数値制御方法及びその装置 ' Numerical control method and device ''
技術分野 Technical field
この発明は、数値制御方法及びその装置に係り、特にバイト工具を用い てワークに対し所定断面形状明の溝を形状切削する工作機械を数値制御 する方法及びその装置に関するものである。 書 The present invention relates to a numerical control method and an apparatus therefor, and more particularly to a method and an apparatus for numerically controlling a machine tool for cutting a groove having a predetermined cross-sectional shape in a workpiece using a cutting tool. book
背景技術 Background art
数値制御装置(以下、 NC装置と称する)は、ワークに対する工具の位 置を、それに ¾"応する数値で指令制御し、ワークの加工を行うものであり、 NC装置によれば複雑な形状のものを容易かつ高精度に加工することが でき、さらに生産性を向上させることもできる。 Numerical control devices (hereinafter referred to as NC devices) control the position of a tool with respect to a work with a numerical value corresponding to the position, and process the work. The object can be processed easily and with high precision, and the productivity can be further improved.
ところで、第 2図に示すように、ワークに対し所定断面形状の溝を形状 切削する場合、その溝形状に合致した刃先形状を有するバイト工具を、 工作機械の主軸(Z軸)に取付けるとともに、 X— Y軸テーブル上にワーク を取付け、この工作機械を NC装置にて制御することにより、その切削を行 つている。 . By the way, as shown in FIG. 2, when cutting a groove having a predetermined cross-sectional shape into a work, a cutting tool having a cutting edge shape matching the groove shape is attached to a main shaft (Z axis) of a machine tool. The work is mounted on the X-Y axis table, and the machine tool is controlled by an NC unit to cut it. .
このような切削加工方法は、例えば特開平 3 _ 228547号公報に開示 されている。 Such a cutting method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-228547.
特開平 3— 228 547号公報に開示の切削加工方法は、工具を、その 刃先の中心部が工作機械の主軸の中心軸線と一致するように形成して おき、このように形成した工具を、その刃先の中心部が工作機械の主軸の C軸中心軸線と一致するよう取付けるとともに、 X— Y軸テーブル上にヮー クを取付け、前記工具の刃先先端が、工具の移動軌跡における前進方向
に対して常に直角を維持するように主軸の c軸回りの回転角度を制御す ることにより、ワークに溝加工を施すものである。 In the cutting method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-228 547, a tool is formed such that the center of the cutting edge thereof coincides with the center axis of the main shaft of the machine tool. Attach the tool so that the center of the cutting edge coincides with the center axis of the C-axis of the main shaft of the machine tool, and mount a peak on the X-Y-axis table. The workpiece is grooved by controlling the rotation angle of the main shaft around the c-axis so that the right angle is always maintained.
ところが、特開平 3— 228547号公報に開示されている切削加工方法で は、工具が主軸の C軸中心線上に装着される際、実際には取付け誤差が 発生するため、加工精度は取付け誤差を含んだものとなっていた。このた め、特に昨今の 10ナノメートル、および 1ナノオーダーを扱える数値制御を 搭載した工作機械においてその影響が大きく、無視できない課題であつ た。 However, in the cutting method disclosed in JP-A-3-228547, when the tool is mounted on the center line of the C-axis of the spindle, a mounting error actually occurs. Had been included. For this reason, the impact was particularly large on machine tools equipped with numerical control capable of handling 10-nanometer and 1-nanometer orders in recent years, and this was an issue that cannot be ignored.
また、工具刃先が主軸の C軸中心線上になければならないという制約か ら、工具刃先先端が C軸中心に対してオフセットを持っている場合は刃物 正面による切削ができないという欠点があった。 In addition, because the tool edge must be on the C-axis center line of the main spindle, there is a disadvantage that cutting cannot be performed from the front of the tool when the tip of the tool edge is offset from the center of the C-axis.
なお、その他の従来技術として、特開平 8— 1 18205号公報に開示され ているものがあり、この特開平 8— 1 1 8205号公報には、ワークの側面をへ 一ルバイトで切削する際に、主軸に取付けた工具の刃先が工作機械の主 軸の C軸中心軸線に対してオフセットしている場合、その刃先と工作機械 の主軸の C軸中心軸線との間のオフセット量を与え、前記工具の刃先が、 工具の移動軌跡における前進方向に対して常に直角を維持するように主 軸の C軸回りの回転角度を制御することにより、才ペレータがそのオフセット を意識することな 容易に加工できるようにしたものが開示されている。 しかしながら、この特開平 8— 1 18205号公報に開示の技術は、ワークの 側面をヘールバイトで切削する際に、主軸に取付けた工具の刃先が工作 機械の主軸の C軸中心軸線に対してオフセットしている場合の制御方法 であって、第 2図に示すように、ワークに対し所定断面形状の溝を形状切削 する際における、工具刃先先端が C軸中心に対してオフセットを持ってい る場合の制御には、この特開平 8— 1 18205号公報に開示の技術を適用
することはできない。 発明の開示 As another conventional technique, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 8-118205. If the cutting edge of the tool attached to the spindle is offset with respect to the C-axis center axis of the machine tool spindle, the offset between the cutting edge and the C-axis center axis of the machine tool spindle is given. By controlling the rotation angle of the main spindle around the C axis so that the cutting edge of the tool always keeps a right angle to the forward direction of the tool movement trajectory, the machining can be easily performed without the perpetrator being aware of the offset. What was made possible is disclosed. However, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-118205, when cutting the side surface of a work with a hale bite, the cutting edge of a tool attached to the main shaft is offset with respect to the C-axis center axis of the main shaft of the machine tool. As shown in Fig. 2, this is a control method in which the tip of the tool edge has an offset with respect to the center of the C-axis when cutting a groove with a predetermined cross-sectional shape on the workpiece as shown in Fig. 2. The technology disclosed in JP-A-8-118205 is applied to control I can't. Disclosure of the invention
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、切削したい溝形 状と合致する刃先を有する工具を用い、ワークに対し所定断面形状の溝 を形状切削する際、工具刃先先端が工具を取付けた軸中心に対してォ フセットを持っている場合であっても、極めて精度の高い加工(プログラム 指令により近い加工)を行うことができる数値制御方法及びその装置を得 ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and when a tool having a cutting edge having a predetermined cross-sectional shape is formed on a workpiece using a tool having a cutting edge that matches the shape of the groove to be cut, the tip of the tool blade tip is inserted into the tool. It is an object of the present invention to obtain a numerical control method and a numerical control method capable of performing extremely high-precision machining (machining closer to a program command) even when an offset is provided with respect to the center of the mounted shaft. .
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、回転可能 な軸に工具を装着した工作機械を数値制御することにより、ワークに所定 の溝加工を施す数値制御方法において、前記回転可能な軸の中心線上 を基準とした工具の刃先位置を、工具オフセット情報として予め入力する とともに、前記工具オフセット情報を元に刃先点をプログラム移動指令の 基準点とし、且つ現在位置から次の移動指令終点へのベクトルに基づい て、刃物正面を、刃先点を中心に次の移動指令終点へ向かせるための、 前記回転可能な軸に装着される工具の刃先角度の補正量と工具オフセ ットによる捕正量とを割り出し、これらの補正量に基づいて回転可能な軸を 回転させるとともに回転可能な軸以外の直線移動軸を移動させることによ り、刃先点を中心に刃物正面が次の移動指令終点へ向くよう姿勢制御を 行った後、移動指令を実行するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. In a numerical control method for performing a predetermined groove machining on a work by numerically controlling a machine tool having a tool mounted on a rotatable shaft, The position of the cutting edge of the tool based on the center line of the possible axis is input in advance as tool offset information, and the cutting edge point is used as a reference point of a program movement command based on the tool offset information, and the next movement from the current position is performed. Based on the vector to the command end point, the correction amount and the tool offset of the tool edge angle of the tool mounted on the rotatable axis to turn the front of the tool to the next movement command end point centering on the tool tip point By rotating the rotatable axis based on these correction amounts and moving the linear movement axes other than the rotatable axis based on these correction amounts, After executing the posture control so that the front of the blade is directed to the next movement command end point at the center, the movement command is executed.
また、前記回転可能な軸を C軸とするとともに、前記回転可能な軸以外 の直線移動軸を X軸及ぴ Y軸としたものである。 Further, the rotatable axis is a C axis, and the linearly moving axes other than the rotatable axis are an X axis and a Y axis.
また、現在の位置から次の位置への移動指令が曲線指令の場合、曲 線補間毎に前記姿勢制御を行うものである。 When the movement command from the current position to the next position is a curve command, the posture control is performed for each curve interpolation.
また、回転可能な軸に工具を装着した工作機械を数値制御することに
より、ワークに所定の溝加工を施す数値制御装置において、前記回転可 能な軸の中心線上を基準とした工具の刃先位置を、工具オフセット情報と して予め記憶する手段と、前記工具オフセット情報を元に刃先点をプログ ラム移動指令の基準点とし、且つ現在位置から次の移動指令終点への ベクトルに基づいて、刃物正面を、刃先点を中心に次の移動指令終点へ 向かせるための、前記回転可能な軸に装着される工具の刃先角度の補 正量と工具オフセットによる捕正量とを割り出し、これらの補正量に基づい て回転可能な軸を回転させるとともに回転可能な軸以外の直線移動軸を 移動させることにより、刃先点を中心に刃物正面が次の移動指令終点へ 向くよう姿勢制御を行う手段とを備えてなるものである。 Also, numerical control of machine tools with tools mounted on rotatable axes In the numerical control device for performing a predetermined groove machining on a workpiece, a means for storing in advance a tool edge position of a tool with respect to a center line of the rotatable shaft as tool offset information; To move the front of the tool to the next movement command end point centering on the cutting edge point based on the vector from the current position to the next movement command end point based on the The correction amount of the blade edge angle of the tool mounted on the rotatable shaft and the correction amount by the tool offset are determined, and the rotatable shaft is rotated based on these correction amounts, and the rotation of the other than the rotatable shaft is performed. Means for controlling the posture by moving the linear movement axis so that the front of the blade is directed to the next movement command end point around the cutting edge point.
'また、前記回転可能な軸を C軸とするとともに、前記回転可能な軸以外 の直線移動軸を X軸及び Y軸としたものである。 'Also, the rotatable axis is the C axis, and the linear movement axes other than the rotatable axis are the X axis and the Y axis.
また、曲線補間毎に前記姿勢制御を行う手段を備える構成としたもの である。 Further, the apparatus is provided with means for performing the attitude control for each curve interpolation.
また、前記曲線補間毎に前記姿勢制御を行う手段を、補間部に設けた ものである。 Further, means for performing the attitude control for each curve interpolation is provided in the interpolation unit.
このため、この発明によれば、切削したい溝形状と合致する刃先を有す る工具を用レ、、ワークに対し所定断面形状の溝を形状切削する際、工具 刃先先端が工具を取付けた軸中心に対してオフセットを持っている場合 であっても、極めて精度.の高い加工(プログラム指令により近い加工)を行 うことができる。 Therefore, according to the present invention, a tool having a cutting edge that matches the shape of the groove to be cut is used. Even with an offset from the center, extremely high-precision machining (machining closer to a program command) can be performed.
また、加工段取り時において工具装着をする際、工具刃先点が正しく C 軸中心線上にあるかどうかを多くの時間をかけて調整していた作業を省略 することができるため、段取り時間を大幅に短縮できる効果がある。 図面の簡単な説明
第 1図はこの発明の実施の形態 1に係る工具先端点接線制御によるェ 具移動軌跡の説明図である。 In addition, when installing a tool during machining setup, it is possible to omit the work that took a lot of time to adjust whether the tool edge point is correctly on the C-axis center line. There is an effect that can be shortened. Brief Description of Drawings FIG. 1 is an explanatory diagram of a tool movement trajectory by tool tip point tangent control according to Embodiment 1 of the present invention.
第 2図はこの発明の実施の形態 1に係る工具先端点接線制御が利用 される好適な加工例を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a preferred machining example in which tool tip point tangent control according to Embodiment 1 of the present invention is used.
, 第 3図はこの発明の実施の形態 1に係る工具(バイト)の取付け構成を 示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a mounting configuration of a tool (bite) according to Embodiment 1 of the present invention.
第 4図はこの発明の実施の形態 1に係る適応可能な工作機械の軸構 成図である。 FIG. 4 is a shaft configuration diagram of an applicable machine tool according to Embodiment 1 of the present invention.
第 5図はこの発明の実施の形態 1に係る数値制御装置の構成図であ る。 FIG. 5 is a configuration diagram of a numerical control device according to Embodiment 1 of the present invention.
第 6図はこの発明の実施の形態 1に係る事前準備を示すフローチャート である。 FIG. 6 is a flowchart showing advance preparations according to Embodiment 1 of the present invention.
第 7図はこの発明の実施の形態 1に係る工具先端点接線制御の処理 手順を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of tool tip point tangent control according to Embodiment 1 of the present invention.
第 8図はこの発明の実施の形態 1に係るバイト工具の刃先先端点と C 軸中心点との関係を示す説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the tip point of the cutting edge and the center point of the C-axis of the cutting tool according to Embodiment 1 of the present invention.
第 9図はこの発明の実施の形態 1に係る工具先端点接線制御の具体 的な処理方法を説明するための図である。 FIG. 9 is a view for explaining a specific processing method of tool tip point tangent control according to Embodiment 1 of the present invention.
第 10図はこの発明の実施の形態 2に係る曲線の補間を示す説明図で ある。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing interpolation of a curve according to Embodiment 2 of the present invention.
第 11図はこの発明の実施の形態 2に係る工具先端点接線制御の手順 を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of tool tip point tangent control according to Embodiment 2 of the present invention.
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
実施例 1. Example 1.
以下この発明の実施例 1を、第 1図〜第 9図を用いて説明する
先ず、この発明の理解を助けるため、発明の概要を、第 1図〜第 4図を 用いて説明する。 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. First, an outline of the invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 in order to facilitate understanding of the invention.
即ち、この発明は、第 2図に示すように、切削したい溝形状と合致する刃 先を有する工具を用レ、、このバイト工具 22でワーク 21の平面上に対し形 状切削を行ってワーク 21に所定断面形状の加工溝 23を形成する場合、 第 1図に示すように、工具 22の刃先正面 31が常に次の移動指令終点を 向くように姿勢制御しながら切削加工を行う(以下、工具先端点接線制御 と称する)ものである。なお、第 1図において、 37は加工プログラムで指令さ れる軌跡で、この第 1図の工具先端点接線制御例は、 aから進入した工具 を右カーブで C軸中心線 32を外側に振ることによって、工具先端点 35を 進行ベクトルとそろえながら刃先正面 31で切削を行う例である。 That is, as shown in FIG. 2, the present invention uses a tool having a cutting edge that matches the groove shape to be cut, and performs shape cutting on the plane of the work 21 with the cutting tool 22. When a machining groove 23 having a predetermined cross-sectional shape is formed in 21, as shown in FIG. 1, cutting is performed while controlling the posture so that the front face 31 of the cutting edge of the tool 22 always faces the next movement command end point (hereinafter, referred to as the following). Tool tip point tangent control). In Fig. 1, reference numeral 37 denotes a locus specified by the machining program.In the example of tangent control at the tool tip point shown in Fig. 1, the tool entered from a is swung to the right and the C-axis center line 32 is moved outward. This is an example in which cutting is performed at the cutting edge front 31 while aligning the tool tip point 35 with the travel vector.
このことをもう少し詳しく説明すると、加工には、第 4図に示すような工作 機械(X軸 41、 Y軸 42、 Z軸(主軸) 43、回転可能な C軸 44の 4軸構成で、 C軸中心の先端に工具 22を装着するとともに、 X 軸 41 - Y軸 42テーブル にワーク 21を取付ける工作機械)を用い、この工作機械の Z軸に、第 3図 に示すような工具 22 (工具先端点 35が Z軸の C軸中心に対してオフセット を持っており、第 2図に示すような加工を行うことができる工具)を取付ける とともに、ワーク 21を X軸 41-Y軸 42テーブルに取付ける。 To explain this in more detail, machining is performed using a machine tool (X-axis 41, Y-axis 42, Z-axis (spindle) 43, and rotatable C-axis 44) as shown in Fig. 4. A tool 22 is mounted on the X-axis 41-Y-axis 42 table while a tool 22 is attached to the tip of the center of the axis. The tip point 35 has an offset with respect to the center of the C-axis of the Z-axis, and a tool that can perform machining as shown in Fig. 2) is attached, and the work 21 is attached to the X-axis 41-Y-axis 42 table. Attach.
なお、第 3図中、 (a)は工具 22を Z軸 43に取付けたときの正面図、(b) は (a)の右側面図、 (c)は (a)の上面図で、 31は刃先正面、 32は Z 軸 43の C軸中心線、 33は C軸中心線 32からの幅オフセット量、 34は C軸中心線 32からの奥行きオフセット量、 CDは刃先正面方向を示す。 In Fig. 3, (a) is a front view when the tool 22 is mounted on the Z-axis 43, (b) is a right side view of (a), (c) is a top view of (a), and Is the front of the cutting edge, 32 is the center line of the C axis of the Z axis 43, 33 is the width offset from the center line 32 of the C axis, 34 is the depth offset from the center line 32 of the C axis, and CD is the front direction of the cutting edge.
そして、このように工具 22及びワーク 21を取付けた工作機械の X軸 41、 Y軸 42、及び C軸 44を、 NC制御することにより、工具 22を進行方向に対 して刃先正面 3 1を向けて切削を行う。第 2図の加工溝 23のように切削方 向が変化する場合、第 1図に示すように、工具先端点 35を中心にして C
軸中心線 32を移動させる(第 4図に示す工作機械が、 C軸中心線 32を X - Y軸方向に移動させることができない構成の機械のため、実際には X軸 4 1、 Y軸 42を移動させ、ワーク 2 1を移動させることにより、相対的に C軸中 心線 32を移動させる)とともに、 C軸を所定角度回転させることにより、その 変化に合わせて刃先正面 31も進行方向に合わせて向ける。なお、このェ 具先端点 35を中心にして次の切削方向と反対のお尻を移動してから切 削する動作は、ちょうど版画の彫刻刀で溝を彫る状況が酷似している。 The X-axis 41, the Y-axis 42, and the C-axis 44 of the machine tool on which the tool 22 and the work 21 are mounted are NC-controlled so that the front end 31 of the tool 22 can be moved in the traveling direction. And cut it. When the cutting direction changes like the machining groove 23 in FIG. 2, as shown in FIG. Move the axis center line 32 (Because the machine tool shown in Fig. 4 cannot move the C axis center line 32 in the X-Y direction, the X-axis 41 and Y-axis are actually By moving the workpiece 42 and moving the workpiece 21, the C-axis center line 32 is relatively moved), and by rotating the C-axis by a predetermined angle, the front face 31 of the cutting edge also moves in the traveling direction according to the change. Turn to match. In addition, the operation of moving the buttocks opposite to the next cutting direction around the tool tip point 35 and then cutting is very similar to the situation where a groove is carved with a chisel of a print.
次に上述した工具先端点接線制御の詳細について説明する。 Next, details of the above-described tool tip point tangent control will be described.
この工具先端点接線制御を行う N C装置 1内部の処理の流れは第 5図に示す通りである。 即ち、第 5図に示すように、表示装置、 キー ボード等のマンマシンインターフェース ( MM I ) 2などから入力 された N C加工プログラム、 オフセッ トデータ、 パラメータ等の設 定データは、入出力データ処理部 3を経由してメモリ 4に格納され る。 The flow of processing inside the NC device 1 that performs this tool tip point tangent control is as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5, setting data such as NC machining programs, offset data, and parameters input from a man-machine interface (MMI) 2 such as a display device and a keyboard are input / output data processing units. Stored in memory 4 via 3.
メモリ 4に格納された加工プログラムは、従来と同様に加工プロ グラム解析処理部 5により解析される。加工プログラム解析処理部 5で解析された解析データが工具先端点接線制御指令(加工プログ ラムでは例えば G 141のように Gコードで指令される)である場合、工具先端 点接線制御を行うため、加工プログラムより指令される移動データ(X軸、 Y軸、 C軸指令などの移動データ)を補正して補間処理部 6に出力する。 また、 工具先端点接線制御終了指令(加工プログラムでは例えば G141 . 1と指令される)が解析された場合、工具先端点接線制御を終了させるデ ータを補間処理部 ·6に出力する。 なお、 この加工プログラム解析処 理部 5の詳細動作については後述する。 The machining program stored in the memory 4 is analyzed by the machining program analysis processing unit 5 as in the conventional case. If the analysis data analyzed by the machining program analysis processing unit 5 is a tool tip point tangent control command (commanded by a G code such as G141 in the machining program), the tool tip point tangent control is performed. The movement data (movement data such as X-axis, Y-axis, C-axis commands, etc.) specified by the machining program is corrected and output to the interpolation processing unit 6. In addition, when the tool tip point tangent control end command (for example, G141.1 is commanded in the machining program) is analyzed, data for terminating the tool tip point tangent control is output to the interpolation processing unit 6. The detailed operation of the machining program analysis processing unit 5 will be described later.
補間処理部 6では、 加工プログラム解析処理部 5により解析 (及 ぴ生成) されたデータを基に軸の補間データを作成し、 軸制御処理
部 7へ出力する。 The interpolation processing unit 6 creates axis interpolation data based on the data analyzed (and generated) by the machining program analysis processing unit 5, and performs axis control processing. Output to part 7.
軸制御処理部 7では加減速処理などを行い、サーポアンプ &、 主 軸アンプ 9に出力し、 X軸 . Y軸 · Z軸を制御するサーボモータ 1 0、 C軸を制御する主軸モータ 1 1を駆動する。 ' The axis control processing section 7 performs acceleration / deceleration processing, etc., outputs the signals to the servo amplifier & the main axis amplifier 9, and controls the servo motor 10 to control the X, Y, and Z axes, and the main spindle motor 11 to control the C axis. Drive. '
また、加工プログラム解析処理部 5で処理されたデータが補助指 令 (M 指令) である場合には、従来と同様に、機械制御処理部 1 2 にそのデータが渡され、 ラダー処理部 1 4、 PLC インターフェイ ス 1 3及び DI/DO制御部 (デジタル入出力制御部) 1 5の作用に より機械の制御(ATCの制御、クーラント ON/OFFなど)を行う。 次に前記加工プログラム解析処理部 5の工具先端点接線制御に ついて説明する。 If the data processed by the machining program analysis processing unit 5 is an auxiliary command (M command), the data is passed to the machine control processing unit 12 as in the conventional case, and the ladder processing unit 14 The machine controls (ATC control, coolant ON / OFF, etc.) by the action of the PLC interface 13 and DI / DO control unit (digital I / O control unit) 15. Next, the tool tip point tangent control of the machining program analysis processing unit 5 will be described.
先ず工具先端点接線制御の事前準備について、第 3図及び第 6図を 用いて説明する。 First, the preparation for the tangent control of the tool tip point will be described with reference to FIGS. 3 and 6. FIG.
第 6図に示すように、第 4図に示す工作機械の Z軸 43に第 3図に示すェ 具 22を取付け(ステップ 61 )、その後、 NC装置 1の計測機能を利用して 第 3図に示すように C軸中心線 32からのオフセット量 33、 34を求め(ステツ プ 62)、 NC装置 1のメモリ 4へ記憶しておく。また、第 3図(c)に示すように、 刃先正面方向 CDをメモリ 4へ入力しておく(ステップ 63)。なお、刃先正面 方向 CDは、ある基準位置(例えば、第 3図(c)の A位置)からの角度で入 力する。 As shown in FIG. 6, the tool 22 shown in FIG. 3 is attached to the Z-axis 43 of the machine tool shown in FIG. 4 (step 61), and then the measurement function of the NC device 1 is used. As shown in (5), offset amounts 33 and 34 from the C-axis center line 32 are obtained (step 62) and stored in the memory 4 of the NC device 1. Also, as shown in FIG. 3 (c), the blade front direction CD is input to the memory 4 (step 63). Note that the blade front direction CD is input at an angle from a certain reference position (for example, the A position in FIG. 3 (c)).
次に加工プログラム解析処理部 5で行われる工具先端点接線制 御について、第 7図〜第 9図を用いて説明する。 Next, the tool tip point tangent control performed by the machining program analysis processing unit 5 will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG.
なお、第 7図のフローチャートは、加工プロダラム解析処理部 5がェ 具先端点接線制御指令を読み込み、工具先端点接線制御モードとなつ ている状態のときの処理を示すものである。 The flowchart in FIG. 7 shows processing when the machining program analysis processing unit 5 reads a tool tip point tangent control command and is in a tool tip point tangent control mode.
即ち、第 7図において、工具オフセット量 33、 34をメモリ 4力 ら読出し、こ
の工具オフセット量 33、 34を基に工具刃先点 35をプログラム移動指令の 基準 とする(ステップ 71)。なお、第 8図において、現在位置を PB(X, Y)とすると、基準点は PB(X— OW、 Y— OD)で表現できる。 That is, in FIG. 7, the tool offset amounts 33 and 34 are read out from the memory 4 Based on the tool offset amounts 33, 34 of the above, the tool tip point 35 is used as the reference for the program movement command (step 71). In FIG. 8, if the current position is PB (X, Y), the reference point can be represented by PB (X-OW, Y-OD).
次に加工プログラムより次の移動指令を入力し、移動位置を求める(ス テツプ 72)。なお、この実施例において、円弧切削の場合、 CAD/CAM 装 置により、微小線分(直線)で円弧を近似したデータが予め与えられる。 Next, the next movement command is input from the machining program, and the movement position is obtained (Step 72). In this embodiment, in the case of arc cutting, data approximating the arc with minute line segments (straight lines) is given in advance by the CAD / CAM device.
次にプログラム終了(工具先端点接線制御終了指令)か否かを判断し (ステップ 73)、プログラム終了であれば終了する(ステップ 77)。 Next, it is determined whether or not the program has ended (tool tip point tangent control end command) (step 73), and if the program has ended, the process ends (step 77).
またステップ 73で次の移動指令があれば、現在位置から次の移動終点 へのベクトルを用いて、刃先補正角度と工具オフセットによる補正量を割り 出す(ステップ 74)。 If there is a next movement command in step 73, the correction amount based on the cutting edge correction angle and the tool offset is calculated using the vector from the current position to the next movement end point (step 74).
具体的には、第 9図(a)及び次式に示すように、現在位置 B(X1,Y1)を 基準として次の刃先移動点 Pの座標から移動方向 Θを求める。 Specifically, as shown in FIG. 9 (a) and the following equation, the moving direction か ら is obtained from the coordinates of the next cutting edge moving point P based on the current position B (X1, Y1).
(刃先補正角) (Blade correction angle)
SIN Θ =Y1/ SQRT(X1*X Y1*Y1) SIN Θ = Y1 / SQRT (X1 * X Y1 * Y1)
COS θ =Χ1/ SQRT(X1*X1、 Υ1*Υ1) 次に、第 9図(b)及び次式に示すように、 C軸中心上の点 Q(X2,Y2)を、 現在位置 Bを中心に現在の刃先向きとの差分( 0— CD)分の角度座標 回転を行い Q' (Χ2',Υ2')を求める。 COS θ = Χ1 / SQRT (X1 * X1, Υ1 * Υ1) Next, as shown in Fig. 9 (b) and the following equation, the point Q (X2, Y2) on the center of the C axis is Rotate the center of the angular coordinate for the difference (0-CD) from the current cutting edge direction to obtain Q '(Χ2', Υ2 ').
(工具オフセット) (Tool offset)
X2'=X2*COS( Θ - CD) - Y2*SIN( Θ -CD) X2 '= X2 * COS (Θ-CD)-Y2 * SIN (Θ -CD)
Y2'=X2*SIN( Θ -CD)+Y2*COS( θ - CD) 次に X軸、 Y軸を X2'、 Y2'に中心 Bの円弧指令により移動させる。併 せて C軸を( Θ— CD)分回転させる(ステップ 75)。これにより刃先正面を 移動終点へ向かせることができる。 Y2 '= X2 * SIN (Θ-CD) + Y2 * COS (θ-CD) Next, move the X-axis and Y-axis to X2' and Y2 'using the center B arc command. At the same time, rotate the C axis by ((—CD) (step 75). As a result, the front of the cutting edge can be directed to the movement end point.
次にプロラム移動指令を実行し終点への移動を行う(ステップ 76)。これ
をプログラム終了まで繰り返すことによって、第 1図のような工具先端点接 線制御の軌跡を得ることが可能になる。 実施例 2. Next, a program movement command is executed to move to the end point (step 76). this By repeating this until the program ends, it is possible to obtain the trajectory of the tangent control of the tool tip point as shown in Fig. 1. Example 2.
次に実施例 2を、主に第 10図及ぴ第 11図を用いて説明する。 Next, a second embodiment will be described mainly with reference to FIGS. 10 and 11. FIG.
なおこの実施例 2は、第 1図のような工具先端点接線制御を、第 5図に おける加ェプログラム解析処理部 5ではなく補間処理部 6で行う例 である。 The second embodiment is an example in which the tool tip point tangent control as shown in FIG. 1 is performed by the interpolation processing unit 6 instead of the processing program analysis processing unit 5 in FIG.
即ち、工具先端点接線制御モード時に、加工プログラム解析処理部 5が曲線指令などを解析したとき、その解析データをそのまま補間処理 部 6に出力し、補間処理部 6で上述した工具先端点接線制御を行うもの で、第 10図(a)において、工具先端点接線制御モード時に、現在の位置 101から次の位置 102への曲線指令(円弧指令)が与えられた場合、その 曲線指令は、補間処理部 6で、第 10図(b)のように、微小点に分割され各 点を直線で結ぶことによって曲線近似を行い、この微小線分に分割された ものに対し、工具先端点接線制御を行う。 That is, when the machining program analysis processing unit 5 analyzes a curve command or the like in the tool tip point tangent control mode, the analysis data is output to the interpolation processing unit 6 as it is, and the tool tip point tangent control described above is performed by the interpolation processing unit 6. In Fig. 10 (a), if a curve command (arc command) from the current position 101 to the next position 102 is given in the tool tip point tangent control mode, the curve command The processor 6 approximates the curve by dividing it into minute points and connecting each point with a straight line as shown in Fig. 10 (b). I do.
このため、この実施例によれば、曲線指令の場合、実施例 1のように、 CAD/CAM 装置により、微小線分(tt線)で曲線を近似したデータを予め 作成し、それを加工プログラム解析処理部 5に入力する必要がなくな る。 For this reason, according to this embodiment, in the case of a curve command, as in the first embodiment, data approximated to a curve by a minute line segment (tt line) is created in advance by a CAD / CAM apparatus, and the data is processed by a machining program. There is no need to input to the analysis processing unit 5.
第 11図はこの場合の NC装置の動作フローを示している。 FIG. 11 shows an operation flow of the NC device in this case.
工具先端点接線制御モード時に、加工プログラムより 曲線指令 (例えば G02 ( 03) Xx Yy Ii Jj Ff ; 、 G02 ( 03) : 円弧 補間の Gコード、 Xx Yy:終点座標、 Ii Jj: 円弧中心座標、 Ff : 送り速度) が与えられると、 加工プログラム解析処理部 5がその曲 線指令データを解析し、 (実施例 1で説明したような工具先端点接
線制御を行うことなく) その解析データを補間部 6に渡す (ステツ プ 1 1 1 ) 。 補間部 6では、 指令されたデータと現在の位置を踏ま えて曲線指令の終点位置を求める (ステップ 1 1 2 ) 。 次に、 この 曲線を、 始点から所定距離までの一部を微小 (補間単位) に分割し (ステップ 1 1 3 ) 、 この分割された各点を直線で結ぶことによつ て曲線近似を行う とともに、この分割ざれた微小線分の移動量を算 出する (ステップ 1 1 4 ) 。 次にこの微小線分毎に実施例 1で説明 した工具先端点接線制御を行い (ステップ 1 1 5 ) 、 移動指令を実 行する (ステップ 1 1 6 ) 以降、 ステップ 1 1 3〜ステップ 1 1 6の処理を円弧終点まで繰り返し行う。 産業上の利用可能性 In the tool tip point tangent control mode, a curve command (for example, G02 (03) Xx Yy Ii Jj Ff;, G02 (03): G code for circular interpolation, Xx Yy: End point coordinates, Ii Jj: Arc center coordinates, Given Ff: feed rate, the machining program analysis processing unit 5 analyzes the curved line command data and obtains the tool tip point contact as described in the first embodiment. The analysis data is passed to the interpolation unit 6 (without performing line control) (step 1 1 1). The interpolation unit 6 determines the end point position of the curve command based on the commanded data and the current position (step 1 12). Next, the curve is partly divided into small portions (interpolation units) from the starting point to a predetermined distance (interpolation unit), and a curve approximation is performed by connecting the divided points with a straight line. At the same time, the amount of movement of the divided minute line is calculated (step 114). Next, the tool tip point tangent control described in the first embodiment is performed for each minute line segment (step 1 15), and the movement command is executed (step 1 16). Step 6 is repeated until the end point of the arc. Industrial applicability
以上のように、この発明に係る数値制御方法及びその装置は、バイトェ 具等で平面上に対し形状切削を行う加工に用いられる数値制御方法及 ぴその装置に適している。
As described above, the numerical control method and the numerical control apparatus according to the present invention are suitable for the numerical control method and the numerical control method used for machining the shape on a plane with a bite tool or the like.