專利名稱：控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)值控制裝置，特別涉及控制對(duì)于在工作臺(tái)上安裝的工件(工 件)通過3個(gè)直線軸和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行加工的5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置。
背景技術(shù)：
在使用5軸加工裝置的加工中， 一般進(jìn)行下面這樣的加工，即，對(duì)于工 具尖端點(diǎn)(tool center point)的移動(dòng)路徑和工具方向(工具姿勢(shì))的移動(dòng)指令， 根據(jù)被指令的工件和工具的相對(duì)的移動(dòng)速度一邊插補(bǔ)工具尖端點(diǎn)的移動(dòng)路徑 一邊也插補(bǔ)工具方向， 一邊使工具方向變化， 一邊以被指令的速度在指令工具 尖端點(diǎn)的移動(dòng)路徑上移動(dòng)。把根據(jù)這樣的指令的加工控制稱為"工具尖端點(diǎn)控 制"。在工具尖端點(diǎn)控制中使用的程序指令用CAM制作。CAM是"Computer Aided Manufacturing (計(jì)算機(jī)輔助制造)"的略稱，意指通過計(jì)算機(jī)生成制造 數(shù)據(jù)。
特開2003 — 195917號(hào)公報(bào)公開了上述工具尖端點(diǎn)控制的一例。這是控制 5軸加工裝置的技術(shù)， 一邊根據(jù)工件和工具的相對(duì)移動(dòng)速度分別插補(bǔ)工具尖端 點(diǎn)的移動(dòng)路徑和工具方向的移動(dòng)指令， 一邊修正移動(dòng)路徑的插補(bǔ)點(diǎn)，來驅(qū)動(dòng)伺 服電動(dòng)機(jī)，以使工具尖端點(diǎn)以被指令的速度在被指令的移動(dòng)路徑上移動(dòng)。
這里說明CAM中制作程序指令的一般的方法。把圖1所示那樣的加工曲 面用如圖2所示被稱為三角面片的區(qū)段分割，如圖3所示在三角面片上計(jì)算工 具軌跡，然后，如圖4所示制作工具軌跡和各三角面片的邊的每一交點(diǎn)成為塊 的程序指令。將三角面片制作成對(duì)于加工曲面是允許的誤差(容差)內(nèi)。
因?yàn)楣ぞ呒舛它c(diǎn)的i 各徑如圖4所示在三角面片上，所以工具尖端點(diǎn)的間 隔不均勻。另外，工具方向被制作成與已制作好的三角面片的面垂直的方向。 而且， 一般在三角面片之間的邊界上使工具方向取與兩個(gè)三角面片的各面垂直 的方向的平均值。因此，如圖5所示當(dāng)從沿工具路徑的截面觀察工具方向的變 動(dòng)時(shí)，在和緩的凹形狀的底上會(huì)以短的間隔發(fā)生工具方向的小的往復(fù)。當(dāng)給予發(fā)生那樣的工具方向的小的往復(fù)的程序指令時(shí)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的速 度變化才幾床重復(fù)減速及加速，發(fā)生加工粗糙或者耗費(fèi)加工時(shí)間等的問題。根據(jù)
加工形狀或者CAM的種類，該問題頻繁發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，其
通過間隔去除(以下稱"間除")工具尖端點(diǎn)位置和工具姿勢(shì)的變化小的塊的 程序指令，去除工具的小的晃動(dòng)，能夠-使加工形狀圓滑、縮短加工時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，該5軸加工裝置具有 對(duì)于在工作臺(tái)上安裝的工件進(jìn)行加工的3個(gè)直線軸和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸。該數(shù)值控制 裝置具有讀取所述直線軸的移動(dòng)路徑的指令、所述工件和工具的相對(duì)移動(dòng)速 度的指令、以及相對(duì)于所述工作臺(tái)的工具方向的指令的指令讀取單元；間除所 述直線軸的移動(dòng)路徑的指令以及所述工具方向的指令的指令間除單元；在每一 插補(bǔ)周期求各軸位置，以使根據(jù)未由所述指令間除單元間除而剩余的移動(dòng)路徑 的指令以及工具方向的指令、以及所述相對(duì)移動(dòng)速度的指令，工具尖端點(diǎn)以被 指令的相對(duì)移動(dòng)速度、在被指令的移動(dòng)路徑上移動(dòng)的插補(bǔ)單元；和驅(qū)動(dòng)各軸的 電動(dòng)機(jī)使向通過所述插補(bǔ)單元求得的各軸位置移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元。
也可以是，所述指令間除單元，在所述工具方向的變化量和所述移動(dòng)路 徑的指令中的所述直線軸的變化量比預(yù)先設(shè)定的值小的場(chǎng)合，間除該直線軸的 移動(dòng)路徑的指令和工具方向的指令。
也可以是，所述工具方向的指令，作為兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度或者工具方向矢 量被指令。
也可以是，所述指令讀取單元，當(dāng)指令間除方式時(shí)，作為間除對(duì)象程序 指令先讀耳又預(yù)先設(shè)定數(shù)的塊直到指令間除方式解除，另外，所述指令間除單元， 間除所述間除對(duì)象程序指令中的直線軸的移動(dòng)指令和工具方向指令。
也可以是，用G代碼或者M(jìn)代碼指令所述間除方式，用與該G代碼或者 M代碼不同的G代碼或者M(jìn)代碼指令所述間除方式解除。
因?yàn)閊f艮據(jù)本發(fā)明的教:值控制裝置具有上述結(jié)構(gòu)，所以通過間除工具尖端 點(diǎn)位置和工具姿勢(shì)變化小的塊能夠消除工具的小的晃動(dòng)，能夠使工件的加工形 狀圓滑，并且能縮短加工時(shí)間。


從下面參照附圖，
的以及特征。附圖中
圖1是表示加工曲面的圖2是說明用稱為三角面片的區(qū)段分割圖1的加工曲面的圖； 圖3是說明在圖2的三角面片上計(jì)算工具軌跡的圖； 圖4是說明制作工具軌跡和各三角面片的每一交點(diǎn)(用黑圓)成為塊的 程序指令的圖5是表示沿工具路徑的截面的圖6是本發(fā)明的、控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置的概略功能框圖7A表示使用在圖6中表示的數(shù)值控制裝置間除5軸加工指令前的、工 具尖端點(diǎn)位置的移動(dòng)路徑；
圖7B是說明使用在圖6中表示的數(shù)值控制裝置間除處理具有圖7A的移 動(dòng)路徑的5軸加工指令之后的狀態(tài)的圖8是說明在圖7A以及圖7B中表示的進(jìn)行間除處理前、后的加工程序 的變更的圖9是表示5軸加工中的工具矢量和坐標(biāo)系的關(guān)系的圖IO是表示用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸指定工具方向的例子的圖ll是表示用工具矢量(i、 j、 k)指定工具方向的例子的圖12是表示在本發(fā)明的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置中執(zhí)行的間除
處理的算法的 一例的流程圖13是把間除方式ON指令作為M33、間除方式OFF指令作為M34的
NC程序的例子；和
圖14是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置 (CNC)的主要部件框圖。
具體實(shí)施例方式
圖6是根據(jù)本發(fā)明的、控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置的一個(gè)實(shí)施形 態(tài)的概略功能框圖。
作為加工程序的NC程序的塊，在指令讀取單元1中被解析，由間除單元2執(zhí)行規(guī)定的間除處理(圖12中表示的表示算法的流程圖的處理)。對(duì)于被 執(zhí)行了規(guī)定的間除處理的直線軸機(jī)械坐標(biāo)位置和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，插補(bǔ)單元
3在每一插補(bǔ)周期執(zhí)行求各軸位置的插補(bǔ)處理，使工具尖端點(diǎn)在移動(dòng)路徑上以
被指令的相對(duì)移動(dòng)速度移動(dòng)。然后，根據(jù)被這樣插補(bǔ)處理過的數(shù)據(jù)控制各軸的
伺服電動(dòng)機(jī)4x、 4y、 4z、 4b(a)、 4c。
圖7A以及圖7B是說明圖6中表示的數(shù)值控制裝置執(zhí)行的間除處理的圖。 該間除處理在5軸加工指令滿足下面的(1)以及(2)的條件雙方時(shí)執(zhí)行。
(1) 某工具尖端點(diǎn)位置處的工具方向的、與加工開始位置Pl處的工具
方向Vl所成的角a (工具方向的變化量)在角度容差e內(nèi)時(shí)。
(2) 某工具尖端點(diǎn)位置的、離開連接加工開始位置和不與上述(1)相 應(yīng)的工具尖端點(diǎn)位置P4的線段的距離d (偏差)在距離容差D內(nèi)時(shí)。
徑。在工具尖端點(diǎn)位置P1工具方向是VI，在工具尖端點(diǎn)位置P2工具方向成 為V2,在工具尖端點(diǎn)位置P3工具方向成為V3，在工具尖端點(diǎn)位置P4工具方 向成為V4。
作為各工具尖端點(diǎn)位置的工具方向的、與工具尖端點(diǎn)位置P1的工具方向 VI的差的變化量a，在工具尖端點(diǎn)位置P2、 P3在角度容差6的范圍內(nèi)(a < 0 ), 在工具尖端點(diǎn)位置P4超過了角度容差0 (a>6)。另外，從連接超出角度容差 e的工具尖端點(diǎn)位置P4與工具尖端點(diǎn)位置Pl的直線(圖7A的虛線)到工具 尖端點(diǎn)位置P2、 P3的距離(亦即軸的變化量)d兩者都在預(yù)先設(shè)定的距離容 限D(zhuǎn)的范圍內(nèi)(d<D)。
另一方面，圖7B表示在從工具尖端點(diǎn)位置P1到工具尖端點(diǎn)位置P4之間 間除處理工具尖端點(diǎn)位置P2以及P3時(shí)的移動(dòng)路徑。工具尖端點(diǎn)在連接工具 尖端點(diǎn)位置Pl和工具尖端點(diǎn)位置P4的圖7B的直線上移動(dòng)。如對(duì)于圖7A說 明的那樣，在工具尖端點(diǎn)位置P2以及工具尖端點(diǎn)位置P3，因?yàn)楣ぞ叻较虻淖?化量a不超出角度容差e、直線軸的變化量d不超出距離容差D,所以間除工 具尖端點(diǎn)位置P2 (工具方向V2 )和工具尖端點(diǎn)位置P3 (工具方向V3 )。通過 該間除處理，工具尖端點(diǎn)，如圖7B所示，變成在連接工具尖端點(diǎn)位置Pl和 工具尖端點(diǎn)位置P4的直線的線段上移動(dòng)。于是，工具方向在從工具尖端點(diǎn)位置Pl到工具尖端點(diǎn)位置P4的移動(dòng)期間從VI到V4平滑地變化，其間不發(fā)生 圖5所示那樣的工具方向的往復(fù)。
這里，根據(jù)圖8表示的加工程序的一例，說明圖7A以及圖7B表示的本 發(fā)明的間除處理。
若對(duì)NC語句進(jìn)行本發(fā)明的間除處理，圖8左側(cè)表示的間除前的NC語句 就成為通過間除處理右側(cè)表示的間除后的NC語句。在該加工程序的例子中， 工具尖端點(diǎn)位置與工具方向的(P2， V2)和(P3, V3)的塊被間除。指令了 作為給進(jìn)速度的速度指令F200的塊(P3， V3)被間除，而速度指令F200被 未被間除而剩余的下一塊(P4， V4)所繼承。
圖9表示5軸加工中的工具矢量和坐標(biāo)系的關(guān)系。為從指定的方向使工 具貼近具有3維曲面的工件(工件)，如圖9所示，只要指定表示工具位置坐
j、 k)即可。
圖IO表示用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸指定工具方向的例子。在該圖中，通過指定作為 轉(zhuǎn)動(dòng)軸的A軸和C軸來求得工具方向。例如當(dāng)設(shè)A軸為30度、C軸為45度 時(shí)，NC語句指令,成為像"G01X10.Y20.Z30.A30.C45."那樣，指定了直線軸 和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的指令語句。
圖ll表示用工具矢量(i、 j、 k)指定工具方向的例子。在該圖中通過用 工具矢量(i、 j、 k)指定來求得工具方向。例如當(dāng)設(shè)工具矢量(i、 j、 k)為 (0.1， 0.6, 0.3)時(shí)，NC語句指令,成為像"G01X10.Y20.Z30.I0.1J0.6K0.3." 那樣，指定直線軸和工具方向矢量的指令語句。
圖12是表示在本發(fā)明的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置中執(zhí)行的間除 處理的算法的流程圖的例子。下面遵照各步驟說明。
把工具尖端點(diǎn)位置的號(hào)碼的指標(biāo)i設(shè)定為1 (步驟SIOO),把成為間除處 理的開始點(diǎn)的工具尖端點(diǎn)位置的號(hào)碼的指標(biāo)s設(shè)定為上述指標(biāo)i的值(步驟 S101 )。然后，判斷是否讀入了工具尖端點(diǎn)位置Pi及其工具方向Vi(步驟S102 )。 在未讀入Pi、 Vi的場(chǎng)合，結(jié)束間除處理，另一方面，在判斷為讀入Pi、 Vi的 場(chǎng)合轉(zhuǎn)移到步驟S103。
在指標(biāo)i上加1 ，判斷是否讀入了工具尖端點(diǎn)位置Pi及其工具方向Vi(步驟S104)。在未讀入Pi、 Vi的場(chǎng)合，前進(jìn)到步驟S113,從指標(biāo)i的值減l后 轉(zhuǎn)移到步驟S107。另一方面，讀入Pi、 Vi的場(chǎng)合，轉(zhuǎn)移到步驟S105,計(jì)算工 具尖端點(diǎn)位置Ps處的工具方向Vs與工具尖端點(diǎn)位置Pi處的工具方向Vi成的 角度(即工具方向的變化量)a (步驟S105),轉(zhuǎn)移到步驟S106。
判斷在步驟S105求得的工具方向的變化量a是否比角度容差0小(步驟 S106),在a〈e的場(chǎng)合，返回步驟S103，在a ^ e的場(chǎng)合轉(zhuǎn)移到步驟S107。
在成為間除處理的終點(diǎn)的工具尖端點(diǎn)位置的號(hào)碼的指標(biāo)e中輸入指標(biāo)i 的值，在現(xiàn)在的工具尖端點(diǎn)位置的號(hào)碼的指標(biāo)k中輸入s (步驟S107),在指 標(biāo)k的值上加l (步驟S108),判斷k是否比e小(步驟S109)。在該判斷中， 在k ^ e的場(chǎng)合,在指標(biāo)s中輸入e的值，輸出工具尖端點(diǎn)位置Ps(步驟S114), 返回步驟S102。另一方面，在k〈 e的場(chǎng)合轉(zhuǎn)移到步驟S110。
在步驟SllO，計(jì)算從連接始點(diǎn)的工具尖端點(diǎn)位置Ps和終點(diǎn)的工具尖端點(diǎn) 位置Pe的線段到現(xiàn)在的工具尖端點(diǎn)位置Pk的距離d，判斷d是否比D小(步 驟Slll)。在該判斷中，在d〈D的場(chǎng)合，返回步驟S108。另一方面，在d ^ D的場(chǎng)合，轉(zhuǎn)移到步驟S112,在終點(diǎn)的工具尖端點(diǎn)位置的指標(biāo)e中輸入k，而 且在現(xiàn)在的工具尖端點(diǎn)位置的號(hào)碼的指標(biāo)k中輸入s,返回步驟S108 (步驟 S110 步驟S112)。
這里，為幫助理解圖12表示的算法的流程圖，就其在圖7A中表示的說 明用數(shù)值控制裝置間除處理5軸加工指令的圖中的工具尖端點(diǎn)位置Pl (工具 方向V1) 工具尖端點(diǎn)位置P4 (工具方向V4),來說明遵照?qǐng)D12表示的算 法進(jìn)4亍間除處理。
因?yàn)樵趫D7B中把工具尖端點(diǎn)開始位置Pl作為間除處理的始點(diǎn)，所以把 指標(biāo)i設(shè)置為1,把始點(diǎn)的工具尖端點(diǎn)位置的號(hào)碼的指標(biāo)s設(shè)置為指標(biāo)i的值 (=1),讀入(Pl， VI)(步驟S100 步驟S02)。然后，在指標(biāo)i上加l，使 指標(biāo)i的值成為2，讀入(P2， V2)，計(jì)算作為VI和V2形成的角度的工具方 向的變化量a (步驟S103 ~步驟S105 )。
因?yàn)樵诓襟ES105計(jì)算出的Vl和V2形成的角度a在角度容差e內(nèi)(a〈9)， 所以從步驟S106返回步驟S103。然后，給指標(biāo)i的值加1 (成為i = 3)，讀入 (P3， V3),計(jì)算作為VI和V3形成的角度的工具方向的變化量(工具方向的偏差)a。因?yàn)樵撍愠龅慕嵌萢在角度容差e內(nèi)(a<e),所以再次從步驟 S106返回步驟S103。然后，給指標(biāo)i的值加l (成為〖=4),在步驟S104讀 入(P4, V4 )。
因?yàn)閂I和V4形成的角度a偏離角度容差e內(nèi)(a〉e),所以從步驟S106 轉(zhuǎn)移到步驟S107,在指標(biāo)e中設(shè)置指標(biāo)i的值(=4),在指標(biāo)k中設(shè)置指標(biāo)s 的值(=1 )。進(jìn)而，給指標(biāo)k的值加1 (成為k = 2 )(步驟S108 )。
在步驟S109的判斷中，因?yàn)閗 (k = 2 ) < e ( = 4 ),所以轉(zhuǎn)移到步驟Sl 10, 計(jì)算從連接工具尖端點(diǎn)位置Ps = Pl和工具尖端點(diǎn)位置Pe = P4的線段到工具 尖端點(diǎn)位置Pk = P2的距離d (步驟SllO)。因?yàn)檫@里求得的距離d比距離容 差D小(d〈D),所以從步驟S111返回步驟S108，給指標(biāo)k的值(=2)力口 1 (成為]< =3)，再次進(jìn)行步驟S109 步驟S111的處理。因?yàn)檫@里算出的從連 接Pl和P4的線段到P3的距離d也在距離容差D內(nèi)(d<D)，所以再次返回 步驟S跳給指標(biāo)k的值加1 (成為k = 4)。
通過以上的處理，成為k-4、 e = 4，因?yàn)椴皇莐〈e,所以從步驟S109 轉(zhuǎn)移到步驟S114,把指標(biāo)s設(shè)置為4，把指標(biāo)i設(shè)置為4，然后，輸出工具尖 端點(diǎn)位置Ps二P4，返回步驟S102，轉(zhuǎn)移到下一間除處理。
該處理的結(jié)果，如圖7B所示，成為不輸出(被間除)(P2， V2)以及(P3， V3 )的塊、在(PI, VI )后輸出(P4, V4)。在NC語句中成為如圖8那樣 被間除的樣子。
上述說明的圖7A的5軸加工指令的例子中在工具尖端點(diǎn)位置P2以及P3 均d〈D，在步驟Slll的都判斷成為"YES"，但是這里作為別的例子，考慮 在工具尖端點(diǎn)位置P3是d〉D的場(chǎng)合。
因?yàn)樵诠ぞ呒舛它c(diǎn)位置P3 (k = 3)是d〉D，所以在步驟Slll剛判斷為 NO之前s = I(步驟SIOI)、 e-4(步驟S107)。因此，在后續(xù)的步驟S112 在指標(biāo)e中輸入現(xiàn)在的工具尖端點(diǎn)位置的號(hào)碼k (== 3 ),在指標(biāo)k中輸入指標(biāo) s的值(-l)(步驟S112)，返回步驟S108。這里在指標(biāo)k的值(=1)上加1。 因?yàn)橹笜?biāo)k的值(=2)比指標(biāo)e的值(=3)小，k〈e成立，所以從步驟S109 轉(zhuǎn)移到步驟SllO，在這里計(jì)算從連接Ps ( = Pl )和Pe ( = P3 )的線段到Pk (= P2)的距離d。其結(jié)果，當(dāng)d〈D時(shí)，從步驟Slll轉(zhuǎn)移到步驟S108，在指標(biāo)k的值(2)上力口l。于是，因?yàn)橹笜?biāo)k的值(=3)變得與指標(biāo)e的值(=3) 相同，所以k〈e已經(jīng)不成立，其結(jié)果，步驟S109的判斷成為"NO",以e-3 從步驟S109轉(zhuǎn)移到步驟S114。然后，在步驟S114把指標(biāo)s設(shè)置為指標(biāo)e的 值(=3),把指標(biāo)i設(shè)置為指標(biāo)s的值(=3)，然后，輸出工具尖端點(diǎn)位置Ps (=P3)。于是，以1 = 3、 s-3返回步驟S102。
從以上可知，在工具尖端點(diǎn)位置P1、 P2、 P3、 P4中，如圖7，在"fc工具 尖端點(diǎn)位置Pl作為基準(zhǔn)，在工具尖端點(diǎn)位置)P2—P3滿足a < 0的條件而在 工具尖端點(diǎn)位置P4不滿足a < 0的條件時(shí)，
① 在從連接作為始點(diǎn)的Pl和P4 (不滿足a < e的條件)的直線到P2、 P3 (滿足a〈e的條件)的距離d都是d〈D時(shí)，間除這些P2、 P3。下一間除 處理的始點(diǎn)耳又P4。
② 另 一方面，從連接作為始點(diǎn)的Pl和P4的直線到P2 (滿足a < 6的條 件)的距離d在D以下(d<D)、但是到P3的距離d在D以上時(shí)(d>D), 間除d < D的P2，不間除d 〉 D的P3。下一間除處理的始點(diǎn)耳又P3。
圖13是把間除方式ON指令作為M33、間除方式OFF指令作為M34的 NC程序的例子。
在圖13中，nc程序"oooor是由序號(hào)n1 ~n11組成的程序。"GOl" 是表示直線插補(bǔ)的G代碼。"X"、 "Y"、 "Z"、 "A"、以及"C"是表示各控制 軸的維次字(坐標(biāo)語言)。序號(hào)N2的塊的"M33"是作為間除方式ON指令的 例子，序號(hào)N10的塊的"M34"是作為間除方式OFF指令的例子。"M33"、 "M34"是M代碼，是指令開關(guān)的ON或者OFF的代碼。另外，也可以做成 代替M代碼，在間除方式ON指令和間除方式OFF指令中設(shè)定規(guī)定的G代碼， 來執(zhí)行本發(fā)明的間除處理。例如也可以將間除處理ON指令為"G43. 4P1"、 將間除處理OFF指令為"G43.4P0"。
圖13中表示的(1) ~ (9)的處理在插補(bǔ)處理前執(zhí)行。因?yàn)樵谛蛱?hào)N2 的塊中通過M33的代碼使間除方式ON，所以在前處理中，先讀4個(gè)塊N3 N6,進(jìn)^f亍這些塊N3 N6的間除處理。進(jìn)而，先讀下3個(gè)塊N7 N9，進(jìn)行這 些塊N7 N9的間除處理。然后，因?yàn)樾蛱?hào)10的塊是M34,所以使間除方式 OFF。在前處理中，塊N3 N6的間除處理的結(jié)果，塊N4和塊N5被間除，塊 N7 N9的間除處理的結(jié)果，塊N8被間除。
上述前處理的結(jié)果，插補(bǔ)處理用數(shù)據(jù)，成為塊l、塊3、塊6、塊7、塊9、 以及塊11。亦即，圖13的插補(bǔ)處理用數(shù)據(jù)表示了從NC程序間除塊N4、塊 N5、以及塊N8的情況。
補(bǔ)充說明由G代碼間除處理的ON、 OFF的指令和由M代碼間除處理的 ON、 OFF的指令。
G代碼是數(shù)值控制裝置面向終端用戶準(zhǔn)備的接口。 M代碼一般是機(jī)械制 造商面向終端用戶追加的功能，在數(shù)值控制裝置對(duì)于PMC (可編程機(jī)器控制 器)等的信號(hào)準(zhǔn)備了間除處理的ON和OFF的接口的場(chǎng)合，機(jī)械制造商規(guī)定 將M代碼指令作為觸發(fā)經(jīng)由PMC的信號(hào)、對(duì)于數(shù)值控制裝置指示間除處理的 ON和OFF。
圖14是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置 (CNC ) 100的重要部件框圖。
CPU11是控制數(shù)值控制裝置全體的處理器。該CPUll，通過總線20讀出 在ROM12中存儲(chǔ)的系統(tǒng)程序，遵照該系統(tǒng)程序控制數(shù)值控制裝置全體。在 RAM13中臨時(shí)存儲(chǔ)計(jì)算數(shù)據(jù)或者顯示數(shù)據(jù)以及通過顯示器/MDI單元70由操 作員輸入的各種數(shù)據(jù)。
SRAM存儲(chǔ)器14由未圖示的電池支持、即使數(shù)值控制裝置100的電源關(guān) 斷也作為可保持存儲(chǔ)狀態(tài)的非易失存儲(chǔ)器來工作。在SRAM存儲(chǔ)器14中，存 儲(chǔ)通過接口 15讀入的加工程序或者通過顯示器/MDI單元70輸入的加工程序 等。另外,在ROM12中預(yù)先寫入為加工程序的制作以及編輯必要的編輯方式 的的處理或者為實(shí)施用于自動(dòng)運(yùn)行的處理的各種系統(tǒng)程序。
通過接口 15輸入使用CAD/CAM裝置或者仿真裝置等制作的包含指令點(diǎn) 列數(shù)據(jù)以及矢量列數(shù)據(jù)的加工程序，并存儲(chǔ)在SRAM存儲(chǔ)器14中。在本發(fā)明 中執(zhí)行的進(jìn)行間除處理的程序也存儲(chǔ)在SRAM存儲(chǔ)器14中。
另外，在數(shù)值控制裝置100內(nèi)編輯后的加工程序，可以使通過接口 15存 儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)裝置中。PMC (可編程設(shè)備控制器)16，是數(shù)值控制裝置100 內(nèi)內(nèi)置的順控程序，通過I/O單元17向機(jī)床的輔助裝置(例如像工具更換用
ii的機(jī)械手那樣的致動(dòng)器)輸出信號(hào)進(jìn)行控制。另外，PMC16接受在機(jī)床的本
體上配備的操作盤的各種開關(guān)等的信號(hào)，進(jìn)行了必要的信號(hào)處理后，交給
CPUll。
顯示器/MDI單元70是具有顯示器或者鍵盤等的手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入裝置，接 口 15接收來自顯示器/MDI單元70的鍵盤的指令、數(shù)據(jù)后，交給CPUll。接 口 19連接具有手動(dòng)脈沖發(fā)生器的操作盤71。
各軸的軸控制電路30~34接受來自CPU11的各軸的移動(dòng)指令量，向伺 服放大器40 44輸出各軸的指令。伺服放大器40-44接受該指令，驅(qū)動(dòng)各軸 的伺服電動(dòng)機(jī)50 54。各軸的伺服電動(dòng)機(jī)50 54內(nèi)置位置/速度檢測(cè)器，把來 自該位置/速度檢測(cè)器的位置/速度反饋信號(hào)向軸控制電路30 ~ 34反饋，來進(jìn)行 位置/速度的反饋控制。
伺服電動(dòng)機(jī)50 54是用來驅(qū)動(dòng)5軸加工裝置的X、 Y、 Z、 B(A)、 C軸 的。另外，主軸控制電路60接受主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令，向主軸放大器61輸出主軸速 度信號(hào)。主軸放大器61接收主軸速度信號(hào)，以被指令的轉(zhuǎn)動(dòng)速度使主軸電動(dòng) 機(jī)62轉(zhuǎn)動(dòng)。編碼器63與主軸電動(dòng)機(jī)62的轉(zhuǎn)動(dòng)同步將反饋脈沖反饋到主軸控 制電路60,進(jìn)行速度控制。通過該數(shù)值控制裝置100,驅(qū)動(dòng)控制5軸加工裝置。
權(quán)利要求
1.一種控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，所述5軸加工裝置由對(duì)于在工作臺(tái)上安裝的工件進(jìn)行加工的3個(gè)直線軸和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸構(gòu)成，具有以下單元讀取所述直線軸的移動(dòng)路徑的指令、所述工件和工具的相對(duì)移動(dòng)速度的指令、以及對(duì)于所述工作臺(tái)的工具方向的指令的指令讀取單元；間除所述直線軸的移動(dòng)路徑的指令以及所述工具方向的指令的指令間除單元；對(duì)每一插補(bǔ)周期求各軸位置，以使根據(jù)未由所述指令間除單元間除而剩余的移動(dòng)路徑的指令以及工具方向的指令、以及所述相對(duì)移動(dòng)速度的指令，工具尖端點(diǎn)以被指令的相對(duì)移動(dòng)速度、在被指令的移動(dòng)路徑上移動(dòng)的插補(bǔ)單元；和驅(qū)動(dòng)各軸的電動(dòng)機(jī)以使向通過所述插補(bǔ)單元求得的各軸位置移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，其中， 所述指令間除單元，在所述工具方向的變化量和所述移動(dòng)路徑的指令中的所述直線軸的變化量比預(yù)先設(shè)定的值小的場(chǎng)合，間除該直線軸的移動(dòng)路徑的 指令和工具方向的指令。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，其中， 所述工具方向的指令，被指令為兩轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度或者工具方向矢量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，其中， 所述指令讀取單元，當(dāng)指令間除方式時(shí)，作為間除對(duì)象程序指令先讀取預(yù)先設(shè)定數(shù)的塊直到指令間除方式解除，所述指令間除單元，間除所述間除對(duì)象程序指令中的直線軸的移動(dòng)路徑 指令和工具方向指令。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，其中，用G代碼或者M(jìn)代碼指令所述間除方式，用與該G代碼或者M(jìn)代碼不 同的G代碼或者M(jìn)代碼指令所述間除方式解除。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制通過對(duì)于在工作臺(tái)上安裝的工件進(jìn)行加工的3個(gè)直線軸和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸構(gòu)成的5軸加工裝置的數(shù)值控制裝置，該數(shù)值控制裝置，在工具方向的變化量和移動(dòng)路徑的指令中的直線軸的變化量比預(yù)先設(shè)定的值小的場(chǎng)合，間除該直線軸的移動(dòng)路徑的指令和工具方向的指令。
文檔編號(hào)G05B19/41GK101526812SQ20091000572
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者井出聰一郎, 古賀大二朗, 大槻俊明, 花岡修 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社