JP5426153B2 - Numerical control device for a machine tool having a rotating shaft - Google Patents

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JP5426153B2 JP2008321141A JP2008321141A JP5426153B2 JP 5426153 B2 JP5426153 B2 JP 5426153B2 JP 2008321141 A JP2008321141 A JP 2008321141A JP 2008321141 A JP2008321141 A JP 2008321141A JP 5426153 B2 JP5426153 B2 JP 5426153B2
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Description

本発明は、回転軸を有する工作機械用の数値制御装置に関する。   The present invention relates to a numerical control device for a machine tool having a rotating shaft.

3つの直線軸と2つの回転軸を備えた5軸加工機を用いて3軸加工ではできなかった複雑で難しい形状の加工が行われるようになっている。   Using a five-axis machine with three linear axes and two rotation axes, machining of complicated and difficult shapes that could not be done by three-axis machining is performed.

特許文献1には、工具先端点の移動経路と工具方向(工具姿勢)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駆動する技術が開示されている。この文献に開示される技術には工具姿勢を滑らかに変化させる技術は含まれていない。   In Patent Literature 1, the interpolation point of the movement path is corrected while interpolating each of the movement command of the tool tip point and the tool direction (tool posture) based on the relative movement speed of the workpiece and the tool. A technique for driving the servo motor so that the tool tip point moves on the commanded movement path at the commanded speed is disclosed. The technique disclosed in this document does not include a technique for smoothly changing the tool posture.

特許文献2には、指令された点列とベクトル列から、加工点が指令点列から生成される滑らかな曲線上を移動し、ベクトル先端点が指令ベクトル列から生成される滑らかな曲線上を変化するように前記加工点と前記ベクトル先端点を補間する補間手段と、補間された前記加工点、補間された前記ベクトル先端点、設定された工具径補正量および設定された工具長補正量から直線移動軸と回転軸の位置を生成して軸移動する技術が開示されている。   In Patent Literature 2, a machining point moves on a smooth curve generated from a command point sequence from a commanded point sequence and vector sequence, and a vector tip point moves on a smooth curve generated from a command vector sequence. Interpolating means for interpolating the machining point and the vector tip point so as to change, from the interpolated machining point, the interpolated vector tip point, the set tool radius compensation amount and the set tool length compensation amount A technique for generating a position of a linear movement axis and a rotation axis and moving the axis is disclosed.

特許文献3には、指令点列から滑らかな曲線を生成しその曲線に沿って補間する方法において、直線軸3軸分の要素と2軸以上の回転軸分の要素に分割し、直線軸3軸分の要素に対して滑らかな曲線を生成し2軸以上の回転軸分の要素に対して滑らかな曲線を生成し、それらを補間することにより回転軸を滑らかに変化させる技術が開示されている。   In Patent Document 3, in a method of generating a smooth curve from a command point sequence and interpolating along the curve, the linear axis 3 is divided into elements for three linear axes and elements for two or more rotational axes. A technique is disclosed in which a smooth curve is generated for an element of an axis, a smooth curve is generated for an element of two or more rotation axes, and the rotation axis is smoothly changed by interpolating them. Yes.

特開2003−195917号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-195917 特開2005−182437号公報JP 2005-182437 A 特開2006−309645号公報JP 2006-309645 A

5軸加工機における加工では、特許文献1にあるような、工具先端点の移動経路と工具方向(工具姿勢)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(工具姿勢)も補間し、工具方向(工具姿勢)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。通常、このプログラム指令はCAMによって作成される。   In machining with a 5-axis machine, based on the movement command of the tool tip point and the tool direction (tool posture) as in Patent Document 1, based on the relative movement speed of the commanded workpiece and the tool. The tool direction (tool posture) is also interpolated while interpolating the movement path of the tool tip point, and the tool tip point moves along the commanded movement path at the commanded speed while the tool direction (tool posture) changes. Is becoming common. Such commands and machining methods are called tool tip point control. Normally, this program command is created by the CAM.

ここで、工具先端点制御を行いながら工具側面で滑らかな曲面である加工物側面を加工する場合があり、その場合、工具姿勢(工具方向)が滑らかに変化しながら加工する必要がある。そのための1つの技術が特許文献2に開示されるものであり、他の1つが特許文献3に開示されるものである。   Here, there is a case where a workpiece side surface that is a smooth curved surface is processed while performing tool tip point control, and in this case, it is necessary to perform processing while the tool posture (tool direction) is smoothly changed. One technique for this is disclosed in Patent Document 2, and the other is disclosed in Patent Document 3.

しかし、特許文献2の技術では、加工点が滑らかな曲線上を移動するとともに工具姿勢(工具方向)が滑らかに変化するように制御する。加工点の移動の滑らかさと工具姿勢(工具方向)の変化の滑らかさとを別々に制御するため、加工面自体が滑らかになるかどうかの保証がない。   However, in the technique of Patent Document 2, control is performed so that the machining point moves on a smooth curve and the tool posture (tool direction) changes smoothly. Since the smoothness of the movement of the machining point and the smoothness of the change in the tool posture (tool direction) are controlled separately, there is no guarantee that the machining surface itself will be smooth.

また、特許文献3の技術では、加工点(直線軸3軸)が滑らかな曲線上を移動するとともに回転軸が滑らかに変化するように制御する。この技術には、回転軸も含めて滑らかに加工する点で後述する本発明と似ているが、本発明にあるような基準工具長の位置が滑らかな変化するように基準工具長位置を求めて工具姿勢を滑らかに変化させる技術は開示されない。やはり、この技術でも、加工点の移動の滑らかさと回転軸移動の滑らかさを別々に制御するため、加工面自体が滑らかになるかどうかの保証がない。   Moreover, in the technique of patent document 3, it controls so that a processing point (three linear axes) moves on a smooth curve, and a rotating shaft changes smoothly. This technique is similar to the present invention described later in that it smoothly processes including the rotating shaft, but the reference tool length position is obtained so that the position of the reference tool length as in the present invention changes smoothly. Therefore, a technique for smoothly changing the tool posture is not disclosed. Even in this technique, since the smoothness of the movement of the machining point and the smoothness of the movement of the rotary shaft are controlled separately, there is no guarantee that the machining surface itself will be smooth.

そこで本発明の目的は、加工点が滑らかな曲線上を移動するとともに基準工具長位置が滑らかに変化するように回転軸を有する工作機械を制御する数値制御装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a numerical control device that controls a machine tool having a rotating shaft so that a machining point moves on a smooth curve and a reference tool length position changes smoothly.

本願の請求項1に係る発明は、複数個の直線移動軸および回転移動軸を少なくとも1軸有する工作機械を制御して、テーブル上に固定された加工物を工具により連続的に加工するための数値制御装置において、実工具長補正量および基準工具長補正量を指令または設定する補正量指令手段と、加工プログラム上で連続して指令されるブロックを読み取り加工点指令列と工具姿勢指令列を作成する指令列作成手段と、前記加工点指令列から滑らかな加工点曲線を生成する加工点曲線生成手段と、前記工具姿勢指令列から工具姿勢単位ベクトル列を計算し、該工具姿勢単位ベクトル列に前記基準工具長補正量を積算して基準工具長ベクトル列を求め、該基準工具長ベクトル列を前記加工点指令列に加算することにより基準工具長位置列を生成する基準工具長位置列生成手段と、前記基準工具長位置列から滑らかな基準工具長位置曲線を生成する基準工具長位置曲線生成手段と、前記加工点曲線と前記基準工具長位置曲線を一定周期毎補間し、各補間周期における補間加工位置と補間基準工具長位置を求める補間位置計算手段と、前記補間位置計算手段で求めた前記補間加工位置と前記補間基準工具長位置から補間工具姿勢を求める補間工具姿勢計算手段と、前記補間工具姿勢、前記補間加工位置、および前記実工具長補正量から直線移動軸の軸位置と回転移動軸の軸位置を生成する軸位置生成手段と、前記生成された軸位置への移動を行う軸移動手段と、を有することを特徴とする回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。 The invention according to claim 1 of the present application is for controlling a machine tool having at least one of a plurality of linear movement axes and a rotational movement axis to continuously process a workpiece fixed on a table with a tool. In the numerical control device, the correction amount command means for commanding or setting the actual tool length correction amount and the reference tool length correction amount, the block continuously commanded on the machining program is read, and the machining point command string and the tool attitude command string are obtained. A command sequence creating means for creating, a machining point curve generating means for creating a smooth machining point curve from the machining point command sequence, a tool posture unit vector sequence from the tool posture command sequence, and the tool posture unit vector sequence the calculated reference tool length vector sequence by integrating the reference tool length compensation amount, to generate a reference tool length position row by adding the reference tool length vector sequence in the machining point command column A quasi-tool length position sequence generating means, a reference tool length position curve generating means for generating a smooth reference tool length position curve from the reference tool length position sequence, and the machining point curve and the reference tool length position curve at regular intervals. Interpolation position calculation means for interpolating and obtaining an interpolation machining position and an interpolation reference tool length position in each interpolation cycle, and interpolation for obtaining an interpolation tool posture from the interpolation machining position and the interpolation reference tool length position obtained by the interpolation position calculation means Tool position calculation means, axis position generation means for generating the axis position of the linear movement axis and the axis position of the rotation movement axis from the interpolation tool attitude, the interpolation machining position, and the actual tool length correction amount, and the generated A numerical control device for a machine tool having a rotating shaft, comprising: an axis moving means for moving to an axis position.

請求項2に係る発明は、前記加工点曲線生成手段は、前記加工点指令列に基づいて加工点近似曲線を生成し、前記加工点指令列を前記加工点近似曲線上の一番近い位置に向かって第1設定トレランス量以内で移動することによって前記加工点指令列に対応する修正加工点列を求め、前記修正加工点列を通る曲線として前記加工点曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。
請求項3に係る発明は、前記加工点曲線生成手段は、前記加工点指令列に基づいて前記加工点指令列を通る曲線として前記加工点曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。
請求項4に係る発明は、前記基準工具長位置曲線生成手段は、前記基準工具長位置列に基づいて基準工具長位置近似曲線を生成し、前記基準工具長位置列を前記基準工具長位置近似曲線上の一番近い位置に向かって第2設定トレランス量以内で移動することによって前記基準工具長位置列に対応する修正基準工具長位置列を求め、前記修正基準工具長位置列を通る曲線として前記基準工具長位置曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。
According to a second aspect of the present invention, the machining point curve generating means generates a machining point approximate curve based on the machining point command sequence, and the machining point command sequence is positioned closest to the machining point approximate curve. A correction machining point sequence corresponding to the machining point command sequence is obtained by moving within a first set tolerance amount, and the machining point curve is obtained as a curve passing through the correction machining point sequence. 1 is a numerical control device for a machine tool having the rotating shaft according to 1;
The invention according to claim 3 is characterized in that the machining point curve generation means obtains the machining point curve as a curve passing through the machining point command sequence based on the machining point command sequence. A numerical control device for a machine tool having a rotating shaft.
In the invention according to claim 4, the reference tool length position curve generating means generates a reference tool length position approximate curve based on the reference tool length position sequence, and the reference tool length position sequence is approximated to the reference tool length position sequence. A correction reference tool length position sequence corresponding to the reference tool length position sequence is obtained by moving within the second set tolerance amount toward the closest position on the curve, and as a curve passing through the correction reference tool length position sequence The numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to claim 1, wherein the reference tool length position curve is obtained.

請求項5に係る発明は、前記基準工具長位置曲線生成手段は、前記基準工具長位置列に基づいて前記基準工具長位置列を通る曲線として前記基準工具長位置曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。
請求項6に係る発明は、前記工具姿勢指令列は、回転移動軸2軸の位置によって指令されている請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。
請求項7に係る発明は、前記工具姿勢指令列は、工具姿勢ベクトルとして指令されている請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。
請求項8に係る発明は、前記補正量指令手段は、実工具径補正量および工具径補正方向をも指令または設定し、前記指令列作成手段は、前後する前ブロック指令、後ブロック指令、実工具径補正量および工具径補正方向から前記前ブロックの終点における工具径補正ベクトルを求め、前記前ブロックの直線移動軸終点位置に前記工具径補正ベクトルを加算した位置を加工点とすることにより加工点指令列を作成することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。
The invention according to claim 5 is characterized in that the reference tool length position curve generating means obtains the reference tool length position curve as a curve passing through the reference tool length position sequence based on the reference tool length position sequence. A numerical control device for a machine tool having the rotating shaft according to claim 1.
According to a sixth aspect of the present invention, the tool posture command sequence is commanded by the position of the two rotational movement shafts. The machine tool for a machine tool having the rotational shaft according to any one of the first to fifth aspects. It is a numerical control device.
The invention according to claim 7 is a numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to any one of claims 1 to 5, wherein the tool posture command sequence is commanded as a tool posture vector. is there.
According to an eighth aspect of the present invention, the correction amount command means also commands or sets an actual tool radius correction amount and a tool radius correction direction, and the command sequence creating means includes a preceding / following block command, a subsequent block command, Machining by obtaining a tool radius correction vector at the end point of the previous block from the tool radius correction amount and the tool radius correction direction, and using the position obtained by adding the tool radius correction vector to the linear movement axis end point position of the previous block as a machining point A numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to any one of claims 1 to 7, wherein a point command sequence is created.

請求項9に係る発明は、前記補正量指令手段は、実工具径補正量および工具径補正方向をも指令または設定し、前記加工点曲線生成手段は、前記加工点曲線を表す関数を1次微分した加工点導関数をも生成し、前記基準工具長位置曲線生成手段は、前記基準工具長位置曲線を表す関数を1次微分した基準工具長位置導関数をも作成し、前記補間位置計算手段は、前記加工点導関数および前記基準工具長位置導関数をも補間することにより加工点接線ベクトルおよび基準工具長位置接線ベクトルを計算し、前記補間工具姿勢計算手段は、前記補間工具姿勢、前記加工点接線ベクトル、前記基準工具長位置接線ベクトル、前記実工具径補正量および前記工具径補正方向から径補正補間加工位置および径補正補間基準工具長位置を計算し前記径補正補間加工位置を前記補間加工位置に代入し前記径補正補間基準工具長位置を前記補間基準工具長位置に代入し、前記補間加工位置と前記補間基準工具長位置から再度工具姿勢を求め前記補間工具姿勢に代入することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。   In the invention according to claim 9, the correction amount commanding unit also commands or sets an actual tool radius correction amount and a tool radius correction direction, and the machining point curve generation unit linearly represents a function representing the machining point curve. A differentiated machining point derivative is also generated, and the reference tool length position curve generation means also generates a reference tool length position derivative obtained by first-order differentiation of the function representing the reference tool length position curve, and calculates the interpolation position. The means calculates a machining point tangent vector and a reference tool length position tangent vector by interpolating the machining point derivative and the reference tool length position derivative, and the interpolation tool posture calculation means includes the interpolation tool posture, The radius correction is performed by calculating a radius correction interpolation machining position and a radius correction interpolation reference tool length position from the machining point tangent vector, the reference tool length position tangent vector, the actual tool radius correction amount and the tool radius correction direction. The interpolated machining position is substituted into the interpolation machining position, the radius correction interpolation reference tool length position is substituted into the interpolation reference tool length position, and a tool posture is obtained again from the interpolation machining position and the interpolation reference tool length position. The numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to any one of claims 1 to 7, wherein the numerical control device is substituted for a posture.

請求項10に係る発明は、前記補正量指令手段は、実工具径補正量および工具径補正方向をも指令または設定し、前記補間位置計算手段は、前記補間加工位置、前記補間基準工具長位置、過去の補間周期における前記補間加工位置および過去の補間周期における前記補間基準工具長位置により加工点接線ベクトルおよび基準工具長位置接線ベクトルを計算し、前記補間工具姿勢計算手段は、前記補間工具姿勢、前記加工点接線ベクトル、前記基準工具長位置接線ベクトル、前記実工具径補正量および前記工具径補正方向から径補正補間加工位置および径補正補間基準工具長位置を計算し前記径補正補間加工位置を前記補間加工位置に代入し前記径補正補間基準工具長位置を前記補間基準工具長位置に代入し、前記補間加工位置と前記補間基準工具長位置から再度工具姿勢を求め前記補間工具姿勢に代入することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置である。   In the invention according to claim 10, the correction amount command means also commands or sets an actual tool radius correction amount and a tool radius correction direction, and the interpolation position calculation means includes the interpolation machining position and the interpolation reference tool length position. A machining point tangent vector and a reference tool length position tangent vector are calculated from the interpolation machining position in the past interpolation cycle and the interpolation reference tool length position in the past interpolation cycle, and the interpolation tool posture calculation means is configured to calculate the interpolation tool posture. The diameter correction interpolation machining position and the diameter correction interpolation reference tool length position are calculated from the machining point tangent vector, the reference tool length position tangent vector, the actual tool radius correction amount and the tool radius correction direction, and the radius correction interpolation machining position is calculated. Is substituted into the interpolation machining position, the radius correction interpolation reference tool length position is substituted into the interpolation reference tool length position, the interpolation machining position and the interpolation reference A numerical controller for a machine tool having an axis of rotation according to any one of claims 1 to 7, characterized in that assigned to the interpolation tool attitude sought again tool attitude from ingredients length position.

本発明により、加工点が滑らかな曲線上を移動するとともに基準工具長位置が滑らかに変化するように回転軸を有する工作機械を制御する数値制御装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a numerical control device that controls a machine tool having a rotating shaft so that a machining point moves on a smooth curve and a reference tool length position changes smoothly.

本発明により、テーブルに取り付けられた加工物に対して、直線軸3軸と回転軸2軸によって加工する5軸加工機を制御する数値制御装置において、指令加工点を滑らかな曲線で補間するとともに、基準工具長位置を滑らかな曲線で補間し、補間された加工位置と補間された基準工具長位置とから工具姿勢を計算し、計算された工具姿勢となるように直線軸と回転軸を制御することにより工具姿勢が滑らかに変化しながら加工することができる数値制御装置が提供できる。このことにより、加工点が移動する滑らかな曲線と基準工具長位置が滑らかに変化する曲線で囲まれた加工面が必ず滑らかな曲面として得られる。   According to the present invention, in a numerical control apparatus for controlling a 5-axis machining machine that processes a workpiece mounted on a table by three linear axes and two rotary axes, the command machining point is interpolated with a smooth curve. , Interpolate the reference tool length position with a smooth curve, calculate the tool posture from the interpolated machining position and the interpolated reference tool length position, and control the linear axis and the rotation axis to be the calculated tool posture By doing so, it is possible to provide a numerical control device that can perform machining while the tool posture changes smoothly. Thus, a machining surface surrounded by a smooth curve in which the machining point moves and a curve in which the reference tool length position changes smoothly is always obtained as a smooth curved surface.

以下、本発明の実施形態を図面とともに説明する。
図1は、本発明の数値制御装置の概略の機能ブロック図である。
数値制御装置100はプログラム読み取り手段1によって指令プログラムを読み取り、読取ったプログラム中の各ブロックについてブロック解析2によって解析し、解析したデータによって補間3を行い、補間した各軸位置データに基づいて各軸サーボ4を動作させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic functional block diagram of a numerical control apparatus according to the present invention.
The numerical controller 100 reads the command program by the program reading means 1, analyzes each block in the read program by block analysis 2, performs interpolation 3 based on the analyzed data, and sets each axis based on the interpolated axis position data. Operate servo 4.

補正量指令手段5はプログラム読み取り手段1の一部として追加する。ここでは、プログラム読み取り手段1の一部として追加したが、別途パラメータなどに設定することも可能である。加工点曲線生成手段6、基準工具長位置列生成手段7、および基準工具長位置曲線生成手段8はブロック解析の一部として追加する。補間位置計算手段9、補間工具姿勢計算手段10、および軸位置生成手段11は補間3の一部として追加する。   The correction amount command unit 5 is added as a part of the program reading unit 1. Here, it is added as a part of the program reading means 1, but it can also be set as a parameter separately. The machining point curve generation means 6, the reference tool length position sequence generation means 7, and the reference tool length position curve generation means 8 are added as part of the block analysis. The interpolation position calculation means 9, the interpolation tool posture calculation means 10, and the axis position generation means 11 are added as part of the interpolation 3.

次に、実施形態1〜実施形態5を用いて、指令加工点を滑らかな曲線で補間するともに基準工具長位置を滑らかな曲線で補間し、補間された加工位置と補間された基準工具長位置から工具姿勢を計算し、計算された工具姿勢となるように5軸加工機の直線軸と回転軸とを制御することにより工具姿勢が滑らかに変化しながら加工することを実現する数値制御装置100を説明する。   Next, using Embodiments 1 to 5, the command machining point is interpolated with a smooth curve and the reference tool length position is interpolated with a smooth curve, and the interpolated machining position and the interpolated reference tool length position are interpolated. The numerical control device 100 realizes machining while smoothly changing the tool posture by calculating the tool posture from the above and controlling the linear axis and the rotation axis of the 5-axis machine so as to obtain the calculated tool posture. Will be explained.

以下、5軸加工機としては図2に示されるような工具ヘッド回転型機械を例として本発明の実施形態を説明する。ただし、2軸の回転軸によってテーブルが回転し傾斜するテーブル回転型機械や、1軸の回転軸によってテーブルが回転し他の1軸の回転軸によって工具ヘッドが傾斜する混合型機械などの機械にも本発明を適用できる。なお、テーブル回転型機械や混合型機械は公知のものであるから図示を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking a tool head rotary machine as shown in FIG. 2 as an example of a 5-axis processing machine. However, for a table rotating machine in which the table is rotated and tilted by two rotating shafts, or a mixed type machine in which the table is rotated by one rotating shaft and the tool head is tilted by the other rotating shaft. The present invention can also be applied. In addition, since a table rotary type machine and a mixing type machine are publicly known, illustration is omitted.

●実施形態1
次のプログラム指令列で説明する。
<プログラム指令>
G aa H hh Q qq ;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 B Pb1 C Pc1 ;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 B Pb2 C Pc2 ;
・・・
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 B Pbn-2 C Pcn-2 ;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 B Pbn-1 C Pcn-1 ;
X Pxn Y Pyn Z Pzn B Pbn C Pcn ;
X Pxn+1 Y Pyn+1 Z Pzn+1 B Pbn+1 C Pcn+1 ;
X Pxn+2 Y Pyn+2 Z Pzn+2 B Pbn+2 C Pcn+2 ;
・・・
・・・
G bb ;
ここでは、Gaaは本発明による工具姿勢を滑らかに制御するモードにするGコードであり、Gbbはそのモードを解除するGコードである。Hhhは実工具長補正量を指令する補正番号であり、これによって実工具長が指令される。Qqqは基準工具長補正量を指令する補正番号コードであり、これによって基準工具長が指令される。実工具長と基準工具長について、ここではプログラムで指令するようにしたが、パラメータなどに設定するようにすることも可能である。
Embodiment 1
This is explained in the following program command sequence.
<Program command>
G aa H hh Q qq;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 B Pb1 C Pc1;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 B Pb2 C Pc2;
...
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 B Pbn-2 C Pcn-2;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 B Pbn-1 C Pcn-1;
X Pxn Y Pyn Z Pzn B Pbn C Pcn;
X Pxn + 1 Y Pyn + 1 Z Pzn + 1 B Pbn + 1 C Pcn + 1;
X Pxn + 2 Y Pyn + 2 Z Pzn + 2 B Pbn + 2 C Pcn + 2;
...
...
G bb;
Here, Gaa is a G code for making a mode for smoothly controlling the tool posture according to the present invention, and Gbb is a G code for releasing the mode. Hhh is a correction number for instructing an actual tool length correction amount, whereby the actual tool length is instructed. Qqq is a correction number code for instructing a reference tool length correction amount, whereby the reference tool length is instructed. Here, the actual tool length and the reference tool length are commanded by a program, but it is also possible to set them in parameters or the like.

直線軸X軸、Y軸、Z軸に対する指令値が、加工点指令列(Pi(Pxi,Pyi,Pzi)、i=1,2,...n-2,n-1,n,n+1,n+2...)である。回転移動軸B軸、C軸に対する指令値が工具姿勢指令列(Vi(Pci,Pbi)、i=1,2,...n-2,n-1,n,n+1,n+2...)である。なお、回転移動軸については、ここでは、B軸,C軸としたが、A軸,C軸の組み合わせや、A軸,B軸の組み合わせも可能である。   The command values for the linear axis X-axis, Y-axis, and Z-axis are machining point command strings (Pi (Pxi, Pyi, Pzi), i = 1, 2,... N-2, n-1, n, n +. 1, n + 2 ...). The command values for the rotational movement axes B-axis and C-axis are tool posture command strings (Vi (Pci, Pbi), i = 1, 2,... N-2, n-1, n, n + 1, n + 2. ..). Here, the rotational movement axes are the B axis and the C axis, but a combination of the A axis and the C axis, and a combination of the A axis and the B axis are also possible.

数値制御装置100はプログラム読み取り手段1によって実施形態1のプログラム指令の連続したブロックを読み取り、ブロック解析2により加工点指令列(Pi(Pxi,Pyi,Pzi)、i=1,2,...n-2,n-1,n,n+1,n+2...)および工具姿勢指令列(Vi(Pci,Pbi)、i=1,2,...n-2,n-1,n,n+1,n+2...)を作成する。
ここで、補正量指令手段5によって実工具長補正量および基準工具長補正量とを指令または設定される。
The numerical controller 100 reads the continuous block of the program command of the first embodiment by the program reading means 1, and by the block analysis 2, the machining point command sequence (Pi (Pxi, Pyi, Pzi), i = 1, 2,. n-2, n-1, n, n + 1, n + 2,...) and tool orientation command sequence (Vi (Pci, Pbi), i = 1, 2,... n-2, n-1 , N, n + 1, n + 2,.
Here, the actual tool length correction amount and the reference tool length correction amount are commanded or set by the correction amount command means 5.

次に、図3に示される加工点指令列から加工点曲線生成手段6により滑らかな加工点曲線を生成することを説明する。まず、加工点指令列に対して最小二乗法によって近似曲線を作成する。近似曲線の作成に最小二乗法を用いることはよく知られている手法である。   Next, generation of a smooth machining point curve by the machining point curve generating means 6 from the machining point command sequence shown in FIG. 3 will be described. First, an approximate curve is created by the least square method for the machining point command sequence. It is a well-known technique to use the least squares method for creating an approximate curve.

次に、加工点指令列を加工点近似曲線上の一番近い位置に向かって第1設定トレランス量以内で移動することによって加工点指令列に対応する修正加工点列を求める。修正加工点が近似曲線上にあるなら修正加工点における近似曲線の一次微分値を使用し、修正加工点が近似曲線上にないなら修正加工点が一番近い近似曲線上の位置における近似曲線の1次微分値を使用し、各修正加工点における1次微分値を求める(図4参照)。ただし、図4は前者、つまり修正加工点が近似曲線上にあるケースを示しており、後者つまり修正加工点が近似曲線上にないケースは特に図示していない。   Next, a modified machining point sequence corresponding to the machining point command sequence is obtained by moving the machining point command sequence toward the closest position on the machining point approximate curve within the first set tolerance amount. If the modified machining point is on the approximate curve, use the first derivative of the approximate curve at the modified machining point.If the modified machining point is not on the approximate curve, use the approximate curve at the closest position on the approximate curve. The primary differential value is used to obtain the primary differential value at each correction processing point (see FIG. 4). However, FIG. 4 shows the former, that is, the case where the corrected machining point is on the approximate curve, and the latter, that is, the case where the corrected machining point is not on the approximate curve is not particularly illustrated.

このようにして求まった各修正加工点の位置とそれに対応する1次微分値によって3次多項式曲線を生成できる。より具体的に言えば、加工点指令列がP1,P2,...Pn,Pn+1,...であるとし、それに対応する修正加工点列がQ1,Q2,...Qn,Qn+1,...であるとし、修正加工点列の1次微分値がQ1 ',Q2 ',...Qn ',Qn+1 ',...であるとする。そうすると、修正加工点Qn,Qn+1の間のパラメータtを媒介変数とする3次多項式曲線である数1式は、Qn,Qn+1、Qn ',Qn+1 'から各係数A、B、C、Dを計算することにより、求めることができる。 A cubic polynomial curve can be generated based on the position of each corrected machining point thus obtained and the corresponding primary differential value. More specifically, the machining point command sequence is P 1 , P 2 ,. . . P n , P n + 1,. . . , And the corresponding modified machining point sequences are Q 1 , Q 2 ,. . . Q n , Q n + 1 ,. . . And the first derivative values of the modified machining point sequence are Q 1 ' , Q 2 ' ,. . . Q n ' , Q n + 1 ' ,. . . Suppose that Then, Equation 1 which is a cubic polynomial curve using the parameter t between the modified machining points Q n and Q n + 1 as a parameter is represented by Q n , Q n + 1 , Q n and Q n + 1 ′. Can be obtained by calculating the respective coefficients A, B, C, and D.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

ここで、Pn(t),An,Bn,Cnはx,y,zの要素をもつベクトルである(図5参照)。同様に各修正加工点間の3次多項式曲線を求めることができる。そして、これら各修正加工点間の3次多項式曲線を結合することにより、図6に示される加工点曲線を求めることができる。 Here, P n (t) , A n , B n , and C n are vectors having x, y, and z elements (see FIG. 5). Similarly, a cubic polynomial curve between each corrected machining point can be obtained. The machining point curve shown in FIG. 6 can be obtained by combining the cubic polynomial curves between these corrected machining points.

なお、加工点指令列に対して最小二乗法によって近似曲線を作成し、加工点指令列を加工点近似曲線上の一番近い位置に向かって第1設定トレランス量以内で移動することによって加工点指令列に対応する修正加工点列を求めるとしたが、第1設定トレランス量を0(ゼロ)とすれば、全ての加工点指令列を通る曲線として加工点曲線を求めることができる。   An approximate curve is created by the least square method for the machining point command sequence, and the machining point command sequence is moved within the first set tolerance amount toward the closest position on the machining point approximate curve. Although the corrected machining point sequence corresponding to the command sequence is obtained, if the first set tolerance is set to 0 (zero), the machining point curve can be obtained as a curve passing through all the machining point command sequences.

以上の説明では3次多項式曲線を使用したが、他にもNURBS曲線、スプライン曲線、ベジェ曲線などを使用し加工点曲線を求めることができる。   In the above description, a cubic polynomial curve is used. However, a machining point curve can be obtained using a NURBS curve, a spline curve, a Bezier curve, or the like.

次に、基準工具長位置列生成手段7により基準工具長位置列を生成することを説明する。
まず、工具姿勢指令列(Vi(Pci,Pbi)、i=1,2,...n-2,n-1,n,n+1,n+2...)から数2式により工具姿勢単位ベクトル列(Ui(Ii,Ji,Ki)、i=1,2,...n-2,n-1,n,n+1,n+2...)を計算する。なお、記号「*」は積算を意味する。
Next, generation of a reference tool length position sequence by the reference tool length position sequence generation means 7 will be described.
First, a tool is expressed by Formula 2 from a tool attitude command sequence (Vi (Pci, Pbi), i = 1, 2,... N-2, n-1, n, n + 1, n + 2,...). Posture unit vector sequences (Ui (Ii, Ji, Ki), i = 1, 2,... N-2, n-1, n, n + 1, n + 2,...) Are calculated. The symbol “*” means integration.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

これにプログラム指令Qqqで指令される基準工具長Lsを積算し基準工具長ベクトル列を求め、加工点指令列Pi(Pxi,Pyi,Pzi)に加算することにより、基準工具長位置列Si(Sxi,Syi,Szi)を数3式により生成する。   By adding the reference tool length Ls commanded by the program command Qqq to this, a reference tool length vector sequence is obtained and added to the machining point command sequence Pi (Pxi, Pyi, Pzi), thereby obtaining a reference tool length position sequence Si (Sxi). , Syi, Szi) is generated by the equation (3).

Figure 0005426153
Figure 0005426153

次に、基準工具長位置曲線生成手段8により基準工具長位置曲線を生成することを説明する。
上述した加工点指令列に対して加工点曲線を求めたのと同様に、基準工具長位置列に対して滑らかな基準工具長位置曲線を生成する(図7参照)。つまり、基準工具長位置列に基づいて基準工具長位置近似曲線を生成し、基準工具長位置列を基準工具長位置近似曲線上の一番近い位置に向かって第2設定トレランス量以内で移動することによって基準工具長位置列に対応する修正基準工具長位置列を求め、修正基準工具長位置列を通る曲線として基準工具長位置曲線を求める。加工点指令列に対して加工点曲線を求めた場合は第1設定トレランス量を使用したが、ここでは第2設定トレランス量を使用する。また、同様に、第2設定トレランス量を0(ゼロ)とすれば基準工具長指令列を通る曲線として基準工具長位置曲線を求めることができる。
Next, generation of a reference tool length position curve by the reference tool length position curve generation means 8 will be described.
A smooth reference tool length position curve is generated for the reference tool length position sequence in the same manner as the processing point curve is obtained for the above-described processing point command sequence (see FIG. 7). That is, a reference tool length position approximate curve is generated based on the reference tool length position sequence, and the reference tool length position sequence is moved within the second set tolerance amount toward the closest position on the reference tool length position approximate curve. Thus, a corrected reference tool length position sequence corresponding to the reference tool length position sequence is obtained, and a reference tool length position curve is obtained as a curve passing through the corrected reference tool length position sequence. When the machining point curve is obtained for the machining point command sequence, the first set tolerance amount is used, but here, the second set tolerance amount is used. Similarly, if the second set tolerance amount is set to 0 (zero), the reference tool length position curve can be obtained as a curve passing through the reference tool length command sequence.

次に、補間位置計算手段9により補間加工位置Cp(Cpx,Cpy,Cpz)と補間基準工具長位置Sp(Spx,Spy,Spz)を求めることを説明する。
得られた加工点曲線と基準工具長位置曲線を一定周期毎補間し、各補間周期における補間加工位置Cp(Cpx,Cpy,Cpz)と補間基準工具長位置Sp(Spx,Spy,Spz)を求める。
次に、補間工具姿勢計算手段10により補間工具姿勢Tp(Tpx,Tpy,Tpz)を計算することを説明する。前記補間加工位置Cpと前記補間基準工具長位置Spから数4式により補間工具姿勢Tp(Tpx,Tpy,Tpz)を求める。
Next, it will be described how the interpolation position calculation means 9 determines the interpolation machining position Cp (Cpx, Cpy, Cpz) and the interpolation reference tool length position Sp (Spx, Spy, Spz).
The obtained machining point curve and the reference tool length position curve are interpolated at fixed intervals, and an interpolation machining position Cp (Cpx, Cpy, Cpz) and an interpolation reference tool length position Sp (Spx, Spy, Spz) in each interpolation cycle are obtained. .
Next, calculation of the interpolation tool posture Tp (Tpx, Tpy, Tpz) by the interpolation tool posture calculation means 10 will be described. An interpolation tool posture Tp (Tpx, Tpy, Tpz) is obtained from the interpolation machining position Cp and the interpolation reference tool length position Sp by Equation (4).

Figure 0005426153
Figure 0005426153

次に、軸位置生成手段11により直線移動軸の位置(x,y,z)と回転移動軸の位置(B,C)を生成することを説明する。
補間加工位置Cp、補間工具姿勢Tp、およびプログラム指令Hhhで指令されている実工具長Laから、数5式により直線移動軸の位置(x,y,z)と回転移動軸の位置(B,C)を生成する。B,Cは一般に複数解を持つが、ここでは補間しているブロックのブロック指令におけるB,Cの指令値Pbi,Pciに近い解を選択することとする。
Next, the generation of the position (x, y, z) of the linear movement axis and the position (B, C) of the rotational movement axis by the axis position generation means 11 will be described.
From the interpolation machining position Cp, the interpolation tool posture Tp, and the actual tool length La commanded by the program command Hhh, the position (x, y, z) of the linear movement axis and the position (B, C). B and C generally have a plurality of solutions, but here, a solution close to the command values Pbi and Pci of B and C in the block command of the block being interpolated is selected.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

このようにして生成された軸位置へ図8に示されるように工具の移動を行う。
本実施形態により、テーブルに取り付けられた加工物に対して、直線軸3軸と回転軸2軸によって加工する5軸加工機を制御する数値制御装置において、指令加工点を滑らかな曲線で補間するとともに、基準工具長位置を滑らかな曲線で補間し、補間された加工位置と補間された基準工具長位置とから工具姿勢を計算し、計算された工具姿勢となるように直線軸と回転軸を制御することにより工具姿勢が滑らかに変化しながら加工することができる数値制御装置が提供できる。
The tool is moved to the axis position thus generated as shown in FIG.
According to the present embodiment, in a numerical control device that controls a 5-axis processing machine that processes a workpiece mounted on a table with three linear axes and two rotation axes, the command machining point is interpolated with a smooth curve. At the same time, the reference tool length position is interpolated with a smooth curve, the tool posture is calculated from the interpolated machining position and the interpolated reference tool length position, and the linear axis and rotary axis are set so as to obtain the calculated tool posture. It is possible to provide a numerical control device that can perform machining while smoothly changing the tool posture.

●実施形態2
次のプログラム指令列で説明する。
<プログラム指令>
G aa H hh Q qq ;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 I Pi1 J Pj1 K Pk1 ;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 I Pi2 J Pj2 K Pk2 ;
・・・
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 I Pin-2 J Pjn-2 K Pkn-2 ;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 I Pin-1 J Pjn-1 K Pkn-1 ;
X Pxn Y Pyn Z Pzn I Pin J Pjn K Pkn ;
X Pxn+1 Y Pyn+1 Z Pzn+1 I Pin+1 J Pjn+1 K Pkn+1 ;
X Pxn+2 Y Pyn+2 Z Pzn+2 I Pin+2 J Pjn+2 K Pkn+2 ;
・・・
・・・
G bb ;
G、H、Q、X、Y、Z指令については実施形態1と同様である。I、J、K指令は工具姿勢指令列(Vm(Pim,Pjm,Pkm),m=1,2,...n−2,n−1,n,n+1,n+2...)、であり、工具姿勢(工具方向)を指令する。ここではVmは単位ベクトルとする。加工点曲線を実施形態1と同様に求める。実施形態1の工具姿勢単位ベクトル列を求めるところは、実施形態2では数2式の替わりに数6式として求める。
Embodiment 2
This is explained in the following program command sequence.
<Program command>
G aa H hh Q qq;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 I Pi1 J Pj1 K Pk1;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 I Pi2 J Pj2 K Pk2;
...
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 I Pin-2 J Pjn-2 K Pkn-2;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 I Pin-1 J Pjn-1 K Pkn-1;
X Pxn Y Pyn Z Pzn I Pin J Pjn K Pkn;
X Pxn + 1 Y Pyn + 1 Z Pzn + 1 I Pin + 1 J Pjn + 1 K Pkn + 1;
X Pxn + 2 Y Pyn + 2 Z Pzn + 2 I Pin + 2 J Pjn + 2 K Pkn + 2;
...
...
G bb;
The G, H, Q, X, Y, and Z commands are the same as those in the first embodiment. The I, J, and K commands are tool posture command strings (Vm (Pim, Pjm, Pkm), m = 1, 2,... N−2, n−1, n, n + 1, n + 2,...). The tool posture (tool direction) is commanded. Here, Vm is a unit vector. A processing point curve is obtained in the same manner as in the first embodiment. In the second embodiment, the tool posture unit vector string in the first embodiment is obtained as a formula 6 instead of the formula 2.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

また、基準工具長位置曲線を実施形態1と同様に求める。次に、加工点曲線と基準工具長位置曲線を一定周期毎補間し、各補間周期における補間加工位置Cp(Cpx,Cpy,Cpz)と補間基準工具長位置Sp(Spx,Spy,Spz)を求める。次に、補間加工位置Cpと補間基準工具長位置Spから補間工具姿勢Tp(Tpx,Tpy,Tpz)を求める。
そして、補間工具姿勢Tp、補間加工位置Cp、およびプログラム指令Hhhで指令されている実工具長Laから直線移動軸の位置(X,Y,Z)と回転移動軸の位置(B,C)を生成し、生成された軸位置への移動を行う。
Further, the reference tool length position curve is obtained in the same manner as in the first embodiment. Next, the machining point curve and the reference tool length position curve are interpolated at fixed intervals, and an interpolation machining position Cp (Cpx, Cpy, Cpz) and an interpolation reference tool length position Sp (Spx, Spy, Spz) in each interpolation cycle are obtained. . Next, an interpolation tool posture Tp (Tpx, Tpy, Tpz) is obtained from the interpolation machining position Cp and the interpolation reference tool length position Sp.
Then, the position (X, Y, Z) of the linear movement axis and the position (B, C) of the rotational movement axis are calculated from the interpolation tool posture Tp, the interpolation machining position Cp, and the actual tool length La specified by the program command Hhh. Generate and move to the generated axis position.

●実施形態3
次のプログラム指令列で説明する。
<プログラム指令>
G aa G cc H hh Q qq D dd ;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 B Pb1 C Pc1 ;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 B Pb2 C Pc2 ;
...
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 B Pbn-2 C Pcn-2 ;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 B Pbn-1 C Pcn-1 ;
X Pxn Y Pyn Z Pzn B Pbn C Pcn ;
X Pxn+1 Y Pyn+1 Z Pzn+1 B Pbn+1 C Pcn+1 ;
X Pxn+2 Y Pyn+2 Z Pzn+2 B Pbn+2 C Pcn+2 ;
...
...
G bb ;
Gaa、H、Q、X、Y、Z、B、C指令については実施形態1と同様である。Dddは実工具径補正量を指令する補正番号であり、これによって実工具径を指令する。Gccは工具径補正方向を指令する。実工具径および工具径補正方向について、ここではプログラムで指令するようにしたが、パラメータなどに設定するようにすることも可能である。
Embodiment 3
This is explained in the following program command sequence.
<Program command>
G aa G cc H hh Q qq D dd;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 B Pb1 C Pc1;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 B Pb2 C Pc2;
. . .
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 B Pbn-2 C Pcn-2;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 B Pbn-1 C Pcn-1;
X Pxn Y Pyn Z Pzn B Pbn C Pcn;
X Pxn + 1 Y Pyn + 1 Z Pzn + 1 B Pbn + 1 C Pcn + 1;
X Pxn + 2 Y Pyn + 2 Z Pzn + 2 B Pbn + 2 C Pcn + 2;
. . .
. . .
G bb;
Gaa, H, Q, X, Y, Z, B, and C commands are the same as those in the first embodiment. Ddd is a correction number for instructing an actual tool diameter correction amount, and an actual tool diameter is instructed thereby. Gcc commands the tool radius correction direction. Although the actual tool diameter and the tool diameter correction direction are commanded by a program here, they may be set in parameters or the like.

ここで、実工具径補正量がR、工具径補正方向が右とする。図9に示されるように、ある前ブロックと後ブロックに着目した場合、前ブロック指令における工具姿勢指令の方向に垂直な面に前ブロックと後ブロックの直線移動軸の移動指令を投影した形状において前ブロックの直線移動軸の移動形状に対して右側にRだけ離れたオフセット経路と後ブロックの直線移動軸の移動形状に対して右側にRだけ離れたオフセット経路に対して交点計算を行い、直線移動軸終点位置から交点へのベクトルを工具径補正ベクトルとして作成する技術が3次元工具径補正として知られている。なお、図9では工具ヘッドに対して工具径を大きく描いている。   Here, the actual tool radius correction amount is R, and the tool radius correction direction is right. As shown in FIG. 9, when focusing on a certain front block and rear block, in a shape in which the movement command of the linear movement axis of the front block and the rear block is projected on a plane perpendicular to the direction of the tool posture command in the front block command. The intersection calculation is performed on the offset path that is R apart to the right with respect to the movement shape of the linear movement axis of the previous block and the offset path that is R to the right of the movement shape of the linear movement axis of the rear block. A technique of creating a vector from the movement axis end point position to the intersection as a tool radius correction vector is known as three-dimensional tool radius correction. In FIG. 9, the tool diameter is drawn larger than the tool head.

実施形態3では、前ブロックの直線移動軸終点位置に工具径補正ベクトルを加算した位置を加工点とすることにより加工点指令列を作成する(図9参照)。つまり実施形態3は、実施形態1に対して工具径補正も加えた実施形態である。また、工具径補正方向が左であればRだけ離れるオフセット経路が直線移動軸の移動指令に対して左側に作成される点が相違するのみである。   In the third embodiment, a machining point command sequence is created by setting a position obtained by adding a tool radius correction vector to the linear movement axis end point position of the previous block as a machining point (see FIG. 9). That is, the third embodiment is an embodiment in which tool radius correction is added to the first embodiment. Further, the only difference is that an offset path that is separated by R is created on the left side with respect to the movement command of the linear movement axis if the tool radius correction direction is left.

●実施形態4
次のプログラム指令列で説明する。
<プログラム指令>
G aa G cc H hh Q qq D dd ;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 B Pb1 C Pc1 ;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 B Pb2 C Pc2 ;
...
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 B Pbn-2 C Pcn-2 ;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 B Pbn-1 C Pcn-1 ;
X Pxn Y Pyn Z Pzn B Pbn C Pcn ;
X Pxn+1 Y Pyn+1 Z Pzn+1 B Pbn+1 C Pcn+1 ;
X Pxn+2 Y Pyn+2 Z Pzn+2 B Pbn+2 C Pcn+2 ;
...
...
G bb ;
Gaa、H、Q、X、Y、Z、B、C指令については実施形態1と同様である。Dddは実工具径補正量を指令する補正番号であり、これによって実工具径を指令する。Gccは工具径補正方向を指令する。実工具径および工具径補正方向について、ここではプログラムで指令するようにしたが、パラメータなどに設定するようにすることも可能である。
Embodiment 4
This is explained in the following program command sequence.
<Program command>
G aa G cc H hh Q qq D dd;
X Px1 Y Py1 Z Pz1 B Pb1 C Pc1;
X Px2 Y Py2 Z Pz2 B Pb2 C Pc2;
. . .
X Pxn-2 Y Pyn-2 Z Pzn-2 B Pbn-2 C Pcn-2;
X Pxn-1 Y Pyn-1 Z Pzn-1 B Pbn-1 C Pcn-1;
X Pxn Y Pyn Z Pzn B Pbn C Pcn;
X Pxn + 1 Y Pyn + 1 Z Pzn + 1 B Pbn + 1 C Pcn + 1;
X Pxn + 2 Y Pyn + 2 Z Pzn + 2 B Pbn + 2 C Pcn + 2;
. . .
. . .
G bb;
Gaa, H, Q, X, Y, Z, B, and C commands are the same as those in the first embodiment. Ddd is a correction number for instructing an actual tool diameter correction amount, and an actual tool diameter is instructed thereby. Gcc commands the tool radius correction direction. Although the actual tool diameter and the tool diameter correction direction are commanded by a program here, they may be set in parameters or the like.

加工点曲線と基準工具長曲線を求める部分までは実施形態1と同様である。ここで、加工点曲線を表す関数をf(t)とするとf(t)を1次微分した加工点導関数f’(t)を生成する(図10参照)。   The steps up to obtaining the machining point curve and the reference tool length curve are the same as in the first embodiment. Here, assuming that a function representing a machining point curve is f (t), a machining point derivative f ′ (t) obtained by first-order differentiation of f (t) is generated (see FIG. 10).

図10では、加工点曲線上の1次微分値をベクトルとして描いている。加工点曲線f(t)は位置を表す関数であるが、加工点導関数f’(t)はその微分であるため同じディメンジョンではない。しかし、便宜上、図10では1次微分ベクトルの先端を結んだ点線形状として仮想的に同じディメンジョンのイメージで描いている。同様に、基準工具長位置曲線を表す関数をg(t)とするとg(t)を1次微分した基準工具長位置導関数g’(t)を生成する(図11参照)。   In FIG. 10, the first-order differential value on the machining point curve is drawn as a vector. The machining point curve f (t) is a function representing a position, but the machining point derivative f ′ (t) is a derivative thereof and is not the same dimension. However, for the sake of convenience, in FIG. 10, an image having virtually the same dimension is drawn as a dotted line shape connecting the tips of the first-order differential vectors. Similarly, when g (t) is a function representing the reference tool length position curve, a reference tool length position derivative g ′ (t) obtained by first-order differentiation of g (t) is generated (see FIG. 11).

図10と同様、図11では基準工具長位置曲線上の1次微分値をベクトルとして描いている。基準工具長位置曲線g(t)は位置を表す関数であるが、基準工具長位置導関数g’(t)はその微分であるため同じディメンジョンではな。しかし便宜上、図11では1次微分ベクトルの先端を結んだ点線形状として仮想的に同じディメンジョンのイメージで描写している。   Similar to FIG. 10, in FIG. 11, the primary differential value on the reference tool length position curve is drawn as a vector. The reference tool length position curve g (t) is a function representing the position, but the reference tool length position derivative g ′ (t) is a derivative thereof and is not the same dimension. However, for the sake of convenience, in FIG. 11, an image having virtually the same dimension is depicted as a dotted line shape connecting the tips of the first-order differential vectors.

次に、図12を用いて、これらのデータから各軸の移動位置を求める方法を説明する。なお、図12では理解を容易にするために工具径を大きく描いている。得られた加工点曲線と基準工具長位置曲線を一定周期毎補間し、各補間周期における補間加工位置Cp(Cpx,Cpy,Cpz)と補間基準工具長位置Sp(Spx,Spy,Spz)を求める。この補間加工位置Cpと補間基準工具長位置Spから、数4式によって補間工具姿勢Tp(Tpx,Tpy,Tpz)を求める。これらの点は実施形態1と同様である。   Next, a method for obtaining the movement position of each axis from these data will be described with reference to FIG. In FIG. 12, the tool diameter is drawn large for easy understanding. The obtained machining point curve and the reference tool length position curve are interpolated at fixed intervals, and an interpolation machining position Cp (Cpx, Cpy, Cpz) and an interpolation reference tool length position Sp (Spx, Spy, Spz) in each interpolation cycle are obtained. . From the interpolation machining position Cp and the interpolation reference tool length position Sp, an interpolation tool posture Tp (Tpx, Tpy, Tpz) is obtained by Equation (4). These points are the same as in the first embodiment.

さらに、加工点導関数f’(t)および基準工具長位置導関数g’(t)も補間し、それぞれ各補間周期における加工点接線ベクトルVc(Vcx,Vcy,Vcz)および基準工具長位置接線ベクトルVs(Vsc,Vsy,Vsz)を計算し求める。加工点接線ベクトルVcおよび基準工具長位置接線ベクトルVsを、数7式によりそれぞれ単位ベクトルUc(Ucx,Ucy,Ucz)、Us(Usx,Usy,Usz)として求める。   Further, the machining point derivative f ′ (t) and the reference tool length position derivative g ′ (t) are also interpolated, and the machining point tangent vector Vc (Vcx, Vcy, Vcz) and the reference tool length position tangent at each interpolation period, respectively. A vector Vs (Vsc, Vsy, Vsz) is calculated and obtained. The machining point tangent vector Vc and the reference tool length position tangent vector Vs are obtained as unit vectors Uc (Ucx, Ucy, Ucz) and Us (Usx, Usy, Usz), respectively, using Equation 7.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

工具径補正方向が右側である場合、実工具径補正量をRaとすると、数8式により径補正補間加工位置Ccおよび径補正補間基準工具長位置Scを計算する。ここで、記号「×」は外積を表す。   When the tool radius correction direction is on the right side, assuming that the actual tool radius correction amount is Ra, the radius correction interpolation machining position Cc and the radius correction interpolation reference tool length position Sc are calculated according to equation (8). Here, the symbol “x” represents an outer product.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

数9式により、径補正補間加工位置Ccを補間加工位置Cpに代入し、径補正補間基準工具長位置Scを補間基準工具長位置Spに代入する。   The diameter correction interpolation machining position Cc is substituted into the interpolation machining position Cp, and the diameter correction interpolation reference tool length position Sc is substituted into the interpolation reference tool length position Sp according to equation (9).

Figure 0005426153
Figure 0005426153

そして、これらの新たな補間加工位置Cpおよび新たな補間基準工具長位置Spから再度数4式によって工具姿勢を求め、補間工具姿勢Tp(Tpx,Tpy,Tpz)とする。
そして、新たな補間工具姿勢Tp、新たな補間加工位置Cp、およびプログラム指令Hhhで指令されている実工具長Laから数5式によって、直線移動軸の位置(X,Y,Z)と回転移動軸の位置(B,C)を生成する。B,Cは一般に複数解を持つが、補間しているブロックのブロック指令におけるB,Cの指令値Pbi,Pciに近い解を選択すること、および生成された軸位置への移動を行うことは実施形態1と同様である。また、工具径補正方向が左であれば数8式の外積の順が数10式のように前後し、外積によるベクトルが進行方向左に作成される点が相違するのみである。
Then, the tool posture is again obtained from the new interpolation machining position Cp and the new interpolation reference tool length position Sp by the equation (4), and is set as an interpolation tool posture Tp (Tpx, Tpy, Tpz).
Then, the position (X, Y, Z) of the linear movement axis and the rotational movement are obtained from the new interpolation tool posture Tp, the new interpolation processing position Cp, and the actual tool length La commanded by the program command Hhh, using Equation (5). An axis position (B, C) is generated. B and C generally have a plurality of solutions, but selecting a solution close to the command values Pbi and Pci of B and C in the block command of the block being interpolated and moving to the generated axis position The same as in the first embodiment. Further, if the tool radius correction direction is left, the order of the outer product of Formula 8 is changed back and forth as in Formula 10, and the only difference is that a vector based on the outer product is created on the left in the traveling direction.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

●実施形態5
プログラム指令および加工点曲線と基準工具長曲線を求める部分までは実施形態4と同様である。実施形態5では、加工点接線ベクトルVcをその補間周期における補間加工位置と過去の補間周期における補間加工位置とから求める。
Embodiment 5
The steps up to obtaining the program command and the machining point curve and the reference tool length curve are the same as in the fourth embodiment. In the fifth embodiment, the machining point tangent vector Vc is obtained from the interpolation machining position in the interpolation cycle and the interpolation machining position in the past interpolation cycle.

1つの方法としては、数11式に示されるようにして求める。その補間周期における補間加工位置Cpと1回前の補間周期における補間加工位置Cqとの差分とする。同様に、基準工具長位置接線ベクトルVsをその補間周期における補間基準工具長位置Spと1回前の補間周期における補間基準工具長位置Sqとの差分とする。   As one method, it is obtained as shown in Equation 11. The difference between the interpolation processing position Cp in the interpolation cycle and the interpolation processing position Cq in the previous interpolation cycle is used. Similarly, the reference tool length position tangent vector Vs is set as a difference between the interpolation reference tool length position Sp in the interpolation cycle and the interpolation reference tool length position Sq in the previous interpolation cycle.

Figure 0005426153
Figure 0005426153

他の方法としては、加工点接線ベクトルVcをその補間周期における補間加工位置Cpと過去の補間周期における補間加工位置の平均位置Caとの差分とし、同様に、基準工具長位置接線ベクトルVsをその補間周期における補間基準工具長位置Spと過去の複数の補間周期における補間加工位置の平均位置Caとの差分とすることもできる。
なお、補間開始時にまだ過去の補間が存在しない場合は、過去の補間周期における補間加工位置および補間基準工具長位置としては、1回前の補間周期における加工位置および補間基準工具長位置、つまり開始時の加工位置および補間基準工具長位置とすればよい。
As another method, the machining point tangent vector Vc is set as the difference between the interpolation machining position Cp in the interpolation cycle and the average position Ca of the interpolation machining positions in the past interpolation cycle, and similarly, the reference tool length position tangent vector Vs is used as the difference. A difference between the interpolation reference tool length position Sp in the interpolation cycle and the average position Ca of the interpolation machining positions in a plurality of past interpolation cycles can also be used.
If there is no past interpolation at the start of the interpolation, the machining position and the interpolation reference tool length position in the previous interpolation cycle, that is, the interpolation reference tool length position in the previous interpolation cycle, that is, the start The machining position at the time and the interpolation reference tool length position may be used.

そして、加工点接線ベクトルVcと基準工具長位置接線ベクトルVsが求まれば、後は実施形態4と同様に、加工点接線ベクトルVcおよび基準工具長位置接線ベクトルVsをそれぞれ単位ベクトルUc(Ucx,Ucy,Ucz)、Us(Usx,Usy,Usz)とし、径補正補間加工位置Ccおよび径補正補間基準工具長位置Scを計算し、径補正補間加工位置Ccを補間加工位置Cpに代入し径補正補間基準工具長位置Scを補間基準工具長位置Spに代入し、これらの新たな補間加工位置Cpおよび新たな補間基準工具長位置Spから再度数4式によって工具姿勢を求め補間工具姿勢Tpとし、新たな補間工具姿勢Tp、新たな補間加工位置Cp、およびプログラム指令Hhhで指令されている実工具長Laから数5式によって直線移動軸の位置(X,Y,Z)と回転移動軸の位置(B,C)を生成する。   Then, once the machining point tangent vector Vc and the reference tool length position tangent vector Vs are obtained, the machining point tangent vector Vc and the reference tool length position tangent vector Vs are respectively obtained as unit vectors Uc (Ucx, Ucy, Ucz) and Us (Usx, Usy, Usz), the radius correction interpolation machining position Cc and the radius correction interpolation reference tool length position Sc are calculated, and the radius correction interpolation machining position Cc is substituted into the interpolation machining position Cp to correct the radius. By substituting the interpolation reference tool length position Sc into the interpolation reference tool length position Sp, the tool posture is again obtained from these new interpolation processing position Cp and the new interpolation reference tool length position Sp by Equation 4, and is set as the interpolation tool posture Tp. From the new interpolation tool posture Tp, the new interpolation machining position Cp, and the actual tool length La commanded by the program command Hhh, Position of the movement axis (X, Y, Z) and the position of the rotational movement shaft (B, C) to produce a.

上述した本発明の実施形態の説明から明らかなように、本発明により加工点が滑らかな曲線上を移動するとともに基準工具長位置が滑らかに変化するように回転軸を有する工作機械を制御する数値制御装置を提供できる。
加工面は加工点が移動する滑らかな曲線と基準工具長位置が滑らかに移動する曲線で挟まれた曲面であるので、加工面自体が滑らかな曲線となる保証がある。例えば、航空機の翼のリブ(骨組み)などの薄くて高さのある滑らかな側面は、通常工具側面で加工することが多い。そのような場合、本発明により滑らかな加工面を得ることができる。
As is clear from the above description of the embodiments of the present invention, numerical values for controlling a machine tool having a rotating shaft so that the machining point moves on a smooth curve and the reference tool length position changes smoothly according to the present invention. A control device can be provided.
Since the machining surface is a curved surface sandwiched between a smooth curve where the machining point moves and a curve where the reference tool length position moves smoothly, there is a guarantee that the machining surface itself will be a smooth curve. For example, thin and high smooth sides such as aircraft wing ribs are usually machined on the tool side. In such a case, a smooth machined surface can be obtained by the present invention.

図14は、本発明を実施する数値制御装置の一実施形態の要部ブロック図である。数値制御装置100を全体的に制御するプロセッサ(CPU)20には、ROM,RAM,不揮発性メモリなどからなるメモリ21、記憶媒体とデータを入出力するデータ入出力装置36が接続されたインタフェース22、表示器/MDIユニット32が接続されたインタフェース25、操作盤33が接続されたインタフェース26、PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)23、表示器/MDIユニット32、各軸を制御する各軸制御回路27、スピンドル制御回路29がバス31を介して接続されている。   FIG. 14 is a principal block diagram of an embodiment of a numerical control apparatus for carrying out the present invention. A processor (CPU) 20 for overall control of the numerical control device 100 is connected to a memory 21 composed of ROM, RAM, nonvolatile memory, and the like, and an interface 22 connected to a data input / output device 36 for inputting / outputting data to / from a storage medium. , Interface 25 to which display / MDI unit 32 is connected, interface 26 to which operation panel 33 is connected, PMC (programmable machine controller) 23, display / MDI unit 32, and each axis control circuit for controlling each axis 27, a spindle control circuit 29 is connected via a bus 31.

この実施形態では、5軸加工機を数値制御装置100で制御するものとし、直線軸のX軸、Y軸、Z軸の3軸と、回転軸のB(A)軸、C軸の各軸を制御する手段を備える。この各5軸の各軸制御回路27はプロセッサ20からの移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボアンプ28に出力する。各軸のサーボアンプ28はこの指令を受けて、各軸のサーボモータ34を駆動する。各軸のサーボモータ34は、位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を各軸制御回路27にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図14では、位置・速度のフィードバックについては記載を省略している。   In this embodiment, the 5-axis machine is controlled by the numerical control device 100, and the X axis, the Y axis, and the Z axis of the linear axis, and the B (A) axis and the C axis of the rotation axis Means for controlling. Each axis control circuit 27 for each of the five axes receives a movement command amount from the processor 20 and outputs a command for each axis to the servo amplifier 28. The servo amplifier 28 for each axis receives this command and drives the servo motor 34 for each axis. Each axis servo motor 34 has a built-in position / velocity detector, and feeds back a position / velocity feedback signal from the position / velocity detector to each axis control circuit 27 to perform position / velocity feedback control. In FIG. 14, description of position / speed feedback is omitted.

また、スピンドル制御回路29は主軸回転指令を受け、指令主軸速度とスピンドルモータ35に設けられたポジションコーダからの速度フィードバック信号とにより、スピンドルアンプ30にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ30はスピンドル速度信号により主軸であるスピンドルモータ35の速度制御を行う。   The spindle control circuit 29 receives a spindle rotation command and outputs a spindle speed signal to the spindle amplifier 30 based on the command spindle speed and a speed feedback signal from a position coder provided in the spindle motor 35. The spindle amplifier 30 controls the speed of the spindle motor 35, which is the main shaft, based on the spindle speed signal.

データ入出力装置36からインタフェースを介して、CAD/CAM装置や倣い装置などを使って作成された加工プログラムが入力され、メモリ21を構成する不揮発性メモリ部分に格納されるものとする。   It is assumed that a machining program created using a CAD / CAM device, a copying device, or the like is input from the data input / output device 36 via an interface and stored in a nonvolatile memory portion constituting the memory 21.

図15は、補間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。
●[ステップST1]加工点曲線補間し補間加工位置を求める。
●[ステップST2]基準工具長位置曲線を補間し補間基準工具長位置を求める。
●[ステップST3]補間加工位置と補間基準工具長位置から数4式より補間工具姿勢を求める。
●[ステップST4]補間工具姿勢、補間加工位置、および実工具長補正量から、数5式により直線移動軸と回転移動軸の位置を生成し、終了する。
FIG. 15 is a flowchart showing a processing algorithm in interpolation. It demonstrates according to each step.
[Step ST1] A machining point curve is interpolated to obtain an interpolation machining position.
[Step ST2] The reference tool length position curve is interpolated to obtain the interpolation reference tool length position.
[Step ST3] An interpolation tool posture is obtained from Equation 4 from the interpolation processing position and the interpolation reference tool length position.
[Step ST4] From the interpolation tool posture, the interpolation machining position, and the actual tool length correction amount, the positions of the linear movement axis and the rotation movement axis are generated by Equation 5, and the process ends.

本発明の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置の概略の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the outline of the numerical control apparatus for machine tools which has a rotating shaft of this invention. 工具ヘッド回転型機械の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a tool head rotary machine. 加工点指令列を示す図である。It is a figure which shows a process point command sequence. 加工点指令列を加工点近似曲線上の一番近い位置に向かって第1設定トレランス量以内で移動することによって加工点指令列に対応する修正加工点列を求めることを説明する図である。It is a figure explaining obtaining a corrected machining point sequence corresponding to a machining point command sequence by moving the machining point command sequence toward the closest position on the machining point approximate curve within a first set tolerance amount. 修正加工点Qn,Qn+1の間の3次多項式曲線を求めることを説明する図である。It is a figure explaining obtaining | requiring the cubic polynomial curve between the correction process points Qn and Qn + 1. 3次多項式曲線を結合することにより加工点曲線を求めることを説明する図である。It is a figure explaining calculating | requiring a process point curve by combining a cubic polynomial curve. 基準工具長位置列に対して滑らかな基準工具長位置曲線を生成することを説明する図である。It is a figure explaining producing | generating a smooth reference | standard tool length position curve with respect to a reference | standard tool length position row | line | column. 生成された軸位置への移動を説明する図である。It is a figure explaining the movement to the produced | generated axial position. 前ブロックの直線移動軸終点位置に工具径補正ベクトルを加算した位置を加工点とすることにより加工点指令列を作成することを説明する図である。It is a figure explaining producing a processing point command sequence by making a processing point a position which added a tool radius correction vector to a linear movement axis end point position of a previous block. 加工点曲線を表す関数をf(t)とするとf(t)を1次微分した加工点導関数f’(t)を生成することを説明する図である。It is a figure explaining producing | generating the machining point derivative f '(t) which carried out the primary differentiation of f (t), if the function showing a machining point curve is set to f (t). 基準工具長位置曲線を表す関数をg(t)とするとg(t)を1次微分した基準工具長位置導関数g’(t)を生成することを説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the generation of a reference tool length position derivative g ′ (t) obtained by first-order differentiation of g (t), where g (t) is a function representing a reference tool length position curve. 各軸の移動位置を求める方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating | requiring the movement position of each axis | shaft. 加工点接線ベクトルVcと基準工具長位置接線ベクトルVsの求め方を説明する図である。It is a figure explaining how to obtain the machining point tangent vector Vc and the reference tool length position tangent vector Vs. 本発明を実施する数値制御装置の一実施形態の要部ブロック図である。It is a principal part block diagram of one Embodiment of the numerical control apparatus which implements this invention. 補間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。It is a flowchart which shows the algorithm of the process in interpolation.

符号の説明Explanation of symbols

1 プログラム読み取り手段
2 ブロック解析
3 補間
4x X軸サーボ
4y Y軸サーボ
4z Z軸サーボ
4B(A) B(A)軸サーボ
4C C軸サーボ
5 補正量指令手段
6 加工点曲線生成手段
7 基準工具長位置列生成手段
8 基準工具長位置曲線生成手段
9 補間位置計算手段
10 補間工具姿勢計算手段
11 軸位置生成手段
Pn 加工点指令位置
Pbn B軸指令位置
Pcn C軸指令位置
Ln 実工具長
Cp 補間加工位置
Sp 補間基準工具長位置
R 実工具径補正量
f(t) 加工点曲線
f’(t) 加工点導関数
g(t) 基準工具長位置曲線
g’(t) 基準工具長位置導関数
1 Program reading means 2 Block analysis 3 Interpolation 4x X-axis servo 4y Y-axis servo 4z Z-axis servo 4B (A) B (A) -axis servo 4C C-axis servo 5 Correction amount command means 6 Machining point curve generation means 7 Reference tool length Position sequence generation means 8 Reference tool length position curve generation means 9 Interpolation position calculation means 10 Interpolation tool attitude calculation means 11 Axis position generation means Pn Machining point command position Pbn B axis command position Pcn C axis command position Ln Actual tool length Cp Interpolation processing Position Sp Interpolation reference tool length position R Actual tool radius compensation amount f (t) Machining point curve f '(t) Machining point derivative g (t) Reference tool length position curve g' (t) Reference tool length position derivative

Claims (10)

複数個の直線移動軸および回転移動軸を少なくとも1軸有する工作機械を制御して、テーブル上に固定された加工物を工具により連続的に加工するための数値制御装置において、
実工具長補正量および基準工具長補正量を指令または設定する補正量指令手段と、
加工プログラム上で連続して指令されるブロックを読み取り加工点指令列と工具姿勢指令列を作成する指令列作成手段と、
前記加工点指令列から滑らかな加工点曲線を生成する加工点曲線生成手段と、
前記工具姿勢指令列から工具姿勢単位ベクトル列を計算し、該工具姿勢単位ベクトル列に前記基準工具長補正量を積算して基準工具長ベクトル列を求め、該基準工具長ベクトル列を前記加工点指令列に加算することにより基準工具長位置列を生成する基準工具長位置列生成手段と、
前記基準工具長位置列から滑らかな基準工具長位置曲線を生成する基準工具長位置曲線生成手段と、
前記加工点曲線と前記基準工具長位置曲線を一定周期毎補間し、各補間周期における補間加工位置と補間基準工具長位置を求める補間位置計算手段と、
前記補間位置計算手段で求めた前記補間加工位置と前記補間基準工具長位置から補間工具姿勢を求める補間工具姿勢計算手段と、
前記補間工具姿勢、前記補間加工位置、および前記実工具長補正量から直線移動軸の軸位置と回転移動軸の軸位置を生成する軸位置生成手段と、
前記生成された軸位置への移動を行う軸移動手段と、
を有することを特徴とする回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。
In a numerical control apparatus for controlling a machine tool having at least one linear movement axis and at least one rotation movement axis, and continuously machining a workpiece fixed on a table with a tool,
Correction amount command means for commanding or setting the actual tool length correction amount and the reference tool length correction amount,
Command sequence creating means for reading blocks continuously commanded on the machining program and creating a machining point command sequence and a tool posture command sequence;
Machining point curve generating means for generating a smooth machining point curve from the machining point command sequence;
A tool posture unit vector sequence is calculated from the tool posture command sequence, the reference tool length correction amount is added to the tool posture unit vector sequence to obtain a reference tool length vector sequence, and the reference tool length vector sequence is calculated as the machining point. A reference tool length position sequence generating means for generating a reference tool length position sequence by adding to the command sequence;
A reference tool length position curve generating means for generating a smooth reference tool length position curve from the reference tool length position sequence;
Interpolation position calculation means for interpolating the machining point curve and the reference tool length position curve every predetermined period, and obtaining an interpolation machining position and an interpolation reference tool length position in each interpolation period;
Interpolation tool posture calculation means for obtaining an interpolation tool posture from the interpolation processing position obtained by the interpolation position calculation means and the interpolation reference tool length position;
Axis position generating means for generating the axis position of the linear movement axis and the axis position of the rotational movement axis from the interpolation tool posture, the interpolation processing position, and the actual tool length correction amount;
An axis moving means for moving to the generated axis position;
A numerical control device for a machine tool having a rotating shaft.
前記加工点曲線生成手段は、前記加工点指令列に基づいて加工点近似曲線を生成し、前記加工点指令列を前記加工点近似曲線上の一番近い位置に向かって第1設定トレランス量以内で移動することによって前記加工点指令列に対応する修正加工点列を求め、前記修正加工点列を通る曲線として前記加工点曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。   The machining point curve generating means generates a machining point approximate curve based on the machining point command sequence, and the machining point command sequence is within a first set tolerance amount toward the closest position on the machining point approximate curve. 2. The rotation axis according to claim 1, wherein a correction machining point sequence corresponding to the machining point command sequence is obtained by moving at a step, and the machining point curve is obtained as a curve passing through the correction processing point sequence. Numerical control device for machine tools. 前記加工点曲線生成手段は、前記加工点指令列に基づいて前記加工点指令列を通る曲線として前記加工点曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。   The machine point curve generating means obtains the machining point curve as a curve passing through the machining point command sequence based on the machining point command sequence, for machine tools having a rotating shaft according to claim 1. Numerical control unit. 前記基準工具長位置曲線生成手段は、前記基準工具長位置列に基づいて基準工具長位置近似曲線を生成し、前記基準工具長位置列を前記基準工具長位置近似曲線上の一番近い位置に向かって第2設定トレランス量以内で移動することによって前記基準工具長位置列に対応する修正基準工具長位置列を求め、前記修正基準工具長位置列を通る曲線として前記基準工具長位置曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。   The reference tool length position curve generating means generates a reference tool length position approximate curve based on the reference tool length position sequence, and sets the reference tool length position sequence to the closest position on the reference tool length position approximate curve. By moving within the second set tolerance amount, a corrected reference tool length position row corresponding to the reference tool length position row is obtained, and the reference tool length position curve is obtained as a curve passing through the corrected reference tool length position row. A numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to claim 1. 前記基準工具長位置曲線生成手段は、前記基準工具長位置列に基づいて前記基準工具長位置列を通る曲線として前記基準工具長位置曲線を求めることを特徴とする請求項1に記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。   2. The rotating shaft according to claim 1, wherein the reference tool length position curve generating unit obtains the reference tool length position curve as a curve passing through the reference tool length position sequence based on the reference tool length position sequence. Numerical control device for machine tools having 前記工具姿勢指令列は、回転移動軸2軸の位置によって指令されている請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。   The numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to any one of claims 1 to 5, wherein the tool posture command sequence is commanded by a position of two rotational movement shafts. 前記工具姿勢指令列は、工具姿勢ベクトルとして指令されている請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。   The numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to any one of claims 1 to 5, wherein the tool posture command sequence is commanded as a tool posture vector. 前記補正量指令手段は、実工具径補正量および工具径補正方向をも指令または設定し、
前記指令列作成手段は、前後する前ブロック指令、後ブロック指令、実工具径補正量および工具径補正方向から前記前ブロックの終点における工具径補正ベクトルを求め、前記前ブロックの直線移動軸終点位置に前記工具径補正ベクトルを加算した位置を加工点とすることにより加工点指令列を作成することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。
The correction amount command means also commands or sets an actual tool radius correction amount and a tool radius correction direction,
The command sequence creation means obtains a tool radius correction vector at the end point of the front block from the preceding and following front block commands, the back block command, the actual tool radius correction amount and the tool radius correction direction, and the linear movement axis end position of the front block A machine tool having a rotating shaft according to any one of claims 1 to 7, wherein a machining point command sequence is created by setting a position obtained by adding the tool radius correction vector to a machining point. Numerical control unit.
前記補正量指令手段は、実工具径補正量および工具径補正方向をも指令または設定し、
前記加工点曲線生成手段は、前記加工点曲線を表す関数を1次微分した加工点導関数をも生成し、
前記基準工具長位置曲線生成手段は、前記基準工具長位置曲線を表す関数を1次微分した基準工具長位置導関数をも作成し、
前記補間位置計算手段は、前記加工点導関数および前記基準工具長位置導関数をも補間することにより加工点接線ベクトルおよび基準工具長位置接線ベクトルを計算し、
前記補間工具姿勢計算手段は、前記補間工具姿勢、前記加工点接線ベクトル、前記基準工具長位置接線ベクトル、前記実工具径補正量および前記工具径補正方向から径補正補間加工位置および径補正補間基準工具長位置を計算し前記径補正補間加工位置を前記補間加工位置に代入し前記径補正補間基準工具長位置を前記補間基準工具長位置に代入し、前記補間加工位置と前記補間基準工具長位置から再度工具姿勢を求め前記補間工具姿勢に代入することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。
The correction amount command means also commands or sets an actual tool radius correction amount and a tool radius correction direction,
The machining point curve generating means also generates a machining point derivative obtained by first-order differentiation of a function representing the machining point curve,
The reference tool length position curve generating means also creates a reference tool length position derivative obtained by first-order differentiation of a function representing the reference tool length position curve,
The interpolation position calculation means calculates a machining point tangent vector and a reference tool length position tangent vector by interpolating the machining point derivative and the reference tool length position derivative,
The interpolation tool posture calculation means includes the interpolation tool posture, the machining point tangent vector, the reference tool length position tangent vector, the actual tool radius correction amount and the radius correction interpolation position and the radius correction interpolation reference from the tool radius correction direction. A tool length position is calculated, the radius correction interpolation machining position is substituted into the interpolation machining position, the radius correction interpolation reference tool length position is substituted into the interpolation reference tool length position, and the interpolation machining position and the interpolation reference tool length position are substituted. 8. The numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to claim 1, wherein the tool posture is obtained again from the first position and substituted into the interpolation tool posture.
前記補正量指令手段は、実工具径補正量および工具径補正方向をも指令または設定し、
前記補間位置計算手段は、前記補間加工位置、前記補間基準工具長位置、過去の補間周期における前記補間加工位置および過去の補間周期における前記補間基準工具長位置により加工点接線ベクトルおよび基準工具長位置接線ベクトルを計算し、
前記補間工具姿勢計算手段は、前記補間工具姿勢、前記加工点接線ベクトル、前記基準工具長位置接線ベクトル、前記実工具径補正量および前記工具径補正方向から径補正補間加工位置および径補正補間基準工具長位置を計算し前記径補正補間加工位置を前記補間加工位置に代入し前記径補正補間基準工具長位置を前記補間基準工具長位置に代入し、前記補間加工位置と前記補間基準工具長位置から再度工具姿勢を求め前記補間工具姿勢に代入することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の回転軸を有する工作機械用の数値制御装置。
The correction amount command means also commands or sets an actual tool radius correction amount and a tool radius correction direction,
The interpolation position calculation means includes a machining point tangent vector and a reference tool length position based on the interpolation machining position, the interpolation reference tool length position, the interpolation machining position in a past interpolation cycle, and the interpolation reference tool length position in a past interpolation cycle. Compute the tangent vector,
The interpolation tool posture calculation means includes the interpolation tool posture, the machining point tangent vector, the reference tool length position tangent vector, the actual tool radius correction amount and the radius correction interpolation position and the radius correction interpolation reference from the tool radius correction direction. A tool length position is calculated, the radius correction interpolation machining position is substituted into the interpolation machining position, the radius correction interpolation reference tool length position is substituted into the interpolation reference tool length position, and the interpolation machining position and the interpolation reference tool length position are substituted. 8. The numerical control device for a machine tool having a rotating shaft according to claim 1, wherein the tool posture is obtained again from the first position and substituted into the interpolation tool posture.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5199209B2 (en) * 2009-09-28 2013-05-15 ファナック株式会社 Numerical control device for table turning 5-axis machine
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JP5417391B2 (en) 2011-07-29 2014-02-12 新日本工機株式会社 Numerical controller
DE112012006583B4 (en) 2012-07-26 2021-07-08 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control device
JP5785224B2 (en) 2013-07-08 2015-09-24 ファナック株式会社 Numerical control device for controlling a 5-axis machine
JP5905521B2 (en) 2014-06-26 2016-04-20 ファナック株式会社 Numerical control device characterized by suppressing backlash generated during tool tip point control
JP6000496B1 (en) * 2015-06-11 2016-09-28 三菱電機株式会社 Numerical controller
EP3379353B1 (en) 2015-11-16 2020-07-22 Makino Milling Machine Co., Ltd. Tool path generating method
JP6289765B1 (en) * 2016-12-27 2018-03-07 三菱電機株式会社 Numerical control device, program conversion device, numerical control method and program conversion method
JP7400737B2 (en) * 2019-01-04 2023-12-19 ソニーグループ株式会社 Control device, control method, and program

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846426A1 (en) * 1998-10-08 2000-04-13 Open Mind Software Technologie Multi axis machining center with independent control of the axes of the cutting tool
JP3610485B2 (en) * 1999-09-20 2005-01-12 株式会社日立製作所 Numerically controlled curved surface processing equipment
JP4101665B2 (en) * 2003-01-16 2008-06-18 三菱電機株式会社 Numerical controller
JP2005352876A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Toyoda Mach Works Ltd Nc data formation device, control device of 5-axial nc machine tool, and cl data creation device

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