TW201317078A - 應用於多主軸加工機之控制器 - Google Patents

Abstract

一種應用於多主軸加工機之控制器，該加工機包括一第一主軸及一第二主軸，該控制器包含一對一加工指令集合進行解譯以產生一包括一主軸序號資訊及一加工路徑參數的加工命令的解譯單元、一接收該加工命令的座標處理單元及一運動控制單元，當該主軸序號資訊分別對應該第一主軸及該第二主軸時，該座標處理單元分別輸出一基準加工路徑參數及一轉換加工路徑參數，並使該運動控制單元分別產生使該第一主軸及該第二主軸進行加工的一第一訊號及一第二訊號，藉此使相對應一第一座標系統的該加工指令集合能夠應用於該第一主軸及該第二主軸的加工。

Description

應用於多主軸加工機之控制器

本發明是有關於一種控制器，特別是指一種應用於多主軸加工機之控制器。

現有的一種多主軸加工機的控制器，該加工機包括一對應一第一座標系統的第一主軸，及一對應一第二座標系統的第二主軸，該控制器是用以接收一加工指令集合，並在同一時間內產生一輸出訊號以控制該第一主軸及該第二主軸的其中一者對一待加工件進行加工，該加工指令集合中包括一相對應該第一主軸及該第二主軸的其中一者的主軸資訊，及一相對應主軸的座標系統的移動座標資訊，該控制器根據該主軸資訊內所選定的主軸，驅使該主軸於相對應的座標系統中移動至預定的移動座標。

然而，由於該第一主軸只能沿著該第一座標系統移動，而該第二主軸只能沿著該第二座標系統移動，因此該加工指令集合在產生前，必須要分別對相對應主軸的座標系統內的預定移動座標進行大量的轉換運算，以使該加工指令集合能適用於該第一主軸及該第二主軸的移動，因此生產前的前置時間成本大為提高，且也容易因誤算而使後續的加工動作產生錯誤，而降低生產的良率。

因此，本發明之目的，即在提供一種應用於多主軸加工機之控制器。

於是，本發明應用於多主軸加工機之控制器，該加工機包括一對應一第一座標系統的第一主軸，及一對應一第二座標系統的第二主軸，該第二座標系統相對該第一座標系統的關係以一座標向量表示，該控制器包含一解譯單元、一座標處理單元，及一運動控制單元。

該解譯單元用以對一加工指令集合進行解譯，以產生一加工命令，該加工命令包括一相對應該第一主軸及該第二主軸的其中一者的主軸序號資訊，及一加工路徑參數，該座標處理單元接收該加工命令，當該主軸序號資訊對應該第一主軸時，該座標處理單元輸出一相同於該加工路徑參數的基準加工路徑參數，當該主軸序號資訊對應該第二主軸時，該座標處理單元輸出一轉換加工路徑參數，該轉換加工路徑參數是根據該加工路徑參數與該座標向量而得出，該運動控制單元於接收該基準加工路徑參數後，產生驅使該第一主軸根據該基準加工路徑參數進行加工的第一訊號，於接收該轉換加工路徑參數後，產生驅使該第二主軸根據該轉換加工路徑參數進行加工的第二訊號。

本發明之功效在於：藉由該座標處理單元的運作，使相對應該第一座標系統的該加工指令集合，能夠依據該主軸序號資訊而轉換成該基準加工路徑參數及該轉換加工路徑參數的其中一者，進而能夠應用於相對應的該第一主軸及該第二主軸的其中一者的加工。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1與圖2，本發明應用於多主軸加工機之控制器之該較佳實施例，該加工機6包括一對應一第一座標系統81並可朝一第一方向71移動的第一主軸61、一對應一第二座標系統82並可朝一平行該第一方向71的第二方向72移動的第二主軸62、一可朝一垂直該第一方向71的第三方向73移動的第一水平驅動軸63，及一可朝一分別垂直該第一方向71及該第三方向73的第四方向74移動的第二水平驅動軸64。

該第一方向71、該第三方向73及該第四方向74共同構成該第一座標系統81，該第二方向72、該第三方向73及該第四方向74共同構成該第二座標系統82，該第二座標系統82相對該第一座標系統81的關係以一座標向量83表示。

第一主軸61具有一第一刀具611，該第二主軸62具有一第二刀具621，該座標向量83代表該第二刀具621的加工端622對應於該第二座標系統82中的一第二基準座標相對應該第一刀具611的加工端612對應於該第一座標系統82中的一第一基準座標的關係。於本實施例中，該第一刀具611及該第二刀具621為不同直徑的磨輪。

該應用於多主軸加工機之控制器包含一解譯單元2、一座標處理單元3，及一運動控制單元4。於本實施例中，該解譯單元2及該座標處理單元3是以軟體程式實現。

該解譯單元2用以對一加工指令集合20進行解譯，以產生一加工命令21。於本實施例中，該加工指令集合20是一種軟體程式指令。

該解譯單元2內預先儲存有一相對應該座標向量83的座標向量參數22、一相對應該第一基準座標的第一基準座標資訊23，及一相對應該第二基準座標的第二基準座標資訊24。於本實施例中，該座標向量參數22為矩陣形式。

該加工命令包括一相對應該第一主軸61及該第二主軸62的其中一者的主軸序號資訊，及一加工路徑參數。

該座標處理單元3接收該加工命令21，當該主軸序號資訊對應該第一主軸61時，該座標處理單元3輸出該主軸序號資訊及一相同於該加工路徑參數的基準加工路徑參數，當該主軸序號資訊對應該第二主軸62時，該座標處理單元3輸出該主軸序號資訊及一轉換加工路徑參數，該轉換加工路徑參數是根據該加工路徑參數與相對應該座標向量83的該座標向量參數22運算後得出。

於本實施例中，該基準加工路徑參數為該第一刀具611於該第一座標系統81中的最終移動座標，該轉換加工路徑參數為該第二刀具621於該第二座標系統82中的最終移動座標，當該主軸序號資訊對應於該第二主軸62時，該加工路徑參數及該轉換加工路徑所代表實體空間中的位置實質上相同。

該運動控制單元4於接收該主軸序號資訊及該基準加工路徑參數後，產生驅使該第一主軸61根據該基準加工路徑參數進行加工的第一訊號41，於接收該主軸序號資訊及該轉換加工路徑參數後，產生驅使該第二主軸62根據該轉換加工路徑參數進行加工的第二訊號42。

該第一訊號41能夠驅動該第一主軸61、該第一水平驅動軸63及該第二水平驅動軸64移動，以驅使該第一主軸61的該第一刀具611根據該第一基準座標資訊及該基準加工路徑參數進行加工，該第二訊號42能夠驅動該第二主軸62、該第一水平驅動軸63及該第二水平驅動軸64移動，以驅使該第二主軸62的該第二刀具621根據該第二基準座標資訊及該基準加工路徑參數進行加工。

以對一待加工件5分別利用該第一刀具611及該第二刀具621進行加工為例，首先是在該加工指令集合20中撰寫一加工順序，該加工順序是先使該第一主軸61在該第一座標系統81中移動，並連動該第一刀具611自圖中A點移動至B點，接著再使該第二主軸62在該第二座標系統82中移動，並連動該第二刀具621的自圖中B點移動至C點，由於該第一主軸61只能沿著該第一座標系統81移動，而該第二主軸62只能沿著該第二座標系統82移動，因此，簡單來說，該加工順序會實際產生四個動作，分別為使該第一主軸61沿該第一座標系統81移動至A點、使該第一主軸61沿該第一座標系統81移動至B點、使該第二主軸62沿該第二座標系統82移動至B點，及使該第二主軸62沿該第二座標系統82移動至C點。要說明的是，該加工順序當然會因為該第一主軸61及該第二主軸62可能會產生相互干涉的情況，而在移動其中一主軸前，先把可能產生干涉的另一主軸先移開，此為本發明所屬技術領域中的通常知識者可以輕易了解，因此以下並不對這種動作再作說明。

使用時，該解譯單元2會根據該加工指令集合20而解譯出對應前述四個動作的四個加工命令21，於第一個加工命令21中，是將該第一主軸61移動至相對應加工路徑參數的最終移動座標，而使該座標處理單元3產生相同於該加工路徑參數的基準加工路徑參數，並使該運動控制單元4產生該第一訊號41，此時該第一訊號41即可用以驅使該第一主軸61的該第一刀具611沿該第一座標系統81移動至相對應該基準加工路徑參數的A點位置。

於第二個加工命令21中，同樣是將該第一主軸61移動至相對應加工路徑參數的最終移動座標，而使該座標處理單元3產生相同於該加工路徑參數的基準加工路徑參數，並使該運動控制單元4產生該第一訊號41，此時該第一訊號41即可用以驅使該第一主軸61的第一刀具611沿該第一座標系統81移動至相對應該基準加工路徑參數的B點位置，在此過程中，該第一刀具611會對該待加工件5進行加工。

於第三個加工命令21中，是將該第二主軸62移動至相對應加工路徑參數的最終移動座標，而使該座標處理單元3根據該加工路徑參數與相對應該座標向量83的該座標向量參數運算後得出該轉換加工路徑參數，也就是將相對應於該第一座標系統81的最終移動座標轉換成相對應於該第二座標系統82的最終移動座標，而新的最終移動座標就是該第二主軸62在該第二座標系統82中所欲移動的目標位置，並使該運動控制單元4產生該第二訊號42，此時該第二訊號42即可用以驅使該第二主軸62的該第二刀具621沿該第二座標系統82移動至相對應該基準加工路徑參數的B點位置。

於第四個加工命令21中，是將該第二主軸62移動至相對應加工路徑參數的最終移動座標，而使該座標處理單元3根據該加工路徑參數與相對應該座標向量83的該座標向量參數運算後得出該轉換加工路徑參數，也就是將相對應於該第一座標系統81的最終移動座標轉換成相對應於該第二座標系統82的最終移動座標，而新的最終移動座標就是該第二主軸62在該第二座標系統82中所欲移動的目標位置，並使該運動控制單元4產生該第二訊號42，此時該第二訊號42即可用以驅使該第二主軸62的該第二刀具621沿該第二座標系統82移動至相對應該基準加工路徑參數的C點位置，在此過程中，該第二刀具621會對該待加工件5進行加工。

要說明的是，本發明也可應用於更多相對應不同座標系統的主軸，只要透過該座標處理單元3的運作，即能夠產生更多驅使不同主軸移動的訊號。

綜上所述，藉由該座標處理單元3的運作，使相對應該第一座標系統81的該加工指令集合20，能夠依據該主軸序號資訊而轉換成該基準加工路徑參數及該轉換加工路徑參數的其中一者，進而能夠應用於相對應的該第一主軸61及該第二主軸62的其中一者的加工，相較於現有的多主軸加工機的控制器，本發明所接受的該加工指令集合20皆可是相對於該第一座標系統81，而可避免在產生該加工指令集合20前必需對不同主軸做的大量座標轉換工作，可大幅減少生產前的時間成本，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2．．．解譯單元

20．．．加工指令集合

21．．．加工命令

22．．．座標向量參數

23．．．第一基準座標資訊

24．．．第二基準座標資訊

3．．．座標處理單元

4．．．運動控制單元

41．．．第一訊號

42．．．第二訊號

5．．．待加工件

6．．．加工機

61．．．第一主軸

611．．．第一刀具

62．．．第二主軸

621．．．第二刀具

63．．．第一水平驅動軸

64．．．第二水平驅動軸

71．．．第一方向

72．．．第二方向

73．．．第三方向

74．．．第四方向

81．．．第一座標系統

82．．．第二座標系統

83．．．座標向量

圖1是本發明應用於多主軸加工機之控制器的一較佳實施例應用於一多主軸加工機的系統示意圖；及

圖2是該較佳實施例的空間示意圖。

2．．．解譯單元

20．．．加工指令集合

21．．．加工命令

22．．．座標向量參數

23．．．第一基準座標資訊

24．．．第二基準座標資訊

3．．．座標處理單元

4．．．運動控制單元

41．．．第一訊號

42．．．第二訊號

6．．．加工機

61．．．第一主軸

611．．．第一刀具

62．．．第二主軸

621．．．第二刀具

63．．．第一水平驅動軸

64．．．第二水平驅動軸

Claims (8)

1. 一種應用於多主軸加工機之控制器，該加工機包括一對應一第一座標系統的第一主軸，及一對應一第二座標系統的第二主軸，該第二座標系統相對該第一座標系統的關係以一座標向量表示，該控制器包含：一解譯單元，用以對一加工指令集合進行解譯，以產生一加工命令，該加工命令包括一相對應該第一主軸及該第二主軸的其中一者的主軸序號資訊，及一加工路徑參數；一座標處理單元，接收該加工命令，當該主軸序號資訊對應該第一主軸時，該座標處理單元輸出一相同於該加工路徑參數的基準加工路徑參數，當該主軸序號資訊對應該第二主軸時，該座標處理單元輸出一轉換加工路徑參數，該轉換加工路徑參數是根據該加工路徑參數與該座標向量而得出；及一運動控制單元，於接收該基準加工路徑參數後，產生驅使該第一主軸根據該基準加工路徑參數進行加工的第一訊號，於接收該轉換加工路徑參數後，產生驅使該第二主軸根據該轉換加工路徑參數進行加工的第二訊號。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之應用於多主軸加工機之控制器，其中，該解譯單元內預先儲存有一相對應該座標向量的座標向量參數，該轉換加工路徑參數是根據該加工路徑參數與該座標向量參數運算後得出。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之應用於多主軸加工機之控制器，其中，該座標向量參數為矩陣形式。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之應用於多主軸加工機之控制器，其中，該第一主軸具有一第一刀具，該第二主軸具有一第二刀具，該座標向量代表該第二刀具於該第二座標系統中的一第二基準座標相對應該第一刀具於該第一座標系統中的一第一基準座標的關係。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之應用於多主軸加工機之控制器，其中，該解譯單元內還預先儲存有一相對應該第一基準座標的第一基準座標資訊，及一相對應該第二基準座標的第二基準座標資訊，該第一訊號能夠驅使該第一主軸的該第一刀具根據該第一基準座標資訊及該基準加工路徑參數進行加工，該第二訊號能夠驅使該第二主軸的該第二刀具根據該第二基準座標資訊及該基準加工路徑參數進行加工。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之應用於多主軸加工機之控制器，其中，該座標處理單元還輸出該主軸序號資訊至該運動控制單元。
7. 根據申請專利範圍第4項所述之應用於多主軸加工機之控制器，其中，該基準加工路徑參數為該第一刀具於該第一座標系統中的最終移動座標，該轉換加工路徑參數為該第二刀具於該第二座標系統中的最終移動座標。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之應用於多主軸加工機之控制器，其中，當該主軸序號資訊對應於該第二主軸時，該加工路徑參數及該轉換加工路徑所代表實體空間中的位置實質上相同。