JP4503659B2 - Numerical controller for coordinate transformation tool phase control - Google Patents
Numerical controller for coordinate transformation tool phase control Download PDFInfo
- Publication number
- JP4503659B2 JP4503659B2 JP2008153507A JP2008153507A JP4503659B2 JP 4503659 B2 JP4503659 B2 JP 4503659B2 JP 2008153507 A JP2008153507 A JP 2008153507A JP 2008153507 A JP2008153507 A JP 2008153507A JP 4503659 B2 JP4503659 B2 JP 4503659B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- vector
- coordinate conversion
- phase
- command
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/408—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
- G05B19/4086—Coordinate conversions; Other special calculations
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/33—Director till display
- G05B2219/33263—Conversion, transformation of coordinates, cartesian or polar
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
本発明は、ワーク(加工物)に対して直線軸3軸と回転軸3軸によって加工する6軸加工機を制御する数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device that controls a six-axis machine that processes a workpiece (workpiece) with three linear axes and three rotary axes.
2軸の回転軸と3軸の直線軸を持つ5軸加工機における加工では、工具先端点の移動経路と工具方向の移動指令に対して、指令された加工物と工具との相対移動速度に基づいて工具先端点の移動経路を補間しながら工具方向も補間し、工具方向が変化しながら工具先端点が指令された移動経路上を指令された速度で移動する加工が一般的になってきている。このような指令と加工方法を工具先端点制御という。 In machining on a 5-axis machine with 2 rotary axes and 3 linear axes, the relative movement speed between the commanded workpiece and the tool is in response to the movement path of the tool tip and the movement command in the tool direction. Based on this, it is becoming more common to interpolate the tool tip movement path while interpolating the tool tip movement path, and to move the tool tip point along the commanded movement path at the commanded speed while changing the tool direction. Yes. Such commands and machining methods are called tool tip point control.
特許文献1には、2軸の回転軸と3軸の直線軸を持つ工作機械において、工具先端点制御をおこなう技術が開示されている。この工具先端点制御の技術は、工具先端点の移動経路と工具方向の移動指令に対して、加工物と工具との相対移動速度に基づいてそれぞれ(工具経路と工具方向)を補間しながら移動経路の補間点を補正して、工具先端点が指令された移動経路上を指令された速度で移動するようにサーボモータを制御する技術である。
特許文献1に開示される工具先端点制御の技術によって、回転軸が回転しながら工具先端点が所期の速度で移動する加工を行うとき、プログラムを容易に作成することができ、プログラム長が短くなり、工具長を変更した場合CAMからプログラムを作成し直す必要がなく加工サイクルタイムを短縮できるものである。
また、特許文献2には、指令位置に対して座標変換を行う技術が開示されている。このような座標変換の技術によって、元の指令に対して座標変換を行う必要が生じた場合でもCAMからプログラムを作成し直す必要がなく加工サイクルタイムを短縮できるものである。
With the tool tip point control technique disclosed in
飛行機の機体、傾斜した翼の外側、ドームまたはロケット頭部の円錐部のような非一様性の断面を有する部分にファイバ(炭素繊維複合材料)を巻きつけるファイバプレースメント装置の技術が特許文献3や特許文献4に開示されている。特許文献3に開示されるファイバプレースメント装置は、デリバリーローラを備えたデリバリーヘッドを有する。ファイバは、デリバリーローラを介してマンドレルに巻き付けられる。
図1においては、X,Y,Z軸でアーム位置が制御され、BB,CC軸で工具方向が制御され、AA軸でローラ方向が制御される。このローラ方向が工具位相である。したがって、AA軸位置(第3回転軸位置)、ローラ方向および工具位相は同義であるが、以降の記述において特にそのことを断らない。ここで、BB,CC軸が工具方向を制御する従来の5軸加工機が持つ第1回転軸、第2回転軸である。そして、AA軸は工具位相を制御する第3回転軸である。図1に示される状態がBB=CC=0(度)(「0」はゼロ)であり、BB軸,CC軸はそれぞれ、−45度〜45度の角度範囲を動作範囲とする。なお、図1では、わかり易くするために、ワーク(例えば、航空機の胴体)に比して工具やローラ部分を大きく描いている。
特許文献3に開示されるファイバプレースメント機本体に相当する部分は、図1の右側に存在するが図示を省略している。特許文献3に記載されている「デリバリーヘッド」、「デリバリーローラ」、「マンドレル」は、図1においてそれぞれ「工具」、「ローラ」、「ワーク」に相当する。
In FIG. 1, the arm position is controlled by the X, Y, and Z axes, the tool direction is controlled by the BB and CC axes, and the roller direction is controlled by the AA axis. This roller direction is the tool phase. Therefore, although the AA axis position (third rotation axis position), the roller direction, and the tool phase are synonymous, this is not particularly noted in the following description. Here, the BB and CC axes are a first rotating shaft and a second rotating shaft of a conventional 5-axis machine that controls the tool direction. The AA axis is a third rotation axis that controls the tool phase. The state shown in FIG. 1 is BB = CC = 0 (degrees) (“0” is zero), and the BB axis and the CC axis each have an operating range of −45 degrees to 45 degrees. In FIG. 1, for the sake of easy understanding, a tool and a roller portion are drawn larger than a work (for example, an aircraft fuselage).
A portion corresponding to the fiber placement machine main body disclosed in Patent Document 3 is present on the right side of FIG. “Delivery head”, “delivery roller”, and “mandrel” described in Patent Document 3 correspond to “tool”, “roller”, and “workpiece” in FIG. 1, respectively.
多軸加工機を動作させるNCプログラム指令はCAMを用いて作成されるのが一般的となっている。CAMは「Computer Aided Manufacturing」の略である。CAMで作成したプログラム例1−1(図2参照)を説明する。「G43.4」は工具先端点制御開始のGコード指令であり、「G49」がそのキャンセルのためのGコード指令である。「H」で工具長補正番号を指令して、「F」で工具先端点での速度を指令する。「X,Y,Z」で工具先端点位置を指令し、「BB,CC」で工具方向を指令し、「AA」でローラ方向を指令する。 NC program commands for operating a multi-axis machine are generally created using CAM. CAM is an abbreviation for “Computer Aided Manufacturing”. A program example 1-1 (see FIG. 2) created by the CAM will be described. “G43.4” is a G code command for starting tool tip point control, and “G49” is a G code command for canceling the tool tip point control. A tool length correction number is commanded with “H”, and a speed at the tool tip is commanded with “F”. “X, Y, Z” commands the tool tip position, “BB, CC” commands the tool direction, and “AA” commands the roller direction.
また図3に示すプログラム例1−2のように、「BB,CC」の代わりに、工具方向をベクトルで指令することもできる。「I,J,K」の指令が工具方向を示すベクトルの指令である。工具方向がベクトルで指令されると、数値制御装置は工具が指令された方向に動作するように回転軸(BB,CC軸)を制御する。 Further, as in Program Example 1-2 shown in FIG. 3, the tool direction can be specified by a vector instead of “BB, CC”. The command “I, J, K” is a vector command indicating the tool direction. When the tool direction is commanded as a vector, the numerical controller controls the rotation axes (BB, CC axes) so that the tool moves in the commanded direction.
図2に示されるプログラム例1−1や図3に示されるプログラム例1−2に対して、座標変換を指令する必要があることがある。例えば、CAMでプログラムを作成する時のワークの想定位置と実際のワーク位置とが相違している場合には、座標変換が必要となる。ここで、座標変換の1つである傾斜面加工指令を行うとする。 It may be necessary to instruct coordinate conversion to the example program 1-1 shown in FIG. 2 or the example program 1-2 shown in FIG. For example, when the assumed position of the workpiece when creating a program with CAM is different from the actual workpiece position, coordinate conversion is required. Here, it is assumed that an inclined surface machining command, which is one of coordinate transformations, is performed.
図4のプログラム例2−1は、傾斜面加工指令を行うプログラム例である。「G68.2」は傾斜面加工指令開始のGコード指令であり、「G69」がそのキャンセルのためのGコード指令である。「G53.1」で工具方向も座標変換することを指令する。「G68.2」のブロックの「X,Y,Z」で座標変換先の座標系の原点位置、「I,J,K」で座標変換用の角度を指令する。これにより、従来の5軸加工機(直線軸3軸、第1回転軸および第2回転軸)における数値制御装置は、指令された工具先端点位置と工具方向とが座標変換で新たに作成される座標系上の工具先端点位置と工具方向となるように変換する。 A program example 2-1 in FIG. 4 is a program example for performing an inclined surface machining command. “G68.2” is a G code command for starting an inclined surface machining command, and “G69” is a G code command for canceling the command. “G53.1” instructs to change the coordinate of the tool direction as well. In the “G68.2” block, “X, Y, Z” designates the origin position of the coordinate transformation destination coordinate system, and “I, J, K” designates the angle for coordinate transformation. As a result, the numerical control device in the conventional 5-axis machine (three linear axes, the first rotation axis, and the second rotation axis) newly creates the commanded tool tip point position and tool direction by coordinate conversion. The tool tip position on the coordinate system and the tool direction are converted.
図5のプログラム例2−2に示されるように、前述したプログラム例1−2(図3参照)と同様に、「BB,CC」の代わりに工具方向をベクトルで指令することもできる。工具方向がベクトルで指令されると、数値制御装置は指令された方向を座標変換し座標変換された方向に工具が動作するように回転軸(BB,CC軸)を制御する。 As shown in a program example 2-2 in FIG. 5, the tool direction can be commanded by a vector instead of “BB, CC” as in the above-described program example 1-2 (see FIG. 3). When the tool direction is commanded as a vector, the numerical control device performs coordinate conversion of the commanded direction and controls the rotation axes (BB, CC axes) so that the tool operates in the coordinate-converted direction.
しかしながら、5軸加工機の従来技術では、第3回転軸のローラ方向は座標変換されなかった。したがって、上記プログラム例2−1(図4参照)およびプログラム例2−2(図5参照)では、「AA」の指令を入れていない。何故なら、「AA」を指令しても座標変換されない。具体的には、後述するように座標変換(傾斜面加工指令)モード中に「AA」を指令するとアラームとなり運転停止するからである。 However, in the prior art of the 5-axis machine, the roller direction of the third rotating shaft was not coordinate-transformed. Therefore, in the program example 2-1 (see FIG. 4) and the program example 2-2 (see FIG. 5), the command “AA” is not entered. This is because even if “AA” is commanded, coordinate conversion is not performed. Specifically, as will be described later, if “AA” is commanded in the coordinate conversion (inclined surface machining command) mode, an alarm is generated and the operation is stopped.
したがって、第3回転軸のローラ方向を制御する機械においては、工具先端点制御と傾斜面加工指令を併用することができなかった。その結果、第3回転軸のローラ方向を制御する機械において工具先端点制御と座標変換を併用するには、CAMで座標変換された工具先端点制御のプログラム指令を作成し直す必要があり、手間がかかっている。 Therefore, in the machine that controls the roller direction of the third rotating shaft, the tool tip point control and the inclined surface machining command cannot be used together. As a result, in order to use both tool tip point control and coordinate conversion in a machine that controls the roller direction of the third rotating shaft, it is necessary to re-create the tool tip point control program command that has been coordinate-converted by CAM. Is on.
そこで、本発明の目的は、第3回転軸のローラ方向である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)を行うことが可能な工具位相制御用数値制御装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a tool phase control capable of performing coordinate conversion (inclined surface machining command) with respect to a tool tip point control command including control of a tool phase that is the roller direction of the third rotating shaft. A numerical control device is provided.
本願の請求項1に係る発明は、ワークに対して直線軸3軸と回転軸3軸によって加工する6軸加工機を制御する数値制御装置であり、直線軸3軸指令、工具方向指令および工具位相指令を含む加工プログラムを読取る加工プログラム読取り手段、該直線軸3軸指令による工具先端点位置および該工具方向指令による工具方向に対して座標変換を行う座標変換手段、該座標変換を行った座標変換後工具先端点位置および座標変換後工具方向によって工具先端点位置、第1回転軸位置、第2回転軸位置および直線軸3軸位置を制御する工具先端点制御手段、および該工具位相指令にしたがって工具位相を求め該工具位相となる第3回転軸位置を求める工具位相制御手段を有する数値制御装置において、該工具位相制御手段において座標変換後の工具位相が指定方向となるように該指定方向の工具位相0ベクトルからの角度として第3回転軸位置を求める座標変換後工具位相計算手段を有し、該求めた直線軸3軸と回転軸3軸の位置へ各軸を駆動する座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
The invention according to
請求項2に係る発明は、該工具方向指令は該第1回転軸位置と該第2回転軸位置の指令であることを特徴とする請求項1に記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、該工具方向指令は工具方向をベクトルで指令する工具方向ベクトル指令であることを特徴とする請求項1に記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
The invention according to claim 3 is the numerical control device for coordinate conversion tool phase control according to
請求項4に係る発明は、該指定方向は、座標変換前の該工具位相を示すベクトルを工具位相指令ベクトルとし該工具位相指令ベクトルに座標変換を行ったベクトルを座標変換後工具位相ベクトルとしたときの該座標変換後工具位相ベクトルの方向であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
In the invention according to claim 4, the designated direction is a vector indicating the tool phase before coordinate conversion as a tool phase command vector, and a vector obtained by performing coordinate conversion on the tool phase command vector is defined as a tool phase vector after coordinate conversion. The numerical control device for coordinate conversion tool phase control according to any one of
請求項5に係る発明は、該指定方向は、座標変換前の該工具位相を示すベクトルを工具位相指令ベクトルとし座標変換後の該工具位相を示すベクトルを座標変換後工具位相指令ベクトルとしたとき、該工具位相指令ベクトルと座標変換前の該工具先端点位置による工具先端点位置移動方向との間の角度が座標変換後の該座標変換後工具先端点位置の移動方向と該座標変換後工具位相ベクトルとの間の角度と同じとなる該座標変換後工具位相ベクトルの方向であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
In the invention according to
請求項6に係る発明は、該工具先端点移動方向は補間周期毎に過去の補間周期における工具先端点位置と今回補間周期における工具先端点位置から求める請求項5に記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
The invention according to claim 6 is the coordinate conversion tool phase control according to
請求項7に係る発明は、該工具先端点移動方向は指令プログラムにおけるブロック毎に過去のブロックにおける工具先端点位置と今回ブロックにおける工具先端点位置から求める請求項5に記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
The invention according to claim 7 is the coordinate conversion tool phase control according to
請求項8に係る発明は、該工具位相0ベクトルは、該工具方向を示すベクトルを工具方向ベクトルとしたとき該工具方向ベクトルに垂直でかつ該工具方向ベクトルを含む垂直面上に含まれるベクトルであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
In the invention according to
請求項9に係る発明は、該工具位相0ベクトルは、該工具方向を示すベクトルを工具方向ベクトルとしたとき該工具方向ベクトルに垂直でかつ水平面上に含まれるベクトルであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の座標変換工具位相制御用数値制御装置である。
The invention according to claim 9 is characterized in that the
本発明により、第3回転軸のローラ方向(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)を行うことが可能な工具位相制御用数値制御装置を提供できる。 According to the present invention, there is provided a numerical controller for tool phase control capable of performing coordinate conversion (inclined surface machining command) on a tool tip point control command including control of a roller direction (tool phase) of a third rotating shaft. Can be provided.
このことによって、第3回転軸のローラ方向を制御する機械において、CAMを用いてプログラム指令を作成し直すことなく、第3回転軸のローラ方向(工具位相)の制御も含めた工具先端点制御に対して座標変換(傾斜面加工指令)を行うことが可能となった。 As a result, in a machine for controlling the roller direction of the third rotating shaft, tool tip point control including control of the roller direction (tool phase) of the third rotating shaft without recreating a program command using CAM. Coordinate transformation (inclined surface machining command) can be performed on
そのことにより、座標変換を行っても工具方向、工具移動方向およびローラ方向の位置関係が保持され、ファイバが正しくワークに加工される(巻き付けられる)。 As a result, even if coordinate conversion is performed, the positional relationship among the tool direction, the tool movement direction, and the roller direction is maintained, and the fiber is correctly processed (wound) around the workpiece.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
まず、本発明の実施形態で用いられている従来技術の部分について説明する。プログラム指令においてBB軸、CC軸に対しそれぞれBB,CCの位置が指令された時、工具方向を示す工具方向ベクトルVt(Vtx,Vty,Vtz)Tは(数1)のように表される。ここで、BB=CC=0度の時(図1に示される状態)、VtはX軸のプラス方向であるとしている。「T」は数学記号で転置を表している。また、「*」は乗算を意味する記号である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the prior art portion used in the embodiment of the present invention will be described. When the positions of BB and CC are commanded with respect to the BB and CC axes in the program command, a tool direction vector Vt (Vtx, Vty, Vtz) T indicating the tool direction is expressed as (Equation 1). Here, when BB = CC = 0 degrees (the state shown in FIG. 1), Vt is assumed to be in the positive direction of the X axis. “ T ” is a mathematical symbol representing transposition. “*” Is a symbol meaning multiplication.
これにより、BB,CC軸位置に対して工具方向ベクトルVtが計算される。このベクトルは正規化されておりベクトル長は1である。 Thereby, the tool direction vector Vt is calculated with respect to the BB and CC axis positions. This vector is normalized and the vector length is 1.
ここで、傾斜面加工指令(座標変換)が指令される。傾斜面加工指令(座標変換)によって、元の(X,Y,Z)座標系は座標変換後の(X’,Y’,Z’)座標系となる(図7に点線で示される座標変換を参照)。また、その傾斜面加工指令(座標変換)に対応する(X,Y,Z)座標系から(X’,Y’,Z’)座標系への座標変換用のマトリックスMc及びMc3が計算される。 Here, an inclined surface machining command (coordinate conversion) is commanded. By the inclined surface machining command (coordinate conversion), the original (X, Y, Z) coordinate system becomes the (X ′, Y ′, Z ′) coordinate system after coordinate conversion (coordinate conversion indicated by a dotted line in FIG. 7). See). Further, the matrix Mc and Mc3 for coordinate conversion from the (X, Y, Z) coordinate system to the (X ′, Y ′, Z ′) coordinate system corresponding to the inclined surface machining command (coordinate conversion) are calculated. .
ここでは、傾斜面加工指令のGコードである「G68.2」のブロックのX,Y,Z指令される座標原点位置がx0,y0,z0であり、I,J,Kによる座標変換用の角度がオイラー角で指令され、I,J,Kの指令データがそれぞれ、α,β,γであるとすると、マトリックスMcは次の(数2)のようになる。マトリックスMcは第4行、第4列を持つ。以降の位置ベクトルは第4要素の「1」を持つ同次座標系で表している。ただし、自明である場合それらの要素を省略する。 Here, the X, Y, Z commanded coordinate origin position of the block “G68.2” which is the G code of the inclined surface machining command is x0, y0, z0, and is used for coordinate conversion by I, J, K. If the angle is commanded by the Euler angle and the command data of I, J, and K are α, β, and γ, respectively, the matrix Mc is as shown in the following (Formula 2). The matrix Mc has a fourth row and a fourth column. The subsequent position vectors are represented in a homogeneous coordinate system having a fourth element “1”. However, those elements are omitted when obvious.
また、マトリックスMc3は(数3)に示されるように、マトリックスMcの第4行と第4列を除いたマトリックスである。 The matrix Mc3 is a matrix excluding the fourth row and the fourth column of the matrix Mc as shown in (Equation 3).
(数4)に示されるように、マトリックスMcによって工具先端点指令位置ベクトルVpos(X,Y,Z,1)Tは座標変換され、Vpos’(X’,Y’,Z’,1)Tの位置ベクトルとなる。X,Y,Zはそれぞれ指令されるX,Y,Z軸の位置である。(図7参照) As shown in (Formula 4), the tool tip point command position vector Vpos (X, Y, Z, 1) T is coordinate-transformed by the matrix Mc, and Vpos ′ (X ′, Y ′, Z ′, 1) T Is the position vector. X, Y, and Z are the commanded X, Y, and Z axis positions, respectively. (See Figure 7)
また、(数5)に示されるように、マトリックスMc3によって工具方向ベクトルVt(Vtx,Vty,Vtz)Tも座標変換されVt’(Vtx’,Vty’,Vtz’)Tとなる。(図7参照) Further, as shown in (Equation 5), the tool direction vector Vt (Vtx, Vty, Vtz) T is also coordinate-transformed to Vt ′ (Vtx ′, Vty ′, Vtz ′) T by the matrix Mc3. (See Figure 7)
そして、このVt’から傾斜面加工指令(座標変換)後のBB軸およびCC軸の位置である位置BB’および位置CC’を求める。つまり、(数1)と同様、Vt’、BB’およびCC’に対して次の式(数6)が成り立つので、(数7)に示されるように従来技術によりBB’、CC’が求められる。 Then, a position BB ′ and a position CC ′ that are positions of the BB axis and the CC axis after the inclined surface machining command (coordinate conversion) are obtained from this Vt ′. That is, as in (Equation 1), the following equation (Equation 6) holds for Vt ′, BB ′, and CC ′. Therefore, as shown in (Equation 7), BB ′ and CC ′ are obtained by the conventional technique. It is done.
次に、本発明に係る工具位相ベクトルについて説明する。
まず、AA=0の時のローラ方向を説明する。BB軸及びCC軸がどの位置にあっても、AA軸が0度であれば、ローラ方向は工具方向に垂直で、かつ、工具方向ベクトルVtを含む垂直平面上に含まれる(図6参照)。この方向を示すベクトルを工具位相0ベクトルVp0(Vp0x,Vp0y,Vp0z)と呼ぶ。
Next, the tool phase vector according to the present invention will be described.
First, the roller direction when AA = 0 will be described. Regardless of the position of the BB axis and the CC axis, if the AA axis is 0 degree, the roller direction is perpendicular to the tool direction and included on a vertical plane including the tool direction vector Vt (see FIG. 6). . A vector indicating this direction is referred to as a
ただし、ここでは「BB,CC軸がどの位置にあっても、AA軸が0度であれば、ローラ方向は工具方向に垂直で、かつ工具方向ベクトルを含む垂直平面上に含まれる」としたが、Vp0にはオフセットを付加することも可能である。例えば、90度のオフセットを付加すれば、BB軸及びCC軸がどの位置にあっても、AA軸が0度であれば、ローラ方向は工具方向に垂直で、かつ水平面上に含まれる方向となる(図8参照)。 In this case, however, “if the BB and CC axes are located, if the AA axis is 0 degree, the roller direction is perpendicular to the tool direction and is included on the vertical plane including the tool direction vector”. However, it is also possible to add an offset to Vp0. For example, if an offset of 90 degrees is added, regardless of the position of the BB axis and the CC axis, if the AA axis is 0 degrees, the roller direction is perpendicular to the tool direction and included in the horizontal plane. (See FIG. 8).
本実施形態では、BB及びCC軸がどのような位置にあってもAA軸が0度であれば、ローラ方向は工具方向に垂直で、かつ工具方向ベクトルを含む垂直平面上に含まれる(図6参照)とすると、工具位相0ベクトルVp0は(数8)の計算で求められる。
In this embodiment, if the AA axis is 0 degree regardless of the position of the BB and CC axes, the roller direction is perpendicular to the tool direction and is included on the vertical plane including the tool direction vector (see FIG. 6), the
ここで、各項の意味、記号の意味は次のとおりである。「×」は前後のベクトルに対する外積を表す記号である。「Vy」は垂直ベクトル(0,1,0)Tである。この例では、Y軸方向であるが、軸構成が相違すれば他の軸方向が垂直ベクトルとなることもある。 「Vt」は(数1)で示したBB,CC軸位置によって求められる工具方向を示す工具方向ベクトル(Vtx,Vty,Vtz)Tである。傾斜面加工指令モード中は、座標変換前の工具位相0ベクトルVp0については、上記(数8)のように工具方向ベクトルVtを使用して求められる。座標変換後の工具位相0ベクトルVp0’(図7参照)については、次の(数9)に示されるようにVtの代わりに傾斜面加工指令によって座標変換された(数5)による工具方向ベクトルVt’が使用される。ここで、傾斜面加工指令モード中でも、Vyは元の座標系上の垂直方向ベクトル(Y方向)であり、傾斜面加工指令によって座標変換された座標系上のY’方向ではない。
Here, the meaning of each item and the meaning of the symbols are as follows. “×” is a symbol representing an outer product of preceding and following vectors. “Vy” is a vertical vector (0, 1, 0) T. In this example, it is the Y-axis direction, but if the axis configuration is different, another axis direction may be a vertical vector. “Vt” is a tool direction vector (Vtx, Vty, Vtz) T indicating the tool direction obtained from the BB and CC axis positions shown in (Equation 1). During the inclined surface machining command mode, the
(数8)および(数9)による演算の結果、Vp0およびVp0’は工具方向ベクトルに垂直で、かつそれぞれの工具方向ベクトルVtおよびVt’を含む垂直平面上に存在する。なお、さらに(数8)および(数9)で求められる方向に対して例えば45度などのオフセットを加えることも可能である。 As a result of the calculation by (Equation 8) and (Equation 9), Vp0 and Vp0 'are perpendicular to the tool direction vector and exist on a vertical plane including the respective tool direction vectors Vt and Vt'. It is also possible to add an offset of, for example, 45 degrees with respect to the direction obtained by (Equation 8) and (Equation 9).
また、図8に示されるように、BB,CC軸がどの位置にあっても、AA軸が0度であれば、ローラ方向は工具方向に垂直で、かつ水平面上に含まれる方向となる場合には、Vp0,Vp0’は次のように求められる。なお、さらに(数10)および(数11)で求められる方向に対して例えば45度などのオフセットを加えることも可能である。 Further, as shown in FIG. 8, when the AA axis is 0 degree regardless of the position of the BB and CC axes, the roller direction is a direction perpendicular to the tool direction and included in the horizontal plane. Vp0, Vp0 ′ are obtained as follows. It is also possible to add an offset such as 45 degrees with respect to the direction obtained by (Equation 10) and (Equation 11).
したがって、AA軸位置AAはローラ方向を示す工具位相指令ベクトルVpcと工具位相0ベクトルVp0との間の角度を示す(図9参照)。そのため、AA軸に対してAAの位置が指令された時、対応するローラ方向を示す工具位相指令ベクトルVpc(Vpcx,Vpcy,Vpcz)Tは(数12)のように計算される。AAは0度〜360度とする。
Therefore, the AA axis position AA indicates an angle between the tool phase command vector Vpc indicating the roller direction and the
ここで、マトリックスMaaは工具方向ベクトルVtの周りにAAだけ回転する(数13)に示されるマトリックスである。 Here, the matrix Maa is a matrix represented by (Formula 13) rotated by AA around the tool direction vector Vt.
傾斜面加工指令(座標変換)モード中においては、工具位相指令ベクトルVpc(Vpcx,Vpcy,Vpcz)Tも(数5)の工具方向ベクトルと同様に(数14)のように座標変換され、Vpc’(Vpcx’,Vpcy’,Vpcz’)Tとなる。(図7参照) In the inclined surface machining command (coordinate conversion) mode, the tool phase command vector Vpc (Vpcx, Vpcy, Vpcz) T is also coordinate-converted as shown in (Equation 14) like the tool direction vector of (Equation 5), and Vpc '(Vpcx', Vpcy ', Vpcz') T (See Figure 7)
また、次の(数15)も成立する。(図7参照) Further, the following (Expression 15) is also established. (See Figure 7)
ここで、マトリックスMaa’は(数13)に表したマトリックスMaaにおいて、右辺のVt,AAをVt’,AA’に置き換えた(数16)のマトリックス、つまり、工具方向ベクトルVt’周りにAA’だけ回転するマトリックスである。 Here, the matrix Maa ′ is a matrix of (Equation 16) in which Vt and AA on the right side are replaced with Vt ′ and AA ′ in the matrix Maa expressed by (Equation 13), that is, AA ′ around the tool direction vector Vt ′. A matrix that only rotates.
この(数15)は未知数がAA’のみであるので解くことができ、AA’を得ることができる。このことによって、AAを含む工具先端点制御指令のプログラムに対して、傾斜面加工指令(座標変換)を行った場合のAA’を得ることができ、その結果、AAを含む工具先端点制御指令のプログラムに対して、プログラム例3−1(図10参照)のように傾斜面加工指令(座標変換)を行うことができる。 This (Equation 15) can be solved because the unknown is only AA ', and AA' can be obtained. This makes it possible to obtain AA ′ when an inclined surface machining command (coordinate conversion) is performed on a tool tip point control command program including AA, and as a result, a tool tip point control command including AA. An inclined surface machining command (coordinate conversion) can be performed on the program as shown in Program example 3-1 (see FIG. 10).
また、プログラム例1−2(図3参照)、プログラム例2−2(図5参照)と同様に、BB,CCの代わりに、プログラム例3−2(図11参照)に示されるように工具方向をベクトルで指令することもできる。 Further, as in Program Example 1-2 (see FIG. 3) and Program Example 2-2 (see FIG. 5), a tool as shown in Program Example 3-2 (see FIG. 11) instead of BB and CC. You can also specify the direction as a vector.
次に、第2の実施形態について説明する。Vp0に関する説明(図6、図8参照)、およびAAに関する説明(図9参照)は、第1の実施形態の説明で既に行ったので記載を省略する。 Next, a second embodiment will be described. Since the explanation about Vp0 (see FIGS. 6 and 8) and the explanation about AA (see FIG. 9) have already been made in the explanation of the first embodiment, their descriptions are omitted.
X,Y,Zによって工具先端点位置が指令された時、工具先端点位置移動方向ベクトルVm(Vmx,Vmy,Vmz)Tを(数17)のように計算する。工具先端点位置移動方向ベクトルVmは図12に示されている。このVmの計算は、図14に示される「座標変換後工具位相計算手段8」において指令ブロックごとに行う。1ブロック前のX,Y,Z位置をXp,Yp,Zpとする。ただし、複数回前までの過去のブロックが存在する場合は、それらも含めてVmを計算することもできる。例えば、それらのブロックの移動方向の平均をVmとすることもできる。ただし、移動量((数17)の分母)は0(ゼロ)ではないとする。 When the tool tip point position is commanded by X, Y, and Z, the tool tip point position moving direction vector Vm (Vmx, Vmy, Vmz) T is calculated as in (Equation 17). The tool tip point position moving direction vector Vm is shown in FIG. This calculation of Vm is performed for each command block in the “coordinate-transformed tool phase calculation means 8” shown in FIG. Let Xp, Yp, and Zp be the X, Y, and Z positions one block before. However, if there are past blocks up to several times before, Vm can be calculated including them. For example, the average of the movement directions of these blocks can be Vm. However, it is assumed that the movement amount (denominator of (Equation 17)) is not 0 (zero).
上述した実施形態では、工具先端点位置移動方向ベクトルVmの計算を、図14に示される「座標変換後工具位相計算手段8」における指令ブロックごとに行っているが、図16に示される「座標変換後工具位相計算手段8」のように、補間ごとに計算することもできる。補間ごとに計算するとした場合は、Xp,Yp,Zpは1補間周期前のX,Y,Z位置である。ただし、複数回前までの過去の補間位置が存在する場合は、それらも含めてVmを計算することもできる。例えば、それらの補間ごとの移動方向の平均をVmとすることもできる。 In the embodiment described above, the tool tip point position movement direction vector Vm is calculated for each command block in the “coordinate-transformed tool phase calculation means 8” shown in FIG. 14, but the “coordinates” shown in FIG. It can also be calculated for each interpolation as in the post-conversion tool phase calculation means 8 ”. If calculation is performed for each interpolation, Xp, Yp, and Zp are the X, Y, and Z positions one interpolation cycle before. However, if there are past interpolation positions up to several times before, Vm can be calculated including them. For example, the average of the moving directions for each interpolation can be set to Vm.
そして、工具位相0ベクトルVp0と工具先端点位置移動方向ベクトルVmの間の角度bを(数18)により求める。(図12参照)
Then, an angle b between the
ここで、マトリックスMbは、工具方向ベクトルVtの周りに角度bだけ回転するマトリックスである((数19)参照)。 Here, the matrix Mb is a matrix that rotates by an angle b around the tool direction vector Vt (see (Equation 19)).
(数19)に示されるマトリックスMbでの未知数は角度bだけであるので、(数18)を解くことによって角度bを求める。 Since the only unknown in the matrix Mb shown in (Equation 19) is the angle b, the angle b is obtained by solving (Equation 18).
また、(数20)に示されているように、AAによって指令されている工具位相指令ベクトルVpcと工具先端点位置移動方向ベクトルVmとの間の角度aを求める(a=b−AA)。(図12参照) Further, as shown in (Equation 20), an angle a between the tool phase command vector Vpc commanded by AA and the tool tip position movement direction vector Vm is obtained (a = b−AA). (See Figure 12)
そして、(数21)に示されるように傾斜面加工指令(座標変換)によって、工具先端点位置移動方向ベクトルVmはVm’となる。(図12参照) Then, as shown in (Equation 21), the tool tip point position moving direction vector Vm becomes Vm ′ by the inclined surface machining command (coordinate conversion). (See Figure 12)
次に、Vm’とVp0の間の角度b’を(数22)によって求める。(図12参照) Next, an angle b ′ between Vm ′ and Vp0 is obtained by (Equation 22). (See Figure 12)
ここで、Mb’は座標変換後工具方向ベクトルVt’の周りに角度b’だけ回転する次のマトリックスである。Vt’は第1の実施形態と同じである。 Here, Mb ′ is the next matrix that rotates by the angle b ′ around the tool direction vector Vt ′ after coordinate conversion. Vt 'is the same as in the first embodiment.
ここで、(数22)の未知数はb’だけであるので、(数22)を解くことによりb’を求めることができる。傾斜面加工指令(座標変換)後のAA軸位置AA’は(数24)により求めることができる(AA’=b’−a)。(図12参照) Here, since the unknown number of (Equation 22) is only b ', b' can be obtained by solving (Equation 22). The AA axis position AA 'after the inclined surface machining command (coordinate conversion) can be obtained by (Equation 24) (AA' = b'-a). (See Figure 12)
(数24)に示される計算によって、座標変換前の指令による角度aが座標変換後も保持されるようにAA’を求めることができる。つまり、座標変換を行っても、工具方向、工具移動方向、およびローラ方向の位置関係が保持される。したがって、ファイバが正しく加工される(巻きつけられる)。(図12参照) AA ′ can be obtained by the calculation shown in (Equation 24) so that the angle a by the command before the coordinate conversion is maintained even after the coordinate conversion. That is, even if coordinate conversion is performed, the positional relationship among the tool direction, the tool movement direction, and the roller direction is maintained. Therefore, the fiber is correctly processed (wound). (See Figure 12)
なお、座標変換前の指令による角度aが座標変換後も保持されることにより、座標変換を行っても、工具方向、工具移動方向、およびローラ方向の位置関係が保持され、ファイバが正しく加工される(巻きつけられる)のは、第1の実施形態においても同様である。 In addition, since the angle a according to the command before the coordinate conversion is maintained after the coordinate conversion, the positional relationship among the tool direction, the tool moving direction, and the roller direction is maintained even if the coordinate conversion is performed, and the fiber is processed correctly. The same applies to the first embodiment.
次に、ブロック図を用いて前述した本発明に係る実施形態の工具位相制御がどのように処理されるかについて説明する。
図13は、従来技術を説明するブロック図である。加工プログラム読取り手段1で直線軸3軸の指令(工具先端点位置指令)、工具方向指令および工具位相指令(AA軸位置指令)を含む加工プログラムを読取る。
Next, how the tool phase control according to the embodiment of the present invention described above is processed will be described using a block diagram.
FIG. 13 is a block diagram illustrating the prior art. The machining program reading means 1 reads a machining program including three linear axis commands (tool tip position command), tool direction command and tool phase command (AA axis position command).
解析2において読取ったプログラムを解析する。ここで、解析用座標変換手段4によって、マトリックスMcおよびMc3を計算しプログラム指令位置に対して座標変換を行う。また、工具位相制御手段5によって、工具位相指令(AA軸位置指令)から工具位相を制御する第3回転軸位置(AA軸位置)を求める。ただし、座標変換と工具位相指令は同時に行うことはできない。そのため、座標変換と工具位相指令が同時に指令されると、アラーム発生手段9によってアラームを発生させ運転を停止する。
The program read in
補間3において、解析2において解析された内容にしたがって工具先端点位置および工具方向の補間を行う。ここで、補間用座標変換手段6によって、補間された工具先端点位置および工具方向に対してMcおよびMc3によって座標変換を行う。工具先端点制御手段7によって、座標変換を行った座標変換後工具先端点位置および座標変換後工具方向によって工具先端点位置、第1回転軸位置、第2回転軸位置および直線軸3軸位置を求める。
In the interpolation 3, the tool tip point position and the tool direction are interpolated according to the contents analyzed in the
工具位相については、解析で求められた第3回転軸位置(AA軸位置)に対して通常の補間を行う。ただし、座標変換と工具位相指令は同時に行うことはできない。補間3で求められた直線軸3軸と回転軸位置へ各軸サーボを制御し各軸を駆動する。 For the tool phase, normal interpolation is performed on the third rotation axis position (AA axis position) obtained by the analysis. However, coordinate conversion and tool phase command cannot be performed simultaneously. Each axis servo is controlled to drive each axis to the three linear axes and the rotation axis position obtained in the interpolation 3.
図14は、図13に示される従来技術に座標変換後工具位相計算手段8を付加した本発明の実施形態を説明する図である。図13に示される工具位相制御手段5に座標変換後工具位相計算手段8を追加し、座標変換後の工具位相が指定方向となるように該指定方向の工具位相0ベクトルからの角度として第3回転軸位置を求める。このように座標変換と工具位相指令を同時に指令することが可能となるので、従来技術の図13にあったアラーム発生手段9は不要となる。
FIG. 14 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention in which a post-coordinate conversion tool phase calculation means 8 is added to the prior art shown in FIG. A post-coordinate-transformed tool phase calculation means 8 is added to the tool phase control means 5 shown in FIG. 13 so that the tool phase after the coordinate conversion becomes the designated direction as the angle from the
図15は、従来技術を説明する他のブロック図である。加工プログラム読取り手段1で直線軸3軸指令(工具先端点位置指令)、工具方向指令および工具位相指令(AA軸位置指令)を含む加工プログラムを読取る。解析2において読取ったプログラムを解析する。解析用座標変換手段4によって、マトリックスMcおよびMc3を計算しプログラム指令位置に対して座標変換を行う。ただし、座標変換と工具位相指令は同時に行うことはできない。そのため、座標変換と工具位相指令が同時に指令されると、アラーム発生手段9によってアラームを発生させ運転を停止する。
FIG. 15 is another block diagram for explaining the prior art. The machining program reading means 1 reads a machining program including a linear axis 3-axis command (tool tip position command), a tool direction command, and a tool phase command (AA axis position command). The program read in
補間3において、解析された内容にしたがって工具先端点位置および工具方向の補間を行う。ここで、補間用座標変換手段6によって、補間された工具先端点位置および工具方向に対してMcおよびMc3によって座標変換を行う。工具先端点制御手段7によって、座標変換を行った座標変換後工具先端点位置および座標変換後工具方向によって工具先端点位置、第1回転軸位置、第2回転軸位置および直線軸3軸位置を求める。さらに、工具位相制御手段5によって、工具位相を制御する第3回転軸位置を求める。ただし、座標変換と工具位相指令は同時に行うことはできない。補間で求められた直線軸3軸と回転軸3軸の位置へ各軸サーボを制御し各軸を駆動する。 In interpolation 3, the tool tip point position and the tool direction are interpolated according to the analyzed contents. Here, the coordinate conversion means 6 for interpolation performs coordinate conversion with Mc and Mc3 on the interpolated tool tip position and tool direction. The tool tip point position, the first rotation axis position, the second rotation axis position, and the three-axis position of the linear axis are determined by the tool tip point control means 7 according to the coordinate-converted tool tip position and the tool direction after the coordinate conversion. Ask. Further, the tool phase control means 5 obtains the third rotation axis position for controlling the tool phase. However, coordinate conversion and tool phase command cannot be performed simultaneously. Each axis servo is controlled to drive each axis to the positions of the three linear axes and the three rotation axes obtained by the interpolation.
図16は、図15に示される従来技術に座標変換後工具位相計算手段8を付加した本発明の実施形態を説明する図である。図15に示される工具位相制御手段に座標変換後工具位相計算手段8を追加し、座標変換後の工具位相が指定方向となるように該指定方向の工具位相0ベクトルからの角度として第3回転軸位置を求める。このように座標変換と工具位相指令を同時に指令することが可能となるので、従来技術の図15にあったアラーム発生手段9は不要となる。
FIG. 16 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention in which a post-coordinate conversion tool phase calculation means 8 is added to the prior art shown in FIG. The post-coordinate conversion tool phase calculation means 8 is added to the tool phase control means shown in FIG. 15, and the third rotation is performed as an angle from the
図17は、図14に示される座標変換後工具位相計算手段8における処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。各ステップに従って説明する。AA,BB,CC軸指令位置AA,BB,CCを得る(ステップSA1)。そして、(数1)によってVtを計算し、(数5)によってVt’を計算する(ステップSA2)。なお、ここで使用するMcおよびMc3は既に得られている。また、BB,CCについて、プログラム例3−1(図10)のように工具方向がBB,CC軸指令で指令される場合は指令されたBB,CC軸位置であり、プログラム例3−2(図11)のように工具方向がベクトルで指令される場合は指令されたベクトルから変換されたBB,CC軸位置である。 FIG. 17 is a flowchart showing an algorithm of processing in the post-coordinate conversion tool phase calculation means 8 shown in FIG. It demonstrates according to each step. AA, BB and CC axis command positions AA, BB and CC are obtained (step SA1). Then, Vt is calculated by (Equation 1), and Vt 'is calculated by (Equation 5) (step SA2). Note that Mc and Mc3 used here have already been obtained. In addition, for BB and CC, when the tool direction is commanded by the BB and CC axis commands as in the program example 3-1 (FIG. 10), the commanded BB and CC axis positions are the program examples 3-2 ( When the tool direction is commanded as a vector as shown in FIG. 11), it is the BB and CC axis positions converted from the commanded vector.
次に、(数8)によってVp0を計算し、(数9)によってVp0’を計算し、(数14)によってVpc’を計算する(ステップSA3)。そして、(数15)を解くことによってAA’を計算し(ステップSA4)、処理を終了する。 Next, Vp0 is calculated by (Equation 8), Vp0 'is calculated by (Equation 9), and Vpc' is calculated by (Equation 14) (step SA3). Then, AA 'is calculated by solving (Equation 15) (step SA4), and the process is terminated.
図18は、図16に示される座標変換後工具位相計算手段8における処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。各ステップに従って説明する。F1は0であるか否か判断し(ステップSB1)、F1が0の場合にはF1を1に設定しブロック開始時のX,Y,Z位置をXp,Yp,ZpにセットしステップSB2に移行する(ステップSB9、ステップSB10)。一方、F1が0でない場合には、X,Y,Z,AA,BB,CC軸指令位置X,Y,Z,AA,BB,CCを得る(ステップSB2)。ここで、X,Y,Z,AA,BB,CCは従来技術の工具先端点制御手段および工具位相制御手段によって計算されている。 FIG. 18 is a flowchart showing an algorithm of processing in the post-coordinate conversion tool phase calculation means 8 shown in FIG. It demonstrates according to each step. It is determined whether or not F1 is 0 (step SB1). If F1 is 0, F1 is set to 1 and the X, Y, and Z positions at the start of the block are set to Xp, Yp, and Zp, and the process proceeds to step SB2. Transition (step SB9, step SB10). On the other hand, if F1 is not 0, X, Y, Z, AA, BB, CC axis command positions X, Y, Z, AA, BB, CC are obtained (step SB2). Here, X, Y, Z, AA, BB, and CC are calculated by the conventional tool tip point control means and tool phase control means.
次に、(数1)によってVt、(数5)によってVt’を計算する(ステップSB3)。なお、Mc、Mc3は既に得られている。そして、(数8)によってVp0、(数9)によってVp0’、(数17)によってVmを求め、(数18)を解くことによって、「b」を求める(ステップSB4)。 Next, Vt is calculated by (Equation 1) and Vt 'by (Equation 5) (step SB3). Mc and Mc3 have already been obtained. Then, Vp0 is obtained from (Equation 8), Vp0 'is obtained from (Equation 9), Vm is obtained from (Equation 17), and "b" is obtained by solving (Equation 18) (step SB4).
次に、(数20)によって「a」を計算する(ステップSB5)。(数21)によってVm’を計算し、(数22)を解くことによってb’を求める(ステップSB6)。そして、(数24)によってAA’を計算する(ステップSB7)。次に、X,Y,ZをXp,Yp,Zpにセットし(ステップSB8)終了する。 Next, “a” is calculated by (Equation 20) (step SB5). Vm ′ is calculated by (Expression 21), and b ′ is obtained by solving (Expression 22) (Step SB6). Then, AA 'is calculated by (Equation 24) (step SB7). Next, X, Y, and Z are set to Xp, Yp, and Zp (step SB8), and the process ends.
なお、ステップSB1の「F1」は1回目の補間周期であることを識別するためのフラグである。F1の初期状態は0である。またステップSB4で、第1補間周期(F1=0の場合)においてはXp,Yp,Zpをブロック開始時のX,Y,Z位置から求め、第2補間周期以降はXp,Yp,Zpは前回補間周期におけるX,Y,Z位置とするようにしたが、第2補間周期以降において複数回の過去の補間データ保持するようにし、それらのデータからVmを求めるようにすることもできる。例えば、それらの補間ごとの移動方向の平均Vmとすることもできる。 Note that “F1” in step SB1 is a flag for identifying the first interpolation cycle. The initial state of F1 is zero. In step SB4, Xp, Yp, and Zp are obtained from the X, Y, and Z positions at the start of the block in the first interpolation period (when F1 = 0), and after the second interpolation period, Xp, Yp, and Zp are the previous time. Although the X, Y, and Z positions in the interpolation period are used, it is also possible to hold a plurality of past interpolation data after the second interpolation period and obtain Vm from these data. For example, the average Vm in the moving direction for each interpolation can be used.
図19は本発明の工具位相制御を実行する一実施形態の数値制御装置(CNC)100のブロック図である。CPU11は数値制御装置100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。
FIG. 19 is a block diagram of a numerical controller (CNC) 100 according to an embodiment for executing the tool phase control of the present invention. The
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。
The
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
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。また、工具位相を制御する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
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
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、給脂装置)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なった後、CPU11に渡す。
A PMC (programmable machine controller) 16 outputs a signal to an auxiliary device (for example, a greasing device) of a machine tool via an I /
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 /
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
以上に説明した数値制御装置100の構成は従来の数値制御装置の構成と変りなく、この数値制御装置100によって6軸加工機を制御して工具先端点制御を行なうことができる。そして本発明の一実施形態である数値制御装置は、前述した第1の実施形態または第2の実施形態について説明した処理を実施することにより、工具位相の制御も含めた工具先端点指令に対して座標変換(傾斜面加工指令)を行なうことが可能な数値制御装置である。
The configuration of the
1 加工プログラム読取り手段
2 解析
3 補間
4 解析用座標変換手段
5 工具位相制御手段
6 補間用座標変換手段
7 工具先端点制御手段
8 座標変換後工具位相計算手段
9 アラーム発生手段
11 プロセッサ(CPU)
12 ROM
13 RAM
14 SRAM
30 X軸サーボ制御手段
31 Y軸サーボ制御手段
32 Z軸サーボ制御手段
33 AA軸サーボ制御手段
34 BB軸サーボ制御手段
35 CC軸サーボ制御手段
100 数値制御装置
DESCRIPTION OF
12 ROM
13 RAM
14 SRAM
30 X-axis servo control means 31 Y-axis servo control means 32 Z-axis servo control means 33 AA-axis servo control means 34 BB-axis servo control means 35 CC-axis servo control means 100 Numerical control device
Claims (9)
該工具位相制御手段において座標変換後の工具位相が指定方向となるように該指定方向の工具位相0ベクトルからの角度として第3回転軸位置を求める座標変換後工具位相計算手段を有し、該求めた直線軸3軸と回転軸3軸の位置へ各軸を駆動する座標変換工具位相制御用数値制御装置。 A numerical control device for controlling a six-axis machine that processes a workpiece with three linear axes and three rotary axes, and a machining program that reads a machining program including a linear axis three-axis command, a tool direction command, and a tool phase command Reading means, coordinate conversion means for performing coordinate conversion with respect to the tool tip point position by the linear axis three-axis command and tool direction by the tool direction command, post-coordinate tool tip position and coordinate conversion after the coordinate conversion Tool tip point control means for controlling the tool tip position, the first rotary shaft position, the second rotary shaft position, and the triaxial position of the linear axis according to the tool direction, and the tool phase is obtained according to the tool phase command and becomes the tool phase. In a numerical controller having a tool phase control means for obtaining the third rotation axis position,
In the tool phase control means, there is provided a tool phase calculation means after coordinate conversion for obtaining a third rotation axis position as an angle from the tool phase 0 vector in the specified direction so that the tool phase after coordinate conversion is in the specified direction, A numerical control device for phase control of a coordinate conversion tool that drives each axis to the positions of the obtained three linear axes and three rotation axes.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008153507A JP4503659B2 (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Numerical controller for coordinate transformation tool phase control |
DE102009003003.4A DE102009003003B4 (en) | 2008-06-11 | 2009-05-11 | Numerical control with the function of a coordinate transformation of the tool phase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008153507A JP4503659B2 (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Numerical controller for coordinate transformation tool phase control |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009301232A JP2009301232A (en) | 2009-12-24 |
JP4503659B2 true JP4503659B2 (en) | 2010-07-14 |
Family
ID=41317912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008153507A Active JP4503659B2 (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Numerical controller for coordinate transformation tool phase control |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4503659B2 (en) |
DE (1) | DE102009003003B4 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4945664B2 (en) * | 2010-07-28 | 2012-06-06 | ファナック株式会社 | Numerical control device for multi-axis machines that machine inclined surfaces |
JP5221724B2 (en) * | 2011-09-07 | 2013-06-26 | ファナック株式会社 | Numerical control device for multi-axis machine tools with workpiece setting error correction unit |
JP5426728B2 (en) | 2012-06-28 | 2014-02-26 | ファナック株式会社 | Numerical control device with tool attitude control function for multi-axis machines |
JP5323280B1 (en) | 2012-07-26 | 2013-10-23 | 三菱電機株式会社 | Numerical controller |
US9529352B2 (en) * | 2013-06-06 | 2016-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerical control device |
CN103809507B (en) * | 2014-03-06 | 2016-05-25 | 苏州新代数控设备有限公司 | There is numerical control system and the numerical control method thereof of coordinate synchronizing function |
CN111077849B (en) * | 2019-12-11 | 2021-04-20 | 北京动力机械研究所 | Self-adaptive machining method for integral impeller of five-axis numerical control machine tool |
US20230097923A1 (en) | 2020-03-04 | 2023-03-30 | Fanuc Corporation | Numerical control device |
DE112021005250T5 (en) * | 2020-10-05 | 2023-08-03 | Fanuc Corporation | programming device and machine tool |
US20230350378A1 (en) * | 2020-10-05 | 2023-11-02 | Fanuc Corporation | Numerical controller and machine tool |
CN116540630B (en) * | 2023-07-05 | 2023-09-29 | 中科航迈数控软件(深圳)有限公司 | Control method, device, equipment and storage medium of machine tool |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005031981A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | Numerical control device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6318404A (en) | 1986-07-09 | 1988-01-26 | Fanuc Ltd | Position controlling method |
CA2057222C (en) * | 1990-12-19 | 1998-05-19 | Keith G. Shupe | Fiber placement delivery system |
JP3643098B2 (en) | 2001-10-16 | 2005-04-27 | ファナック株式会社 | Numerical controller |
US7283889B2 (en) * | 2003-02-19 | 2007-10-16 | Fanuc Ltd | Numerical control device, and numerical control method |
US7376480B2 (en) | 2005-11-09 | 2008-05-20 | The Boeing Company | Multihead composite material application machine programming method and apparatus for manufacturing composite structures |
DE102006022831A1 (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Siemens Ag | Method of controlling a grinding machine and numerically controlled grinding machine |
-
2008
- 2008-06-11 JP JP2008153507A patent/JP4503659B2/en active Active
-
2009
- 2009-05-11 DE DE102009003003.4A patent/DE102009003003B4/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005031981A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | Numerical control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009301232A (en) | 2009-12-24 |
DE102009003003A1 (en) | 2009-12-17 |
DE102009003003B4 (en) | 2017-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4503659B2 (en) | Numerical controller for coordinate transformation tool phase control | |
JP4945664B2 (en) | Numerical control device for multi-axis machines that machine inclined surfaces | |
JP5221724B2 (en) | Numerical control device for multi-axis machine tools with workpiece setting error correction unit | |
JP2786225B2 (en) | Industrial robot control method and apparatus | |
JP4837110B2 (en) | Numerical control device with tool path display function | |
WO2010032284A1 (en) | Numerical controller | |
JP4938119B2 (en) | Numerical control device for multi-axis machines that controls tool tip position | |
EP0402788B1 (en) | Method of controlling robot movements | |
JP5350766B2 (en) | Numerical control device for 5-axis machine | |
JPH065486B2 (en) | Robot trajectory control method | |
JPH079606B2 (en) | Robot controller | |
JP4673346B2 (en) | Numerical controller | |
JP2003195917A (en) | Numerical control device | |
JP5425342B1 (en) | Numerical controller | |
JP2006039781A (en) | Device for arc welding | |
JP5187436B2 (en) | Numerical control device, control method of numerical control device, and system program | |
JP2004272887A (en) | Numerical control unit and method | |
JP6250887B2 (en) | Numerical control device for left-handed coordinate system | |
JP6012560B2 (en) | Numerical controller | |
US10073432B2 (en) | Numerical controller having tool tip point control function | |
JPH06332524A (en) | Speed control method for numerical controller | |
JP2007000954A (en) | Robot teaching device and method | |
JP2010097399A (en) | Numerical control device for machine tool and nc data analyzing device | |
JP4734439B2 (en) | Numerical control device for 4-axis machine | |
JP2002215211A (en) | Numerical controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20100115 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20100126 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100409 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100413 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4503659 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140430 Year of fee payment: 4 |