JPH0433013A - 円筒補間方式 - Google Patents
円筒補間方式Info
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- JPH0433013A JPH0433013A JP2134836A JP13483690A JPH0433013A JP H0433013 A JPH0433013 A JP H0433013A JP 2134836 A JP2134836 A JP 2134836A JP 13483690 A JP13483690 A JP 13483690A JP H0433013 A JPH0433013 A JP H0433013A
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- G05B19/18—Numerical 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 program data in numerical form
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- G05B19/184—Generation of cam-like surfaces
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/18—Numerical 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 program data in numerical form
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- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36185—Application, for cylindrical groove shape
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/50213—Grooving of different forms or parallel to each other, grooving cycle
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- G05B2219/30—Nc systems
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- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は数値制御装置における円筒状のワークの円筒面
を加工するための円筒補間に関し、特に工具切削面が円
筒面に対して常に垂直になるように制御する円筒補間方
式に関する。
を加工するための円筒補間に関し、特に工具切削面が円
筒面に対して常に垂直になるように制御する円筒補間方
式に関する。
マシニングセンタ等で、エンドミルを使用して、円筒状
のワークに複雑な溝加工を行うときには円筒軸（Ｚ）と
、回転軸（Ｃ）を制御して加工を行う。このような加工
で、加工プログラムを簡単に作成するために、円筒補間
方式が広く採用されている。
のワークに複雑な溝加工を行うときには円筒軸（Ｚ）と
、回転軸（Ｃ）を制御して加工を行う。このような加工
で、加工プログラムを簡単に作成するために、円筒補間
方式が広く採用されている。
第９図は円筒補間方式を説明するための図である。ここ
で、円筒面を仮想平面２ａに展開し、Ｚ軸と、仮想直線
軸ｃｙとで仮想直交座標系を構成する。この座標系は通
常の平面座標系と同じであり、この直交座標系で工具１
の通路をプログラムより求める。加工形状は円筒座標系
でプログラムされているので、仮想直交座標系に変換す
る。このような直交座標系でＺ軸とＣｙ軸を補間後に、
Ｃｙ軸の移動量を、ワーク２の回転軸（Ｃ軸）６の回転
量に逆変換（直交座標から円筒座標系に）して、Ｃ軸を
制御する。このような円筒補間方式によって、複雑な情
動ニブログラムが簡単に作成できる。
で、円筒面を仮想平面２ａに展開し、Ｚ軸と、仮想直線
軸ｃｙとで仮想直交座標系を構成する。この座標系は通
常の平面座標系と同じであり、この直交座標系で工具１
の通路をプログラムより求める。加工形状は円筒座標系
でプログラムされているので、仮想直交座標系に変換す
る。このような直交座標系でＺ軸とＣｙ軸を補間後に、
Ｃｙ軸の移動量を、ワーク２の回転軸（Ｃ軸）６の回転
量に逆変換（直交座標から円筒座標系に）して、Ｃ軸を
制御する。このような円筒補間方式によって、複雑な情
動ニブログラムが簡単に作成できる。
しかし、従来の円筒補間方式においては、工具の切削面
が円筒面に対して垂直ではない。第１０図は従来の円筒
補間での溝加工における工具とワークの関係を示す図で
ある。すわなち、工具軸１ａがワーク２の円筒面に垂直
になるように制御されている。従って、工具切削面５は
、ワーク２の円筒面に垂直な線３と一定の角度を有する
。
が円筒面に対して垂直ではない。第１０図は従来の円筒
補間での溝加工における工具とワークの関係を示す図で
ある。すわなち、工具軸１ａがワーク２の円筒面に垂直
になるように制御されている。従って、工具切削面５は
、ワーク２の円筒面に垂直な線３と一定の角度を有する
。
この結果、斜線４で示す部分が余分に切削されることと
なり、所望の加工を行うことができなかった。
なり、所望の加工を行うことができなかった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、工
具の中心から工具の切削点く工具接点）までのベクトル
である工具接点ベクトルから、工具切削面が円筒面に垂
直になるように工具位置を補正する円筒補間方式を提供
することを目的とする。
具の中心から工具の切削点く工具接点）までのベクトル
である工具接点ベクトルから、工具切削面が円筒面に垂
直になるように工具位置を補正する円筒補間方式を提供
することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、円筒状のワーク
の円筒面を加工するための円筒補間方式において、円筒
軸と、前記円筒面を展開した仮想直線軸で構成される仮
想平面上で、工具径オフセットベクトルを演算して、工
具の中心通路を求める工具径補正手段と、前記工具の中
心通路を補間して、前記仮想直線軸の第１の補間パルス
と、前記円筒軸の第２の補間パルスを圧力する補間手段
と、前記第１の補間パルスを回転軸の第３の補間パルス
に変換するパルス変換手段と、前記工具径オフセットベ
クトルから工具接点ベクトルの前記仮想直線軸方向の補
正成分を計算する補正成分計算手段と前記補正成分を補
間して、前記回転軸の第１の補正パルスと、前記円筒軸
？こ垂直な軸方向の第２の補正パルスを出力する補正成
分捕間手段と、前記第３の補間パルスと、前記第１の補
正パルスを回転軸の出力パルスとする加算器と、を有す
ることを特徴とする円筒補間方式が、提供される。
の円筒面を加工するための円筒補間方式において、円筒
軸と、前記円筒面を展開した仮想直線軸で構成される仮
想平面上で、工具径オフセットベクトルを演算して、工
具の中心通路を求める工具径補正手段と、前記工具の中
心通路を補間して、前記仮想直線軸の第１の補間パルス
と、前記円筒軸の第２の補間パルスを圧力する補間手段
と、前記第１の補間パルスを回転軸の第３の補間パルス
に変換するパルス変換手段と、前記工具径オフセットベ
クトルから工具接点ベクトルの前記仮想直線軸方向の補
正成分を計算する補正成分計算手段と前記補正成分を補
間して、前記回転軸の第１の補正パルスと、前記円筒軸
？こ垂直な軸方向の第２の補正パルスを出力する補正成
分捕間手段と、前記第３の補間パルスと、前記第１の補
正パルスを回転軸の出力パルスとする加算器と、を有す
ることを特徴とする円筒補間方式が、提供される。
工具径補正手段は、仮想直交座標上で指令された加工形
状に対する工具径オフセットベクトルを演算して工具の
中心通路を求める。補間手段はこの中心通路を補間して
、仮想直線軸の第１の補間パルスと、円筒軸の第２の補
間パルスを出力する。
状に対する工具径オフセットベクトルを演算して工具の
中心通路を求める。補間手段はこの中心通路を補間して
、仮想直線軸の第１の補間パルスと、円筒軸の第２の補
間パルスを出力する。
仮想直交座標を円筒座標に逆変換するために第１の補間
パルスは回転軸を回転させる第３のパルスにパルス変換
手段で変換される。
パルスは回転軸を回転させる第３のパルスにパルス変換
手段で変換される。
一方、補正成分計算手段は工具接点ベクトルの仮想直線
軸方向の補正成分を求める。補正成分補間手段はこの補
正成分だけ工具位置を移動させると同時にワークを回転
させる。
軸方向の補正成分を求める。補正成分補間手段はこの補
正成分だけ工具位置を移動させると同時にワークを回転
させる。
これによって、工具切削面が常にワークの回転中心軸の
真上にくるように制御され、加工側面がワークの円筒面
に対して垂直になる。
真上にくるように制御され、加工側面がワークの円筒面
に対して垂直になる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は本発明の円筒補間方式
における工具位置補正の概念を説明するための図である
。第２図（ａ）は加工通路を仮想平面に展開したもので
ある。ここで、加工通路は点Ｐａｌを出発し、Ｐａ２、
Ｐ ａ、 ３、Ｐａ４、Ｐａ５、を通りＰａ６で終わる
。
における工具位置補正の概念を説明するための図である
。第２図（ａ）は加工通路を仮想平面に展開したもので
ある。ここで、加工通路は点Ｐａｌを出発し、Ｐａ２、
Ｐ ａ、 ３、Ｐａ４、Ｐａ５、を通りＰａ６で終わる
。
第２図（ｂ）は第２図（ａ）の直線Ｐａ２、Ｐａ３を加
工中の場合の工具位置補正を説明するためのものである
。工具１の工具切削面５が、ワーク２の円筒面の垂線と
一致するためには、工具軸１ａを工具半径ｒだけ移動さ
せて、工具切削面５がワーク２の回転中心軸の真上の点
Ｐに一致するようにすればよい。しかし、工具１のみを
移動させると、ワークき工具の位置関係が変化してしま
うので、単純に工具のみを移動させることはできない。
工中の場合の工具位置補正を説明するためのものである
。工具１の工具切削面５が、ワーク２の円筒面の垂線と
一致するためには、工具軸１ａを工具半径ｒだけ移動さ
せて、工具切削面５がワーク２の回転中心軸の真上の点
Ｐに一致するようにすればよい。しかし、工具１のみを
移動させると、ワークき工具の位置関係が変化してしま
うので、単純に工具のみを移動させることはできない。
第３図及び第４図は本発明の詳細な説明する図である。
第３図では、工具切削面の点Ｐが、ワーク２の回転中心
軸６の真上の線７上にある。次に、点Ｑが工具切削面の
点となるとき、点０を線７上に移動させる必要があるが
、そのまま工具をＹ軸方向に移動させると、ワーク２の
円筒面２ａと、工具１の相対的な位置関係がずれる。こ
れを避けるために、工具１をＹ軸方向に移動させると同
時に、ワーク２を回転中心軸６の回りに角度θだけ回転
させればよい。第４図は、工具１をＹ軸方向に移動させ
、同時にワーク２を角度θだけ回転させた状態を示して
いる。すなわち、ワーク２の回転中心軸６の真上の線は
線７から線８に変化している。なお、角度θは以下の式
から求められる。
軸６の真上の線７上にある。次に、点Ｑが工具切削面の
点となるとき、点０を線７上に移動させる必要があるが
、そのまま工具をＹ軸方向に移動させると、ワーク２の
円筒面２ａと、工具１の相対的な位置関係がずれる。こ
れを避けるために、工具１をＹ軸方向に移動させると同
時に、ワーク２を回転中心軸６の回りに角度θだけ回転
させればよい。第４図は、工具１をＹ軸方向に移動させ
、同時にワーク２を角度θだけ回転させた状態を示して
いる。すなわち、ワーク２の回転中心軸６の真上の線は
線７から線８に変化している。なお、角度θは以下の式
から求められる。
θ＝ （Ｖｃｙ／Ｒ）＊ （１８０／π） （１
）ここで、Ｖｃｙは工具１のＹ軸方向の移動量、Ｒはワ
ーク２の半径である。
）ここで、Ｖｃｙは工具１のＹ軸方向の移動量、Ｒはワ
ーク２の半径である。
第５図は工具と工具接点ベクトルの関係を示す平面図で
ある。すなわち、第３図に示すように、工具接点は最初
Ｐであり次の加工のだ約に工具接点を点Ｑに移す。すな
わち、工具１の中心０からみて、最初工具接点ベクトル
はＶａであり、次にｖｂとなる。すなわち、工具接点ベ
クトルをＶａから、ｖｂに変化させる。この結果、工具
接点ベクトルＶａとｖｂの仮想直線軸Ｃｙ方向の差分Ｖ
ｃｙを求め、Ｖｃｙだけ工具１をＹ軸方向に移動させ、
同時にこれに対応する角度θだけワーク２を回転させれ
ば、ワーク２の円筒面２ａと工具１の相対的な位置関係
を保ったまま、工具接点０を回転中心軸６の真上に移動
させることができることが分かる。
ある。すなわち、第３図に示すように、工具接点は最初
Ｐであり次の加工のだ約に工具接点を点Ｑに移す。すな
わち、工具１の中心０からみて、最初工具接点ベクトル
はＶａであり、次にｖｂとなる。すなわち、工具接点ベ
クトルをＶａから、ｖｂに変化させる。この結果、工具
接点ベクトルＶａとｖｂの仮想直線軸Ｃｙ方向の差分Ｖ
ｃｙを求め、Ｖｃｙだけ工具１をＹ軸方向に移動させ、
同時にこれに対応する角度θだけワーク２を回転させれ
ば、ワーク２の円筒面２ａと工具１の相対的な位置関係
を保ったまま、工具接点０を回転中心軸６の真上に移動
させることができることが分かる。
一般に工具接点ベクトルが回転するのは工具オフセット
ベクトルが変化するときである。すなわち、工具オフセ
ットベクトルと工具接点ベクトルは大きさが同じで、そ
の方向が逆になっている。
ベクトルが変化するときである。すなわち、工具オフセ
ットベクトルと工具接点ベクトルは大きさが同じで、そ
の方向が逆になっている。
従って、直線補間のときは、工具オフセットベクトルは
ブロック間で変化するので、工具接点ベクトルの回転も
ブロック間で処理すればよい。また、円弧補間のときは
、工具オフセットベクトルはパルス分配と共に変化して
いく。従って、パルス分配に従って、工具接点ベクトル
も変化する。すなわち、円弧補間と同時に、工具１をＹ
軸方向に移動させ、ワーク２を回転させる必要がある。
ブロック間で変化するので、工具接点ベクトルの回転も
ブロック間で処理すればよい。また、円弧補間のときは
、工具オフセットベクトルはパルス分配と共に変化して
いく。従って、パルス分配に従って、工具接点ベクトル
も変化する。すなわち、円弧補間と同時に、工具１をＹ
軸方向に移動させ、ワーク２を回転させる必要がある。
第６図は円弧補間時の工具接点ベクトルの変化を示す図
である。現在工具接点が点ＰＣＯにあり、工具接点ベク
トルがＶＣＯとする。次に点ＰＣＩに円弧補間（直線近
似による補間）で進むとすると、工具接点ベクトルはＶ
ＣＯがら、ＶＣＩに変化する。従って、この工具接点ベ
クトルの変化分のｃｙ軸成分だけ工具１をＹ軸方向に移
動し、ワーク２をＣｙ軸成分に対応する分回転させれば
よい。以下工具接点がＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣｎと移動し
ていくときも同様に処理すればよい。
である。現在工具接点が点ＰＣＯにあり、工具接点ベク
トルがＶＣＯとする。次に点ＰＣＩに円弧補間（直線近
似による補間）で進むとすると、工具接点ベクトルはＶ
ＣＯがら、ＶＣＩに変化する。従って、この工具接点ベ
クトルの変化分のｃｙ軸成分だけ工具１をＹ軸方向に移
動し、ワーク２をＣｙ軸成分に対応する分回転させれば
よい。以下工具接点がＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣｎと移動し
ていくときも同様に処理すればよい。
第７図は工具中心の移動軌跡と工具接点ベクトルの関係
を示す図である。工具中心は点Ｐｓから、点Ｐ１、Ｐ２
、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５と移動していく。
を示す図である。工具中心は点Ｐｓから、点Ｐ１、Ｐ２
、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５と移動していく。
ここで、工具中心の軌跡はＩＣで示す。工具接点ベクト
ルは点Ｐ１では、Ｖｌであり、点Ｐ２では、ＶｌからＶ
２に変わる。点Ｐ３では、Ｖ２からＶ３に変わる。これ
らの点で、新しい工具接点がワーク回転中心軸上にくる
ようにするため、新しい工具接点ベクトルと古い工具接
点ベクトルのＹ軸方向成分差だけ、工具１をＹ軸方向に
移動させると同時に、Ｙ軸移動量に対応する分ワーク２
を回転させる。
ルは点Ｐ１では、Ｖｌであり、点Ｐ２では、ＶｌからＶ
２に変わる。点Ｐ３では、Ｖ２からＶ３に変わる。これ
らの点で、新しい工具接点がワーク回転中心軸上にくる
ようにするため、新しい工具接点ベクトルと古い工具接
点ベクトルのＹ軸方向成分差だけ、工具１をＹ軸方向に
移動させると同時に、Ｙ軸移動量に対応する分ワーク２
を回転させる。
点Ｐ４から点Ｐ５では円弧であるので、１回分の円弧補
間ごとに、工具接点ベクトルを変化させて、同時に工具
１をＹ軸方向に移動させると同時に、ワーク２のＹ軸移
動量に対応する角度分だけのパルスをＣ軸補間パルスに
加算する。
間ごとに、工具接点ベクトルを変化させて、同時に工具
１をＹ軸方向に移動させると同時に、ワーク２のＹ軸移
動量に対応する角度分だけのパルスをＣ軸補間パルスに
加算する。
第８図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウェアのブロック図である。
）のハードウェアのブロック図である。
図において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）である。プ
ロセッサ１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制御
の中心となるプロセッサであり、バス２１を介して、Ｒ
ＯＭ１２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（ＣＮ
Ｃ）１０全体の制御を実行する。Ｒ，ＡＭ１３には一時
的な計算データ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１
３にはＳＲＡＭが使用される。ＣＭＯ５１４には工具補
正量、ピッチ誤差補正量、加工プログラム及びパラメー
タ等が格納される。ＣＭＯ３１４は、図示されていない
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不揮発性メモリとなっている
ので、それらのデータはそのまま保持される。
ロセッサ１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全体の制御
の中心となるプロセッサであり、バス２１を介して、Ｒ
ＯＭ１２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（ＣＮ
Ｃ）１０全体の制御を実行する。Ｒ，ＡＭ１３には一時
的な計算データ、表示データ等が格納される。ＲＡＭ１
３にはＳＲＡＭが使用される。ＣＭＯ５１４には工具補
正量、ピッチ誤差補正量、加工プログラム及びパラメー
タ等が格納される。ＣＭＯ３１４は、図示されていない
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不揮発性メモリとなっている
ので、それらのデータはそのまま保持される。
インタフェース１５は外部機器用のインタフェースであ
り、紙テープリーグ、紙テープパンチャ、紙テープリー
グ・パンチャー等の外部機器３１が接続される。紙テー
プリーグからは加工プログラムが読み込まれ、また、数
値制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集された加工プログラ
ムを紙テープパンチャーに出力することができる。
り、紙テープリーグ、紙テープパンチャ、紙テープリー
グ・パンチャー等の外部機器３１が接続される。紙テー
プリーグからは加工プログラムが読み込まれ、また、数
値制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集された加工プログラ
ムを紙テープパンチャーに出力することができる。
ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントロラ）１６は
ＣＮＣｌ０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。すなわち、加工プロ
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機械側で必要な信
号に変換し、Ｉ１０ユニット１７から機械側に出力する
。この出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油圧
バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等を作動さ
せる。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作盤
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ａｔ。
ＣＮＣｌ０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。すなわち、加工プロ
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機械側で必要な信
号に変換し、Ｉ１０ユニット１７から機械側に出力する
。この出力信号は機械側のマグネット等を駆動し、油圧
バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイタ等を作動さ
せる。また、機械側のリミットスイッチ及び機械操作盤
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ａｔ。
グラフィック制御回路１８は各軸の現在位置、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／ＭＤ
Ｉユニット２５の表示装置２６に送られ、表示装置２Ｇ
に表示される。インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、
プロセッサ１１に渡す。
、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／ＭＤ
Ｉユニット２５の表示装置２６に送られ、表示装置２Ｇ
に表示される。インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユ
ニット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、
プロセッサ１１に渡す。
インタフェース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、手動で機械稼
働部を精密に位置決めするのに使用される。
、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、手動で機械稼
働部を精密に位置決めするのに使用される。
軸制御回路４１〜４４はプロセッサ１１からの各軸の移
動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ５１〜５４
に出力する。サーボアンプ５１〜５４はこの移動指令を
受けて、各軸のサーボモータ６１〜６４を駆動する。サ
ーボモータ６１〜６４には位置検出用のパルスコーダが
内蔵されており、このパルスコーダから位置信号がパル
ス列としてフィードバックされる。場合によっては、位
置検出器として、リニアスケールが使用される。
動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ５１〜５４
に出力する。サーボアンプ５１〜５４はこの移動指令を
受けて、各軸のサーボモータ６１〜６４を駆動する。サ
ーボモータ６１〜６４には位置検出用のパルスコーダが
内蔵されており、このパルスコーダから位置信号がパル
ス列としてフィードバックされる。場合によっては、位
置検出器として、リニアスケールが使用される。
また、このパルス列をＦ／Ｖ （周波数／速度）変換す
ることにより、速度信号を生成することができる。図で
はこれらの位置信号のフィードバックライン及び速度フ
ィードバックは省略しである。
ることにより、速度信号を生成することができる。図で
はこれらの位置信号のフィードバックライン及び速度フ
ィードバックは省略しである。
サーボモータ６１はＸ軸、サーボモータ６２はＹ軸、サ
ーボモータ６３はＺ軸、サーボモータ６４はＣ軸周であ
る。
ーボモータ６３はＺ軸、サーボモータ６４はＣ軸周であ
る。
スピンドル制御回路７１はスピンドル回転指令及びスピ
ンドルのオリエンテーション等の指令を受けて、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させ
る。また、オリエンテーション指令によって、所定の位
置にスピンドルを位置決めする。
ンドルのオリエンテーション等の指令を受けて、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させ
る。また、オリエンテーション指令によって、所定の位
置にスピンドルを位置決めする。
スピンドルモータ７３には歯車あるいはベルトでポジシ
ョンコーダ８２が結合されている。従って、ポジション
コーダ８２はスピンドル７３に同期して回転し、帰還パ
ルスを出力し、その帰還パルスはインタフェース８１を
経由して、プロセッサ１１によって、読み取られる。こ
の帰還パルスは他の軸をスピンドルモータ７３に同期し
て移動させてネジ切り等の加工を行うために使用される
。
ョンコーダ８２が結合されている。従って、ポジション
コーダ８２はスピンドル７３に同期して回転し、帰還パ
ルスを出力し、その帰還パルスはインタフェース８１を
経由して、プロセッサ１１によって、読み取られる。こ
の帰還パルスは他の軸をスピンドルモータ７３に同期し
て移動させてネジ切り等の加工を行うために使用される
。
第１図は本発明の円筒補間方式の各手段のブロック図で
ある。これらの手段はプロセッサ１１と、ＲＯＭ１２に
格納されたシステムプログラムによって実行される。
ある。これらの手段はプロセッサ１１と、ＲＯＭ１２に
格納されたシステムプログラムによって実行される。
加工プログラム１０１からＺ軸指令とＣ軸指令がされる
。ここで、Ｃ軸は角度の単位で指令されるものとする。
。ここで、Ｃ軸は角度の単位で指令されるものとする。
解読手段１０２は円筒補間指令があるとこれを解読する
。座標変換手段１０３はＣ軸の回転指令を仮想平面上の
仮想直線軸Ｃｙに変換する。すなわち、回転角度で指令
された座標を回転角度に対応した、ワーク２の円筒面上
の距離に換算する。
。座標変換手段１０３はＣ軸の回転指令を仮想平面上の
仮想直線軸Ｃｙに変換する。すなわち、回転角度で指令
された座標を回転角度に対応した、ワーク２の円筒面上
の距離に換算する。
加工プログラム１０１の指令は解読手段１０２に解読さ
れ、座標変換手段１０３でＣ軸指令が仮想直線軸ｃｙ軸
の値に変換される。これらの指令から、工具径補正手段
１０４はＺ軸と仮想直線軸Ｃｙでのプログラム通路と工
具径ｒから、工具１の中心通路を求める。すなわち、工
具１の中心通路の指令値を出力する。
れ、座標変換手段１０３でＣ軸指令が仮想直線軸ｃｙ軸
の値に変換される。これらの指令から、工具径補正手段
１０４はＺ軸と仮想直線軸Ｃｙでのプログラム通路と工
具径ｒから、工具１の中心通路を求める。すなわち、工
具１の中心通路の指令値を出力する。
すなわち、工具径補正手段１０４は工具１の移動指令Ｚ
と仮想直線軸上の指令ｃｙを補間手段１０７に出力する
。また、工具径補正手段１０４はブロック始点での補正
成分計算手段１０５に工具径オフセットベクトルを、同
期補正成分計算手段１０９に工具半径とオフセット方向
を送る。
と仮想直線軸上の指令ｃｙを補間手段１０７に出力する
。また、工具径補正手段１０４はブロック始点での補正
成分計算手段１０５に工具径オフセットベクトルを、同
期補正成分計算手段１０９に工具半径とオフセット方向
を送る。
補間手段１０７は指令ｚ、ｃｙを補間し、仮想直線軸の
補間パルスＰＣｙ ｉと、Ｚ軸の補間パルスＰＺｉをパ
ルス変換手段１０８に出力する。パルス変換手段１０８
は、補間パルスＰＣｙ ｉを回転軸（Ｃ軸）の補間パル
スＰＣｉに変換する。この変換は次の（２）式の関係に
よって行われる。
補間パルスＰＣｙ ｉと、Ｚ軸の補間パルスＰＺｉをパ
ルス変換手段１０８に出力する。パルス変換手段１０８
は、補間パルスＰＣｙ ｉを回転軸（Ｃ軸）の補間パル
スＰＣｉに変換する。この変換は次の（２）式の関係に
よって行われる。
ＰＣｉ −（ＰＣｙ ｉ／Ｒ）＊ （１８０／π）ただ
し、Ｒはワーク２の半径である。
し、Ｒはワーク２の半径である。
一方、ブロック始点での補正成分計算手段は、工具径オ
フセットベクトルから第５図に示した工具接点ベクトル
の仮想直線軸方向の補正成分Ｖｃｙを求める。これは、
工具接点ベクトルは工具径オフセットベクトルの方向を
逆にしたものであるから、第５図に示すように、工具径
オフセットベクトルから工具接点ベクトルを求め、その
回転ベクトルの仮想直線軸成分を求めればよい。
フセットベクトルから第５図に示した工具接点ベクトル
の仮想直線軸方向の補正成分Ｖｃｙを求める。これは、
工具接点ベクトルは工具径オフセットベクトルの方向を
逆にしたものであるから、第５図に示すように、工具径
オフセットベクトルから工具接点ベクトルを求め、その
回転ベクトルの仮想直線軸成分を求めればよい。
補正成分Ｖｃｙはブロック始点補正成分補間手段１０６
で補間され、Ｙ軸の補正パルスＲＹｊと、回転軸の補正
パルスＲＣｊとして出力される。補正パルスＲＹｊの合
計は第３図の円筒面２ａ上の点Ｐと点０間のＹ軸方向の
距離である。また、補正パルスＲＣｊによって、Ｃ軸は
第３図のθ分回転する。
で補間され、Ｙ軸の補正パルスＲＹｊと、回転軸の補正
パルスＲＣｊとして出力される。補正パルスＲＹｊの合
計は第３図の円筒面２ａ上の点Ｐと点０間のＹ軸方向の
距離である。また、補正パルスＲＣｊによって、Ｃ軸は
第３図のθ分回転する。
ブロック始点での補正成分計算手段１０５は第７図の工
具１の中心が点Ｐ２の場合のように、工具接点ベクトル
がブロック間で回転するときに、補正成分を計算する。
具１の中心が点Ｐ２の場合のように、工具接点ベクトル
がブロック間で回転するときに、補正成分を計算する。
ブロック始点補正成分補間手段１０６はこの補間を、工
具１のＰ２からＰ３への移動の補間の前に行う。
具１のＰ２からＰ３への移動の補間の前に行う。
一方、同期補正成分計算手段１０９は第６図に示すよう
に、円弧補間時、インボリュート補間時等のように、補
間手段１０７の補間毎に工具接点ベクトルが変化してい
くときに、補正成分を計算する。すなわち、第６図に示
すように、工具接点ベクトルがＶＣＯからＶＣＩに変化
したときに、工具接点ベクトルの変化の仮想直線軸成分
ΔＶｃｙを求め、同期補正成分補間手段１１０に送る。
に、円弧補間時、インボリュート補間時等のように、補
間手段１０７の補間毎に工具接点ベクトルが変化してい
くときに、補正成分を計算する。すなわち、第６図に示
すように、工具接点ベクトルがＶＣＯからＶＣＩに変化
したときに、工具接点ベクトルの変化の仮想直線軸成分
ΔＶｃｙを求め、同期補正成分補間手段１１０に送る。
同期補正成分補間手段１１０は補間手段１０７が補間演
算を行う毎に、補正成分ΔＶｃｙを補間して、Ｃ軸の補
正パルスＲＣｉと、Ｙ軸の補正パルスＲＹｉを出力する
。これらの補正パルスＲＣｉとＲＹｉは、補間手段１０
７からの補間パルスＰＣｉ、ＰＺｉと同期して出力され
る。
算を行う毎に、補正成分ΔＶｃｙを補間して、Ｃ軸の補
正パルスＲＣｉと、Ｙ軸の補正パルスＲＹｉを出力する
。これらの補正パルスＲＣｉとＲＹｉは、補間手段１０
７からの補間パルスＰＣｉ、ＰＺｉと同期して出力され
る。
Ｙ軸の補正パルスＲＹｊとＲＹｉは加算器１１１で加算
され、Ｙ軸の出力パルスとして軸制御回路４２に送られ
る。勿論補正パルスＲＹｊとＲＹｉは同時に出力される
ことはない。
され、Ｙ軸の出力パルスとして軸制御回路４２に送られ
る。勿論補正パルスＲＹｊとＲＹｉは同時に出力される
ことはない。
Ｃ軸の補正パルスＲＣｊ、ｍ間パルスＰＣｉ１補正パル
スＲＣｉは加算器１１２で加算され、軸制御回路４４に
送られる。補正パルスＲＣｉは補間パルスＰＣｉに重畳
して出力される。
スＲＣｉは加算器１１２で加算され、軸制御回路４４に
送られる。補正パルスＲＣｉは補間パルスＰＣｉに重畳
して出力される。
また、ｚ軸の補間パルスＰＺｉは軸制御回路４３に送ら
れる。
れる。
このようにして、工具接点ベクトルの変化分の仮想直線
軸成分だけ、Ｃ軸を回転させ、Ｙ軸を移動させることに
より、工具切削面がワークの回転中心軸の真上に位置し
、加工側面はワークの円筒面に垂直になる。
軸成分だけ、Ｃ軸を回転させ、Ｙ軸を移動させることに
より、工具切削面がワークの回転中心軸の真上に位置し
、加工側面はワークの円筒面に垂直になる。
上記の説明では、円筒軸を２軸、回転軸をＣ軸、円筒軸
に垂直な軸をＹ軸としたが、これらの名称は単なる例を
示すものであり、機械の構造によって変化することは言
うまでもない。
に垂直な軸をＹ軸としたが、これらの名称は単なる例を
示すものであり、機械の構造によって変化することは言
うまでもない。
また、加工プログラムの回転軸は角度指令として指令す
ることで説明したが、プログラム作成装置等を使用して
、仮想直線軸に変換した指令値を使用することもできる
。このときは第１図の座標変換手段は不要となる。
ることで説明したが、プログラム作成装置等を使用して
、仮想直線軸に変換した指令値を使用することもできる
。このときは第１図の座標変換手段は不要となる。
以上説明したように本発明では、円筒補間で工具接点ベ
クトルの変化分の仮想直線軸成分だけＹ軸を移動させ、
同時に回転軸を回転させ工具位置補正を行うようにした
ので、工具切削面が常にワークの回転軸の真上にあり、
加工側面はワークの円筒面に垂直になる。
クトルの変化分の仮想直線軸成分だけＹ軸を移動させ、
同時に回転軸を回転させ工具位置補正を行うようにした
ので、工具切削面が常にワークの回転軸の真上にあり、
加工側面はワークの円筒面に垂直になる。
第１図は本発明の円筒補間方式の各手段のブロック図、
第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は本発明の円筒補間方式
における工具位置補正概念を説明するための図、 第３図及び第４図は本発明の詳細な説明する図、第５図
は工具接点ベクトルとＹ軸方向の工具位置補正量の関係
を示す平面図、 第６図は円弧補間時の工具接点ベクトルの変化を示す図
、 第７図は工具中心の移動軌跡と工具接点ベクトルの関係
を示す図、 第８図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウェアのブロック図、第９図は円筒補間方式
を説明するための図、第１０図は従来の円筒補間方式で
の溝加工における工具とワークの関係を示す図である。 工具 ワーク 仮想平面 工具切削面 回転中心軸 プロセッサ ＯＭ ＡＭ ＭＯＳ インタフェース ＰＭＣ（プログラマブル・マ シン・コントローラ） ■／○ユニット グラフィック制御回路 インタフェース インタフェース ４１〜４４ ５１〜５４ ６１〜６４
における工具位置補正概念を説明するための図、 第３図及び第４図は本発明の詳細な説明する図、第５図
は工具接点ベクトルとＹ軸方向の工具位置補正量の関係
を示す平面図、 第６図は円弧補間時の工具接点ベクトルの変化を示す図
、 第７図は工具中心の移動軌跡と工具接点ベクトルの関係
を示す図、 第８図は本発明を実施するための数値制御装置（ＣＮＣ
）のハードウェアのブロック図、第９図は円筒補間方式
を説明するための図、第１０図は従来の円筒補間方式で
の溝加工における工具とワークの関係を示す図である。 工具 ワーク 仮想平面 工具切削面 回転中心軸 プロセッサ ＯＭ ＡＭ ＭＯＳ インタフェース ＰＭＣ（プログラマブル・マ シン・コントローラ） ■／○ユニット グラフィック制御回路 インタフェース インタフェース ４１〜４４ ５１〜５４ ６１〜６４
Claims (6)
- （１）円筒状のワークの円筒面を加工するための円筒補
間方式において、 円筒軸と、前記円筒面を展開した仮想直線軸で構成され
る仮想平面上で、工具径オフセットベクトルを演算して
、工具の中心通路を求める工具径補正手段と、 前記工具の中心通路を補間して、前記仮想直線軸の第１
の補間パルスと、前記円筒軸の第２の補間パルスを出力
する補間手段と、 前記第１の補間パルスを回転軸の第３の補間パルスに変
換するパルス変換手段と、 前記工具径オフセットベクトルから工具接点ベクトルの
前記仮想直線軸方向の補正成分を計算する補正成分計算
手段と、 前記補正成分を補間して、前記回転軸の第１の補正パル
スと、前記円筒軸に垂直な軸方向の第２の補正パルスを
出力する補正成分補間手段と、前記第３の補間パルスと
、前記第１の補正パルスを回転軸の出力パルスとする加
算器と、 を有することを特徴とする円筒補間方式。 - （２）前記補正成分計算手段はブロック間での工具接点
ベクトルの補正成分を求めるブロック始点での補正成分
計算手段と、補間時毎の補正成分を計算する同期補正成
分計算手段とからなることを特徴とする請求項１記載の
円筒補間方式。 - （３）前記補正成分補間手段は、ブロック始点での補正
成分を、前記補間手段の補間前に補間するブロック始点
補正成分補間手段と、前記同期補正成分を前記補間手段
の補間毎に同期して補間する同期補正成分補間手段と、
からなることを特徴とする請求項１記載の円筒補間方式
。 - （４）前記円筒軸をＺ軸とし、前記回転軸をＣ軸とし、
前記円筒軸に垂直な軸をＹ軸としたことを特徴とする請
求項１記載の円筒補間方式。 - （５）加工プログラムの回転指令は、回転角度で指令さ
れ、前記回転軸指令を、円筒面上の仮想直線軸上の直線
指令値に変換する座標変換手段を有することを特徴とす
る請求項１記載の円筒補間方式。 - （６）前記加工プログラムの回転指令は、前記仮想直線
軸上の移動量として指令されることを特徴とする請求項
１記載の円筒補間方式。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134836A JP2726735B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 円筒補間方式 |
| EP91908173A EP0484539B1 (en) | 1990-05-24 | 1991-04-26 | Cylinder interpolation system |
| PCT/JP1991/000584 WO1991018335A1 (fr) | 1990-05-24 | 1991-04-26 | Systeme determinant un cylindre par interpolation |
| DE69121518T DE69121518T2 (de) | 1990-05-24 | 1991-04-26 | Zylinder interpolation system |
| US07/820,665 US5282144A (en) | 1990-05-24 | 1991-05-26 | Cylindrical interpolation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134836A JP2726735B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 円筒補間方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433013A true JPH0433013A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2726735B2 JP2726735B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=15137600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2134836A Expired - Fee Related JP2726735B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 円筒補間方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5282144A (ja) |
| EP (1) | EP0484539B1 (ja) |
| JP (1) | JP2726735B2 (ja) |
| DE (1) | DE69121518T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991018335A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115605816A (zh) * | 2020-05-14 | 2023-01-13 | 发那科株式会社（Jp） | 机床的控制装置、控制系统 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0736514A (ja) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Fanuc Ltd | ３次元工具径補正方式 |
| JPH07164359A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-06-27 | Fanuc Ltd | ロボットの円弧トラッキング方法 |
| US5910199A (en) * | 1997-02-26 | 1999-06-08 | Vickers, Incorporated | Method and apparatus for fast threading pullout in a numerically controlled threading application |
| DE60035131T2 (de) * | 2000-09-20 | 2008-01-31 | Mitsubishi Denki K.K. | Numerisches steuerverfahren und numerische steuereinrichtung |
| DE10208411B4 (de) * | 2002-02-27 | 2004-11-04 | Werkzeugmaschinenfabrik Zerbst Gmbh | Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit geraden Oberflächenausnehmungen |
| DE10330828B4 (de) * | 2003-07-08 | 2006-09-21 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Fräsen von Freiformflächen |
| TW200920521A (en) | 2007-04-05 | 2009-05-16 | Toshiba Machine Co Ltd | Method and apparatus for machining surface of roll |
| CN101887250B (zh) * | 2009-05-12 | 2012-05-30 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Cnc工具机控制装置 |
| JP4837110B2 (ja) | 2010-02-18 | 2011-12-14 | ファナック株式会社 | 工具軌跡表示機能を有する数値制御装置 |
| JP5236026B2 (ja) * | 2011-01-20 | 2013-07-17 | 三菱電機株式会社 | 数値制御方法 |
| JP6166300B2 (ja) | 2015-04-13 | 2017-07-19 | ファナック株式会社 | 工具と被加工物の干渉チェックが可能な数値制御装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4598380A (en) * | 1984-08-13 | 1986-07-01 | Cincinnati Milacron Inc. | Method and apparatus for controlling manipulator and workpiece positioner |
| JPS6168606A (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| JPS62163109A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| JPS6320601A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| JPS63152206A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-24 | Hitachi Ltd | 増幅回路 |
| JPS63155206A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-28 | Fanuc Ltd | 数値制御方式 |
| JPS6435605A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Fanuc Ltd | Numerical controller |
| JPH01152508A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Fanuc Ltd | Ｃｎｃ制御方式 |
| JP3004651B2 (ja) * | 1988-01-08 | 2000-01-31 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
| JP2801064B2 (ja) * | 1990-03-20 | 1998-09-21 | 東芝機械株式会社 | Ｎｃ装置 |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP2134836A patent/JP2726735B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-04-26 WO PCT/JP1991/000584 patent/WO1991018335A1/ja not_active Ceased
- 1991-04-26 DE DE69121518T patent/DE69121518T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-26 EP EP91908173A patent/EP0484539B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-26 US US07/820,665 patent/US5282144A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115605816A (zh) * | 2020-05-14 | 2023-01-13 | 发那科株式会社（Jp） | 机床的控制装置、控制系统 |
| US12461506B2 (en) | 2020-05-14 | 2025-11-04 | Fanuc Corporation | Control device and control system for machine tool performing polygon turning |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69121518T2 (de) | 1997-01-02 |
| EP0484539B1 (en) | 1996-08-21 |
| EP0484539A4 (en) | 1993-03-03 |
| US5282144A (en) | 1994-01-25 |
| DE69121518D1 (de) | 1996-09-26 |
| WO1991018335A1 (fr) | 1991-11-28 |
| JP2726735B2 (ja) | 1998-03-11 |
| EP0484539A1 (en) | 1992-05-13 |
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