CN105302061B - 左手坐标系对应的数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种左手坐标系对应的数值控制装置。该控制具有多个驱动轴的机床的数值控制装置解析加工程序，执行将基于右手坐标系的指令和基于左手坐标系的指令进行相互交换的加工程序的坐标系变换处理。

Description

左手坐标系对应的数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种数值控制装置，特别涉及一种具有在加工程序中切换右手坐标系和左手坐标系的功能的数值控制装置。
背景技术
在机床中，在通过坐标指定工具的位置、移动方向的情况下，作为该坐标的坐标系使用右手坐标系或左手坐标系的任意一个(参照山岸正谦著，“図解NC工作機械の入門(图解NC机床的入门)”，东京电机大学，第一版第六次印刷，92～105页，1986年)。
因此，使用图5说明右手坐标系和左手坐标系的不同。
右手坐标系和左手坐标系的第一个不同点在于，在对支承工具的控制轴进行直线插值时，在右手坐标系进行使工具向X轴的正方向移动的控制时，从Z轴的正方向观察将X轴设为横轴、将Y轴设为纵轴的XY平面时，工具向右方向移动。对此，在左手坐标系进行使工具向X轴的正方向移动的控制时，从Z轴的正方向观察将X轴设为横轴、将Y轴设为纵轴的XY平面时，工具向左方向移动。
右手坐标系和左手坐标系的第二个不同点在于，在对支承工具的控制轴进行圆弧插值时，在右手坐标系进行顺时针的圆弧插值时，从Z轴的正方向观察将X轴设为横轴、将Y轴设为纵轴的XY平面时，工具顺时针移动。对此，在左手坐标系进行顺时针的圆弧插值时，从Z轴的正方向观察将X轴设为横轴、将Y轴设为纵轴的XY平面时，工具逆时针移动。另外，关于坐标旋转的旋转方向在两个坐标系中也产生同样的不同。
右手坐标系和左手坐标系的第三个不同点在于，在对支承工具的控制轴指示工具直径修正时，指示在右手坐标系相对控制轴的前进方向在右侧进行修正时，从Z轴的正方向观察将X轴设为横轴、将Y轴设为纵轴的XY平面时，在右侧修正工具的移动路径。对此，指示在左手坐标系相对控制轴的前进方向在右侧进行修正时，关于工具，从Z轴的正方向观察将X轴设为横轴、将Y轴设为纵轴的XY平面时，在左侧修正工具的移动路径。
在机床存在通过右手坐标系使控制轴动作的情况和通过左手坐标系使控制轴动作的情况。不过，在数值控制装置中一般通过右手坐标系指定控制轴的位置和移动方向等，不存在与左手坐标系对应的数值控制装置。
因此，使用现有的数值控制装置控制左手坐标系的机床需要用户在理解右手坐标系和左手坐标系之间的不同的基础上生成加工程序。
例如，通过图6A所示的右手坐标系程序的“G02X10.0Y0R10.0”的指令将在左手坐标系的机床上进行与对工件进行的加工同样的加工的控制进行编程的情况下，用户在将右手坐标系变换为左手坐标系的情况下，设想控制轴描绘怎样的轨迹，如图6B所示，将G02(顺时针的圆弧插值指令)更换为G03(逆时针的圆弧插值指令)，并且需要手动生成使X坐标的符号进行正负反向的“G03X-10.0Y0R10.0”的指令。
这样，现有的数值控制装置以右手坐标系为前提构成控制功能的定义，因此用户需要自己生成和右手坐标系的程序相反的程序，会产生加工程序生成效率下降的问题。
另外，作为指针没有明确表示怎样生成与左手坐标系的机床对应的程序，用户需要分别独自地研究并生成加工程序，因此容易产生编程错误，成为加工程序的质量下降的原因。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种数值控制装置，在控制左手坐标系的机床的情况下，能够直接使用右手坐标系的程序。
本发明的数值控制装置根据第一加工程序控制具有多个驱动轴的机床，具备：坐标系变换部，其输出对上述第一加工程序实施坐标系变换处理后得到的第二加工程序；和指令解析部，其根据上述第二加工程序输出指示上述驱动轴的动作的指令数据，其中，上述坐标系变换部所实施的坐标系变换处理包括将基于右手坐标系的指令和基于左手坐标系的指令相互进行变换的处理。
上述坐标系变换部具有第一、第二两个动作模式，在第一动作模式中，对上述第一加工程序执行上述坐标系变换处理，另一方面，在第二动作模式中，对上述第一加工程序不执行坐标系变换处理。
上述坐标系变换处理能够进行使上述多个驱动轴中的一个驱动轴的移动方向反向的处理、由圆弧插值指令指定的使旋转方向反向的处理、由工具直径修正指令指定的使工具直径修正的方向反向的处理、由坐标旋转指令指定的使坐标系的旋转方向反向的处理中的至少一个。
通过本发明，能够在控制左手坐标系的机床时直接使用通过右手坐标系生成的加工程序，并且能够在控制右手坐标系的机床时直接使用通过左手坐标系生成的加工程序，因此用户能够不降低生成效率地生成加工程序。
另外，数值控制装置自动地进行右手坐标系的加工程序和左手坐标系的加工程序之间的变换，因此不会发生手动的加工程序变换成为原因的程序错误，从而达到维持加工程序的质量的效果。
附图说明
通过参照附图说明以下的实施方式，能够更加明确本发明的上述以及其他目的和特征。
图1是本发明的数值控制装置的主要部分框图。
图2是本发明的数值控制装置的功能框图。
图3是表示通过图2的数值控制装置将通过右手坐标系生成的加工程序变换为左手坐标系的具体例子的图。
图4是图2的数值控制装置的坐标系变换部所执行的坐标系变换处理的流程图。
图5是说明右手坐标系和左手坐标系之间的不同的图。
图6是说明右手坐标系的程序和左手坐标系的程序之间的关系的图。
具体实施方式
图1是本发明的数值控制装置的主要部分框图。
CPU11经由总线20读出存储在ROM12中的系统程序，根据该读出的系统程序整体地控制数值控制装置100。RAM13存储暂时的计算数据、显示数据以及操作者经由显示器/MDI单元70输入的各种数据等。
CMOS14由未图示的电池备份，作为即使数值控制装置100的电源被切断也能保持存储状态的非易失性存储器而构成。该CMOS14中存储经由接口15读入的后述的加工程序、经由显示器/MDI单元70输入的加工程序等。另外，在ROM12中预先写入用于实施为了加工程序的生成和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。
经由接口15和显示器/MDI单元70输入执行本发明的加工程序等各种加工程序，能够存储在CMOS14中。
接口15能够与数值控制装置100和适配器等外部设备72连接。从外部设备72侧读入加工程序和各种参数等。另外，能够经由外部设备72将在数值控制装置100内编辑的加工程序存储在外部存储单元中。
可编程控制器(PMC)16通过内置在数值控制装置100中的时序程序将信号经由I/O单元17输出到机床侧的辅助装置(例如工具交换用的机器人手的传动器)并进行控制。另外，接收配备在机床本体上的操作盘的各种开关等的信号，进行必要的处理后转给CPU11。
显示器/MDI单元70是具备了显示器、键盘等的手动数据输入装置，接口18接收来自显示器/MDI单元70的键盘的指令、数据后传给CPU11。接口19与具备了手动脉冲发生器等的操作盘71连接。
各轴的轴控制电路30～34接收来自CPU11的各轴的移动指令量，将各轴的指令输出给伺服放大器40～44。伺服放大器40～44接收该指令后，驱动各轴的伺服电动机50～54。各轴的伺服电动机50～54内置位置/速度检测器，将来自该位置/速度检测器的位置/速度反馈信号反馈给轴控制电路30～34，进行位置/速度的反馈控制。另外，在框图中，省略位置/速度的反馈。
主轴控制电路60接收对机床的主轴旋转指令，对主轴放大器61输出主轴速度信号。主轴放大器61接收该主轴速度信号，使机床的主轴电动机62以所指示的旋转速度旋转，驱动工具。
主轴电动机62通过齿轮或传送带等与位置编码器63连接，位置编码器63与主轴的旋转同步地输出反馈脉冲，该反馈脉冲被反馈到主轴控制电路60。
图2是本发明的数值控制装置100的功能框图。
数值控制装置100具备坐标系变换部110、程序指令解析部120、插值部130。
成为本发明特征的坐标系变换部110从CMOS14等读入加工程序200，执行坐标系变换处理，将通过加工程序200内的右手坐标系而生成的指令程序块变换为左手坐标系。后面详述该坐标系变换处理。
程序指令解析部120解析由坐标系变换部110输出的加工程序，生成插值部130所使用的数据。插值部130根据由程序指令解析部120输出的数据，生成在插值周期对指令路径上的点进行插值计算的插值数据，根据该生成的插值数据控制各个伺服轴。程序指令解析部120和插值部130与现有技术的数值控制装置所具备的功能单元相同。
以下说明图2的坐标系变换部110所执行的坐标系变换处理的概要。
坐标系变换部110具有2个动作模式。1个是通常模式，在该模式中坐标系变换部110依次读入加工程序200的各个程序块，直接输出给程序指令解析部120。另外一个是Gxx模式，在该模式中坐标系变换部110对加工程序200的各个程序块实施坐标系变换，将其变换的结果传给程序指令解析部120。
在导入这样的2个模式时，在本实施方式中导入“Gxx”作为模式切换用的指令。坐标系变换部110在通常的模式下，从加工程序读入“Gxx”指令，则坐标系变换部110转到Gxx模式。另外，当坐标系变换部110是Gxx模式时，从加工程序读入“Gxx”指令，则坐标系变换部110返回通常模式。另外，在本实施方式中，使用拨动式切换模式的指令进行说明，不过如果从通常模式转到Gxx模式，则从Gxx模式转到通常模式时可以使用不同的指令。
坐标系变换部110在Gxx模式中，根据以下4个变换规则针对指令程序块执行变换加工程序的指令的处理。
(规则1)在通过G指令指定的XYZ坐标的指定中，使任意1轴的移动方向反向。关于使移动方向反向的轴，和进行控制的机床一起在数值控制装置100的CMOS14等的设定区域预先进行设定。在以后的说明中，通过使X轴的移动方向反向的例子进行说明。
(规则2)相互更换圆弧插值指令的“G02(顺时针圆弧插值)”指令和“G03(逆时针圆弧插值)”指令。
(规则3)相互更换工具直径修正指令的“G41(工具直径修正左)”指令和“G42(工具直径修正右)”指令。
(规则4)更换“G68”指令等的坐标系的旋转方向(使旋转角度的符号反向)。
图3是表示将在右手坐标系生成的加工程序变换为左手坐标系的具体例的图。
如果开始基于加工程序200的机床的控制，则坐标系变换部110最初通过通常模式发挥功能，依次读入加工程序200所记载的各个程序块，直接输出给程序指令解析部120，不过这时如果读入(a1)的“Gxx”指令，则转到Gxx模式，不将“Gxx”指令输出给程序指令解析部120，而读入接着的程序块。
接着，如果坐标系变换部110读入(a2)的“G02X10.0Y0R10.0”的程序块，则对该读入的程序块分别适用规则1(X轴移动方向的反向)、规则2(圆弧插值指令更换)，如(b2)那样变换为“G03X-10.0Y0R10.0”的指令，输出到程序指令解析部120。
接着，坐标系变换部110读入(a3)的“G01G41X20.0”的程序块，对该读入的程序块分别适用规则1(X轴移动方向的反向)、规则3(工具直径修正指令更换)，如(b3)那样变换为“G01G42X-20.0”的指令，输出到程序指令解析部120。
接着，坐标系变换部110读入(a4)的“G90G68X0Y0R45.0”的程序块，对该读入的程序块分别适用规则1(X轴移动方向的反向)、规则4(坐标系旋转方向更换)，如(b4)那样变换为“G90G68X0Y0R-45.0”的指令，输出到程序指令解析部120。另外，所指定的X坐标是0，因此即使符号反向也成为0。
并且，坐标系变换部110执行同样的坐标系变换处理，在(a5)中再次读入“Gxx”指令，则恢复到通常模式，不将“Gxx”指令输出给程序指令解析部120，而读入接着的程序块。
并且，坐标系变换部110读入加工程序200直到最后，输出到程序指令解析部120后，结束加工程序200的机床的控制。
图4是由图2的数值控制装置的坐标系变换部110所执行的坐标系变换处理的流程图。以下按照每个步骤说明该流程图。
[步骤S401]首先将坐标变换部110的动作模式设定为通常模式。
[步骤S402]从加工程序200读入应该接着处理的程序块。
[步骤S403]判定所读入的程序块的指令是否是Gxx指令。如果是Gxx指令(是)，则进入步骤S404，如果是Gxx指令以外的指令(否)，则进入步骤S406。
[步骤S404]切换动作模式。当坐标系变换部110的当前动作模式是通常模式时切换为Gxx模式，在当前的动作模式是Gxx模式时切换为通常模式。
[步骤S405]判定读入的程序块是否是最后的程序块。如果是最后的程序块(是)，则结束该坐标系变换处理，如果有接着的程序块(否)，则返回步骤S402。
[步骤S406]判定当前的模式是否是Gxx模式。如果当前的模式是Gxx模式(是)，则进入步骤S407，如果当前的模式不是Gxx模式而是通常模式(否)，则进入步骤S412。
[步骤S407]解析读入的指令的内容，在是伴随轴移动的指令的情况，进行轴移动方向的反向处理。在本实施方式中，如果是伴随X轴方向的移动的指令的情况，则使X轴的移动方向反向。
[步骤S408]解析读入的指令的内容，如果是圆弧插值指令的情况，则进行圆弧插值指令的更换处理。在本实施方式中，在读入的指令是G02指令的情况，变换为G03指令，如果读入的指令是G03指令的情况，则变换为G02指令。
[步骤S409]解析读入的指令的内容，如果是工具直径修正指令的情况，则进行工具直径修正指令的更换处理。在本实施方式中，如果读入的指令是G42指令的情况，则变换为G43指令，如果读入的指令是G43指令的情况，则变换为G42指令。
[步骤S410]解析读入的指令的内容，如果是伴随坐标系的旋转的指令的情况，则进行坐标系旋转方向的更换处理。
[步骤S411]输出变换后的指令。
[步骤S412]直接输出读入的指令。

Claims (6)

1.一种数值控制装置，根据第一加工程序控制具有多个驱动轴的机床，该数值控制装置的特征在于，
具备：
坐标系变换部，其输出对上述第一加工程序实施坐标系变换处理后得到的第二加工程序；和
指令解析部，其根据上述第二加工程序输出指示上述驱动轴的动作的指令数据，其中，
上述坐标系变换部所实施的坐标系变换处理包括将基于右手坐标系的指令和基于左手坐标系的指令相互进行变换的处理。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
上述坐标系变换部具有第一、第二两个动作模式，
在第一动作模式中，对上述第一加工程序执行上述坐标系变换处理，另一方面，
在第二动作模式中，对上述第一加工程序不执行坐标系变换处理。
3.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
上述坐标系变换处理包括使上述多个驱动轴中的一个驱动轴的移动方向反向的处理。
4.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
上述坐标系变换处理包括由圆弧插值指令进行指定的、使旋转方向反向的处理。
5.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
上述坐标系变换处理包括由工具直径修正指令进行指定的、使工具直径修正的方向反向的处理。
6.根据权利要求1或2所述的数值控制装置，其特征在于，
上述坐标系变换处理包括由坐标旋转指令进行指定的、使坐标系的旋转方向反向的处理。
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