DE112017000203T5

DE112017000203T5 - Numerische Steuerung und numerisches Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112017000203T5
Application number: DE112017000203.6T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Tsuda; Aya Kato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2037-07-15
Also published as: US20190271965A1; JPWO2019012692A1; WO2019012692A1; JP6320668B1; CN109511273A; DE112017000203B4

Abstract

Numerische Steuerung (101) mit einer Analyseeinheit (12) zum Analysieren eines Bearbeitungsprogramms (150) und zum Gewinnen eines Koordinatendrehwinkels (31), bei dem es sich um einen Drehwinkel eines in dem Bearbeitungsprogramm (150) festgelegten Koordinatensystems handelt, und einer Koordinatentransformationseinheit (15) zum Transformieren eines Koordinatenwertes des Bearbeitungsprogramms (150) in einen Koordinatenwert einer Werkzeugmaschine (200), die auf Basis von Polaritätsinformationen (180) gesteuert werden soll, die auf Basis einer Bewegungsrichtung und/oder einer Drehrichtung einer Achse der Werkzeugmaschine (200) und des Koordinatendrehwinkels (31) erzeugt werden.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine numerische Steuerung und ein numerisches Steuerungsverfahren zur Steuerung einer Werkzeugmaschine.
Hintergrund
Numerische Steuerungen sind Geräte, die Werkzeugmaschinen auf der Basis von Bearbeitungsprogrammen steuern. Da bei der Steuerung von Werkzeugmaschinen unterschiedliche Koordinatensysteme verwendet werden, transformieren numerische Steuerungen Koordinaten, die durch eine Anweisung eines Bearbeitungsprogramms festgelegt sind, in Koordinaten, die den Koordinatensystemen der Werkzeugmaschinen entsprechen, und geben an die Werkzeugmaschinen Bewegungsanweisungen aus.
Eine in dem Patentdokument 1 beschriebene numerische Steuerung wandelt eine Koordinatensystemtransformationseinheit, die bei einem Bearbeitungsprogramm einen Koordinatensystemtransformationsvorgang ausführt, eine Anweisung, die auf einem rechtshändigen Koordinatensystem basiert, in eine Anweisung um, die auf einem linkshändigen Koordinatensystem basiert, um eine Werkzeugmaschine mit linkshändigem Koordinatensystem zu steuern.
Liste der Zitate
Patentliteratur
Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2016-24662
Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Da die in dem oben angegebenen Patentdokument 1 beschriebene herkömmliche numerische Steuerung nicht davon ausgeht, dass bei einer Werkzeugmaschine für die Drehrichtung der Drehachse das linkshändige Koordinatensystem verwendet wird, ergibt sich das Problem, dass eine Steuerung, die die Bewegungsrichtung oder die Drehrichtung der Achsen der Werkzeugmaschine berücksichtigt, erschwert wird.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Ausgeführten, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Angabe einer numerischen Steuerung und eines numerischen Steuerungsverfahrens besteht, die eine die Bewegungsrichtung und/oder Drehrichtung der Achsen einer Werkzeugmaschine berücksichtigende Steuerung ermöglichen.
Lösung der Problemstellung
Zur Lösung der oben genannten Problemstellung und der Aufgabe, umfasst eine numerische Steuerung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Analyseeinheit zum Analysieren eines Bearbeitungsprogramms und zum Gewinnen eines Drehwinkels eines in dem Bearbeitungsprogramm festgelegten Koordinatensystems. Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die numerische Steuerung außerdem eine Koordinatentransformationseinheit zum Transformieren eines Koordinatenwerts des Bearbeitungsprogramms in einen Koordinatenwert eines Koordinatensystems einer zu steuernden Werkzeugmaschine basierend auf Polaritätsinformationen, die auf Basis einer Bewegungsrichtung und/oder einer Drehrichtung einer Achse der Werkzeugmaschine sowie des Drehwinkels erzeugt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Eine numerische Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Steuerung, die die Bewegungsrichtung und/oder die Drehrichtung der Achsen einer Werkzeugmaschine berücksichtigt.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer numerischen Steuerung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs einer Berechnungsprozedur für eine Koordinatentransformationsmatrix, gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Werkzeug, gemäß der ersten Ausführungsform.
4 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Kombinationswerkzeugmaschine, gemäß der ersten Ausführungsform.
5 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Tisch, gemäß der ersten Ausführungsform.
6 zeigt eine Tabelle zur Veranschaulichung der Beziehungen zwischen den Maschinenkonfigurationen und Drehachsen, gemäß der ersten Ausführungsform.
7 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer numerischen Steuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Maschinenkonfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit feststehender Spindel, gemäß der zweiten Ausführungsform.
9 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer Maschinenkonfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel, gemäß der zweiten Ausführungsform.
10 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Polaritätsinformationstabelle, gemäß der zweiten Ausführungsform.
11 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer numerischen Steuerung, gemäß einer dritten Ausführungsform.
12 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem linkshändigen Koordinatensystem und einem rechtshändigen Referenzkoordinatensystem, gemäß der dritten Ausführungsform.
13 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Vorgangs zum Einstellen der Polaritätsinformation, gemäß der dritten Ausführungsform.
14 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung von Beispielen für das Einstellen von Polaritätsinformationen, gemäß der dritten Ausführungsform.
15 zeigt eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für eine Hardwarekonfiguration einer numerischen Steuerung gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden eine numerische Steuerung und ein numerisches Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
Das Blockschaltbild von 1 veranschaulicht eine Konfiguration einer numerischen Steuerung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine numerische Steuerung (NC) 101 ist ein Rechner, der für eine Werkzeugmaschine 200 eine Bewegungsanweisung 36 zum Bearbeiten eines Werkstücks auf Basis eines Bearbeitungsprogramms 150 erzeugt. Bei der ersten Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, bei dem für die Drehachsen der Werkzeugmaschine 200 ein linkshändiges Koordinatensystem verwendet wird.
Bei der Werkzeugmaschine 200 handelt es sich um eine Maschine wie beispielsweise eine Universalmaschine für eine einer Bewegungsanweisung 36 von der numerischen Steuerung 101 entsprechenden Bearbeitung eines Werkstücks. Die Werkzeugmaschine 200 verfügt über mehrere Achsen zur Bearbeitung eines Werkstücks, bei dem es sich um ein zu bearbeitendes Objekt handelt. Eine der Achsen der Werkzeugmaschine 200 ist eine Achse zum Ändern der Lage eines an der Werkzeugmaschine 200 angebrachten Werkzeugs. Die Werkzeugmaschine 200 kann die Lage des Werkzeugs relativ zum Werkstück durch Bewegen einer Bewegungsachse entlang der Achse oder Drehen einer Drehachse bewegen, wobei die Bewegungsachse als auch die Drehachse zumindest eine der Achsen darstellen. Zum Schneiden des Werkstücks bzw. zur Ausbildung eines Lochs oder einer Aussparung in dem Werkstück wird das an der Werkzeugmaschine 200 befestigte Werkzeug gedreht.
Die Werkzeugmaschine 200 weist einen Tisch auf, auf dem ein Werkstück platziert wird. Eine der Achsen der Werkzeugmaschine 200 ist eine Achse zum Drehen des Tisches. Die Werkzeugmaschine 200 weist zudem eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse auf, um die gesamte Werkzeugmaschine 200 jeweils in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung zu verfahren. Die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse bilden jeweils eine der Achsen der Werkzeugmaschine 200.
Bei der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse der Werkzeugmaschine 200 handelt es sich um Linearbewegungsachsen. Bei der A-Achse, B-Achse und C-Achse der Werkzeugmaschine 200 handelt es sich um Drehachsen zur jeweiligen Drehung um die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse.
Die numerische Steuerung 101 steuert die Werkzeugmaschine 200 mit Hilfe des Bearbeitungsprogramms 150, bei dem es sich um ein Anwenderprogramm handelt. Nach Abschluss der Koordinatentransformation, die an den von dem Bearbeitungsprogramm 150 ausgelesenen Koordinatenwerten vorgenommen wurde, erzeugt die numerische Steuerung 101 die Bewegungsanweisung 36 für die Werkzeugmaschine 200 unter Verwendung der nach der Koordinatentransformation erhaltenen Koordinatenwerte.
Die numerische Steuerung 101 steuert die Position und Lage des Werkzeugs relativ zum Werkstück durch Steuern der Bewegungen der Achsen der Werkzeugmaschine 200. Bei den Bewegungen der Achsen der Werkzeugmaschine 200 handelt es sich um Translationen oder Rotationen. Das Werkzeug und/oder der Tisch stellen ein Beispiel für ein Bauteil dar, das auf den Achsen bewegt werden kann.
Die numerische Steuerung 101 weist eine Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11 und eine Analyseeinheit 12 auf. Die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11 speichert das Bearbeitungsprogramm 150. Die Analyseeinheit 12 liest das Bearbeitungsprogramm 150 aus der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11 aus und analysiert das Bearbeitungsprogramm 150. Die numerische Steuerung 101 enthält außerdem eine Polaritätsinformationsspeichereinheit 21 und eine Matrixberechnungseinheit 13. Die Polaritätsinformationsspeichereinheit 21 speichert die Polaritätsinformationen 180, die später beschrieben werden. Die Matrixberechnungseinheit 13 bestimmt eine Koordinatentransformationsmatrix 34 mit Hilfe eines Berechnungsvorgangs. Die numerische Steuerung 101 weist ferner eine Koordinatentransformationseinheit 15 und eine Anweisungsberechnungseinheit 16 auf. Die Koordinatentransformationseinheit 15 transformiert einen Anweisungskoordinatenwert 33 des Bearbeitungsprogramms 150 in einen Koordinatenwert für die Werkzeugmaschine 200. Die Anweisungsberechnungseinheit 16 berechnet die dem transformierten Koordinatenwert entsprechende Bewegungsanweisung 36.
In der numerischen Steuerung 101 ist die Analyseeinheit 12 mit der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11, der Matrixberechnungseinheit 13 und der Koordinatentransformationseinheit 15 verbunden. In der numerischen Steuerung 101 ist die Matrixberechnungseinheit 13 mit der Polaritätsinformationsspeichereinheit 21 und der Koordinatentransformationseinheit 15 verbunden und die Koordinatentransformationseinheit 15 ist mit der Anweisungsberechnungseinheit 16 verbunden. Die Anweisungsberechnungseinheit 16 ist mit der Werkzeugmaschine 200 verbunden.
Bei der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11 handelt es sich um einen Speicher wie z. B. einen Speicher, in dem das Bearbeitungsprogramm 150 gespeichert ist, bei dem es sich um von außen eingegebene Informationen handelt. Die Analyseeinheit 12 liest aus dem Bearbeitungsprogramm 150 in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11 eine Anweisung aus und berechnet aus der gelesenen Anweisung für jede der Achsen einen Bewegungswert.
Die Analyseeinheit 12 analysiert das Bearbeitungsprogramm 150, um die Position des Ursprungs und den Drehwinkel eines Koordinatensystems zu erhalten und auszugeben. Konkret gibt die Analyseeinheit 12 an die Matrixberechnungseinheit 13 einen für eine später als Ursprungsposition 32 bezeichnete XYZ-Adresse eingestellten Wert aus, der durch Verwendung eines G-Codes in einem N11-Block angegeben wird, und gibt an die Matrixberechnungseinheit 13 einen für eine später als Koordinatendrehwinkel 31 bezeichnete IJK-Adresse eingestellten Wert aus, der durch Verwendung eines G-Codes in dem N11-Block angegeben wird. Bei dem Koordinatendrehwinkel 31 handelt es sich um einen Drehwinkel des in dem Bearbeitungsprogramm 150 festgelegten Koordinatensystems. Im Bearbeitungsprogramm 150 wird der Koordinatendrehwinkel 31 mit dem Koordinatensystem zusammen festgelegt.
Die Analyseeinheit 12 erzeugt die für die Berechnung der Bewegungsanweisung 36 notwendigen Informationen, die der in dem Bearbeitungsprogramm 150 angegebenen Anweisung entsprechen. Ein Beispiel für eine solche Information stellt der Anweisungskoordinatenwert 33 in einem N10-Block, in einem N13-Block als auch in einem N14-Block dar, die in einem später beschriebenen ersten Bearbeitungsprogramm angegeben werden. Die Analyseeinheit 12 gibt die Anweisungskoordinatenwerte 33 des N10-Blockes, des N13-Blockes und des N14-Blockes an die Koordinatentransformationseinheit 15 als axiale Bewegung, d. h. als Bewegungskoordinaten eines jeden Blockes, aus. Ein Koordinatenwert in einem Koordinatensystem einer schiefen Ebene stellt ein Beispiel für den von der Analyseeinheit 12 an die Koordinatentransformationseinheit 15 ausgegebenen Anweisungskoordinatenwert 33 dar.
Die Matrixberechnungseinheit 13 ist eine Transformationsinformationsberechnungseinheit und verwendet die Polaritätsinformationen 180, die Ursprungsposition 32, die von der Analyseeinheit 12 ausgegeben wird, und den Koordinatendrehwinkel 31, der von der Analyseeinheit 12 ausgegeben wird, um das Koordinatensystem einer schiefen Ebene zu verschieben und zu drehen. Daraufhin berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 Koordinatentransformationsinformationen, die zur Durchführung der Koordinatentransformation zwischen dem Koordinatensystem der schiefen Ebene und einem Werkstückkoordinatensystem verwendet werden. Die Koordinatentransformationsmatrix 34 zur Durchführung der Koordinatentransformation zwischen dem Koordinatensystem der schiefen Ebene und dem Werkstückkoordinatensystem stellt ein Beispiel für die Koordinatentransformationsinformationen dar. Im Folgenden wird ein Fall beschrieben, bei dem die Koordinatentransformationsmatrix 34 die Koordinatentransformationsinformationen darstellt. Die Matrixberechnungseinheit 13 gibt die berechnete Koordinatentransformationsmatrix 34 an die Koordinatentransformationseinheit 15 aus.
Die Matrixberechnungseinheit 13 bestimmt als Koordinatentransformationsmatrix 34 eine Identitätsmatrix, wenn eine G68.2-Anweisung, die einen Bearbeitungsmodus in einer schiefen Ebene anzeigt, nicht gültig ist. Die Identitätsmatrix stellt eine Anweisung dar, weder eine Translation noch eine Drehung des Koordinatensystems vorzunehmen. Wenn die von der Matrixberechnungseinheit 13 bestimmte Koordinatentransformationsmatrix 34 eine Identitätsmatrix ist, erfolgt weder eine Translation des Koordinatensystems noch eine Drehung des Koordinatensystems.
Die Polaritätsinformationsspeichereinheit 21 ist eine Speichervorrichtung wie z. B. ein Speicher, in dem die Polaritätsinformationen 180 gespeichert sind. Bei den Polaritätsinformationen 180 handelt es sich um Informationen, die auf Basis der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 200, der Bewegungsrichtung einer jeden Linearachse und der Drehrichtung einer jeden Drehachse erstellt werden und die angeben, ob die Achsen der Werkzeugmaschine 200 Achsen sind, die einem rechtshändigen Koordinatensystem entsprechen. Es genügt, wenn die Polaritätsinformationen 180 auf Basis der Bewegungsrichtung und/oder der Drehrichtung der Achsen der Werkzeugmaschine 200 und der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 200 erstellt werden. Die Polaritätsinformationen 180 werden für jede der Achsen der Werkzeugmaschine 200 eingestellt. Bei den Polaritätsinformationen 180 handelt es sich entweder um Informationen, die angeben, dass eine Achse zu einem rechtshändigen Koordinatensystem gehört, oder um Informationen, die angeben, dass eine Achse zu einem linkshändigen Koordinatensystem gehört. Die Polaritätsinformationen 180 werden verwendet, wenn die Matrixberechnungseinheit 13 bestimmt, ob eine Achse zu einem rechtshändigen Koordinatensystem gehört.
Konkret wird als Polaritätsinformation 180 für eine zu einem rechtshändigen Koordinatensystem gehörende Achse „0“ und für eine zu einem linkshändigen Koordinatensystem gehörende Achse „1“ gesetzt. Das heißt, bei einer Werkzeugmaschine 200 mit einem rechtshändigen Koordinatensystem werden die Polaritätsinformationen 180 aller Achsen auf „0“ und bei einer Werkzeugmaschine 200 mit einem linkshändigen Koordinatensystem wird die Polaritätsinformation 180 von mindestens einer Achse auf „1“ gesetzt.
Der bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform verwendete Begriff der Polarität gibt die Bewegungsrichtung einer jeden Linearachse und die Drehrichtung einer jeden Drehachse an. Eine nicht dem rechtshändigen Koordinatensystem zuzuordnende Achse kann als Achse mit umgekehrter Polarität bezeichnet werden.
Auf Basis des von der Analyseeinheit 12 eingegebenen Anweisungskoordinatenwert 33 der von der Matrixberechnungseinheit 13 eingegebenen Koordinatentransformationsmatrix 34 und den Polaritätsinformationen 180 in der Polaritätsinformationsspeichereinheit 21 berechnet die Koordinatentransformationseinheit 15 einen Maschinenkoordinatenwert 35. Der Maschinenkoordinatenwert 35 ist ein Koordinatenwert in einem Maschinenkoordinatensystem, bei dem es sich um ein Koordinatensystem der Werkzeugmaschine 200 handelt. Die Koordinatentransformationseinheit 15 interpoliert zwischen dem Start- und dem Endpunkt eines jeden Bewegungsabschnittes einer jeden Achse mittels eines vom Bearbeitungsprogramm 150 angegebenen Verfahrens, beispielsweise einer linearen Interpolation oder einer Kreisinterpolation, und berechnet anschließend an jedem Interpolationspunkt die Maschinenkoordinatenwerte 35.
Die Anweisungsberechnungseinheit 16 berechnet die Bewegungsanweisung 36 für jede der Achsen der Werkzeugmaschine 200, indem sie bei einem Positionsanweisungswert für jede der Achsen einen Beschleunigungs/Verzögerungs-Vorgang auf Basis des Maschinenkoordinatenwertes 35 ausführt. Bei dem Positionsanweisungswert für jede der Achsen handelt es sich um einen Positionsanweisungswert des Koordinatensystems an jedem Interpolationspunkt. Die Anweisungsberechnungseinheit 16 überträgt die berechnete Bewegungsanweisung 36 an die Werkzeugmaschine 200. Die Werkzeugmaschine 200 treibt jede Achse so an, dass die Position einer jeden der Achsen der Werkzeugmaschine 200 der Bewegungsanweisung 36 für die entsprechende Achse folgt.
Im Bearbeitungsprogramm 150 wird die Operation des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück angegeben, wobei Informationen, die das der Werkzeugmaschine 200 zugewiesene Koordinatensystem festlegen, enthalten sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Koordinatensystem des Bearbeitungsprogramms 150 als ein durch das Bearbeitungsprogramm 150 definiertes Koordinatensystem bezeichnet, und ein durch die numerische Steuerung 101 transformiertes Koordinatensystem als ein durch die numerische Steuerung 101 eingestelltes Koordinatensystem bezeichnet. Als erstes Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm 150 wird nun ein erstes Bearbeitungsprogramm angegeben. Das erste Bearbeitungsprogramm wird wie folgt angegeben.
<Erstes Bearbeitungsprogramm>

N10 G54 G0X100.Y100.Z0.
N11 G68.2P5X10.Y10.Z10.I0.J30.K60.
N12 G53.1
N13 G1 Z-10. F1000.
N14 G1 X10.
:
:
N20 G69

Auf der linken Seite des ersten Bearbeitungsprogramms werden Ablaufnummern angegeben, die jeweils eine N-Adresse verwenden. Obwohl die Ablaufnummern nicht mit einer Bewegung der Achsen in Zusammenhang stehen, werden die Ablaufnummern aus Gründen einer einfacheren Erläuterung angegeben. In der folgenden Beschreibung wird eine Zeile des ersten Bearbeitungsprogramms als Block bezeichnet.
In dem N10-Block gibt die G54-Anweisung ein zu verwendendes Koordinatensystem an und bei der Schnelllaufanweisung G0 handelt es sich um eine Anweisung zum Verfahren des Werkzeugs zur Position (X,Y,Z) = (100,100,0) des G54-Koordinatensystems. Es können mehrere Werkstückkoordinatensysteme eingestellt werden, wobei das G54-Koordinatensystem eines der Werkstückkoordinatensysteme ist und durch Vorgabe des Abstandes vom Maschinenursprung der Werkzeugmaschine 200 definiert wird. Das Werkstückkoordinatensystem ist ein auf das Werkstück bezogenes Koordinatensystem. Wie oben beschrieben, ist in dem N10-Block eine Anweisung zur Ausführung einer Hochgeschwindigkeitsbewegung des Werkzeugs mit einer Schnelllaufgeschwindigkeit angegeben.
In dem N11-Block definiert die G68.2-Anweisung das Koordinatensystem einer schiefen Ebene, bei dem es sich um ein auf eine schiefe Ebene bezogenes Koordinatensystem handelt. Die G68.2-Anweisung ist eine Anweisung zur Bearbeitung in einer schiefen Ebene, die eine Funktion zur fünfachsigen Bearbeitung ausführt. Bei der G68.2-Anweisung handelt es sich um eine Anweisung zum Setzen des Ursprungs einer bestimmten Ebene, beispielsweise einer schiefen Ebene, an einer bestimmten Position eines Strukturkoordinatensystems, wobei ein Abstand zum Ursprung des Werkstückkoordinatensystems angegeben wird. Wie oben beschrieben, legt die G68.2-Anweisung das Strukturkoordinatensystem fest, bei dem es sich um ein Koordinatensystem handelt, das die schiefe Ebene auf dem Werkstück repräsentiert. Wenn die numerische Steuerung 101 das Koordinatensystem der schiefen Ebene durch Angabe des Ursprungs und des Drehwinkels auf Basis der G68.2-Anweisung festlegt, kann eine Programmanweisung für das Koordinatensystem der schiefen Ebene ausgegeben werden.
Eine P-Adresse legt ein Verfahren zur Definition des Koordinatensystems der schiefen Ebene fest, wobei eine P5-Anweisung den Drehwinkel des Koordinatensystems der schiefen Ebene unter Verwendung von Drehachsenwinkeln festlegt, die den Drehwinkeln der Achsen der Werkzeugmaschine 200 entsprechen. Über die XYZ-Adresse wird die Ursprungsposition 32 des Koordinatensystems der schiefen Ebene auf die Koordinatenwerte des G54-Koordinatensystems eingestellt. Im vorliegenden Fall wird die Position, die den Koordinatenwerten (X,Y,Z)=(10,10,10) im G54-Koordinatensystem entspricht, als Ursprung des Koordinatensystems der schiefen Ebene festgelegt. Über die IJK-Adresse wird der Drehwinkel des Koordinatensystems eingestellt. Durch Setzen des Drehwinkels des Koordinatensystems auf z. B. I0.J30.K60 kann das erste Bearbeitungsprogramm mit der IJK-Adresse ein vorgegebenes Koordinatensystem festlegen. Im vorliegenden Fall gibt die Anweisung des N11-Blocks mit der J-Adresse einen B-Achsenwinkel vor, der dem Drehwinkel der B-Achse entspricht, und mit der K-Adresse einen C-Achsenwinkel vor, der dem Drehwinkel der C-Achse entspricht. Wenn die Werkzeugmaschine 200 eine A-Achse aufweist, wird die I-Adresse zum Festlegen eines A-Achsenwinkels verwendet, der dem Drehwinkel der A-Achse entspricht.
Das erste Bearbeitungsprogramm verwendet bei der Anweisung G68.2P5 ein Verfahren zur Bestimmung der Drehung des Koordinatensystems, bei dem die Drehachsenwinkel der Achsen der Werkzeugmaschine 200 verwendet werden; die Anweisung kann aber durch bekannte Bestimmungsverfahren ersetzt werden, beispielsweise eine Festlegung eines Rollwinkels, eines Nickwinkels und eines Gierwinkels, sofern bei dem Bestimmungsverfahren die Drehachsenwinkel der Achsen der Werkzeugmaschine 200 verwendet werden.
Die Anweisung G53.1 des N12-Blocks bewirkt, dass die Richtung der Z-Achse des Koordinatensystems der schiefen Ebene mit der Richtung des Werkzeugs übereinstimmt. Bei Ausgabe der G53.1-Anweisung wird der Drehwinkel einer jeden Drehachse auf einen Winkel positioniert, der innerhalb der numerischen Steuerung 101 berechnet wird.
Wenn bei einer Maschinenkonfiguration, bei der der Tisch eine Drehachse besitzt, die Drehachse des Tisches durch die G53.1-Anweisung gedreht wird, kommt es zu einer mit der Drehung des Tisches verknüpften Neudefinition des Koordinatensystems. In diesem Fall bindet die Anweisung des N12-Blocks das Koordinatensystem der schiefen Ebene vor der G53.1-Anweisung an den Drehtisch und legt das Koordinatensystem der schiefen Ebene so neu fest, dass die Beziehung zwischen dem Drehtisch vor der G53.1 -Anweisung und dem Koordinatensystem der schiefen Ebene auch im Zustand nach dem Drehen des Tisches erhalten bleibt.
Bei dem ersten Bearbeitungsprogramm gibt die numerische Steuerung 101 nach der Anweisung in dem N13-Block bis zur G69-Anweisung in einem N20-Block eine Anweisung zur axialen Verschiebung des Koordinatensystems der schiefen Ebene aus, sodass die gewünschte Bearbeitung auf der schiefen Ebene erfolgen kann.
Die G1-Anweisung des N13-Blocks leistet eine Schnittanweisung in Form einer axialen Bewegung. Konkret verfährt die G1-Anweisung wegen F1000 das Werkzeug mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 1000 mm/min zu einer Position mit dem Koordinatenwert Z-10. des Koordinatensystems der schiefen Ebene. Danach verfährt die Anweisung des N14-Blockes das Werkzeug zur Koordinatenposition X10.
Die G69-Anweisung des N20-Blocks ist eine Anweisung zur Aufhebung der Festlegung des Koordinatensystems der schiefen Ebene. Wenn die G69-Anweisung ausgeführt wird, geht die Werkzeugmaschine 200 davon aus, dass das G54-Koordinatensystem, bei dem es sich um das Koordinatensystem vor der G68.2-Anweisung handelt, als Koordinatensystem nach der G69-Anweisung festgelegt ist. Das bei der ersten Ausführungsform beschriebene Koordinatensystem einer schiefen Ebene und die bei der später ausgeführten zweiten und dritten Ausführungsform beschriebenen Koordinatensysteme einer schiefen Ebene können entweder ein Koordinatensystem einer schiefen Ebene oder ein Koordinatensystem einer nicht schiefen Ebene sein.
Bei der ersten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei dem die numerische Steuerung 101 an der Positionsanweisung nach der Interpolation eine Koordinatentransformation vornimmt. Die numerische Steuerung 101 kann jedoch eine Positionsanweisung an einem Interpolationspunkt erhalten, indem sie an den Positionsanweisungen von Startpunkt und Endpunkt eines jeden Bewegungsabschnitts eine Koordinatentransformation vornimmt und die Positionsanweisung nach der Koordinatentransformation interpoliert.
Im Folgenden wird ein Ablauf zur Berechnung der Koordinatentransformationsmatrix 34 durch die Matrixberechnungseinheit 13 anhand eines Flussdiagramms von 2 beschrieben. Das Flussdiagramm von 2 veranschaulicht den Ablauf der Prozedur zur Berechnung einer Koordinatentransformationsmatrix gemäß der ersten Ausführungsform. In Schritt S1 berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 eine Koordinatenrotationsmatrix für eine Transformation eines Werkzeugkoordinatensystems in ein Maschinenkoordinatensystem. Anders ausgedrückt berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 eine Matrix zur Rotation der Koordinaten des Werkzeugkoordinatensystems in das Maschinenkoordinatensystem. Bei dem Werkzeugkoordinatensystem handelt es sich um ein Koordinatensystem, das auf ein an der Werkzeugmaschine 200 angebrachtes Werkzeug bezogen ist, und bei dem Maschinenkoordinatensystem handelt es sich um ein Koordinatensystem, das auf die Werkzeugmaschine 200 bezogen ist. Die Matrixberechnungseinheit 13 berechnet die Koordinatenrotationsmatrix unter Berücksichtigung der in den Polaritätsinformationen 180 enthaltenen Polaritätsinformationen der werkzeugseitigen Drehachse sowie des Koordinatendrehwinkels 31, der ein Drehwinkel der Drehachse ist. In diesem Fall berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 die Koordinatenrotationsmatrix, indem sie an dem Koordinatensystem lediglich die Drehung ausführt, ohne gleichzeitig eine Bewegung vorzunehmen.
Es werden nun ein Beispiel für eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine 200 und eine der Konfiguration der Werkzeugmaschine 200 entsprechende Koordinatenrotationsmatrix beschrieben. Die graphische Darstellung von 3 veranschaulicht eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Werkzeug gemäß der ersten Ausführungsform. Eine Werkzeugmaschine 201, bei der es sich um eine Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Werkzeug handelt, ist ein Beispiel für eine Werkzeugmaschine 200. Hier wird eine Prozedur beschrieben, bei der die Polaritätsinformationen 180 für die B-Achse oder die C-Achse, die die Drehachsen des Werkzeugs 25 darstellen, verwendet wird.
Die Werkzeugmaschine 201 weist eine Rotationseinheit 62 und eine Rotationseinheit 61 auf. Die Rotationseinheit 62 dreht sich um eine Drehachse 72, die eine erste Drehachse darstellt. Die Rotationseinheit 61 dreht sich um eine Drehachse 71, die eine zweite Drehachse darstellt. Die Drehachsen 71 und 72 sowie die später beschriebenen Drehachsen 73 bis 76 stellen Beispiele für eine Drehachse dar.
Die Werkzeugmaschine 201 weist ferner eine Verbindungseinheit 64P auf, die die Rotationseinheit 61 und die Rotationseinheit 62 verbindet. Die Werkzeugmaschine 201 weist zudem eine Aufnahmeeinheit 65P auf, die mit der Rotationseinheit 62 verbunden ist und das Werkzeug 25 aufnimmt. Die Werkzeugmaschine 201 weist ferner einen Tisch 81 auf, der ein Werkstück 66 aufnimmt. Mit dieser Konfiguration kann die Werkzeugmaschine 201 die Lage des Werkzeugs ändern, indem sie die Rotationseinheit 61 um die Drehachse 71 bzw. die Rotationseinheit 62 um die Drehachse 72 dreht.
Bei der Werkzeugmaschine 201 ist das Werkzeugkoordinatensystem 52 ein auf das Werkzeug 25 bezogenes Koordinatensystem, das Tischkoordinatensystem 53 ein auf den Tisch 81 bezogenes Koordinatensystem und das Maschinenkoordinatensystem 51 ein auf die Werkzeugmaschine 201 bezogenes Koordinatensystem.
Bei dem Werkzeugkoordinatensystem 52 der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 201 handelt es sich um ein Koordinatensystem, das durch Drehen des Maschinenkoordinatensystems 51 um einen Winkel Cr um die Drehachse 71 und anschließendes Drehen des Maschinenkoordinatensystems 51 um einen Winkel Br um die Drehachse 72 festgelegt wird.
Wenn die Koordinatenrotationsmatrix als Rot (r, θ) bezeichnet wird, wobei r ein Drehzentrumsvektor und θ ein Drehwinkel ist, lässt sich die Koordinatenrotationsmatrix im Falle einer Drehung um den Drehwinkel θ um die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse durch die folgende Gleichung (1) darstellen.
[Gleichung 1] $\begin{array}{l} R o t (r_{X}, θ) = ⌊ \begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & cos θ & - sin θ \\ 0 & sin θ & cos θ \end{matrix} ⌋, \\ R o t (r_{Y}, θ) = [\begin{matrix} cos θ & 0 & sin θ \\ 0 & 1 & 0 \\ - sin θ & 0 & cos θ \end{matrix}], \\ R o t (r_{Z}, θ) = [\begin{matrix} cos θ & - sin θ & 0 \\ sin θ & cos θ & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix}] \end{array}}$
Die Indexe X, Y und Z, die in der Gleichung (1) rechts unterhalb von r stehen, bezeichnen jeweils die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse. Nach der Berechnung der Koordinatenrotationsmatrix mit Hilfe der Gleichung (1) berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 mit der nachfolgenden Gleichung (2) Koordinatenachsenvektoren, die die Polarität der Drehachse berücksichtigen.
[Gleichung 2] $K o o r d i n a t e n a c h s e n v e k t o r = R o t (r_{Z}, k_{C} \times γ) R o t (r_{Y}, k_{B} \times β)$
Dadurch kann die Matrixberechnungseinheit 13 jeden Koordinatenachsenvektor des Werkzeugkoordinatensystems 52 in einen Maschinenkoordinatenwert 35 transformiert erhalten. In der Gleichung (2) sind k_B und k_C Variablen, deren Werte der Polarität der B-Achse und der C-Achse entsprechend eingestellt sind. Die Variablen werden auf „1“ gesetzt, wenn die Polarität der Drehachse dem rechten Koordinatensystem entspricht, und auf „-1“, wenn die Polarität der Drehachse einer Achse mit umgekehrter Polarität entspricht. Die Indexe B und C rechts unterhalb von k bezeichnen die B-Achse bzw. die C-Achse und werden sowohl auf die Linearachsen als auch auf die Drehachsen 71 und 72 angewendet.
Wie oben beschrieben, bestimmt die Matrixberechnungseinheit 13 in der Prozedur von Schritt S1 die Koordinatenrotationsmatrix unter Berücksichtigung der Polarität von jeder der Drehachsen 71 und 72. Bei der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 201 entspricht diese Koordinatenrotationsmatrix einer Prozedur, bei der das Koordinatensystem um die Z-Achse um einen Winkel gedreht wird, der die Polaritätsinformation für die C-Achse berücksichtigt, und das Koordinatensystem anschließend um die Y-Achse um einen Winkel gedreht wird, der die Polaritätsinformation für die B-Achse berücksichtigt.
Die Werkzeugmaschine 200 ist nicht auf die in 3 dargestellte Werkzeugmaschine 201 vom Typ mit schwenkbarem Werkzeug beschränkt und kann eine später beschriebene Werkzeugmaschine 203 vom Typ mit schwenkbarem Tisch oder eine später beschriebene Werkzeugmaschine 202 vom Kombinationstyp sein. Die graphische Darstellung von 4 zeigt eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine vom Kombinationstyp gemäß der ersten Ausführungsform. Die Werkzeugmaschine 202, bei der es sich um eine Kombinationswerkzeugmaschine handelt, stellt ein Beispiel für eine Werkzeugmaschine 200 dar. Die Werkzeugmaschine 202 ist eine Maschine, bei der ein Teil einer Werkzeugmaschine 201 vom Typ mit schwenkbarem Werkzeug und ein Teil einer Werkzeugmaschine 203 vom Typ mit schwenkbarem Tisch miteinander kombiniert sind und sowohl das Werkzeug 25 als auch der Tisch 82 der Werkzeugmaschine 202 eine Drehachse besitzen.
Die Werkzeugmaschine 202 umfasst eine Rotationseinheit 63 und eine Aufnahmeeinheit 65Q. Die Rotationseinheit 63 dreht sich um die Drehachse 73. Die Aufnahmeeinheit 65Q ist mit der Rotationseinheit 63 verbunden und nimmt das Werkzeug 25 auf. Die Werkzeugmaschine 202 weist ferner einen Tisch 82 auf, der das Werkstück 66 aufnimmt und sich um die Drehachse 74 drehen kann. Bei der Werkzeugmaschine 202 bildet die Drehachse 73 eine erste Drehachse und die Drehachse 74 eine zweite Drehachse.
Bei dieser Konfiguration kann die Werkzeugmaschine 202 die Lage des Werkzeugs mit Hilfe der um die Drehachse 73 rotierenden Rotationseinheit 63 und die Lage des Werkstücks 66 mit Hilfe des um die Drehachse 74 rotierenden Tischs 82 ändern.
Bei der Werkzeugmaschine 202 ist das Werkzeugkoordinatensystem 52 ein auf das Werkzeug 25 bezogenes Koordinatensystem, das Tischkoordinatensystem 53 ein auf den Tisch 82 bezogenes Koordinatensystem und das Maschinenkoordinatensystem 51 ein auf die Werkzeugmaschine 202 bezogenes Koordinatensystem.
Das Werkzeugkoordinatensystem 52 ist bei der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 202 ein Koordinatensystem, das durch Drehen des Maschinenkoordinatensystems 51 um den Winkel Br um die Drehachse 73 erhalten wird. Bei der Werkzeugmaschine 202 führt die Matrixberechnungseinheit 13 in Schritt S1 daher eine Prozedur zum Drehen eines Koordinatensystems um einen Winkel aus, der die B-Achse, also die Drehachse 73 des Werkzeugs 25 und die Polaritätsinformation für die B-Achse berücksichtigt, wodurch eine Koordinatenrotationsmatrix berechnet wird. Konkret berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 nach der Berechnung der Koordinatenrotationsmatrix mit Hilfe der folgenden Gleichung (3) Koordinatenachsenvektoren, die die Polarität der Drehachse berücksichtigen.
[Gleichung 3] $K o o r d o n a t e n a c h s e n v e k t o r = R o t (r_{Y}, k_{B} \times β)$
Die graphische Darstellung von 5 veranschaulicht eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Tisch gemäß der ersten Ausführungsform. Die Werkzeugmaschine 203, bei der es sich um eine Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Tisch handelt, stellt ein Beispiel für eine Werkzeugmaschine 200 dar. Bei der Werkzeugmaschine 203 besitzt das Werkzeug 25 keine Drehachse, der Tisch 83 dagegen zwei Drehachsen 75 und 76.
Die Werkzeugmaschine 203 weist eine Aufnahmeeinheit 65R auf, die das Werkzeug 25 aufnimmt. Die Werkzeugmaschine 203 weist ferner einen Tisch 83 zur Aufnahme des Werkstücks 66 auf, der sich um die Drehachse 76 drehen kann. Die Werkzeugmaschine 203 verfügt zudem über einen Schwenkfuß 84, der den Tisch 83 um die Drehachse 75 schwenkt. Bei der Werkzeugmaschine 203 bildet die Drehachse 75 eine erste Drehachse und die Drehachse 76 eine zweite Drehachse.
Bei der Werkzeugmaschine 203 ist der Tisch 83 mit dem Schwenkfuß 84 verbunden. Aufgrund dieser Konfiguration kann die Werkzeugmaschine 203 die Lage des Werkstücks 66 mit Hilfe des sich um die Drehachse 76 drehenden Tisches 83 und des um die Drehachse 75 schwenkbaren Schwenkfußes 84 verändern.
Bei der Werkzeugmaschine 203 ist das Werkzeugkoordinatensystem 52 ein auf das Werkzeug 25 bezogenes Koordinatensystem, das Tischkoordinatensystem 53 ein auf den Tisch 83 bezogenes Koordinatensystem und das Maschinenkoordinatensystem 51 ein auf die Werkzeugmaschine 203 bezogenes Koordinatensystem.
Da das Werkzeug 25 bei der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 203 keine Drehachse besitzt, entspricht die Richtung des Werkzeugkoordinatensystems 52 der des Werkstückkoordinatensystems. Bei der Werkzeugmaschine 203 berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 in Schritt S1 die Koordinatenrotationsmatrix daher ohne Berücksichtigung der Drehachse des Werkzeugs 25. Konkret berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 die Koordinatenrotationsmatrix mit Hilfe der Gleichung (1) und anschließend mit Hilfe der nachfolgenden Gleichung (4) die Koordinatenachsenvektoren ohne Berücksichtigung der Drehachsenpolarität des Werkzeugs 25.
[Gleichung 4] $Koordinatenachenvektor = [\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix}]$
Bei den Maschinenkonfigurationen der Werkzeugmaschinen 201 bis 203 sind die erste und die zweite Drehachse so definiert, dass die erste Drehachse eine näher am Ursprung des Werkzeugkoordinatensystems 52 gelegene Drehachse und die zweite Drehachse eine näher am Ursprung des Werkstückkoordinatensystems gelegene Drehachse ist. Das heißt, dass die Drehachsen der Werkzeugmaschinen 201 bis 203 wie in 6 veranschaulicht definiert sind.
Die Tabelle von 6 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen den Maschinenkonfigurationen und den Drehachsen entsprechend der ersten Ausführungsform. Wie aus 6 ersichtlich ist im Falle eines Typs mit schwenkbarem Werkzeug die erste Drehachse eine Werkzeugdrehachse auf der distalen Seite und die zweite Drehachse eine Werkzeugdrehachse auf der proximalen Seite. Dabei wird die Werkzeugdrehachse auf der distalen Seite von der Drehachse 72 und die Werkzeugdrehachse auf der proximalen Seite von der Drehachse 71 gebildet.
Im Falle des Kombinationstyps ist die erste Drehachse eine Werkzeugdrehachse auf der distalen Seite und die zweite Drehachse eine werkstückseitige Tischdrehachse. Dabei wird die Werkzeugdrehachse auf der distalen Seite von der Drehachse 73 und die werkstückseitige Tischdrehachse von der Drehachse 74 gebildet.
Im Falle des Typs mit schwenkbarem Tisch ist die erste Drehachse eine Tischdrehachse an der proximalen Seite und die zweite Drehachse eine werkstückseitige Tischdrehachse. Dabei wird die Tischdrehachse auf der proximalen Seite von der Drehachse 75 und die werkstückseitige Tischdrehachse von der Drehachse 76 gebildet.
Anschließend berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 in Schritt S2 eine Koordinatenrotationsmatrix, die durch Drehen der Koordinatenachsenvektoren, bei denen es sich um Werkzeuglagevektoren handelt, um die Tischdrehachse erhalten wird. Bei den von der Matrixberechnungseinheit 13 verwendeten Koordinatenachsenvektoren handelt es sich um die Vektoren, die die in Schritt S1 berechnete Koordinatenrotationsmatrix bilden. Die Matrixberechnungseinheit 13 dreht die Koordinatenachsenvektoren um die Tischdrehachse, wobei die Polaritätsinformationen 180 für die Drehachsen 74 bis 76, die die Tischdrehachsen bilden, und die Drehwinkel der Drehachsen 74 bis 76 berücksichtigt werden. Dadurch werden die Koordinatenachsenvektoren der Koordinatenrotationsmatrix vom Tischkoordinatensystem 53 in das Werkstückkoordinatensystem transformiert.
Im Falle des Typs einer Werkzeugmaschine 201 mit schwenkbarem Werkzeug weist die Maschinenkonfiguration keine Tischdrehachse auf, sodass die Matrixberechnungseinheit 13 Schritt S2 ohne Vornahme einer Koordinatentransformation für die Tischdrehung beendet. Das bedeutet, dass die Matrixberechnungseinheit 13 die jeweils nach der oben beschriebenen Gleichung (2) berechneten Koordinatenachsenvektoren unverändert als Koordinatenrotationsmatrix nach der Drehung festlegt.
Da der Tisch 82 bei einer Werkzeugmaschine 202 vom Kombinationstyp eine C-Achse hat, die von der Drehachse 74 gebildet wird, dreht die Matrixberechnungseinheit 13 das Koordinatensystem um den C-Achsenwinkel um die Z-Achse, bei dem die Polaritätsinformationen 180 berücksichtigt sind. Konkret führt die Matrixberechnungseinheit 13 eine Berechnung der Gleichung (5) aus, die durch Addieren der der C-Achse entsprechenden Drehung des Koordinatensystems zur Transformationsgleichung der Gleichung (3) erhalten wird. R in Gleichung (5) ist eine Koordinatenrotationsmatrix nach einer der Tischdrehung entsprechenden Koordinatentransformation.
[Gleichung 5] $R = R o t (r_{Z}, k_{C} \times γ) R o t (r_{Y}, k_{B} \times β)$
Bei der Werkzeugmaschine 203 vom Typ mit schwenkbarem Tisch dreht die Matrixberechnungseinheit 13 die Vektoren der in Gleichung (4) angegebenen Koordinatenrotationsmatrix um die Z-Achse und dann um einen Winkel Ar um die X-Achse, wodurch die Koordinatenrotationsmatrix nach der Drehung berechnet wird. Konkret berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 eine Koordinatenrotationsmatrix nach der einer Tischdrehung entsprechenden Koordinatentransformation unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (6). In der Gleichung (6) bedeutet k_A einen der Polarität der A-Achse entsprechend gesetzten Wert und stellt einen ähnlich k_B und k_C gesetzten Wert dar.
[Gleichung 6] $R = R o t (r_{Y}, k_{A} \times α) R o t (r_{Z}, k_{C} \times γ)$
In Schritt S3 berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 die Koordinatentransformationsmatrix 34 auf Basis der durch die Anweisung zur Bearbeitung in einer schiefen Ebene angegebenen Ursprungsposition 32 und der in Schritt S2 berechneten Koordinatenrotationsmatrix. Konkret berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 die Koordinatentransformationsmatrix 34 unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (7). In Gleichung (7) gibt T die Koordinatentransformationsmatrix 34 wieder.
[Gleichung 7] $T = [\begin{matrix} R & p \\ 0 & 1 \end{matrix}]$
Die numerische Steuerung 101 verwendet die zum Zeitpunkt des G68.2-Anweisung mit Hilfe der Gleichung (7) berechnete Koordinatentransformationsmatrix 34. Die in Gleichung (7) angegebene Koordinatentransformationsmatrix 34 erhält man, indem man die Polaritätsinformationen 180 für die Drehachsen 71 bis 76 zur Berechnung der Koordinaten-Drehmatrix hinzufügt und der Ursprungsposition 32 ferner die Polarität der Linearachsen hinzufügt. Das bedeutet, dass R in Gleichung (7) dem Koordinatenachsenvektor von Gleichung (2) entspricht, R in Gleichung (6) bzw. R in Gleichung (5) und p in Gleichung (7) einem Translationsvektor der Linearachsen entspricht. Die in Gleichung (7) angegebene Koordinatentransformationsmatrix 34 ist daher eine Matrix, die Koordinatenwerte des linkshändigen Koordinatensystems angeben kann.
Anhand des Flussdiagramms der 2 wurde der Ablauf zur Berechnung der Koordinatentransformationsmatrix 34 für eine fünfachsige Werkzeugmaschine 200 beschrieben. Mit ähnlichen Verfahren wie bei den oben beschriebenen Schritten S1 bis S3 kann die Koordinatentransformationsmatrix 34 aber auch für eine sechsachsige Werkzeugmaschine 200 berechnet werden.
Bei einer der sechsachsigen Werkzeugmaschinen 200 weist das Werkzeug 25 zwei Drehachsen und der Tisch eine Drehachse auf. Bei einer derartigen sechsachsigen Werkzeugmaschine 200 genügt es, wenn die numerische Steuerung 101 im Zuge des Schrittes S1 eine Koordinatenrotationsmatrix für eine Transformation des Werkzeugkoordinatensystems 52 in das Werkstückkoordinatensystem berechnet. Es genügt also, wenn die numerische Steuerung 101 eine Matrix zur Drehung der Koordinaten des Werkzeugkoordinatensystems 52 in das Werkstückkoordinatensystem berechnet. Damit kann die numerische Steuerung 101 auch die Koordinatentransformationsmatrix 34 für eine sechsachsige Werkzeugmaschine 200 berechnen.
Als nächstes wird eine Funktionalität der Koordinatentransformationseinheit 15 beschrieben. Die Koordinatentransformationseinheit 15 führt die Koordinatentransformation unter Verwendung der Polaritätsinformationen 180 und der Koordinatentransformationsmatrix 34 aus. Die Koordinatentransformationsmatrix 34 wird von der Matrixberechnungseinheit 13 unter Berücksichtigung der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 200 berechnet. Es wird nun ein Fall beschrieben, bei dem die Matrixberechnungseinheit 13 die in der nachfolgenden Gleichung (8) angegebene Koordinatentransformationsmatrix 34 bestimmt.
[Gleichung 8] $T [\begin{matrix} R o t (r_{Y}, k_{B} \times β) & p \\ 0 & 1 \end{matrix}] = [\begin{matrix} cos β & 0 & k_{B} sin β & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ - k_{B} sin β & 0 & cos β & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}]$
Die numerische Steuerung 101 versteht eine Bewegungsanweisung während einer Bearbeitung in einer schiefen Ebene als Koordinatenwert des Koordinatensystems der schiefen Ebene und berechnet dann einen Wert der Bewegung, um den jede Achse bewegt wird. Das Bearbeitungsprogramm 150 gibt in einigen Fällen nach der Anweisung zur Bearbeitung in der schiefen Ebene eine Bewegungsanweisung aus, um zu Koordinatenwerten wie beispielsweise (X,Y,Z)=(10,0,0) zu fahren. Wenn die Polarität der B-Achse dem rechtshändigen Koordinatensystem entspricht, erzeugt die Koordinatentransformationseinheit 15 die Bewegungsanweisung 36 so, dass die Position des Werkzeugs 25, bei der es sich um einen Maschinenwert handelt, zu einer Position verfahren wird, die unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (9) berechnet werden kann. In der Gleichung (9) sind numerische Werte für β=45 Grad angegeben.
[Gleichung 9] $[\begin{matrix} cos β & 0 & sin β \\ 0 & 1 & 0 \\ - sin β & 0 & cos β \end{matrix}] [\begin{matrix} 10. \\ 0. \\ 0. \end{matrix}] = [\begin{matrix} \frac{10}{\sqrt{2}} \\ 0. \\ - \frac{10}{\sqrt{2}} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 7.071 \\ 0 \\ - 7.071 \end{matrix}]$
Wenn dagegen die Polarität der B-Achse eine umgekehrte Polarität ist, also nicht dem rechtshändigen Koordinatensystem entspricht, das heißt, dass die Polarität der B-Achse dem linkshändigen Koordinatensystem entspricht, erzeugt die Koordinatentransformationseinheit 15 die Bewegungsanweisung 36 so, dass der Maschinenwert zu der Position verfahren wird, die unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (10) berechnet werde kann.
[Gleichung 10] $[\begin{matrix} cos β & 0 & - sin β \\ 0 & 1 & 0 \\ sin β & 0 & cos β \end{matrix}] [\begin{matrix} 10. \\ 0. \\ 0. \end{matrix}] = [\begin{matrix} \frac{10}{\sqrt{2}} \\ 0. \\ - \frac{10}{\sqrt{2}} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 7.071 \\ 0 \\ 7.071 \end{matrix}]$
Wenn die Polarität der B-Achse dem linkshändigen Koordinatensystem entspricht, wird im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Polarität der B-Achse dem rechtshändigen Koordinatensystem entspricht, das Vorzeichen des Koordinatenwertes der Z-Achse umgekehrt. Das heißt, wenn das Berechnungsergebnis aus der Gleichung (10) mit dem Berechnungsergebnis aus der Gleichung (9) verglichen wird, entspricht der Absolutwert des in der Gleichung (10) angegebenen Koordinatenwertes dem Absolutwert des in der Gleichung (9) angegebenen Koordinatenwertes, wobei das Vorzeichen des Koordinatenwertes der Z-Achse invertiert ist. Aus den Gleichungen (10) und (9) kann man daher erkennen, dass die Axialbewegung im linken Koordinatensystem korrekt ausgeführt wird. Mit anderen Worten lässt sich an den Gleichungen (10) und (9) erkennen, dass Koordinaten auf der schiefen Ebene eingestellt werden können, indem ein mechanischer Winkel der linkshändigen Werkzeugmaschine 200 verwendet wird.
Bei einer Koordinatentransformation, die eine Drehung der C-Achse erfordert, berechnet die numerische Steuerung 101 mit der G53.1-Anweisung den B-Achsenwinkel und den C-Achsenwinkel. In diesem Fall berechnet die numerische Steuerung 101 die Winkel der Drehachsen aus dem erhaltenen Koordinatensystem der schiefen Ebene und damit den mechanischen Winkel, der die Polaritätsinformationen 180 berücksichtigt. Infolgedessen führt die numerische Steuerung 101 nach der G53.1-Anweisung eine Positionierung auf den berechneten Winkel aus.
<Modus zum Drehen des Koordinatensystems um die Z-Strukturachse>
In der ersten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei dem die Werkzeugmaschine 200 mit dem ersten Bearbeitungsprogramm betrieben wird, bei dem das Koordinatensystem der schiefen Ebene durch Angabe des Koordinatendrehwinkels 31 mit Hilfe der JK-Adresse für zwei Maschinendrehachsen festgelegt wird. Die Werkzeugmaschine 200 kann jedoch auch so konfiguriert werden, dass das Koordinatensystem zusätzlich zur Drehung um die beiden Maschinendrehachsen um eine weitere Achse gedreht werden kann. Beispielsweise kann die Matrixberechnungseinheit 13 der in Schritt S2 des Flussdiagramms von 2 erhaltenen Koordinationsrotationsmatrix eine Koordinatendrehung um die Z-Achse unter Verwendung einer R-Adresse hinzufügen. Durch die Angabe eines solchen zusätzlichen Drehwinkels kann die Matrixberechnungseinheit 13 ein bestimmtes Koordinatensystem an einer bestimmten Position festlegen.
Wie oben angegeben kann, da die numerische Steuerung 101 die Koordinatentransformationsmatrix 34 auf Basis des Drehwinkels und der Polaritätsinformationen 180 der Werkzeugmaschine 200 berechnet, die numerische Steuerung 101 das Koordinatensystem der schiefen Ebene problemlos mit Hilfe des Drehwinkels und der Polaritätsinformationen 180 der Werkzeugmaschine 200 festlegen. Dadurch entfallen mühselige Einstellarbeiten bei der Einstellung des Koordinatensystems der schiefen Ebene.
Es wird nun eine numerische Steuerung beschrieben, die die Werkzeugmaschine 200 ohne Verwendung der Koordinatentransformationsmatrix 34 steuert. Diese numerische Steuerung stellt eine Vorrichtung eines Vergleichsbeispiels für eine numerische Steuerung 101 dar. Wenn die numerische Steuerung des Vergleichsbeispiels bei einer Werkzeugmaschine 200 mit einem linkshändigen Koordinatensystem ein Koordinatensystemeinstellverfahren verwendet, bei dem ein rechtshändiges Koordinatensystem unterstellt wird, kann das Koordinatensystem aufgrund des folgenden Problems nur schwer eingestellt werden. Beispielsweise gibt es ein Verfahren, bei dem die numerische Steuerung des Vergleichsbeispiels zum Einstellen des Koordinatensystems für die linkshändige Werkzeugmaschine 200 ein rechtshändiges Koordinatensystem als Referenz annimmt und das Koordinatensystem unter Berücksichtigung des Unterschieds zwischen dem rechtshändigen und dem linkshändigen Koordinatensystem einstellt. Bei diesem Verfahren existiert kein eindeutiges Kriterium, um zu bestimmen, welche Achse invertiert werden soll. Wenn es also eine Linearachse mit umgekehrter Polarität gibt, ist es schwierig festzustellen, wie die Polarität der Drehachse eingestellt werden soll, wenn als Rotationszentrum eine Achse mit umgekehrter Polarität verwendet wird. Hinzu kommt das Problem, dass die Programmierung an der linkshändigen Werkzeugmaschine 200 unter der Annahme eines rechtshändigen Koordinatensystems umständlich und kompliziert ist.
Selbst wenn die numerische Steuerung des Vergleichsbeispiels bei einer linkshändigen Werkzeugmaschine 200, bei der die X-Achse invertiert ist, eine schiefe Ebene ohne Bewegung und Drehung des Koordinatensystems einstellt, unterscheidet sich die Koordinatenposition einer angegebenen X-Koordinate vor und nach der Ausgabe einer Anweisung zur Bearbeitung in der schiefen Ebene. Das bedeutet, dass, selbst wenn eine Bewegungsanweisung vor der Anweisung zur Bearbeitung in der schiefen Ebene ausgegeben wird, die bewirkt, dass durch die X10.-Anweisung der Maschinenwert X10. ist, der Koordinatenwert bei X-10. positioniert wird, wenn die X10.-Anweisung nach der Anweisung zur Bearbeitung in der schiefen Ebene ausgegeben wird. Um den Koordinatenwert auf X10. zu bewegen, bei dem es sich um einen Maschinenwert nach der Anweisung zur Bearbeitung in der schiefen Ebene handelt, muss daher eine Anweisung ausgegeben werden, die X-10. angibt. Wenn die numerische Steuerung des Vergleichsbeispiels eine schiefe Ebene mit einer Bewegung oder Rotation des Koordinatensystems einstellt, ist es schwieriger, das Verhalten der Werkzeugmaschine 200 zu erfassen. Daher gibt es wie oben beschrieben beim Erstellen eines Bearbeitungsprogramms für eine linkshändige Werkzeugmaschine 200 ein Problem, wenn eine rechtshändige Werkzeugmaschine unterstellt wird, wodurch die Lesbarkeit des Bearbeitungsprogramms beeinträchtigt wird und eine Erfassung der relativen Beziehung zwischen dem Bearbeitungsprogramm und der Bewegungsrichtung der Werkzeugmaschine 200 schwierig ist.
In Bezug auf die Konfiguration der fünfachsigen Werkzeugmaschine 200, die zwei Rotationsachsen aufweist, gibt es die Konfigurationen Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Werkzeug, Werkzeugmaschine vom Typ mit schwenkbarem Tisch und Werkzeugmaschine vom Kombinationstyp. Durch Festlegen eines Rollwinkels, eines Nickwinkels, eines Gierwinkels und der Drehrichtung des Koordinatensystems für eine solche fünfachsige Werkzeugmaschine 200 kann ein gegebenes Koordinatensystem einer schiefen Ebene auch für die linkshändige Werkzeugmaschine 200 eingestellt werden. Bei einem solchen Verfahren zum Einstellen des Koordinatensystems einer schiefen Ebene muss jedoch, da die Drehrichtung der Koordinaten bei jeder Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 200 anders ist, das Koordinatensystem unter Berücksichtigung der Maschinenkonfiguration eingestellt werden. Dadurch ist der Vorgang zum Einstellen des Koordinatensystems kompliziert, was problematisch ist.
Da die numerische Steuerung 101 gemäß der ersten Ausführungsform das Koordinatensystem wie beispielsweise das Koordinatensystem der schiefen Ebene über die Koordinatentransformationsmatrix 34 einstellt, ist es dagegen leicht möglich, ein der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 200 entsprechendes Koordinatensystem einzustellen. Das bedeutet, dass durch Festlegen des Koordinatendrehwinkels 31 und der Ursprungsposition 32 das auf die Werkzeugmaschine 200 zugeschnittene Koordinatensystem eingestellt werden kann, ohne die Achsenpolarität der Werkzeugmaschine 200 zu kennen. Dies vereinfacht das Erstellen des Bearbeitungsprogramms 150, verbessert die Lesbarkeit des Bearbeitungsprogramms 150 und verbessert die Wartungsfreundlichkeit des Bearbeitungsprogramms 150.
Da die numerische Steuerung 101 das Koordinatensystem in einfacher Weise einstellen kann, kann ein Basisprogramm unter Verwendung des Maschinenkoordinatenwerts 35 leicht erstellt werden. Das den Maschinenkoordinatenwert 35 verwendende Basisprogramm wird vor dem Erstellen des Bearbeitungsprogramms 150 erstellt. Das Bearbeitungsprogramm 150 wird erstellt, indem eine Bewegungsanweisung verwendet wird, die in dem Koordinatensystem der schiefen Ebene als Bewegungsanweisung des Basisprogramms definiert ist. Das den Maschinenkoordinatenwert 35 verwendende Basisprogramm wird zum Bearbeitungsprogramm 150, indem eine dem Koordinatensystem der schiefen Ebene entsprechende Koordinatentransformation ausgeführt wird.
Wie oben beschrieben wurde, berechnet die numerische Steuerung 101 bei der ersten Ausführungsform die Koordinatentransformationsmatrix 34 anhand des Koordinatendrehwinkels 31 und der Polaritätsinformationen 180 und legt ein Koordinatensystem für die Koordinatenwerttransformation anhand der Koordinatentransformationsmatrix 34 fest. Dadurch ist es leicht möglich, ein Koordinatensystem einzustellen, das den Bewegungsrichtungen der Linearachsen der Werkzeugmaschine 200 und/oder den Drehrichtungen der Drehachsen 71 bis 76 der Werkzeugmaschine 200 entspricht. Somit kann auch für eine linkshändige Werkzeugmaschine 200 ein der Maschinenkonfiguration entsprechendes Koordinatensystem eingestellt werden. Zusätzlich kann eine Anweisungskoordinate des Koordinatensystems der schiefen Ebene einfach in einen Koordinatenwert umgewandelt werden, der der Maschinenkonfiguration der linkshändigen Werkzeugmaschine 200 entspricht.
Da die numerische Steuerung 101 das Koordinatensystem unter Verwendung der Koordinatentransformationsmatrix 34 einstellt, kann ein Anwender das Bearbeitungsprogramm 150 unter Verwendung des Maschinenkoordinatenwerts 35 erstellen, ohne zwischen einem rechtshändigen und einem linkshändigen Koordinatensystem zu unterscheiden.
Da das den Maschinenkoordinatenwert 35 verwendende Basisprogramm in einfacher Weise erstellt werden kann, lässt sich der Zusammenhang zwischen den Koordinatenwerten des Bearbeitungsprogramms 150 und der Werkzeugmaschine 200 leicht ermitteln, indem die Beziehung des den Maschinenkoordinatenwert 35 verwendende Basisprogramms mit dem Koordinatenwert der Werkzeugmaschine 200 verglichen wird. Auf diese Weise kann leicht überprüft werden, ob das Bearbeitungsprogramm 150 die Werkzeugmaschine 200 zur Ausführung eines gewünschten Arbeitsgangs veranlassen kann.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 bis 10 beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform wird zwischen mehreren Polaritätsinformationen gewechselt und diese verwendet. Die nachfolgende Beschreibung konzentriert sich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform.
Bei der ersten Ausführungsform wurde eine Koordinatentransformation für einen Fall beschrieben, bei dem die Werkzeugmaschine 200 eine fünfachsige Universalmaschine ist. Bei der zweiten Ausführungsform wird eine Koordinatentransformation für einen Fall beschrieben, bei dem die Werkzeugmaschine 200 ein Drehautomat oder eine Drehbank ist. Wenn es sich bei der Werkzeugmaschine 200 um einen Drehautomaten oder eine Drehbank handelt, wird für die Werkzeugmaschine 200 häufig eine Konfiguration vom Typ einer fünfachsigen Kombinationsmaschine verwendet. Wenn es sich bei der Werkzeugmaschine 200 um eine komplexe Drehbank handelt, erfolgt die Bearbeitung häufig an der Vorder- und Rückseite mit Gegenspindeln.
7 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer numerischen Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. In 7 weisen Komponenten, die die gleichen Funktionen wie jene der in 1 dargestellten numerischen Steuerung 101 der ersten Ausführungsform besitzen, die gleichen Bezugszeichen auf und deren erneute Beschreibung wird unterlassen.
Eine numerische Steuerung 102 gemäß der zweiten Ausführungsform ist so ausgebildet, dass der numerischen Steuerung 101 gemäß der ersten Ausführungsform eine Schalteinheit 17 hinzugefügt wurde. Die numerische Steuerung 102 weist anstelle der Polaritätsinformationsspeichereinheit 21 eine Polaritätsinformationsspeichereinheit 22 auf.
Konkret weist die numerische Steuerung 102 die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11, die Analyseeinheit 12, die Polaritätsinformationsspeichereinheit 22, die Matrixberechnungseinheit 13, die Koordinatentransformationseinheit 15, die Anweisungsberechnungseinheit 16 und die Schalteinheit 17 auf, die zwischen den Polaritätsinformationen 181 und den Polaritätsinformationen 182 umschalten, die auf Basis der Kombination der zu steuernden Achsen zu lesen sind.
Bei der numerischen Steuerung 102 sind die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11, die Analyseeinheit 12, die Matrixberechnungseinheit 13, die Koordinatentransformationseinheit 15 und die Anweisungsberechnungseinheit 16 in einer Verbindungskonfiguration ähnlich der Verbindungskonfiguration der numerischen Steuerung 101 verbunden. Bei der numerischen Steuerung 102 ist die Schalteinheit 17 mit der Analyseeinheit 12, der Polaritätsinformationsspeichereinheit 22, der Koordinatentransformationseinheit 15 und der Matrixberechnungseinheit 13 verbunden. In 7 wurde die Darstellung des Koordinatendrehwinkels 31 und der Ursprungsposition 32 weggelassen.
Die Polaritätsinformationsspeichereinheit 22 ist eine Speichereinrichtung, wie beispielsweise ein Speicher, in dem die Polaritätsinformationen 181, bei denen es sich um die ersten Polaritätsinformationen handelt, und die Polaritätsinformationen 182 gespeichert, bei denen es sich um die zweiten Polaritätsinformationen handelt. Die Schalteinheit 17, bei der es sich um eine Auswahleinheit handelt, wählt und liest die Polaritätsinformationen 181 oder die Polaritätsinformationen 182 und gibt die ausgewählten und gelesenen Polaritätsinformationen an die Matrixberechnungseinheit 13 aus.
Zusätzlich zu den bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Funktionen hat die Analyseeinheit 12 der zweiten Ausführungsform die Funktion, die im Bearbeitungsprogramm 150 beschriebene Achsenkombinationsinformationen 37 an die Schalteinheit 17 auszugeben. Das bedeutet, dass die Analyseeinheit 12 die Achsenkombinationsinformationen 37 bestimmt und die gewonnenen Achsenkombinationsinformationen 37 auf Basis des Bearbeitungsprogramms 150 an die Schalteinheit 17 ausgibt.
Bei den Achsenkombinationsinformationen 37 handelt es sich um Informationen, die eine Kombination der in der Werkzeugmaschine 200 verwendeten Achsen angeben. Die Werkzeugmaschine 200 bearbeitet die später beschriebenen Werkstücke 67 und 68 mit verschiedenen im Bearbeitungsprogramm 150 definierten Achsenkombinationen. Beispielsweise wird in einem ersten Blockbereich des Bearbeitungsprogramms 150 eine erste Achsenkombination und in einem zweiten Blockbereich des Bearbeitungsprogramms 150 eine zweite Achsenkombination verwendet.
Die Schalteinheit 17 ist so konfiguriert, dass zwischen den Polaritätsinformationen 181 und den Polaritätsinformationen 182 umgeschaltet werden kann, indem aus den Polaritätsinformationen 181 und 182 entsprechend der Kombination von fünf zu steuernden Achsen der Werkzeugmaschine 200 eine einzelne Polaritätsinformation ausgewählt und ausgegeben wird. Das bedeutet, dass die Schalteinheit 17 aus den Polaritätsinformationen 181 und 182 spezielle Polaritätsinformationen auswählt, die dem Betrieb der Werkzeugmaschine 200 entsprechen. Die Schalteinheit 17 wählt konkret auf Basis der Achsenkombinationsinformationen 37, die das Ausgabeergebnis der Analyseeinheit 12 sind, Polaritätsinformationen aus, die der zu verwendenden Achsenkonfiguration entsprechen. Die Schalteinheit 17 wählt die Polaritätsinformationen 181 oder die Polaritätsinformationen 182 aus der Polaritätsinformationsspeichereinheit 22 aus und gibt die gewählten Polaritätsinformationen an die Koordinatentransformationseinheit 15 und die Matrixberechnungseinheit 13 aus. Bei der zweiten Ausführungsform wird der Fall beschrieben, bei dem zwei einzelne Polaritätsinformationen 181 und 182 verwendet werden. Die Anzahl der einzelnen Polaritätsinformationen kann jedoch auch drei oder mehr betragen.
Die Schalteinheit 17 wählt die Polaritätsinformationen 181 und liest diese aus, wenn die bei der Werkzeugmaschine 200 verwendete Achsenkombination der ersten Achsenkombination entspricht. Die Schalteinheit 17 wählt die Polaritätsinformationen 182 und liest diese aus, wenn die von der Werkzeugmaschine 200 verwendete Achsenkombination der zweiten Achsenkombination entspricht. Die Schalteinheit 17 gibt anschließend die gelesenen Polaritätsinformationen 181 oder 182 an die Matrixberechnungseinheit 13 aus. Dadurch schaltet die Schalteinheit 17 die zur Berechnung des Koordinatensystems verwendeten Polaritätsinformationen auf die Polaritätsinformationen 181 oder die Polaritätsinformationen 182 um.
Die Matrixberechnungseinheit 13, die Koordinatentransformationseinheit 15 und die Anweisungsberechnungseinheit 16 führen ähnliche Prozesse aus wie bei der ersten Ausführungsform. Somit berechnet die numerische Steuerung 102 den Maschinenkoordinatenwert 35 nach einer Beschleunigung/Verzögerung und gibt die dem Maschinenkoordinatenwert 35 entsprechende Bewegungsanweisung 36 an die Werkzeugmaschine 200 aus, bei der es sich um eine Maschinenantriebseinheit handelt.
Bei der zweiten Ausführungsform steuert die numerische Steuerung 102 die Werkzeugmaschine 200 mit Hilfe eines zweiten Bearbeitungsprogramms, das ein zweites Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm 150 darstellt. Das zweite Bearbeitungsprogramm wird wie folgt angegeben.
<Zweites Bearbeitungsprogramm>

N10 G54 G0X10.Y10.Z0.
N11 G68.2P5X0.Y0.Z0.I0.J45.K0. D2
N12 G53.1
N13 G1 X10. F1000.
N14 G1 Y10.Z0.
N15 G1 Z5.
:
:
N20 G69

In dem zweiten Bearbeitungsprogramm spezifiziert die G54-Anweisung im N10-Block ein zu verwendendes Koordinatensystem und die Schnelllaufanweisung G0 ist eine Anweisung zum Bewegen eines später beschriebenen Werkzeugs 91 auf die Position (X,Y,Z)=(10,10,0) des G54-Koordinatensystems.
Der N11-Block weist eine Anweisung auf, die die Angabe einer Achsenkombination ermöglicht, die fünf Achsen bildet. Konkret wird in dem zweiten Bearbeitungsprogramm im N11-Block der G68.2-Anweisung eine D-Adresse hinzugefügt, sodass mit der D-Adresse die Gruppennummer der Polaritätsinformationen 181 und 182 ausgewählt werden können. Dadurch kann das zweite Bearbeitungsprogramm eine der mehreren vorab gespeicherten Polaritätsinformationen 181 und 182 auswählen. Die Konfiguration nach dem N12-Block des zweiten Bearbeitungsprogramms entspricht der Konfiguration nach dem N12-Block des ersten Bearbeitungsprogramms. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden die Koordinatenwerte nach dem N13-Block auf andere Werte als bei dem ersten Bearbeitungsprogramm gesetzt.
Beispiele für eine Werkzeugmaschine 200, auf die die mehreren Polaritätsinformationen 181 und 182 angewendet werden, umfassen eine Werkzeugmaschine vom Typ mit feststehender Spindel und eine Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel. 8 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer Maschinenkonfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit feststehender Spindel gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Werkzeugmaschine vom Typ mit feststehender Spindel, bei der es sich um eine Maschine vom Kombinationstyp handelt, ist ein Beispiel für eine Werkzeugmaschine 200 und weist einen drehbaren Werkzeugfuß 92P und Drehtische 85P und 86P auf.
Ein Beispiel für einen Werkzeugfuß 92P, bei dem es sich um einen Schneidwerkzeugfuß handelt, ist ein Revolverkopf. Der Werkzeugfuß 92P ist ein Fuß zur Aufnahme des Werkzeugs 91, wie zum Beispiel eines Revolverwerkzeuges. Der Werkzeugfuß 92P ist so ausgebildet, dass mehrere Werkzeuge 91 aufgenommen werden können. 8 zeigt einen Fall, bei dem der Werkzeugfuß 92P drei Werkzeuge 91 aufnimmt. Das Werkzeug 91 ist ein Schneidwerkzeug, das die Werkstücke 67 und 68 durch Drehen um die Werkzeugachse schneidet.
Der Werkzeugfuß 92P ist um eine Y1-Achse drehbar und kann in axiale Richtungen einer X1-Achse, Y1-Achse und Z1-Achse verfahren werden. Wie aus dem obigen ersichtlich ist, weist der Werkzeugfuß 92P eine Werkzeugdrehachse, bei der es sich um eine B1 -Achse handelt, und Translationsachsen auf, bei denen es sich um die X1-Achse, die Y1-Achse und die Z1-Achse handelt. Bei einer solchen Konfiguration kann sich das Werkzeug 91 in X1-Achsenrichtung, Y1-Achsenrichtung und Z1-Achsenrichtung bewegen und sich in der XZ-Ebene um die Y1-Achse drehen. 8 zeigt Pfeile, die eine Verschiebung in die axiale Richtung der X1-Achse und der Z1-Achse anzeigen, aber zeigt keinen Pfeil, der eine Verschiebung in die axiale Richtung der Y1-Achse anzeigt.
Das Werkstück 67 ist am Drehtisch 85P aufgenommen und das Werkstück 68 am Drehtisch 86P. Die Drehtische 85P und 86P sind um die Z-Achse drehbar. Der Drehtisch 85P dreht sich um eine C1-Achse und der Drehtisch 86P um eine C2-Achse.
Der Werkzeugfuß 92P ist demnach so konfiguriert, dass das auf dem Drehtisch 85P aufgenommene Werkstück 67 oder das auf dem Drehtisch 86P aufgenommene Werkstück 68 bearbeitet werden können. In 8 entspricht die Bearbeitung des Werkstücks 67 mit dem Werkzeug 91 einer Bearbeitung der Vorderseite und die Bearbeitung des Werkstücks 68 mit dem Werkzeug 91 einer Bearbeitung der Rückseite. Wie in 8 dargestellt, weist die Drehrichtung des Werkzeugfußes 92P bei der Werkzeugmaschine vom Typ mit feststehender Spindel eine zur Y1-Achse entgegengesetzte Polarität auf.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks 67 verschiebt sich der Werkzeugfuß 92P in die axialen Richtungen der X1-Achse, der Y1-Achse und der Z1-Achse und der Werkzeugfuß 92P dreht sich in B1-Achsenrichtung, wobei sich das Werkzeug 91 zur Vorderseite des Werkstücks 67 bewegt. 8 zeigt einen Zustand, bei dem das Werkzeug 91 durch Drehung des Werkzeugfußes 92P um B+45 Grad in Richtung der B1-Achse mit dem Werkstück 67 in Kontakt kommt. Während sich das Werkzeug 91 und das Werkstück 67 im oben beschriebenen Zustand berühren, dreht sich der Drehtisch 85P um die C1-Achse und das Werkzeug 91 um die Werkzeugachse, wodurch das Werkzeug 91 das Werkstück 67 bearbeitet.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks 68 verschiebt sich der Werkzeugfuß 92P in ähnlicher Weise in die Achsenrichtungen der X1-Achse, der Y1-Achse und der Z1-Achse und der Werkzeugfuß 92P dreht sich in Richtung der B1-Achse, wobei sich das Werkzeug 91 zur Rückseite des Werkstücks 68 bewegt. 8 zeigt einen Zustand, bei dem das Werkzeug 91 durch die Drehung des Werkzeugfußes 92P um B-45 Grad in Richtung der B1-Achse mit dem Werkstück in Berührung kommt. Während sich das Werkzeug 91 und das Werkstück 68 im obigen Zustand berühren, dreht sich der Drehtisch 86P um die C2-Achse und das Werkzeug 91 um die Werkzeugachse, wodurch das Werkzeug 91 das Werkstück 68 bearbeitet.
9 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer Maschinenkonfiguration einer Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel, bei der es sich um eine Maschine vom Kombinationstyp handelt, stellt ein Beispiel für eine Werkzeugmaschine 200 dar und weist einen drehbaren Werkzeugfuß 92Q und Drehtische 85Q und 86Q auf.
Ein Beispiel für einen Werkzeugfuß 92Q, bei dem es sich um einen Schneidwerkzeugfuß handelt, ist ein Revolverkopf. Der Werkzeugfuß 92Q ist ein Fuß zur Aufnahme des Werkzeugs 91. Der Werkzeugfuß 92Q ist so ausgebildet, dass mehrere Werkzeuge 91 aufgenommen werden können. 9 zeigt einen Fall, bei dem der Werkzeugfuß 92Q drei Werkzeuge 91 aufnimmt. Das Werkzeug 91 ist ein Schneidwerkzeug, das die Werkstücke 67 und 68 durch Drehen um die Werkzeugachse schneidet.
Der Werkzeugfuß 92Q ist um die Y1-Achse drehbar und kann in axiale Richtungen der X1-Achse und der Y1-Achse verfahren werden. Wie aus dem obigen ersichtlich ist, weist der Werkzeugfuß 92Q eine Werkzeugdrehachse, die die B1-Achse bildet, und Translationsachsen auf, bei denen es sich um die X1-Achse und die Y1 -Achse handelt. Bei einer solchen Konfiguration kann sich das Werkzeug 91 in X1-Achsenrichtung und in Y1-Achsenrichtung bewegen und sich innerhalb der XZ-Ebene um die Y1-Achse drehen. 9 zeigt Pfeile, die eine Verschiebung in die axialen Richtungen der X1-Achse, der Z1-Achse und der Z2-Achse anzeigen, nicht aber einen Pfeil, der eine Verschiebung in die axiale Richtung der Y1-Achse anzeigt.
Der Drehtisch 85Q nimmt das Werkstück 67 auf und der Drehtisch 86Q das Werkstück 68. Die Drehtische 85Q und 86Q sind um die Z-Achse drehbar. Der Drehtisch 85Q ist um die C1 -Achse und der Drehtisch 86Q um die C2-Achse drehbar. Der Drehtisch 85Q kann in Z1-Achsenrichtung und der Drehtisch 86Q in Z2-Achsenrichtung verfahren werden.
Der Werkzeugfuß 92Q ist also so konfiguriert, dass das auf dem Drehtisch 85Q aufgenommene Werkstück 67 oder das auf dem Drehtisch 86Q aufgenommene Werkstück 68 bearbeitet werden kann. In 9 entspricht die Bearbeitung des Werkstücks 67 mit dem Werkzeug 91 einer Bearbeitung an der Vorderseite und die Bearbeitung des Werkstücks 68 mit dem Werkzeug 91 einer Bearbeitung an der Rückseite. Wie oben beschrieben weist die in 9 dargestellte Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel eine Maschinenkonfiguration auf, bei der die Polarität der Z-Achse, die eine Linearachse ist, abhängig davon umgekehrt wird, ob der Drehtisch 85Q oder der Drehtisch 86Q für die Bearbeitung verwendet werden.
Bei der in 9 dargestellten Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel bewegt sich das Werkzeug 91 nicht in Richtung der Z-Achse, sondern es bewegen sich das Werkstück 67 und das Werkstück 68 in Richtung der Z1-Achse bzw. in Richtung der Z2-Achse. Das bedeutet, dass die in 9 dargestellte Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel eine Maschinenkonfiguration aufweist, bei der die Richtung, in der sich die Werkstücke 67 und 68 und das Werkzeug 91 aneinander annähern, der positiven Z-Achsenrichtung entspricht.
Bei einer solchen relativen Beziehung zwischen dem Werkzeug 91 und den Werkstücken 67 und 68 kann die in 9 dargestellte Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel als Werkzeugmaschine 200 angesehen werden, bei der die Richtung, in der sich das Werkzeug 91 den Werkstücken 67 und 68 nähert, die positive Richtung ist, wenn sich die Werkstücke 67 und 68 nicht bewegen. In der in 9 dargestellten Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel weisen die Linearachsen im Falle einer Bearbeitung der Vorderseite eine rechtshändige Konfiguration auf.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks 67 verschiebt sich der Werkzeugfuß 92Q in die axialen Richtungen der X1-Achse und der Y1-Achse, der Werkzeugfuß 92Q dreht in B1-Achsenrichtung und der Drehtisch 85Q wird in Richtung der Z1-Achse verschoben, wobei sich das Werkzeug 91 auf die Vorderseite des Werkstücks 67 zu bewegt. 9 zeigt einen Zustand, bei dem das Werkzeug 91 durch Drehung der Werkzeugfußes 92Q um B-45 Grad in Richtung der B1-Achse mit dem Werkstück 67 in Berührung kommt. Während sich das Werkzeug 91 und das Werkstück 67 im oben beschriebenen Zustand berühren, dreht sich der Drehtisch 85Q um die C1-Achse und das Werkzeug 91 um die Werkzeugachse, wodurch das Werkzeug 91 das Werkstück 67 bearbeitet.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks 68 verschiebt sich der Werkzeugfuß 92Q in ähnlicher Weise in die axialen Richtungen der X1-Achse und der Y1-Achse, der Werkzeugfuß 92Q dreht sich in B1-Achsenrichtung und der Drehtisch 86Q verschiebt sich in Richtung der Z2-Achse, wobei sich das Werkzeug 91 auf die Rückseite des Werkstücks 68 zu bewegt. 9 zeigt einen Zustand, bei dem das Werkzeug 91 durch Drehung des Werkzeugfußes 92Q um B+45 Grad in Richtung der B1 -Achse mit dem Werkstück 68 in Berührung kommt. Während sich das Werkzeug 91 und das Werkstück 68 im obigen Zustand berühren, dreht sich der Drehtisch 86Q um die C2-Achse und das Werkzeug 91 um die Werkzeugachse, wodurch das Werkzeug 91 das Werkstück 68 bearbeitet.
Wie in 9 dargestellt ist, wird bei der Maschinenkonfiguration, bei der sich die Werkstücke 67 und 68 in Richtung der Z-Achse bewegen, die Z-Achsenrichtung in Bezug auf das Werkzeug 91 wie beispielsweise einem Revolverwerkzeug bei der Bearbeitung der Vorderseite gegenüber der Bearbeitung der Rückseite umgekehrt, und dementsprechend ist die Koordinatenachsenrichtung bei der Vorderseitenbearbeitung anders als bei der Rückseitenbearbeitung. Aus diesem Grund ist es bei der in 9 dargestellten Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel erforderlich, zwischen den Polaritätsinformationen 181 und den Polaritätsinformationen 182 abhängig davon umzuschalten, ob es sich um die Vorderseitenbearbeitung oder die Rückseitenbearbeitung handelt.
Bei den Werkzeugmaschinen 200 mit den in 8 und 9 dargestellten Maschinenkonfigurationen handelt es sich jeweils um eine Werkzeugmaschine, bei der die Einstellung der Polarität in Abhängigkeit von der Konfiguration der zu kombinierenden Achsen geändert werden muss, auch wenn es sich um eine einzige Werkzeugmaschine handelt. Daher führt die numerische Steuerung 102 eine Umschaltung zwischen den Polaritätsinformationen 181 und den Polaritätsinformationen 182 durch, je nachdem, ob es sich um eine Bearbeitung mit den Drehtischen 85P und 85Q oder um eine Bearbeitung mit den Drehtischen 86P und 86Q handelt.
Es wird nun die Konfiguration der Polaritätsinformationen 181 und 182 beschrieben. 10 zeigt eine Tabelle, die den Aufbau einer Polaritätsinformationstabelle gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Die Polaritätsinformationstabelle 185 ist so konfiguriert, dass sie die Polaritätsinformationen 181 und 182 umfasst. In 10 entsprechen die Polaritätsinformationen in Gruppe 1 den Polaritätsinformationen 181 und die Polaritätsinformationen in Gruppe 2 den Polaritätsinformationen 182.
In den Polaritätsinformationen 181 der Gruppe 1 sind die einzelnen Polaritätsinformationen „0“, „0“, „0“, „1“ und „0“ der X1-Achse, die eine Linearachse in vertikaler Richtung ist, der Y1-Achse, die eine Linearachse in horizontaler Richtung ist, der Z1-Achse, die eine Linearachse in Höhenrichtung ist, der B1-Achse, die eine erste Drehachse ist, und der C1-Achse, die eine zweite Drehachse ist, zugeordnet. In den Polaritätsinformationen 182 der Gruppe 2 sind der X1-Achse, der Y1-Achse, der Z2-Achse, der B1-Achse und der C2-Achse jeweils die einzelnen Polaritätsinformationen „0“, „0“, „1“, „1“ und „0“ zugeordnet. Die Polaritätsinformation „0“ kennzeichnet hier eine dem rechtshändigen Koordinatensystem zugehörige Achse und die Polaritätsinformation „1“ eine dem linkshändigen Koordinatensystem zugehörige Achse.
Bei der Bearbeitung mit dem Drehtisch 85Q verwendet die numerische Steuerung 102 die Polaritätsinformationen 181 der in 10 dargestellten Gruppe 1. Bei der Bearbeitung mit dem Drehtisch 86Q verwendet die numerische Steuerung 102 die Polaritätsinformationen 182 der in 10 dargestellten Gruppe 2. Wie oben beschrieben steuert die numerische Steuerung 102 bei einer Werkzeugmaschine die Bearbeitung durch Umschalten zwischen den Polaritätsinformationen 181 und den Polaritätsinformationen 182.
Bei der in 9 dargestellten Werkzeugmaschine vom Typ mit bewegbarer Spindel wird bei der Rückseitenbearbeitung unter Verwendung der Z2-Achse eine Maschinenkonfiguration verwendet, bei der die Kombination der Linearachsen nicht dem rechtshändigen Koordinatensystem entspricht. In diesem Fall müssen die Linearachsen entsprechend einer linkshändigen Maschinenkonfiguration behandelt werden. Im Folgenden werden die Funktionen der Matrixberechnungseinheit 13 und der Koordinatentransformationseinheit 15 am Beispiel eines Falles beschrieben, bei dem die Maschinenkonfiguration dem linkshändigen Koordinatensystem eines Z-Achsen-Inversionstyps ist. Da die Ursprungsposition 32 des Koordinatensystems der schiefen Ebene bei der zweiten Ausführungsform in dem G54-Koordinatensystem eingestellt werden kann, ist es möglich, dass das Koordinatensystem der schiefen Ebene durch Setzen von Werten für die Koordinatenachsen in einfacher Weise unabhängig davon eingestellt werden kann, ob die rechtshändige Konfiguration oder die linkshändige Konfiguration vorliegt. Da die Anweisungswerte des zweiten Bearbeitungsprogramms während einer Bearbeitung in der schiefen Ebene eine Anweisung ist, die auf dem Maschinenkoordinatenwert 35 der Werkzeugmaschine 200 basiert, ist die Beziehung zwischen der Bewegung oder dem Koordinatenwert der Werkzeugmaschine 200 und dem Koordinatenwert des zweiten Bearbeitungsprogramms eindeutig. Damit kann ein Anwender das zweite Bearbeitungsprogramm auf einfache Weise erstellen.
Die Koordinatentransformationseinheit 15 der zweiten Ausführungsform berechnet den Koordinatenwert der Werkzeugmaschine 200 nach folgender Gleichung (11), wenn die im zweiten Bearbeitungsprogramm angegebenen Koordinatenwerte (X,Y,Z)=(10,0,0,0) der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse als Anweisungsposition eingegeben werden.
[Gleichung 11] $\begin{array}{l} T = [\begin{matrix} K_{X Y Z} R o t (r_{Y}, k_{B} \times β) K_{X Y Z} & p \\ 0 & 1 \end{matrix}] \\ K_{X Y Z} = [\begin{matrix} k_{X} & 0 & 0 \\ 0 & k_{Y} & 0 \\ 0 & 0 & k_{Z} \end{matrix}] \end{array}}$
Wenn die B-Achse eine umgekehrte Polarität aufweist, berechnet die Matrixberechnungseinheit 13 die Koordinatentransformationsmatrix 34 mit Hilfe der oben beschriebenen Gleichung (8). Bei den in 10 dargestellten Polaritätsinformationen 182 weist die Werkzeugmaschine 200, da die Polaritätsinformation für die Z2-Achse in Gruppe 2 „1“ ist, das linkshändige Koordinatensystem vom Z-Achsen-Inversionstyp auf. Wenn die Ursprungsposition 32 des Koordinatensystems der schiefen Ebene (X,Y,Z)=(0,0,0,0) ist, ergibt sich die folgende Gleichung (12) aus Gleichung (11).
[Gleichung 12] $[\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & - 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} cos β & 0 & - sin β \\ 0 & 1 & 0 \\ sin β & 0 & cos β \end{matrix}] [\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & - 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} 10. \\ 0. \\ 0. \end{matrix}] = [\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & - 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} \frac{10}{\sqrt{2}} \\ 0. \\ - \frac{10}{\sqrt{2}} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 7.071 \\ 0 \\ - 7.071 \end{matrix}]$
Es wird nun ein drittes Bearbeitungsprogramm als drittes Beispiel für ein Bearbeitungsprogramm 150 beschrieben. Das dritte Bearbeitungsprogramm lässt sich wie folgt darstellen.
<Drittes Bearbeitungsprogramm>

N10 G54 G0X10.Y10.Z0.
N11 G68.2P5X0.Y0.Z0.I0.J0.K0. D2
N12 G53.1
N13 G1 X10. F1000.
N14 G1 Z0.
:
:
N20 G69

Bei dem dritten Bearbeitungsprogramm wird das Werkzeug 91 im G54-Koordinatensystem durch die G54-Anweisung des N10-Blocks bei (X1,Y1,Z2)=(10,10,0) positioniert und die X10.-Anweisung wird im N13-Block erneut ausgegeben. Da die im dritten Bearbeitungsprogramm beschriebenen Koordinatenwerte entsprechend dem Koordinatensystem vor der Definition des Koordinatensystems der schiefen Ebene eingestellt werden, wird, wenn das G54-Koordinatensystem, bei dem es sich um das Koordinatensystem vor der Definition der Bearbeitung in der schiefen Ebene handelt, der linkshändigen Maschinenkonfiguration entspricht, eine axiale Bewegung im linkshändigen Koordinatensystem in den Koordinatenwerten des dritten Bearbeitungsprogramms beschrieben.
Die G68.2-Anweisung des N11-Blocks im dritten Bearbeitungsprogramm bewirkt, dass das Koordinatensystem mit dem G54-Koordinatensystem übereinstimmt, und mit der Anweisung des N13-Blocks erfolgt eine Positionierung, bei der der gleiche Koordinatenwert wie im N10-Block erhalten wird. Damit können alle Koordinatenwerte vor und nach der Definition des Koordinatensystems der schiefen Ebene auf das Koordinatensystem der Werkzeugmaschine 200 vereinheitlicht werden. Somit kann der Anwender im gesamten dritten Bearbeitungsprogramm ein einheitliches Koordinatensystem verwenden.
Hierdurch ist es möglich, die Diskontinuität der Koordinatenwerte aufzuheben, die bei der Verwendung des rechtshändigen dritten Bearbeitungsprogramms für die linkshändige Werkzeugmaschine 200 nur während der Bearbeitung in der schiefen Ebene auftritt. Daher kann die numerische Steuerung 102 die Werkzeugmaschine 200 ansteuern, ohne dass die Lesbarkeit des dritten Bearbeitungsprogramms beeinträchtigt wird. Außerdem wird die Wartungsfreundlichkeit des dritten Bearbeitungsprogramms verbessert.
Da die numerische Steuerung 102 die Schalteinheit 17 aufweist, kann die numerische Steuerung 102 bei der zweiten Ausführungsform wie oben beschrieben die Umschaltung zwischen den Polaritätsinformationen 181 und den Polaritätsinformationen 182 zum erforderlichen Zeitpunkt auch dann durchführen, wenn eine einzelne Werkzeugmaschine 200 mehrere Kombinationen von fünf Achsen aufweist. Dadurch kann die numerische Steuerung 102 das Koordinatensystem festlegen, das die entsprechenden Polaritätsinformationen verwendet, und daher auch wenn sich die Konfiguration der zugehörigen Achsen zum Zeitpunkt der Rückseitenbearbeitung nach einer Vorderseitenbearbeitung ändert, ist es möglich, die Werkzeugmaschine 200 in einfacher Weise zu steuern.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 11 bis 14 beschrieben. Bei der dritten Ausführungsform erzeugt eine später beschriebene numerische Steuerung 103 ausgehend von der Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 200 die bei der ersten Ausführungsform verwendeten Polaritätsinformationen 180. Die numerische Steuerung 103 kann die Polaritätsinformationen 181 und 182 erzeugen, die bei der zweiten Ausführungsform verwendet werden. Im Folgenden konzentriert sich die Beschreibung auf die Teile, die sich von der ersten und zweiten Ausführungsform unterscheiden.
11 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer numerischen Steuerung gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. In 11 weisen Komponenten, die die gleichen Funktionen wie jene der in 1 dargestellten numerischen Steuerung 101 der ersten Ausführungsform besitzen, die gleichen Bezugszeichen auf und deren Beschreibung wird nicht nochmals wiederholt.
Die numerische Steuerung 103 der dritten Ausführungsform ist so konfiguriert, dass eine Maschinenkonfigurationsspeichereinheit 23 und eine Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 zur numerischen Steuerung 101 der ersten Ausführungsform hinzugefügt werden. Die numerische Steuerung 103 umfasst insbesondere die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11, die Analyseeinheit 12, die Matrixberechnungseinheit 13, die Koordinatentransformationseinheit 15, die Anweisungsberechnungseinheit 16 und die Maschinenkonfigurationsspeichereinheit 23, in der die Maschinenkonfigurationsinformationen 38 gespeichert sind, sowie die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18, die die Polaritätsinformationen 180 auf Basis der Maschinenkonfigurationsinformationen 38 einstellt. Die Maschinenkonfigurationsinformationen 38 sind Informationen über die Maschinenkonfiguration einer Werkzeugmaschine 200. Die Maschinenkonfigurationsinformationen 38 enthalten Informationen über die Achsentypen der Werkzeugmaschine 200. Insbesondere umfassen die Maschinenkonfigurationsinformationen 38 die Axialrichtungen der Linearachsen der Werkzeugmaschine 200 und/oder die Drehrichtungen von deren Drehachsen.
Bei der numerischen Steuerung 103 sind die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11, die Analyseeinheit 12, die Matrixberechnungseinheit 13, die Koordinatentransformationseinheit 15 und die Anweisungsberechnungseinheit 16 in einer Verbindungskonfiguration verbunden, die der Verbindungskonfiguration der numerischen Steuerung 101 ähnelt. Bei der numerischen Steuerung 103 ist die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 mit der Maschinenkonfigurationsspeichereinheit 23, der Koordinatentransformationseinheit 15 und der Matrixberechnungseinheit 13 verbunden.
Die Maschinenkonfigurationsspeichereinheit 23 ist eine Speichervorrichtung wie zum Beispiel ein Speicher, in dem die Maschinenkonfigurationsinformationen 38 gespeichert sind. Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18, bei der es sich um eine Einstellungseinheit handelt, stellt die Polaritätsinformationen 180 anhand der Maschinenkonfigurationsinformationen 38 ein und gibt die eingestellten Polaritätsinformationen 180 an die Matrixberechnungseinheit 13 und die Koordinatentransformationseinheit 15 aus. Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 stellt die Polaritätsinformationen der nachfolgend beschriebenen Linearachsen ein und stellt dann die Polaritätsinformationen der nachfolgend beschriebenen Drehachsen ein.
Wenn die Koordinatenachsen der Werkzeugmaschine 200 zu dem linkshändigen Koordinatensystem gehören, gibt es mehrere rechtshändige Koordinatensysteme, von denen das linkshändige Koordinatensystem ausgehen kann. Es werden nun Kandidaten für rechtshändige Referenzkoordinatensysteme für das linkshändige Koordinatensystem beschrieben. Die rechtshändigen Referenzkoordinatensysteme sind rechtshändige Koordinatensysteme, aus denen das linkshändige Koordinatensystem berechnet wird. Anders ausgedrückt sind die rechtshändigen Koordinatensysteme, die als Basis für die Berechnung des linkshändigen Koordinatensystems dienen, die rechtshändigen Referenzkoordinatensysteme.
12 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen dem linkshändigen Koordinatensystem und den rechtshändigen Referenzkoordinatensystemen gemäß der dritten Ausführungsform. 12 veranschaulicht ein Beispiel für das linkshändige Koordinatensystem und die rechtshändigen Referenzkoordinatensysteme, von denen das linkshändige Koordinatensystem ausgehen kann.
Für das linke Koordinatensystem können insgesamt drei rechtshändige Referenzkoordinatensysteme vom Typ X-Achseninvertierung, vom Typ Y-Achseninvertierung und vom Typ Z-Achseninvertierung als Achseninvertierungstypen unterstellt werden. 12 veranschaulicht das linkshändige Koordinatensystem, wenn die Anweisung X10.Z5.B45. lautet. Bei dem rechtshändigen Referenzkoordinatensystem mit invertierter X-Achse, dem rechtshändigen Referenzkoordinatensystem mit invertierter Y-Achse und dem rechtshändigen Referenzkoordinatensystem mit invertierter Z-Achse, die dem linkshändigen Koordinatensystem entsprechen, sind die Anweisungen entsprechend X-10.Z5.B45., X10.Z5.B-45. bzw. X10.Z-5.B45.
Die numerische Steuerung 103, die das Bearbeitungsprogramm 150 verwendet, wählt die für jede Achsenkombination der Werkzeugmaschine 200 einzustellende Polaritätsinformationen 180 basierend darauf aus, welchem Typ von rechtshändigen Referenzkoordinatensystemen die Polaritätsinformationen 180 entsprechen.
Es wird nun ein Prozess zum Einstellen der Polaritätsinformationen 180 durch die numerische Steuerung 103 beschrieben. 13 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Einstellen der Polaritätsinformationen gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Die numerische Steuerung 103 führt eine Prozedur aus, die grob in zwei Schritte unterteilt ist. Die numerische Steuerung 103 setzt in Schritt st1 die Polaritätsinformationen an den Linearachsen auf die Polaritätsinformationen 180 und dann in Schritt st2 die Polaritätsinformationen der Drehachsen auf die Polaritätsinformationen 180. Der Prozess des Schrittes st1 umfasst die Prozesse der Schritte S10 bis S12 und der Prozess des Schrittes st2 die Prozesse der Schritte S20 bis S22.
Im Folgenden werden Details des Prozesses von Schritt st1 und des Prozesses von Schritt st2 beschrieben. Bei der numerischen Steuerung 103 sind in der Maschinenkonfigurationsspeichereinheit 23 die Maschinenkonfigurationsinformationen 38 im Voraus gespeichert. Dann liest die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Maschinenkonfigurationsinformationen 38 aus der Maschinenkonfigurationsspeichereinheit 23 aus. Danach führt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 auf Basis der Maschinenkonfigurationsinformationen 38 die Prozesse der Schritte S10 bis S12, die zu dem Prozess des Schritts st1 gehören, und die Prozesse der Schritte S20 bis S22, die zu dem Prozess des Schritts st2 gehören, aus.
In Schritt S10 von Schritt st1 bestimmt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 konkret, ob es möglich ist, das rechtshändige Koordinatensystem für die Linearachsen einzustellen. Das bedeutet, dass die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 in Bezug auf drei Linearachsen bestimmt, ob das rechtshändige Koordinatensystem für die drei Achsen eingestellt werden kann.
Wenn die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 bestimmt, dass das rechtshändige Koordinatensystem eingestellt werden kann, das heißt wenn in Schritt S10 Ja bestimmt wird, führt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 den Prozess von Schritt S11 aus. In Schritt S11 setzt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Polaritätsinformationen für alle Linearachsen, die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse, auf das rechtshändige Koordinatensystem.
Stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 dagegen fest, dass das rechtshändige Koordinatensystem nicht eingestellt werden kann, das heißt wenn in Schritt S10 Nein bestimmt wird, führt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 den Prozess von Schritt S12 aus. In Schritt S12 wählt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 einen Achseninvertierungstyp aus und stellt die Polaritätsinformationen an den Linearachsen ein. Der Achseninvertierungstyp ist ein X-Achsen-invertiertes rechtshändiges Referenzkoordinatensystem, Y-Achsen-invertiertes rechtshändiges Referenzkoordinatensystem oder ein Z-Achsen-invertiertes rechtshändiges Referenzkoordinatensystem. Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 wählt aus diesen Achseninvertierungstypen einen Achseninvertierungstyp aus und stellt die Polaritätsinformationen für die Linearachsen ein. Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 wählt den Typ der Achseninvertierung nach den folgenden Regeln aus.
<Regel 1>
Aus X-Achse, Y-Achse und Z-Achse wird eine Achse gewählt, die nicht die zentrale Drehachse ist.
In diesem Fall wählt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die X-Achse, wenn die Maschinenkonfiguration die B-Achse und die C-Achse umfasst, und die Y-Achse, wenn die Maschinenkonfiguration die A-Achse und die C-Achse umfasst, sodass eine Achse ausgewählt wird, die nicht die zentrale Drehachse ist.
<Regel 2>
Die Polaritätsinformationen werden an der in Regel 1 gewählten Achse auf die Koordinatenachse des linkshändigen Koordinatensystems gesetzt.
<Regel 3>
Die Polaritätsinformationen werden für jede der beiden übrigen Linearachsen auf die Koordinatenachse des rechtshändigen Koordinatensystems eingestellt.
Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 kann den Achseninvertierungstyp gemäß einer Anweisung eines Benutzers frei wählen, ohne die obigen Regeln anzuwenden. Nach Ausführung des Prozesses von Schritt S11 oder Schritt S12 führt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 den Prozess von Schritt st2 aus.
In Schritt S20 von Schritt st2 bestimmt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 konkret, ob es sich bei der zentralen Drehachse um das rechtshändige Koordinatensystem handelt. Das bedeutet, dass die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 bestimmt, ob die zentrale Drehachse, die das Drehzentrum jeder Drehachse ist, im Verlauf von Schritt st1 in Bezug auf die beiden Drehachsen auf das rechtshändige Koordinatensystem gesetzt wurde.
Wenn die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 bestimmt, dass die zentrale Drehachse dem rechtshändigen Koordinatensystem entspricht, das heißt wenn in Schritt S20 Ja bestimmt wird, führt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 den Prozess von Schritt S21 aus. Das bedeutet, dass die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 den Prozess von Schritt S21 ausführt, das heißt den Prozess zum Einstellen der Polaritätsinformationen 180 in Bezug auf die Achse, deren zentrale Drehachse der Drehachse dem rechtshändigen Koordinatensystem entspricht.
In Schritt S21 stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Polaritätsinformationen 180 auf Basis der Beziehung zwischen einer realen Achse, die eine tatsächliche Achse ist, und den Drehachsen ein. Wenn die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Polaritätsinformationen für die Linearachsen gemäß den in Schritt S12 verwendeten Regeln einstellt, entspricht die zentrale Drehachse immer der rechtshändigen Linearachse, sodass der Prozess nicht zu Schritt S22 fortschreitet. Wenn in Schritt S21 die rechtshändige Schraubrichtung in Bezug auf die Linearachse des rechtshändigen Koordinatensystems mit der Drehrichtung der Drehachse übereinstimmt, bestimmt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18, dass es sich um das rechtshändige Koordinatensystem handelt und stellt das rechtshändige Koordinatensystem als Polaritätsinformationen für die Drehachse ein. Wenn die rechtshändige Schraubrichtung in Bezug auf die Linearachse des rechtshändigen Koordinatensystems und die Drehrichtung der Drehachse nicht übereinstimmen, stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 das linkshändige Koordinatensystem als Polaritätsinformationen für die Drehachse ein.
Wenn die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 dagegen bestimmt, dass es sich nicht um das rechtshändige Koordinatensystem handelt, das heißt wenn in Schritt S20 Nein bestimmt wird, führt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 den Prozess von Schritt S22 aus. Der Prozess des Schrittes S22 ist ein Prozess, bei dem die zentrale Drehachse der Drehachse nicht dem rechtshändigen Koordinatensystem entspricht.
Wenn die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Polaritätsinformationen für die Linearachsen im Verlauf des oben beschriebenen Schrittes S12 nach einem anderen Verfahren als den Regeln 1 bis 3 einstellt, kann es vorkommen, dass eine Achse, für die das linkshändige Koordinatensystem als Polaritätsinformation für die Drehachse eingestellt ist, zur zentralen Drehachse wird. In diesem Fall wird der Prozess von Schritt S22 durchgeführt. In Schritt S22 legt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Polaritätsinformationen der Drehachsen auf Basis der Beziehung zwischen den Koordinatenachsen des rechtshändigen Referenzkoordinatensystems und den Drehachsen fest. Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 bestimmt somit, ob die Beziehung zwischen den Koordinatenachsen des rechtshändigen Referenzkoordinatensystems und den Drehachsen das rechtshändige Koordinatensystem anzeigt, und stellt dann die Polaritätsinformationen für die Drehachsen ein. Wenn die Beziehung zwischen den Koordinatenachsen des rechtshändigen Referenzkoordinatensystems und den Drehachsen das rechtshändige Koordinatensystem angibt, stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 das rechtshändige Koordinatensystem als Polaritätsinformationen für die Drehachsen ein. Wenn die Beziehung zwischen den Koordinatenachsen des rechtshändigen Referenzkoordinatensystems und den Drehachsen das linkshändige Koordinatensystem anzeigt, stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 das rechtshändige Koordinatensystem als Polaritätsinformationen für die Drehachsen ein.
In Bezug auf die Drehachse des Werkzeugs 25 genügt es, durch Vergleichen der rechtshändigen Schraubrichtung mit den Linearachsen und der Drehrichtung festzustellen, ob es sich um das rechtshändige Koordinatensystem handelt. Bei der Drehachse der Tabellen 81 bis 83 ist jedoch darauf zu achten, dass die Drehrichtung entgegengesetzt ist, das heißt dass es sich um die linkshändige Schraubrichtung handelt.
Es werden nun Beispiele zum Einstellen der Polaritätsinformationen 180 für die Typen der rechtshändigen Referenzkoordinatensysteme beschrieben. 14 zeigt eine Darstellung, die die Einstellbeispiele für die Polaritätsinformationen gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Das Beispiel des linkshändigen Koordinatensystems und die Beispiele der rechtshändigen Referenzkoordinatensysteme, von denen das linkshändige in 14 dargestellte Koordinatensystem abgeleitet werden kann, ähneln den in 12 Dargestellten. Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 stellt daher für jedes rechtshändige Referenzkoordinatensystem unterschiedliche Polaritätsinformationen 180 ein. Es gibt also mehrere Einstellmuster der Polaritätsinformationen 180 für ein linkshändiges Koordinatensystem. Die Polaritätsinformationen 180 enthalten Polaritätsinformationen für die X-Achse, Polaritätsinformationen für die Y-Achse, Polaritätsinformationen für die Z-Achse, Polaritätsinformationen für die B-Achse und Polaritätsinformationen für die C-Achse. Eine Polaritätsinformation „0“ für eine jeweilige Achse gibt an, dass die Achse mit dem rechtshändigen Koordinatensystem übereinstimmt, und die Polaritätsinformation „1“ für eine jeweilige Achse gibt an, dass die Achse mit dem linkshändigen Koordinatensystem übereinstimmt.
Für das rechtshändige Referenzkoordinatensystem mit invertierter X-Achse stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 „1“, „0“, „0“, „0“ und „0“ als jeweilige Polaritätsinformation für die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse, die B-Achse und die C-Achse ein.
Für das rechtshändige Referenzkoordinatensystem mit invertierter Y-Achse stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 „1“, „0“, „1“, „1“ und „0“ als jeweilige Polaritätsinformation für die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse, die B-Achse und die C-Achse ein.
Für das rechtshändige Referenzkoordinatensystem mit invertierter Z-Achse stellt die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 „0“, „0“, „1“, „0“ und „1“ als jeweilige Polaritätsinformation für die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse, die B-Achse und die C-Achse ein.
Im Falle des in 14 dargestellten linkshändigen Koordinatensystems kann die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Anzahl der linkshändigen Achsen mit umgekehrter Polarität durch Auswahl des rechtshändigen Referenzkoordinatensystems mit invertierter X-Achse reduzieren. Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 muss bei der Einstellung der Polaritätsinformationen an den Linearachsen keine besonderen Regeln beachten. Beispielsweise kann die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Polaritätsinformationen 180 einfach unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens von Schritt S12 einstellen.
Die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 kann unabhängig von den verwendeten Polaritätsinformationstypen 180 das gleiche Bearbeitungsergebnis erzielen, wobei es sich bei den Typen um den X-Achsen-Invertierungstyp, Y-Achsen-Invertierungstyp und Z-Achsen-Invertierungstyp handelt, wie in 14 dargestellt ist. Dies kann dadurch bestätigt werden, dass die Bearbeitungsergebnisse unter Verwendung der oben beschriebenen Formel (11) übereinstimmen.
Da die Polaritätsinformationseinstelleinheit 18 die Polaritätsinformationen für die Drehachsen nach der Einstellung der Polaritätsinformationen für die Linearachsen vornimmt, können wie oben beschrieben die Polaritätsinformationen 180 bei der dritten Ausführungsform einfach eingestellt werden.
Es wird nun eine Hardwarekonfiguration der numerischen Steuerungen 101 bis 103 beschrieben. 15 ist eine Darstellung, die die beispielhafte Hardwarekonfiguration der numerischen Steuerungen gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform veranschaulicht. Da die numerischen Steuerungen 101 bis 103 ähnliche Hardwarekonfigurationen aufweisen, wird im Folgenden die Hardwarekonfiguration der numerischen Steuerung 101 beschrieben.
Die numerische Steuerung 101 kann mit einem Prozessor 301, einem Speicher 302 und einer Eingabe/Ausgabe (IO)-Einheit 303 realisiert werden. Die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 11 und die Polaritätsinformationsspeichereinheit 21 entsprechen dem Speicher 302, und die Analyseeinheit 12, die Matrixberechnungseinheit 13, die Koordinatentransformationseinheit 15 und die Anweisungsberechnungseinheit 16 werden realisiert, indem der Prozessor 301 ein im Speicher 302 gespeichertes Programm ausführt.
Beispiele für den Prozessor 301 umfassen eine Zentraleinheit (CPU, auch als Zentralprozessor, Verarbeitungsgerät, Rechenwerk, Mikroprozessor, Mikrocomputer und DSP bezeichnet) und ein hochintegriertes (LSI)-System. Beispiele für den Speicher 302 sind ein Direktzugriffspeicher (RAM) und ein Festwertspeicher (ROM).
Die numerische Steuerung 101 wird realisiert, indem der Prozessor 301 ein Programm zum Ausführen eines Vorgangs der numerischen Steuerung 101 aus dem Speicher 302 ausliest und das Programm ausführt. Der Speicher 302 wird auch als Kurzzeitspeicher verwendet, wenn der Prozessor 301 verschiedene Prozesse ausführt.
Das vom Prozessor 301 ausgeführte Programm kann als Computerprogrammprodukt realisiert werden, bei dem es sich um ein Aufzeichnungsmedium mit einem darauf gespeicherten Programm handelt. Ein Beispiel für das Aufzeichnungsmedium ist in diesem Fall ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten Programm.
Die numerische Steuerung 101 kann durch eine zweckbestimmte Hardware realisiert werden. Einige der Funktionen der numerischen Steuerung 101 können durch eine zweckbestimmte Hardware und die restlichen Funktionen durch Software oder Firmware realisiert werden.
Die oben bei jeder Ausführungsform beschriebene Konfiguration zeigt ein Beispiel für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung und kann mit einer anderen bekannten Technologie kombiniert werden, wobei ein Teil davon weggelassen oder geändert werden kann, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

11: Bearbeitungsprogrammspeichereinheit;
12: Analyseeinheit;
13: Matrixberechnungseinheit;
15: Koordinatentransformationseinheit;
16: Anweisungsberechnungseinheit;
17: Schalteinheit;
18: Polaritätsinformationseinstelleinheit;
21, 22: Polaritätsinformationsspeichereinheit;
23: Maschinenkonfigurationsspeichereinheit;
25,91: Werkzeug;
31: Koordinatendrehwinkel;
32: Ursprungsposition;
33: Anweisungskoordinatenwert;
34: Koordinatentransformationsmatrix;
35: Maschinenkoordinatenwert;
36: Bewegungsanweisung;
37: Achsenkombinationsinformationen;
38: Maschinenkonfigurationsinformationen;
51: Maschinenkoordinatensystem;
52: Werkzeugkoordinatensystem;
53: Tischkoordinatensystem;
66 bis 68: Werkstück;
71 bis 76: Drehachse;
81 bis 83: Tisch;
84: Schwenkfuß;
85P, 85Q, 86P, 86Q: Drehtisch;
92P, 92Q: Werkzeugfuß;
101 bis 103: numerische Steuerung;
150: Bearbeitungsprogramm;
180 bis 182: Polaritätsinformationen;
185: Polaritätsinformationstabelle;
200 bis 203: Werkzeugmaschine.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016024662 [0004]

Claims

Numerische Steuerung, die aufweist: eine Analyseeinheit, um ein Bearbeitungsprogramm zu analysieren und einen Drehwinkel eines im Bearbeitungsprogramm festgelegten Koordinatensystems zu gewinnen; und eine Koordinatentransformationseinheit, um einen Koordinatenwert des Bearbeitungsprogramms in einen Koordinatenwert eines Koordinatensystems einer zu steuernden Werkzeugmaschine auf Basis von Polaritätsinformationen zu transformieren, die auf Basis einer Bewegungsrichtung und/oder einer Drehrichtung einer Achse der Werkzeugmaschine und des Drehwinkels erzeugt werden.
Numerische Steuerung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Drehwinkel um einen Drehwinkel einer Drehachse der Werkzeugmaschine handelt.
Numerische Steuerung nach Anspruch 2, die ferner eine Transformationsinformationsberechnungseinheit zur Berechnung von Koordinatentransformationsinformationen zur Transformation eines Koordinatenwertes des Bearbeitungsprogramms in einen Koordinatenwert eines Koordinatensystems der Werkzeugmaschine auf Basis der Polaritätsinformationen und des Drehwinkels aufweist, wobei die Koordinatentransformationseinheit einen Koordinatenwert des Bearbeitungsprogramms unter Verwendung der Koordinatentransformationsinformationen und der Polaritätsinformationen in einen Koordinatenwert eines Koordinatensystems der Werkzeugmaschine transformiert.
Numerische Steuerung nach Anspruch 3, die ferner eine Einstelleinheit zum Einstellen der Polaritätsinformationen auf Basis der Bewegungsrichtung und/oder Drehrichtung aufweist, wobei die Transformationsinformationsberechnungseinheit die Koordinatentransformationsinformationen auf Basis der von der Einstelleinheit eingestellten Polaritätsinformationen berechnet.
Numerische Steuerung nach Anspruch 4, wobei die Einstelleinheit die Polaritätsinformationen für die Drehachse nach der Einstellung der Polaritätsinformationen für die Linearachse der Werkzeugmaschine einstellt.
Numerische Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Auswahleinheit zum Auswählen spezieller Polaritätsinformationen, die einem Betrieb der Werkzeugmaschine entsprechen, aus mehreren einzelnen Polaritätsinformationen aufweist, wobei die Analyseeinheit eine dem Betrieb entsprechende Achsenkombination aus dem Bearbeitungsprogramm gewinnt und die Auswahleinheit die speziellen Polaritätsinformationen auf Basis der Achsenkombination auswählt.
Numerische Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Koordinatenwert des Bearbeitungsprogramms ein Koordinatenwert eines Koordinatensystems einer schiefen Ebene ist, das heißt ein Koordinatensystem bezogen auf eine schiefe Ebene.
Numerisches Steuerungsverfahren, das umfasst: einen Analyseschritt zum Analysieren eines Bearbeitungsprogramms und zum Gewinnen eines Drehwinkels eines im Bearbeitungsprogramm festgelegten Koordinatensystems; und einen Koordinatentransformationsschritt zum Transformieren eines Koordinatenwertes des Bearbeitungsprogramms in einen Koordinatenwert, der einer zu steuernden Werkzeugmaschine entspricht, auf Basis von Polaritätsinformationen, die auf Basis einer Bewegungsrichtung und/oder einer Drehrichtung einer Achse der Werkzeugmaschine und des Drehwinkels erzeugt werden.