专利名称：移动体的移动控制装置、控制方法以及机床的移动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动体的移动控制装置、移动体的移动控制方法以及机床的移动控 制装置，例如，在刀座上并排设置着多个工具的车床等机床中，使作为移动体的刀座在 正交的2轴方向上通过快速进给来重迭移动。
背景技水
常规，在如上所述的车床等机床中，当切换用于加工的工具时，例如，采用如图n
以及图18所示的工具切换方法。艮卩，这样的机床中，并排设置着多个车刀等工具62A、 62B、 62C的刀座61，对应工件W,可沿着工具62A 62C的进退方向即X轴方向、以 及工具62A 62C的并排设置方向即Y轴方向进行移动。而且，例如，在借由工具62A 对工件W加工结束后，跳过刀尖突出的工具62B而切换为工具62C时，首先，如图17
(a)所示，将刀座61定位于第1位置Pl，该第1位置Pl是工具62A的刀尖相对于工 件W的外周面而具有特定间隙C的位置。
其后，如图17 (b)所示，使刀座61向X轴方向移动，以此将被跳过的工具62B 的刀尖定位于第2位置P2上，该第2位置P2是刀尖相对于工件W的外周面而具有特 定的间隙C的位置。该第2位置P2是使刀座61沿Y轴方向移动时，可避免最突出的 工具62B与工件W的干扰的经由位置。继而，如图17 (c)所示，使刀座61—边跳过 工具62B—边沿Y轴方向移动，以此将工具62C的刀尖定位于第3位置P3上，该第3 位置P3是刀尖位于通过工件W的中心的X轴方向的延长线上的位置。此外，如图17
(d)所示，使刀座61向X轴方向前进移动，以此将工具62C的刀尖定位于第4位置 P4上，该第4位置P4是刀尖相对于工件W的外周面而具有特定的间隙C的位置。
然而，常规的移动控制方法中，刀座61在第2位置P2以及第3位置P3上，在X 轴方向与Y轴方向之间， 一边伴随着停止一边转换移动方向，因此存在工具切换动作中 的刀座61的移动时间变长的问题。即，如图18以及图19所示，如果将第1位置P1与 第2位置P2之间的移动时间作为tl,将第2位置P2与第3位置P3之间的移动时间作 为t2，且将第3位置P3与第4位置P4之间的移动时间作为t3，则用以切换工具的移动
时间t0即使最短，也为tl + t2 + t3。
另一方面，在专利文献l中揭示了以下工具的移动控制方法，g卩，借由使工具在特定的 时段中于2轴方向上重迭移动，来縮短移动时间。另外，在专利文献2中揭示了以下工 具的移动控制方法，g卩，设定接近位置，以在切换工具时，于将工具从当前位置移动到 工具切换位置的期间，使工具通过且避免与其他构件干扰，在上述接近位置上不需要使 2个方向的快速进给移动停止即可重迭进行，从而縮短移动时间。此外，在专利文献3 中揭示了以下移动体的移动控制方法，即，通过第l轴驱动装置使移动体以快速进给速 度移动到用以避免与其他构件干扰的方向转换点为止，使该移动体从该移动体到达方向 转换点时开始，在第2轴驱动装置的移动时间内，以第l轴驱动装置的最大加减速度以 下的加减速度缓慢移动，从而縮短移动时间。
专利文献1日本专利特开平9_262742号公报
专利文献2日本专利特开平11 — 104934号公报
专利文献3日本专利特开2006 —24174号公报
发明内容
然而，在这些常规的移动控制方法中，存在以下问题。
艮P,在专利文献1中揭示了使工具在2轴方向上重迭且同时移动的方法，但是并未 揭示设定使工具不与工件等其他构件干扰的移动路径来使工具移动的方法。因此，当将
该专利文献i中所揭示的方法应用于图n所示的工具切换时，可能会导致在工具的选 择移动时工具与工件等其他构件干扰。
另外，专利文献2中所揭示的方法中，当实际上使2个方向的快速进给移动重迭时， 移动路径在接近位置附近弯曲，从而工具无法正确地通过接近位置。为了使工具不与其 他构件干扰，而正确地通过接近位置，必须在接近位置上使2个方向的快速进给移动临 时停止以进行转换，结果无法縮短移动时间。
此外，专利文献3中所揭示的方法中，移动体同时在2轴方向上移动，该移动体以 在直线状移动路径的外侧区域描画出圆弧状轨迹且凸出的方式迂回移动，因此移动体的 移动行程增大，从而必须有宽广的移动空间。
该发明是着眼于此种常规技术中所存在的问题点而完成的。其目的在于提供一种移 动体的移动控制装置、移动体的控制方法以及机床的移动控制装置，该移动体的移动控 制装置可使移动体沿着不会与其他构件干扰的较短的移动路径，以短时间进行移动。
为了达成以上目的，移动体的移动控制装置的第1发明的特征在于包括驱动机构， 使移动体在第l轴上以及与该第l轴交叉的第2轴上，通过快速进给来移动，并且使向 该两轴方向的快速进给移动重迭，由此使该移动体围绕特定区域的周围进行移动；基准 圆弧设定机构，设定与上述第1轴以及第2轴内切的基准圆弧；时间设定机构，在移动 体从上述第l轴上向第2轴上移动时，根据上述基准圆弧来设定移动体的快速进给的重 迭移动开始时间；以及控制机构，为了使移动体以上述时间设定机构所设定的时间进行 移动，控制上述驱动机构的动作。
因此，根据该发明，在移动体沿着第l轴方向移动时，该移动体根据所设定的移动 开始时间于第2轴方向移动，且一边描画基于基准圆弧的近似圆弧轨迹一边快速进给。 由此，可使移动体沿着不会与其他构件干扰的移动路径通过快速进给来以短时间进行移 动。因此，当将本发明适用于机床时，可使机床上的刀座等移动体不与工件干扰便通过 快速进给以短时间向特定位置移动并定位于该特定位置，从而可提高机床的生产性。
另外，在本发明中，移动体的移动不仅包括移动体单独移动的情形，而且还包括以 下情形，即，在移动体的固定状态下，可相对于移动体进行相对移动的其他移动体单独 移动，或者，两个移动体同时移动，总之，是指移动体相对于其他构件进行相对移动。 另外，在本发明中，重迭是指移动体向第l轴以及第2轴的两个方向同时移动。
第2发明是根据第l所述的发明，其特征在于包括第1计算机构，其计算对上述 基准圆弧的多条切线、及各切线的交点；以及第2计算机构，其计算上述移动体从其重 迭移动开始，直到分别到达通过上述交点的与上述第l轴平行的第l轴方向线、以及与 第2轴平行的第2轴方向线为止的第1时间以及第2时间；且上述时间设定机构，在上 述第2时间比第1时间短时，以至少使两个时间相等的方式，使上述移动体的重迭移动 开始时间延迟。
如果形成为如上所述的构成，则可通过设定移动体的重迭移动开始时间，且根据第 1、第2计算机构的计算结果，来判断移动体的移动轨迹是否通过位于基准圆弧外侧的 交点的内侧，当通过交点的内侧时，通过时间设定机构来进行修正，以使该移动体的移 动轨迹位于交点的外侧。如上所述，如果设定重迭移动开始时间，则与快速进给的速度 及加减速的速度无关，适当地设定重迭移动开始时间。因此，即使是快速进给的速度及 加减速的速度不同的装置，也可灵活地应对。
第3发明是根据第2发明，其特征在于等角度间隔地设定上述多条切线。
因此，可使基准圆弧与多个各交点之间的间隔相等。 第4发明是根据第1发明，其特征在于上述时间设定机构具备表格，该表格是根据 移动体的第1轴方向的移动量与基准圆弧的直径的关联来设定着重迭移动开始时间，且 上述控制机构是根据上述表格的数据来控制驱动机构的动作。
如果形成为如上所述的构成，则仅参照表格，即可设定重迭移动开始时间，且可迅 速地执行该设定动作。
第5发明是根据第4发明，其特征在于上述表格是根据相对于上述第l轴、上述第 2轴以及基准圆弧设定于特定量内侧的连续的容许线及容许圆弧，来设定重迭移动开始 时间。
如果形成为如上所述的构成，则可使移动体的移动轨迹不与工件等其他构件干扰且 更接近，从而可缩短该移动体的移动时间，当适用于机床时，可有助于提高生产性。
与移动体的移动控制方法相关的第6发明的特征在于，使移动体在第l轴上以及与 该第l轴交叉的第2轴上通过快速进给来进行移动，并且使向该两轴方向的快速进给移 动重迭，以此使该移动体围绕特定区域的周围移动；设定内切于上述第1轴以及第2轴 的基准圆弧；在移动体从上述第1轴上向第2轴上移动时，根据上述基准圆弧来设定移 动体的快速进给的重迭移动开始时间。
因此，可获得与上述第l发明相同的作用。
与机床的移动控制装置相关的第7发明中，该机床的移动控制装置包括刀座，并 排设置着多个工具；以及驱动机构，在刀座与工件之间且于第l轴方向以及与该第l轴 交叉的第2轴方向，产生通过快速进给而进行的相对移动，并且使向该两轴方向的快速 进给重迭，由此使刀座围绕工件的周围来进行相对性地移动；且在上述工具的切换是通 过上述驱动机构的动作来执行的机床中，具备第1 第5发明所述的构成，并且上述构 成中的移动体是上述刀座。
因此，在机床中，可获得与第l发明相同的作用。
第8发明的特征在于具备距离设定机构，该距离设定机构设定工具的刀尖及与该刀 尖邻接的工具的外周面之间的工具并排设置方向的离开距离，且上述基准圆弧设定机构 以上述离开距离以下的距离来设定上述基准圆弧的半径。如果形成为如上所述的构成， 则可适当地防止车刀等对工件的侧面进行加工的工具与工件干扰。
另外，第9发明的特征在于具备距离设定机构，该距离设定机构设定工具的刀尖及 与该刀尖邻接的工具的外周面之间的工具并排设置方向的离开距离，及工具向工具进退 方向的移动距离，且上述基准圆弧设定机构，以将上述离开距离与移动距离进行比较后 的较短一方的距离，来设定上述基准圆弧的半径。如果形成为如上所述的构成，则能以
更合理的圆弧适当地防止车刀等对工件的侧面进行加工的工具与工件干扰。
第10发明的特征在于具备距离设定机构，该距离设定机构设定工件及与该工件邻 接的工具的刀尖之间的工具并排设置方向的离开距离，且上述基准圆弧设定机构，以上 述离开距离以下的距离来设定上述基准圆弧的半径。如果形成为如上所述的构成，则可 适当地防止钻头及铰刀等正面加工工具与工件干扰。
另外，第11发明的特征在于具备距离设定机构，该距离设定机构设定工件及与工 件邻接的工具的刀尖之间的工具并排设置方向的离开距离，及上述切换动作中的工具向 上述工具进退方向的移动距离，且上述基准圆弧设定机构，以将上述离开距离与移动距 离进行比较后的较短一方的距离，来设定上述基准圆弧的半径。能以更合理的圆弧适当 地防止钻头及铰刀等正面加工工具与工件干扰。 [发明的效果]
如上所述，根据该发明，可使移动体沿着不会与其他构件干扰的路径以快速进给来 进行移动，从而发挥可提高生产性的效果。
图1表示具备一实施形态的移动控制装置的机床的主要部分立体图。 图2表示图1的移动控制装置的电路构成的方块图。 图3表示刀座的移动路径的图表。
图4表示重迭移动开始时间与近似圆弧轨迹的关系的图表。
图5 (a) (d)依次表示图1的机床的工具的切换移动动作的局部正面图。
图6表示第1实施形态的工具的切换移动动作的局部放大平面图。
图7表示第1实施形态的重迭移动开始时间的设定程序的流程图。
图8表示基准圆弧与近似圆弧轨迹的关系的图表。
图9 (a) ~ (d)表示设定重迭移动开始时间时的基准圆弧与近似圆弧的关系的图表。
图10(a) (b)表示设定重迭移动开始时间时的第1时间与第2时间的关系的图表。 图11表示设定第2实施形态的重迭移动开始时间时的程序的流程图。 图12表示第1转角部的重迭移动开始时间的设定表格的矩阵。 图13表示第2转角部的重迭移动开始时间的设定表格的矩阵。 图14 (a)表示第3实施形态的基准圆弧、近似圆弧轨迹以及容许圆弧等的关系的 图表，(b)表示第3实施形态的基准圆弧、近似圆弧轨迹、容许圆弧以及容许线等的
关系的图表。
图15表示第3实施形态的第l转角部的重迭移动开始时间的设定表格的矩阵。 图16表示第3实施形态的第2转角部的重迭移动开始时间的设定表格的矩阵。 图17 (a) (d)依次表示常规机床的工具的选择移动动作的局部正面图。
图18表示图17的工具的移动路径的图表。图19表示图18的工具的移动时的速度变化的图表。[符号的说明]
21机架
22主轴台
23主轴
23a夹头
24背面主轴台
25背面主轴
26刀座
27， 27A 27C， 29 31，30A 30D工具
35控制装置
36中央处理器
37只读存储器
38随机存储器
39输入部
40显示部
41主轴旋转控制电路
42主轴进给控制电路
43工具进给控制电路
44背面主轴旋转控制电路
45背面主轴进给控制电路
46主轴旋转驱动装置
47主轴进给驱动装置
48工具进给驱动装置
49背面主轴旋转驱动装置
50背面主轴进给驱动装置 c间隙
CI第1角部
C2第2角部
Dl，D3离开距离
D2退避距离
D4接近距离
El基准圆弧
E2近似圆弧轨迹
F交点坐标
K重迭移动开始时间
Ll切线
Ll，L2刀柄宽度
Pl第l位置
P2第2位置
P3第3位置
P4第4位置
Ptl，Pt2工具间距
W工件
e角度
ti第1时间
t2第2时间
具体实施例方式
以下，对将本发明具体化的实施形态进行说明。 (第1实施形态)
首先，基于图1 图IO对第1实施形态进行说明。
如图1所示，该第l实施形态的机床中，在机架21上可向Z轴方向移动地设置着 主轴台22，且该主轴台22可旋转地支持着于Z轴方向上延伸的主轴23。以位于与主轴 台22对向的位置的方式，在机架21上可向Z轴方向移动地设置着背面主轴台24，且该 背面主轴台24上可旋转地支持着在Z轴方向上延伸的背面主轴25。而且，在主轴23 以及背面主轴25上安装着可夹持工件W的夹头23a (未图示背面主轴25侧的夹头)。
如图l所示，在上述主轴台22与背面主轴台24之间，在机械机架21上，可向与 主轴台22的移动方向即Z轴方向正交的X轴方向以及Y轴方向移动地设置着作为移动 体的刀座26。在刀座26上，在Y轴方向上隔开特定间隔并排设置着工具27，该工具 27包括对主轴23上的工件W从其外周侧实施切削加工的、在X轴方向上延伸的多个车 刀。与上述工具27邻接，且在上述刀座26上，在Y轴方向或X轴方向上隔开特定间 隔并排设置着工具29 31，该工具29 31包括对主轴23上的工件W从其端面侧进行 加工、或对背面主轴25上的工件W从其端面侧进行加工的、于Z轴方向或Y轴方向上 延伸的钻头或铰刀等。另外，以该第l实施形态为代表，在下述各实施形态中，主轴台 22以及背面主轴台24的移动，即工件W的移动及上述刀座26的移动，可分别于主轴 台22以及背面主轴台24与工件W之间产生相对移动，也可为工件W以及刀座26单独 移动，也可为两者同时移动。在各实施形态中，以工件W或刀座26单独移动为例进行 说明。
其次，对用以控制如上所述构成的机床的动作的控制装置35等的构成进行说明。
如图2所示，该控制装置35包括CPU (central processing unit,中央处理器)36、 ROM (read-only memory, 只读存储器)37、 RAM (random access memory, 随机存储 器)38、输入部39、显示部40、主轴旋转控制电路41、主轴进给控制电路42、构成驱 动部的工具进给控制电路43、背面主轴旋转控制电路44以及背面主轴进给控制电路45。 在该实施形态中，由上述CPU36、 ROM37、 RAM38构成基准圆弧设定机构、时间设定 机构、第1计算机构、第2计算机构以及控制机构。
输入部39由具有数值键等的键盘构成，用以手动输入工件W的种类或尺寸的数据 等与加工相关的各种数据或指令等。显示部40由液晶显示器等显示装置构成。
上述CPU36将作动指令输出到主轴旋转控制电路41、主轴进给控制电路42、工具 进给控制电路43、背面主轴旋转控制电路44以及背面主轴进给控制电路45，以此利用 由驱动用马达等构成的主轴旋转驱动装置46、主轴进给驱动装置47、工具进给驱动装 置48、背面主轴旋转驱动装置49以及背面主轴进给驱动装置50，使上述主轴23、主轴 台22、刀座26、背面主轴25以及背面主轴台24等作动。
上述工具进给驱动装置48,在进行对工件W的刀座26上的工具27或刀座26上的 工具27、 30的下述切换动作时，通过使该刀座26向X轴方向或Y轴方向移动，来使 刀座26沿着对工件W的工具27的进退方向与工具27的并排设置方向的2轴方向而移 动。因此，工具进给驱动装置48构成用以驱动刀座26向X轴以及Y轴方向移动的驱 动机构。另外，在进行其他工具29、 30的切换动作时，利用工具进给驱动装置48的驱
动，使刀座26沿着工具29、 30的并排设置方向向Y轴方向移动，并且利用主轴进给驱 动装置47或背面主轴进给驱动装置50，使主轴台22或背面主轴台24向工件W的轴线 方向即Z轴方向移动，由此工具29、 30可沿着进退方向相对性地移动。
上述ROM37中存储着用以对工件W实施加工的各种控制程序。而且，CPU36控制 ROM37中所存储的程序的运行。上述RAM38中临时地存储着加工程序，及手动输入的、 或由CPU36的运算而计算出的各种数据等。例如，RAM38中存储着与各种工具27、29~ 31相关的工具间距等各种数据。S卩，当工具为图5 (a) (d)所示的车刀构成的工具 27A 27C时，将表示各工具27A-27C间的工具间距Ptl、 Pt2、各工具27A 27C的柄宽 Ll、 L2、各工具27A 27C间的离开距离Dl、 D3、各工具27A 27C的刀尖间的高低差 的距离D2、 D4、刀尖位置等、与各种加工相关的数据予以手动输入，或加以运算而存 储在RAM 38的特定区域。
另外，RAM38的其他区域中存储着X、 Y、 Z各轴方向上的刀座26、主轴台22以 及背面主轴台24的快速进给、切削进给等各进给移动速度的最高速度数据及加速度(含 减速度)数据。
此外，RAM38中具有用以临时地保存下述图7所示的程序中的运算结果的临时保 存区域，及预先保存运算结果以供利用于刀座26的动作控制用的工作区域。
其次，说明有关在如上所述的构成的机床中，切换使用于工件W的加工的车刀构 成的固定工具27时的动作。以快速进给来进行该切换动作。而且，如同后述，例如如 图3、图5及图8所示，在转角部C1、 C2中设定由形成特定区域的工件W隔离，且环 绕工件W周围的半径D1 D4的基准圆弧El。工具27A-27C之刀尖(尖端)是通过刀座 26之移动，在一个转角部C1中，按照根据上述基准圆弧E1设定该基准圆弧E1的外侧 的重迭移动开始时间K进行重迭(X轴与Y轴的同时)移动， 一面描绘图4所示的圆弧状 轨迹(以下称近似圆弧或近似圆弧轨迹)E2， 一面移动，继而， 一面描绘直线轨迹， 一面 移动，此外在另一个转角部C2中， 一面描绘根据基准圆弧E1的近似圆弧轨迹E2， 一 面在基准圆弧E1的外侧移动。另外，在图5中，沿着工件W的外侧的基准圆弧E1移 动的是工具27B的刀尖(尖端)，但在以下，将该刀尖(尖端)的移动称为刀座26的移动而 加以说明。
此处，图4所示的刀座26的近似圆弧轨迹E2，是重迭进行向X、 Y轴方向的快速 进给的移动的结果。艮卩，伴随上述基准圆弧E1的刀座26的近似圆弧移动可通过以下方 式获得g卩，在刀座26向X轴方向或Y轴方向移动的特定时间，分别重迭进行向其他 方向的Y轴方向或X轴方向移动来获得。例如，如图4所示，先行开始移动的向X轴 方向的移动在达到特定的时间时，通过开始向Y轴方向的移动，重迭进行向X、 Y两轴 方向的移动，且施行描绘近似圆弧轨迹E2的移动。形成近似圆弧轨迹E2的理由如下。 即，在向X、 Y轴方向的刀座26的移动中，只要该刀座26瞬间达到顶速且维持该速度， 在图4中就不会形成近似圆弧轨迹E2，而形成倾斜的直线轨迹。然而，实际上，在速度 区域的两端会形成加速区及减速区，故会形成近似圆弧轨迹E2。而且，由图4可以明悉 重迭移动开始时间K越快时，重迭时间越长，近似圆弧轨迹E2的曲率半径越大，重迭 移动开始时间K越慢时，近似圆弧轨迹E2的曲率半径越小。
继而，如图5(a)(b)所示，工具27A 27C(在本图中，为简单化而以矩形表示)例如是 沿着Y轴方向并排设置，沿着该Y轴方向切换移动时，为了避免最突出的工具27(在本 图中为27B)与工件W干涉，以考虑工具27的安装误差等而确保间隙C的方式，使刀座 26向X轴方向退避。此时的工具27A 27C及刀座26的X轴方向位置为退避位置，以 该退避位置为X轴方向的移动范围端。因此，根据最突出的工具27B的突出量来决定向 X轴方向的移动量。另外，根据欲切换的工具27间的距离来决定向Y轴方向的移动量。
在图5(a)(b)中，借由刀座26的左方移动，进行将工具切换成由左侧的工具27A切 换到右侧的工具27B或27C。此处，比较工具切换前使用的工具的刀尖即工具27A的刀 尖与邻接于移动方向后侧的工具的外周面即上述工具27B的外周面的间的离开距离D1、 与由退避移动开始位置到退避位置的退避距离D2，设定较短一方的距离D1或D2为半 径的基准圆弧E1(图3右侧的基准圆弧)。另外，离开距离Dl是由工具27A、 27B间的 工具间距Ptl减去工具27B的柄宽L2而计算出。而且，刀座26是一面描绘根据基准圆 弧El的近似圆弧轨迹E2， 一面在基准圆弧El的外侧移动。但是，如图5(b)所示，当 基准圆弧E1的半径为Dl时，由于该半径D1短于退避距离D2，因此首先，刀座26向 X轴方向直线地退避离开距离D1与退避距离D2的大致差分后，依照基准圆弧E1移动。
其次，图5(c)(d)是表示刀具27沿着Y轴方向切换工具时，被切换的工具27从退避 位置接近工件W的动作。
艮P,刀座26移动到退避位置。而且，比较邻接于新使用的工具的移动方向前方侧 的工具的外周面即工具27B的外周面与新使用的工具的刀尖即工具27C的刀尖的离开距 离D3、与从退避位置到新使用的工具的刀尖与工件W间可确保间隙C的位置的接近距 离D4，设定以较短一方的距离D3或D4为半径的基准圆弧E1。另外，在图5的例中， 离开距离D3与工具间距Pt2相同，因此可直接使用存储于RAM 38中的工具间距Pt2。 而且，刀座26—面描绘根据基准圆弧E1的近似圆弧轨迹E2， 一面在基准圆弧E1的外 侧移动。但是，当移动半径为D3时，移动半径小于接近距离D4,因此首先刀座26 —
面根据基准圆弧E1描绘近似圆弧轨迹E2， 一面接近后，向X轴方向直线地接近接近距 离D4与离开距离D3的大致差分。
此处，也说明有关切换移动正面加工工具时的D1~D4的计算方法。
图6是表示在图1所示的机床中，并排设置于刀座26的钻头及绞刀等的工具 30A 30D构成的工具30的工具切换动作。此钻头及绞刀等的工具30A 30D是其前端外 侧面或前端面全体成为刀尖，用于对工件W的端面实施加工。而且，在图6中，作为 上述工具30的工具30A~30D的突出量各不相同，中央部的工具30B、 30C的至少一方 比两端侧的工具30A、 30D更为突出。当为此钻头及绞刀等正面加工工具时，仅如下方 面与车刀构成的工具27等对工件W的侧面进行加工的工具的情形不同，g卩，离开距离 D1、D3(Y轴方向)被变更成工件W的外周面与邻接于该工件W的外周面的工具30A 30D 的外周面的间的离开距离D1、 D3。
当为切换工具而将工件W由左侧的工具30A的位置移动到右侧的工具30D的位置 时，作为工具切换移动开始侧的离开距离D1，采用工件W的移动方向前方侧，即刀座 26的移动方向后方侧的工件W的外周面与工具30B的外周面间的离幵距离。另外，作 为工具切换移动结束侧的离开距离D3，采用工件W的移动方向后方侧，即刀座26的移 动方向前方侧的工件W的外周面与工具30C的外周面间的离开距离。
如以上所示，在进行工具切换时，分别比较离开距离D1与退避距离D2、离开距离 D3与接近距离D4而求出基准圆弧E1，可在基准圆弧E1的外侧，不与工件W干涉地 使工具30A~30D以快速进给进行移动。
其次，说明工具27的切换动作的顺序。图7是表示重迭移动开始时间K的设定子 程序，该子程序是在CPU 36的控制下进行存储于图2的ROM37中的程序。
艮口，在图2所示的输入部39中，当进行用以切换工具的特定操作时，在图7所示 的步骤S1(以下省略「步骤」)中，计算出半径D1 D4，将该半径D1 D4的数据存储于 RAM 38的工作区域。而，通过上述D1与D2或D3与D4的比较，决定各角部的基准 圆弧El的半径。此基准圆弧El是设定成内切于刀座26的移动路径的第1轴及第2轴。 当基准圆弧E1的设定结束后，其次，以根据该基准圆弧E1在基准圆弧E1的外侧设定 刀座26的近似圆弧轨迹E2的方式，执行用来设定重迭移动开始时间K的处理。
艮P，在S2中，在各转角部C1、 C2,以刀座26先行移动的X轴或Y轴为第l轴， 随后移动的Y轴或X轴为第2轴，设定于决定向第2轴方向的动作开始时间的值。例 如，在图3中，在右侧的第1转角部Cl中，X轴为第l轴，Y轴为第2轴，在左侧的 第2转角部中，Y轴为第l轴，X轴为第2轴。该第2轴的动作开始时间例如是以使第
2轴的动作开始时间与第1轴的动作开始时间一致，或使第2轴的动作开始时间相对第 1轴的动作开始时间稍微延迟的方式设定于ROM37中。总之，在该阶段中，只要第2 轴的动作开始时间不比第l轴的动作开始时间先行即可。另外，由于X轴为第1轴，Y 轴为第2轴，因此图4是表示图3的右侧的转角部C1的例示。
在S3中，如图9(a)所示，对基准圆弧E1，根据各特定的等间隔角度e计算出多条 切线L1，并且计算出作为这些切线L1的交点的交点座标F。如此，由于切线L1呈现等 角度间隔，因此可使各交点座标F与基准圆弧E1之间的各距离相等。在图9(a)中，切 线L1包含作为第1轴的X轴及作为第2轴的Y轴的4条切线，因此，该交点座标F是
隔开等间隔设定于3处。上述特定角度e是借由手动输入等被预先设定，因此，可预先
设定切线Ll的数及交点座标F的数。
在S4中，假定上述刀座26是以根据上述重迭移动开始时间K制作的近似圆弧轨迹 E2进行移动，如图9(b)及图10(a)所示，计算出该刀座26分别到达通过上述交点座标F 的作为第2轴方向线的Y轴方向线L3、及作为第1轴方向线的X轴方向线L2的第1 时间tl、第2时间t2。
继而，在S5中，比较时间tl与时间t2。如果tl-t2，表示上述近似圆弧轨迹E2通 过该交点座标F上。如果tKt2，如图9(b)的实线所示，表示近似圆弧轨迹E2在基准圆 弧El的外侧且经由交点座标F而位于与基准圆弧El隔离的外侧。如果tl>t2，如图9(b) 的2点链线所示，表示近似圆弧轨迹E2位于比交点座标F更靠近基准圆弧El侧。因此， 如果满足tl^t2，近似圆弧轨迹E2就不会进入基准圆弧E1的内侧，但是，当tbt2时， 如图9(c)的2点链线所示，刀座26有可能在基准圆弧El的内侧移动，工具27A~27C 有与工件W干涉的顾虑。B卩，上述交点座标F与基准圆弧El接近，因此如果tlM2， 在交点座标F附近(交点座标F的第1轴方向延长线位置)，近似圆弧轨迹E2极有可能 进入基准圆弧E1的内侧。此外，即使近似圆弧轨迹E2在交点座标F附近位于基准圆弧 El的外侧，在直至到达下一交点座标F为止之间，仍有进入基准圆弧E1的内侧的顾虑。 此原因在于，当交点间的移动轨迹接近于直线状时，如果在1处的交点座标F进入内侧， 则在与其前后的交点座标F之间的近似圆弧轨迹E2极有可能进入基准圆弧El的内侧。 另外，如本实施形态的动作般，在第1轴相对第2轴先行或同时开始移动，并且两个轴 重迭移动，其后第l轴相对第2轴先行或同时停止的条件下，移动轨迹通常呈现直线状 或向外侧凸出的圆弧状轨迹，不会成为向内侧凸出的轨迹。因此，在所有的交点座标F 中，如果移动轨迹存在于外侧，则在所有的移动范围内，都不会进入基准圆弧E1的内 侧。 因此，当tlM2时，在S6中，如图10(b)所示，为使tl二t2，而延迟向第2轴方向的 动作开始时间。
而且，将表示tl=t2或tl<t2的重迭移动开始时间K的数据保存于RAM 38的临时 保存区域。
当满足tl^2或tKt2时，向S7移行。
在S7中，在所有的交点座标F中，判断S3~S6的处理是否已结束，如果已结束， 程序向S8进行，如果未结束，返回S3。
在S8中，例如对图3所示的路径的所有的转角部C1、 C2，判断S2 S7的处理是否 已结束，如果已结束，即如果已完成有关所有转角部的重迭移动开始时间K的设定，则 程序向S9移行，如果未结束，返回S2，移行到对下一转角部的重迭移动开始时间K的 处理。
如此，计算出表示工具27A 27C在基准圆弧E1的外侧的路线，换言之，计算出不 与工件W干涉的近似圆弧轨迹E2的重迭移动开始时间K，在S9中，将该重迭移动开 始时间K的数据从RAM 38的临时保存区域转送并存储到工作区域。
因此，其后，在进行切换工具的动作时，刀座26—面描绘近似圆弧轨迹E2， 一面 在基准圆弧El的外侧以快速进给进行移动，并且防止工具27A~27C与工件W的外周 面干涉。因此，可以在短时间进行工具27A 27C的切换，且可以提高机床的运转效率。
另外，如图9(d)所示，设定为等角度间隔的切线Ll的条数越多，交点座标F越接 近基准圆弧E1，因此可使近似圆弧轨迹E2更接近基准圆弧E1。在图9(a)(b)中，为简化 说明起见，揭示将等间隔角度e的值设定为30度的例示，但实际上是设定在1~18度程 度，因此交点座标F位于十分接近于基准圆弧E1的位置上。因此，此时，可縮短近似 圆弧轨迹E2的路径，进一步縮短工具切换时间。
在本实施形态中，可获得以下的效果。
(1) 刀座26在进行工具切换时，通过利用向X轴方向与Y轴方向的快速进给所进行 的重迭移动，来一面描绘基于基准圆弧E1的近似圆弧轨迹E2， 一面移动。因此，与图 17~图19所示的常规的工具切换方法的情形相比，从图19的双点划线可以明悉可缩 短工具切换所需的时间t<SUB>0</SUB>。因此，可提高机床的生产性。
(2) 在工具27A-27C向退避位置移动时，将工具切换前使用的工具27A的刀尖与在 移动方向后方侧邻接于工具27A的工具27B的外周面的距离Dl以下的半径的圆弧设定 为基准圆弧E1。另外，在工具27A 27C向接近于工件W的位置移动时，将与相对工具 切换后所使用的工具27C的刀尖在移动方向前方侧邻接的工具27B的外周面的距离D3
以下的半径的圆弧设定为基准圆弧E1。如上所述，将工具27A、 27C的刀尖与邻接的工 具27B的外周面的距离Dl、 D3以下的半径的圆弧设定为基准圆弧El。以此，工具 27A 27C可在从工件W隔离特定距离的基准圆弧El的外侧移动，因此在工具27A~27C 的选择移动时，可预先防止该工具27A 27C与工件W干涉。此是着眼于并排配置的工 具27A 27C的刀尖与邻接于这些工具27A~27C的外周面，是离开不会同时接触工件W 的距离来配置，且将该位置关系利用于设定基准圆弧El而达成上述目的。艮卩，比较距 离D1、 D3、与距离D2、 D4，将较短一方的距离设定为基准圆弧的半径，换言之，基准 圆弧的半径最长也是距离Dl或D3，因此在工具27A-27C的刀尖与邻接于其的工具 27A 27C的外周面不会同时接触工件W的条件下，可适当地避免工具与工件干涉。
(3) 只要设定刀座26的重迭移动开始时间K即可，因此可减少存储器的负担。
(4) 刀座26是在转角部C1、 C2中， 一面描绘近似圆弧轨迹E2， 一面在由X轴与Y 轴所划分的区域内移动，不会超出该区域外，因此可縮短刀座26及工具27A 27C的移 动路径，可通过縮短移动时间来谋求生产性的提高。
(5) 通过设定刀座26的重迭移动开始时间K，可计算出刀座26的近似圆弧轨迹E2 是否会通过位于基准圆弧El的外侧的交点座标F的内侧。当近似圆弧轨迹E2在交点座 标F的内侧时，即可通过使该近似圆弧轨迹E2位于交点的外侧的方式，延迟重迭移动 开始时间K。因此，与快速进给的速度及加减速的速度无关，均可适当地设定重迭移动 开始时间K。因此，即使在快速进给的速度及加减速的速度不同的装置中，也可弹性地 予以应对。
(第2实施形态)
其次，根据图1 图8、图11 图13，以不同于上述第1实施形态的部份为中心来说 明本发明的第2实施形态。
在本第2实施形态中，如图4及图8所示，用以形成不与工件W干涉的近似圆弧 轨迹E2的重迭移动开始时间K，并非借由运算来设定，而是根据图ll所示的程序，且 依照图12及图13所示的表格来设定。这些表格是预先根据刀座26向第1轴方向的移 动量与基准圆弧的半径的关系计算出的重迭移动开始时间K的数据表格，分别对应于转 角部Cl、 C2而设定在RAM 38的特定区域。图12是用于设定表示图3及图5(a)(b)所示 的第1转角部Cl的重迭移动开始时间K的表格，图13是用于设定表示图3及图5(c)(d) 所示的第2转角部C2的重迭移动开始时间K的表格。
而且，在工具的选择动作时，利用CPU36,首先，在图11的S101中，与上述第1 实施形态同样地计算出基准圆弧E1。继而，在S102中，根据图12所示的RAM 38的
数据表格，从在第1转角部Cl的刀座26向第1轴方向的移动量，即向X轴方向的移动 量、与基准圆弧El的半径的关系中抽出重迭移动开始时间K并存储于RAM 38的工作 区域。例如，当刀座26向X轴方向的移动量为10 mm，基准圆弧的半径为6 mm时， 根据图12所示的数据表格求出的重迭移动开始时间K为4.1 mm。而且，在S103中， 从X轴方向的移动量为4.1mm的地方，开始向Y轴方向的重迭移动，而刀座26在第1 转角部C1中， 一面描绘近似圆弧轨迹E2, —面在基准圆弧E1的外侧移动而不会与工 件W干涉。
另外，在第2转角部C2中，续S101中的基准圆弧E1的计算出之后，在S102中， 从图13所示的RAM38的数据表格，根据向第1轴的Y轴方向的刀座26的移动量、与 基准圆弧E1的半径中抽出重迭移动开始时间K而存储于RAM38的工作区域。例如， 当Y轴方向的移动量为40mm,基准圆弧El的半径为6 mm时，根据图13所示的数据 表格求出重迭移动开始时间K的位置即34.1 mm处。而且，在S103中，从Y轴方向的 移动量为34.1mm的地方，开始向在第2转角部C2的X轴方向的重迭移动，而刀座26 一面描绘近似圆弧轨迹E2， 一面在基准圆弧E1的外侧移动。
因此，在本第2实施形态中，可获得以下效果。
(6)当在设定重迭移动开始时间K时，从表格中抽出其重迭移动开始时间K的数据， 因此可在短时间快速地进行设定重迭移动开始时间K。 (第3实施形态)
其次，根据图14~图16以不同于上述第2实施形态的部份为中心说明本发明的第3 实施形态。
在本第3实施形态中，如图14(a)所示，通过假想在基准圆弧El与工件W的外周 面之间，在不接触工件W的区域上设定容许圆弧E3及容许线E4，并制作表格。容许线 E4连接于容许圆弧E3的端部。B卩，本第3实施形态是容许刀座26的近似圆弧轨迹E2 的至少两端部位于容许圆弧E3及容许线E4与基准圆弧El之间。此容许圆弧E3及容 许线E4是考虑到图5所示的间隙C而设定的，例如，在第1轴、第2轴及基准圆弧E1 的内侧，设定于与基准圆弧E1侧相距间隙C的20呢程度的位置上。而且，此容许圆弧 E3及容许线E4的数据是预先被设置于ROM37中，或由使用者以手动由输入部39输入。 因此，由图15及图16可以明悉表格中的数据可提早重迭移动开始时间K。 例如，与上述同样地，在第1转角部C1中，当在刀座26向X轴方向的移动量为 10mm，基准圆弧的半径为6 mm时，根据图15所示的数据表格求出3.8 mm作为重迭 移动开始时间K。而且，在S103中，由X轴方向的移动量为3.8mm的地方，开始向Y 轴的重迭移动，而刀座26—面描绘近似圆弧轨迹E2， 一面在基准圆弧E1的外侧移动。 另外，在第2转角部C2中，当在Y轴方向的移动量为40 mm，基准圆弧El的半
径为6mm时，根据图16所示的表格求出29.6mm作为重迭移动开始时间K。而且，在
S103中，从Y轴方向的移动量为29.6mm的地方，开始向X轴的重迭移动。
另外，在本实施形态中，也可不设定容许圆弧E3而仅设定容许线E4。此时，如图
14(b)所示，将容许线E4延长到基准圆弧E1的位置。因此，利用基准圆弧E1与容许线
E4来假想地设定不接触于工件W的区域，并制作表格。 因此，在本第3实施形态中，具有以下效果。
(7)由于可使刀座26在基准圆弧E1的内侧移动，因此可縮短刀座26的移动路径， 缩短切换工具所需的时间。 (变形例)
另外，本实施形态也可以如下方式进行变更且具体化。
，本实施形态中，将本发明具体化于机床的工具切换动作时的刀座26的移动控制， 但也可以将本发明具体化于例如夹持工件等从一位置搬送到另一位置的搬送机器人等 搬送装置。
，在上述实施形态中，虽利用刀座26的X轴上及Y轴上的位置数据来设定了重迭移 动开始时间K，但也可利用从刀座26的移动开始起的时间数据来设定重迭移动开始时 间K。
，在上述实施形态中，虽使第1轴与第2轴正交，但也可将本发明具体化于使两轴斜 交的构成中。
，在上述实施形态中，虽将本发明具体化于车刀构成的工具27的切换中，但也可将 本发明具体化于旋转工具等其他工具的切换中。
权利要求
1.一种移动体的移动控制装置，其特征在于包括驱动机构，通过快速进给来使移动体在第1轴上及与该第1轴交叉的第2轴上移动，并且通过重迭向该两轴方向的快速进给移动，以此使该移动体围绕特定区域的周围进行移动；基准圆弧设定机构，设定内切于所述第1轴及第2轴的基准圆弧；时间设定机构，在移动体从所述第1轴上向第2轴上移动时，基于所述基准圆弧设定移动体的快速进给的重迭移动开始时间；及控制机构，为了使移动体以该时间设定机构所设定的时间进行移动，控制所述驱动机构的动作。
2. 根据权利要求1所述的移动体的移动控制装置，其特征在于包括-第1算出机构，计算出对所述基准圆弧的多条切线、与各切线的交点；及 第2算出机构，计算出所述移动体从其重迭移动开始到分别达到通过所述交点的与所述第1轴平行的第1轴方向线及与第2轴平行的第2轴方向线的第1时间及第2时间；所述时间设定机构是在所述第2时间短于第1时间的情形时，以至少使两时间 相等的方式，延迟上述移动体的重迭移动开始时间。
3. 根据权利要求2所述的移动体的移动控制装置，其特征在于等角度间隔地设定所 述多条切线。
4. 根据权利要求l所述的移动体的移动控制装置，其特征在于所述时间设定机构包含根据移动体的第1轴方向的移动量与基准圆弧的直径的关连，来设定重迭移动开 始时间的表格，上述控制机构是根据该表格的数据来控制驱动机构的动作。
5. 根据权利要求4所述的移动体的移动控制装置，其特征在于所述表格是根据相对所述第l轴、所述第2轴及基准圆弧而设定于特定量内侧的连续的容许线与容许圆弧，来设定重迭移动开始时间。
6. —种移动体的移动控制方法，其特征在于通过快速进给使移动体在第l轴上及与该第l轴交叉的第2轴上移动，并且重 迭向该两轴方向的快速进给移动，以此使该移动体围绕特定区域的周围进行移动；设定内切于所述第l轴及第2轴的基准圆弧； 在移动体从所述第1轴上向第2轴上移动时，根据所述基准圆弧来设定移动体 的快速进给的重迭移动开始时间。
7. —种机床的移动控制装置，所述机床包括刀座，并排设置着多个工具；及驱动机构，在该刀座与工件之间，于第l轴方向及与该第l轴交叉的第2轴方 向上产生通过快速进给来进行的相对移动，并且通过重迭向该两轴方向的快速进 给，来使刀座在工件的周围相对地围绕移动；借由所述驱动机构的动作来实行所述工具的切换；其特征在于， 包含权利要求1所述的构成，并且在该构成中的移动体为所述刀座。
8. 根据权利要求7所述的机床的移动控制装置，其特征在于包含距离设定机构，设定 工具的刀尖及与其刀尖邻接的工具的外周面之间的工具并排设置方向的离开距离，上述基准圆弧设定机构是以上述离开距离以下的距离来设定上述基准圆弧的 半径。
9. 根据权利要求7所述的机床的移动控制装置，其特征在于包含距离设定机构，设定 工具的刀尖及与其刀尖邻接的工具的外周面之间的工具并排设置方向的离开距离， 与工具向工具进退方向的移动距离；上述基准圆弧设定机构是比较所述离开距离与移动距离且以较短一方的距离 来设定所述基准圆弧的半径。
10. 根据权利要求7所述的机床的移动控制装置，其特征在于包含距离设定机构，设定 工件及与其邻接的工具的刀尖之间的工具并排设置方向的离开距离，所述基准圆弧设定机构是以所述离开距离以下的距离来设定所述基准圆弧的 半径。
11. 根据权利要求7所述的机床的移动控制装置，其特征在于包含距离设定机构，设定 工件及与其邻接的工具的刀尖之间的工具并排设置方向的离开距离，与在所述切换动作时的工具向所述工具进退方向的移动距离，所述基准圆弧设定机构是比较所述离开距离与移动距离且以较短一方的距离 来设定所述基准圆弧的半径。
全文摘要
本发明涉及一种移动体的移动控制装置，其可使移动体沿着不会与其他构件干扰的移动路径短时间地以快速进给进行移动。该移动体的移动控制装置设置着工具进给驱动装置48，该工具进给驱动装置48使移动体在第1轴上以及与该第1轴交叉的第2轴上通过快速进给来移动，并且使移动体向该两轴方向的快速进给移动重迭，以此使该移动体围绕特定区域的周围移动。CPU36、RAM38等设定内切于上述第1轴以及第2轴的基准圆弧。而且，CPU36、RAM38等设定移动体的快速进给的重迭移动开始时间，以使移动体根据上述基准圆弧从上述第1轴上向第2轴上移动，并且控制上述工具进给驱动装置48的动作，以使移动体根据所设定的时间进行移动。
文档编号B23Q15/00GK101096072SQ20071012605
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年6月30日
发明者小泽觉, 矢崎训之 申请人:星精密株式会社