JPH04111003A - Ｎｃ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加工機を数値制御するＮＣ装置に関し、特に加
工機で実際に加工された被加工物の形状を加工機から取
り外すことなく知ることが出来るＮＣ装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のＮＣ装置は第６図に示す様な構成であった。第６
図においてＮＣ装置ｆｌは被加工物（以下ワークと称す
る）を加工するためのＮＣプログラムをＮＣプログラム
入力部２に入力し、それをＮＣプログラム格納部３に格
納する。ここでＮＣ装置１が実行を開始すると、ＮＣＩ
ＩＩＷ部４はＮＣプログラム格納部３から前記入力した
ＮＣプログラムを読み出し、それに従い、Ｉ１０コント
ロール５及びサーボコントロール６を実行して加工機８
を制御していた。

また加工機８からの位置情報７はサーボコントロール６
にファードパツクされてサーボモータコントロールの偏
差カウンタに使用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如き従来の技術に於いては、加工機よりの各軸の
位置情報を得てサーボコントロールに使用しているが、
各軸の実際に動作した軌跡を確実に把握することが困難
であり、そのために各軸移動精度に軌跡誤差が生じ加工
精度が劣化するという問題点があった。

またワークの加工精度の確認のために加工機からワーク
を取り外し、測定機への取付け、位置出し等に多大な時
間を費するばかりでなく、測定機への取付は具合によっ
ては、ワークの変形等による測定精度への影響が起こる
という問題点もあった。

更には、測定のための結果待ちによる加工の一時中断を
余儀なくされるという問題点もあった。

本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので
、加工精度確認のために行なう加工機からのワークの着
脱を不要と成すと共に、加工精度の向上が出来るＮＣ装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕 上記目的のために本発明ではワーク３４の所定形状を加
工するために、加工機駆動部の加工時における理想動作
軌跡１０１と選択された加工条件とに基ずき作成された
ＮＣプログラムによってサーボ系１５．１６を介して加
工機２２を制御するＮＣ制御部１４を有するＮＣ装置に
おいて、前記ＮＣプログラムによって制御される前記加
工機駆動部３１．３６の移動位置座標を逐次検出して動
作軌跡１０２となすと共に該動作軌跡１０２を格納する
検出手段１７．１８と、 該検出手段１７．１８に格納された動作軌跡１０２を読
み出し、前記ＮＣプログラムの指令値による前記理想動
作軌跡１０１との誤差を算出し、その誤差分だけ前記Ｎ
Ｃプログラムを補正した補正ＮＣプログラムを作成して
格納する加工軌跡補正処理手段１９．２０と、 を有することを課題解決の手段とするものである。

〔作用〕

本発明においては、理想動作軌跡と加工機駆動部の移動
位置座標を逐次検出して得られた動作軌跡とを対比して
その誤差を補正することによって補正ＮＣプログラムを
作成し、その補正ＮＣプログラムで次加工を実施する如
く成したので、次加工からは理想動作軌跡で加工するこ
とが出来る。

よって、従来のように測定のためのワークの着脱を行う
如き不都合は解消すると共に、加工精度の向上が出来る
。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるＮＣ装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

第１図において、１１はＮＣ装置であり、ワークの加工
に基ずく既知の値である工具の形状、主軸の回転速度、
各軸の真直度、及び各軸のワークを加工するに際しての
設計上の理想軌跡等から作成された初期ＮＣプログラム
をＮＣプログラム入力部１２に入力し、そのＮＣプログ
ラムをＮＣプログラム格納部１３に記憶させる。

加工開始にあたってＮＣ＠御部１４はＮＣプログラム格
納部１３から初期ＮＣプログラムを読み出しＩ１０コン
トロール部１５及びサーボコントロール部１６によって
加工機２２を制御してワークを加工する。

ここでワーク加工について第２図を用いて説明する。

第２図は加工実施中のワークと工具及び位置検出用レー
ザ干渉計の関係を示す一部断面の概略説明図である。

第２図において、Ｚ軸上で回転、直近自在に不図示の保
持部材に保持されたスピンドル３１の端部にはワークホ
ルダー３３が固設されており、そのワークホルダー３３
にワーク３４が保持されている。またスピンドル３１と
ワークホルダー３３の間にはスピンドル３１の直進駆動
時のみ、スピンドル３１と一体に連動するＺ軸ステージ
３２が配置されている。Ｚ軸ステージ３２の所定位置に
は鏡３９が配置されており、Ｚ軸方向の駆動量を検出す
るためのレーザ干渉計３８からのレーザ光４０の照射を
反射させレーザ干渉計３８に導びいている。

また前記Ｚ軸と直交する直線方向（Ｘ方向）に工具３７
の加工部分を移動させるためにＸ方向に配置されたスラ
イド用Ｘ軸３５には摺動自在にＸ軸ステージ３６が嵌合
し、そのＸ軸ステージ３６には工具３７が固定されてい
る。更にＸ軸ステージ３６の所定位置には鏡２９′が配
置されＸ方向の移動量を検出するためのレーザ干渉計３
８゛からのレーザ光４０°の照射を反射させ、レーザー
干渉計３８°に導いている。

以下加工時の動作について説明する。

前記のＮＣ１Ｉｊ１＠部１４からの加工指示をＩ１０コ
ントロール１５及びサーボコントロール１６を介して加
工機１４が受けると初期ＮＣプログラムによるサーボコ
ントロール部１６の制御に従ってスピンドル３１の回転
及び直進駆動が行なわれスピンドル３１と一体となすワ
ーク３４が同一の運動をする。その時、Ｚ軸ステージ３
２はスピンドル３１の直進駆動時のみ連動し、Ｚ軸ステ
ージ３２の所定位置に配置された鏡３９を介してレーザ
干渉計３８は工具３７のＺ軸方向の移動軌跡を間接的に
検出する。

また同時にＸ軸ステージ３６のＸ方向の直進運動が行な
われ、Ｘ軸ステージ３６と一体となす工具３７が同一の
運動をする。但しこの時の工具３７の動きはＺ軸の軸心
を通る直線方向（Ｘ方向）にその加工部が移動する如く
なされる。その時Ｘ軸ステージ３６に配置された鏡３９
”を介してレーザ干渉計３８″は工具３７のＸ軸方向の
移動軌跡を間接的に検出する。

以上のようにして、ワーク加工動作中のＸ方向・Ｘ方向
の動き量による各位置の軌跡をレーザ干渉計を含む軸位
置測定部１７が随時読み取り、軸位置データ格納部１８
に記憶する。

加工終了後に計算処理部１９は軸位置データ格納部１８
に記憶されたデータを読み出して測定による実際に動作
した軌跡を算出する。

第３図は初期ＮＣプログラムによる指令値１０１（理想
動作軌跡）と前記算出された測定による実際に動作した
軌跡１０２（実際軌跡）とＺ軸の誤差Δｚ、Ｘ軸の誤差
ΔＸとの関係を説明する図である。

計算処理部１９は実際軌跡１０２を算出した後に、Ｎ″
Ｃプログラム格納部１３に記憶されている理想軌跡１０
１と実際軌跡１０２を比較し、各軸方向の誤差Δ２、Δ
Ｘを算出する。また前記算出された誤差に基ずき前記の
理想動作軌跡１０１に限りなく近ずくように、誤差Δ２
、ΔＸをゼロとする補正ＮＣプログラムを作成し補正Ｎ
Ｃプログラム格納部に記憶する。

次に再度ＮＣ装置１１が加工のための動作を実行する時
において、ＮＣ１１１１部１４はＮＣプログラム格納部
１３に記憶されている初期ＮＣプログラムは使用せず、
新らたに作成した補正ＮＣプログラムを補正ＮＣプログ
ラム格納部２０から読み出して、Ｉ１０コントロール部
１５やサーボコントロール部１６によって加工を実行す
る。

第４図は前記補正ＮＣプログラムによって制御された加
工機駆動部の軌跡を説明する図である。

第４図において、補正ＮＣプログラム２０１は、前記の
理想動作軌跡１０１に軌跡に沿った誤差値Δ２、ΔＸを
補正したものであり、これを使用することによって加工
機駆動部の軌跡は点線で示す如く、理想動作軌跡１０１
に近く、又は同等の補正プログラムで実際に動作した修
正軌跡２０２が得られる。

また本実施例のシステムとしては第１図に示す如く、全
機能ブロックを含むＮＣ装置としているが従来のＮＣ装
置に本実施例のシステムの追加機能部２３の部分を含む
ホストコンピュータを付加する構成としてもよい。

第５図は、他実施例であり一実施例に共通のものには同
一部番を付して説明する。

第５図において、一実施例との変更部分は一実施例にお
ける計算処理部１９の機能を外部コンピュータ２４に代
替したものである。

第１図、第５図に示す如く本発明におけるＮＣ装置にお
いては、その使用目的によって全機能を含むＮＣ装置に
するか、または、分割するかはその場の対応によって適
当に選択すれば良い。

尚、本実施例では２軸の加工機を使用しているが、これ
は例として２軸機を示しているに過ぎず、これに限定さ
れるものではない。

更に位置検出用としてレーザー干渉計を使用して説明し
たが、これにこだわるものではなく、例えばエンコーダ
を使用して検出してもよい。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、ワークの加工完了後、あら
ためてその形状測定をしなくても加工形状を知ることが
可能であるから、次の加工に早急に対処することができ
るばかりでなく、加工機のスループット及び加工精度の
向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＮＣ装置の一実施例を示すブロッ
ク図、 第２図は加工実施中のワークと工具及び位置検出器の関
係を示す一部断面の説明図、 第３図は理想動作軌跡と実際に動作した軌跡とその誤差
との関係を説明する図、 第４図は補正ＮＣプログラムによって制御された加工機
駆動部の軌跡を説明する図、 第５図は本発明によるＮＣ装置の他実施例を示すブロッ
ク図、 第６図は従来のＮＣ装置を示すブロック図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １７・・・・・・軸位置測定部、 １８・・・・・・軸位置データ格納部、１９・・・・・
・計算処理部、 ２０・・・・・・補正ＮＣプログラム格納部、３８．３
８”・・・・・・レーザ干渉計３９．３９°　・・・・
・・ミラー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被加工物の所定形状を加工するために、加工機駆動部の
   加工時における理想動作軌跡と選択された加工条件とに
   基ずき作成されたＮＣプログラムによってサーボ系を介
   して加工機を制御するＮＣ制御部を有するＮＣ装置にお
   いて、 前記ＮＣプログラムによって制御される前記加工機駆動
   部の移動位置座標を逐次検出して動作軌跡となすと共に
   、該動作軌跡を格納する検出手段と、 該検出手段に格納された動作軌跡を読み出し、前記ＮＣ
   プログラムの指令値による前記理想動作軌跡との誤差を
   算出し、その誤差分だけ前記ＮＣプログラムを補正した
   補正ＮＣプログラムを作成して格納する加工軌跡補正処
   理手段と、を有することを特徴とするＮＣ装置。