CN103562808A - 数控装置 - Google Patents

Abstract

数控装置对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，该数控装置具有：解析单元，其在虚拟Y轴插补模式中，对虚拟Y轴的快进指令进行解析，其中，该虚拟Y轴插补模式为，将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，对变换得到的指令的解析结果进行插补，并对X轴、H轴以及C轴进行联动驱动；C轴插补处理单元，其对应于所述解析得到的虚拟Y轴的快进指令，对C轴角度进行插补；以及X轴插补处理单元，其基于所述插补得到的C轴角度，对X轴位置进行插补，所述数控装置以在将C轴速度维持为匀速的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制。

Description

数控装置

技术领域

本发明涉及一种数控装置。

背景技术

当前，作为车床的形式之一，存在以下结构的车床（第1形式的车床），其具有：C轴，其用于把持工件，并对旋转角度进行控制；X轴，其用于进行位置控制，以使得转塔与C轴接近/分离；Z轴，其使工件在C轴的轴线方向上移动；以及Y轴，其用于对与X轴垂直的平面进行加工。另外，也存在以下结构的车床（第2形式的车床），其不具有实际的Y轴，但具有转塔轴（H轴），该转塔轴（H轴）能够相对于C轴任意地控制角度，并且，该车床具有虚拟Y轴控制功能，即，通过对H轴的旋转角度及C轴与H轴的间隔进行控制的X轴位置的同步-协调控制，从而进行Y轴方向的加工。在上述车床中，除了通常的车削加工以外，能够对于工件的圆周面准确地进行Y轴方向的平面加工。

在2种结构的车床中，关于第1形式的车床，在使Y轴快进的情况下，基本来说，如果对Y轴施加快进指令（G0），则Y轴单独地以所指示的G0速度动作。

在专利文献1中记载了下述技术，在具有3个正交直线轴即X轴、Y轴、Z轴以及旋转轴即C轴、A轴的加工头的数控装置中，根据NC程序中的X轴、Y轴、Z轴的移动量即加工头的前端移动量，计算X、Y、Z的实际移动量即根部移动量，将计算出的根部移动量输出至X、Y、Z的驱动电动机。具体地说，对NC程序进行解析，提取每一个程序块的前端移动量，基于该前端移动量，计算每单位时间的前端移动量，并对其进行坐标变换，变换为每单位时间的根部移动量，将每单位时间的根部移动量换算为有效速度后，将有效速度与最大速度进行比较，在超过最大速度的情况下，求出锁定率，通过使指令速度与锁定率相乘，从而进行速度锁定，并重新计算每单位时间的前端移动量。由此，根据专利文献1，在由加工头的前端速度与根部速度之间的偏差而导致有效速度超过机械的最大速度的情况下，使有效速度自动地减速至最大速度，以使得有效速度不超过最大速度。

专利文献1：日本特开昭63－293609号公报

发明内容

专利文献1中记载的技术是关于具有Y轴的第1形式车床的技术，在专利文献1中没有任何关于第2形式的车床的记载。

另一方面，在第2形式车床的情况下，由于Y轴并不是实际存在的，而是通过C轴、H轴、X轴动作的合成实现Y轴移动，因此，在使Y轴快进（即，沿着Y轴直线快进）的情况下，必然使C轴、H轴、X轴同时动作。因此，与第1形式车床的情况不同，即使在加工头的前端速度与根部速度的偏差能够忽略的情况下，C轴速度有时也会超过锁定速度。

例如，在第2形式车床的情况下，在按照虚拟Y轴的快进指令（G0）进行D切削加工后的返回动作等虚拟Y轴移动时，以恒定速度执行虚拟Y轴移动。在第2形式车床中，为了以恒定速度执行该虚拟Y轴移动，必须使C轴在旋转角度范围内按照以凸状增减的速度旋转。此时，如果在C轴的旋转角度范围中的中央附近的角度处，C轴速度超过锁定速度，则以使得C轴速度在C轴的旋转角度范围内小于或等于锁定速度的方式计算锁定率，通过将锁定率与Y轴移动指令相乘，从而自动地重新计算虚拟Y轴移动速度，进行向下修正。其结果，由于执行中的程序块中的C轴速度整体降低，因此，执行中的程序块的执行时间变长，加工循环时间也容易变长，可能会使数控装置的加工生产率下降。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种能够减少不具有Y轴的工作机械的加工循环时间的数控装置。

为了解决上述课题并实现目的，本发明的一个方式所涉及的数控装置对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，该数控装置的特征在于，具有：解析单元，其在虚拟Y轴插补模式中，对虚拟Y轴的快进指令进行解析，其中，该虚拟Y轴插补模式为，将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，对变换得到的指令的解析结果进行插补，并对X轴、H轴以及C轴进行联动驱动；C轴插补处理单元，其对应于所述解析得到的虚拟Y轴的快进指令，对C轴角度进行插补；以及X轴插补处理单元，其基于所述插补得到的C轴角度，对X轴位置进行插补，所述数控装置以在将C轴速度维持为匀速的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制。

发明的效果

根据本发明，由于能够将以快进方式进行虚拟Y轴移动的程序块中的C轴速度整体维持为高速，能够高速地执行虚拟Y轴的快进，因此，能够有效缩短执行中的程序块的执行时间。由此，能够减少不具有Y轴的工作机械的加工循环时间。

附图说明

图1是表示实施方式1中的工作机械的结构的图。

图2是表示实施方式1所涉及的数控装置的结构的图。

图3是表示实施方式1所涉及的数控装置在D切削时的各轴的动作的图。

图4是实施方式1中的D切削的各个要素说明图。

图5是实施方式1中的D切削时的C、H、X轴的关系图。

图6是表示实施方式1中的D切削的加工步骤的流程图。

图7是表示实施方式1中的D切削的加工步骤的图。

图8是表示实施方式2所涉及的数控装置的结构的图。

图9是表示实施方式2所涉及的数控装置在D切削时的各轴的动作的图。

图10是表示对比例1的图。

图11是表示对比例2的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明所涉及的数控装置的实施方式详细地进行说明。另外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式1

对于实施方式1所涉及的数控装置1进行说明。

数控装置1是通过数值控制（Numerical Control，以下有时简称为NC）而对工作机械MT进行控制的数控车床，通过对工作机械MT进行控制，从而进行工件WK的加工。数控装置1进行所谓的D切削加工，该D切削加工是指例如对于圆柱状的工件WK，以剖面观察时成为D字状的方式，将圆形剖面的一部分沿Y轴进行直线切除。此时，由于本实施方式中的工作机械MT不具有Y轴，因此，在数控装置1中，取代实际上不存在的Y轴而使用X轴、C轴及H轴，以虚拟的形式实现直线部加工所需的Y轴控制。

具体地说，工作机械MT具有图1（a）、（b）所示的结构。图1（a）、（b）分别是表示工作机械MT的要部及坐标系的斜视图及主视图。工作机械MT具有转塔TR以及工件WK。工作机械MT具有X轴、Z轴、H轴及C轴。X轴是使转塔TR移动的移动轴，例如使H轴以与C轴接近/分离的方式移动。Z轴是使例如圆柱状的工件WK在中心轴方向上移动的移动轴，与X轴正交。H轴是通过旋转而使刀具旋转的旋转轴。C轴是使例如圆柱状的工件WK沿圆周方向旋转的旋转轴。工作机械MT不具有Y轴。即，Y轴是实际上不存在的轴，是在用户生成的加工程序中的虚拟Y轴插补模式内使用的虚拟移动轴，与X轴及Z轴分别正交。虚拟Y轴插补模式是一种控制模式，其将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，对变换得到的指令的解析结果进行插补，而对X轴、H轴及C轴进行联动驱动。

例如，在对不具有Y轴的工作机械MT进行控制，在虚拟Y轴方向上进行D切削加工的情况下，如图7所示，通过C轴、H轴、X轴动作的合成而实现Y轴移动。即，图7（a）表示使用图1所示的结构的工作机械MT，按照D切削加工指令（G1），对工件WK进行D切削加工，并在回程时通过快进指令（G0）返回的情况下的加工步骤。在步骤（1）至（4）中，进行D切削加工，在步骤（5）至（8）中，以快进的方式动作，使刀具返回初始位置。另外，在这里，D切削加工的切削方向和返回方向只要是一系列彼此相反的方向即可，切削可以从左右（或者＋－）任意一侧开始。

用户为了实现图7（a）所示的加工步骤（1）至（8），生成例如图7（b）所示的加工程序。如图7（b）所示，在虚拟Y轴插补模式开启至取消为止的虚拟Y轴插补模式内，指定X轴、Y轴的坐标位置，生成所需的加工程序。用户不考虑H轴、C轴的旋转，例如，通过假想出图7的步骤（2）的状态、即刀具方向和虚拟平面X轴一致的状态，并指定X－Y坐标等，从而生成加工程序。

在这里，假设考虑下述情况，即，如图10（a）所示，数控装置在按照快进指令（G0）进行D切削加工后的返回动作等虚拟Y轴移动时，以恒定速度Vy1执行虚拟Y轴移动（对比例1）。在该情况下，为了以恒定速度Vy1执行虚拟Y轴，需要在图10（d）所示的C轴的旋转角度范围θ1至θ5中，使C轴速度Vc1如图10（b）所示，例如以正态分布曲线的方式凸状变化，使H轴速度也与图10（b）同样地变化，使X轴速度Vx1以从负方向向正方向变化的三次函数的曲线状变化，该三次函数在C轴的旋转角度范围θ1至θ5的中央附近的角度θ3处为0。即，将图10（a）所示的虚拟Y轴速度Vy1变换至实轴速度即图10（b）、（c）所示的C轴速度Vc1、H轴速度、X轴速度Vx1。

此时，例如图10（b）所示，如果C轴速度Vc1超过C轴的容许速度范围中的最高速度（锁定速度）Vcmax，则进行速度锁定，即，以使C轴速度Vc1的最大值小于或等于最高速度（锁定速度）Vcmax的方式计算锁定率，将锁定率与Y轴移动指令相乘。由此，自动地重新计算虚拟Y轴移动速度，针对C轴的旋转角度范围θ1至θ5整体，向下修正为图10（a）中以虚线表示的速度Vy2。并且，关于图10（a）所示的虚拟Y轴速度Vy2变换后得到的C轴速度Vc2、H轴速度、X轴速度Vx2，也如图10（b）、（c）中虚线所示，针对C轴的旋转角度范围θ1至θ5的整体，进行向下修正。

其结果，由于执行中的程序块的C轴速度整体下降，因此，执行中的程序块的执行时间变长。例如，如图10（b）、（c）所示，到达C轴的旋转角度范围θ1至θ5的终点角度θ5的定时（timing），成为比t51靠后的t52。即，由于按照定时t0至t52的C轴速度Vc2的积分值（总旋转量），与定时t0至t51的锁定前的C轴速度Vc1的积分值（总旋转量）相等的方式进行控制，因此，与进行速度锁定之前相比，执行中的程序块的执行时间延长ΔT2。由此，不具有Y轴的工作机械MT的加工循环时间也容易延长，有可能使数控装置的加工生产率下降。

或者，假设考虑下述情况，即，如图11（a）、（b）所示，数控装置在按照快进指令（G0）进行D切削加工后的返回动作等虚拟Y轴移动时，一边以恒定速度Vy1执行虚拟Y轴移动，一边选择性地对于C轴速度Vc1的最大值超过最高速度（锁定速度）Vcmax的区域PT2施加速度锁定，而对于其它区域PT1、PT3不施加速度锁定（对比例2）。在该情况下，虚拟Y轴速度Vc1在区域PT2中成为选择性地受到向下修正的速度Vc2，C轴速度Vc1在区域PT2中成为选择性地受到锁定的速度Vc3。

此时，如图11（b）所示，为了对由于速度锁定而损失的总旋转量Wc1进行补偿，需要通过例如对于区域PT3中的C轴速度Vc1选择性地实施平滑化等，从而增加总旋转量Wc3。由此，由于到达C轴的旋转角度范围θ1至θ5的终点角度θ5的定时成为比t51靠后的t53，因此与进行速度锁定之前相比，执行中的程序块的执行时间延长ΔT3。由此，不具有Y轴的工作机械MT的加工循环时间也容易延长，可能使数控装置的加工生产率下降。

因此，在本实施方式中，在数控装置1中，不是将以恒定速度Vy1执行虚拟Y轴移动作为出发点，而是进行将以恒定速度Vc执行C轴（实轴）旋转作为出发点的控制。

具体地说，数控装置1进行例如图3（b）所示的控制。图3（a）至（c）表示例如在虚拟Y轴插补模式中针对虚拟Y轴作出了快进指示的情况下的各轴的动作例。在虚拟Y轴插补模式中，Y轴轨迹是通过C轴的旋转、H轴的旋转和X轴的位移而确定的，由于H轴和C轴以相等的旋转角度受到控制，因此，在这里，以使工件加工面直接旋转的C轴为中心进行说明。另外，在图3（a）至（c）中，为了进行比较，将对比例1、2中的锁定前的各轴的动作以虚线示出。

数控装置1如图3（b）的粗实线所示，在C轴旋转角度的整个区域θ1至θ5中，以恒定速度Vc即最高速度Vcmax旋转，与此相伴，X轴速度Vx也上升。其结果，C轴速度Vc和X轴速度Vx的合成即虚拟Y轴速度Vy，如图3（a）的实线所示，成为凹状的曲线。由此，虚拟Y轴速度Vy在C轴的旋转角度范围θ1至θ5的两端侧的速度高于指令速度fy，但如图3（d）所示，由于是不伴随实际加工的快进且不是实际存在的轴，因此，不易发生机械问题。

其结果，由于能够将执行中的程序块的C轴速度整体保持为最高速度Vcmax，能够高速地执行虚拟Y轴的快进，因此，能够有效缩短执行中的程序块的执行时间。例如，如图3（b）、（c）所示，到达C轴的旋转角度范围θ1至θ5的终点角度θ5的定时，成为比t51提前的t5。即，由于以定时t0至t5为止的C轴速度Vc的积分值（总旋转量），与定时t0至t51为止的对比例1、2中的锁定前的C轴速度Vc1的积分值（总旋转量）相等的方式进行控制，因此，与对比例1、2中的进行速度锁定之前相比，能够使执行中的程序块的执行时间缩短ΔT。由此，能够高效地减少不具有Y轴的工作机械MT的加工循环时间，能够提高数控装置的加工生产率。

图4示出Y轴、C轴、H轴及X轴的坐标系以及各个要素等的详细内容。图4（a）示出D切削加工开始时的位置关系，图4（b）示出D切削加工的中间位置处的详细位置关系。在图4中，R为从转塔轴旋转中心至刀具安装座为止的距离，T为刀具长度，u为加工面相对于工件中心的偏心量。如果在加工程序中指定了虚拟Y轴上的加工开始位置，则进行刀具长度校正及刀具直径校正，求出加工开始时的刀具中心位置p1，计算出与此相对应的C轴和H轴的旋转角度（c＝h）以及从C轴中心至H轴中心的距离，使各个轴移动至加工开始位置。x1、x2是D切削加工中的加工开始时的X坐标值和C＝0°时（切入最深时）的X坐标值。另外，由于图4的H轴的旋转角度h是以0°为中心的单侧的角度，因此，刀具前端的切削移动量y需要使用H轴的旋转角度h的2倍角度计算。

接下来，如果在加工程序中指定了加工终点位置，则同样地求出加工结束时的刀具中心位置p2，在虚拟XY平面上对连结刀具中心位置p1和刀具中心位置p2的线进行直线插补。并且，将该插补数据最终变换为X轴和H轴（旋转轴）的实轴位置，并输出至各轴的伺服控制部，对伺服电动机进行驱动。由此，协调地进行C轴旋转、H轴旋转、H轴向C轴方向的位置控制（即，X轴移动）。其结果，能够在与工件WK的中心相距指定距离的位置处，在与半径方向成直角的面上进行平面加工或开孔加工。

图5（a）至（c）是表示通过虚拟Y轴控制实现的D切削时的C轴、H轴、X轴的关系的图，它们示出在图4中的R＋T＋u＝200、工件WK的半径＝30、工件WK从45°移动至－45°的情况下的位置及角度的详细情况。另外，为了方便，将刀具直径设为“0”。

如图5（a）至（c）所示，在使刀具位于半径为30mm的工件WK的C＝45°的位置的情况下，如果将从H轴中心向通过C轴中心且倾斜的虚拟Y轴上的Y轴位置（30×sin45°＝21.213）引出的垂线（R＋T＋u）的长度设为200mm，则C轴和H轴分别倾斜大约6°即可。这一角度是通过下式1求出的。

H轴倾角（h）＝tan^－1{r*sinθ_t/（R＋T＋u）}…式1

与C轴的从工件（半径r＝30mm）WK的中心观察的指定位置（θ＝45°）相对应的坐标为，虚拟Y轴坐标＝30×sin45°＝21.213，X坐标＝30×cos45°＝21.213。此时H轴坐标中心处的角度为tan^－1（21.213/200）＝6.054°。

X轴位移（x）是基于（R＋T＋u）/（cos（h））求出的，如果H轴在＋6°至－6°之间旋转，则描绘出图5（b）的位移所示的曲线。另外，此时，由于X轴进行往复运动，因此，如图5（b）的虚线所示，刀具朝向C轴中心时（前半段）速度为负，远离时（后半段）速度为正。

由此，对于C轴及H轴，在大约6°至大约－6°之间以指定速度进行插补，如果计算与插补中的C轴的各角度相对应的X位置并移动，则能够以大致直线迅速地实现Y轴的移动。

大致的步骤如下所述。

﹤C轴数据的输出﹥

1.计算C轴角度/C轴G0FdT＝m（余数进至个位），将其设置在控制计数器CTc中。

2.对C轴G0FdT进行积分（dx计算用）

3.直至控制计数器CTc＝1为止，对应于每个IT（控制单位时间）而输出G0FdT。

4.如果CTc＝1，则输出剩余距离（角度）。

﹤X轴数据的输出﹥

1.计算fx＝dx/dt中的dx值，即（R＋T）×（cosθt－cosθt＋1）…cosθt为上一次的值，对本次的值cosθt＋1进行计算，并计算差值。

2.将dx值作为X轴的FdT而输出，直至控制计数器CTc＝0为止。

此时，各控制单位时间的各轴的位置，通过下式2至4计算。速度是将该各控制单位时间的与上一次之间的位置之差除以控制单位时间而得的值。

θ＝ΣFΔT…式2

x＝（R＋T）×cosθ…式3

y＝（R＋T）×tanθ…式4

在式2中，FΔT例如是快进时的每控制单位时间的旋转角度。

下面，使用框图及流程图，对详细的控制内容进行说明。图2是实施方式1所涉及的数控装置1的一个结构例，图6是表示用于使用该结构对各种处理进行控制的步骤的流程图例。在这里示出的控制内容，不是在每1个控制单位时间内执行的内容，而是作为功能示出的。

数控装置1如图2所示，具有以下结构要素。

输入操作部2例如具有键盘等，经由键盘等接受来自用户的指示。输入控制部3是用于从输入操作部2获取输入信号的接口。存储器4存储各种信息。例如，存储器4具有：参数存储区域5，其存储各种控制所需的参数；加工程序存储区域6，其用于存储用来加工工件的加工程序；共享区域7，其在数控装置1的控制中，由各控制单元适当地共享使用；以及画面显示数据区域8，其存储用于在显示部10上显示的信息。画面处理部9是用于使画面显示数据在显示部10上显示的接口。

解析处理部11对加工程序进行解析。解析处理部11例如具有虚拟Y轴指令处理单元12、D切削指令处理单元13、以及虚拟Y轴快进指令处理单元（解析单元）16。

虚拟Y轴指令处理单元12对虚拟Y轴插补模式指令（例如，图7（b）中示出的“M111”和“M101”）进行解析。D切削指令处理单元13对D切削加工指令（例如，在图7（b）中示出的“G01Y－50F1000”）进行解析。虚拟Y轴快进指令处理单元16对虚拟Y轴的快进指令（例如，图7（b）中示出的“G00Y50”）进行解析。

插补处理部14基于控制模式，对各控制轴的连续的各控制单位时间内的移动量进行计算。插补处理部14例如具有虚拟Y轴插补处理单元15、C轴G0插补处理单元（C轴插补处理单元）17、及C轴匀速时X轴插补处理单元（X轴插补处理单元）18。

虚拟Y轴插补处理单元15与虚拟Y轴的移动指令相对应，对Y轴位置进行插补。C轴G0插补处理单元17与解析出的虚拟Y轴的快进指令相对应，对C轴角度进行插补。C轴匀速时X轴插补处理单元18基于通过C轴G0插补处理单元17插补得到的C轴角度，对X轴位置进行插补。此时，C轴匀速时X轴插补处理单元18例如以在将C轴速度维持为匀速的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行插补。上述插补处理的详细情况如后所述。

虚拟Y轴控制处理部20具有X/Y平面运算单元21、X/Y→X/C坐标变换单元22、以及D切削时Y轴快进控制单元26。D切削时Y轴快进控制单元26具有C轴分割数计算单元23、C轴分割位置对应X轴计算单元24、以及X轴移动量计算单元25。

轴数据输入输出部27将从插补处理部14经由虚拟Y轴控制处理部20输出的各控制轴的移动数据，输出至X轴伺服控制部31、H轴伺服控制部32、C轴伺服控制部33，并变换为电动机驱动电力，对X、H、C轴的各伺服电动机41、42、43进行驱动。另外，各轴伺服电动机的编码器等的反馈数据，由各轴伺服控制部31、32、33经由轴数据输入输出部27及虚拟Y轴控制处理部20读入至存储器4。

下面，对于具有图2所示结构的数控装置1的动作进行说明，由于在D切削控制中C轴旋转角度和转塔轴（H）旋转角度相等，因此，仅使用C轴进行说明。

操作者按照在显示部10中显示的导航指南等信息，对输入操作部2进行操作，在加工之前，将加工作业所需的信息作为参数进行设定或选择。另外，从未图示的输入装置将加工程序输入至存储器4的加工程序存储区域6，或者从多个加工程序中选择期望的加工程序并输入至加工程序存储区域6，进行加工作业的准备。

如果加工作业的准备完毕，则起动数控装置1，依次读取加工程序，对加工程序进行解析/执行。解析处理部11对从加工程序存储区域6读取的程序块（即，加工程序的各行）进行解析。例如，在虚拟Y轴控制的D切削模式中，如果读取出图7（b）所示的加工程序中的“N104M111”（N为顺序号，例如将M111设为虚拟Y轴插补模式指令），则虚拟Y轴指令处理单元12动作，直到读取到作为虚拟Y轴插补取消指令的例如M101为止，每次读取到Y轴指令，使虚拟Y轴插补处理单元15动作。在这里，如N106至N109所示，如果输入了D切削程序，则D切削指令处理单元13动作，由X/Y平面运算单元21将程序指令值展开为包含刀具校正在内的X及Y轴坐标值。

然后，通过X/Y→X/C坐标变换单元22，将X及Y轴坐标值进行坐标变换，变换为与X、Y指令值相对应的C轴旋转角度和X轴位置。并且，利用虚拟Y轴插补处理单元15，将该变换后的C轴旋转角度和X轴位置，变换为每控制单位时间的移动量，经由轴数据输入输出部27输出至各伺服控制部，对各伺服电动机进行驱动，进行期望的加工。

在处于虚拟Y轴插补模式中且位于D切削程序中时，在针对Y轴作出了快进指示的情况下，虚拟Y轴快进指令处理单元16进行动作，与通常的D切削同样地，使虚拟Y轴插补处理单元15、X/Y平面运算单元21、X/Y→X/C坐标变换单元22动作，向X轴C轴进行坐标变换，设为C轴优先控制模式，将X轴C轴坐标数据（旋转角度）输入至C轴G0插补处理单元17。虚拟Y轴快进指令处理单元16使D切削时Y轴快进控制单元26中的C轴分割数计算单元23动作，将该变换后的C轴旋转角度数据除以与规定的恒定速度（例如G0速度）相对应的每控制单位时间的旋转角度（设为θdT），求出C轴分割数（余数进至个位）并存储。规定的恒定速度例如预先设定在C轴分割数计算单元23中。

在执行D切削时，C轴G0插补处理单元17对应于每个控制单位时间，按照分割数量，依次向C轴当前位置（角度）中加上θdT，将θdT向轴数据输入输出部27输出。但是，仅在最终次，使用剩余角度。

C轴匀速时X轴插补处理单元18使C轴分割位置对应X轴计算单元24动作，对与每隔时间dT变化的C轴的分割位置相对应的X轴位置进行计算。此时，C轴匀速时X轴插补处理单元18以虚拟Y轴的轨迹成为直线的方式，通过规定的变换式计算X轴位置。X轴移动量计算单元25根据本次求出的X轴位置与上一次的X轴位置的差，计算每控制单位时间的移动量（设为FdT），输出至轴数据输入输出部27。

另外，如在本说明的开头所述，由于对H轴以与C轴相同的指令值进行控制，因此，以刀具底面始终与由C轴把持的工件WK的Y轴面垂直的方式，对H轴进行旋转驱动，相对于工件WK准确地对刀具进行位置控制。

图6示出具有图2所示结构的NC装置中，虚拟Y轴控制中的D切削加工时的虚拟Y轴的快进指令（G0）的处理内容。在这里也同样地，由于H轴使用C轴的计算结果，因此省略H轴的说明。

在步骤1中，读入加工程序，读取虚拟Y轴插补指令（在本例中为M111）或虚拟Y轴插补取消指令（在本例中为M101）。

在步骤2中，进行对应于虚拟Y轴插补指令而设置虚拟Y轴插补模式标志，或者对应于虚拟Y轴插补取消指令而设置虚拟Y轴插补模式标志等，与虚拟Y轴控制相关的命令的处理。另外，对X轴及Y轴的指令位置进行计算。

在步骤3中，计算针对X轴及Y轴的指令位置进行刀具校正后的X轴及Y轴的坐标位置，并且计算与该X轴及Y轴的坐标位置相对应的C轴角度和X轴位置。

在步骤4中，将与Y轴G0移动指令值相对应的C轴角度，除以C轴的与G0速度或者其他设定的速度相对应的每控制单位时间的移动量（旋转角度）例如θ0dT，对C轴的分配次数进行计算（余数进至个位），并设置在存储器4中的C轴分配计数器CTc（与控制计数器CTc相同）中。

在步骤5中，对C轴分配计数器CTc的内容是否为“0”进行检测，判断是否是初次且没有数据，或者C轴的分配是否结束。在内容为0的情况（步骤5中为“是”）下，由于分配已结束，因此不需要处理，结束处理。在内容不为“0”的情况（步骤5中为“否”）下，处理进入步骤6。

在步骤6中，对C轴分配计数器CTc的内容是否是“1”进行检测。在该步骤中，判定是否是已变为其他处理的最终次分配处理。在内容不为“1”的情况（步骤6中为“否”）下，由于不是最终次，因此处理进入接下来的步骤7，在内容为“1”的情况（步骤6中为“是”）下，处理进入成为剩余距离处理的步骤10。

步骤7至步骤9是以相对于Y轴G0指令在使C轴为恒定速度的状态下事先计算出的次数，输出分配数据的处理。

在步骤7中，对C轴以例如G0速度进行旋转驱动，将与G0速度相对应的θ₀dT设置在输出寄存器中。另外，将C轴当前位置（角度）加上所输出的θ₀dT，对位置信息进行更新。并且，计算与更新后的C轴角度相对应的X轴位置，将与上一次X轴位置的差，作为X轴的每控制单位时间的移动量FdT，设置在输出寄存器中。

在步骤8中，将在步骤7中设置在输出寄存器中的C轴和X轴的每控制单位时间的移动量θ₀dT和FdT输出至轴数据输入输出部27。另外，使C轴分配计数器CTc递减。

在步骤9中，对C轴分配计数器CTc的内容是否成为“1”进行检测。在内容不为“1”的情况（步骤9中为“否”）下，由于仍存在C轴分配控制（除了最终次），因此，使处理返回步骤7，在步骤7和步骤8中进行下一控制单位时间的分配处理。在内容为“1”的情况（步骤9中为“是”）下，为了进行最终次的处理，使处理进入步骤10。

在步骤10中，以与步骤7相同的方式，对分配角度进行处理，但由于在这里为最终处理，因此，输出相对于指令角度而成为零头部分的剩余距离（角度）。对于X轴也同样地，计算出至与C轴的指令角度相对应的位置为止的FdT。

在步骤11中，将在步骤10中设置在输出寄存器中的C轴和X轴的每控制单位时间的移动量θ1dT（成为剩余角度）和FdT，输出至轴数据输入输出部27。另外，使C轴分配计数器CTc递减。

通过以上的处理，由于虚拟Y轴控制的D切削程序中的虚拟Y轴的快进指令（G0），使C轴以G0或与其相当的恒定速度旋转，因此，不会受到速度锁定等影响，能够以最短时间执行快进指令（G0）。另外，在上述说明中，由于H轴也是使用为了C轴而计算出的指令值进行控制的，进行同样的动作，因此省略说明。

如上所述，根据实施方式1，在数控装置1中，虚拟Y轴快进指令处理单元16对通过虚拟Y轴实现的D切削模式中向Y轴施加的虚拟Y轴的快进指令进行解析，C轴G0插补处理单元17对应于解析得到的虚拟Y轴的快进指令，对C轴角度进行插补。例如，C轴G0插补处理单元17以不进行速度锁定动作的恒定速度Vc（参照图3（b））进行插补。C轴匀速时X轴插补处理单元18基于通过C轴G0插补处理单元17插补得到的C轴角度，对X轴位置进行插补。例如，C轴匀速时X轴插补处理单元18通过以控制点位于Y轴路径上的方式计算与C轴的各插补位置（角度）相对应的X轴坐标值，从而对X轴位置进行插补。并且，数控装置1通过将上述各轴的移动量的计算结果输出至X轴、C轴、H轴、Z轴的各轴伺服控制部31至33，从而以在使C轴速度维持为匀速的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制（参照图3（b）至（d））。由此，能够将D切削加工后的返回动作等以快进的形式进行虚拟Y轴移动的程序块中的C轴速度，整体维持为高速，能够高速地执行虚拟Y轴的快进，因此，能够有效地缩短执行中的程序块的执行时间。由此，能够高效降低不具有Y轴的工作机械MT的加工循环时间，能够提高数控装置的加工生产率。

另外，在实施方式1中，数控装置1以在将C轴速度维持为C轴的容许速度范围中的最高速度Vcmax（G0速度）的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制。由此，能够极高速地执行虚拟Y轴的快进。

另外，在实施方式1中，关于C轴的插补，例如是根据与C轴的G0速度相对应的作为恒定值的FdT（θ0dT）和C轴分配计数器CTc的内容，进行基于分配次数的控制，但也可以通过下述方法进行，即，每次均根据包含剩余距离（角度）和G0在内的速度指令值，对每控制单位时间的移动量FdT进行计算并输出。

实施方式2

下面，使用图8，对实施方式2所涉及的数控装置1i进行说明。图8是表示实施方式2所涉及的数控装置1i的结构的图。下面，围绕与实施方式1不同的部分进行说明。

在实施方式1中，将C轴速度所应维持的值、即规定的恒定速度预先设定在数控装置1中（例如在C轴分割数计算单元23中），但在实施方式2中，则是能够从C轴的容许速度范围中选择C轴速度所应维持的值、即恒定速度。

具体地说，数控装置1i的虚拟Y轴控制处理部20i，如图8所示，还具有选择单元28i。选择单元28i从C轴的容许速度范围中选择一个速度。

例如，也可以以表格等形式预先准备如图9（b）所示的离散的多个速度Vc、Vc’、Vc”，选择单元28i从该多个速度Vc、Vc’、Vc”中选择一个速度。多个速度Vc、Vc’、Vc”分别例如如图9（a）至（d）所示，是与以对比例1、2中的锁定前的C轴速度Vc1执行的情况相比，能够以更短时间使C轴旋转的速度，是预先通过实验获取的。速度Vc例如是与实施方式1相同的值，例如，是最高速度Vcmax（G0速度）。例如，在重视速度的情况下，选择速度Vc，例如，在重视精度的情况下，选择速度Vc”。

或者，例如，也可以预先准备图9（b）所示的连续的选择范围SR，选择单元28i从该选择范围SR中选择一个速度。选择范围SR例如是与以对比例1、2中的锁定前的C轴速度Vc1执行的情况相比，能够以更短时间使C轴旋转的速度，是预先通过实验获取的。选择范围SR的上限的速度Vc例如是与实施方式1相同的值，例如为最高速度Vcmax（G0速度）。例如，在重视速度的情况下，选择出选择范围SR的上限附近的速度，例如，在重视精度的情况下，选择出选择范围SR的下限附近的速度。

并且，C轴分割数计算单元23将通过X/Y→X/C坐标变换单元22变换得到的C轴旋转角度数据，除以与由选择单元28i选择的速度相对应的每控制单位时间的旋转角度（设为θdT），求出C轴分割数（余数进至个位）。由此，数控装置1i以在将C轴的速度维持为由选择单元28i选择的一个速度的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制。

如上所述，根据实施方式2，在数控装置1i中，选择单元28i从C轴的容许速度范围中选择一个速度。并且，数控装置1i以在将C轴速度维持为由选择单元28i选择的一个速度的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制。由此，对于C轴速度所应维持的值、即恒定速度，能够实现自由度较高的控制，能够扩大虚拟Y轴的快进的应用范围。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的数控装置适用于工作机械的控制。

标号的说明

1、1i  数控装置

2  输入操作部

3  输入控制部

4  存储器

5  参数存储区域

6  加工程序存储区域

7  共享区域

8  画面显示数据区域

9  画面处理部

10  显示部

11  解析处理部

12  虚拟Y轴指令处理单元

13  D切削指令处理单元

14  插补处理部

15  虚拟Y轴插补处理单元

16  虚拟Y轴快进指令处理单元

17  C轴G0插补处理单元

18  C轴匀速时X轴插补处理单元

20、20i  虚拟Y轴控制处理部

21X/Y  平面运算单元

22X/Y→X/C  坐标变换单元

23  C轴分割数计算单元

24  C轴分割位置对应X轴计算单元

25  X轴移动量计算单元

26  D切削时Y轴快进控制单元

27  轴数据输入输出部

28i  选择单元

31  X轴伺服控制部

32  H轴伺服控制部

33  C轴伺服控制部

41、42、43  伺服电动机

Claims (3)

1.一种数控装置，其对工作机械进行控制，该工作机械具有：X轴，其使用于安装刀具的转塔移动；H轴，其使所述转塔旋转；以及C轴，其使工件旋转，该工作机械不具有与所述X轴正交的Y轴，

该数控装置的特征在于，具有：

解析单元，其在虚拟Y轴插补模式中，对虚拟Y轴的快进指令进行解析，其中，该虚拟Y轴插补模式为，将加工程序中的X－Y轴移动指令变换为X－H－C坐标系中的指令，对变换得到的指令的解析结果进行插补，并对X轴、H轴以及C轴进行联动驱动；

C轴插补处理单元，其对应于所述解析得到的虚拟Y轴的快进指令，对C轴角度进行插补；以及

X轴插补处理单元，其基于所述插补得到的C轴角度，对X轴位置进行插补，

所述数控装置以在将C轴速度维持为匀速的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制。

2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

所述匀速是C轴的容许速度范围内的最高速度，

所述数控装置以在将C轴速度维持为所述最高速度的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式，对X轴位置进行控制。

3.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

还具有选择单元，其从C轴的容许速度范围中选择一个速度，

所述数控装置以在将C轴速度维持为所述选择的一个速度的同时使C轴旋转，并且，使虚拟Y轴大致直线移动的方式对X轴位置进行控制。

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