(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを収容するワーク保持装置と、工具と、ワーク加工のためまたはワークと工具を相互に位置決めするための起動可能な機械軸と、軸起動用の制御装置または調節装置を備えたネジ状創成面を持つワークを製造するための多軸型工作機械(２)において、
上記制御装置または調節装置による機械軸の起動に用いる位置値は、機械軸の案内軸としてパラメータ化することができる仮想軸であって、この仮想軸の多項式係数に依存する値を変数とする多項式関数によって与えられ、上記仮想軸の値は、時間を変数とする多項式関数を用いて上記制御装置または調節装置によって算出されることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２】
請求項１に記載の多軸工作機械において、上記仮想軸は、上記制御装置または調節装置によってサーキュラ・リレーションを用いて形成されることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項３】
請求項１に記載の多軸工作機械において、上記仮想軸は、上記制御装置または調節装置によって数値表を用いて形成されることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の多軸工作機械において、上記制御装置または調節装置による機械軸の起動は、１つの仮想軸の値と円定数または円半径および座標対で与えられる中心点と回転方向に依存するサーキュラ・リレーションを用いて行われることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の多軸工作機械において、上記制御装置または調節装置による機械軸の起動は、座標の表によって与えられる自由に選択できる関係を用いて行われることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項６】
請求項５に記載の多軸工作機械において、上記座標の表の座標として、Ｘ−座標とＹ−座標と法線角度または軸直角切断面で見た法線角度を用いることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の多軸工作機械において、ワークと工具を相互に位置決めするために少なくとも５つの機械軸を備えたことを特徴とする多軸工作機械。
【請求項８】
請求項７に記載の多軸工作機械において、工具として切削砥石を備え、機械軸として少なくとも、
１つの切削砥石のための少なくとも１つの位置決め可能な半径方向送り軸(χ)、
上記半径方向送り軸に対して水平かつ直交に位置決めでき、切削砥石を切削スライド機構の移動方向へ位置決めするための切削スライド機構(ζ)、
ワークをワーク保持装置内で回転させるためのクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸（β）、
切削砥石軸またはその投影を鉛直面(Ｂ)内で旋回させて、ワークと切削砥石を相対旋回させるための１つの位置決め可能な旋回軸(τ)、および
切削砥石を駆動するための１つの回転軸(ω)、
を備えたことを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項９】
請求項８に記載の多軸工作機械において、機械軸として、切削砥石軸に沿う切削砥石の移動位置を制御するための位置決め可能な変位軸(δ)を更に備えたことを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の多軸型工作機械において、機械軸として、切削砥石軸またはその投影を水平面(Ａ)内で旋回させて、ワークと切削砥石を相対旋回させるための１つの位置決め可能な旋回軸(σ)を更に備えたことを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、機械軸として、ワークと切削砥石を垂直に相対変位させる変位軸(η)を更に備えたことを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、機械軸として、ワーク軸またはその投影を水平面(Ａ)内で旋回させて、ワークと切削砥石を相対旋回させるための１つの位置決め可能な旋回軸(γ)を更に備えたことを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、機械制御パラメータが記憶されていて上記制御装置または調節装置からアクセスできる記憶装置を備えたことを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１４】
請求項１３に記載の多軸型工作機械において、機械制御パラメータが記憶されていて上記制御装置または調節装置からアクセスできる記憶装置には、仮想軸を他の軸の案内軸としてパラメータ化できるデータ構造があることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１５】
請求項１４に記載の多軸型工作機械において、機械制御パラメータが記憶されていて上記制御装置または調節装置からアクセスできる記憶装置には、いずれかの機械軸を他の軸の案内軸としてパラメータ化できるデータ構造があることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、機械制御パラメータが記憶されていて上記制御装置または調節装置からアクセスできる記憶装置には、制御装置または調節装置が仮想軸を形成するための関数定義または関係定義を格納するデータ構造があることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、機械制御パラメータが記憶されていて上記制御装置または調節装置からアクセスできる記憶装置には、制御装置または調節装置が機械軸を起動するための関数定義または関係定義を格納するデータ構造があることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１８】
請求項１７に記載の多軸型工作機械において、予め定義された少なくとも１つの関数または関係の型を備え、上記データ構造は、機械軸の関数または関係の定義に用いられる予め定義された関数または関係の型を識別するための少なくとも１つのデータ領域を有することを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項１９】
請求項１８に記載の多軸型工作機械において、関数の型として、多項式関数またはパラメータとして多項係数を持った６次の多項式関数が予め定義されていることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の多軸型工作機械において、関係の型として、円半径と座標対で与えられる中心点および回転方向をパラメータとして持つサーキュラ・リレーションが予め定義されていることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、関係の型として、座標をパラメータとする座標表が予め定義されていることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２２】
請求項２１に記載の多軸型工作機械において、座標として、Ｘ−座標、Ｙ−座標、および法線角度または軸直角切断面で見た法線角度が用いられることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２３】
請求項１３乃至２２のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、機械制御パラメータが記憶されていて上記制御装置または調節装置からアクセスできる記憶装置には、制御装置または調節装置による機械軸の起動によって加工されるワーク側面の特徴、あるいはワークの右側面または左側面の特徴を格納するデータ構造があることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２４】
請求項１３乃至２３のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、機械制御パラメータが記憶されていて上記制御装置または調節装置からアクセスできる記憶装置には、ワークの一部に相当する少なくとも１つの機械制御パラメータの群を共通のセグメント識別子またはセグメント番号のもとにセグメントとして統合するデータ構造があることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２５】
請求項２４に記載の多軸型工作機械において、常に同じ軸が案内軸としてパラメータ化されているような機械制御パラメータの群がセグメントとして統合されていることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項２６】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械を起動するための方法であって、まず１つの仮想軸を、他の軸の案内軸としてパラメータ化し、次にワークを加工する機械の稼働中に、他の軸の案内軸としてパラメータ化され,自由に選択できる時間に依存する関数または関係を用いて上記制御装置または調節装置によって形成された仮想軸の値および更なるパラメータの値に依存する自由に選択できる関数または関係を用いて上記制御装置または調節装置によって、各機械軸が起動される方法。
【請求項２７】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械に読み込む機械制御パラメータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
この記録媒体は、
コンピュータが仮想軸を他の軸の案内軸としてパラメータ化することを可能にするデータ領域を備えた少なくとも１つのデータ構造と、
上記制御装置または調節装置による仮想軸の形成のための関数定義または関係定義を格納する少なくとも１つのデータ構造と、
上記制御装置または調節装置による各機械軸の起動のための関数定義または関係定義を格納する少なくとも１つのデータ構造を備え、
上記データ構造を用いて読み込みを行ったとき、コンピュータに請求項２６に記載の方法で多軸工作機械を起動させるプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項２８】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械に読み込む請求項２７に記載の機械制御パラメータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、上記データ構造は、予めの定義された関数の型、関係の型、または多項式関数の型、あるいはサーキュラ・リレーションの型または座標表の型を識別するための少なくとも１つのデータ領域を備え、これらの型は、各機械軸の関数の定義または関係の定義に用いられることを特徴とするデータ記録媒体。
【請求項２９】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械に読み込む請求項２７または２８に記載の機械制御パラメータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、この記録媒体には、制御装置または調節装置による各機械軸の起動によって加工されたワーク側面の特徴あるいは右側面または左側面の特徴を格納するための少なくとも１つのデータ構造があることを特徴とする記録媒体。
【請求項３０】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械に読み込む請求項２７乃至２９のいずれか１つに記載の機械制御パラメータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、この記録媒体には、ワークの一部分に相当する機械制御パラメータの少なくとも１つの群が共通のセグメント識別子またはセグメント番号のもとにセグメントとして統合されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項３１】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械に読み込む請求項３０に記載の機械制御パラメータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、常に同じ軸が案内軸としてパラメータ化されているような機械制御パラメータの群がセグメントとして統合されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項３２】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械に読み込む請求項２７乃至３１のいずれか１つに記載の機械制御パラメータを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、この記録媒体には、いずれかの機械軸を他の軸の案内軸としてパラメータ化できる少なくとも１つのデータ構造があることを特徴とする記録媒体。
【請求項３３】
請求項１乃至２５のいずれか１つに記載の多軸型工作機械において、この多軸型工作機械は、上記制御装置または調整装置が記録媒体から機械制御パラメータを請求項２７乃至３２のいずれか１つに記載にしたがって記憶装置に読み込むための手段を更に備えていることを特徴とする多軸型工作機械。
【請求項３４】
請求項１乃至２５および３３のいずれか１つに記載の多軸型工作機械のための機械制御パラメータを作成する方法であって、請求項２７乃至３２のいずれか１つの記載にしたがって機械制御パラメータを持つ少なくとも１つの記録媒体が作成されることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項１乃至２５および３３のいずれか１つに記載の多軸型工作機械のための機械制御パラメータを作成し、少なくとも１つのデータ処理ユニットと少なくとも１つの記憶装置を有するコンピュータシステムであって、上記データ処理ユニットは、請求項２７乃至３２のいずれか１つの記載にしたがって機械制御パラメータをもつ少なくとも１つのデータ記録媒体を作成するようにプログラム技術的に構成されていることを特徴とするコンピュータシステム。
【請求項３６】
コンピュータによってプログラムが実行されるとき、請求項３４による方法を実行するためのプログラムコード手段をもつコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ記憶媒体、データ搬送信号、コンピュータシステム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品並びに関連した工作機械を備えたネジ状創成面を持ったワーク製造目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピュータ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の製造の際、今日、よりネットワーク化された製造プロセスと産業におけるその標準化の背景の元で、工作機械の起動に必要なコンピュータシステムをこのプロセスに導入するという問題が表面化している。この際目的とすることは、技術的に可能な範囲内で、ユーザーにとって、例えば具体的な機械の機種の交換時や又はデータ収集やデータ保存の為に、ユーザーのワークプログラムから製品用の出来るだけ高度の単一性を持つ機械制御パラメータを提供できる様な単一的な機械制御システムの整備である。
【０００３】
この様な発端は、既に過去に於いても数年来各種工作機械について追求されている。例えば傘歯車歯切り盤が一例であるが、以下これに注目する。
【０００４】
傘歯車歯切り盤に対する問題解決法では、機械グループ全体のそこでの機械制御パラメータがその機械グループで問題となるすべての起動すべき機械軸の単一のデータモデルに集合され、次いでこのデータモデルは個々の場合にそのつど現実の機械に、可能である限り、即ち機械制御パラメータで起動される機械軸が実際に存在する限り、現実の機械にコピーされる。
【０００５】
しかしネジ状創成面を持ったワークを切削研摩加工する歯切り盤、特に平歯車、ウォームやロートル等には、勿論上述の理由で好ましいにも拘らず、その様なシステムは存在しない。
【０００６】
この理由は、これらワークの形状研削の際解決しなければならない特に困難な技術的問題点にある。即ち、工作機械が必要とする多軸型位置決めシステムでは、三次元空間内である定義化されたカーブを通過できるように、お互い同志の個々の運動が同期されなくてはならない。これを達成するには、軸のどれか一つの軸が唯単に独自の位置決めばかりでなく、案内軸またはコマンド軸として他の同期される軸の同期の役割も果たすようにする事である。
【０００７】
従来技術のその様な方式は、例えば傘歯車における歯面修整の製造方式に関する欧州特許出願 ＥＰ ０ ７８４ ５２５ 等に記載されている。
【０００８】
そこでの軸は、好ましくは次のような多項式関数によって起動される。
0004959982.tif 000002
ここで、ｆ(Θ) は案内軸Θの動きに依存した各起動すべき軸の位置決め関数である。係数 a０, a１, a２, a３ と a４ は関数ｆ(Θ) によって起動された各軸の位置制御のパラメータである。
【０００９】
案内軸の役割を演じるのは、従来技術によると常に起動可能な工作機械の機械的軸の一つである。創成プロセスで加工し、従って 欧州特許出願 ＥＰ ０７８４ ５２５ の場合でもゆりかご状の形のものを持った傘歯車歯切り盤では、通常はこの今なお必要なゆりかご形状物であり、それ故そのローリング運動は他の軸運動を同期するための指令運動としての役を果たせる。この様にして、各工作機械のこれ以外の具体的な構成とは無関係に、創成プロセス条件で単一的に案内軸としての役割を果たせる機械軸が常に存在する。
【００１０】
その様なゆりかご状の軸または同類の軸を持たない総形研削盤の場合には、異なったタイプの機械用に機械制御パラメータを単一化する試みの際にその様な単一的な案内軸の適切選択という問題または万一その様なものを断念するという問題が起こる。
【００１１】
その様な単一的な案内軸を断念し、その代わりに個々の場合に案内軸として利用する軸を機械制御パラメータに記述する事は、原則的には勿論可能である。その様な可能性を作ることは、既に機械制御パラメータを若干単一化する結果となる。それにも拘らず、機械のタイプ変更時に、選択された案内軸を持たないような機械に変更する場合には、新規の機械制御パラメータを案内軸用に作成するという問題ばかりか、これに加えて他の軸が上述した様に案内軸に依存するので、案内軸に依存する他のすべての軸についても新しい機械制御パラメータを算出する事がいつも直ちに必要となるので、このような事は不満足な事でもある。これに対して案内軸以外にほかの軸が存在しない場合には、ワークでのその位置決め結果は、他のいまや新しい機械のタイプにそのかわりに存在する軸を機械制御パラメータによって起動する事によって達成されるように試す事が出来る。その際には、各機械制御パラメータを持つ残りの軸には手をつけずにおく。
【００１２】
それで例えばワークと工具を、工具軸を垂直に回転する事によって互いに向かい合って旋回するような、存在していない位置決め可能な旋回軸をワークと工具を、ワーク軸を水平に回転する事によって互いに向かい合って旋回する旋回軸で置換する事が出来る。しかもこの際には、半径方向送り軸の機械制御パラメータまたはワーク保持装置内のワークを回転するクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸の機械制御パラメータが関連させられずに済むであろう。
【特許文献１】欧州特許出願 ＥＰ０７８４５２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしこのための前提は、すべて問題となるタイプの機械に関する総体的制御コンセプト用に、単一の案内軸を提示できる事である。この条件は形状研摩盤の場合には、既に前記したように創成プロセスで加工する機械とは違って原則的には常に必要で、常時案内軸として作用出来る創成モーションが存在しないという事実の為に満たされない。
【００１４】
従って本発明の課題は、ネジ状創成面を持つワーク加工目的の工作機械用コンピュータ制御システムを提供することで、各種異なった起動可能な軸を持った各種異なったタイプの機械用に各々の機械制御パラメータの応用が、起動する機械の交換時に、−幾何学的可能な枠内で−出来るだけ少ない軸起動用の機械制御パラメータを新規に作成しなければならない事を可能にする事である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、ワークを収容するワーク保持装置、工具、ワーク加工用のまたはワークと工具を相互関係で互いに位置決めする起動可能な機械軸並びに軸を起動する為の制御装置と／または調節装置を備え、かつ少なくとも１個の、機械軸の案内軸としてパラメータ化でき、これら機械軸の同期だけの役を果たす仮想軸が備わっているという本発明による特徴を持ったネジ状創成面を持ったワーク製造目的の多軸型工作機械によって達成される。
【００１６】
この方法で、それ自身工作機械の機械的軸を起動しないが、それにも拘らず、他の軸を同期できる様な追加的な仮想軸を想定できる。これは例えば唯時間だけに依存した、下記の多項式
Ｌvirt(t) = avirt..0 + avirt..1・t +   avirt..2・t2 + avirt..3・t3
で記述できようが、ただしこの様にして算出した ＬＶｉｒｔ(t) は、工作機械の機械的軸の直接の起動に使われる様な事はないであろう。むしろこれは例えば次のように、
Achspos1(Ｌvirt(t)) = a1,0 + a1,1.Ｌvirt(t) + a1,2.Ｌvirt(t)2 + a1,3.Ｌvirt(t)3
Achspos2(Ｌvirt(t)) = a2,0 + a2,1.Ｌvirt(t) + a2,2.Ｌvirt(t)2 + a2,3.Ｌvirt(t)3
Achspos3(Ｌvirt(t)) = a3,0 + a3,1.Ｌvirt(t) + a3,2.Ｌvirt (t)2 + a3,3.Ｌvirt(t)3
同期しつつ、実際に機械的軸の起動に用いる位置値Achsposｉ(ここでは３軸の場合で、i=1から3）の形成に関与する。
【００１７】
その様な仮想軸を想定する事によって、機械的軸の起動用の軸位置の形成は、工作機械のどの軸の事実上の運動とは全く無関係に保たれ、その結果、起動すべき機械の交換時には、−幾何学的に可能な限りに於いて−、唯新しい機械に追加的に存在する軸の起動の役にたつ機械制御パラメータのみ新規に作成することが可能となる。これに対して、機械の交換前と交換後に存在する軸の機械制御パラメータは維持できる。上記の多項式の場合には、これはこの式が軌跡曲線を定義するこれら軸の係数aｉ，ｊを新規に作成する必要はない事を意味する。
【００１８】
ここで使った仮想軸という概念は、この概念の従来技術における利用に関して注釈するが、ここでは唯各利用された制御装置と／または調節装置に形成された軸のみであり、これは各当該の工作機械の実際に存在する機械的軸において直接の対をなさない限りに於いて、単一の概念形成であると言える。例えばドイツ特許出願 ＤＥ ４２９１ ６１９Ｃ１ による従来技術とは違って、そこでの仮想軸（時々ソフトアクシスと呼ばれる）は、実際の機械的軸の直接起動の役を果たし、これらの軸でそこでの仮想軸はある意味でソフトウェア的に組み合わされる。これに対して、本発明の意味での仮想軸は機械的軸の独自の起動には役立たず、特に追加的な、起動される工作機械の機械的実体において対応する物を見いだせない軸のソフトウェア分析に役立たず、唯他の軸の同期だけに役立つものである。
【００１９】
それに応じて本発明の目的は、本発明による多軸型工作機械を起動する方式によって達成できるが、この際まず仮想軸が機械軸の案内軸としてパラメータ化され、その後でワーク加工機械の運転中に機械軸がこの仮想案内軸を用いてそれらの位置決め段階でただ同期される。
【００２０】
好ましい形態としては、この本発明による多軸工作機械は少なくともワークと工具をそれらの相対関係で互いに位置決めできる少なくとも５個の起動可能な機械軸を備えており、これで回転対称形状のワーク加工を可能とする。非回転対称形状のワーク、例えばウォーム等を加工したい場合には、ワークと切削砥石を互いに向かい合って水平に旋回できる少なくとももう一つの軸が必要である。これについては後で説明する。
【００２１】
特に好ましい形態としては、この本発明による多軸型工作機械が次のような特徴を備えている事である。即ち工具として切削砥石、また機械軸として少なくとも
−  切削砥石用に１個の位置決め可能な半径方向送り軸、これはχと呼ばれる
−  切削砥石を切削滑動機構の移動方向へ位置決めする為の１個の半径方向送り軸との相対関係で水平直交に位置決め可能な切削滑動機構、これはζと呼ばれる
−  ワークをワーク保持装置内で回転させるクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸、これはβと呼ばれる
−  切削砥石軸またはその鉛直面(Ｂ)内への平行投影の回転によって、ワークと切削砥石を相対旋回させる為の１個の位置決め可能な旋回軸、これはτと呼ばれる
並びに
−  切削砥石駆動用の１個の回転軸、これはωと呼ばれる
を備えている。
【００２２】
また機械軸として、δと呼ばれる位置決め可能な変位軸（ディスプレースメント・アクシス）も切削砥石軸に沿う切削砥石の移動位置をコントロールする為に、設けてもよい。
【００２３】
好ましくは、本発明による多軸型工作機械は、切削砥石軸またはその水平面(Ｂ)内への平行投影の回転によって、ワークと切削砥石を相対旋回させる為の機械軸として１個の位置決め可能なσと呼ばれる旋回軸を備えている。この様にすれば、上述した非回転対称形状のワークの加工も可能である。
【００２４】
選択的または追加的にもこの事は、ワーク軸またはその水平面(Ａ)内への平行投影の回転によって、ワークと切削砥石を相対旋回させる為の機械軸として１個の位置決め可能なγと呼ばれる機械的旋回軸によっても達成できる。
【００２５】
更に機械軸として、ηと呼ばれる変位軸を備えてもよい。これはワークと切削砥石を垂直に相対移動させるのに役立つ。
【００２６】
仮想軸自身は、特に好ましくは自由に選択できる関数または関係(リレーション)（注：後述する数値表による関係付けを意味する）を用いて制御装置と／または調節装置によって形成でき、これは特に好ましくは時間と本発明の実施形態ではただ時間だけに依存している。しかし同じように、この仮想軸を時間ではなく、他の −場合によっては外部の− 出来事または数値、例えばロボットのような外部の機械装置が到達した位置等に依存させる事も可能である。
【００２７】
仮想軸を自由に選択可能な関数または関係で形成する本発明の実施形態は、いくつかの特別な長所を持つ：
【００２８】
特に平歯車（即ち平歯切りの様にネジ山間隔がゼロから勾配するネジ状面）、ウォームまたはロートルの様にネジ状創成面を持ったワークを研削するに際しては、何か唯一の非仮想型案内軸だけではワーク加工の全プロセスに足りない事がしばしば起こる。何故ならば、その案内または指令運動が現実には限定された数値精度に鑑み、これに依存して他の軸用に十分な動きを持った起動関数（または起動関係）を算出するには、しばしば最小過ぎるからである。特にこの事は、半径方向送り軸との関係で水平直交に位置決め可能な切削砥石の位置決め用切削滑動機構が切削滑動機構の移動方向で案内軸として応用され、それからワーク上でワークの回転軸に直交な稜がネジ状創成面の末端として切削される様な場合に顕著である。この様なケースは、例えば多数の円形軸区分で分離されているか、少なくともその幾何学形状で相違したネジ面を持つワークの場合である。（これに関連して述べておくが、その様な部分的または区分的なネジ面も本発明によるネジ状創成面と見なす。）前述したケースでは、切削滑動機構の動きはワーク軸に垂直な位置で完全に停止し、従って無限の数値分解の場合でも、もはやコマンドモーション(指令運動)としての役を果たせない。それゆえ切削滑動機構はこの場所では案内軸としては無効力である。従って、その様な位置では、案内軸の交換を行う必要があり、そうなると機械タイプの交換時に、用いる各案内軸に、既に冒頭に述べた様な新しい機械への適合問題が生じるので、種々の機械モデルのための単一の機械制御パラメータは、より困難になる。更に述べておくが、ワーク側でのその様な軸交換は、それが実行されると、これに結合した軸起動の不連続性の為に、軸交換に起因して、製造すべきワーク上に望ましくない加工痕跡を生じる。
【００２９】
ところで本発明による仮想軸が、ある一つの自由に選択可能な関数または関係(リレーション)で形成できる場合には、この仮想軸は、全製造プロセスに亘って軸の交換無しに有用である。その理由は、この様な方法で製造プロセス条件にもとづく如何なる案内軸の依存も、その完全な選択自由性の為に回避できるからである。
【００３０】
このように、本発明は、有利なことに唯一の問題になる機械タイプの操業の場合にも適している。なぜなら、選択自由な本発明による仮想軸を用いる場合、冒頭に述べたような種類の案内軸交換にまつわる問題が発生せず、従ってその様な問題に起因する欠陥がワークに起こる心配はないからである。これに対してこの仮想軸を不変に選択すると、プロセスに起因する依存を場合によっては排除することができず、こうなると既に述べたような数値上不利に条件を合わせたシステムとなる可能性がある。
【００３１】
自由に選択可能な関数としては特に、既に上記の例に示したように、多項式関数、更に例えばサーキュラ・リレーションがある。また自由に選択可能な関係も数値表を使って定義できる。
【００３２】
また、制御装置と／または調節装置による当該機械軸の起動も、選択自在な関数または関係を用いて可能であり、この場合、当該機械軸は、既に冒頭に言及した様に、案内軸としての機能を持つ仮想に作られた軸の値に依存することが好ましい。こうすれば、軸位置間同志での同期が達成できる。
【００３３】
勿論この場合、当該軸を例えば望みの位置値へ起動する為に、これ以外のパラメータ値に依存させる事もできる。既に述べたが、この場合選択自在な関数として、仮想軸の値と多項係数に依存した多項式関数が有効である。
【００３４】
同じように当該機械軸用の選択自在な関係としては、仮想軸と円定数の値、好ましくは円半径と座標対で与えられた中心点と回転方向に依存したサーキュラ・リレーションが適している。
【００３５】
同じ事は、自由に選択可能な座標の表で与えられる関係を用いて制御装置や調節装置によって行われる各機械軸の起動に通用し、更にすべて他の意図するワークの幾何学形状を達成するために適していると思われる関数や関係に通用する。
【００３６】
座標表で作られた関係を用いる場合、この座標表は、Ｘ−座標、Ｙ−座標、および法線角度(好ましくは軸直角切断面で見た)によって形成するのが好ましい。
【００３７】
本発明のもう一つの好ましい実施形態では、この多軸型工作機械の特徴は、機械制御パラメータが記憶されている記憶装置を備えている事で、この機械制御パラメータには制御装置と／または調節装置からアクセスでき、これによって本発明のコンピュータ制御によるフレキシブルな実現化を可能とする。
【００３８】
この記憶装置には、即ち仮想軸を他の軸の案内軸としてパラメータ化することを可能にするデータ構造を設けてよい。この際、例えば古い、まだ本発明によるコンピュータ制御システムに適合するように調整されていない機械制御パラメータを使う事が出来るために、どれか一つの機械軸を他の軸の案内軸としてパラメータ化することを可能にするデータ構造にする事も可能である。
【００３９】
仮想軸形成目的の関数または関係の定義も、制御装置と／または調節装置によるそのつどの機械軸起動目的の関数または関係の定義も、記憶装置にフレキシブルに記憶できる。
【００４０】
この場合には、そのつどの機械軸の関数または関係の定義に用いられる、事前に定義化された関数または関係のタイプを識別するデータ領域が使える。頻繁に使用する関数タイプと／または関係タイプをその様に事前に定義する事によって、容易に定義をメモリに記憶させる事が出来る。その様に事前に定義化された関数タイプとしては、好ましくはパラメータとして多項係数を持った例えば６次の多項式関数または円半径と座標対で与えられた中心点並びに回転方向をパラメータとして持ったサーキュラ・リレーションがある。同様に関係タイプとしては、座標をパラメータとした座標表が事前定義化できるが、その際好ましくは座標としてＸ−座標、Ｙ−座標と、好ましくは軸直角切断面で見た法線角度を使える。
【００４１】
本発明の多軸型工作機械のもう一つの好ましい実施形態では、制御装置と／または調節装置側からアクセス出来る機械制御パラメータが記憶されている記憶装置には、制御装置によってそのつど機械軸をアクセスする事によって加工されたワーク側面の特徴、好ましくは右側面または左側面の特徴を取り入れるデータ構造がある。このパラメータは、ウォーム製造に必要な非対称に形成された切削砥石の場合、工具の正しい切削面でそのつどのワーク側面に到達する為に、機械が必要とする。またこの制御パラメータによって、そのつどの側面に相当した加工力を自動制御できる。
【００４２】
好ましくは、制御装置側からアクセス出来る機械制御パラメータが記憶されている記憶装置には、ワークのある部分的な範囲に相当する少なくとも一つの機械制御パラメータのグループ(群)を共通のセグメント識別し、特にセグメント番号に属するセグメントとして統合したデータ構造が記憶装置に存在する。この場合、常に、同じ軸が案内軸としてパラメータ化されている様な機械制御パラメータのグループがセグメントとして統合されている事が好ましい。
【００４３】
機械制御パラメータをセグメントに構造化する事によって、ワークの現実に与えられたセグメント化を機械制御パラメータの構造化にも複写（コピー）する事が可能となる。これによって、それが一目瞭然となり、かつそれらのワーク断片への配分可能性も改善される。
【００４４】
以上に説明した本発明による記憶装置付き多軸型工作機械の実施形態は、機械操業中にワーク加工の機械機能を作動させる機械制御パラメータをこの記憶装置にコピーするのに役立つ。しかしこれは機械のメモリに記憶させるばかりか、それ相応の機械制御パラメータを備えたデータ記憶媒体、例えばフロッピーディスク（登録商標）、ＣＤまたはＤＶＤ等を読み込んだり、またはこれらの機械制御を持つ電子搬送信号を、特にデータネットワークで使われている様なデータラインを経由して本発明による多軸型工作機械に読み込ませる事でも可能である。その様なデータ記憶媒体またはその様なデータ搬送信号は本発明に従って、上述した様に本発明によって構成されたデータを本発明による多軸型工作機械に、その本発明による制御実行のために読み込まれる様に構成されている。
【００４５】
いずれにしても、その様なデータ記憶媒体または電子搬送信号は、本発明に従って多軸型工作機械に読み込む機械制御パラメータでパラメータ化されており、この場合、このデータ記憶媒体または電子搬送信号には、仮想軸を他の軸の案内軸としてパラメータ化することを可能にし、かつデータ記憶媒体または電子搬送信号がこのデータ構造を使って工作機械に本発明による方式で読み込む際または読み込み後に起動出来るようなデータ領域を持つデータ構造が少なくとも存在する。
【００４６】
また本発明の実施には、多軸型工作機械用の機械制御パラメータ作成方式で、上記の様に構成されたデータ記憶媒体または電子搬送信号を作成する本発明に基づく特徴の方式が有効である。勿論この方式は、少なくともデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置を装着したコンピュータシステムを用いて、通常はこの方式を実行するよう構築されたそれ相応のインストラクションを示すコンピュータプログラムとして実現できる。その様なコンピュータプログラムはどの様な形態でもよいが、特にコンピュータで読み込める記憶媒体、例えばフロッピーディスク（登録商標）、ＣＤまたはＤＶＤ等に内蔵されたコンピュータプログラム製品として可能である。しかしこの場合、この製品はコンピュータプログラムをローディング後コンピュータはこのプログラムによって、本発明による方式の実行が指令されるコンピュータプログラム−コーディング−手段を持っている。しかしこのコンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラムをローディング後コンピュータはこのプログラムによって、本発明による方式の実行へ指令される電子搬送信号上にあるコンピュータプログラムであってもよい。
【００４７】
いままで説明した本発明の個々各種の構成要素から、全体的に見て
−  少なくとも１個のデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置（メモリ）を持った多軸型工作機械用の機械制御パラメータを作成するコンピュータシステムで、このデータ処理ユニットはプログラム技術的に、これが少なくとも機械制御パラメータを内蔵したデータ記憶媒体か電子搬送信号を本発明に従って作成するように構成されている、または
−  その様なコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品、と
−  少なくとも１台の本発明による多軸型工作機械
を備えたネジ状創成面を持つワーク製造目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピュータ制御システムを意図出来る。本発明によるその様なシステムの詳細は次に説明する実施例で十分理解できよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下，本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００４９】
図１は本発明によるネジ状創成面を持つワーク製造加工目的の工作機械用ニュートラル・データ−コンピュータ制御システムを示すが、これには
−  少なくとも１個のデータ処理ユニットと少なくとも１個の記憶装置を持った多軸型工作機械２、２ａ用の機械制御パラメータを作成するコンピュータシステム１で、このデータ処理ユニットはプログラム技術的に、これがここではデータネットワークの中で機械制御パラメータを内蔵したデータ記憶媒体か電子搬送信号３を本発明に従って作成するように構成されている、と
−  一番目の本発明による多軸型工作機械２と二番目のその様な工作機械２ａ
が含まれている。
【００５０】
この例では、一番目の機械２は（他の軸のほかに）ワークと切削砥石を、切削砥石軸またはその水平面Ａへの平行投影を回転する事によって互いに相対旋回させる機械的旋回軸σを持つ。二番目の機械２ａにはこの可能性は欠けている。しかしこの二番目の機械は、ワークと切削砥石を、ワーク軸またはその水平面Ａへの平行投影を回転する事によって相対旋回させる機械的旋回軸γを持つ。この例のニュートラル・データ−コンピュータシステムでは、作成された機械制御パラメータが本発明による仮想軸を使用する場合には、容易に一番目の本発明による機械２用のコンピュータシステム１によって作成された機械制御パラメータを本発明による二番目の機械２ａにも活用できる。両方の機械２、２ａは、仮想な案内軸を持つので、一番目の機械２から二番目の機械２ａへ機械交換する場合には旋回軸σの代わりに、ただ旋回軸γ用に機械制御パラメータを作るだけでよい。それ以外のすべての機械制御パラメータは、仮想案内軸を経由して結合されているので、そのまま使える。
【００５１】
図２は数個の機械軸を備えたネジ状創成面を持つワーク製造目的の本発明による多軸型工作機械の概念的（異なった具体的な構成可能性を超越した）モデルで、図では
−  切削砥石用の位置決め可能な半径方向送り軸χ、
−  切削砥石滑動装置の移動方向で砥石の位置決め用の、半径方向送り軸との関係において水平垂直に位置決め可能な切削砥石滑動装置ζ、
−  ワークをワーク保持機構内で回転するためのクランピングヘッドの位置決め可能な回転軸β、
−  ワークと切削砥石を、切削砥石軸またはその垂直面Ｂへの平行投影を回転する事によって相対旋回させる位置決め可能な旋回軸τ、
−  切削砥石駆動用の回転軸ω、
−  切削砥石軸に沿う切削砥石の移動位置を制御する為の位置決め可能な変位軸δ、
−  ワークと切削砥石を、切削砥石軸またはその水平面Ａへの平行投影を回転する事によって相対旋回させる旋回軸σ、
−  ワークと切削砥石を垂直に相対移動させる変位軸η、
並びに
−  ワークと切削砥石を、ワーク軸またはその水平面Ａへの平行投影を回転する事によって相対旋回させる旋回軸γ
等を関連した幾何学的形状を具体的に説明するよう示す。
【００５２】
図３は本発明の多軸型工作機械で製造加工されるネジ状創成面をもつワークを９個の異なるセクションについて示している。図２に具体的に説明した概観的なモデルに関連させて、以下に本発明に相当する機械制御パラメータをセクション８、円錐状のニーディング・セクション８を例として示すが、ここでは仮想軸をχと呼ぶ。
【００５３】
【表１】
0004959982.tif 000003
表１：セグメント 008   ：２番目のニーディング・セクション
プロセス：粗削り
その様な、本発明による機能的データ構造の実施形態を表す表（前記の表１では、すべてのオプションを考慮してない）の説明：
欄１：    軸の名称
欄２：    単位
欄３：    セグメント番号＝ニュートラルデータ種類の固有符号（Ｃは円、Ｐは６次の多項式、Ｋは座標表の座標〔点〕）とどの側面かの固有符号（Ｒは右側面、Ｌは左側面、Ｂは両側面）
それ以外の欄：表中で下記の式による関係と／または関数に対して、ＸStart, ＸEnde は範囲の境界とパラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，ＦとＧ（多項式）、Ｒ，Ａ，Ｂ，Ｃ（円）並びにＡ，Ｂ，Ｃ（座標表）
円〔Ｃは固有符号〕：  Ｒ ＝ ［（x - A）２ + （y - B）２ ］１／２
この欄でＲは半径、Ｃは回転方向を意味し、この際−１は時計回りの回転方向（ｃｗ）で、＋１は反時計回りの回転方向（ｃｃｗ）を意味する。
多項式［Ｐは固有符号］：Ｙ ＝ A + Bx + Cx２ + Dx３ + Ex４ + Fx５ + Gx６
座標の表の座標（点）［Ｋは固有符号］：
欄Ａの数値：Ｘ−座標、欄Ｂの数値：Ｙ−座標、欄Ｃの数値：法線角、これらは常に前面に記憶されている
例：
0004959982.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、ネジ状創成面を持つワーク製造目的の工作機械用ニュートラル・データコンピュータ制御システムを示す図である。
【図２】図２は、数個の機械軸を備えたネジ状創成面を持つワーク製造目的の本発明による多軸型工作機械の概念的モデルを示す図である。
【図３】図３は、本発明の多軸型工作機械で製造加工されるネジ状創成面をもつワークを示す図である。
【図１】
0004959982.tif 000005
【図２】
0004959982.tif 000006
【図３】
0004959982.tif 000007