数字控制命令发生器及其方法技术

一种用于产生ＮＣ机床的定向操作命令的装置与方法，它根据机加工信息和表面的倾角对工件表面进行分组，为各组选定最佳定向角度，根据所选定的定向角度产生数字控制命令。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Digital control command generator and method thereof

An apparatus and method for generating directional operation command of NC machine, which were grouped according to the inclination angle on the surface of the workpiece machining and surface information, select the best orientation for each group, according to the orientation of selected digital control command.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景本专利技术的领域本专利技术涉及用于产生NC机床定向操作执行命令的仪器及方法。在本专利申请中，定向操作是指用于改变工件相对于刀具的走向或改变刀具相对于工件的走向的操作。已有技术的说明到目前为止，当用五轴机床来加工任意形状的面时，首先要用自动编程设备来编制NC程序和线性坐标轴插入命令，包括刀具夹持单元动力轴的插入命令和工件支承台的插入命令，然后通过将这个NC程序应用到五轴机床的NC控制设备上来加工自由形状面。上述自动编程设备产生线性坐标轴插入命令，与此同时，根据所产生的插入命令计算每个机加工点，即刀具接触该面的点处的该面的最佳矢量，然后产生刀具夹持单元动力轴的插入命令和工件支承台动力轴的插入命令以便刀具总是被定位在机加工点的最佳矢量方向上。因而自动编程设备产生包括线性坐标轴插入命令和角转动轴插入命令的NC程序。因此，当所得到的NC程序被应用到五轴机床的NC控制设备上时，在机加工过程中刀具与工件表面之间的几何关系将呈现为如附图说明图11的情况和图12的放大情况。为方便起见图11和图12示出了Y-Z平面中的情况。本专利技术的概述上述方法在机加工过程中总是要执行X、Y、Z线性坐标轴的插入操作和刀具夹持单元与工件支承台的角转动轴插入操作。所以降低了机床的稳定性。因而存在使机加工精度降低的问题，另外，这种方法不适合厚件切削。此外，它需要计算每个机加工点上的最佳矢量，并且必须编制角转动轴的插入命令以便使刀具定位在最佳矢量方向上，因而需要执行大量重复的复杂计算，从而需要花大量时间来编制NC程序。当要求缩短计算时间时便需要高性能的，即昂贵的自动编程设备。本专利技术的目的是产生包括角转动轴定向命令的数字控制命令以便在不降低机加工精度的极其严格的条件下进行厚件切削和五轴机加工，此外，本专利技术的目的是通过解决上述问题使得在不执行大量重复复杂的计算的情况便可编制上述定向命令。本专利技术的目的可通过包括分组器、角度决定器和命令发生器的数字控制命令发生设备来实现，其中，分组器用于在机加工信息的基础上根据被加工工件表面的倾角对被加工工件的表面进行分组，角度决定器用于确定每一组的定向角度，命令发生器用于根据所选定的定向角度产生包括定向命令的数字控制命令，其中机加工信息是利用任何被加工的形状、NC程序和从数字控制设备内的NC程序解码得到的解码NC程序数据产生的。数字控制命令是通过NC程序或从数字控制设备内的NC程序解码得到的解码NC程序数据产生的，分组器包括用于划分工件表面的分割器、用于计算每个分割工件表面的倾角的倾角计算器和用于根据被分割工件表面倾角的相似性对被分割工件表面进行分类的分类器。另外，本专利技术的目的可以通过包括分组步骤、角度决定步骤和命令发生步骤的数字控制命令发生设备来实现，其中，分组步骤用于在机加工信息的基础上根据被加工工件表面的倾角对被加工工件的表面进行分组，角度决定步骤用于确定每一组的定向角度，命令发生步骤用于根据所选定的定向角度产生包括定向命令的数字控制命令，其中分组步骤包括用于划分工件表面的分割步骤、用于计算每个被分割工件表面的倾角的倾角计算步骤和用于根据被分割工件表面倾角的相似性对被分割工件表面进行分类的分类步骤。另外，用于实现上述目的的本专利技术包括用于记录使计算机执行分组过程、角度决定过程和命令发生过程的程序的存储媒体，其中，分组过程用于在机加工信息的基础上根据被加工工件表面的倾角对被加工工件的表面进行分组，角度决定过程用于确定每一组的定向角度，命令发生过程用于根据所选定的定向角度产生包括定向命令的数字控制命令，其中执行分组过程的程序包括用于执行对工件表面进行划分的分割过程执行程序、用于执行对每个被分割工件表面的倾角进行计算的倾角计算过程执行程序和用于根据被分割工件表面倾角的相似性对被分割工件表面进行分类的分类过程执行程序。附图的简要说明图1是本专利技术第一实施例的方框图；图2是本专利技术的工件表面分割部分1的操作示意图；图3示出了本专利技术中有关被分割工件表面的各种数据；图4是本专利技术中被分割工件表面的倾角的角度的示意图；图5是本专利技术的刀具轨迹发生部分5的操作示意图；图6是表示本专利技术中刀具与待加工的工件表面之间的关系的示意图；图7是表示本专利技术中刀具与工件表面之间的关系的示意图；图8是本专利技术第二实施例的方框图；图9是本专利技术的工件表面分割器7的操作示意图；图10是本专利技术的第三实施例的方框图；图11是表示已有技术中刀具与工件表面之间的关系的示意图；及图12是表示已有技术中刀具与工件表面之间的关系的示意图。优选实施例的详细说明本专利技术的数字控制命令发生设备在机加工信息的基础上，即机加工形状或NC程序或以对数字控制设备内的NC程序的解码所得到的解码NC程序数据的基础上根据被加工工件表面的倾角对被加工工件表面或工件表面的相应机加工表面进行分组，并决定每一组的定向角度，以及根据所选定的定向角度，即NC程序或对数字控制设备内的NC程序解码所得到的解码NC程序数据产生包括定向命令的数字控制命令。首先，图1所示的实施例以机加工形状作为输入的机加工信息，以NC程序作为包括定向命令的输出数字控制命令。现在将参照图1所示的方框图说明本专利技术的工作原理。用于划分被加工工件表面的工件表面分割器1先将与工件底面相对应的X-Y平面分割成具有所需间距的栅格，如图2所示。然后，根据以工件底面到工件表面的高度产生被分割工件表面格点的Z数据。每个被分割工件表面的工件表面上的各个格点的Z数据都是以图3(a)所示的方式产生的。工件表面倾角计算部分2计算被分割工件表面的倾斜角度。也就是说，根据如图4(a)和图4(b)所示的被分割工件表面的四个格点的Z数据计算被分割工件表面A相对于该工件底面A的倾斜角度。这种倾斜角度是图3中的(b)所示的每个被分割工件表面的被分割工件表面倾斜角度数据。工件表面倾角分类部分3对被分割工件表面进行分组，按照相似的倾角进行分类。在本实施例中，被分割工作表面编组号码是按照图3(c)设定每个被分割工件表面的组号的方式产生的。在这种情况下，比较好的办法是初步设定倾斜角度的范围。图3(c)表示这样一种情况倾斜角度数据a1、a2、a3、a4和a5被归入组1，其倾斜角度a为fa，倾斜角度数据a6、a7和a8被归入组2，其倾斜角度a为fa。定向角度决定部分4为各组选定一个与倾斜角度相对应的定向角度。例如，由于被归入组1的被分割工件表面具有fa这样的倾斜角度a，因此可以确定刀具夹持单元与工件支承台的角度转动轴的定向角度，这样，刀具便以最佳方向对准工件表面，其倾斜角度确定为(ff)/2。所确定的定向角度可以形成如图3(d)所示的被分割工件表面定向角数据。刀具轨迹发生部分5产生根据与被归入到同组中的各个被分割工件表面(即具有相似倾角的各个被分割工件表面)相对应的待加工形状产生以线性坐标轴X、Y、Z表示的刀具轨迹。为便于理解，图5示出了刀具轨迹发生部分5产生的Y-Z平面上的刀具轨迹。细箭头和粗箭头表示根据不同组的被分割工件表面产生的刀具轨迹。这些刀具轨迹是以前面在已有技术说明中所述的图12为基础的。数字控制命令发生部分6根据刀具轨迹发生部分5产生的用X、Y、Z坐标表示的刀具轨迹和定向角度产生数字控制命令。刀具轨迹是这样实现的首先根据定向角度向NC程序提供刀具夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于根据机加工信息产生包括定向命令的数字控制命令的数字控制命令发生器，它包括：分组器，它在机加工信息的基础上根据机加工工件表面的倾角对被该表面进行分组；角度决定器，它用于决定每一组的定向角度；和命令发生器，它根据所选定的定向 角度产生包括定向命令的数字控制命令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎和雄，深谷安司，森田尚起，松宫贞行，
申请(专利权)人：大隈株式会社，株式会社森精机制作所，三丰株式会社，山崎和雄，
类型：发明
国别省市：JP[日本]