本發(fā)明涉及數(shù)值控制裝置，特別是涉及具有基于轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的切入控制功能的數(shù)值控制裝置。

背景技術(shù)：

在普通車床中，具有使刀具向工件的徑向移動(dòng)的直線軸(一般被稱為x軸)，通過(guò)基于x軸的直線移動(dòng)進(jìn)行切入量的控制。另一方面，為了降低成本、縮小尺寸，機(jī)床的軸數(shù)越少越好。如果能夠不使用x軸的直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)地控制切入量，能夠去掉x軸的直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)，則能夠獲得降低成本、縮小尺寸的效果。

作為通過(guò)x軸的直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)以外來(lái)控制切入量的現(xiàn)有技術(shù)，有日本專利第5287986號(hào)以及日本特開2009-190157號(hào)公報(bào)所公開的技術(shù)。這些是對(duì)于不旋轉(zhuǎn)的工件，通過(guò)把刀具控制為繞其周圍旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行切削加工的技術(shù)，除了設(shè)置有面對(duì)固定工件的卡盤并作為主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的主軸旋轉(zhuǎn)部，還在第1旋轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置保持刀具的偏心旋轉(zhuǎn)部，通過(guò)該偏心旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)控制來(lái)控制切入量。

然而，在這些技術(shù)中，把刀具圍繞固定的工件旋轉(zhuǎn)的類型的機(jī)械作為對(duì)象，在像這樣類型的機(jī)械中，由于不能安裝多個(gè)刀具，因此存在根據(jù)需要進(jìn)行刀具更換時(shí)花費(fèi)時(shí)間的問題。另一方面，能夠安裝多個(gè)刀具的帶有轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械是對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件按壓接觸安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的刀具來(lái)進(jìn)行車削加工的類型，對(duì)于該類型的機(jī)械不能簡(jiǎn)單地利用上述日本專利第5287986號(hào)以及日本特開2009-190157號(hào)公報(bào)所公開的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種在安裝1個(gè)以上的刀具的帶有轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械中，能夠不使用x軸的直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)地實(shí)現(xiàn)進(jìn)行車削加工的控制的數(shù)值控制裝置。

本發(fā)明的數(shù)值控制裝置中，如圖1以及圖2所示，在對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件按壓接觸安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的刀具來(lái)進(jìn)行加工的類型的機(jī)械中，不使用x軸的直線移動(dòng)，利用從工件中心到刀具刀尖的直線距離(圖2的x)與轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度(圖2的θ)以及從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到刀具刀尖的距離(圖2的r)之間的關(guān)系式，計(jì)算在執(zhí)行關(guān)于x軸的移動(dòng)指令時(shí)用于實(shí)現(xiàn)期望的x軸坐標(biāo)值的轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度θ，通過(guò)控制轉(zhuǎn)臺(tái)以使轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度為θ，代替x軸的直線移動(dòng)而進(jìn)行車削加工。

本發(fā)明的數(shù)值控制裝置被構(gòu)成為：根據(jù)程序指令控制對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件按壓接觸安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的刀具來(lái)進(jìn)行加工的機(jī)械，該數(shù)值控制裝置具備：指令分析部，其分析所述程序指令來(lái)生成移動(dòng)指令數(shù)據(jù)；軸移動(dòng)量計(jì)算部，其在所述指令分析部所生成的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)是使所述刀具向垂直于所述工件的旋轉(zhuǎn)軸的第1直線軸方向移動(dòng)的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)的情況下，把基于所述程序指令的所述刀具向所述第1直線軸方向的移動(dòng)的指令值轉(zhuǎn)換為所述轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度的指令值。并且，該數(shù)值控制裝置通過(guò)基于所述軸移動(dòng)量計(jì)算部所計(jì)算出的所述轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度的指令值的所述轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)指令，代替基于所述程序指令的向所述第1直線軸方向的移動(dòng)的指令，來(lái)控制所述刀具的位置。

可以設(shè)為所述轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝有多個(gè)刀具，對(duì)于所述多個(gè)刀具內(nèi)的各個(gè)刀具，預(yù)先設(shè)定了在所述加工中使用該刀具時(shí)限制所述轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度的所述轉(zhuǎn)臺(tái)的可旋轉(zhuǎn)角度以及適合刀具更換的所述轉(zhuǎn)臺(tái)的z軸方向的位置，當(dāng)所述程序指令是更換在所述加工中使用的所述刀具的指令時(shí)，向適合刀具更換的所述轉(zhuǎn)臺(tái)的z軸方向的位置移動(dòng)，并把所述轉(zhuǎn)臺(tái)的可旋轉(zhuǎn)角度切換為對(duì)于更換后的所述刀具所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)臺(tái)的可旋轉(zhuǎn)角度。

可以設(shè)為所述機(jī)械具有第2直線軸，其能夠在與所述工件的旋轉(zhuǎn)軸垂直，并且與所述第1直線軸垂直的方向上相對(duì)移動(dòng)所述工件的位置和所述轉(zhuǎn)臺(tái)的位置，所述軸移動(dòng)量計(jì)算部計(jì)算所述第2直線軸的指令值，以使所述轉(zhuǎn)臺(tái)移動(dòng)到在所述加工中使用的刀具僅通過(guò)所述轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)能夠切入到所述工件的旋轉(zhuǎn)中心位置的位置，所述數(shù)值控制裝置通過(guò)所述第2直線軸的指令值來(lái)控制所述工件與所述轉(zhuǎn)臺(tái)的相對(duì)位置。

可以設(shè)為所述機(jī)械具有第2直線軸，其能夠在與所述工件的旋轉(zhuǎn)軸垂直，并且與所述第1直線軸垂直的方向上相對(duì)移動(dòng)所述工件的位置和所述轉(zhuǎn)臺(tái)的位置，由于刀具壽命或切削阻力的變化，通過(guò)所述第2直線軸的移動(dòng)，能夠變更使所述轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)來(lái)把在所述加工中使用的刀具按壓接觸所述工件時(shí)的、所述刀具相對(duì)于所述工件的徑向所成的角度。

根據(jù)本發(fā)明，在帶有能夠安裝1個(gè)以上的刀具的轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械中，能夠去掉x軸的直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而能夠有助于機(jī)械的降低成本、縮小尺寸。

附圖說(shuō)明

圖1是表示由本發(fā)明的數(shù)值控制裝置所控制的、對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件按壓接觸安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的刀具來(lái)進(jìn)行加工的類型的機(jī)械的圖。

圖2是對(duì)于本發(fā)明的數(shù)值控制裝置的基于轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度的對(duì)工件的切入量的控制進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖3是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的功能框圖。

圖4是在圖1的數(shù)值控制裝置上執(zhí)行的處理的流程圖。

圖5是表示在由圖1的數(shù)值控制裝置控制的具備轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械中的加工情況的圖。

圖6是表示具備多個(gè)刀具的轉(zhuǎn)臺(tái)的圖。

圖7是對(duì)于在具備多個(gè)刀具的轉(zhuǎn)臺(tái)中所產(chǎn)生的刀具和工件的干擾進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖8是對(duì)于在使用具備多個(gè)刀具的轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)的刀具更換進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖9a以及圖9b是對(duì)于本發(fā)明的第2實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度θ的值的自動(dòng)變更控制進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖10是在本發(fā)明的第2實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置上執(zhí)行的刀具更換時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)向適合刀具更換的位置的移動(dòng)、轉(zhuǎn)臺(tái)的可旋轉(zhuǎn)角度的切換控制處理、轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度θ的值的自動(dòng)變更控制處理的流程圖。

圖11是表示具備轉(zhuǎn)臺(tái)在y軸方向上直線移動(dòng)的機(jī)構(gòu)的機(jī)械的圖。

圖12是對(duì)于安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的各刀具的刀具刀尖離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離不同的情況進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖13是對(duì)于本發(fā)明的第3實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的即使從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到刀具刀尖的距離不同，也使刀尖通過(guò)工件中心的控制進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖14是表示從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到第1刀具的刀尖的距離r1、從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到第2刀具的刀尖的距離r2以及y軸的移動(dòng)距離y之間的關(guān)系的圖。

圖15是對(duì)于使y軸移動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度θ的值進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖16是對(duì)于本發(fā)明的第3的實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的變更與工件接觸的刀具的傾斜的控制進(jìn)行說(shuō)明的圖。

具體實(shí)施方式

＜第1實(shí)施方式＞

第1實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置，把與工件的旋轉(zhuǎn)軸垂直的第1直線軸方向作為x軸方向，并控制轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)以便實(shí)現(xiàn)所指示的x軸方向的直線切入量。

該數(shù)值控制裝置如圖1以及圖2所示，把對(duì)于旋轉(zhuǎn)的工件w按壓接觸安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)4上的刀具t來(lái)進(jìn)行加工的類型的機(jī)械作為控制對(duì)象。轉(zhuǎn)臺(tái)4能夠進(jìn)行z軸方向的直線移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)角度控制，且不具有z軸方向以外的直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，工件w作為主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。一般的車床具備轉(zhuǎn)臺(tái)在z軸方向以外也能夠進(jìn)行直線移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，但是在本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置所控制的機(jī)械中不需要那樣的機(jī)構(gòu)。

如圖2所示，θ是轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度，把刀具刀尖位于工件w的中心ow時(shí)的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度定義為0。另外，x是從工件中心到刀具刀尖的直線距離，切削時(shí)的工件w的半徑為該距離。通常，在加工程序中以“x10.0”這樣的形式來(lái)指示切削時(shí)的工件的半徑值或直徑值。另外，r是從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到刀具刀尖的距離，是根據(jù)機(jī)械構(gòu)造所決定的固定值。

本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置控制轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ，以使圖2的x的值成為加工程序所指示的x軸直線移動(dòng)的指令值。通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ的控制，為使刀具移動(dòng)到x＝0的位置，如圖2所示，工件w的中心需要位于伴隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的刀具刀尖的移動(dòng)路徑上。

在這樣的機(jī)械構(gòu)造中，x與θ的關(guān)系為如下所示的式(1)。另外，如果對(duì)于θ解出式(1)，則為如下所示的式(2)。

在本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置中，使用該式(2)把關(guān)于x軸的指令值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度的指令值θ。

圖3是本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的功能框圖。

本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置1具備指令分析部10、軸移動(dòng)量計(jì)算部11、插補(bǔ)部12、加減速控制部13以及伺服控制部14。

指令分析部10從未圖示的存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的程序20逐次讀取并分析包含各軸移動(dòng)量指令的程序塊，根據(jù)該分析結(jié)果制作指示各軸移動(dòng)的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)，并把該制作出來(lái)的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)輸出到軸移動(dòng)量計(jì)算部11。

當(dāng)基于從指令分析部10接受的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)的指令為關(guān)于x軸的指令時(shí)，如上所述，軸移動(dòng)量計(jì)算部11使用式(2)把基于該移動(dòng)指令數(shù)據(jù)的關(guān)于x軸的指令值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度的指令值θ，并把轉(zhuǎn)換后的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)輸出到插補(bǔ)部12。例如，當(dāng)指令值的半徑值為5.0[mm]、r為20.0[mm]時(shí)，θ約為7.18[deg]。此外，例如當(dāng)指令值的半徑值為100.0時(shí)等式(2)無(wú)解時(shí)，執(zhí)行發(fā)出報(bào)警等錯(cuò)誤處理。

插補(bǔ)部12根據(jù)由軸移動(dòng)量計(jì)算部11輸出的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)所指示的移動(dòng)指令，生成以插補(bǔ)周期對(duì)指令路徑上的點(diǎn)進(jìn)行插計(jì)算后的數(shù)據(jù)。

加減速控制部13根據(jù)插補(bǔ)部12所輸出的插補(bǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行加減速處理來(lái)計(jì)算每個(gè)插補(bǔ)周期的各驅(qū)動(dòng)軸的速度，把應(yīng)用了該計(jì)算結(jié)果的插補(bǔ)數(shù)據(jù)輸出到伺服控制部14。

然后，伺服控制部14根據(jù)加減速控制部13的輸出，控制成為控制對(duì)象的機(jī)械的各軸的伺服電動(dòng)機(jī)2。

圖4是表示在本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置1上執(zhí)行的處理的流程的流程圖。以下，按照各步驟進(jìn)行說(shuō)明。

[步驟sa01]指令分析部10從未圖示的存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的程序20逐次讀取并分析包含各軸移動(dòng)量指令的程序塊，根據(jù)該分析結(jié)果制作指示各軸的移動(dòng)的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)，并把該制作出的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)輸出到軸移動(dòng)量計(jì)算部11。

[步驟sa02]軸移動(dòng)量計(jì)算部11判定關(guān)于x軸的指令值是指示工件的直徑值還是指示工件的半徑值的指令值。當(dāng)關(guān)于x軸的指令值是指示工件的直徑值的指令值時(shí)，將處理移至步驟sa03，當(dāng)該指令值是指示工件的半徑值的指令值時(shí)，將處理移至步驟sa04。

[步驟sa03]軸移動(dòng)量計(jì)算部11把關(guān)于x軸的指令值設(shè)為1/2，從而轉(zhuǎn)換為半徑值。

[步驟sa04]軸移動(dòng)量計(jì)算部11根據(jù)所指示的關(guān)于x軸的指令值進(jìn)行使用式(2)的運(yùn)算，并判定式(2)是否有解。當(dāng)式(2)有解時(shí)，將處理移至步驟sa05，當(dāng)式(2)無(wú)解時(shí)，將處理移至步驟sa07。

[步驟sa05]軸移動(dòng)量計(jì)算部11根據(jù)所指示的關(guān)于x軸的指令值進(jìn)行使用式(2)的運(yùn)算，并計(jì)算轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ。

[步驟sa06]根據(jù)應(yīng)用了在步驟sa05中軸移動(dòng)量計(jì)算部11計(jì)算出的轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)，在插補(bǔ)部12、加減速部13進(jìn)行插補(bǔ)處理、加減速處理，根據(jù)處理結(jié)果，通過(guò)伺服控制部14進(jìn)行各軸的伺服電動(dòng)機(jī)2的控制，并結(jié)束本處理。

[步驟sa07]軸移動(dòng)量計(jì)算部11把所指示的關(guān)于x軸的指令值無(wú)法轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ的情況通知給操作者，并中斷加工處理。

像這樣，伺服控制部14控制對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)2，使轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ為按照該圖4的流程圖所示的處理所計(jì)算的θ，由此，從工件中心到刀具刀尖的直線距離成為期望的值。如果在從工件中心到刀具刀尖的直線距離為期望的值的狀態(tài)下向z軸方向進(jìn)給轉(zhuǎn)臺(tái)4，則如圖5所示，能夠?qū)崿F(xiàn)期望的切入量的切削。

＜第2實(shí)施方式＞

第2實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置控制在轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝了多個(gè)刀具的機(jī)械。

通常，轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝有多個(gè)刀具，通過(guò)使轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行刀具更換。在本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置中，在刀具更換時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)的可旋轉(zhuǎn)角度的切換控制、向適合刀具更換的位置的轉(zhuǎn)臺(tái)的移動(dòng)、轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度θ的值的自動(dòng)變更控制。此外，本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的功能框圖與圖3示出的第1實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的功能框圖相同。

以下，對(duì)于上述本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置所進(jìn)行的控制的細(xì)節(jié)進(jìn)行敘述。

刀具更換時(shí)的轉(zhuǎn)臺(tái)4的可旋轉(zhuǎn)角度的切換控制是為了確保刀具切換時(shí)的安全性以及能夠執(zhí)行刀具更換動(dòng)作而進(jìn)行的。例如，從轉(zhuǎn)臺(tái)4的正面進(jìn)行觀察時(shí)的圖如圖6所示，假定轉(zhuǎn)臺(tái)4上安裝有4個(gè)刀具(第1刀具t1、第2刀具t2、第3刀具t3、第4刀具t4)。

這種情況下，例如，如圖7所示，在使用第1刀具t1的加工中，為了使第1刀具t1從工件w離開而使轉(zhuǎn)臺(tái)4旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果旋轉(zhuǎn)角度過(guò)大，則第2刀具t2可能干擾工件w。

因此，在進(jìn)行切削動(dòng)作時(shí)，限制轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ在安全范圍內(nèi)來(lái)控制轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ的安全范圍是根據(jù)機(jī)械構(gòu)造針對(duì)每個(gè)刀具來(lái)決定的，因此針對(duì)各個(gè)刀具預(yù)先用參數(shù)設(shè)定限制的范圍。另外，如果超出所設(shè)定的范圍則發(fā)出報(bào)警。

另一方面，如圖8所示，通常刀具更換是使轉(zhuǎn)臺(tái)4從工件w離開后執(zhí)行的，因此無(wú)論轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度如何，工件w和刀具t都沒有干擾。如果限制轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ，則不能進(jìn)行刀具更換動(dòng)作，因此刀具更換動(dòng)作時(shí)，不限制轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

另外，轉(zhuǎn)臺(tái)4向適于刀具更換的位置的移動(dòng)是為了提高刀具更換動(dòng)作時(shí)的安全性或減少操作者的負(fù)擔(dān)而進(jìn)行的。指示了刀具更換時(shí)，通過(guò)自動(dòng)地如圖8那樣使工件w和刀具t1、t2在z軸方向上向遠(yuǎn)離的位置移動(dòng)，即使操作者不進(jìn)行向z軸方向的移動(dòng)指示，也在安全位置執(zhí)行刀具更換。這通過(guò)預(yù)先根據(jù)參數(shù)設(shè)定適合刀具更換的位置的z軸坐標(biāo)，在指示刀具更換時(shí)向該位置自動(dòng)移動(dòng)而能夠?qū)崿F(xiàn)。

另外，為了減輕操作者的負(fù)擔(dān)，進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ的值的自動(dòng)變更控制。例如在選擇第1刀具t1的過(guò)程中，如圖9a所示，設(shè)定θ值為45°。另外設(shè)定第1刀具t1與第2刀具t2的刀尖位置的角度差為90°。為了在該狀態(tài)下從第1刀具t1更換為第2刀具t2，若使轉(zhuǎn)臺(tái)4旋轉(zhuǎn)-90°，則如圖9b所示，當(dāng)使θ維持第1刀具t1的角度時(shí)，旋轉(zhuǎn)后的θ值為-45°。但是，由于在刀具更換后使用第2刀具t2進(jìn)行切削，因此需要變更θ值以使θ為第2刀具t2的角度。為了把θ從第1刀具t1的角度變更到第2刀具t2的角度，從第1刀具t1的角度加上90°(第1刀具t1與第2刀具t2的角度差)。在圖9a、圖9b的例子中，變更前的第1刀具t1的角度是θ＝-45°，如果加上90°則變更后是θ＝45°，θ變?yōu)榈?刀具t2的角度。通過(guò)參數(shù)預(yù)先設(shè)定各刀具的角度差。刀具更換時(shí)自動(dòng)地從參數(shù)讀取各刀具的角度差，通過(guò)把該讀取出的值(差)設(shè)為θ值，操作者不需要親自進(jìn)行變更θ值的指示，從而減輕負(fù)擔(dān)。

圖10是表示在刀具更換時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的可旋轉(zhuǎn)角度的切換控制和轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度θ值的自動(dòng)變更控制中在數(shù)值控制裝置1上執(zhí)行的處理的流程的流程圖。以下，按照各步驟進(jìn)行說(shuō)明。

[步驟sb01]指令分析部10如果從程序20讀取刀具更換指令，則讀取參數(shù)中設(shè)定的適于刀具更換的z軸方向的位置，并制作向該位置的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)。伺服控制部14控制向z軸方向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)4的伺服電動(dòng)機(jī)2，向適合刀具更換的位置移動(dòng)。

[步驟sb02]指令分析部10如果從程序20讀取刀具更換指令，則禁用限制以使此前僅以一定角度范圍進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)4能夠自由地進(jìn)行360°動(dòng)作。由此能夠?qū)崿F(xiàn)刀具更換動(dòng)作。

[步驟sb03]伺服控制部14根據(jù)指令分析部10所制作的刀具更換所涉及的移動(dòng)指令數(shù)據(jù)，控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)4的伺服電動(dòng)機(jī)2來(lái)執(zhí)行刀具更換。

[步驟sb04]取得刀具更換前和刀具更換后的刀具編號(hào)。在每次刀具更換時(shí)把當(dāng)前的選擇刀具編號(hào)保存到存儲(chǔ)器中，刀具更換前的刀具編號(hào)從該存儲(chǔ)器取得。另外，通常的刀具選擇指令為例如t0001那樣包含刀具編號(hào)的形式，因此刀具更換后的刀具編號(hào)能夠從指令值取得。

[步驟sb05]根據(jù)在步驟sb04取得的刀具更換前和刀具更換后的刀具編號(hào)，取得刀具變更前的刀具與刀具變更后的刀具的角度差。各刀具的角度差預(yù)先通過(guò)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，使用在步驟sb04取得的更換前后的刀具編號(hào)，從參數(shù)設(shè)定值取得刀具更換前后的角度差。

[步驟sb06]把在步驟sb05取得的刀具的角度差加到當(dāng)前的轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ中，將該值設(shè)為新的轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ。由此，轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度θ從刀具更換前的刀具的角度值變更為刀具更換后的刀具的角度值。

[步驟sb07]從參數(shù)設(shè)定值取得更換后的刀具的可移動(dòng)角度的范圍。然后，通過(guò)在取得的角度范圍內(nèi)使轉(zhuǎn)臺(tái)4的旋轉(zhuǎn)角度的限制有效，使轉(zhuǎn)臺(tái)4在安全范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

＜第3實(shí)施方式＞

在上述所述第1、2實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)臺(tái)4是以只能在z軸方向上進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械為對(duì)象，但是如果如圖11那樣，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)4能夠附加在與z軸方向垂直的y軸方向上直線移動(dòng)的機(jī)構(gòu)時(shí)，即使從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到刀具刀尖的距離不同，該刀具刀尖也能夠穿過(guò)工件中心ow，另外，能夠變更與工件w接觸的刀具的傾斜。此外，本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的功能框圖與圖3示出的第1實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的功能框圖相同。

以下，對(duì)上述本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置所進(jìn)行的控制的細(xì)節(jié)進(jìn)行敘述。

即使從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到刀具刀尖的距離不同，也使刀具刀尖通過(guò)工件中心的控制如圖12所示，是為了應(yīng)對(duì)各刀具(第1刀具t1、第2刀具t2)距轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離不同的情況而進(jìn)行的控制。在圖12中，第2刀具t2比第1刀具t1距轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離更長(zhǎng)。在該狀態(tài)中，伴隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第1刀具t1的刀尖的移動(dòng)路徑穿過(guò)工件中心，但第2刀具t2的刀尖的移動(dòng)路徑不穿過(guò)工件中心。

但是，像在第1實(shí)施方式中所述的那樣，為了能夠切入到工件中心，工件中心需要位于伴隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的刀具刀尖的移動(dòng)路徑上。因此，在更換為第2刀具t2時(shí)，使轉(zhuǎn)臺(tái)4向與z軸方向垂直的y軸方向移動(dòng)，如圖13所示，使工件中心位于伴隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的刀具刀尖的移動(dòng)路徑上。

關(guān)于為了設(shè)為圖13的位置關(guān)系要使轉(zhuǎn)臺(tái)4向y軸方向移動(dòng)多少方可，由于從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到第1刀具t1的刀尖的距離r1與從轉(zhuǎn)臺(tái)中心到第2刀具t2的刀尖的距離r2以及y軸的移動(dòng)距離y的關(guān)系為圖14所示的那樣，因此通過(guò)下面的式(3)得到。

在從第1刀具t1更換到第2刀具t2時(shí)，如果使y軸移動(dòng)通過(guò)該式計(jì)算出的移動(dòng)量，則工件w的中心位于伴隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的刀具刀尖的移動(dòng)路徑上。

另外，在使y軸移動(dòng)時(shí)，在使用在第1實(shí)施方式中所示的式(1)以及式(2)時(shí)，需要變更θ值以使θ值與圖15所示的角度一致。該變更能夠通過(guò)接下來(lái)所示的式(4)來(lái)計(jì)算。

在這里，θorg是轉(zhuǎn)臺(tái)4向y軸方向移動(dòng)前的θ值。在轉(zhuǎn)臺(tái)4向y軸方向移動(dòng)時(shí)，通過(guò)按照該式(4)變更θ值，θ值與圖15所示的角度一致。

另一方面，對(duì)于變更與工件w接觸的刀具的傾斜的控制，通過(guò)如圖16那樣轉(zhuǎn)臺(tái)的y軸方向的移動(dòng)，使工件中心從伴隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的刀具刀尖的移動(dòng)路徑上離開。由此，工件的徑向與刀具的方向所成的角度(圖16的φa、φb)發(fā)生變化，其結(jié)果，刀具與工件的接觸方式也能夠改變。

工件的徑向與刀具的方向所成的角度與刀具壽命、切削阻力有關(guān)，因此通過(guò)變更該角度有可能延長(zhǎng)刀具壽命。

如圖16那樣，如果把轉(zhuǎn)臺(tái)向y軸方向移動(dòng)后的從工件中心到刀具刀尖的距離定義為變量x，把y軸方向的轉(zhuǎn)臺(tái)的移動(dòng)距離定義為y，把轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度定義為θ，則對(duì)于各變量以下式(5)所示的關(guān)系成立。

在這里，操作者通過(guò)加工程序指定y軸的移動(dòng)量。在轉(zhuǎn)臺(tái)向y軸方向移動(dòng)后的狀態(tài)下，通過(guò)加工程序指示了x的值時(shí)，按照該式計(jì)算θ，如果把轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度控制為θ，則從工件中心到刀具刀尖的距離與指令值相同。

應(yīng)用該方法時(shí)，由于在伴隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的刀具刀尖的移動(dòng)路徑上沒有工件中心，因此不能切入到工件的中心，能夠加工的范圍有限。如果指示了不可實(shí)現(xiàn)的x的值時(shí)，進(jìn)行發(fā)出報(bào)警等的錯(cuò)誤處理。

以上，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠通過(guò)增加適當(dāng)?shù)淖兏远喾N方式實(shí)施。例如，上述是以轉(zhuǎn)臺(tái)向z軸方向進(jìn)行動(dòng)作為例，但是在自動(dòng)車床那樣工件在z軸方向動(dòng)作，轉(zhuǎn)臺(tái)不在z軸方向動(dòng)作時(shí)也能夠?qū)嵤?/p>