[发明专利]数值控制装置以及数据结构

说明书

本发明提供一种数值控制装置以及数据结构，能够自由且容易地将机械结构上的各种位置指定为控制点，并且能够容易地设定机械结构上的各种部位的坐标系。数值控制装置通过以结构要素为节点的图表形式来表现并保持控制对象的机械结构，其具备：控制点坐标系插入部，其对机械结构的图表插入控制点和坐标系；识别符分配部，其对插入的控制点和坐标系分配识别符；控制点坐标系指定部，通过识别符指定1组以上的控制点和坐标系；指令值判断部，根据控制点坐标系指定部指定的控制点和坐标系，判断在程序中指令的1个以上的指令值与针对哪个控制点的哪个坐标系上的坐标值相对应；移动指令部，其指令控制点的移动，使得控制点的坐标值成为指令值。

技术领域

本发明涉及一种通过图表形式来表达并保存控制对象的机械结构的数值控制装置以及该图表形式的数据结构。

背景技术

通常，在控制机床或机器人的控制装置中，在程序上通过使用指令值，对机床或机器人中包含的成为控制对象的控制点进行控制。例如，在机床中，通常将工具根部位置作为控制点。另一方面，在使用工具长度修正功能或执行工具前端点控制的情况下，将工具前端位置作为控制点。并且，执行控制，使得这些控制点移动到通过指令值指定的坐标值。

在具有冗余的自由度的机械结构中存在以下的情况：以避免干扰等为目的，在保持或不保持工具前端或工具根部的位置以及姿势的状态下，想要将工具前端或工具根部以外的点作为控制点进行移动。例如，如图1A以及图1B所示，存在以下的情况：将节点501、节点502、节点503、节点504按该顺序连结，构成通过旋转轴进行驱动的控制对象的机械500，并且希望将机械500的端点以外的节点例如节点503作为控制点。

但是，当前无法将节点503那样的工具前端或工具根部以外的节点作为控制点。此时，虽然能够对各旋转轴直接进行指令，但是难以求出使期望的控制点到达期望的位置那样的各轴指令值。具体而言，如图1A所示，即使想要一同保持工具前端的X坐标以及Z坐标来避免干扰，也难以使节点503在期望的动作方向上移动。另外，如图1B所示，在想要保持工具前端的X坐标和Z坐标中的某一方来避免干扰时，也难以计算指令值。

另外，在机床或机器人中，在程序上对控制点位置进行指令，但是数值控制装置能够通过指定指令值的坐标系，使得指定的控制点向指定的坐标系上的期望的指令位置移动。例如，在3轴加工中，多为将机械原点上的机械坐标系或工作台上的工件坐标系指定为坐标系。另外，在同时4轴加工或同时5轴加工中，多为如图2A那样将随着旋转轴而转动的工件坐标系指定为坐标系。

在机械上，还考虑除了这些以外的坐标系。例如，与图2A示出的坐标系不同，考虑了图2B所示的“随B轴转动但不随C轴转动，并且一同加入了B轴和C轴的偏置的坐标系(仅忽略C轴的旋转的坐标系)”。该坐标系在一边使C轴以恒定速度旋转一边进行的车削加工中，由于指令易于生成且容易理解，因而特别有用。

但是，一般而言，在数值控制装置中，虽然能够在使工件随动地进行旋转的一连串的轴系统上将坐标系设定于其末端，但是无法在其途中设定坐标系。当想要在途中设定坐标系时，需要重新设定机械结构使得该途中成为末端，因而耗费时间和精力。

关于这点，专利文献1公开了一种涉及在具有工作台旋转轴的机床中容易变更工具长度的数值控制装置的技术。但是，专利文献1的技术虽然定义了工作台上的坐标系，但是未定义工作台下的坐标系。另外，控制对象也被限定为工具前端点。

专利文献1：日本特开2003-195917号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够自由且容易地将机械结构上的各种位置指定为控制点的数值控制装置以及提供一种表现了该控制对象的机械结构的图表形式的数据结构。