数控装置的制作方法

专利名称：数控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由数控(Numerical Control,以下简称为NC)装置控制的数控车床进行工件加工的技术。更详细地说，涉及偏心加工、即所谓的D切削，其在车床加工中，对平行于与XZ平面垂直的工件直径方向平面、且偏离旋转工件中心的面进行加工。
背景技术：
当前，作为车床的类型之一，存在如下机械，其具有C轴，其把持工件，并进行旋转位置控制；x轴，其以与该C轴中心方向接近/分离的方式受到位置控制；Z轴，其同样地在C轴的轴线方向上移动；以及转塔轴(H轴)，其由所述X轴和Z轴驱动，可以与所述C轴轴线呈直角而旋转至任意角度。在这种车床中，除了通常的切削加工之外，还可以通过实际不存在的虚拟Y轴在工件的圆周方向上进行平面加工。该加工把圆形剖面的一部分沿直线
切掉而形成类似D字的剖面，因此被称作D切削。为了实现所述加工，假想出沿把持在C轴上的工件的半径方向而从中心远离任意距离的平面，使H轴旋转，相对于C轴中心方向，使H轴上的旋转刀具朝向C轴中心方向，相对于从C轴中心远离后的位置，使刀具朝向该方向，并且，使C轴旋转以与该刀具垂直。通过在C轴的工件圆周上，从假想出的面的一端至另一端为止连续地执行这一连串控制，以使得虚拟Y轴上的速度达到指令速度，从而实现所述加工。按照刀具前端(=加工面)与工件中心的距离对X轴进行位置控制。在专利文献I中，公开了为了实现所述加工而对C轴转动和刀具(转塔轴)摆动在机械中进行同步控制的技术，在专利文献2中，公开了一种机械的结构及动作方法，该机械进行与前述技术类似的动作，以全伺服控制的结构为一组，共设有6组。在这些文献中对机械构造或各部分的动作进行了说明，可以通过这些控制进行所谓的D切削。另外，在专利文献3中图示出与所述D切削相似的加工内容，但由于是由X、Z、主轴/C轴、固定角度分度转塔构成的机械，所以将需要进行Y轴控制的位置通过极坐标变换而变换为C轴角度，即使从加工点轨迹来看是正确的，例如如果使用端铣刀(flat end mill)进行加工，则尽管中央部是平面，但越向两端，刀具直径引起的向切削面的圆弧状切入越大，从而不能保证加工面。因此，可以说并不是可以实际进行加工的结构、构造。专利文献I :日本特公平3 - 033441号公报(相关说明第8页第16节第32行至第9页第17节第28行、第9页第18节第18行至第10页第19节第29行、图3、图7)专利文献2 :日本特开2000 — 218422号公报(相关说明第5页第7节第25行至该节第34行、第10页第18节第25行至第11页第19节第32行、图7至图11)专利文献3 :日本特开昭60 - 044239号公报(相关说明第3页第I节第7行至该节第15行、第7页第4节第16行至第8页第I节第7行、第10页第3节第6行至该节第18行、图11、图12的直线形状、图42)
发明内容
另一方面，存在双D切削，S卩加工成将圆形剖面的两侧切掉的形状(由于加工而成的工件的剖面像扳手的开口部，因此有时也称为扳手切削)。虽然该加工可以使用现有机械对同一工件实施2次所述D切削而实现，但加工时间会变为2倍，因此，为了提高加工效率而提出希望同时对正反面进行加工的要求。另外，在所述D切削中将工件的圆形剖面的一侧以直线的形式切掉，但提出了希望对其按照以凸状或凹状的圆弧为代表的曲线进行切除的D切削(在本说明书中，为了容易区分而称为(直线)D切削、圆弧D切削)。在图14所示的由一组XZHC轴构成的现有机械结构中，按照能够以把持工件的C轴为中心而沿X轴方向移动的方式配置有转塔轴(H轴)，该H轴可以进行X轴方向的圆周方向(工件的半径方向)摆动，H轴可以旋转控制为任意角度。根据该结构，可以使H轴和C轴同步地等角度旋转，进而通过使H轴沿X轴方向与所述旋转同步地使旋转刀具接近/分离，从而在从工件中心远离后的位置假想出平面，并进行切削或开孔等的加工。
此外，Z轴的动作方向是与XY平面及H轴C轴的动作面垂直的方向，由于其并不影响本发明的基本动作，因此虽然列举出轴名但省略对于动作等的说明。图15是表示由图14所示结构的机械进行将圆柱体的直径方向的两端削掉、即所谓双D切削加工的情况的图。具体来说，在刀具更换为铣刀，且选择C轴模式的状态下，通过如下所述对机械进行控制，进行双D切削加工。(I)使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行(2)指示虚拟Y轴插补模式(取消同步进给模式、选择端面加工的XY平面)(3)将刀具移动至加工开始位置(4)铣削加工(同时控制C轴、H轴)(5)使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行(6)取消虚拟Y轴插补模式(7)使工件(C轴)反转( 8 )指示虚拟Y轴插补模式(9)移动至加工开始位置(10)铣削加工(同时控制C轴、H轴)(11)使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行( 12)取消虚拟Y轴插补模式通过按照这种方式对机械进行控制，从而进行双D切削加工，但必须在一面的D切削加工结束时，暂时取消虚拟Y轴插补模式而使C轴反转，重新在虚拟Y轴插补模式下再次对相反面实施D切削加工，因此存在加工时间变长的课题。对此，如图I所示，考虑下述机械，即，通过相对于一个C轴，将由Xl轴、Zl轴、第一转塔轴(Hl轴)构成的主机构组和由X2轴、Z2轴、第二转塔轴(H2轴)构成的副机构组点对称配置，并同时对主机构组和副机构组进行控制，从而以较短的加工时间进行直线、圆弧等的双D切削加工。此外，在图I中，Tx表示刀具长度，Ty表示刀具半径。但是当前，还不存在对这种新型机械进行控制的数控装置，S卩，不存在可以相对于一个C轴，对由Xl轴、Zl轴、第一转塔轴构成的主机构组和由X2轴、Z2轴、第二转塔轴构成的副机构组同时进行控制，从而同时进行直线、圆弧等的双D切削加工的数控装置。本发明的目的在于提供可以对所述新型结构的机械进行控制，从而可以以较短的加工时间执行直线、圆弧等的双切削加工的数控装置。另外，本发明的目的在于提供可以对所述新型结构的机械进行控制的数控装置，即使在安装在各转塔上的刀具的各个尺寸要素(刀具长度、刀具直径等)不同，而使得两个转塔轴的摆动角度产生差量，或两个转塔轴的加工移动量产生差量的情况下，也可以以较短的加工时间高精度地执行直线、圆弧等的双切削加工。本发明涉及的数控装置对相对于一个C轴将主机构组和副机构组点对称配置的机械进行控制，其中，主机构组由Xl轴、Zl轴及第一转塔轴构成，副机构组由X2轴、Z2轴及第二转塔轴构成，
在该数控装置中，设定同时D切削控制模式指令，该同时D切削控制模式指令用于分别针对所述主机构组的转塔轴和副机构组的转塔轴，选择性指定为基准侧、同步侧，选择使用一方机构组的转塔轴的输出而使另一方同步地同时动作的模式，该数控装置具有同时D切削指令处理单元，其解析执行该同时D切削控制模式指令；X1/Y1/C轴插补处理单元，其进行主机构组侧的插补运算；X2/Y2轴插补处理单元，其进行副机构组侧的插补运算；以及H轴指令选择单元，其选择从主机构组及副机构组的哪一方获得转塔轴及C轴的旋转角度控制数据，在发出了所述同时D切削加工控制模式指令时，所述H轴指令选择单元选择从主机构组及副机构组的哪一方获得转塔轴及C轴的旋转角度控制数据，所述数控装置基于所选择的数据对所述机械进行控制，以同时对把持在C轴上的工件的两个表面进行D切削加工。另外，本发明涉及的数控装置为，所述数控装置还具有转塔轴运算基准判断单元，其对安装有刀具的主机构组的转塔轴角度和安装有刀具的副机构组的转塔轴角度进行比较，判断两个转塔之间的角度是否不同；以及重新计算控制处理单元，其在该转塔轴运算基准判断单元的判断结果是两个转塔之间的角度不同的情况下，重新计算刀具的实际移动量，以使得转塔轴角度较小侧的转塔轴角度与转塔轴角度较大侧的转塔轴角度一致，并且，重新计算向转塔轴角度较大侧赋予的指令速度，所述H轴指令选择单元选择从转塔轴角度较小侧的机构组得到两个转塔轴及C轴的旋转角度控制数据。另外，本发明涉及的数控装置为，所述数控装置还具有转塔轴运算基准判断单元，其对安装有刀具的主机构组的转塔轴中的刀具的实际移动量、和安装有刀具的副机构组的转塔轴中的刀具的实际移动量进行比较，对两个转塔之间的刀具的实际移动量是否不同进行判断；以及重新计算控制处理单元，其在该转塔轴运算基准判断单元的判断结果是两个转塔之间的进行刀具校正后的刀具的实际移动量不同的情况下，重新计算向实际移动量较小侧赋予的指令速度，所述H轴指令选择单元选择从刀具的实际移动量较大侧的机构组得到两个转塔轴及C轴的旋转角度控制数据。发明的效果
根据本发明，由于可以对机械中的主机构组和副机构组同时进行控制，因此可以以现有的大约一半时间进行直线、圆弧等的双切削加工，其中，在该机械中，相对于一个C轴，将由Xl轴、Zl轴、第一转塔轴构成的主机构组和由X2轴、Z2轴、第二转塔轴构成的副机构组点对称配置。另外，根据本发明，即使在安装于各转塔上的刀具的各个尺寸要素(刀具长度、刀具直径等)不同，而使得两个转塔轴的摆动角度产生偏差，或两个转塔轴的加工移动量产生偏差的情况下，也可以以现有的大约一半时间，高精度地进行直线、圆弧等的双切削加工。


图I是表示本发明所涉及的机械结构以及同时D切削的加工动作例的图。图2是本发明的实施例I所涉及的、安装在转塔I和转塔2上的刀具的各个尺寸要素相同的情况下由虚拟Y轴控制实现的同时D切削的说明图。 图3是本发明的实施例2所涉及的、安装在转塔I和转塔2上的刀具的刀具长度不同的情况下由虚拟Y轴控制实现同时D切削的说明图。图4是本发明的实施例2所涉及的、安装在转塔I和转塔2上的刀具的刀具直径不同的情况下由虚拟Y轴控制实现的同时D切削的说明图。图5是本发明的实施例2所涉及的、安装在转塔I和转塔2上的刀具的刀具长度及刀具直径不同的情况下由虚拟Y轴控制实现的同时D切削的说明图。图6是本发明的实施例I所涉及的、由虚拟Y轴控制实现的同时D切削控制的流程图。图7是表示本发明的实施例I所涉及的数控装置的结构的框图。图8是表示本发明的实施例2所涉及的数控装置的结构的框图。图9是本发明的实施例2所涉及的、由虚拟Y轴控制实现的同时D切削控制的流程图。图10是本发明的实施例3所涉及的同时圆弧D切削的说明图。图11是表示本发明的实施例3所涉及的数控装置的结构的框图。图12是本发明的实施例3所涉及的、安装在转塔I和转塔2上的刀具的各个尺寸要素相同的情况下由虚拟Y轴控制实现的同时圆弧D切削控制的流程图。图13是本发明的实施例3所涉及的、安装在转塔I和转塔2上的刀具的各个尺寸要素不同的情况下由虚拟Y轴控制实现的同时圆弧D切削控制的流程图。图14是现有的进行D切削的机械的轴结构图。图15是表示现有的机械进行的双D切削的动作例的图。
具体实施例方式实施例I.下面，使用图I、图2、图6及图7，对本发明的实施例I进行说明。此外，如图2所示，该实施例I是安装在转塔I和转塔2上的刀具的各个尺寸要素相同(刀具长度、刀具直径等相同)的情况下的实施例。图I是表示对本发明的实施例I所涉及的新型结构的机械(相对于一个C轴，将由Xl轴、Zl轴、第一转塔轴(Hl轴)构成的主机构组和由X2轴、Z2轴、第二转塔轴(H2轴)构成的副机构组点对称配置的机械)进行控制的图，表示同时D切削加工的动作。此外，在图I中还例举了各系统的程序例，根据这其中标记有序号NlOl至N103的程序块的内容，基准轴和同步轴进行相同动作，同时进行D切削，同时对正反面进行加工。另外，为了使用该机械进行D切削加工，必须进行虚拟Y轴加工(控制)，作为该虚拟Y轴加工的预先准备，必须预先将刀具更换为铣刀，并将主轴从速度循环控制切换为位置循环控制即C轴控制模式。为了由图I所示的机械进行双D切削加工，如图I所示，首先，使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行(针对每个系统发出GOXxlCOHO;的指令)。由该指令将刀具前端(中心)定位于在X轴方向上以Xl的量从C轴中心远离后的位置，并将C轴和H轴定位在O度处(图I的(I)的状态)。关于主、副两机构组，在执行所述定位后，由主机构组(系统1$1)的加工程序发出虚拟Y轴插补模式指令(在这里例如设为M37)，建立虚拟Y轴插补模式，且发出G17指令，此夕卜，发出使主机构组和副机构组(系统2$2)同步等待的指令(例如，如果使用“ ！ ”指令，向主机构组指示“2”，向副机构组指示“ ！ 1”，则主机构组和副机构组执行同步等待)，其中，G17指令的作用是选择用于在X、Y这2个轴上进行2轴插补的XY平面。此外，这些指令也可以如图I中的程序例所示，首先指示G17指令和虚拟Y轴插补模式指令(M37)，然后，指示使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行的指令(GOXxlCOHO)，其中，G17的作用是选择用于在X、Y这2个轴上进行2轴插补的XY平面，虚拟Y轴插补模式指令(M37)的作用是建立虚拟Y轴插补模式。然后，发出同时D切削控制模式指令(在此，采用的是为了使用主机构组的Hl轴数据对副机构组的H2轴进行控制而新定义的例如G124H2=H1;)(图I的(2)的状态)。接下来，如果发出了向加工开始位置(虚拟Y轴的坐标值)的定位指令，则计算C轴的角度，以使得刀具刃尖中心位于设定在工件端面的坐标系上的虚拟Y轴位置处，使C轴和H轴旋转，并且，使H轴中心在X轴上移动。此外，如果指示了 D切削面距离C轴中心的偏心量为Xul，则移动刀具中心，以使得刀具前端在所述旋转后的C轴的偏心后的虚拟Y轴上对齐(图I的(3)的状态)。接下来，如果以直线指示虚拟Y轴上的终点，则从所述加工开始位置朝向终点，以直线进行虚拟Y轴上的铣削加工(图I的(4)的状态)。然后使刀具退避至工件和刀具不会干涉的位置，并且，使虚拟平面X轴方向和刀具方向一致(图I的(5)的状态)，指示取消同时D切削控制模式(同样地，在此例如是G124H2;)，指示取消虚拟Y轴插补模式(例如M38)(图I的(6)的状态)。如上所述，利用针对主机构组(系统I)的I切削工序的加工程序，可以对正反两面同时进行D切削加工，但作为可以进行该控制的情况，如前所述，仅限于在主机构组和副机构组的各自的转塔轴上同样地安装有各个尺寸要素相同的刀具的情况。在同时D切削加工中，副机构组使用针对主机构组指示出的程序值，进行插补计算或实轴坐标变换，将X轴数据向X2轴输入，将在主机构组侧计算出的X轴数据向Xl轴输入，将H轴数据向Hl轴、H2轴及C轴输入，从而可以使转塔轴I、转塔轴2及C轴的动作同步，执行同时D切削加工。图2至图5表不所述两个转塔和工件的控制数据的各种关系的图，图2表不在两个转塔上同样地安装有相同的刀具长度、相同的刀具直径的刀具的情况，图3表示安装在转塔2上的刀具的刀具长度比安装在转塔I上的刀具的刀具长度长的情况，图4表示安装在转塔I上的刀具的直径比安装在转塔2上的刀具的直径大的情况，图5表示安装在转塔2上的刀具的刀具长度比安装在转塔I上的刀具的刀具长度长，且安装在转塔I上的刀具的直径比安装在转塔2上的刀具的直径大的情况。此外，在图2至图5中，Rl、R2是从转塔轴旋转中心至刀具安装座的距离，Tl、T2是刀具长度，ul、u2是加工面距离工件中心的偏心量。如果在加工程序中指定了虚拟Y轴上的加工开始位置，则进行刀具长度校正及刀具直径校正，求出刀具中心位置pll，并计算与之对应的C轴和Hl轴的旋转角度(hi = Cl)、以及从C轴中心至Hl轴中心的距离，使各轴移动至加工开始位置。此外，图2至图5上的各转塔轴旋转角度hl、h2是以O度为中心的单侧的角度，因此，各转塔轴的切削移动量yl、y2必须使用所述hi、h2的2倍角度来计算。然后，如果在加工程序中指定了加工终点位置，则同样地求出pl2，在虚拟XY平面·上对连结pll和pl2的线yl进行直线插补。另外，副机构组也与主机构组同样地，求出p21,在虚拟XY平面上对连结p21和p22的线y2进行直线插补。此外，最后将该插补数据变换为X轴和H轴(旋转轴)的实轴位置，并输出至各轴的伺服控制部，通过驱动伺服电动机，从而协调地进行C轴旋转、转塔旋转、转塔轴向C轴方向的位置控制。其结果，可以在以指定距离从工件中心远离后的位置，在与半径方向成直角的面上进行平面加工或开孔加工。另外，在图2的情况下，由于设置在两个转塔轴上的刀具相同，因此所述切削移动量yl、y2相等，切削速度也相等。因此，Hl轴与H2轴的旋转角度和旋转速度也相等，所以如果将主机构组的Hl轴的旋转数据直接输入H2轴，则可以强制使Hl轴与H2轴的旋转角度和旋转速度一致，可以顺利地同时进行D切削加工。在如上所述进行同时D切削加工的过程中，必须使Hl轴、H2轴、C轴的旋转角度一致，如果如图3、图4、图5所示，安装在两机构组中的刀具的刀具长度、刀具直径不同，则所述yl、y2不相等，必须使切削速度具有差量，但仍然会在加工时的各轴控制之间产生矛盾。针对这种情况下的解决方法，在实施例2中进行说明。图6是本发明的实施例I的NC装置的加工程序的处理流程的一例。在步骤I中读取加工程序，在步骤2中对与虚拟Y轴相关的程序命令进行解读，并执行规定的处理程序。作为与虚拟Y轴相关的命令，是指虚拟Y轴插补模式打开/关闭，在该实施例中用M37/M38充当。通过该M37，将虚拟XY轴平面上的插补运算激活，并使切换处理部动作，选择作为通常车床的XZ平面上的加工、和可以执行使用虚拟Y轴的控制的加工。另外，使用的是将M37/M38向外部输出，并通过PLC (Programmable Logic Controller)作为外部输入信号而再次输入NC装置的方法，但也可以在NC装置内部进行切换。另外，作为其他的命令，为了进行同时D切削加工，新追加G124这一 G指令，其进行H轴及C轴指令的输入选择。在该G124之后，通过指定H2=H1而解释为H2轴由Hl轴数据驱动，如果是H1=H2，则反之解释为Hl轴由H2轴数据驱动。在G124之后，通过仅指定H2或Hl而取消上述命令。该G代码也可以任意设定。对于以相同方式安装的两个相同的刀具，在加工路径相等时，转塔旋转角度和旋转速度也相同，因此，在此作为基本指令而执行G124H2=H1 ;，并预先将Hl轴定义为基准侧、将H2定义为同步侧。
在步骤3中，基于在步骤I中读取的加工程序的位置指令，针对转塔I、转塔2的指令位置，计算从虚拟XY平面上的当前位置pll、p21，至进行刀具校正后的指令位置P12、P22为止的移动量(加工线段长度)yl、y2以及与该yl、y2相对应的转塔轴的角度hi、h2。此外，在图2中，p 11、p 12、p21、p22等表示D切削的切削面的起点、终点，但由于是随着加工而依次变化的相对记号，因此未必与流程图等的说明一致。另外，在实施例I的情况下，无需计算转塔轴的角度h2，但在安装在转塔上的刀具的刀具长度或刀具直径不同的情况下必须计算h2，由于作为NC装置使用具有灵活性(也可以用于安装在转塔轴上的刀具的刀具长度或刀具直径不同的情况下的控制)的结构，因此必然会进行转塔轴的角度h2的计算。在步骤4中，以程序中的指令速度F对在步骤3中计算得到的虚拟XY平面上的移动量yl、y2和转塔轴角度hi进行插补计算。在步骤5中，为了以在虚拟XY坐标系上的所述插补计算值对控制对象即电动机进行控制，而变换为实际控制的实轴即XH平面上的坐标值。
在步骤6中，基于从所述虚拟XY坐标值变换为XH平面坐标值而得到的实轴坐标，计算实轴移动量并向各轴的伺服控制部输出，驱动所对应的电动机使机械动作，以进行希望的加工。即，向Xl伺服控制部输出实轴坐标插补数据XI，向X2伺服控制部输出实轴坐标插补数据x2，另外，向Hl轴伺服控制部、H2伺服控制部及C轴伺服控制部输出实轴坐标插补数据hi，通过驱动Xl轴、X2轴、Hl轴、H2轴及C轴而进行虚拟Y轴控制。通过按照上述步骤依次读取加工程序并进行解析，以指定的尺寸同时对正反面执行D切削加工，可以以现有时间的一半结束加工。此外，在正反面同时执行D切削加工的加工程序中，各D切削的形状相同，因此如图I的程序例所示，形状程序仅向第I系统指示，第2系统的轴使用第I系统的指令。与实际的同时D切削加工或者第I系统或第2系统中的其他的加工作业的开始或结束等的时间关系，通过使用同步等待指令(例如“ ！ ”指令)进行控制。图7是表示可以进行在图6中说明的加工程序的处理的、本发明的实施例I中的NC装置的结构的一例的框图。在图7中，I是NC装置、2是输入操作部、3是输入控制部、4是存储器、5是参数存储部、6是加工程序存储部、7是共享区域、8是画面显示数据存储部、9是画面处理部、10是显示部。11是解析处理部、12是机械控制信号处理部、13是PLC、14是虚拟Y轴插补模式信号处理部、15是同时D切削指令处理单元、17是插补处理部、18是X1/Y1/C轴插补单元、19是X2/Y2轴插补处理单元、20是轴数据输出部。31至35分别是X1、X2、H1、H2、C轴的伺服控制部，41至45分别是XI、X2、HU H2、C轴的伺服电动机。另外，51是虚拟Y轴控制切换处理部，52a是第一虚拟Y轴控制处理部，53是X1/Y1平面运算单元，54是X2/Y2平面运算单元，55是X1/Y1 — X1/H1坐标运算单元，56是X2/Y2 — X2/H2坐标运算单元，57是H轴指令选择单兀。接下来，对于动作进行说明。输入控制部3检测操作者操作的输入操作部2的开关信号的变化等，NC装置I发出访问存储器4内的参数存储部5、加工程序存储部6、共享区域7、画面显示数据区域8等各处并对存储器内容进行变更的写入或读取等信号。画面显示数据区域8的规定地址中存储的各种显示数据，由画面处理部9读取，并在显示部10上的规定位置进行数据显示。
在参数存储部5中存储的参数中，包含确定NC装置的规格或机械控制所需的条件数据等。加工程序以NC装置可以解读出加工至少一个工件所需的机械的动作内容或刀具的移动路径等的格式记录、存储。共享区域7存储加工程序的解析或对机械动作进行控制时的系统控制所需的临时数据等。另外，画面显示数据区域8中存储由输入操作部2指定的操作者需要的当前位置信息、主轴旋转信息、NC装置的控制模式、各种选择信号的输出状态等各种数据。解析处理部11从开头依次读取由所述加工程序存储部6存储的加工程序内的指定程序，按照各种NC指令指定的处理步骤，参照参数5，一边将处理中的数据等暂时存储在共享区域7中，一边解析并执行程序。机械控制信号处理部12读取从解析处理部11输出至存储器4的 与机械外围装置的控制相关的信息，输出至PLC13而向梯形电路发出控制信息，或从未图示的外部输入输出信号I/F向机械侧输出各种打开/关闭等的控制信号。另外，将从PLC13向NC的各种处理部输入的控制用信号或从机械侧输入的外部信号，写入存储器4内的共享区域7，用于NC装置的控制，并进行动作以正确地进行NC装置及机械的控制。虚拟Y轴插补模式信号处理单元14在例如通过从NC装置的外部输入的选择信号而切换虚拟Y轴插补模式的打开/关闭的情况下，接受输入至机械控制信号处理部12的外部信号，设置或重置规定的参数。该切换控制也可以根据加工程序中的命令在NC装置内部处理。在本发明的实施例I中，使用的是由辅助指令(M37及M38)变换为打开/关闭信号并向NC装置输入的方法。位于解析处理部11内的同时D切削指令处理单元15对下述命令进行解读，该命令用于使得现有的所谓D切削变为，可以使用两个系统的转塔轴而在工件直径方向的两个面上同时执行D切削加工(在本发明中，设为“G124同步转塔轴名称=基准转塔轴名称”，例如以H2=H1的方式附加作为旋转轴的Hl轴、H2轴的主从关系信息)(图6的步骤1、2)。在以最简单的方式执行同时D切削时，至少如图2所示，在以C轴为中心而点对称配置的两个转塔轴上同样地安装相同的刀具，两个转塔轴距离工件中心的位置(X轴)通过各自系统的插补求得，在所述命令的记述中，转塔轴的旋转只要是对H2轴以作为基准轴的Hl轴的驱动数据进行同步驱动即可。通过对使工件旋转的C轴也使用作为基准轴的Hl轴的驱动数据进行同步驱动，从而可以实现同时D切削的动作。插补处理部17由X1/Y1/C轴插补处理单元18、X2/Y2轴插补处理单元19构成。在此，在本发明的说明中，关于工件长度方向即Z轴，由于与D切削加工没有直接的关系，因此省略与Z轴相关的附图记载或动作说明。另外，在执行D切削加工或同时D切削加工之前使刀具移动至加工起点的程序是必需的，但在此，如图2所示，对于针对指令位置进行刀具校正后的刀具中心定位在P11、p21处的情况进行说明。在通常的车床加工控制中，使用插补处理部17内的未图示的X1、Z1、C轴和X2、Z2轴的插补处理单元，对根据加工程序求得的相对移动量进行直线或圆弧等的插补处理，而将这些输出数据经由轴数据输出部20输入至各轴的伺服控制部31至35，通过该伺服控制部31至35输出的驱动电力，对伺服电动机41至45进行旋转驱动。由此，对控制对象机械即车床的XZ轴、主轴、C轴等进行驱动而进行期望的加工。在虚拟Y轴控制时，虚拟Y轴控制切换处理部51根据从外部输入的虚拟Y轴插补模式信号而动作，并对所述插补处理部17的插补计算结果进行切换，以使其可以在第一虚拟Y轴控制处理部52a中使用。第一虚拟Y轴控制处理部52a由X1/Y1平 面运算单元53、X2/Y2平面运算单元54、Χ1/Υ1 — Χ1/Η1坐标运算单元55、Χ2/Υ2 — Χ2/Η2坐标运算单元56、H轴指令选择单元57构成，Χ1/Υ1平面运算单元53及Χ2/Υ2平面运算单元54根据各自系统的加工程序，计算在各自的虚拟XY平面上进行刀具校正后的刀具中心位置即加工起点pll、p21Jt6pl2、p22、线段长度yl、y2及转塔的摆动角度hi、h2，并存储在存储器4的共享区域7中(图6的步骤3)。X1/Y1 — X1/H1坐标运算单元55、X2/Y2 — Χ2/Η2坐标运算单元56，将由Χ1/Υ1平面运算单元53及Χ2/Υ2平面运算单元54生成的坐标值，与使用指令速度而从插补处理部17输出的插补数据进行累加，并将所得到的坐标值变换为与实际机械相对应的XH轴的实轴坐标上的值，进而将其变换为实轴上的实际移动量即实轴移动量(增量值)，进行转塔旋转轴的X轴方向位置的控制和转塔的旋转控制。另外，H轴指令选择单元57如上所述，其作用是选择对同时D切削控制时的基准转塔、同步转塔及C轴进行旋转驱动的指令数据，或对指令进行重叠。其通过由加工程序发出的G124指令确定指令数据的选择。由于通常的仅单侧的D切削控制的技术是公知的，因此省略详细的说明，在该技术中，通过加工程序指定由X轴和虚拟Y轴构成的虚拟XY坐标系上的加工路径，由Χ1/Υ1/C轴插补处理单元18进行插补运算，以使得进行刀具校正后的刀具中心在工件上沿指定的路径yl，以指定的速度从当前位置Pll移动至终点位置P12，并计算X1、Y1坐标系及C轴坐标上的每单位时间的Xl轴、Yl轴、C轴的各移动量、旋转角度。另外，由X2/Y2轴插补处理单元19进行插补运算，以使得进行刀具校正后的刀具中心在工件上沿指定的路径y2，以指定的速度从当前位置P21移动至终点位置p22，并计算X2、Y2坐标系上的每单位时间的X2轴、Y2轴的各移动量(图6的步骤4)。此时的X轴的位移成为转塔轴相对于C轴中心的位移，Y轴的位移与转塔轴的旋转轴(H轴)的旋转角度相对应，其也可以另行通过后述的坐标变换进行。控制使得该H轴的角度(刀具中心线方向)与C轴的倾斜平行。所述计算出的X轴、Y轴的插补计算后的位置均是坐标位置，与长度相当，但实际机械构造是直线移动轴和摆动旋转轴。因此，将所述计算出的作为虚拟XY坐标系上的位置的XI、X2、Yl、Y2数据，通过X1/Y1 — X1/H1坐标运算单元55及X2/Y2 — X2/H2坐标运算单元56，变换为位置和旋转角度的实轴坐标值，进而计算实轴移动量xl、x2、hi (图6的步骤5)。并且，经由轴数据输出部20，向Xl伺服控制部31输出实轴坐标插补数据xl，并向X2伺服控制部34输出实轴坐标插补数据x2，另外，通过所述G124指令，向Hl轴伺服控制部32、H2伺服控制部35及C轴伺服控制部33输出实轴坐标插补数据hl，通过驱动Xl轴、X2轴、Hl轴、H2轴及C轴，进行虚拟Y轴控制，进行同时D切削加工(图6的步骤6)。如上所述，在同时D切削加工中，各系统的转塔轴也同样地进行插补运算控制，但相对于在主(基准)侧连同C轴也进行插补运算，副(同步)侧则仅进行XY轴的运算。但是，在同时D切削加工中，根据所述G124指令，可以通过使基准侧的转塔轴的实轴移动量重叠至同步侧的转塔轴指令(指令上的运算结果是O)中，使同步侧的转塔轴角度与基准侧转塔轴进行相同的动作。通过上述控制，主(基准侧)机构组如现有技术所述，对单面进行D切削加工，在副(同步侧)机构组则解释为主侧的XY轴指令也向副侧指示而同样地执行插补运算或坐标变换等，仅转塔旋转由与主侧的转塔轴旋转相同的数据驱动，因此对相反面也可以同时进行D切削加工。所述计算出的X轴、Y轴的插补计算后的位置均为坐标位置，与长度相当，但实际的机械构造是直线移动轴和摆动旋转轴。因此，将所述计算出的作为虚拟XY坐标系上的位置的X、Y数据，通过X1/Y1 — X1/H1坐标运算单元55及X2/Y2 — X2/H2坐标运算单元56变换为位置和旋转角度的实轴坐标值，进而计算实轴移动量x、h，上述操作与通常的D切削加工相同。实施例2.
下面，使用图I、图3至图5、图8及图9，对该发明的实施例2进行说明。此外，如图3至图5所示，在主机构组和副机构组中，各个刀具要素(刀具长度或刀具直径)不同的情况下，仅通过进行实施例I中说明的控制，无法正常地进行同时D切削加工。实施例2是示出即使在主机构组和副机构组的各个刀具要素(刀具长度或刀具直径)不同时，也可以进行正常的加工的实施例。在实施例2的情况下，与实施例I时同样地，作为虚拟Y轴加工的事先准备，必须事先将主轴从速度循环控制切换为位置循环控制即C轴控制模式，另外，副机构组通过使用针对主机构组指示出的程序值，执行虚拟平面计算、插补计算或坐标变换，将X轴数据向X2轴输入，将主机构组的X轴数据向Xl轴输入，将H轴数据向Hl轴、H2轴及C轴输入，从而使得转塔轴I、转塔轴2及C轴的动作同步进行，执行同时D切削加工。为了在图I所示的机械中进行双D切削加工，则在加工之前，使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行(针对每个系统发出GOXxlCOHO ;*G0XxlH0 ;指令)。通过该指令，将刀具前端(中心)定位在从C轴中心沿X轴方向以xl的量远离后的位置处，C轴和H轴定位于O度。在对于主、副两机构组执行所述指令后，由主机构组(系统1$1)的加工程序指示虚拟Y轴插补模式指令(在此例如设为M37)，建立虚拟Y轴插补模式，且指示G17指令，此外，指示使主机构组和副机构组(系统2$2)同步等待(例如使用“！ ”指令，对主机构组指示“！2”，对副机构组指示“！ 1”，则主机构组和副机构组将同步等待)，其中，G17指令的作用是选择用于在X、Y这2个轴上进行2轴插补的XY平面。此外，如图I中的程序例所示，这些命令也可以首先指示G17指令、虚拟Y轴插补模式指令(M37)，随后指示使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行的指令(GOXxlCOHO)，其中，G17指令的作用是选择用于在X、Y这2个轴上进行2轴插补的XY平面，虚拟Y轴插补模式指令的作用是建立虚拟Y轴插补模式。然后，发出同时D切削控制模式指令(在此，作为假想的指令，采用为了由主机构组的Hl轴数据对副机构组的Η2轴进行控制而新定义的例如G124H2=H1 ；)。但是，关于H轴的主从关系，由于根据刀具的组合而不同，因此有时会在后面进行变更。该实施例2例如图3所示，由于是在转塔轴2中设置刀具直径与转塔轴I相同，而刀具长度更长的刀具的情况，因此，在该状态下，如果发出向加工开始位置(虚拟Y轴的坐标值)的定位指令，在各系统中计算进行刀具校正后的刀具中心位置，则虽未图示，但H1、H2轴的角度不同，H1、H2轴旋转中心与工件中心的距离也不统一。即，两个刀具长度是T2>Tl的关系，因此，如果各系统独立地使刀具刃尖与虚拟Y轴的加工开始位置对齐，则转塔旋转轴Hl和Η2的摆动角变为hi >112，不能使!11、!12、(轴在相同时间同步地旋转。因此，如果在该状态下继续加工，则双D切削的两个面会成为不平行、不对称的加工面，无法进行正确的加工。为了可在所述刀具条件下进行正常的加工，必须使两个转塔的摆动角度一致，使其同时开始移动、同时结束移动。由此，即使双方的刀具中心的移动量yl、y2不同，只要是将工件直径方向的两端削掉的加工，就可以进行目标加工。作为实现上述目的的步骤，在进行初始的带刀具校正定位指令的运算时，比较两个转塔的摆动角hi、h2，以与较大角度(在本例中，为hi)匹配的方式，重新计算另一方(H2轴)的刀具中心位置及转塔旋转(H)轴的中心位置，并进行修正以使得两个转塔轴的刀具轴 线平行。所述hl、h2的比较通过图8的转塔轴运算基准判断单元58进行，在hi < h2的情况下，通过图8的重新计算控制处理单元A59，进行与图9的步骤17相对应的处理，在hi >h2的情况下，同样地，通过图8的重新计算控制处理单元B60，进行与图9的步骤18相对应的处理，从而可以使两个转塔轴的刀具轴线平行。对于以与所述角度hi匹配的方式重新计算出的H2轴中心位置，由于已有转塔I的摆动角、转塔2的刀具长度L2作为已知信息，因此可以由这些信息求得。另外，对下面求得的虚拟Y轴上的移动量12和yl进行大小比较，对于较大移动量的轴(在此是H2)，对y2、h2使用指令速度F进行插补，对于较小移动量的轴(H1)，对yl、hl以[FXyl/y2]的速度进行插补。这是因为，虽然必须使大小不同的yl和y2在同一时间完成移动，但在对于较小移动量的轴(Hl)以指令速度F进行了插补的情况下，如果Hl轴和H2轴以相同的角速度同步旋转，则移动量为12时的切削速度变快为y2/yl倍，存在不能正常切削的可能性等，可能会妨碍加工。此外，在图4 (刀具直径不同的情况的一例)、图5 (刀具直径及刀具长度均不同的情况的一例)中，与图3 (刀具长度不同的情况的一例)的情况同样地，对使hi和h2的角度相等并加入了刀具校正后重新计算的情况下的移动量yl和12进行比较，对较大移动量的一方，使用指令速度进行插补运算。H轴的驱动以较大移动量侧为基准，并使较小移动量侧同步地进行驱动。图8是表示本发明的实施例2所涉及的NC装置的结构的一例的框图，在实施例I所示的NC装置的虚拟Y轴控制处理部52b中追加转塔轴运算基准判断单元58、重新计算控制处理单元A59及重新计算控制处理单元B60。此外，其他结构与实施例I的NC装置相同。图9是表示可以由实施例2的NC装置使用2个不同的刀具进行同时D切削加工的加工程序的处理的一例的流程图。在步骤11中读取加工程序，在步骤12中进行与虚拟Y轴相关的程序命令的解读处理，并执行规定的处理程序。作为主要命令，与实施例I同样地，进行虚拟Y轴插补模式打开/关闭(M37/M38)，通过该M37将虚拟XY轴平面上的插补运算激活，使虚拟Y轴控制切换处理部动作，选择作为通常的车床的XZ平面上的加工和可以执行使用虚拟Y轴的控制的加工。另外，采用的是将M37/M38输出至外部，并通过PLC作为外部输入信号而再次输入NC装置，但也可以在NC装置内部进行切换。另外，作为其他的命令，还有用于进行同时D切削加工的G124指令。在该G124之后，通过指定H2=H1，从而使H2轴由Hl轴数据驱动，如果是H1=H2，则反之Hl轴由H2轴数据驱动。在G124之后，通过仅指定H2或Hl而取消上述命令。在此，执行G124H2=H1 ;，预先将Hl轴定义为基准侧、将H2定义为同步侧。在步骤13中，X1/Y1平面运算单元53及X2/Y2平面运算单元54，基于在步骤11
中读取的加工程序的位置指令，使用安装在各个转塔上的刀具的校正数据，计算转塔I、转塔2从虚拟XY平面上的当前位置pll、pl2至指令位置p21、p22为止的移动量(加工线段长度)yl、y2、以及与该yl、y2相对应的转塔轴的角度hl、h2。此外，在图3中，pll、pl2、p21、p22等表示D切削的切削面的起点、终点，但由于是伴随加工而依次变化的相对记号，因此未必与流程图等中的说明一致。在步骤14中，转塔轴运算基准判断单元58对在步骤13中计算得到的两个转塔轴的摆动角hi和h2进行比较。如果比较结果是hl=h2，则将各自的虚拟XY平面上进行刀具校正后的刀具中心位置即加工起点pll、p21、终点pl2、p22、线段长度yl、y2、及转塔的摆动角度hi、h2，存储在存储器4的共享区域7中，并且，向步骤16跳转。在步骤16中，与通过两个相同条件的刀具对工件进行加工的情况相同，因此，X1/Y1/C轴插补处理单元18基于存储在存储器4的共享区域7中的数据，以程序中的指令速度F，对基准侧系统的轴X1、Y1、Hl的移动量(虚拟XY平面上的移动量yl和转塔轴角度hi)进行插补运算。另外，X2/Y2轴插补处理单元19同样地，以指令速度F对同步侧移动量X2、Y2、H2的移动量(虚拟XY平面上的移动量12和转塔轴角度h2)进行插补计算。此外，在此情况下，由于Hl轴为基准，因此H2轴、C轴也由Hl轴数据进行旋转驱动(不使用计算得到的H2轴数据)。在步骤15中，转塔轴运算基准判断单元58对在步骤14中判断为hi ^ h2的值进一步进行大小判断。在此，如果不是hl>h2 (是hi <h2)则判断为“否”而向步骤17跳转。在步骤17中，重新计算控制处理单元A59以使得角度较小的hi与h2 —致的方式，重新计算而求得pll、pl2、yl。由于其结果为yl > y2,因此,进一步根据yl、y2、指令速度F而求得在副机构组侧使用的切削速度Fb=FXy2/yl。并且，将该重新计算得到的加工起点pll、终点pl2、线段长度yl、切削速度Fb、及X2/Y2平面运算单元54计算得到的加工起点p21、终点p22、线段长度y2、转塔的摆动角度h2 (=hl)，存储在存储器4的共享区域7中。另外，X1/Y1/C轴插补处理单元18基于存储器4的共享区域7中存储的数据，以程序中的指令速度F对基准侧系统的轴Xl、Y1、H1的移动量(虚拟XY平面上的移动量yl和转塔轴角度hi)进行插补运算。另外，X2/Y2轴插补处理单元19以新计算得到的切削速度Fb，对同步侧的移动量X2、Y2、H2的移动量(虚拟XY平面上的移动量y2和转塔轴角度h2)进行插补计算。此外，在此情况下，由于Hl轴为基准，因此H2轴、C轴也由Hl轴数据进行旋转驱动(不使用计算得到的H2轴数据)。如果通过步骤15的大小判别而判断为hi > h2，则向步骤18跳转，重新计算控制处理单元B60以使得角度较小的h2与hi—致的方式，重新计算而求得p21、p22、y2。由于其结果为yl < y2，因此，进一步根据yl、y2、指令速度F求得在主机构组侧使用的切削速度Fb=FXyl/y20并且，将该重新计算得到的加工起点p21、终点p22、线段长度y2、切削速度Fb、及由X1/Y1平面运算单元53计算得到的加工起点pll、终点P12、线段长度yl、转塔的摆动角度hi (=h2)存储在存储器4的共享区域7中。另外，X1/Y1/C轴插补处理单元18基于存储器4的共享区域7中存储的数据，以新计算得到的切削速度Fb对基准侧系统的轴XI、Yl的移动量(虚拟XY平面上的移动量yl)进行插补运算。另外，X2/Y2轴插补处理单元19以程序中的指令速度F，对同步侧的移动量X2、Y2、H2的移动量(虚拟XY平面上的移动量12和转塔轴角度h2)进行插补计算。此外，在此情况下，由于H2轴为基准，因此取代所述G124H2=H1 ;而执行G124H1=H2 ；，以对Hl轴、C轴由H2轴数据进行旋转驱动的方式，变更分配模式(不使用计算得到的Hl轴数据)。 如果步骤16至步骤18中的任意一个处理结束，则进入步骤19，通过X1/Y1 — Xl/Hl坐标运算单元55及X2/Y2 — X2/H2坐标运算单元56，将在所述虚拟XY坐标系上求得的各XY轴的坐标值变换为实际进行控制的实轴即XH平面上的坐标值xl、hi、x2、h2。并且，基于变换为XH平面坐标值的实轴坐标值，计算实轴移动量，并输出至各轴的伺服控制部31至35，驱动所对应的电动机41至45，使机械动作，以进行期望的加工。在主机构组和副机构组中，即使各个刀具要素(刀具长度或刀具直径)不同，也可以按照上述步骤依次读取加工程序并进行解析，以指定尺寸同时对正反面实施D切削加工，从而可以以现有的一半时间结束加工。此外，在正反面同时D切削加工的加工程序中，由于各个面上的D切削的形状相同，因此如上所述，形状程序仅向第I系统指示，第2系统的轴的形状数据使用第I系统的程序值。与实际的同时D切削加工或者第I系统或第2系统中的其他加工作业的开始或结束等的时间关系，通过使用同步等待指令(例如“ ！ ”指令)进行控制。另外，在所述实施例2中，对计算得到的转塔轴的角度hi、h2进行比较，将其比较结果用于将来自加工程序的指令速度F及计算得到的指令速度Fb向主机构组及副机构组中的哪一个赋予的判断，但由于计算得到的移动量yl、y2大致与转塔轴的角度hi、h2相对应，即，具有如果是hi > h2的状态则yl < y2、如果是hi < h2的状态则yl > y2的关系，因此也可以使用移动量yl、y2的比较结果。S卩，如果是yl <y2，则向y2侧的机构组赋予来自加工程序的指令速度F，另外，向yl的机构组赋予计算得到的指令速度Fb,如果是yl > y2,则向yl的机构组赋予来自加工程序的指令速度F，另外，向y2的机构组赋予计算得到的指令速度Fb即可。实施例3.下面，使用图10至图13，对本发明的实施例3进行说明。图10是同时圆弧D切削加工的动作例，在此示出在主机构组和副机构组中，各个刀具要素(刀具长度)不同的例子。在此也以把持工件的C轴为中心，使主机构组和副机构组的转塔轴相对配置。作为虚拟Y轴加工的事先准备，必须预先将主轴从速度循环控制切换为位置循环控制即C轴控制模式，这一点与所述实施例相同。在同时圆弧D切削加工中，也与实施例I和实施例2同样地，具有两个刀具的各个尺寸要素相同的情况和不同的情况，使用图12的流程图对前者的处理顺序随后进行说明，使用图13的流程图对后者的处理顺序随后进行说明。如上所述，在通常的D切削中，将工件的圆形剖面的单侧以直线的形式切掉，而所谓圆弧D切削，是将其以凸状或凹状的圆弧所代表的曲线切掉的D切削(在本说明书中，为了容易区分而称为(直线)D切削、圆弧D切削)。在加工之前，使虚拟平面X轴方向与刀具方向平行(针对每个系统发出GOXx 1H0C0 ;或GOXxlHO ;的指令)。通过该指令，将刀具前端(中心)定位在从C轴中心沿X轴方向以xl的量远离后的位置，并将H轴和C轴定位于O度。图11是实施例3涉及的NC装置的框图，由于其基本结构或动作与实施例2相同，因此下面主要针对与实施例2不同的圆弧D切削指令处理部16及第三虚拟Y轴控制处理部52c进行说明。第三虚拟Y轴控制处理部52c将实施例2中的第二虚拟Y轴控制处理部52b的构成要素的重新计算控制处理单元A59、重新计算控制处理单元B60，替换为重新计算控制处理单元C61、重新计算控制处理单元D62，并在解析处理部11中追加圆弧同时D切 削指令处理单元16。如果设定为虚拟Y轴插补模式，则插补处理部17的输出通过虚拟Y轴控制切换处理部51，输入至第二虚拟Y轴控制处理部52c。转塔轴运算基准判断单元58从存储在存储器4内的主、副各平面上的计算值读取转塔的摆动角hl、h2，并进行大小判别(图13的步骤114、115)，基于该结果，判断作为基准的转塔轴，确定为以下所示的某种运算处理方法。如果所述大小判别结果为两个角度相等，则基准轴为主机构组侧，通常地进行插补计算，使用Hl轴输出数据对H2轴及C轴进行旋转驱动。在所述大小判别结果判断为hi< h2时，由于不能直接进行正常的加工，因此如图13的步骤117所示，以使得基准轴变为副侧的方式变更运算条件并进行重新计算，执行H轴选择指令，使用Hl轴输出数据对H2轴及C轴进行旋转驱动。反之，在所述大小判别结果判断为hi > h2时，由于也不能直接进行正常加工，因此如图13的步骤118所示，以使得基准轴变为主侧的方式变更运算条件并进行重新计算，执行H轴选择指令，使用H2轴输出数据对Hl轴及C轴进行旋转驱动。重新计算控制处理单元C61及重新计算控制处理单元D62，用于执行在所述转塔轴运算基准判断单元58进行大小判别并判断为存在大小关系的情况下所要进行的处理，重新计算控制处理单元C61进行与图13的步骤117相对应的处理，重新计算控制处理单元D62进行与步骤118相对应的处理。进行上述一连串的处理而进行重新计算控制处理，最后变换为实轴的移动量，经由轴数据输出部19将移动数据输出至各轴伺服控制部，对伺服电动机进行驱动。如上所述，通过各部分进行动作，即使安装在主机构组和副机构组的转塔上的各个刀具的各个尺寸要素不同，由于在执行前检测两个转塔的摆动角是否不同，如果不同则重新计算以使它们成为相同角度，因此，即使使两个机构组同时动作，也可以使全部轴的动作相匹配而正确地进行同时D切削加工。接下来，对于圆弧D切削指令处理部16的动作进行说明。该圆弧D切削指令处理部16是对以下程序块进行解析的处理部，该程序块是指在希望在工件上对非平面的圆弧等曲面进行加工而进行近似D切削加工时所指示的程序块。作为发出圆弧指令的方法，有指定相对于当前位置来说的终点和中心位置、旋转方向的方法，同样地指定终点和半径值、中心方向、旋转方向的方法，指定所通过的3点的方法等。在图10所示例子中，与所述3点指示类似，指定相对于当前位置(或工件外周圆和相对于工件中心的X位置之间的交点)来说的终点和凹陷的深度。在该例中，在N102中指定G03 (逆时针)，但由于是通过3点指定，仅用于对是否是圆弧指令进行判别，因此指定G02 (顺时针)也没有影响。旋转方向也是唯一地确定的，与指令代码无关。通过该处理部16，可以根据该程序块的指令值反算出加工圆弧半径和中心位置。另外，只要是该通过点3点指示方式，仅有要对已知半径的工件进行加工的圆弧两端距离工件中心的距离(X值)和凹陷的深度(X值)，也可以发出指令。该方式具有下述优点，即，即使不手动计算图10的NlOl的坐标值，也可以在NC装置内部计算并执行。可以根据这些数据，在虚拟XY平面上描绘出所指定的圆弧轨迹，然后通过圆弧插补运算出各控制点的坐标值。
在对于主、副两机构组执行所述指令后，由主机构组(系统I)的加工程序指示虚拟Y轴插补模式指令(在此例如设为M37)，建立虚拟Y轴插补模式，并且，发出对用于在X、Y这2个轴上执行2轴插补的XY平面作出选择的G17指令。然后，发出同时D切削控制模式指令(在此，作为假想的指令，采用为了由主机构组的Hl轴数据对副机构组的H2轴进行控制而新定义的例如G124H2=H1 ;)。但是，关于H轴的主从关系，由于根据刀具的组合而不同，因此有时在后面还会发生变更。在该实施例3中，以图10所示的情况为例进行说明。在该情况中，如图所示，在转塔轴2中设置有与转塔轴I的刀具直径相同，而刀具长度更长的刀具。在该状态下，如果进行向加工开始位置(虚拟Y轴的坐标值)的定位指令，而在各系统中计算进行刀具校正后的刀具中心位置，则虽未图示，但HI、H2轴的角度不同，HI、H2轴旋转中心与工件中心的距离也不统一。即，两个刀具长度为L2> LI的关系，因此，如果各系统独立地使刀具刃尖与虚拟Y轴的加工开始位置对齐，则转塔旋转轴Hl和H2的摆动角变为h1(l > h2(l，不能使HI、H2、C轴在相同时间同步地旋转。因此，如果在该状态下继续加工，则会形成双圆弧D切削的两个面的曲率不同的加工面，无法进行正确的加工。但是，所述H1、H2轴的角度不同，H1、H2轴旋转中心和工件中心的距离也不匹配的问题，可以通过独立地对Hl、H2轴进行驱动，利用实际移动量较大的转塔轴的H轴旋转控制数据使C轴动作而解决。为了可以在所述刀具条件下进行正常的加工，必须使两个转塔的摆动角度一致，使二者同时开始移动、结束移动。由此，即使双方的刀具中心的圆弧起点pll、P21、终点pl2、p22不同，只要是将工件直径方向上的两端削掉的加工，即可以进行目标加工。作为实现上述目的的步骤，在进行最初的带刀具校正定位指令的运算时，对两个转塔的摆动角h1(l、h2(l进行比较，以与较大角度(在该例中是h1(l)匹配的方式，重新计算另一方(H2轴)的刀具中心位置及转塔旋转(H2)轴的中心位置，并进行修正以使得两个转塔轴的刀具轴线平行。由于作为已知信息，已有加工圆的半径和中心位置、转塔I的摆动角、转塔2的刀具长度L2，因此，以与所述角度h1(l匹配的方式重新计算的H2轴中心位置，可以通过这些信息求得。另外，对其后求得的虚拟Y轴上的摆动角h1(l、h20进行大小比较，对于较大角度的轴(在此是H2 )，使用指令速度F对圆弧起点p21、终点p22、摆动角h2(l进行插补，对于较小摆动角的轴(H1)，以[FXhltlA2J的速度对圆弧起点pll、终点pl2、h1(l进行插补。这是因为，虽然必须使这些长度不同的起点pll至终点pl2和起点P21至终点P22在同一时间完成移动，但在对于较小摆动角的轴(Hl)以指令速度F进行插补的情况下，H2轴转动h2(l的旋转速度变快为h2(l/h1(l倍，存在不能正常地切削的可能性等，可能会妨碍加工。图12是实施例3的NC装置涉及的、使用各个尺寸要素相同的刀具情况下的加工程序的处理流程的一例，是用于在工件正面进行圆弧加工，即进行圆弧D切削的情况，与图6中的步骤大致相同。此外，与实施例I同样地，副机构组使用针对主机构组指示的程序值而执行虚拟平面计算、圆弧插补计算或实轴坐标变换，通过将X轴数据向X2轴输入，将主机构组的X轴数据向Xl轴输入，将H轴数据向Hl轴、H2轴及C轴输入，从而使得转塔轴I、转塔轴2及C轴的动作同步进行，执行同时圆弧D切削加工。在步骤101中读取加工程序，在步骤102中解读与虚拟Y轴相关的程序命令，并执行规定的处理程序。作为与虚拟Y轴相关的命令，是指虚拟Y轴插补模式打开/关闭，在该 实施例中使用M37/M38充当。通过该M37将虚拟XY轴平面的插补运算激活，使切换处理部动作，选择作为通常的车床的XZ平面上的加工、和可以执行使用虚拟Y轴的控制的加工。另夕卜，采用的是将M37/M38输出至外部，并通过PLC作为外部输入信号而再次输入NC装置的方法，但也可以在NC装置内部进行切换。另外，作为其他的命令，为了进行同时D切削加工，新追加G124这一进行H轴及C轴指令的输入选择的G指令。在该G124之后，通过指定H2=H1，从而解释为H2轴利用Hl轴数据进行驱动，如果是H1=H2，则反之解释为Hl轴利用H2轴数据进行驱动。通过在G124之后仅指定H2或Hl而取消上述命令。该G代码也可以任意设定。对于以同样方式安装的两个相同的刀具，由于在加工路径相等时，转塔旋转角度和旋转速度也相同，因此，在此，作为基本指令而执行G124H2=H1 ;，预先将Hl轴定义为基准侦U、将H2定义为同步侧。在步骤103中，基于在步骤101中读取的加工程序的位置指令，针对转塔I、转塔2的指令位置，根据虚拟XY平面上的当前位置pll、P21，计算进行刀具校正后的指令位置p21、p22、加工圆弧半径及中心位置、转塔轴中心位置及摆动角hlO。此外，在图12中，pll、pl2、p21、p22等表示圆弧D切削的切削面的起点、终点，但由于是随着加工而依次变化的相对记号，因此未必与流程图等中的说明一致。在步骤104中，以程序中的指令速度F，对在步骤103中计算得到的虚拟XY平面上的位置和转塔轴角度hlO进行圆弧插补计算。在步骤105中，为了以虚拟XY坐标系上的所述圆弧插补计算值，对控制对象即电动机进行驱动，因而变换为实际控制的实轴即XH平面上的坐标值。在步骤106中，基于从所述虚拟XY坐标值变换为XH平面坐标值而得到的实轴坐标，计算实轴移动量，并输出至各轴的伺服控制部，驱动所对应的电动机而使机械动作，以进行期望的加工。通过上述步骤而依次读取加工程序并进行解析，以指定的尺寸同时对正反面执行圆弧D切削加工，可以以现有的一半时间结束加工。图13是表示实施例3的NC装置涉及的、使用两个不同的刀具进行同时圆弧D切削加工的加工程序的处理的一例的流程图。在步骤111中读取加工程序，在步骤112中进行与虚拟Y轴相关的程序命令的解读处理，并执行规定的处理程序。作为主要命令，可以进行与实施例I及实施例2相同的虚拟Y轴插补模式打开/关闭(M37/M38)，通过该M37将虚拟XY轴平面上的插补运算激活，使虚拟Y轴控制切换处理部动作，选择作为通常的车床的XZ平面上的加工和可以执行使用虚拟Y轴的控制的加工。另外，采用的是将M37/M38输出至外部，通过PLC作为外部输入信号而再次输入至NC装置，也可以在NC装置内部进行切换。另外，作为其他的命令，与同时D切削加工时同样地有G124指令。在该G124之后，通过指定H2=H1，则H2轴利用Hl轴数据进行驱动，如果是H1=H2，则反之Hl轴利用H2轴数据进行驱动。通过在G124之后仅指定H2或Hl而取消上述命令。在此，执行G124H2=H1 ；，预先将Hl轴定义为基准侧、将H2定义为同步侧。此外，作为相关命令还有用于进行圆弧D切削加工的圆弧指令。在该圆弧D切削加工中，使用与可以确定圆弧的3点指定近似的近似3点指令，以使得程序简单。具体来说，在定位在圆弧起点后，通过在表示圆弧指令的G02或G03代码中附加使圆弧起点的Y轴坐标值的极性反转的终点坐标值、和从连结起点和终点的线至圆弧底部的X坐标相对值而表示。如果是该方法，则起点位置无需依靠手动计算等，可以在NC装置内部进行计算。另外， 该圆弧的两端位置可以根据圆(工件)和与圆相交叉的直线(连结凹面的两端的直线=距工件中心的距离)的关系容易地求得，圆弧半径和中心位置可以通过加上所述凹面的底部位置而容易地求得。另外，该方法与通过点的3点指示相同，因此旋转方向是唯一地确定的，与指令代码无关。这些也可以替换为其他的指令方法。在步骤113中，基于在步骤111中读取的加工程序的位置指令，使用安装在各个转塔上的刀具的校正数据，计算从转塔I、转塔2的虚拟XY平面上的当前位置pll、P12至指令位置p21、p22的移动角度(摆动角)即h1(l、h2(l。转塔轴角度和转塔轴中心位置一起由加工圆弧的起点、终点位置及刀具长度确定。此外，在图10中，pll、pl2、p21、p22等表示圆弧D切削的切削面的起点、终点，但由于是随着加工而依次变化的相对记号，因此未必与流程图等中的说明一致。在步骤114中，对在步骤113中计算出的两个转塔轴的摆动角h1(l、h2(l进行比较。如果比较结果是h1(l=h2(l，则向步骤116跳转。在步骤116中，与由两个相同条件的刀具对工件进行加工的情况相同，因此以程序中的指令速度F对基准侧的系统的轴Xl、Yl、H1的移动量进行圆弧插补计算，同样地，以指令速度F对同步侧的移动量X2、Y2、H2的移动量进行圆弧插补计算，作为除H2轴之外的对应的轴数据使用。此外，Hl轴为基准，因此H2轴、C轴也由Hl轴数据进行旋转驱动。在步骤115中，对在步骤114中判断为hlO幸h20的值进一步进行大小判别。在此，如果不是hlO > h20则判断为“否”(hlO < h20)，向步骤117跳转。在步骤117中，重新计算而求得Pll’、Pl2’、Q11以使得角度较小的h1(l与h2(l—致。pll’、pl2’由将刀具长度LlXcos (h1(l)作为X坐标值的直线与加工圆弧的交点确定，此时的加工圆弧的角度Q11可以由所述pll’、P12’的坐标值和加工圆弧的半径求得。由于该结果为θ^> θ2(ι，因此进一步由θ η、Θ 2(|、指令速度F求得在副机构组侧使用的切削速度Fb=FX θ 2(|/ θ η，将F用于主机构组侧，分别进行圆弧插补计算。由程序中的指令速度F，对基准侧系统的轴Χ1、Υ1、Hl的移动量进行圆弧插补计算，同样地，由新计算得到的Fb，对同步侧的移动量X2、Y2、H2的移动量进行圆弧插补计算，作为除H2轴之外的对应的轴数据使用。在此情况下，Hl轴为基准，因此H2轴、C轴也由Hl轴数据进行旋转驱动。
在此,作为比较对象的圆弧长度是圆弧半径X角度(rad),但圆弧半径是加工半径，在正反面相等。因此，圆弧D切削中的起点位置与终点位置的差与角度相对应，但在直线D切削中，则为虚拟坐标位置本身 的差。在此，在切削移动量存在差量的情况，即使不变更切削速度，作为控制动作也没有问题，但在针对较短移动量以指令速度进行切削的情况下，存在较长移动量的一方实际加工速度变快而不能切削的情况。为了避免上述情况发生，针对较长移动量分配指令速度，求得与之成正比的速度而应用于较短移动量，进行重新计算，以与各自的长度相对应的速度进行切削。如果通过步骤115的大小判别而判断为hlO > h20，则向步骤118跳转，重新计算而求得ρ21、ρ22、Θ 21,以使得角度较小的h2(l与h1(l—致。其结果成为θ 1(| < Θ21，因此，进一步根据θ21、θ1(1、指令速度F而求得用于主机构组侧的切削速度Fb=FX θ1(1/θ21，将F用于副机构组侧，而分别进行圆弧插补计算。以程序中的指令速度F对成为基准侧的系统的轴Χ2、Υ2、Η2的移动量进行圆弧插补计算，同样地，以新计算得到的Fb对同步侧的移动量XI、YU Hl的移动量进行圆弧插补计算，作为除Hl轴之外的相对应的轴数据使用。在此情况下，Η2轴为基准，因此取代所述G124H2=H1 ;而执行G124H 1=H2 ；，变更分配模式，以使得Hl轴、C轴由H2轴数据进行旋转驱动。如果步骤116至步骤118中的任意一个处理结束，则进入步骤119，将在所述虚拟XY坐标系上求得的各XY轴的坐标值，变换为实际控制的实轴即XH平面中的坐标值xl、hl、x2、h2，基于变换为XH平面坐标值的实轴坐标值，计算实轴移动量，并输出至各轴的伺服控制部，驱动所对应的电动机使机械动作，以进行期望的加工。按照上述步骤依次读取加工程序并进行解析，以指定的尺寸同时在正反面实施D切削加工，可以以现有的一半时间结束加工。此外，在正反面同时D切削加工的加工程序中，各个面上的圆弧D切削的形状相同，因此如上所述，形状程序仅向第I系统指示，第2系统的轴的形状数据使用第I系统的程序值。与实际的同时D切削加工或者第I系统或第2系统中的其他的加工作业的开始或结束等的时间关系，通过使用同步等待指令等进行控制。另外，在所述实施例中，针对两个转塔轴和C轴，同步侧转塔使用基准转塔轴的动作数据而同步旋转相同的角度，但在对两个转塔轴独立地进行运算、控制，在相同时间内以不同旋转角度进行同步旋转驱动的情况下，无需进行重新计算，只要使用各机构组的转塔轴驱动数据进行即可，C轴驱动数据可以由“从摆动角较大的转塔轴得到”这一选择控制应对。工业实用性本发明所涉及的数控装置，适合于对相对于一个C轴，将由Xl轴、Z I轴、第一转塔轴(Hl轴)构成的主机构组和由X2轴、Z2轴、第二转塔轴(H2轴)构成的副机构组点对称配置的机械进行数值控制的情况。标号的说明6加工程序，7共享区域，11解析处理部，12机械控制信号处理部，13PLC，14虚拟Y轴插补模式信号处理单元，15同时D切削指令处理单元，16圆弧同时D切削指令处理单元，18X1/Y1/C轴插补处理部，19X2/Y2轴插补处理部，20轴数据输出部，51虚拟Y轴控制切换处理部，52a第一虚拟Y轴控制处理部，52b第二虚拟Y轴控制处理部，52c第三虚拟Y轴控制处理部，53X1/Y1平面运算单元，54X2/Y2平面运算单元，55X1/Y1 — X1/H1坐标运算单元，56X2/Y2 — X2/H2坐标运算单元，57H轴指令选择单元，58转塔轴运算基准判断单元，59重 新计算控制处理单元A，60重新计算控制处理单元B，61重新计算控制处理单元C，62重新计算控制处理单元D。
权利要求
1.一种数控装置，其对相对于一个C轴将主机构组和副机构组点对称配置的机械进行控制，其中，主机构组由Xl轴、Zl轴及第一转塔轴构成，副机构组由X2轴、Z2轴及第二转塔轴构成， 该数控装置的特征在于， 设定同时D切削控制模式指令，该同时D切削控制模式指令用于分别针对所述主机构组的转塔轴和副机构组的转塔轴，选择性指定为基准侧、同步侧，选择使用一方机构组的转塔轴的输出而使另一方同步地同时动作的模式， 该数控装置具有同时D切削指令处理单元，其解析执行该同时D切削控制模式指令；X1/Y1/C轴插补处理单元，其进行主机构组侧的插补运算；X2/Y2轴插补处理单元，其进行副机构组侧的插补运算；以及H轴指令选择单元，其选择从主机构组及副机构组的哪一方获得转塔轴及C轴的旋转角度控制数据， 在发出了所述同时D切削加工控制模式指令时，所述H轴指令选择单元选择从主机构组及副机构组的哪一方获得转塔轴及C轴的旋转角度控制数据，所述数控装置基于所选择的数据对所述机械进行控制，以同时对把持在C轴上的工件的两个表面进行D切削加工。
2.根据权利要求I所述的数控装置，其特征在于，还具有 转塔轴运算基准判断单元，其对安装有刀具的主机构组的转塔轴角度和安装有刀具的副机构组的转塔轴角度进行比较，判断两个转塔之间的角度是否不同；以及重新计算控制处理单元，其在该转塔轴运算基准判断单元的判断结果是两个转塔之间的角度不同的情况下，重新计算刀具的实际移动量，以使得转塔轴角度较小侧的转塔轴角度与转塔轴角度较大侧的转塔轴角度一致，并且，重新计算向转塔轴角度较大侧赋予的指令速度， 所述H轴指令选择单元选择从转塔轴角度较小侧的机构组得到两个转塔轴及C轴的旋转角度控制数据。
3.根据权利要求I所述的数控装置，其特征在于，还具有 转塔轴运算基准判断单元，其对安装有刀具的主机构组的转塔轴中的刀具的实际移动量、和安装有刀具的副机构组的转塔轴中的刀具的实际移动量进行比较，对两个转塔之间的刀具的实际移动量是否不同进行判断；以及重新计算控制处理单元，其在该转塔轴运算基准判断单元的判断结果是两个转塔之间的进行刀具校正后的刀具的实际移动量不同的情况下，重新计算向实际移动量较小侧赋予的指令速度， 所述H轴指令选择单元选择从刀具的实际移动量较大侧的机构组得到两个转塔轴及C轴的旋转角度控制数据。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的数控装置，其特征在于， 对所述两个表面的D切削加工，是对把持在C轴上的工件的直径方向的两个表面进行平面加工的加工。
5.根据权利要求I至3中的任一项所述的数控装置，其特征在于， 对所述两个表面的D切削加工，是对把持在C轴上的工件的两个表面进行曲面加工的加工。
全文摘要
一种数控装置，其对相对于一个C轴将主机构组和副机构组点对称配置的机械进行控制，其中，主机构组由X1轴、Z1轴及第一转塔轴构成，副机构组由X2轴、Z2轴及第二转塔轴构成，在该数控装置中，设定同时D切削控制模式指令，该同时D切削控制模式指令用于分别针对主机构组的转塔轴和副机构组的转塔轴，选择性地指定为基准侧、同步侧，选择使用一方机构组的转塔轴的输出而使另一方同步地同时动作的模式，另外，该数控装置对所述机械进行控制，设有以下单元，即同时D切削指令处理单元(15)，其解析执行该同时D切削控制模式指令；X1/Y1/C轴插补处理单元(18)，其进行主机构组侧的插补运算；X2/Y2轴插补处理单元(19)，其进行副机构组侧的插补运算；以及H轴指令选择单元(57)，其选择从主机构组及副机构组的哪一个得到转塔轴及C轴的旋转角度控制数据。
文档编号G05B19/18GK102959483SQ201180022049
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者寺田浩司, 嵯峨崎正一 申请人:三菱电机株式会社