本發(fā)明專利技術(shù)提供具有工件設(shè)置誤差修正部的多軸機床用數(shù)值控制裝置。控制利用三個直線軸與三個旋轉(zhuǎn)軸進行加工的多軸加工機的數(shù)值控制裝置具有修正工件設(shè)置時的設(shè)置誤差的功能。該數(shù)值控制裝置以工件設(shè)置坐標(biāo)系上的工具位置及工具方向在具有設(shè)置誤差的工件上保持的方式，通過根據(jù)該設(shè)置誤差計算修正工具位置與修正工具方向，求出三個直線軸的修正直線軸位置與三個旋轉(zhuǎn)軸的修正旋轉(zhuǎn)軸位置，根據(jù)這些修正直線軸位置與修正旋轉(zhuǎn)軸位置驅(qū)動控制這些各軸。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及控制通過利用至少三個直線軸及三個旋轉(zhuǎn)軸使工作臺或工具頭旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)對安裝在工作臺上的工件(加工物)進行加工的多軸機床(多軸加工機)的數(shù)值控制裝置，尤其涉及具備修正設(shè)置工件時的設(shè)置誤差的工件設(shè)置誤差修正部的數(shù)值控制裝置。
技術(shù)介紹
在三個直線軸(X、Y、Z軸)外具有兩個旋轉(zhuǎn)軸的五軸加工機比較普遍。在這種五軸加工機中，在例如下述三個專利文獻I中公開了具備修正設(shè)置工件時的設(shè)置誤差的工件設(shè)置誤差修正部的數(shù)值控制裝置。在日本特開2009-15464號公報中，公開了在五軸加工機中將在機械坐標(biāo)系中插入的位置轉(zhuǎn)換為中間坐標(biāo)系并相對于工件設(shè)置時的誤差進行誤差修正，并將該中間坐標(biāo)系的位置變換為機械坐標(biāo)系的位置的技術(shù)。但是，在該專利文獻中沒有記載在旋轉(zhuǎn)軸的位置具有多個解的場合選擇哪個解，因此無法將該技術(shù)用于數(shù)值控制裝置。在美國專利8041447號公報中記載了下述技術(shù)在五軸加工機中計算工具的指令坐標(biāo)系上的位置與方向，在計算相對于工件設(shè)置時的誤差進行誤差修正后的旋轉(zhuǎn)軸位置時，在該解存在多個的場合選擇近似于指令位置的解。在日本特開2011-133968號公報中論述了作為與上述美國專利8041447號公報的問題點產(chǎn)生在特殊點附近的旋轉(zhuǎn)軸的較大的動作的場合。當(dāng)產(chǎn)生在特殊點附近的旋轉(zhuǎn)軸的較大的動作時，產(chǎn)生加工時間變長，在加工面上產(chǎn)生臺階或偏離并使加工面品質(zhì)下降等不良狀況。因此，在該日本特開2011-133968號公報中，公開了在旋轉(zhuǎn)軸超過特殊點并指令為相反側(cè)的場合，使該旋轉(zhuǎn)軸的路徑為特殊點通過的技術(shù)。但是，在該技術(shù)中，由于改變路徑，產(chǎn)生加工誤差。另外，這些技術(shù)如上所述，全部以五軸加工機為對象。最近，使用了如圖1及圖2所示的、具有三個旋轉(zhuǎn)軸的頭旋轉(zhuǎn)式多軸加工機用的工具頭。另外，也使用具有工作臺旋轉(zhuǎn)用的兩個旋轉(zhuǎn)軸與頭旋轉(zhuǎn)用的一個旋轉(zhuǎn)軸的混合式多軸加工機(參照圖3)或具有工作臺旋轉(zhuǎn)用的一個旋轉(zhuǎn)軸與頭旋轉(zhuǎn)用的兩個旋轉(zhuǎn)軸的混合式多軸加工機(參照圖4)。另外，考慮將具有工作臺旋轉(zhuǎn)用的三個旋轉(zhuǎn)軸的工作臺旋轉(zhuǎn)式多軸加工機(參照圖5)也作為機械結(jié)構(gòu)。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)涉及在三個直線軸(X、Y、Z軸)之外具有兩個旋轉(zhuǎn)軸的五軸加工機，沒有利用數(shù)值控制裝置修正在具有三個旋轉(zhuǎn)軸的多軸結(jié)構(gòu)的機床(多軸加工機)上設(shè)置工件時的其設(shè)置誤差的技術(shù)。另外，在上述美國專利8041447號公報中，即使選擇多個解中的任一個，也只選擇兩組解中的任意一個。然而，后述所述，就具有三個旋轉(zhuǎn)軸的多軸加工機而言，計算這些旋轉(zhuǎn)軸的位置時的解存在無數(shù)個。因此，無法簡單地將u上述五軸加工機相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于具有三個旋轉(zhuǎn)軸的多軸加工機。另外，在五軸加工機中，在特殊點附近存在具有產(chǎn)生上述那樣的旋轉(zhuǎn)軸的較大的動作或加工誤差的場合之類的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種數(shù)值控制裝置，其控制通過利用至少三個直線軸及三個旋轉(zhuǎn)軸使工作臺或工具頭旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)對安裝在工作臺上的工件進行控制，具備修正設(shè)置工件時的位置誤差的工件設(shè)置誤差修正部。另外，在具有至少三個直線軸及三個旋轉(zhuǎn)軸的多軸機床修正工件設(shè)置時的設(shè)置誤差時，不產(chǎn)生在五軸加工機中產(chǎn)生的特殊點附近的較大的動作。由此，能以更短的時間且更高的品質(zhì)進行更高精度的加工。本專利技術(shù)的數(shù)值控制裝置對利用至少三個直線軸與三個旋轉(zhuǎn)軸加工安裝在工作臺上的工件的多軸機床進行控制，該數(shù)值控制裝置具備對設(shè)置工件時的設(shè)置誤差進行修正的工件設(shè)置誤差修正部。并且，該工件設(shè)置誤差修正部具有根據(jù)上述三個直線軸和上述三個旋轉(zhuǎn)軸的指令位置計算作為設(shè)置工件時的坐標(biāo)系的工件設(shè)置坐標(biāo)系上的工具位置與工具方向的工具位置/方向計算部；以在具有上述設(shè)置誤差的工件上保持由上述工具位置/方向計算部計算的上述工件設(shè)置坐標(biāo)系上的工具位置與工具方向的方式，根據(jù)與上述設(shè)置誤差對應(yīng)地預(yù)先設(shè)定的設(shè)置誤差量進行修正工具位置與修正工具方向的計算的修正工具位置/方向計算部；以及根據(jù)由上述修正工具位置/方向計算部計算的修正工具位置與修正工具方向計算上述三個直線軸的修正直線軸位置與上述三個旋轉(zhuǎn)軸的修正旋轉(zhuǎn)軸位置的修正直線軸/旋轉(zhuǎn)軸位置計算部。并且，根據(jù)由上述修正直線軸/旋轉(zhuǎn)軸位置計算部計算的上述三個直線軸的修正直線軸位置與上述三個旋轉(zhuǎn)軸的修正旋轉(zhuǎn)位置驅(qū)動這些各軸。上述修正直線軸/旋轉(zhuǎn)軸位置計算部通過下述方式求出上述修正旋轉(zhuǎn)軸位置根據(jù)由上述修正工具位置/方向計算部計算的修正工具方向計算上述三個旋轉(zhuǎn)軸的多個解，并合成這些計算的多個解。上述修正直線軸/旋轉(zhuǎn)軸位置計算部通過下述方式求出上述修正直線軸位置將由上述修正工具位置/方向計算部計算的修正工具位置與上述修正旋轉(zhuǎn)軸位置中工作臺旋轉(zhuǎn)軸位置的逆矩陣相乘。上述多個解是在上述三個旋轉(zhuǎn)軸中、第一旋轉(zhuǎn)軸不進行動作的場合的第一旋轉(zhuǎn)軸固定解、第二旋轉(zhuǎn)軸不進行動作的場合的第二旋轉(zhuǎn)軸固定解、以及第三旋轉(zhuǎn)軸不進行動作的場合的第三旋轉(zhuǎn)軸固定解。上述多個解是在上述三個旋轉(zhuǎn)軸中、第一旋轉(zhuǎn)軸移動在一周期前的插入周期中求出的該第一旋轉(zhuǎn)軸的移動量的場合的第一旋轉(zhuǎn)軸固定解、第二旋轉(zhuǎn)軸移動在一周期前的插入周期中求出的該第二旋轉(zhuǎn)軸的移動量的場合的第二旋轉(zhuǎn)軸固定解、以及第三旋轉(zhuǎn)軸移動在一周期前的插入周期中求出的該第三旋轉(zhuǎn)軸的移動量的場合的第三旋轉(zhuǎn)軸固定解。上述修正直線軸/旋轉(zhuǎn)軸位置計算部通過下述方式求出上述修正旋轉(zhuǎn)軸位置計算放大地評價移動量為相對于上述多個解小的值的評價值，將該計算的評價值乘以由上述多個解得到的移動量，并合成該相乘移動量。上述修正直線軸/旋轉(zhuǎn)軸位置計算部通過下述方式求出上述修正旋轉(zhuǎn)軸位置根據(jù)該修正直線軸/旋轉(zhuǎn)軸位置計算部求出的上述三個旋轉(zhuǎn)軸的修正旋轉(zhuǎn)軸位置求出檢驗工具方向，檢驗求出的檢驗工具方向與由上述修正工具位置/方向計算部計算的修正工具方向的差是否為預(yù)先設(shè)定的容許差以內(nèi)，如果不是上述容許差以內(nèi)，則針對上述評價值求出進一步放大地評價移動量為較小值的評價值，反復(fù)進行上述修正旋轉(zhuǎn)軸位置的計算。根據(jù)本專利技術(shù)，能夠提供即使在具有至少三個直線軸及三個旋轉(zhuǎn)軸的多軸機床中存在工件設(shè)置時的設(shè)置誤差，也能按照指令進行正確的加工、高精度的加工的數(shù)值控制裝置。另外，在本專利技術(shù)中，通過為了在具有三個旋轉(zhuǎn)軸的多軸機床中修正工件設(shè)置時的設(shè)置誤差而利用旋轉(zhuǎn)軸一軸量的冗長性，能選擇無數(shù)個解中不產(chǎn)生特殊點附近的較大的動作的適當(dāng)?shù)慕狻Ｍㄟ^這樣，能夠提供通過不產(chǎn)生在特殊點附近的旋轉(zhuǎn)軸的較大的動作且通過在更短的時間進行更高品質(zhì)、沒有加工誤差且更高精度的加工的數(shù)值控制裝置。這樣，根據(jù)本專利技術(shù)，是一種控制具有至少三個直線軸及三個旋轉(zhuǎn)軸的多軸機床的數(shù)值控制裝置，能夠提供能不產(chǎn)生在特殊點附近的旋轉(zhuǎn)軸的較大的動作且沒有誤差地進行相對于工件設(shè)置時的設(shè)置誤差的修正的加工的工件設(shè)置誤差修正部的數(shù)值控制裝置。附圖說明圖1是從B軸方向觀察具有三個旋轉(zhuǎn)軸的頭旋轉(zhuǎn)式多軸加工機用的工具頭時的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是從A軸方向觀察具有三個旋轉(zhuǎn)軸的頭旋轉(zhuǎn)式多軸加工機用的工具頭時的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3是說明具有工作臺旋轉(zhuǎn)用的兩個旋轉(zhuǎn)軸與頭旋轉(zhuǎn)用的一個旋轉(zhuǎn)軸的混合式多軸加工機的機械結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖4是說明具有工作臺旋轉(zhuǎn)用的一個旋轉(zhuǎn)軸與頭旋轉(zhuǎn)用的兩個旋轉(zhuǎn)軸的混合式多軸加工機的機械結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖5是說明具有工作臺旋轉(zhuǎn)用的三個旋轉(zhuǎn)軸的工作臺旋轉(zhuǎn)式多軸加工機的機械結(jié)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種數(shù)值控制裝置，其對利用至少三個直線軸與三個旋轉(zhuǎn)軸加工安裝在工作臺上的工件的多軸機床進行控制，該數(shù)值控制裝置的特征在于，上述數(shù)值控制裝置具備對設(shè)置工件時的設(shè)置誤差進行修正的工件設(shè)置誤差修正部，該工件設(shè)置誤差修正部具有：根據(jù)上述三個直線軸和上述三個旋轉(zhuǎn)軸的指令位置計算作為設(shè)置工件時的坐標(biāo)系的工件設(shè)置坐標(biāo)系上的工具位置與工具方向的工具位置／方向計算部；以在具有上述設(shè)置誤差的工件上保持由上述工具位置／方向計算部計算的上述工件設(shè)置坐標(biāo)系上的工具位置與工具方向的方式，根據(jù)與上述設(shè)置誤差對應(yīng)地預(yù)先設(shè)定的設(shè)置誤差量進行修正工具位置與修正工具方向的計算的修正工具位置／方向計算部；以及根據(jù)由上述修正工具位置／方向計算部計算的修正工具位置與修正工具方向計算上述三個直線軸的修正直線軸位置與上述三個旋轉(zhuǎn)軸的修正旋轉(zhuǎn)軸位置的修正直線軸／旋轉(zhuǎn)軸位置計算部，該數(shù)值控制裝置根據(jù)由上述修正直線軸／旋轉(zhuǎn)軸位置計算部計算的上述三個直線軸的修正直線軸位置與上述三個旋轉(zhuǎn)軸的修正旋轉(zhuǎn)位置驅(qū)動這些各軸。
【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：大槻俊明，
申請(專利權(quán))人：發(fā)那科株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：
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