JP5872869B2 - Numerical control device that performs machining by cutting point command on the back of the tool - Google Patents
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Description
本発明は、テーブルに取付られたワーク(加工物)に対して少なくとも直線軸3軸によって加工する工作機械を制御するとともに、加工プログラムにより指令される指令切削点位置、指令切削面垂直方向、工具径補正量、工具長補正量および工具厚補正量から補間周期毎に各軸の制御点位置を求める切削点指令制御部を有する数値制御装置に関する。さらに、前記工作機械は前記直線軸3軸に加えて回転軸2軸によって加工する多軸工作機械である、または前記切削点指令制御部はさらに加工プログラムにより指令される工具テーパ角、工具背面コーナR補正量または工具先端面コーナR補正量をも考慮する切削点指令制御部である数値制御装置に関する。 The present invention controls a machine tool that processes at least three linear axes with respect to a workpiece (workpiece) mounted on a table, and also includes a command cutting point position commanded by a machining program, a command cutting surface vertical direction, a tool The present invention relates to a numerical control apparatus having a cutting point command control unit for obtaining a control point position of each axis for each interpolation period from a diameter correction amount, a tool length correction amount, and a tool thickness correction amount. Further, the machine tool is a multi-axis machine tool that performs machining with two rotary axes in addition to the three linear axes, or the cutting point command control unit further includes a tool taper angle and a tool back corner commanded by a machining program. The present invention relates to a numerical controller that is a cutting point command control unit that also takes into account the R correction amount or the tool tip surface corner R correction amount.
少なくとも直線軸3軸と回転軸2軸によって加工する多軸工作機械において、加工プログラムにより指令切削点位置(ワークを切削する工具切刃位置)、指令切削面垂直方向、指令工具方向、工具径補正量および工具長補正量を指令し、補間周期毎に補間切削点位置、補間切削面垂直方向ベクトル、補間工具方向ベクトル、補間工具径補正ベクトルおよび補間工具長補正ベクトルを求め、それらの補間切削点位置、補間工具径補正ベクトルおよび補間工具長補正ベクトルから直線軸3軸および回転軸2軸の制御点位置を求めて駆動する数値制御装置が知られている。このように、加工プログラムにより指令切削点位置、指令切削面垂直方向、指令工具方向、工具径補正量および工具長補正量を指令し、ワーク上の実際の切削点位置が補間切削点位置になるように各軸の制御点位置を求めて駆動する指令方法および制御方法を切削点指令と呼ぶ。
この切削点指令は多軸工作機械のみならず、回転軸を持たず少なくとも直線軸3軸によって加工する工作機械においても使用される。その場合、上記の補間工具方向ベクトルおよび補間工具長補正ベクトルは補間周期毎には変化しないため、一定の工具方向ベクトルおよび工具長補正ベクトルとなる。
In a multi-axis machine tool that performs machining with at least three linear axes and two rotary axes, the command cutting point position (tool cutting edge position for cutting the workpiece), command cutting surface vertical direction, command tool direction, and tool radius correction are processed according to the machining program. Command and the amount of tool length compensation, and the interpolation cutting point position, interpolation cutting surface vertical direction vector, interpolation tool direction vector, interpolation tool radius compensation vector, and interpolation tool length compensation vector are obtained for each interpolation cycle, and these interpolation cutting points are obtained. 2. Description of the Related Art A numerical control device is known that is driven by obtaining control point positions of three linear axes and two rotary axes from a position, an interpolation tool radius correction vector, and an interpolation tool length correction vector. As described above, the command cutting point position, the command cutting surface vertical direction, the command tool direction, the tool radius correction amount, and the tool length correction amount are commanded by the machining program, and the actual cutting point position on the workpiece becomes the interpolation cutting point position. Thus, the command method and the control method for obtaining and driving the control point position of each axis are called cutting point commands.
This cutting point command is used not only in a multi-axis machine tool but also in a machine tool that does not have a rotation axis and performs machining with at least three linear axes. In this case, since the interpolation tool direction vector and the interpolation tool length correction vector do not change every interpolation cycle, they become a constant tool direction vector and a tool length correction vector.
一般に切削点指令は少なくとも直線軸3軸と回転軸2軸によって加工する多軸工作機械において使用されることが多いため、以下の従来技術の説明は多軸工作機械の場合の説明とする。
特許文献1では、回転テーブルを持つ多軸工作機械、つまり回転軸1軸でテーブルを回転し他の回転軸1軸で工具ヘッドを回転する混合型多軸工作機械(段落0062、図1)や回転軸2軸でテーブルを回転するテーブル回転型多軸工作機械(段落0062、図2)において、「ボールエンドミル工具の先端における半球上の切削点」(請求項10)によって切削点指令を行う技術(段落0023、段落0064、図14、図17)や、「フラットエンドミル工具の先端面の切削点」(請求項11)によって切削点指令を行う技術(段落0064、図16)が開示されている。
特許文献2では、回転工具ヘッドを持つ工具ヘッド回転型多軸工作機械において「コーナR部を持たないミル工具」によって切削点指令を行う技術(請求項1の1行目〜8行目、図2、図6)や、「コーナR部を持つミル工具」によって切削点指令を行う技術(請求項2の1行目〜8行目、図7)が開示されている。
これらの従来技術では工具を側面から見ると工具先端面の端点またはその延長のコーナR部を切削点とする(図1、図2を参照)。
In general, the cutting point command is often used in a multi-axis machine tool that performs machining with at least three linear axes and two rotation axes. Therefore, the following description of the prior art will be described for a multi-axis machine tool.
In
In Patent Document 2, in a tool head rotating type multi-axis machine tool having a rotating tool head, a technique for issuing a cutting point command by a “mill tool not having a corner R portion” (the first to eighth lines in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 6) and a technique for performing a cutting point command using a “mill tool having a corner R portion” (first to eighth lines of FIG. 2, FIG. 7).
In these conventional techniques, when the tool is viewed from the side, the end point of the tool front end surface or the corner R portion of the extension is set as the cutting point (see FIGS. 1 and 2).
一方、近年工具種類が多様化し、図3のように工具背面のコーナR部でも加工を行う工具が登場してきている。特に研削工具(グラインダ)においてはそのような工具も使用されるようになってきている。図4は図3で示した工具の斜視図である。
さらに、今後図5のような工具背面の端点で加工する工具も想定される。図6は図5で示した工具の斜視図である。
On the other hand, in recent years, the types of tools have been diversified, and tools that perform machining at the corner R portion on the back of the tool as shown in FIG. 3 have appeared. In particular, such tools are also used in grinding tools (grinders). FIG. 4 is a perspective view of the tool shown in FIG.
Further, a tool to be processed at the end point on the back surface of the tool as shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view of the tool shown in FIG.
このような工具の切削点指令に対しては図3、図5に示した工具厚補正量や工具背面のコーナR部における工具背面コーナR補正量(コーナR半径)を考慮して切削点指令に対する制御を行う必要があるが、上記従来技術の切削点指令の制御においては工具厚補正量や工具背面コーナR補正量を考慮する技術思想はなかった。
また、工具側面にテーパ角がある工具や工具先端面のコーナR部における工具先端面コーナR補正量と工具背面コーナR補正量とが相違する工具も今後想定される。図7、図8ではそのような工具の側面図を示す。便宜上ワークは省略して描いている。そのような工具による切削点指令の制御において、工具厚補正量、テーパ角、工具先端面コーナR補正量または工具背面コーナR補正量を考慮する技術思想はなかった。
そのため、このような工具背面のコーナR部や端点で加工を行う場合はCAMで加工プログラムを作成する時にそのような加工を考慮して各軸の制御点位置を指令したり工具先端面中心位置を指令する必要があった。したがって、工具毎にCAMで加工プログラムを作成する必要があった。つまり、工具が変更されれば変更された工具に合わせてCAMで加工プログラムを作成し直す必要があった。
For such tool cutting point commands, the cutting point command is taken into consideration the tool thickness correction amount shown in FIGS. 3 and 5 and the tool back corner R correction amount (corner R radius) at the corner R portion on the back of the tool. However, there is no technical idea in consideration of the tool thickness correction amount and the tool back corner R correction amount in the control of the cutting point command of the above-described conventional technology.
In addition, a tool having a taper angle on the tool side surface and a tool in which the tool tip surface corner R correction amount and the tool rear corner R correction amount in the corner R portion of the tool tip surface are different are assumed in the future. 7 and 8 show side views of such a tool. For convenience, the work is omitted. In the control of the cutting point command by such a tool, there has been no technical idea considering the tool thickness correction amount, the taper angle, the tool tip surface corner R correction amount, or the tool back corner R correction amount.
For this reason, when machining is performed at the corner R or end point on the back of the tool, the control point position of each axis is commanded in consideration of such machining when the machining program is created by the CAM, or the center position of the tool tip surface Had to be ordered. Therefore, it is necessary to create a machining program with CAM for each tool. That is, if the tool is changed, it is necessary to recreate a machining program by CAM in accordance with the changed tool.
そこで、本発明の課題は、工具厚補正量を考慮し上記のような工具における工具背面のコーナR部分や端点による切削点指令での加工を可能にする数値制御装置を提供することである。また、工具厚補正量に加えて工具側面のテーパ角、工具背面コーナR補正量や工具先端面コーナR補正量を持つ工具に対しても同様に工具背面のコーナR部分や端点での切削点指令での加工を可能にする数値制御装置を提供することである。さらに、少なくとも直線軸3軸を持つ工作機械や少なくとも直線軸3軸に加えて回転軸2軸を持つ多軸工作機械において、そのような工具による切削点指令を可能にする数値制御装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a numerical control device that enables machining with a cutting point command by a corner R portion or an end point on the back surface of a tool in the above-described tool in consideration of a tool thickness correction amount. In addition to the tool thickness compensation amount, the cutting point at the corner R portion and the end point on the back side of the tool is similarly applied to the tool having the taper angle of the tool side surface, the tool back side corner R compensation amount, and the tool tip surface corner R compensation amount. It is to provide a numerical control device that enables processing by command. Furthermore, a numerical control device is provided that enables a cutting point command by such a tool in a machine tool having at least three linear axes and a multi-axis machine tool having at least two linear axes and two rotational axes. That is.
本願の請求項1に係る発明は、テーブルに取付られたワーク(加工物)に対して少なくとも直線軸3軸を制御点位置に移動させることによって工具を前記ワークに対して相対移動させて前記工具の切削点で前記ワークを加工する工作機械を制御する数値制御装置において、加工プログラムにより指令される指令切削点位置、指令切削面垂直ベクトル、工具径補正量、工具長補正量および工具先端面と工具背面との距離である工具厚補正量を読取り切削点指令読取りデータとする切削点指令読取り部と、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に補間切削点位置および補間工具径補正ベクトルを求めて切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量および前記工具厚補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部を有し、前記少なくとも直線3軸を前記制御点位置に移動するよう各軸を駆動することを特徴とする数値制御装置である。
請求項2に係る発明は、前記切削点指令読取り部は、加工プログラムにより指令される前記指令切削点位置、前記指令切削面垂直ベクトル、前記工具径補正量、前記工具長補正量および前記工具厚補正量に加えて工具背面コーナR補正量をも読取り前記切削点指令読取りデータとする前記切削点指令読取り部であり、前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に前記補間切削点位置および前記補間工具径補正ベクトルに加えて補間コーナR補正ベクトルをも求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量、前記工具厚補正量および前記工具背面コーナR補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
In the invention according to
According to a second aspect of the present invention, the cutting point command reading unit is configured such that the commanded cutting point position commanded by a machining program, the commanded cutting surface vertical vector, the tool radius correction amount, the tool length correction amount, and the tool thickness. The cutting point command reading unit that reads the tool back corner R correction amount in addition to the correction amount and uses the cutting point command reading data as the cutting point command reading data. The cutting point command control unit performs interpolation based on the cutting point command reading data. In addition to the interpolation cutting point position and the interpolation tool radius correction vector for each period, an interpolation corner R correction vector is also obtained as the cutting point command interpolation data, and the cutting point command interpolation data, the tool length correction amount, the tool The cutting point command control unit for obtaining a control point position of the three linear axes from a thickness correction amount and a tool back corner R correction amount. A value control unit.
請求項3に係る発明は、前記切削点指令読取り部は、加工プログラムにより指令される前記指令切削点位置、前記指令切削面垂直ベクトル、前記工具径補正量、前記工具長補正量および前記工具厚補正量に加えて工具テーパ角をも読取り前記切削点指令読取りデータとする前記切削点指令読取り部であり、前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に前記補間切削点位置および前記補間工具径補正ベクトルを求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量および前記工具厚補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
According to a third aspect of the present invention, the cutting point command reading unit is configured such that the commanded cutting point position commanded by a machining program, the commanded cutting surface vertical vector, the tool radius correction amount, the tool length correction amount, and the tool thickness. The cutting point command reading unit that reads a tool taper angle in addition to a correction amount and sets the cutting point command read data as the cutting point command read data, and the cutting point command control unit performs an interpolation cycle based on the cutting point command read data. The interpolation cutting point position and the interpolation tool radius correction vector are obtained and used as the cutting point command interpolation data. From the cutting point command interpolation data, the tool length correction amount, and the tool thickness correction amount, the control points of the three linear axes are determined. The numerical control device according to
請求項4に係る発明は、前記切削点指令読取り部は、加工プログラムにより指令される前記指令切削点位置、前記指令切削面垂直ベクトル、前記工具径補正量、前記工具長補正量および前記工具厚補正量に加えて工具背面コーナR補正量、工具先端面コーナR補正量および工具テーパ角をも読取り前記切削点指令読取りデータとする前記切削点指令読取り部であり、前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に前記補間切削点位置および前記補間工具径補正ベクトルに加えて補間コーナR補正ベクトルをも求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量、前記工具厚補正量および前記工具背面コーナR補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
請求項5に係る発明は、前記工作機械は、テーブルに取付られたワーク(加工物)に対して少なくとも直線軸3軸および回転軸2軸を制御点位置に移動させることによって工具を前記ワークに対して相対移動させて前記ワークを加工する多軸工作機械であり、前記切削点指令読取り部は、加工プログラムにより指令される指令工具方向をも読取り前記切削点指令読取りデータとする前記切削点指令読取り部であり、前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に補間工具方向ベクトルVtおよび補間工具長補正ベクトルをも求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データから前記直線軸3軸および前記回転軸2軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であり、前記少なくとも直線軸3軸および前記回転軸2軸を前記制御点位置に移動するよう各軸を駆動することを特徴とする記請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の数値制御装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the cutting point command reading unit is configured such that the commanded cutting point position commanded by a machining program, the commanded cutting surface vertical vector, the tool radius correction amount, the tool length correction amount, and the tool thickness. The cutting point command reading unit that reads the tool back corner R correction amount, the tool tip surface corner R correction amount, and the tool taper angle in addition to the correction amount and uses the cutting point command read data as the data. Based on the cutting point command read data, an interpolation corner R correction vector is obtained in addition to the interpolation cutting point position and the interpolation tool radius correction vector for each interpolation period, and the cutting point command interpolation data is obtained. Cutting point command for obtaining the control point position of the three linear axes from the command interpolation data, the tool length correction amount, the tool thickness correction amount and the tool back corner R correction amount A numerical controller according to
According to a fifth aspect of the present invention, the machine tool moves a tool to the workpiece by moving at least three linear axes and two rotation axes to a control point position with respect to a workpiece (workpiece) attached to a table. The cutting point command is a multi-axis machine tool that processes the workpiece by moving relative to the cutting point command, and the cutting point command reading unit also reads a command tool direction commanded by a machining program and uses the cutting point command reading data as the cutting point command reading data. The cutting point command control unit obtains an interpolation tool direction vector Vt and an interpolation tool length correction vector for each interpolation period based on the cutting point command read data, and uses the cutting point command interpolation data as the cutting point command interpolation data; A cutting point command control unit for obtaining control point positions of the three linear axes and the two rotating shafts from the cutting point command interpolation data, the at least linear axis Axis and the two rotation axes are numerical controller according to any one of the
請求項6に係る発明は、前記指令工具方向は指令回転軸位置として指令される請求項5に記載の数値制御装置である。
請求項7に係る発明は、前記指令工具方向は指令工具方向ベクトルとして指令される請求項5に記載の数値制御装置である。
請求項8に係る発明は、前記回転軸2軸は工具ヘッドを回転する前記回転軸2軸である請求項5乃至請求項7のいずれか1つに記載の数値制御装置である。
請求項9に係る発明は、前記回転軸2軸はテーブルを回転する前記回転軸2軸である請求項5乃至請求項7のいずれか1つに記載の数値制御装置である。
請求項10に係る発明は、前記回転軸2軸の1軸は工具ヘッドを回転し他の1軸はテーブルを回転する前記回転軸2軸である請求項5乃至請求項7のいずれか1つに記載の数値制御装置である。
The invention according to claim 6 is the numerical control device according to claim 5, wherein the command tool direction is commanded as a command rotation axis position.
The invention according to claim 7 is the numerical controller according to claim 5, wherein the command tool direction is commanded as a command tool direction vector.
The invention according to
The invention according to claim 9 is the numerical control device according to any one of claims 5 to 7, wherein the two rotation shafts are the two rotation shafts that rotate the table.
The invention according to
本発明により、工具厚補正量を考慮し上記のような工具における工具背面のコーナR部分や端点による切削点指令での加工を可能にする数値制御装置を提供できる。また、工具厚補正量に加えて工具側面のテーパ角、工具背面コーナR補正量や工具先端面コーナR補正量を持つ工具に対しても同様に工具背面のコーナR部分や端点での切削点指令での加工を可能にする数値制御装置を提供できる。さらに、少なくとも直線軸3軸を持つ工作機械や少なくとも直線軸3軸に加えて回転軸2軸を持つ多軸工作機械において、そのような工具による切削点指令を可能にする数値制御装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a numerical control device that enables machining in accordance with a cutting point command by a corner R portion or an end point on the back surface of a tool in the above tool in consideration of a tool thickness correction amount. In addition to the tool thickness compensation amount, the cutting point at the corner R portion and the end point on the back side of the tool is similarly applied to the tool having the taper angle of the tool side surface, the tool back side corner R compensation amount, and the tool tip surface corner R compensation amount. It is possible to provide a numerical control device that enables processing by command. Furthermore, in a machine tool having at least three linear axes and a multi-axis machine tool having at least two linear axes in addition to at least three linear axes, it is possible to provide a numerical control device that enables a cutting point command by such a tool. .
そのことにより、CAMでは工具形状にかかわらず加工形状に合わせて切削点を指令する加工プログラムを作成すればよくなる。つまり、工具毎にCAMで加工プログラムを作成する必要がなくなる。工具が変更されてもCAMで加工プログラムを作成し直す必要がなくなる。その結果、より効率的な加工が可能となる。 Therefore, in the CAM, it is only necessary to create a machining program for instructing a cutting point in accordance with the machining shape regardless of the tool shape. That is, it is not necessary to create a machining program with CAM for each tool. Even if the tool is changed, there is no need to recreate a machining program with CAM. As a result, more efficient processing is possible.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
下記に説明する本発明の実施形態の数値制御装置により研削工具のような工具の背面のコーナR部分や端点を切削点とする指令での加工を可能にする。本発明はテーブルに取付られたワーク(加工物)に対して少なくとも直線軸3軸によって加工する工作機械を制御するとともに、加工プログラムにより指令される指令切削点位置、指令切削面垂直方向、工具径補正量、工具長補正量および工具厚補正量から各軸の制御点位置を求める切削点指令制御部を有する数値制御装置である。前記工作機械は前記直線軸3軸に加えて回転軸2軸によって加工する多軸工作機械である。前記切削点指令制御部はさらに加工プログラムにより指令される工具テーパ角、工具背面コーナR補正量または工具先端面コーナR補正量をも考慮して各軸の制御点位置を求める切削点指令制御部である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The numerical control device according to the embodiment of the present invention described below enables processing with a command using a corner R portion or an end point on the back surface of a tool such as a grinding tool as a cutting point. The present invention controls a machine tool that processes at least three linear axes with respect to a workpiece (workpiece) mounted on a table, and also instructs a command cutting point position, a command cutting surface vertical direction, a tool diameter commanded by a machining program. It is a numerical control device having a cutting point command control unit for obtaining a control point position of each axis from a correction amount, a tool length correction amount, and a tool thickness correction amount. The machine tool is a multi-axis machine tool that performs machining with two rotation axes in addition to the three linear axes. The cutting point command control unit further determines a control point position of each axis in consideration of a tool taper angle, a tool back corner R correction amount, or a tool tip surface corner R correction amount commanded by a machining program. It is.
<実施形態>
1)第1の実施形態
上記のように、本発明は、工具厚補正量、工具側面のテーパ角、工具背面コーナR補正量や工具先端面コーナR補正量を持つ工具に対して工具背面のコーナR部分や端点での切削点指令での加工を可能にする。さらに、少なくとも直線軸3軸を持つ工作機械や少なくとも直線軸3軸に加えて回転軸2軸を持つ多軸工作機械において、切削点指令を可能にする。
第1の実施形態では、それらの多くの組合せのうち最も複雑な実施形態を説明する。つまり、少なくとも直線3軸と回転軸2軸によって加工する多軸工作機械において、図8のような工具背面コーナR補正量、工具先端面コーナR補正量、工具テーパ角を持つ工具による実施形態とする。この第1の実施形態から各要素を簡略化することにより、回転軸を持たない少なくとも直線3軸によって加工する工作機械への適用や、より簡単な工具への適用について第2の実施形態以降の実施形態で説明する。
<Embodiment>
1) First Embodiment As described above, the present invention provides a tool thickness correction amount, a tool side taper angle, a tool back corner R correction amount, and a tool tip surface corner R correction amount. Enables machining with cutting point commands at corner R and end points. Further, a cutting point command is enabled in a machine tool having at least three linear axes and a multi-axis machine tool having two rotational axes in addition to at least three linear axes.
In the first embodiment, the most complicated embodiment among the many combinations thereof will be described. That is, in a multi-axis machine tool that performs machining with at least three straight axes and two rotation axes, an embodiment using a tool having a tool back corner R correction amount, a tool tip surface corner R correction amount, and a tool taper angle as shown in FIG. To do. By simplifying each element from the first embodiment, application to a machine tool that performs machining with at least three linear axes that do not have a rotation axis, and application to a simpler tool will be described after the second embodiment. This will be described in the embodiment.
対象の多軸工作機械は図9のように、テーブル3上にワーク1を載置し、回転軸B軸、C軸で工具ヘッドが回転し直線軸X,Y,Z軸で工具ヘッドが移動する工具ヘッド回転型多軸工作機械とする。図では工具(グラインダ)を大きめに描いている。ここでは、回転軸はB軸、C軸としたが、他にもA軸,B軸の組合せやA軸、C軸の組合せによる多軸工作機械もある。直線軸X,Y,Z軸で工具ヘッドが移動するとしているが、他にもX,Y,Z軸でテーブルを移動する多軸工作機械もある。また、図示していない工具マガジンやワークを載せるパレットなどを動作させる他の直線軸が追加されている多軸工作機械もある。そのような他の構成の多軸工作機械にも同様に適用可能である。ワーク上の切削点位置はプログラム座標系のX,Y,Z軸位置で指令される。工具形状をその側面図(図10参照)で示す。ワーク1は省略して描いている。制御点位置はB,C軸の回転中心交点とする。工具形状における工具背面左上を拡大して図11に示す。図11にはワークも描いている。
As shown in FIG. 9, the target multi-axis machine tool places the
加工プログラム例としては図12のように指令される。ここで、G43.8は切削点指令を開始するGコードである。H_は工具長補正量番号、D_は工具径補正量番号、T_は工具厚補正量番号、L_はテーパ角番号、R_は工具背面コーナR補正量番号、Q_は工具先端面コーナR補正量番号の指令である。
各工具長補正量番号毎に対応する工具長補正量、各工具径補正量番号毎に対応する工具径補正量、各工具厚補正量番号毎に対応する工具厚補正量、各テーパ角番号毎に対応するテーパ角、各工具背面工具先端面コーナR補正量番号毎に対応する工具背面工具先端面コーナR補正量、および、各工具先端面コーナR補正量番号毎に対応する工具先端面コーナR補正量が、予め設定されており、H_の指令によって工具長補正量Th、D_の指令によって工具径補正量Tr、T_の指令によって工具厚補正量Tt、L_の指令によってテーパ角θ、R_の指令によって工具背面コーナR補正量Cb、Q_の指令によって工具先端面コーナR補正量Cfを指令する。もちろん、各工具番号毎に対応するこれらのデータを1つのグループとして設定しておき、1つの工具番号を指令することでこれらのデータを一括して指令するようにしてもよい。
A machining program example is instructed as shown in FIG. Here, G43.8 is a G code for starting a cutting point command. H_ is a tool length correction amount number, D_ is a tool diameter correction amount number, T_ is a tool thickness correction amount number, L_ is a taper angle number, R_ is a tool back corner R correction amount number, and Q_ is a tool tip surface corner R correction amount number. This is a command.
Tool length correction amount corresponding to each tool length correction amount number, tool diameter correction amount corresponding to each tool diameter correction amount number, tool thickness correction amount corresponding to each tool thickness correction amount number, and each taper angle number Taper angle corresponding to each tool, tool back tool tip surface corner R correction amount corresponding to each tool back tool tip surface corner R correction amount number, and tool tip surface corner corresponding to each tool tip surface corner R correction amount number The R correction amount is set in advance, the tool length correction amount Th by the H_ command, the tool radius correction amount Tr by the D_ command, the tool thickness correction amount Tt by the T_ command, and the taper angles θ, R_ by the L_ command. The tool tip corner R correction amount Cf is commanded by the command of the tool back surface corner R correction amount Cb and Q_. Of course, these data corresponding to each tool number may be set as one group, and these data may be instructed collectively by instructing one tool number.
G49は切削点指令をキャンセルするGコードであり、その間の各ブロックのX_、Y_、Z_は、プログラム座標系でワーク上の指令切削点位置を指令する指令である。B_、C_は、指令回転軸位置として指令工具方向を指令する指令である。B_、C_の代わりにU_、V_、W_のようなベクトルによる指令工具方向ベクトルとして指令工具方向を指令することもできる。I_、J_、K_は、指令切削点位置における切削面に対する垂直方向をベクトルで指令する指令切削面垂直ベクトルの指令である。U_、V_、W_またはI_、J_、K_は単位ベクトルで指令されるとする。F_は各指令切削点位置間の加工速度を指令する指令である。 G49 is a G code for canceling the cutting point command, and X_, Y_, and Z_ of each block in the meantime are commands for commanding the commanded cutting point position on the workpiece in the program coordinate system. B_ and C_ are commands for instructing a command tool direction as a command rotation axis position. The command tool direction can also be commanded as a command tool direction vector using vectors such as U_, V_, and W_ instead of B_ and C_. I_, J_, and K_ are commands of a command cutting surface vertical vector that commands a vector in a direction perpendicular to the cutting surface at the commanded cutting point position. Assume that U_, V_, W_ or I_, J_, K_ are commanded with unit vectors. F_ is a command for commanding the machining speed between the commanded cutting point positions.
本発明は切削点指令に対して、つまりG43.8からG49指令までの加工プログラムに適用される。切削点指令読取り部(図17の切削点指令読取り部12を参照)で、加工プログラムにより指令されるこれらの指令データ、D_、H_、T_、L_、R_、Q_、X_、Y_、Z_、B_、C_(または、U、V、W)、I_、J_、K_を読取り、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、テーパ角θ、工具背面コーナR補正量Cb、工具先端面コーナR補正量Cf、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)、指令工具方向(B_、C_またはU_、V_、W_)を、切削点指令読取りデータとする。
The present invention is applied to a cutting point command, that is, a machining program from G43.8 to G49 command. These command data, D_, H_, T_, L_, R_, Q_, X_, Y_, Z_, B_, commanded by the machining program in the cutting point command reading unit (see the cutting point
上記において、B_、C_の指令は、数1式の計算により指令工具方向ベクトルの指令とすることができる。以降ではU_、V_、W_で指令工具方向ベクトルが指令されているとして説明する。
In the above, the command of B_ and C_ can be used as the command of the command tool direction vector by the calculation of
(X,Y,Z)、(I,J,K)、(U,V,W)の指令に対して、各ブロック間で補間周期毎に補間する。これは従来技術であるので詳述しない。(X,Y,Z)について補間した位置を補間切削点位置Pc(Xc,Yc,Zc)T、(I,J,K)について補間した方向を補間切削面垂直ベクトルVp(Vpx,Vpy,Vpz)T、(U,V,W)について補間した方向を補間工具方向ベクトルVt(Vtx,Vty,Vtz)Tとする。補間切削面垂直ベクトルVp、補間工具方向ベクトルVtは単位ベクトルとする。ここで、「T」は転置を表す。図10など図中や以降の記載におけるベクトル表記の「T」について、自明の場合省略する。
これらから、数2式のように補間コーナR補正ベクトルVc(Vcx,Vcy,Vcz)を求める。数3式のように補間工具長補正ベクトルVh(Vhx,Vhy,Vhz)を求める。
In response to the commands (X, Y, Z), (I, J, K), (U, V, W), interpolation is performed between the blocks at each interpolation cycle. This is a prior art and will not be described in detail. The position interpolated for (X, Y, Z) is the interpolation cutting point position Pc (Xc, Yc, Zc) T , and the direction interpolated for (I, J, K) is the interpolated cutting surface vertical vector Vp (Vpx, Vpy, Vpz). ) The direction interpolated with respect to T and (U, V, W) is set as an interpolation tool direction vector Vt (Vtx, Vty, Vtz) T. The interpolation cutting surface vertical vector Vp and the interpolation tool direction vector Vt are unit vectors. Here, “ T ” represents transposition. The vector notation “ T ” in the drawings such as FIG.
From these, the interpolation corner R correction vector Vc (Vcx, Vcy, Vcz) is obtained as shown in Equation 2. An interpolation tool length correction vector Vh (Vhx, Vhy, Vhz) is obtained as shown in Equation 3.
補間工具径補正ベクトルVr(Vrx,Vry,Vrz)は次のように求める。
Vv(Vvx,Vvy,Vvz)はVpおよびVtに垂直な単位ベクトル、つまり図11紙面に垂直な(紙面手前に向いた)ベクトルである。Vv(Vvx,Vvy,Vvz)は数4式で表される。βはVpとVrの成す角、αはVpとVtの成す角であり、数5式の関係がある(図11参照)。マトリックスMrはVvを回転中心軸としてβだけ回転させるマトリックスである(数6式参照)。LrはVrの長さである(数7式、図10、図11参照)。Vpに対してMrを乗算し長さをLrにしたベクトルがVrである(数8式参照)。記号「×」は外積、記号「・」は内積、「*」は乗算を示す。
The interpolation tool radius correction vector Vr (Vrx, Vry, Vrz) is obtained as follows.
Vv (Vvx, Vvy, Vvz) is a unit vector perpendicular to Vp and Vt, that is, a vector perpendicular to the paper surface of FIG. 11 (facing to the front of the paper surface). Vv (Vvx, Vvy, Vvz) is expressed by
これらの、補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVr、補間コーナR補正ベクトルVc、補間工具方向ベクトルVt、補間工具長補正ベクトルVhが、切削点指令補間データである。
切削点指令補間データから、数9式のように直線軸3軸の制御点位置Pm(Xm,Ym,Zm)および数10式のように回転軸2軸の制御点位置(Bm,Cm)を求め、それらの制御点位置に移動するように各軸を駆動する。これらの計算を行うのが切削点指令制御部である。これによって、工具背面のコーナR部分による切削点指令での加工が可能になる。
These interpolation cutting point position Pc, interpolation tool radius correction vector Vr, interpolation corner R correction vector Vc, interpolation tool direction vector Vt, and interpolation tool length correction vector Vh are cutting point command interpolation data.
From the cutting point command interpolation data, the control point position Pm (Xm, Ym, Zm) of the three linear axes as shown in Equation 9 and the control point position (Bm, Cm) of the two rotary shafts as shown in
ここでは、工具ヘッド回転型多軸工作機械で説明したが、多軸工作機械には他にも、Z軸方向に移動する工具ヘッドに工具2を取り付け回転軸2軸でテーブル5を回転するテーブル回転型多軸工作機械(図13参照)や、回転軸1軸で工具2が取り付けられた工具ヘッドを回転し他の回転軸1軸でテーブル7を回転する混合型多軸工作機械(図14参照)もある。本発明はそれらの多軸工作機械にも同様に適用可能である。 Here, the tool head rotating type multi-axis machine tool has been described. However, in addition to the multi-axis machine tool, a table in which the tool 2 is attached to a tool head moving in the Z-axis direction and the table 5 is rotated around the two rotation axes. A rotary multi-axis machine tool (see FIG. 13), or a mixed multi-axis machine tool (FIG. 14) that rotates a tool head to which the tool 2 is attached with one rotary shaft and rotates the table 7 with another rotary shaft. See also). The present invention is equally applicable to those multi-axis machine tools.
さらに、ここでは少なくとも直線軸3軸と回転軸2軸を持つ5軸工作機械の例としたが、回転軸2軸のうち1軸の位置を固定位置にすることによりその回転軸は不要とし、少なくとも直線軸3軸と回転軸1軸持つ4軸工作機械にも適用可能である。 Furthermore, although it was set as the example of the 5-axis machine tool which has at least 3 linear axes and 2 rotating axes here, the rotating shaft becomes unnecessary by making the position of 1 axis out of 2 rotating axes into a fixed position, The present invention can also be applied to a four-axis machine tool having at least three linear axes and one rotation axis.
2)第2の実施形態
第1の実施形態では工具背面のコーナR部分やテーパ角を持つ工具で説明したが、第1の実施形態を基に工具背面のコーナR部分やテーパ角を持たない工具の場合について説明する。
図7のような工具背面のコーナR部分を持たない工具の場合、第1の実施形態における工具背面コーナR補正量番号の指令R_はない。工具先端面コーナR補正量番号の指令Q_も不要である。したがって、切削点指令読取り部(図17参照)で、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、テーパ角θ、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)、指令工具方向(B_、C_またはU_、V_、W_)を、切削点指令読取りデータとする。数2式〜数10式において、Cb=Cf=0とすればよい。補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVr、補間工具方向ベクトルVtおよび補間工具長補正ベクトルVhが切削点指令補間データであり、それらの切削点指令補間データから直線軸3軸および回転軸2軸の制御点位置を求め、制御点位置に移動するよう各軸を駆動する。
2) Second Embodiment In the first embodiment, the tool R has a corner R portion and a tool having a taper angle. However, the tool R has no corner R portion and a taper angle based on the first embodiment. The case of a tool will be described.
In the case of a tool that does not have a corner R portion on the back side of the tool as shown in FIG. 7, there is no command R_ for the tool back corner R correction amount number in the first embodiment. The command Q_ for the tool tip surface corner R correction amount number is also unnecessary. Therefore, in the cutting point command reading unit (see FIG. 17), the tool radius correction amount Tr, tool length correction amount Th, tool thickness correction amount Tt, taper angle θ, command cutting point position (X_, Y_, Z_), command cutting The surface vertical vector (I_, J_, K_) and the command tool direction (B_, C_ or U_, V_, W_) are used as cutting point command read data. In the equations (2) to (10), Cb = Cf = 0 may be set. The interpolation cutting point position Pc, the interpolation tool radius correction vector Vr, the interpolation tool direction vector Vt, and the interpolation tool length correction vector Vh are the cutting point command interpolation data. From these cutting point command interpolation data, three linear axes and two rotary axes 2 are obtained. The axis control point position is obtained, and each axis is driven to move to the control point position.
図3、図4のようなテーパ角を持たない工具の場合、第1の実施形態におけるテーパ角番号の指令L_はない。工具先端面コーナR補正量番号の指令Q_も不要である。したがって、切削点指令読取り部で、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、工具背面コーナR補正量Cb、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)、指令工具方向(B_、C_またはU_、V_、W_)を、切削点指令読取りデータとする。数2式〜数10式において、θ=0とすればよい。この時、数7式はLr=Tr−CbとなりCfは現われない。補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVr、補間コーナR補正ベクトルVc、補間工具方向ベクトルVtおよび補間工具長補正ベクトルVhが切削点指令補間データであり、それらの切削点指令補間データから直線軸3軸および回転軸2軸の制御点位置を求め、制御点位置に移動するよう各軸を駆動する。 In the case of a tool having no taper angle as shown in FIGS. 3 and 4, there is no command L_ for the taper angle number in the first embodiment. The command Q_ for the tool tip surface corner R correction amount number is also unnecessary. Therefore, at the cutting point command reading unit, the tool radius correction amount Tr, the tool length correction amount Th, the tool thickness correction amount Tt, the tool back corner R correction amount Cb, the command cutting point position (X_, Y_, Z_), the command cutting surface The vertical vector (I_, J_, K_) and the command tool direction (B_, C_ or U_, V_, W_) are used as cutting point command read data. In the equations (2) to (10), θ = 0 may be set. At this time, Expression 7 becomes Lr = Tr−Cb and Cf does not appear. The interpolation cutting point position Pc, the interpolation tool radius correction vector Vr, the interpolation corner R correction vector Vc, the interpolation tool direction vector Vt, and the interpolation tool length correction vector Vh are the cutting point command interpolation data, and straight lines are derived from these cutting point command interpolation data. The control point positions of the three axes and the two rotation axes are obtained, and each axis is driven to move to the control point position.
図5、図6のような工具背面のコーナR部分もテーパ角も持たない工具の場合、第1の実施形態における工具背面コーナR補正量番号の指令R_、工具先端面コーナR補正量番号の指令Q_、およびテーパ角番号の指令L_はない。したがって、切削点指令読取り部で、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)、指令工具方向(B_、C_またはU_、V_、W_)を、切削点指令読取りデータとする。数2式〜数10式において、Cb=Cf=0、θ=0とすればよい。補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVr、補間工具方向ベクトルVtおよび補間工具長補正ベクトルVhが切削点指令補間データであり、それらの切削点指令補間データから直線軸3軸および回転軸2軸の制御点位置を求め、制御点位置に移動するよう各軸を駆動する。 In the case of a tool that does not have the corner R portion on the tool back surface and the taper angle as shown in FIGS. 5 and 6, the command R_ of the tool back surface corner R correction amount number and the tool tip surface corner R correction amount number in the first embodiment are used. There is no command Q_ and taper angle number command L_. Therefore, in the cutting point command reading unit, the tool radius correction amount Tr, the tool length correction amount Th, the tool thickness correction amount Tt, the command cutting point position (X_, Y_, Z_), the command cutting surface vertical vector (I_, J_, K_). ), The command tool direction (B_, C_ or U_, V_, W_) is used as cutting point command read data. In Equations 2 to 10, Cb = Cf = 0 and θ = 0. The interpolation cutting point position Pc, the interpolation tool radius correction vector Vr, the interpolation tool direction vector Vt, and the interpolation tool length correction vector Vh are the cutting point command interpolation data. From these cutting point command interpolation data, three linear axes and two rotary axes 2 are obtained. The axis control point position is obtained, and each axis is driven to move to the control point position.
3)第3の実施形態
第1の実施形態では少なくとも直線軸3軸と回転軸2軸によって加工する多軸工作機械で説明したが、第1の実施形態を基に回転軸を持たない工作機械の場合について説明する。
対象の工作機械では図15のように直線軸X,Y,Z軸で工具ヘッドが移動する。他にもX,Y,Z軸でテーブルを移動する工作機械もある。また、第1の実施形態でも記載したように、図示していない工具マガジンやワークを載せるパレットなどを動作させる他の直線軸が追加されている工作機械もある。
このような少なくとも直線軸3軸によって加工する工作機械の場合、第1の実施形態における指令工具方向の指令はない。つまり、図12で示した加工プログラムにおけるB_、C_の指令はない。それに代わるU_、V_、W_の指令もない(図16参照)。したがって、切削点指令読取り部(図17参照)で、加工プログラムにより指令されるこれらの指令データ、D_、H_、T_、L_、R_、Q_、X_、Y_、Z_、I_、J_、K_を読取り、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、テーパ角θ、工具背面コーナR補正量Cb、工具先端面コーナR補正量Cf、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)を、切削点指令読取りデータとする。
3) Third Embodiment In the first embodiment, a multi-axis machine tool that performs machining by at least three linear axes and two rotation axes has been described. However, a machine tool that does not have a rotation axis based on the first embodiment. The case will be described.
In the target machine tool, the tool head moves along the linear axes X, Y, and Z as shown in FIG. There are other machine tools that move the table along the X, Y, and Z axes. In addition, as described in the first embodiment, there is a machine tool to which another linear axis for operating a tool magazine (not shown) or a pallet on which a workpiece is placed is added.
In the case of a machine tool that performs machining with at least three linear axes, there is no command tool direction command in the first embodiment. That is, there is no B_, C_ command in the machining program shown in FIG. There are no U_, V_, and W_ commands instead (see FIG. 16). Therefore, these command data, D_, H_, T_, L_, R_, Q_, X_, Y_, Z_, I_, J_, K_, which are commanded by the machining program, are read by the cutting point command reading unit (see FIG. 17). , Tool diameter correction amount Tr, tool length correction amount Th, tool thickness correction amount Tt, taper angle θ, tool back corner R correction amount Cb, tool tip surface corner R correction amount Cf, command cutting point position (X_, Y_, Z_ ), The command cutting surface vertical vector (I_, J_, K_) is used as the cutting point command read data.
工具方向は別途パラメータで設定しておく。図15の工作機械では工具方向はZ軸方向である。第1の実施形態における補間工具方向ベクトルVtは、本実施形態では工具方向ベクトルVt(0,0,1)となる。第1の実施形態では、各ブロックの(U,V,W)の指令に対して補間周期毎に補間した方向を補間工具方向ベクトルVtとし、補間工具長補正ベクトルVhを数3式で補間周期毎に求めたが、本実施形態では工具方向ベクトルは一定なので補間周期毎に求める必要はない。数3式に対応する計算として、工具長補正量Th、工具厚補正量Ttまたは工具背面コーナR補正量Cbが指令された時に、それらの量と設定されている工具方向Vt=(0,0,1)によって、数11式のように工具長補正ベクトルVhを計算する。ここで求められる工具長補正ベクトルVhおよび上記工具方向ベクトルVtは、補間工具長補正ベクトルVhおよび補間工具方向ベクトルVtと同様に数4式、数5式、数8式、数9式などで使用する。そのため、それらは補間工具長補正ベクトルVhおよび補間工具方向ベクトルVtと同じ記号としたが、上記のように,工具長補正ベクトルVhは補間周期毎に求めるベクトルではなく、工具長補正量Th、工具厚補正量Ttまたは工具背面コーナR補正量Cbが指令された時に、それらの量と工具方向ベクトルVtから求めるベクトルであり、工具方向ベクトルVtは設定されているベクトルである。
The tool direction is set as a separate parameter. In the machine tool of FIG. 15, the tool direction is the Z-axis direction. The interpolation tool direction vector Vt in the first embodiment is a tool direction vector Vt (0, 0, 1) in this embodiment. In the first embodiment, the direction interpolated for each interpolation cycle with respect to the (U, V, W) command of each block is set as the interpolation tool direction vector Vt, and the interpolation tool length correction vector Vh is expressed by the equation 3 as the interpolation cycle. However, since the tool direction vector is constant in this embodiment, there is no need to obtain it every interpolation cycle. As a calculation corresponding to Equation 3, when the tool length correction amount Th, the tool thickness correction amount Tt, or the tool back corner R correction amount Cb is commanded, these amounts and the set tool direction Vt = (0, 0). , 1), the tool length correction vector Vh is calculated as shown in Equation 11. The tool length correction vector Vh and the tool direction vector Vt obtained here are used in
数11式以外の数2式、数4式〜数9式の計算は第1の実施形態と同様である。したがって、補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVr、補間コーナR補正ベクトルVcが切削点指令補間データであり、それらの切削点指令補間データ、工具長補正量Th、工具背面コーナR補正量Cbおよび工具厚補正量Ttから直線軸3軸の制御点位置を求め、制御点位置に移動するよう各軸を駆動する。
Calculations of Formula 2 and
4)第4の実施形態
第3の実施形態では少なくとも直線軸3軸によって加工する工作機械において工具背面のコーナR部分やテーパ角を持つ工具での実施例であったが、第3の実施例を基に工具背面のコーナR部分やテーパ角を持たない工具の場合について説明する。
4) Fourth Embodiment In the third embodiment, the tool has a corner R portion on the back of the tool and a tool having a taper angle in a machine tool that performs machining with at least three linear axes. The case of a tool having no corner R portion or taper angle on the back of the tool will be described.
図7のような工具背面のコーナR部分を持たない工具の場合、第3の実施形態における工具背面コーナR補正量番号の指令R_はない。工具先端面コーナR補正量番号の指令Q_も不要である。したがって、切削点指令読取り部で、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、テーパ角θ、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)を、切削点指令読取りデータとする。数2式、数11式、数4式〜数9式において、Cb=Cf=0とすればよい。補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVrが切削点指令補間データであり、それらの切削点指令補間データ、工具長補正量Thおよび工具厚補正量Ttから直線軸3軸の制御点位置を求め、制御点位置に移動するよう各軸を駆動する。
In the case of a tool that does not have a corner R portion on the back side of the tool as shown in FIG. 7, there is no command R_ for the back side corner R correction amount number in the third embodiment. The command Q_ for the tool tip surface corner R correction amount number is also unnecessary. Therefore, in the cutting point command reading unit, the tool radius correction amount Tr, the tool length correction amount Th, the tool thickness correction amount Tt, the taper angle θ, the command cutting point position (X_, Y_, Z_), the command cutting surface vertical vector (I_ , J_, K_) are cutting point command read data. In Formula 2, Formula 11,
図3、図4のようなテーパ角を持たない工具の場合、第3の実施形態におけるテーパ角番号の指令L_はない。工具先端面コーナR補正量番号の指令Q_も不要である。したがって、切削点指令読取り部で、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、工具背面コーナR補正量Cb、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)を、切削点指令読取りデータとする。数2式、数11式、数4式〜数9式において、θ=0とすればよい。この時、数7式はLr=Tr−CbとなりCfは現われない。補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVr、補間コーナR補正ベクトルVcが切削点指令補間データであり、それらの切削点指令補間データ,工具長補正量Th,工具厚補正量Ttおよび工具背面コーナR補正量Cbから直線軸3軸の制御点位置を求め、制御点位置に移動するよう各軸を駆動する。
In the case of a tool having no taper angle as shown in FIGS. 3 and 4, there is no command L_ for the taper angle number in the third embodiment. The command Q_ for the tool tip surface corner R correction amount number is also unnecessary. Therefore, at the cutting point command reading unit, the tool radius correction amount Tr, the tool length correction amount Th, the tool thickness correction amount Tt, the tool back corner R correction amount Cb, the command cutting point position (X_, Y_, Z_), the command cutting surface Vertical vectors (I_, J_, K_) are used as cutting point command read data. In Equation 2, Equation 11,
図5、図6のような工具背面のコーナR部分もテーパ角も持たない工具の場合、第3の実施形態における工具背面コーナR補正量番号の指令R_、工具先端面コーナR補正量番号の指令Q_、およびテーパ角番号の指令L_はない。したがって、切削点指令読取り部で、工具径補正量Tr、工具長補正量Th、工具厚補正量Tt、指令切削点位置(X_、Y_、Z_)、指令切削面垂直ベクトル(I_、J_、K_)を、切削点指令読取りデータとする。数2式、数11式、数4式〜数9式において、Cb=Cf=0、θ=0とすればよい。補間切削点位置Pc、補間工具径補正ベクトルVrが切削点指令補間データであり、それらの切削点指令補間データ、工具長補正量Thおよび工具厚補正量Ttから直線軸3軸の制御点位置を求め、制御点位置に移動するよう各軸を駆動する。
In the case of a tool having neither the corner R portion on the tool rear surface nor the taper angle as shown in FIGS. 5 and 6, the tool rear corner R correction amount command R_ in the third embodiment, the tool tip surface corner R correction amount number There is no command Q_ and taper angle number command L_. Therefore, in the cutting point command reading unit, the tool radius correction amount Tr, the tool length correction amount Th, the tool thickness correction amount Tt, the command cutting point position (X_, Y_, Z_), the command cutting surface vertical vector (I_, J_, K_). ) Is the cutting point command read data. In Equation 2, Equation 11,
次に、図17を用いて本発明第1の実施形態での数値制御装置を説明する。数値制御装置は一般に、指令読取り解析部10で加工プログラムの指令を読取るとともに解析して補間用データを作成し、補間部16で補間用データにもとづいて補間を行って各軸の移動すべき位置を求め、その位置によって各軸のサーボ22X,22Y,22Z,22B(A),22Cを駆動する。
Next, the numerical controller according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In general, a numerical control apparatus reads and analyzes a machining program command by a command
本発明では、指令読取り解析部10に属する切削点指令読取り部12で、加工プログラムを読取り切削点指令読取りデータ14を作成する。また、補間部16に属する切削点指令制御部18で切削点指令補間データ20を作成し、各軸の制御点位置を求める。求められた各軸の制御点位置に移動するよう各軸のサーボ22X,22Y,22Z,22B(A),22Cを駆動する。
In the present invention, the cutting point
図18に第1の実施形態における切削点指令制御部のフローチャートを示す。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップSA01]切削点指令読取り部で読取っている切削点指令読取りデータ(Tr,Th,Tt,θ,Cb,Cf)を得る。
●[ステップSA02]各ブロックの(X,Y,Z)指令について補間した位置を補間切削点位置Pc(Xc,Yc,Zc)とし、(I,J,K)指令について補間した方向を補間切削面垂直ベクトルVp(Vpx,Vpy,Vpz)とし、(U,V,W)指令について補間した方向を補間工具方向ベクトルVt(Vtx,Vty,Vtz)とする。
●[ステップSA03]数2式〜数8式の計算を行い、切削点指令補間データ(Pc,Vc,Vr,Vh,Vt)を得る。
●[ステップSA04]数9式、数10式の計算によってPm(Xm,Ym,Zm),Bm,Cmを得る。
FIG. 18 shows a flowchart of the cutting point command control unit in the first embodiment. Hereinafter, it demonstrates according to each step.
[Step SA01] The cutting point command read data (Tr, Th, Tt, θ, Cb, Cf) read by the cutting point command reading unit is obtained.
[Step SA02] The position interpolated for the (X, Y, Z) command of each block is set as the interpolation cutting point position Pc (Xc, Yc, Zc), and the direction interpolated for the (I, J, K) command is interpolated. A surface vertical vector Vp (Vpx, Vpy, Vpz) is set, and a direction interpolated with respect to the (U, V, W) command is set as an interpolation tool direction vector Vt (Vtx, Vty, Vtz).
[Step SA03] Formulas 2 to 8 are calculated to obtain cutting point command interpolation data (Pc, Vc, Vr, Vh, Vt).
[Step SA04] Pm (Xm, Ym, Zm), Bm, and Cm are obtained by calculation of Equation 9 and
1 ワーク
2 工具
3 テーブル
5 テーブル
7 テーブル
10 指令読取り解析部
12 切削点指令読取り部
14 切削点指令読取りデータ
16 補間部
18 切削点指令制御部
20 切削点指令補間データ
22X X軸サーボ
22Y Y軸サーボ
22Z Z軸サーボ
22B(A) B(A)軸サーボ
22C C軸サーボ
1 Work 2 Tool 3 Table
5 tables
7 tables
10 Command
Claims (10)
加工プログラムにより指令される指令切削点位置、指令切削面垂直ベクトル、工具径補正量、工具長補正量および工具先端面と工具背面との距離である工具厚補正量を読取り切削点指令読取りデータとする切削点指令読取り部と、
前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に補間切削点位置および補間工具径補正ベクトルを求めて切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量および前記工具厚補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部を有し、
前記少なくとも直線3軸を前記制御点位置に移動するよう各軸を駆動することを特徴とする数値制御装置。 A machine for machining the workpiece at the cutting point of the tool by moving the tool relative to the workpiece by moving at least three linear axes to the control point position with respect to the workpiece (workpiece) attached to the table. In the numerical control device that controls the machine,
The cutting point command read data is read by reading the command cutting point position commanded by the machining program, the command cut surface vertical vector, the tool radius correction amount, the tool length correction amount, and the tool thickness correction amount which is the distance between the tool tip surface and the tool back surface. Cutting point command reading unit to perform,
Based on the cutting point command read data, an interpolation cutting point position and an interpolation tool radius correction vector are obtained for each interpolation period to obtain cutting point command interpolation data. The cutting point command interpolation data, the tool length correction amount, and the tool thickness A cutting point command control unit for obtaining a control point position of the three linear axes from a correction amount;
A numerical controller that drives each axis so as to move the at least three linear axes to the control point position.
前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に前記補間切削点位置および前記補間工具径補正ベクトルに加えて補間コーナR補正ベクトルをも求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量、前記工具厚補正量および前記工具背面コーナR補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 The cutting point command reading unit includes a tool back corner in addition to the command cutting point position commanded by a machining program, the command cutting surface vertical vector, the tool radius correction amount, the tool length correction amount, and the tool thickness correction amount. The cutting point command reading unit that also reads the R correction amount and sets the cutting point command read data;
The cutting point command control unit obtains an interpolation corner R correction vector in addition to the interpolation cutting point position and the interpolation tool radius correction vector for each interpolation period based on the cutting point command read data, and calculates the cutting point command. A cutting point command control unit that obtains control point positions of the three linear axes from the cutting point command interpolation data, the tool length correction amount, the tool thickness correction amount, and the tool back corner R correction amount as interpolation data. The numerical control apparatus according to claim 1.
前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に前記補間切削点位置および前記補間工具径補正ベクトルを求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量および前記工具厚補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 The cutting point command reading unit includes a tool taper angle in addition to the command cutting point position commanded by a machining program, the command cutting surface vertical vector, the tool radius correction amount, the tool length correction amount, and the tool thickness correction amount. Is also the cutting point command reading unit that reads the cutting point command read data,
The cutting point command control unit obtains the interpolation cutting point position and the interpolation tool radius correction vector for each interpolation period based on the cutting point command read data, and sets the cutting point command interpolation data as the cutting point command interpolation data. The numerical control device according to claim 1, wherein the numerical control device is a cutting point command control unit that obtains control point positions of the three linear axes from data, the tool length correction amount, and the tool thickness correction amount.
前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に前記補間切削点位置および前記補間工具径補正ベクトルに加えて補間コーナR補正ベクトルをも求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データ、前記工具長補正量、前記工具厚補正量および前記工具背面コーナR補正量から前記直線軸3軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 The cutting point command reading unit includes a tool back corner in addition to the command cutting point position commanded by a machining program, the command cutting surface vertical vector, the tool radius correction amount, the tool length correction amount, and the tool thickness correction amount. The cutting point command reading unit that also reads the R correction amount, the tool tip surface corner R correction amount, and the tool taper angle and sets the cutting point command read data;
The cutting point command control unit obtains an interpolation corner R correction vector in addition to the interpolation cutting point position and the interpolation tool radius correction vector for each interpolation period based on the cutting point command read data, and calculates the cutting point command. A cutting point command control unit that obtains control point positions of the three linear axes from the cutting point command interpolation data, the tool length correction amount, the tool thickness correction amount, and the tool back corner R correction amount as interpolation data. The numerical control apparatus according to claim 1.
前記切削点指令読取り部は、加工プログラムにより指令される指令工具方向をも読取り前記切削点指令読取りデータとする前記切削点指令読取り部であり、
前記切削点指令制御部は、前記切削点指令読取りデータにもとづいて、補間周期毎に補間工具方向ベクトルVtおよび補間工具長補正ベクトルをも求めて前記切削点指令補間データとし、前記切削点指令補間データから前記直線軸3軸および前記回転軸2軸の制御点位置を求める切削点指令制御部であり、
前記少なくとも直線軸3軸および前記回転軸2軸を前記制御点位置に移動するよう各軸を駆動することを特徴とする記請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の数値制御装置。 The machine tool moves the tool relative to the workpiece by moving at least three linear axes and two rotation axes to the control point position with respect to the workpiece (workpiece) attached to the table. Is a multi-axis machine tool
The cutting point command reading unit is the cutting point command reading unit that reads the command tool direction commanded by a machining program and sets the cutting point command read data,
The cutting point command control unit obtains an interpolation tool direction vector Vt and an interpolation tool length correction vector for each interpolation period based on the cutting point command read data, and uses the cutting point command interpolation data as the cutting point command interpolation data. A cutting point command control unit for obtaining control point positions of the three linear axes and the two rotary axes from data;
5. The numerical control device according to claim 1, wherein each of the axes is driven so as to move the at least three linear axes and the two rotation axes to the control point position. 6. .
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