JP5347421B2 - 工作機械の数値制御装置およびncデータ解析装置 - Google Patents
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Description
上述した状況は、ワーク101の回転軸100と、工具102のワーク101に対する加工点103との間の距離R(図10示)が大きいほど、回転軸100回りの加工点103の移動速度が増大して顕著となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、工作機械の駆動軸の急激な移動を防ぐ工作機械の数値制御装置およびNCデータ解析装置を提供することにある。
ワークと工具とを相対的に移動可能な駆動軸として、少なくとも直進軸と回転軸とを有する工作機械の数値制御装置において、
機械座標系における直進軸座標および回転軸角度と、前記工具の前記ワークに対する加工点の指令送り速度と、を含む機械座標系NCデータを記憶するNCデータ記憶部と、
前記ワークと前記工具との間の相対姿勢が変化する場合に、前記機械座標系NCデータに基づいて、前記ワークおよび/または前記工具の回転中心と、前記工具の前記ワークに対する前記加工点との間の距離を求め、前記距離に基づいて設定され、100%を最大として前記距離が大きいほど減少するオーバーライド量を、前記機械座標系NCデータ中の前記指令送り速度に乗算することにより前記各駆動軸の移動速度を修正する速度修正部と、
を備えたことである。
前記工作機械は、
前記回転軸として少なくとも2軸を有し、
前記速度修正部は、
前記2軸の回転軸について、それぞれ前記ワークおよび/または前記工具の回転中心と、前記工具の前記ワークに対する加工点との間の前記距離を算出し、算出された複数の前記距離の組み合わせに基づき、前記オーバーライド量を設定することである。
前記速度修正部は、
記憶された前記距離と前記オーバーライド量との関係を示すテーブルに基づき、前記オーバーライド量を設定することである。
前記速度修正部は、
前記機械座標系NCデータ中の、今後前記加工点が進行していく前記ワーク上の位置についてのデータを先読みし、現在位置における前記各駆動軸の移動速度を修正することである。
ワークと工具とを相対的に移動可能な駆動軸として、少なくとも直進軸と回転軸とを有する工作機械のNCデータ解析装置において、
前記工具の軌跡と、該軌跡上の点における姿勢ベクトルに基づいてNCデータ作成装置において作成された、ワーク座標系における直進軸座標および回転軸角度のデータを有する基準のワーク座標系NCデータを、前記各駆動軸の移動速度データを含む機械座標系NCデータに変換する座標系変換部と、
前記ワークと前記工具との間の相対姿勢が変化する場合に、前記機械座標系NCデータに基づいて、前記ワークおよび/または前記工具の回転中心と、前記工具の前記ワークに対する加工点との間の距離を求め、前記距離に基づいて設定され、100%を最大として前記距離が大きいほど減少するオーバーライド量を、前記機械座標系NCデータ中の指令送り速度に乗算することにより、前記機械座標系NCデータ中の前記各駆動軸の移動速度データを修正する速度修正部と、
を備えたことである。
図1乃至図8に基づき、本発明の実施形態1による工作機械の数値制御装置について説明する。本実施形態による数値制御装置は、ワークと工具とを相対的に移動可能な駆動軸として、直進軸がX軸、Y軸およびZ軸の3軸、回転軸がA軸(X軸回りの回転軸)およびB軸(Y軸回りの回転軸)の2軸である5軸同時加工を可能とする多軸工作機械に適用されている。
オーバライド量演算部13は、制御部12およびテーブル記憶部14と接続されており、ワークWまたは工具5の回転中心と、工具5のワークWに対する加工点51との間の距離を演算し、演算結果からオーバライド量Dを算出する。
上述した場合と同様に、オーバライド量演算部13はテーブル記憶部14に記憶されたオーバライド量テーブルに基づき、算出された距離LA、LBの組み合わせに応じてオーバライド量Dを求める。
オーバライド量演算部13は機械座標系NCデータから、工具5の加工点51と工具5の回転中心GABとの間の距離を算出する。この場合、算出された加工点51と工具5の回転中心GABとの間の距離は、距離LAであり距離LBとなる(図6および図7示)。
速度修正部15(上述したオーバライド量演算部13および速度修正部15を包括したものが、本発明の速度修正部に該当する)は制御部12およびオーバライド量演算部13と接続されている。速度修正部15は、ワークWおよび工具5のうちの少なくともいずれかが回転することにより、ワークWと工具5との間の相対姿勢が変化する場合に、オーバライド量演算部13によって求められたオーバライド量Dを、機械座標系NCデータ中のワークWに対する工具5の指令送り速度VC(各駆動軸を互いに独立して移動させることの結果として、ワークWに対する工具5の相対的な速度を意味する)に乗算して、修正速度VCR=VC×Dを算出して、制御部12へ出力する。
NC工作機械4は、機械座標系NCデータおよび修正速度VCRの供給を受けることにより、低減した速度で各駆動軸を動作させワークWおよび工具5を作動させる。
図9に基づき、本発明の実施形態2による工作機械のNCデータ解析装置について説明する。本実施形態においては、数値制御装置1に代わりNCデータ解析装置8が、機械座標系NCデータ中のワークWの移動速度データVWDおよび工具5の移動速度データVCDを修正することにより、各駆動軸の移動速度を修正している。本実施形態によるNCデータ解析装置8は実施形態1と同様に、5軸同時加工を可能とする多軸工作機械に適用されている。
尚、CAD/CAM装置2、NCデータ作成装置3およびNCデータ解析装置8は、ハードウェアの構成として、例えば、それぞれ1台ずつのパソコンで構成されていてもよいし、あるいは、単一のパソコン内に3つの機能を具備させていてもよい。
実施形態1についての説明において論じたように、オーバライド量演算部83は、座標系変換部81およびテーブル記憶部84と接続されており、ワークWまたは工具5の回転中心と、工具5のワークWに対する加工点51との間の距離を演算し、演算結果からオーバライド量Dを算出する。
NC工作装置7は、修正速度データVWDR、VCDRを含む機械座標系NCデータの供給を受けることにより、低減した速度で各駆動軸を動作させワークWおよび工具5を作動させる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
本発明による数値制御装置およびNCデータ解析装置が使用可能な工作機械は、ワークと工具とを相対的に移動可能な駆動軸として、少なくとも、直進軸と回転軸とをそれぞれ1軸以上有している工作機械であればよい。
数値制御装置は、ワークに対する工具の指令送り速度にオーバライド量を乗算させる代わりに、ワークを移動させる駆動軸の移動速度および工具を移動させる駆動軸の移動速度のいずれかに乗算して、各駆動軸の速度を修正してもよい。
Claims (5)
- ワークと工具とを相対的に移動可能な駆動軸として、少なくとも直進軸と回転軸とを有する工作機械の数値制御装置において、
機械座標系における直進軸座標および回転軸角度と、前記工具の前記ワークに対する加工点の指令送り速度と、を含む機械座標系NCデータを記憶するNCデータ記憶部と、
前記ワークと前記工具との間の相対姿勢が変化する場合に、前記機械座標系NCデータに基づいて、前記ワークおよび/または前記工具の回転中心と、前記工具の前記ワークに対する前記加工点との間の距離を求め、前記距離に基づいて設定され、100%を最大として前記距離が大きいほど減少するオーバーライド量を、前記機械座標系NCデータ中の前記指令送り速度に乗算することにより前記各駆動軸の移動速度を修正する速度修正部と、
を備えたことを特徴とする工作機械の数値制御装置。 - 前記工作機械は、
前記回転軸として少なくとも2軸を有し、
前記速度修正部は、
前記2軸の回転軸について、それぞれ前記ワークおよび/または前記工具の回転中心と、前記工具の前記ワークに対する加工点との間の前記距離を算出し、算出された複数の前記距離の組み合わせに基づき、前記オーバーライド量を設定することを特徴とする請求項1記載の工作機械の数値制御装置。 - 前記速度修正部は、
記憶された前記距離と前記オーバーライド量との関係を示すテーブルに基づき、前記オーバーライド量を設定することを特徴とする請求項1または2に記載の工作機械の数値制御装置。 - 前記速度修正部は、
前記機械座標系NCデータ中の、今後前記加工点が進行していく前記ワーク上の位置についてのデータを先読みし、現在位置における前記各駆動軸の移動速度を修正することを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか一項に記載の工作機械の数値制御装置。 - ワークと工具とを相対的に移動可能な駆動軸として、少なくとも直進軸と回転軸とを有する工作機械のNCデータ解析装置において、
前記工具の軌跡と、該軌跡上の点における姿勢ベクトルに基づいてNCデータ作成装置において作成された、ワーク座標系における直進軸座標および回転軸角度のデータを有する基準のワーク座標系NCデータを、前記各駆動軸の移動速度データを含む機械座標系NCデータに変換する座標系変換部と、
前記ワークと前記工具との間の相対姿勢が変化する場合に、前記機械座標系NCデータに基づいて、前記ワークおよび/または前記工具の回転中心と、前記工具の前記ワークに対する加工点との間の距離を求め、前記距離に基づいて設定され、100%を最大として前記距離が大きいほど減少するオーバーライド量を、前記機械座標系NCデータ中の指令送り速度に乗算することにより、前記機械座標系NCデータ中の前記各駆動軸の移動速度データを修正する速度修正部と、
を備えたことを特徴とする工作機械のNCデータ解析装置。
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