JPH05108134A - 主軸の割出対応の座標変換方法 - Google Patents
主軸の割出対応の座標変換方法Info
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- JPH05108134A JPH05108134A JP41792690A JP41792690A JPH05108134A JP H05108134 A JPH05108134 A JP H05108134A JP 41792690 A JP41792690 A JP 41792690A JP 41792690 A JP41792690 A JP 41792690A JP H05108134 A JPH05108134 A JP H05108134A
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- axis
- coordinate
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 主軸ヘッドを任意のワーク加工面に応じ主軸
割出を行って所定の向きに変換させ、右手直交座標系で
作成したNC加工プログラムを水平主軸の任意角度割出
を行う機械座標系に変換させてNC工作機械にも対応し
て使用できる座標変換方法を提供する。 【構成】 線形結合手段の切換部Ai,Bi,倍率部a
i,biにより線形結合を行い、各軸の座標値が次式 x(y、z)=Ai*ai+Bi*bi (i=x、
y、z) の関係を満足するとき、機械座標系における補間軸を
x,y,z、主軸割出角度をα、右手直交座標系におけ
る座標軸をX,Y,Zとする条件で設定し、次式 x=X*cosα+Z*sinα y=X*sinα−Z*cosα z=Y の座標変換を行う。
割出を行って所定の向きに変換させ、右手直交座標系で
作成したNC加工プログラムを水平主軸の任意角度割出
を行う機械座標系に変換させてNC工作機械にも対応し
て使用できる座標変換方法を提供する。 【構成】 線形結合手段の切換部Ai,Bi,倍率部a
i,biにより線形結合を行い、各軸の座標値が次式 x(y、z)=Ai*ai+Bi*bi (i=x、
y、z) の関係を満足するとき、機械座標系における補間軸を
x,y,z、主軸割出角度をα、右手直交座標系におけ
る座標軸をX,Y,Zとする条件で設定し、次式 x=X*cosα+Z*sinα y=X*sinα−Z*cosα z=Y の座標変換を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、5面加工用門形マシ
ニングセンタのように工具が装着された主軸ヘッドを複
数の加工面に応じて水平主軸割出を行って所定の向きに
旋回させ、主軸軸線と直交する平面内をワークと相対的
に移動させ、ワーク固有の座標系を機械座標系に変換し
て加工を行うNC工作機械の水平主軸の割出対応の座標
変換方法に係り、特にワーク固有の座標系である右手直
交座標系(例えば、Z−方向切込)に基づくNC加工プ
ログラムを、水平主軸の任意角度割出に対応して、機械
座標系の補間軸x,y,zの3軸に座標変換するのに好
適な主軸の割出対応の座標変換方法に関するものであ
る。
ニングセンタのように工具が装着された主軸ヘッドを複
数の加工面に応じて水平主軸割出を行って所定の向きに
旋回させ、主軸軸線と直交する平面内をワークと相対的
に移動させ、ワーク固有の座標系を機械座標系に変換し
て加工を行うNC工作機械の水平主軸の割出対応の座標
変換方法に係り、特にワーク固有の座標系である右手直
交座標系(例えば、Z−方向切込)に基づくNC加工プ
ログラムを、水平主軸の任意角度割出に対応して、機械
座標系の補間軸x,y,zの3軸に座標変換するのに好
適な主軸の割出対応の座標変換方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来例】NC工作機械は数値制御装置(NC装置)に
より、予め作成されたNC加工プログラムに基づいて、
被加工物(ワーク)Wと工具TL(図5参照)を相対的
に移動させ、所定の加工を行うものである。
より、予め作成されたNC加工プログラムに基づいて、
被加工物(ワーク)Wと工具TL(図5参照)を相対的
に移動させ、所定の加工を行うものである。
【0003】また、NC加工プログラムPはワークWの
加工形状データやこの加工形状データに基づきNC工作
機械を制御する指令により構成されているが、この加工
形状データはワーク固有のワーク座標系に基づき作成さ
れている。これに対し、NC工作機械の制御(移動)
は、NC工作機械固有の機械座標系に基づき行われるか
ら、NC加工プログラムPを用いてNC工作機械を制御
するためには、ワーク座標原点WROと機械座標原点Z
RO間の距離を補正値とし、この補正値を用いてワーク
固有の座標系を機械座標系に変換して数値制御を行って
いた。
加工形状データやこの加工形状データに基づきNC工作
機械を制御する指令により構成されているが、この加工
形状データはワーク固有のワーク座標系に基づき作成さ
れている。これに対し、NC工作機械の制御(移動)
は、NC工作機械固有の機械座標系に基づき行われるか
ら、NC加工プログラムPを用いてNC工作機械を制御
するためには、ワーク座標原点WROと機械座標原点Z
RO間の距離を補正値とし、この補正値を用いてワーク
固有の座標系を機械座標系に変換して数値制御を行って
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、機械座標系
(図5のx−y−z座標系)は、各機械の動作の方向に
対して各軸が決定される。一方、NC加工プログラムP
に用いられるワーク固有の座標系は、一般に用いられる
NC工作機械が旋盤やフライス盤であることからこの旋
盤やフライス盤等の工具の動作の方向に基づく、右手直
交座標系(図5のX−Y−Z座標系)を用いる事が多
い。そこで、NC工作機械によっては、単に座標間の原
点位置の違いだけでなく、機械座標系が右手直交座標系
と異なるという場合が生じてくる。
(図5のx−y−z座標系)は、各機械の動作の方向に
対して各軸が決定される。一方、NC加工プログラムP
に用いられるワーク固有の座標系は、一般に用いられる
NC工作機械が旋盤やフライス盤であることからこの旋
盤やフライス盤等の工具の動作の方向に基づく、右手直
交座標系(図5のX−Y−Z座標系)を用いる事が多
い。そこで、NC工作機械によっては、単に座標間の原
点位置の違いだけでなく、機械座標系が右手直交座標系
と異なるという場合が生じてくる。
【0005】例えば、5面加工用門形マシニングセンタ
のように工具が装着された主軸ヘッドのアタッチメント
ATを任意の加工面に応じて主軸割出(水平主軸の任意
角度割出)を行って所定の向きに旋回させて加工するN
C工作機械の機械座標系は、その機械の動作の方向から
右手直交座標系と異なる座標系となるから、右手直交座
標系を用いたNC加工プログラムPをそのままNC装置
にて実行することはできない。
のように工具が装着された主軸ヘッドのアタッチメント
ATを任意の加工面に応じて主軸割出(水平主軸の任意
角度割出)を行って所定の向きに旋回させて加工するN
C工作機械の機械座標系は、その機械の動作の方向から
右手直交座標系と異なる座標系となるから、右手直交座
標系を用いたNC加工プログラムPをそのままNC装置
にて実行することはできない。
【0006】そこで、かかる右手直交座標系と異なるN
C工作機械で加工する場合、そこで用いるNC加工プロ
グラムは、水平主軸の任意角度割出に対応して、NC加
工プログラムを前もって微分割し、すなわち水平主軸の
任意角度割出毎にその機械座標系に合わせて、右手直交
座標系と異なるNC工作機械用のNC加工プログラムを
新規に作成し直さねばならず、かかるNC加工プログラ
ムの作成に多大な時間を要するという問題があった。
C工作機械で加工する場合、そこで用いるNC加工プロ
グラムは、水平主軸の任意角度割出に対応して、NC加
工プログラムを前もって微分割し、すなわち水平主軸の
任意角度割出毎にその機械座標系に合わせて、右手直交
座標系と異なるNC工作機械用のNC加工プログラムを
新規に作成し直さねばならず、かかるNC加工プログラ
ムの作成に多大な時間を要するという問題があった。
【0007】以上から、この本発明の目的は、右手直交
座標系で作成したNC加工プログラムを、水平主軸の任
意角度割出を行うNC工作機械にも対応して使用でき、
NC加工プログラムの作成が容易となる水平主軸の割出
角度に対応して座標変換する方法を提供することであ
る。
座標系で作成したNC加工プログラムを、水平主軸の任
意角度割出を行うNC工作機械にも対応して使用でき、
NC加工プログラムの作成が容易となる水平主軸の割出
角度に対応して座標変換する方法を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この本発明の主軸割出対応の座標変換方法は、工具
が装着された主軸ヘッドを任意のワーク加工面に応じ主
軸割出を行って所定の向きに旋回させ、主軸軸線と直交
する平面内をワークと相対的に移動させ、ワーク固有の
座標系を通常の機械座標系に変換させて加工を行うNC
工作機械の座標変換方法において、線形結合手段の第1
切換部Ai,第2切換部Bi,第1倍率部ai,第2倍
率部biにより線形結合を行い、前記線形結合手段の各
軸の座標値が次式
に、この本発明の主軸割出対応の座標変換方法は、工具
が装着された主軸ヘッドを任意のワーク加工面に応じ主
軸割出を行って所定の向きに旋回させ、主軸軸線と直交
する平面内をワークと相対的に移動させ、ワーク固有の
座標系を通常の機械座標系に変換させて加工を行うNC
工作機械の座標変換方法において、線形結合手段の第1
切換部Ai,第2切換部Bi,第1倍率部ai,第2倍
率部biにより線形結合を行い、前記線形結合手段の各
軸の座標値が次式
【0009】x(y、z)=Ai*ai+Bi*bi
(i=x、y、z)
(i=x、y、z)
【0010】の関係を満足するとき、機械座標系におけ
る補間軸をx,y,z、主軸割出角度をα、ワーク座標
系における座標軸をX,Y,Zとする条件で設定し、次
式
る補間軸をx,y,z、主軸割出角度をα、ワーク座標
系における座標軸をX,Y,Zとする条件で設定し、次
式
【0011】x=X*cosα+Z*sinα
【0012】y=X*sinα−Z*cosα
【0013】z=Y
【0014】の座標変換を行い、ワーク座標系における
座標値を機械座標系の補間軸x,y,z各軸に対応させ
ることを特徴とする。
座標値を機械座標系の補間軸x,y,z各軸に対応させ
ることを特徴とする。
【0015】
【作用】この発明は、前記構成を有することから、右手
直交座標系で作成したNC加工プログラムをそのままワ
ーク座標系から機械座標系に変換し、水平主軸の任意角
度割り出しに対応して使用できるために、従来のように
NC加工プログラムを前もって微分割するなどのNC加
工プログラム作成作業がなくなり、NC加工プログラム
作成が簡単になる。また、この発明によれば、補間後に
座標変換を行う線形結合手段を有することにより、数値
制御が高速で実行できる。
直交座標系で作成したNC加工プログラムをそのままワ
ーク座標系から機械座標系に変換し、水平主軸の任意角
度割り出しに対応して使用できるために、従来のように
NC加工プログラムを前もって微分割するなどのNC加
工プログラム作成作業がなくなり、NC加工プログラム
作成が簡単になる。また、この発明によれば、補間後に
座標変換を行う線形結合手段を有することにより、数値
制御が高速で実行できる。
【0016】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳しく説明する。
詳しく説明する。
【0017】図1はこの発明を実施するNC装置のブロ
ック図、図2はこの発明の水平主軸の割出角度に対応し
て座標変換する線形結合装置の説明図、図3はこの発明
の概略説明図、図4はこの発明の座標変換処理の流れ図
である。
ック図、図2はこの発明の水平主軸の割出角度に対応し
て座標変換する線形結合装置の説明図、図3はこの発明
の概略説明図、図4はこの発明の座標変換処理の流れ図
である。
【0018】図1のブロック図において、1はプログラ
ム入力装置であり、外部に記憶された作成済のNC加工
プログラムPMを読み取り、読み取ったNC加工プログ
ラムPMをプログラム処理部2に送信する。プログラム
処理部2は送信されたNCデータを解釈し、右手直交座
標系に基づく座標値を求め、この座標値を各軸補間器3
a〜3cに送信する。各軸補間器3a〜3cはワーク座
標原点と機械座標原点間の距離を用いてX,Y,Z軸の
補正量(移動量)を前記座標値に加算し、得られた演算
値をこの発明の線形結合装置4に送信する。線形結合装
置4においてワーク座標系の座標値を機械座標系に変換
し、変換後の座標値を各x,y,z軸のサーボ機構5a
〜5cに送信し、各軸を作動させる。
ム入力装置であり、外部に記憶された作成済のNC加工
プログラムPMを読み取り、読み取ったNC加工プログ
ラムPMをプログラム処理部2に送信する。プログラム
処理部2は送信されたNCデータを解釈し、右手直交座
標系に基づく座標値を求め、この座標値を各軸補間器3
a〜3cに送信する。各軸補間器3a〜3cはワーク座
標原点と機械座標原点間の距離を用いてX,Y,Z軸の
補正量(移動量)を前記座標値に加算し、得られた演算
値をこの発明の線形結合装置4に送信する。線形結合装
置4においてワーク座標系の座標値を機械座標系に変換
し、変換後の座標値を各x,y,z軸のサーボ機構5a
〜5cに送信し、各軸を作動させる。
【0019】線形結合装置4は図2に示すように、ワー
ク座標系の座標値を機械座標系に変換するものである。
すなわち、各軸補間器3a〜3cにて得られた演算値を
各軸毎の第1切換部Ai,第2切換部Bi,第1倍率部
ai,第2倍率部bi,および各軸合成部Ciを用いて
線形結合を行う座標変換手段であり、この線形結合装置
4は、例えば機械座標系のx軸の合成パルスにおいて、
ク座標系の座標値を機械座標系に変換するものである。
すなわち、各軸補間器3a〜3cにて得られた演算値を
各軸毎の第1切換部Ai,第2切換部Bi,第1倍率部
ai,第2倍率部bi,および各軸合成部Ciを用いて
線形結合を行う座標変換手段であり、この線形結合装置
4は、例えば機械座標系のx軸の合成パルスにおいて、
【0020】x=Ax*ax+Bx*bx
【0021】の関係が成立する時、主軸割出角度を
「α」、第1切換部を「X」、第2切換部を「Z」、第
1倍率部を「cosα」、第2倍率部を「sinα」と
すると、
「α」、第1切換部を「X」、第2切換部を「Z」、第
1倍率部を「cosα」、第2倍率部を「sinα」と
すると、
【0022】x=X*cosα+Z*sinα
【0023】により座標変換を行い、右手直交座標系で
作成したNC加工プログラムの座標値を機械座標系の各
軸に対応させて実行することができる。
作成したNC加工プログラムの座標値を機械座標系の各
軸に対応させて実行することができる。
【0024】同様に、y軸について考えると、
【0025】y=Ay*ay+By*by
【0026】の関係が成立し、第1切換部を「X」、第
2切換部を「Z」、第1倍率部を「sinα」、第2倍
率部を「−cos」とすると、
2切換部を「Z」、第1倍率部を「sinα」、第2倍
率部を「−cos」とすると、
【0027】y=X*sinα−Z*cosα
【0028】により座標変換処理を行う。
【0029】更に、z軸について考えると、
【0030】z=Az*az+Bz*bz
【0031】の関係が成立し、第1切換部を「Y」、第
2切換部を「0」、第1倍率部を「1」、第2倍率部を
「0」とすると、
2切換部を「0」、第1倍率部を「1」、第2倍率部を
「0」とすると、
【0032】z=Y
【0033】により座標変換処理を行う。
【0034】つぎに、図3の概略図に基づいてこの発明
の座標変換を詳しく説明する。
の座標変換を詳しく説明する。
【0035】この概略図においてX−Y−Z座標系と機
械座標系(x−y−z座標系)の関係は、X−Y平面と
x−y平面の交線がX軸に設定される。従って、X軸は
x−y平面上になる。また、Y軸とz軸が平行となるよ
うに設定される。
械座標系(x−y−z座標系)の関係は、X−Y平面と
x−y平面の交線がX軸に設定される。従って、X軸は
x−y平面上になる。また、Y軸とz軸が平行となるよ
うに設定される。
【0036】ところで、各軸補間器3a〜3cにて得ら
れた演算値は、右手直交座標系(X−Y−Z座標系)の
ものであるから、例えば、右手座標系の点Pi(X1,
Y1,Z1)を機械座標系(x−y−z座標系)に座標
変換する処理は、次式により行われる。すなわち、主軸
割出角度αとすると、
れた演算値は、右手直交座標系(X−Y−Z座標系)の
ものであるから、例えば、右手座標系の点Pi(X1,
Y1,Z1)を機械座標系(x−y−z座標系)に座標
変換する処理は、次式により行われる。すなわち、主軸
割出角度αとすると、
【0037】x1=X1*cosα+Z1*sinα
【0038】y1=X1*sinα−Z1*cosα
【0039】z1=Y1
【0040】で座標変換する。
【0041】なお、この式を線形結合装置4で実現させ
るためには、主軸割出角度を「α」および「i=x、
y、z」とするとき、第1切換部Ai,第2切換部B
i,第1倍率部ai,第2倍率部biのそれぞれを、
るためには、主軸割出角度を「α」および「i=x、
y、z」とするとき、第1切換部Ai,第2切換部B
i,第1倍率部ai,第2倍率部biのそれぞれを、
【0042】第1切換Ax=X,第1倍率ax=cos
α
α
【0043】第2切換Bx=Z,第2倍率bx=sin
α
α
【0044】第1切換Ay=X,第1倍率ay=sin
α
α
【0045】第2切換By=Z,第2倍率by=−co
sα
sα
【0046】第1切換Az=Y,第1倍率az= 1
【0047】第2切換Bz=0,第2倍率bz= 0
【0048】の通り設定すればよい。
【0049】つぎに、図4の流れ図に基づいてこの発明
の座標変換処理を説明する。なお、この変換処理に用い
るNC加工プログラム内には、任意角度の割出による加
工平面選択のG指令(例えば、G245)や、この発明
の座標変換処理を指令する座標変換のG指令(例えば、
G248またはG249)が予め挿入されているものと
する。
の座標変換処理を説明する。なお、この変換処理に用い
るNC加工プログラム内には、任意角度の割出による加
工平面選択のG指令(例えば、G245)や、この発明
の座標変換処理を指令する座標変換のG指令(例えば、
G248またはG249)が予め挿入されているものと
する。
【0050】システムが起動すると、プログラム処理部
2においてNC加工プログラムを1ブロックずつ読み込
み、この読み込んだNC加工プログラムの1ブロック内
に座標変換のG指令(G248またはG249)が存在
しているかどうかを判断し(ステップ101)、存在し
なければこの発明の処理を終了する。
2においてNC加工プログラムを1ブロックずつ読み込
み、この読み込んだNC加工プログラムの1ブロック内
に座標変換のG指令(G248またはG249)が存在
しているかどうかを判断し(ステップ101)、存在し
なければこの発明の処理を終了する。
【0051】一方、座標変換のG指令が存在していれ
ば、次に工具が装着された主軸ヘッドを複数の加工面に
応じて水平主軸割出を行って任意角度の向きに旋回させ
て主軸を割出し、主軸軸線と直交する加工平面を選択す
るG指令(例えば、G245)が存在しているかどうか
を判断し(ステップ102)、存在しなければこの発明
の処理を終了する。
ば、次に工具が装着された主軸ヘッドを複数の加工面に
応じて水平主軸割出を行って任意角度の向きに旋回させ
て主軸を割出し、主軸軸線と直交する加工平面を選択す
るG指令(例えば、G245)が存在しているかどうか
を判断し(ステップ102)、存在しなければこの発明
の処理を終了する。
【0052】一方、任意角度割出加工平面選択のG指令
が存在していれば、前記説明した線形結合装置4の変換
式に、各軸の第1切換部Ai(i=x,y,z)を設定
する(ステップ103)。
が存在していれば、前記説明した線形結合装置4の変換
式に、各軸の第1切換部Ai(i=x,y,z)を設定
する(ステップ103)。
【0053】ついで、同様に、前記変換式に各軸の第2
切換部Biを設定し(ステップ104)、各軸の第1倍
率部aiを設定し(ステップ105)、各軸の第2倍率
部biを設定し(ステップ106)、各軸の合成手段C
iにより、右手直交座標系で作成したNC加工プログラ
ムの座標値を機械座標系の各軸x,y,zに対応させて
変換して(ステップ107)処理を終了する。
切換部Biを設定し(ステップ104)、各軸の第1倍
率部aiを設定し(ステップ105)、各軸の第2倍率
部biを設定し(ステップ106)、各軸の合成手段C
iにより、右手直交座標系で作成したNC加工プログラ
ムの座標値を機械座標系の各軸x,y,zに対応させて
変換して(ステップ107)処理を終了する。
【0054】
【発明の効果】以上の構成により、右手直交座標系で作
成したNC加工プログラムをそのままワーク座標系から
機械座標系に変換し、水平主軸の任意角度割り出しに対
応して使用できるために、従来のようにNC加工プログ
ラムを前もって微分割するなどのNC加工プログラム作
成作業がなくなり、NC加工プログラム作成が簡単にな
る。また、この発明によれば、補間後に座標変換を行う
線形結合手段を有することにより、数値制御が高速で実
行できる。
成したNC加工プログラムをそのままワーク座標系から
機械座標系に変換し、水平主軸の任意角度割り出しに対
応して使用できるために、従来のようにNC加工プログ
ラムを前もって微分割するなどのNC加工プログラム作
成作業がなくなり、NC加工プログラム作成が簡単にな
る。また、この発明によれば、補間後に座標変換を行う
線形結合手段を有することにより、数値制御が高速で実
行できる。
【図1】この発明を実施するNC装置のブロック図であ
る。
る。
【図2】この発明の水平主軸の割出に対応して座標変換
する線形結合装置の説明図である。
する線形結合装置の説明図である。
【図3】この発明の概略説明図である。
【図4】この発明の座標変換処理の流れ図である。
【図5】ワーク座標系と機械座標系を説明する説明図で
ある。
ある。
1 プログラム入力装置 PM NC加工プログラム 2 プログラム処理部 3a,3b,3c x,y,z軸の軸補間器 4 線形結合装置 5a,5b,5c 各軸を駆動するサーボ機構
Claims (1)
- 【請求項1】 工具が装着された主軸ヘッドを任意のワ
ーク加工面に応じ主軸割出を行って所定の向きに旋回さ
せ、主軸軸線と直交する平面内をワークと相対的に移動
させ、ワーク固有の座標系を通常の機械座標系に変換さ
せて加工を行うNC工作機械の座標変換方法において、 線形結合手段の第1切換部Ai,第2切換部Bi,第1
倍率部ai,第2倍率部biにより線形結合を行い、前
記線形結合手段の各軸の座標値が次式 x(y、z)=Ai*ai+Bi*bi (i=x、
y、z) の関係を満足するとき、 機械座標系における補間軸をx,y,z、主軸割出角度
をα、ワーク座標系における座標軸をX,Y,Zとする
条件で設定し、次式 x=X*cosα+Z*sinα y=X*sinα−Z*cosα z=Y の座標変換を行い、ワーク座標系における座標値を機械
座標系の補間軸x,y,z各軸に対応させることを特徴
とする主軸の割出対応の座標変換方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41792690A JPH05108134A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 主軸の割出対応の座標変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41792690A JPH05108134A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 主軸の割出対応の座標変換方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05108134A true JPH05108134A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=18525924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP41792690A Pending JPH05108134A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 主軸の割出対応の座標変換方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05108134A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010032284A1 (ja) * | 2008-09-16 | 2010-03-25 | 新日本工機株式会社 | 数値制御装置 |
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