JP7026278B1 - Motion accuracy evaluation device - Google Patents
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Abstract
【課題】工作機械の直線送り軸について、運動誤差が許容範囲内にある領域を使用可能領域として抽出する運動精度評価装置を提供する。【解決手段】少なくとも1つの直線送り軸を有する運動機構部を備えた工作機械20において、この運動機構部の運動精度を評価する評価装置1である。評価装置1は、直線送り軸に関わる運動誤差の測定データを記憶する測定データ記憶部2と、測定データ記憶部2に格納された測定データを解析して、直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる送り軸方向の領域を使用可能領域として抽出する評価部3と、評価部3によって抽出された使用可能用域に係る情報を外部に出力する出力部6とを備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion accuracy evaluation device for extracting a region in which a motion error is within an allowable range as a usable region for a linear feed axis of a machine tool. SOLUTION: This is an evaluation device 1 for evaluating the motion accuracy of a motion mechanism unit having a motion mechanism unit having at least one linear feed axis. The evaluation device 1 analyzes the measurement data storage unit 2 that stores the measurement data of the motion error related to the linear feed axis and the measurement data stored in the measurement data storage unit 2, and the motion error of the linear feed axis is measured. It includes an evaluation unit 3 that extracts a region in the feed axis direction that falls within the allowable range as a usable region, and an output unit 6 that outputs information related to the usable region extracted by the evaluation unit 3 to the outside. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、工作機械の運動機構部の運動精度を評価する評価装置に関し、更に詳しくは、測定された運動精度を基に、該当する送り軸の動作領域の内、使用可能な領域を抽出する評価装置に関する。 The present invention relates to an evaluation device for evaluating the motion accuracy of a machine tool's motion mechanism, and more specifically, extracts a usable region from the motion regions of the corresponding feed shaft based on the measured motion accuracy. Regarding the evaluation device.
従来、工作機械の運動機構部の運動精度を測定する装置の一例として、特開2019-206043号公報に開示された測定装置、及びこれを用いた測定方法が知られている。図2及び図3に示すように、この測定装置10は、4つのレーザ測長器11及びミラー15から構成され、例えば、図2に示すような、工作機械20の運動精度を測定する。
Conventionally, as an example of an apparatus for measuring the motion accuracy of a motion mechanism portion of a machine tool, a measuring apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-206043 and a measuring method using the measuring apparatus are known. As shown in FIGS. 2 and 3, the
尚、この例の工作機械20は、上面がワーク載置面(所謂テーブル)となったベッド21と、門形をしたフレーム22と、サドル23とから構成される。フレーム22は、その水平部がベッド21の上方に位置するように配設されるとともに、その2つの垂直部がそれぞれベッド21の側部に係合して、全体としてY軸方向に移動可能になっている。また、サドル23は、フレーム22の水平部に係合し、この水平部に沿ってX軸方向に移動可能となっており、このサドル23には、主軸24がZ軸方向に移動可能に、且つ、Z軸と平行な軸線を中心に回転可能に保持されている。前記X軸、Y軸及びZ軸は、相互に直交する基準軸であり、この基準軸に対応した各送り軸がX軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)によって構成されている。
The
そして、前記測定装置10の4つのレーザ測長器11を、ベッド21上にほぼ等間隔に設置し、前記ミラー15を主軸24に装着した状態で、前記工作機械20の前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)の運動精度を測定する。
Then, the four laser
具体的には、前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)をそれぞれ一定間隔毎に位置決め制御することにより、3次元空間内を一定間隔で格子状に分割した各格子点に前記ミラー15を位置決めし、各格子点において、各レーザ測長器11からミラー15にレーザ光を照射するとともに、その反射光をレーザ測長器11に受光することにより、各レーザ測長器11によってミラー15との間の距離を測定する。
Specifically, the X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown) are positioned and controlled at regular intervals to control a three-dimensional space. The
そして、以上のようにして得られた測定データを基に、3辺測量法の原理に従って、3次元空間内の前記各格子点におけるミラー15の位置を算出し、算出した位置データ及び当該位置データを解析することによって、運動誤差を算出する。
Then, based on the measurement data obtained as described above, the position of the
ところで、上述のようにして測定された工作機械の運動精度が、所定の許容範囲内に無い場合、このままでは、高精度な加工が実現できない可能性が高いため、従来は、運動機構部である前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)を修理して、その運動精度を回復させるようにしていた。 By the way, if the motion accuracy of the machine tool measured as described above is not within a predetermined allowable range, there is a high possibility that high-precision machining cannot be realized as it is. The X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown) were repaired so as to restore the motion accuracy.
ところが、運動機構部を修理するには、工作機械の全体的なオーバーホールが必要であり、そのためには、長時間に亘って、工作機械を停止させなければならない、という問題があった。 However, in order to repair the motion mechanism part, it is necessary to overhaul the machine tool as a whole, and for that purpose, there is a problem that the machine tool must be stopped for a long time.
その一方、例えば、送り装置を構成するボールねじの一部が摩耗しているために、運動精度が悪化している場合、当該ボールねじの摩耗したところ以外の領域については、良好な運動精度が維持されている。そして、この場合、良好な運動精度が維持された領域では、高精度な加工を実現することが可能である。 On the other hand, for example, when the motion accuracy is deteriorated because a part of the ball screw constituting the feeding device is worn, the motion accuracy is good in the region other than the worn part of the ball screw. It is maintained. In this case, it is possible to realize high-precision machining in a region where good motion accuracy is maintained.
したがって、各送り装置の動作領域において、その運動精度が許容範囲内にあるところと、許容範囲内に無いところが分かれば、オペレータは、運動精度が許容範囲内にあるところを用いた加工を行うことで、高精度な加工を実現することができて便利である。そして、このような対応を採ることができれば、工作機械をオーバーホールするために停止させることなく、長時間、稼働させることができ、その稼働率を向上させることができる。 Therefore, if it is known that the motion accuracy is within the permissible range and the motion accuracy is not within the permissible range in the operation area of each feeder, the operator should perform processing using the motion accuracy within the permissible range. It is convenient because it can realize high-precision machining. If such measures can be taken, the machine tool can be operated for a long time without being stopped for overhaul, and the operating rate can be improved.
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、工作機械の直線送り軸について、運動誤差が許容範囲内にある領域を使用可能領域として抽出する運動精度評価装置の提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a motion accuracy evaluation device that extracts a region in which a motion error is within an allowable range as a usable region for a linear feed axis of a machine tool. And.
上記課題を解決するための本発明は、
少なくとも1つの直線送り軸を有する運動機構部を備えた工作機械において、前記運動機構部の運動精度を評価する評価装置であって、
前記直線送り軸に関わる運動誤差の測定データを記憶する測定データ記憶部と、
前記測定データ記憶部に格納された測定データを解析して、前記直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる送り軸方向の領域を使用可能領域として抽出する評価部と、
前記評価部によって抽出された使用可能領域に係る情報を外部に出力する出力部とを備えた運動精度評価装置に係る。
The present invention for solving the above problems
An evaluation device for evaluating the motion accuracy of the motion mechanism in a machine tool having a motion mechanism having at least one linear feed axis.
A measurement data storage unit that stores measurement data of motion error related to the linear feed axis, and a measurement data storage unit.
An evaluation unit that analyzes the measurement data stored in the measurement data storage unit and extracts a region in the feed axis direction in which the motion error of the linear feed axis falls within an allowable range as a usable region.
The present invention relates to a motion accuracy evaluation device including an output unit that outputs information related to a usable area extracted by the evaluation unit to the outside.
この態様(第1の態様)の運動精度評価装置によれば、予め、適宜測定装置によって、工作機械の運動機構部を構成する直線送り軸の運動精度が測定され、得られた測定データが前記測定データ記憶部に格納される。 According to the motion accuracy evaluation device of this aspect (first aspect), the motion accuracy of the linear feed shaft constituting the motion mechanism portion of the machine tool is measured in advance by an appropriate measuring device, and the obtained measurement data is described above. It is stored in the measurement data storage unit.
そして、前記評価部により、前記測定データ記憶部に格納された測定データが解析され、前記直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる送り軸方向の領域が、使用可能領域として抽出され、抽出された使用可能領域に係る情報が前記出力部によって外部に出力される。 Then, the evaluation unit analyzes the measurement data stored in the measurement data storage unit, and with respect to the linear feed axis, a region in the feed axis direction in which the motion error is within an allowable range is extracted as a usable region. , The information related to the extracted usable area is output to the outside by the output unit.
この運動精度評価装置によれば、直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる領域が、使用可能領域として抽出され、抽出された使用可能領域に係る情報が出力部によって外部に出力されるので、オペレータは、出力情報から、直線送り軸の動作領域において、その運動精度が許容範囲内にあるところと、許容範囲内にないところを容易に認識することができる。 According to this motion accuracy evaluation device, the area where the motion error of the linear feed axis is within the allowable range is extracted as a usable area, and the information related to the extracted usable area is output to the outside by the output unit. Therefore, the operator can easily recognize from the output information where the motion accuracy is within the permissible range and where it is not within the permissible range in the operating region of the linear feed shaft.
そして、直線送り軸の動作領域の内、運動精度が許容範囲内にあるところを用いた加工を行うことで、高精度な加工を実現することができる。斯くして、このような加工を行うことで、オーバーホールなどの対応を取ることなく、工作機械を長時間に亘って稼働させることができ、その稼働率を向上させることができる。尚、許容範囲内にない領域については、この領域での加工を避けることで、不良品が生産されるのを回避することができる。 Then, high-precision machining can be realized by performing machining using the operating region of the linear feed shaft where the motion accuracy is within the permissible range. Thus, by performing such processing, the machine tool can be operated for a long time without taking measures such as overhaul, and the operating rate can be improved. In the area not within the permissible range, it is possible to avoid the production of defective products by avoiding processing in this area.
また、上記第1の態様の運動精度評価装置では、
NCプログラムを記憶するNCプログラム記憶部と、
前記NCプログラム記憶部に格納されたプログラムを解析して、ワークに対して設定された基準位置を基準とした工具の動作領域を抽出するとともに、抽出した工具の動作領域と、前記評価部により抽出された使用可能領域とを重ね合わせる処理を実行して、前記動作領域と使用可能領域とが重なり合う状態での、前記送り軸方向における前記ワークの基準位置を認識するワーク位置設定部とを、更に備え、
前記出力部は、更に、前記ワーク位置設定部によって認識された前記送り軸方向の前記ワークの基準位置を外部に出力するように構成された態様(第2の態様)を採ることができる。
Further, in the motion accuracy evaluation device of the first aspect, the motion accuracy evaluation device
NC program storage unit that stores NC programs,
The program stored in the NC program storage unit is analyzed to extract the operation area of the tool based on the reference position set for the work, and the extracted operation area of the tool and the extraction unit are extracted. Further, a work position setting unit that recognizes the reference position of the work in the feed axis direction in a state where the operation area and the usable area overlap by executing the process of superimposing the usable usable area. Prepare,
The output unit can further adopt an aspect (second aspect) configured to output the reference position of the work in the feed axis direction recognized by the work position setting unit to the outside.
この第2の態様の運動精度評価装置では、予め、実行すべきNCプログラムがNCプログラム記憶部に格納される。そして、前記ワーク位置設定部により、まず、前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムが解析され、ワークに対して設定された基準位置を基準とした工具の動作領域が抽出される。次に、ワーク位置設定部は、抽出した工具の動作領域と、評価部により抽出された使用可能領域とを重ね合わせる処理を実行して、動作領域と使用可能領域とが重なり合う状態での、前記送り軸方向における前記ワークの基準位置を認識する。そして、認識された基準位置が、出力部によって、外部に出力される。 In the motion accuracy evaluation device of the second aspect, the NC program to be executed is stored in the NC program storage unit in advance. Then, the work position setting unit first analyzes the NC program stored in the NC program storage unit, and extracts the operation area of the tool based on the reference position set for the work. Next, the work position setting unit executes a process of superimposing the operating area of the extracted tool and the usable area extracted by the evaluation unit, and the operating area and the usable area overlap each other. Recognize the reference position of the work in the feed axis direction. Then, the recognized reference position is output to the outside by the output unit.
斯くして、この運動精度評価装置によれば、オペレータは、当該NCプログラムを用いて当該ワークを加工する際に、前記出力部から出力される情報を基に、直線送り軸の動作領域の内、運動精度が許容範囲内にあるところを用いて加工可能な、送り軸方向におけるワークの基準位置を認識することができるので、実際に加工を実行する際に、ワークの基準位置が認識された位置となるようにワークを配置することで、運動精度が許容範囲内にあるところを用いた高精度な加工を実現することができる。 Thus, according to this motion accuracy evaluation device, when the operator processes the workpiece using the NC program, the operator is within the operating region of the linear feed shaft based on the information output from the output unit. Since it is possible to recognize the reference position of the work in the feed axis direction, which can be machined using the place where the motion accuracy is within the permissible range, the reference position of the work was recognized when actually performing the machining. By arranging the workpiece so that it is in a position, it is possible to realize high-precision machining using a place where the motion accuracy is within the allowable range.
また、本発明は、少なくとも1つの直線送り軸を有する運動機構部を備えた工作機械において、前記運動機構部の運動精度を評価する評価装置であって、
前記直線送り軸に関わる運動誤差について、複数回繰り返して測定された測定データ群を記憶する測定データ記憶部と、
前記測定データ記憶部に格納された複数の測定データ群を解析して、前記直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる送り軸方向の領域を許容領域として抽出する一方、運動誤差が許容範囲内に収まらない送り軸方向の領域を許容外領域として抽出し、更に、測定データ群間の繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まる送り軸方向の領域を再現可能領域として抽出する一方、繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まらない送り軸方向の領域を再現不可領域として抽出とともに、前記送り軸方向において、許容領域であり且つ再現可能領域である領域を使用可能領域と評価し、許容外領域であり且つ再現可能領域である領域を補正可能領域と評価し、前記再現不可領域を使用不可領域と評価する評価部と、
前記評価部によって評価された情報を外部に出力する出力部とを備えた運動精度評価装置に係る。
Further, the present invention is an evaluation device for evaluating the motion accuracy of the motion mechanism unit in a machine tool provided with the motion mechanism unit having at least one linear feed axis.
A measurement data storage unit that stores measurement data groups that have been repeatedly measured multiple times for motion errors related to the linear feed axis.
A plurality of measurement data groups stored in the measurement data storage unit are analyzed, and a region in the feed axis direction in which the motion error is within the allowable range is extracted as an allowable region for the linear feed axis, while the motion error is generated. The region in the feed axis direction that does not fall within the allowable range is extracted as the unacceptable region, and the region in the feed axis direction in which the repetition error between the measurement data groups falls within the predetermined reference range is extracted as the reproducible region. A region in the feed axis direction in which the repetition error does not fall within a predetermined reference range is extracted as a non-reproducible region, and a region that is a permissible region and a reproducible region in the feed axis direction is evaluated as a reproducible region and is permissible. An evaluation unit that evaluates a region that is an outer region and a reproducible region as a correctable region, and evaluates the non-reproducible region as an unusable region.
The present invention relates to a motion accuracy evaluation device including an output unit that outputs information evaluated by the evaluation unit to the outside.
この態様(第3の態様)の運動精度評価装置によれば、予め、適宜測定装置によって、工作機械の運動機構部を構成する直線送り軸の運動精度が複数回繰り返して測定され、測定された複数の測定データ群が前記測定データ記憶部に格納される。 According to the motion accuracy evaluation device of this aspect (third aspect), the motion accuracy of the linear feed shaft constituting the motion mechanism portion of the machine tool is repeatedly measured and measured in advance by an appropriate measuring device. A plurality of measurement data groups are stored in the measurement data storage unit.
そして、前記評価部により、前記測定データ記憶部に格納された複数の測定データ群が解析され、前記直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる送り軸方向の領域が許容領域として抽出され、一方、運動誤差が許容範囲内に収まらない送り軸方向の領域が許容外領域として抽出され、更に、測定データ群間の繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まる送り軸方向の領域が再現可能領域として抽出され、一方、繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まらない送り軸方向の領域が再現不可領域として抽出される。 Then, the evaluation unit analyzes a plurality of measurement data groups stored in the measurement data storage unit, and extracts a region in the feed axis direction in which the motion error is within the allowable range for the linear feed axis as an allowable region. On the other hand, the region in the feed axis direction where the motion error does not fall within the allowable range is extracted as an unacceptable region, and the region in the feed axis direction in which the repetition error between the measurement data groups falls within the predetermined reference range is reproduced. The region in the feed axis direction in which the repetition error does not fall within the predetermined reference range is extracted as a possible region, while the region in the feed axis direction is extracted as a non-reproducible region.
ついで、前記評価部は、前記送り軸方向において、許容領域であり且つ再現可能領域である領域を使用可能領域と評価し、許容外領域であり且つ再現可能領域である領域を補正可能領域と評価し、前記再現不可領域を使用不可領域と評価する。そして、前記評価部によって評価された情報が前記出力部から外部に出力される。 Next, the evaluation unit evaluates a region that is an allowable region and a reproducible region as a usable region in the feed axis direction, and evaluates a region that is an unacceptable region and a reproducible region as a correctable region. Then, the unreproducible area is evaluated as an unusable area. Then, the information evaluated by the evaluation unit is output from the output unit to the outside.
斯くして、この運動精度評価装置によれば、直線送り軸の動作領域が、使用可能領域、補正可能領域及び使用不可領域として区分けされるので、オペレータは、これらの情報から、直線送り軸の動作領域の各区域がどのような領域であるかを容易に認識することができる。そして、直線送り軸の動作領域の内、使用可能領域を用いた加工を行うことで、何らの対策を講じることなく、高精度な加工を実現することができる。 Thus, according to this motion accuracy evaluation device, the operating region of the linear feed shaft is divided into a usable region, a correctable region, and an unusable region, and the operator can use this information to determine the linear feed shaft. It is possible to easily recognize what kind of area each area of the operating area is. Then, by performing processing using the usable area in the operating area of the linear feed shaft, high-precision processing can be realized without taking any measures.
また、直線送り軸の動作領域の内、補正可能な領域では、測定データを基に算出される補正量によって直線送り軸の動作を補正することにより、当該領域においても高精度な加工を実現することができる。そして、このような加工を行うことで、オーバーホールなどの対応を取ることなく、工作機械を長時間に亘って稼働させることができ、その稼働率を向上させることができる。尚、使用不可領域については、この領域での加工を避けることで、不良品が生産されるのを回避することができる。 Further, in the area that can be corrected in the operation area of the linear feed axis, the operation of the linear feed axis is corrected by the correction amount calculated based on the measurement data, thereby realizing high-precision machining in the area as well. be able to. By performing such processing, the machine tool can be operated for a long time without taking measures such as overhaul, and the operating rate can be improved. As for the unusable area, it is possible to avoid the production of defective products by avoiding processing in this area.
上記第3の態様の運動精度評価装置では、
NCプログラムを記憶するNCプログラム記憶部と、
前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムを解析して、ワークに対して設定された基準位置を基準とした工具の動作領域を抽出するとともに、抽出した工具の動作領域と、前記評価部により抽出された使用可能領域及び補正可能領域とを重ね合わせる処理を実行して、前記動作領域と、使用可能領域及び補正可能領域の少なくとも一方とが重なり合う状態での、前記送り軸方向における前記ワークの基準位置を認識するワーク位置設定部とを、更に備え、
前記出力部は、更に、前記ワーク位置設定部によって認識された前記ワークの基準位置を外部に出力するように構成された態様(第4の態様)を採ることができる。
In the motion accuracy evaluation device of the third aspect, the motion accuracy evaluation device
NC program storage unit that stores NC programs,
The NC program stored in the NC program storage unit is analyzed to extract the tool operation area based on the reference position set for the work, and the extracted tool operation area and the evaluation unit are used. By executing the process of superimposing the extracted usable area and correctable area, the work in the feed axis direction in a state where the operating area and at least one of the usable area and the correctable area overlap each other. Further equipped with a work position setting unit that recognizes the reference position,
The output unit can further adopt an aspect (fourth aspect) configured to output the reference position of the work recognized by the work position setting unit to the outside.
この第4の態様の運動精度評価装置では、予め、実行すべきNCプログラムがNCプログラム記憶部に格納される。そして、前記ワーク位置設定部により、まず、前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムが解析され、ワークに対して設定された基準位置を基準とした工具の動作領域が抽出される。次に、ワーク位置設定部は、抽出した工具の動作領域と、評価部により抽出された使用可能領域及び補正可能領域とを重ね合わせる処理を実行して、動作領域と、使用可能領域及び補正可能領域の少なくとも一方とが重なり合う状態での、前記送り軸方向における前記ワークの基準位置を認識する。そして、認識された基準位置が、出力部によって、外部に出力される。 In the motion accuracy evaluation device of the fourth aspect, the NC program to be executed is stored in the NC program storage unit in advance. Then, the work position setting unit first analyzes the NC program stored in the NC program storage unit, and extracts the operation area of the tool based on the reference position set for the work. Next, the work position setting unit executes a process of superimposing the operating area of the extracted tool and the usable area and the correctable area extracted by the evaluation unit, and the operating area, the usable area, and the correctable area can be corrected. Recognize the reference position of the work in the feed axis direction in a state where at least one of the regions overlaps. Then, the recognized reference position is output to the outside by the output unit.
斯くして、この運動精度評価装置によれば、オペレータは、当該NCプログラムを用いて当該ワークを加工する際に、前記出力部から出力される情報を基に、ワークの基準位置が認識された位置となるようにワークを配置することで、ワークを高精度に加工することができる。即ち、工具の動作領域と使用可能領域とが重なる状態となるように、ワークを配置すれば、何らの対策を講じることなく、高精度な加工を実現することができる。また、工具の動作領域と補正可能領域とが重なるように、ワークを配置すれば、測定データを基に算出される補正量で直線送り軸の動作を補正することにより、高精度な加工を実現することができる。 Thus, according to this motion accuracy evaluation device, when the operator processes the work using the NC program, the reference position of the work is recognized based on the information output from the output unit. By arranging the work so that it is in a position, the work can be machined with high accuracy. That is, if the work is arranged so that the operating area and the usable area of the tool overlap each other, high-precision machining can be realized without taking any measures. In addition, if the workpiece is arranged so that the operation area of the tool and the correctable area overlap, the operation of the linear feed axis is corrected by the correction amount calculated based on the measurement data, and high-precision machining is realized. can do.
本発明に係る運動精度評価装置によれば、直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる領域が、使用可能領域として抽出され、抽出された使用可能領域に係る情報が出力部によって外部に出力されるので、オペレータは、出力情報から、直線送り軸の動作領域において、その運動精度が許容範囲内にあるところと、許容範囲内にないところを容易に認識することができる。 According to the motion accuracy evaluation device according to the present invention, for the linear feed axis, the region where the motion error is within the allowable range is extracted as a usable region, and the information related to the extracted usable region is externally output by the output unit. Since it is output to, the operator can easily recognize from the output information where the motion accuracy is within the permissible range and where it is not within the permissible range in the operating region of the linear feed shaft.
そして、直線送り軸の動作領域の内、運動精度が許容範囲内にあるところを用いた加工を行うことで、高精度な加工を実現することができる。斯くして、このような加工を行うことで、オーバーホールなどの対応を取ることなく、工作機械を長時間に亘って稼働させることができ、その稼働率を向上させることができる。尚、許容範囲内にない領域については、この領域での加工を避けることで、不良品が生産されるのを回避することができる。 Then, high-precision machining can be realized by performing machining using the operating region of the linear feed shaft where the motion accuracy is within the permissible range. Thus, by performing such processing, the machine tool can be operated for a long time without taking measures such as overhaul, and the operating rate can be improved. In the area not within the permissible range, it is possible to avoid the production of defective products by avoiding processing in this area.
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本例の運動精度評価装置1は、測定データ記憶部2、評価部3、NCプログラム記憶部4、ワーク位置設定部5及び出力部6を備えている。尚、この運動精度評価装置1は、CPU、RAM、ROMなどを含むコンピュータから構成され、前記評価部3、ワーク位置設定部5及び出力部6はコンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、前記測定データ記憶部2及びNCプログラム記憶部4はRAMなどの適宜記憶媒体から構成される。
As shown in FIG. 1, the motion accuracy evaluation device 1 of this example includes a measurement
前記測定データ記憶部2には、前記測定装置10によって測定された工作機械20の運動精度に関するデータが予め格納される。尚、前記測定装置10及び工作機械20は、上述した従来例のものと同じ構成を備えるものである。繰り返しにはなるが、以下、その概略を説明する。
The measurement
前記工作機械20は、所謂、立形のマシニングセンタであり、上面がワーク載置面となったベッド21と、門形をしたフレーム22と、サドル23などを備えて構成され、フレーム22は、その水平部がベッド21の上方に位置するように配設されるとともに、その2つの垂直部がそれぞれベッド21の側部に係合して、全体としてY軸方向に移動可能になっている。
The
また、サドル23は、フレーム22の水平部に係合し、この水平部に沿ってX軸方向に移動可能となっており、当該サドル23には、主軸24がZ軸方向に移動可能に、且つ、Z軸と平行な軸線を中心に回転可能に保持されている。そして、ベッド21にワークが載置され、主軸24に工具が装着された状態で、主軸24がX軸、Y軸及びZ軸に移動することにより、ワークが加工される。
Further, the
尚、前記X軸、Y軸及びZ軸は、相互に直交する基準軸であり、この基準軸に対応した各直線送り軸が、それぞれX軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)によって構成されている。 The X-axis, Y-axis, and Z-axis are reference axes that are orthogonal to each other, and each linear feed axis corresponding to the reference axis is an X-axis feed device (not shown) and a Y-axis feed device (not shown). It is composed of a Z-axis feed device (not shown) and a Z-axis feed device (not shown).
前記測定装置10は、4つのレーザ測長器11、ミラー15及び演算部(図示せず)から構成され、工作機械20の運動精度を測定する。例えば、前記4つのレーザ測長器11を、前記ベッド21上にほぼ等間隔に設置し、前記ミラー15を主軸24に装着した状態で、前記工作機械20の前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)の運動精度を測定する。
The measuring
より具体的には、前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)をそれぞれ一定間隔毎に位置決め制御することにより、3次元空間内を一定間隔で格子状に分割した各格子点に所定の経路(ルート)で前記ミラー15を位置決めし、各格子点において、各レーザ測長器11からミラー15にレーザ光を照射するとともに、その反射光をレーザ測長器11で受光することにより、各レーザ測長器11によって、ミラー15との間の距離を測定する。
More specifically, the X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown) are positioned and controlled at regular intervals in three dimensions. The
尚、前記レーザ測長器11は、図3に示す基準球12の中心点を中心として、レーザ干渉計13を旋回移動可能に構成されており、前記ミラー15の移動に併せてレーザ干渉計13を旋回移動させることで、当該ミラー15を自動追尾することができるように構成されている。
The laser
そして、前記演算部(図示せず)は、このようにして得られる距離データを基に、3辺測量法の原理に従って、3次元空間内の前記各格子点におけるミラー15の位置を算出し、得られた位置データに基づき、また、この位置データを解析することにより、前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)について、例えば、図4に示した各運動誤差を算出する。
Then, the calculation unit (not shown) calculates the position of the
尚、図4に示した各運動誤差の定義は以下の通りである。
EXXは、X軸送り装置のX軸方向における位置決め誤差、
EYYは、Y軸送り装置のY軸方向における位置決め誤差、
EZZは、Z軸送り装置のZ軸方向における位置決め誤差、
EYXは、X軸送り装置のX軸-Y軸平面における真直誤差(Y軸方向)、
EZXは、X軸送り装置のX軸-Z軸平面における真直誤差(Z軸方向)、
EXYは、Y軸送り装置のY軸-X軸平面における真直誤差(X軸方向)、
EZYは、Y軸送り装置のY軸-Z軸平面における真直誤差(Z軸方向)、
EXZは、Z軸送り装置のZ軸-X軸平面における真直誤差(X軸方向)、
EYZは、Z軸送り装置のZ軸-Y軸平面における真直誤差(Y軸方向)、
EAXは、X軸送り装置におけるX軸まわりの角度誤差、
EAYは、Y軸送り装置におけるX軸まわりの角度誤差、
EAZは、Z軸送り装置におけるX軸まわりの角度誤差、
EBXは、X軸送り装置におけるY軸まわりの角度誤差、
EBYは、Y軸送り装置におけるY軸まわりの角度誤差、
EBZは、Z軸送り装置におけるY軸まわりの角度誤差、
ECXは、X軸送り装置におけるZ軸まわりの角度誤差、
ECYは、Y軸送り装置におけるZ軸まわりの角度誤差、
ECZは、Z軸送り装置におけるZ軸まわりの角度誤差、
EA(0Y)Zは、Z軸送り装置と理想のY軸との直角誤差、
EB(0Z)Xは、X軸送り装置と理想のZ軸との直角誤差、
EC(0X)Yは、Y軸送り装置と理想のX軸との直角誤差である。
The definition of each motion error shown in FIG. 4 is as follows.
EXX is a positioning error in the X-axis direction of the X-axis feeder.
EYY is the positioning error of the Y-axis feeder in the Y-axis direction.
EZZ is a positioning error in the Z-axis direction of the Z-axis feeder.
EYX is the straightness error (Y-axis direction) in the X-axis-Y-axis plane of the X-axis feeder.
EZX is the straightness error (Z-axis direction) in the X-axis-Z-axis plane of the X-axis feeder.
EXY is the straightness error (in the X-axis direction) in the Y-axis-X-axis plane of the Y-axis feeder.
EZY is the straightness error (Z-axis direction) in the Y-axis-Z-axis plane of the Y-axis feeder.
EXZ is the straightness error (in the X-axis direction) in the Z-axis-X-axis plane of the Z-axis feeder.
EYZ is the straightness error (Y-axis direction) in the Z-axis-Y-axis plane of the Z-axis feeder.
EAX is the angle error around the X axis in the X axis feeder.
EAY is the angle error around the X axis in the Y axis feeder.
EAZ is the angle error around the X axis in the Z axis feeder.
EBX is the angle error around the Y axis in the X axis feeder.
E BY is the angle error around the Y axis in the Y axis feeder.
E BZ is the angle error around the Y axis in the Z axis feeder.
E CX is the angle error around the Z axis in the X axis feeder.
ECY is the angle error around the Z axis in the Y axis feeder.
ECZ is the angle error around the Z axis in the Z axis feeder.
EA (0Y) Z is the right angle error between the Z-axis feeder and the ideal Y-axis.
EB (0Z) X is the right angle error between the X-axis feeder and the ideal Z-axis.
EC (0X) Y is a right angle error between the Y-axis feeder and the ideal X-axis.
以上のようにして算出される運動誤差の一例を図5、図6及び図7に示している。 An example of the motion error calculated as described above is shown in FIGS. 5, 6 and 7.
また、本例では、前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)により、所定の順方向の経路(順ルート)でミラー15を移動させて、前記各格子点に位置決めしながら、各レーザ測長器11により測長した後、ミラー15を逆方向の経路(逆ルート)で移動させて、前記各格子点に位置決めしながら、各レーザ測長器11により測長する。即ち、順ルート及び逆ルートについて、2回繰り返して各格子点において測長を行う。
Further, in this example, the X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown) mirror the mirror in a predetermined forward path (forward route). 15 is moved and positioned at each of the lattice points, and after measuring the length with each laser
そして、前記演算部(図示せず)は、繰り返し測定によって得られた距離データを基に、順ルートの位置データ、及び逆ルートの位置データを算出し、算出された各ルートに係る位置データ群に基づき、また、当該各位置データ群を解析することにより、前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)について、上述した各運動誤差を算出する。斯くして、算出された前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)のそれぞれについて、そのルートごとの各運動誤差に係るデータが前記測定データ記憶部2に格納される。
Then, the calculation unit (not shown) calculates the position data of the forward route and the position data of the reverse route based on the distance data obtained by the repeated measurement, and the position data group related to each calculated route. The X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown) are described above by analyzing each position data group. Calculate each motion error. Thus, for each of the calculated X-axis feed device (not shown), Y-axis feed device (not shown), and Z-axis feed device (not shown), each motion error for each route is related. The data is stored in the measurement
また、前記NCプログラム記憶部4は、NC(数値制御)プログラムを記憶する機能部であり、前記工作機械20で用いられるNCプログラムが予め格納される。
Further, the NC
前記評価部3は、前記測定データ記憶部2に格納されたデータを参照して、前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)のそれぞれについて、対応する運動誤差を確認し、全ての運動誤差が所定の許容範囲内に収まる送り軸方向の領域を許容領域として抽出し、各運動誤差の一つでも前記許容範囲内に収まらない送り軸方向の領域を許容外領域として抽出する。尚、前記許容範囲は、求められる加工精度に応じて、各運動誤差についてそれぞれ設定される。
The evaluation unit 3 refers to the data stored in the measurement
また、評価部3は、順ルートにおける運動誤差と逆ルートにおける運動誤差を比較することによって、繰り返し誤差を算出し、繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まる送り軸方向の領域を再現可能領域として抽出し、繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まらない送り軸方向の領域を再現不可領域として抽出する。この基準範囲も、求められる加工精度に応じて、各運動誤差についてそれぞれ設定される。 Further, the evaluation unit 3 calculates the repetition error by comparing the motion error in the forward route and the motion error in the reverse route, and sets the region in the feed axis direction in which the iteration error falls within a predetermined reference range as a reproducible region. Extraction is performed, and a region in the feed axis direction in which the repetition error does not fall within a predetermined reference range is extracted as a non-reproducible region. This reference range is also set for each motion error according to the required machining accuracy.
そして、評価部3は、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)のそれぞれについて、その送り軸方向において、許容領域であり且つ再現可能領域である領域を使用可能領域と評価し、許容外領域であり且つ再現可能領域である領域を補正可能領域と評価し、許容外領域であり且つ前記再現不可領域を使用不可領域と評価する。そして、評価部3は、評価した各領域に係る情報を、前記出力部3を介して表示装置7に出力する。尚、表示装置7は、液晶ディスプレイなどからなり、前記各領域に係る情報を数字や図形などによって表示する。 The evaluation unit 3 is an allowable region for each of the X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown) in the feed axis direction. The region that is a reproducible region is evaluated as a usable region, the region that is an unacceptable region and the reproducible region is evaluated as a correctable region, and the region that is an unacceptable region and the non-reproducible region is defined as an unusable region. evaluate. Then, the evaluation unit 3 outputs the information related to each evaluated area to the display device 7 via the output unit 3. The display device 7 is composed of a liquid crystal display or the like, and displays information related to each of the areas by numbers, figures, or the like.
この許容領域、許容外領域、使用可能領域、再現可能領域、再現不可領域及び使用不可領域の概念を図8に基づいて説明する。尚、図8では、X軸送り装置(図示せず)がX軸方向のX0~Xeの動作領域を有し、Y軸送り装置(図示せず)がY軸方向のY0~Yeの動作領域を有し、Z軸送り装置(図示せず)がZ軸方向のZ0~Zeの動作領域を有している。 The concept of the allowable area, the unacceptable area, the usable area, the reproducible area, the non-reproducible area, and the unusable area will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the X-axis feed device (not shown) has an operating region of X 0 to X e in the X-axis direction, and the Y-axis feed device (not shown) has Y 0 to Y in the Y-axis direction. It has an operating region of e , and a Z-axis feed device (not shown) has an operating region of Z 0 to Z e in the Z-axis direction.
図8において、例えば、Z軸送り装置(図示せず)については、Z軸方向の全領域であるZ0~Zeの範囲で全ての運動誤差が前記許容範囲内に収まり、且つ繰り返し誤差が前記基準範囲内にあるとすると、当該Z軸送り装置(図示せず)については、Z0~Zeの範囲が許容領域[a]、且つ再現可能領域[ra]として抽出され、この範囲が使用可能領域[ua]である評価される。 In FIG. 8, for example, for the Z-axis feed device (not shown), all motion errors fall within the allowable range in the range of Z 0 to Ze, which is the entire region in the Z-axis direction, and repeat errors occur. Assuming that it is within the reference range, for the Z-axis feed device (not shown), the range from Z 0 to Ze is extracted as an allowable region [a] and a reproducible region [ra], and this range is defined. Evaluated as usable area [ua].
また、X軸送り装置(図示せず)では、X軸方向のX0~X1及びX2~Xeの範囲で全ての運動誤差が前記許容範囲内に収まっているものの、X1~X2の範囲で、少なくとも一つの運動誤差が許容範囲外となっているとし、また、このX1~X2の範囲での繰り返し誤差は前記基準範囲内に収まっているとすると、当該X軸送り装置(図示せず)については、X0~X1及びX2~Xeの範囲が許容領域[a]、且つ再現可能領域[ra]として抽出され、これらの範囲が使用可能領域[ua]であると評価される。一方、X1~X2の範囲は許容外領域[na]であり、且つ再現可能領域[ra]として抽出され、その結果、この範囲は補正可能領域[ca]であると評価される。 Further, in the X-axis feed device (not shown), although all the motion errors are within the allowable range in the range of X 0 to X 1 and X 2 to X e in the X-axis direction, X 1 to X. Assuming that at least one motion error is out of the allowable range in the range of 2 , and that the repetition error in the range of X 1 to X 2 is within the reference range, the X-axis feed is concerned. For the device (not shown), the range of X 0 to X 1 and X 2 to X e is extracted as an allowable area [a] and a reproducible area [ra], and these ranges are usable areas [ua]. Is evaluated as. On the other hand, the range of X 1 to X 2 is an unacceptable region [na] and is extracted as a reproducible region [ra], and as a result, this range is evaluated as a correctable region [ca].
また、Y軸送り装置(図示せず)では、Y軸方向のY0~Y1及びY2~Yeの範囲で全ての運動誤差が前記許容範囲内に収まっているものの、Y1~Y2の範囲で、少なくとも一つの運動誤差が前記許容範囲外となっているとし、また、このY1~Y2の範囲での繰り返し誤差が前記基準範囲外になっているとすると、当該Y軸送り装置(図示せず)については、Y0~Y1及びY2~Yeの範囲が許容領域[a]、且つ再現可能領域[ra]として抽出され、これらの範囲が使用可能領域[ua]であると評価される。一方、Y1~Y2の範囲は許容外領域[na]であり、且つ再現不可領域[nra]として抽出され、その結果、この範囲は使用不可領域[nua]であると評価される。 Further, in the Y-axis feed device (not shown), although all the motion errors are within the allowable range in the range of Y 0 to Y 1 and Y 2 to Ye in the Y-axis direction, Y 1 to Y Assuming that at least one motion error in the range of 2 is out of the allowable range and that the repetition error in the range of Y 1 to Y 2 is out of the reference range, the Y axis is concerned. For the feeder (not shown), the range of Y 0 to Y 1 and Y 2 to Y e is extracted as the allowable area [a] and the reproducible area [ra], and these ranges are the usable area [ua]. ] Is evaluated. On the other hand, the range of Y 1 to Y 2 is an unacceptable region [na] and is extracted as an unreproducible region [nra], and as a result, this range is evaluated as an unusable region [nua].
以上から、図8に示した例では、ベッド21の上面において、二点鎖線のハッチングを付した領域が補正可能領域[ca]であり、一点鎖線のハッチングを付した領域が使用不可領域[nua]であり、何も付していない領域が使用可能領域[ua]である。
From the above, in the example shown in FIG. 8, on the upper surface of the
そして、以上のような情報が、評価部3から出力部6を介して表示装置7に出力され、表示される。
Then, the above information is output from the evaluation unit 3 to the display device 7 via the
前記ワーク位置設定部5は、前記NCプログラム記憶部4に格納されたNCプログラムを解析して、ワークに対して設定された基準位置を基準とした工具の動作領域を抽出するとともに、抽出した工具の動作領域と、前記評価部3により抽出された使用可能領域[ua]及び補正可能領域[ca]とを重ね合わせる処理を実行して、前記動作領域と、使用可能領域[ua]及び補正可能領域[ca]の少なくとも一方とが重なり合う状態での、前記送り軸方向における前記ワークの基準位置を認識する処理を行う。
The work
より具体的には、例えば、前記ワーク位置設定部5は、前記NCプログラム記憶部4に格納されたNCプログラムを解析して、その位置指令、送り速度指令等を基に、加工時の工具の動作領域であって、ワークに対して設定された基準位置を基準とした、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)における工具の動作領域を抽出する。
More specifically, for example, the work
図9は、工作機械20の運動誤差が図8に示した状態と同じ状態を示したものであるが、例えば、ワーク位置設定部5は、NCプログラムを解析することによって、ワークWに対して設定される基準位置Rpを基準とした、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)における工具の動作領域[mr]を抽出する。尚、図9に示したワークWは円柱形状を有しており、NCプログラム上の基準位置(プログラム原点)Rpは、ワークWの上面の中心位置に設定されているものとする。X軸,Y軸,Z軸にそれぞれ平行なワーク座標系、即ち、x軸,y軸,z軸座標系おける基準位置Rpは、x=0,y=0,z=0である。また、図9では、破線で示した角柱形状が工具の動作領域[mr]を示している。
FIG. 9 shows a state in which the motion error of the
そして、ワーク位置設定部5は、抽出した工具の動作領域[mr]と、前記評価部3により抽出された使用可能領域[ua]及び補正可能領域[ca]とを重ね合わせる処理を実行して、動作領域[mr]と、使用可能領域[ua]及び補正可能領域[ca]の少なくとも一方とが重なり合う状態での、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)、即ち、機械座標系(X軸,Y軸,Z軸座標系)における前記ワークWの基準位置Rp(Xa,Ya,Za)を認識する処理を行う。図9では、工具の動作領域[mr]が補正可能領域[ca]に重なり合うように、ワークWの基準位置Rp(Xa,Ya,Za)を設定している。そして、ワーク位置設定部5は、認識した基準位置Rp(Xa,Ya,Za)に関する情報を、前記出力部6を介して表示装置7に出力し、出力された情報が表示装置7に表示される。
Then, the work
以上の構成を備えた本例の運動精度評価装置1によれば、工作機械20の運動精度を基に、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)の各動作領域について、前記評価部3により、認識され、評価された許容領域[a],許容外領域[na],再現可能領域[ra],再現不可領域[nra],使用可能領域[ua],補正可能領域[ca]及び使用不可領域[nua]に係る情報が、出力部6を介して表示装置7に表示されるので、オペレータは、この情報を見ることで、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)の動作領域の内、どこの領域が何ら対策を講じることなく使用可能な領域(使用可能領域[ua])であるか、どの領域が補正することで使用可能な領域(補正可能領域[ca])であるか、どこの領域が使用できない領域(使用不可領域[nua])であるかを容易に認識することができる。
According to the motion accuracy evaluation device 1 of this example having the above configuration, the X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis are based on the motion accuracy of the
そして、このような認識が得られることで、オペレータは、ワークWを使用可能な領域(使用可能領域[ua])に設置して加工を実行することで、高精度な加工を実現することができ、或いは、補正を要するものの、ワークWを補正可能な領域(補正可能領域[ca])に設置して加工を実行することで、同様に高精度な加工を実現することができる。そして、オペレータは、このような措置を講じることにより、使用不可な領域(使用不可領域[nua])を用いた加工を回避することができ、不良品が生産されるのを防止することができる。 Then, by obtaining such recognition, the operator can realize high-precision machining by installing the work W in the usable area (usable area [ua]) and executing the machining. Similarly, high-precision machining can be realized by installing the work W in a correctable region (correctable region [ca]) and executing machining, although it is possible or requires correction. Then, by taking such measures, the operator can avoid processing using the unusable area (unusable area [nua]), and can prevent defective products from being produced. ..
例えば、オペレータは、図8において、破線で示すような、ベッド21上の使用不可領域[nua]にワークWを設置して加工を行うのを回避することができ、実線で示すように、ベッド21上の補正可能領域[ca]にワークWを設置することで、高精度な加工を実行することができる。そして、このような加工を行うことで、オーバーホールなどの対応を取ることなく、工作機械20を長時間に亘って稼働させることができ、その稼働率を向上させることができる。
For example, in FIG. 8, the operator can avoid installing the work W in the unusable area [nua] on the
尚、図8に示した例では、ベッド21上の大半の部分が補正可能領域[ca]であることから、ワークWをこの補正可能領域[ca]に設置して加工を行う例を示したが、これに限られるものではなく、使用可能領域[ua]がワークWを設置することができる広さを有しているのであれば、ワークWを使用可能領域[ua]に設置して加工を行うのが好ましい。また、ベッド21上に、使用可能領域[ua]及び補正可能領域[ca]の双方とも、ワークWを設置して加工を行うことができる程度の広さを有していなければ、言い換えれば、使用不可領域[nua]が大半を占める場合には、オペレータは、この工作機械20について、オーバーホールが必要であると判断することができる。
In the example shown in FIG. 8, since most of the portion on the
また、本例の運動精度評価装置1では、NCプログラムを用いてワークWを加工する場合に、NCプログラムから認識される工具の動作領域[mr]が、工作機械20の使用可能領域[ua]及び補正可能領域[ca]の少なくとも一方と重なり合うような、ワークWの基準位置Rp(Xa,Ya,Za)が前記ワーク位置設定部5によって設定され、設定された基準位置Rp(Xa,Ya,Za)が前記表示装置7に表示されるので、当該NCプログラムを用いてワークWを加工する際に、オペレータは、表示装置7に表示された情報に基づいて、ワークWのX軸,Y軸,Z軸座標系における基準位置Rpが、設定位置(Xa,Ya,Za)となるようにワークWを位置合わせすることで、当該ワークWを高精度に加工することができる。
Further, in the motion accuracy evaluation device 1 of this example, when the workpiece W is machined using the NC program, the tool operating area [mr] recognized by the NC program is the usable area [ ua ] of the machine tool 20. ] And the reference position R p (X a , Ya , Z a ) of the work W so as to overlap with at least one of the correctable area [ca] is set by the work
即ち、例えば、工具の動作領域[mr]と使用可能領域[ua]とが重なる状態となるように、ワークWを配置すれば、何らの対策を講じることなく、高精度な加工を実現することができる。また、工具の動作領域[mr]と補正可能領域[ca]とが重なるように、ワークWを配置すれば、測定データを基に算出される補正量で、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)における動作を補正することによって、高精度な加工を実現することができる。 That is, for example, if the work W is arranged so that the operating area [ mr ] of the tool and the usable area [ua] overlap, high-precision machining can be realized without taking any measures. be able to. Further, if the work W is arranged so that the operating area [ mr ] of the tool and the correctable area [ca] overlap, the correction amount calculated based on the measurement data is the X-axis feed device (not shown). ), Y-axis feed device (not shown) and Z-axis feed device (not shown), high-precision machining can be realized.
尚、前記ワーク位置設定部5によって、ワークWの基準位置Rp(Xa,Ya,Za)が設定できない場合には、当該ワークWを加工することができないことを意味するので、オペレータは、不用意に、使用不可な領域(使用不可領域[nua])を用いた加工を実行するのを回避することができ、不良品が生産されるのを防止することができる。また、オペレータは、この工作機械20について、オーバーホールなどについて対策を検討することができる。
If the reference position R p (X a , Y a , Z a ) of the work W cannot be set by the work
以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何ら上例のものに限定されるものではない。 Although the specific embodiments of the present invention have been described above, the modes that can be adopted by the present invention are not limited to those of the above examples.
例えば、上例では、前記X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)の運動精度を、順ルート及び逆ルートでそれぞれ測定して、2回繰り返し精度を得るようにしたが、このような態様に限られるものではなく、2回以上の繰り返し精度を確認しても良く、或いは、順ルートのみの1回の測定としても良い。 For example, in the above example, the motion accuracy of the X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown) are measured by the forward route and the reverse route, respectively. However, the accuracy is not limited to such a mode, and the accuracy of repeating twice or more may be confirmed, or the measurement may be performed only once for the forward route. ..
そして、1回のみの測定の場合、前記評価部3は、許容領域[a]を使用可能領域[ua]と評価し、許容外領域[na]を使用不可領域[nua]と評価する。また、ワーク位置推定部5は、NCプログラムから認識される工具の動作領域[mr]と、前記評価部3により抽出された使用可能領域[ua]とを重ね合わせる処理を実行して、動作領域[mr]と使用可能領域[ua]とが重なり合う状態での、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)における前記ワークWの基準位置Rp(Xa,Ya,Za)を認識し、認識した基準位置Rp(Xa,Ya,Za)に関する情報を、前記出力部6を介して表示装置7に表示する。
Then, in the case of only one measurement, the evaluation unit 3 evaluates the allowable area [a] as the usable area [ua] and the unacceptable area [na] as the unusable area [nua]. Further, the work
また、上例では、X軸送り装置(図示せず)、Y軸送り装置(図示せず)及びZ軸送り装置(図示せず)のそれぞれについて、7種類の運動誤差を測定し、これに基づいて、前記各領域を抽出し、評価するようにしたが、これに限られるものではなく、各送り装置について、少なくとも1種類の運動誤差を測定し、これに基づいて、前記各領域を抽出し、評価するようにしても良い。 Further, in the above example, seven types of motion errors are measured for each of the X-axis feed device (not shown), the Y-axis feed device (not shown), and the Z-axis feed device (not shown). Based on this, each region is extracted and evaluated, but the present invention is not limited to this, and at least one type of motion error is measured for each feeder, and each region is extracted based on this. You may also evaluate it.
また、上例では、測定装置10として、4つのレーザ測長器11を用いたが、これに限られるものではなく、工作機械の運動精度を測定できることができる測定装置であればよく、従来公知の各種の測定装置を用いることができる。
Further, in the above example, four laser
また、上例では、運動精度の評価対象としての工作機械20を立形のマシニングセンタとしたが、評価対象としての工作機械はこれに限られるものではなく、横形のマシニングセンタや旋盤など、運動機構部として少なくとも一つの直線送り軸をする従来公知の各種の工作機械を適用することができる。
Further, in the above example, the
繰返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。 Again, the description of the embodiments described above is exemplary in all respects and not restrictive. Modifications and changes can be made as appropriate for those skilled in the art. The scope of the invention is indicated by the claims, not by the embodiments described above. Further, the scope of the present invention includes modifications from the embodiments within the scope of the claims and within the scope of the claims.
1 運動精度評価装置
2 測定データ記憶部
3 評価部
4 NCプログラム記憶部
5 ワーク位置設定部
6 出力部
7 表示装置
10 測定装置
11 レーザ測長器
15 ミラー
20 工作機械
1 Motion
Claims (4)
NCプログラムを記憶するNCプログラム記憶部と、
前記直線送り軸に関わる運動誤差の測定データを記憶する測定データ記憶部と、
前記測定データ記憶部に格納された測定データを解析して、前記直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる送り軸方向の領域を使用可能領域として抽出する評価部と、
前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムを解析して、ワークに対して設定された基準位置を基準とした工具の動作領域を抽出するとともに、抽出した工具の動作領域と、前記評価部により抽出された使用可能領域とを重ね合わせる処理を実行して、前記動作領域と使用可能領域とが重なり合う状態での、前記送り軸方向における前記ワークの基準位置を認識するワーク位置設定部とを備えていることを特徴とする運動精度評価装置。 An evaluation device for evaluating the motion accuracy of the motion mechanism in a machine tool having a motion mechanism having at least one linear feed axis.
NC program storage unit that stores NC programs,
A measurement data storage unit that stores measurement data of motion error related to the linear feed axis, and a measurement data storage unit.
An evaluation unit that analyzes the measurement data stored in the measurement data storage unit and extracts a region in the feed axis direction in which the motion error of the linear feed axis falls within an allowable range as a usable region.
The NC program stored in the NC program storage unit is analyzed to extract the tool operation area based on the reference position set for the work, and the extracted tool operation area and the evaluation unit are used. It is provided with a work position setting unit that recognizes a reference position of the work in the feed axis direction in a state where the operating area and the usable area overlap by executing a process of superimposing the extracted usable area. An motion accuracy evaluation device characterized by being
前記直線送り軸に関わる運動誤差について、複数回繰り返して測定された測定データ群を記憶する測定データ記憶部と、
前記測定データ記憶部に格納された複数の測定データ群を解析して、前記直線送り軸について、その運動誤差が許容範囲内に収まる送り軸方向の領域を許容領域として抽出する一方、運動誤差が許容範囲内に収まらない送り軸方向の領域を許容外領域として抽出し、更に、測定データ群間の繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まる送り軸方向の領域を再現可能領域として抽出する一方、繰り返し誤差が所定の基準範囲内に収まらない送り軸方向の領域を再現不可領域として抽出とともに、前記送り軸方向において、許容領域であり且つ再現可能領域である領域を使用可能領域と評価し、許容外領域であり且つ再現可能領域である領域を補正可能領域と評価し、前記再現不可領域を使用不可領域と評価する評価部と、
前記評価部によって評価された情報を外部に出力する出力部とを備えていることを特徴とする運動精度評価装置。 An evaluation device for evaluating the motion accuracy of the motion mechanism in a machine tool having a motion mechanism having at least one linear feed axis.
A measurement data storage unit that stores measurement data groups that have been repeatedly measured multiple times for motion errors related to the linear feed axis.
A plurality of measurement data groups stored in the measurement data storage unit are analyzed, and a region in the feed axis direction in which the motion error is within the allowable range is extracted as an allowable region for the linear feed axis, while the motion error is generated. The region in the feed axis direction that does not fall within the allowable range is extracted as an unacceptable region, and the region in the feed axis direction in which the repetition error between the measurement data groups falls within the predetermined reference range is extracted as a reproducible region. A region in the feed axis direction in which the repetition error does not fall within a predetermined reference range is extracted as a non-reproducible region, and a region that is a permissible region and a reproducible region in the feed axis direction is evaluated as a reproducible region and is permissible. An evaluation unit that evaluates a region that is an outer region and a reproducible region as a correctable region, and evaluates the non-reproducible region as an unusable region.
A motion accuracy evaluation device including an output unit that outputs information evaluated by the evaluation unit to the outside.
前記NCプログラム記憶部に格納されたNCプログラムを解析して、ワークに対して設定された基準位置を基準とした工具の動作領域を抽出するとともに、抽出した工具の動作領域と、前記評価部により抽出された使用可能領域及び補正可能領域とを重ね合わせる処理を実行して、前記動作領域と、使用可能領域及び補正可能領域の少なくとも一方とが重なり合う状態での、前記送り軸方向における前記ワークの基準位置を認識するワーク位置設定部とを備え、
前記出力部は、更に、前記ワーク位置設定部によって認識された前記ワークの基準位置を外部に出力するように構成されていることを特徴とする請求項3記載の運動精度評価装置。
NC program storage unit that stores NC programs,
The NC program stored in the NC program storage unit is analyzed to extract the tool operation area based on the reference position set for the work, and the extracted tool operation area and the evaluation unit are used. By executing the process of superimposing the extracted usable area and correctable area, the work in the feed axis direction in a state where the operating area and at least one of the usable area and the correctable area overlap each other. Equipped with a work position setting unit that recognizes the reference position
The motion accuracy evaluation device according to claim 3, wherein the output unit is further configured to output a reference position of the work recognized by the work position setting unit to the outside.
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