JP2007515298A - データ記憶媒体、データ搬送信号、コンピューターシステム、コンピュータープログラム、コンピュータープログラム製品並びに関連した工作機械を備えたネジ状創成面を持ったワーク製造目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピューター制御システム - Google Patents

Abstract

ニュートラル・データ−コンピューター制御システムで、これは、他の軸の案内軸としてパラメーター化可能であり、ただ単にこれら他の軸のシンクロニゼーションに役立つ少なくとも一つの仮想軸が備えてある多軸型工作機械（２、２ａ）用の機械制御パラメーターを作成するオプション的コンピューターシステム（１）と少なくとも一つのデータ処理ユニットと少なくとも一つの記憶装置を装備しており、このデータ処理ユニットは、工作機械（２、２ａ）用の機械制御パラメーターを内蔵する少なくとも一つのデータ記録媒体または電子搬送信号（３）を作成するようにプログラム技術的に構成してあり、またはオプション的コンピュータープログラム或いはこれに添えてコンピュータープログラム製品と少なくともその様な多軸型工作機械（２、２ａ）を備えたネジ状創成面を持ったワーク製造加工目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピューター制御システム。

Description

本発明は、データ記憶媒体、データ搬送信号、コンピューターシステム、コンピュータープログラム、コンピュータープログラム製品並びに関連した工作機械を備えたネジ状創成面を持ったワーク製造目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピューター制御システムに関する。

工作機械の製造の際、今日、よりネットワーク化された製造プロセスと産業におけるその標準化の背景の元で、工作機械の起動に必要なコンピューターシステムをこのプロセスに導入するという問題が表面化している。この際目的とすることは、技術的に可能な範囲内で、ユーザーにとって、例えば具体的な機械の機種の交換時や又はデータ収集やデータ保存の為に、ユーザーのワークプログラムから製品用の出来るだけ高度の単一性を持つ機械制御パラメーターを提供できる様な単一的な機械制御システムの整備である。

この様な発端は、既に過去に於いても数年来各種工作機械について追求されている。例えば傘歯車歯切り盤が一例であるが、以下これに注目する。

傘歯車歯切り盤に対する問題解決法では、機械グループ全体のそこでの機械制御パラメーターがその機械グループで問題となるすべての起動すべき機械軸の単一のデータモデルに集合され、次いでこのデータモデルは個々の場合にそのつど現実の機械に、可能である限り、即ち機械制御パラメーターで起動される機械軸が実際に存在する限り、現実の機械にコピーされる。

しかしネジ状創成面を持ったワークを切削研摩加工する歯切り盤、特に平歯車、ウォームやロートル等には、勿論上述の理由で好ましいにも拘らず、その様なシステムは存在しない。

この理由は、これらワークの形状研削の際解決しなければならない特に困難な技術的問題点にある。即ち、工作機械が必要とする多軸型位置決めシステムでは、三次元空間内である定義化されたカーブを通過できるように、お互い同志の個々の運動がシンクロナイズされなくてはならない。これを達成するには、軸のどれか一つの軸が唯単に独自の位置決めばかりでなく、案内軸またはコマンド軸として他のシンクロナイズされる軸のシンクロニゼーションの役割も果たすようにする事である。

従来技術のその様な方式は、例えば傘歯車における歯面修整の製造方式に関する欧州特許出願 ＥＰ ０ ７８４ ５２５ 等に記載されている。

そこでの軸は、好ましくは次のような多項式によって起動される。

ここで、ｆ(Θ) は案内軸Θの動きに依存した各起動すべき軸の位置決め関数である。係数 a_０, a_１, a_２, a_３ と a_４ は関数ｆ(Θ) によって起動された各軸の位置コントロールのパラメーターである。

案内軸の役割を演じるのは、従来技術によると常に起動可能な工作機械の機械的軸の一つである。創成プロセスで加工し、従って 欧州特許出願 ＥＰ ０７８４ ５２５ の場合でもゆりかご状の形のものを持った傘歯車歯切り盤では、通常はこの今なお必要なゆりかご形状物であり、それ故そのローリング運動は他の軸運動のシンクロニゼーションの為のコマンドモーションとしての役を果たせる。この様にして、各工作機械のこれ以外の具体的な構成とは無関係に、創成プロセス条件で単一的に案内軸としての役割を果たせる機械軸が常に存在する。

その様なゆりかご状の軸または同類の軸を持たない総形研削盤の場合には、異なったタイプの機械用に機械制御パラメーターを単一化する試みの際にその様な単一的な案内軸の適切選択という問題または万一その様なものを断念するという問題が起こる。

その様な単一的な案内軸を断念し、その代わりに個々の場合に案内軸として利用する軸を機械制御パラメーターに記述する事は、原則的には勿論可能である。その様な可能性を作ることは、既に機械制御パラメーターを若干単一化する結果となる。それにも拘らず、機械のタイプ変更時に、選択された案内軸を持たないような機械にチェンジする場合には、新規の機械制御パラメーターを案内軸用に作成するという問題ばかりか、これに加えて他の軸が上述した様に案内軸に依存するので、案内軸に依存する他のすべての軸についても新しい機械制御パラメーターを算出する事がいつも直ちに必要となるので、このような事は不満足な事でもある。これに対して案内軸以外にほかの軸が存在しない場合には、ワークでのその位置決め結果は、他のいまや新しい機械のタイプにそのかわりに存在する軸を機械制御パラメーターによって起動する事によって達成されるように試す事が出来る。その際には、各機械制御パラメーターを持つ残りの軸には手をつけずにおく。

それで例えばワークと工具を、工具軸を垂直に回転する事によって互いに向かい合って旋回するような、存在していない位置決め可能な旋回軸をワークと工具を、ワーク軸を水平に回転する事によって互いに向かい合って旋回する旋回軸で置換する事が出来る。しかもこの際には、ラジアル切り込みアクシス（原文のまま）の機械制御パラメーターまたはワーク保持装置内のワークを回転するクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸の機械制御パラメーターが関連させられずに済むであろう。
欧州特許出願 ＥＰ０７８４５２５

しかしこのための前提は、すべて問題となるタイプの機械に関する総体的制御コンセプト用に、単一の案内軸を提示できる事である。この条件は形状研摩盤の場合には、既に前記したように創成プロセスで加工する機械とは違って原則的には常に必要で、常時案内軸として作用出来る創成モーションが存在しないという事実の為に満たされない。

従って本発明の課題は、ネジ状創成面を持つワーク加工目的の工作機械用コンピューター制御システムを提供することで、各種異なった起動可能な軸を持った各種異なったタイプの機械用に各々の機械制御パラメーターの応用が、起動する機械の交換時に、−幾何学的可能な枠内で−出来るだけ少ない軸起動用の機械制御パラメーターを新規に作成しなければならない事を可能にする事である。

この目的は、ワークを収容するワーク保持装置、工具、ワーク加工用のまたはワークと工具を相互関係で互いに位置決めする起動可能な機械軸並びに軸を起動する為の制御装置と／または調節計を備え、かつ少なくとも１個の、他の軸の案内軸としてプログラミング可能であり、これら他の軸のシンクロナイゼーションだけの役を果たす仮想軸が備わっているという本発明による特徴を持ったネジ状創成面を持ったワーク製造目的の多軸型工作機械によって達成される。

この方法で、それ自身工作機械の機械的軸を起動しないが、それにも拘らず、他の軸をシンクロナイズ出来る様な追加的な仮想軸を想定できる。これは例えば唯時間だけに依存した、下記の多項式
Ｌ_virt(t) = a_virt..0 + a_virt..1・t + a_virt..2・t² + a_virt..3・t³
で記述できようが、ただしこの様にして算出した Ｌ_Ｖｉｒｔ(t) は、工作機械の機械的軸の直接の起動に使われる様な事はないであろう。むしろこれは例えば次のように、
Achspos₁(Ｌ_virt(t)) = a_1,０ + a_1,1.Ｌ_virt(t) + a_1,2.Ｌ_virt(t)² + a_1,3.Ｌ_virt(t)³
Achspos₂(Ｌ_virt(t)) = a_2,0 + a_2,1.Ｌ_virt(t) + a_2,2.Ｌ_virt(t)² + a_2,3.Ｌ_virt(t)³
Achspos₃(Ｌ_virt(t)) = a_3,0 + a_3,1.Ｌ_virt(t) + a_3,2.Ｌ_virt (t)² + a_3,3.Ｌ_virt(t)³
シンクロナイジングしつつ、実際に機械的軸の起動に用いる位置値Achsposｉ(ここでは３軸の場合で、i=1から3）の形成に関与する。

その様な仮想軸を想定する事によって、機械的軸の起動用の軸位置の形成は、工作機械のどの軸の事実上の運動とは全く無関係に保たれ、その結果、起動すべき機械の交換時には、−幾何学的に可能な限りに於いて−、唯新しい機械に追加的に存在する軸の起動の役にたつ機械制御パラメーターのみ新規に作成することが可能となる。これに対して、機械の交換前と交換後に存在する軸の機械制御パラメーターは維持できる。上記の多項式の場合には、これはこの式が軌跡曲線を定義するこれら軸の係数aｉ，ｊを新規に作成する必要はない事を意味する。

ここで使った仮想軸という概念は、この概念の従来技術における利用に関して注釈するが、ここでは唯各利用された制御装置と／または調節計に形成された軸のみであり、これは各当該の工作機械の実際に存在する機械的軸において直接の対をなさない限りに於いて、単一の概念形成であると言える。例えばドイツ特許出願 ＤＥ ４２９１ ６１９Ｃ１ による従来技術とは違って、そこでの仮想軸（時々ソフトアクシスと呼ばれる）は、実際の機械的軸の直接起動の役を果たし、これらの軸でそこでの仮想軸はある意味でソフトウェア的に組み合わされる。これに対して、本発明の意味での仮想軸は機械的軸の独自の起動には役立たず、特に追加的な、起動される工作機械の機械的実体において対応する物を見いだせない軸のソフトウェア分析に役立たず、唯他の軸のシンクロナイゼーションだけに役立つものである。

それに応じて本発明の目的は、本発明による多軸型工作機械を起動する方式によって達成できるが、この際まず仮想軸が他の軸の案内軸としてパラメーター化され、その後でワーク加工機械の運転中に他の軸がこの仮想案内軸を用いてそれらの位置決め段階でただシンクロナイズされる。

好ましい形態としては、この本発明による多軸工作機械は少なくともワークと工具をそれらの相対関係で互いに位置決めできる少なくとも５個の起動可能な機械軸を備えており、これで回転対称形状のワーク加工を可能とする。非回転対称形状のワーク、例えばウォーム等を加工したい場合には、ワークと切削といしを互いに向かい合って水平に旋回できる少なくとももう一つの軸が必要である。これについては後で説明する。

特に好ましい形態としては、この本発明による多軸型工作機械が次のような特徴を備えている事である。即ち工具として切削といし、また機械軸として少なくとも
− 切削といし用に１個の位置決め可能なラジアル切り込みアクシス、これはχと呼ばれる
− 切削といしを切削滑動機構の移動方向へ位置決めする為の１個のラジアル切り込みアクシスとの相対関係で水平直交に位置決め可能な切削滑動機構、これはζと呼ばれる
− ワークをワーク保持装置内で回転させるクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸、これはβと呼ばれる
− 切削といし軸またはそのＢと呼ばれる垂直面内平行投影の回転によって、ワークと切削といしを互いに向かい合って旋回する為の１個の位置決め可能な旋回軸、これはτと呼ばれる
並びに
− 切削といし駆動用の１個の回転軸、これはωと呼ばれる
を備えている。

また機械軸として、δと呼ばれる位置決め可能な変位軸（ディスプレースメント・アクシス）も切削といし軸に沿う切削といしの移動位置をコントロールする為に、設けてもよい。

好ましくは、本発明による多軸型工作機械は、切削といし軸またはそのＡと呼ばれる水平面内平行投影の回転によって、ワークと切削といしを互いに向かい合って旋回する為の機械軸として１個の位置決め可能なσと呼ばれる旋回軸を備えている。この様にすれば、上述した非回転対称形状のワークの加工も可能である。

選択的または追加的にもこの事は、ワーク軸またはそのＡと呼ばれる水平面内平行投影の回転によって、ワークと切削といしを互いに向かい合って旋回する為の機械軸として１個の位置決め可能なγと呼ばれる機械的旋回軸によっても達成できる。

更に機械軸として、ηと呼ばれる変位軸を備えてもよい。これはワークと切削といしが互いに向かい合って垂直にシフトするのに役立つ。

仮想軸自身は、特に好ましくは自由に選択できる関数またはリレーション（注：後述する価値表による関係付けを意味する）を用いて制御装置と／または調節計によって形成でき、これは特に好ましくは時間と本発明の実施形態ではただ時間だけに依存している。しかし同じように、この仮想軸を時間ではなく、他の −場合によっては外部の− 出来事または数値、例えばロボットのような外部の機械装置が到達した位置等に依存させる事も可能である。

仮想軸を自由に選択可能な関数またはリレーションで形成する本発明の実施形態は、いくつかの特別な長所を持つ：

特に平歯車（即ち平歯切りの様にネジ山間隔がゼロから勾配するネジ状面）、ウォームまたはロートルの様にネジ状創成面を持ったワークを研削するに際しては、何か唯一の非仮想型リーダアクシスだけではワーク加工の全プロセスに足りない事がしばしば起こる。何故ならば、そのガイドまたはコマンドモーションが現実には限定された数値精度に鑑み、これに依存して他の軸用に十分な動きを持った起動関数（または起動リレーション）を算出するには、しばしば最小過ぎるからである。特にこの事は、ラジアル切り込みアクシスとの関係で水平直交に位置決め可能な切削といしの位置決め用切削滑動機構が切削滑動機構の移動方向でリーダアクシスとして応用され、それからワーク上でワークの回転軸に直交な稜がネジ状創成面の末端として切削される様な場合に顕著である。この様なケースは、例えば多数の円形軸区分で分離されたか、少なくともその幾何学形状で相違したネジ面を持つワークの場合である。（これに関連して述べておくが、その様な部分的または区分的なネジ面も本発明によるネジ状創成面と見なす。）前述したケースでは、切削滑動機構の動きはワーク軸へ垂直な位置で完全に停止し、従って無限の数値分解の場合でも、もはやコマンドモーションとしての役を果たせない。それゆえ切削滑動機構はこの場所では案内軸としては無効力である。従って、その様な位置では、案内軸の交換を行う必要があり、この事は、そうなると機械タイプの交換時に、既に冒頭に述べた様な、どの使用する案内軸にとって新しい機械へのマッチング問題が発生するので、各異なった機械モデル用の単一の機械制御パラメーターをより困難にする。更に述べておくが、ワーク側でのその様な軸交換は、それが実行されると、これに結合した軸起動の不連続性の為に、軸交換に起因して、製造すべきワーク上に望ましくない加工痕跡を生じる。

ところで本発明による仮想軸が、ある一つの自由に選択可能な関数またはリレーションで形成できる場合には、この仮想軸は全製造プロセス中案内軸の交換無しに有用である。その理由は、この様な方法で製造プロセス条件にもとづく如何なる案内軸の依存も、その完全な選択自由性の為に回避できるからである。

この様な方法で本発明は好ましくは、唯一の問題になる機械タイプの操業の場合にも適している。その様な場合には、選択自由な本発明による仮想軸の利用の際、冒頭に述べたような種類のリーダアクシス交換にまつわる問題が発生せず、従ってその様な問題に起因する欠陥がワークに起こる心配はないからである。これに対してこの仮想軸を不変に選択すると、プロセスに起因する依存がもしかすると発生しないとは限らず、こうなると既に述べたような数値上不利に条件を合わせたシステムとなる可能性がある。

自由に選択可能な関数としては特に、既に上記の例に示したように、多項式関数、更に例えばサーキュラー・リレーションがある。また自由に選択可能なリレーションも価値表を使って定義できる。

また制御装置と／または調整計による当該機械軸の起動も、選択自在な関数またはリレーションを用いて可能であり、この際には、当該機械軸は、既に冒頭に言及した様に、案内軸としての機能を持つ仮想に作られた軸の値に依存することが好ましい。こうすれば、軸位置間同志でのシンクロニゼーションが達成できる。

勿論この際、当該軸を例えば望みの位置値へ起動する為に、これ以外のパラメーター値に依存させる事もできる。既に述べたが、この場合選択自在な関数として、仮想軸の値と多項係数に依存した多項式関数が有効である。

同じように当該機械軸用の選択自在なリレーションとしては、仮想軸と円定数の値、好ましくは円半径と座標対で与えられた中心点と回転方向に依存したサーキュラ・リレーションが適している。

同じ事は、制御装置と／または調整計によってある自由に選択可能な、座標の表で示されるリレーションを用いそのつどの機械軸の起動に、更にすべて他の意図するワークの幾何学形状に適していると思われる関数と／またはリレーションに通用する。

座標表によって作成したリレーションを用いる場合には、これはＸ−座標、Ｙ−座標と、好ましくは軸直角切断面で見て法線角度によって形成するのが好ましい。

本発明のもう一つの好ましい実施形態では、この多軸型工作機械の特徴は、機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置を備えている事で、この機械制御パラメーターには制御装置と／または調整計からアクセス出来、これによって本発明のコンピューター制御によるフレキシブルな実現化を可能とする。

この記憶装置には、即ち仮想軸を他の軸のリーダアクシスとしてパラメーター化するのを許すデータ構造を設けてよい。この際、例えば古い、まだ本発明によるコンピューター制御システムに適合するように調整されていない機械制御パラメーターを使う事が出来るために、どれか一つの機械軸を他の軸のリーダアクシスとしてパラメーター化するのを許すデータ構造にする事も可能である。

仮想軸形成目的の関数またはリレーションの定義も、制御装置と／または調整計によるそのつどの機械軸起動目的の関数またはリレーションの定義も、記憶装置にフレキシブルに記憶できる。

この場合には、そのつどの機械軸の関数またはリレーションの定義に用いられる、事前に定義化された関数またはリレーションのタイプをアイデンティフィケーションするデータ領域が使える。頻繁に使用する関数タイプと／またはリレーション・タイプをその様に事前に定義する事によって、容易に定義をメモリーに記憶させる事が出来る。その様に事前に定義化された関数タイプとしては、好ましくはパラメーターとして多項係数を持った例えば６次の多項式関数または円半径と座標対で与えられた中心点並びに回転方向をパラメーターとして持ったサーキュラ・リレーションがある。同様にリレーション・タイプとしては、座標をパラメーターとした座標表が事前定義化できるが、その際好ましくは座標としてＸ−座標、Ｙ−座標と、好ましくは軸直角切断面で見て法線角度を使える。

本発明の多軸型工作機械のもう一つの好ましい実施形態では、制御装置と／または調整計側からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、制御装置によってそのつど機械軸をアクセスする事によって加工されたワーク側面の特徴、好ましくは右側面または左側面の特徴を取り入れるデータ構造がある。このパラメーターは、ウォーム製造に必要な非対称に形成された切削といしの場合、工具の正しい切削面でそのつどのワーク側面に到達する為に、機械が必要とする。またこの制御パラメーターによって、そのつどの側面に相当した加工力を自動制御できる。

好ましくは、制御装置側からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、ワークのある部分的な範囲に相当する少なくとも一つの機械制御パラメーターのグループを共同のセグメントアイデンティフィケーション、特にセグメント番号中のセグメントとして統合したデータ構造が記憶装置に存在する。その際には常に、同じ軸がリーダアクシスとしてパラメーター化されている様な機械制御パラメーターのグループがセグメントとして統合されている事が好ましい。

機械制御パラメーターをセグメントに構造化する事によって、ワークの現実に与えられたセグメント化を機械制御パラメーターの構造化にも複写（コピー）する事が可能となる。これによって、それが一目瞭然となり、かつそれらのワーク断片への配分可能性も改善される。

以上に説明した本発明による記憶装置付き多軸型工作機械の実施形態は、機械操業中にワーク加工の機械機能を作動させる機械制御パラメーターをこの記憶装置にコピーするのに役立つ。しかしこれは機械のメモリーに記憶させるばかりか、それ相応の機械制御パラメーターを備えたデータ記憶媒体、例えばフロッピーディスク（登録商標）、ＣＤまたはＤＶＤ等を読み込んだり、またはこれらの機械制御を持つ電子搬送信号を、特にデータネットワークで使われている様なデータラインを経由して本発明による多軸型工作機械に読み込ませる事でも可能である。その様なデータ記憶媒体またはその様なデータ搬送信号は本発明に従って、上述した様に本発明によって構成されたデータを本発明による多軸型工作機械に、その本発明による制御実行のために読み込まれる様に構成されている。

いずれにしても、その様なデータ記憶媒体または電子搬送信号は、本発明に従って多軸型工作機械に読み込む機械制御パラメーターでパラメーター化されており、この場合、このデータ記憶媒体または電子搬送信号には、仮想軸を他の軸のリーダアクシスとしてパラメーター化するのを許し、かつデータ記憶媒体または電子搬送信号がこのデータ構造を使って工作機械に本発明による方式で読み込む際または読み込み後に起動出来るようなデータ領域を持つデータ構造が少なくとも存在する。

また本発明の実施には、多軸型工作機械用の機械制御パラメーター作成方式で、上記の様に構成されたデータ記憶媒体または電子搬送信号を作成する本発明に基づく特徴の方式が有効である。勿論この方式は、少なくともデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置を装着したコンピューターシステムを用いて、通常はこの方式を実行するよう構築されたそれ相応のインストラクションを示すコンピュータープログラムとして実現できる。その様なコンピュータープログラムはどの様な形態でもよいが、特にコンピューターで読み込める記憶媒体、例えばフロッピーディスク（登録商標）、ＣＤまたはＤＶＤ等に内蔵されたコンピュータープログラム製品として可能である。しかしこの場合、この製品はコンピュータープログラムをローディング後コンピューターはこのプログラムによって、本発明による方式の実行が指令されるコンピュータープログラム−コーディング−手段を持っている。しかしこのコンピュータープログラム製品は、コンピュータープログラムをローディング後コンピューターはこのプログラムによって、本発明による方式の実行へ指令される電子搬送信号上にあるコンピュータープログラムであってもよい。

いままで説明した本発明の個々各種の構成要素から、全体的に見て
− 少なくとも１個のデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置（メモリー）を持った多軸型工作機械用の機械制御パラメーターを作成するコンピューターシステムで、このデータ処理ユニットはプログラム技術的に、これが少なくとも機械制御パラメーターを内蔵したデータ記憶媒体か電子搬送信号を本発明に従って作成するように構成されている、または
− その様なコンピュータープログラムまたはコンピュータープログラム製品、と
− 少なくとも１台の本発明による多軸型工作機械
を備えたネジ状創成面を持つワーク製造目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピューター制御システムを意図出来る。本発明によるその様なシステムの詳細は次に説明する実施例で十分理解できよう。

以下，本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１は本発明によるネジ状創成面を持つワーク製造加工目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピューター制御システムを示すが、これには
− 少なくとも１個のデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置を持った多軸型工作機械２、２ａ用の機械制御パラメーターを作成するコンピューターシステム１で、このデータ処理ユニットはプログラム技術的に、これがここではデータネットワークの中で機械制御パラメーターを内蔵したデータ記憶媒体か電子搬送信号３を本発明に従って作成するように構成されている、と
− 一番目の本発明による多軸型工作機械２と二番目のその様な工作機械２ａ
が含まれている。

この例では、一番目の機械２は（他の軸のほかに）ワークと切削といしを、切削といし軸またはその水平面Ａ上の平行投影を回転する事によって互いに向かい合って旋回する機械的旋回軸σを持つ。二番目の機械２ａにはこの可能性は欠けている。しかしこの二番目の機械は、ワークと切削といしを、ワーク軸またはその水平面Ａ上の平行投影を回転する事によって互いに向かい合って旋回する機械的旋回軸γを持つ。この例のニュートラル・データ−コンピューターシステムでは、作成された機械制御パラメーターが本発明による仮想軸を使用する場合には、容易に一番目の本発明による機械２用のコンピューターシステム１によって作成された機械制御パラメーターを本発明による二番目の機械２ａにも活用できる。両方の機械２、２ａは、仮想なリーダアクシスを持つので、一番目の機械２から二番目の機械２ａへ機械交換する場合には旋回軸σの代わりに、ただ旋回軸γ用に機械制御パラメーターを作るだけでよい。それ以外のすべての機械制御パラメーターは、仮想リーダアクシスを経由して結合されているので、そのまま使える。

図２は数個の機械軸を備えたネジ状創成面を持つワーク製造目的の本発明による多軸型工作機械の概念的（異なった具体的な構成可能性を超越した）モデルで、図では
− 切削といし用の位置決め可能なラジアル切込みアクシスχ、
− 切削といし滑動装置の移動方向で砥石の位置決め用の、ラジアル切込みアクシスとの関係において水平垂直に位置決め可能な切削といし滑動装置ζ、
− ワークをワーク保持機構内で回転するためのクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸β、
− ワークと切削といしを、切削といし軸またはその垂直面Ｂ上の平行投影を回転する事によって互いに向かい合って旋回する位置決め可能な旋回軸τ、
− 切削といし駆動用の回転軸ω、
− 切削といし軸に沿う切削といしの移動位置をコントロールする為の位置決め可能な変位軸δ、
− ワークと切削といしを、切削といし軸またはその水平面Ａ上の平行投影を回転する事によって互いに向かい合って旋回する旋回軸σ、
− ワークと切削といしを互いに向かい合って垂直にシフトする変位軸η、
並びに
− ワークと切削といしを、ワーク軸またはその水平面Ａ上の平行投影を回転する事によって互いに向かい合って旋回する旋回軸γ
等を関連した幾何学的形状を具体的に説明するよう示す。

図３は本発明の多軸型工作機械で製造加工されるネジ状創成面を持ったワークを９個の異なったセクションについて示した。図２に具体的に説明した概観的なモデルに関連させて、以下に本発明に相当する機械制御パラメーターをセクション８、円スイ状のニーディング・セクション８を例として示すが、ここでは仮想軸をχと呼ぶ。

表１：セグメント 008 ：２番目のニーディング・セクション
プロセス：粗削り

その様な、本発明による機能的データ構造の実施形態を表す表（前記の表１では、すべてのオプションを考慮してない）の説明：

欄１： 軸の名称
欄２： 単位
欄３： セグメント番号＝ニュートラルデータ種類の固有符号（Ｃは円、Ｐは６次の多項、Ｋは座標表の座標〔点〕）とどの側面かの固有符号（Ｒは右側面、Ｌは左側面、Ｂは両側面）

それ以外の欄：表中で下記の式によるリレーションと／または関数に対して、Ｘ_{Ｓｔａｒｔ} Ｘ_Ｅｎｄｅ は範囲の境界とパラメーターＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，ＦとＧ（多項式）、Ｒ，ｘＡ，Ｂ，Ｃ（円）並びにｘＡ，Ｂ，Ｃ（座標表）

円〔Ｃは固有符号〕： Ｒ ＝ ［（x - A）^２ + （y - B）^２ ］^１／２

この欄でＲは半径、Ｃは回転方向を意味し、この際−１は時計回りの回転方向（ｃｗ）で、＋１は反時計回りの回転方向（ｃｃｗ）を意味する。

多項式［Ｐは固有符号］：Ｙ ＝ A + Bx + Cx^２ + Dx^３ + Ex^４ + Fx^５ + Gx^６

座標の表の座標（点）［Ｋは固有符号］：
欄Ａの数値：Ｘ−座標、欄Ｂの数値：Ｙ−座標、欄Ｃの数値：法線角、これらは常に前面に記憶されている

例：

図１は、ネジ状創成面を持つワーク製造目的の工作機械用ニュートラル・データ−ンピューター制御システムを示す図である。 図２は、数個の機械軸を備えたネジ状創成面を持つワーク製造目的の本発明による多軸型工作機械の概念的モデルを示す図である。 図３は、本発明の多軸型工作機械で製造加工されるネジ状創成面を持ったワークを示す図である。

Claims (48)

1. ワークを収容するワーク保持装置、
   工具、
   ワーク加工用のまたはワークと工具を相互関係で互いに向かい合って位置決めする起動可能な機械軸並びに
   軸起動用の制御装置と／または調節計を備え、
   かつ少なくとも１個の、他の軸のリーダアクシスとしてプログラミング可能であり、これら他の軸のシンクロナイゼーションだけの役を果たす仮想軸が備わっていることを特徴とするネジ状創成面を持ったワーク製造加工目的の多軸型工作機械（２）。
2. ワークと工具を相互関係で互いに向かい合って位置決めする、少なくとも５個の起動可能な機械軸を備えている事を特徴とする請求項１に記載する多軸型工作機械（２）。
3. 工具として切削といし、また機械軸として少なくとも
   切削といし用に１個の位置決め可能なラジアル切込みアクシス（χ）、
   切削といしを切削滑動機構の移動方向へ位置決めする為の１個のラジアル切込みアクシスとの相対関係で水平直交に位置決め可能な切削滑動機構（ζ）、
   ワークをワーク保持装置内で回転させるクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸（β）、
   切削といし軸またはそのＢと呼ばれる垂直面内平行投影の回転によって、ワークと切削といしを互いに向かい合って旋回する為の１個の位置決め可能な旋回軸 （τ）、
   並びに切削といし駆動用の１個の回転軸（ω）、
   を備えている事を特徴とする請求項２に記載する多軸型工作機械（２）。
4. 機械軸として、 位置決め可能なシフティング・アクシス（δ）も切削といし軸に沿う切削といしの移動位置をコントロールする為に、設けている事を特徴とする請求項３に記載の多軸型工作機械（２）。
5. 切削といし軸またはそのＡと呼ばれる水平面内での平行投影の回転によって、ワークと切削といしを互いに向かい合って旋回する為の機械軸として１個の位置決め可能な旋回軸（σ）をも備えている事を特徴とする請求項３または４に記載の多軸型工作機械（２）。
6. 機械軸として、ワークと切削といしが互いに向かい合って垂直にシフトするシフティング・アクシス（η）をも備えている事を特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
7. 機械軸として、ワーク軸または水平面（Ａ）内での平行投影の回転によって、ワークと切削といしを互いに向かい合って旋回する１個の位置決め可能な 旋回軸（γ）をも備えている事を特徴とする請求項３乃至６のいずれか１つに記載する多軸型工作機械（２）。
8. 仮想軸は、自由に選択可能な関数またはリレーションを用いて制御装置と／または調節計によって形成出来る事を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
9. 仮想軸は、時間に依存する自由に選択可能な関数またはリレーションを用いて制御装置と／または調節計によって形成出来る事を特徴とする請求項８に記載の多軸型工作機械（２）。
10. 自由に選択可能な関数として、多項式関数が役立つ事を特徴とする請求項８または９に記載の多軸型工作機械（２）。
11. 自由に選択可能な関数として、サーキュラ・リレーションが役立つ事を特徴とする請求項８または９に記載の多軸型工作機械（２）。
12. 自由に選択可能なリレーションとして、価値表で与えられるリレーションが役立つ事を特徴とする請求項８または９に記載の多軸型工作機械（２）。
13. そのつどの機械軸の制御装置と／または調節計による起動は、自由に選択可能な関数またはリレーションを用いて行う事を特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
14. そのつどの機械軸の制御装置と／または調節計による起動は、仮想軸の一つの数値に依存する自由に選択可能な関数またはリレーションを用いて行う事を特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
15. そのつどの機械軸の制御装置と／または調節計による起動は、それ以外のパラメーターの数値にも依存する自由に選択可能な関数またはリレーションを用いて行う事を特徴とする請求項１４に記載の多軸型工作機械（２）。
16. 自由に選択可能な関数は、ある一つの仮想軸の数値と多項係数に依存する多項式関数である事を特徴とする請求項１５に記載の多軸型工作機械（２）。
17. 自由に選択可能なリレーションとしては、ある一つの仮想軸と円定数の数値、好ましくは円半径と座標対で与えられた中心点と回転方向に依存したサーキュラ・リレーションである事を特徴とする請求項１５に記載の多軸型工作機械（２）。
18. そのつどの機械軸の制御装置と／または調節計による起動は、座標の表によって与えられる自由に選択可能な関数またはリレーションを用いて行う事を特徴とする請求項８乃至１７のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
19. 座標表の座標としては、Ｘ−座標、Ｙ−座標と、好ましくは軸直角切断面で見て法線角度を用いる事を特徴とする請求項１８に記載の多軸型工作機械（２）。
20. 制御装置と／または調節計からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置を備えている事を特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
21. 制御装置と／または調節計からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、他の軸の案内軸としてパラメーター化するのを認めるデータ構造がある事を特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
22. 制御装置と／または調節計からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、他の軸の案内軸として何か一つの機械軸をパラメーター化するのを認めるデータ構造がある事を特徴とする請求項２１に記載の多軸型工作機械（２）。
23. 制御装置と／または調節計からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、制御装置と／または調節計によって仮想軸形成用の関数定義またはリレーション定義を格納するデータ構造がある事を特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
24. 制御装置と／または調節計からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、制御装置と／または調節計によって当該機械軸の起動用の関数定義またはリレーション定義を格納するデータ構造がある事を特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
25. 少なくとも事前に定義化された関数またはリレーション・タイプがあり、そのデータ構造は少なくとも、当該機械軸の関数またはリレーションの定義に用いられる、事前に定義化された関数またはリレーションのタイプをアイデンティフィケーションするデータ領域を持つ事を特徴とする請求項２４に記載の多軸型工作機械（２）。
26. 関数タイプとしては、好ましくはパラメーターとして多項係数を持った例えば６次の多項式関数が事前に定義化されている事を特徴とする請求項２５に記載の多軸型工作機械（２）。
27. リレーション・タイプとしては、円半径と座標対で与えられた中心点並びに回転方向をパラメーターとして持ったサーキュラ・リレーションが事前に定義化されている事を特徴とする請求項２４または２５に記載の多軸型工作機械（２）。
28. リレーション・タイプとしては、座標をパラメーターとした座標表が事前定義化されている事を特徴とする請求項２４乃至２７のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
29. 座標として、そのつどＸ−座標、Ｙ−座標と、好ましくは軸直角切断面で見て法線角度である事を特徴とする請求項２８に記載の多軸型工作機械（２）。
30. 制御装置と／または調節計からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、制御装置と／または調節計によってそのつど機械軸を起動する事によって加工されたワーク側面の特徴、好ましくは右側面または左側面の特徴を取り入れるデータ構造がある事を特徴とする請求項２４乃至２９のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
31. 制御装置側からアクセス出来る機械制御パラメーターが記憶されている記憶装置には、ワークのある部分的な範囲に相当する少なくとも一つの機械制御パラメーターのグループを共同のセグメントアイデンティフィケーションの中のセグメント、特にセグメント番号中のものとして統合したデータ構造がある事を特徴とする請求項２４乃至３０のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
32. 常に同じ軸が案内軸としてパラメーター化されている様な機械制御パラメーターのグループがセグメントとして統合されている事を特徴とする請求項３１に記載の多軸型工作機械（２）。
33. まずある一つの仮想軸を、他の軸の案内軸としてパラメーター化し、次にワーク加工機械の稼働中に他の軸は、この仮想軸を用いてそれらの位置決めの際に単にシンクロナイゼーション（同期化）されるという請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）を起動する方式。
34. データ記憶媒体または電子搬送信号には、仮想軸を他の軸の案内軸としてパラメーター化するのを許し、
    かつデータ記憶媒体または電子搬送信号（３）がこのデータ構造を使って工作機械（２）を請求項３３による方式で読み込む際または読み込み後に起動出来るようなデータ領域を持つデータ構造が少なくとも存在する事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
35. データ記憶媒体または電子搬送信号には、どれか一つの機械軸を他の軸の案内軸としてパラメーター化する事も許すデータ構造が少なくとも存在する事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれかに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む請求項３４による機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
36. データ記憶媒体または電子搬送信号には、制御装置と／または調節計によって仮想軸を形成する為の関数定義またはリレーション定義を取り込めるデータ構造が少なくとも存在する事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む請求項３４または３５による機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
37. データ記憶媒体または電子搬送信号には、制御装置と／または調節計によってそのつどの機械軸を起動する為の関数定義またはリレーション定義を取り込めるデータ構造が少なくとも存在する事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む請求項３４または３６による機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
38. データ構造は、少なくとも事前の定義化された関数タイプまたはリレーション・タイプ、好ましくは多項式関数タイプ、サーキュラ・リレーション・タイプまたは座標表タイプを、そのつどの機械軸の関数定義またはリレーション定義に応用する為に識別する目的のデータ領域を少なくとも持つ事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む請求項３７による機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
39. データ記憶媒体または電子搬送信号には少なくとも、制御装置と／または調節計によってそのつど機械軸を起動する事によって加工されたワーク側面の特徴、好ましくは右側面または左側面の特徴を取り入れるデータ構造がある事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む請求項３６乃至３８のいずれか１つによる機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
40. データ記憶媒体または電子搬送信号には少なくとも、ワークのある部分的な範囲に相当する少なくとも一つの機械制御パラメーターのグループを共同のセグメントアイデンティフィケーションの中のセグメント、特にセグメント番号中のものとして統合したデータ構造がある事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む請求項３４乃至３９のいずれか１つによる機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
41. 常に同じ軸がリーダアクシスとしてパラメーター化されている様な機械制御パラメーターのグループがセグメントとして統合されている事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）へ読み込む請求項４０による機械制御パラメーターを備えたデータ記録媒体または電子搬送信号（３）。
42. 多軸型工作機械で、これが更に請求項３４乃至４１のいずれか１つに従ってデータ記録媒体または電子搬送信号から制御装置と／または調節計の為の機械制御パラメーターを記録装置に読み込む手段を備えている事を特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）。
43. 請求項３４乃至４１のいずれか１つに従って機械制御パラメーターを持つ、少なくとも一つのデータ記録媒体または電子搬送信号（３）が作成される事を特徴とする請求項１乃至３２ならびに４２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械用の機械制御パラメーターを作成する方式。
44. 少なくとも１個のデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置を持った多軸型工作機械用の機械制御パラメーターを作成するコンピューターシステムで、このデータ処理ユニットはプログラム技術的に、これが少なくとも請求項３４乃至４１のいずれか１つに記載の機械制御パラメーターを内蔵したデータ記憶媒体か電子搬送信号（３）を本発明に従って作成するように構成されている請求項１乃至３２並びに４２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）用の機械制御パラメーター作成コンピューターシステム（１）。
45. 請求項４３による方式を実行する命令（インストラクション）を示すコンピュータープログラム。
46. コンピュータープログラムをローディング後コンピューターはこのプログラムによって、本発明請求項４３による方式の実行が指令されるコンピュータープログラム−コーディング−手段を持っているコンピューターに読み込める記憶媒体を示すコンピュータープログラム製品。
47. コンピュータープログラムを各ローディング後コンピューターはこのプログラムによって、請求項４３による方式の実行プログラムによってコンピューターを命令する電子搬送信号上にあるコンピュータープログラムであるコンピュータープログラム製品。
48. ニュートラル・データ−コンピューター制御システムで、これは
    少なくとも１個のデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置を持った、請求項１乃至３２並びに４２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械（２）用の機械制御パラメーターを作成するコンピューターシステム（１）で、このデータ処理ユニットはプログラム技術的に、これが少なくとも機械制御パラメーターを内蔵したデータ記憶媒体か電子搬送信号（３）を請求項３４乃至４１のいずれか１つに従って作成するように構成されているもの、または
    請求項４５によるコンピュータープログラム、または
    請求項４６または４７によるコンピュータープログラム製品、と
    少なくとも１台の請求項１乃至３２並びに４２のいずれか１つによる多軸型工作機械（２）
    を備えたネジ状創成面を持ったワーク製造加工目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピューター制御システム。

Images