JP2012032848A - Numerical control device for multi-spindle machine for machining slope face - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも直線軸３軸と回転軸３軸とを有する多軸加工機を制御する数値制御装置に関する。特に、テーブル上のワークにおける傾斜面を加工する場合、傾斜面における座標系であるフィーチャ座標系を指令し工具に載る座標系である工具座標系がフィーチャ座標系に平行な方向となるように回転軸を制御する数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device for controlling a multi-axis machining machine having at least three linear axes and three rotation axes. In particular, when machining an inclined surface of a workpiece on a table, the feature coordinate system that is the coordinate system on the inclined surface is commanded, and the tool coordinate system that is the coordinate system placed on the tool is rotated in a direction parallel to the feature coordinate system. The present invention relates to a numerical controller for controlling an axis.
特許文献１には、直線軸３軸と回転軸２軸からなる５軸加工機を対象とし、ワーク上の傾斜面における加工方法が述べられている。５軸加工機には大きく分けて「工具ヘッド回転型」、「テーブル回転型」、「混合型（工具ヘッド、テーブル、両方とも回転）」の３つがある。
本発明は、５軸加工機ではなく、少なくとも直線軸３軸と回転軸３軸からなる多軸加工機を対象としている。図１〜図４は本発明の数値制御装置が制御する多軸加工機の例である。図１に示される例は回転軸３軸で工具ヘッドを回転する工具ヘッド回転型である。図２に示される例はテーブル２軸混合型（回転軸２軸でテーブルを回転し、回転軸１軸で工具ヘッドを回転）、図３に示される例は工具ヘッド２軸混合型（回転軸２軸で工具ヘッドを回転し、回転軸１軸でテーブルを回転）、図４に示される例は回転軸３軸でテーブルを回転するテーブル回転型である。
特許文献２には、第３回転軸の工具位相の制御も含めた工具先端点制御指令に対して、座標変換（傾斜面加工指令）が可能な工具位相制御用数値制御装置が開示されている。
Patent Document 1 describes a machining method on an inclined surface on a workpiece for a five-axis machining machine including three linear axes and two rotation axes. There are three types of 5-axis processing machines: “tool head rotating type”, “table rotating type”, and “mixed type (rotating both tool head and table)”.
The present invention is not a 5-axis machine, but a multi-axis machine having at least 3 linear axes and 3 rotary axes. 1 to 4 are examples of a multi-axis machine controlled by the numerical controller of the present invention. The example shown in FIG. 1 is a tool head rotating type that rotates a tool head around three rotation axes. The example shown in FIG. 2 is a table biaxial mixing type (rotating the table with two rotating shafts and rotating the tool head with one rotating shaft), and the example shown in FIG. The example shown in FIG. 4 is a table rotation type in which the table is rotated by three rotation axes. The tool head is rotated by two axes and the table is rotated by one rotation axis.
Patent Document 2 discloses a numerical control device for tool phase control capable of coordinate transformation (inclined surface machining command) with respect to a tool tip point control command including control of the tool phase of the third rotation axis. .
ワーク上の傾斜面加工のための指令を傾斜面加工指令と呼び、傾斜面加工指令で指令する傾斜面の座標系をフィーチャ座標系と呼ぶ。
工具移動とともに移動する座標系を工具座標系と呼ぶ。つまり、工具座標系とは、回転軸３軸がそれぞれ基準位置である時の工具のＸ，Ｙ，Ｚ移動方向を表し工具に載って工具の移動と共に移動する座標系である。
例えば図３の機械において工具ヘッド回転軸が基準位置Ａ＝Ａ０、Ｂ＝Ｂ０にある時工具方向はＺ軸方向とすると、その時の工具座標系は図５の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）で表され、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸移動およびＡ，Ｂ軸移動とともに図６のように変化する。ここで、機械座標系は機械に固定された座標系である。また、例えば工具ヘッド回転軸が存在しない図４の機械においては、図７の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）で示す座標系を工具座標系とする。
A command for machining the inclined surface on the workpiece is called an inclined surface machining command, and a coordinate system of the inclined surface commanded by the inclined surface machining command is called a feature coordinate system.
A coordinate system that moves with the tool movement is called a tool coordinate system. That is, the tool coordinate system is a coordinate system that represents the X, Y, and Z movement directions of the tool when the three rotation axes are the reference positions, and moves along with the movement of the tool on the tool.
For example, when the tool head rotation axis is at the reference position A = A0 and B = B0 in the machine of FIG. 3, and the tool direction is the Z-axis direction, the tool coordinate system at that time is represented by (Xt, Yt, Zt) in FIG. Then, it changes as shown in FIG. 6 along with X, Y, Z axis movement and A, B axis movement. Here, the machine coordinate system is a coordinate system fixed to the machine. Further, for example, in the machine of FIG. 4 where there is no tool head rotation axis, the coordinate system indicated by (Xt, Yt, Zt) of FIG. 7 is the tool coordinate system.
傾斜面加工において、次の１），２）のようにフィーチャ座標系と工具座標系との関係を保持する（平行シフトの関係にする）ことが重要である加工がある。 In the inclined surface machining, there is machining in which it is important to maintain the relationship between the feature coordinate system and the tool coordinate system (to make a parallel shift relationship) as in the following 1) and 2).
１）フィーチャ座標系と工具位相の関係を保持することが重要な加工
特許文献２では、ファイバプレースメント機によるファイバプレースメント加工に関する技術が記載されている。傾斜面におけるフィーチャ座標系でのＸＹ指令方向に垂直な方向にローラ方向（工具位相）を保つ必要があり、そのようにローラ方向が第３回転軸で制御されている。工具座標系とフィーチャ座標系を平行な関係にすることができれば、特許文献２のような第３回転軸の特別な制御は不要である。
1) Machining where it is important to maintain the relationship between the feature coordinate system and the tool phase
Patent Document 2 describes a technique related to fiber placement processing using a fiber placement machine. It is necessary to keep the roller direction (tool phase) in a direction perpendicular to the XY command direction in the feature coordinate system on the inclined surface, and the roller direction is controlled by the third rotation axis as such. If the tool coordinate system and the feature coordinate system can be in a parallel relationship, special control of the third rotation axis as in Patent Document 2 is unnecessary.
ただし、本発明により工具座標系とフィーチャ座標系を平行な関係にする場合は、工具方向を制御する回転軸３軸と工具位相を制御する回転軸１軸を持つ機械を対象とする。したがって、特許文献２は、工具方向を制御する回転軸２軸とローラ方向（工具位相）を制御する第３回転軸が装備されている機械に対する技術としては有効な技術である。 However, when the tool coordinate system and the feature coordinate system are in a parallel relationship according to the present invention, a machine having three rotation axes for controlling the tool direction and one rotation axis for controlling the tool phase is targeted. Therefore, Patent Document 2 is an effective technique as a technique for a machine equipped with two rotating shafts for controlling the tool direction and a third rotating shaft for controlling the roller direction (tool phase).
２）フィーチャ座標系のＸＹ方向と工具座標系のＸＹ方向を平行にさせるのが望ましい加工
例えば図４のテーブル回転型多軸加工機で、図７のようなフィーチャ座標系（Ｘｆ，Ｙｆ）上で矩形経路を加工する場合、図７のワークと工具の位置関係のまま工具座標系（Ｘｔ，Ｙｔ）のＸ，Ｙ軸（この例では機械座標系のＸ軸、Ｙ軸と同じ）を同時動作させて加工することもできる。
2) It is desirable to make the XY direction of the feature coordinate system and the XY direction of the tool coordinate system parallel to each other.
For example, when a rectangular path is machined on the feature coordinate system (Xf, Yf) as shown in FIG. 7 with the table rotary multi-axis machine shown in FIG. 4, the tool coordinate system ( Xt, Yt) X and Y axes (in this example, the same as the X axis and Y axis of the machine coordinate system) can be processed simultaneously.
しかし、図８のようにフィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ）方向と工具座標系のＸＹ方向を平行にさせて加工することが望ましい。このケースでは図７のようなワークと工具の位置関係で加工するとＸ，Ｙ軸の同時動作となり、Ｘ，Ｙ軸の両方にバックラッシが発生するなど、少し加工が不安定になる。図８のようにフィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ）方向を平行にさせて加工すればＸ軸のみのバックラッシ発生および１軸のみの動作となり、少し加工が安定し高精度の加工となる。この例はごく簡単な例だが、一般にＣＡＭはフィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ）方向が平行であることを想定してプログラムを作成することも多い。したがって、フィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ）方向を平行にさせて加工することが望ましい。 However, as shown in FIG. 8, it is desirable that the (Xf, Yf) direction of the feature coordinate system and the XY direction of the tool coordinate system be made parallel to each other. In this case, if machining is performed in the positional relationship between the workpiece and the tool as shown in FIG. 7, the X and Y axes are operated simultaneously, and backlash occurs on both the X and Y axes, and the machining becomes slightly unstable. If machining is performed with the (Xf, Yf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt) direction of the tool coordinate system parallel to each other as shown in FIG. 8, backlash occurs only on the X axis and only one axis moves. Is stable and highly accurate. Although this example is a very simple example, in general, a CAM often creates a program assuming that the (Xf, Yf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt) direction of the tool coordinate system are parallel. Therefore, it is desirable to perform machining with the (Xf, Yf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt) direction of the tool coordinate system parallel.
また、機械構造上フィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）方向を平行にさせないと各軸のストロークを越えてしまう場合もある。５軸加工機では軸数の不足から一般にフィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）方向を平行にさせることができなかった。そのことは、例えば特許文献１の請求項１に「Ｚ軸まわりの回転角」が発生することが述べられており、この角度分フィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ）方向は工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ）方向から回転するため、フィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ）方向を平行にさせることができなかった。 In addition, the stroke of each axis may be exceeded unless the (Xf, Yf, Zf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt, Zt) direction of the tool coordinate system are parallel to each other because of the mechanical structure. In a 5-axis machine, the (Xf, Yf, Zf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt, Zt) direction of the tool coordinate system cannot generally be made parallel due to a lack of the number of axes. For example, in claim 1 of Patent Document 1, it is stated that a “rotation angle about the Z axis” occurs, and the (Xf, Yf) direction of the feature coordinate system corresponds to ( Since it rotates from the (Xt, Yt) direction, the (Xf, Yf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt) direction of the tool coordinate system cannot be made parallel.
上述したように本発明の課題は、少なくとも直線軸３軸と工具方向を制御する回転軸として３軸存在する工作機械において、どのようなフィーチャ座標系指令に対してもフィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）方向を平行にさせることが可能となる数値制御装置を提供することである。 As described above, the problem of the present invention is that a machine tool having at least three linear axes and three rotation axes for controlling the tool direction has a feature coordinate system (Xf, The present invention is to provide a numerical control device capable of making the (Yf, Zf) direction and the (Xt, Yt, Zt) direction of the tool coordinate system parallel to each other.
本願の請求項１に係る発明は、テーブルに取付けられたワークに対して少なくともワークに対する工具位置を制御する直線軸３軸とワークに対する工具方向を制御する回転軸３軸によって前記ワークの傾斜面上で加工を行う多軸加工機を制御する数値制御装置において、前記ワーク上の前記傾斜面を表す座標系であるフィーチャ座標系の指令を解析するフィーチャ座標系指令解析手段と、工具に載って工具の移動と共に移動する座標系である工具座標系が前記フィーチャ座標系に平行となるように前記回転軸３軸を動作させる指令である工具座標系制御指令を解析する工具座標系制御指令解析手段と、前記工具座標系制御指令によって、前記工具座標系が前記フィーチャ座標系に平行となるように前記回転軸３軸の位置を演算する回転軸３軸演算手段と、前記回転軸３軸を前記回転軸３軸演算手段で求めた位置へ駆動する手段を有する数値制御装置である。 In the invention according to claim 1 of the present application, the workpiece is mounted on the inclined surface of the workpiece by at least three linear shafts for controlling the tool position with respect to the workpiece and three rotation shafts for controlling the tool direction with respect to the workpiece. In a numerical control apparatus for controlling a multi-axis machining machine that performs machining with a feature coordinate system command analysis means for analyzing a command of a feature coordinate system that is a coordinate system representing the inclined surface on the workpiece, and a tool mounted on the tool A tool coordinate system control command analysis means for analyzing a tool coordinate system control command that is a command for operating the three rotation axes so that a tool coordinate system that is a coordinate system that moves with the movement of the tool is parallel to the feature coordinate system; The three rotation axes that calculate the positions of the three rotation axes so that the tool coordinate system is parallel to the feature coordinate system by the tool coordinate system control command A calculation unit, a numerical control apparatus having a means for driving the position determined by the rotary shaft 3 axes the rotation shaft 3 axis calculation means.
請求項２に係る発明は、前記テーブルに載って前記テーブルの移動と共に移動する座標系であるテーブル座標系において、前記回転軸３軸が前記回転軸３軸演算手段で求めた位置へ移動しても工具先端点位置が保持される前記直線軸３軸の補正移動量を補間周期毎に演算する直線軸３軸演算手段と、前記直線軸３軸を前記直線軸３軸演算手段で求めた前記補正移動量分駆動する手段を有する請求項１に記載の数値制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the table coordinate system, which is a coordinate system that is mounted on the table and moves with the movement of the table, the three rotation shafts move to the position obtained by the rotation shaft three-axis calculation means. The linear axis triaxial computing means for computing the correction movement amount of the linear axis triaxial at which the tool tip point position is held for each interpolation period, and the linear axis triaxial is obtained by the linear axis triaxial computing means. The numerical control apparatus according to claim 1, further comprising means for driving the correction movement amount.
請求項３に係る発明は、前記多軸加工機は、前記回転軸３軸で工具ヘッドを回転する６軸加工機、前記回転軸３軸のうち回転軸２軸でテーブルを回転し他の回転軸１軸で工具ヘッドを回転する６軸加工機、前記回転軸３軸のうち回転軸２軸で工具ヘッドを回転し他の回転軸１軸でテーブルを回転する６軸加工機、または前記回転軸３軸でテーブルを回転する６軸加工機である請求項１〜３のいずれか１つに記載の数値制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, the multi-axis processing machine is a six-axis processing machine that rotates a tool head with the three rotation shafts, and rotates the table with two rotation shafts among the three rotation shafts to perform other rotations. A six-axis machine that rotates the tool head with one axis, a six-axis machine that rotates the tool head with two rotation axes among the three rotation axes, and rotates the table with one other rotation axis, or the rotation The numerical control device according to claim 1, wherein the numerical control device is a six-axis processing machine that rotates a table with three axes.
本発明により、少なくとも直線軸３軸と工具方向を制御する回転軸として３軸存在する工作機械において、どのようなフィーチャ座標系指令に対してもフィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）方向を平行にさせることが可能となる数値制御装置を提供できる。 According to the present invention, in a machine tool having at least three linear axes and three rotation axes for controlling the tool direction, the (Xf, Yf, Zf) direction of the feature coordinate system can be used for any feature coordinate system command. It is possible to provide a numerical control device that can make the (Xt, Yt, Zt) directions of the tool coordinate system parallel.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
回転軸３軸を、Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸とし、機械構成上の工具からテーブルへの軸順はＡ軸，Ｂ軸，Ｃ軸の順とする。テーブル回転軸が複数である場合それらは交叉する。工具ヘッド回転軸が複数ある場合もそれらは交叉するとともに工具中心軸とも交叉するとする。工具座標系原点は、工具ヘッド回転軸が複数ある場合はそれらの交叉位置、工具ヘッド回転軸が１軸の場合はその回転軸と工具中心軸との交叉位置、工具ヘッド回転軸が存在しない場合は工具軸と工具ヘッド端面の交叉位置とする。テーブル回転軸が複数ある場合テーブル回転軸交叉位置を原点（Ｐ０）とし、テーブル回転軸が１軸である場合その回転中心の適当な位置を原点（Ｐ０）とし、テーブル移動とともに移動する座標系をテーブル座標系とする。テーブル回転軸が存在しない場合（工具ヘッド回転型）は、機械座標系原点からＰ０離れた位置をテーブル座標系原点とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The three rotation axes are the A axis, the B axis, and the C axis, and the axis order from the tool to the table in the machine configuration is the order of the A axis, the B axis, and the C axis. If there are multiple table rotation axes, they intersect. When there are a plurality of tool head rotation axes, they intersect and also intersect with the tool center axis. The tool coordinate system origin is the crossover position when there are multiple tool head rotation axes, the crossover position between the rotation axis and the tool center axis when there is one tool head rotation axis, and the tool head rotation axis does not exist Is the intersection of the tool axis and the end face of the tool head. If there are multiple table rotation axes, the table rotation axis crossing position is the origin (P0). If the table rotation axis is one axis, the appropriate position of the rotation center is the origin (P0). The table coordinate system is used. When the table rotation axis does not exist (tool head rotation type), the position that is P0 away from the machine coordinate system origin is set as the table coordinate system origin.
ここでは、Ａ，Ｂ，Ｃ軸の基準位置は、Ａ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝０度の位置とし、その時のテーブル座標系、工具座標系は機械座標系と平行であるとする。また、その時のフィーチャ座標系を（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）としたとき、Ｘｆ方向のテーブル座標系上の単位ベクトルをｉ（ｉｘ，ｉｙ，ｉｚ）Tとする。同様にＺｆ方向をｋ（ｋｘ，ｋｙ，ｋｚ）Tとする（図９参照）。ここで「T」は転置を表すが、以降自明な場合特に記載しない。 Here, it is assumed that the reference positions of the A, B, and C axes are positions of A = 0, B = 0, and C = 0 degrees, and the table coordinate system and tool coordinate system at that time are parallel to the machine coordinate system. If the feature coordinate system at that time is (Xf, Yf, Zf), the unit vector on the table coordinate system in the Xf direction is i (ix, iy, iz) T. Similarly, let the Zf direction be k (kx, ky, kz) T (see FIG. 9). Here, “ T ” represents transposition, but will not be described in particular if it is obvious thereafter.
フィーチャ座標系の指令の仕方については、特許文献１や特許文献２には、接線方向ベクトル（上記のＸｆ方向）と法線方向ベクトル（上記のＺｆ方向）で指令する方法や、オイラー角で指令する方法が記載されている。その他にも、ロール・ピッチ・ヨー角で指令する方法、投影角で指令する方法、３点位置で指令する方法、工具方向で指令する方法など様々な指令方法がある。なお、ここではＡ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝０度の位置を基準位置としたが、他の位置を基準位置とする場合は、上記の「Ａ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝０度の位置」という条件を他の基準位置とすればよい。 Regarding how to command the feature coordinate system, in Patent Document 1 and Patent Document 2, there are a method of commanding with a tangential direction vector (Xf direction above) and a normal direction vector (Zf direction above), or a command with Euler angles. How to do is described. In addition, there are various command methods such as a command method using a roll, pitch, and yaw angle, a command method using a projection angle, a command method using a three-point position, and a command method using a tool direction. Here, the position at A = 0, B = 0, and C = 0 degrees is set as the reference position. However, when the other position is set as the reference position, the above-described “A = 0, B = 0, C = 0. The condition “degree position” may be set as another reference position.
次に、指令プログラムについて説明する。
指令プログラムは図１０のような指令である。Ｇ６８．２は傾斜面加工指令モードを指令するＧコードであり、Ｇ６８．２ブロックのＸ＿Ｙ＿Ｚ＿でテーブル座標系上のフィーチャ座標系原点位置（図９中のＰｆ）を指令し、Ｉ＿Ｊ＿Ｋ＿でフィーチャ座標系の傾き角を指令する。これにより、フィーチャ座標系（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）（図９参照）が指令される。
Ｇ６８．２ブロックがフィーチャ座標系指令であり、このブロックを解析する手段がフィーチャ座標系指令解析手段である。傾き角の指令にはオイラー角、ロール・ピッチ・ヨー角など様々な指令方法がある。Ｇ５３．１がフィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）方向を平行にさせるように回転軸を動作させる工具座標系制御指令であり、このブロックを解析する手段が工具座標系制御指令解析手段である。
Ｇ６９は傾斜面加工指令モードのキャンセルの指令である。その間にはフィーチャ座標系上で通常の直線補間や円弧補間などを指令でき、Ｘ＿Ｙ＿Ｚ＿指令はその加工指令位置を示す。
Next, the command program will be described.
The command program is a command as shown in FIG. G68.2 is a G code for instructing an inclined surface machining command mode, and the feature coordinate system origin position (Pf in FIG. 9) on the table coordinate system is designated by X_Y_Z_ of the G68.2 block, and the feature coordinate system is designated by I_J_K_. Command the tilt angle. Thereby, the feature coordinate system (Xf, Yf, Zf) (see FIG. 9) is commanded.
The G68.2 block is a feature coordinate system command, and means for analyzing this block is feature coordinate system command analysis means. There are various command methods for tilt angle such as Euler angle, roll, pitch, and yaw angle. G53.1 is a tool coordinate system control command for operating the rotation axis so that the (Xf, Yf, Zf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt, Zt) direction of the tool coordinate system are parallel to each other. Is a tool coordinate system control command analysis means.
G69 is a command for canceling the inclined surface machining command mode. In the meantime, normal linear interpolation, circular interpolation, etc. can be commanded on the feature coordinate system, and the X_Y_Z_ command indicates the machining command position.
次に、演算方法を説明する。
１）回転軸の演算方法
工具座標系がフィーチャ座標系に平行となるように回転軸３軸の位置を演算することは、（ｉｘ，ｉｙ，ｉｚ）、（ｋｘ，ｋｙ，ｋｚ）とＡｔ，Ｂｔ，Ｃｔに関する数１式の方程式を解いてＡｔ，Ｂｔ，Ｃｔを得ることである。これが回転軸３軸演算手段における演算である（図１３，図１４を参照）。
Next, a calculation method will be described.
1) Rotation axis calculation method
Calculating the positions of the three rotation axes so that the tool coordinate system is parallel to the feature coordinate system is expressed by Equation 1 regarding (ix, iy, iz), (kx, ky, kz) and At, Bt, Ct. To obtain At, Bt, and Ct. This is the calculation in the rotation axis triaxial calculation means (see FIGS. 13 and 14).
Ｒａｔ，Ｒｂｔ，Ｒｃｔを積算することは、回転軸Ａ，Ｂ，Ｃ軸をＡｔ，Ｂｔ，Ｃｔだけ回転することによる工具座標系からテーブル座標系への回転変換である。したがって、数１式を解くことは、工具座標系のＸ方向（１，０，０）、Ｚ方向（０，０，１）が回転軸Ａ，Ｂ，Ｃ軸を回転することによる工具座標系からテーブル座標系への回転変換によってテーブル座標系で指令されたフィーチャ座標系のＸｆ方向（ｉｘ，ｉｙ，ｉｚ），Ｚｆ方向（ｋｘ，ｋｙ，ｋｚ）となる回転軸Ａ，Ｂ，Ｃ軸の位置Ａｔ，Ｂｔ，Ｃｔを求めることである。 Accumulating Rat, Rbt, and Rct is rotational conversion from the tool coordinate system to the table coordinate system by rotating the rotation axes A, B, and C by At, Bt, and Ct. Therefore, solving Equation 1 is to use the tool coordinate system in which the X direction (1, 0, 0) and Z direction (0, 0, 1) of the tool coordinate system rotate the rotation axes A, B, and C. Of the rotation axes A, B, and C in the Xf direction (ix, iy, iz) and Zf direction (kx, ky, kz) of the feature coordinate system commanded in the table coordinate system by rotational conversion from to the table coordinate system The positions At, Bt, and Ct are obtained.
これは、数２式のように解くことができる。この解き方は１例であり、他の解き方もある。 This can be solved as shown in Equation 2. This solving method is an example, and there are other solving methods.
回転軸Ａ，Ｂ，Ｃ軸を求めたＡｔ，Ｂｔ，Ｃｔの位置に移動する移動指令を作成しその指令によってＡ，Ｂ，Ｃ軸を移動することにより、工具座標系がフィーチャ座標系に平行となるようにすることができる。
なお、段落「０００７」では容易な理解のために「本発明により工具座標系とフィーチャ座標系を平行な関係にする場合は、工具方向を制御する回転軸３軸と工具位相を制御する回転軸１軸を持つ機械を対象とする。」と記載したが、実際は工具位相として上記Ｘｆ方向（ｉｘ，ｉｙ，ｉｚ）がブロック毎または補間周期毎に変化するとすれば、そのＸｆ方向（およびＺｆ方向）に対して数１式，数２式を適用することによって、工具位相を制御する回転軸１軸を持たず工具方向を制御する回転軸３軸のみを持つ機械であっても、工具位相を指令された方向に制御することは可能である。
By creating a movement command to move to the positions of At, Bt, and Ct for which the rotation axes A, B, and C are obtained, and moving the A, B, and C axes by the command, the tool coordinate system is parallel to the feature coordinate system. Can be.
In the paragraph “0007”, for easy understanding, “when the tool coordinate system and the feature coordinate system are in a parallel relationship according to the present invention, the three rotation axes for controlling the tool direction and the rotation axis for controlling the tool phase” However, in reality, if the Xf direction (ix, iy, iz) changes as a tool phase for each block or every interpolation cycle, the Xf direction (and the Zf direction). By applying the formula 1 and the formula 2, the tool phase can be obtained even in a machine having only one rotary axis for controlling the tool direction without having one rotary axis for controlling the tool phase. It is possible to control in the commanded direction.
２）工具先端点保持の直線軸の演算方法
上記で求めた位置に回転軸３軸を動作させることにより、工具ヘッドまたはテーブルが回転する。この時、直線軸３軸は移動しないとすると、テーブル座標系上で工具先端点が移動する。回転軸動作によって工具先端点が移動するとワークなどに接触する危険性があり、工具先端点が移動することは望ましくない場合がある。その場合は、回転軸３軸の動作とともにテーブル座標系上で工具先端点が保持されるように直線軸３軸も補正移動を行う。
2) Calculation method of linear axis for holding tool tip point The tool head or table is rotated by operating the three rotation axes at the position obtained above. At this time, if the three linear axes do not move, the tool tip moves on the table coordinate system. When the tool tip point moves due to the rotation axis operation, there is a risk of contact with a workpiece or the like, and it may be undesirable for the tool tip point to move. In that case, the three linear axes are also corrected and moved so that the tool tip point is held on the table coordinate system along with the operation of the three rotational axes.
プログラム指令としては図１０におけるＧ５３．１の代わりにＧ５３．６を指令する。Ｇ５３．６は、フィーチャ座標系の（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）方向と工具座標系の（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）方向を平行にさせるように回転軸を動作させるとともに、テーブル座標系上の工具先端点位置を保持するように直線軸３軸も補正移動を行う指令でもある。これも工具座標系制御指令である。
次に、直線軸３軸の補正移動量の求め方を説明する。
As a program command, G53.6 is commanded instead of G53.1 in FIG. G53.6 operates the rotation axis so that the (Xf, Yf, Zf) direction of the feature coordinate system and the (Xt, Yt, Zt) direction of the tool coordinate system are parallel, and the tool tip on the table coordinate system. It is also a command to perform the correction movement of the three linear axes so as to hold the point positions. This is also a tool coordinate system control command.
Next, how to obtain the correction movement amount of the three linear axes will be described.
２−１）工具ヘッド回転から発生する補正移動量
工具ヘッドが回転することから発生する直線軸３軸の補正移動量Ｃｍｈ（Ｃｍｈｘ，Ｃｍｈｙ，Ｃｍｈｚ）は数３式のように計算する。この計算は補間周期毎に行う。ここでは、補間周期ｔ１から補間周期ｔ２への直線軸３軸の補正移動量Ｃｍｈの計算である。これは、図１１のように工具ヘッド回転によって発生する工具先端点の移動量を反転した移動量である。
2-1) Corrected Movement Amount Generated by Tool Head Rotation Corrected movement amount Cmh (Cmhx, Cmhy, Cmhz) of the three linear axes generated by the rotation of the tool head is calculated as shown in Equation 3. This calculation is performed every interpolation period. Here, the correction movement amount Cmh of the three linear axes from the interpolation cycle t1 to the interpolation cycle t2 is calculated. This is a movement amount obtained by reversing the movement amount of the tool tip point generated by the rotation of the tool head as shown in FIG.
Ｔ０は基準位置Ａ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝０における工具長補正ベクトル（基準工具長補正ベクトル）である。
Ｔｌ１は補間周期ｔ１における回転軸位置Ａ＝Ａ１，Ｂ＝Ｂ１，Ｃ＝Ｃ１での工具長補正ベクトルであり、Ｔｌ１＝Ｒｈ１＊Ｔ０である。Ｔｌ２は補間周期ｔ２における回転軸位置Ａ＝Ａ２，Ｂ＝Ｂ２，Ｃ＝Ｃ２での工具長補正ベクトルであり、Ｔｌ２＝Ｒｈ２＊Ｔ０である。ＲｈαはＲｃα，Ｒｂα，Ｒａα（α＝１，２）のうち工具ヘッド回転に関わる回転軸の補間周期ｔα（α＝１，２）における回転軸位置によるマトリックスの積である。つまり、図１の例では、Ｒｈα＝Ｒｃα＊Ｒｂα＊Ｒａα、図２の例では、Ｒｈα＝Ｒａα、図３の例では、Ｒｈα＝Ｒｂα＊Ｒａα、図４の例では、Ｒｈαは単位マトリックスである。Ｒｃα，Ｒｂα，Ｒａα（α＝１，２）は数４式のように表される。
T0 is a tool length correction vector (reference tool length correction vector) at the reference positions A = 0, B = 0, and C = 0.
Tl1 is a tool length correction vector at the rotation axis position A = A1, B = B1, C = C1 in the interpolation cycle t1, and Tl1 = Rh1 * T0. Tl2 is a tool length correction vector at the rotation axis positions A = A2, B = B2, C = C2 in the interpolation cycle t2, and Tl2 = Rh2 * T0. Rhα is a matrix product according to the rotation axis position in the interpolation cycle tα (α = 1, 2) of the rotation axis related to the rotation of the tool head among Rcα, Rbα, Raα (α = 1, 2). That is, Rhα = Rcα * Rbα * Raα in the example of FIG. 1, Rhα = Raα in the example of FIG. 2, Rhα = Rbα * Raα in the example of FIG. 3, and Rhα in the example of FIG. 4 is a unit matrix. . Rcα, Rbα, Raα (α = 1, 2) are expressed by the following equation (4).
２−２）テーブル回転から発生する補正移動量
テーブルが回転することから発生する直線軸３軸の補正移動量Ｃｍｔ（Ｃｍｔｘ，Ｃｍｔｙ，Ｃｍｔｚ）は数５式のように計算する。この計算は補間周期毎に行う。ここでは、補間周期ｔ１から補間周期ｔ２への直線軸３軸の補正移動量Ｃｍｔの計算である。これは、図１２のようにテーブル回転に対してテーブルと工具先端点の相対位置が保持されるように工具先端点を追従させる移動量である。
2-2) Correction movement amount generated from table rotation The correction movement amount Cmt (Cmtx, Cmty, Cmtz) of the three linear axes generated from the rotation of the table is calculated as shown in Equation 5. This calculation is performed every interpolation period. Here, the correction movement amount Cmt of the three linear axes from the interpolation cycle t1 to the interpolation cycle t2 is calculated. This is the amount of movement that causes the tool tip to follow so that the relative position of the table and the tool tip is maintained with respect to the table rotation as shown in FIG.
ＲｔαはＲｃα，Ｒｂα，Ｒａα（α＝１，２）のうちテーブル回転に関わる回転軸の補間周期ｔαにおける回転軸位置Ａα，Ｂα，Ｃα（α＝１，２）によるマトリックスの積である。つまり、図１の例では、Ｒｔαは単位マトリックス、図２の例では、Ｒｔα＝Ｒｃα＊Ｒｂα、図３の例では、Ｒｔα＝Ｒｃα、図４の例では、Ｒｔα＝Ｒｃα＊Ｒｂα＊Ｒａαである。Ｒｔα―1はそれらの逆マトリックスである。Ｒｃα，Ｒｂα，Ｒａα（α＝１，２）については数４式に記載している。 Rtα is a matrix product of the rotation axis positions Aα, Bα, Cα (α = 1, 2) in the interpolation cycle tα of the rotation axis related to table rotation among Rcα, Rbα, Raα (α = 1, 2). That is, in the example of FIG. 1, Rtα is a unit matrix, in the example of FIG. 2, Rtα = Rcα * Rbα, in the example of FIG. 3, Rtα = Rcα, and in the example of FIG. 4, Rtα = Rcα * Rbα * Raα. . Rtα −1 is their inverse matrix. Rcα, Rbα, Raα (α = 1, 2) are described in Formula 4.
ＴｐはＧ５３．６指令時の工具先端点ベクトル（テーブル回転中心（＝テーブル座標系原点）から工具先端点へのテーブル座標系上のベクトル）であり、数６式のように計算される。
ＴｌはＧ５３．６指令時の機械座標系での工具長補正ベクトル、ＰｍはＧ５３．６指令時の機械座標系でのＸ，Ｙ，Ｚ軸位置、Ｐ０は機械座標系におけるテーブル座標系原点である。
Tp is the tool tip point vector (the vector on the table coordinate system from the table rotation center (= table coordinate system origin) to the tool tip point) at the time of the command G53.6, and is calculated as shown in Equation 6.
Tl is the tool length correction vector in the machine coordinate system at the time of G53.6 command, Pm is the X, Y, Z axis position in the machine coordinate system at the time of G53.6 command, P0 is the table coordinate system origin in the machine coordinate system is there.
Ｒｈｃは、Ｇ５３．６指令時の工具ヘッド回転に関わる回転軸位置によるマトリックスの積である。つまり、Ｇ５３．６指令時のＡ，Ｂ，Ｃ軸位置をＡｃ，Ｂｃ，Ｃｃとすると、図１の例では、Ｒｈｃ＝Ｒｃｃ＊Ｒｂｃ＊Ｒａｃ、図２の例では、Ｒｈｃ＝Ｒａｃ、図３の例では、Ｒｈｃ＝Ｒｂｃ＊Ｒａｃ、図４の例では、Ｒｈｃは単位マトリックスである。同様に、Ｒｔｃは、Ｇ５３．６指令時のテーブル回転に関わる回転軸位置によるマトリックスの積である。つまり、図１の例では、Ｒｔｃは単位マトリックス、図２の例では、Ｒｔｃ＝Ｒｃｃ＊Ｒｂｃ、図３の例では、Ｒｔｃ＝Ｒｃｃ、図４の例では、Ｒｔｃ＝Ｒｃｃ＊Ｒｂｃ＊Ｒａｃである。 Rhc is the product of the matrix by the rotation axis position related to the rotation of the tool head at the time of G53.6 command. That is, assuming that the A, B, and C axis positions at the time of the G53.6 command are Ac, Bc, and Cc, Rhc = Rcc * Rbc * Rac in the example of FIG. 1, Rhc = Rac in the example of FIG. In the example of FIG. 4, Rhc = Rbc * Rac, and in the example of FIG. 4, Rhc is a unit matrix. Similarly, Rtc is a matrix product based on the rotation axis position related to the table rotation at the time of the G53.6 command. That is, Rtc is a unit matrix in the example of FIG. 1, Rtc = Rcc * Rbc in the example of FIG. 2, Rtc = Rcc in the example of FIG. 3, and Rtc = Rcc * Rbc * Rac in the example of FIG. .
Ｒａｃ，Ｒｂｃ，Ｒｃｃは数４式と同様、次の数７式のように表される。 Rac, Rbc, and Rcc are represented by the following formula 7, similar to the formula 4.
なお、図１２は工具ヘッドとテーブルに回転軸を持った多軸加工機を模した図である。工具ヘッドに回転軸１軸、テーブルに回転軸１軸を持ちそれらの回転軸中心が平行であるイメージの図としているが、図示の便宜上そのような構成にしているものである。つまり、図１〜図４のように、一般に工具ヘッドの回転軸中心とテーブルの回転軸中心は平行ではなく、かつそれぞれ０〜３軸の回転軸を持つが、図示の便宜上、回転軸中心が紙面に垂直な工具ヘッドの回転軸１軸、テーブルの回転軸１軸のイメージでそれらを統一的かつ概念的に表している。 FIG. 12 is a diagram simulating a multi-axis processing machine having a rotating shaft on the tool head and the table. Although the drawing shows an image in which the tool head has one rotating shaft and the table has one rotating shaft, the centers of the rotating shafts are parallel to each other. That is, as shown in FIGS. 1 to 4, generally, the rotation axis center of the tool head and the rotation axis center of the table are not parallel and each has 0 to 3 rotation axes. These images are unified and conceptually represented by an image of one rotation axis of the tool head perpendicular to the paper surface and one rotation axis of the table.
２−３）統合補正移動量
工具ヘッド回転とテーブル回転から発生する補正移動量を数８式のように統合する。これが、直線軸３軸演算手段による工具先端点位置を保持する直線軸３軸の補正移動量Ｃｍｃ（Ｃｍｃｘ，Ｃｍｃｙ，Ｃｍｃｚ）である。直線軸３軸は、前回補間周期をｔ１、今回補間周期をｔ２として、補間周期毎にこの補正移動量分の移動を行う。
2-3) Integrated correction movement amount The correction movement amount generated from the tool head rotation and the table rotation is integrated as shown in Formula 8. This is the correction movement amount Cmc (Cmcx, Cmcy, Cmcz) of the three linear axes that hold the tool tip point position by the linear axis three-axis computing means. The three linear axes move by the correction movement amount for each interpolation period, with the previous interpolation period being t1 and the current interpolation period being t2.
一般に、工作機械を制御する数値制御装置は、指令プログラム８１を解析手段８２で解析し補間手段８３で補間し各軸のサーボ９０ｘ，９０ｙ，９０ｚ，９０ａ，９０ｂ，９０ｃを駆動する。本発明におけるフィーチャ座標系指令解析手段８４、工具座標系制御指令解析手段８５、回転軸３軸演算手段８６は、解析手段８２に属する。直線軸３軸演算手段８７は補間手段８３に属する（図１３参照）。 In general, a numerical control device that controls a machine tool analyzes a command program 81 with an analysis unit 82 and interpolates with an interpolation unit 83 to drive servos 90x, 90y, 90z, 90a, 90b, and 90c for each axis. The feature coordinate system command analysis means 84, the tool coordinate system control command analysis means 85, and the rotation axis triaxial calculation means 86 in the present invention belong to the analysis means 82. The linear axis / three axis calculation means 87 belongs to the interpolation means 83 (see FIG. 13).
フィーチャ座標系指令解析手段８４、工具座標系制御指令解析手段８５、回転軸３軸演算手段８６のフローチャートは図１４のようになる。ステップＳＡ１００がフィーチャ座標系指令解析手段８４、ステップＳＡ１０１が工具座標系制御指令解析手段８５と回転軸３軸演算手段８６である。ステップＳＡ１００で、フィーチャ座標系指令を解析し、フィーチャ座標系（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）のＸｆ方向（ｉｘ，ｉｙ，ｉｚ）、Ｚｆ方向（ｋｘ，ｋｙ，ｋｚ）を得る。ステップＳＡ１０１で、工具座標系制御指令を解析し、数１式、数２式よりＡｔ，Ｂｔ，Ｃｔを得、Ａ，Ｂ，Ｃ軸のＡｔ，Ｂｔ，Ｃｔへの移動指令を作成する。 FIG. 14 is a flowchart of the feature coordinate system command analysis unit 84, the tool coordinate system control command analysis unit 85, and the rotation axis triaxial calculation unit 86. Step SA100 is a feature coordinate system command analysis means 84, and step SA101 is a tool coordinate system control command analysis means 85 and a rotary axis triaxial calculation means 86. In step SA100, the feature coordinate system command is analyzed to obtain the Xf direction (ix, iy, iz) and Zf direction (kx, ky, kz) of the feature coordinate system (Xf, Yf, Zf). In step SA101, the tool coordinate system control command is analyzed, At, Bt, and Ct are obtained from Formula 1 and Formula 2, and a movement command to At, Bt, and Ct of the A, B, and C axes is created.
直線軸３軸演算手段８７は図１５のようになる。数３式のＴ０、および数６式のＴｐ，Ｔｌは、別途得られているとする。また、前回補間周期ｔ１でのＡ，Ｂ，Ｃ軸位置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は、前回補間周期での各軸位置を記憶するなどによって別途得られているとする。
ステップＳＢ１００で、今回の補間周期ｔ２でのＡ，Ｂ，Ｃ軸位置Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を得る。ステップＳＢ１０１で、数３式により、工具ヘッド回転から発生する直線軸３軸の補正移動量Ｃｍｈを演算する。ステップＳＢ１０２で、数５式により、テーブル回転から発生する直線軸３軸の補正移動量Ｃｍｔを演算する。ステップＳＢ１０３で、数８式により、直線軸３軸の統合補正移動量Ｃｍｃを演算し、直線軸３軸の移動量とする。
The linear axis triaxial calculating means 87 is as shown in FIG. It is assumed that T0 in Equation 3 and Tp and Tl in Equation 6 are obtained separately. Further, it is assumed that the A, B, and C axis positions A1, B1, and C1 in the previous interpolation cycle t1 are separately obtained by storing the respective axis positions in the previous interpolation cycle.
In step SB100, A, B, and C axis positions A2, B2, and C2 at the current interpolation cycle t2 are obtained. In step SB101, the correction movement amount Cmh of the three linear axes generated from the rotation of the tool head is calculated by the equation (3). In step SB102, the corrected movement amount Cmt of the three linear axes generated from the table rotation is calculated by the equation (5). In step SB103, the integrated correction movement amount Cmc of the three linear axes is calculated by Equation 8 to obtain the movement amount of the three linear axes.
図１６は、本発明の一実施形態である傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置のブロック図である。多軸加工機用数値制御装置１００は、図１４，図１５に示されるフローチャートの処理を実行し、ワークの傾斜面加工を行うことができる。ＣＰＵ１１は数値制御装置を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムをバス２０を介して読み出し、該システムプログラムに従って数値制御装置１００の全体を制御する。ＲＡＭ１３は一時的な計算データや表示データ及びＬＣＤ／ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種データが格納される。 FIG. 16 is a block diagram of a numerical control apparatus for a multi-axis machine that processes an inclined surface according to an embodiment of the present invention. The numerical control device 100 for a multi-axis machine can execute the processing of the flowcharts shown in FIGS. 14 and 15 to perform the inclined surface machining of the workpiece. The CPU 11 is a processor that controls the numerical controller as a whole. The CPU 11 reads a system program stored in the ROM 12 via the bus 20 and controls the entire numerical controller 100 according to the system program. The RAM 13 stores temporary calculation data and display data and various data input by the operator via the LCD / MDI unit 70.
ＳＲＡＭメモリ１４は図示しないバッテリでバックアップされ、数値制御装置１００の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。ＳＲＡＭメモリ１４中には、インタフェース１５を介して読み込まれた加工プログラムやＬＣＤ／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工プログラム等が記憶される。本発明を実施する加工プログラム等の各種加工プログラムはインタフェース１５やＬＣＤ／ＭＤＩユニット７０を介して入力し、ＳＲＡＭメモリ１４に格納することができる。 The SRAM memory 14 is configured as a non-volatile memory that is backed up by a battery (not shown) and that retains the memory state even when the numerical controller 100 is turned off. In the SRAM memory 14, a machining program read via the interface 15, a machining program input via the LCD / MDI unit 70, and the like are stored. Various machining programs such as machining programs for implementing the present invention can be input via the interface 15 or the LCD / MDI unit 70 and stored in the SRAM memory 14.
また、ＲＯＭ１２には、加工プログラムの作成及び編集のために必要とされる編集モードの処理や自動運転のための処理を実施するための各種システムプログラムが予め書き込まれている。傾斜面加工を行うための本発明に係るプログラムもＲＯＭ１２に格納されている。 The ROM 12 is pre-stored with various system programs for executing processing in an editing mode and processing for automatic operation required for creating and editing a machining program. A program according to the present invention for performing inclined surface machining is also stored in the ROM 12.
インタフェース１５は、数値制御装置１００とアダプタ等の外部機器７２との接続を可能とするものである。外部機器７２側からは加工プログラムや各種パラメータ等が読み込まれる。また、数値制御装置１００内で編集した加工プログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。 The interface 15 enables connection between the numerical controller 100 and an external device 72 such as an adapter. A machining program, various parameters, and the like are read from the external device 72 side. Further, the machining program edited in the numerical control apparatus 100 can be stored in the external storage means via the external device 72.
ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は、数値制御装置１００に内蔵されたシーケンスプログラムを用いて工作機械の補助装置（例えば、工具交換装置）にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、工作機械本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理を行った後、ＣＰＵ１１に渡す。 A PMC (programmable machine controller) 16 uses a sequence program built in the numerical control device 100 to output a signal to an auxiliary device (for example, a tool changer) of a machine tool via the I / O unit 17 for control. To do. In addition, after receiving signals from various switches on the operation panel provided in the machine tool body and performing necessary signal processing, the signals are transferred to the CPU 11.
ＬＣＤ／ＭＤＩユニット７０はディスプレイやキーボードを備えた手動データ入力装置であり、インタフェース１８はＬＣＤ／ＭＤＩユニット７０のキーボードからの指令、データを受けてＣＰＵ１１に渡す。インタフェース１９は手動パルス発生器を備えた操作盤７１に接続されている。 The LCD / MDI unit 70 is a manual data input device having a display and a keyboard. The interface 18 receives commands and data from the keyboard of the LCD / MDI unit 70 and passes them to the CPU 11. The interface 19 is connected to an operation panel 71 having a manual pulse generator.
各軸のサーボ制御手段３０〜３５はＣＰＵ１１からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４５に出力する。サーボアンプ４０〜４５はこの指令を受けて、各軸のサーボモータ５０〜５５を駆動する。各軸のサーボモータ５０〜５５は位置検出装置（図示省略）を内蔵しており、この位置検出装置からのフィードバック信号をサーボ制御手段３０〜３５にフィードバックする。各軸のサーボ制御手段３０〜３５は、該フィードバック信号に基づいて位置と速度のフィードバック制御を行う。 The servo control means 30 to 35 for each axis receives the movement command for each axis from the CPU 11 and outputs the command for each axis to the servo amplifiers 40 to 45. The servo amplifiers 40 to 45 receive this command and drive the servo motors 50 to 55 for each axis. The servo motors 50 to 55 for each axis incorporate a position detection device (not shown), and feed back a feedback signal from the position detection device to the servo control means 30 to 35. The servo control means 30 to 35 for each axis performs position and speed feedback control based on the feedback signal.
８１ 指令プログラム
８２ 解析手段
８３ 補間手段
８４ フィーチャ座標系指令解析手段
８５ 工具座標系制御指令解析手段
８６ 回転軸３軸演算手段
８７ 直線軸３軸演算手段
９０ｘ Ｘ軸サーボ
９０ｙ Ｙ軸サーボ
９０ｚ Ｚ軸サーボ
９０ａ Ａ軸サーボ
９０ｂ Ｂ軸サーボ
９０ｃ Ｃ軸サーボ
１００ 多軸加工機用数値制御装置
81 Command Program 82 Analysis Unit 83 Interpolation Unit 84 Feature Coordinate System Command Analysis Unit 85 Tool Coordinate System Control Command Analysis Unit 86 Rotary Axis 3 Axis Calculation Unit 87 Linear Axis 3 Axis Calculation Unit 90x X Axis Servo 90y Y Axis Servo 90z Z Axis Servo 90a A-axis servo 90b B-axis servo 90c C-axis servo 100 Numerical control device for multi-axis machines
ただし、特許文献２は、工具方向を制御する回転軸２軸とローラ方向（工具位相）を制御する第３回転軸が装備されている機械に対する技術としては有効な技術である。 However, Patent Document 2, a technique for machine third rotating shaft to control the two rotation axes and the roller direction to control the tool direction (tool phase) is equipped with an effective technique.
請求項３に係る発明は、前記多軸加工機は、前記回転軸３軸で工具ヘッドを回転する６軸加工機、前記回転軸３軸のうち回転軸２軸でテーブルを回転し他の回転軸１軸で工具ヘッドを回転する６軸加工機、前記回転軸３軸のうち回転軸２軸で工具ヘッドを回転し他の回転軸１軸でテーブルを回転する６軸加工機、または前記回転軸３軸でテーブルを回転する６軸加工機である請求項１または２のいずれか１つに記載の数値制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, the multi-axis processing machine is a six-axis processing machine that rotates a tool head with the three rotation shafts, and rotates the table with two rotation shafts among the three rotation shafts to perform another rotation. A six-axis machine that rotates the tool head with one axis, a six-axis machine that rotates the tool head with two rotation axes among the three rotation axes, and rotates the table with one other rotation axis, or the rotation axis is a 6-axis machine that rotates the table with three axes are numerical controller according to any one of claims 1 or 2.
回転軸Ａ，Ｂ，Ｃ軸を求めたＡｔ，Ｂｔ，Ｃｔの位置に移動する移動指令を作成しその指令によってＡ，Ｂ，Ｃ軸を移動することにより、工具座標系がフィーチャ座標系に平行となるようにすることができる。 By creating a movement command to move to the positions of At, Bt, and Ct for which the rotation axes A, B, and C are obtained, and moving the A, B, and C axes by the command, the tool coordinate system is parallel to the feature coordinate system. Ru can be made to be.
Claims (3)
前記ワーク上の前記傾斜面を表す座標系であるフィーチャ座標系の指令を解析するフィーチャ座標系指令解析手段と、
工具に載って工具の移動と共に移動する座標系である工具座標系が前記フィーチャ座標系に平行となるように前記回転軸３軸を動作させる指令である工具座標系制御指令を解析する工具座標系制御指令解析手段と、
前記工具座標系制御指令によって、前記工具座標系が前記フィーチャ座標系に平行となるように前記回転軸３軸の位置を演算する回転軸３軸演算手段と、
前記回転軸３軸を前記回転軸３軸演算手段で求めた位置へ駆動する手段を有する数値制御装置。 A multi-axis machine that performs machining on the inclined surface of the workpiece is controlled by at least three linear axes that control the tool position relative to the workpiece and three rotary shafts that control the tool direction relative to the workpiece relative to the workpiece mounted on the table. In the numerical controller
Feature coordinate system command analysis means for analyzing a command of a feature coordinate system that is a coordinate system representing the inclined surface on the workpiece;
A tool coordinate system that analyzes a tool coordinate system control command that is a command for operating the three rotation axes so that a tool coordinate system that is a coordinate system that moves on the tool and moves with the movement of the tool is parallel to the feature coordinate system Control command analysis means;
A rotation axis 3-axis calculation means for calculating a position of the rotation axis 3 axes so that the tool coordinate system is parallel to the feature coordinate system by the tool coordinate system control command;
A numerical controller having means for driving the three rotation shafts to the position obtained by the rotation shaft three-axis calculation means.
前記回転軸３軸が前記回転軸３軸演算手段で求めた位置へ移動しても工具先端点位置が保持される前記直線軸３軸の補正移動量を補間周期毎に演算する直線軸３軸演算手段と、
前記直線軸３軸を前記直線軸３軸演算手段で求めた前記補正移動量分駆動する手段を有する請求項１に記載の数値制御装置。 In the table coordinate system, which is a coordinate system that moves on the table and moves with the table,
Linear axis 3 axis for calculating the correction movement amount of the linear axis 3 axis for which the tool tip point position is maintained even if the rotational axis 3 axis moves to the position obtained by the rotary axis 3 axis calculating means for each interpolation period. Computing means;
The numerical control apparatus according to claim 1, further comprising means for driving the three linear axes by the correction movement amount obtained by the linear axis three-axis calculating means.
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