用于控制五轴加工设备的数值控制器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于控制五轴加工设备的数值控制器。一种数值控制器，能够将五轴加工设备的刀具端点位置移动到正确位置。设置补偿量，分别对应于五轴加工设备中产生的线性轴相关的平移误差、旋转轴相关的平移误差、线性轴相关的旋转误差和旋转轴相关的旋转误差中的各自一个。从这些补偿量中确定平移／旋转补偿量Δ３Ｄ，并且将其加入到指令线性轴位置Ｐｍ。使用六维网格点补偿矢量的对应的一个作为补偿量，其被预先确定为由于使用机械系统的误差，并且在将整个机器可移动区域被划分成的网格的网格点上测量。

A numerical controller for controlling five axis machining equipment

The present invention provides a numerical controller for controlling five axis machining equipment. A numerical controller that moves the tool endpoint position of five axis machining equipment to the correct position. Set the amount of compensation, respectively, in the translation error in five axis machining equipment produced in the related linear axis rotation axis error and related linear axis rotation error of rotation error and rotation axis related in a respective. The translation / rotation compensation Delta 3D is determined from these compensation quantities, and is added to the instruction linear axis position Pm. The use of six dimensional lattice point compensation vectors as a compensation amount, which are determined in advance for errors due to the use of mechanical system, and the whole machine can be measured in the grid mobile region is divided into a grid point.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数值控制器，用于控制具有三个线性轴和两个旋转轴的五 轴加工设备，更特别地，涉及一种数值控制器，用于执行控制以通过设置对应 于误差的补偿量来实现高精度加工，该误差为例如分别依赖于线性轴和旋转轴 位置的线性轴相关和旋转轴相关的平移误差，由此将刀具端点位置移动至正确 位置。
技术介绍
JP3174704B披露了 一种技术，其中坐标系被划分为网格(lattice )区域， 存储在网格点测量的网格点补偿矢量，并且基于网格点补偿矢量计算在补偿中 使用的当前位置补偿矢量。这个披露的技术仅实现线性轴相关的平移补偿，并 且由此不能进行线性轴相关的旋转补偿、旋转轴相关的旋转补偿和旋转轴相关 的平移补偿。JP2005-59102A披露了一种技术，用于基于相对于参考轴的旋转轴误差来 校正加工原点。这个披露的技术仅实现旋转轴相关的平移补偿，不进行线性轴 相关的平移补偿、线性轴相关的旋转补偿和旋转轴相关的旋转补偿。JP2004-272887A披露了一种补偿技术，用于在旋转轴的失调量和主轴的 转动中心的失调量的基础上保持当没有机械误差时发现的刀具和工件之间的 关系。这个^C露的技术仅考虑旋转轴的失调量和主轴的转动中心的失调量，因 此伴随实现正确补偿的困难。这个专利公开没有披露用于预先存储每个轴坐标 系中的划分位置上的补偿量以及基于存储的补偿量来确定指令位置的补偿量 的技术。JP2007-168013A披露了一种技术，用于计算基于旋转轴位置的正在使用 的刀具的刀刃的位置(倾斜的进给轴的转位角(index angle))、刀具长度(从 刀具主轴的前端面到正在使用的刀刃的距离)、从前端面到测试条上的多个参 考点的测量距离以及测量的参考点的位置。使用这个技术，通过三个线性轴和两个旋转轴对于五轴加工设备中头旋转来仅执行旋转轴相关的旋转补偿，并且 由此，很难进行线性轴相关的平移补偿、线性轴相关的旋转补偿和旋转轴相关 的平移补偿。通过三个线性轴和两个旋转轴来加工工件的五轴加工设备产生包括平移误差的四个主要误差(l)线性轴相关的平移误差，其依赖于线性轴位置(2) 旋转轴相关的平移误差，其依赖于旋转轴位置，以及旋转误差，(3)线性轴相 关的旋转误差，其依赖于线性轴位置以及(4)旋转轴相关的旋转误差，其依 赖于旋转轴位置。
技术实现思路
根据本专利技术，设置对应于上述四个误差的补偿量，并且从这些补偿量中确 定平移/旋转补偿量，并将其加入到指令线性轴位置，由此本专利技术提供了一种 数值控制器，用于控制五轴加工设备，其能够将刀具端点位置移动到正确位置， 由此实现高精度加工。本专利技术提供一种五轴加工设备的数值控制器，其能够分开设置线性轴相关 的旋转补偿量、线性轴相关的平移补偿量、旋转轴相关的旋转补偿量和旋转轴 相关的平移补偿量，还能够在独立地移动线性轴和旋转轴时测量误差，以及设 置补偿量。本专利技术的数值控制器根据加工程序的指令来控制具有三个线性轴和两个 旋转轴的五轴加工设备以相对于装配在工作台上的工件移动刀具。数值控制器 包括轴相关的补偿量计算装置，对于指令轴位置计算轴相关的平移补偿量和 轴相关的旋转补偿量；平移/旋转补偿量计算装置，基于轴相关的平移补偿量 和轴相关的旋转补偿量来计算平移/旋转补偿量；补偿量加法装置，将计算后 的平移/旋转补偿量加入到指令线性轴位置以获得补偿后的线性轴位置；以及 将三个线性轴驱动到补偿后的线性轴位置以及将两个旋转轴驱动到指令位置 的装置。轴相关的补偿量计算装置计算指令旋转轴位置的旋转轴相关的平移补偿 量和旋转轴相关的旋转补偿量，并且所述平移/旋转补偿量计算装置基于旋转 轴相关的平移补偿量和旋转轴相关的旋转补偿量来计算平移/旋转补偿量。轴相关的补偿量计算装置计算指令线性轴位置的线性轴相关的平移补偿7量和线性轴相关的旋转补偿量，并且所述平移/旋转补偿量计算装置基于线性 轴相关的平移补偿量和线性轴相关的旋转补偿量来计算平移/旋转补偿量。轴相关的补偿量计算装置计算指令线性轴位置的线性轴相关的平移补偿 量和线性轴相关的旋转补偿量，以及指令旋转轴位置的旋转轴相关的平移补偿 量和旋转轴相关的旋转补偿量，并且所述平移/旋转补偿量计算装置基于线性 轴相关的平移补偿量、线性轴相关的旋转补偿量、旋转轴相关的平移补偿量和 旋转轴相关的旋转补偿量来计算平移/旋转补偿量。两个旋转轴用于使支撑五轴加工设备上的刀具的加工头旋转。在该情况 下，数值控制器可以基于刀具长度补偿矢量的平移/旋转变换来计算平移/旋转 补偿量。两个旋转轴用于使五轴加工设备中的其上装配了工件的工作台旋转。在该 情况下，数值控制器可以基于从工作台的旋转中心延伸到刀具的端点的矢量的 平移/旋转变换来计算平移/旋转补偿量。两个旋转轴包括用于旋转支撑刀具的加工头的第 一旋转轴，以及用于旋转 其上焊接了工件的工作台的第二旋转轴。在该情况下，数值控制器可以基于刀 具长度补偿矢量的平移/旋转变换和从工作台的旋转中心延伸到刀具的端点的 矢量的平移/旋转变换来计算平移/:旋转补偿量。线性轴相关的补偿量计算单元将由三个线性轴定义的三维坐标系空间划 分为在各自线性轴方向以预定间隔排列的网格区域，存储用于指示网格区域的 每个网格点的旋转补偿量和平移补偿量的网格点补偿矢量，以及基于网格点补 偿矢量计算三个线性轴的位置上的线性轴相关的旋转补偿量和线性轴相关的 平移补偿量。旋转轴相关的补偿量计算单元将由两个旋转轴定义的二维坐标系空间划 分为在各自线性轴方向以预定间隔排列的网格区域，存储用于指示网格区域的 每个网格点的旋转补偿量和平移补偿量的网格点补偿矢量，以及基于网格点补 偿矢量计算两个旋转轴的位置上的旋转轴相关的旋转补偿量和旋转轴相关的 平移补偿量。旋转轴相关的补偿量计算单元以预定间隔划分由两个旋转轴的一个定义 的一维坐标系空间，存储用于指示以预定间隔排列的每个划分点上的旋转补偿8量和平移补偿量的划分点补偿矢量，以预定间隔划分两个旋转轴的另一个定义 的一维坐标系空间，存储用于指示以预定间隔排列的每个划分点上的旋转补偿 量和平移补偿量的划分点补偿矢量，以及基于划分点补偿矢量计算两个旋转轴 的各自位置上的旋转轴相关的补偿量。线性轴相关的补偿量计算单元将由所述三个线性轴的两个定义的二维坐 标系空间划分为在各自轴方向以预定间隔排列的网格区域，存储用于指示在网 格区域的每个网格点的旋转补偿量和平移补偿量的网格点补偿矢量，基于网格 点补偿矢量来计算两个线性轴的位置上的线性轴相关的旋转补偿量和线性轴 相关的平移补偿量，以预定间隔划分由三个线性轴的剩余一个定义的一维坐标 系空间，存储用于指示以预定间隔排列的每个划分点上的旋转补偿量和平移补 偿量的划分点补偿矢量，以及基于划分点补偿矢量计算三个线性轴的剩余一个 的位置上的线性轴轴相关的旋转补偿量和线性轴相关的平移补偿量。线性轴相关的补偿量计算单元以预定间隔划分由三个线性轴的各自一个 定义的每一个一维坐标系空间，存储用于指示以预定间隔排列的每个划分点上 的旋转补偿量和平移补偿量的划分点补偿矢量，以及基于划分点补偿矢量计算 三个线性轴的各自一个的位置上的线性轴相关的补偿量。使用彼此具有不同长度的测试条或球头铣刀基于测试点的实际测量的位 置和理论的位置来确定网格点补偿矢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数值控制器，用于根据加工程序的指令来控制具有三个线性轴和两个旋转轴的五轴加工设备以相对于装配在工作台上的工件移动刀具，所述数值控制器包括：　轴相关的补偿量计算装置，对于指令轴位置计算轴相关的平移补偿量和轴相关的旋转补偿量；　 平移／旋转补偿量计算装置，基于轴相关的平移补偿量和轴相关的旋转补偿量来计算平移／旋转补偿量；　补偿量加法装置，将计算后的平移／旋转补偿量加入到指令线性轴位置以获得补偿后的线性轴位置；以及　将三个线性轴驱动到补偿后的线性轴位置以及 将两个旋转轴驱动到指令位置的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大槻俊明，山口刚太，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]