电动机903及C轴伺服电动机904。
下面，对控制运算部30的内部结构进行说明。
控制运算部30具有PLC36、机械控制信号处理部35、存储部34、解析处理部37、插补处理部38、虚拟Y轴控制切换处理部39、开关44、加减速处理部43、虚拟Y轴控制部41、轴数据输出部42、输入控制部32、画面处理部31及数据设定部33。
加工程序343的自动启动的信号经由PLC36而输入至机械控制信号处理部35。机械控制信号处理部35经由存储部34向解析处理部37进行指示而启动加工程序343。
存储部34对刀具校正数据342、加工程序343、画面显示数据344进行存储，并具有作为工作区的共享区域345。
解析处理部37计算刀具校正量（Tx，Ty）（参照图6）并作为刀具校正数据342而存储在存储部34中。解析处理部37对应于加工程序343的启动指示，从存储部34读取加工程序343，对加工程序343的各程序块（各行）进行解析处理。如果在解析后的程序块（行）中包含有M码（例如图5所示的M码“M111”），则解析处理部37将该解析结果经由存储部34、机械控制信号处理部35传递至PLC36。如果在解析后的行中包含有M码之外的码（例如图5所示的G码“G01”），则解析处理部37将刀具校正量（Tx，Ty）加进该解析结果中而传递至插补处理部38。
PLC36在接受到虚拟Y轴控制模式开启的解析结果（例如图5所示的M码“M111”）的情况下，将机械控制信号处理部35内的虚拟Y轴控制模式信号处理部351所具有的虚拟Y轴控制模式信号置为接通状态而暂时存储在存储部34的共享区域345中。由此，在数控装置1中，开始虚拟Y轴控制模式，各部分通过参照共享区域345的虚拟Y轴控制模式信号（接通状态）而识别到处于虚拟Y轴控制模式中。PLC36在接受到虚拟Y轴控制模式关闭的解析结果（例如图5所示的M码“M101”）的情况下，将机械控制信号处理部35内的虚拟Y轴控制模式信号处理部351所具有的虚拟Y轴控制模式信号置为断开状态而暂时存储在共享区域中。由此，在数控装置1中，虚拟Y轴控制模式被取消，成为虚拟Y轴控制模式之外的控制模式。
插补处理部38从解析处理部37接受解析结果（位置指令），对解析结果（位置指令）进行插补处理，将插补处理的结果（移动量、旋转量）供给至加减速处理部43。
加减速处理部43对从插补处理部38供给的插补处理的结果进行加减速处理。加减速处理部43将与X轴、Y轴、C轴、H轴相关的加减速处理结果输出至开关44，将与Z轴相关的加减速处理结果直接输出至轴数据输出部42。
开关44基于来自虚拟Y轴控制切换处理部39的切换信号，将加减速处理结果输出至虚拟Y轴控制部41、轴数据输出部42的某一个。虚拟Y轴控制切换处理部39在共享区域345的虚拟Y轴控制模式信号为接通的虚拟Y轴控制模式中，对开关44进行切换以连接加减速处理部43和虚拟Y轴控制部41，在共享区域345的虚拟Y轴控制模式信号为断开的除了虚拟Y轴控制模式之外的控制模式中，对开关44进行切换以连接加减速处理部43和轴数据输出部42。
虚拟Y轴控制部41执行虚拟Y轴控制模式下的控制处理。具体来说，将加减速处理后的X轴、Y轴、C轴、H轴指令变换为机械坐标系中的X轴、C轴、H轴指令，将变换后的X轴、C轴、H轴指令输入至轴数据输出部42。在虚拟Y轴控制模式中，通常X轴、H轴、C轴联动动作。
虚拟Y轴控制部41具有虚拟Y轴控制指令轴判定部414、虚拟Y轴控制处理部411及虚拟Y轴控制指令合成部412。
虚拟Y轴控制指令轴判定部414在虚拟Y轴控制模式下，参照在存储部34中存储的加工程序343的每1个程序块（1行），判定各程序块（各行）的指令是X－Y轴的移动量指令、还是H轴或C轴的单独旋转量指令。虚拟Y轴控制指令轴判定部414在加工程序343中的指令是X－Y轴的移动量指令（例如由图5所示的“G00X20Y50”给出的移动量指令）的情况下，将从加减速处理部43输入的X－Y轴的移动量指令供给至虚拟Y轴控制处理部411，在是H轴或C轴的单独旋转量指令（例如由图5所示的“T1111”或“C180”给出的单独旋转量指令）的情况下，将从加减速处理部43输入的H轴或C轴的单独旋转量指令供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。换言之，虚拟Y轴控制指令轴判定部414针对每1个程序块，将在程序坐标系中生成的加工程序343的指令分离为包含X－Y轴的移动量指令的第1移动量指令、和包含H轴单独移动量指令和/或C轴单独移动量指令的第2移动量指令，第1移动量指令供给至虚拟Y轴控制处理部411，第2移动量指令供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。
虚拟Y轴控制处理部411在虚拟Y轴控制模式中，将从加减速处理部43输入的X－Y轴的移动量指令变换为移动位置指令（X1，Y1），对变换后的移动位置指令进行坐标变换而变换为作为实际坐标系的机械坐标系中的移动位置指令即X轴的移动位置指令、H轴的旋转位置指令和C轴的旋转位置指令，求出X轴、H轴、C轴的各移动位置（Xr，Hr，Cr）。
具体来说，虚拟Y轴控制处理部411使用前一次计算出的X－Y移动位置和从加减速处理部43输入的X－Y轴的移动量指令，计算本次的X－Y移动位置。并且，虚拟Y轴控制处理部411按照下面的公式1至3，对计算出的本次的X－Y移动位置进行坐标变换，求出机械坐标系中的移动位置（Xr1，Hr1，Cr1）。
Xr1=f1（X1）+f2（Y1）···公式1
Hr1=f11（X1）+f12（Y1）···公式2
Cr1=f21（X1）+f22（Y1）···公式3
并且，虚拟Y轴控制处理部411通过求出机械坐标系中的前一次移动位置（Xr0，Hr0，Cr0）与本次的移动位置（Xr1，Hr1，Cr1）的差值，计算机械坐标系中的X轴移动量（ΔXr1=Xr1－Xr0）、H轴旋转量（ΔHr1=Hr1－Hr0）和C轴旋转量（ΔCr1=Cr1－Cr0）。虚拟Y轴控制处理部411将X轴的移动量指令（ΔXr1）供给至轴数据输出部42，并将H轴旋转量指令（ΔHr1）和C轴旋转量指令（ΔCr1）供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。
此外，虚拟Y轴控制处理部411在没有接受到X－Y轴的移动量指令的情况下，将旋转量为零的旋转量指令即ΔHr1=0和ΔCr1=0供给至虚拟Y轴控制指令合成部412，将ΔXr1=0供给至轴数据输出部42。
虚拟Y轴控制指令合成部412分别对从加减速处理部43输入的H轴和/或C轴的单独旋转量指令（ΔH2和/或ΔC2）与从虚拟Y轴控制处理部411输入的坐标变换后的H轴的旋转量指令（ΔHr1）和C轴的旋转量指令（ΔCr1）进行合成。
虚拟Y轴控制指令合成部412如下面的公式4所示，将H轴的单独旋转指令ΔHr2（=ΔH2）与由虚拟Y轴控制处理部411生成的H轴的旋转量指令ΔHr1进行合成，生成H轴的旋转量指令ΔHr。
ΔHr=ΔHr1+ΔHr2···公式4
相同地，虚拟Y轴控制指令合成部412如下面的公式5所示，将C轴的单独旋转量指令ΔCr2（=ΔC2）与由虚拟Y轴控制处理部411生成的C轴的旋转量指令ΔCr1进行合成，生成C轴的旋转量指令ΔCr。
ΔCr=ΔCr1+ΔCr2···公式5
虚拟Y轴控制指令合成部412将合成后的H轴的旋转量指令ΔHr及C轴的旋转量指令ΔCr供给至轴数据输出部42。
轴数据输出部42将从虚拟Y轴控制处理部411供给的X轴的移动量指令ΔXr1供给至驱动部90，并将从虚拟Y轴控制指令合成部412供给的H轴的旋转量指令ΔHr及C轴的旋转量指令ΔCr供给至驱动部90。
下面，使用图3，对实施方式1所涉及的数控装置1的动作进行说明。图3是表示实施方式1所涉及的数控装置的动作的流程图。
在步骤S1中，解析处理部37计算刀具校正量（Tx，Ty）（参照图6）并存储在存储部34中。解析处理部37进行加工程序343的解析处理，将刀具校正量（Tx，Ty）加进该解析结果中而传递至插补处理部38。
在步骤S2中，插补处理部38从解析处理部37接受解析结果（位置指令），对解析结果（位置指令）进行插补处理，将插补处理的结果供给至加减速处理部43。
在步骤S3中，加减速处理部43对供给来的插补处理的结果进行加减速处理，将加减处理结果供给至开关44。
在步骤S4中，虚拟Y轴控制切换处理部39基于共享区域345的虚拟Y轴控制模式信号，判断是否应进行虚拟Y轴控制判定处理。即，虚拟Y轴控制切换处理部39在处于虚拟Y轴控制模式的情况下（步骤S4为“是”），使处理进入步骤S10。虚拟Y轴控制切换处理部39在处于除了虚拟Y轴控制模式之外的控制模式的情况下（步骤S4为“否”），使处理进入步骤S17。
在步骤S10中，虚拟Y轴控制部41进行虚拟Y轴控制模式下的处理。具体来说，进行下面的步骤S11至S17的处理。
在步骤S11中，虚拟Y轴控制指令轴判定部414参照在存储部34中存储的加工程序343的每1个程序块，判定各程序块的指令是X－Y轴的移动量指令、还是H轴和/或C轴的单独旋转量指令。虚拟Y轴控制指令轴判定部414在加工程序343中的指令是X－Y轴的移动量指令（例如图5所示的向“X20Y50”移动的移动量指令）的情况下，将该X－Y轴的移动量指令供给至虚拟Y轴控制处理部411，使处理进入步骤S12。虚拟Y轴控制指令轴判定部414在加工程序343中的指令是H轴和/或C轴的单独旋转量指令（例如由图5所示的“T1111”或“C180”给出的单独旋转量指令）的情况下，将该H轴和/或C轴的单独旋转量指令供给至虚拟Y轴控制指令合成部412，使处理进入步骤S16。
在步骤S12中，虚拟Y轴控制处理部411进行程序坐标位置计算处理。即，虚拟Y轴控制处理部411使用从加减速处理部43输入的X－Y轴的移动量指令和前一次的X－Y移动位置，计算本次的移动位置（X轴坐标“X1”、Y轴坐标“Y1”）。
在步骤S13中，虚拟Y轴控制处理部411进行坐标变换处理（程序坐标→机械坐标的变换处理）。即，虚拟Y轴控制处理部411按照上述的公式1至3对程序坐标系中的本次的移动位置（X1，Y1）进行坐标变换，求出机械坐标系中的移动位置（Xr1，Hr1，Cr1）。
在步骤S15中，虚拟Y轴控制处理部411通过求出机械坐标系中的前一次位置（Xr0，Hr0，Cr0）与本次的移动位置（Xr1，Hr1，Cr1）的差值，计算机械坐标系中的X轴移动量（ΔXr1=Xr1－Xr0）、H轴旋转量（ΔHr1=Hr1－Hr0）和C轴旋转量（ΔCr1=Cr1－Cr0）。虚拟Y轴控制处理部411在将X轴的移动量指令（ΔXr1）供给至轴数据输出部42后使处理进入步骤S17，并且，在将H轴旋转量指令（ΔHr1）和C轴旋转量指令（ΔCr1）供给至虚拟Y轴控制指令合成部412后使处理进入步骤S16。
在步骤S16中，虚拟Y轴控制指令合成部412如上述的公式4所示，将H轴的单独旋转指令ΔHr2与由虚拟Y轴控制处理部411生成的H轴的旋转量指令ΔHr1进行合成，生成H轴的旋转量指令ΔHr。相同地，虚拟Y轴控制指令合成部412如上述的公式5所示，将C轴的单独旋转量指令ΔCr2与由虚拟Y轴控制处理部411生成的C轴的旋转量指令ΔCr1进行合成，生成C轴的旋转量指令ΔCr。虚拟Y轴控制指令合成部412将合成后的H轴的旋转量指令ΔHr及C轴的旋转量指令ΔCr供给至轴数据输出部42。
在步骤S17中，轴数据输出部42进行轴数据输出处理。即，轴数据输出部42将从虚拟Y轴控制处理部411供给的X轴的移动量指令ΔXr1供给至驱动部90，并将从虚拟Y轴控制指令合成部412供给的H轴的旋转量指令ΔHr及C轴的旋转量指令ΔCr供给至驱动部90。
下面，使用图4至图6，对使用实施方式1所涉及的数控装置1对工件W实施的加工步骤进行说明。图4是表示使用数控装置1对工件W实施的加工步骤的流程图。图5是表示数控装置1的存储部34中存储的加工程序343中的记录内容的图。图6是表示转塔905及工件W按照工件W的加工步骤进行的动作的图。下面，在一系列的加工中，将Z轴上的位置维持为固定的状态，在一系列的加工结束后进行驱动而实现Z轴的进给动作。
在图4所示的步骤S21中，数控装置1按照图5所示的加工程序343中的“N100T1010”的记录，将加工中应使用的刀具更换为铣削加工用的刀具9051。
在步骤S22中，数控装置1按照加工程序343中的“N102G00C0”的记录，选择C轴模式。
在步骤S23中，数控装置1按照加工程序343中的“N103G00X60H0Z0”的记录，在刀具9051的主轴方向和虚拟平面中的X轴方向成为平行的X=60的位置处进行转塔905及工件W的定位。虚拟平面是由X轴和虚拟Y轴形成的平面，是与程序坐标系中的XY平面相对应的平面。
在步骤S24中，数控装置1按照加工程序343中的“N104M111”的记录，将虚拟Y轴控制模式设为有效。
在步骤S25中，数控装置1按照加工程序343中的“N106G00X20Y50”的记录，使刀具9051移动至加工开始位置（X=20，Y=50）。
在步骤S26中，数控装置1按照加工程序343中的“N107G01X20Y－50F1000”的记录，使刀具9051进行从加工开始位置（X=20，Y=50）至加工结束位置（X=20，Y=－50）的铣削加工。
在步骤S129中，数控装置1按照加工程序343中的“N109G00C180”的记录，使工件W翻转，对工件W进行定位。
即，由于“N109G00C180”的指令是C轴的单独旋转量指令，因此，虚拟Y轴控制指令轴判定部414将C轴的单独旋转量指令供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。虚拟Y轴控制指令合成部412将C轴的单独旋转量指令作为C轴的旋转量指令（ΔCr）而输出至轴数据输出部42。C轴伺服控制部94使C轴的伺服电动机904进行旋转驱动。由此，如图6中S129所示，使工件W单独旋转而翻转（定位至程序坐标上的C180）。
在步骤S32中，数控装置1按照加工程序343中的“N111G01X20Y50”的记录，使刀具9051进行从加工开始位置（X=20，Y=－50）至加工结束位置（X=20，Y=50）的铣削加工。
在步骤S33中，数控装置1按照加工程序343中的“N113G00Y0”的记录，以刀具9051的主轴方向与虚拟平面中的X轴方向平行的方式，进行转塔905及工件W的定位。
在步骤S135中，数控装置1按照加工程序343中的“N114T1111”的记录，将加工中应使用的刀具更换为开孔加工用的刀具9052。
即，由于“T1111”的指令是H轴的单独旋转量指令，因此，虚拟Y轴控制指令轴判定部414将H轴的单独旋转量指令供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。虚拟Y轴控制指令合成部412将H轴的单独旋转量指令作为H轴的旋转量指令（ΔHr）而输出至轴数据输出部42。H轴伺服控制部92使H轴的伺服电动机902进行旋转驱动。由此，如图6中S135所示，使转塔905单独旋转而进行刀具更换动作。
在步骤S136中，解析处理部37按照加工程序343中的“N115G00X20Y10”的记录，使刀具9052移动至加工开始位置（X=20，Y=10）。
在步骤S137中，解析处理部37按照加工程序343中的“N116G83X5D40H3F100”的记录，使刀具9052进行开孔加工。
在步骤S138中，解析处理部37按照加工程序343中的“N117G00X30Y0”的记录，在刀具9052的主轴方向和虚拟平面中的X轴方向成为平行的X=30的位置处进行转塔905及工件W的定位。
在步骤S34中，解析处理部37按照加工程序343中的“N118M101”的记录，取消虚拟Y轴控制模式。
在此，如图13所示，考虑假设在数控装置800的控制运算部830中，虚拟Y轴控制部841不具有图2所示的虚拟Y轴控制指令轴判定部414及虚拟Y轴控制指令合成部412的情况。在该情况下，如图14所示，在工件W上的一侧的被加工部位的铣削加工（步骤S26）和工件W上的另一侧的被加工部位的铣削加工（步骤S32）之间，必须进行步骤S27至步骤S31。
即，在步骤S27中，数控装置800按照图15所示的加工程序343中的“N19G00Y0”的记录，以刀具9051的主轴方向与虚拟平面中的X轴方向平行的方式，进行转塔905及工件W的定位。
在步骤S28中，数控装置800按照加工程序343中的“N20M10”的记录，取消虚拟Y轴控制模式。
在步骤S29中，数控装置800按照加工程序343中的“N21G00C180”的记录，使工件W翻转并进行定位。
在步骤S30中，数控装置800按照加工程序343中的“N22M11”的记录，重新将虚拟Y轴控制模式设为有效。
在步骤S31中，数控装置800按照加工程序343中的“N23G00X20Y－50”的记录，使刀具9051移动至加工开始位置。
即，如图16所示，在一边进行工件轴（C轴）的定位，一边继续通过虚拟Y轴控制模式进行加工的情况下，在每1个加工（步骤S26）结束时，返回至工件轴（C轴）能够进行定位的位置处，使刀具方向和虚拟平面X轴方向平行（步骤S27），取消虚拟Y轴控制模式（步骤S28），在取消后，进行工件轴（C轴）的定位（步骤S29），重新使虚拟Y轴控制模式有效（步骤S30）。因此，存在加工循环时间变长的倾向。
与其相对，在实施方式1中，在数控装置1的控制运算部30中，虚拟Y轴控制部41具有虚拟Y轴控制指令轴判定部414及虚拟Y轴控制指令合成部412。即，虚拟Y轴控制指令轴判定部414在加工程序343中的指令为C轴的单独旋转量指令的情况下，将该C轴的单独旋转量指令经由虚拟Y轴控制指令合成部412作为C轴的旋转量指令而供给至轴数据输出部42。由此，由于在虚拟Y轴控制模式中，能够单独进行工件W的旋转，因此，无需取消虚拟Y轴控制模式就能够对工件W进行定位。即，能够取代图14所示的步骤S27至步骤S31的处理而进行图4所示的步骤S129的处理。由此，能够减少一系列的加工中的工序数量，因此，能够缩短加工的循环时间。
另外，在实施方式1中，虚拟Y轴控制指令轴判定部414在加工程序343中的指令为H轴的单独旋转量指令的情况下，将该H轴的单独旋转量指令经由虚拟Y轴控制指令合成部412作为H轴的旋转量指令而供给至轴数据输出部42。由此，由于在虚拟Y轴控制模式中，能够单独进行转塔905的旋转，因此，无需取消虚拟Y轴控制模式就能够更换刀具9051、9052。即，如图4所示，在铣削加工（步骤S32）结束后，无需取消虚拟Y轴控制模式就能够进行刀具更换（步骤S135），无需重新使虚拟Y轴控制模式有效，因此，能够立刻进行开孔加工（步骤S137）。由此，能够减少一系列的加工中的工序数量，因此，能够缩短加工的循环时间。
实施方式2
下面，对实施方式2所涉及的数控装置1进行说明。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
如图7至图9所示，实施方式2所涉及的数控装置1在加工程序343中的相同的程序块（图7所示的步骤S235）中并行执行刀具更换（图4所示的步骤S135）和刀具9052向工件W的加工开始位置的移动（图4所示的步骤S136）。图7是表示使用实施方式2所涉及的数控装置1对工件W实施的加工步骤的流程图。图8是表示实施方式2所涉及的数控装置1的存储部34中存储的加工程序343中的记录内容的图。图9是表示转塔905及工件W按照实施方式2中的工件W的加工步骤进行的动作的图。
在图7所示的步骤S235中，图4所示的步骤S135的处理和步骤S136的处理并行执行。即，在步骤S235中，数控装置1按照图8所示的加工程序343中的“N211G00X20Y10T1111”的记录，将加工中应使用的刀具更换为开孔加工用的刀具9052，并使刀具9052移动至加工开始位置。
具体来说，由于“G00X20Y10”的指令是X－Y轴的移动量指令，因此，虚拟Y轴控制指令轴判定部414将X－Y轴的移动量指令供给至虚拟Y轴控制处理部411。虚拟Y轴控制处理部411使用程序坐标系中的X－Y轴的移动量指令，生成机械坐标系中的X轴的移动量指令（ΔXr1）、H轴的旋转量指令（ΔHr1）和C轴的旋转量指令（ΔCr1）。虚拟Y轴控制处理部411将X轴的移动量指令（ΔXr1）供给至轴数据输出部42，并将H轴的旋转量指令（ΔHr1）和C轴的旋转量指令（ΔCr1）供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。
另外，由于“T1111”的指令是H轴的单独旋转量指令（ΔH2），因此，虚拟Y轴控制指令轴判定部414将H轴的单独旋转量指令（ΔH2）供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。虚拟Y轴控制指令合成部412如上述的公式4所示，将H轴的单独旋转量指令ΔHr2与由虚拟Y轴控制处理部411生成的H轴的旋转量指令ΔHr1进行合成而生成H轴的旋转量指令ΔHr。虚拟Y轴控制指令合成部412将合成后的H轴的旋转量指令ΔHr供给至轴数据输出部42。
并且，虚拟Y轴控制指令合成部412由于没有接受到C轴的单独旋转量指令，因此，将旋转量为零的C轴的单独旋转量指令ΔCr2（=0）与C轴的旋转量指令ΔCr1进行合成而生成C轴的旋转量指令ΔCr，将生成的C轴的旋转量指令ΔCr供给至轴数据输出部42。
其结果，如图9中S235所示，能够一边进行刀具更换，一边定位至加工开始位置处。
如上所述，在实施方式2中，虚拟Y轴控制指令合成部412将H轴的单独旋转量指令与对应于X－Y轴的移动量指令而由虚拟Y轴控制处理部411生成的H轴的旋转量指令进行合成，从而生成H轴的旋转量指令并供给至轴数据输出部42。由此，能够一边按照H轴的单独旋转量指令使转塔905单独旋转而进行刀具更换，一边按照X－Y轴的移动量指令使刀具移动至工件W的加工开始位置。即，在加工程序343中的相同的程序块（图7所示的步骤S235）中并行执行刀具更换（图4所示的步骤S135）和刀具9052向工件W的加工开始位置的移动（图4所示的步骤S136）。由此，能够减少一系列的加工中的工序数量，因此，能够缩短加工的循环时间。
实施方式3
下面，对实施方式3所涉及的数控装置1进行说明。下面，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
如图10至图12所示，实施方式3所涉及的数控装置1在加工程序343中的相同的程序块（图10所示的步骤S335）中并行执行刀具更换（图4所示的步骤S135）、工件W的定位（与图4所示的步骤S129相同的处理）和刀具9052向工件W的加工开始位置的移动（图4所示的步骤S136）。图10是表示使用实施方式3所涉及的数控装置1对工件W实施的加工步骤的流程图。图11是表示实施方式3所涉及的数控装置1的存储部34中存储的加工程序343中的记录内容的图。图12是表示转塔905及工件W按照实施方式3中的工件W的加工步骤进行的动作的图。
在图10所示的步骤S335中，在图4所示的步骤S135的处理和步骤S136的处理的基础上，并行执行工件W的定位。即，在步骤S335中，数控装置1按照图11所示的加工程序343中的“N311G00X20Y10C－180T1111”的记录，一边将加工中应使用的刀具更换为开孔加工用的刀具9052，一边使刀具9052移动至加工开始位置并进行工件W的定位。
具体来说，由于“G00X20Y10”的指令是X－Y轴的移动量指令，因此，虚拟Y轴控制指令轴判定部414将X－Y轴的移动量指令供给至虚拟Y轴控制处理部411。虚拟Y轴控制处理部411使用程序坐标系中的X－Y轴的移动量指令，生成机械坐标系中的X轴的移动量指令（ΔXr1）、H轴的旋转量指令（ΔHr1）和C轴的旋转量指令（ΔCr1）。虚拟Y轴控制处理部411将X轴的移动量指令（ΔXr1）供给至轴数据输出部42，并将H轴的旋转量指令（ΔHr1）和C轴的旋转量指令（ΔCr1）供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。
另外，由于“C180”的指令是C轴的单独旋转量指令（ΔC2），因此，虚拟Y轴控制指令轴判定部414将C轴的单独旋转量指令（ΔC2）供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。虚拟Y轴控制指令合成部412如上述的公式5所示，将C轴的单独旋转量指令ΔCr2与由虚拟Y轴控制处理部411生成的C轴的旋转量指令ΔCr1进行合成而生成C轴的旋转量指令ΔCr。虚拟Y轴控制指令合成部412将合成后的C轴的旋转量指令ΔCr供给至轴数据输出部42。
另外，由于“T1111”的指令是H轴的单独旋转量指令（ΔH2），因此，虚拟Y轴控制指令轴判定部414将H轴的单独旋转量指令（ΔH2）供给至虚拟Y轴控制指令合成部412。虚拟Y轴控制指令合成部412如上述的公式4所示，将H轴的单独旋转量指令ΔHr2与由虚拟Y轴控制处理部411生成的H轴的旋转量指令ΔHr1进行合成，从而生成H轴的旋转量指令ΔHr。虚拟Y轴控制指令合成部412将合成后的H轴的旋转量指令ΔHr供给至轴数据输出部42。
其结果，如图12中S335所示，能够一边进行刀具更换并定位至加工开始位置，一边进行工件W的定位。
如上所述，在实施方式3中，虚拟Y轴控制指令合成部412将H轴的单独旋转量指令与对应于X－Y轴的移动量指令而由虚拟Y轴控制处理部411生成的H轴的旋转量指令进行合成，从而生成H轴的旋转量指令并供给至轴数据输出部42。并且，虚拟Y轴控制指令合成部412将C轴的单独旋转量指令与对应于X－Y轴的移动量指令而由虚拟Y轴控制处理部411生成的C轴的旋转量指令进行合成，从而生成C轴的旋转量指令并供给至轴数据输出部42。由此，能够一边按照H轴的单独旋转量指令使转塔单独旋转而进行刀具更换，一边按照C轴的单独旋转量指令使工件单独旋转而进行工件的定位，并按照X－Y轴的移动量指令使刀具移动至工件的加工开始位置。即，在加工程序343中的相同的程序块（图10所示的步骤S335）中并行执行刀具更换（图4所示的步骤S135）、工件W的定位（与图4所示的步骤S129相同的处理）和刀具9052向工件W的加工开始位置的移动（图4所示的步骤S136）。由此，能够减少一系列的加工中的工序数量，因此，能够缩短加工的循环时间。
工业实用性
如上所述，本发明所涉及的数控装置适用于通过虚拟Y轴控制对工件实施的加工。
标号的说明
1数控装置
10显示部
20输入操作部
30控制运算部
31画面处理部
32输入控制部
33数据设定部
34存储部
35机械控制信号处理部
36PLC
37解析处理部
38插补处理部
39虚拟Y轴控制切换处理部
41虚拟Y轴控制部
42轴数据输出部
43加减速处理部
44开关
90驱动部
91X轴伺服控制部
92H轴伺服控制部
93Z轴伺服控制部
94C轴伺服控制部
342刀具校正数据
343加工程序
344画面显示数据
345共享区域
351虚拟Y轴控制模式信号处理部
411虚拟Y轴控制处理部
412虚拟Y轴控制指令合成部
414虚拟Y轴控制指令轴判定部
800数控装置
830控制运算部
841虚拟Y轴控制部
900工作机械
901伺服电动机
902伺服电动机
903伺服电动机
904伺服电动机
905转塔
906工件支撑部
9051刀具
9052刀具
W工件

Claims (6)

1.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，
该数控装置的特征在于，
该数控装置具有在虚拟Y轴控制模式中按照所述H轴的单独旋转指令使所述H轴单独旋转并进行刀具更换的单元，其中，该虚拟Y轴控制模式是指将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，并按照变换后的指令联动驱动X轴、H轴及C轴。
2.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，
该数控装置的特征在于，
该数控装置具有在虚拟Y轴控制模式中按照所述C轴的单独旋转指令使所述C轴单独旋转并进行所述工件的定位的单元，其中，该虚拟Y轴控制模式是指将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，并按照变换后的指令联动驱动X轴、H轴及C轴。
3.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，
该数控装置的特征在于，
该数控装置具有下述单元，该单元在虚拟Y轴控制模式中，按照X－Y轴移动指令使所述刀具向所述工件的加工开始位置移动，同时按照所述H轴的单独旋转指令使所述H轴单独旋转而进行刀具更换，其中，该虚拟Y轴控制模式是指将加工程序中的所述X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，并按照变换后的指令联动驱动X轴、H轴及C轴。
4.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，
该数控装置的特征在于，
该数控装置具有下述单元，该单元在虚拟Y轴控制模式中，按照X－Y轴移动指令使所述刀具向所述工件的加工开始位置移动，同时按照所述C轴的单独旋转指令使所述C轴单独旋转而进行所述工件的定位，其中，该虚拟Y轴控制模式是指将加工程序中的所述X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，并按照变换后的指令联动驱动X轴、H轴及C轴。
5.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，
该数控装置的特征在于，
该数控装置具有下述单元，该单元在虚拟Y轴控制模式中，按照X－Y轴移动指令使所述刀具向所述工件的加工开始位置移动，同时按照所述H轴的单独旋转指令使所述H轴单独旋转而进行刀具更换，并且按照所述C轴的单独旋转指令使所述C轴单独旋转而进行所述工件的定位，其中，该虚拟Y轴控制模式是指将加工程序中的所述X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，并按照变换后的指令联动驱动X轴、H轴及C轴。
6.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装多个刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，
该数控装置的特征在于，具有：
分离部，其针对每1个程序块，将在程序坐标系中生成的加工程序的指令分离为第1移动指令和第2移动指令，该第1移动指令包含X轴移动指令及Y轴移动指令的至少一个，该第2移动指令包含H轴单独移动指令及C轴移动指令的至少一个；
坐标变换部，其将所述第1移动指令变换为由X－H－C轴构成的机械坐标系的指令；
合成部，其将所述变换后的H轴移动指令和所述分离后的H轴单独移动指令合成，将所述变换后的C轴移动指令和所述分离后的C轴单独移动指令合成；以及
驱动部，其按照所述变换后的X轴移动指令、所述合成后的H轴移动指令及C轴移动指令，驱动控制所述X轴、H轴、C轴。
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