[发明专利]五轴控制机床的控制装置和控制方法、模具

说明书

技术领域

本发明的多个方面中的一个方面涉及包括3个直线轴和2个旋转轴的五轴控制机床的控制装置和控制方法、程序和模具。

背景技术

五轴控制机床是除了具有3个正交的直线轴以外还具有2个旋转轴的机床。例如，倾斜工作台的旋转轴被限定为与3个直线轴中的任一个平行，并且倾斜工作台上的旋转工作台的旋转轴被限定为与和倾斜工作台的旋转轴正交的直线轴中的一个平行。倾斜工作台和旋转工作台任意旋转，使得放在旋转工作台上的工件沿任意的方向倾斜。因此，制备时间减少并且加工效率提高。

在上述的五轴控制机床中，倾斜工作台和旋转工作台的旋转轴应与直线轴平行。但是，实际上，由于倾斜工作台和旋转工作台的加工误差或安装误差，旋转轴常常相对于直线轴倾斜。并且，即使希望在旋转期间不存在旋转轴的轴向振摆(runout)，也由安装误差等导致振摆。另一方面，NC数据产生装置基于倾斜工作台和旋转工作台的旋转轴与直线轴平行的前提产生NC数据。因此，由于包括例如倾斜工作台和旋转工作台的旋转轴的倾斜的误差，由NC数据产生装置产生的NC数据中的工件的位置和姿势可能与实际放在五轴控制机床上的工件的位置和姿势不一致，并且，加工精度会降低。

因此，已经提出了通过校正旋转轴的倾斜或振摆来减少该倾斜或振摆对于加工精度的影响的方法。例如，如在日本专利No.4327894中公开的那样，依赖于旋转轴位置对于定位误差和倾斜误差设定位置校正量，并且，位置校正量被加到命令直线轴位置上，使得工具尖端位置移动到没有误差的位置以减少旋转轴误差对于加工精度的影响。

但是，包含旋转轴的倾斜、振摆等的旋转轴误差不仅导致加工位置的偏离，而且导致工件的倾斜。工件的倾斜不仅沿水平方向出现，而且沿垂直方向出现。由于在日本专利No.4327894中公开的方法仅校正直线轴位置，因此，工件的垂直倾斜没有得到充分校正，并且工具相对于工件的姿势倾斜。因此，形成台分级切削(stepped cutting)标记并且加工精度降低。

本发明提供了如下这样的五轴控制机床，该五轴控制机床可校正由五轴控制机床的旋转轴的倾斜导致的工件朝向工具的姿势误差，并且增加了加工精度。

发明内容

在一个方面中，本发明公开了一种通过基于NC数据控制包含三个直线轴和两个旋转轴的五个轴允许工具朝向工件相对移动的五轴控制机床的控制装置，该控制装置包括：被配置用于与从NC数据获得的两个旋转轴中的每一个的旋转角相关联地存储两个旋转轴中的每一个的包含轴方向和轴位置的数据的旋转轴数据的单元；被配置用于基于旋转轴数据计算用于校正在该旋转角的工具的姿势的两个旋转轴中的每一个的校正旋转角的单元；和被配置为通过以校正旋转角旋转两个旋转轴中的每一个校正工具的姿势的单元。

本发明的另一方面公开了一种通过基于NC数据控制包含三个直线轴和两个旋转轴的五个轴允许工具和工件的相对移动的五轴控制机床的控制方法，该控制方法包括：与从NC数据获得的两个旋转轴中的每一个的旋转角相关联地基于两个旋转轴中的每一个的包含轴方向和轴位置的数据的旋转轴数据计算用于校正在该旋转角的工件朝向工具的姿势的两个旋转轴中的每一个的校正旋转角；和通过以校正旋转角旋转两个旋转轴中的每一个，校正工件朝向工具的姿势。

本发明的另一方面公开了一种导致NC装置驱动五轴控制机床的程序，该五轴控制机床通过基于NC数据控制包含三个直线轴和两个旋转轴的五个轴以允许工具和工件的相对移动，该程序导致NC装置执行以下的操作：与从NC数据获得的两个旋转轴中的每一个的旋转角相关联地基于两个旋转轴中的每一个的包含轴方向和轴位置的数据的旋转轴数据计算用于校正在该旋转角的工件朝向工具的姿势的两个旋转轴中的每一个的校正旋转角；和以校正旋转角旋转两个旋转轴中的每一个。

本发明的另一方面公开了通过使用该控制装置或该控制方法由该五轴控制机床加工的模具。

可由五轴控制机床的旋转轴的倾斜导致的工件朝向工具的姿势误差可通过基于NC数据校正两个旋转轴中的每一个的旋转角被减少，并且，加工精度可增加。

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1示出五轴控制机床的轴配置。

图2是示出五轴控制机床的控制装置的整体配置的框图。

图3是示出倾斜工作台的倾斜的平面图。

图4是示出倾斜工作台和旋转工作台的倾斜的正视图。

图5是示出旋转工作台的倾斜的侧视图。

图6A和图6B示出旋转轴不倾斜时的工具与工件的相对姿势。