机床、以及解释执行程序的制作方法_3

文档序号:9326315阅读:来源:国知局
回 旋。作为使单元回旋部TU2a回旋的构造,例如可使用如下构造,即,将来自单元回旋用驱动 轴的旋转驱动力传递给回旋单元TU2的回旋轴TU2d(参照图3),该单元回旋用驱动轴与用 以对旋转刀具架13的回旋位置进行分度的分度驱动轴设置在同轴上。工具旋转驱动部26 使包含所述回旋单元TU2的工具单元TUl的旋转工具旋转。作为使旋转工具旋转的构造, 例如可使用如下构造,即,将来自工具旋转用驱动轴的旋转驱动力传递给旋转工具用的旋 转轴(例如图3所示的旋转轴TU2f),该工具旋转用驱动轴与用以对旋转刀具架13的回旋 位置进行分度的分度驱动轴设置在同轴上。
[0067] 正面主轴驱动部33按照NC装置70的控制,使正面主轴31绕Cl旋转、或者使正 面主轴31向Zl方向移动。背面主轴驱动部34按照NC装置70的控制,使背面主轴32绕 C2轴旋转,或者使背面主轴32向X2方向及Z2方向移动。
[0068] 本NC车床1具备按照记述在NC程序中的多个命令对工具单元TUl的动作进行控 制的动作控制机构Ul。作为工具单元TUl,列举安装在旋转刀具架13的回旋单元TU2为例, 对动作进行说明。
[0069] 图3示出回旋单元的示例。图3所示的回旋单元TU2具备回旋部TU2a、用以安装 到旋转刀具架13上的安装部TU2b、设置着回旋轴TU2d的回旋轴插入部TU2c、设置着旋转 轴TU2f的旋转轴插入部TU2e、以及多个旋转工具T2。安装部TU2b被固定而无法相对于旋 转刀具架13移动。回旋轴插入部TU2c插入到旋转刀具架13的未图示的回旋轴插入孔,回 旋轴TU2d从旋转刀具架13的未图示的回旋驱动轴传递回旋驱动力。通过使回旋轴TU2d 旋转,而使回旋部TU2a回旋。旋转轴插入部TU2e插入到旋转刀具架13的未图示的旋转轴 插入孔,旋转轴TU2f从旋转刀具架13的未图示的旋转驱动轴传递旋转驱动力。通过使旋 转轴TU2f旋转,而使多个旋转工具T2旋转。
[0070] 另外,在以下的说明中,回旋单元TU2回旋意味着回旋部TU2a回旋。
[0071] 图4(a)中利用实线表示以B3轴为中心的回旋角度为0°且相对于导套40处于特 定的近接位置Pl的回旋单元TU2的回旋部TU2a。回旋单元TU2可与旋转刀具架13 -起 向Z3轴方向移动。在图4(a)中,利用二点链线表示处于即便回旋360°也不会与导套40 接触的特定的远离位置P2的单元回旋部TU2a。而且,处于近接位置Pl的单元回旋部TU2a 回旋90°及-90°的情况也由二点链线表示。另外,在NC装置70的内部处理中,将-90° 置换成 360-90 = 270。。
[0072] 处于近接位置Pl的单元回旋部TU2a如果回旋超过90°或回旋超过-90°,则会 与导套40接触。因此,导套40是进入到回旋单元TU2的可移动范围的机械元件E1。如果 将回旋单元TU2的回旋范围限制为-90°~+90°,则回旋单元TU2与导套40不会在比近 接位置Pl更远的地方发生干涉。然而,当如图4(b)所示回旋单元TU2处于离近接位置Pl 稍远的位置P3的情况下,无法以在不会与导套40发生干涉的范围内使回旋部TU2a回旋至 导套侧的方式对工件进行加工。另外,图4(b)中利用二点链线表示处于所述位置P3的回 旋部TU2a回旋120°及-120° (内部处理中为240° )的情况。
[0073] 如果以0.1 mm为单位控制旋转刀具架13的Z3轴位置,则不会与导套40发生干涉 的回旋单元TU2的回旋角度的极限值会细微地发生变化。如果想要在Z3轴上的每个位置 以信息表形式保持回旋角度的极限值,则需要很多存储区域,机械会变得昂贵。另一方面, 对NC装置设置三维干涉检查功能,也会使机械变得昂贵。
[0074] 本NC车床1是在正面主轴与背面主轴之间配置着导套的主轴移动型车床,因此导 套40不会向Z轴方向移动。而且,如果对旋转刀具架13的Z3轴位置进行分度,则为了使 工件向Z轴方向移动,通常使正面主轴31向Zl轴方向移动,因此回旋单元TU2与导套40 在Z轴上的位置通常不会改变。因此,如图9所示,设置可记述在NC程序P2中的M168命 令(极限值设定命令CM2),当视需要使工件向Zl轴方向移动而由回旋单元TU2对工件进行 加工时,可使回旋部TU2a回旋至导套侧直至即将达到极限值。
[0075] 首先,参照图5 (a)、(b),对求解安装在旋转刀具架13的回旋单元TU2的回旋位置 的极限值LMl的示例进行说明。在图5(a)、(b)中,示意性地以矩形表示单元回旋部TU2a。 此处,对回旋部TU2a的回旋中心标注符号B3,对Z轴上的旋转刀具架13的基准位置标注符 号Z0。长度W表示回旋部TU2a的宽度的一半,即Z轴方向上的距离回旋中心的最大长度, 高度H表示与Z轴及B3轴正交的方向上的距离回旋中心的最大长度,B轴角度β表示从 Z轴的回旋角度90°。长度W、高度H以及回旋角度例如存储在图2所示的RAM73中。距 离α是表示导套40距离基准位置ZO的Z轴位置的正值,例如被写入到图2所示的R0M72 中。距离Zb是表示回旋中心距离基准位置ZO的Z轴位置的正值,例如被存储在图2所示 的RAM73中。
[0076] 求解旋转刀具架13由图5 (a)所示的状态如图5 (b)所示从基准位置ZO向-Z3侧 离开距离Zm时的单元回旋部TU2a可回旋的最大角度β。距离Zm是相当于旋转刀具架13 距离基准位置ZO的Z轴机械位置的正值,例如被存储在图2所示的RAM73中。回旋部TU2a 的回旋半径R也就是从回旋中心到回旋部TU2a的最远部分的距离是由V「:(H2+W2)而表 示。此处,如果将表示回旋半径R的线段与表示高度H的线段所成的角度设为Θ1,将表示 回旋半径R的线段与Z轴所成的角度设为Θ 2,则角度θ?、Θ 2如下所示。
[0079] 此处,"ASIN"为求解反正弦的反三角函数,"AC0S"为求解反余弦的反三角函数, 为求解平方根的函数。所述式(1)的反正弦的引数部分W/v「(H2 + W2)就性质上来说 大于0且小于1。所述式(2)是以导套40与回旋单元TU2发生干涉为前提,因此当如下条 件成立时使用所述式(2)。
[0081] 能以B3轴为中心回旋的最大角度β (90°彡β < 180° )是使用所述式(1)、(2) 以如下方式表示。
[0083] 最大角度β是基于相对于导套40而移动的旋转刀具架13的Z轴机械位置Zm而 求出。当Z轴机械位置Zm小时,最大角度β小,如果Z轴机械位置Zm变大,则在所述不等 式(3)成立的范围内最大角度β变大。
[0084] 本NC车床1当在执行NC程序时读入Μ168命令时,使用所述式(5)求出最大角度 β (β > 0),设定回旋单元TU2的禁止进入范围。
[0085] 图6 (a)~(c)示意性表示由移动限制机构U2发挥的行程限位功能(移动限制功 能)的示例。在图6(a)中,示出对Z3轴与X3轴设置刀架的行程限位的示例。在图6中, Zmin、Zmax、Xmin、Xmax表示由机械制约而限定的刀架的移动的极限位置,Zmin表示向-Z3 方向移动的极限位置,Zmax表示向+Z3方向移动的极限位置,Xmin表示向-X3方向移动的 极限位置,Xmax表示向+X3方向移动的极限位置。标注在由极限位置Zmin、Zmax、Xmin、 Xmax包围的矩形外侧的影线表示由机械制约限定的禁止进入范围。刀架位置的极限值Z-、 Z+、X-、X+相当于本技术的极限值LM1,并且在极限位置Zmin、Zmax、Xmin、Xmax的范围内被 存储在 RAM73 中。因此,Zmax > Z+ > Z- > Zmin、及 Xmax > X+ > X- > Xmin 的关系成立。 行程限位功能是指如下功能:以包含工具单元的刀架的位置(设为z、x)不处于被设定为极 限值Z-、Z+、X-、X+的禁止进入范围Al内、也就是说Z-彡z彡Z+且X-彡X彡X+不成立 的方式控制动作。
[0086] 当对回旋单元TU2的回旋位置设置行程限位功能(将极限值设为B3+、B3_)时,直 接将使用所述式(4)而求出的最大角度β (β >0)作为极限值B3-,将360-β作为极限值 Β3+。因此,存储在RAM73中的极限值Β3-、Β3+根据旋转刀具架13的Ζ3轴位置而变化。例 如,当β =90°时,Β3- = 90°,Β3+ = 270°,因此如图6(b)所示,回旋部TU2a的回旋以 单元回旋部TU2a不会进入到禁止进入范围90°~270°的方式被控制。如果β =120°, 则Β3- = 120°,Β3+ = 240°,因此如图6(c)所示,回旋部TU2a的回旋以回旋部TU2a不 会进入到禁止进入范围120°~240°的方式被控制。
[0087] 此外,本NC车床1的移动控制的对象包括多个主轴30、导套40以及多个刀架10, 因此移动控制被分成多个系统。图7示意性表示设定各系统的控制对象的Ml31命令及Ml33 命令的构成例。图8示意性表示根据M131命令及M133命令而设定的系统的示例。此处, M133命令是将包含旋转刀具架13的系统3 (特定系统)中的向Z轴方向移动的指令对象设 定为正面主轴31的主轴设定命令CM3。M131命令是解除M133命令所做出的设定的主轴设 定解除命令CM4。
[0088] 如果读入图7所示的M131命令,则成为图8中由二点链线包围而表示的M131模 式。在该M131模式下,各系统的各轴的指令的含义如下。
[0089] [系统1的情况下]
[0090] (X指令)表示梳状刀架11向Xl轴方向移动的指令
[0091] (Y指令)表示梳状刀架11向Yl轴方向移动的指令
[0092] (Z指令)表示正面主轴31向Zl轴方向移动的指令
[0093] (C指令)表不正面主轴31绕Cl轴移动(以旋转轴AXl为中;L·、旋转移动)的指令
[0094] [系统2的情
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