[go: up one dir, main page]

WO2014196066A1 - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014196066A1
WO2014196066A1 PCT/JP2013/065732 JP2013065732W WO2014196066A1 WO 2014196066 A1 WO2014196066 A1 WO 2014196066A1 JP 2013065732 W JP2013065732 W JP 2013065732W WO 2014196066 A1 WO2014196066 A1 WO 2014196066A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
command
angle
inclined surface
movement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/065732
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸弘 井内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to PCT/JP2013/065732 priority Critical patent/WO2014196066A1/ja
Priority to DE112013007139.8T priority patent/DE112013007139T5/de
Priority to US14/344,132 priority patent/US9529352B2/en
Priority to CN201380003200.6A priority patent/CN104380217B/zh
Priority to JP2013548516A priority patent/JP5452788B1/ja
Priority to TW102140847A priority patent/TWI498694B/zh
Publication of WO2014196066A1 publication Critical patent/WO2014196066A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/402Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/408Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
    • G05B19/4086Coordinate conversions; Other special calculations
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45141Turret lathe
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50049Control machine as function of position, angle of workpiece

Definitions

  • the present invention relates to a numerical control device that performs numerical control (NC) of a multi-axis machine tool provided with a rotating shaft.
  • NC numerical control
  • a machine tool equipped with a numerical control device drives each axis to move the tool to the position commanded by the numerical control device.
  • Conventional numerical control devices that control a multi-axis machine tool provided with a rotation axis generally have a tool perpendicular to the machining surface by rotating the rotation axis when the tool is not perpendicular to the machining surface. The tool posture is controlled so that
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133620 discloses determining either a method for operating a rotating shaft or a method for maintaining a tip position of a tool with respect to a workpiece by operating a rotating shaft and a linear shaft.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a method of automatically calculating an indexing angle in accordance with selection of a tool mounted on a turret lathe in a machine tool including a turret lathe.
  • Patent Document 1 enables control of the tool posture when the tool is directed in a predetermined direction.
  • an indexing angle is calculated for each tool so that the tool is perpendicular to the inclined machining surface. For this reason, it becomes a problem that the working efficiency in control of a tool posture falls.
  • Patent Documents 2 and 3 it is possible to automatically calculate the index angle for each tool attached to the turret lathe. In this case, since the attachment angle of the tool is commanded by the machining program, there is a problem that the machining program becomes complicated.
  • the present invention has been made in view of the above, and enables calculation of an indexing angle without complicating a machining program for a plurality of tools oriented in different directions, and working efficiency in controlling the tool posture.
  • An object of the present invention is to obtain a numerical control device that can improve the above.
  • the present invention is a numerical control device that controls the position and posture of a tool with respect to a workpiece, and a program reading unit that reads a machining program for machining the workpiece;
  • the inclined surface setting unit for setting an inclined surface coordinate system for an inclined surface that is a machining surface having an inclination with respect to the machine coordinate system used as a reference for position control among the workpieces, and the inclined surface setting unit.
  • An index angle generation unit that generates a movement command for instructing movement of the rotating shaft until the posture is taken, and a movement amount calculation unit that calculates a movement amount for each control period according to the movement command
  • the program reading unit includes an inclined surface setting command for instructing setting of the inclined surface coordinate system, an inclined surface indexing command for instructing calculation of the indexing angle, and the tools having different mounting angles.
  • a tool selection command for instructing the selection of any of the above, and according to the content of the machining program, the inclined surface setting unit, the inclined surface coordinates according to the inclined surface setting command from the program reading unit
  • the index angle generation unit sets the index angle for the tool selected according to the tool selection command from the program reading unit according to the inclined surface index command from the program reading unit. It is characterized by seeking.
  • the numerical control device can calculate the indexing angle with the same command for any tool used for machining the inclined surface.
  • the numerical control device can automatically calculate the indexing angle for each tool without complicating the machining program and irrespective of the mounting angle. Since the numerical control device can determine the index angle that is the basis of the command to the rotation axis without using an individual calculation according to the tool to be used, it is possible to improve the work efficiency for controlling the tool posture. it can. Thereby, the numerical control device can calculate the index angle for a plurality of tools directed in different directions without complicating the machining program, and can improve the work efficiency in controlling the tool posture. There is an effect.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the numerical controller according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the machine tool.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the index angle generation unit.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the correspondence between the tool and the mounting angle.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a setting example of correspondence between tools and attachment angles on the NC screen.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a machining program including a mounting angle command.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the index angle generator provided in the numerical controller according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation example of the machine tool.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation example of the machine tool.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating determination of necessity of movement of the tool in the linear axis direction.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating determination of whether or not a tool needs to be moved based on a tool retraction required area.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the movement of the tool in the direction approaching the workpiece.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the numerical controller according to the first embodiment of the present invention.
  • the numerical controller 1 controls the position and posture of the tool with respect to the workpiece.
  • the numerical control device 1 executes analysis processing and interpolation processing of the machining program 2 for machining the workpiece.
  • the numerical controller 1 outputs the movement amount 16 obtained by the analysis process and the interpolation process to the servo amplifier 7.
  • the servo amplifier 7 is connected to a motor to be controlled. Various motors drive each axis of the machine tool.
  • the numerical control device 1 includes a program reading unit 3, an inclined surface setting unit 4, an index angle generation unit 5, and a movement amount calculation unit 6.
  • the program reading unit 3 reads the machining program 2.
  • the program reading unit 3 performs an analysis process on the read machining program 2.
  • the program reading unit 3 outputs various commands including an inclined surface setting command 11, an inclined surface indexing command 12, and a tool selection command 13 according to the contents of the machining program 2.
  • the program reading unit 3 outputs an inclined surface setting command 11 to the inclined surface setting unit 4.
  • the inclined plane setting command 11 is a command for instructing the setting of the inclined plane coordinate system 14.
  • the inclined plane setting unit 4 sets the inclined plane coordinate system 14 according to the inclined plane setting command 11 from the program reading unit 3.
  • the inclined plane setting unit 4 may set the inclined plane coordinate system 14 by any conventionally known method.
  • the inclined plane coordinate system 14 is a coordinate system set for the inclined plane.
  • the inclined surface is a processed surface having an inclination with respect to the machine coordinate system in the workpiece.
  • the machine coordinate system is a coordinate system preset in the machine tool as a reference for position control in the machine tool.
  • the inclined surface setting unit 4 outputs the inclined surface coordinate system 14 set according to the inclined surface setting command 11 to the index angle generating unit 5.
  • the program reading unit 3 outputs an inclined surface indexing command 12 and a tool selection command 13 to the indexing angle generating unit 5.
  • the inclined surface index command 12 is a command for instructing the calculation of the index angle.
  • the indexing angle is the rotation angle of the rotation axis when the tool used is perpendicular to the inclined surface.
  • the tool selection command 13 is a command for instructing selection of any of tools having different mounting angles.
  • the index angle generation unit 5 selects a tool used for machining the inclined surface in accordance with the tool selection command 13 from the program reading unit 3.
  • the tilt angle coordinate system 14 set by the tilt plane setting section 4 is input to the index angle generation section 5.
  • the index angle generation unit 5 obtains an index angle for the tool selected according to the tool selection command 13 according to the inclined surface index command 12 from the program reading unit 3.
  • the index angle generation unit 5 refers to the inclined plane coordinate system 14 in calculating the index angle.
  • the index angle generator 5 generates a movement command 15.
  • the movement command 15 is a command for instructing the movement of the rotation axis until the posture of the calculated index angle is taken.
  • the index angle generation unit 5 outputs the movement command 15 generated for the tool used for machining the inclined surface to the movement amount calculation unit 6.
  • the movement amount calculation unit 6 calculates a movement amount 16 for each control period in accordance with the movement command 15 from the index angle generation unit 5.
  • the movement amount calculation unit 6 obtains the movement amount 16 by interpolation processing according to the movement command 15.
  • the numerical controller 1 outputs the movement amount 16 calculated by the movement amount calculation unit 6 to the servo amplifier 7.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the machine tool.
  • the machine tool includes a turret lathe 25.
  • Four tools 24 having different attachment angles are attached to the turret lathe 25.
  • the attachment angle represents the direction of the tool 24 in the basic posture as an angle around the rotation axis 26.
  • the attachment angle is a value between the direction of the tool axis direction vector 28 and the positive direction of the Z axis in the basic posture where the rotation angle of the turret lathe 25 around the rotation axis 26 is 0 degree.
  • An angle When the attachment angle is 0 degree, the direction of the tool axis direction vector 28 coincides with the plus direction of the Z axis.
  • the turret lathe 25 is movable in the directions of the X, Y, and Z axes of the machine coordinate axis 20 and is attached so as to be rotatable about the rotation axis 26.
  • the X, Y, and Z axes are orthogonal to each other.
  • the rotation shaft 26 is a B axis that rotates around the Y axis. The rotating shaft 26 rotates the tool 24 together with the turret lathe 25.
  • the work 21 is mounted so as to be rotatable about the rotation shaft 23.
  • the rotation shaft 23 is a C axis that rotates around the Z axis.
  • the inclined surface 22 is a processed surface having an inclination with respect to the X, Y, and Z axes of the workpiece 21.
  • the inclined plane coordinate system 14 is a coordinate system defined for the inclined plane 22.
  • the inclined plane coordinate system 14 includes Xf, Yf, and Zf axes that are orthogonal to each other.
  • the origin of the inclined plane coordinate system 14 is defined at a predetermined position on the inclined plane 22.
  • the Xf axis and the Yf axis are defined in a direction parallel to the inclined surface 22.
  • the Zf axis is defined in a direction perpendicular to the inclined surface 22.
  • the plus direction of the Zf axis is a direction away from the workpiece 21.
  • the inclined plane setting unit 4 sets the inclined plane coordinate system 14 for the inclined plane 22 in accordance with the inclined plane setting command 11.
  • One of the four tools 24 is selected by the tool selection command 13 as the tool 24 used for machining the inclined surface 22.
  • the index angle generation unit 5 calculates an index angle for the selected tool 24 according to the inclined plane index command 12.
  • the index angle generation unit 5 calculates the rotation angle of the rotation shaft 23 and the rotation shaft 26 when the direction of the tool axis direction vector 28 of the tool 24 coincides with the plus direction of the Zf axis, and calculates the calculated rotation angle
  • the index angle for the tool 24 is used.
  • the tool axis direction vector 28 is a vector along the tool axis, and is a vector in a direction from the tip 27 of the tool 24 toward the root of the tool 24.
  • the tool axis direction vector 28 and the rotation axis 26 are perpendicular to each other.
  • the tool 24 is perpendicular to the inclined surface 22 when the direction of the tool axis direction vector 28 coincides with the plus direction of the Zf axis.
  • the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 that instructs rotation of the rotary shaft 23 and the rotary shaft 26 until the calculated index angle is taken.
  • the movement amount calculation unit 6 calculates a movement amount 16 for each control period in accordance with the movement command 15. Thereby, the numerical control apparatus 1 can operate the machine tool so that the tool 24 used for processing the inclined surface 22 is perpendicular to the inclined surface 22.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the index angle generation unit.
  • the index angle generation unit 5 starts calculating the index angle when the inclined surface index command 12 is input.
  • step S ⁇ b> 11 the index angle generation unit 5 determines whether or not the inclined surface coordinate system 14 is set in the inclined surface setting unit 4 for the inclined surface 22. If it is determined by the inclined plane setting unit 4 that the inclined plane coordinate system 14 is not set (step S11, No), the index angle generating unit 5 ends the process.
  • the index angle generating unit 5 calculates a temporary index angle in step S12.
  • the provisional index angle refers to the tool 24 in which the direction of the tool axis direction vector 28 coincides with the positive direction of the Z axis when the turret lathe 25 is in the basic posture where the rotation angle around the rotation axis 26 is 0 degree. The calculated index angle is used.
  • the index angle generation unit 5 determines whether or not an attachment angle is set for the tool 24 selected by the tool selection command 13 (step S13).
  • the setting of the attachment angle means that an angle other than 0 degrees is set as the attachment angle.
  • step S13 When the attachment angle is set to the selected tool 24 (step S13, Yes), that is, when the attachment angle is other than 0 degrees, the index angle generation unit 5 attaches to the selected tool 24. An angle is acquired (step S14). An example of obtaining the attachment angle will be described later.
  • the index angle generation unit 5 calculates the index angle for the selected tool 24 by subtracting the acquired attachment angle from the provisional index angle (step S15).
  • the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 for rotating the rotary shaft 26 until the index angle obtained in step S15 is taken.
  • the index angle generation unit 5 uses the provisional index angle generated in step 12.
  • the movement command 15 is generated using the index angle for the selected tool 24.
  • the index angle generator 5 outputs the movement command 15 generated by the above procedure (step S16).
  • the index angle generation unit 5 ends the processing by outputting the movement command 15.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the correspondence between the tool and the mounting angle.
  • the attachment angles of the tools 24A, 24B, 24C, and 24D are 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, respectively.
  • the correspondence between the tools 24A, 24B, 24C, 24D and the mounting angles is set in advance by, for example, an input operation on the NC screen by the operator.
  • the index angle generation unit 5 obtains the index angle using an attachment angle set in advance for each tool 24.
  • FIG. 5 is a diagram showing a setting example of the correspondence between the tool and the mounting angle on the NC screen.
  • “A”, “B”, “C”, and “D” shown in the column of “tool” indicate the tools 24A, 24B, 24C, and 24D shown in FIG.
  • the index angle generation unit 5 refers to the correspondence between the preset tools 24A to 24D and the attachment angles, and acquires the attachment angles for the tools 24 used for machining.
  • the index angle generation unit 5 may acquire the attachment angle of the tool 24 by any method other than referring to the correspondence between the tool 24 and the attachment angle set by the operator.
  • the index angle generation unit 5 may acquire the attachment angle from the machining program 2 prepared including the instruction of the attachment angle.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a machining program including a mounting angle command.
  • the attachment angle of the tool 24 is described in accordance with the tool selection command 13 for instructing the selection of the tool 24 or the inclined surface indexing command 12.
  • Attached to one of the tool selection commands 13 represents a command for setting the attachment angle to 180 degrees for the tool 24C.
  • Given to one of the inclined surface indexing commands 12 represents a command for setting the attachment angle to 90 degrees for the tool 24B.
  • the program reading unit 3 outputs a mounting angle command to the indexing angle generating unit 5 together with the inclined surface indexing command 12 or the tool selection command 13.
  • the index angle generation unit 5 acquires the mounting angle from the mounting angle command. In this way, the index angle generation unit 5 obtains the index angle using information on the attachment angle added to either the inclined surface index command 12 or the tool selection command 13.
  • the numerical control device 1 can calculate the indexing angle for any tool 24 used for machining the inclined surface 22 by the same command regardless of the mounting angle.
  • the numerical control device 1 can automatically calculate the index angle for any tool 24 having a different attachment angle without complicating the machining program 2.
  • the numerical control device 1 can obtain the index angle for generating the movement command 15 without using an individual calculation according to the tool 24 to be used, the work efficiency for controlling the tool posture is improved. Can do. As a result, the numerical control apparatus 1 can calculate an index angle for a plurality of tools 24 directed in different directions without complicating the machining program 2, and can improve work efficiency in controlling the tool posture. It has the effect of becoming.
  • FIG. FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the index angle generation unit provided in the numerical controller according to the second embodiment of the present invention.
  • the numerical control device according to the present embodiment has the same configuration as the numerical control device 1 according to the first embodiment (see FIG. 1).
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and repeated description will be omitted as appropriate.
  • step S ⁇ b> 11 the index angle generation unit 5 determines whether or not the inclined surface coordinate system 14 is set in the inclined surface setting unit 4 for the inclined surface 22. If it is determined by the inclined plane setting unit 4 that the inclined plane coordinate system 14 is not set (step S11, No), the index angle generating unit 5 ends the process.
  • step S11 When it is determined that the inclined plane coordinate system 14 is set in the inclined plane setting unit 4 (step S11, Yes), the index angle generating unit 5 sets the inclined plane indexing command 12 for the tool 24 currently used. Later, it is determined whether or not there is a new tool selection command 13 (step S21). When it determines with there being no new tool selection instruction
  • the index angle generation unit 5 acquires the length L1 of the tool 24 currently used in the tool axis direction (step S22). Next, the index angle generation unit 5 acquires the length L2 in the tool axis direction of the tool 24 selected by the new tool selection command 13 (step S23).
  • the index angle generation unit 5 When the index angle generation unit 5 calculates ⁇ L, it generates a movement command 15 for instructing movement (retraction) of a distance corresponding to ⁇ L in the plus direction of the Zf axis (step S25).
  • the Zf axis is a linear axis perpendicular to the inclined plane 22 in the inclined plane coordinate system 14.
  • the index angle generation unit 5 outputs the generated movement command 15.
  • L1 ⁇ L2 does not hold (step S24, No), that is, when the tool 24 selected by the new tool selection command 13 is shorter or the same length as the tool 24 currently used, the index angle The generation unit 5 proceeds to the operation of step S12.
  • the movement amount calculation unit 6 calculates a movement amount 16 in the Zf axis direction.
  • the numerical controller 1 moves the tool 24 together with the turret lathe 25 by a distance of ⁇ L in the plus direction of the Zf axis.
  • step S26 the index angle generator 5 determines whether or not the movement of the turret lathe 25 in the Zf-axis direction is completed. When the movement of the turret lathe 25 in the Zf-axis direction has not been completed (No at Step S26), the index angle generator 5 returns to Step S26 and waits until the movement of the turret lathe 25 is completed.
  • step S26 If the movement of the turret lathe 25 in the Zf-axis direction has been completed (step S26, Yes), the index angle generation unit 5 proceeds to the operation of step S12.
  • step S12 and subsequent steps the index angle generation unit 5 operates in the same manner as step S12 and subsequent steps in the first embodiment.
  • the index angle generation unit 5 calculates an index angle (step S15) and outputs a rotation axis movement command 15 (step S16) for the tool 24 selected by the new tool selection command 13.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an operation example of the machine tool.
  • the length Tb of the tool 24B in the tool axis direction is longer than the length Ta of the tool 24A in the tool axis direction (Ta ⁇ Tb).
  • the lengths Ta and Tb of the tools 24A and 24b are the lengths from the rotation center of the rotation shaft 26 to the tip 27, respectively.
  • the index angle generation unit 5 receives the length Ta of the currently used tool 24A and the tool selected by the new tool selection command 13 A length Tb of 24B is acquired.
  • the index angle generation unit 5 may acquire the lengths Ta and Tb by any method, similarly to the attachment angle in the first embodiment.
  • the numerical control device 1 holds, for example, data on the length of each tool 24 in advance.
  • the index angle generation unit 5 acquires the lengths Ta and Tb by referring to such data.
  • the index angle generation unit 5 may acquire the lengths Ta and Tb from the machining program 2 prepared including information on the length of the tool 24.
  • the index angle generation unit 5 calculates ⁇ T
  • the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 that instructs movement (retraction) of a distance corresponding to ⁇ T in the plus direction of the Zf axis that is a linear axis.
  • the machine tool moves the tool 24 ⁇ / b> A together with the turret lathe 25 by ⁇ T in a direction perpendicular to the inclined surface 22 and away from the inclined surface 22.
  • the index angle generation unit 5 After completing the movement of the turret lathe 25 in the Zf-axis direction, the index angle generation unit 5 obtains an index angle for the tool 24B.
  • the machine tool rotates the rotating shaft 26 until it takes the attitude of the index angle obtained by the index angle generator 5.
  • the numerical control apparatus 1 can calculate the indexing angle of the newly selected tool 24 without complicating the machining program 2 as in the first embodiment, and in the control of the tool posture. Work efficiency can be improved. Further, according to the second embodiment, the numerical controller 1 can minimize the movement of the tool 24 when changing the tool 24 used for machining the inclined surface 22. Thereby, the numerical control apparatus 1 has an effect that the processing time by the machine tool can be shortened.
  • the numerical control apparatus 1 is limited to one that always moves the tool 24 in the linear axis direction if the tool 24 selected by the tool selection command 13 is longer than the tool 24 currently used. Absent. The numerical control apparatus 1 may not perform the movement of the tool 24 in the linear axis direction when the tool 24 is sufficiently away from the workpiece 21.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining determination of necessity of movement of the tool in the linear axis direction.
  • the index angle generation unit 5 compares the length Tz in the Zf-axis direction between the origin of the inclined plane coordinate system 14 and the rotation shaft 26 with the length Tb of the tool 24B selected by the new tool selection command 13. To do.
  • the index angle generation unit 5 determines that the movement of the tool 24 in the direction of the linear axis is unnecessary, assuming that the tool 24B is sufficiently away from the workpiece 21. In this case, the index angle generation unit 5 does not generate the movement command 15 in the linear axis direction.
  • the index angle generation unit 5 determines that the movement of the tool 24 in the linear axis direction is necessary. In this case, the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 in the linear axis direction.
  • the numerical control device 1 can reduce unnecessary retraction of the tool 24 by omitting the movement of the tool 24 in the linear axis direction. . Thereby, the numerical controller 1 can further shorten the machining time of the machine tool.
  • the index angle generation unit 5 may determine whether or not the tool 24 needs to be moved in the linear axis direction based on a preset tool retraction required area.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating determination of whether or not a tool needs to be moved based on a tool retraction required area.
  • the tool evacuation required area 29 is set in the XZ plane direction, for example.
  • the tool evacuation required area 29 is set in a peripheral area of the workpiece 21 in the plus and minus directions of the X axis and the plus direction of the Z axis with respect to the workpiece 21.
  • the tool retraction required area 29 may be set according to the length of the longest tool 24 among the tools 24, for example.
  • the indexing angle generator 5 assumes that the tool 24 is sufficiently away from the workpiece 21, and does not require the tool 24 to move in the linear axis direction. It is determined that When the rotation center of the rotary shaft 26 is within the range of the tool retraction required area 29, it is determined that the movement of the tool 24 in the linear axis direction is necessary.
  • the numerical control device 1 can shorten the machining time of the machine tool by reducing unnecessary retraction of the tool 24.
  • the index angle generation unit 5 can determine whether or not the tool 24 needs to be moved by a simple process by setting the tool retraction required area 29 in advance.
  • the numerical control device 1 determines that the tool 24 is sufficiently away from the workpiece 21 and the tool 24 selected by the tool selection command 13 is shorter than the tool 24 currently used. In this case, the tool 24 may be moved in the direction approaching the workpiece 21.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the movement of the tool in the direction approaching the workpiece.
  • the index angle generation unit 5 receives the length Tb of the currently used tool 24B and the tool selected by the new tool selection command 13 A length Tc of 24C is acquired.
  • the tool axis direction length Tc of the tool 24C is shorter than the tool axis direction length Tb of the tool 24B (Tb> Tc).
  • the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 for instructing movement (approaching) a distance corresponding to ⁇ T in the negative direction of the Zf axis, which is a linear axis.
  • the machine tool moves the tool 24 ⁇ / b> B together with the turret lathe 25 by ⁇ T in a direction perpendicular to the inclined surface 22 and approaching the inclined surface 22.
  • the index angle generation unit 5 may further generate a movement command 15 in the Xf axis direction.
  • the Xf axis is a linear axis parallel to the inclined surface 22 in the inclined surface coordinate system 14.
  • the Xf axis direction coincides with the width direction perpendicular to the tool axis of the currently used tool 24.
  • the width refers to the distance between the tool axis of the tool 24 and the center position of the rotating shaft 26.
  • the index angle generation unit 5 acquires the width Wb from the position of the tool axis of the currently used tool 24B to the rotation center of the rotary shaft 26.
  • the index angle generation unit 5 acquires a width Wc from the position of the tool axis of the newly selected tool 24C to the rotation center of the rotary shaft 26.
  • the index angle generation unit 5 may acquire the widths Wb and Wc by any method as in the case of acquiring the length of the tool 24 in the tool axis direction.
  • the numerical control device 1 holds, for example, data on the width of each tool 24 in advance.
  • the index angle generation unit 5 acquires the widths Wb and Wc by referring to the data.
  • the index angle generation unit 5 may acquire the widths Wb and Wc from the machining program 2 prepared including information on the width of the tool 24.
  • the index angle generation unit 5 calculates ⁇ W
  • the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 instructing movement of a distance corresponding to ⁇ W in the positive direction of the Xf axis, which is a linear axis.
  • the machine tool moves the tool 24 ⁇ / b> B together with the turret lathe 25 by ⁇ W toward the origin of the inclined plane coordinate system 14 in the width direction of the tool 24.
  • the index angle generation unit 5 determines whether the Xf axis moves in the positive direction or the negative direction, and the width of the tool 24 currently used and the width of the tool 24 selected by the tool selection command 13. It shall be determined according to the magnitude relationship. For example, when the width of the tool 24 currently used is larger than the width of the tool 24 selected by the tool selection command 13, the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 in the Xf axis plus direction. When the width of the tool 24 currently used is smaller than the width of the tool 24 selected by the tool selection command 13, the index angle generation unit 5 generates a movement command 15 in the Xf axis minus direction.
  • the numerical control apparatus 1 is currently used by moving the tool 24 in the Zf-axis direction and the Xf-axis direction which are two directions perpendicular to each other when the tool 24 is selected by the new tool selection command 13.
  • the position of the tip 27 of the tool 24 to be used next can be matched with the position of the tip 27 of the tool 24.
  • the numerical controller 1 can reduce the positioning command accompanying the change of the tool 24, and can further shorten the machining time of the machine tool.
  • the indexing angle generation unit 5 outputs the movement command 15 in the Xf-axis direction together with the movement command 15 in the Zf-axis direction even when the tool 24 selected by the tool selection command 13 is longer than the tool 24 currently used. It may be generated. Also in this case, the numerical controller 1 can reduce the positioning command accompanying the change of the tool 24, and can further reduce the machining time of the machine tool.
  • 1 numerical control device 2 machining program, 3 program reading unit, 4 inclined surface setting unit, 5 index angle generating unit, 6 movement amount calculating unit, 7 servo amplifier, 11 inclined surface setting command, 12 inclined surface indexing command, 13 tool Selection command, 14 inclined surface coordinate system, 15 movement command, 16 movement amount, 20 machine coordinate axis, 21 workpiece, 22 inclined surface, 23 rotation axis, 24, 24A, 24B, 24C, 24D tool, 25 turret lathe, 26 rotation axis , 27 Tip, 28 Tool axis direction vector, 29 Tool retraction required area.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

 加工プログラム(2)を読み取るプログラム読取部(3)と、傾斜面についての傾斜面座標系(14)を設定する傾斜面設定部(4)と、傾斜面の加工に使用される工具が傾斜面に対し垂直となる割り出し角度を求め、移動指令(15)を生成する割り出し角度生成部(5)と、を有し、プログラム読取部は、傾斜面座標系の設定を指示する傾斜面設定指令(11)と、割り出し角度の算出を指示する傾斜面割り出し指令(12)と、取り付け角度が互いに異なる工具のうちのいずれかの選択を指示する工具選択指令(13)と、を出力し、傾斜面設定部は、傾斜面設定指令に応じて傾斜面座標系を設定し、割り出し角度生成部は、工具選択指令に応じて選択された工具についての割り出し角度を、傾斜面割り出し指令に応じて求める。

Description

数値制御装置
 本発明は、回転軸が設けられた多軸工作機械の数値制御(NC:Numerical Control)を実施する数値制御装置に関する。
 数値制御装置が搭載された工作機械は、数値制御装置によって指令された位置へ工具を移動させるように各軸を駆動する。回転軸が設けられた多軸工作機械を制御する従来の数値制御装置は、一般的に、工具が加工面に対して垂直でないとき、回転軸を回転させることにより工具が加工面に対して垂直となるように工具姿勢を制御する。
 傾きをなす加工面に対して工具が垂直となるように工具姿勢を制御する方法としては、例えば特許文献1に提案されているものがある。特許文献1には、回転軸を動作させる方法と、回転軸および直線軸を動作させることでワークに対する工具の先端位置を保持させる方法とのいずれかを決定することが開示されている。また、特許文献2および3には、タレット旋盤を備える工作機械において、タレット旋盤に装着されている工具の選択に応じて割り出し角度を自動で計算する方式が示されている。
特許第5079165号公報 特開2004-30422号公報 特開平10-6178号公報
 特許文献1の方法は、所定の一方向へ工具が向けられている場合における工具姿勢の制御を可能としている。複数の方向へ工具が向けられたタレット旋盤の場合には、特許文献1の方法では、傾きをなす加工面に対して工具が垂直となるような割り出し角度を工具ごとに計算することとなる。このため、工具姿勢の制御における作業効率が低下することが問題となる。特許文献2および3の技術によると、タレット旋盤に取り付けられた工具ごとに、割り出し角度を自動で計算することが可能である。この場合、工具の取り付け角度を加工プログラムによって指令することとなるため、加工プログラムが煩雑になることが問題となる。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、互いに異なる方向へ向けられた複数の工具に対し、加工プログラムを煩雑にさせることなく割り出し角度を算出可能とし、工具姿勢の制御における作業効率を向上可能とする数値制御装置を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワークに対する工具の位置および姿勢を制御する数値制御装置であって、前記ワークの加工のための加工プログラムを読み取るプログラム読取部と、前記ワークのうち、位置制御の基準とする機械座標系に対して傾きを持つ加工面である傾斜面についての傾斜面座標系を設定する傾斜面設定部と、前記傾斜面設定部で設定された前記傾斜面座標系が入力され、前記傾斜面の加工に使用される前記工具が前記傾斜面に対し垂直となるときの、回転軸の回転角を割り出し角度として求め、求めた前記割り出し角度の前記姿勢をとるまでの、前記回転軸の移動を指示する移動指令を生成する割り出し角度生成部と、前記移動指令に応じて、制御周期ごとの移動量を算出する移動量算出部と、を有し、前記プログラム読取部は、前記傾斜面座標系の設定を指示する傾斜面設定指令と、前記割り出し角度の算出を指示する傾斜面割り出し指令と、取り付け角度が互いに異なる前記工具のうちのいずれかの選択を指示する工具選択指令とを、前記加工プログラムの内容に応じて出力し、前記傾斜面設定部は、前記プログラム読取部からの前記傾斜面設定指令に応じて前記傾斜面座標系を設定し、前記割り出し角度生成部は、前記プログラム読取部からの前記工具選択指令に応じて選択された前記工具についての前記割り出し角度を、前記プログラム読取部からの前記傾斜面割り出し指令に応じて求めることを特徴とする。
 本発明にかかる数値制御装置は、傾斜面の加工に使用されるいずれの工具についても、同様の指令によって割り出し角度を算出することが可能となる。数値制御装置は、加工プログラムを煩雑にさせることなく、取り付け角度によらず各工具について割り出し角度を自動計算することができる。数値制御装置は、回転軸への指令の基となる割り出し角度を、使用する工具に応じた個別の演算によらず求めることができることから、工具姿勢の制御のための作業効率を向上させることができる。これにより、数値制御装置は、互いに異なる方向へ向けられた複数の工具に対し、加工プログラムを煩雑にさせることなく割り出し角度を算出可能とし、工具姿勢の制御における作業効率の向上が可能となるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる数値制御装置の構成を示すブロック図である。 図2は、工作機械の構成を示す模式図である。 図3は、割り出し角度生成部の動作を説明するフローチャートである。 図4は、工具と取り付け角度との対応について説明する図である。 図5は、NC画面における工具と取り付け角度との対応の設定例を示す図である。 図6は、取り付け角度の指令を含む加工プログラムの例を示す図である。 図7は、本発明の実施の形態2にかかる数値制御装置が備える割り出し角度生成部の動作を説明するフローチャートである。 図8は、工作機械の動作例を説明する図である。 図9は、直線軸方向における工具の移動についての要否の判定について説明する図である。 図10は、工具退避必要領域に基づく工具の移動の要否の判定について説明する図である。 図11は、ワークへ近づく方向への工具の移動について説明する図である。
 以下に、本発明にかかる数値制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1にかかる数値制御装置の構成を示すブロック図である。数値制御装置1は、ワークに対する工具の位置および姿勢を制御する。
 数値制御装置1は、ワークの加工のための加工プログラム2の解析処理および補間処理を実行する。数値制御装置1は、解析処理および補間処理によって求めた移動量16をサーボアンプ7へ出力する。サーボアンプ7には、制御対象とするモータが接続されている。各種モータは、工作機械の各軸を駆動する。
 数値制御装置1は、プログラム読取部3、傾斜面設定部4、割り出し角度生成部5および移動量算出部6を有する。プログラム読取部3は、加工プログラム2を読み取る。プログラム読取部3は、読み取った加工プログラム2の解析処理を実施する。プログラム読取部3は、加工プログラム2の内容に応じて、傾斜面設定指令11、傾斜面割り出し指令12および工具選択指令13を含む各種指令を出力する。
 プログラム読取部3は、傾斜面設定指令11を傾斜面設定部4へ出力する。傾斜面設定指令11は、傾斜面座標系14の設定を指示する指令である。傾斜面設定部4は、プログラム読取部3からの傾斜面設定指令11に応じて傾斜面座標系14を設定する。傾斜面設定部4は、従来知られるいずれの方法によって傾斜面座標系14を設定することとしても良い。
 傾斜面座標系14は、傾斜面について設定される座標系とする。傾斜面は、ワークのうち、機械座標系に対して傾きを持つ加工面である。機械座標系は、工作機械における位置制御の基準として、工作機械にあらかじめ設定されている座標系とする。傾斜面設定部4は、傾斜面設定指令11に応じて設定した傾斜面座標系14を、割り出し角度生成部5へ出力する。
 プログラム読取部3は、傾斜面割り出し指令12と工具選択指令13を、割り出し角度生成部5へ出力する。傾斜面割り出し指令12は、割り出し角度の算出を指示する指令である。割り出し角度は、使用される工具が傾斜面に対し垂直となるときの、回転軸の回転角である。
 工具選択指令13は、取り付け角度が互いに異なる工具のうちのいずれかの選択を指示する指令である。割り出し角度生成部5は、プログラム読取部3からの工具選択指令13に応じて、傾斜面の加工に使用される工具を選択する。
 割り出し角度生成部5には、傾斜面設定部4で設定された傾斜面座標系14が入力される。割り出し角度生成部5は、工具選択指令13に応じて選択された工具についての割り出し角度を、プログラム読取部3からの傾斜面割り出し指令12に応じて求める。割り出し角度生成部5は、割り出し角度の算出において、傾斜面座標系14を参照する。
 割り出し角度生成部5は、移動指令15を生成する。移動指令15は、求めた割り出し角度の姿勢をとるまでの、回転軸の移動を指示する指令である。割り出し角度生成部5は、傾斜面の加工に使用される工具について生成された移動指令15を、移動量算出部6へ出力する。
 移動量算出部6は、割り出し角度生成部5からの移動指令15に応じて、制御周期ごとの移動量16を算出する。移動量算出部6は、移動指令15に応じた補間処理によって移動量16を求める。数値制御装置1は、移動量算出部6で算出された移動量16をサーボアンプ7へ出力する。
 図2は、工作機械の構成を示す模式図である。工作機械は、タレット旋盤25を備える。タレット旋盤25には、取り付け角度が互いに異なる4つの工具24が取り付けられている。取り付け角度は、基本姿勢における工具24の向きを、回転軸26を中心とする角度として表したものとする。本実施の形態では、取り付け角度とは、回転軸26周りにおけるタレット旋盤25の回転角が0度である基本姿勢のときの、工具軸方向ベクトル28の向きとZ軸のプラス方向との間の角度とする。取り付け角度が0度であるとき、工具軸方向ベクトル28の向きとZ軸のプラス方向とは一致する。
 タレット旋盤25は、機械座標軸20のX,YおよびZの各軸の方向へ移動可能であるとともに、回転軸26を中心として回転可能に取り付けられている。X,YおよびZの各軸は、互いに直交する。回転軸26は、Y軸周りに回転するB軸である。回転軸26は、タレット旋盤25とともに工具24を回転移動させる。
 ワーク21は、回転軸23を中心として回転可能に載置されている。回転軸23は、Z軸周りに回転するC軸である。傾斜面22は、ワーク21のうち、X,YおよびZの各軸に対して傾きを持つ加工面である。傾斜面座標系14は、傾斜面22に対して定義された座標系である。傾斜面座標系14は、互いに直交するXf,YfおよびZfの各軸からなる。傾斜面座標系14の原点は、傾斜面22の所定位置に定義される。Xf軸およびYf軸は、傾斜面22に平行な向きに定義される。Zf軸は、傾斜面22に垂直な向きに定義される。Zf軸のプラス方向は、ワーク21から離れる向きとする。
 傾斜面設定部4は、傾斜面設定指令11に応じて、傾斜面22に対し傾斜面座標系14を設定する。4つの工具24のうちの1つが、傾斜面22の加工に使用される工具24として、工具選択指令13によって選択される。傾斜面座標系14が設定されてから、割り出し角度生成部5は、選択された工具24についての割り出し角度を、傾斜面割り出し指令12に応じて求める。
 割り出し角度生成部5は、工具24の工具軸方向ベクトル28の向きがZf軸のプラス方向と一致するときの、回転軸23および回転軸26の回転角を算出し、算出した回転角を、当該工具24についての割り出し角度とする。工具軸方向ベクトル28は、工具軸に沿うベクトルであって、工具24の先端27から、工具24の根元へ向かう向きのベクトルとする。工具軸方向ベクトル28と回転軸26とは、互いに垂直となる。
 工具24は、工具軸方向ベクトル28の向きがZf軸のプラス方向と一致するとき、工具24が傾斜面22に対し垂直となる。割り出し角度生成部5は、求めた割り出し角度の姿勢をとるまでの、回転軸23および回転軸26の回転を指示する移動指令15を生成する。移動量算出部6は、移動指令15に応じて、制御周期ごとの移動量16を算出する。これにより、数値制御装置1は、傾斜面22の加工に使用される工具24が傾斜面22に垂直となるように、工作機械を動作させることができる。
 ここで、割り出し角度生成部による割り出し角度の算出について説明する。図3は、割り出し角度生成部の動作を説明するフローチャートである。割り出し角度生成部5は、傾斜面割り出し指令12が入力されると、割り出し角度の算出を開始する。
 ステップS11において、割り出し角度生成部5は、傾斜面22に対し、傾斜面設定部4にて傾斜面座標系14が設定されているか否かを判定する。傾斜面設定部4にて傾斜面座標系14が設定されていないと判定した場合(ステップS11、No)、割り出し角度生成部5は、処理を終了する。
 傾斜面設定部4にて傾斜面座標系14が設定されていると判定した場合(ステップS11、Yes)、割り出し角度生成部5は、ステップS12において、仮の割り出し角度を算出する。仮の割り出し角度とは、タレット旋盤25が回転軸26周りの回転角が0度である基本姿勢のときに工具軸方向ベクトル28の向きがZ軸のプラス方向と一致している工具24に対して仮に算出された割り出し角度とする。
 次に、割り出し角度生成部5は、工具選択指令13によって選択された工具24に取り付け角度が設定されているか否かを判定する(ステップS13)。ステップS13において、取り付け角度が設定されているとは、取り付け角度として0度以外の角度が設定されていることをいうものとする。
 選択された工具24に取り付け角度が設定されている場合(ステップS13、Yes)、すなわち取り付け角度が0度以外である場合、割り出し角度生成部5は、選択された工具24に設定されている取り付け角度を取得する(ステップS14)。取り付け角度の取得の例については、後述する。
 取り付け角度を取得すると、割り出し角度生成部5は、取得した取り付け角度を仮の割り出し角度から減算することにより、選択された工具24についての割り出し角度を算出する(ステップS15)。割り出し角度生成部5は、ステップS15で求めた割り出し角度の姿勢をとるまで回転軸26を回転させる移動指令15を生成する。
 一方、選択された工具24に取り付け角度が設定されていない場合(ステップS13、No)、すなわち取り付け角度が0度である場合、割り出し角度生成部5は、ステップ12で生成した仮の割り出し角度を、選択された工具24についての割り出し角度として使用して、移動指令15を生成する。
 割り出し角度生成部5は、以上の手順によって生成した移動指令15を出力する(ステップS16)。割り出し角度生成部5は、移動指令15を出力することで、処理を終了する。
 図4は、工具と取り付け角度との対応について説明する図である。工具24A,24B,24C,24Dの取り付け角度は、それぞれ0度、90度、180度および270度であるものとする。工具24A,24B,24C,24Dと取り付け角度との対応は、例えば、作業者によるNC画面上での入力操作によって、あらかじめ設定される。この場合、割り出し角度生成部5は、工具24ごとにあらかじめ設定された取り付け角度を用いて割り出し角度を求める。
 図5は、NC画面における工具と取り付け角度との対応の設定例を示す図である。図5中「工具」の列に示す「A」,「B」,「C」,「D」は、それぞれ図4に示す工具24A,24B,24C,24Dを指すものとする。ステップS14において、割り出し角度生成部5は、あらかじめ設定されている工具24A~24Dと取り付け角度との対応を参照することにより、加工に使用される工具24についての取り付け角度を取得する。
 割り出し角度生成部5は、作業者によって設定された工具24と取り付け角度との対応を参照する以外に、いずれの手法により工具24の取り付け角度を取得することとしても良い。割り出し角度生成部5は、例えば、取り付け角度の指令を含めて用意された加工プログラム2から、取り付け角度を取得することとしても良い。
 図6は、取り付け角度の指令を含む加工プログラムの例を示す図である。加工プログラム2には、例えば、工具24の取り付け角度が、当該工具24の選択を指示する工具選択指令13、あるいは傾斜面割り出し指令12に合わせて記述されている。
 図6に示す加工プログラム2の例のうち、工具選択指令13の1つに付された「TR180.」は、工具24Cについて、取り付け角度を180度とする指令を表している。傾斜面割り出し指令12の1つに付された「TR90.」は、工具24Bについて、取り付け角度を90度とする指令を表している。
 プログラム読取部3は、傾斜面割り出し指令12あるいは工具選択指令13とともに、取り付け角度の指令を割り出し角度生成部5へ出力する。割り出し角度生成部5は、取り付け角度の指令から、取り付け角度を取得する。このようにして、割り出し角度生成部5は、傾斜面割り出し指令12および工具選択指令13のいずれかに付加されている取り付け角度の情報を用いて割り出し角度を求める。
 実施の形態1によると、数値制御装置1は、傾斜面22の加工に使用されるいずれの工具24についても、取り付け角度に関わらず、同様の指令によって割り出し角度を算出することが可能となる。数値制御装置1は、取り付け角度が異なるいずれの工具24に対しても、加工プログラム2を煩雑にさせることなく、割り出し角度を自動計算することができる。
 数値制御装置1は、移動指令15を生成するための割り出し角度を、使用する工具24に応じた個別の演算によらず求めることができることから、工具姿勢の制御のための作業効率を向上させることができる。これにより、数値制御装置1は、互いに異なる方向へ向けられた複数の工具24に対し、加工プログラム2を煩雑にさせることなく割り出し角度を算出可能とし、工具姿勢の制御における作業効率の向上が可能となるという効果を奏する。
実施の形態2.
 図7は、本発明の実施の形態2にかかる数値制御装置が備える割り出し角度生成部の動作を説明するフローチャートである。本実施の形態にかかる数値制御装置は、実施の形態1にかかる数値制御装置1(図1参照)と同様の構成を備える。実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
 本実施の形態における割り出し角度生成部5の動作は、図3に示す実施の形態1の場合の動作にステップS21からS26を追加したものである。ステップS11において、割り出し角度生成部5は、傾斜面22に対し、傾斜面設定部4にて傾斜面座標系14が設定されているか否かを判定する。傾斜面設定部4にて傾斜面座標系14が設定されていないと判定した場合(ステップS11、No)、割り出し角度生成部5は、処理を終了する。
 傾斜面設定部4にて傾斜面座標系14が設定されていると判定した場合(ステップS11、Yes)、割り出し角度生成部5は、現在使用されている工具24についての傾斜面割り出し指令12の後に、新たな工具選択指令13があったか否かを判定する(ステップS21)。新たな工具選択指令13がないと判定した場合(ステップS21、No)、割り出し角度生成部5は、ステップS12の動作へ進む。
 新たな工具選択指令13があったと判定した場合(ステップS21、Yes)、割り出し角度生成部5は、現在使用している工具24の、工具軸方向における長さL1を取得する(ステップS22)。次に、割り出し角度生成部5は、新たな工具選択指令13によって選択された工具24の、工具軸方向における長さL2を取得する(ステップS23)。
 割り出し角度生成部5は、ステップS22で取得したL1とステップS23で取得したL2とを比較する(ステップS24)。L1<L2が成り立つ場合(ステップS24、Yes)、すなわち、新たな工具選択指令13によって選択された工具24が現在使用している工具24より長い場合、割り出し角度生成部5は、L1およびL2の差分ΔL=(L2-L1)を求める。
 割り出し角度生成部5は、ΔLを求めると、Zf軸のプラス方向へΔLに相当する距離の移動(退避)を指示する移動指令15を生成する(ステップS25)。Zf軸は、傾斜面座標系14のうち傾斜面22に垂直な直線軸である。割り出し角度生成部5は、生成した移動指令15を出力する。一方、L1<L2が成り立たない場合(ステップS24、No)、すなわち、新たな工具選択指令13によって選択された工具24が現在使用している工具24より短いか同じ長さである場合、割り出し角度生成部5は、ステップS12の動作へ進む。
 割り出し角度生成部5からの移動指令15を受けて、移動量算出部6は、Zf軸方向についての移動量16を算出する。数値制御装置1は、Zf軸プラス方向へΔLの距離分、タレット旋盤25ごと工具24を移動させる。
 ステップS26において、割り出し角度生成部5は、タレット旋盤25のZf軸方向への移動が完了したか否かを判定する。タレット旋盤25のZf軸方向への移動が完了していない場合(ステップS26、No)、割り出し角度生成部5は、ステップS26に戻り、タレット旋盤25の移動が完了するまで待機する。
 タレット旋盤25のZf軸方向への移動が完了している場合(ステップS26、Yes)、割り出し角度生成部5は、ステップS12の動作へ進む。ステップS12以降については、割り出し角度生成部5は、実施の形態1におけるステップS12以降と同様に動作する。割り出し角度生成部5は、新たな工具選択指令13によって選択された工具24について、割り出し角度の算出(ステップS15)および回転軸の移動指令15の出力(ステップS16)を行う。
 図8は、工作機械の動作例を説明する図である。ここでは、傾斜面22の加工に使用される工具24が、工具24Aから工具24Bへ交換されるときの工作機械の動作を例として説明する。工具24Bの工具軸方向の長さTbは、工具24Aの工具軸方向の長さTaより長いものとする(Ta<Tb)。工具24A,24bの長さTa,Tbは、それぞれ回転軸26の回転中心から先端27までの長さとする。
 割り出し角度生成部5は、新たに工具24Bの選択を指示する工具選択指令13が入力されると、現在使用している工具24Aの長さTaと、新たな工具選択指令13によって選択された工具24Bの長さTbとを取得する。割り出し角度生成部5は、実施の形態1における取り付け角度と同様に、いずれの手法により長さTa,Tbを取得することとしても良い。
 数値制御装置1は、例えば、各工具24の長さのデータをあらかじめ保持する。割り出し角度生成部5は、かかるデータを参照することにより、長さTa,Tbを取得する。このほか、割り出し角度生成部5は、工具24の長さの情報を含めて用意された加工プログラム2から、長さTa,Tbを取得することとしても良い。
 Ta<Tbが成り立つことから、割り出し角度生成部5は、TaおよびTbの差分ΔT=(Tb-Ta)を求める。割り出し角度生成部5は、ΔTを求めると、直線軸であるZf軸のプラス方向へΔTに相当する距離の移動(退避)を指示する移動指令15を生成する。かかる移動指令15を基に、工作機械は、傾斜面22に垂直かつ傾斜面22から離れる向きへΔTだけ、タレット旋盤25ごと工具24Aを移動させる。
 Zf軸方向へのタレット旋盤25の移動を終えてから、割り出し角度生成部5は、工具24Bについての割り出し角度を求める。工作機械は、割り出し角度生成部5で求められた割り出し角度の姿勢をとるまで、回転軸26を回転させる。
 実施の形態2によると、数値制御装置1は、新たに選択された工具24について、実施の形態1と同様に加工プログラム2を煩雑にさせることなく割り出し角度を算出可能とし、工具姿勢の制御における作業効率の向上が可能となる。また、実施の形態2によると、数値制御装置1は、傾斜面22の加工に使用する工具24を変更する際、工具24の移動を最小限に抑えることが可能となる。これにより、数値制御装置1は、工作機械による加工時間の短縮を図れるという効果を奏する。
 本実施の形態において、数値制御装置1は、工具選択指令13によって選択された工具24が現在使用されている工具24より長い場合であれば常に直線軸方向へ工具24を移動させるものに限られない。数値制御装置1は、工具24がワーク21から十分離れている場合には、直線軸方向への工具24の移動を行わないこととしても良い。
 図9は、直線軸方向における工具の移動についての要否の判定について説明する図である。割り出し角度生成部5は、傾斜面座標系14の原点と回転軸26との間のZf軸方向における長さTzと、新たな工具選択指令13によって選択された工具24Bの長さTbとを比較する。
 Tz>Tbが成り立つ場合、割り出し角度生成部5は、工具24Bがワーク21から十分離れているものとして、直線軸方向への工具24の移動は不要であるものと判定する。この場合、割り出し角度生成部5は、直線軸方向への移動指令15を生成しない。Tz>Tbが成り立たない場合、割り出し角度生成部5は、直線軸方向への工具24の移動は必要であるものと判定する。この場合、割り出し角度生成部5は、直線軸方向への移動指令15を生成する。
 数値制御装置1は、工具24がワーク21から十分離れていると判定した場合に、直線軸方向への工具24の移動を省略することで、工具24の不要な退避動作を低減させることができる。これにより、数値制御装置1は、工作機械の加工時間をさらに短縮させることができる。
 このほか、割り出し角度生成部5は、あらかじめ設定された工具退避必要領域を基に、直線軸方向への工具24の移動の要否を判定することとしても良い。図10は、工具退避必要領域に基づく工具の移動の要否の判定について説明する図である。
 工具退避必要領域29は、例えば、XZ平面方向について設定されている。工具退避必要領域29は、ワーク21に対しX軸のプラスおよびマイナス方向と、Z軸プラス方向とへの、ワーク21の周辺領域に設定されている。工具退避必要領域29は、例えば、各工具24のうち最も長い工具24の長さに応じて設定されるものとしても良い。
 回転軸26の回転中心が工具退避必要領域29の範囲外である場合、割り出し角度生成部5は、工具24がワーク21から十分離れているものとして、直線軸方向への工具24の移動は不要であるものと判定する。回転軸26の回転中心が工具退避必要領域29の範囲内である場合、直線軸方向への工具24の移動は必要であるものと判定する。
 この場合も、数値制御装置1は、工具24の不要な退避動作を低減させることで、工作機械の加工時間を短縮させることができる。割り出し角度生成部5は、あらかじめ工具退避必要領域29を設定しておくことで、簡易な処理によって、工具24の移動の要否を判定することができる。
 本実施の形態において、数値制御装置1は、工具24がワーク21から十分離れていると判定した場合であって、工具選択指令13によって選択された工具24が現在使用されている工具24より短い場合に、ワーク21へ近づく方向へ工具24を移動させることとしても良い。
 図11は、ワークへ近づく方向への工具の移動について説明する図である。割り出し角度生成部5は、新たに工具24Cの選択を指示する工具選択指令13が入力されると、現在使用している工具24Bの長さTbと、新たな工具選択指令13によって選択された工具24Cの長さTcとを取得する。
 工具24Cの工具軸方向長さTcは、工具24Bの工具軸方向長さTbより短いものとする(Tb>Tc)。割り出し角度生成部5は、TbおよびTcの差分ΔT=(Tb-Tc)を求める。割り出し角度生成部5は、ΔTを求めると、直線軸であるZf軸のマイナス方向へΔTに相当する距離の移動(接近)を指示する移動指令15を生成する。かかる移動指令15を基に、工作機械は、傾斜面22に垂直かつ傾斜面22に近づく向きへΔTだけタレット旋盤25ごと工具24Bを移動させる。
 新たに工具24の選択を指示する工具選択指令13が入力されたときに、割り出し角度生成部5は、さらに、Xf軸方向への移動指令15を生成することとしても良い。Xf軸は、傾斜面座標系14のうち傾斜面22に平行な直線軸である。Xf軸方向は、現在使用している工具24の工具軸に垂直な幅方向に一致する。なお、以下の説明において、幅とは、工具24の工具軸と回転軸26の中心位置との間隔をいうものとする。
 この場合において、割り出し角度生成部5は、現在使用している工具24Bの工具軸の位置から回転軸26の回転中心までの幅Wbを取得する。割り出し角度生成部5は、新たに選択された工具24Cの工具軸の位置から回転軸26の回転中心までの幅Wcを取得する。割り出し角度生成部5は、工具24の工具軸方向の長さを取得する場合と同様に、いずれの手法により幅Wb,Wcを取得することとしても良い。
 数値制御装置1は、例えば、各工具24の幅のデータをあらかじめ保持する。割り出し角度生成部5は、かかるデータを参照することにより、幅Wb,Wcを取得する。このほか、割り出し角度生成部5は、工具24の幅の情報を含めて用意された加工プログラム2から、幅Wb,Wcを取得することとしても良い。
 割り出し角度生成部5は、WbおよびWcの差分ΔW=(Wb-Wc)を求める。割り出し角度生成部5は、ΔWを求めると、直線軸であるXf軸の例えばプラス方向へΔWに相当する距離の移動を指示する移動指令15を生成する。かかる移動指令15を基に、工作機械は、工具24の幅方向のうち傾斜面座標系14の原点に近づく向きへΔWだけ、タレット旋盤25ごと工具24Bを移動させる。
 なお、割り出し角度生成部5は、Xf軸のプラス方向およびマイナス方向のいずれへの移動とするかを、現在使用している工具24の幅と、工具選択指令13によって選択された工具24の幅との大小関係に応じて決定するものとする。例えば、現在使用している工具24の幅が、工具選択指令13によって選択された工具24の幅より大きい場合、割り出し角度生成部5は、Xf軸プラス方向への移動指令15を生成する。現在使用している工具24の幅が、工具選択指令13によって選択された工具24の幅より小さい場合、割り出し角度生成部5は、Xf軸マイナス方向への移動指令15を生成する。
 数値制御装置1は、新たな工具選択指令13によって工具24が選択されたときに、互いに垂直な2方向であるZf軸方向およびXf軸方向へ工具24を移動させることで、現在使用している工具24の先端27の位置に、次に使用する工具24の先端27の位置を一致させることができる。これにより、数値制御装置1は、工具24の変更に伴う位置決め指令を削減することができ、工作機械の加工時間をさらに短縮させることができる。
 なお、割り出し角度生成部5は、工具選択指令13によって選択された工具24が現在使用されている工具24より長い場合においても、Zf軸方向の移動指令15とともに、Xf軸方向の移動指令15を生成することとしても良い。この場合も、数値制御装置1は、工具24の変更に伴う位置決め指令を削減することができ、工作機械の加工時間をさらに短縮させることができる。
 1 数値制御装置、2 加工プログラム、3 プログラム読取部、4 傾斜面設定部、5 割り出し角度生成部、6 移動量算出部、7 サーボアンプ、11 傾斜面設定指令、12 傾斜面割り出し指令、13 工具選択指令、14 傾斜面座標系、15 移動指令、16 移動量、20 機械座標軸、21 ワーク、22 傾斜面、23 回転軸、24,24A,24B,24C,24D 工具、25 タレット旋盤、26 回転軸、27 先端、28 工具軸方向ベクトル、29 工具退避必要領域。

Claims (8)

  1.  ワークに対する工具の位置および姿勢を制御する数値制御装置であって、
     前記ワークの加工のための加工プログラムを読み取るプログラム読取部と、
     前記ワークのうち、位置制御の基準とする機械座標系に対して傾きを持つ加工面である傾斜面についての傾斜面座標系を設定する傾斜面設定部と、
     前記傾斜面設定部で設定された前記傾斜面座標系が入力され、前記傾斜面の加工に使用される前記工具が前記傾斜面に対し垂直となるときの、回転軸の回転角を割り出し角度として求め、求めた前記割り出し角度の前記姿勢をとるまでの、前記回転軸の移動を指示する移動指令を生成する割り出し角度生成部と、
     前記移動指令に応じて、制御周期ごとの移動量を算出する移動量算出部と、を有し、
     前記プログラム読取部は、前記傾斜面座標系の設定を指示する傾斜面設定指令と、前記割り出し角度の算出を指示する傾斜面割り出し指令と、取り付け角度が互いに異なる前記工具のうちのいずれかの選択を指示する工具選択指令とを、前記加工プログラムの内容に応じて出力し、
     前記傾斜面設定部は、前記プログラム読取部からの前記傾斜面設定指令に応じて前記傾斜面座標系を設定し、
     前記割り出し角度生成部は、前記プログラム読取部からの前記工具選択指令に応じて選択された前記工具についての前記割り出し角度を、前記プログラム読取部からの前記傾斜面割り出し指令に応じて求めることを特徴とする数値制御装置。
  2.  現在使用されている前記工具についての前記傾斜面割り出し指令の後に、新たな工具選択指令があった場合に、前記割り出し角度生成部は、前記新たな工具選択指令によって選択された前記工具についての前記割り出し角度を求めることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
  3.  前記割り出し角度生成部は、前記工具ごとにあらかじめ設定された前記取り付け角度を用いて前記割り出し角度を求めることを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御装置。
  4.  前記割り出し角度生成部は、前記傾斜面割り出し指令および前記工具選択指令のいずれかに付加されている前記取り付け角度の情報を用いて前記割り出し角度を求めることを特徴とする請求項1または2に記載の数値制御装置。
  5.  前記新たな工具選択指令によって選択された前記工具の工具軸方向における長さが、前記現在使用されている前記工具の工具軸方向における長さより長い場合、前記割り出し角度生成部は、前記傾斜面座標系のうち前記傾斜面に垂直な直線軸の方向への前記工具の移動を指示する移動指令を生成することを特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。
  6.  前記傾斜面座標系の原点と前記回転軸との間の長さが、前記新たな工具選択指令によって選択された前記工具の前記工具軸方向における長さより長い場合、前記割り出し角度生成部は、前記直線軸の方向への前記工具の移動は不要と判定することを特徴とする請求項5に記載の数値制御装置。
  7.  前記新たな工具選択指令によって選択された前記工具の工具軸方向における長さが、前記現在使用されている前記工具の工具軸方向における長さより短い場合、前記割り出し角度生成部は、前記傾斜面座標系のうち前記傾斜面に垂直な直線軸の方向への前記工具の移動を指示する移動指令を生成することを特徴とする請求項2に記載の数値制御装置。
  8.  前記割り出し角度生成部は、さらに、前記傾斜面座標系のうち前記傾斜面に平行な直線軸の方向への前記工具の移動を指示する移動指令を生成することを特徴とする請求項5から7のいずれか一つに記載の数値制御装置。
PCT/JP2013/065732 2013-06-06 2013-06-06 数値制御装置 Ceased WO2014196066A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/065732 WO2014196066A1 (ja) 2013-06-06 2013-06-06 数値制御装置
DE112013007139.8T DE112013007139T5 (de) 2013-06-06 2013-06-06 Numerische Steuervorrichtung
US14/344,132 US9529352B2 (en) 2013-06-06 2013-06-06 Numerical control device
CN201380003200.6A CN104380217B (zh) 2013-06-06 2013-06-06 数控装置
JP2013548516A JP5452788B1 (ja) 2013-06-06 2013-06-06 数値制御装置
TW102140847A TWI498694B (zh) 2013-06-06 2013-11-11 數値控制裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/065732 WO2014196066A1 (ja) 2013-06-06 2013-06-06 数値制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014196066A1 true WO2014196066A1 (ja) 2014-12-11

Family

ID=50614549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/065732 Ceased WO2014196066A1 (ja) 2013-06-06 2013-06-06 数値制御装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9529352B2 (ja)
JP (1) JP5452788B1 (ja)
CN (1) CN104380217B (ja)
DE (1) DE112013007139T5 (ja)
TW (1) TWI498694B (ja)
WO (1) WO2014196066A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6046099B2 (ja) * 2014-11-19 2016-12-14 ファナック株式会社 高速応答制御を備えた数値制御装置
JP6396346B2 (ja) 2016-01-15 2018-09-26 ファナック株式会社 タレット回転による切込み制御機能を有する数値制御装置
JP6312725B2 (ja) * 2016-02-23 2018-04-18 ファナック株式会社 スカイビング加工におけるテーパ加工でのテーパ角補正機能を有する数値制御装置
JP6480896B2 (ja) 2016-07-28 2019-03-13 ファナック株式会社 数値制御装置および工具の移動制御方法
JP6423827B2 (ja) * 2016-07-28 2018-11-14 ファナック株式会社 数値制御装置および工具の移動制御方法
WO2018138871A1 (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 三菱電機株式会社 選択装置、選択方法及びプログラム
TWI669484B (zh) * 2018-10-12 2019-08-21 財團法人工業技術研究院 加工程式與對應之切削刀具之匹配辨識方法與系統
EP4293447A1 (de) * 2022-06-14 2023-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Kompensation der werkzeugabdrängung durch dynamisches anpassen der werkzeuggeometrie
CN116000699B (zh) * 2023-03-28 2023-06-13 中科航迈数控软件(深圳)有限公司 一种适用于双摆头的快速倾斜坐标系定义方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004030422A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋回工具タレットを備えた工作機械の制御方法
JP4888619B1 (ja) * 2011-06-14 2012-02-29 三菱電機株式会社 数値制御装置
JP5079165B2 (ja) * 2010-03-24 2012-11-21 三菱電機株式会社 数値制御装置及び数値制御方法
JP5240412B1 (ja) * 2012-02-08 2013-07-17 三菱電機株式会社 数値制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3730030A (en) * 1969-11-14 1973-05-01 Wickman Mach Tool Sales Ltd Automatic lathes
US4120583A (en) * 1970-12-28 1978-10-17 Hyatt Gilbert P High registration photomask method and apparatus
JP3226459B2 (ja) 1996-06-21 2001-11-05 オークマ株式会社 旋盤用タレット割出制御装置
US6478688B1 (en) * 1997-07-25 2002-11-12 Masahiro Fukui Device and method for golf club face alignment
US6328508B1 (en) * 2000-08-02 2001-12-11 Arnold R. Jines Indexing device for a machine tool
KR100593751B1 (ko) * 2004-11-16 2006-06-28 삼성전자주식회사 오토 포커스 시스템, 오토 포커스 방법 및 이를 이용한노광장치
CN101678522B (zh) * 2007-06-06 2013-03-06 三菱电机株式会社 程序生成装置、数控装置以及程序生成方法
JP4503659B2 (ja) * 2008-06-11 2010-07-14 ファナック株式会社 座標変換工具位相制御用数値制御装置
JP4945664B2 (ja) * 2010-07-28 2012-06-06 ファナック株式会社 傾斜面を加工する多軸加工機用数値制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004030422A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋回工具タレットを備えた工作機械の制御方法
JP5079165B2 (ja) * 2010-03-24 2012-11-21 三菱電機株式会社 数値制御装置及び数値制御方法
JP4888619B1 (ja) * 2011-06-14 2012-02-29 三菱電機株式会社 数値制御装置
JP5240412B1 (ja) * 2012-02-08 2013-07-17 三菱電機株式会社 数値制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5452788B1 (ja) 2014-03-26
US9529352B2 (en) 2016-12-27
CN104380217A (zh) 2015-02-25
JPWO2014196066A1 (ja) 2017-02-23
CN104380217B (zh) 2016-11-09
DE112013007139T5 (de) 2016-03-03
TWI498694B (zh) 2015-09-01
TW201447520A (zh) 2014-12-16
US20150134101A1 (en) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5452788B1 (ja) 数値制御装置
JP6457432B2 (ja) 揺動切削を行う工作機械のサーボ制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
JP5013024B2 (ja) 数値制御装置
JP6140130B2 (ja) 工具及び被加工物を保護する数値制御装置
JP6450732B2 (ja) 数値制御装置
JP6320668B1 (ja) 数値制御装置および数値制御方法
CN102365595A (zh) 数控装置以及该数控装置的控制方法
JP5159997B1 (ja) 数値制御装置
CN103339575B (zh) 数控装置
US7083368B2 (en) Numerical control apparatus
WO2008053601A1 (en) Working control device, and its program
WO2022264807A1 (ja) 工作機械のための振動切削条件設定装置
JP2019104097A (ja) ロボットシステム
CN110586960B (zh) 用于加工工件的方法、数控装置以及机床
JP5347421B2 (ja) 工作機械の数値制御装置およびncデータ解析装置
JP4531297B2 (ja) 6軸制御ncプログラム生成方法及び生成装置、並びに6軸制御ncプログラム生成プログラム及びこのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
US20160209824A1 (en) Numerical controller controlling machining tool based on skiving instruction
JP4734439B2 (ja) 4軸加工機用数値制御装置
JP7583057B2 (ja) 制御装置
JP2007172325A (ja) 自由曲線加工法および数値制御装置
JPH05108134A (ja) 主軸の割出対応の座標変換方法
WO2021182305A1 (ja) 数値制御装置
JPH06262484A (ja) 数値制御工作機械の送り制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013548516

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14344132

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13886457

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112013007139

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13886457

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1