DE102011110111B4

DE102011110111B4 - Numerische Steuerung einer mehrachsigen Werkzeugmaschine für das Steuern der Lage der Tool Center Point Position

Info

Publication number: DE102011110111B4
Application number: DE102011110111.3A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Otsuki; Soichiro Ide; Osamu Hanaoka
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2031-08-13
Also published as: CN102402199B; JP4938119B2; JP2012043243A; DE102011110111A1; CN102402199A

Abstract

Numerische Steuerung zum Steuern einer mehrachsigen Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen, umfassend eine erste Rotationsachse, eine zweite Rotationsachse und eine dritte Rotationsachse, gezählt in der Reihenfolge des Auftretens im Bereich von einem Werkzeug zu einem Tisch, zum Ausführen einer mechanischen Bearbeitung während die Position und die Richtung des Werkzeugs bezüglich eines Werkstücks durch eine automatische Betätigung gesteuert werden, wobei die numerische Steuerung umfasst: eine Bewegungsbefehlsanalyseeinrichtung zum Analysieren eines Linearachsenbewegungsbefehls für eine Linearachse, die zu den drei Linearachsen gehört, eines Rotationsachsenbewegungsbefehls für eine Rotationsachse, die zu den drei Rotationsachsen gehört, und eines Werkzeuglängen-Kompensationsbefehls und zum Erzeugen eines Werkzeuglängen-Kompensationsvektors aus dem Werkzeuglängen-Kompensationsbefehl; eine Linearachsen-Interpolationseinrichtung zum Erhalten einer Werkzeugmittelpunkt-Position durch Interpolieren des Linearachsenbewegungsbefehls in einem auf dem Tisch definierten Tischkoordinatensystem in jedem Interpolationszyklus; eine Rotationsachsen-Interpolationseinrichtung zum Erhalten einer ersten Rotationsachsen-Position der ersten Rotationsachse, einer zweiten Rotationsachsen-Position der zweiten Rotationsachse und einer dritten Rotationsachsen-Position der dritten Rotationsachse durch Interpolieren des Rotationsachsenbewegungsbefehls in jedem Interpolationszyklus; eine automatische Steuerungspunktpositions-Recheneinrichtung zum Erhalten einer Steuerungspunktposition, in der die Steuerungspunktposition des Werkzeugs zur Werkzeugmittelpunkt-Position wird, eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der drei Linearachsen zur Steuerungspunktposition und zum Antreiben der drei Rotationsachsen zur Position der ersten Rotationsachse, zur Position der zweiten Rotationsachse beziehungsweise ...

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerung zum Steuern einer mehrachsigen Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen bzw. Rund- oder Drehachsen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine numerische Steuerung, die die Bahn bzw. den Pfad eines Tool-Center-Point in einem Tisch-Koordinatensystem, das auf dem Tisch definiert bzw. fixiert ist und sich zusammen mit dem Tisch bewegt, spezifiziert und interpoliert, die eine Rotationsachse spezifiziert und interpoliert, die die Linearachsenposition und die Rotationsachsenposition als einen Steuerungspunkt des Maschinen-Koordinatensystems auf der Basis der Linearachsen Position als die interpolierten Tool Center Point-Position, die Rotationsachsenposition und den Werkzeuglängen-Kompensationsvektor erhält und die die Linearachse und die Rotationsachse zu den erhaltenen Positionen steuert. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine numerische Steuerung, die den Bewegungswert bzw. -betrag der Linearachse oder den Bewegungswert der Rotationsachse durch manuelle Befehle (Handgriff-Vorschub, Handrad (Jog-Rad) oder dergleichen) zur Tool Center Point-Position, zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor oder zur Rotationsachsenposition, die interpoliert wurde, hinzuaddiert.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Das gattungsbildende Dokument JP 2003-195917 A (entspricht dem Dokument EP 1 302 829 A2 ) offenbart eine Technik zum Kompensieren der Interpolationsposition einer Linearbewegungsachse auf der Basis der Interpretationsposition einer Rotationsbewegungsachse unter Verwendung einer ersten Interpretationseinrichtung zum interpolieren der Bewegung der Linearachse und eine zweite Interpolationseinrichtung zum Interpolieren der Bewegung der Rotationsachse in einem an einem (Maschinen-)Tisch definierten Koordinatensystem. Den in diesem Patentdokument beschriebenen Ausführungsformen entnimmt man jedoch, dass die Technik von einer 5-Achs-Werkzeugmaschine ausgeht, die drei Linearbewegungsachsen und zwei Rotationsbewegungsachsen hat. Das in diesem Patentdokument angegebene Berechnungsverfahren ist nur für eine 5-Achs-Werkzeugmaschine vorgesehen, die drei Linearbewegungsachsen und zwei Rotationsbewegungsachsen hat. Diese Technik wird generell als Tool Center Point Steuerung (Steuerung eines Werkzeugarbeitspunkts bzw. Werkzeugmittelpunkts) in einer 5-Achs-Werkzeugmaschine bezeichnet.
Das Dokument JP S57-73 409 A (entspricht dem Dokument EP 0 063 606 A1 ) beschreibt ein Verfahren zur Bewegung eines Werkzeugs in Richtung der Werkzeugachse mithilfe eines manuellen Befehls. Zusätzlich beschreibt das Dokument JP S57-75 309 A (entspricht dem Dokument EP 0 063 615 A1 ) ein Verfahren zum Bewegen der X-, Y- und Z-Achsen, so dass die Positionsbeziehung zwischen dem Tool-Center-Point (einem Werkzeugmittelpunkt) und dem Werkstück bezüglich der Betätigung der beiden Rotationsachsen durch einen manuellen Befehl beibehalten wird. Dem in diesem Patentdokument beschriebenen Ausführungsformen entnimmt man, dass diese Techniken eine 5-Achs-Werkzeugmaschine annehmen, die drei Linearachsen und zwei Rotationsachsen hat, und dass die Berechnungsverfahren nur für eine 5-Achs-Werkzeugmaschine bestimmt sind, die drei Linearbewegungsachsen und zwei Rotationsbewegungsachsen hat. Die in diesen Patentdokumenten gezeigte Technik wird allgemein als dreidimensionaler manueller Vorschub in einer 5-Achs-Werkzeugmaschine bezeichnet.
Das Dokument JP 2009-110083 A (entspricht dem Dokument DE 10 2008 043 182 A1 ) zeigt eine Technik, die äquivalent mit dem Dokument JP S57-73 409 A und dem Dokument JP S57-75 309 A , beide oben erwähnt, sein dürfte, für die aber kein spezielles Berechnungsverfahren angegeben ist.
Das Dokument JP 2009-009274 A offenbart eine numerische Steuerung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine mit fünf Achsen, die dazu ausgebildet ist, Fehler zwischen einem Referenzkoordinatensystem und einem tatsächlich vorliegenden Koordinatensystem auszugleichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die 5-Achs-Werkzeugmaschinen, die in dem Dokument JP 2003-195917 A , dem Dokument JP S57-73 409 A und dem Dokument JP S57-75 309 A beschrieben sind, lassen sich in drei Haupttypen unterteilen: mit rotierenden Werkzeugkopf, mit rotierendem Tisch und einer Mischung aus beiden (sowohl der Werkzeugkopf als auch der Tisch werden gedreht).
Die vorliegende Erfindung zielt auf eine mehrachsige Werkzeugmaschine, die wenigstens drei Linearachsen und wenigstens drei Rotationsachsen hat, anstelle einer 5-Achs-Werkzeugmaschine. Die 1–4 sind Beispiele von mehrachsigen Werkzeugmaschinen, die durch eine numerische Steuerung nach der vorliegenden Erfindung gesteuert werden. Das in 1 gezeigte Beispiel hat einen Werkzeugkopf vom Rotationstyp, der den Werkzeugkopf unter Verwendung von drei Drehachsen dreht. Das in 2 gezeigte Beispiel ist ein 2-Achs-Mischtyp eines Tischs, der den Tisch unter Verwendung von zwei Rotationsachsen dreht und der den Werkzeugkopf unter Verwendung von einer Drehachse dreht. Das in 4 gezeigte Beispiel ist ein Tisch vom Rotationstyp, der den Tisch unter Verwendung von drei Achsen dreht. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine numerische Steuerung zu schaffen, die es einer mehrachsigen Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und wenigstens drei Rotationsachsen eine Tool-Center-Point Steuerung oder einen 3-dimensionalen manuellen Vorschub des Standes der Technik zu ermöglichen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine mehrachsige Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen, umfassend eine erste Rotationsachse, eine zweite Rotationsachse und eine dritte Rotationsachse, gezählt in der Reihenfolge des Auftretens im Bereich von einem Werkzeug zu einem Tisch, zum Ausführen einer mechanischen Bearbeitung während die Position und die Richtung des Werkzeugs bezüglich eines Werkstücks durch eine automatische Betätigung gesteuert werden. Die numerische Steuerung umfasst: eine Bewegungsbefehlsanalyseeinrichtung zum Analysieren eines Linearachsenbewegungsbefehls für eine Linearachse, die zu den drei Linearachsen gehört, eines Rotationsachsenbewegungsbefehls für eine Rotationsachse, die zu den drei Rotationsachsen gehört, und eines Werkzeuglängen-Kompensationsbefehls und zum Erzeugen eines Werkzeuglängen-Kompensationsvektors aus dem Werkzeuglängen-Kompensationsbefehl; eine Linearachsen-Interpolationseinrichtung zum Erhalten einer Werkzeugmittelpunkt-Position durch Interpolieren des Linearachsenbewegungsbefehls in einem auf dem Tisch definierten Tisch-Koordinatensystem in jedem Interpolationszyklus; eine Rotationsachsen-Interpolationseinrichtung zum Erhalten einer ersten Rotationsachsen-Position der ersten Rotationsachse, einer zweiten Rotationsachsen-Position der zweiten Rotationsachse und einer dritten Rotationsachsen-Position der dritten Rotationsachse durch Interpolieren des Rotationsachsenbewegungsbefehls in jedem Interpolationszyklus; eine automatische Steuerungspunktpositions-Recheneinrichtung zum Erhalten einer Steuerungsposition, in der die Steuerungsposition des Werkzeugs zur Werkzeugmittelpunktposition wird, eine Antriebseinrichtungen zum Antreiben der drei Linearachsen zur Steuerungspunktposition und zum Antreiben der drei Rotationsachsen zur ersten Rotationsachsenposition, zur zweiten Rotationsachsenposition bzw. zur dritten Rotationsachsenposition, wobei die Steuerungspunktpositions-Recheneinrichtung eine Steuerungspunktposition Pm unter Verwendung des Ausdrucks Pm = Rt^–1*{Tp + Rc*Rb*Ra*Vl} + P0 zu jedem Interpolationszyklus berechnet, wobei

Rt^–1: eine Rotationskonvertierungsmatrix, die die Konvertierung von einem Tisch-Koordinatensystem zu dem Maschinen-Koordinatensystem vornimmt,
Tp: die Tool Center Point-Position,
Ra: eine erste Rotationsachsenmatrix basierend auf der ersten Rotationsachsenposition,
Rb: eine zweite Rotationsachsenmatrix basierend auf der zweiten Rotationsachsenposition und
Rc: eine dritte Rotationsachsenmatrix basierend auf der dritten Rotationsachsenposition und
Vl: ein Werkzeuglängen-Kompensationsvektor und
P0: der Koordinatenursprung des Tisch-Koordinatensystems ist.

Die numerische Steuerung kann ferner umfassen eine manuelle Integrationseinrichtung für eine Rotationsachse zum Integrieren der manuellen Bewegungswerte der drei Rotationsachsen zum Erhalten eines manuellen Integrationswerts der ersten Rotationsachse, eines manuellen Integrationswerts der zweiten Rotationsachse und eines manuellen Integrationswerts der dritten Rotationsachse, und eine Addiereinrichtung für die manuellen Integrationswerte der Rotationsachsen zum Addieren des manuellen Integrationswerts der ersten Rotationsachse zur ersten Rotationsachsenposition für das Aktualisieren der ersten Rotationsachsenposition, zum Addieren des manuellen Integrationswerts der zweiten Rotationsachse zur zweiten Rotationsachsenposition für das Aktualisieren der zweiten Rotationsachsenposition oder zum Addieren des manuellen Integrationswerts der dritten Rotationsachse zur dritten Rotationsachsenposition für das Aktualisieren der dritten Rotationsachsenposition in jedem Interpolationszyklus.
Die numerische Steuerung kann weiterhin umfassen eine manuelle Integrationseinrichtung für eine Linearachse zum manuellen Integrieren der manuellen Bewegungsbeträge der drei Linearachsen zum Erhalten eines manuellen Integrationswerts für eine Linearachse, und eine Addiereinrichtung für den Betrag der manuellen Integrationswerte der Linearachse zum Addieren der Beträge der manuellen Integration der Linearachse zur Position des Tool Center Point s für das Aktualisieren der Tool Center Point-Position oder zum Addieren des Integrationswerts der manuellen Integration der Linearachse zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor für das Aktualisieren des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors in jedem Interpolationszyklus.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuerung für eine mehrachsige Werkzeugmaschine, mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen, die eine erste Rotationsachse, eine zweite Rotationsachse und eine dritte Rotationsachse hat, gezählt in der Reihenfolge des Auftretens im Bereich von einem Werkzeug zu dem Tisch, zum Ausführen einer mechanischen Bearbeitung während die Position und die Richtung des Werkzeugs mit Bezug auf ein Werkstück durch eine manuelle Betätigung gesteuert werden. Die numerische Steuerung umfasst: eine Recheneinrichtung für die Steuerungspunktposition beim manuellen Betrieb für das Gewinnen einer Steuerungsposition, in der die Mittelpunktposition des Werkzeugs die Werkzeugmittelpunkt-Position annimmt, eine Antriebseinrichtungen zum Antreiben der drei Linearachsen zu Steuerungspunktpositionen und zum Antreiben der drei Rotationsachsen zur ersten Rotationsachsenposition, zur zweiten Rotationsachsenposition bzw. zur dritten Rotationsachsenposition, wobei die Recheneinrichtung eine Steuerungspunktposition Pm mit nachfolgendem Ausdruck: Pm = Rt^–1*{Tp + Rc*Rb*Ra*Vl} + P0, in jedem Integrationszyklus errechnet, wobei

Rt^–1: eine Rotationskonvertierungsmatrix, die die Konvertierung von dem Tisch-Koordinatensystem zu dem Maschinen-Koordinatensystem vornimmt,
Tp: die Tool Center Point-Position,
Ra: eine erste Rotationsachsenmatrix basierend auf der Position der ersten Rotationsachse,
Rb: eine zweite Rotationsachsenmatrix basierend auf der zweiten Rotationsachsenposition und
Rc: einer dritte Rotationsachsenmatrix basierend auf der dritten Rotationsachsenposition und
Vl: ein Werkzeuglängen-Kompensationsvektor und
P0: der Koordinatenursprung des Tisch-Koordinatensystems ist.

Die numerische Steuerung kann weiterhin umfassen: eine Speichereinrichtung für einen anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor zum Vorgeben und Speichern des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors, eine Speichereinrichtung für eine anfängliche Rotationsachsenposition zum Speichern der Positionen der drei Rotationsachsen als eine anfängliche Position der ersten Rotationsachse, eine anfängliche Position der zweiten Rotationsachse und eine anfängliche Position der dritten Rotationsachse und zum Vorgegeben in jedem Interpolationszyklus der anfänglichen Position der ersten Rotationsachse als die ersten Rotationsachsenposition, der anfänglichen Position der zweiten Rotationsachse als die zweite Rotationsachsenposition und der anfänglichen Position der dritten Rotationsachse als die dritte Rotationsachsenposition, und eine Speichereinrichtung für eine anfängliche Tool Center Point-Position zum Erhalten einer anfänglichen Tool Center Point-Position basierend auf einer Steuerungspunktposition, dem Koordinatenursprung des Tisch-Koordinatensystems, dem anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor, der anfänglichen Position der ersten Rotationsachse, der anfänglichen Position der zweiten Rotationsachse und der anfänglichen Position der dritten Rotationsachse, zum Speichern der gewonnenen anfänglichen Tool Center Point-Position und Vorgegeben in jedem Interpolationszyklus der anfänglichen Tool Center Point-Position als der Tool Center Point-Position. Die Speichereinrichtung für eine anfängliche Tool Center Point-Position kann in jedem Interpolationszyklus die Tool Center Point-Position Tp unter Verwendung des folgenden Ausdrucks Tp = Rt*(Pm – P0) – Rc*Rb*Ra*Vl, errechnen, wobei

Pm: die Steuerungspunktposition,
P0: der Koordinatenursprung des Tisch-Koordinatensystems,
Rt: eine Rotationskonvertierungsmatrix, die die Konvertierung von dem Maschinen-Koordinatensystem zu dem Tisch-Koordinatensystem vornimmt,
Vl: der Werkzeuglängen-Kompensationsvektor,
Ra: eine erste Rotationsachsenmatrix basierend auf der anfänglichen ersten Rotationsachsenposition,
Rb: eine anfängliche zweite Rotationsachsenmatrix basierend auf der anfänglichen zweiten Rotationsachsenposition und
Rc: eine anfängliche dritte Rotationsachsenmatrix basierend auf der anfänglichen dritten Rotationsachsenposition ist,

Die numerische Steuerung kann ferner umfassen: eine manuelle Integrationseinrichtung für Rotationsachsen zum manuellen Integrieren der manuellen Bewegungswerte der drei Rotationsachsen zum Erhalten eines manuellen Integrationswerts der ersten Rotationsachse, eines manuellen Integrationswerts der zweiten Rotationsachse und eines manuellen Integrationswerts der dritten Rotationsachse; und eine Addiereinrichtung für manuelle Integrationswerte von Rotationsachsen zum Addieren des manuellen Integrationswerts der ersten Rotationsachse zur Position der ersten Rotationsachse für das Aktualisieren der ersten Rotationsachsenposition, zum Addieren des manuellen Integrationswerts der zweiten Rotationsachse zur zweiten Rotationsachsenposition für das Aktualisieren der zweiten Rotationsachsenposition oder zum Addieren des manuellen Integrationswerts der dritten Rotationsachse zur Position der dritten Rotationsachse für das Aktualisieren der dritten Rotationsachsenposition in jedem Interpolationszyklus.
Die Speichereinrichtung für einen anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor kann den anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor speichern und in jedem Interpolationszyklus den anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor als den Werkzeuglängen-Kompensationsvektor vorgeben und die numerische Steuerung kann weiterhin umfassen: eine manuelle Integrationsvorrichtung für eine Linearachse für das manuelle Integrieren manueller Bewegungswerte der drei Linearachsen zum Erhalten eines manuellen Integrationswerts einer Linearachse, und eine Addiereinrichtung für einen manuellen Integrationswert der Linearachse zum Addieren des manuellen Integrationswerts der Linearachse zur Tool Center Point-Position für das Aktualisieren der Tool Center Point-Position oder für das Addieren des manuellen Integrationswerts der Linearachse zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor für das Aktualisieren des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors.
Die vorliegende Erfindung hat den zuvor angegebenen Aufbau und schafft damit eine numerische Steuerung, die es einer mehrachsigen Werkzeugmaschine, die wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen hat, ermöglicht, eine Steuerung des Tool-Center-Points oder einen dreidimensionalen manuelle Vorschub wie im Stand der Technik vorzunehmen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen:
1 ein Beispiel einer mehrachsigen Werkzeugmaschine vom Typ mit Werkzeugkopfdrehung, bei der der Werkzeugkopf unter Verwendung von drei Rotationsachsen geschwenkt wird.
2 zeigt ein Beispiel einer mehrachsigen Werkzeugmaschine mit einem Tisch einer Mischform, bei der der Tisch um zwei Rotationsachsen und der Werkzeugkopf um eine Rotationsachse geschwenkt werden.
3 zeigt ein Beispiel einer mehrachsigen Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugkopf einer Mischform, bei der der Werkzeugkopf um zwei Rotationsachsen und der Tisch um eine Rotationsachse geschwenkt wird.
4 zeigt ein Beispiel einer mehrachsigen Werkzeugmaschine, bei der der Tisch gedreht wird, der den Tisch um drei Rotationsachsen schwenkt.
5 zeigt ein Befehlsprogramm.
6 verdeutlicht eine mehrachsige Werkzeugmaschine mit zwei Rotationsachsen, eine im Werkzeugkopf und die andere im Tisch.
7 verdeutlicht, dass die Tool Center Point-Position in dem Tisch-Koordinatensystem durch einen manuellen Bewegungsbefehl für eine Rotationsachse nicht geändert wird.
8 zeigt eine manuelle Bewegung der Tool Center Point-Position in Richtung der Z-Achse in dem Tisch-Koordinatensystem.
9 zeigt eine manuelle Bewegung der Tool Center Point-Position in Richtung einer Werkzeugachse oder in der Richtung orthogonal zur Werkzeugachse.
10 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die numerische Steuerung zeigt, die einen automatischen Betrieb oder eine Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls in einem automatischen Betrieb ausführt.
11 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine numerische Steuerung zeigt, die einen manuellen Betrieb ausführt.
12 ist ein Fließschaltbild, das den Arbeitsablauf mit einer Recheneinrichtung für einen Steuerungspunkt im automatischen Betrieb zeigt.
13 ist ein Fließschaltbild, das den Arbeitsablauf mithilfe einer Speichereinrichtung für eine anfängliche Tool Center Point-Position zeigt.
14 ist ein Blockdiagramm einer numerischen Steuerung für eine mehrachsige Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die Tool Center Point-Position steuert.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine mit einer numerischen Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstete mehrachsige Werkzeugmaschine bearbeitet ein Werkstück, das auf einem Tisch angeordnet ist, unter Verwendung von wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen. Die numerische Steuerung steuert die drei Linearachsen und drei Rotationsachsen der mehrachsigen Werkzeugmaschine, so dass die Tool Center Point-Position des aktuellen Werkzeugs mit der durch das Programm vorgegebenen Tool Center Point-Position übereinstimmt. Die numerische Steuerung ermöglicht auch eine Verschiebung der Tool Center Point-Position des Werkzeuglängen-Kompensationssektors in eine lineare Achsenbewegung durch einen manuellen Bewegungsbefehl, der die Tool Center Point-Position bei einer Rotationsachsen Bewegung durch einen manuellen Bewegungsbefehl aufrechterhält.
Hier umfasst der manuelle Bewegungsbefehl die Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls im automatischen Betrieb und die Steuerung der drei Linearachsen und der drei Rotationsachsen durch einen manuellen Befehl während des manuellen Betriebs. Die Steuerung (Tool Center Point-Steuerung) während des automatischen Betriebs, die Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls im automatischen Betrieb (als ein Beispiel eines dreidimensionalen Vorschubs (Zufuhr)) und die Steuerung eines manuellen Bewegungsbefehls während des manuellen Betriebs (als einem weiteren Beispiel eines dreidimensionalen manuellen Vorschubs) haben eine gemeinsame Grundstruktur, bei der die Tool Center Point-Position gesteuert wird, wobei diese Steuerungstechniken untrennbar eingebunden bzw. integriert sind.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
1) Der Aufbau der Maschine und das Koordinatensystem
Der Aufbau der Maschine und das Koordinatensysteme werden jetzt an Hand der 1 bis 4 und 6 beschrieben.
Eine Tool Center Point-Position in einem Tisch-Koordinatensystem, das auf einem Tisch fixiert ist und zusammen mit dem Tisch gedreht wird, ist als ein Vektor Tp((Xt, Yt, Zt)^T) dargestellt.
Es wird davon ausgegangen, dass die drei Rotationsachsen eine A-Achse, eine B-Achse und eine C-Achse und die erste Rotationsachse, die zweite Rotationsachse und die dritte Rotationsachse, die in der Reihenfolge des Auftretens im Bereich von einem Werkzeug zu einem Tisch nummeriert sind und werden als die A-Achse, die B-Achse bzw. die C-Achse übernommen. Die A-Achse ist eine Rotationsachse um die X-Achse, die B-Achse ist eine Rotationsachse um die Y-Achse und die C-Achse ist eine Rotationsachse um die Z-Achse. Um diese Rotationsachsen werden entweder der Werkzeugkopf oder der Tisch oder beide gedreht bzw. geschwenkt. Wenn mehrere Rotationsachsen für den Tisch vorgesehen sind, überschneiden sich diese Rotationsachsen des Tischs. Wenn mehrere Rotationsachsen für den Werkzeugkopf vorgesehen sind, überscheiden sich diese Rotationsachsen für den Werkzeugkopf miteinander und überschneiden sich mit der Werkzeugmittelachse.
Die Werkzeugrichtung ist durch die Rotationsachsenpositionen A, B und C festgelegt und die Werkzeuglängen-Kompensationszahl ist als H bezeichnet. Der Werkzeuglängen-Kompensationswert wird mit h angenommen. Der Werkzeuglängen-Kompensationsvektor ist als Vl(0, 0, h)^T) festgelegt. Bei A = B = C = 0° wird davon ausgegangen, dass die Werkzeugrichtung die Richtung der Z-Achse ist. Die numerische Steuerung steuert die Steuerungspunktposition (Pm(Xm, Ym, Zm)^T) im Maschinen-Koordinatensystem als die Position, zu der sich die Maschine unter Verwendung der X-, Y- und Z-Achsen zu bewegen hat und steuert die Werkzeugrichtung unter Verwendung des Werkzeugkopfs und der Positionen A, B und C der Rotationsachsen des Tischs. Die Steuerungspunktposition (Pm) gibt eine spezielle Position des Werkzeugkopfs an und ist die Steuerungspunktposition (Pm) im Zentrum der Drehung des Werkzeugkopfs, wenn sich der Werkzeugkopf dreht. Obwohl hier davon ausgegangen ist, dass die Positionen A = B = C = 0° die Bezugsposition ist, genügt es, die Positionen A = B = C = 0° durch eine andere Bezugsposition zu ersetzen, wenn eine andere Position als die Bezugsposition vorgegeben wird. Das Symbol ^”T” zeigt eine Überlagerung an, aber dieses Symbol wird fortgelassen, wenn dies offensichtlich ist. Wenn es mehrere Rotationsachsen des Tischs gibt, wird davon ausgegangen, dass die Position, in der sich die Rotationsachsen des Tischs schneiden, der Koordinatenursprung (P0(P0x, P0y, P0z)) des Tisch-Koordinatensystems ist. Wenn es nur eine einzige -Rotationsachse des Tischs gibt, wird davon ausgegangen, dass eine geeignete Position im Rotationszentrum der Rotationsachse des Tischs der Koordinatenursprung (P0) des Tisch-Koordinatensystems ist. Wenn es keine Rotationsachse des Tischs (im Falle des Tischkopfrotationstyps) gibt, wird die Position, die sich im Abstand P0 weg vom Koordinatenursprung des Maschinen-Koordinatensystems befindet, als der Koordinatenursprung des Tisch-Koordinatensystems angenommen. Ein solcher Aufbau der Maschine oder ein solches Koordinatensystem bilden nur ein Beispiel und die vorliegende Erfindung kann auch bei Maschinen mit anderem Aufbau oder Koordinatensystems angewendet werden.
Es gibt zwei Betriebsarten der numerischen Steuerung: automatischer Betrieb, der entsprechend einem Befehlsprogramm ausgeführt wird, und manueller Betrieb, der manuell ausgeführt wird.
2) Berechnung im automatischen Betrieb
<Befehlsprogramm>
Ein Befehlsprogramm umfasst die in 5 gezeigten Befehle. In 5 bezeichnet G43.4 den G-Code, der einen Tool Center Point Steuermodus bezeichnet und H_ im Block G43.4 bezeichnet einen Kompensationswert für die Werkzeuglänge. Das bedeutet, dass der der Kompensationszahl für die Werkzeuglänge entsprechende Wert, bezeichnet als H_, als ein Kompensationswert (h) für die Werkzeuglänge festgelegt ist. Die Werkzeugrichtung ist durch X_Y_Z, was die Tool Center Point-Position Tp(Xt, Yt, Zt) angibt, und A_B_C, was die Rotationsachsenposition angibt, festgelegt. Die Werkzeugrichtung kann auch durch I_J_K_ festgelegt werden, was die Werkzeugrichtung anstelle von A_B_C_ angibt, die die Rotationsachsenrichtung wiedergibt. G49 ist der G-Code, der den Tool Center Point-Steuermodus aufhebt.
<Verfahren zum Berechnen eines Steuerungspunkts>
Die Steuerungspunktposition Pm wird mit Hilfe des Ausdrucks (1), der weiter unten angegeben ist, unter Verwendung von Tool Center Point-Position Vl, P0 und den Positionen A, B und C der Rotationsachsen A-Achse, B-Achse und C-Achse und der Rotationskonvertierungsmatrix Rt, die eine Konvertierung vom Maschinen-Koordinatensystem in das Tisch-Koordinatensystem vornimmt, errechnet. Im Einzelnen: der Werkzeuglängen-Kompensationsvektor Vl, der durch einen Werkzeuglängen-Kompensationsbefehl erzeugt worden ist, wird mit einer ersten Rotationsachsenmatrix Ra basierend auf der Position A der ersten Rotationsachse (A-Achse) multipliziert, wird mit einer zweiten Rotationsachsenmatrix Rb basierend auf der Position B der zweiten Rotationsachse (B-Achse) multipliziert und wird mit einer dritten Rotationsachsenmatrix Rc basierend auf der Position C der dritten Rotationsachse (C-Achse) multipliziert, um den Werkzeuglängen-Kompensationsvektor in dem Tisch-Koordinatensystem zu erhalten. Dann wird die Tool Center Point-Position Tp zu dem erhaltenen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor addiert, um die Steuerungspunktposition im Tisch-Koordinatensystem zu erhalten. Die erhaltene Steuerungspunktposition wird mit der Rotationskonvertierungsmatrix Rt^–1, die die Konvertierung vom Tisch-Koordinatensystem zum Maschinen-Koordinatensystem ausführt, multipliziert und der Wert P0 wird zum Ergebnis addiert, um die Steuerungspunktposition im Maschinen-Koordinatensystem (siehe 6) zu erhalten. Die Berechnung ist eine erste Bearbeitung, die mit Hilfe einer Recheneinrichtung für den Steuerungspunkt im automatischen Betrieb durchzuführen ist.
Hier ist Rt das Produkt aus den Matrizes, die auf den auf die Tischrotation bezogenen Positionen der Rotationsachse aus den Matrizes Rc, Rb und Ra beruhen, und ist eine Rotationskonvertierungsmatrix, die die Rotationskonvertierung vom Maschinen-Koordinatensystem in das Tisch-Koordinatensystem, wie dies zuvor beschrieben wurde, ausführt. Rt ist eine Einheitsmatrix im Beispiel der 1; Rt = Rc*Rb* im Beispiel der 2; Rt = Rc im Beispiel der 3; Rt = Rc*Rb*Ra im Beispiel der 4. Rt^–1 ist die inverse Matrix von Rt, das bedeutet, Rt^–1 ist die Rotationskonvertierungsmatrix, die die Rotationskonvertierung vom Tisch-Koordinatensystem in das Maschinen-Koordinatensystem ausführt. Tp ist die Tool Center Point-Position, die durch Interpolieren der Tool Center Point-Position, die durch X_Y_Z_ in dem oben genannten Befehlsprogramm festgelegt ist, gewonnen wurde.
Diese Berechnung ermöglicht es, die Steuerungsposition zu gewinnen, so dass der aktuelle Tool Center Point mit der Tool Center Point-Position übereinstimmt, die durch Interpolieren der Tool Center Point-Position gewonnen wurde, die durch X_Y_Z_ in dem oben erwähnten Befehlsprogramm festgelegt wurde. Als Ergebnis hiervon kann der Pfad im Tisch-Koordinatensystem, der durch das Befehlsprogramm spezifiziert ist, mit dem Tool-Center-Point bearbeitet werden.
6 zeigt eine mehrachsige Werkzeugmaschine, die Rotationsachsen für den Werkzeugkopf bzw. für den Tisch hat. Im Einzelnen: die Rotationsachse des Werkzeugkopfs und die Rotationsachse des Tischs verlaufen in dieser Figur parallel zueinander. Diese Ausbildung wird aber nur zur Vereinfachung der Darstellung verwendet. Das bedeutet, dass wie in den 1 bis 4 dargestellt, das Rotationszentrum der Rotationsachse des Werkzeugkopfs generell nicht parallel zu dem des Tisches verläuft und dass der Werkzeugkopf und der Tisch beide je 0 bis 3 Rotationsachsen haben. Aus Gründen der Darstellungsvereinfachung wird angenommen, dass das Rotationszentrum der einen Rotationsachse des Werkzeugkopfs und das der einen Rotationsachse des Tischs orthogonal zur Zeichnungsebene der 6 stehen. Der Vektor T1 (= Rc*Rb*Ra*Vl) in 6 wird durch Rotationskonvertierung des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors Vl durch A-, B- und C-Achsen erhalten und gibt das Ergebnis im Tisch-Koordinatensystem wieder.
3) Berechnung im manuellen Betrieb
Wenn die Position einer Rotationsachse verändert wird oder wenn die Position einer Linearachse im manuellen Betrieb durch einen manuellen Bewegungsbefehl verändert wird, kann es wünschenswert sein, die Rotationsachse ohne den Tool Center Point zu bewegen oder die Rotationsachse oder die Linearachse in Richtung der Werkzeugachse zu betätigen. Wie oben bereits beschrieben, wird ein manueller Bewegungsbefehl, der als ein dreidimensionaler manueller Vorschub in einer 5-Achs-Werkzeugmaschine bezeichnet wird, ausgeführt.
Hinzu kommt, dass die Position der Rotationachse, die Position des Tool Center Point oder der Werkzeuglängen-Kompensationsvektor im oben beschriebenen automatischen Betrieb durch Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls verändert werden kann. Wenn die Position der Rotationsachse verändert wird, ist es wünschenswert, die Bearbeitung im Steuerungsmodus für den Tool Center Point während die Tool Center Point-Position dem Befehlsprogramm folgt fortzusetzen. Wenn die Position der Linearachse verändert wird, ist es zu wünschen, die Tool Center Point-Position basierend auf der Position der veränderten Linearachse zu verschieben oder mit der Bearbeitung in dem Tool Center Point-Steuerungsmodus unter Abänderung des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors fortzufahren.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Berechnung der Position des Steuerungspunkts in einer numerischen Steuerung beschrieben, die eine mehrachsige Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen steuert, wenn die Position der Rotationsachse durch einen manuellen Bewegungsbefehl verändert wird und wenn die Position der Linearachse durch einen manuellen Bewegungsbefehl bei Überlagerung eines dreidimensionalen manuellen Vorschubs (manueller Bewegungsbefehl) im manuellen Betrieb geändert wird und durch einen manuellen Bewegungsbefehl im automatischen Betrieb. (Siehe 11 für einen dreidimensionalen manuellen Vorschub im manuellen Betrieb oder 10 zur Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls im automatischen Betrieb, als die Darstellung des Funktionsblocks)
3-1) Einstellen der Berechnung beim Start des dreidimensionalen manuellen Vorschubs und eines Werkzeuglängen-Kompensationsvektors in jedem Interpolationszyklus im manuellen Betrieb.
<Werkzeuglängen-Kompensationsvektor>
Bezüglich des Werkzeugfängen-Kompensationsvektors gilt, dass wenn der Werkzeuglängen-Kompensationsvektor Vl im automatischen Betrieb verbleibt, wenn der dreidimensionale manuelle Vorschub im manuellen Betrieb gestartet wird, der Werkzeuglängen-Kompensationsvektor verwendet wird, oder dass ein Vektor (0, 0, h) durch Angabe eines Werkzeuglängen-Kompensationswerts (h) unter Verwendung einer Werkzeuglängen-Kompensationsnummer erzeugt und der erzeugte Vektor als ein anfänglicher Werkzeuglängen-Kompensationsvektor gespeichert wird.
Der anfängliche Werkzeuglängen-Kompensationsvektor wird in jedem Interpolationszyklus als Werkzeuglängen-Kompensationsvektor Vl vorgegeben. Dieses Vorgeben ist erforderlich, um <Addieren zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor> auszuführen, was an späterer Stelle beschrieben wird. Folglich ist es, wenn das <Addieren zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor> nicht ausgeführt wird, nicht erforderlich, in jedem Interpolationszyklus den anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor als Werkzeuglängen-Kompensationsvektor Vl vorzugeben. Diese Verarbeitung wird durch eine Speichereinrichtung für den anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor ausgeführt. Ein Signal oder eine Vorgabe werden zum Starten des dreidimensionalen manuellen Vorschubs während des manuellen Betriebs verwendet.
<Position der Rotationsachse>
Wenn der dreidimensionale manuelle Vorschub im manuellen Betrieb gestartet wird, werden die Positionen der drei Rotationsachsen als Anfangsposition der ersten Rotationsachse, Anfangsposition der zweiten Rotationsachse und Anfangsposition der dritten Rotationsachse gespeichert. Dann werden die Anfangsposition der ersten Rotationsachse, die Anfangsposition der zweiten Rotationsachse und die Anfangsposition der dritten Rotationsachse jeweils zu jedem Interpolationszyklus als erste Rotationsachsenposition, zweite Rotationsachsenposition und dritte Rotationsachsenposition gespeichert. Die Verarbeitung wird durch Speichermittel für die Rotationsachsenanfangspositionen durchgeführt.
<Tool Center Point-Position>
Wenn der dreidimensionale manuelle Vorschub im manuellen Betrieb gestartet wird, wird die Tool Center Point-Position Tp im Tisch-Koordinatensystem durch Einsetzen der Steuerungspunktposition Pm und P0, des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors Vl und der Matrizes Ra, Rb, Rc basierend auf den Positionen A, B, C der Rotationsachsen A, B, C und der Rotationskonvertierungsmatrix Rt in Gleichung (2), siehe unten, gewonnen. Im Einzelnen: die Tool Center Point-Position Tp im Tisch-Koordinatensystem wird durch Subtrahieren des Vektors (Rc*Rb*Va*Vl), der durch Multiplikation von Vl mit der Matrix Ra der ersten Rotationsachse, der Matrix Rb der zweiten Rotationsachse und der Matrix Rc der dritten Rotationsachse erhalten wurde, vom Vektor (Rt*(Pm – P0)), der durch Multiplizieren des Ergebnisses, das durch Subtraktion von P0 von Pm mit Hilfe der Rotationskonvertierungsmatrix Rt gewonnen wurde, die eine Konvertierung des Maschinen-Koordinatensystems in das Tisch-Koordinatensystem vornimmt, erhalten. Diese Tool Center Point-Position Tp wird als anfängliche Tool Center Point-Position gespeichert. Diese Speicherung wird mit einer Speichereinrichtung für die anfänglichen Tool Center Point-Position vorgenommen. Der Ausdruck (2) ist eine Transformation des Ausdrucks (1), der zur Gewinnung der Tool Center Point-Position Tp transformiert wurde. (Siehe 6, da diese Berechnung im manuellen Betrieb auch durch 6 dargestellt werden kann, die zur Darstellung der Berechnung im automatischen Betrieb verwendet ist).
Hier haben A, B und C anfängliche Rotationsachsenpositionen, die im vorherigen Abschnitt <Position der Rotationsachse> beschrieben sind. Die Steuerungspunktposition Pm ist durch die Maschinen-Koordinaten der X-, Y- und Z-Achsen zu ihrer Zeit angegeben. Die Beschreibung für die Vektoren Ra, Rb, Rc und Rt ist die gleiche wie die für den Ausdruck (1). Vl ist der anfängliche Werkzeuglängen-Kompensationsvektor, der zuvor im Abschnitt <Werkzeuglängen-Kompensationsvektor> beschrieben wurde. Tp = Rt*(Pm – P0) – Rc*Rb*Ra*Vl (2)
Weiterhin gibt die Speichereinrichtung für die anfängliche Tool Center Point-Position eine anfängliche Tool Center Point-Position als die Tool Center Point-Position in jedem Interpolationszyklus vor. Dieses Vorgehen ist erforderlich, um das an späterer Stelle beschriebene <Addieren zur Tool Center Point-Position> auszuführen. Folglich ist es nicht erforderlich, eine anfängliche Tool Center Point-Position als die Tool Center Point-Position vorzugeben bzw. zu setzen, wenn <Addieren zur Tool Center Point-Position> nicht ausgeführt wird.
3-2) Manueller Rotationsachsenbefehl
Die von Hand eingegeben Bewegungswerte für die Rotationsachse, die manuellen (manueller Handgriff-Vorschub, Jog-Rad bzw. Tippschalter und dergleichen) Bewegungswerte für die Rotationsachsen (A-Achse, B-Achse, C-Achse) sind, werden integriert, um manuelle Integrationswerte für die Rotationsachsen zu gewinnen. Diese Berechnung wird durch eine manuelle Integrationseinrichtung für die Rotationsachsen (Integrationseinrichtung für manuell eingegebene Bewegungswerte für die Rotationsachsen) ausgeführt. Es wird davon ausgegangen, dass die manuellen Integrationswerte der Rotationsachsen A-, B- und C-Achsen die Werte SA, SB bzw. SC annehmen. Wie in der nachfolgenden Gleichung (3) gezeigt, werden die Werte SA, SB und SC zu den Rotationsachsenpositionen A, B bzw. C hinzuaddiert, um so erneuerte bzw. aktualisierte Rotationsachsenpositionen A, B und C zu gewinnen. Diese Berechnung wird durch eine Addiereinrichtung für die manuellen Integrationswerte der Rotationsachsen ausgeführt. A + SA → A B + SB → B C + SC → C (3 )
Diese erneuerten Positionswerte A, B und C werden in dem oben angegebenen Ausdruck (1) zur Berechnung für die zur Gewinnung von Pm eingesetzt. Der so gewonnene Wert Pm ist die durch Addition der manuellen Bewegungswerte zu den entsprechenden Rotationsachsenpositionen A, B und C erhaltene Steuerungspunktposition. Im Falle des manuellen Betriebs ist diese Berechnung eine erste durch die Recheneinrichtung für die Steuerpunktposition bei manuellem Betrieb auszuführende Berechnung. Im Falle des automatischen Betriebs ist diese Berechnung eine zweite Berechnung, die durch eine Recheneinrichtung für die Steuerungspunktposition bei automatischem Betrieb auszuführen ist. Auch wenn die Steuerungspunktposition und die Tool Center Point-Position im Maschinen-Koordinatensystem durch diese Berechnung bewegt wird, wird die Tool Center Point-Position Tp im Tisch-Koordinatensystem durch den manuellen Bewegungsbefehl nicht bewegt bzw. verlagert (siehe 7).
Im Falle eines dreidimensionalen manuellen Vorschubs im manuellen Betrieb ist es selbst wenn die Rotationsachse manuell verstellt wird möglich, die X-, Y- und Z-Achse in einer Weise zu verstellen, dass die Tool Center Point-Position im Tisch-Koordinatensystem nicht verstellt bzw. bewegt wird. Im Falle der Überlagerung bzw. Aufschaltung eines manuellen Bewegungsbefehls im automatischen Betrieb wird die maschinelle Bearbeitung so, wie im ursprünglichen Befehlsprogramm angegeben, ausgeführt, da die Tool Center Point-Position Tp im Tisch-Koordinatensystem dem Befehlsprogramm folgt, selbst wenn eine Rotationsachse manuell bewegt wird.
3-3) Manueller Befehl für die Linearachse
Die manuellen Bewegungswerte für die Linearachsen, die manuelle (manueller Handgriff-Vorschub, Jog-Rad oder Tippschaltervorschub, und dergleichen) Bewegungswerte für die Linearachsen (X-Achse, Y-Achse und Z-Achse) sind, werden zur Gewinnung der manuellen Integrationswerte für die Linearachsen eingefügt bzw. integriert. Diese Berechnung wird durch eine manuelle Integrationseinrichtung für Linearachsen ausgeführt. Die manuellen Integrationswerte für die Linearachsen der X-, V- und Z-Achsen nehmen die Werte SX, SY bzw. SZ an.
<Addieren zur Tool Center Point-Position>
Wie im nachfolgenden Ausdruck (4) gezeigt, werden die Werte SX, SY und SZ zu den Tool Center Point-Positionen Tp(Xt, Yt, Zt) jeweils hinzu addiert, um erneuerte bzw. aktualisierte Tool Center Point-Positionen Tp(Xt, Yt, Zt) zu gewinnen. Diese Berechnung wird mit einer Addiereinrichtung für manuelle Integrationswerte der Linearachsen ausgeführt. Xt + SX → Xt Yt + SY → Yt Zt + SZ → Zt (4)
Die aktualisierte Tool Center Point-Position Tp(Xt, Yt, Zt) wird zur Gewinnung des Werts Pm mit dem oben angegebenen Ausdruck (1) errechnet. Der so errechnete Wert Pm ist die Steuerungspunktposition, die durch Addition von manuellen Bewegungswerten zu der Tool Center Point-Position zu gewinnen ist. Im Falle des manuellen Betriebs ist diese Rechnung eine zweite Berechnung, die durch die Recheneinrichtung für die Steuerungspunktposition bei manuellem Betrieb auszuführen ist. Im Falle des automatischen Betriebs ist diese Berechnung eine dritte Berechnung, die durch die Recheneinrichtung für die Steuerungspunktposition bei automatischem Betrieb auszuführen ist (siehe 8).
Im Falle eines dreidimensionalen manuellen Vorschubs beim manuellen Betrieb kann die Tool Center Point-Position, die einen Bearbeitungspunkt im Tabellen-Koordinatensystem bildet, verschoben werden. Im Falle einer Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls im automatischen Betrieb wird die maschinelle Bearbeitung mit Bezug auf die Tool Center Point-Position ausgeführt, die um den manuellen Bewegungsbetrag für das ursprüngliche Programm verschoben ist. Wenn die Bearbeitung zum Beispiel durch Verschieben des ursprünglichen Programmbefehls um einen bestimmten Betrag erfolgt, ist es möglich, die maschinelle Bearbeitung mit leicht vorzunehmenden manuellen Veränderungen ohne Veränderung des ursprünglichen Programmbefehls auszuführen. 8 zeigt die manuelle Bewegung der Tool Center Point-Position in Richtung der Z-Achse im Tisch-Koordinatensystem.
<Addieren zu einem Werkzeuglängen-Kompensationsvektor>
Wie nachfolgend im Ausdruck (5) gezeigt, werden die Werte SX, SY und SZ zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor Vl(0, 0, h) hinzu addiert, um einen erneuerten bzw. aktualisierten Werkzeuglängen-Kompensationsvektor Vl(Vlx, Vly, Vlz) zu erhalten. 0 + SX → Vlx 0 + SY → Vly h + SZ → Vlz (5)
Dieser erneuerte bzw. aktualisierte Vektor Vl(Vlx, Vly, Vlz) wird zur Berechnung mit dem oben angegebenen Ausdruck (1) zur Gewinnung von Pm verwendet. Dieser gewonnene Wert Pm ist die Steuerungspunktposition, die durch Hinzuaddieren der manuellen Bewegungsbeträge zu dem Werkzeuglängen-Kompensationsvektor erhalten wird. Im Falle des manuellen Betriebs ist diese Berechnung ein dritter Vorgang, der durch die Recheneinrichtung für die Steuerungspunktposition bei manuellem Betrieb auszuführen ist. Im Falle des automatischen Betriebs ist diese Berechnung ein vierter Vorgang, der durch die Recheneinheit für die Steuerungspunktposition im automatischen Betrieb auszuführen ist, siehe 9.
Im Falle eines dreidimensionalen manuellen Vorschubs im manuellen Betrieb kann daher ein manueller Betrieb in Richtung der Werkzeugachse oder in der Richtung orthogonal zur Werkzeugachse ausgeführt werden. Im Falle der Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls im automatischen Betrieb wird die Bearbeitung durch den Werkzeuglängen-Kompensationsvektor durchgeführt, d. h. er wird durch den manuellen Bewegungswert mit Bezug auf den Werkzeuglängen-Kompensationsvektor auf der Grundlage des ursprünglichen Programmbefehls verschoben. Wenn sich die Werkzeuglänge verändert, weil sich das Werkzeug verschleißt oder es ersetzt wird, kann die Werkzeuglänge leicht manuell verändert werden, um die Bearbeitung fortzuführen. Auch ein Fehler aufgrund fehlerhafter Befestigung des Werkzeugs und dergleichen kann leicht korrigiert werden. 9 zeigt eine manuelle Bewegung in Richtung der Werkzeugachse oder in einer zur Werkzeugachse orthogonaler Richtung.
Wenn eine manuelle Bewegung mit Bezug auf eine Linearachse (X-Achse, Y-Achse, Z-Achse) ausgeführt werden soll, können ein Befehl, ein Signal oder eine Einstellung zur Festlegung verwendet werden, ob ein Addieren zur Tool Center Point-Position oder ein Addieren zum Werkzeug-Kompensationsvektor ausgeführt werden.
Der hier beschriebene Berechnungsvorgang ist nur ein Beispiel. Ein manueller Befehl für die Linearachse oder ein manueller Befehl für die Rotationsachse kann zu jeder Achsenposition in jedem Interpolationszyklus hinzugefügt werden, anstatt dass sie als manuelle Bewegungsbefehle integriert bzw. eingebunden werden müssen. Es ist ebenfalls möglich, den Werkzeuglängen-Kompensationsvektor, die Tool Center Point-Position oder die Rotationsachsenposition in jedem Interpolationszyklus zu aktualisieren und den anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor, die anfängliche Tool Center Point-Position oder die anfängliche Rotationsachsenposition nicht zu speichern.
Als nächstes wird ein Funktionsdiagramm bzw. Fließschaltbild einer numerischen Steuerung der vorliegenden Erfindung beschrieben, die eine mehrachsige Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen steuert.
<Der Fall eines automatischen Betriebs oder der Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls beim automatischen Betrieb>
Wie in 10 dargestellt, wertet eine numerische Steuerung ein Befehlsprogramm 10 unter Verwendung einer Auswertungseinrichtung 11 aus, führt eine Interpolation unter Verwendung einer Interpolationseinrichtung 12 aus und steuert die Servomotoren 30x, 30y, 30z, 30A, 30B und 30C zum Antrieb der entsprechenden Achsen im automatischen Betrieb an. Nach 10 treiben der X-Achsen Servomotor 30x, der Y-Achsen Servomotor 30y und der Z-Achsen Servomotor 30z die drei entsprechenden Linearachsen an und treiben der A-Achsen Servomotor 30A, der B-Achsen Servomotor 30B und der Y-Achsen Servomotor 30C die Rotationsachsen A, B und C an. Eine Auswertungseinrichtung 13 für Bewegungsbefehle im automatischen Betrieb gehört zur Auswertungseinrichtung 11. Eine Interpolationseinrichtung 14 für Linearachsen, eine Interpolationseinrichtung 15 für Rotationsachsen und eine Recheneinrichtung 16 für eine Steuerungspunktposition beim automatischen Betrieb gehören zur Interpolationseinrichtung 12, siehe 10.
Im Falle der Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls beim automatischen Betrieb wird ein manueller Bewegungsbefehl von einem Handgriff-Vorschubteil 28 oder einem Jog-Rad bzw. Handrad 29 mit Hilfe einer manuellen Integrationseinrichtung 24 für eine Linearachse einem manuellen Integrationswert 25 für eine Linearachse hinzu addiert und das Ergebnis der Addition wird dann zu einem Werkzeuglängen-Kompensationsvektor 19 oder zu einer Tool Center Point-Position 20 mit Hilfe einer Addiereinrichtung 22 für einen manuellen Integrationswert einer linearen Achse addiert oder wird einem ersten manuellen Integrationswert für eine erste Rotationsachse, einem manuellen Integrationswert für eine zweite Rotationsachse und einem manuellen Integrationswert für eine dritte Rotationsachse hinzu addiert, die gemeinsam mit dem Bezugszeichen 27 gekennzeichnet sind bzw. mit Hilfe einer manuellen Integrationseinrichtung 26 für eine Rotationsachse. Dann wird das Ergebnis der Addition ferner einer ersten Rotationsachsenposition, einer zweiten Rotationsachsenposition bzw. einer dritten Rotationsachsenposition mit Hilfe einer Addiereinrichtung 23 für manuelle Integrationswerte einer Rotationsachse addiert.
In 10 entspricht der Teil oberhalb der strichpunktierten Linie nur dem automatischen Betrieb und der Teil unterhalb der strichpunktierten Linie dem automatischen betrieb mit Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls.
<Der Fall des manuellen Betriebs>
Im Falle des manuellen Betriebs empfängt eine Interpolationseinrichtung 40 für manuellen Betrieb in jedem Interpolationszyklus einen manuellen Bewegungsbefehl, wie er von einem Handgriff-Vorschubteil 28 oder einem Jog-Rad 29 erzeugt wird, und steuert die Servomotoren 30x, 30y, 30z, 30A, 30B und 30C für die entsprechenden Achsen an, wie dies in 11 dargestellt ist.
Eine erste Speichereinrichtung 17 für einen anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor, eine Speichereinrichtung 41 für eine anfängliche Tool Center Point-Position, eine Speichereinrichtung 42 für eine anfängliche Rotationsachsenposition und eine Recheneinrichtung 43 für eine Steuerungspunktposition im manuellen Betrieb gehören zur Interpolationseinrichtung 40 für den manuellen Betrieb. In 11 entspricht der Abschnitt unterhalb der strichpunktierten Linie dem gleichen Fall wie dem beim automatischen Betrieb mit Überlagerung eines manuellen Bewegungsbefehls, wie er unter Bezugnahme auf 10 beschrieben ist.
Als nächstes wird ein Fließschaltbild des Arbeitsprozesses, der von der Recheneinrichtung 16 für eine Steuerungspunktposition beim automatischen betrieb ausgeführt wird, mit Bezugnahme auf 12 beschrieben. Auch wenn der nachfolgend beschriebene Arbeitsablauf auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Arbeitsschritt verweist, der von der Recheneinrichtung 16 für eine Steuerungspunktposition im automatischen Betrieb ausgeführt wird, unterscheiden sie sich voneinander nur hinsichtlich der Berechnung von A, B, C, Tp und Vl, so dass sie mit dem gleichen Fließschaltbild wiedergegeben werden können.
[Schritt SA10] Vl, Tp und P0 werden erhalten.
[Schritt SA11] Ra, Rb und Rc werden durch Einsetzen der Positionen A, B und C der A-, B- und C-Achsen in den Ausdruck (1) erhalten.
[Schritt SA12] Rt und Rt^–1 werden aus Ra, Rb und Rc erhalten, die im Schritt SA11 auf der Grundlage der Maschinenauslegung bzw. -konfiguration erhalten wurden.
[Schritt SA13] Pm wird durch Einsetzen von Vl, Ra, Rb, Rc, Tp, Rt^–1 und P0 in den Ausdruck (1) erhalten.
Das Fließschaltbild für den Arbeitsablauf der Recheneinrichtung 43 für die Steuerungspunktposition im manuellen Betrieb gleicht der der Recheneinrichtung 16 für die Steuerungspunktposition im automatischen Betrieb. Obwohl dieser Arbeitsablauf dem ersten, zweiten und dritten Arbeitsablauf der Recheneinrichtung 43 für die Steuerungspunktposition beim manuellen Betrieb unterscheiden sie sich voneinander nur in der Weise, wie A, B, C, Tp und Vl gewonnen werden, so dass die Arbeitsabläufe jeweils durch das gleiche Fließschaltbild wiedergegeben werden können.
In 13 ist ein Fließschaltbild, das den Arbeitsablauf in der Speichereinrichtung 41 für die anfängliche Tool Center Point-Position zeigt.
[Schritt SB10] Pm, Vl und P0 werden erhalten.
[Schritt SB11] Ra, Rb und Rc werden für die A-Achse, B-Achse und C-Achse durch Einsetzen der Positionen A, B und C in den Ausdruck (1) erhalten.
[Schritt SB12] Rt wird aus Ra, Rb und Rc, die auf der Grundlage der Maschinenauslegung bzw. -konfiguration im Schritt SB11 erhalten wurden.
[Schritt SB13] Tp wird durch Einsetzen von Pm, P0, Rt, Vl, Ra, Rb und Rc in den Ausdruck (2) erhalten.
14 ist ein Blockdiagramm einer numerischen Steuerung für eine mehrachsige Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine numerische Steuerung 100 für eine mehrachsige Werkzeugmaschine führt die in den Fließschaltbildern der 12 und 13 dargestellten Arbeitsabläufe aus, um die Tool Center Point Steuerung oder einen dreidimensionalen Vorschub von Hand auszuführen. Eine CPU 111 ist ein Prozessor, der die numerische Steuerung 100 vollständig ausführt. Die CPU 111 liest das Systemprogramm, das im ROM 112 gespeichert ist, über einen Bus 120 ein und steuert die gesamte numerische Steuerung 100 nach dem Systemprogramm. Ein RAM 113 speichert zeitweilig die Rechnungsdaten, die Anzeigedaten und verschiedene Arten von Eingabedaten einer Bedienungsperson über eine LCD/MDI-Einheit (Bedienfeld) 170.
Ein SRAM-Speicher 114 wird mittels einer Batterie (nicht gezeigt) gesichert, um ihn als nicht flüchtigen Speicher auszubilden, dessen Speicherzustand beibehalten wird, selbst wenn die Stromzufuhr der numerischen Steuerung 100 abgeschaltet wird. Der SRAM-Speicher 114 speichert Maschinenprogramme, die durch eine Schnittstelle 115 eingelesen werden und Maschinenprogramme, die über die LCD/MDI-Einheit 170 eingegeben werden. Verschiedene Maschinenprogramme, wie beispielsweise Programme zum Durchführen einer Tool Center Point-Steuerung, können in dem SRAM-Speicher 114 gespeichert werden, nachdem sie durch die Schnittstelle 115 oder die LCD/MDI-Einheit 170 eingegeben wurden.
Verschiedene Systemprogramme, die für die Ausführung von Arbeiten im Editiermodus, der zum Erzeugen und Editieren von Maschinenprogrammen eingesetzt wird, und von Arbeiten im automatischen Betrieb verwendet werden, werden zunächst in den ROM 112 hochgeladen. Programme zur Ausführung der Tool Center Point Steuerung oder eines dreidimensionalen manuellen Vorschubs gemäß der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls im ROM 112 gespeichert.
Die Schnittstelle 115 ermöglicht die Verbindung zwischen der numerischen Steuerung 100 und einem externen Gerät 172, wie z. B. einem Adapter. Maschinenprogramme oder verschiedene Parameter werden aus dem externen Gerät 172 eingelesen. In der numerischen Steuerung 100 editierte Maschinenprogramme können in einer externen Speichereinrichtung über das externe Gerät 172 gespeichert werden.
Eine PMC (Programmable Machine Controller, programmierbare Maschinensteuerung) 116 gibt Signale an ein Hilfsgerät (z. B. einem Werkzeugwechsler) einer Werkzeugmaschine über eine E/A-Einheit 117 unter Verwendung eines sequentiellen Programms aus, das in der numerischen Steuerung 100 zur Steuerung des Hilfsgeräts enthalten ist. Die PMC 116 empfängt ebenfalls Signale von verschiedenen Schaltern auf einem Steuerpult bzw. Eingabefeld 171 auf dem Rahmen der Werkzeugmaschine, Führt die erforderliche Signalverarbeitung der Signale aus und gibt sie an die CPU 111 ab.
Die LCD/MDI-Einheit 170 ist ein manuelles Dateneingabegerät mit einem Anzeigemonitor und einer Tastatur. Eine Schnittstelle 118 empfängt Daten und Befehle über die Tastatur der LCD/MDI-Einheit 170 und gibt diese an die CPU 111 ab. Eine weitere Schnittstelle 119 ist mit dem Steuerpult/Eingabefeld 171 verbunden und hat einen manuellen Pulsgenerator für das Handverstellteil 28 oder das Jog-Rad 29.
Servo-Steuereinrichtungen 130 bis 135 für die entsprechenden Achsen empfangen von der CPU 111 Bewegungsbefehle für die entsprechenden Achsen und geben Befehle an die Servo-Verstärker 140 bis 145 für die entsprechenden Achsen ab. Die Servo-Verstärker 140 bis 145 empfangen diese Befehle und treiben die Servomotoren 150 bis 155 für die entsprechenden Achsen an. Jeder der Servomotoren 150 bis 155 für die entsprechenden Achsen weist einen nicht dargestellten Positionsdetektor bzw. -geber auf und führt ein Rückkopplungssignal von dem Positionsdetektor an die Servo-Steuereinrichtungen 130 bis 135 zurück. Die Servo-Steuereinrichtungen 130 bis 135 der entsprechenden Achsen führen eine Regelung der Position und Geschwindigkeit aufgrund der rückgekoppelten Signale aus.

Claims

Numerische Steuerung zum Steuern einer mehrachsigen Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen, umfassend eine erste Rotationsachse, eine zweite Rotationsachse und eine dritte Rotationsachse, gezählt in der Reihenfolge des Auftretens im Bereich von einem Werkzeug zu einem Tisch, zum Ausführen einer mechanischen Bearbeitung während die Position und die Richtung des Werkzeugs bezüglich eines Werkstücks durch eine automatische Betätigung gesteuert werden, wobei die numerische Steuerung umfasst: eine Bewegungsbefehlsanalyseeinrichtung zum Analysieren eines Linearachsenbewegungsbefehls für eine Linearachse, die zu den drei Linearachsen gehört, eines Rotationsachsenbewegungsbefehls für eine Rotationsachse, die zu den drei Rotationsachsen gehört, und eines Werkzeuglängen-Kompensationsbefehls und zum Erzeugen eines Werkzeuglängen-Kompensationsvektors aus dem Werkzeuglängen-Kompensationsbefehl; eine Linearachsen-Interpolationseinrichtung zum Erhalten einer Werkzeugmittelpunkt-Position durch Interpolieren des Linearachsenbewegungsbefehls in einem auf dem Tisch definierten Tischkoordinatensystem in jedem Interpolationszyklus; eine Rotationsachsen-Interpolationseinrichtung zum Erhalten einer ersten Rotationsachsen-Position der ersten Rotationsachse, einer zweiten Rotationsachsen-Position der zweiten Rotationsachse und einer dritten Rotationsachsen-Position der dritten Rotationsachse durch Interpolieren des Rotationsachsenbewegungsbefehls in jedem Interpolationszyklus; eine automatische Steuerungspunktpositions-Recheneinrichtung zum Erhalten einer Steuerungspunktposition, in der die Steuerungspunktposition des Werkzeugs zur Werkzeugmittelpunkt-Position wird, eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der drei Linearachsen zur Steuerungspunktposition und zum Antreiben der drei Rotationsachsen zur Position der ersten Rotationsachse, zur Position der zweiten Rotationsachse beziehungsweise zur Position der dritten Rotationsachse, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungspunktpositions-Recheneinrichtung eine Steuerungspunktposition Pm unter Verwendung des Ausdrucks Pm = Rt^–1*{Tp + Rc*Rb*Ra*V1} + P0 zu jedem Interpolationszyklus berechnet, wobei Rt^–1 eine Rotationskonvertierungsmatrix, die die Konvertierung von einem Tischkoordinatensystem zu dem Maschinenkoordinatensystem vornimmt, Tp die Werkzeugmittelpunkt-Position, Ra eine erste Rotationsachsenmatrix basierend auf der ersten Rotationsachsenposition, Rb eine zweite Rotationsachsenmatrix basierend auf der zweiten Rotationsachsenposition und Rc eine dritte Rotationsachsenmatrix basierend auf der dritten Rotationsachsenposition und V1 ein Werkzeuglängen-Kompensationsvektor und P0 der Koordinatenursprung des Tischkoordinatensystems ist.
Numerische Steuerung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine manuelle Integrationseinrichtung für eine Rotationsachse zum Integrieren der Beträge der manuellen Bewegung der drei Rotationsachsen zum Erhalten eines ersten manuellen Integrationswerts der Rotationsbewegung, eines zweiten manuellen Integrationswerts der Rotationsbewegung und eines dritten manuellen Integrationswerts der Rotationsbewegung, und eine Addiereinrichtung für manuelle Integrationswerte der Rotationsbewegung zum Addieren des ersten manuellen Integrationswerts der Rotationsbewegung zur ersten Rotationsachsenposition für das Aktualisieren der ersten Rotationsachsenposition, zum Addieren des zweiten Integrationswerts der Rotationsbewegung zur zweiten Rotationsachsenposition für das Aktualisieren der zweiten Rotationsachsenposition oder zum Addieren des dritten manuellen Integrationsbetrags der Rotationsbewegung zu dritten Rotationsachsenposition für das Aktualisieren der dritten Rotationsachsenposition in jedem Interpolationszyklus.
Numerische Steuerung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine manuelle Integrationseinrichtung für eine Linearachse zum manuellen Integrieren der Beträge der manueller Bewegungen längs der drei Linearachsen zum Gewinnen eines manuellen Integrationswerts einer Linearachse, und eine Addiereinrichtung für den Betrag der manuellen Integrationswerte der Linearachse zum Addieren der Beträge der manuellen Integration der Linearachse zur Position des Werkzeugmittelpunkts für das Aktualisieren der Werkzeugmittelpunkt-Position oder zum Addieren des Integrationswerts der manuellen Integration der Linearachse zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor für das Aktualisieren des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors in jedem Interpolationszyklus.
Numerische Steuerung zum Steuern einer mehrachsigen Werkzeugmaschine mit wenigstens drei Linearachsen und drei Rotationsachsen, die eine erste Rotationsachse, eine zweite Rotationsachse und eine dritte Rotationsachse, gezählt in der Reihenfolge des Auftretens im Bereich von einem Werkzeug zu einem Tisch, zum Ausführen einer mechanischen Bearbeitung während die Position und die Richtung des Werkzeugs bezüglich eines Werkstücks durch eine manuelle Betätigung gesteuert werden, hat und wobei die numerische Steuerung umfasst: eine Recheneinrichtung für die Steuerungspunktposition beim manuellen Betrieb für das Gewinnen einer Steuerungsposition in der die Mittelpunkt-Position des Werkzeugs die Werkzeugmittelpunkt-Position annimmt, eine Antriebseinrichtung zum Antrieb der drei Linearachsen zu Steuerungspunktpositionen und zum Antrieb der drei Rotationsachsen zur ersten Rotationsachsenposition, zur zweiten Rotationsachsenposition bzw. zur dritten Rotationsachsenposition dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung eine Steuerungspunktposition Pm mit nachfolgendem Ausdruck: Pm = Rt^–1*{Tp + Rc*Rb*Ra*V1} + P0 in jedem Integrationszyklus errechnet, wobei Rt^–1 eine Rotationskonvertierungsmatrix, die die Konvertierung von einem Tischkoordinatensystem zu dem Maschinenkoordinatensystem vornimmt, Tp die Werkzeugmittelpunkt-Position, Ra eine Matrix der ersten Rotationsachse basierend auf der Position der ersten Rotationsachse, Rb eine Matrix der zweiten Rotationsachse basierend auf der Position der zweiten Rotationsachse und Rc eine Matrix der dritten Rotationsachse basierend auf der Position der dritten Rotationsachse und V1 ein Werkzeuglängen-Kompensationsvektor und P0 der Koordinatenursprung des Tischkoordinatensystems ist.
Numerische Steuerung nach Anspruch 4, die ferner eine Speichereinrichtung für einen anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor zum Vorgeben und Speichern des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors umfasst: eine Speichereinrichtung für eine anfängliche Rotationsachsenposition zum Speichern der Positionen der drei Rotationsachsen als eine anfängliche Position der ersten Rotationsachse, eine anfängliche Position der zweiten Rotationsachse und eine anfängliche Position der dritten Rotationsachse und zum Vorgegeben in jedem Interpolationszyklus der anfänglichen Position der ersten Rotationsachse als die Position der ersten Rotationsachse, der anfänglichen Position der zweiten Rotationsachse als die Position der zweiten Rotationsachse und der anfänglichen Position der dritten Rotationsachse als die Position der dritten Rotationsachse, und eine Speichereinrichtung für eine anfängliche Werkzeugmittelpunkt-Position zum Gewinnen einer anfänglichen Werkzeugmittelpunkt-Position basierend auf einer Steuerungspunktposition, dem Ursprung des Tischkoordinatensystems, dem anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor, der anfänglichen Position der ersten Rotationsachse, der anfänglichen Position der zweiten Rotationsachse und der anfänglichen Position der dritten Rotationsachse, zum Speichern der gewonnenen anfänglichen Werkzeugmittelpunkt-Position und Vorgegeben der anfänglichen Werkzeugmittelpunkt-Position als der Werkzeugmittelpunkt-Position in jedem Interpolationszyklus.
Numerische Steuerung nach Anspruch 5, bei der die Speichereinrichtung für eine anfängliche Werkzeugmittelpunkt-Position die Werkzeugmittelpunkt-Position Tp unter Verwendung des folgenden Ausdrucks Tp = Rt*(Pm – P0) – Rc*Rb*Ra*V1, berechnet, wobei Pm die Steuerungspunktposition, P0 der Koordinatenursprung des Tischkoordinatensystems, Rt eine Rotationskonvertierungsmatrix, die die Konvertierung von einem Tischkoordinatensystem zu dem Maschinenkoordinatensystem vornimmt, V1 ein Werkzeuglängen-Kompensationsvektor, Ra eine Matrix der ersten Rotationsachse basierend auf der anfänglichen Position der ersten Rotationsachse, Rb eine anfängliche Matrix der zweiten Rotationsachse basierend auf der anfänglichen Matrix der Position der zweiten Rotationsachse und Rc eine Matrix der dritten Rotationsachse aufgrund der anfänglichen Matrix der Position der dritten Rotationsachse und die gewonnene Position Tp als anfängliche Werkzeugmittelpunkt-Position gespeichert wird und die Werkzeugmittelpunkt-Position Tp in jedem Interpolationszyklus als die Werkzeugmittelpunkt-Position vorgegeben wird.
Numerische Steuerung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, die ferner umfasst: eine manuelle Integrationseinrichtung für eine Rotationsachse zum manuellen Integrieren der Beträge der manuellen Bewegung der drei Rotationsachsen zur Gewinnung eines manuellen Integrationswerts der ersten Rotationsachse, eines manuellen Integrationswerts der zweiten Rotationsachse und eines manuellen Integrationswerts der dritten Rotationsachse; und eine Addiereinrichtung für manuelle Integrationswerte von Rotationsachsen zum Addieren des manuellen Integrationswerts der ersten Rotationsachse zur Position der ersten Rotationsachse für das Aktualisieren der Position der ersten Rotationsachse, zum Addieren des manuellen Integrationswerts der zweiten Rotationsachse zur Position der zweiten Rotationsachse für das Aktualisieren der Position der zweiten Rotationsachse oder zum Addieren des manuellen Integrationswerts der dritten Rotationsachse zur Position der dritten Rotationsachse für das Aktualisieren der Position der dritten Rotationsachse in jedem Interpolationszyklus.
Numerische Steuerung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Speichereinrichtung für einen anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor den anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor speichert und in jedem Interpolationszyklus den anfänglichen Werkzeuglängen-Kompensationsvektor als den Werkzeuglängen-Kompensationsvektor vorgibt und die numerische Steuerung ferner umfasst: eine manuelle Integrationsvorrichtung für eine Linearachse für das manuelle Integrieren manueller Bewegungswerte der drei Linearachsen zum Gewinnen eines manuellen Integrationswerts einer Linearachse, und eine Addiereinrichtung für einen manuellen Integrationswert der Linearachse zum Addieren des manuellen Integrationswerts der Linearachse zur Werkzeugmittelpunkt-Position für das Aktualisieren der Werkzeugmittelpunkt-Position oder für das Addieren des manuellen Integrationswerts der Linearachse zum Werkzeuglängen-Kompensationsvektor für das Aktualisieren des Werkzeuglängen-Kompensationsvektors in jedem Interpolationszyklus.