JPH10177406A

JPH10177406A - ５軸加工機の制御装置

Info

Publication number: JPH10177406A
Application number: JP35328596A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Otsuki; 俊明大槻; Ryoji Eguchi; 亮二江口
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】プログラム指令点を実際の被切削点に一致さ
せながら、ボールエンドミル側の切削点を先端からずら
せて加工を行なう５軸加工機。【解決手段】指定方向工具長補正機能を用い、ボール
エンドミル４の先端でプログラム指令点７に対する加工
を行なう工具姿勢（ワーク面に対する法線）をＩ，Ｊ，
Ｋまたは回転２軸値で指定する。この時の工具軸方向Ｔ
Ｌ’を基準に、工具１’を傾ける角度条件（α；基準姿
勢に対する傾斜角，β；加工進行方向に対してなす角
度）をプログラムまたはパラメータで指定しておく。プ
ログラム指令点７が実際の被切削点となる条件を破らず
に、ボールエンドミル側の切削点を先端からずらせるよ
うな補正ベクトル＜ｑ＞を計算し、プログラム指令点７
の位置に加算した点を制御点３の位置とし、基本３軸の
移動目標点（位置）とする。また、その時の工具軸方向
ＴＬに対応する回転２軸値を計算し、回転２軸の移動目
標点（姿勢）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基本３軸と工具を
回転させる回転軸２軸を有する５軸の工作機械（５軸加
工機）を制御するための制御装置に関し、更に詳しく言
えば、前記５軸加工機の工具軸方向を補正して適正な加
工を行なわせる機能を備えた数値制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術】５軸加工機は、図１（ａ）に示すように、
基本３軸と工具を回転させる回転軸２軸を有する加工機
として知られている。同図において、工具１は先端部に
取り付けた４を工具軸ＴＬ周り（矢印ＳＰ）に回転させ
てワークＷの切削加工を行なうものである。Ｃ軸（Ｚ軸
方向周りの回転軸）で駆動される工具取付部２には、回
転中心３を通りＺ軸に垂直な工具支承軸が設けられ、こ
の工具支承軸周りに回転自在な態様で工具１が取り付け
られている。

【０００３】同図に付記したように、Ｘ軸周り及びＹ軸
周りの回転軸をそれぞれＡ軸、Ｂ軸と呼ぶ習慣に従え
ば、Ｃ軸の回転位置に応じて、５軸加工機の回転２軸
は、「Ｃ軸とＡ軸」あるいは「Ｃ軸とＢ軸」と言うこと
も出来るので、本明細書ではこれをＡ／Ｂ軸と表記す
る。基本３軸については、ワークＷを載置するテーブル
ＴＢあるいは工具取付部２を搭載した駆動機構（図示省
略）に振り分けられる。

【０００４】これら５軸を駆動するサーボモータを数値
制御装置で制御する場合、制御点３を工具１の回転中心
として、指定方向工具長補正機能を用いてボールエンド
ミル４の先端５を被切削希望位置に一致させる手法が用
いられている。この指定方向工具長補正機能は次の手順
で実行される機能である。

【０００５】（１）図１（ｂ）に示したように、任意の
長さのベクトルＤを定める３個１組の値（Ｉ，Ｊ，Ｋ）
を以て工具軸ＴＬの向きを指定する。工具軸ＴＬの向き
は、ボールエンドミル先端５から制御点（回転中心）３
へ向かうものとする。例えば、図示した例に即して言え
ば、（１．００，１．８０，６．００）などと指定す
る。

【０００６】（Ｉ，Ｊ，Ｋ）の指定は、加工プログラム
中で指定されても良いし、加工プログラムとは別のパラ
メータ設定機能によっても良い。数値制御装置を指定方
向工具長補正モードにした状態でプログラム再生運転を
行なうと、加工プログラムで指定された加工点にボール
エンドミル先端５の位置を一致させ、且つ、（Ｉ，Ｊ，
Ｋ）で指定した工具軸ＴＬの方向が実現されるように、
回転２軸（Ｃ軸とＡ／Ｂ軸）と基本３軸が制御される。
なお、基本３軸の制御には、（Ｉ，Ｊ，Ｋ）の他に、予
め設定された工具長Ｌ（制御点３とボールエンドミル先
端５の間の距離）のデータが用いられる。

【０００７】このように、指定方向工具長補正機能を利
用すれば、希望する工具姿勢を保ちながら、ボールエン
ドミル先端５を加工プログラムで指定した経路に沿って
移動させながら切削加工を行なうことが出来る。即ち、
指定方向工具長補正機能は、ボールエンドミル先端５を
切削点とみなして指定された工具姿勢を実現するように
制御点３の位置（基本３軸）・姿勢（回転２軸）を補正
する機能である。

【０００８】ここで問題となるのは、特殊なケースを除
き、ボールエンドミル先端５が実際に切削を行なう点と
しては適切でないということである。何故ならば、ボー
ルエンドミル先端５はボールエンドミル自身の回転（自
転）軸上にあり、ボールエンドミルが回転（自転）して
もワーク面との間に相対速度が“０”となるからであ
る。

【０００９】また、もう一つの問題は、指定方向工具長
補正機能を用いて工具１の工具軸ＴＬの方向を（Ｉ，
Ｊ，Ｋ）で指定した場合、それがワーク面に垂直である
場合を除き、図２に示したように、ボールエンドミル４
の先端５をワーク面上の被切削希望点７に対応させるこ
とが出来ないことである。図示したモデルでは、ボール
エンドミル先端５からはずれた点８付近のワーク表面が
事実上の切削点となり、被切削希望点７からはずれてし
まう。しかも、点８は原理的はワーク面下に食い込んだ
位置にあるから、その意味でも適正とは言えない。

【００１０】これらの問題に対処するため、従来は、実
際の加工に際してオペレータが経験と勘に基づいて制御
点３の微量位置シフト、工具長Ｌの設定値の微修正、加
工プログラムの加工点データの微修正などを含む微調整
作業を追加的に実行し、図３に示したように、ボールエ
ンドミル先端５からずれたボールエンドミル表面上の点
６が被切削希望点７に一致させようとしていた。しか
し、このような微調整作業は煩雑であり、オペレータの
熟練度によって加工品質にばらつきが出易い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記従来の指定方向工具長補正機能を改良した補正
機能を５軸加工機の制御装置に持たせ、被切削希望点
（典型的にはプログラム指令点）を被切削点とする条件
を崩さずに、工具を指定する傾斜角条件に従って傾斜さ
せ、ボールエンドミル側の切削点を先端からずらせるこ
とが出来るようにすることである。また、本発明は、そ
のことを通して、５軸加工機を用いた加工作業の効率化
と加工品質の向上・安定化を図るものである。なお、本
明細書では、上記補正を切削点補正、その機能を切削点
補正機能と言う。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、プログラム指令点を実際の被切削点に一
致させながら、ボールエンドミル側の切削点を先端から
ずらせて加工を行なうように５軸加工機を制御すること
が出来る制御装置を提供する。

【００１３】本発明に従った制御装置は、基本３軸と、
先端部にボールエンドミルを装備した工具を回転させる
回転軸２軸を有し、工具の基部に制御点を持つ５軸加工
機を制御するものであり、加工プログラムを記憶する手
段と、加工プログラムを再生して前記５軸加工機を動作
させるための移動指令を出力する手段と、ワーク面に対
する法線方向に前記工具の軸方向が一致する工具基準姿
勢を表わす工具基準姿勢データを記憶する手段に加えて
次の手段を備えている。

【００１４】（１）工具基準姿勢から傾斜した工具姿勢
を表わす工具傾斜条件データを記憶する手段と、工具基
準姿勢データと、工具傾斜条件データと、加工プログラ
ムから定められる加工進行方向を表わすデータに基づい
て、加工プログラムから定められる指令点を被切削点と
する条件で前記工具傾斜条件データに従って工具を傾斜
させた状態を実現するために必要な基本３軸の位置補正
量を、制御点に関して算出する手段（２）指令点を表わすデータと算出された基本３軸の位
置補正量に基づいて、制御点に関する基本３軸の移動目
標点を定める手段並びに工具傾斜条件データに基づい
て、回転２軸の移動目標点を定める手段工具基準姿勢データを記憶する手段による工具基準姿勢
データの記憶は、ワーク面に対する法線方向を表わすベ
クトルの成分比を記述するパラメータの設定あるいは、
ワーク面に対して前記工具の軸方向が垂直になるような
回転２軸の値を記述するパラメータの設定によって行な
うことが出来る。

【００１５】また、工具傾斜条件データは加工プログラ
ム中で指定しても良く、加工プログラムとは別のパラメ
ータ設定によって行なわれても良い。

【００１６】本発明の制御装置は、従来の指定方向工具
長補正機能を用い、ボールエンドミルの先端でプログラ
ム指令点７に対する加工を行なう工具姿勢（ワーク面に
対する法線）をベクトル成分比Ｉ，Ｊ，Ｋまたは回転２
軸値で指定する。この時の工具軸方向を基準に、工具を
傾ける角度条件、より具体的に言えば、基準姿勢に対す
る傾斜角α並びに加工進行方向に対してなす角度βをプ
ログラムまたはパラメータで指定しておく。

【００１７】制御装置内部では、プログラム指令点が実
際の被切削点となる条件を破らずに、ボールエンドミル
側の切削点を先端からずらせるような補正量（ベクトル
量）が計算され、プログラム指令点から補正量に従った
シフトをかけた点を制御点３の位置とされ、基本３軸の
移動目標点（位置）とされる。また、その時の工具軸方
向に対応する回転２軸値が求められ、回転２軸の移動目
標点（姿勢）とされる。そして、これら５軸の移動目標
点への移動のための指令が５軸加工機の各軸サーボに出
力される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図４は、本発明の一つの実施形態
に係る制御装置としての数値制御装置（ＣＮＣ）のハー
ドウェア構成を要部ブロック図で示したものである。同
図において、符号１０で示された数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）は、全体を統括制御するプロセッサ１１を備える。
プロセッサ１１は、バス２１を介して、ＲＯＭ１２に格
納されたシステムプログラムを読み出し、このシステム
プログラムに従って、数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体
の制御を実行する。例えばＤＲＡＭで構成されるＲＡＭ
１３には、一時的に計算データ、表示データ等が格納さ
れる。

【００１９】ＣＭＯＳ１４には、加工プログラム及び各
種パラメータが格納される。また、後述する切削点補正
を行なう為のプログラム並びに関連パラメータが格納さ
れる。以下、これらプログラムを合わせて動作プログラ
ムと呼ぶこととする。ＣＭＯＳ１４は図示されないバッ
テリでバックアップされ、数値制御装置（ＣＮＣ）１０
の電源がオフされてもデータが消去されない不揮発性メ
モリとして機能する。

【００２０】インターフェイス１５は、外部機器用との
入出力を行なう為に設けられ、オフラインプログラミン
グ装置、プリンタ等の外部機器３１が接続される。オフ
ラインプログラミング装置で作成された動作プログラム
のデータは、インターフェイス１５を介して数値制御装
置（ＣＮＣ）１０に読み込まれる。数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）１０で編集された動作プログラムのデータは、例え
ばプリンタで出力可能である。

【００２１】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６は、数値制御装置（ＣＮＣ）１０に内蔵さ
れ、ラダー形式で作成されたシーケンスプログラムで機
械を制御する。即ち、動作プログラムで指令されたＭ機
能、Ｓ機能及びＴ機能に従って、これらをシーケンスプ
ログラムで必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７か
ら機械側（ここでは５軸加工機）に出力する。この出力
信号は、機械側の各種動作部（エアシリンダ、ネジ、電
気アクチュエータ等）を作動させる。また、機械側の各
種スイッチや機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、
必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。

【００２２】グラッフィク制御回路１８は、各軸（５
軸）の現在位置、アラーム、パラメータ、画像データ等
のディジタルデータを画像信号に変換して出力する。こ
の画像信号は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表示装置
２６に送られ、表示装置２６に表示される。インターフ
ェイス１９は、ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５内のキーボ
ード２７からデータを受けて、プロセッサ１１へ渡す。

【００２３】インターフェイス２０は、手動パルス発生
器３２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルス
を受ける。手動パルス発生器３２は機械操作盤に実装さ
れ、ワークテーブルを含む機械本体の可動部を手動で移
動・位置決めするために使用することが出来る。

【００２４】軸制御回路４１〜４５は、プロセッサ１１
からの各軸（５軸）の移動指令を受けて、各軸の指令を
サーボアンプ５１〜５５に出力する。サーボアンプ５１
〜５５は、この移動指令を受けて、各軸のサーボモータ
６１〜６５を駆動する。これら各軸のサーボモータ６１
〜６５は、加工機の基本３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）並び
に回転２軸（Ｃ軸、Ａ／Ｂ軸）を駆動する。

【００２５】符号６５１はＡ／Ｂ軸駆動用のサーボモー
タ６５に付設された位置検出器としてのパルスコーダで
あり、図示は省略したが、他軸のサーボモータ６１〜６
４にも同様にパルスコーダが付設される。これらパルス
コーダの出力パルスは、位置フィードバック信号や速度
のフィードバック信号の生成に使用される。

【００２６】スピンドル制御回路７１は、スピンドル回
転指令の指令を受けて、スピンドルアンプ７２にスピン
ドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ７２は、こ
のスピンドル速度信号を受けて、スピンドルモータ７３
を指令された回転速度で回転し、５軸加工機の工具１の
ボールエンドミル４を回転させる。

【００２７】以上述べたハードウェア構成は、通常の数
値制御装置と特に変わりはない。即ち、本発明は数値制
御装置のハードウェア構成に新規な条件を要求するもの
ではなく、次に説明する内容の切削点補正を実行するた
めのソフトウェア手段が備わっていれば良い。以下、切
削点補正の原理（計算内容）から順を追って説明する。

【００２８】今、指定方向工具長補正機能を用いて、図
５に示したように、ボールエンドミル４の先端で被切削
希望点（加工プログラム指令点）７に対する加工が行な
われる工具姿勢（Ｉ，Ｊ，Ｋ）の指定がなされたものと
する。この時の工具を符号１’（破線）、工具軸をＴ
Ｌ’、ボールエンドミル４の先端を５’でそれぞれ表わ
せば、工具軸ＴＬ’のはワーク面に対して垂直になって
いる。

【００２９】この状態（工具基準姿勢）を基準として、
被切削希望点７が被切削点となる条件を破らずに、工具
１’を新たに指定する傾斜角だけ傾けて、ボールエンド
ミル４側の切削点を先端からずらせることを考える。図
５には、傾斜後の工具を符号１（実線）、工具軸を符号
ＴＬ、ボールエンドミル４の先端を符号５、制御点を符
号３でそれぞれ表わした。また、傾斜前後の状態に関連
して、次の記号を使用する。

【００３０】ｒ：ボールエンドミル４の半径ｌ：ボールエンドミル４の中心９から制御点３までの距
離＜ｅ＞：傾斜前に（Ｉ，Ｊ，Ｋ）で規定される単位ベク
トルで、ここではプログラム指令点７においてワーク面
に対して立てた法線ベクトルでもある。＜ｑ＞：プログラム指令点７から、傾斜後の制御点３に
向かうベクトルで、求めるべき補正ベクトルである。 α：プログラム指令点７におけるワーク面に対する法線
方向から測った工具１の傾斜角図５における傾斜後の工具軸方向、法線ベクトル等をプ
ログラムで指定される工具進行方向との関係で３次元的
に描き直すと図６のようになる。また、本図にに関連し
て、次の記号を更に使用する。

【００３１】＜ｐ＞：プログラムで指定される工具進行
方向を表わす単位ベクトル＜Ｎ＞：工具進行方向ベクトル＜ｐ＞と法線ベクトル＜
ｅ＞に垂直な方向を表わすベクトル β：プログラムで指定される工具進行方向から測った工
具１の傾斜角ここで、α、βいずれも、プログラムで指定、あるい
は、別途パラメータ設定により数値制御装置１０に教示
しておくことが出来る量である。また、ボールエンドミ
ル４の半径ｒ及びボールエンドミル４の中心９から制御
点３までの距離ｌは、数値制御装置１０に予め設定され
る。更に、（Ｉ，Ｊ，Ｋ）については、それがワーク面
に対する法線方向を表わすように数値制御装置１０に設
定する。但し、Ｉ，Ｊ，Ｋの値を設定する代わりに、ワ
ーク面に垂直な工具姿勢を与える回転２軸（Ｃ軸とＡ／
Ｂ軸）の回転位置（θ_A/B0，θ_C0）を設定しても良い
（数値制御装置１０内部でＩ，Ｊ，Ｋに換算可能）。

【００３２】以下、Ｉ，Ｊ，Ｋの値が設定されている
か、あるいは、数値制御装置１０内部で換算計算により
求められているものとして説明を続ける。法線ベクトル
＜ｅ＞の各成分ｅ_x ，ｅ_y ，ｅ_z は、Ｉ，Ｊ，Ｋを用い
て次式（１）で表わされる。

【００３３】

【数１】一方、工具進行方向ベクトル＜ｐ＞と法線ベクトル＜ｅ
＞に垂直な方向を表わすベクトル＜Ｎ＞の各成分Ｎ_x ，
Ｎ_y ，Ｎ_z は、＜Δｐ＞＝（Δｘ，Δｙ，Δｚ）と＜ｅ
＞の外積から次のように求めることが出来る。Ｎ＝（Ｎ_x ，Ｎ_y ，Ｎ_z ）＝（（ｅ_y ・Δｚ−ｅ_z Δｙ），（ｅ_z ・Δｘ−ｅ_x Δｚ），（ｅ_x ・Δ ｙ−ｅ_y Δｘ））・・・（２）これを正規化したものを＜ｎ＞＝（ｎ₁ ，ｎ₂ ，ｎ₃ ）
とすると、次式（３）が得られる。

【００３４】

【数２】ここで、補正ベクトル＜ｑ＞を正規化したものを＜ｄ＞
とし、＜ｎ＞を中心軸とする角度αの回転を表わす行列
を［Ｍ₁ ］、＜ｅ＞を中心軸とする角度βの回転を表わ
す行列を［Ｍ₂ ］とすれば、＜ｄ＞は次式（４）で表わ
される。＜ｄ＞＝［Ｍ₁ ］［Ｍ₂ ］＜ｅ＞・・・（４）そして、［Ｍ₁ ］，［Ｍ₂ ］は＜ｎ＞，＜ｅ＞の各成
分及びα，βを使って次式（５），（６）で表わされ
る。

【００３５】

【数３】切削点補正を行なうための、プログラム指令点７に対す
る基本３軸Ｘ，Ｙ，Ｚの補正量は、補正ベクトルｑの各
成分ΔＸ，ΔＹ，ΔＺに他ならない。従って、求めるべ
きプログラム指令点７に対する基本３軸Ｘ，Ｙ，Ｚの補
正量はまとめて次式（７）となる。＜ｑ＞＝（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）＝ｒ＜ｅ＞＋ｌ＜ｄ＞・・・（７）また、この＜ｑ＞に対応する工具１の工具軸方向ＴＬの
方向を与える回転２軸Ａ／Ｂ軸及びＣ軸の値θ_A/B ，θ
_C は、それぞれ次式（８），（９）のようになる。

【００３６】

【数４】以上のことから、数値制御装置１０の内部で、任意のプ
ログラム指令点（一般には、被切削希望点）７に対して
上記（７）〜（９）を切削点補正計算を行なえば、プロ
グラム指令点７が実際の被切削点となる条件を破らず
に、指定された傾斜条件に応じてボールエンドミル４側
の切削点を先端からずらせる切削点補正が達成出来る。
傾斜条件は対ワーク面法線方向のデータと傾斜角度α，
βのデータで数値制御装置１０に与えれば良い。

【００３７】前述したように、対ワーク面法線方向のデ
ータは、指定方向工具長補正機能を用いた工具軸方向ベ
クトル成分Ｉ，Ｊ，Ｋの指定あるいは回転２軸（Ａ／Ｂ
軸及びＣ軸）の回転位置の指定によって数値制御装置１
０に与えることが出来る。これら指定は、プログラム中
への書き込み、あるいはパラメータ設定のいずれによっ
ても良い。

【００３８】図７は、数値制御装置１０が内部で行なう
処理の概略を記したフローチャートである。本処理は、
各軸（５軸）の移動目標位置の計算周期毎に行なわれ、
その際に用いられるＩ，Ｊ，Ｋの値あるいはこれに代わ
る回転２軸の指定値θ_A/B0，θ_C0は、加工プログラムに
書き込まれた値、または別途パラメータとして設定され
た値を用いる。本発明に従った補正を行なう前の移動目
標点は、通常、加工プログラムから算出されるが、マニ
ュアル指令に移動指令に従って算出する場合も有り得
る。

【００３９】各ステップＳ１〜ステップＳ９の要点を記
せば、次の通りである。ステップＳ１；指定されているＩ，Ｊ，Ｋあるいはθ
_A/B0，θ_C0に基づいて、指定方向工具長補正の計算を行
なう。Ｉ，Ｊ，Ｋでの指定の場合は、基本３軸の補正量
ΔＸ，ΔＹ，ΔＺと回転２軸値θ_A/B0，θ_C0を求める。
また、θ_A/B0，θ_C0による指定の場合には、補正量Δ
Ｘ，ΔＹ，ΔＺを求める。Ｉ，Ｊ，Ｋが指定されている
場合のΔＸ₀ ，ΔＹ₀ ，ΔＺ₀ ，θ_A/B0，θ_C0は次式
（１０）〜（１４）で計算される。

【００４０】

【数５】ステップＳ２；切削点補正を表わす指令（ここではＧ４
１．９を例示）の有無、即ち、プログラムまたはパラメ
ータで（α，β）指定がなされているか否かをチェック
する。イエスであればステップＳ３へ進み、ノーであれ
ばステップＳ４へ進む。ステップＳ３；切削点補正実行／非実行の別を表わすフ
ラグＦを反転または再書込によりＦ＝１（実行）とす
る。（反転または再書込）。

【００４１】ステップＳ４；切削点補正キャンセルを表
わす指令（ここではＧ４０を例示）の有無をチェックす
る。イエスであればステップＳ５へ進み、ノーであれば
ステップＳ６へ進む。ステップＳ５；切削点補正実行／非実行の別を表わすフ
ラグＦを反転または再書込によりＦ＝０（非実行）とす
る。

【００４２】ステップＳ６；フラグＦの値をチェックす
る。Ｆ＝１であればステップＳ７へ進み、Ｆ＝０であれ
ばステップＳ９へ進む。ステップＳ７；指定されているα，βに基づいて、前述
（１）〜（９）計算を行い、基本３軸の補正量ΔＸ，Δ
Ｙ，ΔＺと回転２軸値θ_A/B，θ_C を求める。

【００４３】ステップＳ８；各軸（５軸）について、プ
ログラム指令点を切削点補正した位置・姿勢を移動目標
点とする移動指令を作成し、サーボへ渡し、１計算周期
分の処理を終了する。プログラム指令点の位置成分を
（ｘ，ｙ，ｚ）とすれば、移動目標点の各軸成分は（ｘ
＋ΔＸ，ｙ＋ΔＹ，ｚ＋ΔＺ；θ_A/B，θ_C ）となる。

【００４４】ステップＳ９；各軸（５軸）について、プ
ログラム指令点を指定方向工具長補正した位置・姿勢を
移動目標点とする移動指令を作成し、サーボへ渡し、１
計算周期分の処理を終了する。プログラム指令点の位置
成分を（ｘ，ｙ，ｚ）とすれば、移動目標点の各軸成分
はステップＳ１の計算結果から、（ｘ＋ΔＸ0 ，ｙ＋Δ
Ｙ0 ，ｚ＋ΔＺ0 ；θ_A/B0，θ_C0）となる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、５軸加工機の制御装置
に、ボールエンドミル先端からはずれたボールエンドミ
ル表面上の点を被切削希望点に自動的に一致させる切削
点補正機能を持たせることが出来るので、５軸加工機を
用いた加工作業の効率化と加工品質の向上・安定化を図
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、加工機の軸構成を説明する図であ
り、（ｂ）は、指定方向工具長補正におけるＩ，Ｊ，Ｋ
の指定について説明する図である。

【図２】指定方向工具長補正機能の問題点を説明する図
である。

【図３】ボールエンドミル先端からずれたボールエンド
ミル表面上の点を被切削希望点７に一致させた状態を説
明する図である。

【図４】本発明の一つの実施形態に係る数値制御装置
（ＣＮＣ）のハードウェア構成を要部ブロック図で示し
たものである。

【図５】ボールエンドミルの先端で被切削希望点（加工
プログラム指令点）に対する加工が行なわれる工具姿勢
から、被切削希望点が被切削点となる条件を破らずに、
工具を傾けて工具側の切削点をずらせた状態を説明する
図である。

【図６】図５における傾斜後の工具軸方向、法線ベクト
ル等をプログラムで指定される工具進行方向との関係で
３次元的に描き直したす図である。

【図７】数値制御装置が行なう処理の概略を記したフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１，１’ 工具２工具取付部３回転中心４ボールエンドミル５ボールエンドミル先端６ボールエンドミル先端からずれたボールエンドミル
表面上の点７被切削希望点（プログラム指令点）１０数値制御装置（ＣＮＣ）１１プロセッサ１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ１４ＣＭＯＳ１５インターフェイス１６ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントロー
ラ）１７Ｉ／Ｏユニット１８グラッフィク制御回路１９インターフェイス２０インターフェイス２１バス２５ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２６表示装置２７キーボード３１外部機器３２手動パルス発生器４１〜４５軸制御回路５１〜５５サーボアンプ６１〜６５サーボモータ６５１パルスコーダ７１スピンドル制御回路７２スピンドルアンプ７３スピンドルモータＴＬ，ＴＬ’ 工具軸ＷワークＴＢテーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基本３軸と、先端部にボールエンドミル
を装備した工具を回転させる回転軸２軸を有し、前記工
具の基部に制御点を持つ５軸加工機の制御装置であっ
て、加工プログラムを記憶する手段と、前記加工プログラムを再生して前記５軸加工機を動作さ
せるための移動指令を出力する手段と、ワーク面に対する法線方向に前記工具の軸方向が一致す
る工具基準姿勢を表わす工具基準姿勢データを記憶する
手段と、前記工具基準姿勢から傾斜した工具姿勢を表わす工具傾
斜条件データを記憶する手段と、前記工具基準姿勢データと、工具傾斜条件データと、前
記加工プログラムから定められる加工進行方向を表わす
データに基づいて、前記加工プログラムから定められる
指令点を被切削点とする条件で前記工具傾斜条件データ
に従って前記工具を傾斜させた状態を実現するために必
要な基本３軸の位置補正量を、前記制御点に関して算出
する手段と、前記指令点を表わすデータと前記算出された基本３軸の
位置補正量に基づいて、前記制御点に関する基本３軸の
移動目標点を定める手段と、前記工具傾斜条件データに基づいて、回転２軸の移動目
標点を定める手段を備えた、前記５軸加工機の制御装置。
【請求項２】前記工具基準姿勢データを記憶する手段
による前記工具基準姿勢データの記憶が、前記ワーク面
に対する法線方向を表わすベクトルの成分比を記述する
パラメータの設定によって行なわれる、請求項１に記載
された５軸加工機の制御装置。
【請求項３】前記工具基準姿勢データを記憶する手段
による前記工具基準姿勢データの記憶が、前記ワーク面
に対して前記工具の軸方向が垂直になるような前記回転
２軸の値を記述するパラメータの設定によって行なわれ
る、請求項１に記載された５軸加工機の制御装置。
【請求項４】前記工具傾斜条件データが前記加工プロ
グラムに包含されており、前記加工プログラムを記憶する手段が、前記工具傾斜条
件データを記憶する手段を兼ねている、請求項１〜請求
項３に記載された５軸加工機の制御装置。
【請求項５】前記工具傾斜条件データを記憶する手段
による前記工具傾斜条件データの記憶が、前記工具傾斜
条件を記述するパラメータの設定によって行なわれる、
請求項１〜請求項３に記載された５軸加工機の制御装
置。