DE60035131T2

DE60035131T2 - Numerisches steuerverfahren und numerische steuereinrichtung

Info

Publication number: DE60035131T2
Application number: DE60035131T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: EP1327924B1; JPWO2002027417A1; DE60035131D1; WO2002027417A1; US6909939B1; EP1327924A4; JP3959482B2; EP1327924A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren einer numerischen Steuerung und ein System (hier im Nachfolgenden als "NC-System" bezeichnet) zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit Vorschubwellen, die sich nicht orthogonal zueinander schneiden, und betrifft im Besonderen die Koordinatensystemsteuerung zum Ausführen der Steuerung durch Umwandeln der Befehlsachse des NC-Programms, die auf dem orthogonalen Koordinatensystem angewiesen wird, in eine Befehlsposition auf der Welle, um mit der Bewegungsrichtung der Vorschubwelle zusammenzufallen, die an der Maschine angebracht ist.
Stand der Technik
10 ist ein Blockdiagramm, das das relevante Teilstück des numerischen Steuerungssystems gemäß dem Stand der Technik zeigt. In 10 ist 1 eine CPU, ist 2 ein Speicher, ist 3 ein Teilstück für eine externe Eingabe/Ausgabe, ist 6 ein Festlegungs-/Anzeige-Steuerungsteilstück, ist 9 ein Berechnungs-/Analysier-Teilstück, ist 10 ein Interpolationsverarbeitungsteilstück, ist 11 ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungsteilstück, ist 12 ein Treibereinheit-Schnittstellenteilstück, ist 15 ein PLC-Verarbeitungsteilstück und sind 21, 22 Servoverstärker, die Servo-Motoren 31, 32 auf Positionen in Übereinstimmung mit dem durch das NC-System erzeugten Befehlspuls treiben/steuern und außerdem die Achsen zu befohlenen Positionen bewegen.
Wie gut bekannt ist, analysiert das NC-System das in dem Speicher 2 oder Ähnlichem geladene NC-Programm, erzeugt dann Bewegungsbefehlspulse, die die Befehlspositionen auf jeweiligen Achsen angeben, und treibt dann das Werkzeug. Normalerweise hat der Befehlspuls, der an die Servoverstärker ausgestellt wird, die Einheit einer physikalischen Länge, z.B. hat ein Puls 0,1 μm. Bezüglich des Vorschubs auf dem NC-Programm, das auf Basis des orthogonalen Koordinatensystems angewiesen wird, werden die Interpolationspulse für die Treibereinheiten erzeugt, die die Wellen in angewiesenen Achsenrichtungen vorschieben bzw. zustellen, in Ansprechen auf eine jeweilige Vorschubmenge.
Wie in der Patentanmeldungsveröffentlichung (KOKAI) Hei 5-341823 offengelegt, gibt es außerdem den Fall, dass für den Zweck der größten Reduzierung der Maschine in manchen Fällen die Vorschubwelle zum Treiben des Werkzeugschlittens oder von Ähnlichem so angeordnet ist, dass sie um einen anderen Winkel als 90° geneigt ist. Es ist solch eine Steuerungstechnologie für eine geneigte Welle vorhanden, dass ein Befehlspuls in Ansprechen auf das NC-Programm ausgegeben wird, was den Befehl auf der Basis des orthogonalen Koordinatensystems ausstellt, hinsichtlich einer Vorschubmenge in der Wellenrichtung, die geneigt angeordnet ist, und dann wird der Werkzeugschlitten oder Ähnliches in die angewiesene Achsenrichtung auf dem orthogonalen Koordinatensystem bewegt, das durch das NC-Programm befohlen ist.
11 ist ein Beispiel der Steuerung einer geneigten Welle. Das NC-Programm stellt den Befehl auf dem orthogonalen Koordinatensystem Xp-Zp aus, aber die Bewegungsrichtungen der tatsächlich bereitgestellten Wellen sind die Xm-Achsen-Richtung und die Zm-Achsen-Richtung. Die Zm-Achsen-Richtung ist bei einer Schräge zu der Zp-Achsen-Richtung um einen Winkel θ angeordnet. Wenn der Bewegungsbefehl von Za nach Zb durch den Programmbefehl ausgestellt wird, erzeugt das NC-System den Befehlspuls, der die Bewegungsmenge Lz angibt, für das Zm-Achsen-Servo-Steuerungsteilstück. Da die Werkzeugposition zu dieser Zeit in der Xp-Achsen-Richtung versetzt ist, wird der Befehlspuls, der die Bewegungsmenge der Länge Lx angibt, für das Xm-Achsen-Servo-Steuerungsteilstück zur selben Zeit erzeugt, um den Versatz der Nase bzw. des Ansatzes in der Xp-Achsen-Richtung zu korrigieren. Die Bewegungsbefehlspulse zu dieser Zeit werden berechnet durch Lz = (Zb – Za)·(1/cos θ) Lx = Lz·sin θ.
In dem obigen NC-System gemäß dem Stand der Technik ist, in dem Fall, dass die Vorschubwellenrichtung, entlang welcher der Befehlspuls tatsächlich ausgegeben wird, von der Befehlsachsenrichtung unterschiedlich ist, die durch das NC-Programm auf dem orthogonalen Koordinatensystem angewiesen wird, wie z.B. in dem in 11 gezeigten Beispiel, die tatsächliche Richtung der Vorschubwelle (Zm-Achse) von dem Vorschub in der Zp-Achsen-Richtung um einen Winkel θ bezüglich des Befehls auf dem orthogonalen Koordinatensystem Xp-Zp geneigt. Deshalb ist der tatsächliche Vorschub als ein synthetisierter Vorschub der Bewegung in der Xm-Achsen-Richtung und der Bewegung in der Zm-Achsen-Richtung in Ansprechen auf den Befehl in der Zp-Achsen-Richtung gegeben.
In dem Fall, dass das konventionelle NC-System die Werkzeugmaschine mit den Vorschubwellen steuert, so dass die Zm-Achse zu der Xm-Achse um einen Winkel θ geneigt ist, ist es demgemäß unmöglich, den Bewegungsbefehl auf der Zm-Achse (die Vorschubwelle, die zu der Xm-Achse um den Winkel θ geneigt ist) nur in Ansprechen auf den Vorschubbefehl auf dem orthogonalen Koordinatensystem auszustellen.
Das heißt, dass es ein derartiges Problem gibt, dass die Zm-Achse nicht allein betrieben werden kann, ohne den Betrieb der Xm-Achse zu verursachen.
In diesem Zusammenhang, in dem Fall der obigen Maschine, wenn die Zm-Achse nicht allein ohne den Betrieb der Xm-Achse betrieben werden kann, ist es unmöglich, den Prozess auszuführen, während dessen eine Bewegung der Vorschubwelle synchron mit der Rotation der Spindel gesteuert werden muss, wie z.B. bei dem Prozess des Abstechens bzw. Gewindeschneidens in der Zm-Achsen-Richtung (dieser Prozess wird durch Anpassen des Abstechwerkzeugs an die rotierte Spindel und anschlieβendes Vorschieben dieser Spindel in der Zm-Achsen-Richtung synchron mit der Spindelrotation ausgeführt).
Angesichts des obigen Nachteils kann es theoretisch angedacht werden, dass das orthogonale Programm-Koordinatensystem nicht auf das orthogonale Koordinatensystem sondern auf das Koordinatensystem festgelegt werden sollte, dessen Achsen mit der Zm-Achse und der Xm-Achse zusammenfallen. Jedoch wird normalerweise der Bearbeitungsplan mittels der ISO-Methode bzw. des Drittwinkel-Projektionsverfahrens bekannt gemacht. Wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem nicht auf das orthogonale Koordinatensystem sondern auf das Koordinatensystem festgelegt wird, dessen Achsen vollständig mit den Vorschubwellenrichtungen der Maschine zusammenfallen, wird deshalb wie oben beschrieben häufig der Fall verursacht, dass die in dem Bearbeitungsplan bekannt gemachten Daten nicht wie sie sind beim Vorbereiten des Programms eingesetzt werden können. Deshalb gibt es Nachteile, dass die Befehlswerte auf Grundlage der in dem Bearbeitungsplan bekannt gemachten Daten berechnet werden müssen, und daher ist solch ein Koordinatensystem nicht praxisorientiert.
Patent Abstracts of Japan, Vol. 121, Nr. 69 (M-699), 20. Mai 1998, zugehörig zu der Patentanmeldung JP-A-62-282863 , betrifft ein Steuerungssystem für eine Schleifmaschine mit einer schrägen Welle. Die Maschine hat eine Welle, die um einen Winkel θ schräg zu einem orthogonalen Koordinatensystem ist, das eine Achse gemeinsam mit der Spindel hat. Es werden Gleichungen zum Umwandeln von Bewegungen, die hinsichtlich des orthogonalen Koordinatensystems spezifiziert sind, in Bewegungen hinsichtlich eines Koordinatensystems mit der Achse der schrägen Welle als eine Achse, auf der Grundlage des schrägen Winkels θ, gezeigt. Die Vorschubrate wird auch auf der Grundlage des Winkels θ umgewandelt.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist getätigt worden, um die obigen Probleme zu überwinden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System einer numerischen Steuerung bereitzustellen, in welchen eine Welle bewegt werden kann, ohne die Bewegung der anderen Welle zu verursachen, selbst wenn eine Werkzeugmaschine oder Ähnliches mit Vorschubwellen, die sich nicht orthogonal zueinander schneiden, gesteuert werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen spezifiziert.
Dann umfasst ein Verfahren einer numerischen Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit wenigstens zwei Vorschubwellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, oder von Ähnlichem, durch Ausstellen von Befehlen auf einem orthogonalen Programm-Koordinatensystem einen Schritt zum Festlegen von zwei Wellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, Festlegen einer Welle der zwei Wellen als eine geneigte Referenzwelle, Festlegen einer Information auf der Grundlage eines Winkels zwischen zwei Wellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, und Festlegen eines ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystems, das so konstruiert ist, dass eine Bewegungsrichtung der geneigten Referenzwelle mit einer Befehlsachsenrichtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt, und eines zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystems, das so konstruiert ist, dass eine Bewegungsrichtung einer anderen Welle als der geneigten Referenzwelle mit einer Befehlsachsenrichtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt; und einen Schritt zum Auswählen eines des ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystems und des zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystems.
Außerdem umfasst ein numerisches Steuerungssystem zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit wenigstens zwei Vorschubwellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, oder von Ähnlichem, durch Ausstellen von Befehlen auf einem orthogonalen Programm-Koordinatensystem eine erste Festlegungseinrichtung zum Festlegen zweier Wellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, und Festlegen einer Welle der zwei Wellen als eine geneigte Referenzwelle; eine Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels zum Festlegen einer Information auf der Grundlage eines Winkels zwischen zwei Wellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden; und eine Koordinatensystem-Auswähleinrichtung zum Auswählen eines von einem ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystem, das so konstruiert ist, dass eine Bewegungsrichtung der geneigten Referenzwelle mit einer Befehlsachsenrichtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt, und einem zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystem, das so konstruiert ist, dass eine Bewegungsrichtung einer anderen Welle als der geneigten Referenzwelle mit einer Befehlsachsenrichtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt, die beide durch die erste Festlegungseinrichtung und die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels festgelegt sind.
Deshalb kann das optimale Werkzeug zum Erfüllen des Prozessmusters ausgewählt werden, und der Prozess kann durch die optimale Vorschubwelle ausgeführt werden, und somit kann die Verarbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Außerdem umfasst das numerische Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung eine Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung zum Auswählen eines des ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystems und des zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystems als das orthogonale Programm-Koordinatensystem in einem Anfangszustand.
Deshalb kann das orthogonale Programm-Koordinatensystem ohne das Ausstellen des Koordinatensystem-Auswählbefehls ausgewählt werden, um mit dem Werkzeug in Einklang zu sein, das anfangs gemäß dem Herstellungsmuster ausgewählt wird, und es kann somit der Effekt erzielt werden, dass an Programmlänge gespart werden kann.
Außerdem legt in dem numerischen Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels direkt ein Längenverhältnis von drei Seiten eines Dreiecks auf der Grundlage eines Winkels zwischen zwei Wellen fest, deren Bewegungsrichtungen sich zueinander nicht orthogonal schneiden.
Deshalb können nicht nur die Werte der geneigten Verhältnisse einfach auf der Grundlage der Passungsdimension der Maschine festgelegt werden, sondern es kann auch der Befehlswert auf dem orthogonalen Koordinatensystem in den Befehlswert auf der tatsächlichen Welle durch allein vier Operationen ohne die komplizierte Berechnung, wie beispielsweise der trigonometrischen Funktion, umgewandelt werden. Als ein Ergebnis kann die Berechnungslast reduziert werden, und es kann somit der Effekt erzielt werden, dass die Leistungsfähigkeit des NC-Systems verbessert werden kann.
Außerdem berechnet in dem numerischen Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels ein Längenverhältnis der drei Seiten eines Dreiecks auf der Grundlage eines Winkels zwischen zwei Eingangswellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, und legt dann ein berechnetes Längenverhältnis der drei Seiten des Dreiecks fest.
Deshalb wird von dem Operator lediglich gefordert, den geneigten Winkel festzulegen, und somit kann die Zeit und Arbeit beim Festlegen weggelassen werden.
Außerdem kann das berechnete Längenverhältnis der drei Seiten des Dreiecks innerhalb des NC-Systems festgelegt werden. Deshalb kann der Befehlswert auf dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem in den Befehlswert auf der tatsächlichen Welle durch nur vier Operationen umgewandelt werden. Als ein Ergebnis kann die Berechnungslast reduziert werden, und somit kann der Effekt erzielt werden, dass die Leistungsfähigkeit des NC-Systems verbessert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die eine Ausgestaltung eines numerischen Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein orthogonales Programm-Koordinatensystem zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungsteilstück einer geneigten Welle in dem numerischen Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Ansicht zum Erläutern davon, wie in dem numerischen Steuerungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geneigte Verhältnisse bzw. Neigungsverhältnisse festgelegt werden.
4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs eines Befehlswert-Umwandlungsteilstücks in dem numerischen Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (wenn ein orthogonales Programm-Koordinatensystem A ausgewählt wird).
5 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs des Befehlswert-Umwandlungsteilstücks in dem numerischen Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (wenn ein orthogonales Programm-Koordinatensystem B ausgewählt wird).
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs eines Koordinatensystemwiederherstellungs-Verarbeitungsteilstücks in dem numerischen Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (wenn das Koordinatensystem von dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem B zu dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem A geändert wird).
7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs des Koordinatensystemwiederherstellungs-Verarbeitungsteilstücks in dem numerischen Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (wenn das Koordinatensystem von dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem A zu dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem B geändert wird).
8 ist eine schematische Ausgestaltungsansicht einer NC-Werkzeugmaschine, die durch das numerische Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
9 ist eine Ansicht, die ein Programmbeispiel der NC-Werkzeugmaschine zeigt, die durch das numerische Steuerungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
10 ist ein Blockdiagramm, das das relevante Teilstück des numerischen Steuerungssystems gemäß dem Stand der Technik zeigt.
11 ist eine Ansicht zum Erläutern der Steuerung einer geneigten Achse des numerischen Steuerungssystems gemäß dem Stand der Technik.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier im Nachfolgenden mit Verweis auf 1 bis 9 erläutert werden.
In diesem Fall zeigt diese erste Ausführungsform ein Beispiel, wenn das NC-System gemäß der vorliegenden Erfindung auf die NC-Drehmaschine angewendet wird.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausgestaltung des NC-Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier ist 1 eine CPU, ist 2 ein Speicher, ist 3 ein Teilstück einer externen Eingabe/Ausgabe, ist 6 ein Festlegungs-/Anzeige-Steuerungsteilstück, ist 9 ein Berechnungs-/Analysier-Teilstück, ist 10 ein Interpolationsverarbeitungsteilstück, ist 11 ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungsteilstück, ist 12 ein Treibereinheit-Schnittstellenteilstück, ist 15 ein PLC-Verarbeitungsteilstück und ist 18 ein Teilstück zum Steuern einer geneigten Welle. Ihre Details werden später mit Verweis auf 2 bis 7 beschrieben. Außerdem sind 21, 22 Servo-Verstärker und sind 31, 32 Servo-Motoren. Eine Achse einer Vorschubwelle Ax1, die um einen vorbestimmten Winkel zu einer Achse einer Vorschubwelle Ax2 gekippt ist, wird durch den Servo-Motor 31 angetrieben, und die Achse einer Vorschubwelle Ax2 wird durch den Servo-Motor 32 angetrieben.
Das numerische Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird z.B. auf die in 8 gezeigte NC-Drehmaschine angewendet. Dieses System hat ein orthogonales Programm-Koordinatensystem ax1'-ax2, in dem eine Achsenrichtung der Vorschubwelle Ax2 konstruiert ist, mit einer ax2-Achsen-Richtung eines orthogonalen Programm-Koordinatensystems (orthogonales Programm-Koordinatensystem A) zusammenzufallen, und ein orthogonales Koordinatensystem ax1-ax2', in dem eine Achsenrichtung der Vorschubwelle Axt konstruiert ist, mit einer ax1-Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems (orthogonales Programm-Koordinatensystem B) zusammenzufallen, und führt den optimalen Prozess durch beliebiges Auswählen des obigen Programm-Koordinatensystems in Ansprechen auf die Bearbeitungsmuster aus.
In diesem Fall ist die in 8 gezeigte NC-Drehmaschine wie folgt konstruiert. Das heißt, dass ein Revolver(kopf) 101, der mit einem Werkzeug-1 111 für den Drehprozess oder den Abstichprozess bzw. Gewindeschneidprozess und ein Werkzeug-2 112 für den Fräsprozess usw. ausgerüstet ist, wird durch die Xm-Achse (die der Vorschubwelle Ax1 in 1 entspricht, und die Vorschubrichtung fällt mit der ax1-Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems B zusammen), die Ym-Achse (die der Vorschubwelle Axt in 1 entspricht, und die Vorschubrichtung fällt mit der ax2-Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems A zusammen), und die Zm-Achse getrieben wird. Außerdem ist die Xm-Achse angeordnet, um bei einer Neigung zu der Ym-Achse um einen Winkel α getrieben zu werden, und die Ym-Achse ist angeordnet, um in der Horizontalrichtung getrieben zu werden. Außerdem ist die Zm-Achse angeordnet, um in der Horizontalrichtung und der Arbeitslängsrichtung getrieben zu werden. Außerdem wird ein durch ein Spannfutter 103 gehaltenes Arbeitsstück 102 durch die Spindel rotiert und durch das von dem Revolverkopf 101 aufgenommene Werkzeug durch Treiben der Xm-Achse, der Ym-Achse und der Zm-Achse verarbeitet.
Die in 8 gezeigte NC-Drehmaschine ist wie oben konstruiert. Wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B (das orthogonale Programm-Koordinatensystem, dessen Achse nicht mit der Ym-Achse zusammenfällt, aber mit der Xm-Achse zusammenfällt) ausgewählt wird, dann wird das Abstichwerkzeug, das durch einen Motor (nicht gezeigt) rotiert wird, der in dem Revolverkopf 101 eingebaut ist, als das Werkzeug-1 111 ausgewählt, und dann wird der Befehl zum Bewegen nur der Xm-Achse ausgestellt, nur die Xm-Achse wird ohne Bewegung der Ym-Achse bewegt, und somit kann der Abstichprozess auf das Arbeitsstück 102 angewendet werden.
Wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A (das orthogonale Programm-Koordinatensystem, dessen Achse nicht mit der Xm-Achse zusammenfällt, aber mit der Ym-Achse zusammenfällt) ausgewählt wird, wird außerdem das Fräswerkzeug als das Werkzeug-2 112 ausgewählt, und dann wird der Befehl zum Bewegen nur der Ym-Achse ausgestellt, nur die Ym-Achse wird ohne Bewegung der Xm-Achse bewegt, und somit kann der Fräsprozess auf das Arbeitsstück angewendet werden.
Das numerische Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat wie oben erwähnte Funktionen. Ihre Details werden im Folgenden erläutert.
2 ist ein Blockdiagramm, das Prozesse gemäß dem Teilstück zum Steuern einer geneigten Welle 18 zeigt. In 2 ist 201 ein Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems, der durch das NC-Programm angewiesen wird, ist 202 ein Befehlswert einer realen Achse als der Befehlswert zum Treiben der tatsächlichen Vorschubwellen (die Vorschubwelle Ax1, die Vorschubwelle Ax2, die in 1 gezeigt sind), und ist 203 ein Befehlswert-Umwandlungsteilstück zum Ausführen der Koordinatentransformation von dem Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems 201 zu dem Befehlswert einer realen Achse 202. Ihre Details werden später mit Verweis auf 4 und 5 beschrieben. Außerdem ist 204 eine Koordinatensystem-Auswähleinrichtung zum Auswählen des Koordinatensystems, das durch das NC-Programm oder die Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung 208 angewiesen ist. Diese Auswähleinrichtung wählt eines des in 1 gezeigten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (das Koordinatensystem, in dem die ax1'-Achse nicht mit der Achsen-Richtung der Vorschubwelle Ax1 der tatsächlichen Maschine zusammenfällt, aber die ax2-Achse mit der Vorschubwelle Axt der tatsächlichen Maschine zusammenfällt) und des in 1 gezeigten orthogonalen Programm-Koordinatensystems B (das Koordinatensystem, in dem die ax2'-Achse nicht mit der Achsen-Richtung der Vorschubwelle Ax2 der tatsächlichen Maschine zusammenfällt, aber die ax1-Achse mit der Vorschubwelle Axt der tatsächlichen Maschine zusammenfällt) aus.
Außerdem ist 205 ein Koordinatensystemwiederherstellungs-Verarbeitungsteilstück zum Ausführen eines Umrechnungsprozesses auf der Grundlage des Befehlswertes einer realen Achse, um eine aktuelle Position auf dem neu ausgewählten orthogonalen Koordinatensystem zu erhalten, wenn ein anderes orthogonales Koordinatensystem durch die Koordinatensystem-Auswähleinrichtung 204 ausgewählt wird. Ihre Details werden später mit Verweis auf 6 und 7 beschrieben. Außerdem ist 206 eine Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels zum Speichern von Verhältnissen a, b, c jeweiliger Seiten (hier im Nachfolgenden als "geneigte Verhältnisse" bzw. "Neigungsverhältnisse" bezeichnet) eines Dreiecks mit einem geneigten Winkel α (ein Neigungswinkel der Vorschubwelle Axt zu der Vorschubwelle Ax2), der von der Tastatur oder Ähnlichem eingegeben wird, in Speichern für ein Neigungsverhältnis 211 bis 213. Ihre Details werden später mit Verweis auf 3 beschrieben. Außerdem ist 207 eine Einrichtung zum Festlegen einer geneigten Welle, die Wellennummern zueinander schräg liegender Wellen (die Vorschubwelle Ax1, die Vorschubwelle Ax2, die in 1 gezeigt sind) in einem Zähler einer geneigten Welle 1 221 und einem Zähler einer geneigten Welle 2 222 festlegt. Zu dieser Zeit wird die Welle, die in dem Zähler einer geneigten Welle 2 222 (die Vorschubwelle Ax2) festgelegt ist, als eine geneigte Referenzwelle (die Vorschubwelle, die mit der Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt) in dem NC-System identifiziert, und die Daten werden in einem Referenzwellenzähler 231 festgelegt. Außerdem ist 208 die Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung zum Umwandeln des orthogonalen Vorgabe-Programm-Koordinatensystems in das orthogonale Anfangsprogramm-Koordinatensystem bei dem Start des NC-Systems, wenn der Benutzer die Parameter über den Parameterfestlegungsschirm des NC-Systems festlegt, wie es der Fall sein kann, und zum anschließenden Eingeben eines solchen Koordinatensystems in die Koordinatensystem- Auswähleinrichtung 204. Zum Beispiel wandelt solch eine Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung das Koordinatensystem in das orthogonale Programm-Koordinatensystem B um, wenn das orthogonale Vorgabe-Programm-Koordinatensystem das orthogonale Programm-Koordinatensystem A ist (in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform), und wandelt das Koordinatensystem in das orthogonale Programm-Koordinatensystem A um, wenn das orthogonale Vorgabe-Programm-Koordinatensystem das orthogonale Programm-Koordinatensystem B ist, wodurch das umgewandelte orthogonale Programm-Koordinatensystem als das orthogonale Anfangs-Programm-Koordinatensystem festgelegt wird.
3 ist eine erläuternde Ansicht, die das Festlegen der Neigungsverhältnisse der geneigt-festgelegten Wellen durch die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels 206 betrifft.
Wenn die Vorschubwelle Axt und die Vorschubwelle Ax2 festgelegt sind, wie in 3 gezeigt, den geneigten Winkel α zu haben, werden solch eine Vorschubwelle Axt und solch eine Vorschubwelle Ax2 in dem Zähler einer geneigten Welle 1 221 und dem Zähler einer geneigten Welle 2 222 als die geneigte Welle 1 und die geneigte Welle 2 durch die Einrichtung zum Festlegen einer geneigten Welle 207 festgelegt. Da die Welle, die in dem Zähler einer geneigten Welle 2 222 in dem NC-System festgelegt ist, zu dieser Zeit in der vorliegenden Ausführungsform als die geneigte Referenzwelle identifiziert wird und auch die Daten in dem Referenzwellenzähler 231 festgelegt sind, wird die Vorschubwelle Ax2 als die geneigte Referenzwelle behandelt, bis der Inhalt des Referenzwellenzählers 231 durch das Koordinatensystemwiederherstellungs-Verarbeitungsteilstück 205 geändert wird. Zu dieser Zeit wird das orthogonale Programm-Koordinatensystem A als das Anfangs-Koordinatensystem ausgewählt, und dieses orthogonale Programm-Koordinatensystem A stellt die Vorgabewerte bereit. Im Gegensatz dazu, wenn es erwünscht ist, dass orthogonale Programm-Koordinatensystem B als das Anfangs-Koordinatensystem festzulegen, wird solch ein orthogonales Programm-Koordinatensystem B durch die Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung 208 festgelegt.
Wenn die Welle, die in dem Zähler einer geneigten Welle 1 221 in dem NC-System festgelegt ist, als die geneigte Referenzwelle identifiziert werden soll, wird das orthogonale Programm-Koordinatensystem B als das Anfangs-Koordinatensystem ausgewählt, und dieses orthogonale Programm-Koordinatensystem B stellt die Vorgabewerte bereit. In diesem Fall ist es auch erwünscht, das orthogonale Programm-Koordinatensystem A als das Anfangs-Koordinatensystem festzulegen, so dass das orthogonale Programm-Koordinatensystem A durch die Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung 208 festgelegt wird.
Außerdem sind Verhältnisse jeweiliger Seiten eines rechtwinkligen Dreiecks, das aus jeweiligen Seiten in der ax1-Achsen-Richtung, der ax2-Achsen-Richtung und der ax1'-Achsen-Richtung besteht und den geneigten Winkel α hat, in dem Speicher für ein Neigungsverhältnis a 211, dem Speicher für ein Neigungsverhältnis b 212 und dem Speicher für ein Neigungsverhältnis c 213 als das Neigungsverhältnis a, Neigungsverhältnis b bzw. das Neigungsverhältnis c festgelegt, bezüglich der ax1'-Achsen-Richtung und der ax2-Achsen-Richtung als die Achsen-Richtungen des orthogonalen Anfangs-Programm-Koordinatensystems (das orthogonale Programm-Koordinatensystem A) und der ax1-Achsen-Richtung und der ax2-Achsen-Richtung als die Vorschubwellenrichtungen, die tatsächlich getrieben werden, durch die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels 206. Wenn z.B. das rechtwinklige Dreieck den Neigungswinkel α von 60° hat, werden die Verhältnisse von a:√3, b:1, und c:2 festgelegt.
Wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem, das aus der ax1'-Achsen-Richtung und der ax2-Achsen-Richtung besteht (orthogonales Programm-Koordinatensystem A), durch die Koordinatensystem-Auswähleinrichtung 204 ausgewählt wird, ist dann die geneigte Referenzwelle die Vorschubwelle Ax2 (die mit der ax2-Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt). In Ansprechen auf den Programmbefehl in der ax1'-Achsen-Richtung (eine Bewegungsmenge a) wird deshalb die Vorschubwelle Ax1 um das Verhältnis c bewegt, was dem Programmbefehl in der ax1'-Achsen-Richtung antwortet bzw. diesem entspricht, und außerdem wird die Vorschubwelle Ax2 um das Verhältnis b gleichzeitig mit der Bewegung der Vorschubwelle Axt bewegt, was dem Programmbefehl in der ax1'-Achsen-Richtung antwortet bzw. diesem entspricht. Wenn dieses Koordinatensystem ausgewählt ist, wird außerdem die Vorschubwelle Ax1 in Ansprechen auf den Programmbefehl allein in die ax2-Achsen-Richtung nicht bewegt, sondern die Vorschubwelle Ax2 wird lediglich um eine durch das Programm angewiesene Bewegungsmenge bewegt.
Wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem, das aus der ax1-Achsen-Richtung und der ax2'-Achsen-Richtung besteht (orthogonales Programm-Koordinatensystem B), durch die Koordinatensystem-Auswähleinrichtung 204 ausgewählt wird, ist außerdem die geneigte Referenzwelle die Vorschubwelle Axt (die mit der ax1-Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt). In Ansprechen auf den Programmbefehl in der ax2'-Achsen-Richtung (eine Bewegungsmenge a) wird deshalb die Vorschubwelle Axt um das Verhältnis c bewegt, was auf den Programmbefehl in der ax2'-Achsen-Richtung antwortet bzw. diesem entspricht, und außerdem wird die Vorschubwelle Ax2 um das Verhältnis b gleichzeitig mit der Bewegung der Vorschubwelle Ax1 bewegt, was auf den Programmbefehl in die ax2'-Achsen-Richtung antwortet bzw. diesem entspricht. Wenn dieses Koordinatensystem ausgewählt ist, wird außerdem die Vorschubwelle Axt in Ansprechen auf den Programmbefehl allein in die ax1-Achsen-Richtung nicht bewegt, sondern die Vorschubwelle Axt wird lediglich um eine durch das Programm angewiesene Bewegungsmenge bewegt.
Mit anderen Worten meint dieses die Tatsache, dass, wenn drei Daten des Neigungsverhältnisses a, des Neigungsverhältnisses b und des Neigungsverhältnisses c bereitgestellt werden und außerdem eine von der Welle, die durch den Zähler einer geneigten Welle 1 221 festgelegt ist, und der Welle, die durch den Zähler einer geneigten Welle 2 222 festgelegt ist, in die geneigte Referenzwelle umgeschaltet wird, es möglich ist, einfach die Steuerung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems A und die Steuerung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems B handzuhaben.
4 und 5 sind Flussdiagramme, die Beispiele des Prozesses des Befehlswert-Umwandlungsteilstücks 203 in dem NC-System zeigen. 4 zeigt ein Beispiel des Prozesses, der ausgeführt wird, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A ausgewählt ist, und 5 zeigt ein Beispiel des Prozesses, der ausgeführt wird, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B ausgewählt ist.
Außerdem ist eine Bewegungsmenge (Befehlswert) jeder Achse auf dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem, die als die Eingabe des Prozesses bereitgestellt wird, durch P(axn) angegeben. Das heißt, dass P(ax1) den Programmbefehlswert in der ax1'-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A ausgewählt ist) oder in der ax1-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B ausgewählt ist) angibt, und P(ax2) den Programmbefehlswert in der ax2-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A ausgewählt ist) oder in der ax2'-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B ausgewählt ist) angibt.
Außerdem ist der Befehlswert einer realen Achse, der durch den Prozess ausgegeben wird, als M(axn) angegeben. Das heißt, dass M(ax1) den Befehlswert einer realen Achse in der ax1-Achsen-Richtung (die Bewegungsrichtung der Vorschubwelle Ax1 in 1) angibt, und M(ax2) den Befehlswert einer realen Achse in der ax2-Achsen-Richtung (die Bewegungsrichtung der Vorschubwelle Ax2 in 1) angibt.
Außerdem werden die Steuerwellennummern der geneigten Welle 1 (die Vorschubwelle Axt in 1) und der geneigten Welle 2 (die Vorschubwelle Axt in 1), die konstruiert sind, zueinander schräg zu sein, in dem Zähler einer geneigten Welle 1 221 und dem Zähler einer geneigten Welle 2 222 durch die Einrichtung zum Festlegen einer geneigten Welle 207 gespeichert. Wenn das Anfangs-Koordinatensystem durch die Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung 208 nicht geändert wird, wird zu dieser Zeit das orthogonale Programm-Koordinatensystem A, das als der Vorgabewert gegeben wird, als das Anfangs-Koordinatensystem in der vorliegenden Ausführungsform ausgewählt.
In 4 (ein Beispiel des Prozesses in dem Befehlswert-Umwandlungsabschnitt, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A, in dem die ax1'-Achse nicht mit der Achsen-Richtung der Vorschubwelle Ax1 der tatsächlichen Maschine zusammenfällt, aber die ax2-Achse mit der Vorschubwelle Ax2 der tatsächlichen Maschine zusammenfällt, ausgewählt ist) wird durch den Zähler einer geneigten Welle 1 221 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 11 entschieden, ob oder nicht die Welle die geneigte Welle (Ax1) ist. Wenn die Welle die geneigte Welle (Ax1) ist, wird der Befehlswert einer realen Achse M(ax1) durch die in 4 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax1) der geneigten Welle, dem Neigungsverhältnis a und dem Neigungsverhältnis c berechnet, d.h., M(ax1) = P(ax1) × (c/a) in Schritt 12. Wenn die Welle nicht die geneigte Welle (Ax1) in Schritt 11 ist, wird durch den Zähler einer geneigten Welle 2 222 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 13 bestimmt, ob oder nicht die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax2) ist. Wenn die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax2) ist, wird der Befehlswert einer realen Achse M(ax2) durch die in 4 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax2) der geneigten Referenzwelle, des Befehlswertes eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax1) der geneigten Welle (Ax1), des Neigungsverhältnisses a und des Neigungsverhältnisses b berechnet, d.h., M(ax2) = P(ax2) – P(ax1) × (b/a) in Schritt 14. Wenn die Welle nicht die geneigte Referenzwelle (Ax2) in Schritt 13 ist, wird die Welle als die normale orthogonale Welle behandelt, und außerdem wird der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax) als der Befehlswert einer realen Achse M(ax) festgelegt (Schritt 15).
In 5 (ein Beispiel des Prozesses in dem Befehlswert-Umwandlungsteilstück, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B, in dem die ax2'-Achse nicht mit der Achsen-Richtung der Vorschubwelle Ax2 der tatsächlichen Maschine zusammenfällt, aber die ax1-Achse mit der Vorschubwelle Axt der tatsächlichen Maschine zusammenfällt, ausgewählt ist) wird außerdem durch den Zähler einer geneigten Welle 2 222 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 11A entschieden, ob oder nicht die Welle die geneigte Welle (Ax2) ist. Wenn die Welle die geneigte Welle (Ax2) ist, wird der Befehlswert einer realen Achse M(ax2) durch die in 5 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax2) der geneigten Welle, des Neigungsverhältnisses a und des Neigungsverhältnisses c berechnet, d.h., M(ax2) = P(ax2) × (c/a) in Schritt 12A. Wenn die Welle nicht die geneigte Welle (Ax2) in Schritt 11A ist, wird durch den Zähler einer geneigten Welle 1 221 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 13A bestimmt, ob oder nicht die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax1) ist. Wenn die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax1) ist, wird der Befehlswert einer realen Achse M(ax1) durch die in 4 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax1) der geneigten Referenzwelle, des Befehlswertes des orthogonalen Koordinatensystems P(ax2) der geneigten Welle (Ax2), des Neigungsverhältnisses a und des Neigungsverhältnisses b berechnet, d.h., M(ax1) = P(ax1) – P(ax2) × (b/a) in Schritt 14A. Wenn die Welle nicht die geneigte Referenzwelle (Ax1) in Schritt 13A ist, wird die Welle als die normale orthogonale Welle behandelt, und außerdem wird der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax) als der Befehlswert einer realen Achse M(ax) festgelegt (Schritt 15A).
6 und 7 sind Flussdiagramme, die Beispiele des Prozesses in dem Koordinatensystemwiederherstellungs-Verarbeitungsteilstück 205 zeigen, das den Berechnungsprozess erneut ausführt, um die aktuelle Position auf dem neu ausgewählten orthogonalen Koordinatensystem aus dem Befehlswert einer realen Achse zu bekommen, wenn ein anderes orthogonales Koordinatensystem durch die Koordinatensystem-Auswähleinrichtung 204 ausgewählt wird. 6 zeigt ein Beispiel des Prozesses, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A anstelle des orthogonalen Programm-Koordinatensystems B ausgewählt wird, und 7 zeigt ein Beispiel des Prozesses, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B anstelle des orthogonalen Programm-Koordinatensystems A ausgewählt wird.
In 6 und 7 ist der Befehlswert einer realen Achse auf jeder Welle, der als die Eingabe des Prozesses gegeben ist, durch M(axn) bezeichnet. Das heißt, dass M(ax1) den Befehlswert einer realen Achse in der ax1-Achsen-Richtung (die Bewegungsrichtung des Vorschubwelle Ax1 in 1) bezeichnet, und dass M(ax2) den Befehlswert einer realen Achse in der ax2-Achsen-Richtung (die Bewegungsrichtung der Vorschubwelle Ax2 in 1) bezeichnet.
Außerdem ist der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems, der durch den Prozess ausgegeben wird, durch P(axn) bezeichnet. Das heißt, dass P(ax1) den Programmbefehlswert in der ax1'-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A ausgewählt ist) oder der ax1-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B ausgewählt ist) bezeichnet, und dass P(ax2) den Programmbefehlswert in der ax2-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A ausgewählt ist) oder der ax2'-Achsen-Richtung (wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B ausgewählt ist) bezeichnet.
Außerdem werden die Steuerwellennummern der geneigten Welle 1 (die Vorschubwelle Axt in 1) und der geneigten Welle 2 (die Vorschubwelle Ax2 in 1), die konstruiert sind, zueinander schräg zu sein, in dem Zähler einer geneigten Welle 1 221 und dem Zähler einer geneigten Welle 2 222 durch die Einrichtung zum Festlegen einer geneigten Welle 207 gespeichert.
In 6 (ein Beispiel des Prozesses, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem A anstelle des orthogonalen Programm-Koordinatensystems B ausgewählt wird) wird durch den Zähler einer geneigten Winkel 1 221 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 21 entschieden, ob oder nicht die Welle die geneigte Welle (Ax1) ist. Wenn die Welle die geneigte Welle (Ax1) ist, wird der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax1) durch die in 6 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes einer realen Achse M(ax1) der geneigten Welle, des Neigungsverhältnisses a und des Neigungsverhältnisses c berechnet, d.h., P(ax1) = M (ax1) × (a/c) in Schritt 22. Wenn die Welle nicht die geneigte Welle (Ax1) in Schritt 21 ist, wird durch den Zähler einer geneigten Welle 2 222 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 23 bestimmt, ob oder nicht die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax2) ist. Wenn die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax2) ist, wird der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax2) durch die in 6 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes einer realen Achse M(ax2) der geneigten Referenzwelle, des Befehlswertes einer realen Achse M(ax1) der geneigten Welle (Ax1), des Neigungsverhältnisses b und des Neigungsverhältnisses c berechnet, d.h., P(ax2) = M(ax2) + M(ax1) × (b/c) in Schritt 24. Wenn die Welle nicht die geneigte Referenzwelle (Ax2) in Schritt 23 ist, wird die Welle als die normale orthogonale Welle behandelt, und außerdem wird der Befehlswert einer realen Achse M(ax) als der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax) festgelegt (Schritt 25).
In 7 (ein Beispiel des Prozesses, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem B anstelle des orthogonalen Programm-Koordinatensystems A ausgewählt wird) wird außerdem durch den Zähler einer geneigten Welle 2 222 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 21A entschieden, ob oder nicht die Welle die geneigte Welle (Ax2) ist. Wenn die Welle die geneigte Welle (Ax2) ist, wird der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax2) durch die in 7 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes einer realen Achse M(ax2) der geneigten Welle, des Neigungsverhältnisses a und des Neigungsverhältnisses c berechnet, d.h., P(ax2) = M(ax2) × (a/c) in Schritt 22A. Wenn die Welle nicht die geneigte Welle (Ax2) in Schritt 21A ist, wird durch den Zähler einer geneigten Welle 1 221 und den Referenzwellenzähler 231 in Schritt 23A entschieden, ob oder nicht die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax1) ist. Wenn die Welle die geneigte Referenzwelle (Ax1) ist, wird der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax1) durch die in 7 gegebene Gleichung auf der Grundlage des Befehlswertes einer realen Achse M(ax1) der geneigten Referenzwelle, des Befehlswertes einer realen Achse M(ax2) der geneigten Welle (Ax2), des Neigungsverhältnisses b und des Neigungsverhältnisses c berechnet, d.h., P(ax1) = M(ax1) + M(ax2) × (b/c) in Schritt 24A. Wenn die Welle nicht die geneigte Referenzwelle (Ax1) in Schritt 23A ist, wird die Welle als die normale orthogonale Welle behandelt, und außerdem wird der Befehlswert einer realen Achse M(ax) als der Befehlswert eines orthogonalen Koordinatensystems P(ax) festgelegt (Schritt 25A).
8 ist eine schematische Ausgestaltungsansicht der NC-Drehmaschine, die durch das NC-System gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird. In 8 ist 101 ein Revolverkopf, ist 102 ein Arbeitsstück und ist 103 ein Spannfutter zum Halten des Arbeitsstücks. Außerdem ist 111 ein Werkzeug-1 zum Ausführen des Drehprozesses oder des Abstichprozesses, und ist 112 ein Werkzeug-2 zum Ausführen des Fräsprozesses. Diese Werkzeuge sind an dem Revolverkopf 101 angebracht.
Der Revolverkopf 101 wird durch die Xm-Achse (die der Vorschubwelle Ax1 in 1 entspricht, und die Vorschubrichtung fällt mit der ax1-Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems B zusammen), die Ym-Achse (die der Vorschubwelle Ax2 in 1 entspricht, und die Vorschubrichtung fällt mit der ax2-Achsen-Richtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems A zusammen), und die Zm-Achse getrieben. Die Xm-Achse ist angeordnet, bei einer Neigung zu der Ym-Achse um einen Winkel α getrieben zu werden, und die Ym-Achse ist angeordnet, in der Horizontalachse getrieben zu werden. Außerdem ist die Zm-Achse angeordnet, in der Horizontalrichtung und der Arbeitslängsrichtung getrieben zu werden. Das Arbeitsstück 102 wird durch die Spindel rotiert, und durch das an dem Revolverkopf 101 angebrachte Werkzeug durch Treiben der Xm-Achse, der Ym-Achse und der Zm-Achse verarbeitet.
In dem Fall des Beispiels in 8, da die Xm-Achse und die Ym-Achse zueinander durch die Einrichtung zum Festlegen einer geneigten Welle 207 schräg sind, sind die Xm-Achse und die Ym-Achse in den Zählern einer geneigten Welle 221, 222 als die geneigten Wellen 1, 2 festgelegt.
Wenn die geneigten Wellen 1, 2 in den Zählern einer geneigten Welle 221, 222 auf diese Weise festgelegt sind, wird das orthogonale Programm-Koordinatensystem A (ax1'-ax2), in dem die geneigte Welle, die in dem Zähler einer geneigten Welle 2 222 festgelegt ist, als die geneigte Referenzwelle dient und die Xm-Achse nicht mit der Vorschubwellenrichtung zusammenfällt, als der Vorgabewert wie oben beschrieben in der vorliegenden Ausführungsform festgelegt. In dem Fall, dass der normale Drehprozess, der das Drehwerkzeug als das Werkzeug-1 111 verwendet, vor anderen Prozessen ausgeführt wird, wird deshalb die Xm-Achse als die geneigte Referenzwelle festgelegt, d.h., dass das orthogonale Programm-Koordinatensystem B (ax1-ax2') durch die Anfangs-Koordinatensystem-Festlegungseinrichtung 208 festgelegt wird, da solch ein Prozess ausgeführt werden muss, indem zuerst die Xm-Achse allein bewegt wird und dann die Interpolation zwischen der Xm-Achse und der Zm-Achse ausgeführt wird.
In dem Fall, dass der Planmachungsprozess (der Prozess zum Bilden des flachen Teilstücks auf dem äußeren Peripherieteilstück des zylindrischen Arbeitsstücks), der das Fräswerkzeug als das Werkzeug-2 112 verwendet, vor anderen Prozessen ausgeführt wird, muss der Prozess durch Bewegen allein der Ym-Achse ausgeführt werden. Somit wird das orthogonale Programm-Koordinatensystem A (ax1'-ax2) als der Vorgabewert immer noch aufrecht erhalten werden, ohne die Verwendung der Anfangs-Koordinatensystem-Festlegungseinrichtung 208.
Außerdem sind die Neigungsverhältnisse a, b, c, die dem geneigten Winkel α zwischen der Xm-Achse und der Ym-Achse antworten bzw. entsprechen, in dem Speicher für ein Neigungsverhältnis a 211, dem Speicher für ein Neigungsverhältnis b 212 bzw. dem Speicher für ein Neigungsverhältnis c 213 durch die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels 206 festgelegt. Demgemäß wird das orthogonale Programm-Koordinatensystem B, das durch ax1-ax2' konstruiert ist, in dem die Xm-Achsen-Richtung mit der ax1-Achsen-Richtung auf dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem zusammenfällt, ausgewählt und zur selben Zeit wird das orthogonale Programm-Koordinatensystem A, das durch ax1'-ax2 konstruiert ist, in dem die Ym-Achsen-Richtung mit der ax2-Achsen-Richtung auf dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem zusammenfällt, aufgebaut.
9 zeigt ein Beispiel des NC-Programms der in 8 gezeigten NC-Drehmaschine, wobei das orthogonale Programm-Koordinatensystem A durch den G171-Befehl ausgewählt wird und das orthogonale Programm-Koordinatensystem B durch den G170-Befehl ausgewählt wird.
In dem Fall dieses Beispiels des NC-Programms wird zuerst das orthogonale Programm-Koordinatensystem B durch den G170-Befehl ausgewählt, und das Werkzeug-1 111 (das Drehwerkzeug für den normalen Drehprozess) wird durch T0101 ausgewählt. Dann wird nur die Xm-Achse um 10 mm basierend auf dem G0X10.Z0-Befehl als der Schnellgang bewegt, und dann werden die Xm-Achse und die Zm-Achse gleichzeitig um 8 mm und 5 mm basierend auf dem G1X8.Z5.F100-Befehl als der Vorschub von F100 bewegt, wodurch der Drehprozess auf der normalen Zx-Ebene auf der Xm-Achse und der Zm-Achse ausgeführt wird.
Wenn das Abstichwerkzeug in diesem Fall als das Werkzeug-1 111 eingesetzt wird, wird dieses Abstichwerkzeug durch einen Motor (nicht gezeigt), der in dem Revolverkopf 101 eingebaut ist, rotiert, und nur die Xm-Achse wird bewegt, so dass der Abstichprozess ausgeführt werden kann.
Dann wird das orthogonale Programm-Koordinatensystem A durch den G171-Befehl ausgewählt, und außerdem wird das Werkzeug-2 (Fräswerkzeug) 112 durch den T0202-Befehl ausgewählt. Dann werden die Xm-Achse und die Zm-Achse gleichzeitig um jeweils 10 mm basierend auf dem G0X10.Y10.Z0-Befehl als der Schnellgang bewegt. Dann wird nur die Ym-Achse um –10 mm basierend auf dem G1Y-10.F200-Befehl als der Vorschub von F200 bewegt, wodurch der Planmachungsprozess (der Prozess zum Bilden des flachen Teilstücks auf dem äußeren Peripherieteilstück des zylindrischen Arbeitsstücks) ausgeführt werden kann. Wenn der Zm-Achsen-Befehl ausgestellt wird, kann zu dieser Zeit der Prozess auf der YZ-Ebene durch die Vorschübe in der Ym-Achsen-Richtung und der Zm-Achsen-Richtung ausgeführt werden.
In dem Beispiel des in 9 gezeigten NC-Programms wird außerdem der G170-Befehl zum Auswählen des orthogonalen Programm-Koordinatensystems B an den ersten Block ausgestellt. Dieses ist so, weil 9 durch Extrahieren des Teilstücks (der Block zum Umschalten des Koordinatensystems von dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem A zu dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem B, der Block zum Umschalten des Koordinatensystems von dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem B zu dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem A usw.) in der Mitte des NC-Programms gegeben ist. Da wie oben beschrieben eines von dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem A, das als der Vorgabewert festgelegt ist, und dem orthogonalen Programm-Koordinatensystem B, das durch die Anfangs-Koordinatensystem-Festlegungseinrichtung 208 festgelegt ist, als die Anfangs-Koordinaten beim Starten des NC- Systems festgelegt ist, wird der G170- oder G171-Befehl in dem ersten Block des NC-Programms nicht benötigt.
Wenn in der in 9 gezeigten NC-Drehmaschine der normale Drehprozess durch Einsatz von Werkzeug-1 (Drehwerkzeug) 111 ausgeführt wird, agiert der X-Befehl wie oben erwähnt als der Befehl in der ax1-Achse durch Auswählen der G170-Ebene und somit kann nur die Xm-Achse durch den X-Befehl zugeführt bzw. vorgeschoben werden. Deshalb kann der Drehprozess, der die Interpolation zwischen der Xm-Achse und der Ym-Achse verwendet, durch den Befehl auf dem orthogonalen Koordinatensystem unabhängig von der Bewegung der Ym-Achse ausgeführt werden. Zu dieser Zeit kann das Werkzeug in der ax2'-Achsen-Richtung durch Ausstellen des Y-Befehls zugeführt bzw. vorgeschoben werden.
Wenn der Fräsprozess in der Ym-Achsen-Richtung durch Verwendung von Werkzeug-2 (Fräswerkzeug) 112 ausgeführt wird, agiert außerdem der Y-Befehl als der Befehl in der ax2-Achsen-Richtung durch Auswählen der G171-Ebene und somit kann nur die Ym-Achse durch den Y-Befehl zugeführt bzw. vorgeschoben werden. Deshalb kann der Prozess in der Ym-Achsen-Richtung durch den Befehl auf dem orthogonalen Koordinatensystem unabhängig von der Bewegung der Xm-Achse ausgeführt werden. Zu dieser Zeit kann das Werkzeug in der Xp2-Achsen-Richtung durch Ausstellen des X-Befehls zugeführt bzw. vorgeschoben werden.
In dem Fall, dass das NC-System der vorliegenden Erfindung als die in 9 gezeigte NC-Drehmaschine eingesetzt wird, kann deshalb ein anderer Prozess ohne Änderung der Revolverkopfposition durch Auswählen des Koordinatensystems ausgeführt werden, das für das Bearbeitungsmuster geeignet ist, wenn der Revolverkopf an eine Revolverkopfposition angepasst ist, während einer Änderung der Schnittrichtung des Werkzeugs. Als ein Ergebnis kann die Schaltzeit des Revolverkopfes verkürzt werden, und somit kann die Produktionseffizienz verbessert werden.
Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform wird die Einrichtung zum Speichern der Verhältnisse a, b, c jeweiliger Seiten des Dreiecks mit dem geneigten Winkel α, die von der Tastatur eingegeben sind, oder Ähnlichem, in die Speicher für ein Neigungsverhältnis 211 bis 213 als die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels 206 erläutert. Es braucht nicht gesagt zu werden, dass die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels zum Berechnen der Verhältnisse a, b, c jeweiliger Seiten des Dreiecks auf der Grundlage des geneigten Winkels α, der von der Tastatur eingegeben ist, oder Ähnlichem, und zum Speichern der berechneten Verhältnisse a, b, c jeweiliger Seiten des Dreiecks in die Speicher für ein Neigungsverhältnis 211 bis 213 konstruiert sein kann.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung zwei Wellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, festgelegt, dann wird eine Welle der zwei Wellen als eine geneigte Referenzwelle festgelegt, dann wird eine Information auf der Grundlage eines Winkels zwischen zwei Wellen, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, festgelegt, dann werden ein erstes orthogonales Programm-Koordinatensystem, das so konstruiert ist, dass eine Bewegungsrichtung der geneigte Referenzwelle mit einer Befehlsachsenrichtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt, und ein zweites orthogonales Programm-Koordinatensystem, das so konstruiert ist, dass eine Bewegungsrichtung einer anderen Welle als der geneigten Referenzwelle mit einer Befehlsachsenrichtung des orthogonalen Programm-Koordinatensystems zusammenfällt, festgelegt, und dann wird eines von dem ersten orthogonalen Programm- Koordinatensystem und dem zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystem ausgewählt. Deshalb kann, ähnlich dem in 8 gezeigten Beispiel, in dem Fall, dass der Abstichprozess durch Werkzeug-1 (Abstichwerkzeug), eingerichtet in der Xm-Achsen-Richtung, ausgeführt werden soll, solch ein Abstichprozess durch Bewegen von Werkzeug-1 nur in der Xm-Achsen-Richtung implementiert werden, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem, in dem die Achsen-Richtung des X-Befehls mit der Bewegungsrichtung der Xm-Achse zusammenfällt, ausgewählt wird. Außerdem kann, in dem Fall, dass der Planmachungsprozess durch Werkzeug-2 (Fräswerkzeug), in der Ym-Achsen-Richtung eingerichtet, ausgeführt werden soll, solch ein Planmachungsprozess durch Bewegen von Werkzeug-2 in der Ym-Achsen-Richtung nur implementiert werden, wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem, in dem die Achsen-Richtung des Y-Befehls mit der Bewegungsrichtung der Ym-Achse zusammenfällt, ausgewählt wird.
Demgemäß kann das optimale Werkzeug zum Erfüllen des Prozessmusters ausgewählt werden, und der Prozess kann durch den optimalen Wellenvorschub ausgeführt werden, und somit kann die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden.
Wenn das orthogonale Programm-Koordinatensystem umgeschaltet wird, kann die Bewegung allein in der Xm-Achse oder die Bewegung allein in der Ym-Achse durch allein den Xm-Achsen- oder Ym-Achsen-Bewegungsbefehl implementiert werden. Wenn der Vorschub entlang der tatsächlichen Vorschubwellenrichtung erforderlich ist, wird deshalb der komplizierte Programmbefehl nicht benötigt, und es kann somit der Effekt erzielt werden, dass an Programmlänge gespart werden kann.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung das orthogonale Anfangs-Koordinatensystem beliebig durch den Operator festgelegt werden. Deshalb kann das orthogonale Programm-Koordinatensystem ohne das Ausstellen des Koordinatensystem-Auswählbefehls ausgewählt werden, um zu dem Werkzeug zu passen, das anfangs gemäß dem Prozessmuster ausgewählt wird, und deshalb kann der Effekt erzielt werden, dass an Programmlänge gespart werden kann.
Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Längenverhältnis der drei Seiten eines Dreiecks direkt auf der Grundlage eines Winkels zwischen zwei Wellen festgelegt, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden. Deshalb können nicht nur die Werte des geneigten Verhältnisses bzw. Neigungsverhältnisses einfach auf der Grundlage der Passungsdimension der Maschine festgelegt werden, sondern der Befehlswert auf dem orthogonalen Koordinatensystem kann in den Befehlswert auf der tatsächlichen Welle durch nur vier Operationen ohne die komplizierte Berechnung wie beispielsweise die trigonometrische Funktion umgewandelt werden. Als ein Ergebnis kann die Berechnungslast reduziert werden, und somit kann der Effekt erzielt werden, dass die Leistungsfähigkeit des NC-Systems verbessert werden kann.
Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Längenverhältnis von drei Seiten eines Dreiecks auf der Grundlage eines Winkels zwischen zwei Eingangswellen berechnet, deren Bewegungsrichtungen sich nicht orthogonal zueinander schneiden, und das berechnete Längenverhältnis der drei Seiten des Dreiecks wird festgelegt. Deshalb ist es für den Operator nur erforderlich, den Neigungswinkel festzulegen, und somit kann Zeit und Arbeit beim Festlegen wegfallen .
Außerdem kann das berechnete Längenverhältnis der drei Seiten des Dreiecks innerhalb des NC-Systems festgelegt werden. Deshalb kann der Befehlswert auf dem orthogonalen Koordinatensystem in den Befehlswert auf der tatsächlichen Welle durch nur vier Operationen umgewandelt werden. Als ein Ergebnis kann die Berechnungslast reduziert werden, und deshalb kann der Effekt erzielt werden, dass die Leistungsfähigkeit des NC-Systems verbessert werden kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben sind das Verfahren und das System einer numerischen Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung für die Steuerung der Werkzeugmaschine mit den Vorschubwellen geeignet, die sich nicht orthogonal zueinander schneiden.

Claims

Verfahren für eine numerische Steuerung zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit wenigstens zwei Vorschubwellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden, durch Ausstellen von Befehlen auf einem orthogonalen Programm-Koordinatensystem (A, B), mit den Schritten zum: Festlegen einer Information bezüglich der zwei Wellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden, in einem numerischen Steuerungssystem, und Festlegen einer Welle der zwei Wellen (Ax1, Ax2) als eine geneigte Referenzwelle (Ax1) in dem numerischen Steuerungssystem, und Festlegen einer Information auf der Grundlage eines Winkels (α) zwischen den zwei Wellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden, in dem numerischen Steuerungssystem, und gekennzeichnet durch das weitere Umfassen der Schritte zum: Festlegen eines ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (B, (ax1; ax2')), das so konstruiert ist, dass die Bewegungsrichtung (Xm) der geneigten Referenzwelle (Ax1) mit einer Befehlsachsenrichtung (ax1) des ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (B, (ax1; ax2')) zusammenfällt, und eines zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (A, (ax1'; ax2)), das so konstruiert ist, dass die Bewegungsrichtung (Ym) der anderen Welle (Ax2) als der geneigten Referenzwelle (Ax1) mit einer Befehlsachsenrichtung (ax2) des zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystem (A, (ax1'; ax2)) zusammenfällt, und Auswählen eines des ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (B, (ax1; ax2')) und des zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (A, (ax1'; ax2)) gemäß einer Bearbeitungsrichtung von einem von wenigstens zwei Werkzeugen.
Numerisches Steuerungssystem zum Steuern einer Werkzeugmaschine mit wenigstens zwei Vorschubwellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden, durch Ausstellen von Befehlen auf einem orthogonalen Programm-Koordinatensystem, mit: einer ersten Festlegungseinrichtung (207) zum Festlegen einer Information bezüglich zweier Wellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden, in dem numerischen Steuerungssystem, und Festlegen einer Welle der zwei Wellen (Ax1, Ax2) als eine geneigte Referenzwelle (Ax1) in dem numerischen Steuerungssystem, und einer Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels (206) zum Festlegen einer Information auf der Grundlage eines Winkels (α) zwischen den zwei Wellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden, in dem numerischen Steuerungssystem, und gekennzeichnet durch das weitere Umfassen von: einer Koordinatensystem-Auswähleinrichtung (204) zum Auswählen eines von einem ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystem (B, (ax1; ax2')), das so konstruiert ist, dass die Bewegungsrichtung (Xm) der geneigten Referenzwelle (Ax1) mit einer Befehlsachsenrichtung (ax1) des ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystem (B, (ax1; ax2')) zusammenfällt, und einem zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystem (A, (ax1'; ax2)), das so konstruiert ist, dass die Bewegungsrichtung (Ym) der anderen Welle (Ax2) als der geneigten Referenzwelle (Ax1) mit einer Befehlsachsenrichtung (ax2) des zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystem (A, (ax1'; ax2)) zusammenfällt, die beide durch die erste Festlegungseinrichtung (207) und die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels (206) festgelegt sind, gemäß einer Bearbeitungsrichtung von einem von wenigstens zwei Werkzeugen.
Numerisches Steuerungssystem gemäß Anspruch 2, ferner umfassend: eine Anfangskoordinatensystem-Festlegungseinrichtung (208) zum Auswählen eines des ersten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (B, (ax1; ax2')) und des zweiten orthogonalen Programm-Koordinatensystems (A, (ax1'; ax2)) als das orthogonale Programm-Koordinatensystem in einem Anfangszustand.
Numerisches Steuerungssystem gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels (206) ausgebildet ist zum direkten Festlegen eines Längenverhältnisses von drei Seiten (a, b, c) eines Dreiecks auf der Grundlage des Winkels (α) zwischen den zwei Wellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden.
Numerisches Steuerungssystem gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Einrichtung zum Festlegen eines geneigten Winkels (206) ausgebildet ist zum Berechnen eines Längenverhältnisses von drei Seiten (a, b, c) eines Dreiecks auf der Grundlage des Winkels (α) zwischen den zwei Wellen (Ax1, Ax2), deren Bewegungsrichtungen (Xm, Ym) sich nicht orthogonal zueinander schneiden, und dann Festlegen eines berechneten Längenverhältnisses der drei Seiten des Dreiecks.