CN101446819B - 用于控制五轴加工设备的数值控制器 - Google Patents

Abstract

本发明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***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。

Description

用于控制五轴加工设备的数值控制器

技术领域

本发明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。

背景技术

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。这个披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：(1)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。

发明内容

根据本发明，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，由此本发明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。

本发明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。

本发明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量和/或划分点补偿矢量。

指令轴位置是由加工程序分别指令的三个线性轴的轴位置或两个旋转轴的轴位置的内插位置。

指令轴位置是由加工程序分别指令的三个线性轴的轴位置或两个旋转轴的轴位置。

通过本发明，设置对应于各自误差的补偿量，从补偿量确定平移/旋转补偿量，并且将其加入到指令线性轴位置，以及将刀具端点位置移动到正确位置，由此可以执行高精度的加工。

通过本发明，对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执行分离，由此当独立地移动线性轴和旋转轴时可以测量误差，并且可以设置补偿量。在具有可同时操作的五个轴的五轴加工设备中，由此可能容易地测量各自误差以及设置补偿量。

通过本发明，对应五轴加工设备来说不用必须准备在测量和设置补偿量中使用的对应于五轴上的各自位置的五维数据表，由此在数值控制器的存储器装置中不用使用具有大容量的存储器区域。

附图说明

图1是表示刀具头旋转类型的五轴加工设备的实施例概念示图；

图2是用于说明在本发明中的旋转误差、平移误差和这些误差的补偿的示图；

图3是表示三维坐标系被划分为网格区域的示图；

图4是表示包括对其应该计算补偿量矢量的指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的网格区域的示图；

图5是表示二维坐标系被划分成网格区域的示图；

图6是表示包括对其应该计算补偿矢量的指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的网格区域的示图；

图7是表示本发明的控制五轴加工设备的数值控制器的第一实施例的核心部分的框图；

图8是表示本发明的控制五轴加工设备的数值控制器的第二实施例的核心部分的框图；

图9是表示本发明的控制五轴加工设备的数值控制器的第三实施例的核心部分的框图；

图10是表示工作台旋转类型机器的例子的概念示图；

图11是用于表示本发明中的旋转和平移误差以及这些误差的补偿的示图；

图12是表示混合类型的机器(具有均可旋转的刀头和工作台)的例子的概念示图；

图13是表示本发明中的旋转和平移误差以及这些误差的补偿的示图；

图14是表示一维B轴坐标系被以预定间隔划分的示图；

图15是表示包括对其应该计算补偿矢量的指令B轴位置Pmb的划分区域的示图；

图16是表示C轴坐标系的示图；

图17是表示在本发明的第一实施例中实现的补偿算法的流程图；

图18是用于说明确定刀头旋转中心的线性轴位置的方法的示图；

图19是表示刀头旋转中心的线性轴位置与在给定旋转轴位置的平移和旋转误差之间的关系的示图；

图20是表示刀头旋转中心的线性轴位置与在给定线性轴位置的平移和旋转误差之间的关系的示图。

具体实施方式

下面将参考附图描述用于控制五轴加工设备的本发明的数值控制器的一个实施例。五轴加工设备通常被分为三种类型，即，刀头(tool head)旋转类型、工作台旋转类型或混合旋转类型(其中刀头和工作台均是可旋转的)。

图1表示受控于本发明的数值控制器的示例五轴开关设备。图1中的例子是刀头旋转类型，其中刀头11旋转。

参考图2将描述在刀头旋转类型的五轴加工设备中的旋转误差、平移误差以及这些误差的补偿。图中显示刀头坐标系Sth(Xt，Yt，Zt)，其具有与刀头11的旋转中心相同的原点。如图所示，由于线性轴相关的平移误差和线性轴相关的旋转误差，刀头坐标系Sth被转换到坐标系Sth′(Xt′，Yt′，Zt′)，由于旋转轴相关的平移误差和旋转轴相关的旋转误差，其被进一步转换到坐标系Sth＂(Xt＂，Yt＂，Zt＂)。符号-ΔIn、-ΔJn和-ΔKn(n＝L或R)表示围绕X、Y、Z轴的坐标系中对应的两个坐标系之间的旋转误差。符号-ΔXn、-ΔYn和-ΔZn(n＝L或R)表示在X、Y、Z轴方向的坐标系中对应的两个坐标系之间的平移误差。这些误差的数量很小，但是为了容易理解在图2中被放大。

由机器坐标系Sm中的加工程序所指令的指令线性轴位置Pml(Prnx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移补偿量由ΔXL、ΔYL和ΔZL表示，并且Pml的线性轴相关的旋转补偿量由ΔIL、ΔJL和ΔKL表示。指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的旋转轴相关的平移补偿量由ΔXR、ΔYR和ΔZR表示，以及Pmr的旋转轴相关的旋转补偿量由ΔIR、ΔJR和ΔKR表示。上面的补偿量被称为轴相关的平移补偿量和轴相关的旋转补偿量。因为对于旋转刀头误差和补偿量以正负符号彼此相反，所以误差在附图和说明书中被表示为负的补偿量。

如等式(1)所示，作为实际刀具长度补偿矢量T′(Tx′，Ty′，Tz′)的倒置的矢量-T′(-Tx′，-Ty′，-Tz′)可以通过将作为刀具长度补偿矢量T(Tx，Ty，Tz)的倒置的矢量-T(-Tx，-Ty，-Tz)乘以对应于相应误差的变换矩阵来确定。

在等式(1)中，矩阵元ΔIL、ΔJL、ΔKL、ΔIR、ΔJR和ΔKR是以弧度表示。如果旋转误差-ΔIL、-ΔJL、-ΔKL、-ΔIR、-ΔJR和-ΔKR为足够小的值，则满足以下条件：SIN(-ΔIn)＝-ΔIn、SIN(-ΔJn)＝-ΔJn、SIN(-ΔKn)＝-ΔKn、COS(-ΔIn)＝1、COS(-ΔIn)＝1、COS(-ΔJn)＝1以及COS(-ΔKn)＝1，其中n＝L和R。等式(1)中的每个矩阵元可以由三角函数的幂级数展开来表示，其可以为三角函数的近似，忽略了误差的二次幂以及更高次幂的项。应该注意到三角函数可以被用在变换矩阵中而不是使用其近似。

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}& -\mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔXL}\\ -\mathrm{\ΔKL}& 1& \mathrm{\ΔIL}& -\mathrm{\ΔYL}\\ \mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔIL}& 1& -\mathrm{\ΔZL}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKR}& -\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔXR}\\ -\mathrm{\ΔKR}& 1& \mathrm{\ΔIR}& -\mathrm{\ΔYR}\\ \mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔIR}& 1& -\mathrm{\ΔZR}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

从等式(1)中可以导出等式(2)，其中忽略了变换矩阵的积中误差的二次幂的项。

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}+\mathrm{\ΔKR}& -\mathrm{\ΔJL}-\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔXL}-\mathrm{\ΔXR}\\ -\mathrm{\ΔKL}-\mathrm{\ΔKR}& 1& \mathrm{\ΔIL}+\mathrm{\ΔIR}& -\mathrm{\ΔYL}-\mathrm{\ΔYR}\\ \mathrm{\ΔJL}+\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔIL}-\mathrm{\ΔIR}& 1& -\mathrm{\ΔZL}-\mathrm{\ΔZR}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

具有以下情况：指令旋转轴位置Pmr的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)比指令线性轴位置Pml的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)更显著，并且线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)是可忽略的。在这种情况下，下面的等式(1)′可以被用来取代等式(1)。通过删除等式(1)右侧的包括(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和(ΔIL，ΔJL，ΔKL)的变换矩阵来获得等式(1)′。

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKR}& -\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔXR}\\ -\mathrm{\ΔKR}& 1& \mathrm{\ΔIR}& -\mathrm{\ΔYR}\\ \mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔIR}& 1& -\mathrm{\ΔZR}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\·\·\·\left(1\right)\′$

此外，具有以下情况：指令线性轴位置Pml的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)比指令旋转轴位置Pmr的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)更显著，并且旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)是可忽略的。在这种情况下，下面的等式(1)＂可以被用来取代等式(1)。等式(1)＂通过删除等式(1)右侧的包括(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和(ΔIR，ΔJR，ΔKR)的变换矩阵来获得。

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}& -\mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔXL}\\ -\mathrm{\ΔKL}& 1& \mathrm{\ΔIL}& -\mathrm{\ΔYL}\\ \mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔIL}& 1& -\mathrm{\ΔZL}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\·\·\·\left(1\right)\′\′$

基于从等式(1)或(2)中导出的刀具长度补偿矢量T(Tx，Ty，Tz)和实际刀具长度补偿矢量T′(Tx′，Ty′，Tz′)，依照等式(3)计算将刀具端点校正到正确位置中使用的平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}3\mathrm{Dx}\\ \mathrm{\Δ}3\mathrm{Dy}\\ \mathrm{\Δ}3\mathrm{Dz}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tx}\′-\mathrm{Tx}\\ \mathrm{Ty}\′-\mathrm{Ty}\\ \mathrm{Tz}\′-\mathrm{Tz}\end{array}\right]\·\·\·\left(3\right)$

这样获得的平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)被加到指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)来由此确定修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)。驱动线性X、Y和Z轴来达到修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)，以及驱动旋转B和C轴来达到指令位置，由此可以将刀具端点位置移动到正确位置。

详细地，当给出指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)时，刀头位置通常在坐标系(Xt，Yt，Zt)，但是，由于误差，刀头位置实际上在位置(Xt＂，Yt＂，Zt＂)。由此，使用平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)来将刀头放置到在图2中由点线示出的位置。结果，刀具端点位置可以被移动到正确位置。

下面将给出如何设置和计算补偿量的描述。

下面是例子的描述以确定指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)以及指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)。

首先，给出确定指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移和旋转补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)、(ΔIL，ΔJL，ΔKL)的例子。

图3表示被划分为网格区域的三维坐标系。三维坐标系被划分为相等间隔排列的网格。网格划分线在网格点Pl0到Pl26彼此交叉。应该注意的是图3示出了部分坐标系。实际上，其中机器可移动的整个区域被划分为网格。网格间隔并不必须是常数。例如，可以通过设定的值来分别设置在各自轴上的网格位置，例如在X轴上的网格点Pl0、Pl1、Pl2的X轴位置，在Y轴上的网格点Pl0、Pl3、Pl6的Y轴位置以及在Z轴上的网格点Pl0、Pl9、Pl18上的Z轴位置。

在每个网格点预先测量由于使用机械***而引起的误差(平移和旋转误差)。稍后将描述示例测量方法。使用了与在每个网格点由机械***产生的误差的绝对值相等但是方向相反的矢量作为网格点补偿矢量。由此，补偿量由六维矢量Un(UnX，UnY，UnZ，UnI，UnJ，UnK)表示，其中n＝0到26。矢量分量UnX、UnY、UnZ对应于线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)，UnI、UnJ、UnK对应于线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)。网格点补偿矢量以线性轴相关的补偿量表的形式被存储在集成在数值控制器中的非易失性存储器等中。如果坐标系被过分细微地划分为网格，网格点补偿矢量的数据量变得很大，由此需要具有大的存储容量的存储器。在压缩数据量时计算补偿量所需要的网格点大约每个轴为几十个。

下面是用于计算给定指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)的方法的描述。

图4表示包括对其计算补偿矢量的指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的网格区域。在这个例子中，对其应该计算补偿矢量的指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)位于由网格点Pl0、Pl1???、Pl3、Pl4、Pl9、Pl10、Pl12和Pl13围绕的区域中。

符号Lx、Ly和Lz表示沿着X、Y和Z轴的各自的网格间隔。在网格点Pl0、Pl1、Pl3、Pl4、Pl9、Pl10、Pl12和Pl13的每一个上，设置了对应的网格点补偿矢量U0(U0X，U0Y，U0Z，U0I，U0J，U0K)到U13(U13X，U13Y，U13Z，U13I，U13J，U13K)。在下文中，假设这个网格区域是线性矢量域，其中在网格点位置给出对应于各自网格点的网格点补偿矢量。

确定包括点Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的网格区域，并且网格点Pl0(Pl0x，Pl0y，Pl0z)被确定为参考点。为了确定点Pml的补偿矢量，网格中的位置首先在[0，1]之间被归一化。根据等式(4)到(6)确定点Pml的归一化的坐标值(x，y，z)，其中符号Lx、Ly和Lz分别表示沿着X、Y和Z轴的网格间隔。

x＝(Pmx-P_10x)/L_X...(4)

y＝(Pmy-P_10y)/L_y...(5)

z＝(Pmz-P_10z)/L_z...(6)

基于坐标值(x，y，z)，根据等式(7)计算点Pml的补偿量矢量ΔLc(ΔXL，ΔYL，ΔZL，ΔIL，ΔJL，ΔKL)。

ΔaL＝U0a·(1-x)(1-y)(1-z)

     +U1a·x(1-y)(1-z)

     +U4a·xy(1-z)

     +U3a·(1-x)y(1-z)

     +U9a·(1-x)(1-y)z

     +U10a·x(1-y)z

     +U13a·xyz

     +U12a·(1-x)yz     (a＝X，Y，Z，I，J，K)...(7)

如上所述，可以计算线性轴坐标系中给定点Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)。

如上所述，三维坐标系被划分为如图3所示的网格，并且基于在排列以围绕点Pml的网格点上的网格点补偿矢量来确定三个线性轴上的点Pml的位置上的补偿量矢量。可选地，通过结合下面描述的二维坐标系和一维坐标系，可以确定在两个线性轴上的点Pml的位置上的补偿量矢量和在剩余的一个线性轴上的点Pml的位置上的补偿量矢量。可选地，通过结合一维坐标系，可以确定一维坐标系上的点Pml的位置上的补偿量矢量、另一个一维坐标系上的点Pml的位置上的补偿量矢量以及剩余的一维坐标系上的点Pml的位置上的补偿量矢量。

下面将给出用于确定指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)的方法的描述。

图5表示被划分为网格区域的二维坐标系。二维坐标系被划分为相等间隔的网格。符号Pr0到Pr8表示网格划分线彼此交叉的网格点。应该注意到图5所示的是部分坐标系。实际上，在其中机器是可移动的整个区域被划分为网格。网格间隔不是必须为如图3所示的常数。例如，在各自轴上的网格位置，例如在B轴上的网格点Pr0、Pr1、Pr2的B轴位置以及在C轴上的网格点Pr0、Pr3、Pr6上的C轴位置，可以分别由设定的值来单独设置。

在每个网格点预先测量由于使用机械***而引起的误差(平移和旋转误差)。稍后将描述示例测量方法。使用了与在每个网格点由机械***产生的误差的绝对值相等但是方向相反的矢量作为网格点补偿矢量。由此，补偿量由六维矢量矢量Vn(VnX，VnY，VnZ，VnI，VnJ，VnK)表示，其中n＝0到8。矢量分量VnX、VnY、VnZ对应于旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)，矢量分量VnI、VnJ、VnK对应于旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)。网格点补偿矢量以旋转轴相关的补偿量表的形式被存储在非易失性存储器等中。下面是计算指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)的方法的描述。

图6表示包括对其计算补偿矢量的指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的网格区域。在这个例子中，对其应该计算补偿矢量的指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)位于由网格点Pr0、Pr1、Pr3、Pr4围绕的区域中。

在网格点Pr0、Pr1、Pr3、Pr4的每一个上，设置了对应的网格点补偿矢量V0(V0X，V0Y，V0Z，V0I，V0J，V0K)到V4(V4X，V4Y，V4Z，V4I，V4J，V4K)。在下文中，假设这个网格区域是线性矢量域，其中在网格点位置给出对应于各自网格点的网格点补偿矢量。

确定包括指令线性轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的网格区域，并且网格点Pr0(Prb，Prc)被确定为参考点。为了确定点Pmr的补偿矢量，网格中的位置首先在[0，1]之间被归一化。根据等式(8)和(9)确定点Pmr的归一化的坐标值(b，c)，其中符号Lb和Lc分别表示沿着B和C轴的网格间隔。

b＝(Pmb-Pr_b)/Lb...(8)

c＝(Pmc-Pr_c)/Lc...(9)

基于坐标值(b，c)，根据等式(10)计算点Pmr的补偿量矢量ΔRc(ΔXR，ΔYR，ΔZR，ΔIR，ΔJR，ΔKR)。

ΔaR＝V0a·(1-b)(1-c)

     +V1a·b(1-c)

     +V3a·(1-b)c

     +V4a·b·c         (a＝X，Y，Z，I，J，K)...(10)

如上所述，可以计算旋转轴坐标系上给定点Pmr(Pmb，Pmc)的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)。如上所述，二维坐标系被划分为如图5所示的网格，并且基于在被排列以围绕点Pmr的网格点上的网格点补偿矢量来确定两个旋转轴上的点Pmr的位置上的补偿量矢量。可选地，通过结合下面描述的一维坐标系，可以确定在一个旋转轴上的点Pmr的位置上的补偿量矢量和在剩余的一个旋转轴上的点Pmr的位置上的补偿量矢量。

图7表示控制五轴加工设备的本发明的数值控制器的第一实施例的核心部分的框图。第一实施例的数值控制器是用于处理刀具长度补偿指令。在第一实施例中，指令分析部1分析程序的每个块，并且刀具长度补偿矢量元件2将刀具长度补偿矢量T(Tx，Ty，Tz)加到通过分析获得的指令刀具端点位置，由此确定对其已经加入刀具长度补偿矢量的线性轴机器坐标位置。

内插装置3在线性轴机器坐标位置和指令旋转轴旋转位置上执行内插，由此在各自轴上生成机器坐标位置。对于各个轴(X、Y、Z、B(或A)和C轴)通过加速/减速处理单元4x、4y、4z、4b(a)和4c在其上执行加速/减速处理。随后，补偿装置5将根据等式(1)到(3)确定的平移/旋转补偿量加到加速/减速处理后的指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)，由此确定修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)。

然后，驱动各自轴的伺服马达6x、6y、6z、6b(a)、6c以达到线性X、Y、Z轴上的修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)，以及达到在旋转B(或A)和C轴上的加速/减速处理后的指令旋转轴位置。在输入数据单元7中，具有关于线性轴相关的补偿量、旋转轴相关的补偿量以及刀具长度补偿矢量的存储的信息，其被补偿装置5使用以根据等式(1)到(3)计算平移/旋转补偿量。应该注意的是关于刀具长度补偿矢量的信息是由刀具长度补偿矢量加入元件2获得的。

图8表示控制五轴加工设备的本发明的数值控制器的第二实施例的核心部分的框图。第二实施例的数值控制器是用于执行刀具端点控制。在第二实施例中，指令分析部1分析程序的每个块，并且内插装置3对分析获得的刀具端点的指令位置执行内插。刀具长度补偿矢量元件2将刀具长度补偿矢量T(Tx，Ty，Tz)加入到刀具端点的内插位置。由补偿装置5根据等式(1)到(3)确定的平移/旋转补偿量加到由加速/减速处理单元对各个轴进行的加速/减速处理后的指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)，由此确定修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)。

然后，驱动各自轴的伺服马达6x、6y、6z、6b(a)、6c以达到线性X、Y、Z轴上的修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)，以及达到在旋转B(或A)和C轴上的加速/减速处理后的指令旋转轴位置。在输入数据单元7中，具有关于线性轴相关的补偿量、旋转轴相关的补偿量以及刀具长度补偿矢量的存储的信息，其被补偿装置5使用以根据等式(1)到(3)计算平移/旋转补偿量。应该注意的是关于刀具长度补偿矢量的信息是由刀具长度补偿矢量加入元件2获得的。

图9表示控制五轴加工设备的本发明的数值控制器的第三实施例的核心部分的框图。第三实施例的数值控制器是用于处理长度补偿指令。在第三实施例中，指令分析部1分析程序的每个块，并且刀具长度补偿矢量元件2将刀具长度补偿矢量T(Tx，Ty，Tz)加入到分析获得的指令刀具端位置，由此确定对其已经加入了刀具长度补偿矢量的指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)。

补偿装置5将根据等式(1)到(3)确定的平移/旋转补偿量加到确定的指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)，由此确定修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)。内插装置3对修正的线性轴位置和指令旋转轴旋转位置执行内插，并且加速/减速处理单元4x、4y、4z、4b(a)和4c对于各自轴(X、Y、Z、B(或A)和C轴)上的内插位置上执行加速/减速处理。并且驱动各自轴的伺服马达6x、6y、6z、6b(a)、6c以达到各自轴上的加速/减速处理后的位置。

图10表示工作台旋转类型的机器的例子。在图10所示的机器构造中，工作台12被用于通过C轴的旋转而旋转，并且用于随着B轴的旋转倾斜。工作台12沿着Y轴线性可移动，Y轴沿着X轴线性可移动。刀头11沿着Z轴在垂直方向线性可移动。

下面参考图11描述在工作台旋转类型的五轴加工设备中的旋转和平移误差及其补偿。显示了工作台坐标系Sta(Xa，Ya，Za)，其具有与工作台旋转中心相同的原点。如图所示，由于线性轴相关的平移误差和线性轴相关的旋转误差，工作台坐标系Sta被转换为坐标系Sta′(Xa′，Ya′，Za′)，由于旋转轴相关的平移误差和线性轴相关的旋转误差，其进一步被转换为坐标系Sta＂(Xa＂，Ya＂，Za＂)。符号-ΔIn、-ΔJn和-ΔKn(n＝L或R)表示围绕X、Y和Z轴的对应的两个坐标系之间的旋转误差。符号-ΔXn、-ΔYn和-ΔZn(n＝L或R)表示在X、Y和Z轴方向上对应的两个坐标系之间的平移误差。这些误差的数量很小，但是为了容易理解被放大。

指令线性轴位置Pml(Prnx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移补偿量由ΔXL、ΔYL和ΔZL表示，并且Pml的线性轴相关的旋转补偿量由ΔIL、ΔJL和ΔKL表示。指令旋转轴位置Pmr(Pmb，Pmc)的旋转轴相关的平移补偿量由ΔXR、ΔYR和ΔZR表示，以及Pmr的旋转轴相关的旋转补偿量由ΔIR、ΔJP和ΔKR表示。上面的补偿量被称为轴相关的平移补偿量和轴相关的旋转补偿量。因为误差和补偿量以正负符号彼此相反，所以误差在附图和说明书中被表示为负的补偿量。

如等式(11)所示，作为实际刀具端点矢量Tp′(Tpx′，Tpy′，Tpz′)可以通过将从工作台旋转体中心延伸到刀具端点的刀具端点矢量Tp(Tpx，Tpy，Tpz)乘以对应于各自误差的变换矩阵来确定。基于工作台旋转中心位置Tac(Xac，Yac，Zac)，分开设置的指令线性轴位置Pml和刀具长度补偿矢量T，可以依照Tp＝Pml-T-Tac的关系来确定刀具端点矢量Tp。

如在等式(1)中，在等式(11)中的矩阵元ΔIL、ΔJL、ΔKL、ΔIR、ΔJR和ΔKR是以弧度表示。近似的方法与等式(1)中的类似。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\′\\ \mathrm{Tpy}\′\\ \mathrm{Tpz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}& -\mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔXL}\\ -\mathrm{\ΔKL}& 1& \mathrm{\ΔIL}& -\mathrm{\ΔYL}\\ \mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔIL}& 1& -\mathrm{\ΔZL}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKR}& -\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔXR}\\ -\mathrm{\ΔKR}& 1& \mathrm{\ΔIR}& -\mathrm{\ΔYR}\\ \mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔIR}& 1& -\mathrm{\ΔZR}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\\ \mathrm{Tpy}\\ \mathrm{Tpz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(11\right)$

从等式(11)中可以如下导出等式(12)，其中忽略了变换矩阵的积中误差的二次幂的项。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\′\\ \mathrm{Tpy}\′\\ \mathrm{Tpz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}+\mathrm{\ΔKR}& -\mathrm{\ΔJL}-\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔXL}-\mathrm{\ΔXR}\\ -\mathrm{\ΔKL}-\mathrm{\ΔKR}& 1& \mathrm{\ΔIL}+\mathrm{\ΔIR}& -\mathrm{\ΔYL}-\mathrm{\ΔYR}\\ \mathrm{\ΔJL}+\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔIL}-\mathrm{\ΔIR}& 1& -\mathrm{\ΔZL}-\mathrm{\ΔZR}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\\ \mathrm{Tpy}\\ \mathrm{Tpz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(12\right)$

具有以下情况：指令旋转轴位置Pmr的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)比指令线性轴位置Pml的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)更显著，并且线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)是可忽略的。在这种情况下，下面的等式(11)′可以被用来取代等式(11)。通过删除等式(11)右侧的包括(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和(ΔIL，ΔJL，ΔKL)的变换矩阵来获得等式(11)′。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\′\\ \mathrm{Tpy}\′\\ \mathrm{Tpz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKR}& -\mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔXR}\\ -\mathrm{\ΔKR}& 1& \mathrm{\ΔIR}& -\mathrm{\ΔYR}\\ \mathrm{\ΔJR}& -\mathrm{\ΔIR}& 1& -\mathrm{\ΔZR}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\\ \mathrm{Tpy}\\ \mathrm{Tpz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\·\·\·\left(11\right)\′$

此外，具有以下情况：指令线性轴位置Pml的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)比指令旋转轴位置Pmr的旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)更显著，并且旋转轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和旋转轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)是可忽略的。在这种情况下，下面的等式(11)＂可以被用来取代等式(11)。等式(11)＂通过删除等式(11)右侧的包括(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和(ΔIR，ΔJR，ΔKR)的变换矩阵来获得。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\′\\ \mathrm{Tpy}\′\\ \mathrm{Tpz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}& -\mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔXL}\\ -\mathrm{\ΔKL}& 1& \mathrm{\ΔIL}& -\mathrm{\ΔYL}\\ \mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔIL}& 1& -\mathrm{\ΔZL}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\\ \mathrm{Tpy}\\ \mathrm{Tpz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(11\right)\′\′$

基于从等式(12)中导出的刀具端点矢量Tp(Tpx，Tpy，Tpz)和实际刀具端点矢量Tp′(Tpx′，Tpy′，Tpz′)，依照等式(13)计算将刀具端点校正到从工作台查看的正确位置中使用的平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}3\mathrm{Dx}\\ \mathrm{\Δ}3\mathrm{Dy}\\ \mathrm{\Δ}3\mathrm{Dz}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\′-\mathrm{Tpx}\\ \mathrm{Tpy}\′-\mathrm{Tpy}\\ \mathrm{Tpz}\′-\mathrm{Tpz}\end{array}\right]\·\·\·\left(13\right)$

这样获得的平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)被加到指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)来由此确定修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)。驱动线性X、Y和Z轴来达到修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)，以及驱动旋转B和C轴来达到指令位置，由此可以将从工作台观察到的刀具端点位置移动到正确位置。

换句话说，当给出指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)时，工作台位置通常在坐标位置(Xa，Ya，Za)，但是，由于误差，工作台位置实际上在位置(Xa＂，Ya＂，Za＂)。由此，使用平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)来进行补偿，将刀头放置到在图11中由点线示出的位置。结果，使得在工作台坐标系Sta((Xa，Ya，Za))上的刀具端点矢量Tp与实际工作台坐标系Sta＂(Xa＂，Ya＂，Za＂)上的实际刀具端点矢量Tpa相同。这表示从实际工作台或工件看到的刀具端点位置被移动到正确位置。

补偿量的设置和数值控制器的构造与图3到6中的补偿量的设置以及图7到9中的由框图表示的数值控制器相同，对图1中的刀头旋转类型的五轴加工设备已经描述补偿量的设置和数值控制器的构造。应该注意的是，在图7到9的框图中，被输入到补偿装置的刀具长度补偿矢量应该被改变为刀具端点矢量。

在这个实施例中，根据刀头旋转类型的五轴加工设备的实施例，基于误差和补偿量以正负符号彼此相反的关系执行计算。然而，也可以基于工作台的误差和补偿量的符号相同的关系来自执行计算。在补偿量被当作以工作台的位置补偿工作台的误差的量的情况下，误差和补偿量的关系的相反地。在补偿量被当作以刀具的位置补偿工作台的误差的量的情况下，误差和补偿量的关系是相同的。在后者的情况下，删除误差-ΔIn，-ΔJn和-ΔKn(n＝L或R)的负号和误差-ΔXn，-ΔYn和-ΔZn(n＝L或R)的负号，并且在等式(11)和(12)以及图11中反转(reverse)对应于这些误差的各自要素的符号。对于工作台的这些误差，与各自网格点的误差相同的矢量被用作网格点补偿矢量。

图12表示混合类型的机器的例子(具有均可旋转的刀头的工作台)。刀具10被用于通过B轴的旋转而旋转。刀头11沿着Z轴在垂直方向线性可移动。工作台12通过C轴的旋转而旋转。

下面参考图13描述在混合旋转类型(其中刀头和工作台均可旋转)的五轴加工设备中的旋转和平移误差及其补偿。显示了刀头坐标系Sth(Xt，Yt，Zt)，其具有与刀头旋转中心相同的原点。如图所示，由于线性轴相关的平移误差和线性轴相关的旋转误差，刀头坐标系Sth被转换为坐标系Sth′(Xt′，Yt′，Zt′)，由于B轴相关的平移和旋转误差，其进一步被转换为坐标系Sth＂(Xt＂，Yt＂，Zt＂)。符号-ΔIn、-ΔJn和-ΔKn(n＝L或R)表示围绕X、Y和Z轴的对应的两个坐标系之间的旋转误差。符号-ΔXn、-ΔYn和-ΔZn(n＝L或R)表示在X、Y和Z轴方向上对应的两个坐标系之间的旋转误差。如图所示，由于C轴相关的平移和旋转误差，具有与工作台旋转中心相同的原点的工作台坐标系Sta(Xa，Ya，Za)被转换到坐标系Sta′(Xa′，Ya′，Za′)。符号-ΔXC、-ΔYC和-ΔZC表示在X、Y和Z轴方向坐标系之间的平移误差，以及符号-ΔIC、-ΔJC和-ΔKC表示在X、Y和Z轴方向上坐标系之间的旋转误差。这些误差的数量很小，但是为了容易理解在图13中被放大。

指令线性轴位置Pml(Prnx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移补偿量由ΔXL、ΔYL和ΔZL表示，并且Pml的线性轴相关的旋转补偿量由ΔIL、ΔJL和ΔKL表示。指令B轴位置Pmb的B轴相关的平移补偿量由ΔXB、ΔYB和ΔZB表示，并且Pmb的B轴相关的旋转补偿量由ΔIB、ΔJB和ΔKB表示。上面的补偿量被称为轴相关的平移补偿量和轴相关的旋转补偿量。指令C轴位置Pmc的C轴相关的平移补偿量由ΔXC、ΔYC和ΔZC表示，并且Pmc的C轴相关的旋转补偿量由ΔIC、ΔJC和ΔKC表示。因为误差和补偿量以正负符号彼此相反，所以误差在附图和说明书中被表示为负的补偿量。如等式(14)和(15)所示，实际刀具端点矢量Tp′(Tpx′，Tpy′，Tpz′)和实际刀具长度补偿矢量T′(Tx′，Ty′，Tz′)可以通过将作为从工作台旋转中心延伸到刀具端点的矢量的刀具端点矢量Tp(Tpx，Tpy，Tpz)和作为从刀具端点延伸到刀头旋转中心的矢量的刀具长度补偿矢量T(Tx，Ty，Tz)乘以对应于各自误差的变换矩阵来确定。确定刀具端点矢量Tp的方式与在第二例子中的相同。在等式(14)和(15)中，矩阵元ΔIL、ΔJL、ΔKL、ΔIB、ΔJB和ΔKB、ΔIC、ΔJC和ΔKC是以弧度表示。近似的方法与等式(1)中的类似。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\′\\ \mathrm{Tpy}\′\\ \mathrm{Tpz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKC}& -\mathrm{\ΔJC}& -\mathrm{\ΔXC}\\ -\mathrm{\ΔKC}& 1& \mathrm{\ΔIC}& -\mathrm{\ΔYC}\\ \mathrm{\ΔJC}& -\mathrm{\ΔIC}& 1& -\mathrm{\ΔZC}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\\ \mathrm{Tpy}\\ \mathrm{Tpz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(14\right)$

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}& -\mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔXL}\\ -\mathrm{\ΔKL}& 1& \mathrm{\ΔIL}& -\mathrm{\ΔYL}\\ \mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔIL}& 1& -\mathrm{\ΔZL}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKB}& -\mathrm{\ΔJB}& -\mathrm{\ΔXB}\\ -\mathrm{\ΔKB}& 1& \mathrm{\ΔIB}& -\mathrm{\ΔYB}\\ \mathrm{\ΔJB}& -\mathrm{\ΔIB}& 1& -\mathrm{\ΔZB}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(15\right)$

从等式(15)中可以如下导出等式(16)，其中忽略了变换矩阵的积中误差的二次幂的项。

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}+\mathrm{\ΔKB}& -\mathrm{\ΔJL}-\mathrm{\ΔJB}& -\mathrm{\ΔXL}-\mathrm{\ΔXB}\\ -\mathrm{\ΔKL}-\mathrm{\ΔKB}& 1& \mathrm{\ΔIL}+\mathrm{\ΔIB}& -\mathrm{\ΔYL}-\mathrm{\ΔYB}\\ \mathrm{\ΔJL}+\mathrm{\ΔJB}& -\mathrm{\ΔIL}-\mathrm{\ΔIB}& 1& -\mathrm{\ΔZL}-\mathrm{\ΔZB}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(16\right)$

具有以下情况：指令B轴位置Pmb的B轴相关的平移补偿量(ΔXB，ΔYB，ΔZB)和B轴相关的旋转补偿量(ΔIB，ΔJB，ΔKB)比指令线性轴位置Pml的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)更显著，并且线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)是可忽略的。在这种情况下，下面的等式(15)′可以被用来取代等式(15)。通过删除等式(15)右侧的包括(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和(ΔIL，ΔJL，ΔKL)的变换矩阵来获得等式(15)′。

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKB}& -\mathrm{\ΔJB}& -\mathrm{\ΔXB}\\ -\mathrm{\ΔKB}& 1& \mathrm{\ΔIB}& -\mathrm{\ΔYB}\\ \mathrm{\ΔJB}& -\mathrm{\ΔIB}& 1& -\mathrm{\ΔZB}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(15\right)\′$

此外，具有以下情况：指令线性轴位置Pml的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)比指令B轴位置Pmb的B轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和B轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)更显著，并且B轴相关的平移补偿量(ΔXR，ΔYR，ΔZR)和B轴相关的旋转补偿量(ΔIR，ΔJR，ΔKR)是可忽略的。在这种情况下，下面的等式(15)＂可以被用来取代等式(15)。通过删除等式(15)右侧的包括(ΔXB，ΔYB，ΔZB)和(ΔIB，ΔJB，ΔKB)的变换矩阵来获得等式(15)＂。

$\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\′\\ -\mathrm{Ty}\′\\ -\mathrm{Tz}\′\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& \mathrm{\ΔKL}& -\mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔXL}\\ -\mathrm{\ΔKL}& 1& \mathrm{\ΔIL}& -\mathrm{\ΔYL}\\ \mathrm{\ΔJL}& -\mathrm{\ΔIL}& 1& -\mathrm{\ΔZL}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-\mathrm{Tx}\\ -\mathrm{Ty}\\ -\mathrm{Tz}\\ 1\end{array}\right]\·\·\·\left(15\right)\′\′$

基于矢量Tp、Tp′、T和T′，依照等式(17)计算将刀具端点校正到从工作台看到的正确位置中使用的平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)。由于在图13中实现了Tp+T-T′+Δ3D-Tp′＝0的关系可以导出上述结果。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}3\mathrm{Dx}\\ \mathrm{\Δ}3\mathrm{Dy}\\ \mathrm{\Δ}3\mathrm{Dz}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Tpx}\′-\mathrm{Tpx}+\mathrm{Tx}\′-\mathrm{Tx}\\ \mathrm{Tpy}\′-\mathrm{Tpy}+\mathrm{Ty}\′-\mathrm{Ty}\\ \mathrm{Tpz}\′-\mathrm{Tpz}+\mathrm{Tz}\′-\mathrm{Tz}\end{array}\right]\·\·\·\left(17\right)$

这样获得的平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)被加到指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)来由此确定修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)。驱动线性X、Y和Z轴来达到修正的线性轴位置Pml′(Pmx′，Pmy′，Pmz′)，以及驱动旋转B和C轴来达到指令位置，由此可以将从工作台看到的刀具端点位置移动到正确位置。

详细地，当给出指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)时，刀头位置通常在坐标位置(Xt，Yt，Zt)以及工作台位置通常在坐标位置(Xa，Ya，Za)，但是，由于误差，刀头位置实际上在位置(Xt＂，Yt＂，Zt＂)以及工作台位置实际上在位置(Xa′，Ya′，Za′)。由此，使用平移/旋转补偿量Δ3D(Δ3Dx，Δ3Dy，Δ3Dz)以执行补偿来将刀头放置到在图13中由点线示出的位置。结果，使得在工作台坐标系Sta(Xa，Ya，Za)上的刀具端点矢量Tp与实际工作台坐标系Sta′(Xa′，Ya′，Za′)上的实际刀具端点矢量Tpa相同。这表示从实际工作台或工件看到的刀具端点位置被移动到正确位置。

补偿量的设置和数值控制器的构造与图3到6中的补偿量的设置以及图7到9中的由框图表示的数值控制相同，这已经对图1中的刀头旋转类型的五轴加工设备进行了描述。应该注意的是，在图7到9的框图中，除了关于刀头长度补偿矢量的信息之外，关于刀具端点矢量的信息被输入到补偿装置中。

在这个实施例中，根据刀头旋转类型的五轴加工设备的实施例，基于误差和补偿量以正负符号彼此相反的关系执行计算。然而，也可以基于工作台的误差和补偿量的符号相同的关系来自执行计算。在补偿量被当作以工作台的位置补偿工作台的误差的量的情况下，误差和补偿量的关系的相反地。在补偿量被当作以刀具的位置补偿工作台的误差的量的情况下，误差和补偿量的关系是相同的。在后者的情况下，删除误差-ΔXC、-ΔYC、-ΔZC、-ΔIC、-ΔJC和-ΔKC的负号，并且在等式(14)以及图13中反转对应于这些误差的各自要素的符号。对应C轴相关的平移和旋转我差量，与在各自网格点的误差相同的矢量被用作网格点补偿矢量。

下面是补偿量的设置和计算的描述。指令线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)的线性轴相关的平移补偿量(ΔXL，ΔYL，ΔZL)和Pml的线性轴相关的旋转补偿量(ΔIL，ΔJL，ΔKL)与在示例刀头旋转类型的五轴加工设备相同。另一方面，指令B轴位置Pmb的B轴相关的平移补偿量(ΔXB，ΔYB，ΔZB)和B轴相关的旋转补偿量(ΔIB，ΔJB，ΔKB)以及指令C轴位置Pmc的C轴相关的平移补偿量(ΔXC，ΔYC，ΔZC)和C轴相关的旋转补偿量(ΔIC，ΔJC，ΔKC)与在示例刀头旋转类型的五轴加工设备不同。这些不同是由于在示例混合类型的五轴加工设备中的B轴和C轴之间的相关性不像在刀头旋转类型和工作台旋转类型的五轴加工设备中的那么强而引起的。

图14表示以预定间隔被划分的一维B轴坐标系。符号Pb0和Pb2分别表示以预定间隔排列的划分点。应该注意的是图14示出了部分坐标系，实际上，以预定间隔划分了其中机器是可移动的全部区域。与图3和5中所示的情况相同，划分间隔不一定必须是常数。例如，可以通过设定的值来分别设置B轴上的划分点Pr0、Pr1、Pr2的位置。

在每个划分点预先测量由于使用机械***而引起的误差(平移和旋转误差)。使用了与误差的绝对值相等但是方向相反的矢量作为划分点补偿矢量。由此，补偿量由六维矢量Vn(VnX，VnY，VnZ，VnI，VnJ，VnK)表示，其中n＝0到2。矢量分量VnX、VnY、VnZ对应于B轴相关的平移补偿量(ΔXB，ΔYB，ΔZB)，矢量分量VnI、VnJ、VnK对应于B轴相关的旋转补偿量(ΔIB，ΔJB，ΔKB)。划分点补偿矢量以B轴相关的补偿量表的形式被存储在非易失性存储器等中。

图15表示包括对其计算补偿矢量的指令B轴位置Pmb的划分区域。在这个例子中，对其应该计算补偿矢量的指令B轴位置Pmb位于由划分点Pb0和Pb1围绕的区域中。在划分点Pb0和Pb1上分别设置划分点补偿矢量V0(V0X，V0Y，V0Z，V0I，V0J，V0K)和V1(V1X，V1Y，V1Z，V1I，V1J，V1K)。根据等式(18)确定点Pmb的归一化坐标轴b，其这Lb表示以其对B轴进行划分的间隔。

b＝(Pmb-Pb0)/Lb...(18)

基于坐标值b，根据等式(19)计算在点Pmb上的B轴相关的平移补偿量(ΔXB，ΔYB，ΔZB)和B轴相关的旋转补偿量(ΔIB，ΔJB，ΔKB)。

ΔaB＝V0a·(1-b)+V1a·b

     (a＝X，Y，Z，I，J，K)...(19)

如上所述，可以计算在B轴坐标系上的给定点Pmb的补偿矢量。以相似方式，可以从如图16中所示设置的C轴相关的补偿表中计算在C轴坐标系上的给定点Pmc的C轴相关的平移补偿量(ΔXC，ΔYC，ΔZC)和C轴相关的旋转补偿量(ΔIC，ΔJC，ΔKC)。

上面描述的两个旋转轴的补偿可以被应用到第一和第二例子中，其中各自一维坐标系的划分点补偿矢量被组合使用。在第一到第三例子中，使用如图3所示被划分为三维网格三维坐标系中的网格点补偿矢量。可选地，可以分开为具有强的相关性的两个线性轴和与它们具有弱的相关性的一个线性轴，并且如下执行补偿：通过使用网格点补偿矢量，该网格点补偿矢量是对于图5所示划分的二维网格被确定为依赖于具有强的相关性的两个线性轴的补偿量，与划分点补偿量相结合，其划分点补偿矢量是对于图15所示的一维坐标系被确定为依赖于与其他轴具有弱的相关性的一个线性轴的补偿量。此外，在这些补偿量中，并不必须使用在一维坐标系中的划分点补偿量，可以仅基于在二维网格中的网格点补偿矢量来执行补偿。

此外，使用如图14所示的每个一维坐标系的各自划分点补偿矢量的组合来进行线性轴的补偿。在这种情况下，可以仅基于任一个线性轴的划分点补偿矢量或任意两个线性轴的划分点补偿矢量的组合来进行补偿。

图17表示在本发明的第一实施例中实现的补偿算法的流程图。下面是各自步骤的描述。【步骤S1】确定刀具长度补偿矢量(Tx，Ty，Tz)。【步骤S2】基于指令位置Pm(Pmx，Pmy，Pmz)、线性轴相关的补偿矢量表和旋转轴相关的补偿矢量表，根据等式(4)到(10)确定轴相关的平移补偿量和轴相关的旋转补偿量。【步骤S3】根据等式(1)到(3)，计算平移/旋转补偿量Δ3D。【步骤S4】将补偿量Δ3D加到线性轴位置Pml(Pmx，Pmy，Pmz)，由此确定对其驱动线性轴的机器坐标值。

下面是用于测量在上述刀头旋转类型的位置加工设备中在给定旋转轴位置的旋转和平移误差的示例方法的描述。详细地，测量对应于在图5中的B和C轴位置的给定的一个上的网格点补偿矢量的误差量。在此假设没有线性轴相关的旋转和平移误差。如图18所示，两个测试条被用于装配到刀头11上而不是装配到刀具10上。在每个测试条的一端形成的球形部分的半径是已知的，以及每个测试条从刀头的旋转中心到球形部分的中心的长度也是已知的。两个测试条之间的长度都是不同的。使得每个测试条的球形部分与固定在工作台上的立方体传感器相接处，由此确定测量点的线性轴机器坐标值。这里，测量点是刀头旋转中心的线性轴位置。在球形部分的表面进行接触。可以基于刀头旋转中心的线性轴机器坐标值来确定测量点，即，刀头旋转中心的实际测量的线性轴位置，每个测量点都是在球形部分与球形部分表面上的三个或更多不同点的一个上的立方体传感器相接触的状态下测量的。应该注意的是除了使用测试条，可以使用每个具有半球形状的端部的球头铣刀。

B和C轴被驱动到用于测量的旋转轴位置，并且测量刀头旋转中心的线性轴位置。假设在使用第一测试条的测量中，测量点的理论位置或原始位置在Ps1(Ps1x，Ps1y，Ps1z)，但是实际的测量位置在Pe1(Pe1x，Pe1y，Pe1z)，以及在使用第二测试条的测量中，测量点的理论位置或原始位置在Ps2(Ps2x，Ps2y，Ps2z)，但是实际的测量位置在Pe2(Pe2x，Pe2y，Pe2z)。图19示出了这些位置与平移和旋转误差之间的关系。Ps1和Pe1的差别以及Ps2和Pe2的差别的数量实际上是小的，但是为了容易理解在图19中被放大。基于固定在工作台上的立方体传感器的位置、B轴和C轴位置、每个测试条的球形部分的半径以及测试条的长度L1、L2来计算在使用第一和第二测试条的测量中的理论位置Ps1、Ps2。

根据等式(20)确定平移误差-Vel(-VeX，-VeY，-VeZ)。该平移误差等效于上述补偿量的六维矢量Vn(VnX，VnY，VnZ，VnI，VnJ，VnK)的矢量分量VnX、VnY和VnZ的负数。

$-\mathrm{Vel}=\frac{L1}{L2}\{(\mathrm{Pe}2-\mathrm{Pe}1)-(\mathrm{Ps}2-\mathrm{Ps}1)\}+\mathrm{Pe}1-\mathrm{Ps}1\·\·\·\left(20\right)$

可以通过解下面的等式来确定旋转误差-Ver(-VeI，-VeJ，-VeK)。该旋转误差等效于上述补偿量的六维矢量Vn(VnX，VnY，VnZ，VnI，VnJ，VnK)的矢量分量VnI、VnJ和VnK的负数。如等式(1)等中，假设旋转误差-Ver(-VeI，-VeJ，-VeK)足够小，由三角函数的近似来表示变换矩阵的每个元。应该注意的是三角函数可以被用在变换矩阵中而不是使用三角函数的近似。

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{Pe}1x-\mathrm{Pe}2x\\ \mathrm{Pe}1y-\mathrm{Pe}2y\\ \mathrm{Pe}1z-\mathrm{Pe}2z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& \mathrm{VeK}& -\mathrm{VeJ}\\ -\mathrm{VeK}& 1& \mathrm{VeI}\\ \mathrm{VeJ}& -\mathrm{VeI}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Ps}1x-\mathrm{Ps}2x\\ \mathrm{Ps}1y-\mathrm{Ps}2y\\ \mathrm{Ps}1z-\mathrm{Ps}2z\end{array}\right]\·\·\·\left(21\right)$

因为误差和补偿量以正负符号彼此相反，所以误差的负数被存储作为在图5中的网格点上的一个网格点补偿矢量。如上所述，描述了确定在图5中的两个轴上的网格点的网格点补偿矢量的例子。该例子可以被应用于一个轴，其中使用图14或16中的一个轴上的划分点补偿矢量。可以容易地实现这样的修改，并与因此省略其描述。

下文中将给出用于测量在上述刀头旋转类型的五轴加工设备中的给定线性位置的旋转和平移误差的方法例子的描述。详细地，测量对应于在图3中的X、Y和Z轴位置的一个网格点补偿矢量的误差量。测试条与图18所示的相同。B和C轴被驱动到给定位置，并且测量刀头旋转中心的线性轴位置。假设在使用第一测试条的测量中，测量点的理论位置或原始位置在Ps3(Ps3x，Ps3y，Ps3z)，但是实际的测量位置在Pe3(Pe3x，Pe3y，Pe3z)，以及在使用第二测试条的测量中，测量点的理论位置或原始位置在Ps4(Ps4x，Ps4y，Ps4z)，但是实际的测量位置在Pe4(Pe4x，Pe4y，Pe4z)。Ps3和Ps4之间的中间点由Pc表示。图20示出了这些位置与平移和旋转误差之间的关系。Ps3和Pe3的差别以及Ps4和Pe4的差别的数量实际上是小的，但是为了容易理解在图20中被放大。

在B和C轴位置的旋转轴位置相关的误差已经被测量并且是已知的，执行补偿以补偿误差。假设通过校正位置Pe3获得的实际测量的位置由Pe3′(Pe3x′，Pe3y′，Pe3z′)表示，并且通过校正位置Pe4获得的实际测量的位置由Pe4′(Pe4x′，Pe4y′，Pe4z′)表示。通过将Ps3、Ps4、Pe3′和Pe4′而不是Ps1、Ps2、Pe1和Pe2到等式(20)和(21)，可以确定线性轴位置相关的平移误差-Uel(-UeX，-UeY，-UeZ)和线性轴相关的旋转误差-Uer(-UeI，-UeJ，-UeK)而不是-Vel和-Ver。这些误差的负数等效于已经提及的补偿量，即，六维矢量Un(UnX，UnY，UnZ，UnI，UnJ，UnK)。误差的负数被存储为在图3中的对应的一个网格点的网格点补偿矢量。

Claims (19)

1.一种数值控制器，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：

指令分析部，用于分析程序的每个块；

刀具长度补偿矢量元件，用于增加刀具长度补偿矢量；

内插装置，用于在线性轴机器坐标位置和指令旋转轴旋转位置上执行内插，由此在各自轴上生成机器坐标位置；

加速/减速处理单元，用于在各自轴上执行加速/减速处理；

输入数据单元，用于预先存储线性轴相关的补偿量、旋转轴相关的补偿量和刀具长度补偿矢量；

用于三个线性轴和两个旋转轴的各自的伺服马达，该伺服马达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旋转轴位置；

以及补偿装置，其特征在于：

所述补偿装置，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，其中，所述指令轴位置为指令线性轴位置和指令旋转轴位置；

所述补偿装置，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；

所述补偿装置，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。

2.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置对于指令旋转轴位置计算旋转轴相关的平移补偿量和旋转轴相关的旋转补偿量，并且所述补偿装置基于所述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。

3.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置对于指令线性轴位置计算线性轴相关的平移补偿量和线性轴相关的旋转补偿量，并且所述补偿装置基于所述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。

4.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置对于指令线性轴位置计算线性轴相关的平移补偿量和线性轴相关的旋转补偿量，或对于指令旋转轴位置计算旋转轴相关的平移补偿量和旋转轴相关的旋转补偿量，并且所述补偿装置基于所述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。

5.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述两个旋转轴用于使加工头旋转，该加工头支撑五轴加工设备上的刀具，并且所述数值控制器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。

6.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述两个旋转轴用于使所述五轴加工设备中的安装工件的工作台旋转，并且所述数值控制器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。

7.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述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，以及用于旋转安装工件的工作台的第二旋转轴，并且所述数值控制器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。

8.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置将由三个线性轴定义的三维坐标系空间划分为在各自轴方向上以预定间隔排列的网格区域，并存储用于表示网格区域的每个网格点处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上的位置处的线性轴相关的旋转补偿量和线性轴相关的平移补偿量。

9.根据权利要求8所述的数值控制器，其中，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所述网格点补偿矢量。

10.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置将由两个旋转轴定义的二维坐标系空间划分为在各自轴方向上以预定间隔排列的网格区域，并存储用于表示网格区域的每个网格点处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所述两个旋转轴上的位置处的旋转轴相关的旋转补偿量和旋转轴相关的平移补偿量。

11.根据权利要求10所述的数值控制器，其中，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量。

12.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置以预定间隔划分由两个旋转轴中的一个所定义的一维坐标系空间，并存储用于表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，并且以预定间隔划分由两个旋转轴中的另一个所定义的一维坐标系空间，存储用于表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所述两个旋转轴的各自位置上的旋转轴相关的补偿量。

13.根据权利要求12所述的数值控制器，其中，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划分点补偿矢量。

14.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置将由所述三个线性轴中的两个线性轴定义的二维坐标系空间划分为在各自轴方向上以预定间隔排列的网格区域，存储用于表示在网格区域的每个网格点处的旋转补偿量和平移补偿量的网格点补偿矢量，并且基于网格点补偿矢量来计算所述两个线性轴上的位置处的线性轴相关的旋转补偿量和线性轴相关的平移补偿量，以及以预定间隔划分由三个线性轴中的剩余一个线性轴定义的一维坐标系空间，存储用于表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，并且基于划分点补偿矢量计算三个线性轴中的剩余一个线性轴上的位置处的线性轴相关的旋转补偿量和线性轴相关的平移补偿量。

15.根据权利要求14所述的数值控制器，其中，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量和划分点补偿矢量。

16.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，所述补偿装置以预定间隔划分由三个线性轴中的各自一个线性轴所定义的每个一维坐标系空间，存储用于表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中的各自一个线性轴上的位置处的线性轴相关的补偿量。

17.根据权利要求16所述的数值控制器，其中，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划分点补偿矢量。

18.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，指令轴位置是由加工程序分别指令的三个线性轴的轴位置或两个旋转轴的轴位置的内插位置。

19.根据权利要求1所述的数值控制器，其中，指令轴位置是由加工程序分别指令的三个线性轴的轴位置或两个旋转轴的轴位置。

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