[发明专利]能够输入相对于工件的相对工具方向的数值控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对至少具有3个直线轴和2个旋转轴的5轴加工机进行控制的数值控制装置。特别涉及可以对旋转轴位置相加基于手动(如手动手柄进给，点动进给)指令的直线轴移动量或旋转轴移动量的数值控制装置。

背景技术

日本特开昭57-75309号公报中公开了以下技术：相对于基于手动指令的2个旋转轴的动作，使X、Y、Z轴3个直线轴动作，以便维持工具前端点和工件(被加工物)的相对位置关系。该技术一般被称为5轴加工机中的三维手动进给。这样的三维手动进给中，手动输入实际的旋转轴位置，工作台方向以及工具轴方向由旋转轴的终点位置表示。

为了实现操作者所期待的相对于工件的工具方向，需要根据旋转轴的结构计算旋转轴终点。例如，图1所示的工作台旋转型5轴加工机(主轴为A轴，从轴为C轴)的情况下，将相对于工件的工具方向定义为从与工件一起移动的坐标系上看到的工具方向。旋转轴都为0度角度时，相对于工件的工具方向为由矢量表示的(0，0，1)方向。

但是，如图2所示，在想要将相对于工件的工具方向设为X轴方向，即(1，0，0)时，必须根据旋转轴的结构计算A轴＝90度，C轴＝90度。另外，如图3、图4、图5A、图5B所示，在旋转轴倾斜的机械中计算工作台姿势时，需要考虑旋转轴的倾斜。此外，由于图3、图4中被记载为平衡装置的部件与本发明没有直接关系，所以图5A以及图5B和后面的图6A以及图6B中未表示。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种数值控制装置，其在手动进给中，能够将相对于工件的工具方向作为不依存于旋转轴结构的矢量、或者滚转、俯仰、偏航角或者欧拉角进行指示，能够输入相对于工件的相对工具方向。

本发明的数值控制装置是控制5轴加工机的数值控制装置，所述5轴加工机通过3个直线轴以及2个旋转轴对安装在工作台上的工件进行加工，该数值控制装置，具有：相对工具方向输入部，其将相对工具方向作为矢量、滚转、俯仰、偏航角或者欧拉角进行输入，所述相对工具方向表示通过手动操作移动旋转轴后的工具方向相对于工件的相对位置；以及旋转轴位置变换部，其将所述相对工具方向变换为所述2个旋转轴的旋转轴位置，所述数值控制装置基于所述旋转轴位置，驱动所述2个旋转轴。

所述2个旋转轴可以是工作台旋转用的2个旋转轴，所述5轴加工机可以是工作台旋转型5轴加工机。

所述2个旋转轴可以是工具头旋转用的2个旋转轴，所述5轴加工机可以是工具头旋转型5轴加工机。

在所述2个旋转轴中，1个旋转轴是工作台旋转用的旋转轴，另1个旋转轴是工具头旋转用的旋转轴，所述5轴加工机可以是具有1个工作台旋转用的旋转轴和1个工具头旋转用的旋转轴的混合型5轴加工机。

所述2个旋转轴中的1个旋转轴可以是与所述3个直线轴不平行的倾斜旋转轴。

根据本发明，可以提供一种数值控制装置，其在手动进给中，能够将相对于工件的工具方向作为不依存于旋转轴结构的矢量、或者滚转、俯仰、偏航角或者欧拉角进行指示，能够输入相对于工件的相对工具方向。

附图说明

通过参照附图的下面的实施例的说明，可以明确本发明所述以及其他目的和特征。

图1是说明工作台旋转型5轴加工机(主轴：A轴、从轴：C轴)的图。

图2是说明在要将相对于工件的工具方向设为X轴方向时，必须根据旋转轴的结构计算A轴＝90度、C轴＝90度的情况的图。

图3是对旋转轴倾斜的机械的旋转轴进行说明的图。

图4是对与工作台一同移动的工作台上的坐标系进行说明的图。

图5A是说明在旋转轴倾斜的机械中，B轴为0度设为状态的图。

图5B是说明在旋转轴倾斜的机械中，B轴为180度的状态的图。

图6A以及图6B是表示从与工作台一同移动的工作台上的坐标系上看到的相对工具方向矢量Tv((Xt，Yt，Zt)^T)的图。

图7是表示在工具头旋转型5轴加工机中，将从与工作台一同移动的工作台上的坐标系上看到的相对工具方向矢量表示为Tv((Xt，Yt，Zt)^T)的图。

图8是表示在混合型5轴加工机中，将从与工作台一同移动的工作台上的坐标系上看到的相对工具方向矢量表示为Tv((Xt，Yt，Zt)^T)的图。

图9是对能够输入相对于工件的相对工具方向的、本发明的数值控制装置进行说明的框图。