KR0180953B1 - 수치제어 공작기계의 주축법선방향 제어방법 및 장치 - Google Patents

수치제어 공작기계의 주축법선방향 제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

공구의 날끝이 주축회전중심에 대해서 오프세트되어 있더라도 조작자는 그것을 의식하지 않고 공구의 날끝으로 피가공물을 가공할 때 가공프로그램의 궤적의 진행방향에 대해 공구 날끝을 직각으로 유지하도록 제어하여 용이하게 가공할 수 있도록 함과 동시에, 일정 면조도(面粗度)를 얻도록 한 수치제어 공작기계의 주축법선방향 제어방법을 제공하는 것이다.
회전가능한 주축(S)의 선단에 공구(T)를 장착하고, 공구(T)의 날끝(TA)이 상기 주축(S)의 회전중심(S0)으로부터 오프세트된 상태에서 공구(T)의 날끝(TA)으로 피가공물(W)을 가공할 때 가공프로그램 궤적의 가공진행에 대해서 상기 공구(T)의 날끝을 항상 직각으로 유지하도록 적어도 상기 주축(S)의 회전각도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

수치제어 공작기계의 주축법선반향 제어방법 및 장치
제1도는 본 발명의 주축법선방향 제어모드중의 블럭이음매에서의 해석동작을 설명하는 흐름도이다.
제2도는 본 발명의 주축법선방향 제어방법을 실시하는데 사용되는 수치제어 공작기계의 일례를 나타낸 개략사시도이다.
제3도는 본 발명의 주축법선방향 제어방법을 실시하는데 사용되는 수치제어 공작기계의 제어계를 나타낸 블럭선도이다.
제4a도는 헤일바이트를 장착한 주축의 측면도이며, 제4b도는 A의 정면도이다.
제5도는 주축중심으로부터 오프세트된 공구의 날끝, 프로그램 궤적 및 가공 진행방향과의 관계를 나타낸 설명도이다.
제6도는 공구의 날끝 중심이 주축중심상에 있는 경우의 공구 오프세트의 설명도이다.
제7도는 제6도에 도시한 공구의 날끝과 프로그램 궤적과의 관계를 나타낸 설명도이다.
제8도는 제6도에 도시한 공구의 날끝이 블럭이음매의 외측을 지나는 경우의 설명도이다.
제9도는 제6도에 도시한 공구의 날끝이 블럭이음매의 내측을 지나는 경우의 설명도이다.
제10도는 제6도에 도시한 공구의 날끝이 원호블럭으로부터 원호블럭으로 내측을 이어지나는 경우의 설명도이다.
제11도는 공구의 날끝의 중심이 주축중심상에 없는 경우의 공구 오프세트의 설명도이다.
제12도는 제11도에 도시한 공구의 날끝과 프로그램 궤적과의 관계를 나타낸 설명도이다.
제13도는 제11도에 도시한 공구의 날끝이 블럭이음매의 외측을 지나는 경우의 설명도이다.
제14도는 제11도에 도시한 공구의 날끝이 블럭이음매의 내측을 지나는 경우의 설명도이다.
제15도는 제11도에 도시한 공구의 날끝이 원호블럭으로부터 원호블럭으로 내측을 이어지나는 경우의 설명도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
S : 주축 S0: 주축중심
T : 헤일바이트(공구) TA: 공구의 날끝
17 : 주축헤드 19 : C축 서보모터
29 : NC장치 33 : 메인프로세서
35 : 롬 37,39 : 램
43 : 표시기 51 : 주축 컨트롤러
본 발명은 수치제어 공작기계에 있어서 주축의 선단에 장착된 공구로 피가공물을 가공할 때 공구의 날끝을 가공프로그램 궤적의 가공진행에 대해 항상 직각방향으로 유지도록 수치제어 공작기계의 주축법선방향 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 수치제어 공작기계에 있어서, 주축의 선단에 장착된 공구로 피가공물을 가공할 때, 공구의 날끝을 가공프로그램의 궤적의 가공진행방향에 대해서 항상 직각방향으로 유지하도록 제어하는 주축법선방향 제어방법은 일반적으로 알려져 있다.
이 경우에 있어서의 주축법선방향 제어방법에 있어서는 주축의 중심과 공구 날끝의 중심이 일치되어 있으며, 직선보간, 원호보간에 대해서만 공구의 날끝을 가공프로그램의 궤적의 가공진행방향에 대해서 항상 직각이 되도록 제어하고 있는 것이다.
그런데, 상술한 종래의 주축법선방향 제어방법에 있어서는, 주축의 중심과 공구의 중심이 일치된 상태에서 제어기능밖에 구비하고 있지 않으므로 직선보간, 원호보간에 대해서밖에 주축법선방향 제어를 할 수 없으며, 주축중심과 공구 날끝이 오프세트되어 있는 경우에는 바르게 주축법선방향 제어를 할 수 없다는 문제가 있었다.
그 때문에 공구의 날끝이 주축중심에 대해 오프세트되어 있는 경우에는 조작자가 일일히 각종 보정계산을 행하여 주축법선방향 제어하도록 해야 하며 품이 많이 듬과 동시에 대단히 번잡하였다.
본 발명의 목적은 공구의 날끝이 주축회전중심에 대해서 오프세트되어 있더라도 조작자는 그것을 의식하지 않고 공구의 날끝으로 피가공물을 가공할 때 가공프로그램의 궤적의 진행방향에 대해서 공구의 날끝을 직각으로 유지하도록 제어하여 용이하게 가공할 수 있도록 함과 동시에, 일정 면조도를 얻도록 한 수치제어 공작기계의 주축법선방향 제어방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1에 따른 본 발명의 수치제어 공작 기계의 주축법선방향 제어방법은 회전가능한 주축의 선단에 공구를 장착하고, 공구의 날끝이 상기 주축의 회전중심으로부터 오프세트된 상태에서도 공구의 날끝으로 피가공물을 가공할 때 가공프로그램 궤적의 가공진행에 대해서도 상기 공구의 날끝을 항상 직각으로 유지하도록 적어도 상기 주축의 회전각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이상과 같은 청구항 1에 따른 발명의 수치제어 공작기계의 주축법선방향 제어방법으로 함으로써, 공구의 날끝으로 피가공물을 가공할 때 공구의 날끝이 주축의 회전중심으로부터 오프세트된 상태로 공구가 주축에 장착되어 있더라도 가공프로그램 궤적의 가공진행에 대해서 공구의 날끝이 직각으로 유지되도록 적어도 주축의 회전각도를 제어하는 제어기능을 구비하고 있으므로 공구의 날끝이 가공프로그램 궤적의 가공진행에 대해서 항상 직각으로 유지되어 가공되므로 용이하게 가공할 수 있음과 동시에 일정한 면조도를 얻을 수 있다. 게다가 조작자는 공구의 날끝이 주축회전중심에 대해 오프세트되어 있음을 의식하지 않고 가공할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 구체적인실시예를 설명하기 앞서, 우선 주축법선방향을 사용한 가공형태의 일례로서 헤일바이트의 가공을 예로들어 설명한다.
제4a, 제4b도에 도시되어 있는 바와 같이, 주축(S)의 선단에는 공구로서의 헤일바이트(T)가 주축(S)의 중심선(SC)에 대해 오프세트되어 있다. 즉, 제4a, 제4b에 있어서 I, J, K는 주축(S)의 회전중심선(SC)으로부터 헤일바이트(T)의 날끝(TA)까지의 오프세트량을 나타내고 있다. 또한 편의상 주축(S)의 회전중심선(SC)에 대해서 프로그램 궤적을 따르는 측으로의 오프세트량을 I, 반대측으로의 오프세트량을 J로 한다.
다음에 제4a, 제4b에서 설명한 바와 같이 주축(S)의 회전중심축에 대해서 I, J, K만큼 오프세트되어 있는 헤일바이트(T)를 사용하여 프로그램 궤적으로부터 주축(S)의 중심점(S0, 축제어 대상점)으로의 오프세트 벡터는 제5도에 도시되어 있는 바와 같이 정의한다. 제5도에 있어서, 벡터 I, J, K를 오프세트 벡터라 하면, 벡터의 크기는 ｜벡터I｜=I, ｜벡터J｜=J ｜벡터K｜=K가 된다.
그리고 직선보간, 원호보간에 있어서의 블럭시점, 종점에서의 오프세트 벡터를 구하는 방법은 공구직경 보정에서의 보정벡터의 계산방법과 동일하므로 상세한 설명을 생략하지만, 제5도에 있어서의 ｜I+J｜상당하는 것이 공구직경 보정의 공구반경이다.
제6도에 도시되어 있는 바와 같은 헤일바이트(T)에서는 날끝(TA)과 주축중심(S0)의 가공방향에서의 오프세트량(K)이 제로(K=0)인 경우에도 제7도에 도시되어 있는 바와 같이 피가공물(W)에 있어서의 프로그램 궤적을 따라 헤일바이트(T)가 가공 방향으로 이동하여 피가공물(W)에 가공이 행해지게 된다.
이와같이 제7도에 도시한 바와 같이 피가공물(W)에 가공을 행하기 위해서는 프로그램 궤적에 대해 주축중심(SC)을 I만큼 좌측으로 오프세트할 필요가 있다.
그와같이 주축(S0)을 제어하는 것은 기존기술의 공구직경 보정의 알고리즘을 이용하면 된다.
제7도에 도시한 바와 같은 직선을 가공할 때에는 주축(S)의 날끝 각도를 바꿀 필요는 없지만, 예를들어 직선블럭에서도 블럭이음매에 있어서 진행방향의 각도가 변하는 경우에는 주축(S)의 날끝각도를 바꿀 필요가 있다.
블럭이음매의 외측을 바이트(T)의 날끝(TA)이 지나는 경우에는 이음매의 전후 블럭이 직선, 원호, 기타 보간에 의하지 않고 다음 알고리즘에서 계산할 수 있다.
일례로서 직선블럭으로부터 직선블럭으로 잇는 경우에 대해서 설명한다.
즉, 제8도에 도시되어 있는 바와 같이 점0는 블럭A의 지령종료점의 프로그램 좌표 원점으로부터의 벡터, I1,J1은 블럭A에서의 오프세트 벡터, I2, J2는 블럭 B에서의 오프세트 벡터로 한다.
OP1은 블록(A)의 종점에 있어서의 오프세트벡터, OP2는 블록(B)의 시점에 있어서의 오프세트벡터이며, 직선보간이므로 각각 I1,J1와 I2, J2와는 동일하다. 점(S1), 점(S2)은 다음식에 의해 구해진다.
주축중심(S0)은 점(S1)으로 직선보간으로 이동한 후, 점(S1)으로부터 점(S2)까지 점0를 중심으로 한 반경(I)의 원호보간으로 이동한다. 그 때, OP1과 OP2사이의 각도를 θ라 하면 원호보간에 동기하여 주축S도 θ만큼 회전한다. 또한 그 때의 주축중심(S0)의 속도는 프로그램 지령속도(F)가 되도록 다음식에 의해 구해진다.
여기서는 직선보간의 경우에 대해서 설명하였지만, 원호보간등 다른 보간에서도 블록시점, 종점에 있어서의 오프세트 벡터를 산출할 수 있으면 점(S1), 점(S2)을 구할 수 있으며, 따라서 블록이음매에서의 법선방향 제어를 행할 수 있다.
블록이음매의 내측을 헤일바이트(T)의 날끝(TA)이 지나는 경우에는 이음매전후 블록이 직선, 원호, 기타 보간에 의하지 않고 다음 알고리즘으로 계산할 수 있다. 일례로서 직선블럭으로부터 직선블럭으로 이어지는 경우에 대해서 설명한다.
즉, 제9도에 도시되어 있는 바와 같이, 점(O)는 블록(A)의 지령종점의 프로그램좌표 원점으로부터의 벡터, I1,J1은 블록(A)에서의 오프세트 벡터, I2, J2는 블록(B)에서의 오프세트 벡터로 한다.
OP를 반경(I+J)의 헤일바이트(T)에서의 공구직경 보정에 있어서의 블록이음매에서의 공구직경 보정용 교점 벡터로 하면, 점(S1), 점(S2)은 다음식에 의해 구해진다.
주축중심(S0)은 점(S1)까지 도달하면 거기서부터 점(S2)까지 점(P)을 중심으로 하는 반경(J)의 원호보간을 행하고, 동시에 주축(S)이 동기하여 θ만큼 회전한다. 또한 주축중심(S0)의 속도는 프로그램 지령속도(F)가 아니라 다음식에 의해 구해진다.
또한 J=0인 경우에는 주축(S)만큼 θ회전한다.
여기서는 직선보간의 경우에 대해서만 설명하였지만, 원호보간등 다른 보간에서도 블록시점, 종점에 있어서의 오프세트 벡터를 산출할 수 있으면, 점(S1), 점(S2)을 구할 수 있으며, 따라서 블록이음매에서의 법선방향 제어를 행할 수 있다.
다음에, 직선블럭으로부터 원호블럭, 원호블럭으로부터 직선블럭 혹은 원호블럭으로부터 원호블럭으로 연결하여 헤일바이트(T)가 지나는 경우가 있는데, 일례로서 원호블럭으로부터 원호블럭으로 이어지는 경우에 대해 설명한다.
제10도에 도시되어 있는 바와 같이, 점(O)은 블록(A)의 지령종점의 프로그램 좌표 원점으로부터의 벡터, I1,J1은 블록(A)에서의 P점에서의 오프세트 벡터, I2, J2는 블록(B)에서의 P점에서의 오프세트 벡터로 하고, OP를 반경(I+J)의 공구직경 보정에 있어서의 블록이음매에서의 공구직경 보정용 교점 벡터로 하면, 점(S1)에서의 오프세트 벡터(I1),(J1)은
점(S2)에서의 오프세트 벡터(I2),(J2)는
따라서 점(S1), 점(S2)은 다음식으로 구해진다.
주축중심(S0)은 점(S1)까지 점(P)을 중심으로 하는 반경(J)의 원호보간을 행하고, 동시에 주축(S)가 동기하여 θ만큼 회전한다. 또한 주축(S)의 중심속도는 다음식에 의해 구해진다.
또한 J=0인 경우에는 주축(S)만큼 θ회전한다.
여기서는 예로서 원호블럭으로부터 원호블럭으로 이어지는 예를 들었지만 다른 경우에서도 동일하게 점(S1), 점(S2)을 구할 수 있으면 블록이음매에서의 법선 방향 제어를 행할 수 있다.
제11도에 도시되어 있는 바와 같은 헤일바이트(T)에서는 날끝(TA)과 주축중심(S0)의 오프세트를 K로 한 경우에는, 제12도에 도시되어 있는 바와 같이, 피가공물(W)에 있어서의 프로그램 궤적에 대해서 주축중심(S0)을 I만큼 오프세트 하기 위해서는 이미 제7도에 설명한 바와 같이 기존 기술인 공구직경보정의 알고리즘을 이용하면 가능하지만, 또한 K만큼 진행방향으로 오프세트하기 위해서는 다른 생각을 부가할 필요가 있다. 이 경우에는 주축중심(S0)에 있어서의 위치와 주축날끝각도(θ)의 제어를 행할 필요가 있으며 그 구하는 방법을 다음과 같이 설명한다.
블록이음매의 외측을 헤일바이트(T)의 날끝이 지나는 경우에는 이음매의 전후 블록이 직선, 원호, 기타의 보간에 의하지 않고 다음 알고리즘으로 계산할 수 있다. 일례로서 직선블럭으로부터 직선블럭으로 이어지는 경우에 대해서 설명한다.
즉, 제13도에 도시되어 있는 바와 같이 점(0)는 블록(A)의 지령종점의 프로그램좌표 원점으로부터의 벡터, I1,J1, K1은 블록(A)에서의 오프세트 벡터, I2,J2, K2은 블록(B)에서의 오프세트 벡터로 한다.
OS1, OS2에 의해 구해진 점(S1)으로부터 점(S2)까지 주축중심(S0)이 점(0)을 중심으로 한 반경 ｜OS1｜의 원호보간으로 이동하고, 동시에 주축(S)이 동기하여 각도(θ) 회전하면 헤일바이트(T)의 공구날끝(TA)은 점(0)을 중심으로 코너를 돌게 된다.
또한, 그때의 주축중심(S0)의 속도는 프로그램 지령속도(F)가 아니라, 프로그램경로와 반대측의 공구날끝이 프로그램 지령속도(F)가 되도록 다음식에 의해 구해진다.
여기서는 직선보간의 경우에 대해서 설명하였지만, 원호보간등 다른 보간에서도 블록시점, 종점에 있어서의오프세트 벡터를 산출할 수 있으면 점(S1), 점(S2)을 구할 수 있으며, 따라서 블록이음매에서의 범선방향 제어를 행할 수 있다.
블록이음매의 내측을 헤일바이트(T)의 날끝(TA)이 지나는 경우에는 이음매 전후 블록이 직선, 원호, 기타 보간에 의하지 않고 다음 알고리즘으로 계산할 수 있다. 일례로서 직선블럭으로부터 직선블럭으로 이어지는 경우에 대해서 설명한다.
즉, 14도에 도시되어 있는 바와 같이 점(0)는 블록(A)의 지령종점의 프로그램좌표 원점으로부터의 벡터, I1,J1, K1은 블록(A)에서의 오프세트 벡터, I2,J2, K2은 블록(B)에서의 오프세트 벡터로 한다. OP를 반경(I+J)의 바이트(T)에서의 공구직경 보정에 있어서의 블록이음매 에서의 공구직경 보정용 교점 벡터로 하면, 점(S1), 점(S2)은 다음식에 의해 구해진다.
주축중심(S0)은 점(S1)까지 도달하면 거기서부터 점(S2)까지 점(P)을 중심으로 하는 반경()의 원호보간을 행하고, 동시에 주축(S)이 동기하여 θ만큼 회전한다. 또한 주축중심(S0)의 속도는 프로그램 지령속도(F)가 아니라 다음식에 의해 구해진다.
또한, J=0인 경우에는 주축(S)만큼 θ회전한다.
여기서는 직선보간의 경우에 대해서 설명하였지만, 원호보간등 다른 보간에서도 블록시점, 종점에 있어서의 오프세트 벡터를 산출할 수 있으면 점(S1), 점(S2)을 구할 수 있으며 따라서 블록이음매에서의 범선방향 제어를 행할 수 있다.
다음에 직선블럭으로부터 원호블럭, 원호블럭으로부터 직선블럭 혹은 원호블럭으로부터 원호블럭으로 이어져 헤일바이트(T)가 지나는 경우가 있는데, 일례로서 원호블럭으로부터 원호블럭으로 이어지는 경우에 대해서 설명한다.
제15도에 도시되어 있는 바와 같이, 점(0)는 블록(A)의 지령종점의 프로그램 좌표 원점으로부터의 벡터, I1,J1, K1은 블록(A)에서의 P점에서의 오프세트 벡터, I2,J2, K2은 블록(B)에서의 P점에서의 오프세트 벡터로 하고, OP를 반경(I+J)의 공구직경 보정에 있어서의 블록이음매에서의 공구직경 보정용 교점 벡터로 하면, 점(S1)에서의 오프세트 벡터, I2,J2, K2는
단, K1은 K1'를 90도 회전한 것
점(S2)에서의 오프세트 벡터 (I2),(J2),(K2)는
단, K2은 K2'를 90도 회전한 것
따라서 점(S1), 점(S2)은 다음식으로 구해진다.
주축중심(S0)은 점(S1)까지 도달하면 거기서부터 점(S2)까지 점(P)을 중심으로 하는 반경()의 원호보간을 행하고, 동시에 주축(S)이 동기하여 θ만큼 회전한다. 또한 주축(S)의 중심속도는 다음식에 의해 구해진다.
또한 J=0인 경우에는 주축(S)만큼 θ회전한다. 여기서는 예로서 원호블럭으로부터 원호블럭으로 이어지는 예를 들었지만, 다른 경우도 마찬가지로 점(S1), 점(S2)을 구할 수 있으면 블록이음매에서의 법선방향 제어를 행할 수 있다.
다음에 본 발명의 주축법선방향 제어방법을 실시하는 수치제어 공작기계의 일례가 제2도에 도시되어 있다. 즉, 제2도에 있어서, 수치제어 공작기계는 베드(1)와, 베드(1)상에 Y축방향으로 이동가능하게 설치되어 Y축테이블(3)과, Y축테이블(3)상에 X축방향으로 이동가능하게 설치되어 X축테이블(5)를 가지며, X축테이블(5)상에 피가공물(W)이 고정재치된다. Y축테이블(3)은 Y축서보모터(9)에 의해 X축방향으로 구동되며, X축테이블(5)은 X축서보모터(9)에 의해 X축방향으로 구동되며, X축테이블(5)상의 피가공물(W)은 Y축서보모터(7)에 의한 Y축테이블(3)의 Y축방향의 이동과 X축서보모터(9)에 의한 X축테이블(5)의 X축방향의 이동에 의해 X축과 Y축에의한 수평면을 따라 X좌표와 Y좌표에 의한 임의로 좌표위치로 축제어된다.
수치제어 공작기계의 칼럼(11)에는 Z축슬라이더(13)가 상하방향, 즉 Z축 방향으로 이동가능하게 장착되어 있으며, Z축슬라이더(13)는 Z축 서보모터(15)에 의해 Z축방향으로 구동된다.
Z축슬라이더(13)에는 주축헤드(17)가 부착되어 있으며, 주축헤드(17)에는 주축(S)가 Z축과 동일방향의 축선주위, 즉 C축주위에 회전가능하게 장착되어 있다. 주축(S)은 주축모터인 C축 서보모터(19)에 의해 회전 구동됨과 동시에 C축회전각을 정량적으로 제어하고, 주축(S)에는 공구로서의 예를들어 헤일바이트(T)가 장착된다.
여기서, X축과 Y축에 의한 피가공물(W)의 이동평면은 주축(S)의 회전축선, 즉 C축(Z축)에 직교하는 평면이다. X축 서보모터(9), Y측 서보모터(7), Z축 서보모터(15), C축 서보모터(19)의 각각에는 로타리엔코더(21),(23),(25),(27)가 장착되어 있으며, 이 로타리엔코더(21),(23),(25),(27)는 각축의 서보모터(9),(7),(15),(19)의 회전각을 검출하여 회전각 정보를 NC장치(29)에 출력한다.
상기 NC장치(29)는 제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 버스(31)에 의해 상호 접속된 메인프로세서(CPU1, 33)와 롬(35)과 램(37)(39)과 가공프로그램 입력부(41)와 표시기(43)과 서보 컨트롤러(45)를 가지고 있다. 또한 고속처리화를 위해 메인프로세서(33)에는 코프로세서(CPU2, 47)가 직접 접속되어 있다. 롬(35)은 시스템 프로그램을 격납하고 램(37)은 일시적인 데이터 격납 메모리로서 작용하며, 램(39)은 가공프로그램 입력부(41)로부터 입력한 가공프로그램이나 공구데이타 등을 격납한다. 서보컨트롤러(45)에는 각 축의 서보앰프(49)가 접속되며, 서보앰프(49)에는 각 축 서보모터(7)(9)(15)가 접속되어 있다. 또한, 상기 버스(31)에는 C축 서보모터(19)를 제어하기 위한 주축컨트롤러(51)가 접속되어 있다.
상기 표시기(43)는 실행중의 가공프로그램이나 기계위치좌표등 가공에 필요한 데이터를 표시하는 것이다. 또한 주축컨트롤러(51)는 주축(S)에 있어서의 법선방향 제어로 주축(S)의 각도(θ)를 가공프로그램 진행방향과 항상 일정하게 유지하도록 제어해야 하며, 메인프로세서(33)로부터 속도출력을 행하여 주축위치 피드백을 독취하는 것이다.
상기 구성에 의해 주축법선방향 제어모드중의 블록이음매에서의 해석동작을, 제1도에 도시되어 있는 흐름도를 참조하여 설명하면, 우선 가공프로그램을 1블럭씩 램(39)으로부터 독출하여 해석해 가는데, 주축(S)의 법선방향 제어중에는 전후 2블럭으로부터 그 이음매에서의 모양에 따라 주축중심(S0)이 내측을 지나는 경우와 외측을 지나는 경우에서 오프세트 벡터의 계산방법이 다르므로 스텝S1에서 주축중심(S0)이 내측을 지나는지 여부의 판단이 행해진다.
주축중심(S0)이 내측을 지난다고 판단된 경우에는 스텝S2로 진행되고, 공구 직경보정에서의 보정용교점 벡터(OP)를 계산한다. 다음에 스텝S3에서 이음매에서의 전후블럭의 오프세트벡터 I1,J1, K1; I2,J2, K2를 계산한다. 여기서 얻어진 좌표가 전블럭(A)의 보정한 결과의 주축중심(S0)의 종점이 된다.
스텝S5에서 다음블럭보정 궤적종점의 좌표를, 예를들어 식11의 OS2= O+OP-J2+K2으로 계산한다. 여기서 얻어진 좌표가 다음블럭(B)의 보정한 결과의 주축중심(S0)의 종점이 된다. 스텝S6에서 전블럭 보정궤적종점으로부터 다음 블럭 보정 궤적종점까지 원호보간시키고 그에 동기하여 주축(S)을 θ만큼 회전시키기 위한 계산이 행해진다.
상기 스텝S1에서 주축중심(S0)이 내측을 지나지 않고 외측을 지난다고 판단된 경우에는 스텝S7로 진행되고, 이음매에서의 전후블럭의 오프세트 벡터 I1,J1, K1; I2,J2, K2를 계산한다. 스텝S8에서 전블럭 보정궤적 종점의 좌표를 예를들어 식9의 OS1=O+I1+K1로 계산한다.
스텝S9에서 다음블럭 시점의 보정궤적좌표를 식9의 OS2=O+I2+K2로 계산한다. 여기서 얻어진 좌표가 다음블럭(B)의 보정한 결과의 주축중심(S0)의 종점이 된다. 스텝10에서 전블럭 보정궤적중심으로부터 다음블럭 보정궤적시점까지 원호 보간시키고, 그에 동기하여 주축(S)을 회전시키기 위한 계산이 행해진다.
이와같이 하여 얻어진 공구중심의 궤적을 공구중심이 이동하고, 동시에 주축(S)를 동기시킴으로써 공구날끝(TA)가 주축중심(S0)에 대해 오프세트하고 있더라도 조작자는 그것을 의식하지 않고 용이하게 가공을 행할 수 있다. 또한, 블록이음매에서 주축(S)만큼이 회전하는 경우등도 공구날끝의 한쪽이 진행방향과 역방향으로 움직이지 않고 공구날끝의 선단속도가 프로그램 지령된 속도가 되므로 일정 면정도(面精度)를 얻을 수 있다.
또한 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 적절한 변경을 행함으로써 기타 태양으로 실시할 수 있는 것이다. 본 실시예에서는 공구로서 헤일바이트를 이용한 것을 예로들어 설명하였지만, 통상의 헤일바이트로 주축중심(S0)과 오프세트된 것이라도 적용할 수 있는 것이다. 또한 실시예의 설명에서는 직선보간, 원호보간만 예로 들었지만 각 블록간의 오프세트 벡터를 구할 수 있으면 주축법선 방향제어를 바르게 행할 수 있다.
이상과 같이 실시예의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 청구항 1에 따른 발명에 의하면 공구의 날끝으로 피가공물을 가공할 때 공구의 날끝이 주축의 회전중심으로부터 오프세트된 상태에서 공구가 주축에 장착되어 있더라도 가공 프로그램궤적의 가공진행방향에 대해서 공구의 날끝이 직각을 유지하도록 적어도 주축의 회전각도를 제어하는 제어기능을 구비하고 있으므로 공구의 날끝이 가공 프로그램궤적의 가공진행방향에 대해서 항상 직각으로 유지되어 가공되므로 용이하게 가공할 수 있음과 동시에 조작자는 공구의 날끝이 주축회전중심에 대해 오프되어 있음을 의식하지 않고 가공을 행할 수 있다.
또한, 블록이음매에서 주축만큼 회전하는 경우등도 공구 날끝의 진행방향과 역방향으로 움직이지 않고 공구의 날끝의 선단 속도가 프로그램 지령된 속도가 되므로 일정 면정도를 얻을 수 있다.

Claims (2)

  1. 주축의 선단에 장착되는 바이트가 상기 주축의 중심선과 평행되며, 상기 주축의 궤적이 전환됨에 따라 헤일바이트의 날끝으로 피가공물의 표면을 가공하고, 상기 피가공물에 대하여 상대적으로 그려진 가공프로그램에 의해 설정된 궤적을 따라서 주축을 포함한 바이트가 작동하며, 상기 주축의 중심선으로부터 오프세트된 바이트의 날끝이 피가공물을 가공할때에 피가공물에 대하여 상대적으로 그려진 가공 프로그램에 의한 궤적을 따라서 상기 헤일바이트 이동의 방향이 상기 피가공물에 대해 직각을 유지하도록 주축의 중심선 주위의 회전각을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수치제어공작기계의 주축법선방향제어방법.
  2. 수치제어공작기계의 주축 회전각도가 조정될 수 있는 중심선의 선단부에 구비되는 헤일바이트가 주축의 선단부에서 중심선과 평행되게 장착되는 날끝을 구비하여 상기 날끝으로 피가공물의 표면을 가공하도록 되어있고, 상기 피가공물에 관계되는 가공프로그램에 의한 궤적을 따라 움직여지도록 하여 주축의 중심선으로 회전각도가 헤일바이트의 날끝이 피가공물을 가공할때에 피가공물에 관계하는 가공 프로그램에 의한 직선 또는 굽은 궤적을 따라서 상기 헤일바이트의 방향이 상기 피가공물에 대해 직각으로 유지되도록 제어되어 피가공물의 표면을 가공하는 것을 특징으로 하는 수치제어공작기계장치.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846426A1 (de) * 1998-10-08 2000-04-13 Open Mind Software Technologie Verfahren zum Steuern der Arbeitsbewegung eines Werkzeugs zur materialabtragenden Bearbeitung eines Materialblocks
US6942438B1 (en) * 2001-04-26 2005-09-13 Scott L. Deguise Keyway cutter tool and method
JP2005023817A (ja) * 2003-07-01 2005-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール圧縮機およびスクロールラップの加工方法
WO2005091093A1 (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 数値制御方法及びその装置
WO2005092548A1 (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Makino Milling Machine Co., Ltd. 切削加工方法及び装置、並びに放電加工用リブ電極
JP2007172325A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Toshiba Mach Co Ltd 自由曲線加工法および数値制御装置
JP2008126322A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Toshiba Mach Co Ltd バイト加工方法及びバイト加工装置
US8821086B2 (en) 2006-12-22 2014-09-02 Tennine Corporation Method and apparatus for controlled-fracture machining
US20100111632A1 (en) * 2006-12-22 2010-05-06 Tingley Iii William Q Method and apparatus for non-rotary machining
JP4813616B1 (ja) * 2010-07-12 2011-11-09 ファナック株式会社 円弧動作時の速度制御機能を有する工作機械の数値制御装置
CN103878592B (zh) * 2012-12-19 2017-06-06 鸿准精密模具（昆山）有限公司 机床
JP2014193514A (ja) * 2013-03-29 2014-10-09 Nishijima Corp 導光板加工装置
US9101991B1 (en) 2014-07-17 2015-08-11 Tennine Corp. Method and apparatus for non-spindle multi-axis machining
JP6587842B2 (ja) * 2015-06-29 2019-10-09 株式会社ナガセインテグレックス 曲面切削装置
JP6464135B2 (ja) * 2016-12-22 2019-02-06 ファナック株式会社 数値制御装置
JP6963833B2 (ja) * 2019-07-24 2021-11-10 株式会社レイズエンジニアリング 車両用ホイールの製造方法
CN113953687B (zh) * 2021-12-08 2023-05-05 业成科技（成都）有限公司 切割方法及切割装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2090507A (en) * 1936-08-01 1937-08-17 Gould & Eberhardt Shaper tool lifter
US2727438A (en) * 1951-08-03 1955-12-20 Gack Ludwig Planing machine
DE1227309B (de) * 1960-09-10 1966-10-20 Waldrich Werkzeugmasch Vorrichtung zum Vor- und Rueckwaertshobeln
GB1033106A (en) * 1962-04-09 1966-06-15 Otto Waldrich Tool mounting arrangement for forward and rearward planing
US3753385A (en) * 1971-08-06 1973-08-21 V Zarlengo Mounting adapter for cutting tools
US3970830A (en) * 1974-06-24 1976-07-20 Cone-Blanchard Machine Company Computer controlled machine tool contouring system
JPS5773410A (en) * 1980-10-23 1982-05-08 Fanuc Ltd Numerical control system
JPS58181105A (ja) * 1982-04-16 1983-10-22 Fanuc Ltd 工具径補正方式
US5178498A (en) * 1991-06-11 1993-01-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy X-Z-Theta cutting method
US5363309A (en) * 1993-02-25 1994-11-08 International Business Machines Corp. Normal distance construction for machining edges of solid models

Also Published As

Publication number Publication date
KR960013572A (ko) 1996-05-22
CA2161280A1 (en) 1996-04-25
CA2161280C (en) 1999-04-27
JP3599800B2 (ja) 2004-12-08
US5765976A (en) 1998-06-16
JPH08118205A (ja) 1996-05-14

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