本發(fā)明涉及一種數(shù)值控制裝置，特別涉及一種具有在旋刮加工中錐形加工的錐角修正功能的數(shù)值控制裝置。

背景技術(shù)：

旋刮加工是指在使用車(chē)刀切削工件時(shí)通過(guò)將車(chē)刀送到工件的切線(xiàn)方向來(lái)切削工件的方法(jis標(biāo)準(zhǔn)b01060.209)。在車(chē)床的旋刮加工中，使用具備在yz平面中相對(duì)工件的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)傾斜配置的直線(xiàn)刀刃的工具，一邊移動(dòng)z軸和y軸一邊進(jìn)行加工(例如，參照日本特表2003-516868號(hào)公報(bào)(與wo01/043902號(hào)對(duì)應(yīng)))。

在車(chē)床的旋刮加工中，在進(jìn)行了錐形加工時(shí)，如圖7a及圖7b所示，如果設(shè)為隨著z軸以及y軸的移動(dòng)同時(shí)進(jìn)給x軸而傾斜的指令，則能夠進(jìn)行錐形形狀的加工。

但是，在車(chē)床的旋刮加工中，在切削開(kāi)始時(shí)和結(jié)束時(shí)與工件3接觸的直線(xiàn)刀刃41的位置(切削點(diǎn)5)發(fā)生變化，因此如圖8所示，切削路徑中的z軸移動(dòng)量變得比通過(guò)程序指令進(jìn)行指令的工具4的z軸移動(dòng)量要大(另外，圖8為了容易觀察，將x軸方向的比例尺放大描繪)。因此，在根據(jù)由程序指令進(jìn)行指令的z軸移動(dòng)量簡(jiǎn)單地決定由程序指令進(jìn)行指令的x軸移動(dòng)量時(shí)，會(huì)有實(shí)際切削路徑的錐角θr與由程序指令進(jìn)行指令的x軸移動(dòng)量和z軸的移動(dòng)量而決定的錐角θcmd不一致的問(wèn)題。

另外，如圖9a以及圖9b所示，當(dāng)工具4由于安裝誤差等而傾斜時(shí)，在切削開(kāi)始時(shí)和切削結(jié)束時(shí)切削點(diǎn)5的x軸坐標(biāo)上的位置發(fā)生變化。因此，會(huì)有以下問(wèn)題，即除了基于由上述程序指令進(jìn)行指令的z軸移動(dòng)量和切削路徑的z軸移動(dòng)量之間的差異的錐角的變化，加工后的錐角角度也會(huì)由于在切削開(kāi)始時(shí)和切削結(jié)束時(shí)的切削點(diǎn)5的x軸坐標(biāo)上的位置變化而發(fā)生變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)值控制裝置，進(jìn)行控制使得在使用了車(chē)床的旋刮加工中的錐形加工進(jìn)行指令的錐角角度與實(shí)際加工的錐角角度一致。

本發(fā)明的數(shù)值控制裝置具備以下功能，即在使用了車(chē)床的旋刮加工中進(jìn)行錐形加工時(shí)，即使在切削開(kāi)始時(shí)和切削結(jié)束時(shí)直線(xiàn)刀刃與工件接觸的切削點(diǎn)的位置發(fā)生變化，也修正工具路徑使得成為所指令的錐角角度，并且修正由于工具的傾斜造成的x軸方向的偏離。

本發(fā)明的數(shù)值控制裝置構(gòu)成為，按照程序控制進(jìn)行使工件和工具在第一軸的軸方向、第二軸的軸方向、與上述第一軸以及上述第二軸這兩個(gè)軸正交的第三軸的軸方向相對(duì)移動(dòng)而進(jìn)行切削加工的旋刮加工的機(jī)械，上述工件以上述第一軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、上述工具具備與包括上述第一軸和與上述第一軸正交的第二軸的平面大致平行且相對(duì)于上述第一軸具有傾角的直線(xiàn)刀刃。該數(shù)值控制裝置具備：工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)工具數(shù)據(jù)，該工具數(shù)據(jù)至少包括上述直線(xiàn)刀刃相對(duì)于上述第一軸的上述傾角的信息以及上述直線(xiàn)刀刃的長(zhǎng)度信息；指令程序塊解析部，其從上述程序中讀出指令程序塊并進(jìn)行解析，生成表示由上述指令程序塊所指令的上述工具的各軸的移動(dòng)量的指令數(shù)據(jù)后進(jìn)行輸出；工具移動(dòng)量修正部，其在上述指令程序塊是指令以上述工件的加工面相對(duì)于上述第一軸在包括上述第一軸和上述第三軸的平面上取兩者所成的角度即錐角的方式進(jìn)行加工的錐形加工的指令程序塊的情況下，至少根據(jù)存儲(chǔ)在上述工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的工具數(shù)據(jù)，計(jì)算出用于修正上述移動(dòng)量的修正量使得實(shí)際加工的錐角與由上述指令程序塊進(jìn)行指令的錐角一致，并且輸出根據(jù)上述修正量對(duì)上述指令程序塊解析部所輸出的上述指令數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后的修正后指令數(shù)據(jù)；以及插補(bǔ)部，其根據(jù)上述指令數(shù)據(jù)或上述修正后指令數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行插補(bǔ)處理，生成每個(gè)插補(bǔ)周期的插補(bǔ)數(shù)據(jù)后進(jìn)行輸出。

上述修正量也可以根據(jù)指令上述錐形加工的程序塊中的上述工具的上述第一軸的軸方向的移動(dòng)量、上述工具的上述第三軸的軸方向移動(dòng)量以及上述工具數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算。

上述工具數(shù)據(jù)也可以包括與上述直線(xiàn)刀刃相對(duì)于包括上述第一軸和上述第二軸的平面的傾角相關(guān)的信息。

根據(jù)本發(fā)明，在使用了車(chē)床的旋刮加工中進(jìn)行錐形加工時(shí)，即使在切削開(kāi)始時(shí)和結(jié)束時(shí)直線(xiàn)刀刃與工件進(jìn)行接觸的位置發(fā)生變化，也能夠按照所指令的錐角角度進(jìn)行加工。另外，也能夠消除由于工具的傾斜造成的x軸方向的偏離。根據(jù)上述在車(chē)床的旋刮加工中能夠準(zhǔn)確地加工錐形。

附圖說(shuō)明

圖1a以及圖1b是說(shuō)明本發(fā)明的程序指令的工具路徑的修正方法的圖。

圖2是說(shuō)明檢測(cè)工具的傾角的方法的圖。

圖3a以及圖3b是說(shuō)明修正量xofs1的計(jì)算方法的圖。

圖4a以及圖4b是說(shuō)明修正量xofs2的計(jì)算方法的圖。

圖5是在本發(fā)明的數(shù)值控制裝置上所執(zhí)行的使用了車(chē)床的旋刮加工中進(jìn)行錐形加工時(shí)的1個(gè)指令程序塊的執(zhí)行處理的流程圖。

圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的概略功能框圖。

圖7a以及圖7b是說(shuō)明使用了車(chē)床的旋刮加工中的錐形加工的圖。

圖8是說(shuō)明在旋刮加工的錐形加工中的錐角變化的圖。

圖9a以及圖9b是說(shuō)明基于工具的傾斜誤差的錐角變化的圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的數(shù)值控制裝置，在使用了車(chē)床的旋刮加工中進(jìn)行錐形加工時(shí)，計(jì)算修正量，該修正量用于修正由于通過(guò)程序指令進(jìn)行指令的指令距離與實(shí)際通過(guò)工具進(jìn)行加工的切削距離之間的偏離而產(chǎn)生的錐角的偏離。

圖1a以及圖1b是說(shuō)明關(guān)于修正本發(fā)明數(shù)值控制裝置的程序指令的工具路徑的圖。另外，圖1a以及圖1b為了容易觀察，放大描繪x軸方向的比例尺。

如圖8所示，在使用了車(chē)床的旋刮加工中的錐形加工中，實(shí)際的切削路徑的z軸移動(dòng)量比程序指令所指令的z軸移動(dòng)量要長(zhǎng)，由通過(guò)程序指令進(jìn)行指令的x軸移動(dòng)量和z軸移動(dòng)量決定的錐角θcmd與實(shí)際的切削路徑的錐角θr變得不一致，因此如圖1b所示，求出用于修正程序指令進(jìn)行指令的x軸移動(dòng)量的修正量xofs1使得實(shí)際切削路徑的錐角θr與錐角θcmd一致(θr＝θcmd＝θrofs1)。

另外，如圖2所示，在開(kāi)始使用了車(chē)床的旋刮加工中的錐形加工之前，使用接觸式探針等傳感器6來(lái)測(cè)量工具4的傾角，根據(jù)測(cè)量到的工具4的傾角來(lái)求出x方向的偏離的修正量xofs2。

然后，通過(guò)加上修正量xofs1并減去修正量xofs2來(lái)修正工具4的移動(dòng)路徑。

〈修正量xofs1的計(jì)算方法〉

圖3a以及圖3b是說(shuō)明修正量xofs1的計(jì)算方法的圖。另外，圖3a以及圖3b為了容易觀察而放大描繪x軸方向的比例尺。

在本發(fā)明的數(shù)值控制裝置中，在使用了車(chē)床的旋刮加工中進(jìn)行錐形加工之前，預(yù)先測(cè)量y軸方向的工具4的傾角α和工具的刀尖長(zhǎng)度l。并且，為了成為所指令的錐形量，使用以下的公式(1)根據(jù)程序指令的x軸移動(dòng)量xcmd和z軸移動(dòng)量zcmd來(lái)計(jì)算x軸的修正移動(dòng)量xofs1。

xofs1＝zofs×tanθcmd

＝zofs×(xcmd/zcmd)

＝(l×cosα)×(xcmd/zcmd)

xofs1：為了成為所指令的錐形量的x軸修正移動(dòng)量

zofs：伴隨y軸移動(dòng)的z軸分量的移動(dòng)量

θcmd：x軸方向的程序指令的工具路徑的傾角

xcmd：程序指令的x軸移動(dòng)量

zcmd：程序指令的z軸移動(dòng)量

l：工具的刀尖長(zhǎng)度

α：y軸方向的工具傾角……(1)

另外，在選擇了旋刮工具的切削進(jìn)給的加工程序塊中，根據(jù)由程序指令求出的x軸的修正移動(dòng)量xofs1來(lái)生成x軸的修正脈沖，將x軸的修正脈沖與切削進(jìn)給的加工程序塊的x軸指令脈沖相加后輸出。通過(guò)與指令脈沖相加的該x軸修正脈沖，能夠準(zhǔn)確地加工錐形。

〈修正量xofs2的計(jì)算方法〉

圖4a以及圖4b是說(shuō)明修正量xofs2的計(jì)算方法的圖。另外，圖4a以及圖4b為了容易觀察而放大描繪x軸方向的比例尺。

在本發(fā)明的數(shù)值控制裝置中，在使用了車(chē)床的旋刮加工中進(jìn)行錐形加工之前，使用接觸式探針等傳感器6(參照?qǐng)D2)來(lái)預(yù)先測(cè)量工具4的切削結(jié)束點(diǎn)相對(duì)于開(kāi)始點(diǎn)向x軸方向的傾斜誤差err(＝xofs2)。并且，將通過(guò)該測(cè)量得到的向x軸方向的傾斜誤差err(＝xofs2)存儲(chǔ)在數(shù)值控制裝置的存儲(chǔ)器中。

另外，在選擇了旋刮工具的切削進(jìn)給的加工程序中，計(jì)算從由程序指令求出的x軸的修正移動(dòng)量xofs1減去根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)值控制裝置的存儲(chǔ)器中的傾斜誤差err而計(jì)算出的修正量xofs2而得到的合成修正量，根據(jù)該計(jì)算出的合成修正量來(lái)生成x軸的修正脈沖，將該生成的修正脈沖與切削進(jìn)給的加工程序塊的x軸指令脈沖相加后輸出。通過(guò)與該指令脈沖相加的該x軸的修正脈沖，在旋刮加工中，即使是有工具4的直線(xiàn)刀刃41向x軸方向傾斜的情況下，也能夠準(zhǔn)確地加工錐形。

圖5是在本發(fā)明的數(shù)值控制裝置上所執(zhí)行的使用了車(chē)床的旋刮加工中進(jìn)行錐形加工時(shí)的1個(gè)指令程序塊的執(zhí)行處理的流程圖。

[步驟sa01]數(shù)值控制裝置讀出指令程序塊。

[步驟sa02]數(shù)值控制裝置開(kāi)始在步驟sa01讀出的指令程序塊的執(zhí)行。

[步驟sa03]數(shù)值控制裝置判定開(kāi)始該執(zhí)行的指令程序塊是否是旋刮加工指令的程序塊。當(dāng)是旋刮加工指令的程序塊時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟sa05，否則，處理轉(zhuǎn)到步驟sa04。

[步驟sa04]數(shù)值控制裝置根據(jù)工具的移動(dòng)將根據(jù)在步驟sa02開(kāi)始了執(zhí)行的指令程序塊計(jì)算出的指令脈沖輸出給電動(dòng)機(jī)。

[步驟sa05]數(shù)值控制裝置判定工具的當(dāng)前位置是否位于從切削開(kāi)始點(diǎn)到切削結(jié)束點(diǎn)之間。當(dāng)工具的當(dāng)前位置位于從切削開(kāi)始點(diǎn)到切削結(jié)束點(diǎn)之間時(shí)將處理轉(zhuǎn)到步驟sa06，否則將處理轉(zhuǎn)到步驟sa04。

[步驟sa06]數(shù)值控制裝置通過(guò)上述計(jì)算方法計(jì)算修正量xofs1和修正量xofs2，并根據(jù)計(jì)算出的修正量來(lái)計(jì)算合成修正脈沖。

[步驟sa07]數(shù)值控制裝置根據(jù)工具的移動(dòng)將根據(jù)在步驟sa02開(kāi)始了執(zhí)行的指令程序塊計(jì)算出的指令脈沖與在步驟sa06計(jì)算出的修正脈沖輸出給電動(dòng)機(jī)。

[步驟sa08]數(shù)值控制裝置判定指令程序塊的執(zhí)行是否結(jié)束。當(dāng)指令程序塊的執(zhí)行結(jié)束時(shí)結(jié)束本處理，當(dāng)指令程序塊的執(zhí)行還沒(méi)有結(jié)束時(shí)將處理轉(zhuǎn)到步驟sa05。

圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置的概略功能框圖。

本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置1具備指令程序塊解析部10、工具移動(dòng)量修正部11、插補(bǔ)部12、伺服控制部13以及工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14。

指令程序塊解析部10從程序依次讀出指令程序塊并進(jìn)行解析。解析的結(jié)果，當(dāng)該指令程序塊是旋刮加工指令的程序塊時(shí)，指令工具移動(dòng)量修正部11修正通過(guò)該指令程序塊進(jìn)行指令的工具移動(dòng)量，另一方面，當(dāng)該指令程序塊是旋刮加工指令以外的指令程序塊時(shí)，指令插補(bǔ)部12進(jìn)行基于通過(guò)該指令程序塊進(jìn)行指令的工具移動(dòng)量的插補(bǔ)處理。

工具移動(dòng)量修正部11接收來(lái)自指令程序塊解析部10的指令，通過(guò)上述的計(jì)算方法計(jì)算修正量xofs1。工具移動(dòng)量修正部11在計(jì)算修正量xofs1時(shí)，使用預(yù)先存儲(chǔ)在工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14中的y軸方向的工具傾角α和工具的刀尖長(zhǎng)度l的數(shù)據(jù)。在工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以使用未圖示的輸入單元等輸入操作員測(cè)量到的值并進(jìn)行存儲(chǔ)，也可以輸入使用傳感器等測(cè)量到的值并進(jìn)行存儲(chǔ)。

當(dāng)在工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14中存儲(chǔ)有切削結(jié)束點(diǎn)相對(duì)于工具的切削開(kāi)始點(diǎn)向x軸方向的傾斜誤差err時(shí)，工具移動(dòng)量修正部11還根據(jù)該傾斜誤差e計(jì)算修正量xofs2，并通過(guò)從修正量xofs1減去該計(jì)算出的修正量xofs2來(lái)計(jì)算合成修正量。

然后，工具移動(dòng)量修正部11針對(duì)通過(guò)指令程序塊解析部10所解析的指令程序塊進(jìn)行指令的工具移動(dòng)量進(jìn)行基于上述修正量的修正，指示插補(bǔ)部12進(jìn)行基于修正后的工具移動(dòng)量的插補(bǔ)處理。

插補(bǔ)部12根據(jù)來(lái)自指令程序塊解析部10或工具移動(dòng)量修正部11的指令，生成在插補(bǔ)周期對(duì)通過(guò)指令程序塊進(jìn)行指令的指令路徑上的點(diǎn)進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算而得的插補(bǔ)數(shù)據(jù)，將該生成的插補(bǔ)數(shù)據(jù)輸出給伺服控制部13。

伺服控制部13根據(jù)從插補(bǔ)部12輸入的插補(bǔ)數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械所具備的各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)2，使工件與工具相對(duì)地移動(dòng)。

目前，在進(jìn)行旋刮加工時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)旋刮加工而進(jìn)行nc程序指令。對(duì)此，當(dāng)是本發(fā)明的旋刮加工指令時(shí)，如圖6的粗線(xiàn)箭頭的指示所示，在指令程序塊解析部10中判定旋刮指令的執(zhí)行，在工具移動(dòng)修正部11根據(jù)事先測(cè)量到的工具的直線(xiàn)刀刃的x軸方向和y軸方向的傾角、刀尖長(zhǎng)度和所指令的移動(dòng)量來(lái)運(yùn)算修正脈沖，將運(yùn)算出的修正脈沖輸出給插補(bǔ)部12。另外，本發(fā)明的工具移動(dòng)量修正部11也可以作為指令程序塊解析部的輔助功能單元進(jìn)行安裝。

以上，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式的例子，而能夠通過(guò)增加適當(dāng)?shù)淖兏愿鞣N方式來(lái)實(shí)施。