JP4945664B2 - 傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置 - Google Patents
傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4945664B2 JP4945664B2 JP2010169053A JP2010169053A JP4945664B2 JP 4945664 B2 JP4945664 B2 JP 4945664B2 JP 2010169053 A JP2010169053 A JP 2010169053A JP 2010169053 A JP2010169053 A JP 2010169053A JP 4945664 B2 JP4945664 B2 JP 4945664B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- coordinate system
- tool
- rotation
- axes
- 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
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/14—Control or regulation of the orientation of the tool with respect to the work
-
- 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
- G05B19/402—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 control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position
-
- 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
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
次に、直線軸3軸の補正移動量の求め方を説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (3)
- 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、
前記フィーチャ座標系の直交3軸方向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の直交3軸方向を平行にさせ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、前記フィーチャ座標系の直交3軸方向と前記工具座標系の直交3軸方向を平行にさせ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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010169053A JP4945664B2 (ja) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | 傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置 |
DE201110108282 DE102011108282B4 (de) | 2010-07-28 | 2011-07-21 | Numerische Steuerung für eine Mehrachsenmaschine zum Bearbeiten einer geneigten Bearbeitungsebene |
CN2011102195655A CN102375432B (zh) | 2010-07-28 | 2011-07-27 | 加工倾斜面的多轴加工机用数值控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010169053A JP4945664B2 (ja) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | 傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012032848A JP2012032848A (ja) | 2012-02-16 |
JP4945664B2 true JP4945664B2 (ja) | 2012-06-06 |
Family
ID=45528599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010169053A Active JP4945664B2 (ja) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | 傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4945664B2 (ja) |
CN (1) | CN102375432B (ja) |
DE (1) | DE102011108282B4 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5924646B2 (ja) * | 2012-03-16 | 2016-05-25 | 国立大学法人神戸大学 | 加工作業支援方法および加工作業支援装置 |
JP5426728B2 (ja) | 2012-06-28 | 2014-02-26 | ファナック株式会社 | 多軸加工機用工具姿勢制御機能を有する数値制御装置 |
JP5705907B2 (ja) * | 2013-04-15 | 2015-04-22 | ファナック株式会社 | テーパ加工を行うワイヤ放電加工機 |
JP5734336B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2015-06-17 | ファナック株式会社 | ワークに対する相対的工具方向の表示および入力を可能とする数値制御装置 |
CN104380217B (zh) * | 2013-06-06 | 2016-11-09 | 三菱电机株式会社 | 数控装置 |
JP5752196B2 (ja) | 2013-09-03 | 2015-07-22 | ファナック株式会社 | ワイヤ放電加工機用のプログラム作成装置 |
JP6162655B2 (ja) * | 2014-07-04 | 2017-07-12 | ファナック株式会社 | テーブル形式データによる運転を行う数値制御装置 |
DE102016107514A1 (de) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | Airbus Operations Gmbh | Bearbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Bearbeitungsvorrichtung |
DE112016007216B4 (de) | 2016-10-20 | 2021-07-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerische Steuervorrichtung |
JP6568154B2 (ja) * | 2017-07-10 | 2019-08-28 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
DE112017000203B4 (de) * | 2017-07-14 | 2023-01-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerische Steuerung und numerisches Steuerungsverfahren |
CN107577882B (zh) * | 2017-09-12 | 2021-04-13 | 电子科技大学 | 一种侧铣直纹曲面的表面形貌建模及成型的仿真方法 |
CN109753016A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-14 | 西华大学 | 一种用于数控多轴联动刀具长度补偿的计算方法 |
CN111506016B (zh) * | 2020-04-08 | 2021-07-20 | 广州奇芯机器人技术有限公司 | 一种数控系统中基于g68.2的平面加工的cam处理方法 |
CN114871480A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-08-09 | 沈阳鼓风机集团核电泵业有限公司 | 一种平行于母线的锥度内孔键槽加工方法、叶轮和轴封泵 |
CN116000699B (zh) * | 2023-03-28 | 2023-06-13 | 中科航迈数控软件(深圳)有限公司 | 一种适用于双摆头的快速倾斜坐标系定义方法及装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04352202A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
JPH05282029A (ja) * | 1992-04-02 | 1993-10-29 | Fanuc Ltd | ツール座標定義方式 |
WO2004040384A1 (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 数値制御方法及びその装置 |
JP2005071016A (ja) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
JP2005305579A (ja) | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Makino Milling Mach Co Ltd | Nc工作機械の制御方法及び制御装置 |
JP4275632B2 (ja) * | 2005-03-01 | 2009-06-10 | 新日本工機株式会社 | パラレルメカニズム機構のキャリブレーション方法、キャリブレーションの検証方法、キャリブレーションの検証プログラム、データ採取方法及び空間位置補正における補正データ採取方法 |
CN100585522C (zh) * | 2007-07-20 | 2010-01-27 | 天津大学 | 一种带有金刚石刀具前角补偿的超精密车削方法 |
JP4503659B2 (ja) * | 2008-06-11 | 2010-07-14 | ファナック株式会社 | 座標変換工具位相制御用数値制御装置 |
-
2010
- 2010-07-28 JP JP2010169053A patent/JP4945664B2/ja active Active
-
2011
- 2011-07-21 DE DE201110108282 patent/DE102011108282B4/de active Active
- 2011-07-27 CN CN2011102195655A patent/CN102375432B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012032848A (ja) | 2012-02-16 |
DE102011108282A1 (de) | 2012-02-16 |
DE102011108282B4 (de) | 2013-06-13 |
CN102375432A (zh) | 2012-03-14 |
CN102375432B (zh) | 2012-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4945664B2 (ja) | 傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置 | |
JP4938119B2 (ja) | 工具先端点位置を制御する多軸加工機用数値制御装置 | |
JP4351281B2 (ja) | 5軸加工機を制御する数値制御装置 | |
JP4837110B2 (ja) | 工具軌跡表示機能を有する数値制御装置 | |
JP4503659B2 (ja) | 座標変換工具位相制御用数値制御装置 | |
US9063533B2 (en) | Multi-spindle translation control for multiple coordinate systems | |
WO2010032284A1 (ja) | 数値制御装置 | |
JP4847613B2 (ja) | 多軸加工機用数値制御装置 | |
JP4975872B1 (ja) | 多軸加工機用速度制御機能を有する数値制御装置 | |
JP4291386B2 (ja) | ワーク設置誤差補正手段を有する数値制御装置 | |
US9304503B2 (en) | Numerical control device configured to reduce a machining cycle time of a machine tool that does not move along Y-axis | |
JP5872869B2 (ja) | 工具背面での切削点指令により加工を行う数値制御装置 | |
Martinov et al. | Specialized numerical control system for five-axis planing and milling center | |
JPS61156309A (ja) | 速度段差平滑機能を備えた数値制御装置 | |
JP6250887B2 (ja) | 左手座標系対応の数値制御装置 | |
US10073432B2 (en) | Numerical controller having tool tip point control function | |
JP2005071016A (ja) | 数値制御装置 | |
US9513618B2 (en) | Numerical controller capable of displaying and inputting tool direction relative to workpiece | |
CN104635624A (zh) | 用于控制四轴加工设备的数控系统控制方法及其控制系统 | |
JP2013065254A (ja) | 機械の移動部の制御方法及びプログラム | |
JP4734440B2 (ja) | 4軸加工機用数値制御装置 | |
JP4734439B2 (ja) | 4軸加工機用数値制御装置 | |
JP2686293B2 (ja) | 3次元レーザ加工方法 | |
JP2010102733A (ja) | 数値制御装置 | |
JPH01162592A (ja) | Cncレーザ加工機の姿勢制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20111109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111115 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120113 |
|
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: 20120207 |
|
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: 20120305 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4945664 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: 20150309 Year of fee payment: 3 |