JPH04360752A - Tool length correcting device in five-axis control machine tool - Google Patents

Tool length correcting device in five-axis control machine tool

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JPH04360752A
JPH04360752A JP23071091A JP23071091A JPH04360752A JP H04360752 A JPH04360752 A JP H04360752A JP 23071091 A JP23071091 A JP 23071091A JP 23071091 A JP23071091 A JP 23071091A JP H04360752 A JPH04360752 A JP H04360752A
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axis
rotation
angle
head
tool
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Hirotsugu Sano
佐野 裕嗣
Katsushi Oshima
大島 克史
Kazuhiro Kikata
一博 木方
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Yamazaki Mazak Corp
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Yamazaki Mazak Corp
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Abstract

PURPOSE:To allow the slant face of a workpiece to be machined without an operator calculating the turning angles of a head and a table in a five-axis control machine tool so as to simplify the correction of tool length. CONSTITUTION:There is provided a coordinate transformation analysis control part 60 for computing the head turning quantity TA2 of a head 19 and the table turning basic quantity TB and table turning correction quantity TA1 of a table 35 on the basis of the inclination WA and the like of the face-to-be- machined of a workpiece in relation to the workpiece mounted face 35 of the table 35. There is also provided a spindle control part 57 for controlling the head 19 and the table 35 so that a spindle 22 is vertical to the face-to-be- machined of the workpiece from the computed result of the coordinate transformation analysis control part 60. The tool length is distributed by orthogonal coordinates on the basis of the head turning quantity TA2 and the table turning correction quantity TA1, and the position of a cutting edge in bevel cutting is automatically computed in the same way as the existing tool length measurement.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ユニバーサルヘッドを
有する工作機械において、ワークの斜めの加工面を加工
し得る5軸制御加工機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a five-axis controlled machine tool having a universal head, which is capable of machining oblique surfaces of a workpiece.

【0002】0002

【従来の技術】ユニバーサルヘッドを有する工作機械に
おいて、ワークの斜めの加工面を加工する場合、該加工
面の傾きに応じてヘッドの回転角度とテーブルの回転角
度を求める必要がある。従来、オペレータが、これらの
角度を計算し、かつ、該算出した角度を加工プログラム
等に記述して、前記工作機械に加工の指令を行なってい
た。また、従来のヘッド固定式の工作機械では、テーブ
ルの脇に設けられた工具長計測ユニットによってZ軸方
向の工具長を測定し、それを補正することによって工具
が替わっても刃先位置を維持していた。さらに、ヘッド
の主軸がZ軸周り及びY軸周りに回動してワークの斜め
加工を行う、いわゆるユニバーサルヘッドを備えた工作
機械(特開平3−3751号公報)においても工具長を
補正することが記載されている。
2. Description of the Related Art In a machine tool having a universal head, when machining an oblique machining surface of a workpiece, it is necessary to determine the rotation angle of the head and the rotation angle of the table in accordance with the inclination of the machining surface. Conventionally, an operator has calculated these angles, written the calculated angles in a machining program, etc., and given a machining command to the machine tool. In addition, in conventional fixed head machine tools, the tool length in the Z-axis direction is measured by a tool length measurement unit installed next to the table, and the tool length is corrected to maintain the cutting edge position even when the tool is changed. was. Furthermore, it is also possible to correct the tool length in a machine tool equipped with a so-called universal head (Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-3751), in which the main shaft of the head rotates around the Z-axis and around the Y-axis to perform diagonal machining of a workpiece. is listed.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかし、オペレータが
これらの角度を計算し、プログラムすることは難しく、
手間を要した。また、上記公報記載のものはヘッド自体
を5軸制御するものであって、ワークに対し1面の斜め
加工しか考慮していない。テーブル旋回式のものとする
ためにはテーブル旋回用にもう1軸を必要とし、旋回に
応じたヘッド主軸、工具長の位置合わせについては全く
考慮されていない。
[Problem to be solved by the invention] However, it is difficult for the operator to calculate and program these angles.
It took a lot of effort. Further, the method described in the above-mentioned publication controls the head itself in five axes, and only considers diagonal machining of one side of the workpiece. In order to use a table rotation type, another axis is required for table rotation, and no consideration is given to positioning the head main axis and tool length according to the rotation.

【0004】そこで、本発明は、上記事情に鑑み、オペ
レータがヘッドの回転角度とテーブルの回転角度を計算
し、プログラムすることなくワークの斜面を加工できる
5軸制御加工機を提供することを目的とし、さらに、本
願発明は制御軸数を増やすことなく、ワークの斜面を加
工すると共にそのヘッド主軸に装着される工具を入れ替
えても従来通りのままで刃先位置の工具長補正ができる
ようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a 5-axis control processing machine that allows an operator to calculate the rotation angle of the head and the rotation angle of the table and machine the slope of a workpiece without programming. Furthermore, the present invention makes it possible to perform tool length correction at the cutting edge position without increasing the number of control axes, even when machining the slope of a workpiece and replacing the tool attached to the head spindle, without increasing the number of control axes. The purpose is to

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、フレー
ム(2)を有し、前記フレーム(2)に、ヘッド支持手
段(10)を設け、前記ヘッド支持手段(10)に、ヘ
ッド(19)を水平面に対して45度の角度を持つ第1
旋回軸(CT3)を中心として旋回自在に設けると共に
、ヘッド(19)を旋回駆動するためのヘッド旋回駆動
手段(40)を設け、前記ヘッド(19)に、工具が着
脱自在に設けられた工具主軸(22)を前記第1旋回軸
(CT3)と45度の角度を持って形成された工具回転
軸(CT5)を中心として回転駆動自在に設け、また、
前記フレーム(2)に、テーブル(35)を水平面内で
該水平面に対して垂直な第2旋回軸(CT1)を中心と
して旋回自在に設けると共に、テーブル(35)を旋回
駆動するためのテーブル旋回駆動手段(69)を設けて
構成される5軸制御加工機において、ワークの加工すべ
き加工面の前記水平面に対する傾斜角度(MA、WA)
と前記水平面に垂直な軸を中心とした回転角度(MB、
WB)を定義した加工面角度情報(BCT、PDT)を
格納したメモリ手段(55、58)を設け、前記傾斜角
度(MA、WA)から前記第1旋回軸(CT3)を中心
とした前記ヘッド(19)の第1旋回角度(TA2)を
演算するヘッド旋回角度演算手段(60)を設け、前記
傾斜角度(MA、WA)及び前記回転角度(MB、WB
)から前記第2旋回軸(CT1)を中心とした前記テー
ブル(35)の第2旋回角度(TB、TA1)を演算す
るテーブル旋回角度演算手段(60)を設け、前記ヘッ
ド旋回角度演算手段(60)で求められた第1旋回角度
(TA2)と前記テーブル旋回角度演算手段(60)で
求められた第2旋回角度(TB、TA1)から、前記工
具回転軸(CT5)が前記ワークの加工すべき加工面に
対して垂直となるように前記ヘッド旋回駆動手段(40
)と前記テーブル旋回駆動手段(69)を制御する駆動
制御手段(55、57)を設けて構成し、さらに工具長
計測手段を設け、該計測された工具長から前記第1旋回
角度および前記第2旋回角度に基づいて直交座標毎に分
配量を算出する工具長分配算出手段を設け、該分配量を
用いて工具刃先位置を補正する構成を有する。
[Means for Solving the Problems] That is, the present invention has a frame (2), a head support means (10) is provided on the frame (2), and a head (10) is provided on the head support means (10). 19) at the first angle of 45 degrees with respect to the horizontal plane.
A tool that is rotatable about a rotation axis (CT3) and is provided with a head rotation drive means (40) for rotationally driving a head (19), and the tool is detachably attached to the head (19). A main shaft (22) is provided to be rotatably driven around a tool rotation axis (CT5) formed at an angle of 45 degrees with the first rotation axis (CT3), and
A table (35) is provided on the frame (2) so as to be freely rotatable in a horizontal plane about a second pivot axis (CT1) perpendicular to the horizontal plane, and a table swivel is provided to drive the table (35) to rotate. In a 5-axis control processing machine configured with a drive means (69), the inclination angle (MA, WA) of the processing surface of the workpiece with respect to the horizontal plane
and the rotation angle (MB,
A memory means (55, 58) storing machining surface angle information (BCT, PDT) defining the angle (WB) is provided; (19) A head rotation angle calculation means (60) is provided for calculating the first rotation angle (TA2), the tilt angle (MA, WA) and the rotation angle (MB, WB).
), the head rotation angle calculation means (60) is provided for calculating a second rotation angle (TB, TA1) of the table (35) about the second rotation axis (CT1) from From the first rotation angle (TA2) obtained in step 60) and the second rotation angle (TB, TA1) obtained by the table rotation angle calculation means (60), the tool rotation axis (CT5) is set to the position in which the workpiece is machined. The head rotation drive means (40
) and a drive control means (55, 57) for controlling the table rotation drive means (69), and further includes a tool length measurement means, and calculates the first rotation angle and the first rotation angle from the measured tool length. A tool length distribution calculating means for calculating a distribution amount for each orthogonal coordinate based on two rotation angles is provided, and the tool length distribution calculation means is configured to correct the tool cutting edge position using the distribution amount.

【0006】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」の欄についても同様である。
[0006] The numbers in parentheses are for convenience to indicate corresponding elements in the drawings, and therefore, the present description is not limited to the descriptions in the drawings. The same applies to the "effect" column below.

【0007】[0007]

【作用】上記した構成により、本発明は、ヘッド旋回角
度演算手段(60)が、傾斜角度(MA、WA)から第
1旋回角度(TA2)を求めることにより、駆動制御手
段(55、57)が該第1旋回角度(TA2)に基づき
ヘッド旋回駆動手段(40)を制御するように作用する
。また、テーブル旋回角度演算手段(60)が、傾斜角
度(MA、WA)及び回転角度(MB、WB)から第2
旋回角度(TB、TA1)を求めることにより、駆動制
御手段(55、57)が該第2旋回角度(TB、TA1
)に基づきテーブル旋回駆動手段(69)を制御するよ
うに作用する。さらに、工具長計測手段によって計測さ
れた工具長を、工具長分配手段によって第1旋回角度お
よび第2旋回角度に基づき直交座標毎に分配量を算出し
、算出した分配量を用いて刃先位置の補正するように作
用する。
[Operation] With the above configuration, the present invention allows the head rotation angle calculation means (60) to determine the first rotation angle (TA2) from the inclination angle (MA, WA), thereby controlling the drive control means (55, 57). acts to control the head rotation driving means (40) based on the first rotation angle (TA2). Further, the table rotation angle calculation means (60) calculates a second
By determining the turning angle (TB, TA1), the drive control means (55, 57) determines the second turning angle (TB, TA1).
) to control the table rotation drive means (69). Furthermore, the tool length distribution means calculates the distribution amount for each orthogonal coordinate based on the first rotation angle and the second rotation angle from the tool length measured by the tool length measurement means, and uses the calculated distribution amount to determine the cutting edge position. It acts to correct.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は、本発明による5軸制御加工機の一実施例を
示す斜視図、図2は、図1に示す5軸制御加工機の主軸
台の要部の一例を示す断面図、図3は、図1に示す5軸
制御加工機に装着された加工制御装置の制御ブロックの
一例を示す図、図4は、座標の定義の一例を示す図、図
5は、図4に示したワークの座標データの一例を示す図
、図6は、図1に示す5軸制御加工機に対してワークの
各加工面の座標を定義した一例を示す図、(a)は、基
準条件を示す図、(b)は、面定義条件を示す図、図7
及び図8は、ヘッドに装着されたスピンドルとX、Y、
Z軸との間の角度を示す図である。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a 5-axis control processing machine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an example of the main part of the headstock of the 5-axis control processing machine shown in FIG. 1, and FIG. , a diagram showing an example of a control block of a processing control device installed in the 5-axis control processing machine shown in FIG. 1, FIG. 4 a diagram showing an example of the definition of coordinates, and FIG. A diagram showing an example of coordinate data, FIG. 6 is a diagram showing an example of defining the coordinates of each machining surface of a workpiece for the 5-axis control processing machine shown in FIG. 1, (a) is a diagram showing reference conditions, (b) is a diagram showing surface definition conditions, Figure 7
8 shows the spindle attached to the head and the X, Y,
It is a figure which shows the angle between Z-axis.

【0009】本発明による5軸制御加工機1は、図1に
示すように、ベッド2を有しており、ベッド2の図中前
部には、ガイド手段である直動案内軸受等を構成するガ
イドレール3Aが複数個、図中左右方向である矢印A、
B方向(即ち、X軸方向)に平行に設けられている。こ
れ等ガイドレール3A上には、ワーク支持装置26が設
けられており、ワーク支持装置26は、ベース5等を有
している。ベース5は、複数個のナット3bを介して、
矢印A、B方向(X軸方向)に移動駆動自在な形で設け
られており、ベース5上には、略正方形状に形成された
テーブル35が回転中心CT1を中心として矢印P、Q
方向に旋回駆動自在な形で設けられている。テーブル3
5の図中上部には、ワークを搭載するワーク搭載面35
aが形成されている。また、ベッド2の図中後方には、
多種類の工具31を貯えた工具ストッカー41が設けら
れており、工具ストッカー41には、マガジン42が溝
状の溝に複数の工具31を選択脱着自在に設けられてい
る。マガジン42には、コンベア等から成る工具搬送チ
ェーン42aが前記溝に沿って移動駆動自在に設けられ
ており、工具搬送チェーン42aには、穴状の工具収納
部42bが工具31を脱着自在な形で設けられている。 更に、ベッド2の図中中央には、ガイド手段である複数
個の直動案内軸受等から成るガイドレール3Cが矢印A
、B方向とは直角な方向である矢印C、D方向(即ち、
Z軸方向)に平行に設けられており、ガイドレール3C
上には、コラム6が矢印C、D方向(Z軸方向)に移動
駆動自在な形で設けられている。コラム6の側面6b(
矢印C、D方向と平行な面)には、工具交換装置49が
旋回中心SA2を中心として矢印R2、S2方向にシフ
ター旋回部49aを旋回駆動自在な形で設けられており
、工具交換装置49は、アーム46等から成る工具把持
装置45を有している。アーム46は、旋回中心SA1
を中心として矢印R1、S1方向に旋回駆動自在な形で
設けられている。
The five-axis control processing machine 1 according to the present invention has a bed 2, as shown in FIG. There are a plurality of guide rails 3A, indicated by arrow A in the left and right direction in the figure.
It is provided parallel to the B direction (ie, the X-axis direction). A workpiece support device 26 is provided on these guide rails 3A, and the workpiece support device 26 has a base 5 and the like. The base 5 is connected to the base 5 via a plurality of nuts 3b.
It is provided in a form that can be freely moved and driven in the directions of arrows A and B (X-axis direction), and a table 35 formed in a substantially square shape is mounted on the base 5 in the directions of arrows P and Q around the rotation center CT1.
It is provided in such a way that it can be freely rotated in any direction. table 3
At the upper part of the figure 5 is a workpiece mounting surface 35 on which a workpiece is mounted.
a is formed. Also, at the rear of bed 2 in the diagram,
A tool stocker 41 storing many types of tools 31 is provided, and a magazine 42 is provided in the tool stocker 41 in a groove-like groove in which a plurality of tools 31 can be selectively attached and detached. A tool conveyance chain 42a consisting of a conveyor or the like is provided in the magazine 42 so as to be movable and driven along the groove, and the tool conveyance chain 42a has a hole-shaped tool storage section 42b in which the tools 31 can be freely attached and detached. It is set in. Further, in the center of the bed 2 in the figure, a guide rail 3C consisting of a plurality of linear guide bearings, etc., serving as a guide means is indicated by an arrow A.
, arrow C and D directions that are perpendicular to the B direction (i.e.,
Z-axis direction) is provided parallel to the guide rail 3C.
A column 6 is provided above so as to be movable in the directions of arrows C and D (Z-axis direction). Side surface 6b of column 6 (
A tool changer 49 is provided in a plane parallel to the directions of arrows C and D, in such a manner that it can freely rotate a shifter rotating portion 49a in directions of arrows R2 and S2 about a rotation center SA2. has a tool gripping device 45 consisting of an arm 46 and the like. The arm 46 has a turning center SA1
It is provided in such a manner that it can be freely rotated in the directions of arrows R1 and S1 about the center.

【0010】また、コラム6の前面6aには、ガイド手
段である複数個の直動案内軸受等から成るガイドレール
3Bが図中上下方向である矢印E、F方向(即ち、Y軸
方向)に平行に設けられており、ガイドレール3B上に
は、主軸台9が矢印E、F方向(Y軸方向)に移動駆動
自在な形で設けられている。主軸台9は、ヘッド支持部
10及びヘッド19等を有しており、ヘッド支持部10
には、旋回駆動機構17を介してヘッド19がZ軸及び
X軸で形成される水平面に対して所定角度45度だけ傾
いた形で設けられた回転中心CT3を中心として矢印G
、H方向に旋回駆動自在な形で設けられている。また、
ヘッド支持部10は、図2に示すように、本体11、駆
動軸12及び旋回駆動機構17等より構成されており、
本体11は、図1に示すコラム6の前面6aに、ガイド
手段であるガイドレール3Bを介して図中上下方向であ
る矢印E、F方向(即ち、Y軸方向)に移動駆動自在な
形で設けられている。本体11には、図2に示すように
、係合穴11aが、矢印C、D方向(Z軸方向)に対し
て所定角度α(本実施例においてはα=45°)だけ傾
く形で穿設形成されており、係合穴11aには、段付き
棒状の駆動軸12が、クロスローラベアリング等のベア
リング13等を介して、その軸心(以下、旋回中心CT
3と称する。)を図2矢印C、D方向(Z軸方向)に対
して所定角度αだけ傾け、かつ旋回中心CT3を中心と
して矢印G、H方向に旋回自在な形で設けられている。 駆動軸12には、図2に示すように、貫通穴12aが、
該駆動軸12を旋回中心CT3に沿って貫通する形で穿
設されており、また、駆動軸12の図中右方の端部には
、接合部12dが設けられている。更に、駆動軸12に
は、旋回駆動機構17が接続している。旋回駆動機構1
7は、モータ支持部材39及びα軸駆動モータ40等を
有している。即ち、ヘッド支持部10の本体11には、
モータ支持部材39が、駆動軸12の周囲を被覆する形
で設けられており、モータ支持部材39には、モータ収
容空間41が形成されている。モータ収容空間41には
、α軸駆動モータ40が旋回駆動自在に設けられており
、α軸駆動モータ40は、ロータ40a及びステータ4
0b等有している。即ち、駆動軸12の外周部には、ロ
ータ40aが、該駆動軸12を被覆する形で設けられて
おり、更にモータ収容空間41には、ステータ40bが
、ロータ40aを被覆する形で設けられている。
Further, on the front surface 6a of the column 6, a guide rail 3B consisting of a plurality of linear motion guide bearings, etc., serving as a guide means extends in the directions of arrows E and F (ie, in the Y-axis direction), which are the vertical directions in the figure. A headstock 9 is provided on the guide rail 3B so as to be movable in the directions of arrows E and F (Y-axis direction). The headstock 9 has a head support part 10, a head 19, etc., and the head support part 10
, the head 19 rotates around the rotation center CT3, which is tilted at a predetermined angle of 45 degrees with respect to the horizontal plane formed by the Z-axis and the
, H-direction. Also,
As shown in FIG. 2, the head support section 10 is composed of a main body 11, a drive shaft 12, a rotation drive mechanism 17, etc.
The main body 11 is mounted on the front surface 6a of the column 6 shown in FIG. 1 in a form that can be freely moved and driven in the directions of arrows E and F (i.e., the Y-axis direction), which are the vertical directions in the figure, via a guide rail 3B that is a guide means. It is provided. As shown in FIG. 2, the main body 11 is provided with an engagement hole 11a that is inclined at a predetermined angle α (α=45° in this embodiment) with respect to the directions of arrows C and D (Z-axis direction). A stepped rod-shaped drive shaft 12 is inserted into the engagement hole 11a through a bearing 13 such as a cross roller bearing, and the shaft center (hereinafter referred to as rotation center CT) is inserted into the engagement hole 11a.
It is called 3. ) is tilted by a predetermined angle α with respect to the directions of arrows C and D (Z-axis direction) in FIG. As shown in FIG. 2, the drive shaft 12 has a through hole 12a.
It is bored through the drive shaft 12 along the rotation center CT3, and a joint portion 12d is provided at the right end of the drive shaft 12 in the drawing. Furthermore, a swing drive mechanism 17 is connected to the drive shaft 12 . Swing drive mechanism 1
7 includes a motor support member 39, an α-axis drive motor 40, and the like. That is, in the main body 11 of the head support section 10,
A motor support member 39 is provided to cover the drive shaft 12 , and a motor housing space 41 is formed in the motor support member 39 . An α-axis drive motor 40 is provided in the motor housing space 41 so as to be able to rotate freely, and the α-axis drive motor 40 rotates between the rotor 40a and the stator 4.
0b etc. That is, a rotor 40a is provided on the outer periphery of the drive shaft 12 to cover the drive shaft 12, and a stator 40b is provided in the motor housing space 41 to cover the rotor 40a. ing.

【0011】ところで、ヘッド支持部10には、図2に
示すように、ヘッド19が、後述する装着部21等を介
して、旋回中心CT3を中心として矢印G、H方向に旋
回自在な形で装着されており、ヘッド19はケーシング
20を有している。ケーシング20には装着部21が形
成されており、装着部21の図中左端部には、接合部2
1aが設けられている。なお、接合部21aは、断熱部
材15を介して駆動軸12の接合部12dに接続してい
る。また、ヘッド19のケーシング20には、図2に示
すように、モータ収容空間20Aが筒状に形成されてお
り、モータ収容空間20Aには、スピンドル22が、複
数個のベアリング23を介して、回転中心CT5を中心
として矢印J、K方向に回転自在な形で設けられている
。スピンドル22には、主軸駆動モータ25を構成する
ロータ25aが、該主軸22の周囲を取り囲む形で装着
されており、またケーシング20には、主軸駆動モータ
25を構成するステータ25bが、ロータ25aを被覆
する形で設けられている。更に、スピンドル22には、
図2に示すように、貫通穴22bが矢印E、F方向(Y
軸方向)に貫通穿設されており、またスピンドル22の
図中下端部には、エンドミル等の工具を保持するための
工具保持面22aが、貫通穴22bに接続する形でテー
パー状に形成されている。なお、貫通穴22bには、工
具を保持するための公知のドローバー(図示せず)等が
設けられている。
By the way, as shown in FIG. 2, the head support part 10 has a head 19 which is rotatable in the directions of arrows G and H about a pivot center CT3 via a mounting part 21, which will be described later. The head 19 has a casing 20. A mounting part 21 is formed in the casing 20, and a joint part 2 is located at the left end of the mounting part 21 in the figure.
1a is provided. Note that the joint portion 21a is connected to the joint portion 12d of the drive shaft 12 via the heat insulating member 15. Further, as shown in FIG. 2, the casing 20 of the head 19 has a cylindrical motor housing space 20A, and a spindle 22 is mounted in the motor housing space 20A via a plurality of bearings 23. It is provided so as to be rotatable in the directions of arrows J and K about a rotation center CT5. A rotor 25a that constitutes a main shaft drive motor 25 is attached to the spindle 22 so as to surround the main shaft 22, and a stator 25b that constitutes the main shaft drive motor 25 is attached to the casing 20. It is provided in a covering form. Furthermore, the spindle 22 has
As shown in FIG.
At the lower end of the spindle 22 in the figure, a tool holding surface 22a for holding a tool such as an end mill is formed in a tapered shape to connect to the through hole 22b. ing. Note that the through hole 22b is provided with a known drawbar (not shown) or the like for holding a tool.

【0012】ところで、5軸制御加工機1には、図1に
示すように、加工制御装置50が装着されており、加工
制御装置50は、図3に示すように、主制御部51を有
している。主制御部51にはバス線52を介してキーボ
ード等の入力部53、システムプログラムメモリ54、
加工プログラムメモリ55、加工制御部56、軸制御部
57、バッファメモリ58及び座標変換解析制御部60
等が接続している。座標変換解析制御部60は、ワーク
の加工すべき加工面を加工する際に、該斜面の傾き等に
応じてヘッド19及びテーブル35を旋回させる量を演
算し、該演算結果を加工制御部56に対して出力可能な
形で設けられている。また、軸制御部57には、X軸駆
動モータ65が前記ベース5をX軸方向(図1中矢印A
、B方向)に移動駆動する形で接続されており、X軸駆
動モータ65には、エンコーダ65aが該X軸駆動モー
タ65の回転角度量を軸制御部57にフィードバックす
る形で設けられている。また、軸制御部57には、Y軸
駆動モータ66が前記主軸台9をY軸方向(図1中矢印
E、F方向)に移動駆動する形で接続されており、Y軸
駆動モータ66には、エンコーダ66aが該Y軸駆動モ
ータ66の回転角度量を軸制御部57にフィードバック
する形で設けられている。更に、軸制御部57には、Z
軸駆動モータ67が前記コラム6をZ軸方向(図1中矢
印C、D方向)に移動駆動する形で接続されており、Z
軸駆動モータ67には、エンコーダ67aが該Z軸駆動
モータ67の回転角度量を軸制御部57にフィードバッ
クする形で設けられている。更に、軸制御部57には、
α軸駆動モータ40が前記ヘッド19をα軸方向(図1
中矢印G、H方向)に移動駆動する形で接続されており
、α軸駆動モータ40には、エンコーダ68aが該α軸
駆動モータ40の回転角度量を軸制御部57にフィード
バックする形で設けられている。更に、軸制御部57に
は、B軸駆動モータ69が前記テーブル35をB軸方向
(図1中矢印P、Q方向)に移動駆動する形で接続され
ており、B軸駆動モータ69には、エンコーダ69aが
該B軸駆動モータ69の回転角度量を軸制御部57にフ
ィードバックする形で設けられている。
By the way, the 5-axis control processing machine 1 is equipped with a processing control device 50 as shown in FIG. 1, and the processing control device 50 has a main control section 51 as shown in FIG. are doing. The main control unit 51 is connected via a bus line 52 to an input unit 53 such as a keyboard, a system program memory 54,
Machining program memory 55, machining control section 56, axis control section 57, buffer memory 58, and coordinate transformation analysis control section 60
etc. are connected. The coordinate transformation analysis control unit 60 calculates the amount by which the head 19 and the table 35 are rotated according to the inclination of the slope when processing the surface of the workpiece to be processed, and transmits the calculation results to the processing control unit 56. It is provided in a form that can be output to. The axis control unit 57 also has an X-axis drive motor 65 that moves the base 5 in the X-axis direction (arrow A in FIG. 1).
, B directions), and the X-axis drive motor 65 is provided with an encoder 65a that feeds back the amount of rotation angle of the X-axis drive motor 65 to the axis control unit 57. . Further, a Y-axis drive motor 66 is connected to the axis control unit 57 in a manner that drives the headstock 9 to move in the Y-axis direction (arrows E and F directions in FIG. 1). An encoder 66a is provided to feed back the amount of rotation angle of the Y-axis drive motor 66 to the axis control section 57. Furthermore, the axis control section 57 has Z
A shaft drive motor 67 is connected to move and drive the column 6 in the Z-axis direction (directions of arrows C and D in FIG. 1).
The shaft drive motor 67 is provided with an encoder 67 a that feeds back the amount of rotation angle of the Z-axis drive motor 67 to the shaft control section 57 . Furthermore, the axis control section 57 includes:
The α-axis drive motor 40 moves the head 19 in the α-axis direction (Fig.
The encoder 68a is connected to the α-axis drive motor 40 to feed back the amount of rotation angle of the α-axis drive motor 40 to the axis control unit 57. It is being Further, a B-axis drive motor 69 is connected to the axis control unit 57 in such a manner that it drives the table 35 to move in the B-axis direction (in the directions of arrows P and Q in FIG. 1). , an encoder 69a is provided to feed back the amount of rotation angle of the B-axis drive motor 69 to the axis control section 57.

【0013】本発明による5軸制御加工機1は、以上の
ような構成を有するので、まず、図1に示す該加工機1
を用いてワークを加工するには、該ワークを、テーブル
35のワーク搭載面35a上に装着する。次に、スピン
ドル22に、加工に使用するエンドミル等の工具を工具
保持面22a等を介して装着する。そして、該ワークの
加工面(ワーク座標)の前記加工機1(機械座標)に対
する位置関係を定義するために、図3に示す入力部53
を介して、加工すべきワークの基準条件BCTを入力し
バッファメモリ58に格納すると共に、面定義条件PD
Tを入力し加工プログラムメモリ55に格納する。基準
条件BCTは、加工すべきワーク全体の座標系と前記加
工機1の機械座標系間の位置関係の対応付けを行なう基
準座標BCOから成り、面定義条件PDTは、該基準座
標BCOにより定義される座標系において、ワークの加
工すべき各加工面のワーク座標を定義する面定義座標P
COから成る。まず、図4に示すように、機械座標系で
あるX、Y、Z座標(図1中、矢印A、B方向、矢印E
、F方向及び矢印C、D方向)において、前記加工機1
の絶対的なある点を機械原点MOとする。そして、基準
座標BCOの基準原点BPは、基準原点BPを図4のよ
うにワーク30の一点に取り、X、Y、Z座標系のX、
Y、Z成分で基準原点BP及び該基準原点BPを基準と
する座標系を定義する。即ち、図4の例において、基準
原点BPは、X成分がX0、Y成分がY0、Z成分がZ
0である。そして、基準座標BCOを原点とする座標系
の各座標軸WX、WY、WZは、XZ平面に平行な面内
でX軸に対してY軸回りの角度MBを持つ軸をWX軸、
XZ平面に垂直でWX軸に直交し基準原点BPを通る軸
をWY軸、XZ平面に平行な面内でWX軸に直交し基準
原点BPを通る軸をWZ軸とする。また、角度MBは、
X−Y平面を基準とし時計回りを正とする角度とし、W
X−WY平面のY軸回りの回転角を示す。また、角度M
Aは、Y軸を基準としたX軸回りの符号を考えない角度
とし、WX−WY平面のX−Y平面に対する回転角を示
す。即ち、図4の例において、座標系のWX−WY平面
は、角度MBの角度成分がB0であるからX−Y平面に
対して角度B0だけ正方向に回転しており、WX−WY
平面はX−Z平面に垂直でありX−Y平面に対して角度
MAが0である。このように、基準座標BCOを指定す
るために、これら基準原点BPの成分を基準座標BCO
として図3に示す入力部53から入力する。即ち、図6
の(a)に示す基準条件BCTにおいて、基準座標BC
O中の「X」の桁にはX成分のデータBD1として「X
0」を、「Y」の桁にはY成分のデータBD2として「
Y0」を、「Z」の桁にはZ成分のデータBD3として
「Z0」を、「MB」の桁にはY軸回りの角度成分のデ
ータBD4として「B0」を、「MA」の桁にはX軸回
りの角度成分のデータBD5として「0」を、図3に示
す入力部53を介して入力し、バッファメモリ58に格
納する。
Since the five-axis control processing machine 1 according to the present invention has the above-mentioned configuration, first, the processing machine 1 shown in FIG.
To process a workpiece using the table 35, the workpiece is mounted on the workpiece mounting surface 35a of the table 35. Next, a tool such as an end mill used for machining is attached to the spindle 22 via the tool holding surface 22a and the like. In order to define the positional relationship of the processing surface of the workpiece (workpiece coordinates) with respect to the processing machine 1 (machine coordinates), an input section 53 shown in FIG.
The reference conditions BCT of the workpiece to be machined are inputted and stored in the buffer memory 58 via the surface definition conditions PD.
T is input and stored in the machining program memory 55. The reference condition BCT consists of a reference coordinate BCO that establishes a positional relationship between the coordinate system of the entire workpiece to be machined and the machine coordinate system of the processing machine 1, and the surface definition condition PDT is defined by the reference coordinate BCO. Surface definition coordinates P that define the workpiece coordinates of each machining surface of the workpiece in the coordinate system
Consists of CO. First, as shown in Fig. 4, the X, Y, and Z coordinates (in Fig.
, F direction and arrow C, D direction), the processing machine 1
Let an absolute point of , be the mechanical origin MO. The reference origin BP of the reference coordinate BCO is determined by setting the reference origin BP at one point on the workpiece 30 as shown in FIG.
A reference origin BP and a coordinate system based on the reference origin BP are defined by the Y and Z components. That is, in the example of FIG. 4, the reference origin BP has an X component of X0, a Y component of Y0, and a Z component of Z.
It is 0. The coordinate axes WX, WY, and WZ of the coordinate system with the reference coordinate BCO as the origin are the WX axis, an axis that has an angle MB around the Y axis with respect to the X axis in a plane parallel to the
The axis that is perpendicular to the XZ plane, perpendicular to the WX axis, and passes through the reference origin BP is the WY axis, and the axis that is perpendicular to the WX axis and passes through the reference origin BP, in a plane parallel to the XZ plane, is the WZ axis. Also, the angle MB is
With the X-Y plane as the reference, the clockwise direction is the positive angle, and W
It shows the rotation angle around the Y axis of the X-WY plane. Also, the angle M
A is a sign-independent angle around the X-axis with the Y-axis as a reference, and indicates the rotation angle of the WX-WY plane with respect to the X-Y plane. That is, in the example of FIG. 4, the WX-WY plane of the coordinate system is rotated in the positive direction by an angle B0 with respect to the X-Y plane because the angular component of the angle MB is B0, and the WX-WY plane is rotated in the positive direction by an angle B0 with respect to the
The plane is perpendicular to the X-Z plane and has an angle MA of 0 with respect to the X-Y plane. In this way, in order to specify the reference coordinate BCO, the components of these reference origin BP are converted into the reference coordinate BCO.
It is inputted from the input section 53 shown in FIG. That is, FIG.
In the reference condition BCT shown in (a), the reference coordinate BC
The "X" digit in O contains "X" as X component data BD1.
0”, and the “Y” digit is the Y component data BD2, “
"Y0" in the "Z" digit, "Z0" as the Z component data BD3 in the "MB" digit, "B0" as the angular component data BD4 around the Y axis in the "MB" digit, and "B0" in the "MA" digit. inputs “0” as data BD5 of the angle component around the X-axis via the input unit 53 shown in FIG. 3, and stores it in the buffer memory 58.

【0014】次に、基準座標BCOを指定したら、該指
定した基準座標BCOに対するワークの各加工面のワー
ク座標を定義する。即ち、面定義座標PCOは、図5の
(a)に示すように、ワーク30の各加工面を面■、■
、■、■、■、■とした場合、これら各面の左下の点(
図中黒塗四角部分で示す。)を仮に該各加工面のワーク
原点W1、W2、W3、W4、W5、W6とする。そし
て、これら各加工面のワーク原点は、図4に示す前記基
準座標BCOのWX、WY、WZ成分で定義する。また
、角度WBは、WX軸に対するWY軸を中心に時計回り
を正とする角度とし、各加工面の面■〜■のテーブル3
5のワーク搭載面35aを形成するXZ平面に垂直なW
Y軸回りのWX軸に対する角度を示す。また、角度WA
は、WY軸に対するWX軸回りの符号を考えない角度と
し、各加工面の面■〜■がテーブル35のワーク搭載面
35aの形成するXZ平面と成す角度を示す。例えば、
図4に示すワーク30の一例において、該ワーク30が
図5の(b)に示すような寸法であるときに、まず、加
工面の面■のワーク原点W1は、WX成分が−150、
WY成分が0、WZ成分が0、WX軸を基準としたWY
軸回りの角度成分WBが0、WY軸を基準としたWX軸
回りの角度成分WAが0である。同様にして、加工面の
面■のワーク原点W2は、WX成分が0、WY成分が0
、WZ成分が−200、WY軸回りの角度成分WBが1
80、WX軸回りの角度成分WAが0である。更に、加
工面の面■のワーク原点W3は、WX成分が0、WY成
分が0、WZ成分が0、WY軸回りの角度成分WBが−
90、WX軸回りの角度成分WAが0である。更に、加
工面の面■のワーク原点W4は、WX成分が−150、
WY成分が0、WZ成分が−200、WY軸回りの角度
成分WBが90、WX軸回りの角度成分WAが0である
。更に、加工面の面■のワーク原点W5は、WX成分が
0、WY成分が100、WZ成分が0、WY軸回りの角
度成分WBが−90(上面■は、便宜上−90と入力す
る)、WX軸回りの角度成分WAが90である。 更に、加工面の面■のワーク原点W6は、WX成分が0
、WY成分が30、WZ成分が−200、WY軸回りの
角度成分WBが180、WX軸回りの角度成分WAが4
5である。このように、これら加工面のワーク原点W1
、W2、W3、W4、W5、W6を指定するために、こ
れら加工面のワーク原点の成分を面定義ユニットPDU
の面定義座標PCOとして入力部53から入力する。 即ち、図6の(b)に示す面定義条件PDTにおいて、
一例として、面■の場合は、面定義座標PCO中の「面
」の桁には指定した加工面のデータPNOとして「1」
を、「WX」の桁にはWX成分のデータPD1として「
150」を、「WY」の桁にはWY成分のデータPD2
として「0」を、「WZ」の桁にはWZ成分のデータP
D3として「0」を、「WB」の桁にはWY軸回りの角
度成分のデータPD4として「0」を、「WA」の桁に
はWX軸回りの角度成分のデータPD5として「0」を
、面■のデータ列PS1として図3に示す入力部53を
介して入力し、加工プログラムメモリ55に格納する。 以降、ワーク30の加工面の面■〜■についても同様に
入力し、最終的に、図6の(b)に示す面定義条件PD
Tを完成させ、加工プログラムメモリ55に格納する。
Next, after specifying the reference coordinates BCO, the workpiece coordinates of each machined surface of the workpiece relative to the specified reference coordinates BCO are defined. That is, the surface definition coordinates PCO define each machining surface of the workpiece 30 as the surface ■, ■, as shown in FIG. 5(a).
, ■, ■, ■, ■, the lower left point of each of these faces (
It is indicated by a black square in the figure. ) are temporarily assumed to be the work origins W1, W2, W3, W4, W5, and W6 of the respective machining surfaces. The work origin of each of these machining surfaces is defined by the WX, WY, and WZ components of the reference coordinate BCO shown in FIG. 4. In addition, the angle WB is an angle whose positive direction is clockwise around the WY axis with respect to the WX axis, and the table 3 of each machined surface ■ to ■
W perpendicular to the XZ plane forming the workpiece mounting surface 35a of No. 5
The angle around the Y axis with respect to the WX axis is shown. Also, the angle WA
is an angle around the WX axis with respect to the WY axis, without considering the sign, and indicates the angle that surfaces (1) to (2) of each processing surface form with the XZ plane formed by the workpiece mounting surface 35a of the table 35. for example,
In an example of the workpiece 30 shown in FIG. 4, when the workpiece 30 has dimensions as shown in FIG.
WY component is 0, WZ component is 0, WY based on WX axis
The angular component WB around the axis is 0, and the angular component WA around the WX axis with respect to the WY axis is 0. Similarly, the workpiece origin W2 of the surface ■ of the machined surface has a WX component of 0 and a WY component of 0.
, WZ component is -200, angle component WB around WY axis is 1
80, the angular component WA around the WX axis is 0. Furthermore, the workpiece origin W3 on the surface (■) of the machined surface has a WX component of 0, a WY component of 0, a WZ component of 0, and an angular component WB around the WY axis of -
90, the angular component WA around the WX axis is 0. Furthermore, the workpiece origin W4 of the surface ■ of the machined surface has a WX component of -150,
The WY component is 0, the WZ component is -200, the angular component WB around the WY axis is 90, and the angular component WA around the WX axis is 0. Furthermore, the workpiece origin W5 of surface ■ of the machined surface has a WX component of 0, a WY component of 100, a WZ component of 0, and an angle component WB around the WY axis of -90 (for convenience, enter -90 for the top surface ■). , the angular component WA around the WX axis is 90. Furthermore, the workpiece origin W6 of the surface ■ of the machined surface has a WX component of 0.
, the WY component is 30, the WZ component is -200, the angular component WB around the WY axis is 180, and the angular component WA around the WX axis is 4.
It is 5. In this way, the workpiece origin W1 of these machined surfaces
, W2, W3, W4, W5, and W6, the components of the work origin of these machining surfaces are added to the surface definition unit PDU.
is input from the input unit 53 as the surface definition coordinate PCO. That is, in the surface definition condition PDT shown in FIG. 6(b),
As an example, in the case of surface ■, the "surface" digit in the surface definition coordinate PCO is "1" as the data PNO of the specified machining surface.
In the "WX" digit, "WX component data PD1" is written.
150” and the WY component data PD2 in the “WY” digit.
"0" as "WZ", and WZ component data P in the "WZ" digit.
Set "0" as D3, "0" as data PD4 of the angular component around the WY axis in the "WB" digit, and "0" as PD5 of the angular component data around the WX axis in the "WA" digit. , is inputted as a data string PS1 for surface ■ via the input unit 53 shown in FIG. 3, and stored in the machining program memory 55. Thereafter, the surfaces ■ to ■ of the machined surface of the workpiece 30 are input in the same manner, and finally the surface definition conditions PD shown in FIG. 6(b) are
T is completed and stored in the machining program memory 55.

【0015】次に、図3に示す入力部53を介して、主
制御部51に対して加工開始を指令する。すると、主制
御部51は、加工制御部56に対して加工を行なうよう
に指令し、該指令を受けた加工制御部56は、加工プロ
グラムメモリ55から加工プログラムを読み出し、ワー
ク30の加工を行なう。該加工プログラムは、図3に示
す加工制御装置50の座標変換解析制御部60が、入力
部53より入力された面定義条件PDTがローディング
されており、また、加工すべきワーク30の各加工面の
面■〜■に対して面定義条件PDT中の面定義座標PC
Oに入力された面の数に応じて、ワーク30の各加工面
の加工指示する面■〜■に対応した加工ブロックが順次
形成されており、更に、各加工ブロックには、ワーク3
0の各加工面の面■〜■の加工データが各加工面のワー
ク原点を基準に記述されている。ここで、特に本発明に
おいて特徴的であるワーク30の斜面を加工する場合に
ついて説明する。この際、例えば、図4に示すように、
ワーク30の斜面である面■は、X、Y、Z軸の3軸に
対してそれぞれ所定角度だけ傾いているので、工具31
を面■の傾きに応じてX、Y、Z軸に対して所定角度だ
け傾けて加工する必要がある。そこで、まず最初に、図
2に示すヘッド19を工具31を装着したスピンドル2
2と共に旋回中心CT3を中心として矢印G、H方向に
任意角度θだけ旋回させた場合の、該角度θとスピンド
ル22(従って工具31)のX、Y、Z軸に対する角度
θx、θy、θzとの関係について説明する。
Next, the main control section 51 is instructed to start machining via the input section 53 shown in FIG. Then, the main control unit 51 instructs the machining control unit 56 to perform machining, and upon receiving the command, the machining control unit 56 reads the machining program from the machining program memory 55 and machining the workpiece 30. . In this machining program, the coordinate transformation analysis control unit 60 of the machining control device 50 shown in FIG. Surface definition coordinates PC in surface definition conditions PDT for surfaces ■~■
According to the number of surfaces inputted in O, machining blocks corresponding to the surfaces ■ to ■ for which machining is instructed on each machining surface of the workpiece 30 are sequentially formed, and furthermore, each machining block has the workpiece 3
The machining data for surfaces ■ to ■ of each machining surface of 0 are described based on the workpiece origin of each machining surface. Here, the case of machining the slope of the workpiece 30, which is particularly characteristic of the present invention, will be described. At this time, for example, as shown in FIG.
The surface (2), which is the slope of the workpiece 30, is inclined at a predetermined angle with respect to the three axes, X, Y, and Z, so the tool 31
It is necessary to process the surface by tilting it at a predetermined angle with respect to the X, Y, and Z axes according to the inclination of the surface (2). Therefore, first of all, the head 19 shown in FIG.
2, the angle θ and the angles θx, θy, θz of the spindle 22 (therefore, the tool 31) with respect to the Explain the relationship between

【0016】即ち、図7に示すように、対称点P1をX
、Y、Z座標軸の原点0とし、旋回中心CT3(α軸)
に対して直角でY軸及びZ軸に接する半径1の円(以下
、単位円UCと称する。)を考える。そして、単位円U
CがY軸及びZ軸に接する点をそれぞれA、Bとする。 ここで、スピンドル22(即ち、ヘッド19)を、その
回転中心CT5をZ軸上に位置決めした状態から矢印G
方向に角度θだけ旋回させて、図中一点鎖線で示す位置
に位置決めする。すると、スピンドル22の回転中心C
T5も、矢印G方向に角度θだけ旋回して、単位円UC
の円周に沿って点Bから点Dまで移動する。この際、図
8に示すように、点DからXZ平面及びYZ平面に下ろ
した垂線の足をそれぞれG1、E、また足G1よりZ軸
に下ろした垂線の足をFとすれば、θ=∠BCD、θx
=∠DFG1     FG1=DE、DG1=EF=FBであるので
、 tanθx=DG1/FG1=EF/DE
That is, as shown in FIG. 7, the point of symmetry P1 is
, the origin of the Y, Z coordinate axes is 0, and the turning center CT3 (α axis)
Consider a circle with a radius of 1 (hereinafter referred to as the unit circle UC) that is perpendicular to , and tangent to the Y and Z axes. And the unit circle U
Let A and B be the points where C touches the Y axis and the Z axis, respectively. Here, the spindle 22 (that is, the head 19) is moved from the state where the rotation center CT5 is positioned on the Z-axis to the direction indicated by the arrow G.
It is rotated in the direction by an angle θ and positioned at the position shown by the chain line in the figure. Then, the rotation center C of the spindle 22
T5 also rotates by an angle θ in the direction of arrow G and returns to the unit circle UC.
move from point B to point D along the circumference of At this time, as shown in FIG. 8, if the legs of the perpendicular line drawn from point D to the XZ plane and YZ plane are G1 and E, respectively, and the leg of the perpendicular line drawn from leg G1 to the Z axis is F, then θ= ∠BCD, θx
=∠DFG1 Since FG1=DE and DG1=EF=FB, tanθx=DG1/FG1=EF/DE

【数1】ta
nθx=EF/DE となる。ここで、図7に示す点Dより直線ABに垂線を
下ろし、その足をEとすると、CD=1であるので、
[Math 1] ta
nθx=EF/DE. Here, if we draw a perpendicular line from the point D shown in Figure 7 to the straight line AB and its foot is E, then CD=1, so


数2】DE=CDsinθ=sinθとなる。また、図
7に示す三角形BEFにおいて、FB=EF=EBsi
n45° =(BC−CDcosθ)sin45゜
[
Equation 2: DE=CDsinθ=sinθ. Furthermore, in the triangle BEF shown in FIG. 7, FB=EF=EBsi
n45° = (BC-CDcosθ) sin45°

【数3】EF=
(1−cosθ)/√2となる。従って、数2、数3を
数1に代入すると、tanθx=EF/DE =(1−cosθ)/(√2・sinθ)となる。従っ
て、
[Math 3] EF=
(1-cosθ)/√2. Therefore, by substituting Equation 2 and Equation 3 into Equation 1, tanθx=EF/DE=(1−cosθ)/(√2·sinθ). Therefore,

【数4】     θx=arctan[(1−cosθ)/(√
2・sinθ)]を得る。 また、角度θyは、図8に示す三角形ODG1より、s
inθy=DG1/OD θy=arcsin(DG1/OD) ここで、DG1=EF、EF=(1−cosθ)/√2
であるから、 DG1=(1−cosθ)/√2 となる。また、∠CDO=∠CBOであるので、∠CB
O=45°より、 ∠CDO=45° となる。また、三角形ODCにおいて、CD=1、∠C
DO=45°より、 OD=CDtan∠CDO  =tan45°=√2と
なる。従って、 θy=arcsin(DG1/OD) =arcsin(((1−cosθ)/√2)/√2)
[Formula 4] θx=arctan[(1-cosθ)/(√
2・sin θ)] is obtained. Also, the angle θy is determined by s from the triangle ODG1 shown in FIG.
inθy=DG1/OD θy=arcsin(DG1/OD) Here, DG1=EF, EF=(1-cosθ)/√2
Therefore, DG1=(1-cosθ)/√2. Also, since ∠CDO=∠CBO, ∠CB
Since O=45°, ∠CDO=45°. Also, in triangular ODC, CD=1, ∠C
Since DO=45°, OD=CDtan∠CDO=tan45°=√2. Therefore, θy=arcsin(DG1/OD)=arcsin(((1-cosθ)/√2)/√2)

【数5】 θy=arcsin((1−cosθ)/2)を得る。 更に、角度θzは、図8に示す三角形FOG1より、 tanθz=FG1/OF=DE/OFここで、図8に
示す三角形EOFより、OF=(1+cosθ)/√2 上式より、 tanθz=sinθ/[(1+cosθ)/√2]=
√2sinθ/(1+cosθ) 従って、
[Equation 5] Obtain θy=arcsin((1−cosθ)/2). Furthermore, the angle θz is calculated from the triangle FOG1 shown in FIG. 8 as follows: tanθz=FG1/OF=DE/OF Here, from the triangle EOF shown in FIG. 8, OF=(1+cosθ)/√2 From the above equation, tanθz=sinθ/ [(1+cosθ)/√2]=
√2sinθ/(1+cosθ) Therefore,

【数6】     θz=arctan[√2・sinθ/(1+
cosθ)]となる。
[Formula 6] θz=arctan[√2・sinθ/(1+
cos θ)].

【0017】従って、上述した角度θと角度θx、θy
、θzとの関係に基づき、図8に示す原点Oより図中左
方に所定距離だけ突出した工具31の刃先31aの、ワ
ーク30に対する位置を正確に求められる。ここで、角
度θyは、ヘッド19を工具31を装着したスピンドル
22と共に旋回中心CT3を中心として矢印G、H方向
に任意角度θだけ旋回させた場合の工具31のテーブル
35のワーク搭載面35aが形成するXZ平面に対する
X軸回りの傾きであると共に、ワーク30の当該工具3
1により加工されるべき当該工具31に垂直に直交する
加工すべき斜面の傾き角度WAでもある。そこで、ワー
ク30の斜面の傾きを工具31の傾きと見做せば、数5
より、該ワーク30の斜面の傾き角度WAに相当する角
度θyについてヘッド19を旋回させるべきヘッド旋回
量TA2に相当する角度θを求めることができる。即ち
、数5より、 sinθy=(1−cosθ)/2 cosθ=1−2sinθy
Therefore, the above-mentioned angle θ and angles θx, θy
, θz, the position of the cutting edge 31a of the tool 31, which protrudes from the origin O shown in FIG. 8 by a predetermined distance to the left in the drawing, with respect to the workpiece 30 can be accurately determined. Here, the angle θy is the workpiece mounting surface 35a of the table 35 of the tool 31 when the head 19 is rotated by an arbitrary angle θ in the directions of arrows G and H about the rotation center CT3 together with the spindle 22 on which the tool 31 is attached. It is the inclination around the X axis with respect to the XZ plane to be formed, as well as the inclination of the tool 3 of the work 30.
1 is also the inclination angle WA of the slope to be machined perpendicularly to the tool 31 to be machined. Therefore, if the slope of the workpiece 30 is regarded as the slope of the tool 31, then the equation 5
Accordingly, the angle θ corresponding to the head turning amount TA2 by which the head 19 should be turned can be determined with respect to the angle θy corresponding to the inclination angle WA of the slope of the workpiece 30. That is, from equation 5, sinθy=(1-cosθ)/2 cosθ=1-2sinθy

【数7】θ=arccos(1−2sinθy)を得る
。一方、角度θzは、ヘッド19を工具31を装着した
スピンドル22と共に旋回中心CT3を中心として矢印
G、H方向に任意角度θだけ旋回させた場合の工具31
のZ軸に対するテーブル35のワーク搭載面35aが形
成するXZ平面に垂直なY軸回りの傾きであると共に、
加工に際して、工具と加工面の垂直状態を維持するため
に、工具がθzだけ回転したことを補償するためのテー
ブル35の基準原点BPからの回転量でもある。 そこで、先に求めた角度θより、該ワーク30の斜面の
傾きに対応してテーブル35を基準原点BPから旋回さ
せるべきテーブル旋回補正量TA1に相当する角度θz
を角度θyについて求めることができる。即ち、先に求
めたθを数6に代入して、
[Equation 7] Obtain θ=arccos(1-2sinθy). On the other hand, the angle θz is the tool 31 when the head 19 is rotated by an arbitrary angle θ in the directions of arrows G and H about the rotation center CT3 together with the spindle 22 on which the tool 31 is attached.
is the inclination around the Y-axis perpendicular to the XZ plane formed by the workpiece mounting surface 35a of the table 35 with respect to the Z-axis, and
It is also the amount of rotation of the table 35 from the reference origin BP to compensate for the rotation of the tool by θz in order to maintain the perpendicular state of the tool and the machining surface during machining. Therefore, from the previously obtained angle θ, an angle θz corresponding to the table rotation correction amount TA1 for rotating the table 35 from the reference origin BP in accordance with the slope of the slope of the workpiece 30 is determined.
can be determined for the angle θy. That is, by substituting the previously calculated θ into equation 6,

【数8】     θz=arctan[√2・sin(arcc
os(1−2sinθy))/(1+cos(arcc
os(1−2sinθy)))]を得る。従って、ワー
ク30の斜面を加工する際は、角度θyに相当するワー
ク30の斜面の傾き角度WAさえ分かれば、該角度θy
よりヘッド19を旋回させるべきヘッド旋回量TA2に
相当する角度θ及びテーブル35の基準原点BPから旋
回させるべきテーブル旋回補正量TA1に相当する角度
θz算出して、該ワーク30の斜面に対する工具31の
位置決めを行なうことができる。 即ち、本発明においては、図3に示す加工制御装置50
の座標変換解析制御部60が、入力部53より入力され
た面定義座標PCOがローディングされた加工プログラ
ム中のワーク30の斜面の傾き角度WAのデータを基に
、数7及び数8よりヘッド19のヘッド旋回量TA2に
相当する角度θ及びテーブル35のテーブル旋回補正量
TA1に相当する角度θzを算出する。すると、図3に
示す加工制御部56が、該算出値を基に軸制御部57に
所定の角度を取るように指令する。
[Formula 8] θz=arctan[√2・sin(arcc
os(1-2sinθy))/(1+cos(arcc
os(1-2sinθy)))] is obtained. Therefore, when machining the slope of the workpiece 30, as long as the inclination angle WA of the slope of the workpiece 30 corresponding to the angle θy is known, the angle θy
The angle θ corresponding to the head rotation amount TA2 to which the head 19 should be rotated and the angle θz corresponding to the table rotation correction amount TA1 to be rotated from the reference origin BP of the table 35 are calculated. Positioning can be performed. That is, in the present invention, the processing control device 50 shown in FIG.
The coordinate conversion analysis control unit 60 calculates the head 19 based on the data of the inclination angle WA of the slope of the workpiece 30 in the machining program into which the surface definition coordinate PCO inputted from the input unit 53 is loaded. An angle θ corresponding to the head rotation amount TA2 and an angle θz corresponding to the table rotation correction amount TA1 of the table 35 are calculated. Then, the processing control section 56 shown in FIG. 3 instructs the axis control section 57 to take a predetermined angle based on the calculated value.

【0018】以上のように、ワーク30の斜面の傾き角
度WAに相当する角度θy、ヘッド19のヘッド旋回量
TA2に相当する角度θ及びテーブル35のテーブル旋
回補正量TA1に相当する角度θzは関係付けられるの
で、主制御部51の指令を受けた加工制御部56は、座
標変換指令を認識すると、該座標変換指令に基づき図3
に示す座標変換解析制御部60に対して、変換後の座標
に工具31が適応可能なようにテーブル35及びヘッド
19の旋回量を算出すると共に、ワーク座標系(WX、
WY、WZ座標)を機械座標系(X、Y、Z座標)に変
換するように指令する。指令を受けた図3に示す座標変
換解析制御部60は、前述したワーク座標と機械座標と
の関係から、該加工プログラム中にローディングされた
ワーク30の各加工面の面■〜■に対応した面定義座標
PCOのデータPD4、PD5及びバッファメモリ58
に格納された基準座標BCOのデータBD4に基づき、
ワーク30の各加工面の面■〜■に対応したテーブル3
5及びヘッド19の旋回量の算出を行なう。また、ワー
ク30の各加工面の面■〜■のWX、WY、WZ座標を
該加工プログラム中にローディングされたワーク30の
各加工面の面■〜■に対応した面定義座標PCOのデー
タPD1、PD2、PD3及びバッファメモリ58に格
納された基準座標BCOのデータBD1、BD2、BD
3からXYZ座標に変換する。
As described above, the angle θy corresponding to the inclination angle WA of the slope of the workpiece 30, the angle θ corresponding to the head rotation amount TA2 of the head 19, and the angle θz corresponding to the table rotation correction amount TA1 of the table 35 are related to each other. Therefore, when the machining control unit 56 receives the command from the main control unit 51 and recognizes the coordinate conversion command, the processing control unit 56 converts the coordinates shown in FIG.
The coordinate transformation analysis control unit 60 shown in FIG.
command to convert the WY, WZ coordinates) to the machine coordinate system (X, Y, Z coordinates). Upon receiving the command, the coordinate transformation analysis control unit 60 shown in FIG. Surface definition coordinates PCO data PD4, PD5 and buffer memory 58
Based on the data BD4 of the reference coordinate BCO stored in
Table 3 corresponding to each machining surface of the workpiece 30
5 and the amount of rotation of the head 19 is calculated. In addition, the WX, WY, and WZ coordinates of surfaces ■ to ■ of each machining surface of the workpiece 30 are converted to data PD1 of surface definition coordinates PCO corresponding to surfaces ■ to ■ of each machining surface of the workpiece 30 loaded in the machining program. , PD2, PD3 and the data BD1, BD2, BD of the reference coordinates BCO stored in the buffer memory 58
Convert from 3 to XYZ coordinates.

【0019】即ち、テーブル35の旋回量は、ワーク座
標と機械座標とのズレによるテーブル旋回基本量TBを
面定義座標PCOのデータPD4及び基準座標BCOの
データBD4から、TB=PD4+BD4とし、また、
ワーク30の加工面のテーブル35のワーク搭載面35
aに対する傾きによるテーブル旋回補正量TA1を面定
義座標PCOのデータPD5から、PD5=θyとして
数8より、TA1(=θz)が算出される。更に、ヘッ
ド19の旋回量は、ワーク30の加工面のテーブル35
のワーク搭載面35aに対する傾きによるヘッド旋回量
TA2を面定義座標PCOのデータPD5から、PD5
=θyとして数7より、TA2(=θ)を算出される。 このように、図3に示す座標変換解析制御部60がテー
ブル35及びヘッド19の旋回量TB、TA1、TA2
の算出等の解析を行なったら、座標変換解析制御部60
は、該解析結果を加工制御部56に出力し、該解析結果
を受けた加工制御部56は、軸制御部57に対して、各
駆動モータ69、40を所定量駆動するように指示する
。すると、前記加工制御部56の指令を受けた軸制御部
57は、B軸駆動モータ69を駆動させて図1に示すテ
ーブル35をテーブル旋回基本量TB(=PD4+BD
4)及びテーブル旋回補正量TA1(=θz)だけP方
向に旋回させて工具と加工面を対向させると共に、α軸
駆動モータ40を駆動させて図1に示すヘッド19をヘ
ッド旋回量TA2(=θ)だけG方向に旋回させスピン
ドル22の回転中心CT5、従って工具を当該加工面に
対して垂直に位置決めする。
That is, the amount of rotation of the table 35 is determined by setting the basic table rotation amount TB due to the deviation between the workpiece coordinates and the machine coordinates to TB=PD4+BD4 from the data PD4 of the surface definition coordinate PCO and the data BD4 of the reference coordinate BCO.
Work mounting surface 35 of table 35 on processing surface of work 30
TA1 (=θz) is calculated from Equation 8, where the table rotation correction amount TA1 due to the inclination with respect to a is set as PD5=θy from the data PD5 of the surface definition coordinate PCO. Furthermore, the amount of rotation of the head 19 is determined by the amount of rotation of the head 19 based on the table 35 on the processing surface of the workpiece 30.
The head rotation amount TA2 due to the inclination with respect to the workpiece mounting surface 35a is calculated from the data PD5 of the surface definition coordinate PCO, PD5
=θy, TA2 (=θ) is calculated from Equation 7. In this way, the coordinate transformation analysis control unit 60 shown in FIG.
After performing analysis such as calculation, the coordinate transformation analysis control unit 60
outputs the analysis result to the machining control section 56, and upon receiving the analysis result, the machining control section 56 instructs the axis control section 57 to drive each drive motor 69, 40 by a predetermined amount. Then, the axis control unit 57, which has received the instruction from the processing control unit 56, drives the B-axis drive motor 69 to move the table 35 shown in FIG.
4) The table is rotated in the P direction by the table rotation correction amount TA1 (=θz) so that the tool and the machining surface face each other, and the α-axis drive motor 40 is driven to move the head 19 shown in FIG. 1 by the head rotation amount TA2 (= θ) in the G direction to position the rotation center CT5 of the spindle 22, and thus the tool perpendicular to the machining surface.

【0020】更に、面定義座標PCOのデータPD1、
PD2、PD3及びバッファメモリ58に格納された基
準座標BCOのデータBD1、BD2、BD3からワー
ク座標系(WX、WY、WZ座標)を機械座標系(X、
Y、Z座標)への変換を図3に示す座標変換解析制御部
60で実行し、演算結果を加工制御部56に出力するこ
とにより、該解析結果を受けた加工制御部56は、軸制
御部57に対して、各駆動モータ65、66、67を所
定量駆動するように指示する。すると、前記加工制御部
56の指令を受けた軸制御部57は、前記加工制御部5
6の指令に基づいて各駆動モータ65、66、67を所
定量駆動させる。即ち、X軸駆動モータ65を駆動させ
て図1に示すベ−ス5をD1だけX軸方向に移動させ、
Y軸駆動モータ66を駆動させて図1に示す主軸台9を
D2だけY軸方向に移動させ、Z軸駆動モータ67を駆
動させて図1に示すコラム6をD3だけZ軸方向に移動
させ工具の刃先を加工すべき加工面のワーク原点に一致
させる。
Furthermore, data PD1 of surface definition coordinates PCO,
The work coordinate system (WX, WY, WZ coordinates) is converted from the machine coordinate system (X,
The coordinate conversion analysis control section 60 shown in FIG. The unit 57 is instructed to drive each of the drive motors 65, 66, and 67 by a predetermined amount. Then, the axis control section 57 that received the command from the processing control section 56 controls the processing control section 5.
Each drive motor 65, 66, 67 is driven by a predetermined amount based on the command No.6. That is, the base 5 shown in FIG. 1 is moved in the X-axis direction by D1 by driving the X-axis drive motor 65.
The Y-axis drive motor 66 is driven to move the headstock 9 shown in FIG. 1 in the Y-axis direction by D2, and the Z-axis drive motor 67 is driven to move the column 6 shown in FIG. 1 in the Z-axis direction by D3. Align the cutting edge of the tool with the workpiece origin of the surface to be machined.

【0021】以上により、工具31の刃先31aがワー
ク30の加工面に垂直に対向する形で、工具31を加工
開始位置(ワーク原点)に位置決めできるので、以降、
加工指令等に基づき加工制御部56が、軸制御部57等
に対して指示することにより、スピンドル22を駆動し
、工具と共に矢印J又はK方向に回転させる。そして、
主軸台9を、矢印E、F方向に適宜移動させたり、ベー
ス5、コラム6を移動駆動させることにより、工具31
によって、ワーク30が加工される。従って、作業者は
、ワークの斜面の加工面を加工する場合、該加工面の傾
きに応じてヘッドの回転角度とテーブルの回転角度を求
める必要が無く、ワークの斜面の加工面の傾き角度を入
力するだけで、該加工面の傾きに応じてヘッド及びテー
ブルは回転し位置決めされる。さらに、ワークを斜め加
工するときの工具刃先位置をどのように補正するかにつ
いて説明する。工具長補正を行うときには、加工制御装
置50のバス52に工具長メモリ61,工具長分配演算
部62を付加する(図3)。これらは主制御部51によ
って処理される。はじめに工具計測ユニット81で工具
長を測定しこれを工具長メモリ61に記憶しておく。工
具計測ユニット81は在来型のものであり、テーブル5
とコラム6の間に格納されている。計測時には扉が開い
て計測台81aが突出する。ヘッド端面に装着された工
具をZ軸方向に向いた状態のままにしておいて、ヘッド
ストックをY軸方向に移動しさらにコラム6をZ軸方向
に移動して計測台81aの測定面に工具刃先を接触させ
ることによりそのZ軸の長さつまり工具長lが測定され
る(図9)。計測された工具長lは主制御部51によっ
て工具長メモリ61に記憶される。主制御部51はヘッ
ド19が旋回する都度、加工プログラム中で指示された
ISO/EIAコードのG43に従って工具長lから工
具長分配演算部62を用いてX,Y,Zの直交座標の分
配量を演算するのであるが、このときの分配量演算手順
を以下に示す。工具長分配演算部62は、図10に示す
手順で座標変換解析制御部で得られた第1旋回角度θy
,第2旋回角度θzを用いてlx,ly,lzを次式の
ように算出する。
As described above, the tool 31 can be positioned at the machining start position (workpiece origin) with the cutting edge 31a of the tool 31 perpendicularly opposed to the machining surface of the workpiece 30, so that from now on,
The machining control unit 56 instructs the axis control unit 57 and the like based on machining commands and the like to drive the spindle 22 and rotate it together with the tool in the direction of arrow J or K. and,
By appropriately moving the headstock 9 in the directions of arrows E and F, and by moving and driving the base 5 and column 6, the tool 31
The workpiece 30 is machined. Therefore, when machining a sloped surface of a workpiece, the operator does not need to determine the rotation angle of the head and the rotation angle of the table according to the slope of the sloped surface of the workpiece. Just by inputting information, the head and table are rotated and positioned according to the inclination of the processing surface. Furthermore, how to correct the tool edge position when diagonally machining a workpiece will be explained. When performing tool length correction, a tool length memory 61 and a tool length distribution calculating section 62 are added to the bus 52 of the machining control device 50 (FIG. 3). These are processed by the main control section 51. First, the tool length is measured by the tool measuring unit 81 and stored in the tool length memory 61. The tool measuring unit 81 is of a conventional type, and the table 5
and column 6. During measurement, the door opens and the measurement stand 81a protrudes. Keeping the tool attached to the end face of the head facing the Z-axis direction, move the headstock in the Y-axis direction, further move the column 6 in the Z-axis direction, and place the tool on the measurement surface of the measuring table 81a. By bringing the cutting edges into contact, the length of the Z axis, that is, the tool length l, is measured (FIG. 9). The measured tool length l is stored in the tool length memory 61 by the main control section 51. Each time the head 19 rotates, the main control unit 51 uses the tool length distribution calculation unit 62 to calculate the distribution amount of X, Y, Z orthogonal coordinates from the tool length l according to G43 of the ISO/EIA code instructed in the machining program. The distribution amount calculation procedure at this time is shown below. The tool length distribution calculation section 62 calculates the first turning angle θy obtained by the coordinate transformation analysis control section according to the procedure shown in FIG.
, and the second turning angle θz, lx, ly, and lz are calculated as shown in the following equations.

【数9】lx=l・cosθy・sinθzly=l・
sinθy lz=l・cosθy・cosθz これにより刃先位置がヘッド19の旋回によって変化し
てもその変化量を自動演算することができる。つぎに、
実際の斜め加工例(図11)とその加工プログラムを図
12に示す。斜面に穴加工および真円加工したものであ
る。この加工プログラムにおいて、主制御部51はヘッ
ド19及びテーブル35の制御を連動する(N007)
。コードG68を2度実行すると、ワーク座標系からY
軸を中心に−74.457度回転しX軸を中心に60度
回転してプログラム座標系を設定し、このときのヘッド
旋回角θからθy,θzが決定される。つぎにコードG
43を実行してθy,θzから前述した工具長の分配量
lx,ly,lzが演算される。工具長の分配量lx,
ly,lzはワーク座標系で刃先位置補正され、斜面加
工であることを意識することなく、プログラム座標系で
加工プログラム■〜■は処理される。このように、斜面
加工であっても、通常の平面加工の加工プログラム部分
をそのまま利用して加工することができ、さらに工具交
換してもコードG43の実行によって通常の工具長計測
と同じように刃先位置の変化を自動的に補正できる。
[Formula 9] lx=l・cosθy・sinθzly=l・
sinθy lz=l·cosθy·cosθz Thereby, even if the position of the cutting edge changes due to rotation of the head 19, the amount of change can be automatically calculated. next,
An example of actual diagonal machining (FIG. 11) and its machining program are shown in FIG. Holes and perfect circles are machined on the slope. In this machining program, the main control unit 51 interlocks the control of the head 19 and table 35 (N007).
. When code G68 is executed twice, Y
The program coordinate system is set by rotating -74.457 degrees around the axis and 60 degrees around the X axis, and θy and θz are determined from the head rotation angle θ at this time. Next code G
43 is executed to calculate the aforementioned tool length distribution amounts lx, ly, and lz from θy and θz. Tool length distribution amount lx,
ly and lz are corrected in the cutting edge position in the workpiece coordinate system, and the machining programs 1 to 2 are processed in the program coordinate system without being conscious of slope machining. In this way, even for slope machining, the machining program part of normal flat machining can be used as is, and even if the tool is changed, code G43 can be executed in the same way as normal tool length measurement. Changes in the position of the cutting edge can be automatically corrected.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベッド2等のフレームを有し、前記フレームに、ヘッド
支持部10等のヘッド支持手段を設け、前記ヘッド支持
手段に、ヘッド19を水平面に対して45度の角度を持
つ旋回中心CT3等の第1旋回軸を中心として旋回自在
に設けると共に、ヘッドを旋回駆動するためのα軸駆動
モータ40等のヘッド旋回駆動手段を設け、前記ヘッド
に、工具が着脱自在に設けられたスピンドル22等の工
具主軸を前記第1旋回軸と45度の角度を持って形成さ
れた回転中心CT5等の工具回転軸を中心として回転駆
動自在に設け、また、前記フレームに、テーブル35を
水平面内で該水平面に対して垂直な回転中心CT1等の
第2旋回軸を中心として旋回自在に設けると共に、テー
ブルを旋回駆動するためのB軸駆動モータ69等のテー
ブル旋回駆動手段を設けて構成される5軸制御加工機に
おいて、ワークの加工すべき加工面の前記水平面に対す
る角度MA、WA等の傾斜角度と前記水平面に垂直な軸
を中心とした角度MB、WB等の回転角度を定義した基
準条件BCT、面定義条件PDT等の加工面角度情報を
格納したバッファメモリ58、メモリ55等のメモリ手
段を設け、前記傾斜角度から前記第1旋回軸を中心とし
た前記ヘッドのヘッド旋回量TA2等の第1旋回角度を
演算する座標変換解析制御部60等のヘッド旋回角度演
算手段を設け、前記傾斜角度及び前記回転角度から前記
第2旋回軸を中心とした前記テーブルのテーブル旋回基
本量TB及びテーブル旋回補正量TA1等の第2旋回角
度を演算する座標変換解析制御部60等のテーブル旋回
角度演算手段を設け、前記ヘッド旋回角度演算手段で求
められた第1旋回角度と前記テーブル旋回角度演算手段
で求められた第2旋回角度から、前記工具回転軸が前記
ワークの加工すべき加工面に対して垂直となるように前
記ヘッド旋回駆動手段と前記テーブル旋回駆動手段を制
御する加工制御部56、軸制御部57等の駆動制御手段
を設けて構成される。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
It has a frame such as a bed 2, the frame is provided with head support means such as a head support part 10, and the head support means is provided with a rotation center CT3 such as a turning center CT3 having an angle of 45 degrees with respect to the horizontal plane for the head 19. A tool such as a spindle 22, which is provided to be freely rotatable about a rotation axis, and is provided with head rotation driving means such as an α-axis drive motor 40 for rotationally driving the head, and a tool such as a spindle 22 that is detachably provided on the head. A main shaft is provided to be rotatably driven around a tool rotation axis such as a rotation center CT5 formed at an angle of 45 degrees with the first rotation axis, and a table 35 is mounted on the frame within a horizontal plane. 5-axis control processing, which is configured to be rotatable around a second rotation axis such as the rotation center CT1 perpendicular to the table, and a table rotation drive means such as a B-axis drive motor 69 for rotationally driving the table. In the machine, standard conditions BCT and surface definition define inclination angles such as angles MA and WA of the surface to be machined of the workpiece with respect to the horizontal plane and rotation angles such as angles MB and WB about an axis perpendicular to the horizontal plane. A memory means such as a buffer memory 58 and a memory 55 that store processing surface angle information such as condition PDT is provided, and a first rotation angle such as a head rotation amount TA2 of the head about the first rotation axis is calculated from the inclination angle. A head rotation angle calculation means such as a coordinate conversion analysis control unit 60 is provided to calculate a table rotation basic amount TB and a table rotation correction amount TA1 of the table about the second rotation axis from the inclination angle and the rotation angle. A table rotation angle calculation means such as a coordinate transformation analysis control unit 60 for calculating a second rotation angle such as A processing control unit 56 and an axis control unit 57 that control the head rotation drive means and the table rotation drive means so that the tool rotation axis becomes perpendicular to the processing surface of the workpiece from the second rotation angle. It is constructed by providing drive control means such as the following.

【0023】以上のように構成されるので、上記した構
成により、本発明は、ヘッド旋回角度演算手段が、傾斜
角度から第1旋回角度を求めることにより、駆動制御手
段が該第1旋回角度に基づきヘッド旋回駆動手段を制御
すると共に、テーブル旋回角度演算手段が、傾斜角度及
び回転角度から第2旋回角度を求めることにより、駆動
制御手段が該第2旋回角度に基づきテーブル旋回駆動手
段を制御して、工具が加工すべきワークの加工面に対し
て垂直になるように位置決めするので、作業者は、ワー
クの斜面の加工面を加工する場合、該加工面の傾きに応
じた傾斜角度及び回転角度を入力するだけで、該加工面
の傾きに応じて工具が該加工面に対して垂直となるよう
にヘッド及びテーブルは回転し位置決めされる。このよ
うに、斜面加工であっても、通常の平面加工の加工プロ
グラムをそのまま利用して加工することができ、さらに
工具交換を行っても通常の工具長計測と同じように刃先
位置の変化を自動的に補正できる。
[0023] With the above structure, the present invention allows the head rotation angle calculation means to calculate the first rotation angle from the inclination angle, and the drive control means to adjust the first rotation angle to the first rotation angle. The table rotation angle calculation means determines a second rotation angle from the inclination angle and the rotation angle, and the drive control means controls the table rotation drive means based on the second rotation angle. Since the tool is positioned perpendicular to the machining surface of the workpiece to be machined, when machining a sloped surface of the workpiece, the operator must adjust the inclination angle and rotation according to the inclination of the machining surface. By simply inputting an angle, the head and table are rotated and positioned according to the inclination of the machining surface so that the tool is perpendicular to the machining surface. In this way, even when machining slopes, the machining program for regular flat machining can be used as is, and even when tools are changed, changes in the cutting edge position can be measured in the same way as with regular tool length measurement. Can be corrected automatically.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】図1は、本発明による5軸制御加工機の一実施
例を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a five-axis control processing machine according to the present invention.

【図2】図2は、図1に示す5軸制御加工機の主軸台の
要部の一例を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a main part of the headstock of the five-axis control processing machine shown in FIG. 1;

【図3】図3は、図1に示す5軸制御加工機に装着され
た加工制御装置の制御ブロックの一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a control block of a processing control device installed in the five-axis control processing machine shown in FIG. 1;

【図4】図4は、座標の定義の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the definition of coordinates.

【図5】図5は、図4に示したワークの座標データの一
例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of coordinate data of the workpiece shown in FIG. 4;

【図6】図6は、図1に示す5軸制御加工機に対してワ
ークの各加工面の座標を定義した一例を示す図である。 (a)は、基準条件を示す図である。 (b)は、面定義条件を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of defining coordinates of each processing surface of a workpiece for the five-axis control processing machine shown in FIG. 1; (a) is a diagram showing reference conditions. (b) is a diagram showing surface definition conditions.

【図7】図7は、ヘッドに装着されたスピンドルとX、
Y、Z軸との間の角度を示す図である。
[Fig. 7] Fig. 7 shows the spindle attached to the head,
It is a figure which shows the angle between Y and Z axes.

【図8】図8は、ヘッドに装着されたスピンドルとX、
Y、Z軸との間の角度を示す図である。
[Fig. 8] Fig. 8 shows the spindle attached to the head,
It is a figure which shows the angle between Y and Z axes.

【図9】図9は工具長の測定を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing measurement of tool length.

【図10】図10は工具長の分配量の算出を示す説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing calculation of the tool length distribution amount.

【図11】図11は加工を模式的に示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing processing.

【図12】図12は加工プログラムを示す説明図である
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a machining program.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2……フレーム(ベッド) 10……ヘッド支持手段(ヘッド支持部)19……ヘッ
ド 22……工具主軸(スピンドル) 35……テーブル 40……ヘッド旋回駆動手段(α軸駆動モータ)55…
…メモリ手段(加工プログラムメモリ)56……駆動制
御手段(加工制御部) 57……駆動制御手段(軸制御部) 60……ヘッド旋回角度演算手段(座標変換解析制御部
) 60……テーブル旋回角度演算手段(座標変換解析制御
部) 69……テーブル旋回駆動手段(B軸駆動モータ)MA
……傾斜角度(角度) MB……回転角度(角度) WA……傾斜角度(角度) WB……回転角度(角度) BCT……加工面角度情報(基準条件)PDT……加工
面角度情報(面定義条件)TA1……第2旋回角度(テ
ーブル旋回補正量)TA2……第1旋回角度(ヘッド旋
回量)TB……第2旋回角度(テーブル旋回基本量)C
T1……第2旋回軸(回転中心) CT3……第1旋回軸(旋回中心) CT5……工具回転軸(回転中心)
2...Frame (bed) 10...Head support means (head support part) 19...Head 22...Tool main shaft (spindle) 35...Table 40...Head rotation drive means (α-axis drive motor) 55...
... Memory means (machining program memory) 56 ... Drive control means (processing control section) 57 ... Drive control means (axis control section) 60 ... Head rotation angle calculation means (coordinate transformation analysis control section) 60 ... Table rotation Angle calculation means (coordinate transformation analysis control section) 69...Table rotation drive means (B-axis drive motor) MA
...Inclination angle (angle) MB...Rotation angle (angle) WA...Inclination angle (angle) WB...Rotation angle (angle) BCT...Machine surface angle information (standard conditions) PDT...Machine surface angle information ( Surface definition conditions) TA1...Second rotation angle (table rotation correction amount) TA2...First rotation angle (head rotation amount) TB...Second rotation angle (table rotation basic amount) C
T1...Second rotation axis (rotation center) CT3...First rotation axis (rotation center) CT5...Tool rotation axis (rotation center)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  フレームを有し、前記フレームに、ヘ
ッド支持手段を設け、前記ヘッド支持手段に、ヘッドを
水平面に対して45度の角度を持つ第1旋回軸を中心と
して旋回自在に設けると共に、ヘッドを旋回駆動するた
めのヘッド旋回駆動手段を設け、前記ヘッドに、工具が
着脱自在に設けられた工具主軸を前記第1旋回軸と45
度の角度を持って形成された工具回転軸を中心として回
転駆動自在に設け、また、前記フレームに、テーブルを
水平面内で該水平面に対して垂直な第2旋回軸を中心と
して旋回自在に設けると共に、テーブルを旋回駆動する
ためのテーブル旋回駆動手段を設け、ワークの加工すべ
き加工面の前記水平面に対する傾斜角度と前記水平面に
垂直な軸を中心とした回転角度を定義した加工面角度情
報を格納したメモリ手段を設け、前記傾斜角度から前記
第1旋回軸を中心とした前記ヘッドの第1旋回角度を演
算するヘッド旋回角度演算手段を設け、前記傾斜角度及
び前記回転角度から前記第2旋回軸を中心とした前記テ
ーブルの第2旋回角度を演算するテーブル旋回角度演算
手段を設け、前記ヘッド旋回角度演算手段で求められた
第1旋回角度と前記テーブル旋回角度演算手段で求めら
れた第2旋回角度から、前記工具回転軸が前記ワークの
加工すべき加工面に対して垂直となるように前記ヘッド
旋回駆動手段と前記テーブル旋回駆動手段を制御する駆
動制御手段を設けて構成した5軸制御加工機において、
工具長計測手段を設け、該計測された工具長から前記第
1旋回角度および前記第2旋回角度に基づいて直交座標
毎に分配量を算出する工具長分配演算手段を設け、前記
分配量を用いて工具刃先位置を補正することを特徴とす
る5軸制御加工機における工具長補正装置。
1. The apparatus has a frame, a head support means is provided on the frame, a head is provided on the head support means so as to be rotatable about a first pivot axis having an angle of 45 degrees with respect to a horizontal plane; , a head rotation driving means for rotationally driving the head is provided, and a tool main shaft, on which a tool is detachably provided, is connected to the first rotation axis 45.
A table is provided on the frame so as to be rotatable around a tool rotation axis formed at an angle of 1.5 degrees, and a table is provided on the frame so as to be rotatable within a horizontal plane around a second rotation axis perpendicular to the horizontal plane. At the same time, a table rotation driving means for rotating the table is provided, and processing surface angle information defining an inclination angle of the processing surface of the workpiece with respect to the horizontal plane and a rotation angle about an axis perpendicular to the horizontal plane is provided. head rotation angle calculation means for calculating a first rotation angle of the head about the first rotation axis from the inclination angle; Table rotation angle calculation means for calculating a second rotation angle of the table about the axis is provided, and the first rotation angle calculated by the head rotation angle calculation means and the second rotation angle calculated by the table rotation angle calculation means are provided. 5-axis control comprising drive control means for controlling the head rotation drive means and the table rotation drive means so that the tool rotation axis is perpendicular to the processing surface of the workpiece from the rotation angle. In the processing machine,
A tool length measuring means is provided, and a tool length distribution calculation means is provided for calculating a distribution amount for each orthogonal coordinate based on the measured tool length based on the first turning angle and the second turning angle, and using the distribution amount. A tool length correction device for a 5-axis control processing machine, characterized in that the tool length correction device corrects the tool cutting edge position.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167516A (en) * 2009-01-21 2010-08-05 Fanuc Ltd Numerical control device of five-axis machine tool

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