专利名称：数控车床及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能型数控车床，该数控车床包括至少一个轴和至少一个刀架，这些轴和刀架在多个道或线的控制下是可以操作的，本发明还涉及了一种内置到该数控车床的控制器。进一步地，本发明还涉及了这样一种数控车床的控制方法和程序描述方法。
背景技术：
最近几年，在自动车床领域(也就是能够执行自动加工的车床)，如数控车床(下面称为“NC车床”)，为了能够将棒形的加工材料(下面称为“棒材”)加工成形状更为复杂的工件，复合或组合加工技术得到了提高，可在刀架上提供包括旋转刀具在内的大量类型的刀具，从而能够实现各种类型的自动加工，如在车削之外还有铣等。进一步地，为了缩短加工时间，已经提出了各种多功能型NC车床，它们在单独一个车床床身上紧密地带有至少一个轴和至少一个刀架，这些轴和刀架在多个道或线的控制下是可以操作的，从而能够在同一个棒材上同时执行各种不同类型的加工(例如，外围车削和钻孔)或者同时在不同的棒材上加工。需要注意的是，术语“线”指的是通过单独一个加工程序(包括只使用一个控制轴的情况)来控制的一组控制轴的组合。当多个类型的这样多组控制轴的组合能够设置在单独一个NC加工刀具上时，该NC加工刀具中执行的控制系统通常称为“多线控制(或多道控制)。”该类型的多功能型NC车床，例如已众所周知的一种，带有一个主(或前)第一轴，它在固定来自车床外部的棒材的同时旋转；一个辅(或后)第二轴，它在固定来自第一轴的已部分加工了的棒材的同时旋转；它独立地操作配备有多个刀具的第一和第二刀架(例如，参看日本未审查的专利公布(KoKai)NO.10-315005(JP10-315005A))。在此众所周知的NC车床中，第一轴、第二轴、第一刀架和第一刀架在双线控制下操作，后面将会对此说明。由此，完成执行包括同时加工在内的各种自动加工。
更为具体地，第一轴配置成沿着一个与其本身的旋转轴平行的进料控制轴(这里称为“轴Z1”)线性移动。另一方面，第一刀架配置成沿轴向回收到第一轴前方侧，并沿着一个与第一轴的轴Z1垂直的进料控制轴(这里称为“轴X1”)线性移动。第一刀架是所谓的梳齿或组合刀架，它固定多个平行配置的刀具，并能安装与第一轴的旋转轴垂直配置的多个车削刀具(或单点刀具)。因此，根据NC程序，在第一线的控制下，第一刀架能够通过第一刀架本身在轴X1上的移动和第一轴在轴Z1上的移动的共同作用来插值，移动通过索引选择的所需刀具的前端。由此，可将由第一轴固定的棒材加工成所需形状。
第一刀架进一步有一个进料控制轴(这里称为“轴Y1”)，它与轴Z1和轴X1都垂直。第一刀架在轴Y1上的移动用来选择所需刀具，当选择了旋转刀具时，还用来，例如，切削棒材的外围。进一步地，第一刀架还能够以梳齿方式将其它刀具安装到其上的其它位置，它们可通过在轴X1上的移动和在轴Y1上的移动的插值来选择。
第二刀架位于第一轴轴向前方，与第一刀架隔开。第二刀架为旋转型刀架，它固定多个以旋转索引轴(这里称为“轴I”)为中心弧形配置的刀具，该旋转索引轴(这里称为“轴I”)与第一轴的轴Z1平行，它还能在前方固定部分与第一轴的旋转轴同轴配置安装钻头或其它钻孔刀具。因此，根据NC程序，例如，在与第一刀架的控制线相同的第一线的控制下，第二刀架能够通过第一轴在轴Z1上的移动，相对线性地移动通过轴I旋转在前方固定部分选择的所需刀具的前端。由此，由第一轴固定的棒材在其端面上可被加工钻孔。
第二刀架进一步能够在其后方固定部分上与前方固定部分相对的同一位置处同轴但反向地安装类似的钻孔刀具，来加工由第二轴固定的棒材，而前方固定部分处安装的多个刀具用来加工由第一轴固定的棒材。与此相反，第二轴配置的一个旋转轴与第一轴的旋转轴平行，它在第一轴前方沿轴向方向同轴朝向第一轴的旋转轴，并且第二轴配置成能够沿着一个与第一轴的轴Z1平行的进料控制轴(这里称为“轴Z2”)线性移动。因此，根据NC程序，在与第一线不同的第二线的控制下，第二刀架能够通过第二轴在轴Z2上的移动，相对线性地移动安装在后方固定部分处的所需刀具的前端。由此，由第二轴固定的棒材在其端面上可被加工钻孔。
这样，上述众所周知的NC车床能够根据NC程序，沿着双线中的四个进料控制轴来控制轴和刀架的移动，同时最多使用三个选自两个刀架的刀具，来自动加工由两个或前和后轴固定的棒材。
在上述类型的多功能NC车床中，轴和刀架的各自操作通常根据各自的加工程序来控制，这些加工程序输入到控制器(下面称为“NC部件”)中，并被归类到它们所隶属的线中。例如，在上述有两个轴和两个刀架的NC车床中，用来通过安装在第一刀架中的刀具加工由第一轴固定的棒材的数据将作为线1的一个加工程序输入来控制轴X1、轴Y1和轴Z1，用来通过安装在第二刀架前方固定部分中的刀具加工由第一轴固定的棒材的数据将作为线1的一个加工程序输入来仅仅控制轴Z1，用来通过安装在第二刀架后方固定部分中的刀具加工由第二轴固定的棒材的数据将作为线2的一个加工程序输入来仅仅控制轴Z2。当通过控制面板将这些数据手动输入(也就是手动数据输入)到NC部件时，控制面板的显示屏幕通常以各自紧凑的字符串块的形式，将不同线的加工程序显示在多个程序描述区域中，将它们归类到不同的线中，这些多个程序描述区域串行地或并排地提供在屏幕上。
从前，多功能型NC车床的制造者通常为NC部件准备软件，从而上述提供在控制面板的显示屏幕上的多个程序描述区域能够仅仅使用预先确定的分别与程序描述区域对应的控制轴来描述加工程序。因而，例如，当用户在上述双线NC车床中输入加工程序时，通常实践是在与线1对应的程序描述区域中描述安装在第一刀架上的刀具的加工程序，在同一与线1对应的程序描述区域中描述安装在第二刀架的前方固定部分上的刀具的加工程序，在与线2对应的另一个程序描述区域中描述安装在第二刀架的后方固定部分上的刀具的加工程序。其结果是，当在检查控制面板的显示屏幕的同时输入加工程序时，用户首先需要准确地理解当时不同线之间的各种类型控制操作的关系，也就是，哪一种控制操作在先或后或者是否同时发生，接着在分别与线对应的程序描述区域中写入它们。从而，对整个多功能型加工过程的准确理解和足够的关于多线描述方法的知识是必需的。进一步地，在这种情况下，一些NC部件会使用特定的代码来在各线之间匹配控制时间，由于描述这些代码的块的存在，从而加工程序执行的时间(也就是加工时间)有变长的趋势，输入工作也变复杂，因为冗长的说明导致的输入错误也容易产生。
进一步地，在传统的多功能型NC车床中，当具有的机械配置允许在多个不同线的控制下加工由一个轴固定的棒材时，车床的制造者通常为NC部件准备软件以事先将控制这样的加工操作的线(或者多个控制轴的组合)限制到单线。因而，在这种情况下，用户不能自由地选择线来控制加工操作。进一步地，在传统的多功能型NC车床通过轴叠加控制的情况下，通常的NC部件软件使用了特定的代码来指示轴叠加的开始和结束，由于描述这些代码的块的存在，从而加工程序执行的时间(也就是加工时间)有变长的趋势，输入工作也变复杂，因为冗长的说明导致的输入错误也容易产生。
日本未审查的专利公布(KoKai)NO.2000-122709(JP2000-122709A)公开了一种多线加工程序的描述方法。在该专利公开中公开的描述方法能够通过使用特定代码(G185和G186)将同时发生的双线加工程序连续串行地描述在单个程序描述区域中，而从前它们只能归类和描述到两个程序描述区域中。但是，该现有技术也不能解决用户在准备多线加工程序时产生的上述各种问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种具有多个线的多功能型NC车床，它在用户准备多线加工程序时提高了描述例程的自由程度。
本发明的另一个目的是提供一种具有多个线的多功能型NC车床，它在用户准备多线加工程序时能够简化输入工作，消除输入错误，还能够缩短所准备的加工程序的执行时间(也就是加工时间)。
本发明的进一步的目的是提供一种NC部件，它能够内置到这样的NC车床中，并促进多线加工程序的准备。
本发明的进一步目的是为在其内部内置有这样一个NC部件的NC车床提供一种控制方法和一种程序描述方法。
为实现上述目的，本发明提供的数控车床包括一个车床床身；安装在车床床身上的至少一个轴；安装在车床床身上的至少一个刀架；一个控制器，它在车床床身上沿着多个线中的多个控制轴来控制至少一个轴和至少一个刀架的操作；其中控制器包括一个输入部分，它用来输入多个关于安装在至少一个刀架上的多个刀具的加工程序；一个存储部分，它包括多个分别与多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储多个加工程序，这些多个加工程序是由输入部分输入到这些多个程序描述区域中的；一个处理部分，它用来将多个控制轴分配到存储部分的多个程序描述区域，每一个控制轴都作为一个参考控制轴，并将参考控制轴施加到一个实际控制轴来控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该参考控制轴分配到了一个随意选自多个程序描述区域的程序描述区域，该程序描述区域描述选定所选刀具的加工程序。
较佳地，处理部分从加工程序中读入选定所选刀具的刀具功能命令，并确定与所选刀具相关的加工操作是否能够由所施加的参考控制轴控制，其中，加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
在这种情况下，较佳地，当确定与所选刀具相关的加工操作不能由所施加的参考控制轴控制时，控制器的处理部分将把除参考控制轴之外的其它多个控制轴中的一个控制轴施加到实际控制轴上，其中，该被施加的控制轴能够控制与所选刀具有关的加工操作，该参考控制轴分配在随意选择出的程序描述区域中。
更为较佳地，控制器的处理部分处理加工程序中的一个选定实际控制轴的轴选定命令，使用所选定的实际控制轴来代替所施加的参考控制轴，其中，加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
在这种情况下，有益的是选定所选刀具的刀具功能命令和轴选定命令一起描述在加工程序的同一个块中，其中，加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
更为较佳地，控制器的处理部分根据一个轴叠加命令确定实际控制轴，该轴叠加命令将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在加工程序的同一个块中，其中，加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
更为较佳地，控制器的处理部分处理执行有关多个刀具的多个加工程序的顺序与程序描述顺序相一致，这些加工程序串行地描述在随意选择的程序描述区域中。
本发明进一步提供的数控车床包括一个车床床身；安装在车床床身上的至少一个轴；安装在车床床身上的至少一个刀架；一个控制器，它在车床床身上沿着多个线中的多个控制轴来控制至少一个轴和至少一个刀架的操作；其中，控制器包括一个输入部分，它用来输入多个关于安装在至少一个刀架上的多个刀具的加工程序；一个存储部分，它包括多个分别与多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储这些多个加工程序，这些多个加工程序是由输入部分输入到多个程序描述区域中的；一个处理部分，它用来根据一个选定实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，轴选定命令在选定所选刀具的加工程序中。
在该数控车床中，有益的是轴选定命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在加工程序的同一个块中。
本发明进一步提供的数控车床包括一个车床床身；安装在车床床身上的至少一个轴；安装在车床床身上的至少一个刀架；一个控制器，它在车床床身上沿着多个线中的多个控制轴来控制至少一个轴和至少一个刀架的操作；其中，控制器包括一个输入部分，它用来输入多个关于安装在至少一个刀架上的多个刀具的加工程序；一个存储部分，它包括多个分别与多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储多个加工程序，这些多个加工程序是由输入部分输入到多个程序描述区域中的；一个处理部分，它用来根据一个轴叠加命令来确定一个实际控制轴，控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该轴叠加命令将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在选定所选刀具的加工程序的同一个块中。
本发明进一步提供一种在数控车床中使用的控制器，其中该数控车床有多个包括多个控制轴的线，该控制器包括一个输入部分，它用来输入多个关于数控车床带有的多个刀具的加工程序；一个存储部分，它包括多个分别与多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储这些多个加工程序，这些多个加工程序是由输入部分输入到多个程序描述区域中的；一个处理部分，它用来将多个控制轴分配到存储部分的多个程序描述区域，每一个控制轴都作为一个参考控制轴，并将参考控制轴施加到一个实际控制轴来控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该参考控制轴分配在一个随意选自多个程序描述区域的程序描述区域中，该程序描述区域描述选定所选刀具的加工程序。
较佳地，处理部分从加工程序中读入选定所选刀具的刀具功能命令，并确定与所选刀具相关的加工操作是否能够由所施加的参考控制轴控制，该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
在这种状态下，较佳地，当确定与所选刀具相关的加工操作不能由所施加的参考控制轴控制时，处理部分将除参考控制轴之外的其它多个控制轴中的一个控制轴施加到实际控制轴，该被施加的控制轴能够控制与所选刀具有关的加工操作，该参考控制轴分配到了随意选择出的程序描述区域。
更为较佳地，处理部分处理加工程序中的一个选定实际控制轴的轴选定命令，使用所选定的实际控制轴来代替所施加的参考控制轴，该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
在这种状态下，有益的是选定所述选定刀具的刀具功能命令和轴选定命令一起描述在加工程序的同一个块中，该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
更为较佳地，处理部分根据一个轴叠加命令确定实际控制轴，该轴叠加命令将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在加工程序的同一个块中，该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
更为较佳地，处理部分处理执行有关多个刀具的多个加工程序的顺序与程序描述顺序相匹配，这些加工程序串行地描述在随意选择的程序描述区域中。
本发明进一步提供一种在数控车床中使用的控制器，其中该数控车床有多个包括多个控制轴的线，该控制器包括一个输入部分，它用来输入多个关于数控车床带有的多个刀具的加工程序；一个存储部分，它包括多个分别与多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储这些多个加工程序，这些多个加工程序是由输入部分输入到多个程序描述区域中的；一个处理部分，它用来根据一个选定实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该轴选定命令在选定所选刀具的加工程序中。
在该控制器中，有益的是轴选定命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在加工程序的同一个块中。
本发明进一步提供一种在数控车床中使用的控制器，其中该数控车床有多个包括多个控制轴的线，该控制器包括一个输入部分，它用来输入多个关于数控车床带有的多个刀具的加工程序；一个存储部分，它包括多个分别与多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储这些多个加工程序，这些多个加工程序是由输入部分输入到多个程序描述区域中的；一个处理部分，它用来根据一个轴叠加命令来确定一个实际控制轴，控制与一个选定刀具有关的加工操作，该所选刀具是在每一个加工程序中选定的，而该轴叠加命令将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在选定所选刀具的加工程序的同一个块中。
本发明进一步提供一种用来控制数控车床的方法，其中该数控车床包括至少一个轴和至少一个刀架，这些轴和刀架沿着多个控制线的多个控制轴是可以控制的，该方法包括提供一个包括存储部分的控制器，该存储部分包括多个分别与多个线对应的程序描述区域；将多个控制轴分配到控制器的存储部分的多个程序描述区域，每一个控制轴都作为一个参考控制轴；将每一个与多个刀具相关的加工程序描述和存储在随意选自控制器的存储部分的多个程序描述区域中的一个程序描述区域，这些多个刀具携带在至少一个刀架上；将参考控制轴施加到一个实际控制轴来控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该参考控制轴分配到了一个随意选择的程序描述区域，该程序描述区域描述选定所选刀具的加工程序；在每一个多个加工程序中，沿着施加到实际控制轴的参考控制轴，来控制这些至少一个轴中的每一个和这些至少一个刀架中的每一个的操作。
较佳地，将参考控制轴施加到实际控制轴的步骤，包括从加工程序中读入选定所选刀具的刀具功能命令，并确定与所选刀具相关的加工操作是否能够由所施加的参考控制轴控制，该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
在这种情况下，最好包括，当确定与所选刀具相关的加工操作不能由所施加的参考控制轴控制时，将把除参考控制轴之外的其它多个控制轴中的一个控制轴施加到实际控制轴上，该被施加的控制轴能够控制与所选刀具有关的加工操作，该参考控制轴分配到了随意选择出的程序描述区域。
更为较佳地，将参考控制轴施加到实际控制轴的步骤包括，在加工程序中，根据一个选定实际控制轴的轴选定命令，使用所选定的实际控制轴来代替所施加的参考控制轴，该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
在这种情况下，有益的是选定所选刀具的刀具功能命令和轴叠加命令一起描述在加工程序的同一个块中，该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
更为较佳地，将参考控制轴施加到实际控制轴的步骤包括，根据一个轴叠加命令确定实际控制轴，该轴叠加命令用于将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在加工程序的同一个块中，而该加工程序描述在随意选择的程序描述区域中。
本发明进一步提供一种用来控制数控车床的方法，其中该数控车床包括至少一个轴和至少一个刀架，这些轴和刀架沿着多个控制线的多个控制轴是可以控制的，该方法包括提供一个包括存储部分的控制器，该存储部分包括多个分别与多个线对应的程序描述区域；将与多个刀具相关的多个加工程序分别描述和存储在控制器的存储部分的多个程序描述区域中，这些多个刀具携带在至少一个刀架上；根据一个选定实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该轴选定命令在选定所选刀具的加工程序中；沿着在每一个多个加工程序中确定的实际控制轴，来控制这些至少一个轴中的每一个和这些至少一个刀架中的每一个的操作。
在该控制方法下，有益的是轴选定命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在加工程序的同一个块中。
本发明进一步提供一种用来控制数控车床的方法，其中该数控车床包括至少一个轴和至少一个刀架，这些轴和刀架沿着多个控制线的多个控制轴是可以控制的，该方法包括提供一个包括存储部分的控制器，该存储部分包括多个分别与多个线对应的程序描述区域；将与多个刀具相关的多个加工程序分别描述和存储在控制器的存储部分的多个程序描述区域中，这些多个刀具携带在至少一个刀架上；根据一个轴叠加命令来确定一个实际控制轴，控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该轴叠加命令将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在选定所选刀具的加工程序的同一个块中；沿着在每一个多个加工程序中确定的实际控制轴，来控制这些至少一个轴和这些至少一个刀架的操作。
本发明进一步提供一种用来描述数控车床的控制器中的加工程序的方法，其中该数控车床有多个包括多个控制轴的线，该方法包括在控制器的存储部分中设置分别与多个线对应的多个程序描述区域，控制轴分配到了这些多个程序描述区域，每一个控制轴用来作为一个参考控制轴；通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的加工程序与一个程序描述区域连同起来描述，该块格式用于将参考控制轴施加到一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，该程序描述区域随意选自控制器的存储部分的多个程序描述区域，该参考控制轴分配到了随意选择的程序描述区域，该所选刀具是在每一个加工程序中选定的。
较佳地，块格式包括刀具功能命令，用来选定所选刀具。
更为较佳地，块格式包括轴选定命令，用来选定实际控制轴，代替所指定的参考控制轴来使用。
在这种情况下，有益的是选定所选刀具的刀具功能命令和轴选定命令一起描述在同一个块中。
更为较佳地，块格式包括轴叠加命令，用来将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在同一个块中。
本发明进一步提供一种用来描述数控车床的控制器中的加工程序的方法，其中该数控车床有多个包括多个控制轴的线，该方法包括在控制器的存储部分中设置分别与多个线对应的多个程序描述区域；通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的加工程序与控制器的存储部分中的多个程序描述区域连同起来描述，该块格式用于根据一个选定实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的。
在该描述加工程序的方法中，有益的是轴选定命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在同一个块中。
本发明进一步提供一种用来描述数控车床的控制器中的加工程序的方法，其中该数控车床有多个包括多个控制轴的线，该方法包括在控制器的存储部分中设置分别与多个线对应的多个程序描述区域；通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的加工程序与控制器的存储部分中的多个程序描述区域连同起来描述，该块格式用于根据一个轴叠加命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该轴叠加命令将这些控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所选刀具的刀具功能命令一起描述在同一个块中。
本发明进一步提供的数控车床包括一个车床床身；一个安装在车床床身上的第一轴，它包括一个第一旋转轴，在控制下可沿着第一线中的第一控制轴移动；一个安装在车床床身上的第一刀架，它在控制下可沿着第一线的第二控制轴移动；一个安装在车床床身上的第二刀架，它在控制下可沿着第二线中的第三和第四控制轴移动；一个安装在车床床身上的第二轴，它包括一个第二旋转轴，与第一旋转轴平行，在控制下可沿着第三线的第五和第六控制轴移动；一个包括一个存储部分的控制器，存储部分有第一、第二和第三三个程序描述区域，第一到第六控制轴分配到这三个程序描述区域，每一个控制轴用来作为一个参考控制轴，该控制器能够通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的加工程序与一个程序描述区域连同起来描述，将该参考控制轴施加到一个实际控制轴，来控制与一个选定刀具有关的加工操作，这些刀具携带在第一和第二刀架上，该程序描述区域随意选自第一到第三程序描述区域，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该参考控制轴分配到了随意选择的程序描述区域。
在该数控车床中，第二刀架能够将多个刀具沿着第一行和第二行平行地固定，从而这些刀具相互之间展示出不同的前端方向。
附图简要说明下面结合
本发明的最佳实施方式，进一步清晰地阐明本发明的这些以及其它目的、特征和优点。在附图中图1是根据本发明实施方式的NC车床的总体配置透视图；图2是内置在图1 NC车床中的NC部件的配置框图；图3是图1 NC车床中第一和第二刀架同时加工的实施例的示意图；图4是输入并显示在图2 NC部件中的加工程序例的视图；图5是执行图4的加工程序的加工过程的视图；图6是与图2 NC部件中与程序描述例程相关的过程的流程图；图7是与图2 NC部件中与程序描述例程相关的另一个例程的流程图；图8是与图2 NC部件中与程序描述例程相关的另一个例程的流程图；图9是根据图7的过程的加工操作例的视图；图10是使用图6到图8过程的刀具选择例程的视图。
最佳实施例的详细说明参照附图，图1显示了根据本发明实施方式的数控(NC)车床10的总体配置。NC车床10为3线结构，在单一的车床床身12上紧密携带有两个轴14、16，两个刀架18、20，它能够在同一根棒材上同时完成不同类型的加工(例如，外围车削和钻孔)，也可用各种刀具22同时加工不同的棒材，这些刀具包括单点刀具、钻头和其它车削刀具或铣刀和其它旋转刀具。
更确切地说，NC车床10基本上带有一个车床床身12；一个第一轴14，它安装在车床床身12上，包括一个旋转轴14a，能够在第一条线(也就是线1)的控制下操作；一个第一刀架18，它安装在车床床身12上，能够和第一轴14一起在线1的控制下操作；一个第二刀架20，它安装在车床床身12上，能够在第二条线(也就是线2)的控制下操作；一个第二轴16，它安装在车床床身12上，包括一个旋转轴16a，能够在第三条线(也就是线3)的控制下操作，其中旋转轴16a与第一轴14的旋转轴14a平行；车床床身12有一个称为倾斜床身的结构，在床身的前方有一个倾斜的导轨面12a，它相互独立地携带有第一轴14、第二轴16、第一刀架18和第二刀架20，能够基于倾斜的导轨面12a在三个直角座标系上移动。车床床身12进一步带有一个用来操作控制(NC)部件24的控制面板26和一个未显示的罩等，其中控制(NC)部件24将在后面得到说明。
第一轴14是主(前)轴，它在固定来自车床外部的棒材W的同时旋转，并能够通过一个未显示的轴承部件可旋转地内置在第一轴箱28内部。第一轴14为中空圆柱结构，在其前端区域带有卡盘(未显示)，紧紧固定来自后端侧的棒材W。
第一轴箱28可滑动地携带在第一轴支架30上，第一轴支架30位于车床床身12轴向的一端区域。第一轴支架30带有第一轴驱动机构32(图2)，它用来沿着与倾斜的导轨面12a平行的第一进料控制轴(称为“轴Z1”)线性地移动第一轴箱28，并基于车床床身12上的倾斜的导轨面12a在直角三轴座标系中线性地移动第一轴14的旋转轴14a。第一轴驱动机构32包含一个连在车床床身12上的Z1驱动(例如，一个交流伺服电动机)34，一个连在倾斜的导轨面12a上的Z1导轨元件(例如，一个移动的导轨)36，一个未显示的进给螺杆(例如，一个滚珠螺杆)。因而，第一轴14能够与第一轴箱28一起通过第一轴驱动机构32作用沿着第一进料控制轴(轴Z1)线性地往复移动，其中第一进料控制轴与其本身的旋转轴14a平行。
第一轴箱28进一步包括，例如，一个内置型的交流伺服电动机，作为旋转驱动装置38(图2)，用来驱动第一轴14旋转。进一步地，第一轴14有一个旋转角控制轴(称为“轴C1”)，并能够通过控制旋转驱动装置38，标示轴C1的移动位置，从而用旋转刀具在棒材W的末端表面或外围的所需位置处完成各种加工，其中，这些旋转刀具安装在所需的刀架18和20上，棒材W由卡盘固定。
在接近车床床身12的轴向中心处竖直地设有一根柱子40，它与第一轴支架30相邻。柱子40位于一个预定的位置，沿前方轴向远离第一轴箱28，并带有一个导衬套42，用来作为辅助支撑座，在其末端支撑棒材W，棒材W在已加工部位附近由第一轴14固定。导衬套42与第一轴14同轴，在车削过程中将棒材W置于中心并支撑棒材，使得已加工部位不会振动。
第一刀架18位于车床床身12上，可沿着柱子40的前表面移动，并回收到导衬套42的一侧，其中，柱子40用来作为第一刀架的支架，导衬套42位于第一轴14的轴向前方。柱子40带有第一刀架驱动机构44(图2)，它用来沿着与倾斜的导轨面12a垂直的第二进料控制轴(称为“轴X1”)线性移动第一刀架18，并基于车床床身12上的倾斜的导轨面12a在直角三轴座标系中线性移动第一轴14的旋转轴14a(也就是，第一进料控制轴(轴Z1))。
第一刀架驱动机构44携带有一个位于柱子40的前表面处的Y-滑板46，它在实际的水平进料控制轴(称为“轴Y”)方向可以移动，柱子40的前表面与车床床身12的倾斜的导轨面12a垂直，轴Y与第一进料控制轴(轴Z1)垂直；一个Y-滑板驱动机构，它用来在柱子40上沿轴Y方向移动Y-滑板46；一个位于Y-滑板46的前表面处的X-滑板48，它在实际的竖直进料控制轴(称为“轴X”)方向可以移动，Y-滑板46的前表面与柱子40的前表面平行，轴X与第一进料控制轴(轴Z1)和实际的水平进料控制轴(轴Y)都垂直；一个X-滑板驱动机构，它用来在Y-滑板46上沿轴X方向移动X-滑板48。Y-滑板驱动机构包括有一个连在柱子40上的Y-驱动(例如，一个交流伺服电动机)50，一个连在柱子前表面上的Y-导轨元件(例如，一个移动的导轨)52，一个未显示的进给螺杆(例如，一个滚珠螺杆)。类似地，X-滑板驱动机构包括有一个连在Y-滑板46上的X-驱动(例如，一个交流伺服电动机)54，一个连在Y-滑板前表面上的X-导轨元件(例如，一个移动的导轨)56，一个未显示的进给螺杆(例如，一个滚珠螺杆)。因而，第一刀架18能够通过第一刀架驱动机构44作用，沿着第二进料控制轴(轴X1)线性地往复移动，其中第二进料控制轴(轴X1)通过将Y-滑板46在轴Y上的线性移动和X-滑板48在轴X上的线性移动插值，与第一进料控制轴(轴Z1)垂直。
第一刀架驱动机构44进一步沿着一个进料控制轴(称为“轴Y1”)线性移动第一刀架18，在基于车床床身12上的倾斜的导轨面12a的直角三轴座标系中，轴Y1与第一和第二进料控制轴(轴Z1和轴X1)都垂直。该进料控制轴(轴Y1)与第二进料控制轴(轴X1)一样，是通过第一刀架驱动机构44作用，将Y-滑板46在轴Y上的线性移动和X-滑板48在轴X上的线性移动插值来实现的。因此，第一刀架18能够沿着轴Y1线性地往复移动。
第一刀架18是所谓的梳齿或组合刀架，它固定多个平行配置的刀具22，并安装了单点刀具、钻头和其它车削刀具或铣刀和其它旋转刀具，这些刀具沿着一个与柱子40的前表面平行的虚平面配置，并关于第一轴14的旋转轴14a径向分布。在图示的实施方式中，第一刀架18配备有一个第一固定部分58，它能够固定多个刀具22，这些刀具22沿着与第二进料控制轴(轴X1)垂直的方向，也就是轴Y1方向平行配置；一个位于第一固定部分58附近的第二固定部分60，它能够固定多个刀具22，这些刀具22沿着第二进料控制轴(轴X1)方向平行配置。
因而，第一刀架18能够通过对第一刀架18和第一轴14移动的共同作用来插值，从而移动所需刀具22的前端，其中，该刀具22是通过轴Y1的移动从第一固定部分58中来选择的，而第一刀架18本身在轴X1上的移动和第一轴14在轴Z1上的移动都是依照输入到NC部件24中的线1的加工程序来的。类似地，第一刀架18能够通过对第一刀架18和第一轴14移动的共同作用来插值，从而移动所需刀具22的前端，其中，该刀具22是通过轴X1的移动从第二固定部分60中来选择的，而第一刀架18本身在轴Y1上的移动和第一轴14在轴Z1上的移动都是依照输入到NC部件24中的线1的加工程序来的。进一步地，第一刀架18能够通过对第一刀架18本身在轴X1和轴Y1上的移动的共同作用来插值，从而移动旋转刀具22R的前端，其中，该旋转刀具22R安装在第二固定部分60中，而第一刀架18本身在轴X1和轴Y1上的移动都是依照输入到NC部件24中的线1的加工程序来的。这样，在线1的控制下，通过所需刀具22，能够将棒材W加工成所需的形状，其中，所需刀具22位于第一刀架18中，棒材W由第一轴14固定。
第二刀架20位于车床床身12上，可在第二刀架支架62上移动，第二刀架支架62横跨柱子40与第一轴支架30相对。第二刀架支架62带有一个第二刀架驱动机构64(图2)，在基于车床床身12上的倾斜的导轨面12a的直角双轴座标系中，它用来沿着一个第三进料控制轴(称为“轴X2”)和一个第四进料控制轴(称为“轴Z2”)线性移动第二刀架20，第三进料控制轴(称为“轴X2”)与倾斜的导轨面12a平行并与第一轴14的旋转轴14a(也就是第一进料控制轴(轴Z1))垂直，第四进料控制轴(称为“轴Z2”)与第一进料控制轴(轴Z1)平行。
第二刀架驱动机构64携带有一个位于车床床身12上的倾斜的导轨面12a处的Z2-滑板66，它在第四进料控制轴(轴Z2)方向可以移动；一个Z2-滑板驱动机构，它用来在车床床身12上沿轴Z2方向移动Z2-滑板66；一个位于Z2-滑板66的前表面处的X2-滑板68，它在第三进料控制轴(轴X2)方向可以移动，Z2-滑板66的前表面与倾斜的导轨面12a平行；一个X2-滑板驱动机构，它用来在Z2-滑板66上沿轴X2方向移动X2-滑板68。Z2-滑板驱动机构包括有一个连在车床床身12上的Z2-驱动(例如，一个交流伺服电动机)70，一个连在倾斜的导轨面12a上的Z2-导轨元件(例如，一个移动的导轨)72，一个未显示的进给螺杆(例如，一个滚珠螺杆)。类似地，X2-滑板驱动机构包括有一个连在Z2-滑板66上的X2-驱动(例如，一个交流伺服电动机)74，一个未显示的连在Z2-滑板前表面上的X2-导轨元件(例如，一个移动的导轨)，一个未显示的进给螺杆(例如，一个滚珠螺杆)。因而，第二刀架20能够通过第二刀架驱动机构64作用，沿着第三进料控制轴(轴X2)和第四进料控制轴(轴Z2)线性地往复移动。
第二刀架20能够以梳齿方式在第一行和第二行中固定多个刀具22，这些刀具的前端相互之间显示出不同方位，第二刀架20还能够安装单点刀具、钻头和其它车削刀具或铣刀和其它旋转刀具，这些刀具沿着一个与车床床身12上的倾斜的导轨面12a平行的虚平面配置，与第一轴14的旋转轴14a平行或同轴。在图示的实施方式中，第二刀架20配备有一个第一固定部分76(图3)，它能够将多个刀具22定向到朝向带有第一刀架16的柱子40，并沿着第三进料控制轴(轴X2)的方向平行地配置这些刀具22，将它们固定在第一行中；一个与第一固定部分76相对的第二固定部分78，它能够在第二行中固定多个刀具22，固定这些刀具22的位置与第一固定部分76安装的那些刀具的位置相同，两组刀具同轴，但分别位于相反的方向。安装在第二刀架20的第一固定部分76中的第一行刀具22的前端朝向与固定在第一轴14中的棒材W匹配。另一方面，安装在第二刀架20的第二固定部分78中的第二行刀具22的前端朝向与固定在第二轴16中的棒材W′(图3)一致。
因而，第二刀架20能够通过对第二刀架20在轴X2和轴Z2上的移动的共同作用来插值，从而移动所需刀具22的前端，其中，该刀具22是通过其本身在轴X2上的移动从第一固定部分76中来选择的，而第二刀架20本身在轴X2和轴Z2上的移动都是依照输入到NC部件24中的线2的加工程序来的。进一步地，它能够依照输入到NC部件24中的线2的加工程序，将第二刀架20本身在轴Z2上的移动与第一轴14在轴Z1上的移动叠加起来，移动刀具的前端。这样，通过所需刀具22，能够将棒材W加工成所需的形状，其中，所需刀具22选自第二刀架20的第一行，棒材W由第一轴14固定。
轴16位于车床床身12上，可在一个第二轴支架80上移动，它有一个与第一轴14的旋转轴14a平行的旋转轴16a，其位置使得它能够在轴向前方同轴朝向第一轴14，也就是，导衬套42，其中，第二轴支架80与第二刀架支架62相邻，第二刀架支架62横跨柱子40与第一轴支架30相对。第二轴16是辅(后)轴，它在固定来自第一轴14的已部分加工了的棒材W′的同时旋转，并通过一个未显示的轴承设备可旋转地内置在第二轴箱82内部。第二轴16为中空圆柱结构，在其前端区域带有卡盘(未显示)，紧紧固定来自面对的导衬套42的棒材W′。
第二轴支架80带有一个第二轴驱动机构84(图2)，它用来沿着第五进料控制轴(称为“轴X3”)和第六进料控制轴(称为“轴Z3”)在基于车床床身12上的倾斜的导轨面12a的直角双轴座标系线性中线性地移动第二轴16，其中，第五进料控制轴(称为“轴X3”)与第二刀架20的第三进料控制轴(轴X2)平行，第六进料控制轴(称为“轴Z3”)与第一轴14的第一进料控制轴(轴Z1)平行。
第二轴驱动机构84携带有一个位于车床床身12上的倾斜的导轨面12a处的Z3-滑板86，它在第六进料控制轴(轴Z3)方向可以移动；一个Z3-滑板驱动机构，它用来在车床床身12上沿轴Z3方向移动Z3-滑板86；一个位于Z3-滑板86的前表面处的X3-滑板88，它在第五进料控制轴(轴X3)方向可以移动，Z3-滑板86的前表面与倾斜的导轨面12a平行；一个X3-滑板驱动机构，它用来在Z3-滑板86上沿轴X3方向移动X3-滑板88。Z3-滑板驱动机构包括有一个连在车床床身12上的Z3-驱动(例如，一个交流伺服电动机)90，一个连在倾斜的导轨面12a上的Z3-导轨元件(例如，一个移动的导轨)92，一个未显示的进给螺杆(例如，一个滚珠螺杆)。类似地，X3-滑板驱动机构包括有一个连在Z3-滑板86上的X3-驱动(例如，一个交流伺服电动机)94，一个连在Z3-滑板前表面上的X3-导轨元件(例如，一个移动的导轨)96，一个未显示的进给螺杆(例如，一个滚珠螺杆)。
第二轴箱82固定到X3-滑板88的前表面，使得第二轴16的旋转轴16a与第六进料控制轴(轴Z3)平行地配置。因而，第二轴16能够通过第二轴驱动机构84作用，沿着第五进料控制轴(轴X3)和第六进料控制轴(轴Z3)线性地往复移动。
第二轴箱82进一步包括，例如，一个内置型的交流伺服电动机，作为旋转驱动装置98(图2)，用来驱动第二轴16旋转。进一步地，第二轴16有一个旋转角控制轴(称为“轴C2”)，并能够通过控制旋转驱动装置98，标示轴C2的移动位置，从而用旋转刀具在棒材W′的末端表面或外围的所需位置处完成各种加工，其中，这些旋转刀具安装在第二刀架20上，棒材W由卡盘固定。
这样，第二轴16能够沿着与第二刀架20的第三进料控制轴(轴X2)平行的第五进料控制轴(轴X3)线性地移动。因而，第二刀架20能够从第二行刀具22中通过索引选择所需刀具22，这些刀具22是通过其本身至少在轴X2上的移动和第二轴16在轴X3上的移动来安装到第二固定部分78的第二行中的。进一步地，第二刀架20能够依照输入到NC部件24中的线3的加工程序，通过第二轴16在轴X3和轴Z3上的移动的共同作用并通过插值，来相对地移动所选刀具的前端，第二刀架20还能够依照输入到NC部件24中的线3的加工程序，将第二轴16在轴Z3上的移动与第二刀架20本身在轴Z2上的移动叠加起来，移动刀具的前端。这样，通过所需刀具22，能够将棒材W′加工成所需的形状，其中，所需刀具22选自第二刀架20的第二行，棒材W′由第二轴16固定。
在NC部件24的三线控制下，自动车床10配置成能够最多同时使用三个刀具22，从而能够自动加工分别固定在前后轴14和16中的棒材W和W′，而这些刀具都选自上述配置的两个刀架18和20，自动车床10还特别配置成能够通过插值同时分别完成该三个刀具22的各自移动。
图2显示了用来自动完成各种加工的NC部件24的配置。NC部件24带有一个输入部分100、一个显示部分102、一个加工控制部分104和一个伺服控制部分106。输入部分100有一个带数字键(图1)的键盘108，它位于控制面板26上。与刀具22相关的加工程序(也就是，字符串块)，包括控制第一轴14和第二轴16、第一刀架18和第二刀架20(刀具的选择、产品的形状和尺寸、轴速度、刀具进料速度等)操作所需要的数据，在输入部分100中输入。显示部分102有一个CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)或者其它显示器110(图1)，它位于控制面板26上，在其显示屏幕110上显示了在输入部分100中输入的加工程序，或者允许通过交互方式在其显示屏幕110上自动设计和仿真。
加工控制部分104有一个RAM(随机存取存储器)112、一个ROM(只读存储器)114和一个CPU(中央处理机)116，RAM112和ROM114构成存储部分，CPU116构成处理部分。与刀具2相关的加工程序，包括在输入部分100中输入的各种类型的数据在内，在CPU116的指令控制下，存储在RAM112或ROM114中。进一步地，ROM114预先存储了控制程序来驱动第一轴14和第二轴16、第一刀架18和第二刀架20。以RAM112或ROM114中存储的加工程序和ROM114中存储的控制程序为基础，CPU116将控制命令输出到伺服控制部分106。
伺服控制部分106有一个第一轴移动控制器118、一个第一轴旋转控制器120、一个第一刀架移动控制器122、一个第二刀架移动控制器124、一个第二轴移动控制器126和一个第二轴旋转控制器128。第一轴移动控制器118基于CPU116的指令，操作第一轴驱动机构32的Z1-驱动34(图1)，沿着轴Z1移动第一轴14与第一轴箱28。第一轴旋转控制器120基于CPU116的指令，操作旋转驱动38，在第一轴箱28中围绕轴C1旋转第一轴14。需要注意的是，在车削过程中，控制高速旋转的第一轴14的速度和其它数据是通过一个未显示的独立控制电路实现的。
第一刀架移动控制器122基于CPU116的指令，同时操作第一刀架驱动机构44的Y-驱动50(图1)和X-驱动54(图1)，沿着轴X1或轴Y1移动第一刀架18。第二刀架移动控制器124基于CPU116的指令，有选择地操作第二刀架驱动机构64的Z2-驱动70(图1)和X2-驱动74(图1)，通过插值在轴Z2和轴X2上移动第二刀架20。
第二轴移动控制器126基于CPU116的指令，有选择地操作第二轴驱动机构84的Z3-驱动90(图1)和X3-驱动94(图1)，通过插值在轴Z3和轴X3上移动第二轴16。第二轴旋转控制器128基于CPU116的指令，操作旋转驱动98，在第二轴箱82中围绕轴C2旋转第二轴16。需要注意的是，在车削过程中，控制高速旋转的第二轴16的速度和其它数据是通过一个未显示的独立控制电路实现的。
在上述控制系统中，NC部件24能够通过控制第一轴驱动机构32、第一刀架驱动机构44、第二刀架驱动机构64和第二轴驱动机构84并将它们相互联合起来，从而同时执行三个加工过程；第一个加工过程与第一轴14(也就是在由第一轴14固定的棒材W上)相关，其所需刀具22选自第一刀架18；第二个加工过程与第一轴14相关，其所需刀具22选自第二刀架20的第一行；第三个加工过程与第二轴16(也就是在由第二轴16固定的棒材W′上)相关，其所需刀具22选自第二刀架20的第二行。进一步地，NC部件24能够通过叠加而有效控制第一轴驱动机构32、第一刀架驱动机构44、第二刀架驱动机构64和第二轴驱动机构84，从而能够通过插值同时执行上述三种移动；第一种移动是刀具22在线1中的移动，所用刀具22选自第一刀架18；第二种移动是刀具22在线2中的移动，所用刀具22选自第二刀架20的第一行；第三种移动是刀具22在线3中的移动，所用刀具22选自第二刀架20的第二行。
下面结合图3说明通过这样的三刀具同时插值的一个自动加工实施例。在该实施例中，一个刀具22-1，通过对第一轴14在轴Z1上的移动和第一刀架18在轴X1上的移动插值，在棒材W上执行外围车削，该刀具22-1安装在第一刀架18上，该棒材W固定在第一轴14中，而第一轴14在轴Z1上的移动和第一刀架18在轴X1上的移动都隶属于线1(也就是可由线1控制)。同时，一个刀具22-2，通过对第二刀架20在轴Z上叠加的移动和在轴X2上的移动的插值，在棒材W上执行钻孔，该刀具22-2安装在第二刀架20的第一固定部分76上，该棒材W固定在第一轴14中，而第二刀架20在轴Z上叠加的移动和在轴X2上的移动都隶属于线2(也就是可由线2控制)。进一步地，同时，一个刀具22-3，通过对第二轴16在轴Z上叠加的移动和在轴X上叠加的移动的插值，在棒材W′上执行外围车削，该刀具22-3安装在第二刀架20的第二固定部分78上，该棒材W′固定在第二轴16中，而第二轴16在轴Z上叠加的移动和在轴X上叠加的移动都隶属于线3(也就是可由线3控制)。
由此，NC部件24在用于刀具22-1的加工程序和用于刀具22-2的加工程序的基础上，沿着复合轴Z控制第二刀架驱动机构64，从而通过在轴Z方向的叠加移动第二刀架20，其中，复合轴Z是通过将轴Z2叠加到轴Z1上确定的，第二刀架20隶属于轴Z2(也就是轴Z2用来控制第二刀架20的操作)，第一轴14隶属于轴Z1(也就是轴Z1用来控制第一轴14的操作)，而两个加工程序都在输入部分100中输入。类似地，NC部件24在用于刀具22-2的加工程序和用于刀具22-3的加工程序的基础上，沿着复合轴Z和复合轴X控制第二轴驱动机构84，从而通过在轴Z方向的叠加和在轴X方向的叠加移动第二轴16，其中，复合轴Z是通过将轴Z3叠加到轴Z2上确定的，第二轴16隶属于轴Z3(也就是轴Z3用来控制第二轴16的操作)，第二刀架20隶属于轴Z2，复合轴X是通过将轴X3叠加到轴X2上确定的，第二轴16隶属于轴X3，第二刀架20隶属于轴X2，而两个加工程序都在输入部分100中输入。
在具有上述配置的NC部件24中，基本上，刀具22-1用来加工棒材W的数据在输入部分100中输入，作为线1的加工程序，用来控制第一轴14和第一刀架18的操作，其中，棒材W固定在第一轴14中，刀具22-1安装在第一刀架18中，而线1恰当地组合了一组控制轴(轴Z1、轴X1和轴Y1)；刀具22-2用来加工棒材W的数据在输入部分100中输入，作为线2的加工程序，用来控制第一轴14和第二刀架20的操作，其中，棒材W固定在第一轴14中，刀具22-2安装在第二刀架20的第一固定部分76中，而线2恰当地组合了一组控制轴(轴Z1、轴X2、轴Z2和复合轴Z)；刀具22-3用来加工棒材W′的数据在输入部分100中输入，作为线3的加工程序，用来控制第二刀架20和第二轴16的操作，其中，棒材W′固定在第二轴16中，刀具22-3安装在第二刀架20的第二固定部分78中，而线3恰当地组合了一组控制轴(轴Z2、轴X2、轴Z3、轴X3、复合轴Z和复合轴X)。这些加工程序通过键盘108手工输入到NC部件24中(就是手动数据输入)，键盘108位于控制面板26上。程序内容显示在显示部分102的显示屏幕110上，显示部分102位于控制面板26上。
NC部件24的RAM112有三个程序描述区域，它们能够分别与线1到3对应。如图4所示，在显示部分102的显示屏幕110中，这些程序描述区域在符号$1、$2和$3下方相互之间并排间隔开显示。进一步地，与刀具22相关的多个加工程序能够以紧凑的字符串块的形式，分别显示在一个或多个所需程序描述区域中，其中，这些刀具22位于第一和第二刀架18、20上，一个或多个所需程序描述区域可从三个程序描述区域$1、$2和$3中随意选择。
前面已经阐述过，当用户准备多线加工程序时，传统的多功能型NC车床存在一些与描述例程相关的缺陷，如只能使用预先确定的分别与程序描述区域相对应的控制轴，在NC部件的RAM中提供的程序描述区域中，描述加工程序。与此相反，根据本发明的NC车床10的NC部件24具有下述特征结构，当用户准备多线加工程序时，能够增加描述例程的自由度。
也就是说，NC部件24的配置使得CPU116拥有存储在RAM112中的所有加工程序，从而能够分别将作为参考控制轴的直角三轴座标系X1-Y1-Z1、直角双轴座标系X2-Z2和直角双轴座标系X3-Z3分配到三个程序描述区域$1、$2和$3中，这三个程序描述区域$1、$2和$3位于RAM112中；CPU116还能够将一个参考控制轴施加到一个实际的控制轴，用来描述选定该刀具22的加工程序，该实际控制轴用来控制加工操作，这些加工操作与在每个加工程序中单独选定的刀具22相关，该参考控制轴分配到了从三个程序描述区域$1、$2和$3中随意选择出的一个程序描述区域；接着CPU116根据这些加工程序将控制信号输出到伺服控制部分106。
这样，NC部件24的CPU116可以读入加工程序中的刀具功能命令，选定所选刀具22，确定与选定刀具22相关的加工操作是否能够由施加到实际控制轴上的参考控制轴控制，其中，该加工程序描述在随意选择出的程序描述区域中。当确定该加工操作不能由所施加的参考控制轴控制时，CPU116将除参考控制轴之外的其它控制轴中的一个控制轴施加到实际控制轴，该被施加的控制轴能够控制与选定刀具22有关的加工操作，该参考控制轴分配在随意选择出的程序描述区域中。
这种情况下，在上述确定实际控制轴的步骤中，NC部件24的CPU116能够运行加工程序中的过程来处理轴选定命令，选定实际的控制轴，并使用所选定的实际控制轴来代替所施加的参考控制轴，其中，该加工程序描述在随意选择出的程序描述区域中。需要注意的是，基于轴选定命令确定实际控制轴的过程，也可从上述过程中独立出来运行，该过程用来将参考控制轴施加到实际控制轴，其中，参考控制轴分配到了随意选择出的程序描述区域中。
进一步地，NC部件24的CPU116根据轴叠加命令执行过程来确定实际控制轴，控制加工操作，这些加工操作与在每个加工程序中单独选定的刀具22相关，并存储在RAM112中，接着根据这些加工程序将控制信号输出到伺服控制部分106，其中，轴叠加命令将一个所需控制轴叠加到另一个所需控制轴上，并与选定所选刀具22的刀具功能命令一起描述在同一个块中。
下面将结合图4和5所示的加工程序实施例来说明NC部件24中的与程序描述例程相关的各种特征过程。
图4中示例性显示的加工程序，如图5示意所示，包括的成分，第一有刀具22-2(刀具号T 2100)，它安装在第二刀架20的第一固定部分76上，在线-1(程序P1)的控制下，它通过第二刀架20在轴Z2的移动，用来在棒材W上第一轴14侧执行端面钻孔；第二有刀具22-1(刀具号T 0200)，它安装在第一刀架18上，在线-1(程序P2)的控制下，它通过对第一轴14在轴Z1上的移动和第一刀架18在轴X1上的移动的插值，用来在棒材W上执行外围车削；同时，刀具22-3(刀具号T 3100)安装在第二刀架20的第二固定部分78上，在线-3(程序P3)的控制下，它通过第二刀架20在轴Z2上的移动，用来在棒材W′上第二轴16侧执行端面钻孔；最后，刀具22-4(刀具号T 0100)安装在第一刀架18上，在线-1的控制下，它通过第一刀架18在轴X1上的移动，用来在棒材W上执行切断。需要注意的是，在图5中，X0和Z0标明了轴X和轴Z移动的参考位置。
当用户准备四个加工程序P1到P4时，由于前面对NC部件24的CPU116执行过程的说明，用户能够将加工程序P1到P4中的每一个随意(也就是说，不需要记住与程序描述区域$1、$2和$3相对应的线与用来控制加工操作的控制轴之间的关系，这些加工操作与选定的刀具22-1到22-4有关)描述在从三个程序描述区域$1、$2和$3中随意选择出的任一程序描述区域中，三个程序描述区域$1、$2和$3相互之间并排间隔开地显示在控制面板26的显示屏幕110上。在图示实施例中，加工程序P1(控制轴Z2)、P2(控制轴Z1和轴X1)和P4(控制轴X1)描述在与线1相对应的程序描述区域$1中，加工程序P3(控制轴Z2)描述在与线3相对应的程序描述区域$3中。
进一步地，在准备加工程序时，用户能够选定一个可以控制加工操作的控制轴作为实际的控制轴，这些加工操作与在每个加工程序中选定的刀具22相关。这种选定的实现与选择程序描述区域$1、$2和$3来描述加工程序P1到P4无关。在图示实施例中，加工程序P3中使用了一个块来描述轴选定命令(在该示例性程序中为参数K2)和刀具功能命令(也就是刀具号T 3100)，轴选定命令选定轴Z2来控制与刀具22-3有关的加工操作，刀具功能命令在同一个块中选定刀具22-3。需要注意的是，这里只是描述参数的一个例子，在用参数Kn选定轴Zn之外，还可以使用参数In来选定轴Xn。
进一步地，在准备加工程序时，用户能够描述一个命令，通过将一个所需控制轴叠加到另一个所需控制轴上，在所有能够控制加工操作的控制轴中，在选定刀具22的同时，确定一个实际的控制轴，在每一个加工程序中，这些加工操作与选定刀具22有关。该叠加命令的描述在可以与对描述加工程序P1到P4的程序描述区域$1、$2和$3的选择无关。在图示实施例中，加工程序P1中使用了一个块来描述轴叠加命令(在该示例性程序中为参数Z1)和刀具功能命令(也就是刀具号T 2100)，轴叠加命令将轴Z2叠加到轴Z1上，用来控制与刀具22-2有关的加工操作，刀具功能命令在同一个块中选定刀具22-2。需要注意的是，这里只是描述参数的一个例子，在用参数Zn表示轴Zn作为叠加参考之外，还可以使用参数Xn来表示轴Xn作为叠加参考。
这样，CPU116在三个程序描述区域$1到$3中拥有加工程序P1到P4，加工程序P1到P4分别描述在程序描述区域$1到$3中。在这方面，与三种类型的刀具22-2、22-1和22-4有关的加工程序P1、P2和P4串行地描述在程序描述区域$1中，CPU116拥有这些加工程序P1、P2和P4的顺序与程序描述顺序相同，也按照同样的顺序将控制信号输出到伺服控制部分106。
首先，在程序描述区域$1中，CPU116读入刀具号T 2100，将参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)施加到实际控制轴，并对每个控制轴分别确定与选定刀具22-2相关的加工操作是否能够由这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)控制，其中，刀具号T 2100描述在加工程序P1的第一块中，这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)分配到了程序描述区域$1，该实际控制轴用来控制与选定刀具22-2有关的加工操作。由此，确定轴X1和轴Y1为不能控制与选定刀具22-2有关加工操作的参考控制轴。进一步地，CPU116在向实际控制轴施加参考控制轴时，将排除这些不能控制操作的参考控制轴(轴X1、轴Y1)，而在除参考控制轴(轴X1、轴Y1)之外的能够控制与选定刀具22-2有关的加工操作的控制轴(轴X2、轴Y2)施加到实际控制轴。其结果是选择了这些能够用于加工程序P1的实际控制轴(轴Z1、轴X2、轴Z2)。
在这里，如果只有刀具号T 2100描述在此块中，那么CPU116优先施加分配到程序描述区域$1的参考控制轴，确定用于程序描述区域$1的轴Z1和轴X2为实际控制轴。这种情况下，第二刀架20没有受到驱动。与此相反，在图4的示例性程序中，CPU116读入参数Z1，将另一个实际控制轴Z2叠加到由该参数指定的轴Z1上，而此合成的复合轴Z将代替轴Z1施加到实际控制轴，其中，参数Z1与刀具号T2100描述在同一个块中。其结果是，用于加工程序P1的实际控制轴确定为复合轴Z和轴X2。接着，CPU116基于刀具移动数据，确定棒材W和选定刀具22-2的前端之间的相对位置和速度关系，在棒材W上执行端面钻孔，其中，这些刀具移动数据描述在随后的字符串块中。此时，在每个块中指定控制轴的地址Z表示复合轴Z。需要注意的是，在说明的实施例中，由于在执行加工程序P1的过程中没有其它加工程序同时运行来控制轴Z1，复合轴Z将与轴Z2一致，而第二刀架20受到驱动，第一轴14没有受到驱动。
在程序描述区域$1中的下一个加工程序P2中，CPU116读入刀具号T 0200，将参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)施加到实际控制轴，并对每个控制轴确定与选定刀具22-1有关的加工操作是否能够由这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)控制，其中，刀具号T 0200描述在第一块中，该实际控制轴用来控制与选定刀具22-1有关的加工操作，这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)分配到了程序描述区域$1中。在这种情况下，由于与选定刀具22-1有关的加工操作能够由所有这些参考控制轴控制，CPU116确定这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)为实际控制轴。从而，CPU116基于刀具移动数据，确定棒材W和选定刀具22-1的前端之间的相对位置和速度关系，在棒材W上执行外围车削，其中，这些刀具移动数据描述在随后的字符串块中。此时，在每个块中指定控制轴的地址X和Z分别表示轴X1和轴Z1。
在程序描述区域$1中的下一个加工程序P4中，CPU116读入刀具号T 0100，将参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)施加到实际控制轴，并对每个控制轴确定与选定刀具22-1有关的加工操作是否能够由这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)控制，其中，刀具号T 0100描述在第一块中，该实际控制轴用来控制与选定刀具22-4有关的加工操作，这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)分配到了程序描述区域$1中。在这种情况下，由于与选定刀具22-4有关的加工操作能够由所有这些参考控制轴控制，CPU116确定这些参考控制轴(轴X1、轴Y1、轴Z1)为实际控制轴。从而，CPU116基于刀具移动数据，确定棒材W和选定刀具22-4的前端之间的相对位置和速度关系，在棒材W上执行切断，其中，这些刀具移动数据描述在随后的字符串块中。此时，在每个块中指定控制轴的地址X和Z分别表示轴X1和轴Z1。
在程序描述区域$2中没有描述任何加工程序，从而CPU116不执行与程序描述区域$2有关的任何过程。
在程序描述区域$3中，CPU116读入刀具号T 3100，将参考控制轴(轴X3、轴Z3)施加到实际控制轴，并对每个控制轴确定与选定刀具22-3相关的加工操作是否能够由这些参考控制轴(轴X3、轴Z3)控制，其中，刀具号T 3100描述在加工程序P3的第一块中，这些参考控制轴(轴X3、轴Z3)分配到了程序描述区域$3，该实际控制轴用来控制与选定刀具22-3有关的加工操作。在这种情况下，由于与选定刀具22-3有关的加工操作能够由所有这些参考控制轴控制，CPU116确定这些参考控制轴(轴X3、轴Z3)为实际控制轴。
在这里，如果只有刀具号T 3100描述在此块中，那么CPU116将如前面所述那样施加分配到程序描述区域$3的参考控制轴，确定用于程序描述区域$3的轴X3和轴Z3为实际控制轴。这种情况下，第二轴16受到驱动，而第二刀架20没有受到驱动。与此相反，在图4的示例性程序中，CPU116读入参数K2，将由该参数确定的轴Z2代替轴Z3施加到实际控制轴，其中，参数K2与刀具号T 3100描述在同一个块中。其结果是，用于加工程序P3的实际控制轴确定为轴Z2和轴X3。从而，CPU116基于刀具移动数据，确定棒材W′和选定刀具22-3的前端之间的相对位置和速度关系，在棒材W′上执行端面钻孔，其中，这些刀具移动数据描述在随后的字符串块中。此时，在每个块中指定控制轴的地址Z表示轴Z2，而第二刀架20受到驱动，第二轴16没有受到驱动。
需要注意的是，在说明的实施例中，上述加工程序P2和P3通过使用特定代码“！”的块来同步开始加工的时间，其中，特定代码“！”用来在线之间匹配控制时间。从而，加工程序P2和加工程序P3成了线1和线2之间同时发生的加工程序。但是，如上所述，这些加工程序P2和P3通过操作不同的刀具18和20来加工不同的棒材W和W′，从而在即使没有同步开始加工的时间的情况下，这些加工程序P2和P3也可以执行。但在说明的实施例中，加工程序P1和加工程序P3都控制轴Z2，从而不能够执行同步加工。其结果是，在描述块时需要有代码“！”。
CPU116的上述各种处理例程可根据图6到8所示的流程图来解释。首先，如图6所示，在将参考控制轴施加到实际控制轴的过程中，CPU116读入刀具号，并对每个控制轴分别确定与所选刀具相关的加工操作是否能够由所施加的参考控制轴控制(步骤Q1)，其中，该实际控制轴用在一个加工程序中，该参考控制轴分配到了描述该加工程序的程序描述区域。当在步骤Q1中确定所施加的参考控制轴不能实现控制时，从实际控制轴中取消该参考控制轴，而能够控制与选定刀具有关的加工操作的控制轴将从其它待施加到实际控制轴的控制轴中获得(步骤Q2)。另一方面，当在步骤Q1中确定所施加的参考控制轴能够实现控制时，该参考控制轴直接施加到实际控制轴。进一步地，通过所确定的实际控制轴来完成处理，将移动命令输出到伺服控制部分106(步骤Q3)。
由于有此处理过程，在传统的NC部件软件中，按照惯例在不同的程序描述区域中描述的使用不同线的控制轴的加工程序，能够串行地在同一个程序描述区域中描述，如上所述。进一步地，CPU116拥有这些加工程序的顺序与程序描述顺序相同，也按照同样的顺序将移动命令输出到伺服控制部分106，其中这些加工程序使用不同线的控制轴，并串行地描述在同一个程序描述区域中。
例如，在图4的示例性程序中，加工程序P1和P2操作不同的刀架18和20，在同一根棒材W上完成端面钻孔和外围车削。在这种情况下，端面钻孔和外围车削通常要求棒材W和第一轴14相互之间的旋转速度不同，从而这些加工程序P1和P2能够按照规定的加工顺序依次加工完成，而不是同时加工。此时，在传统的NC部件软件中，在RAM中设置的这些程序描述区域中只可能描述这样的一些加工程序，这些加工程序使用的预先确定的控制轴分别与这些区域对应，从而，在上述示例性加工中，使用轴Z2的加工程序P1描述在程序描述区域$2中，使用轴Z1和轴X1的加工程序P2描述在程序描述区域$1中。在这种情况下，为了避免加工程序P1和加工程序P2同时运行，需要通过使用了特定代码“！”的块来匹配开始加工的时间，其中，特定代码“！”用来在线之间匹配控制时间。
与此相反，根据本发明的NC部件24，使用不同线的控制轴的加工程序P1和加工程序P2，能够按照加工顺序只通过串行描述在同一个程序描述区域$1中，从而与描述顺序相对应完成顺序加工。因此，用户准备顺序加工程序时，不需要考虑不同线之间各种类型的控制操作的相对顺序，也不需要使用代码“！”来描述块，从而输入工作变简单，因为冗长的说明导致的输入错误也能消除。进一步地，由于消除了使用代码“！”的块，运行所准备的加工程序需要的时间(也就是加工时间)也缩短了。
接着，如图7所示，对基于轴选定命令的实际控制轴的确定过程而言，CPU116选择由加工程序选定的刀具(步骤R1)，其后通过读入参数In或Kn来确定实际控制轴是否已经选定，其中该实际控制轴用来执行该加工程序(步骤R2)。这里，NC车床10能够通过移动第二刀架20或第一和第二轴14、16中的一个来加工分别固定在第一和第二轴14、16中的棒材W和W′，从而，在步骤R2中，确定固定待加工棒材的轴是否相对选定的刀具有移动来完成加工。在轴移动的情况下，获得控制轴来控制轴的操作，并将控制轴施加到实际控制轴(步骤R3)。在该状态下，读入指定控制轴的地址X和Z来表示获得的控制轴，从而，当处理数据并将移动命令输出到伺服控制部分106时，轴移动(步骤4)。另一方面，在移动用来安装选定刀具的刀架而不是移动轴的情况下，获得控制轴来控制刀架的操作，并将控制轴施加到实际控制轴(步骤R5)。在该状态下，当处理刀具移动数据并将移动命令输出到伺服控制部分106时，刀架移动(步骤6)。需要注意的是，当在步骤R3和R5中不能够获得控制轴来执行加工程序时，认为在描述参数In或Kn中出现错误，例如会报警。
由于有此处理过程，在准备加工程序的阶段，用户可随意选择实际控制轴来控制每一个刀具的加工操作。在NC车床10中，如图所示，例如图9，当通过刀具22在棒材W′上执行端面钻孔时，用户能随意选定轴Z2和轴Z3中的一个作为实际控制轴，来控制与刀具22有关的加工操作，其中，棒材W′固定在第二轴16上，刀具22安装在第二刀架20的第二固定部分78中。从而，例如，在用户准备程序的阶段时，通过选定来缩短选择刀具所需要的时间是可能的，从而，当第二轴16位于同轴朝向第一轴14的位置时，棒材W′可通过第二刀架20在轴Z2上的移动来加工，而当第二轴16位于其它位置时，棒材W′可通过第二轴16在轴Z3上的移动来加工。
需要注意的是，在NC车床10的机械配置下，即使在通过刀具22在棒材W上执行端面钻孔时，都能够选定第一轴14在轴Z1上的移动和第二刀架20在轴Z2上的移动中的任一个，其中，棒材W固定在第一轴14上，刀具22安装在第二刀架20的第一固定部分76中，第一轴14在轴Z1上的移动由线1控制，第二刀架20在轴Z2上的移动由线2控制。进一步地，在通过刀具22在棒材W′上执行外围车削和内围车削时，都能够选定第二刀架20在轴X2上的移动和第二轴16在轴X3上的移动中的任一个，其中，棒材W′固定在第二轴16上，刀具22安装在第二刀架20的第二固定部分78中，第二刀架20在轴X2上的移动由线2控制，第二轴16在轴X3上的移动由线3控制。进一步地，如上所述，参数In和Zn组合起来与刀具号一起描述在同一个块中，而不是分别与刀具号一起描述，从而，根据上述流程图，CPU116能够在轴X和轴Z的选定命令下同时执行实际控制轴的确定过程。
进一步地，如图8所示，对根据轴叠加命令的实际控制轴的确定过程而言，CPU116选择由加工程序选定的刀具(步骤S1)，其后通过读入参数Xn或Zn来确定实际控制轴是否已经通过叠加而选定，其中该实际控制轴用来执行该加工程序(步骤S2)。在叠加控制已经执行的情况下，NC车床10在由参数Xn或Zn指定的控制轴上叠加上另一个控制轴，来执行加工程序，并将合成的复合轴施加到实际控制轴(步骤S3)。在该状态下处理刀具移动数据时，沿着已叠加的控制轴的移动控制和沿着叠加选定控制轴的移动控制一起执行(步骤S4)。另一方面，在叠加控制没有执行的情况下，每个非复合控制轴的移动控制都独立地执行(步骤S5)。需要注意的是，在步骤S3中，当另一个控制轴不能叠加到指定的控制轴上时，认为在描述参数Xn或Zn中出现错误，例如会报警。
由于有此处理过程，从而不再需要为叠加单独提供一个块，来描述用于控制叠加开始和结束的特定代码，而在传统的NC部件软件中，这个块是必需的。例如，在图4的实施例中，当只在加工程序P1的第一个块中描述参数Z1和刀具号T 2100时，轴Z1和轴Z2的叠加开始就能够确定。进一步地，通过不在下一个加工程序P2的初始化块中描述参数Zn和刀具号T 0200，轴Z1和轴Z2的叠加结束就能够确定。因此，用户在指定叠加控制时，不需要单独为描述叠加准备一个块，从而输入工作变简单，因为冗长的说明导致的输入错误也能消除。进一步地，由于消除了单独为叠加准备的块，运行所准备的加工程序需要的时间(也就是加工时间)也缩短了。
需要注意的是，在NC车床10的机械配置下，即使当固定在第一轴14上的棒材W转移到第二轴16上时，也能够在将轴Z3叠加到轴Z1上的状态下，在轴Z3方向上移动第二轴16。进一步地，即使在通过刀具22加工棒材W′时，也能够在将轴Z3叠加到轴Z2上的状态下，在轴Z3方向上移动第二轴16，并能够在将轴X3叠加到轴X2上的状态下，在轴X3方向上移动第二轴16，其中，棒材W′固定在第二轴16上，刀具22安装在第二刀架20的第二固定部分78中。进一步地，还能够将第二轴16在轴Z3上的移动叠加到复合轴Z上，其中该复合轴Z是通过将第二刀架20在轴Z2上的移动叠加到第一轴14在轴Z1上的移动而获得的。在NC车床10中，在那些不同叠加的控制下，能够同时执行各种加工。需要注意的是，确定这些叠加控制的加工程序能够描述在从这三个程序描述区域$1、$2和$3中随意选择出的一个程序描述区域中。进一步地，如上所述，参数Xn和Zn组合起来与刀具号一起描述在同一个块中，而不是分别与刀具号一起描述，从而，根据上述流程图，CPU116能够在轴X和轴Z的叠加命令下同时执行实际控制轴的确定过程。进一步地，参数Xn和/或Zn与上述用来选定控制轴的参数In和/或Kn组合起来与刀具号一起描述在同一个块中，从而，CPU116能够在轴选定和轴叠加命令下同时执行实际控制轴的确定过程。
根据本发明的NC部件还能够配置成，完成刀具选择和实际控制轴的确定过程为加工程序的第一阶段，随后CPU执行上面的各种过程，在图10显示了刀具选择的流程图。首先，在上述步骤Q1中，确定与所选刀具相关的加工操作是否能够由所施加的参考控制轴控制，当确定不能实现控制时，将在步骤Q2中获得能够移动安装了选定刀具的刀架的控制轴。接着，在步骤R1中，移动该刀架来选择选定的刀具，随后在步骤R2中，CPU确定用于执行加工程序的实际控制轴是否已经选定，当确定已经选定后，将在步骤R3获得选定的实际控制轴。接着，在步骤S2中，CPU确定用于执行加工程序的实际控制轴是否通过叠加而确定，当确定叠加控制后，将在步骤S3中将另一个控制轴叠加到指定的控制轴上，该另一个控制轴能够移动安装了选定刀具的刀架。这样，就完成刀具选择和实际控制轴的确定过程。
上面说明了本发明的最佳实施方式，但是本发明不受限制于上述这些最佳实施方式，它可以在权利要求的范围内有各种变化。例如，根据本发明的NC车床、NC部件、控制方法和编程方法并没有受上述三线控制配置的限制，而是实施到了具有各种其它配置的多线控制配置，如两线或四线配置等。
权利要求
1.一种数控车床，它包括车床床身；安装在所述车床床身上的至少一个轴；安装在所述车床床身上的至少一个刀架；控制器，它在所述车床床身上沿着多个线中的多个控制轴来控制所述至少一个轴和所述至少一个刀架的操作；其特征在于所述控制器包括输入部分，它用来输入多个关于安装在所述至少一个刀架上的多个刀具的加工程序；存储部分，它包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储所述多个加工程序，所述多个加工程序是由所述输入部分输入到所述多个程序描述区域中的；处理部分，它用来将所述多个控制轴分配到所述存储部分中的所述多个程序描述区域中，其中，每一个所述控制轴都作为一个参考控制轴，并用来将所述参考控制轴施加到一个实际控制轴上来控制与一个选定刀具有关的加工操作，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述参考控制轴分配在一个随意选自所述多个程序描述区域的程序描述区域中，该程序描述区域描述选定所述选定刀具的加工程序。
2.如权利要求1所述的数控车床，其特征在于所述控制器的处理部分从所述加工程序中读入选定所述选定刀具的刀具功能命令，并确定与所述选定刀具相关的所述加工操作是否能够由所施加的所述参考控制轴控制，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
3.如权利要求2所述的数控车床，其特征在于当确定与所述选定刀具相关的所述加工操作不能由所施加的所述参考控制轴控制时，所述控制器的处理部分将把除所述参考控制轴之外的其它所述多个控制轴中的一个控制轴施加到所述实际控制轴上，其中，该被施加的控制轴能够控制与所述选定刀具相关的所述加工操作，所述参考控制轴分配在随意选择出的所述程序描述区域中。
4.如权利要求1所述的数控车床，其特征在于所述控制器的处理部分执行所述加工程序中的选定所述实际控制轴的轴选定命令，并且使用所选定的所述实际控制轴来代替所施加的所述参考控制轴，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
5.如权利要求4所述的数控车床，其特征在于选定所述选定刀具的刀具功能命令和所述轴选定命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
6.如权利要求1所述的数控车床，其特征在于所述控制器的处理部分根据轴叠加命令确定所述实际控制轴，该轴叠加命令用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
7.如权利要求1所述的数控车床，其特征在于所述控制器的处理部分以这样一种方式处理有关多个刀具的多个加工程序，从而能够以与这些程序的描述顺序相一致的顺序执行这些程序，其中，这些加工程序串行地描述在随意选择的所述程序描述区域中。
8.一种数控车床，它包括车床床身；安装在所述车床床身上的至少一个轴；安装在所述车床床身上的至少一个刀架；控制器，它在所述车床床身上沿着多个线中的多个控制轴来控制所述至少一个轴和所述至少一个刀架的操作；其特征在于所述控制器包括输入部分，它用来输入多个关于安装在所述至少一个刀架上的多个刀具的加工程序；存储部分，它包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储所述多个加工程序，所述多个加工程序是由所述输入部分输入到所述多个程序描述区域中的；以及处理部分，它用来根据选定所述实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，其中，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述轴选定命令在选定所述选定刀具的加工程序中。
9.如权利要求8所述的数控车床，其特征在于所述轴选定命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中。
10.一种数控车床，它包括车床床身；安装在所述车床床身上的至少一个轴；安装在所述车床床身上的至少一个刀架；控制器，它在所述车床床身上沿着多个线中的多个控制轴来控制所述至少一个轴和所述至少一个刀架的操作；其特征在于所述控制器包括输入部分，它用来输入多个关于安装在所述至少一个刀架上的多个刀具的加工程序；存储部分，它包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储所述多个加工程序，所述多个加工程序是由所述输入部分输入到所述多个程序描述区域中的；以及处理部分，它用来根据轴叠加命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述轴叠加命令用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在选定所述选定刀具的加工程序中的同一个块中。
11.一种在数控车床中使用的控制器，其中该数控车床具有多个包括多个控制轴的线，该控制器包括输入部分，它用来输入多个关于设置在所述数控车床上的多个刀具的加工程序；存储部分，它包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储所述多个加工程序，所述多个加工程序是由所述输入部分输入到所述多个程序描述区域中的；以及处理部分，它用来将所述多个控制轴分配到所述存储部分中的多个程序描述区域中，其中，每一个所述控制轴都作为一个参考控制轴，并用来将所述参考控制轴施加到一个实际控制轴上来控制与一个选定刀具有关的加工操作，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述参考控制轴分配在一个随意选自所述多个程序描述区域的程序描述区域中，该程序描述区域描述选定所述选定刀具的加工程序。
12.如权利要求11所述的控制器，其特征在于所述处理部分从所述加工程序中读入选定所述选定刀具的刀具功能命令，并确定与所述选定刀具相关的所述加工操作是否能够由所施加的所述参考控制轴控制，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
13.如权利要求12所述的控制器，其特征在于当确定与所述选定刀具相关的所述加工操作不能由所施加的所述参考控制轴控制时，所述处理部分将把除所述参考控制轴之外的其它所述多个控制轴中的一个控制轴施加到所述实际控制轴上，其中，该被施加的控制轴能够控制与所述选定刀具有关的所述加工操作，所述参考控制轴分配在随意选择出的所述程序描述区域中。
14.如权利要求11所述的控制器，其特征在于所述处理部分执行所述加工程序中的选定所述实际控制轴的轴选定命令，并且使用所选定的所述实际控制轴来代替所施加的所述参考控制轴，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
15.如权利要求14所述的控制器，其特征在于选定所述选定刀具的刀具功能命令和所述轴选定命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
16.如权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述处理部分根据轴叠加命令确定所述实际控制轴，该轴叠加命令用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
17.如权利要求11所述的控制器，其特征在于所述处理部分以这样一种方式处理有关多个刀具的多个加工程序，从而能够以与这些程序的描述顺序相一致的顺序执行这些程序，其中，这些加工程序串行地描述在随意选择的所述程序描述区域中。
18.一种在数控车床中使用的控制器，其中该数控车床具有多个包括多个控制轴的线，该控制器包括输入部分，它用来输入多个关于设置在所述数控车床上的多个刀具的加工程序；存储部分，它包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储所述多个加工程序，所述多个加工程序是由所述输入部分输入到所述多个程序描述区域中的；以及处理部分，它用来根据选定所述实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，其中，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述轴选定命令在选定所述选定刀具的加工程序中。
19.如权利要求18所述的控制器，其特征在于所述轴选定命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中。
20.一种在数控车床中使用的控制器，其中该数控车床具有多个包括多个控制轴的线，该控制器包括输入部分，它用来输入多个关于设置在所述数控车床上的多个刀具的加工程序；存储部分，它包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域，用来描述和存储所述多个加工程序，所述多个加工程序是由所述输入部分输入到所述多个程序描述区域中的；以及处理部分，它用来根据轴叠加命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述轴叠加命令用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到这些所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在选定所述选定刀具的加工程序中的同一个块中。
21.一种用来控制数控车床的方法，其中该数控车床包括至少一个轴和至少一个刀架，该轴和刀架沿着多个线中的多个控制轴是可以控制操作的，该方法包括提供一个包括存储部分的控制器，该存储部分包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域；将所述多个控制轴分配到所述控制器的存储部分中的所述多个程序描述区域中，每一个所述控制轴都作为一个参考控制轴；将与多个刀具相关的多个加工程序中的每一个描述和存储在随意选自所述控制器的存储部分中的所述多个程序描述区域中的一个程序描述区域中，其中，所述多个刀具承载在所述至少一个刀架上；将所述参考控制轴施加到一个实际控制轴上来控制与一个选定刀具有关的加工操作，所述选定刀具是在每一个所述多个加工程序中选定的，所述参考控制轴分配在随意选择的所述程序描述区域中，该程序描述区域描述选定所述选定刀具的加工程序；在每一个所述多个加工程序中，沿着施加到所述实际控制轴上的所述参考控制轴控制每一个所述至少一个轴和每一个所述至少一个刀架的操作。
22.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于将所述参考控制轴施加到所述实际控制轴上的步骤包括从所述加工程序中读入选定所述选定刀具的刀具功能命令，并确定与所述选定刀具相关的所述加工操作是否能够由所施加的所述参考控制轴控制，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
23.如权利要求22所述的控制方法，包括，当确定与所述选定刀具相关的所述加工操作不能由所施加的所述参考控制轴控制时，将把除所述参考控制轴之外的其它所述多个控制轴中的一个控制轴施加到所述实际控制轴上，其中，该被施加的控制轴能够控制与所述选定刀具有关的所述加工操作，所述参考控制轴分配在随意选择出的所述程序描述区域中。
24.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于将所述参考控制轴施加到所述实际控制轴上的步骤包括，在所述加工程序中，根据选定所述实际控制轴的轴选定命令使用所选定的所述实际控制轴来代替所施加的所述参考控制轴，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
25.如权利要求24所述的控制方法，其特征在于选定所述选定刀具的刀具功能命令和所述轴选定命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
26.如权利要求21所述的控制方法，其特征在于将所述参考控制轴施加到所述实际控制轴上的步骤包括，根据一个轴叠加命令确定所述实际控制轴，该轴叠加命令用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中，其中，所述加工程序描述在随意选择的所述程序描述区域中。
27.一种用来控制数控车床的方法，其中该数控车床包括至少一个轴和至少一个刀架，该轴和刀架沿着多个线中的多个控制轴是可以控制操作的，该方法包括提供一个包括存储部分的控制器，该存储部分包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域；将与多个刀具相关的多个加工程序分别描述和存储在所述控制器的存储部分中的所述多个程序描述区域中，其中，所述这些多个刀具承载在所述至少一个刀架上；根据一个选定所述实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，其中，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述轴选定命令在选定所述选定刀具的加工程序中；沿着在每一个所述多个加工程序中确定的所述实际控制轴来控制每一个所述至少一个轴和每一个所述至少一个刀架的操作。
28.如权利要求27所述的控制方法，其特征在于所述轴选定命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在所述加工程序中的同一个块中。
29.一种用来控制数控车床的方法，其中该数控车床包括至少一个轴和至少一个刀架，该轴和刀架沿着多个线中的多个控制轴是可以控制操作的，该方法包括提供一个包括存储部分的控制器，该存储部分包括多个分别与所述多个线对应的程序描述区域；将与多个刀具相关的多个加工程序分别描述和存储在所述控制器的存储部分中的所述多个程序描述区域中，其中，所述这些多个刀具承载在所述至少一个刀架上；根据一个轴叠加命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的，所述轴叠加命令用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在选定所述选定刀具的加工程序中的同一个块中；以及沿着在每一个所述多个加工程序中确定的所述实际控制轴来控制所述至少一个轴和所述至少一个刀架的操作。
30.一种用来描述数控车床中的控制器中的加工程序的方法，其中该数控车床具有多个包括多个控制轴的线，该方法包括在所述控制器的存储部分中设置分别与所述多个线对应的多个程序描述区域，所述控制轴分配到所述多个程序描述区域中，每一个所述控制轴用来作为一个参考控制轴；通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的多个加工程序与一个程序描述区域连同起来描述，该块格式用于将所述参考控制轴施加到一个实际控制轴上，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，其中，所述程序描述区域随意选自所述控制器的存储部分中的所述多个程序描述区域，所述参考控制轴分配在随意选择的所述程序描述区域中，所述选定刀具是在每一个加工程序中选定的。
31.如权利要求30所述的描述方法，其特征在于所述块格式包括刀具功能命令，用于选定所述选定刀具。
32.如权利要求30所述的描述方法，其特征在于所述块格式包括轴选定命令，用于选定所述实际控制轴，以代替所指定的所述参考控制轴来使用。
33.如权利要求32所述的描述方法，其特征在于选定所述选定刀具的刀具功能命令和所述轴选定命令一起描述在同一个块中。
34.如权利要求30所述的描述方法，其特征在于所述块格式包括轴叠加命令，用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在同一个块中。
35.一种用来描述数控车床中的控制器中的加工程序的方法，其中该数控车床具有多个包括多个控制轴的线，该方法包括在所述控制器的存储部分中设置分别与所述多个线对应的多个程序描述区域；通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的多个加工程序与所述控制器的存储部分中的所述多个程序描述区域连同起来描述，该块格式用于根据一个用于选定所述实际控制轴的轴选定命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，其中，所述选定刀具是在每一个所述加工程序中选定的。
36.如权利要求35所述的描述方法，其特征在于所述轴选定命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在同一个块中。
37.一种用来描述数控车床中的控制器中的加工程序的方法，其中该数控车床具有多个包括多个控制轴的线，该方法包括在所述控制器的存储部分中设置分别与所述多个线对应的多个程序描述区域；通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的多个加工程序与所述控制器的存储部分中的所述多个程序描述区域连同起来描述，该块格式用于根据一个轴叠加命令来确定一个实际控制轴，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，其中，所述选定刀具是在每一个加工程序中选定的，所述轴叠加命令用于将所述控制轴中的一个所需控制轴叠加到所述控制轴中的另一个所需控制轴上，该轴叠加命令和选定所述选定刀具的刀具功能命令一起描述在同一个块中。
38.一种数控车床，它包括车床床身；安装在所述车床床身上的第一轴，它包括一个第一旋转轴，该第一轴在控制下可沿着第一线中的第一控制轴移动；安装在所述车床床身上的第一刀架，它在控制下可沿着所述第一线中的第二控制轴移动；安装在所述车床床身上的第二刀架，它在控制下可沿着第二线中的第三和第四控制轴移动；安装在所述车床床身上的第二轴，它包括一个第二旋转轴，该第二旋转轴与所述第一旋转轴平行，该第二轴在控制下可沿着第三线中的第五和第六控制轴移动；包括存储部分的控制器，该存储部分具有第一、第二和第三程序描述区域，所述第一到第六控制轴分配在这三个程序描述区域中，每一个所述控制轴用于作为一个参考控制轴，所述控制器能够通过使用一个块格式，将每一个与多个刀具相关的多个加工程序与一个程序描述区域连同起来描述，该块格式用于将所述参考控制轴施加到一个实际控制轴上，该实际控制轴用于控制与一个选定刀具有关的加工操作，其中，所述刀具承载在所述第一和第二刀架上，所述程序描述区域随意选自所述第一到第三程序描述区域，所述选定刀具是在每一个加工程序中选定的，所述参考控制轴分配在随意选择的所述程序描述区域中。
39.如权利要求38所述的数控车床，其特征在于所述第二刀架能够将所述多个刀具沿着第一行和第二行平行地固定，从而这些刀具相互之间展示出不同的前端方向。
全文摘要
一种数控车床(10)，包括一个控制器(24)，用于在车床床身(12)上沿着多个线中的多个控制轴控制至少一个轴(14、16)和至少一个刀架(18、20)的操作。该控制器(24)具有输入部分(100)，用于输入多个关于安装在至少一个刀架上的多个刀具(22)的加工程序；存储部分(112)，其具有多个分别与多个线对应的程序描述区域($1、$2、$3)，用来描述和存储多个加工程序，这些多个加工程序由输入部分输入到程序描述区域中；处理部分(116)，其用于将控制轴分配到存储部分中的程序描述区域，其中，每一个控制轴都作为一个参考控制轴，并用于将参考控制轴施加到实际控制轴上来控制与一个选定刀具有关的加工操作，该选定刀具是在每一个加工程序中选定的，该参考控制轴分配在一个随意选自所述程序描述区域的程序描述区域，该程序描述区域描述选定所述选定刀具的加工程序。
文档编号B23B3/16GK1454335SQ00819905
公开日2003年11月5日 申请日期2000年9月22日 优先权日2000年9月22日
发明者藤绳正, 石村俊雄 申请人:西铁城时计株式会社