数控装置制造方法
【专利摘要】为了在一边使工件旋转一边对正面执行加工的同时，在端面中的偏心位置进行加工，根据本发明的实施方式，NC装置(300)具有圆弧叠加插补控制部(29)，该圆弧叠加插补控制部(29)在基于一边利用第一刀架进行正面加工一边对工件旋转轴的旋转进行控制的基准轴程序的指令而使工件旋转轴旋转的同时，基于利用相对于工件的相对坐标而进行记述、且进行第二刀架位置控制的叠加轴程序的指令，利用将工件旋转轴的旋转与所述相对坐标上的第一加工路径叠加后的第二加工路径对第二刀架进行位置控制。
【专利说明】数控装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对车床等进行车削加工的工作机械进行控制的数控装置(以下，称为NC装置)。
【背景技术】
[0002]近年来，关于上述的工作机械，为了缩短加工时间，希望同时进行工件的正面(外周面)的车削加工以及对工件侧面(端面)上的偏心位置的加工。
[0003]作为对工件的正面、端面的加工所涉及的技术，在专利文献I中公开有下述技术，即，对工件的正面(外周面)、侧面(端面)进行点、直线、圆、角、点组等的各种加工。上述加工形状是通过进行工件旋转与X轴I个轴的合成，从而利用在端面上进行所指示的2维路径控制而得到的。点加工利用钻进行，铣削加工利用铣削刀具进行。
[0004]另外，在专利文献2中公开有下述技术，即，利用叠加控制而同时进行对正面的键槽加工以及对端面的铣削加工。
[0005]另外，在专利文献3中公开有下述技术，即，在Y轴可控的梳状刃型自动车床中，同时进行对正面的加工以及对端面的偏心位置的加工。
[0006]另外，在专利文献4中公开有下述技术，S卩，通过在使工件旋转的同时使刀架的圆周运动中心偏尚C轴/王轴中心，从而在所述工件的端面上实施具有与C轴/王轴的中心不同的中心的小直径的圆加工。
[0007]专利文献1:日本特开昭60-044239号公报
[0008]专利文献2:日本特开2005-238379号公报
[0009]专利文献3:日本特开2000-117506号公报
[0010]专利文献4:日本特开2008-126391号公报
【发明内容】
[0011]然而，根据专利文献I的技术，由于仅有I个刀架，因此不能够对工件的正面以及端面同时进行加工。
[0012]另外，根据专利文献2的技术，对正面的长度方向键槽加工和对端面的铣削加工是在C轴/主轴停止的状态下进行的。因此，即使利用该技术，也不能够同时执行对正面的车削或旋转加工以及对端面的偏心加工。
[0013]另外，根据专利文献3的技术，对正面的偏心加工是在C轴/主轴停止的状态下执行的。如果要在C轴/主轴旋转过程中在偏离了旋转中心的位置进行钻孔加工，则向钻头施加横向的力，会使钻损坏。
[0014]另外，专利文献4的技术限定于端面加工，即使应用该技术，也不能够同时执行正面加工以及端面加工。
[0015]本发明就是鉴于上述问题而提出的，目的在于得到一种数控装置，其能够在一边使工件旋转一边对正面执行加工的同时，在端面的偏心位置进行加工。[0016]为了解决上述问题并达成目的，本发明的数控装置对工作机械进行控制，该工作机械具有:被加工物旋转轴，其使被加工物旋转；第一刀架，其在所述被加工物旋转时，力口工该被加工物的正面；以及第二刀架，其构成为能够在以所述被加工物旋转轴的轴向作为法线的面上驱动，从与所述被加工物的端面相对侧对所述被加工物进行加工，所述数控装置的特征在于，具有:加工程序存储区域，其存储加工程序，该加工程序包含第I指令以及第2指令，该第I指令用于一边利用所述第一刀架进行正面加工一边控制所述被加工物旋转轴的旋转，该第2指令是利用相对于所述被加工物的相对坐标进行记述的，用于进行所述第二刀架的位置控制；以及圆弧叠加插补控制部，其在基于所述第I指令使所述被加工物旋转轴进行旋转的同时，利用在基于所述第2指令的第一加工路径上叠加了所述被加工物旋转轴的旋转后的第二加工路径对所述第二刀架进行位置控制。
[0017]发明的效果
[0018]本发明所涉及的数控装置能够取得在一边使工件旋转一边对正面执行加工的同时，在端面的偏心位置进行加工的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1-1是说明被本发明的实施方式的NC装置作为控制对象的车床的主要结构的图。
[0020]图1-2是从工件的端面侧观察该车床的图。
[0021]图2是说明根据圆弧叠加插补，在工件的端面进行槽加工的状态的图。
[0022]图3是说明根据圆弧叠加插补，在工件的端面进行开孔加工的状态的图。
[0023]图4是说明根据圆弧叠加插补，在工件的端面进行同步攻丝加工的状态的图。
[0024]图5是说明根据圆弧叠加插补，在工件的端面进行镗孔加工的状态的图。
[0025]图6是说明进行圆弧叠加插补时的加工程序例的图。
[0026]图7是说明本发明的实施方式I的NC装置的结构的图。
[0027]图8是说明圆弧叠加插补的开始位置的图。
[0028]图9-1是表示根据圆弧叠加插补，使叠加轴执行GO的处理的情况下的加工程序例的图。
[0029]图9-2是表示根据圆弧叠加插补，使叠加轴执行Gl的处理的情况下的加工程序例的图。
[0030]图10-1是说明用于计算最大速度的参数的图。
[0031]图10-2是说明各动作模式最大速度计算部的最大速度的计算方法的图。
[0032]图10-3是说明最大速度的计算结果例的图。
[0033]图11是说明转换为圆弧叠加校正模式时的NC装置的动作的流程图。
[0034]图12是更详细地说明步骤S5的处理的流程图。
[0035]图13是说明转换为圆弧叠加模式后的NC装置的动作的流程图。
[0036]图14是更详细地说明步骤S26的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0037]以下，基于附图，详细地说明本发明所涉及的NC装置的实施方式。此外，本发明并不受本实施方式限定。
[0038]实施方式1.[0039]图1-1是说明被本发明的实施方式的NC装置作为控制对象的车床的主要结构的图，图1-2是从工件的端面侧观察该车床的图。如图1-1以及图1-2所示，该车床100具有:工件保持件110，其使工件140旋转；第一刀架120，其至少在X (Xl)轴方向以及Z(Zl)轴方向上为可控的，并能够在工件140的旋转过程中进行工件140的正面加工；以及第二刀架130，其在与工件的端面相对的位置处，在X (X2)轴方向、Y(Y2)轴方向以及Z (Ζ2)轴方向上为可控的，并能够对工件140的端面进行加工。第一刀架120以及第二刀架130也可以形成为具有使刀具旋转的刀具主轴。此外，下文中将使工件140旋转的轴标记为工件旋转轴。另外，在位置控制下受到驱动的情况下，将工件旋转轴标记为C(Cl)轴，在速度控制下受到驱动的情况下，将工件旋转轴标记为主轴。
[0040]在此，与第一刀架120不同，第二刀架130形成为在与工件140的端面相对的位置处，能够在以工件旋转轴作为法线的面(由Χ2轴以及Υ2轴构成的面)上移动。本发明的实施方式的NC装置能够进行如下控制，即，使工件140旋转而利用第一刀架120进行工件140的正面加工，并且，同时利用第二刀架130对工件140的端面的任意位置进行任意的加工。下文中，将该控制称为圆弧叠加插补。
[0041]作为所述任意的加工的种类，能够列举例如开孔、同步攻丝、铣削加工。图2是说明根据圆弧叠加插补，在工件140的端面进行槽加工的状态的图。如图所示，在执行槽加工时，在第二刀架130的刀具主轴安装有立铣刀。并且，以如下方式对第二刀架130进行位置控制，即，根据圆弧叠加插补，使第二刀架130按照在工件140的旋转停止的情况下的立铣刀的加工路径上叠加了工件140的旋转后的路径进行移动。
[0042]图3是说明根据圆弧叠加插补，在工件140的端面进行开孔加工的状态的图。如图所示，在执行开孔加工时，在第二刀架130的刀具主轴上安装有钻。并且，以如下方式对第二刀架130进行位置控制，即，根据圆弧叠加插补，使第二刀架130按照在工件140的旋转停止的情况下的开孔位置上叠加了工件140的旋转后的路径进行移动。
[0043]图4是说明根据圆弧叠加插补，在工件140的端面进行同步攻丝加工的状态的图。如图所示，在进行同步攻丝加工时，在第二刀架130的刀具主轴上安装有丝锥。并且，以如下方式对第二刀架130进行位置控制，即，与应用了圆弧叠加插补的开孔加工时相同地，根据圆弧叠加插补，使第二刀架130按照在工件140的旋转停止的情况下的同步攻丝加工的路径上叠加了工件140的旋转后的路径进行移动。
[0044]图5是说明根据圆弧叠加插补在工件140的端面进行镗孔加工的状态的图。如图所示，在进行镗孔加工时，在第二刀架130的刀具主轴上安装有立铣刀。并且，以如下方式对第二刀架130进行位置控制，即，根据圆弧叠加插补，使第二刀架130按照在使工件140的旋转停止而进行镗孔加工的情况下的立铣刀的加工路径上叠加了工件140的旋转后的路径进行移动。更具体地说，根据圆弧叠加插补，使第二刀架130按照在以与刀具主轴不同的轴为中心的立铣刀的旋转路径上叠加(所谓的螺旋形叠加)了工件140的旋转后的路径进行移动。
[0045]图6是说明进行圆弧叠加插补时的加工程序例的图。图6所示的加工程序200是用于在伴随工件140的旋转而由第一刀架120实施的正面加工中，利用第二刀架130对工件140的端面进行直线的槽加工的程序。加工程序200具有用于控制第一刀架120和工件140的旋转的程序(基准轴程序210)、以及用于控制第二刀架130的程序(叠加轴程序220)。在此，将第I轴为Xl轴、第2轴为Zl轴、第3轴为Cl轴的被控制系统称为基准轴，将第I轴为X2轴、第2轴为Y2轴、第3轴为Z2轴的被控制系统称为叠加轴。
[0046]叠加轴程序220是利用相对于静止状态的工件140的相对坐标而记述的。根据该加工程序200，以在第二加工路径上移动的方式进行X2、Y2轴的位置控制，并且，进行Ζ2轴方向的进刀，其中，第二加工路径是将由叠加轴程序220指定的工件140的端面上的相对坐标上的加工路径(第一加工路径)，与按照基准轴程序210进行的工件140的旋转进行叠加而得到的。
[0047]另外，圆弧叠加插补通过执行圆弧叠加插补指令而开始。在此，圆弧叠加插补指令由「G155 “基准轴的第3轴名称”=“叠加轴的第I轴名称”+ “叠加轴的第2轴名称”」这样的记述构成。另外，圆弧叠加插补通过执行圆弧叠加插补取消指令而结束。即，在图6示出的例子中，“G155C1 = Χ2+Υ2”属于圆弧叠加插补指令，“G155C1”属于圆弧叠加插补取消指令。
[0048]另外，根据圆弧叠加插补指令，通过在“G155C1 = Χ2+Υ2”的记述之后附加“，C Θ XxaYya”的记述,从而能够指定叠加加工的开始位置。“，C Θ XxaYya”的记述意味着从基准轴的Θ达到叠加轴的XxaYya的位置的时刻起，开始叠加加工。S卩，例如，“G155C1 =X2+Y2，C45.X-50.Y-50.”意味着如下指令，即，第二刀架130的刀具预先定位在Χ-50Υ-50的位置，在工件140的Θ (45度)的线通过的同时，一边随着工件140的旋转进行圆周运动一边对希望的轨迹进行加工。根据对开始位置进行指定的记述，确定工件旋转轴的坐标系与在叠加轴程序220中采用的相对坐标系之间的对应关系。
[0049]本实施方式的NC装置并行地读入基准轴程序210以及叠加轴程序220这两者。并且，本实施方式的NC装置在根据记述于基准轴程序210中的圆弧叠加插补指令而转换为圆弧叠加模式之后，根据在基准轴程序210中记述于圆弧叠加插补指令之后的“ ！ 2L20”、以及记述于叠加轴程序220中的“！ 1L20”，使各自的记述之后所记述的指令的执行定时(timing)同步。S卩，本实施方式的NC装置在开始执行“G91G01Z30.C-90.F360.”的指令的同时，开始执行“G01X-40.Y-40.F100”的指令。此时，如前述所示，本实施方式的NC装置将“G01X-40.Y-40.F100”的指令与“G91G01Z30.C-90.F360.”的指令叠加而执行。此外，如果在完成“G91G01Z30.C-90.F360.”的指令之前，完成了 “G01X-40.Y-40.F100”的指令，则在“G91G01Z30.C-90.F360.”的指令的同时，将作为“G01X-40.Y-40.F100”指令的下一个指令的 “G00X40.Y40.” 与 “G91G01Z30.C-90.F360.” 的指令叠加而执行。
[0050]图7是说明本发明的实施方式I的NC装置的结构的图。如图所示，NC装置300具有:控制运算部I ;输入操作部2，其接受操作者对NC装置300的操作输入；显示部3，其向操作者显示输出NC装置300的控制状态；伺服电动机5a?5f，它们分别驱动车床100具有的各轴(Cl、X1、ZU X2、Y2、Z2);以及伺服控制部4a?4f，它们供给用于驱动伺服电动机5a?5f的电流。控制运算部I对经由输入操作部2而由操作者所输入的加工程序、移动操作指令进行解析，从而生成伺服驱动信息，并将生成的伺服驱动信息输出至伺服控制部4a?4f。伺服控制部4a?4f基于所输入的伺服驱动信息而生成用于驱动伺服电动机5a?5f的电流,并将生成的电流供给至伺服电动机5a?5f。此外,关于伺服驱动信息,作为一个例子而采用每个控制循环的移动量。
[0051]控制运算部I具有:输入控制部6、数据设定部7、存储部8、机械控制信号处理部
12、可编程控制器(PLC) 13、画面处理部16、解析处理部17、圆弧叠加插补速度钳制(clamp)处理部21、插补处理部22、圆弧叠加插补开始处理部24、加减速处理部28、圆弧叠加插补控制部29、以及轴数据输入/输出部35。
[0052]此外，典型地说，控制运算部I利用具有CPU (Central Processing Unit)、ROM (Read Only Memory)、RAM (Random Access Memory)以及 I/O 接 口的计算机而实现。具体地说，例如CPU通过执行预先存储于所述ROM中的数控程序，从而作为数据设定部7、机械控制信号处理部12、可编程控制器(PLC) 13、画面处理部16、解析处理部17、圆弧叠加插补速度钳制处理部21、插补处理部22、圆弧叠加插补开始处理部24、加减速处理部28、以及圆弧叠加插补控制部29而起作用。存储部8是在ROM或RAM中保留的，输入控制部6以及轴数据输入/输出部35的功能通过1/0接口实现。此外，控制运算部I也可以构成为，通过硬件、或硬件以及软件(数控程序)的组合，实现典型地列举出的在CPU上实现的功能部之中的一部分或全部。
[0053]从输入操作部2输入至控制运算部I的数据经由作为输入接口的输入控制部6而输入至数据设定部7。数据设定部7基于通过输入操作部2选择的输入模式，将所输入的数据分配并存储至分别在存储部8内保留的参数存储区域9、刀具校正数据存储区域10、加工程序存储区域11。在此，加工程序200被存储在加工程序存储区域11中。
[0054]此外，出于防止发生危险等目的，在车床100上连接有继电器、电磁阀、显示灯等外围设备(未图示)。与工件140的加工机构的控制相协调地执行这些外围设备的控制。用于使外围设备的控制与工件140的加工机构的控制相协调的信息，经由机械控制信号处理部12而相对于PLC13输入/输出。PLC13基于经由机械控制信号处理部12而输入的信息、以及预先嵌入在内部的控制程序，执行所述外围设备的控制。
[0055]PLC13的控制、加工程序200的执行处理以及NC装置300所涉及的常规处理，是通过在共享区域14中对中间信息进行存储或参照而进行的。用于使外围设备的控制与工件140的加工机构的控制相协调的信息存储在共享区域14中。
[0056]将与经由输入操作部2而输入的显示要求对应的显示内容，出于显示的目的而进行整形并存储至画面显示数据存储区域15。画面处理部16通过将存储于所述画面显示数据存储区域15中的数据传送至显示部3，从而使所述显示内容显示在显示部3中。
[0057]解析处理部17依次读取存储在加工程序存储区域11中的加工程序200并进行解析，从读取的程序块提取从当前位置到所指示的位置为止的移动量、以及所指示的进给速度。在此，从叠加轴程序220提取的移动量以及进给速度分别是以叠加前的坐标系进行记述的。提取的移动量、进给速度经由共享区域14而输入至圆弧叠加插补速度钳制处理部21。另外，如果解析处理部17在加工程序200之中检测出“G155”的记述，则将包含“G155”的记述的程序块输入至圆弧叠加插补指令解析部18。
[0058]此外,在工件旋转轴作为主轴而被控制、且以转速(指令转速)赋予工件旋转轴的速度的情况下，解析处理部17提取工件旋转轴的指令转速来取代与工件旋转轴相关的移动量以及进给速度，并将提取出的指令转速输入至圆弧叠加插补控制部29。
[0059]圆弧叠加插补指令解析部18从所输入的程序块中，作为用于使第二刀架130进行与工件旋转轴的旋转同步的坐标旋转所需的信息，而提取与圆弧叠加插补指令的开始位置相关的记述即“，C Θ XxaYya”、以及基准轴和叠加轴的定义信息(轴编号信息、极性信息等)，并将提取的内容作为坐标变换数据而存储于存储部8内的各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域20中。此外，也可以将“存在叠加轴开始位置指定”、“存在基准轴开始位置指定”的标志(FG)定义在各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域20内，圆弧叠加插补指令解析部18基于“，C Θ XxaYya”的记述内容使该标志为ON/OFF。另外，在“G155C1 = X2+Y2”的记述后面没有“，C Θ XxaYya”的记述的情况下，圆弧叠加插补指令解析部18也可以将C =0deg、XY的当前位置作为开始位置。
[0060]此外，在坐标变换数据中，除了上述圆弧叠加插补的开始位置以及各轴的定义信息之外，还包括从工件140的中心到当前位置的纵轴、横轴的矢量。该矢量由后述的圆弧叠加插补坐标设定部27而记述(设定)在坐标变换数据中。
[0061]圆弧叠加插补速度钳制处理部21以第一刀架120的进给速度以及叠加后的第二刀架130的进给速度小于或等于由各个参数赋予的最大容许速度的方式，分别向由解析处理部17提取的第一刀架120的进给速度以及第二刀架130的叠加前的进给速度施加速度钳制，将施加了速度钳制后的进给速度、以及由解析处理部17提取的移动量输入至插补处理部22。
[0062]此外，以叠加后的第二刀架130的进给速度小于或等于最大容许速度的方式，各动作模式最大速度计算部26在执行圆弧叠加模式之前，预先针对各动作模式(各刀架的停止、定位、切削的组合)计算第二刀架130的叠加前的进给速度所允许的最大速度，并将计算出的最大速度存储至各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域19。对于各动作模式最大速度计算部26的功能,稍后详述。圆弧叠加插补速度钳制处理部21按照存储于各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域19中的最大速度，对叠加前的速度数据进行钳制。
[0063]插补处理部22与后述的加减速处理部28协同动作，并作为基于记述在叠加轴程序220中的指令而计算在相对于静止的工件140的相对坐标下的每个控制循环的移动量的相对坐标速度计算部起作用。
[0064]具体地说，插补处理部22基于所输入的移动量以及进给速度，通过对该移动量进行粗插补，从而计算每个控制循环的移动量。粗插补是指例如以与进给速度对应的控制循环数单纯地分割移动量。
[0065]位于插补处理部22内的圆弧叠加插补开始位置移动部23，生成从第二刀架130的刀具的当前位置至圆弧叠加插补的开始位置为止的每个控制循环的移动量，以执行从第二刀架130的刀具的当前位置至在工件140的端面上所指定的圆弧叠加插补的开始位置为止的定位控制。
[0066]圆弧叠加插补开始处理部24进行开始圆弧叠加插补时的准备以及圆弧叠加插补的开始。圆弧叠加插补开始处理部24具有圆弧叠加插补开始判定部25、各动作模式最大速度计算部26、以及圆弧叠加插补坐标设定部27。
[0067]圆弧叠加插补开始判定部25对基准轴和叠加轴的等待是否完成进行判定，在两者的等待完成的情况下，准许开始圆弧叠加插补所涉及的控制。
[0068]图8是说明图6所示的加工程序200中的圆弧叠加插补的开始位置的图。如图6的基准轴程序210所示，在根据圆弧叠加开始指令而指定出第二刀架130的开始位置(在此为X-50Y-50)和C轴的角度(在此为45deg)的情况下，叠加轴即第二刀架130的刀具，通过按照圆弧叠加插补开始位置移动部23所生成的每个控制循环的移动量而对各轴进行驱动，从而从初始位置(待机位置)朝向叠加轴的旋转中心(Χ0Υ0Ζ0)移动，最终，在以叠加轴的旋转中心为中心的第二刀架130的刀具的旋转半径与所述指定的开始位置X-50Y-50的旋转半径相等的位置处停止。此外，将该停止位置称为与开始位置对应的位置。圆弧叠加插补开始判定部25对旋转中的工件140的旋转角度(45deg)与以叠加轴的旋转中心为起点、以与所述开始位置对应的位置为终点的矢量的角度是否一致进行判定。换言之，圆弧叠加插补开始判定部25对所指定的开始位置的对应位置与工件旋转轴的位置是否一致进行判定。在双方的角度一致之后，圆弧叠加插补开始判定部25准许开始与圆弧叠加插补相关的控制。即，控制运算部I转换为圆弧叠加模式，能够使第二刀架130的刀具向Z轴方向进刀。
[0069]此外，作为指定圆弧叠加插补的开始位置的技术，有自动存储所述角度和第二刀架130的位置、XY坐标值指令、圆弧叠加插补指令的执行位置等各种方法，但如前述所示，需要圆弧叠加插补开始判定的是在工件旋转中开始叠加加工的情况，在工件停止中将第二刀架130定位在指定的位置,而与第一刀架120同时地开始加工的情况下,无需圆弧叠加插补开始判定。
[0070]各动作模式最大速度计算部26计算叠加前的进给速度所允许的最大速度，作为用于由圆弧叠加插补速度钳制处理部21针对叠加前的进给速度而进行速度钳制的钳制值，并将计算出的最大速度存储至各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域19。关于最大速度，利用工件140的最大加工半径、以及分别针对工件旋转轴、X2轴以及Y2轴而设定的快速进给(GO)中以及切削进给(Gl)中的最大容许速度，以工件旋转轴、X2轴以及Y2轴各自不超过最大容许速度的方式而进行计算。另外，最大速度是针对基准轴的动作(GO、Gl)与叠加轴的动作(停止、G0、G1)的每种组合(动作模式)，而对基准轴以及叠加轴分别进行计算的。此外，最大加工半径的输入方法并不限定于特定的方法，例如可以作为存储于参数存储区域9的参数而从外部设定，也可以在加工程序200进行记述而输入。
[0071]图9-1是表示根据圆弧叠加插补，使叠加轴执行GO的处理的情况下的加工程序200的例子的图，图9-2是表示根据圆弧叠加插补，使叠加轴执行Gl的处理的情况下的加工程序200的例子的图。根据图9-1的加工程序200，将使叠加轴执行快速进给而以IOOmm/min的速度进给至X-40Y-40的位置为止的指令与基准轴的旋转进行叠加。根据图9_2的加工程序200，将使叠加轴执行切削进给而以100mm/min的速度进给至X-40Y-40的位置为止的指令与基准轴的旋转进行叠加。
[0072]在此，参照图10-1?图10-3，对各动作模式最大速度计算部26的最大速度的计算方法进行说明。图10-1是说明存储于参数存储区域9中的、用于计算最大速度的参数的图。如图10-1所示，在参数存储区域9中针对Cl轴、X2轴以及Y2轴，各自存储有对快速进给中以及切削进给中的最大容许速度进行了记述的参数A、以及对工件140的最大加工半径进行了记述的参数B。
[0073]各动作模式最大速度计算部26首先分别计算叠加轴同步最大速度、叠加轴进给最大速度以及叠加轴实际轴最大速度。并且，将计算出的各个信息代入下式而计算钳制率。
[0074]钳制率=叠加轴实际轴最大速度/ (叠加轴同步最大速度+叠加轴进给最大速度)…(式1)
[0075]首先，说明在针对基准轴的指令为快速进给的情况下，与叠加轴的每个指令对应地，对叠加轴同步最大速度、叠加轴进给最大速度以及叠加轴实际轴最大速度、以及基准轴和叠加轴的最大速度进行计算的方法。
[0076]图10-2是说明各动作模式最大速度计算部26的最大速度的计算方法的图。如图10-2所示，在针对叠加轴的指令为停止、快速进给、或者切削进给的情况下，各动作模式最大速度计算部26将(快速进给时的Cl轴的最大容许速度)X /180 X (最大加工半径)作为叠加轴同步最大速度。另外，在针对叠加轴的指令为停止时，将叠加轴进给最大速度设为零值，在针对叠加轴的指令为快速进给时，将X2轴的快速进给时的最大容许速度以及Y2轴的快速进给时的最大容许速度之中较小的一方作为叠加轴进给最大速度，在针对顶上轴的指令为切削进给时，将X2轴的切削进给时的最大容许速度以及Y2轴的切削进给时的最大容许速度之中较小的一方作为叠加轴进给最大速度。另外，在针对叠加轴的指令为停止或者快速进给时，将X2轴的快速进给时的最大容许速度以及Y2轴的快速进给时的最大容许速度之中较小的一方作为叠加轴实际轴最大速度，在针对叠加轴的指令为切削进给时，将X2轴的切削进给时的最大容许速度以及Y2轴的切削进给时的最大容许速度之中较小的一方作为叠加轴实际轴最大速度。[0077]接下来，各动作模式最大速度计算部26将求出的叠加轴同步最大速度、叠加轴进给最大速度、以及叠加轴实际轴最大速度代入式I而求出钳制率Q。然后，将快速进给时的Cl轴的最大容许速度乘以钳制率Q所得的值作为基准轴的最大速度(圆弧叠加中基准轴最大速度)。并且，在针对叠加轴的指令为停止时，将叠加轴的最大速度(圆弧叠加中叠加轴最大速度)设为零值。另外，在针对叠加轴的指令为快速进给时，将X2轴的快速进给时的最大容许速度以及Y2轴的快速进给时的最大容许速度之中较小的一方乘以钳制率Q所得的值作为圆弧叠加中叠加轴最大速度。另外，在针对叠加轴的指令为切削进给时，将X2轴的切削进给时的最大容许速度以及Y2轴的切削进给时的最大容许速度之中较小的一方乘以钳制率Q所得的值作为圆弧叠加中叠加轴最大速度。
[0078]如此，各动作模式最大速度计算部26按照在基准轴的动作为快速进给的情况下，在基准轴以及叠加轴均以最大速度进行驱动时，基准轴的进给速度以及叠加轴的进给速度均等于最大容许速度的方式，针对叠加轴的每个动作，计算基准轴以及叠加轴的最大速度。由此，能够在叠加轴的速度不超过最大容许速度的范围内，以使基准轴以及叠加轴的速度尽可能大的方式，确定基准轴的进给速度以及叠加轴的叠加前的进给速度的最大速度。
[0079]下面，说明在针对基准轴的指令为切削进给的情况下，与叠加轴的每个指令对应地，对叠加轴同步最大速度、叠加轴进给最大速度、以及叠加轴实际轴最大速度、以及基准轴和叠加轴的最大速度进行计算的方法。
[0080]如图10-2所示，各动作模式最大速度计算部26将(切削进给时的Cl轴的最大容许速度)x JI/180X (最大加工半径)作为叠加轴同步最大速度。另外，将X2轴以及Y2轴的快速进给时以及切削进给时的最大容许速度之中的最小值作为叠加轴进给最大速度，将与该叠加轴进给最大速度相同的值作为叠加轴实际轴最大速度。
[0081]然后，各动作模式最大速度计算部26将求出的叠加轴同步最大速度、叠加轴进给最大速度、以及叠加轴实际轴最大速度代入式I而求出钳制率Q。并且，将切削进给时的Cl轴的最大容许速度乘以钳制率Q所得的值作为圆弧叠加中基准轴最大速度。并且，在针对叠加轴的指令为停止时，将圆弧叠加中叠加轴最大速度设为零值。另外，在针对叠加轴的指令为快速进给或者切削进给时，将X2轴以及Y2轴的快速进给时以及切削进给时的最大容许速度之中的最小值乘以钳制率Q所得的值作为圆弧叠加中叠加轴最大速度。
[0082]如上所述，在基准轴的动作为切削进给的情况下，无论第二刀架130的动作为快速进给、切削进给、以及停止之中的哪一种，各动作模式最大速度计算部26均以第二刀架130的最大速度为切削进给所涉及的最大容许速度以及快速进给所涉及的最大容许速度之中的最小值的方式，计算出基准轴以及叠加轴的最大速度。由此，由于基准轴的进给速度的最大速度不依赖叠加轴的动作(停止、快速进给、切削进给)而为恒定的值，因此，即使在使用第一刀架120而进行加工的过程中叠加轴侧的动作变化，也能够确保第一刀架120的加工面的高加工品质。
[0083]图10-3是说明利用图10-1示出的参数而计算出的最大速度的计算结果例的图。如图10-3所示，针对基准轴以及叠加轴，对应于每个动作模式计算最大速度。
[0084]圆弧叠加插补坐标设定部27将坐标变换数据之中的从工件中心至当前位置的纵轴、横轴的矢量设定至存储于各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域20中的坐标变换数据。
[0085]加减速处理部28通过针对利用粗插补所生成的每个控制循环的移动量进行例如平滑化处理等规定的运算，从而生成将各轴的加减速考虑在内的移动量。具体地说，加减速处理部28以如下方式生成移动量，即，在到达进行了速度钳制的进给速度为止使各轴平滑地加速，如果各轴接近停止位置则使各轴平滑地减速。
[0086]圆弧叠加插补控制部29在基于记述于基准轴程序210中的指令(第I指令)使工件旋转轴进行旋转的同时，利用在基于记述于叠加轴程序220中的(第2指令)的加工路径(第一加工路径)上叠加了工件旋转轴的旋转而得到的加工路径，对第二刀架130进行位置控制。
[0087]具体地说，圆弧叠加插补控制部29具有速度变动追随方式判定部30、C轴指令旋转角度计算部31、C轴FB旋转角度计算部36、主轴指令旋转角度计算部37、主轴FB旋转角度计算部38、叠加坐标系位置坐标计算部32、实际坐标变换部33以及叠加轴实际移动量计算部34。
[0088]速度变动追随方式判定部30对设定为使生成的叠加轴的位置控制动作追随于基准轴的C轴的指令旋转角度、追随于C轴的反馈(FB)旋转角度、追随于作为速度控制的主轴的指令旋转角度、追随于主轴的反馈旋转角度中的哪种追随方式进行判定，基于判定结果，对C轴指令旋转角度计算部31、C轴FB旋转角度计算部36、主轴指令旋转角度计算部37、以及主轴FB旋转角度计算部38之中的用于工件旋转轴的指令旋转角度的计算的功能部进行选择。具有如下特征，即，在追随于指令旋转角度的情况下，能够忠实于该指令旋转角度而驱动工件旋转轴，在追随于反馈旋转角度的情况下，即使存在由于加工负荷变动而产生的实际角度的延迟，也能够应对。此外，追随方式的设定是作为速度变动追随方式参数而预先存储于参数存储区域9中的，速度变动追随方式判定部30基于该速度变动追随方式参数进行追随方式的判定。
[0089]C轴指令旋转角度计算部31、C轴FB旋转角度计算部36、主轴指令旋转角度计算部37、或者主轴FB旋转角度计算部38，计算工件旋转轴的指令旋转角度或反馈旋转角度。具体地说，C轴指令旋转角度计算部31将作为位置控制驱动轴的C轴用作基准轴而计算指令旋转角度。同样地，主轴指令旋转角度计算部37将作为速度控制驱动轴的主轴用作基准轴而根据速度指令计算指令旋转角度。另外，C轴FB旋转角度计算部36将作为位置控制驱动轴的C轴用作基准轴而根据伺服电动机的位置反馈数据计算反馈旋转角度。同样地，主轴FB旋转角度计算部38将作为速度控制驱动轴的主轴用作基准轴而根据伺服电动机的速度反馈数据计算反馈旋转角度。
[0090]叠加坐标系位置坐标计算部32基于所输入的每个控制循环的移动量和当前位置，计算下一次指示的各轴的位置(下文中，称为指令位置)。此外，在此作为一个例子，叠加坐标系位置坐标计算部32通过累加每个控制循环的移动量而求出当前位置。即，作为当前位置，采用在前次控制循环中计算出的位置。在此，当前位置以及计算出的位置位于基于叠加轴程序220中记述的指令所求出的叠加前的加工路径上，通过叠加前的相对坐标进行记述。
[0091]实际坐标变换部33通过与C轴指令旋转角度计算部31、C轴FB旋转角度计算部36、主轴指令旋转角度计算部37以及主轴FB旋转角度计算部38之中的由速度变动追随方式判定部30选择出的功能部计算出的指令旋转角度、或者反馈旋转角度相对应地，对叠加坐标系位置坐标计算部32计算出的第二刀架130的指令位置进行坐标旋转，从而计算第二刀架130的叠加后的指令位置。此外，实际坐标变换部33利用记述于坐标变换数据中的各轴的识别信息，将基准轴的指令位置以及叠加轴的叠加后的指令位置，从在加工程序200中采用的程序坐标系变换为机械坐标系。
[0092]叠加轴实际移动量计算部34基于实际坐标变换部33计算出的各轴的指令位置以及各轴的当前位置，计算指示至伺服控制部4a?4f的实际移动量。此外，作为当前位置，可以采用从伺服电动机5a?5f经由伺服控制部4a?4f输入的位置信息，也可以采用计算出的实际移动量的累加值。
[0093]轴数据输入/输出部35将从叠加轴实际移动量计算部34输出的用于驱动作为叠加轴的第二刀架130的X轴Y轴、其他控制轴的实际移动量，输出至各轴的伺服控制部(4a?4f)。另外，经由各轴伺服控制部(4a?4f)将各轴电动机(5a?5f)的位置信息等作为反馈(FB)数据而导入，并输出至圆弧叠加插补控制部29。
[0094]下面，利用图11?图14，说明本发明的实施方式的NC装置300的动作。
[0095]图11是说明转换为圆弧叠加校正模式时的NC装置300的动作的流程图。首先，解析处理部17读取加工程序(步骤SI)，如果解析处理部17检测到圆弧叠加插补指令，则圆弧叠加插补指令解析部18执行该检测到的圆弧叠加插补指令的解析处理(步骤S2)。圆弧叠加插补指令解析部18通过该解析处理，提取开始位置所涉及的记述和基准轴以及叠加轴的定义信息，并将提取出的内容作为坐标变换数据存储至各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域20。
[0096]接下来，圆弧叠加插补开始位置移动部23生成每个控制循环的移动量(步骤S3)，其中，该移动量用于使作为叠加轴的第二刀架130的刀具从当前位置(待机位置)移动至与开始位置对应的位置。该移动量经由加减速处理部28、圆弧叠加插补控制部29以及轴数据输入/输出部35而传递至伺服控制部4d、4f。其结果，如利用图8所说明的那样，第二刀架130的位置(X2轴以及Y2轴)移动至与开始位置对应的位置。
[0097]接下来，圆弧叠加插补开始判定部25对基准轴和叠加轴的等待是否完成进行判定(步骤S4)。如前述所示，所谓等待完成是指第二刀架130到达至与开始位置对应的位置，并且，工件旋转轴的被指定的角度与从工件140的旋转中心朝向与所述开始位置对应的位置的矢量的角度一致。在等待未完成的情况(步骤S4:否)下，圆弧叠加插补开始判定部25再次执行步骤S4的判定处理。在等待已完成的情况(步骤S4:是)下，各动作模式最大速度计算部26分别针对每个动作模式，计算基准轴以及叠加轴的最大速度，并将计算结果存储至各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域19(步骤S5)。
[0098]图12是进一步详细地说明步骤S5的处理的流程图。如图所示，各动作模式最大速度计算部26基于示出图10-2而进行了说明的计算方法，对针对基准轴的指令为快速进给的情况下的基准轴的进给速度以及叠加轴的叠加前的进给速度的最大速度进行计算(步骤S11)。在步骤Sll中，针对每个与叠加轴对应的指令(停止、切削进给、快速进给)而计算各个最大速度。计算出的最大速度存储至各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域19。
[0099]下面，各动作模式最大速度计算部26对针对基准轴的指令为切削进给的情况下的基准轴的进给速度以及叠加轴的叠加前的进给速度的最大速度进行计算(步骤S12)。在步骤S12中，也是针对每个与叠加轴对应的指令(停止、切削进给、快速进给)而计算各个最大速度。计算出的最大速度被存储至各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域19。
[0100]在步骤S5的处理之后，圆弧叠加插补坐标设定部27将坐标变换数据存储至各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域20 (步骤S6)。具体地说，圆弧叠加插补坐标设定部27计算从工件140的旋转中心至叠加轴的当前位置的纵轴、横轴的矢量，并将计算出的矢量存储至存储部8的各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域20。并且，圆弧叠加插补坐标设定部27从存储部8的参数读取基准轴、叠加轴的轴信息(轴编号信息、极性信息等)，并进行信息转换而存储至存储部8的各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域20。
[0101]通过以上的处理，用于圆弧叠加插补的运算以及执行的各种数据已齐备，因此，圆弧叠加插补坐标设定部27设定表示正在执行圆弧叠加模式的标志(步骤S7)，建立圆弧叠加模式。此外，将表示正在执行圆弧叠加模式的标志例如存储至共享区域14。
[0102]图13是说明转换为圆弧叠加模式之后的NC装置300的动作的流程图。
[0103]首先，解析处理部17读取加工程序(步骤S21)，解读所读取的I个程序块的指令，并提取各轴的移动量以及进给速度(步骤S22)。
[0104]然后，圆弧叠加插补速度钳制处理部21以存储于各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域19的各动作模式的最大速度对在步骤S22中提取出的进给速度进行速度钳制(步骤S23)。此外，确定以哪种动作模式所涉及的最高速度进行钳制的方法并没有特别限定。例如，可以按如下方式进行，即，解析处理部17将基准轴以及叠加轴的当前执行中的动作(停止、切削进给、快速进给)记录于共享区域14，圆弧叠加插补速度钳制处理部21基于记录于共享区域14的各轴的动作，确定采用哪种动作模式的最高速度。
[0105]然后，插补处理部22基于在步骤S22中所提取出的移动量以及在步骤S23中进行了速度钳制后的进给速度，对基准轴以及叠加轴的加工路径进行粗插补，计算每个单位控制循环的移动量(步骤S24)。
[0106]然后，加减速处理部28根据通过步骤S24的处理计算出的每个单位控制循环的移动量，生成考虑了加减速处理后的移动量(步骤S25)。
[0107]圆弧叠加插补控制部29基于通过步骤S25所生成的移动量，生成基准轴以及叠加轴的实际移动量(步骤S26)。
[0108]图14是进一步详细地说明步骤S26的处理的流程图。基本轴的基于工件旋转轴、Xl轴、Zl轴的控制为基本的控制内容，因此，以下省略该说明，而针对与工件旋转轴的旋转同步地控制叠加轴的技术进行说明。
[0109]首先，速度变动追随方式判定部30对使叠加轴的位置控制动作追随于工件旋转轴的反馈旋转角度、还是追随于指令旋转速度(步骤S31)，以及对工件旋转轴是C轴还是主轴进行判定(步骤S32、步骤S33)。上述判定处理是通过核查设定于参数存储区域9等中的速度变动追随模式标志而进行的。例如，在该标志示出“O ”的情况下，该标志表示追随于指令旋转角度的设定，在示出“1”的情况下，该标志表示追随于反馈旋转角度的设定。
[0110]在设定为使叠加轴的位置控制动作追随于C轴的指令旋转角度的情况(步骤S31:否，步骤S32:是)下，C轴指令旋转角度计算部31将所输入的移动量之中的C轴的移动量作为指令旋转角度移动量Fe (步骤S34)。
[0111]在设定为使叠加轴的位置控制动作追随于主轴的指令旋转角度的情况(步骤S31:否，步骤S32:否)下，主轴指令旋转角度计算部37根据解析处理部17提取出的指令转速而计算每个控制循环的移动量(步骤S35)，并将计算出的移动量作为指令旋转角度移动量Fe (步骤S36)。
[0112]在设定为使叠加轴的位置控制动作追随于C轴的反馈旋转角度的情况(步骤S31:是，步骤S33:是)下，C轴FB旋转角度计算部36根据从主轴/Cl轴电动机5c经由主轴/Cl轴伺服控制部4c每隔规定时间反馈来的位置信息，计算反馈旋转角度移动量Fe (步骤S37)。
[0113]在设定为使叠加轴的位置控制动作追随于主轴的反馈旋转角度的情况(步骤S31:是，步骤S33:否)下，主轴FB旋转角度计算部38通过将速度反馈数据按照单位速度控制时间进行积分，从而计算每个控制循环的移动量(步骤S38)，并将计算出的移动量作为反馈旋转角度移动量Fe (步骤S39)。
[0114]在步骤S34、步骤S36、步骤S37或者步骤S39的处理之后，C轴指令旋转角度计算部31、C轴FB旋转角度计算部36、主轴指令旋转角度计算部37或者主轴FB旋转角度计算部38，将工件旋转轴的指令旋转角度移动量Fe或者反馈旋转角度移动量Fe与前次位置(旋转角度)Cp'相加,而计算新的基准轴旋转角度Cp (步骤S40)。
[0115]叠加坐标系位置坐标计算部32将加减速处理部28计算出的叠加轴的X2轴以及Y2轴所涉及的移动量Fx、Fy与各轴的前次位置Xp, ,Ypf相加，并将该相加求出的值作为新的叠加轴坐标位置Xp、Yp (步骤S41)。
[0116]实际坐标变换部33使叠加轴坐标位置Xp、Yp以基准轴旋转角度Cp进行坐标旋转，并且基于坐标变换数据将坐标旋转后的位置信息变换为机械坐标系，求出X2-Y2平面坐标上的实际轴位置Xr、Yr (步骤S42)。坐标旋转是利用下面示出的式2以及式3而执行的。
[0117]Xr = XpX cos (Cp) -Yp X sin (Cp)…(式 2)
[0118]Yr = Xp X sin (Cp) +Yp X cos (Cp)…(式 3)[0119]叠加轴实际移动量计算部34通过从计算出的实际轴位置Xr、Yr减去前次计算出的实际轴位置Xr'、Υτ'，从而求出叠加轴的实际移动量(步骤S43)。然后，叠加轴实际移动量计算部34利用实际轴位置Xr、Yr更新实际轴位置Xr'、Yr'(步骤S44)，步骤S26的处理结束。此外，实际移动量Xr'、Yr'的记录位置没有特别限制。例如，可以记录于共享区域14。
[0120]在步骤S26的处理之后,轴数据输入/输出部35将计算出的各轴的实际移动量输出至伺服控制部4a?4f (步骤S27)，动作结束。
[0121]如上述所示，根据本发明的实施方式，由于NC装置300构成为，具有圆弧叠加插补控制部29，该圆弧叠加插补控制部29基于一边利用第一刀架120进行正面加工一边对工件旋转轴的旋转进行控制的基准轴程序210的指令，使工件旋转轴旋转，与此同时，基于利用相对于工件140的相对坐标而记述的、进行第二刀架130的位置控制的叠加轴程序220的指令，按照将工件旋转轴的旋转叠加于所述相对坐标上的第一加工路径后而得到的第二加工路径对第二刀架130进行位置控制，因此，能够在一边使工件旋转一边对正面执行加工的同时，对端面中的偏心位置进行加工。
[0122]在进行圆弧叠加插补的情况下，如果使工件旋转轴以该工件旋转轴的最大容许速度进行动作而驱动叠加轴，则有可能导致叠加轴的速度超过该叠加轴的最大容许速度，产生刀具折断或由于切削转矩不足而变得不能够进行加工的问题。根据本发明的实施方式，由于NC装置300构成为，还具有:各动作模式最大速度计算部26，其以第二刀架130的叠加后的速度不超过预先设定的最大容许速度的方式计算工件旋转轴的最大速度；以及圆弧叠加插补速度钳制部21，其以各动作模式最大速度计算部26计算出的最大速度对工件旋转轴的旋转速度进行钳制，因此能够抑制上述问题的产生。
[0123]另外，由于各动作模式最大速度计算部26构成为，将第一刀架120的动作以及第二刀架130的动作均为快速进给的情况下的工件旋转轴的最大速度，设为第二刀架130的最大速度与快速进给所涉及的最大容许速度一致的工件旋转轴的速度，将第一刀架120的动作为快速进给、且第二刀架130的动作为切削进给或停止的情况下的工件旋转轴的最大速度，设为第二刀架130的最大速度与切削进给所涉及的最大容许速度一致的工件旋转轴的速度，因此，在基准轴执行快速进给的情况下，能够尽可能增大基准轴以及叠加轴的速度。
[0124]此外，在以上的説明中，对将各种情况下的最大速度设为第二刀架130的最大速度与快速进给或者切削进给所涉及的最大容许速度一致的工件旋转轴的速度进行了说明，但也可以将各种情况下的最大速度，设为第二刀架130的最大速度与以快速进给或者切削进给所涉及的最大容许速度作为上限而确定的速度一致的工件旋转轴的速度。例如，也可以将各种情况下的最大速度，设为第二刀架130的最大速度与从快速进给或者切削进给所涉及的最大容许速度减去规定的偏差量而得到的速度一致的工件旋转轴的速度。
[0125]另外，由于各动作模式最大速度计算部26构成为，无论第二刀架130的动作为快速进给、切削进给以及停止之中的哪一种，均将第一刀架120的动作为切削进给的情况下的工件旋转轴的最大速度，设为第二刀架130的最大速度与各个最大容许速度之中的最小值一致的工件旋转轴的速度，因此，与叠加轴的动作无关地，工件旋转轴的速度变得恒定，因此，即使在利用第一刀架120进行加工的过程中叠加轴的动作变化，也能够在不使第一刀架120的加工面的品质下降的状态下进行加工。
[0126]另外，构成为，圆弧叠加插补指令包含第二刀架130的位置和工件旋转轴的位置的记述，NC装置300还具有圆弧叠加插补开始判定部25,该圆弧叠加插补开始判定部25对记述于圆弧叠加插补指令中的两者的位置是否一致进行判定，在双方的位置一致之后，准许圆弧叠加插补开始，因此，能够根据圆弧叠加插补指令确定叠加轴程序220所采用的坐标系与基准轴程序210所采用的坐标系的对应关系，因此，能够对工件140的端面的希望的位置进行希望的加工。
[0127]构成为，NC装置300还具有相对坐标速度计算部(插补处理部22、加减速处理部28)，该相对坐标速度计算部基于叠加轴程序220对叠加前的坐标系中的每个控制循环的移动量进行计算，圆弧叠加插补控制部29还具有:叠加坐标系位置坐标计算部32，其对叠加前的坐标系中的每个控制循环的移动量进行累加而计算第一加工路径上的第二刀架130的指令位置；旋转角度计算部(C轴指令旋转角度计算部31、C轴FB旋转角度计算部36、主轴指令旋转角度计算部37以及主轴FB旋转角度计算部38)，其计算工件旋转轴的旋转角度；以及实际坐标变换部33，其以工件旋转轴的旋转角度对第二刀架130的指令位置进行坐标旋转而计算第二加工路径上的指令位置。
[0128]另外，由于旋转角度计算部(C轴FB旋转角度计算部36以及主轴FB旋转角度计算部38)构成为，基于来自电动机5a?5f的反馈信息而计算工件旋转轴的旋转角度，因此，能够排除工件旋转轴的所指示的位置或速度的延迟，另外，即使在加工中由于加工反作用力等使得工件旋转轴的位置变动，也能够使第二刀架130的动作追随于该变动，因此，能够进行更高精度的加工。
[0129]工业实用性
[0130]如上所述，本发明涉及的数控装置适于应用在对车床等进行车削加工的工作机械进行控制的数控装置中。
[0131]标号的说明
[0132]I控制运算部
[0133]2输入操作部
[0134]3显示部
[0135]4a?4f伺服控制部
[0136]5a?5f伺服电动机
[0137]6输入控制部
[0138]7数据设定部
[0139]8存储部
[0140]9参数存储区域
[0141]10刀具校正数据存储区域
[0142]11加工程序存储区域
[0143]12机械控制信号处理部
[0144]13 PLC
[0145]14共享区域
[0146]15画面显示数据存储区域[0147]16画面处理部
[0148]17解析处理部
[0149]18圆弧叠加插补指令解析部
[0150]19各圆弧叠加模式最大速度数据存储区域
[0151]20各圆弧叠加模式坐标变换数据存储区域
[0152]21圆弧叠加插补速度钳制处理部
[0153]22插补处理部
[0154]23圆弧叠加插补开始位置移动部
[0155]24圆弧叠加插补开始处理部
[0156]25圆弧叠加插补开始判定部
[0157]26各动作模式最大速度计算部
[0158]27圆弧叠加插补坐标设定部
[0159]28加减速处理部
[0160]29圆弧叠加插补控制部
[0161]30速度变动追随方式判定部
[0162]31 C轴指令旋转角度计算部
[0163]32叠加坐标系位置坐标计算部
[0164]33实际坐标变换部
[0165]34叠加轴实际移动量计算部
[0166]35轴数据输入/输出部
[0167]36 C轴FB旋转角度计算部
[0168]37主轴指令旋转角度计算部
[0169]38主轴FB旋转角度计算部
[0170]100 车床
[0171]110工件保持件
[0172]120 第一刀架
[0173]130 第二刀架
[0174]140 工件
[0175]200加工程序
[0176]210基准轴程序
[0177]220叠加轴程序
[0178]300 NC 装置。
【权利要求】
1.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有:被加工物旋转轴，其使被加工物旋转；第一刀架，其在所述被加工物旋转时，加工该被加工物的正面；以及第二刀架，其构成为能够在以所述被加工物旋转轴的轴向作为法线的面上驱动，从与所述被加工物的端面相对侧对所述被加工物进行加工， 所述数控装置的特征在于，具有: 加工程序存储区域，其存储加工程序，该加工程序包含第I指令以及第2指令，该第I指令用于一边利用所述第一刀架进行正面加工一边控制所述被加工物旋转轴的旋转，该第2指令是利用相对于所述被加工物的相对坐标进行记述的，用于进行所述第二刀架的位置控制；以及 圆弧叠加插补控制部，其在基于所述第I指令使所述被加工物旋转轴进行旋转的同时，利用在基于所述第2指令的第一加工路径上叠加了所述被加工物旋转轴的旋转后的第二加工路径对所述第二刀架进行位置控制。
2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，还具有: 最大速度计算部，其以所述第二刀架在所述第二加工路径上移动的速度不超过预先设定的最大容许速度的方式，计算所述被加工物旋转轴的最大速度；以及 速度钳制部，其利用所述最大速度计算部计算出的最大速度对所述被加工物旋转轴的旋转速度进行钳制。
3.根据权利要求2所述的数控装置，其特征在于， 所述第二刀架的最大容许速度是分别针对快速进给以及切削进给而预先设定的， 所述最大速度计算部， 将所述第一刀架的动作以及所述第二刀架的动作均为快速进给的情况下的所述被加工物旋转轴的最大速度，设为所述第二刀架在所述第二加工路径上移动的最大速度与以所述快速进给所涉及的最大容许速度作为上限而确定的速度一致的所述被加工物旋转轴的速度， 将所述第一刀架的动作为快速进给、且所述第二刀架的动作为切削进给或者停止的情况下的所述被加工物旋转轴的最大速度，设为所述第二刀架在所述第二加工路径上移动的最大速度与以所述切削进给所涉及的最大容许速度作为上限而确定的速度一致的所述被加工物旋转轴的速度。
4.根据权利要求2所述的数控装置，其特征在于， 所述第二刀架的最大容许速度是分别针对快速进给以及切削进给而预先设定的， 所述最大速度计算部， 无论所述第二刀架的动作为快速进给、切削进给以及停止之中的哪一种，均将所述第一刀架的动作为切削进给的情况下的所述被加工物旋转轴的最大速度，设为所述第二刀架在所述第二加工路径上移动的最大速度与以所述各个最大容许速度之中的最小值为上限而确定的速度一致的所述被加工物旋转轴的速度。
5.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于， 所述加工程序包含第3指令，该第3指令用于对所述第二刀架的所述相对坐标下的第一位置和所述被加工物旋转轴的第二位置进行指定， 所述数控装置还具有圆弧叠加插补开始判定部，该圆弧叠加插补开始判定部对所述第二刀架的第一位置与所述被加工物旋转轴的第二位置是否一致进行判定，在双方的位置一致之后，准许所述圆弧叠加插补控制部开始所述第I指令所涉及的控制以及所述第2指令所涉及的位置控制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的数控装置，其特征在于， 该数控装置还具有相对坐标速度计算部，该相对坐标速度计算部基于所述第2指令而计算所述相对坐标下的每个控制循环的移动量， 所述圆弧叠加插补控制部还具有: 叠加坐标系位置坐标计算部，其对所述相对坐标下的每个控制循环的移动量进行累加而计算所述第一加工路径上的所述第二刀架的指令位置； 旋转角度计算部，其计算所述被加工物旋转轴的旋转角度；以及实际坐标变换部，其以所述被加工物旋转轴的旋转角度对所述第二刀架的指令位置进行坐标旋转，从而计算所述第二加工路径上的指令位置。
7.根据权利要求6所述的数控装置，其特征在于， 所述被加工物旋转轴将位置或者速度作为反馈信息而输出， 所述旋转角度计算部基于所述 反 馈信息而计算所述被加工物旋转轴的旋转角度。
【文档编号】B23Q15/00GK103890670SQ201180074394
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2011年10月27日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】寺田浩司, 嵯峨崎正一 申请人:三菱电机株式会社