JPH0454604A - Three-dimensional tool diameter correcting system - Google Patents

Three-dimensional tool diameter correcting system

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Publication number
JPH0454604A
JPH0454604A JP16495590A JP16495590A JPH0454604A JP H0454604 A JPH0454604 A JP H0454604A JP 16495590 A JP16495590 A JP 16495590A JP 16495590 A JP16495590 A JP 16495590A JP H0454604 A JPH0454604 A JP H0454604A
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JP
Japan
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tool
vector
plane
dimensional
radius correction
Prior art date
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Pending
Application number
JP16495590A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Sasaki
隆夫 佐々木
Toshiaki Otsuki
俊明 大槻
Seiji Ishii
石井 清次
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPH0454604A publication Critical patent/JPH0454604A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To simply execute the tool diameter correction by adding a second tool diameter correction vector to a program path deriving a final tool path and interpolating the tool path by an interpolating means. CONSTITUTION:A vector calculating means 105 reads the present position of a B shaft for controlling a rotary head 2 and the present position of a C shaft from a register 103 and a register 104, and derives a tool direction vector Vt of a tool 5. Subsequently, a plane arithmetic means 106 computes an offset plane S being vertical to the vector Vt. This offset plane S is a working plane. A tool diameter correcting means 107 derives a tool diameter correction vector Vs on the plane S. The vector Vs is a two-dimensional vector on the plane S, and can be derived simply. A coordinate transformation means 108 transforms the vector Vs on the plane S to a tool diameter correction vector V on the original coordinate system (X,Y,Z). By adding the vector V by an adder 109, a tool path L2 in which the tool diameter is corrected is derived. An interpolating means 110 derives a moving amount from this tool passage L2, and interpolates it. In such a way, the three-dimensional tool diameter correction can be executed simply.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は数値制御工作機械での3次元工具径補正方式に
関し、特に工具が傾斜してワークを加工する場合の3次
元工具径補正方式に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a three-dimensional tool radius correction method for numerically controlled machine tools, and particularly relates to a three-dimensional tool radius correction method when machining a workpiece with a tilted tool. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

数値制御工作機械では、3次元加工を行うために、工具
がワークに対して傾斜しなければならない。これらの傾
斜は、工具を設けたロータリヘッドをワーク面に傾斜さ
せるものと、ワークテーブルを傾斜させるものがある。
In numerically controlled machine tools, the tool must be tilted relative to the workpiece in order to perform three-dimensional machining. These inclinations include those that incline the rotary head provided with the tool toward the work surface, and those that incline the work table.

数値制御装置での工具径補正は通常直角座標系内の平面
上で行われる。3次元の工具径補正を行うた約には、工
具径補正ベクトルの方向を指令する必要がある。これら
の指令を行うためには、工具径補正ベクトルの方向を知
っていなければならない。このために、3次元上の工具
径補正は以下のような方法が採用されている。
Tool radius correction in a numerical control device is usually performed on a plane within a rectangular coordinate system. To perform three-dimensional tool radius correction, it is necessary to command the direction of the tool radius correction vector. In order to issue these commands, the direction of the tool radius correction vector must be known. For this reason, the following method is adopted for three-dimensional tool radius correction.

第1の方法は自動プログラミング方法によるものである
。自動プログラミング方法によれば、加ニブログラムを
生成するときに、同時に工具径補正ベクトルも計算され
、工具径補正された工具通路が自動的に求められる。
The first method is through automatic programming methods. According to the automatic programming method, when a cutting program is generated, a tool radius correction vector is also calculated at the same time, and a tool path with the tool radius corrected is automatically determined.

第2の方法は、加ニブログラムを特定の平面、例えばx
Y平面上で作成し、工具径補正もこの平面上で行って工
具通路を求め、これを実際の傾斜した平面に座標変換す
る方法である。
The second method is to convert the Canadian program to a specific plane, e.g. x
This is a method in which the tool path is created on the Y plane, the tool radius correction is also performed on this plane, and the coordinates are converted to an actual inclined plane.

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、第1の自動プログラミングを使用する方法では
、常に自動プログラム作成装置を必要とし、システムが
高価なものとなる。また、工具径が変化すると、その度
に加ニブログラムを作成する必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the first method using automatic programming always requires an automatic program creation device, making the system expensive. Furthermore, it is necessary to create a cutting program every time the tool diameter changes.

また、第2の方法では、加工平面が固定されている場合
は比較的有用であるが、加工平面が変化する場合、すな
わち曲面を加工する場合は、XY平面上の工具の通路を
傾斜した平面、すなわち曲面に変換する変換マ) IJ
クスが常に変化し、座標変換が複雑になる。従って、数
値制御装置の処理に極めて大きな負担がかかる。
In addition, the second method is relatively useful when the machining plane is fixed, but when the machining plane changes, that is, when machining a curved surface, the tool path on the XY plane is , i.e., a transformation map that converts into a curved surface) IJ
coordinates change constantly, making coordinate transformation complicated. Therefore, an extremely heavy burden is placed on the processing of the numerical control device.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、傾
斜したワーク面の加工において、簡単に工具径補正ので
きる3次元工具径補正方式を提供することを目的とする
The present invention has been made in view of these points, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional tool radius correction method that allows easy tool radius correction in machining an inclined work surface.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明では上記課題を解決するために、工具が3次元空
間上に傾斜してワークを加工する数値制御工作機械での
3次元工具径補正方式において、前記工具の傾斜を制御
する制御軸の現在位置から、工具方向ベクトルを計算す
るベクトル計算手段と、前記工具方向ベクトルから、前
記工具方向ベクトルに垂直なオフセット平面を演算する
平面演算手段と、前記オフセット平面上で第1の工具径
ベクトルを求める工具径補正手段と、前記第1の工具径
補正ベクトルを元の座標系上の第2の工具補正ベクトル
に変換する座標変換手段と、プログラム通路に前記第2
の工具径補正ベクトルを加え工具通路を求める加算器と
、前記工具通路を補間する補間手段と、を有することを
特徴とする3次元工具径補正方式が、提供される。
In order to solve the above problems, the present invention provides a three-dimensional tool radius correction method for a numerically controlled machine tool in which a workpiece is machined by tilting the tool in three-dimensional space. vector calculation means for calculating a tool direction vector from the position; plane calculation means for calculating an offset plane perpendicular to the tool direction vector from the tool direction vector; and calculating a first tool radius vector on the offset plane. a tool radius correction means; a coordinate conversion means for converting the first tool radius correction vector into a second tool correction vector on the original coordinate system;
A three-dimensional tool radius correction method is provided, comprising: an adder that adds a tool radius correction vector to obtain a tool path; and an interpolation means that interpolates the tool path.

〔作用〕[Effect]

ベクトル計算手段は、工具の傾斜を制御する軸の位置情
報から、工具の傾斜、すなわち工具方向ベクトルを計算
する。例えば、工具の傾斜がロークリヘッドによって制
御され、ロークリヘッドの傾斜がB軸とC軸によって制
御されるときは、B軸とC軸の現在位置から、工具方向
ベクトルが求められる。
The vector calculation means calculates the inclination of the tool, that is, the tool direction vector, from the position information of the axis that controls the inclination of the tool. For example, when the inclination of the tool is controlled by the rotary head and the tilt of the rotary head is controlled by the B-axis and the C-axis, the tool direction vector is determined from the current positions of the B-axis and the C-axis.

次に、平面演算手段は工具方向ベクトルから、工具方向
ベクトルに垂直なオフセット平面を演算する。このオフ
セット平面は、言い換えれば加工平面でもある。工具径
補正手段はこのオフセット平面上で第1の工具径補正ベ
クトルを求める。この第1の工具径補正ベクトルはオフ
セット平面上では、2次元のベクトルであり、比較的簡
単に求めることができる。
Next, the plane calculation means calculates an offset plane perpendicular to the tool direction vector from the tool direction vector. In other words, this offset plane is also a processing plane. The tool radius correction means obtains a first tool radius correction vector on this offset plane. This first tool radius correction vector is a two-dimensional vector on the offset plane, and can be obtained relatively easily.

座標変換手段はこのオフセット平面上の第1の工具径補
正ベクトルを元の座標系の第2の工具径補正ベクトルに
変換する。第2の工具径補正ベクトルが3次元上の求め
る工具径補正ベクトルである。
The coordinate conversion means converts the first tool radius correction vector on the offset plane into a second tool radius correction vector in the original coordinate system. The second tool radius correction vector is a three-dimensional tool radius correction vector.

プログラム通路に、この第2の工具径補正ベクトルを加
えれば、最終的な工具通路が求まり、補間手段はこの工
具通路を補間する。
By adding this second tool radius correction vector to the program path, the final tool path is determined, and the interpolation means interpolates this tool path.

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。〔Example〕 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第2図は工具を傾斜させるロータリヘッドの概観図であ
る。ロータリヘッド1はY軸に平行な軸3を中心として
回転できるようになっている。この回転軸をB軸とする
。また、Z軸に平行な軸4を中心として回転できるよう
にもなっており、この回転軸をC軸とする。軸4の先端
には工具5が設けられている。
FIG. 2 is a general view of the rotary head for tilting the tool. The rotary head 1 can rotate around an axis 3 parallel to the Y axis. This axis of rotation is designated as the B axis. It can also rotate around an axis 4 parallel to the Z axis, and this rotation axis is referred to as the C axis. A tool 5 is provided at the tip of the shaft 4.

従って、B軸及びC軸の回転に伴って、工具5を任意の
角度に傾けることができ、任意の傾きを有するワーク平
面を加工することができる。一方、この工具5の傾きに
応じた工具補正ベクトルを計算して、与えることにより
、任意の傾いた加工面を有するワークを加工することが
できる。
Therefore, the tool 5 can be tilted at any angle as the B-axis and C-axis are rotated, and a workpiece plane having any tilt can be machined. On the other hand, by calculating and providing a tool correction vector according to the inclination of the tool 5, a workpiece having an arbitrary inclined machining surface can be machined.

一方、工具5が傾いているときは、工具径補正は傾いた
面で行う必要がある。従って、3次元上での工具径補正
が必要になる。
On the other hand, when the tool 5 is tilted, the tool diameter correction must be performed on the tilted surface. Therefore, three-dimensional tool radius correction is required.

次に3次元工具径補正方式について述べる。第3図は本
発明の3次元工具径補正方式の概略を説明するための図
である。工具5が座標系(X、Y。
Next, the three-dimensional tool radius correction method will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the three-dimensional tool radius correction method of the present invention. Tool 5 is in the coordinate system (X, Y.

2)に対して傾いたオフセット平面S上に垂直になって
いる。加ニブログラム上のプログラム通路はLlであり
、工具径補正を行って求める工具径補正後の工具通路を
L2とする。
2) is perpendicular to the offset plane S inclined with respect to 2). The program path on the cutting program is Ll, and the tool path after tool radius correction obtained by performing tool radius correction is L2.

まず、数値制御装置はB軸とC軸の現在位置から、この
工具5の工具方向ベクトルVtを求めることができる。
First, the numerical control device can determine the tool direction vector Vt of this tool 5 from the current positions of the B-axis and C-axis.

また、この工具方向ベクトルVtに垂直なオフセット平
面Sを演算することができる。ここで、オフセット平面
S上の座標系を、(Xs、Ys、Zs)とする。
Further, an offset plane S perpendicular to this tool direction vector Vt can be calculated. Here, the coordinate system on the offset plane S is assumed to be (Xs, Ys, Zs).

つぎに、プログラム通路L1をオフセット平面Sに射影
した通路をLls、工具径補正後の工具通路L2をオフ
セット平面Sに射影した通路をL2sとする。オフセッ
ト平面Sは求められているので、通路Lls上でこれに
垂直で、大きさを工具半径rとする工具径補正ベクトル
Vsを求めることができる。ここで、工具径補正ベクト
ルVsはオフセット平面S上の2次元ベクトルであるの
で、比較的簡単に求められる。
Next, a path obtained by projecting the program path L1 onto the offset plane S is assumed to be Lls, and a path obtained by projecting the tool path L2 after tool radius correction onto the offset plane S is assumed to be L2s. Since the offset plane S has been determined, a tool radius correction vector Vs that is perpendicular to the path Lls and has a size equal to the tool radius r can be determined. Here, since the tool radius correction vector Vs is a two-dimensional vector on the offset plane S, it can be obtained relatively easily.

この工具径補正ベクトルVsはプログラム通路L1を工
具通路L2に工具径補正する工具径補正ベクトルVと同
じである。従って、プログラム通路L1に工具径補正ベ
クトルVsを加えれば、工具通路L2が求められる。言
い換えれば、3次元工具径補正が可能となる。
This tool radius correction vector Vs is the same as the tool radius correction vector V that corrects the tool radius from the program path L1 to the tool path L2. Therefore, by adding the tool radius correction vector Vs to the program path L1, the tool path L2 can be determined. In other words, three-dimensional tool radius correction becomes possible.

ただし、工具径補正ベクトルVsはオフセット平面S上
の座標系(Xs、Ys、Zs)で求められているので、
元の座標系(X、 Y、  Z)に戻す必要がある。こ
の変換マトリクスは工具方向ベクトルVtから求めるこ
とができる。この結果、プログラム通路L1に工具径補
正ベクトルVを加えれば、工具径補正された工具通路L
2が求められる。
However, since the tool radius correction vector Vs is found in the coordinate system (Xs, Ys, Zs) on the offset plane S,
It is necessary to return to the original coordinate system (X, Y, Z). This conversion matrix can be obtained from the tool direction vector Vt. As a result, if the tool radius correction vector V is added to the program path L1, the tool path L with the tool radius
2 is required.

第1図は本発明の3次元工具径補正方式のブロック図で
ある。これらの各ブロックの処理は後述する数値制御装
置のソフトウェアによって実行される。前処理演算手段
102は加ニブログラム101を読み取り、移動指令を
加算器109へ送るともに、工具径補正指令があるとき
は後述の各ブロックに工具径補正指令を送る。
FIG. 1 is a block diagram of the three-dimensional tool radius correction method of the present invention. Processing of each of these blocks is executed by software of the numerical control device, which will be described later. The preprocessing calculation means 102 reads the cutting program 101, sends a movement command to the adder 109, and when there is a tool radius correction command, sends the tool radius correction command to each block described later.

ベクトル計算手段は105は、ロータリヘッド2を制御
するB軸の現在位置とC軸の現在位置をレジスタ103
と、レジスタ104から読み、工具5の工具方向ベクト
ルVtを求める。
The vector calculation means 105 stores the current position of the B axis and the current position of the C axis that control the rotary head 2 in the register 103.
is read from the register 104, and the tool direction vector Vt of the tool 5 is determined.

次に、平面演算手段106は工具方向ベクトル〜“tか
ら、工具方向ベクトルVtに垂直なオフセット平面Sを
演算する。このオフセット平面Sは、言い換えれば加工
平面でもある。工具径補正手段108はこのオフセット
平面S上で工具径補正ベクトルVsを求める。この工具
径補正ベクトル■Sはオフセット平面S上では、2次元
のベクトルであり、比較的簡単に求めることができる。
Next, the plane calculation means 106 calculates an offset plane S perpendicular to the tool direction vector Vt from the tool direction vector ˜t. This offset plane S is also a machining plane in other words. A tool radius correction vector Vs is determined on the offset plane S. This tool radius correction vector S is a two-dimensional vector on the offset plane S, and can be determined relatively easily.

座標変換手段108はこのオフセット平面S上の工具径
補正ベクトルVsを元の座標系(X、 Y。
The coordinate conversion means 108 transforms the tool radius correction vector Vs on this offset plane S into the original coordinate system (X, Y.

Z)上の工具径補正ベクトルVに変換する。工具径補正
ベクトルVが3次元上の求める工具径補正ベクトルであ
る。
Z) is converted into the tool radius correction vector V above. The tool radius correction vector V is a three-dimensional tool radius correction vector.

プログラム通路L1に、この工具径補正ベクトルVを加
算器109で加えれば、工具径補正された工具通路L2
が求まる。補間手段110はこの工具通路L2から移動
量を求め、これを補間する。
If this tool radius correction vector V is added to the program path L1 by the adder 109, the tool path L2 with the tool radius corrected is
is found. The interpolation means 110 determines the amount of movement from this tool path L2 and interpolates it.

補間された分配パルスは加減速制御手段111で加減速
され、軸制御回路41に送られる。軸制御回路41は分
配パルスを速度制御信号に変換し、サーボアンプ51に
送る。サーボアンプ51は速度制御信号を増幅し、サー
ボモータ61を駆動する。サーボモータ61には位置検
出用のパルスコーダが内蔵されており、軸制御回路41
に位置帰還パルスを帰還する。
The interpolated distribution pulse is accelerated or decelerated by the acceleration/deceleration control means 111 and sent to the axis control circuit 41. The axis control circuit 41 converts the distribution pulse into a speed control signal and sends it to the servo amplifier 51. Servo amplifier 51 amplifies the speed control signal and drives servo motor 61. The servo motor 61 has a built-in pulse coder for position detection, and the axis control circuit 41
Feed back the position feedback pulse to.

第1図では加減速制御手段111、軸制御回路41、サ
ーボアンプ51、サーボモータ61は1軸分のみしか表
していない。実際は5軸分必要であるが、他の軸の要素
も同じであるので省略しである。
In FIG. 1, the acceleration/deceleration control means 111, the axis control circuit 41, the servo amplifier 51, and the servo motor 61 are shown for only one axis. Actually, five axes are required, but since the elements of the other axes are the same, they are omitted.

第4図は3次元工具径補正方式の処理のフローチャート
である。図において、Sに続く数値はステップ番号を示
す。
FIG. 4 is a flowchart of the processing of the three-dimensional tool radius correction method. In the figure, the number following S indicates the step number.

〔S1〕前処理演算手段102は加ニブログラム101
を読み、3次元工具径補正スタートの指令があるか判別
し、あればS2へ、なければS3へ進む。
[S1] The preprocessing calculation means 102 uses the Kani program 101
It is determined whether there is a command to start three-dimensional tool radius correction, and if there is, the process advances to S2; if not, the process advances to S3.

〔S2〕スタートアツプ指令があるので、スタートアッ
プの処理を行う。すなわち、最初のオフセットベクトル
の生成等を行う。
[S2] Since there is a start-up command, start-up processing is performed. That is, the first offset vector is generated, etc.

[S3]3次元工具径補正キャンセルの指令があるか判
別し、あればS4へ進み、なければS5へ進む。
[S3] Determine whether there is a command to cancel three-dimensional tool radius correction, and if so, proceed to S4; if not, proceed to S5.

〔S4〕3次元工具径補正キアンセルの指令があるので
、オフセットベクトルをキャンセルする。
[S4] Since there is a three-dimensional tool radius correction cancellation command, the offset vector is canceled.

[35]3次元工具径補正モード中か判別し、3次元工
具径補正モードならS6へ、そうでなければ510へ進
む。
[35] Determine whether the three-dimensional tool radius correction mode is in progress. If the mode is the three-dimensional tool radius correction mode, proceed to S6; otherwise, proceed to 510.

〔S6〕ベクトル計算手段105はレジスタ103と1
04から、B軸及びC軸の現在位置を読み取り、工具方
向ベクトルVtを計算する。
[S6] Vector calculation means 105 registers 103 and 1
04, the current positions of the B-axis and C-axis are read, and the tool direction vector Vt is calculated.

〔S7〕平面演算手段106は工具方向ベクトルVtか
ら、工具方向ベクトルVtを法線とするオフセット平面
Sを求める。
[S7] The plane calculating means 106 calculates an offset plane S having the tool direction vector Vt as a normal line from the tool direction vector Vt.

〔S8〕工具径補正手段107はオフセット平面Sに射
影したプログラム通路Llsに対する工具径補正ベクト
ルVsを求める。
[S8] The tool radius correction means 107 determines the tool radius correction vector Vs for the program path Lls projected onto the offset plane S.

〔S9〕座標変換手段108は工具径補正ベクトルVs
を座標変換して、元の座標系での工具径補正ベクトルV
を求める。
[S9] The coordinate conversion means 108 converts the tool radius correction vector Vs
The tool radius correction vector V in the original coordinate system is obtained by converting the coordinates of
seek.

[310〕加算器109によって、プログラム通路L1
に工具径補正ベクトルVを加え、工具通路L2が求めら
れる。
[310] Adder 109 adds program path L1
The tool path L2 is obtained by adding the tool radius correction vector V to

〔S11〕補聞手段110は工具通路L2から移動量を
求め、これを補間して、分配パルスを出力する。
[S11] The interrogation means 110 obtains the movement amount from the tool path L2, interpolates this, and outputs a distribution pulse.

第5図は本発明を実施するための数値制御装置(CNC
)のハードウェアのブロック図である。
FIG. 5 shows a numerical control device (CNC) for implementing the present invention.
) is a block diagram of the hardware.

図において、10は数値制御装置(、CN C)である
。プロセッサ11は数値制御装置(CNC)10全体の
制御の中心となるプロセッサであり、バス21を介して
、ROM12に格納されたシステムプログラムを読み出
し、このシステムプログラムに従って、数値制御袋W 
(CNC)I O全体の制御を実行する。RAM13に
は一時的な計算データ、表示データ等が格納される。R
AM13にはSRAMが使用される。CNC314には
工具径補正量、ピッチ誤差補正量、加ニブログラム及び
パラメータ等が格納される。
In the figure, 10 is a numerical control device (CNNC). The processor 11 is a central processor for controlling the entire numerical control device (CNC) 10, reads out a system program stored in the ROM 12 via the bus 21, and executes the numerical control bag W according to this system program.
(CNC) Executes overall I/O control. The RAM 13 stores temporary calculation data, display data, etc. R
SRAM is used for AM13. The CNC 314 stores tool diameter correction amounts, pitch error correction amounts, cutting nib programs, parameters, and the like.

CNC314は、図示されていないバッテリでバックア
ップされ、数値制御装置(CNC)10の電源がオフさ
れても不揮発性メモリとなっているので、それらのデー
タはそのまま保持される。
The CNC 314 is backed up by a battery (not shown) and is a non-volatile memory even when the power of the numerical control device (CNC) 10 is turned off, so its data is retained as is.

インタフェース15は外部機器用のインタフェースであ
り、紙テープリーダ、紙テープパンチャ、紙チープリー
ダ・パンチャー等の外部機器31が接続される。紙テー
プリーダからは加ニブログラムが読み込まれ、また、数
値制御装置(CNC)10内で編集された加ニブログラ
ムを紙テ−プパンチャーに出力することができる。
The interface 15 is an interface for external equipment, and external equipment 31 such as a paper tape reader, paper tape puncher, paper cheap reader/puncher, etc. is connected thereto. A cannibal program is read from a paper tape reader, and a cannibal program edited in a numerical control device (CNC) 10 can be output to a paper tape puncher.

PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)16
はCNC10に内蔵され、ラダー形式で作成されたシー
ケンスプログラムで機械を制御する。すなわち、加ニブ
ログラムで指令された、M機能、SR能及びT機能に従
って、これらをシーケンスプログラムで機械側で必要な
信号に変換し、I10ユニット17から機械側に出力す
る。この出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油
圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等を作動
させる。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作
盤のスイッチ等の信号を受けて、必要な処理をして、プ
ロセッサ11に渡す。
PMC (Programmable Machine Controller) 16
is built into the CNC 10 and controls the machine using a sequence program created in ladder format. That is, according to the M function, SR function, and T function commanded by the machine program, these are converted into necessary signals on the machine side using a sequence program, and the signals are output from the I10 unit 17 to the machine side. This output signal drives a magnet, etc. on the machine side, and operates a hydraulic valve, a pneumatic valve, an electric actuator, etc. It also receives signals from limit switches on the machine side, switches on the machine operation panel, etc., performs necessary processing, and passes them to the processor 11.

各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、画像データ等
の画像信号はCRT/MDIユニット25の表示装置に
送られ、表示装置に表示される。
Image signals such as the current position of each axis, alarms, parameters, and image data are sent to the display device of the CRT/MDI unit 25 and displayed on the display device.

インタフェース19はCRT/MDIユニット25内の
キーボードからのデータを受けて、プロセッサ11に渡
す。
The interface 19 receives data from the keyboard in the CRT/MDI unit 25 and passes it to the processor 11.

インタフェース20は手動パルス発生器32に接続され
、手動パルス発生器32からのパルスを受ける。手動パ
ルス発生器32は機械操作盤に実装され、手動で機械稼
働部を精密に位置決めするのに使用される。
Interface 20 is connected to and receives pulses from manual pulse generator 32 . A manual pulse generator 32 is mounted on the machine operation panel and is used to manually precisely position the machine moving parts.

軸制御回路41〜45はプロセッサ11からの各軸の移
動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ51〜55
に出力する。サーボアンプ51〜55はこの移動指令を
受けて、各軸のサーボモータ61〜65を駆動する。サ
ーボモータ61〜65には位置検出用のパルスコーダが
内蔵されており、このパルスコーダから位置信号がパル
ス列としてフィードバックされる。場合によっては、位
置検出器として、リニアスケールが使用される。
Axis control circuits 41 to 45 receive movement commands for each axis from the processor 11 and send commands for each axis to servo amplifiers 51 to 55.
Output to. Servo amplifiers 51-55 receive this movement command and drive servo motors 61-65 for each axis. The servo motors 61 to 65 have a built-in pulse coder for position detection, and a position signal is fed back from the pulse coder as a pulse train. In some cases, a linear scale is used as a position detector.

また、このパルス列をF/V (周波数/速度)変換す
ることにより、速度信号を生成することができる。図で
はこれらの位置信号のフィードバックライン及び速度フ
ィードバックは省略しである。
Further, by performing F/V (frequency/velocity) conversion on this pulse train, a velocity signal can be generated. In the figure, these position signal feedback lines and velocity feedback are omitted.

スピンドル制御回路71はスピンドル回転指令及びスピ
ンドルのオリエンテーション等の指令を受けて、スピン
ドルアンプ72にスピンドル速度信号を出力する。スピ
ンドルアンプ72はこのスピンドル速度信号を受けて、
スピンドルモータ73を指令された回転速度で回転させ
る。また、オリエンテーション指令によって、所定の位
置にスピンドルを位置決めする。
The spindle control circuit 71 receives a spindle rotation command, a spindle orientation command, etc., and outputs a spindle speed signal to the spindle amplifier 72. The spindle amplifier 72 receives this spindle speed signal and
The spindle motor 73 is rotated at the commanded rotation speed. Further, the spindle is positioned at a predetermined position by an orientation command.

スピンドルモータ73には歯車あるいはベルトでポジシ
ョンコーダ82が結合されている。従って、ポジション
コーダ82はスピンドル73に同期して回転し、帰還パ
ルスを出力し、その帰還パルスはインタフェース81を
経由して、プロセッサ11によって、読み取られる。こ
の帰還パルスは他の軸をスピンドルモータ73に同期し
て移動させ、精密なタッピング加工等を可能にする。
A position coder 82 is connected to the spindle motor 73 by a gear or a belt. Therefore, the position coder 82 rotates in synchronization with the spindle 73 and outputs a feedback pulse, which is read by the processor 11 via the interface 81. This feedback pulse causes the other axes to move in synchronization with the spindle motor 73, enabling precise tapping and the like.

上記の説明では、ロータリヘッドを制御して工具の傾斜
を制御することで説明したが、これ以外にテーブルを傾
斜させ、相対的に工具をワーク面に傾斜させることもで
きる。この場合はテーブルを制御する軸の現在位置から
工具径補正ベクトルを計算することになる。
In the above description, the inclination of the tool is controlled by controlling the rotary head, but it is also possible to incline the table and incline the tool relative to the work surface. In this case, the tool radius correction vector is calculated from the current position of the axis that controls the table.

また、工具の傾斜を制御する軸を2軸としたが、l軸に
よって工具の傾斜を制御する場合にも同じように適用で
きる。
Further, although the two axes are used to control the inclination of the tool, the invention can be similarly applied to the case where the inclination of the tool is controlled by the l-axis.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明では、工具が傾斜制御される
場合に、オフセット平面上で工具径補正ベクトルを求め
、元の座標系に変換して、工具径補正を行うようにした
ので、簡単に3次元工具径補正を行うことができる。こ
の結果、自動プログラム作成装置等を必要としない。ま
た、演算が簡単に行えるので、数値制御装置の負担が軽
減される。
As explained above, in the present invention, when the tool is tilt-controlled, the tool radius correction vector is obtained on the offset plane, converted to the original coordinate system, and the tool radius correction is performed. Three-dimensional tool radius correction can be performed. As a result, an automatic program creation device or the like is not required. Further, since calculations can be easily performed, the burden on the numerical control device is reduced.

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

第1図は本発明の3次元工具径補正方式のブロック図、 第2図は工具を傾斜させるロークリヘッドの概観図、 第3図は本発明の3次元工具径補正方式の概略を説明す
るための図、 第4図は3次元工具径補正方式の処理のフローチャート
、 第5図は本発明を実施するための数値制御装置(CNC
)のハードウェアのブロック図である。 41〜45 51〜55 61〜65 0−クリヘッド 工具 プロセッサ OM AM MOS 軸制御回路 サーボアンプ サーボモータ 加ニブログラム 前処理演算手段 レジスタ レジスタ ベクトル計算手段 平面演算手段
Fig. 1 is a block diagram of the three-dimensional tool radius correction method of the present invention, Fig. 2 is an overview of the rotary head for tilting the tool, and Fig. 3 outlines the three-dimensional tool radius correction method of the present invention. Figure 4 is a flowchart of the processing of the three-dimensional tool radius correction method, and Figure 5 is a numerical control device (CNC) for implementing the present invention.
) is a block diagram of the hardware. 41 to 45 51 to 55 61 to 65 0-Clean head tool processor OM AM MOS Axis control circuit Servo amplifier Servo motor Machining program Preprocessing calculation means Register Register Vector calculation means Plane calculation means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)工具が3次元空間上に傾斜してワークを加工する
数値制御工作機械での3次元工具径補正方式において、 前記工具の傾斜を制御する制御軸の現在位置から、工具
方向ベクトルを計算するベクトル計算手段と、 前記工具方向ベクトルから、前記工具方向ベクトルに垂
直なオフセット平面を演算する平面演算手段と、 前記オフセット平面上で第1の工具径ベクトルを求める
工具径補正手段と、 前記第1の工具径補正ベクトルを元の座標系上の第2の
工具補正ベクトルに変換する座標変換手段と、 プログラム通路に前記第2の工具径補正ベクトルを加え
工具通路を求める加算器と、 前記工具通路を補間する補間手段と、 を有することを特徴とする3次元工具径補正方式。
(1) In a three-dimensional tool radius correction method for numerically controlled machine tools in which a workpiece is machined by tilting the tool in three-dimensional space, the tool direction vector is calculated from the current position of the control axis that controls the tilt of the tool. a plane calculation means for calculating an offset plane perpendicular to the tool direction vector from the tool direction vector; a tool radius correction means for calculating a first tool radius vector on the offset plane; a coordinate conversion means for converting a first tool radius correction vector into a second tool correction vector on the original coordinate system; an adder that adds the second tool radius correction vector to a program path to obtain a tool path; and the tool A three-dimensional tool diameter correction method comprising: interpolation means for interpolating a path;
(2)前記工具の傾斜を制御する機構はロータリヘッド
であることを特徴とする請求項1記載の3次元工具径補
正方式。
(2) The three-dimensional tool radius correction method according to claim 1, wherein the mechanism for controlling the inclination of the tool is a rotary head.
(3)前記ロータリヘッドを制御する軸はB軸及びC軸
であり、前記ベクトル計算手段は前記工具方向ベクトル
を、前記B軸及び前記C軸の現在位置より計算すること
を特徴とする請求項2記載の3次元工具径補正方式。
(3) The axes that control the rotary head are the B-axis and the C-axis, and the vector calculation means calculates the tool direction vector from the current positions of the B-axis and the C-axis. 3-dimensional tool diameter correction method described in 2.
(4)前記工具の傾斜を制御する機構はロータリテーブ
ルであることを特徴とする請求項1記載の3次元工具径
補正方式。
(4) The three-dimensional tool radius correction method according to claim 1, wherein the mechanism for controlling the inclination of the tool is a rotary table.
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