[发明专利]五轴加工数值控制系统及其数值控制方法

权利要求书

1.一种五轴加工数值控制系统，包括数值控制装置及加工装置，所述数值控制装置电性连接于所述加工装置，所述加工装置具有刀具、三个几何轴及两个旋转轴，所述刀具电性连接于所述几何轴与所述旋转轴，所述几何轴带动所述刀具的移动且所述旋转轴带动所述刀具的转动，其特征在于:所述数值控制装置包括:

用户界面，其接收包含有多个加工数据点的加工程序，每一个所述加工数据点包含多个旋转轴命令与多个几何轴命令，所述加工数据点形成第一曲线，所述用户界面输出所述加工数据点与所述第一曲线；

运算单元，其电性连接于所述用户界面，且接收所述用户界面所输出的所述加工数据点与所述第一曲线，并依据每一个所述加工数据点的所述旋转轴命令决定刀具矢量，并计算垂直于所有相邻两个的所述刀具矢量的法矢量，并判断所述法矢量之间的夹角是否大于默认值，再根据所述几何轴命令的移动量线性比例地调整所述旋转轴命令，并将所述加工数据点的所述几何轴命令嵌合为第二曲线，将位于所述第一曲线的所述加工数据点以垂直投影的方式找出位于所述第二曲线的多个对应点，计算所述对应点的起始点至每一个其他所述对应点的曲线长度，以及第一旋转轴命令与第二旋转轴命令，并形成多个新加工数据点，每一个所述新加工数据点位于所述第二曲线上，每一个所述新加工数据点包含所述曲线长度与所述第一旋转轴命令及所述第二旋转轴命令，每一个所述新加工数据点的所述曲线长度与所述第一旋转轴命令形成第一矢量点，每一个所述新加工数据点的所述曲线长度与所述第二旋转轴命令形成第二矢量点，所述第一矢量点形成第三曲线，所述第二矢量点形成第四曲线，利用所述第二曲线、所述第三曲线及所述第四曲线插值计算出多个新旋转轴命令与多个新几何轴命令，所述运算单元输出所述新旋转轴命令与所述新几何轴命令；及

控制模块，电性连接至所述运算单元，且接收所述运算单元输出的所述新旋转轴命令与所述新几何轴命令，所述控制模块用以控制所述旋转轴带动所述刀具的旋转及所述几何轴带动所述刀具的移动。

2.如权利要求1所述的五轴加工数值控制系统，其特征在于，所述运算单元包括:

计算模块，电性连接于所述用户界面，且接收所述用户界面所输出的所述加工数据点与所述第一曲线，并决定所述刀具矢量，以及计算垂直于所有相邻两个所述刀具矢量的所述法矢量，并输出所述加工数据点、所述法矢量及所述第一曲线，所述计算模块更计算所述对应点的所述起始点至每一个其他所述对应点的所述曲线长度，以及第一旋转轴命令与第二旋转轴命令，并形成位于所述第二曲线上的多个新加工数据点，以及将每一个所述新加工数据点的所述曲线长度与所述第一旋转轴命令形成所述第一矢量点，将每一个所述新加工数据点的所述曲线长度与所述第二旋转轴命令形成所述第二矢量点，所述计算模块输出所述第二曲线、所述第一矢量点及所述第二矢量点；

判断模块，电性连接于所述计算模块，且接收自所述计算模块输出的所述法矢量与所述加工数据点，并判断所述法矢量之间的夹角是否大于所述默认值，输出所述加工数据点；

调整模块，电性连接于所述判断模块，且接收所述加工数据点，根据所述几何轴命令的所述移动量线性比例地调整所述加工数据点的所述旋转轴命令，并输出经调整后的所述加工数据点；

嵌合模块，电性连接于所述调整模块与所述计算模块，且接收经调整后的所述加工数据点及自所述计算模块输出的所述第一曲线，将每一个所述加工数据点嵌合为所述第二曲线，将位于所述第一曲线的所述加工数据点以垂直投影的方式找出位于所述第二曲线的所述对应点，将所述对应点与所述第二曲线输出至所述计算模块，并接收自所述计算模块输出的所述第二曲线、所述第一矢量点及所述第二矢量点，并将所述第一矢量点与所述第二矢量点分别形成所述第三曲线与所述第四曲线，并输出所述第二曲线、所述第三曲线及所述第四曲线；及

插值计算模块，电性连接至所述嵌合模块与所述控制模块，接收自所述嵌合模块输出的所述第二曲线、所述第三曲线及所述第四曲线，并利用所述第二曲线、所述第三曲线及所述第四曲线插值计算出所述新旋转轴命令与所述新几何轴命令，输出所述新旋转轴命令与所述新几何轴命令至所述控制模块。

3.如权利要求1或2所述的五轴加工数值控制系统，其特征在于，将每一个所述加工数据点嵌合为所述第二曲线、所述第三曲线及所述第四曲线的方式为优化算法。

4.如权利要求3所述的五轴加工数值控制系统，其特征在于，所述优化算法为最小平方误差算法、最小曲率算法及最小误差算法其中之一。