JP5037704B2 - 3軸加工機用ワーク設置誤差補正部を有する数値制御装置 - Google Patents
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Description
テーブルに設置されたワーク(加工物)を加工する際に、ワーク(加工物)のテーブルに対する設置誤差(取り付け誤差)を補正する技術が、例えば特許文献1〜3に開示されている。
そこで本発明の目的は、少なくとも直線軸3軸を有する3軸加工機において、ワークの設置誤差がある場合に加工点である工具先端点位置を正確に補正する数値制御装置を提供することである。
請求項3に係る発明は、前記誤差補正部は、前記指令直線軸位置がプログラム指令を補間した前記直線軸3軸の工具基準点位置であり、前記指令直線軸位置から前記工具長補正ベクトルを減算し前記回転誤差による誤差補正を行い前記並進誤差による誤差補正を行い前記工具長補正ベクトルを加算する前記誤差補正部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
請求項5に係る発明は、前記誤差補正部は、前記指令直線軸位置がプログラム指令において指令された前記直線軸3軸の指令工具先端点位置に工具長補正ベクトルを加算した指令工具基準点位置を補間した前記直線軸3軸の工具基準点位置であり、前記指令直線軸位置から前記工具長補正ベクトルを減算し前記回転誤差による誤差補正を行い前記並進誤差による誤差補正を行い前記工具長補正ベクトルを加算する前記誤差補正部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置である。
この機械においては、直線軸X,Y,Zの動作によって工具が移動するようになっている。ワークを設置した時のずれやテーブルの傾斜などによって本来のワーク位置に対して実ワーク位置がずれている。基準機械座標系上の基準ワーク位置と実機械座標系の実ワーク位置が同じとなるように、基準機械座標系に対する実機械座標系を作成する。実機械座標系の基準機械座標系からのずれ量は設置誤差として予め測定され、基準機械座標系に対するX,Y,Z軸方向の並進誤差(δx,δy,δz)、X軸回りの回転誤差(α)、Y軸回りの回転誤差(β)、Z軸回りの回転誤差(γ)として設定されている。回転誤差を補正する順は(α)、(β)、(γ)の順とする。もちろん、これらの設置誤差のうちすべてが設定されている必要はなく、その一部が設定されていればよい。δx、δy、δz、α、β、γは小さい量だが、図上では大きく描いている。ここでは基準機械座標系に対して並進誤差、回転誤差が存在するとしたが、他のワーク座標系などに対して誤差が存在するとしてもよい。
ここで、工具基準点位置が指令される場合は、指令直線軸位置1(Xc1,Yc1,Zc1)に対して次の数3式のように計算し、補正直線軸位置1(Xa1,Ya1,Za1)を得る。この計算を行うのがワーク設置誤差補正部における誤差補正部である。指令直線軸位置1が指令直線軸位置である。補正直線軸位置1が補正直線軸位置である。実際にX,Y,Z軸が移動する位置は補正直線軸位置1(Xa1,Ya1,Za1)であり、この位置へ直線軸3軸を駆動する。このことによって、工具基準点位置が指令される場合においても、加工点である補正工具先端点位置(図3の補正直線軸位置2(Xa2,Ya2,Za2))は実ワーク位置に対して正しい位置となるため、ワーク設置誤差があっても工具先端点での加工を正しく行うことができる。
また、工具先端点位置が指令直線軸位置2(Xc2,Yc2,Zc2)として指令される場合は、指令直線軸位置2(Xc2,Yc2,Zc2)に工具長補正ベクトル(0,0,h)を加算し指令工具基準点位置を求め、指令直線軸位置1(Xc1,Yc1,Zc1)とする。その指令直線軸位置1(Xc1,Yc1,Zc1)に対して実施形態1と同様に数3式の計算を行い補正直線軸位置1(Xa1,Ya1,Za1)を得る。この計算を行うのがワーク設置誤差補正部における誤差補正部である。ここでは、指令直線軸位置1が指令直線軸位置である。補正直線軸位置1が補正直線軸位置である。実際にX,Y,Z軸が移動する位置は補正直線軸位置1(Xa1,Ya1,Za1)であり、この位置へ直線軸3軸を駆動する。このことによって、実施形態1と同様、加工点である補正工具先端点位置(図3の補正直線軸位置2)は実ワーク位置に対して正しい位置となるため、ワーク設置誤差があっても工具先端点での加工を正しく行うことができる。
●[ステップSA01]並進誤差(δx,δy,δz)、回転誤差(α,β,γ)を得る。
●[ステップSA02]直線軸3軸の補間位置(工具基準点位置)を指令直線軸位置1(Xc1,Yc1,Zc1)として得る。
●[ステップSA03]数3式によって、補正直線軸位置1(Xa1,Ya1,Za1)を求める。
CPU11は数値制御装置100を全体的に制御するプロセッサである。CPU11は、ROM12に格納されたシステムプログラムを、バス20を介して読み出し、該システムプログラムにしたがって数値制御装置全体を制御する。RAM13には一時的な計算データや表示データおよび表示器/MDIユニット70を介してオペレータが入力した各種データが格納される。SRAMメモリ14は、数値制御装置100の電源がOFFされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。SRAMメモリ14内には、インタフェース15を介して読み込まれた加工プログラムや表示器/MDIユニット70を介して入力された加工プログラムなどが記憶される。また、ROM12には、加工プログラムの作成および編集のために必要とされる編集モードの処理や自動運転のための処理を実施するための各種システムプログラムがあらかじめ書き込まれている。
サーボモータ50〜52は、工作機械のX,Y,Z軸を駆動するものである。スピンドル制御回路60は主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ61にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ61はスピンドル速度信号を受けて、主軸モータ(SM)62を指令された回転速度でスピンドル制御回路60にフィードバックし、速度制御を行う。
92 ワーク設置誤差補正部
94 補間部
96 並進誤差・回転誤差指定部
98X X軸サーボ
98Y Y軸サーボ
98Z Z軸サーボ
Claims (5)
- テーブルに取付られたワーク(加工物)に対して少なくとも直線軸3軸によって加工する3軸加工機を制御する数値制御装置において、
ワークを設置した時の設置誤差を補正するワーク設置誤差補正部を備え、
前記ワーク設置誤差補正部は、前記直線軸3軸の指令直線軸位置に基づいて工具先端点位置のワークに対する位置を保つようにX,Y,Z軸方向の並進誤差、X軸回りの回転誤差、Y軸回りの回転誤差、およびZ軸回りの回転誤差として予めワークを設置した時に測定して設定しておく設置誤差および工具長補正ベクトルによって該指令直線軸位置に対する誤差補正を行い補正直線軸位置を求める誤差補正部を備え、
前記ワーク設置誤差補正部によって求めた前記補正直線軸位置に基づいて前記直線軸3軸を駆動することを特徴とする数値制御装置。 - 前記誤差補正部は、前記指令直線軸位置がプログラム指令において指令された前記直線軸3軸の工具基準点位置であり、前記指令直線軸位置から前記工具長補正ベクトルを減算し前記回転誤差による誤差補正を行い前記並進誤差による誤差補正を行い前記工具長補正ベクトルを加算する前記誤差補正部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記誤差補正部は、前記指令直線軸位置がプログラム指令を補間した前記直線軸3軸の工具基準点位置であり、前記指令直線軸位置から前記工具長補正ベクトルを減算し前記回転誤差による誤差補正を行い前記並進誤差による誤差補正を行い前記工具長補正ベクトルを加算する前記誤差補正部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記誤差補正部は、前記指令直線軸位置がプログラム指令において指令された前記直線軸3軸の指令工具先端点位置に工具長補正ベクトルを加算した指令工具基準点位置であり、前記指令直線軸位置から前記工具長補正ベクトルを減算し前記回転誤差による誤差補正を行い前記並進誤差による誤差補正を行い前記工具長補正ベクトルを加算する前記誤差補正部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
- 前記誤差補正部は、前記指令直線軸位置がプログラム指令において指令された前記直線軸3軸の指令工具先端点位置に工具長補正ベクトルを加算した指令工具基準点位置を補間した前記直線軸3軸の工具基準点位置であり、前記指令直線軸位置から前記工具長補正ベクトルを減算し前記回転誤差による誤差補正を行い前記並進誤差による誤差補正を行い前記工具長補正ベクトルを加算する前記誤差補正部であることを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
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