数值控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种数值控制装置，特别涉及一种能够指定曲率小的圆弧/曲面的形 状的数值控制装置。
【背景技术】
[0002] 目前，在通过加工程序指定圆弧形状的情况下，一般使用通过相对于始点、终点以 及中心的半径来指定的方法。另外，还广泛已知指定始点、终点、圆弧上的点的坐标的指定 方法。
[0003] 例如，图10A是根据相对于始点、终点以及中心的半径来指定圆弧形状的例子。在 圆弧插值指令（G02 Xp Yp R)中，Xp是平面第一轴的终点坐标，Yp是第二轴的终点坐标，R 是相对于中心的距离。或者，也可以如图10Β那样进行指定。在圆弧插值指令（G02 Χρ Υρ I J)中，Xp是平面第一轴的终点坐标，Yp是第二轴的终点坐标，I是从Xp轴的始点到圆弧 的中心的距离，J是从Yp轴的始点到圆弧的中心的距离。
[0004] 作为指定圆弧形状的其他现有技术，还公开了以下的方法，即以避让干扰物为目 的，选定将位于特定的面上的始点和终点连接起来的线段与上述面垂直的垂直二等分线上 的一个点，生成圆弧上的轨迹（例如日本特开平10-161728号公报）。
[0005] 图10C是通过指定始点、终点以及圆弧上的中间点来指定圆弧形状的例子。在该 指定方法中，能够指定三维空间的圆弧形状，在图10C所示的圆弧插值指令中，Xxn表示三 维空间第一轴的坐标，Yyn表示第二轴的坐标，Zzn表示第三轴的坐标。
[0006] 但是，在根据相对于始点、终点以及中心的半径进行指定的方法中，例如如图11 所示，在始点和终点的宽度为几个μπι，相对于中心的半径为5km这样的曲率非常小的情况 下，指令位数超过了数值控制装置的规格而无法指定圆弧形状。在这样的情况下，存在以下 的问题，即需要将曲面分为微小直线线段来进行指定，另外需要CAD/CAM系统，或者造成程 序大小的增大。
[0007] 另外，在日本特开平10-161728号公报所记载的技术中，预先决定生成圆弧形状 的平面，因此无法生成三维空间中的任意的圆弧形状。另外，在始点和终点以外指定的点需 要位于将始点和终点连接起来的线段的垂直二等分线上，存在对生成程序的操作者产生负 担的问题。进而，在日本特开平10-161728号公报记载的方法中无法对应球面形状等的加 工。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明的目的在于：提供一种数值控制装置，其能够在加工程序的圆弧形状 的指定中简单地指定圆弧形状。
[0009] 根据本发明，在能够通过包含在加工程序中的圆弧插值指令指定圆弧形状的移动 轨迹的数值控制装置中，具备：程序分析部，其分析上述加工程序，取得指令数据；指令参 数判定部，其判定在包含在上述指令数据中的上述圆弧插值指令的参数中是否包含向量； 圆弧形状生成部，其在通过上述指令参数判定部判定为在上述圆弧插值指令的参数中包含 向量的情况下，根据通过上述加工程序以及上述圆弧插值指令的参数指定的始点、终点以 及向量，生成圆弧形状；工具轨迹生成部，其根据上述圆弧形状生成工具轨迹。
[0010] 上述指令参数判定部判定上述圆弧插值指令是否是曲面形状的加工指令，上述数 值控制装置具备：球面形状生成部，其在通过上述指令参数判定部判定为上述圆弧插值指 令是曲面形状的加工指令的情况下，生成包含由上述圆弧形状生成部所生成的圆弧形状的 球面形状，上述工具轨迹生成部根据上述球面形状生成工具轨迹。
[0011] 上述球面形状也能够是包含上述圆弧形状的半球面形状或半圆柱形状。
[0012] 本发明通过具备以上的结构，在加工程序的圆弧形状的指定中，除了指定圆弧的 始点、终点以外，还指定从连接始点、终点的直线上的点针对指定的圆弧形状上的点的向量 的方向及其长度。由此，能够进行指定了圆弧形状的加工，在数值控制装置的指令位数有限 制的情况下，也能够高效地指定曲率非常小的圆弧以及曲面形状，并且能够减轻存储加工 程序的存储器大小的削减、加工程序生成者的加工形状的生成以及再编辑所需要的工作的 负担。
【附图说明】
[0013] 根据参照附图的以下的实施例的说明能够了解本发明的上述和其他目的和特征。
[0014] 图1是说明本发明的一个实施方式的圆弧形状指定方法的图。
[0015] 图2A、B是表示本发明的一个实施方式的圆弧插值指令的指定方法的图。
[0016] 图3是表示本发明的一个实施方式的依照圆弧插值指令的程序例子计算出的工 具轨迹的图。
[0017] 图4A、B是表示本发明的一个实施方式的半曲面形状的曲面形状指令的指定方法 的图。
[0018] 图5是表示本发明的一个实施方式的依照半曲面形状的曲面形状指令的程序例 子计算出的工具轨迹的图。
[0019] 图6A、B是表示本发明的一个实施方式的半圆柱形状的曲面形状指令的指定方法 的图。
[0020] 图7是本发明的一个实施方式的依照半圆柱形状的曲面形状指令的程序例子计 算出的工具轨迹的图。
[0021] 图8是本发明的一个实施方式的数值控制装置的主要部分框图。
[0022] 图9是本发明的一个实施方式的在数值控制装置上执行的处理的概要流程图。
[0023] 图10是说明现有技术的圆弧形状的指定方法的图。
[0024] 图11是说明现有技术的圆弧形状的指定方法的问题点的图。
【具体实施方式】
[0025] 最初，说明本发明的圆弧形状指定方法。
[0026] 在本发明中，如图1A所示，指定从连接始点和终点的直线上的点针对圆弧形状的 点的向量的方向及其长度、以及从圆弧始点到向量的起点之间的距离，由此指定圆弧形状。
[0027] 为了实现这样的指定方法，导入图2A、B所示的圆弧插值指令的指定方法。
[0028] 在图2A中，Xxn表示X轴方向的终点坐标，Yyn表示Y轴方向的终点坐标，Zzn表 示Z轴方向的终点坐标，Iin、Jjn、Kkn表示从连接始点和终点的直线上的点的向量的方向， Lin表示向量的长度，Mmn表示从圆弧始点到向量的起点之间的距离。
[0029] 如图2A、B所示，在圆弧插值指令G02、G03中，能够指定用于指定针对圆弧形状的 点的向量的方向的参数Lin、Jjn、Kkn、用于指定向量的长度的参数Lin以及用于指定从圆 弧始点到向量的起点之间的距离的参数Mmn。
[0030] 在本指定方法中，例如通过定位指令G00等确定圆弧形状的始点，然后通过圆弧 插值指令G02指定圆弧形状的终点、针对圆弧形状的点的向量的方向和长度以及从圆弧始 点到向量的起点之间的距离，由此进行圆弧形状的移动指令。此外，在同样的圆弧形状连续 的情况下，向下一个程序块代入向量的指定方向及其长度以及从圆弧始点到向量的起点之 间的距离。
[0031] 由此，如果是具有相同向量的指定方向、向量长度、从圆弧始点到向量的起点之间 的距离的连续的圆弧形状，则只通过指定圆弧始点就能够指定形状，与现有方法相比，能够 削减程序的存储器。另外，通常，向量的起点是连接始点和终点的直线上的中间点，在该情 况下，能够省略从圆弧始点到向量的起点之间的距离。图3表示通过图2B所示的圆弧插值 指令的记载例子描绘的工具轨迹的例子。
[0032] 以下表示在本发明中根据通过圆弧插值指令指定的加工程序的指令而生成圆弧 形状的步骤。在将通过加工程序的指令指定的圆弧形状的始点坐标设为（Xs，Ys，Zs)，将终 点坐标设为（Xe，Ye，Ze)，将从圆弧始点坐标到向量的起点之间的距离设为Mm的情况下，首 先使用以下的公式（1)求出向量的起点的坐标（Xvs，Yvs，Zvs)。此外，在公式（1)中，Q表 示圆弧形状的始点和终点之间的距离。
[0033]
[0034] 接着，根据向量的起点坐标（XVS，YVS，ZVS)和向量的方向（I，J，K)以及向量的长 度L，使用以下的公式（2)，求出圆弧上的点（Xve，Yve，Zve)。
[0035]
[0036] 最后，根据圆弧形状的始点坐标（Xs，Ys，Zs)、终点坐标（Xe，Ye，Ze)、圆弧上的点 的坐标（Xve，Yve，Zve)求出通过3点的圆弧形状。
[0037] 另外，在本发明中，在加工图1B所示那样的球面状的曲面的情况下，将连接始点 和终点的线段的长度设为底面的圆形状的直径，由此能够通过与上述的圆弧形状指定方法 相同的方法指定加工形状。但是，在该情况下，向量的方向相对于底圆设为法线方向。
[0038] 为了实现这样的指定方法，能够通过图4A所示的曲面形状指令来指定半球面状 的曲面形状。在此，Xxn是X轴方向的终点坐标，Yyn是Y轴方向的终点坐标，Zzn是Z轴方 向的终点坐标，Iin、Jjn、Kkn是从连接始点和终点的直线上的点的向量的方向，Lin是向量 的长度，Mmn是从圆弧始点到向量的起点之间的距离。
[0039] 如图4A、B所示，在曲面形状指令G02. 7中，能够指定的参数具有与上述的指定圆 弧形状的圆弧插值指令的参数相同的含义，通过该曲面形状指令指定的半球形状的加工区 域为将连接始点和终点的线段设为直径的圆的范围内，另外，向量（lin，Jjn，Kkn)为该圆 的法线向量。
[0040] 导入了本发明的数值控制装置如果根据由加工程序指定的曲面形状指令计算出 半球形状的加工区域，则自动地生成指定的球面上的工具轨迹。数值控制