机床的控制方法以及控制装置的制造方法_2

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件坐标系向所述假想垂直坐标系进行齐次坐标变换。
[0017] 技术方案8的发明的特征是,在技术方案6或7中,所述机床的控制装置具备选择 单元,所述选择单元对具有在所述2个轴W上的平动轴中所包含的任意的平动轴和在所述 1个轴W上的旋转轴中所包含的任意的旋转轴的任意的轴结构进行选择,所述变换单元通 过从所述工件坐标系向任意的所述假想垂直坐标系的齐次坐标变换,将所述误差和所述修 正值变换到所述任意的所述假想垂直坐标系上,所述假想垂直坐标系被假想地设定为在通 过所述选择单元选择出的所述任意的轴结构中所包含的任意的2个轴W上的平动轴相互 垂直,所述修正值计算单元将通过所述变换单元变换到所述任意的所述假想垂直坐标系上 的所述修正值从该任意的所述假想垂直坐标系向所述指令值坐标系进行齐次坐标变换,由 此计算出所述指令值坐标系上的修正值。
[001引技术方案9的发明的特征是,在技术方案8中,将所述任意的平动轴作为实际使 用于所述工件的加工的所述平动轴,将所述任意的旋转轴作为实际使用于该加工的所述旋 转轴,所述机床的控制装置具备存储单元,所述存储单元存储对使用轴结构进行判别所得 到的判别信息,所述使用轴结构具有实际使用于所述加工的平动轴和实际使用于所述加工 的旋转轴,所述选择单元根据在所述存储单元中存储的所述判别信息,来判别在具有所述2 个轴W上的平动轴所包含的该平动轴和所述1个轴W上的旋转轴所包含的该旋转轴的轴 结构中,是否存在所述使用轴结构,将该判别出的使用轴结构选择为所述任意的轴结构,所 述变换单元通过从所述工件坐标系向一个假想垂直坐标系的齐次坐标变换,将所述误差和 所述修正值变换到所述一个假想垂直坐标系上,所述一个假想垂直坐标系被假想地设定为 在通过所述选择单元选择的所述使用轴结构中所包含的2个轴W上的平动轴相互垂直,并 且所述一个假想垂直坐标系包含在所述任意的所述假想垂直坐标系中,所述修正值计算单 元将通过所述变换单元变换到所述一个假想垂直坐标系上的所述修正值从该一个假想垂 直坐标系向所述指令值坐标系进行齐次坐标变换,由此计算出所述指令值坐标系上的修正 值。
[0019] 技术方案10的发明特征是,在技术方案9中,所述机床的控制装置具备误差决定 单元,当所述选择单元判别为在所述轴结构中存在不使用于所述工件的加工的所述轴结构 时,所述误差决定单元决定为将根据存在所述几何学的误差的情况下的所述工具的位置和 所述理想的所述工具的位置算出的所述误差设定为零,或使所述误差保持上次的误差。
[0020] 根据技术方案1的发明所设及的机床的控制方法和技术方案6的发明所设及的机 床的控制装置,在将因几何学的误差而产生的工具相对于工件的位置的误差和修正该误差 的修正值从工件坐标系临时向假想垂直坐标系进行齐次坐标变换之后,将已齐次坐标变换 到该假想垂直坐标系上的所述修正值向平动轴的指令值坐标系进行齐次坐标变换,仅通过 该样简单的方法,就能够在指令值坐标系下计算出修正所述误差的修正值。而且,利用使该 算出的修正值与用于控制平动轴的指令值相加该样简单的方法,能够更新所述指令值。由 此,通过组合该些简单的方法,能够对具备相互不垂直的2个轴W上的平动轴的机床中的 几何误差进行修正,计算出该平动轴的指令值。
[0021] 根据技术方案2和7的发明,在已确定相互不垂直的2个轴W上的平动轴所包含 的平动轴相对于规定的基准方向构成的倾斜角度之后,能够将工具位置的误差和修正该误 差的修正值从工件坐标系向假想垂直坐标系进行齐次坐标变换。
[0022] 根据技术方案3和8的发明,可与具有任意的平动轴和任意的旋转轴的轴结构相 对应地计算出对因几何学的误差而产生的工具相对于工件的位置的误差进行修正的修正 值。
[0023] 根据技术方案4和9的发明,可与具有实际使用于工件的加工的平动轴和旋转轴 的使用轴结构相对应地计算出对因几何学的误差而产生的工具相对于工件的位置的误差 进行修正的修正值。
[0024] 根据技术方案5和10的发明,关于在工件的加工中不使用的轴结构,可省略对由 于几何学的误差而产生的工具相对于工件的位置的误差的计算。由此,能够降低计算该误 差时的计算负荷。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明的实施方式的复合加工车床的示意图。
[0026] 图2是对作为平动轴的Ys轴相对于作为平动轴的X轴倾斜的状态进行说明的图。
[0027]图3是执行实施方式的控制方法的数控装置的框线图。
[002引图4是计算平动轴的指令值的处理的流程图。
[0029] 图5是工件坐标系上的工具末端点位置的误差计算处理的流程图。
[0030] 图6是现有的5轴控制加工中屯、的示意图。
[0031] 标号说明
[003引1 ;复合加工车床;2 ;主轴头;6 ;第1主轴台;8 ;第2主轴台;10 ;工具;20 ;数控装 置;22 ;指令值生成单元;27 ;存储单元。
【具体实施方式】
[0033] 参照图1或图5来说明本发明的实施方式。图1所示的复合加工车床1是本发 明的机床的一例,具有4个平动轴狂轴、Ys轴、Z轴、W轴)和3个旋转轴炬轴、C1轴、C2 轴)。主轴头2可利用相互不垂直的作为平动轴的X轴、Ys轴、Z轴相对于底座3进行3自 由度平动的运动。在本实施方式中,如图2所示,X轴与Ys轴不垂直,Ys轴相对于Y轴W角 度0倾斜。除此之外,主轴头2可利用内置于刀架4中的作为旋转轴的B轴进行一自由度 旋转的运动。
[0034] 另外,第1主轴台6固定于底座3上,可利用旋转轴C1进行一自由度旋转的运动。 该第1主轴台6具备的第1主轴部7可围绕旋转轴C1进行旋转,在第1主轴部7上可安装 工件(未图示)。另外,第2主轴台8可利用作为平动轴的与Z轴平行的W轴相对于底座3 进行1个自由度平动的运动。除此之外,第2主轴台8可利用作为旋转轴的C2轴进行一自 由度旋转的运动。该第2主轴台8所具备的第2主轴部9可绕旋转轴C2进行旋转,在第2 主轴部9上也可W安装工件(未图示)。各平动轴狂轴、Ys轴、Z轴、W轴)W及各旋转轴 炬轴、C1轴、C2轴)被由后述的数控装置20控制的伺服电机25a~25g(参照图3)驱动, 一边对安装在主轴头2上的工具10 (参照图1)与工件的相对位置进行控制,一边利用工具 10将所述工件加工为任意的形状。此外,第1主轴台6 W及第2主轴台8是本发明的工作 台的一例。
[0035] 图3示出了用于进行本实施方式的控制的数控装置20的一例。该数控装置20具 备指令值生成单元22和伺服指令值变换单元23。关于指令值生成单元22,如果输入加工 程序21作为用于在加工工件时使工具10移动至进行该加工的位置的指令,则指令值生成 单元22生成各轴炬轴、C1轴、C2轴、X轴、Ys轴、Z轴、W轴)的指令值,其中所述加工程序 21描述了该工具10的末端位置的指令坐标值。该指令值被送到伺服指令值变换单元23。 收到该指令值的伺服指令值变换单元23对所述各轴的伺服指令值进行运算,并向各轴的 伺服放大器24a~24g发送。各轴的伺服放大器24a~24g分别驱动伺服电机25a~25g, 对工具10相对于第1主轴台6或第2主轴台8的相对位置W及姿势进行控制。此外,图3 中的标号27是在数控装置20中具备的、对加工程序21或根据后述的实际测量所求出的几 何误差进行存储的存储单元。
[0036] 在本实施方式中,将几何误差定义为相邻的轴间的3个方向相对平动误差和3个 方向相对旋转误差的合计6个分量(5 X,5 y,5 Z,a,P,丫)。在本实施方式的复合加工 车床1中,从工件至工具10的轴结构(W下,称为第1轴结构。)为C1轴-Z轴-Ys轴-X 轴-B轴。在该第1轴结构中存在13个几何误差。另外,其它轴结构下,称为第2轴结 构。)为C2轴-W轴-Z轴-Ys轴-X轴-B轴。在该第2轴结构中存在15个几何误差。
[0037]第1轴结构中的13个几何误差被表示为5Xu、5Zii、aU、P11、a12、丫 12、0 13、 丫。、a14、5xig、5Yi5、a15、P15,其中X、y、z分别表示轴名,将轴结构编号设为第1下标、 将从工具10朝向工件的排序编号设为第2下标。该些几何误差依次分别意味着B轴中屯、 位置X方向误差、B轴中屯、位置Z方向误差、第1主轴台6 -Y轴间垂直度、B轴原点误差、 B-Z轴间垂直度、B-X轴间垂直度、Z-X轴间垂直度、X-Y轴间垂直度、Y-Z轴间垂 直度、C1轴中屯、位置X方向误差、C1轴中屯、位置Y方向误差、C1 -Y轴间垂直度W及C1 -X轴间垂直度。第1轴结构中的13个几何误差通过实测被预先求出,并存储在存储单元27 中。
[003引另外,根据与第1轴结构中的几何误差相同的方法,第2轴结构中的15个几何误 差破表可^为SX21、SZ21、Q21、S21、Q22、丫22、S23、丫23、Q24、Q2日、S
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