JP5785224B2 - 5軸加工機を制御する数値制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献3には、2つの回転軸移動量と直線軸移動量との比が一定となるように補正する工具方向指令補正手段に関する技術が開示されている。また、特許文献3には、CAMの作成するプログラムの工具先端点の移動経路である直線軸指令の長さに対して工具方向の変化が比例せずに大きく変化する場合があることが示されている。
請求項3に係る発明は、前記工具方向指令補正手段は前記工具方向指令として指令された回転軸2軸の位置を工具方向ベクトルに変換し、変換した前記工具方向ベクトルを補正し、補正した前記工具方向ベクトルを回転軸2軸の位置に逆変換することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
請求項5に係る発明は、前記工具方向指令補正モードはGコードで指令され前記工具方向指令補正モード解除は前記Gコードとは異なるGコードで指令されることを特徴とする請求項4記載の数値制御装置である。
(実施形態1):工具先端点加工
図2に示すプログラム指令例で説明する。工具方向指令補正モードになると工具方向指令補正モードが解除されるまで、最大先読みブロック数だけのブロックを補正対象プログラム指令として先読みし、先読みされた補正対象プログラム指令における各ブロックに対して、直線軸の移動量と工具方向ベクトル変化量との比が一定となるように工具方向指令を補正する。なお、最大先読みブロック数は別途パラメータとして設定されている。
<1>1ブロックを読み込み、第1ブロックは補正しない(数4式)。
<2>第2、3ブロックを読み込み、数5式のようにQα2を計算する。
実施形態1では工具方向補正トレランスをI,J,K方向に適用する例を示した。ここでは工具側面加工において、工具進行方向と加工面法線方向に工具方向補正トレランスを適用する方法を示す。プログラムや先読みの方法などは実施形態1と同様である。
図9のプログラム指令例で説明する。先読みの方法などは実施形態1と同様である。 ここでは、工具方向が回転軸B,Cの移動として指令されている。機械構成が図10(n=1〜10)のようになっており、Pcnは0度〜360度、Pbnは0度〜90度とする。
図13は、本発明の実施形態を説明する機能ブロック図である。5軸加工機を制御する数値制御装置100において指令読み取り手段1は加工プログラムを解析し実行形式に変換する。補間手段2は実行形式に基づいて補間処理を行い各軸への移動指令を出力し、各軸移動指令に基づき各軸サーボ3X,3Y,3Z,3B(A),3Cを駆動制御する。
(フローチャート)
図14は実施形態1のGaaを読み込んだ後の工具方向指令補正手段4の処理をフローチャートで示す。GaaとGbbの間には少なくとも5ブロックは指令されているとする。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップsa01]nを1にセットする。
●[ステップsa02]nが1であるか否かを判断する。nが1である場合ステップsa03に進み、nが1でない場合ステップsa05に進む。
●[ステップsa03]1ブロック読み込む。
●[ステップsa04]数4式による工具方向指令の補正を行い、ステップsa15へ移行する。
●[ステップsa05]nが2であるか否か判断する。nが2である場合ステップsa06に進み、nが2でない場合ステップsa08へ進む。
●[ステップsa06]2ブロック読み込む。
●[ステップsa07]数5式、数6式、および、数7式による工具方向指令の補正を行い、ステップsa15へ移行する。
●[ステップsa08]前回読み込んだブロックはGbbであるか否か判断する。Gbbの場合ステップsa16へ進み、Gbbでない場合ステップsa09へ進む。
●[ステップsa09]nが3であるか否か判断する。nが3である場合ステップsa10へ進み、nが3でない場合ステップsa11へ進む。
●[ステップsa10]2ブロック読み込み、ステップsa12へ進む。
●[ステップsa11]1ブロック読み込み、ステップsa12へ進む。
●[ステップsa12]読み込んだブロックがGbbであるか否か判断する。Gbbの場合ステップsa13に進み、Gbbでない場合ステップsa14へ進む。
●[ステップsa13]数11,数12,数13による工具方向指令の補正を行い、ステップsa15へ進む。
●[ステップsa14]数8式、数9式、および、数10式による工具方向指令の補正を行い、ステップsa15へ移行する。
●[ステップsa15]nをn+1に更新し、ステップsa02に戻る。
●[ステップsa16]数14式による工具方向指令を補正し、処理を終了する。
CPU11は数値制御装置100を全体的に制御するプロセッサである。CPU11は、ROM12に格納されたシステムプログラムをバス20を介して読み出し、該システムプログラムに従って数値制御装置全体を制御する。RAM13には一時的な計算データや表示データ及び表示器/MDIユニット70を介してオペレータが入力した各種データが格納される。
1 指令読み取り手段
2 補間手段
3X X軸サーボ
3Y Y軸サーボ
3Z Z軸サーボ
3B(A) B(A)軸サーボ
3C C軸サーボ
4 工具方向指令補正手段
5 工具方向補正トレランス
6 工具方向補正トレランス設定手段
Claims (5)
- テーブルに取付けられた加工物に対して工具側面を用いて加工を行う直線軸3軸と回転軸2軸とによって構成される5軸加工機を制御する数値制御装置において、
前記直線軸の移動経路指令、前記加工物と工具との相対移動速度指令、前記テーブルに対する工具方向として工具方向指令、および工具長を読み取る指令読み取り手段と、
工具方向を補正する閾値である工具進行方向の工具進行方向トレランスおよび加工面法線方向の加工面法線方向トレランスを設定する工具方向補正トレランス設定手段と、
前記工具方向の変化量と前記直線軸の変化量とが比例するように前記工具方向指令を補正する際に、前記工具方向指令を前記工具方向補正トレランス設定手段により設定された前記工具進行方向トレランス以内および前記加工面法線方向トレランス以内となるように補正する工具方向指令補正手段と、
前記工具方向指令補正手段によって補正された前記工具方向指令、前記移動経路指令および前記相対移動速度指令に基づいて工具先端点が指令された移動経路上を指令された相対移動速度で移動するよう補間周期ごとに各軸位置を求める補間手段と、
前記補間手段により求められた各軸位置へ移動するように各軸モータを駆動する手段を有する数値制御装置。 - 前記工具方向指令は工具方向ベクトルとして指令され、前記工具方向指令補正手段は指令された前記工具方向ベクトルを補正することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記工具方向指令補正手段は前記工具方向指令として指令された回転軸2軸の位置を工具方向ベクトルに変換し、変換した前記工具方向ベクトルを補正し、補正した前記工具方向ベクトルを回転軸2軸の位置に逆変換することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記指令読み取り手段は工具方向指令補正モードが指令されると、工具方向指令補正モード解除が指令されるまで予め設定された数のブロックを補正対象プログラム指令として先読みし、前記工具方向指令補正手段は前記補正対象プログラム指令における工具方向指令を補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の数値制御装置。
- 前記工具方向指令補正モードはGコードで指令され前記工具方向指令補正モード解除は前記Gコードとは異なるGコードで指令されることを特徴とする請求項4記載の数値制御装置。
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