TWI779456B - 雙主軸加工的運動控制方法及雙主軸加工設備 - Google Patents

雙主軸加工的運動控制方法及雙主軸加工設備 Download PDF

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Abstract

本案揭露一種雙主軸加工的運動控制方法及雙主軸加工設備，控制裝置依據第一及第二控制資料各別地進行分段切割與檢查點設定的資料重整，以對應形成第一及第二指令序列，藉此同時控制兩個運動控制卡，讓運動控制卡後端所耦接的兩個加工裝置可在工件的兩相反側進行加工工序。藉由在指令序列中所設置的檢查點，讓各具有一個加工工具的加工裝置間具有協作機制，在兩個指令序列皆到達檢查點時，控制裝置才能繼續發送下一段指令給兩個運動控制卡，藉此，讓同動的雙主軸設備不但能發揮單邊單獨加工時的高效率特性，還同時具有雙邊協作特性，解決了雙主軸同動時的相互干擾而致生毀損的問題。

Description

雙主軸加工的運動控制方法及雙主軸加工設備
本發明係關於一種加工(machining)的控制方法與設備，更特別的是關於一種雙主軸加工的運動控制方法與雙主軸加工設備。
對於工件的加工來說，通常是藉由對加工工具的控制來執行加工工序，以對工件進行例如：銑削(milling)等動作的加工工藝。
基於加工效率的追求，可在工件兩相反側同時進行加工的雙主軸加工設備被使用來縮短加工時間。然而，在兩個主軸的同時控制下，依然面臨許多的限制與困境。舉例來說，為了避免雙主軸同動時的相互干擾，僅僅在工件兩側皆進行相同工序的對稱式加工時，才啟用雙主軸同動。這使得雙主軸加工設備雙邊同時加工的性能無法被有效利用。
本發明之一目的在於提升加工效率。
本發明之另一目的在於有效利用雙主軸加工的特性。
本發明之再一目的在於提供雙主軸加工時，於雙邊協作下的對稱及非對稱性的特性。
為達上述目的及其他目的，本發明提出一種雙主軸加工的運動控制方法，用於依據第一控制資料及第二控制資料對在工件兩相反側的第一加 工裝置及第二加工裝置進行對應控制，該第一加工裝置及該第二加工裝置具有在一進給軸上彼此相對向移動以對該工件進行加工工序的第一加工工具及第二加工工具，該運動控制方法包含：切分步驟、檢查點設定步驟及控制步驟。切分步驟可使該第一控制資料切分為複數第一分段控制資料，以及使該第二控制資料切分為複數第二分段控制資料。檢查點設定步驟可使相鄰的該第一分段控制資料之間各插入第一檢查點以成為第一指令序列，使相鄰的該第二分段控制資料之間各插入第二檢查點以成為第二指令序列。控制步驟可使該第一指令序列依序輸出至第一運動控制卡以對應控制耦接該第一運動控制卡的第一加工裝置，使該第二指令序列依序輸出至第二運動控制卡以對應控制耦接該第二運動控制卡的第二加工裝置，其中，於該控制步驟中包括一協作機制，係於所輸出的該第一指令序列或該第二指令序列到達任一檢查點時，停止後續的指令輸出，直到所輸出的另一指令序列也到達任一檢查點時，才令兩指令序列續行輸出後續指令至對應的運動控制卡。
於本發明之一實施例中，各該控制資料包括複數刀號資料及對應的加工路徑資料，於該切分步驟所切分出的每一分段控制資料中，各該分段控制資料內具有的刀號資料皆相同。
於本發明之一實施例中，運動控制方法用於控制該第一加工裝置、該第二加工裝置及具有一旋轉軸的一支架，該支架用於支撐該工件，該運動控制方法還包含：於該控制步驟中，該第一運動控制卡係被視為主控端，該第二運動控制卡係被視為從屬端，該旋轉軸的旋轉控制資料係為該等第一分段控制資料之至少其一，於所輸出的該第一指令序列到達該旋轉控制資料時，令作為該從屬端的該第二運動控制卡進行等候，直至該旋轉控制完成後，解除該 第二運動控制卡的等候，並令兩指令序列續行輸出後續指令至對應的運動控制卡。其中，該旋轉軸可垂直於該進給軸。
於本發明之一實施例中，運動控制方法用於控制該第一加工裝置、該第二加工裝置及具有二旋轉軸的一支架，該支架用於支撐該工件，該運動控制方法還包含：於該控制步驟中，該第一運動控制卡係被視為主控端，該第二運動控制卡係被視為從屬端，該二旋轉軸的旋轉控制資料係為該等第一分段控制資料之至少其一，於所輸出的該第一指令序列到達該旋轉控制資料時，令作為該從屬端的該第二運動控制卡進行等候，直至旋轉控制完成後，解除該第二運動控制卡的等候，並令兩指令序列續行輸出後續指令至對應的運動控制卡。其中，該二旋轉軸可分別垂直於該進給軸，且該二旋轉軸相互垂直。
為達上述目的及其他目的，本發明還提出一種電腦程式產品，內儲用於控制雙主軸在工件兩相反側同時對該工件進行加工工序的電腦程式產品，當電腦載入該電腦程式以及被輸入第一控制資料及第二控制資料並執行該電腦程式後，可完成如前所述的運動控制方法。
為達上述目的及其他目的，本發明還提出一種雙主軸加工設備，依據第一控制資料及第二控制資料對工件進行加工工序，該雙主軸加工設備包含：支架、第一加工裝置、第二加工裝置、第一運動控制卡、第二運動控制卡及控制裝置。支架供該工件的固定。第一加工裝置設置在該支架的一側，包括被移動在一進給軸上的第一加工工具。第二加工裝置設置在該支架的另一側，包括被移動在該進給軸上的第二加工工具。第一運動控制卡耦接該第一加工裝置。第二運動控制卡耦接該第二加工裝置。該控制裝置分別耦接該第一運動控制卡及該第二運動控制卡，該控制裝置使該第一控制資料切分為複數第一 分段控制資料並在各個分段間插入第一檢查點以形成第一指令序列，以及使該第二控制資料切分為複數第二分段控制資料並在各個分段間插入第二檢查點以形成第二指令序列，該控制裝置使該第一指令序列依序輸出至該第一運動控制卡以控制該第一加工裝置，以及使該第二指令序列依序輸出至第二運動控制卡以控制該第二加工裝置，其中，在所輸出的該第一指令序列或該第二指令序列到達任一檢查點時，該控制裝置停止後續的指令輸出，直到所輸出的另一指令序列也到達任一檢查點時，該控制裝置才讓兩指令序列續行輸出後續指令。
於本發明之一實施例中，各該控制資料包括複數刀號資料及對應的加工路徑資料，該控制裝置可使切分出的每一分段控制資料內具有相同的刀號資料。
於本發明之一實施例中，該第一加工裝置及該第二加工裝置各提供三個軸向的驅動能力，使該第一加工工具及該第二加工裝置具有移動在該進給軸、第二軸及第三軸上的自由度。其中，該進給軸、該第二軸及該第三軸中的任兩者可相互垂直。
於本發明之一實施例中，該第一加工裝置更提供第四軸的驅動能力，使該支架具有旋轉在該第四軸上的自由度。該第四軸可垂直於該進給軸。該控制裝置可使該第四軸的旋轉控制資料為該等第一分段控制資料中之至少其一，在該控制裝置輸出的該第一指令序列到達該第四軸的旋轉控制時，令該第二運動控制卡進行等候，直至該旋轉控制執行完畢才解除該第二運動控制卡的等候，該控制裝置並讓兩指令序列續行輸出後續指令。
於本發明之一實施例中，該第一加工裝置更提供第五軸的驅動能力，使該支架具有旋轉在該第五軸上的自由度，該第五軸可垂直於該第四 軸。該控制裝置可使該第四軸及該第五軸的旋轉控制資料為該等第一分段控制資料中之至少其一，在該控制裝置輸出的該第一指令序列到達該第四軸或第五軸的旋轉控制時，令該第二運動控制卡進行等候，直至該旋轉控制執行完畢才解除該第二運動控制卡的等候，該控制裝置並讓兩指令序列續行輸出後續指令。
據此，在指令序列中所設置的檢查點，以及對應運動控制卡的使用，可讓每一段控制資料被執行完畢後進行等待，讓加工裝置間具有協作機制，在這樣的控制規範下，雙邊各自的加工範圍與程度就能被掌握，雙邊各自加工的非對稱式加工工序就能被使用，有效發揮雙主軸同時驅動的高效率特性，此外還能加入支架的旋轉控制，讓雙主軸加工設備可進一步執行7軸或8軸以上的同動控制。
100:控制裝置
110:電腦輔助設計
120:電腦輔助製造
130:控制單元
141:可程式控制器
142:可程式控制器
210:第一運動控制卡
220:第二運動控制卡
310:第一加工裝置
311:第一加工工具
315:支架
320:第二加工裝置
321:第二加工工具
400:工件
C1:第四軸(旋轉軸)
C2:第五軸(旋轉軸)
A1:第一刀具編號下所安排的加工路徑
A2:第二刀具編號下所安排的加工路徑
A3:第三刀具編號下所安排的加工路徑
A4:第四刀具編號下所安排的加工路徑
B1:第一刀具編號下所安排的加工路徑
B2:第二刀具編號下所安排的加工路徑
B3:第三刀具編號下所安排的加工路徑
B4:第四刀具編號下所安排的加工路徑
NA:切分後且重整後的第一指令序列
NB:切分後且重整後的第二指令序列
OA:切分後且重整前的第一指令序列
OB:切分後且重整前的第二指令序列
S1:第一指令序列
S2:第二指令序列
S100~S300:步驟
X:進給軸
Y:第二軸
Z:第三軸
[圖1]為本發明一實施例之雙主軸加工設備的功能方塊示意圖。
[圖2]為圖1之雙主軸加工設備的部分裝置示意圖。
[圖3]為本發明一實施例之雙主軸加工的運動控制方法流程圖。
[圖4]為本發明一實施例之控制資料的分段切割與重整的示意圖。
[圖5]為本發明另一實施例之雙主軸加工設備的部分裝置示意圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：於本文中，所描述之用語「一」或「一個」來描述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域等。此舉只是為了方便說明，並且對本發明之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個或至少一個，且單數也同時包括複數。
於本文中，所描述之用語「包含、包括、具有」或其他任何類似用語意係非僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可包括未明確列出但卻是所述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域通常固有的其他要件。
於本文中，所描述之「第一」或「第二」等類似序數之詞語，係用以區分或指關聯於相同或類似的元件或結構、部位或區域，且不必然隱含此等元件、結構、部位或區域在空間上的順序。應了解的是，在某些情況或配置下，序數詞語係可交換使用而不影響本發明之實施。
電腦數值控制(Computer Numerical Control,CNC)是藉由數值控制(Numerical Control,NC)程式指令輸入至控制裝置(例如：電腦)，再經由控制裝置的處理，產生操控後端加工裝置的指令序列，進而藉由加工裝置的加工工具對工件執行加工(例如：切削)，完成所設計的零件。
其中，藉由電腦輔助設計與製造(Computer Aided Design & Computer Aided manufacturing,CAD/CAM)可用來協助設計零件的模型資料，並產生對應的路徑規劃資料與刀號資料，據以形成數值控制程式指令，供CNC進行加工。
請同時參照圖1及圖2，圖1為本發明一實施例之雙主軸加工設備的功能方塊示意圖，圖2為圖1之雙主軸加工設備的部分裝置示意圖。雙主軸加工設備包含：支架315、第一加工裝置310、第二加工裝置320、第一運動控制卡210、第二運動控制卡220及控制裝置100。
支架315用來支撐工件400，支架315還可具有單一旋轉軸或雙旋轉軸的功能，單一旋轉軸或雙旋轉軸(C1、C2)將詳細描述在後面的其他實施例中(請參照圖5)。工件400可以是醫療配件，特別是有關牙齒物品(dental item)，如：假牙、牙冠(crown)、植入物(implant)等。第一加工裝置310及第二加工裝置320各自具有的第一加工工具311及第二加工工具321用於對工件400進行雙邊的加工工序，雙邊可被同時運行的工序數量越多，越能提升加工效率。
在加工工序進行時，第一加工工具311及第二加工工具321例如是被驅動為旋轉狀態，以藉由加工工具的表面輪廓，對工件400產生加工(例如：切削)的效果。
控制裝置100基於電腦輔助設計(CAD)110與電腦輔助製造(CAM)120所產生的控制資料，進一步經由控制單元130的處理後，生成對應控制第一加工裝置310及第二加工裝置320的第一指令序列S1及第二指令序列S2。在CNC控制例子中，控制單元130分別透過可程式控制器141(PLC1)及可程式控制器142(PLC2)對應地連接至第一運動控制卡210及第二運動控制卡220，以讓指令序列輸入至運動控制卡中。接著，運動控制卡會依據所接收到的指令，對應操控加工裝置，例如：運動控制卡發出脈波訊號給加工裝置內的驅動器，驅動器再傳送脈波訊號給加工裝置內的伺服馬達，進而控制加工工具的移動。
控制單元130例如是一台搭載有特定電腦程式的電腦，所述特定電腦程式是用來進一步執行前述的處理程序，可將電腦輔助設計(CAD)110與電腦輔助製造(CAM)120所產生的控制資料進行資料重整，以讓單台電腦可藉由兩張運動控制卡來同時執行雙主軸配置下的各個加工工序。因此，工件400兩側的加工裝置(310、320)得以被進一步運行在非對稱式的加工工序，兩邊的加工工序在安排上就能具有高度的自由度，大幅提升加工效率。於其他實施態樣下，控制裝置100也可以是整合了可程式控制器的一台電腦。電腦輔助設計(CAD)110與電腦輔助製造(CAM)120所產生的控制資料可由控制裝置100產生，或是自外部輸入。
舉例來說，所述特定電腦程式內可具有多個樣板，每個樣板可對應至少一種加工工法，當操作者將電腦輔助設計(CAD)110與電腦輔助製造(CAM)120所計算出來的控制資料輸入至該特定電腦程式後，該特定電腦程式即可依據操作者選取的樣板以及本案揭露的運動控制處理方式來產生對應的指令序列。有關樣板，以牙體修復來說，例如區分為貼片類型、內嵌片類型、牙冠類型、牙釘類型等，可對控制資料進行基礎架構的套用(例如：不同類型的樣板會有不同的機械參數來對應)。
如圖2所示，每一加工裝置(310、320)可提供對應的加工工具(311、321)各具有三個軸向的移動自由度，即進給軸X、第二軸Y、第三軸Z。此三軸舉例來說，通常進給軸X會被安排為正對於工件400的進給方向，且進給軸X、第二軸Y與第三軸Z中的任意兩個，相互垂直。在雙主軸的配置下，通常兩個加工裝置(310、320)在進給軸X上的第一加工工具311與第二加工工具321會呈現彼此相對向移動，進而可在工件400的兩側進行各自的加工工序。圖2的加工裝置(310、320)僅為一種簡單表示，軸向移動機構已屬常見的機械控制結構，故於此不再贅述。
接著請同時參照圖1至3，圖3為本發明一實施例之雙主軸加工的運動控制方法流程圖。本案揭露的運動控制處理方式可依據電腦輔助設計(CAD)110與電腦輔助製造(CAM)120所計算出來的控制資料，經過分段切割與檢查點設定的資料重整處理，對應地產生供兩個加工裝置運行的第一指令序列S1及第二指令序列S2。第一指令序列S1及第二指令序列S2自對應的可程式控制器(141、142)輸出後可被傳送至對應的運動控制卡(210、220)，再由運動控制卡(210、220)操控對應加工裝置(310、320)的加工工具(311、321)的運動軌跡。若支架315具有旋轉功能，則旋轉的控制指令被歸屬在第一指令序列S1內。
本案揭露的運動控制處理方式的運動控制方法包含：步驟S100、切分步驟；步驟S200、檢查點設定步驟；及步驟S300、控制步驟。
切分步驟S100是用來處理電腦輔助設計(CAD)110與電腦輔助製造(CAM)120所計算出來的第一控制資料及第二控制資料。第一控制資料及第二控制資料分別對應工件的兩個相反側所需的加工資訊。在此步驟中，第一控制資料會被切分為複數第一分段控制資料，第二控制資料會被切分為複數第二分段控制資料。所切分的方式可以是依據加工的工法來切分，也可以是依據加工所使用的刀具編號來切分。
檢查點設定步驟S200是用來使每個分段控制資料之間被安插一個檢查點。以被切分而成的這些第一分段控制資料來說，相鄰的第一分段控制資料之間會被各插入第一檢查點，具有各個第一檢查點的第一分段控制資料會成為第一指令序列S1。以被切分而成的這些第二分段控制資料來說，相鄰的第二分段控制資料之間會被各插入第二檢查點，具有各個第二檢查點的第二分段控制資料會成為第二指令序列S2。步驟S100及步驟S200後續於第4圖會有進一步說明。
控制步驟S300是用來使指令序列(S1、S2)依序輸出序列中的各個控制指令至對應的運動控制卡，以對應地操控加工裝置。第一指令序列S1依序輸出至第一運動控制卡210以對應控制耦接第一運動控制卡210的第一加工裝 置310。該第二指令序列S2依序輸出至第二運動控制卡220以對應控制耦接第二運動控制卡220的第二加工裝置320。其中，在控制步驟S300裡，具有讓兩個加工裝置具備協調效果的協作機制。這個協作機制是在任一個指令序列中的指令被輸出到檢查點時，控制裝置100會停止這個指令序列後續的指令輸出(產生的效果即是對應的加工裝置會駐停)，同時控制裝置100會檢查另一個指令序列的指令輸出情況，當此另一個指令序列的指令也輸出到檢查點時，控制裝置100才會讓兩個指令序列的指令繼續輸出給對應的運動控制卡。
舉例來說，當控制裝置100在輸出第一指令序列S1的指令時遇到了第一檢查點，此時控制裝置100暫停第一指令序列S1後續指令的輸出，進而使第一運動控制卡210不會收到後續的操控指令，第一加工裝置310自然停止動作。此外，控制裝置100檢查第二指令序列S2的輸出指令，若第二指令序列S2的輸出指令尚不是第二檢查點，則控制裝置100讓第一指令序列S1持續暫停後續指令的輸出，並持續檢查第二指令序列S2的輸出指令；當第二指令序列S2的輸出指令遇到第二檢查點，則控制裝置100進行指令放行的控制，讓第一指令序列S1及第二指令序列S2繼續輸出指令給對應的運動控制卡。
由於指令序列是一連串的控制指令，經由前述的資料重整與協作機制的建置，可讓每一段的控制都被清楚地界定出此時雙邊加工裝置各自的運作狀態，於此規範下的運作方式，就能讓雙主軸同動時的相互干擾情況可以被排除，進而讓本案揭露的運動控制方法、執行此方法的電腦程式產品、及執行此方法的雙主軸加工設備，可適用在非對稱式的加工工序，進而讓雙主軸加工設備的同時加工性能可被充分利用。電腦程式產品例如是一套軟體，經由一部電腦的載入並執行後，可依據上述方式控制複數運動控制卡，進而使加工設備可被驅動在多主軸同動的加工模式。
前述切分步驟S100中，較佳地是可依據加工所使用的刀具編號來切分。電腦輔助設計(CAD)110與電腦輔助製造(CAM)120所計算出來的控制資料包括刀號資料及對應的加工路徑資料。加工的工法係指一定範圍或模式的 加工路徑，以加工所使用的刀具編號來切分的情況下，於切分步驟S100中所切分出的每一個分段控制資料中皆具有相同的刀號資料，舉例來說，一個分段控制資料內雖然有不同的加工路徑資料，但刀號資料均相同。
接著請參照圖4，為本發明一實施例之控制資料的分段切割與重整的示意圖。圖4是依據刀具編號切分後的各個指令來作為例子，橫軸為時間。OA為切分後且重整前的第一指令序列，A1是第一刀具編號下所安排的加工路徑，A2是第二刀具編號下所安排的加工路徑，依此類推。OB為切分後且重整前的第二指令序列，B1是第一刀具編號下所安排的加工路徑，B2是第二刀具編號下所安排的加工路徑，依此類推。因為各刀具號碼下所需運行的加工路徑長短不一，兩邊所需的加工路徑也會有所差異，進而導致OA與OB的指令序列長短不同，更重要的是，當一個指令序列要切換刀具來執行新的工序時，另一個指令序列的目前所處序列位置難以被掌控，尤其當指令序列越長時，不可預測性越高，導致雙主軸同動時的相互干擾風險大幅增加，OA與OB的指令序列無法被使用。
指令序列的重整是指每個指令序列中，在切分的位置上，插入一個檢查點C，再依據前述的協作機制的運作下，就可呈現出圖4的NA與NB的指令序列，兩個指令序列在每一分段的起始點位置變為皆相同。NA為切分後且重整後的第一指令序列，NB為切分後且重整後的第二指令序列。由於每一分段上，兩個指令序列的起始點皆可被明確界定，在這樣的規範運作下即可使相互干擾情況被有效避免，進而可讓雙主軸加工設備的兩邊同時進行非對稱式加工，充分發揮出雙主軸加工的高效性能。
接著請參照圖5，為本發明另一實施例之雙主軸加工設備的部分裝置示意圖。圖5的實施例讓第一加工裝置310進一步提供額外軸向的驅動能力，此驅動能力是用來驅動支架的單個(C1或C2)或兩個旋轉軸(C1、C2)，使工件在第四軸C1及/或第五軸C2上產生旋轉，以進一步提供更多加工角度。其中，在其他實施例中，支架315在第四軸C1上可被自由地旋轉，在第五軸C2上 則是僅能被有限度地旋轉，在此態樣下，第五軸C2也可被稱為搖擺軸。然而，旋轉的同時若有任一加工工具正在執行加工程序，那將發生毀損的狀況。
是以，本案揭露的運動控制方法、執行此方法的電腦程式產品、及執行此方法的雙主軸加工設備，可進一步在圖3的控制步驟S300中，將第一運動控制卡210視為主控端以及將第二運動控制卡220視為從屬端。此外，旋轉軸的旋轉控制資料被歸屬於第一分段控制資料中，使每個旋轉控制資料成為第一分段控制資料中的個別分段資料(類比於圖4的Ax分段)，當所輸出的第一指令序列到達該旋轉控制資料時，令作為從屬端的第二運動控制卡220進行等候，直至該旋轉控制完成後，才解除第二運動控制卡220的等候，並讓控制裝置100續行輸出兩指令序列的後續指令到對應的運動控制卡。
圖5的旋轉控制歸屬於其中一個加工裝置(第一加工裝置310)，由對應的一張運動控制卡(第一運動控制卡210)控制，然並非以此為限，於其他實施態樣下，亦可類比為歸屬於其中一個加工裝置(第二加工裝置320)。
單旋轉軸下的控制可能有單次或多次，雙旋轉軸下的控制則可能分別有不同軸向的轉動同時或不同時發生，將旋轉控制歸屬於其中一加工裝置且每一次執行旋轉動作時，控制裝置100均會使另一個加工裝置進行等候，據此，進一步將本案揭露的協作機制延伸應用至單旋轉軸或雙旋轉軸上，使得雙主軸加工設備的同時加工性能與效益更加提升。其中，現行的每一運動控制卡(或稱軸控卡)已能夠支援到5軸的控制，未來具備更多軸的控制能力時，將使得上述規範下的運動控制方法、執行此方法的電腦程式產品、及執行此方法的雙主軸加工設備有更多的加工方式與效益的進一步提升。
綜合上述，本案揭露的運動控制方式所建構的規範，避免了多主軸同動時的相互干擾所致生的毀損風險，可讓多主軸的加工設備運作在對稱式或非對稱式的同動控制模式，旋轉軸的應用也進一步讓7軸(單旋轉軸)或8軸(雙旋轉軸)以上的加工設備依舊具備多主軸同動控制的特性，讓雙主軸或甚至多主軸的加工設備可被發揮出應有的高效性能。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
S100~S300:步驟

Claims (16)

  1. 一種雙主軸加工的運動控制方法，用於依據第一控制資料及第二控制資料對在工件兩相反側的第一加工裝置及第二加工裝置進行對應控制，該第一加工裝置及該第二加工裝置具有在一進給軸上彼此相對向移動以對該工件進行加工工序的第一加工工具及第二加工工具，該運動控制方法包含：一切分步驟，使該第一控制資料切分為複數第一分段控制資料，以及使該第二控制資料切分為複數第二分段控制資料；一檢查點設定步驟，使相鄰的該第一分段控制資料之間各插入第一檢查點以成為第一指令序列，使相鄰的該第二分段控制資料之間各插入第二檢查點以成為第二指令序列；及一控制步驟，使該第一指令序列依序輸出至第一運動控制卡以對應控制耦接該第一運動控制卡的第一加工裝置，使該第二指令序列依序輸出至第二運動控制卡以對應控制耦接該第二運動控制卡的第二加工裝置，其中，於該控制步驟中包括一協作機制，係於所輸出的該第一指令序列或該第二指令序列到達任一檢查點時，停止後續的指令輸出，直到所輸出的另一指令序列也到達任一檢查點時，才令兩指令序列續行輸出後續指令至對應的運動控制卡。
  2. 如請求項1所述之運動控制方法，其中各該控制資料包括複數刀號資料及對應的加工路徑資料，於該切分步驟所切分出的每 一分段控制資料中，各該分段控制資料內具有的刀號資料皆相同。
  3. 如請求項1所述之運動控制方法，係用於控制該第一加工裝置、該第二加工裝置及具有一旋轉軸的一支架，該支架用於支撐該工件，該運動控制方法包含：於該控制步驟中，該第一運動控制卡係被視為主控端，該第二運動控制卡係被視為從屬端，該旋轉軸的旋轉控制資料係為該等第一分段控制資料之至少其一，於所輸出的該第一指令序列到達該旋轉控制資料時，令作為該從屬端的該第二運動控制卡進行等候，直至該旋轉控制完成後，解除該第二運動控制卡的等候，並令兩指令序列續行輸出後續指令至對應的運動控制卡。
  4. 如請求項3所述之運動控制方法，其中該旋轉軸垂直於該進給軸。
  5. 如請求項1所述之運動控制方法，係用於控制該第一加工裝置、該第二加工裝置及具有二旋轉軸的一支架，該支架用於支撐該工件，該運動控制方法包含：於該控制步驟中，該第一運動控制卡係被視為主控端，該第二運動控制卡係被視為從屬端，該二旋轉軸的旋轉控制資料係為該等第一分段控制資料之至少其一，於所輸出的該第一指令序列到達該旋轉控制資料時，令作為該從屬端的該第二運動控制卡進行等候，直至旋轉控制完成後，解除該第二運動控制卡的等候，並令兩指令序列續行輸出後續指令至對應的運動控制卡。
  6. 如請求項5所述之運動控制方法，其中該二旋轉軸分別垂直於該進給軸，且該二旋轉軸相互垂直。
  7. 一種電腦程式產品，係內儲用於控制雙主軸在工件兩相反側同時對該工件進行加工工序的電腦程式產品，當電腦載入該電腦程式以及被輸入第一控制資料及第二控制資料並執行該電腦程式後，可完成請求項1至6中任一項所述之運動控制方法。
  8. 一種雙主軸加工設備，依據第一控制資料及第二控制資料對工件進行加工工序，該雙主軸加工設備包含：一支架，係供該工件的固定；第一加工裝置，設置在該支架的一側，包括被移動在一進給軸上的第一加工工具；第二加工裝置，設置在該支架的另一側，包括被移動在該進給軸上的第二加工工具；第一運動控制卡，耦接該第一加工裝置；第二運動控制卡，耦接該第二加工裝置；及一控制裝置，係分別耦接該第一運動控制卡及該第二運動控制卡，該控制裝置使該第一控制資料切分為複數第一分段控制資料並在各個分段間插入第一檢查點以形成第一指令序列，以及使該第二控制資料切分為複數第二分段控制資料並在各個分段間插入第二檢查點以形成第二指令序列，該控制裝置使該第一指令序列依序輸出至該第一運動控制卡以控制該第一加工裝置，以及使該第二指令序列依序輸出至第二運動控制卡以控制 該第二加工裝置，其中，在所輸出的該第一指令序列或該第二指令序列到達任一檢查點時，該控制裝置停止後續的指令輸出，直到所輸出的另一指令序列也到達任一檢查點時，該控制裝置才讓兩指令序列續行輸出後續指令。
  9. 如請求項8所述之雙主軸加工設備，其中各該控制資料包括複數刀號資料及對應的加工路徑資料，該控制裝置係使切分出的每一分段控制資料內具有相同的刀號資料。
  10. 如請求項8所述之雙主軸加工設備，其中該第一加工裝置及該第二加工裝置各提供三個軸向的驅動能力，使該第一加工工具及該第二加工裝置具有移動在該進給軸、第二軸及第三軸上的自由度。
  11. 如請求項10所述之雙主軸加工設備，其中該進給軸、該第二軸及該第三軸中的任兩者相互垂直。
  12. 如請求項10所述之雙主軸加工設備，其中該第一加工裝置更提供第四軸的驅動能力，使該支架具有旋轉在該第四軸上的自由度。
  13. 如請求項12所述之雙主軸加工設備，其中該第四軸垂直於該進給軸。
  14. 如請求項12或13項所述之雙主軸加工設備，其中該控制裝置係使該第四軸的旋轉控制資料為該等第一分段控制資料中之至少其一，在該控制裝置輸出的該第一指令序列到達該第四軸的旋轉控制時，令該第二運動控制卡進行等候，直至該旋轉控制 執行完畢才解除該第二運動控制卡的等候，該控制裝置並讓兩指令序列續行輸出後續指令。
  15. 如請求項12所述之雙主軸加工設備，其中該第一加工裝置更提供第五軸的驅動能力，使該支架具有旋轉在該第五軸上的自由度，該第五軸垂直於該第四軸。
  16. 如請求項15所述之雙主軸加工設備，其中該控制裝置係使該第四軸及該第五軸的旋轉控制資料為該等第一分段控制資料中之至少其一，在該控制裝置輸出的該第一指令序列到達該第四軸或第五軸的旋轉控制時，令該第二運動控制卡進行等候，直至該旋轉控制執行完畢才解除該第二運動控制卡的等候，該控制裝置並讓兩指令序列續行輸出後續指令。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201433407A (zh) * 2013-02-21 2014-09-01 Jian Xue Qin Ｃｎｃ臥式雙主軸倍效率中心加工機
CN204108753U (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 梁赢政 一种双主轴机床
US20150140899A1 (en) * 2012-06-15 2015-05-21 Xiangtan Sanfeng Cnc Machine Tool Co., Ltd. Multi-carriage dual-spindle symmetrical grinding processing center
CN108714788A (zh) * 2018-08-13 2018-10-30 东莞泽鑫数控机床有限公司 一种双主轴车铣复合数控机床
KR102131240B1 (ko) * 2019-08-06 2020-07-08 주식회사 위멘트 독립적인 위치제어가 가능한 더블 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10073434B1 (en) * 2014-07-25 2018-09-11 Jonathan Marc Hollander Manufacturing systems and methods with multiple independent toolheads

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150140899A1 (en) * 2012-06-15 2015-05-21 Xiangtan Sanfeng Cnc Machine Tool Co., Ltd. Multi-carriage dual-spindle symmetrical grinding processing center
TW201433407A (zh) * 2013-02-21 2014-09-01 Jian Xue Qin Ｃｎｃ臥式雙主軸倍效率中心加工機
CN204108753U (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 梁赢政 一种双主轴机床
CN108714788A (zh) * 2018-08-13 2018-10-30 东莞泽鑫数控机床有限公司 一种双主轴车铣复合数控机床
KR102131240B1 (ko) * 2019-08-06 2020-07-08 주식회사 위멘트 독립적인 위치제어가 가능한 더블 스핀들 구조를 갖는 머시닝센터

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