CN107664981A - 数值控制装置以及工具的移动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数值控制装置以及工具的移动控制方法。数值控制装置(10)具备：程序解析部(14)，其取得工具(TO)的终点位置(E1)；第一角度计算部(30)，其基于两个轴方向的每个轴方向中工具(TO)的上限移动扭矩来计算合成扭矩为最大的合成进给方向(A)的倾斜角度(α)；第二角度计算部(32)，其基于工具(TO)的始点位置(S1)和终点位置(E1)来计算工具(TO)的切削进给方向(B)的倾斜角度(β)；旋转角度计算部(34)，其计算合成进给方向(A)的倾斜角度(α)与所述切削进给方向(B)的倾斜角度(β)之差作为工作台的旋转角度(θ)；伺服电动机控制部(18T)，其基于旋转角度(θ)来控制工作台的旋转。

Description

数值控制装置以及工具的移动控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制工具的切削进给的数值控制装置以及工具的移动控制方法。
背景技术
如日本特开2016-081172号公报所示，已知在控制机床的数值控制装置中，一般控制伺服电动机来进行工具的切削进给。
发明内容
然而，在工具的切削进给中，为了增加切入量、或提高切削进给速度，希望通过更大的扭矩来移动工具，但是在各轴中只能产生指定的最大扭矩。
因此，本发明的目的在于提供一种数值控制装置以及工具的移动控制方法，能够在工具的切削进给时增大移动工具的扭矩。
本第一发明涉及的一种数值控制装置，其基于程序来移动工具，所述工具用于加工由工作台支撑的工件、并能够沿着相互正交的至少两个轴方向移动，所述数值控制装置具备：程序解析部，其通过解析所述程序来取得在使所述工具进行直线切削进给时的所述工具的终点位置；第一角度计算部，其基于至少所述两个轴方向的每个轴方向中预先决定的所述工具的上限移动扭矩，计算合成扭矩为最大的合成进给方向的倾斜角度；第二角度计算部，其基于所述工具的始点位置和所述终点位置来计算所述工具的切削进给方向的倾斜角度；旋转角度计算部，其计算所述合成进给方向的倾斜角度与所述切削进给方向的倾斜角度之差作为所述工作台的旋转角度；以及旋转控制部，其基于所述旋转角度以所述工作台的旋转中心位置为中心控制所述工作台的旋转。
通过该结构，可以最大限度地使用合成扭矩，并能够通过大于各轴的上限移动扭矩的扭矩来进行工具的切削进给。
可以是，本第一发明的所述数值控制装置具备：位置计算部，其计算将所述始点位置以所述旋转中心位置为中心旋转了所述旋转角度时的旋转后始点位置；第一移动控制部，其控制所述工具沿着所述两个轴方向中的一个轴方向的移动；以及第二移动控制部，其控制所述工具沿着所述两个轴方向中的另一个轴方向的移动，所述第一移动控制部以及所述第二移动控制部控制所述工具的移动，使得所述工具从所述始点位置移动到所述旋转后始点位置。由此，因为在旋转工作台的同时也旋转始点位置，所以能够保持旋转前的工具始点位置与工作台之间的相对位置关系。
可以是，本第一发明的所述数值控制装置中，所述位置计算部计算使所述终点位置以所述旋转中心位置为中心旋转了所述旋转角度时的旋转后终点位置，所述第一移动控制部以及所述第二移动控制部在使所述工具移动到所述旋转后始点位置、且通过所述旋转控制部所述工作台旋转了所述旋转角度后，使所述工具沿着所述合成进给方向移动到所述旋转后终点位置。由此，能够使从旋转后始点位置向旋转后终点位置的工具的切削进给方向与合成进给方向一致。因此，能够以最大合成扭矩进行工具的切削进给。
可以是，本第一发明的所述数值控制装置中，所述第一角度计算部在将所述两个轴方向中的一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τx、将另一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τy时，通过下述所示的公式(1)求出所述合成进给方向的倾斜角度α，所述第二角度计算部在将已知的所述始点位置设为(Xs1、Ys1)、将所述终点位置设为(Xe1、Ye1)时，根据下述所示的公式(2)计算所述切削进给方向的倾斜角度β。由此，能够简单地计算倾斜角度α、β。
本第二发明涉及的一种工具的移动控制方法，其用于数值控制装置基于程序来移动工具，所述工具用于加工由工作台支撑的工件、并能够沿着相互正交的至少两个轴方向移动，所述工具的移动控制方法包含如下步骤：程序解析步骤，通过解析所述程序来取得在使所述工具进行直线切削进给时的所述工具的终点位置；第一角度计算步骤，基于至少所述两个轴方向的每个轴方向中预先决定的所述工具的上限移动扭矩，计算合成扭矩为最大的合成进给方向的倾斜角度；第二角度计算步骤，基于所述工具的始点位置和所述终点位置来计算所述工具的切削进给方向的倾斜角度；旋转角度计算步骤，计算所述合成进给方向的倾斜角度与所述切削进给方向的倾斜角度之差作为所述工作台的旋转角度；以及旋转控制步骤，基于所述旋转角度以所述工作台的旋转中心位置为中心控制所述工作台的旋转。
通过该结构，可以最大限度地使用合成扭矩，并能够通过大于各轴的上限移动扭矩的扭矩来进行工具的切削进给。
可以是，本第二发明的所述工具的移动控制方法还包含以下步骤：第一位置计算步骤，计算将所述始点位置以所述旋转中心位置为中心旋转了所述旋转角度时的旋转后始点位置；以及第一移动控制步骤，控制所述工具的移动，使得所述工具从所述始点位置移动到所述旋转后始点位置。由此，因为在旋转工作台的同时也旋转始点位置，所以能够保持旋转前的工具始点位置与工作台之间的相对位置关系。
可以是，本第二发明的所述工具的移动控制方法还包含以下步骤：第二位置计算步骤，其计算使所述终点位置以所述旋转中心位置为中心旋转了所述旋转角度时的旋转后终点位置；以及第二移动控制步骤，其在通过所述第一移动控制步骤使所述工具移动到所述旋转后始点位置、且通过所述旋转控制步骤所述工作台旋转了所述旋转角度后，使所述工具沿着所述合成进给方向移动到所述旋转后终点位置。由此，能够使从旋转后始点位置向旋转后终点位置的工具的切削进给方向与合成进给方向一致。因此，能够以最大合成扭矩进行工具的切削进给。
可以是，本第二发明的所述工具的移动控制方法中，所述第一角度计算步骤在将所述两个轴方向中的一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τx、将另一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τy时，通过下述所示的公式(1)求出所述合成进给方向的倾斜角度α，所述第二角度计算步骤在将已知的所述始点位置设为(Xs1、Ys1)、将所述终点位置设为(Xe1、Ye1)时，根据下述所示的公式(2)计算所述切削进给方向的倾斜角度β。由此，能够简单地计算倾斜角度α、β。
根据本发明，可以最大限度地使用合成扭矩，并能够通过大于各轴的上限移动扭矩的扭矩来进行工具的切削进给。
根据参照附图说明的以下实施方式的说明容易理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1A用于说明以前的轴进给的缺点，图1B、图1C说明本实施方式的轴进给的概要。
图2是本实施方式的数值控制装置的结构图。
图3用于说明图2所示的前处理部的各部位结构。
图4是显示数值控制装置的动作的流程图。
具体实施方式
对于本发明的数值控制装置以及工具的移动控制方法，一边参照附图一边在以下详细地说明优选的实施方式。
本实施方式的数值控制装置基于程序来移动用于加工由工作台支撑的工件的工具。该工具能够沿着相互正交的三个轴方向来移动。该三个轴方向为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。此外，在本实施方式中，为了简单地进行说明，以在XY平面上移动工具的情况为例进行举例说明。
首先，在描述了以前的轴进给的缺点后，简单地说明本实施方式的轴进给的概要，并在此之后，详细说明本实施方式的数值控制装置。
<以前的轴进给的缺点以及本实施方式的轴进给的概要>
如图1A所示，将位于始点位置S1(坐标(x、y)＝(－100、200))的工具TO沿着+X轴方向直线地切削进给到终点位置E1(坐标(x、y)＝(300、200))。此时，无法使用X轴方向的工具TO的上限移动扭矩τx以上的扭矩来移动工具TO。此外，将从始点位置S1向终点位置E1移动的方向(在图1A中为+X方向)称为工具TO的切削进给方向B。
在这里，工具TO因为也能够在Y轴方向移动，所以通过一边在X轴方向以上限移动扭矩τx移动工具TO，一边在Y轴方向以上限移动扭矩τy移动工具TO，能够使用上限移动扭矩τx以上的扭矩来移动工具TO。把使用该上限移动扭矩τx、τy来移动工具TO时的合成扭矩称为最大合成扭矩τc，并就按使用最大合成扭矩τc来移动的直线方向称为合成进给方向A(参照图1B)。
在沿着合成进给方向A移动位于始点位置S1的工具TO时，理所当然的，工具TO无法到达终点位置E1。然而，由于根据与工作台(工件W)之间的相对位置关系来决定该始点位置S1以及终点位置E1，因此，通过以旋转中心位置(在图1A～图1C中为Z轴)为中心在XY平面上旋转工作台(工件W)、始点位置S1、以及终点位置E1使得切削进给方向B与合成进给方向A一致，由此能够保持工具TO与工作台(工件W)之间的相对位置关系。
即，如图1B所示，使始点位置S1、终点位置E1、以及工作台(工件W)以工作台(工件W)的旋转中心位置(Z轴)为中心旋转预定的角度，使得旋转后的始点位置S1(以下，称为旋转后始点位置S2)以及旋转后的终点位置E1(以下，称为旋转后终点位置E2)位于合成进给方向A上。由此，旋转工作台(工件W)前的工作台(工件W)与始点位置S1以及终点位置E1之间的相对位置关系、旋转了工作台(工件W)后的工作台(工件W)与旋转后始点位置S2以及旋转后终点位E2之间的相对位置关系一致。
此后，如图1C所示，通过使位于旋转后始点位置S2的工具TO沿着合成进给方向A切削进给到旋转后终点位置E2，能够使工具TO的移动扭矩(合成扭矩)为最大。
此外，在图1A～图1C所示的例子中，列举了在单轴方向(X轴方向)将工具TO进行直线切削进给的情况的例子，但是也能够适用于通过在多个轴方向(X轴方向以及Y轴方向)移动工具TO，结果将工具TO进行直线切削进给的情况。即，即使在X轴方向以及Y轴方向移动工具TO，其合成扭矩也不一定与最大合成扭矩τc相一致。
<本实施方式的数值控制装置10的说明>
图2是本实施方式的数值控制装置10的结构图。针对与在图1A～图1C中赋予了参照符号相同的符号，在图2以后的说明中也使用相同的参照符号。数值控制装置10具有未图示的CPU等处理器和存储了基本程序的存储介质，通过处理器执行基本程序来作为本实施方式的数值控制装置10发挥功能。数值控制装置10还具备未图示的为了操作者输入信息以及指令等而能够由操作者操作的输入部以及用于显示信息的显示部等。
数值控制装置10具备程序12、程序解析部14、前处理部16、以及伺服电动机控制部18X、18Y、18T。此外，伺服电动机20X是用于在X轴方向移动工具TO的电动机，伺服电动机20Y是用于在Y轴方向移动工具TO的电动机。另外，伺服电动机20T是用于以工作台TA的旋转中心位置O为中心在XY平面上旋转支撑工件W的工作台TA的伺服电动机。此外，X轴方向、Y轴方向、以及Z轴方向互相正交。
此外，数值控制装置10具有预先设定的XYZ坐标系，并通过该XYZ坐标系来识别工具TO的位置以及工作台TA的位置。XYZ坐标系通过坐标系表示了实际的机械(工具TO、工作台TA)的位置。因此，XYZ坐标系的X轴方向、Y轴方向与工具TO实际移动的X轴方向、Y轴方向一致。XYZ坐标系的Z轴方向通过工作台TA的旋转中心位置O。因此，XYZ坐标系的XY平面的原点位置为旋转中心位置O。
程序12存储于数值控制装置10的所述存储介质，并至少记述用于进行工具TO的切削进给的程序。程序解析部14通过解析程序12来取得指令值即工具TO的终点位置E1。该终点位置E1是基于XYZ坐标系的位置。程序解析部14取得的终点位置E1输出到前处理部16。
此外，通过(Xe1、Ye1)来表示终点位置E1的坐标位置。另外通过(Xs1、Ys1)来表示始点位置(当前的工具TO的位置)S1的坐标位置。该始点位置S1(Xs1、Ys1)为已知。位置Xe1、位置Xs1是XYZ坐标系的X轴的位置，位置Ye1、位置Ys1是XYZ坐标系的Y轴的位置。
前处理部16基于X轴方向的上限移动扭矩τx和Y轴方向的上限移动扭矩τy，计算合成扭矩为最大的合成进给方向A的倾斜角度α。另外，计算从始点位置S1向终点位置E1移动的工具TO的切削进给方向B的倾斜角度β。然后，前处理部16使用倾斜角度α、β，计算用于使切削进给方向B与合成进给方向A相一致(重叠)的始点位置S(Xs1、Ys1)、终点位置E1(Xe1、Ye1)、以及工作台TA的旋转角度θ。
即，旋转角度θ是以旋转中心位置O为中心围绕Z轴旋转了始点位置S1(Xs1、Ys1)、终点位置E1(Xe1、Ye1)、以及工作台TA的角度，使得始点位置S1(Xs1、Ys1)以及终点位置E1(Xe1、Ye1)位于合成进给方向A上。此外，将始点位置S1(Xs1、Ys1)旋转了旋转角度θ时的位置称为旋转后始点位置S2，并通过(Xs2、Ys2)来表示其坐标位置。另外，将终点位置E1(Xe1、Ye1)旋转了旋转角度θ时的位置称为旋转后终点位置E1，并通过(Xe2、Ye2)来表示其坐标位置。位置Xe2、位置Xs2是XYZ坐标系的X轴的位置，位置Ye2、位置Ys2是XYZ坐标系的Y轴的位置。
以下，使用图3来具体地说明前处理部16。前处理部16具备第一角度计算部30、第二角度计算部32、旋转角度计算部34、以及位置计算部36。
第一角度计算部30基于X轴方向以及Y轴方向的每个预先决定的工具TO的上限移动扭矩(矢量)τx、τy，计算合成扭矩为最大的合成进给方向A的倾斜角度α。第一角度计算部30使用以下所示的式(3)来计算倾斜角度α。此外，倾斜角度α是与X轴方向平行的方向相对的倾斜角度。
此外。上限移动扭矩τx、τy可以是能够通过伺服电动机20X、20Y使工具TO移动的最大移动扭矩，也可以是由操作者预先决定的移动扭矩。
第二角度计算部32基于始点位置S1(Xs1、Ys1)和终点位置E1(Xe1、Ye1)，计算从始点位置S1(Xs1、Ys1)移动到终点位置E1(Xe1、Ye1)的工具TO的切削进给方向B的倾斜角度β。第二角度计算部32使用以下所示的式(4)来计算倾斜角度β。此外，倾斜角度β是与X轴方向平行的方向相对的倾斜角度。
旋转角度计算部34基于倾斜角度α、β，计算始点位置S1(Xs1、Ys1)、终点位置E1(Xe1、Ye1)、以及工作台TA的旋转角度θ。旋转角度计算部34计算倾斜角度α与倾斜角度β之差作为旋转角度θ。如图3所示，在以旋转中心位置O为中心将左旋转(与顺时针方向反向)设为正时，旋转角度计算部34可以通过倾斜角度β减去倾斜角度α来计算旋转角度θ。在这种情况下，旋转角度θ具有θ＝β－α的关系。反之，在以旋转中心位置O为中心将右旋转(顺时针方向)设为正时，旋转角度计算部34也可以通过倾斜角度α减去倾斜角度β来计算旋转角度θ。在这种情况下，旋转θ具有θ＝α－β的关系。
位置计算部36基于旋转角度θ，计算旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)以及旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)。位置计算部36计算使始点位置S1(Xs1、Ys1)以工作台TA的旋转中心位置O为中心围绕Z轴旋转了旋转角度θ的位置，并将它们设为旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)。见图3可知，始点位置S1(Xs1、Ys1)以及旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)位于以旋转中心位置O为中心的圆C1上。
位置计算部36计算使终点位置E1(Xe1、Ye1)以工作台TA的旋转中心位置O为中心围绕Z轴旋转了旋转角度θ的位置，并将它们设为旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)。见图3可知，终点位置E1(Xe1、Ye1)以及旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)位于以旋转中心位置O为中心的圆C2上。
前处理部16向伺服电动机控制部(第一移动控制部)18X输出旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)以及旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)的X轴的位置Xs2、Xe2，向伺服电动机控制部(第二移动控制部)18Y输出Y轴的位置Ys2、Ye2。另外，前处理部16向伺服电动机控制部(旋转控制部)18T输出计算出的旋转角度θ。
伺服电动机控制部18X控制伺服电动机20X，使得工具TO从位置Xs1移动到位置Xs2。另外，伺服电动机控制部18Y控制伺服电动机20，使得工具TO从位置Ys1移动到位置Ys2。由此，工具TO如图1B所示，从始点位置S1(Xs1、Ys1)移动到旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)。伺服电动机控制部18T如图1B所示，控制伺服电动机20T，使得工作台TA以旋转中心位置O为中心围绕Z轴进行旋转。
因此，如图1A、图1B所示，旋转后的工具TO的始点位置S1(旋转后始点位置S2)与旋转后的工作台TA(工件W)之间相对的位置关系和旋转前的工具TO的始点位置S1与旋转前的工作台TA(工件W)之间的相对位置关系为相同状态。此外，旋转后的工具TO的终点位置E1(旋转后终点位置E2)与旋转后的工作台TA(工件W)之间的相对位置关系也一样，和旋转前的工具TO的终点位置E1与旋转前的工作台TA(工件W)之间的相对位置关系为相同状态。从旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)向旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)的工具TO的切削进给方向与合成进给方向一致。
此后，伺服电动机控制部18X控制伺服电动机20X，使得通过上限移动扭矩τx将工具TO从位置Xs2移动到位置Xe2。另外，伺服电动机控制部18Y控制伺服电动机20Y，使得通过上限移动扭矩τy将工具TO从位置Ys2移动到位置Ye2。由此，工具TO沿着合成进给方向A通过最大合成扭矩τc从旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)直线移动到旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)。由此，能够在使工具TO的移动扭矩为最大的状态下，进行工具TO的切削进给。
其次，根据图4所示的流程图说明数值控制装置10的动作。在步骤ST1中，程序解析部14通过解析程序12来取得工具TO的终点位置E1(Xe1、Ye1)。
接着，在步骤ST2中，程序解析部14通过解析程序12来判断切削进给是否为直线移动。在步骤ST2中判断为不是直线移动时，结束本动作，在步骤ST2中判断为是直线移动时，前进到步骤ST3。
在前进到步骤ST3时，第一角度计算部30计算合成扭矩为最大的合成进给方向A的倾斜角度α。第一角度计算部30使用式(3)，根据X轴方向的上限移动扭矩τx、Y轴方向的上限移动扭矩τy计算倾斜角度α。该上限移动扭矩τx、τy是预先决定的扭矩。
接着，在步骤ST4中，第二角度计算部32基于始点位置S1(Xs1、Ys1)和终点位置E1(Xe1、Ye1)，计算从始点位置S1(Xs1、Ys1)移动到终点位置E1(Xe1、Ye1)的工具TO的切削进给方向B的倾斜角度β。第二角度计算部32使用式(4)，根据始点位置S1(Xs1、Ys1)和终点位置E1(Xe1、Ye1)计算倾斜角度β。
接着，在步骤ST5中，旋转角度计算部34根据在步骤ST3中计算出的倾斜角度α和在步骤ST4中计算出的倾斜角度β计算旋转角度θ。旋转角度计算部34通过取得倾斜角度α与倾斜角度β之差来计算旋转角度θ。
接着，在步骤ST6中，位置计算部36基于在步骤ST5中计算出的旋转角度θ，计算旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)以及旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)。旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)是使始点位置S1(Xs1、Ys1)以工作台TA的旋转中心位置O为中心围绕Z轴旋转了旋转角度θ的位置。旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)是使终点位置E1(Xe1、Ye1)以工作台TA的旋转中心位置O为中心围绕Z轴旋转了旋转角度θ的位置。
接着，在步骤ST7中，伺服电动机控制部18T通过控制伺服电动机20T，使工作台TA以旋转中心位置O为中心围绕Z轴旋转在步骤ST5中计算出的旋转角度θ。与之并行地，伺服电动机控制部18X、18Y通过控制伺服电动机20X、20Y，使工具TO从始点位置S1(Xs1、Ys1)移动到旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)。
接着，在步骤ST8中，伺服电动机控制部18X、18Y通过控制伺服电动机20X、20Y，沿着合成进给方向A，使工具TO从旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2)移动到旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2)。由此，能够通过最大合成扭矩τc来直线地切削进给工具TO。
此外，在上述实施方式中，为了易懂地进行说明，说明了在X轴和Y轴的二维XY平面上旋转工作台TA的情况，基于同样的原理，也可以在三维上旋转工作台TA。即，可以分别在XY平面上、XZ平面上、以及YZ平面上旋转工作台TA。
在这种情况下，根据X轴方向的上限移动扭矩τx、Y轴方向的上限移动扭矩τy、以及Z轴方向的上限移动扭矩τz，计算合成扭矩为最大的合成进给方向A的倾斜角度α。具体来说，如上述那样通过上限移动扭矩τx、τy求出XY平面上的合成进给方向A的倾斜角度α(αxy)。同样地，通过上限移动扭矩τx、τz求出XZ平面上的合成进给方向A的倾斜角度α(αxz)，通过上限移动扭矩τy、τz求出YZ平面上的合成进给方向A的倾斜角度α(αyz)。
针对每个XY平面、XZ平面、YZ平面计算从始点位置S1(Xs1、Ys1、Zs1)移动到终点位置E1(Xe1、Ye1、Ze1)的工具TO的切削进给方向B的倾斜角度β(βxy、βxz、βyz)。然后，根据各平面的倾斜角度α(αxy、αxz、αyz)、β(βxy、βxz、βyz)计算每个平面的旋转角度θ(θxy、θxz、θyz)，并根据该每个平面的旋转角度θ计算旋转后始点位置S2(Xs2、Ys2、Zs2)、旋转后终点位置E2(Xe2、Ye2、Ze2)。
以上实施方式的数值控制装置10基于程序12来移动能够沿着至少相互正交的两个轴方向移动的工具TO，所述工具TO用于加工由工作台TA支撑的工件W。数值控制装置10具备：程序解析部14，其通过解析程序12来取得直线地切削进给工具TO时的工具的终点位置E1；第一角度计算部30，其基于至少两个轴方向的每个轴方向中预先决定的工具TO的上限移动扭矩，计算合成扭矩为最大的合成进给方向A的倾斜角度α；第二角度计算部32，其基于工具TO的始点位置S1、终点位置E1来计算工具TO的切削进给方向B的倾斜角度β；旋转角度计算部34，其计算合成进给方向A的倾斜角度α与切削进给方向B的倾斜角度β之差作为工作台TO的旋转角度θ；伺服电动机控制部18T，其基于旋转角度θ，以工作台TA的旋转中心位置O为中心控制工作台TA的旋转。
由此，因为能够最大限度地使用合成扭矩，所以能够通过大于各轴的上限移动扭矩的扭矩来进行工具TO的切削进给。
数值控制装置10具备：位置计算部36，其计算使始点位置S1以旋转中心位置O为中心旋转了旋转角度θ时的旋转后始点位置S2；伺服电动机控制部18X，其沿着两个轴方向中的一个轴方向控制工具TO的移动；伺服电动机控制部18Y，其沿着两个轴方向中的另一个轴方向控制工具TO的移动。伺服电动机控制部18X以及伺服电动机控制部18Y控制工具TO的移动，使得工具TO从始点位置S1移动到旋转后始点位置S2。由此，因为在旋转工作台TA的同时也旋转始点位置S1，所以能够保持旋转前的工具始点位置S1与工作台TA之间的相对位置关系。
位置计算部36计算使终点位置E1以旋转中心位置O为中心旋转了旋转角度θ时的旋转后终点位置E2，伺服电动机控制部18X以及伺服电动机控制部18Y在使工具TO移动到旋转后始点位置S2、且通过伺服电动机控制部18T使工作台TA旋转了旋转角度θ后，使工具TO沿着合成进给方向A移动到旋转后终点位置E2。由此，能够使从旋转后始点位置S2向旋转后终点位置E2的工具TO的切削进给方向与合成进给方向A一致。因此，能够以最大合成扭矩τc进行工具TO的切削进给。
第一角度计算部30在将两个轴方向中的一个轴方向的上限移动扭矩设为τx、将另一个轴方向的上限移动扭矩设为τy时，通过上述的式(3)求出合成进给方向A的倾斜角度α。第二角度计算部32在将已知的当前工具TO的始点位置S1设为(Xs1、Ys1)、将终点位置E1设为(Xe1、Ye1)时，根据上述的式(4)计算切削进给方向B的倾斜角度β。由此，能够简单地计算倾斜角度α、β。

Claims (8)

1.一种数值控制装置(10)，其基于程序(12)来移动工具(TO)，所述工具(TO)用于加工由工作台支撑的工件、并能够沿着相互正交的至少两个轴方向移动，其特征在于，所述数值控制装置(10)具备：
程序解析部(14)，其通过解析所述程序(12)来取得在使所述工具(TO)进行直线切削进给时的所述工具(TO)的终点位置(E1)；
第一角度计算部(30)，其基于至少所述两个轴方向的每个轴方向中预先决定的所述工具(TO)的上限移动扭矩，计算合成扭矩为最大的合成进给方向(A)的倾斜角度(α)；
第二角度计算部(32)，其基于所述工具(TO)的始点位置(S1)和所述终点位置(E1)来计算所述工具(TO)的切削进给方向(B)的倾斜角度(β)；
旋转角度计算部(34)，其计算所述合成进给方向(A)的倾斜角度(α)与所述切削进给方向(B)的倾斜角度(β)之差作为所述工作台的旋转角度(θ)；以及
旋转控制部(18T)，其基于所述旋转角度(θ)以所述工作台的旋转中心位置(O)为中心控制所述工作台的旋转。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置(10)，其特征在于，
所述数值控制装置(10)具备：
位置计算部(36)，其计算将所述始点位置(S1)以所述旋转中心位置(O)为中心旋转了所述旋转角度(θ)时的旋转后始点位置(S2)；
第一移动控制部(18X)，其控制所述工具(TO)沿着所述两个轴方向中的一个轴方向的移动；以及
第二移动控制部(18Y)，其控制所述工具(TO)沿着所述两个轴方向中的另一个轴方向的移动，
所述第一移动控制部(18X)以及所述第二移动控制部(18Y)控制所述工具(TO)的移动，使得所述工具(TO)从所述始点位置(S1)移动到所述旋转后始点位置(S2)。
3.根据权利要求2所述的数值控制装置(10)，其特征在于，
所述位置计算部(36)计算使所述终点位置(E1)以所述旋转中心位置(O)为中心旋转了所述旋转角度(θ)时的旋转后终点位置(E2)，
所述第一移动控制部(18X)以及所述第二移动控制部(18Y)在使所述工具(TO)移动到所述旋转后始点位置(S2)、且通过所述旋转控制部(18T)所述工作台旋转了所述旋转角度(θ)后，使所述工具(TO)沿着所述合成进给方向(A)移动到所述旋转后终点位置(E2)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数值控制装置(10)，其特征在于,
所述第一角度计算部(30)在将所述两个轴方向中的一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τx、将另一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τy时，通过下述所示的公式(1)求出所述合成进给方向(A)的倾斜角度α，
所述第二角度计算部(32)在将已知的所述始点位置(S1)设为(Xs1、Ys1)、将所述终点位置(E1)设为(Xe1、Ye1)时，根据下述所示的公式(2)计算所述切削进给方向(B)的倾斜角度β，
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5.一种工具(TO)的移动控制方法，其用于数值控制装置(10)基于程序(12)来移动工具(TO)，所述工具(TO)用于加工由工作台支撑的工件、并能够沿着相互正交的至少两个轴方向移动，其特征在于，所述工具(TO)的移动控制方法包含如下步骤：
程序解析步骤，通过解析所述程序(12)来取得在使所述工具(TO)进行直线切削进给时的所述工具(TO)的终点位置(E1)；
第一角度计算步骤，基于至少所述两个轴方向的每个轴方向中预先决定的所述工具(TO)的上限移动扭矩，计算合成扭矩为最大的合成进给方向(A)的倾斜角度(α)；
第二角度计算步骤，基于所述工具(TO)的始点位置(S1)和所述终点位置(E1)来计算所述工具(TO)的切削进给方向(B)的倾斜角度(β)；
旋转角度计算步骤，计算所述合成进给方向(A)的倾斜角度(α)与所述切削进给方向(B)的倾斜角度(β)之差作为所述工作台的旋转角度(θ)；以及
旋转控制步骤，基于所述旋转角度(θ)以所述工作台的旋转中心位置(O)为中心控制所述工作台的旋转。
6.根据权利要求5所述的工具(TO)的移动控制方法，其特征在于，所述工具(TO)的移动控制方法还包含以下步骤：
第一位置计算步骤，计算将所述始点位置(S1)以所述旋转中心位置(O)为中心旋转了所述旋转角度(θ)时的旋转后始点位置(S2)；以及
第一移动控制步骤，控制所述工具(TO)的移动，使得所述工具(TO)从所述始点位置(S1)移动到所述旋转后始点位置(S2)。
7.根据权利要求6所述的工具(TO)的移动控制方法，其特征在于，所述工具(TO)的移动控制方法还包含以下步骤：
第二位置计算步骤，其计算使所述终点位置(E1)以所述旋转中心位置(O)为中心旋转了所述旋转角度(θ)时的旋转后终点位置(E2)；以及
第二移动控制步骤，其在通过所述第一移动控制步骤使所述工具(TO)移动到所述旋转后始点位置(S2)、且通过所述旋转控制步骤所述工作台旋转了所述旋转角度(θ)后，使所述工具(TO)沿着所述合成进给方向(A)移动到所述旋转后终点位置(E2)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的工具(TO)的移动控制方法，其特征在于，
所述第一角度计算步骤在将所述两个轴方向中的一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τx、将另一个轴方向的所述上限移动扭矩设为τy时，通过下述所示的公式(1)求出所述合成进给方向(A)的倾斜角度α，
所述第二角度计算步骤在将已知的所述始点位置(S1)设为(Xs1、Ys1)、将所述终点位置(E1)设为(Xe1、Ye1)时，根据下述所示的公式(2)计算所述切削进给方向(B)的倾斜角度β，
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