[发明专利]五轴加工数值控制系统及其数值控制方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种数值控制系统及其数值控制方法，特别是有关于一种五轴加工数值控制系统与其数值控制方法。

背景技术

近年来，随着制造技术的加工水平日渐升高，汽车业、半导体制造工业、电子工业，航天工业和各类模具制造业等，因应产品美观与功能需求的连续曲面造型日益普遍，产品外型也日趋复杂化与多样化，因此，在精度、效率、复杂曲面的加工需求下，具有高效率、高加工精度与高表面加工质量的五轴加工技术显得日益重要。

五轴加工切削方式可分为端铣与侧铣两种，端铣是利用刀具的刀尖进行材料移除，侧铣则是利用刀具的刀刃进行材料移除，而目前五轴加工技术为根据原始加工几何形状透过五轴加工路径规划方法所规划出来的刀具姿态与加工路径，故其加工质量取决于五轴加工路径的规划方法，当规划方法不恰当的时候，加工质量随之下降。

另一方面，根据加工产品的几何形状选择适当的路径规划方法难度相当高，通常以既有方式加工后的成品，其成品外观常呈锯齿状或是凹凸不平，即非平滑面，然五轴加工的加工程序数据量庞大，修正加工程序需耗费大量时间，并且修正加工程序的好坏取决于用戶的经验与技术，而使得五轴加工程序的使用门坎高，故如何将用户所规划的五轴加工路径的加工程序达到加工路径平滑化、降低用户修正加工程序所需耗费的时间及降低五轴加工程序的使用门坎以提升加工质量，为目前所需解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术所述的问题，本发明的主要目的在于提供一种五轴加工数值控制系统，藉由五轴加工数值控制系统的运算单元，可将用户所规划的五轴加工路径的加工程序达到加工路径平滑化，并且用户无须将加工程序大幅修改，也无须将加工程序中大量的数据逐一检查异常处，以达到降低用户修正加工程序所需耗费的时间、降低五轴加工程序的使用门坎及提升加工品质的目的。

根据上述目的，本发明主要目的在于提供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，数值控制装置电性连接于加工装置，加工装置具有刀具、三个几何轴及两个旋转轴，刀具电性连接于几何轴与旋转轴，刀具于几何轴上移动且于旋转轴上转动，其特征在于: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，每一个加工数据点包含多个旋转轴命令与多个几何轴命令，加工数据点形成第一曲线，用户界面输出加工数据点与第一曲线；运算单元，电性连接于用户界面，且接收用户界面所输出的加工数据点与第一曲线，并依据每一个加工数据点的旋转轴命令决定刀具矢量，并计算垂直于所有相邻两个刀具矢量的法矢量，并判断法矢量之间的夹角是否大于默认值，再根据几何轴命令的移动量线性比例地调整旋转轴命令，并将加工数据点的几何轴命令嵌合为第二曲线，将位于第一曲线的加工数据点以垂直投影的方式找出位于第二曲线的多个对应点，计算对应点的起始点至每一个其他对应点的曲线长度、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，每一个新加工数据点位于第二曲线上，每一个新加工数据点包含曲线长度与第一及第二旋转轴命令，每一个新加工数据点的曲线长度与第一旋转轴命令形成第一矢量点，每一个新加工数据点的曲线长度与第二旋转轴命令形成第二矢量点，第一矢量点形成第三曲线，第二矢量点形成第四曲线，利用第二曲线、第三曲线及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，运算单元输出新旋转轴命令与新几何轴命令；及控制模块，电性连接至运算单元，且接收运算单元输出的新旋转轴命令与新几何轴命令，用以控制旋转轴带动刀具的旋转及几何轴带动刀具的移动。