JP2001225126A - 板材加工機およびその送り誤差校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動量の適切な誤差補正量を簡単に得ること
ができて、加工精度の向上が図れる板材加工機、および
その送り誤差校正方法を提供する。 【解決手段】 基準孔Ｈを有するマスタワークＭＷを板
材送り手段４で移動させる。基準孔Ｈを所定計測位置Ｑ
のサンサ２３で検出したときの移動量を、誤差計測手段
３９で検出する。この誤差計測手段３９は、その移動量
検出値の移動量指令値に対する誤差を演算することで、
誤差検出値を得る。この誤差検出値は、補正量テーブル
４０に補正量演算基準Δとして記憶させる。各軸の送り
制御手段３２，３３の誤差補正手段３５，３６は、加工
プログラム３７の実行時に、補正量テーブル４０の記憶
値で、送り量指令値を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パンチプレスや
レーザ加工機等の板材加工機、およびその板材送り手段
の熱変位等による移動量補正値の校正を行う校正方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】パンチプレスでは、パンチ加工部に対し
て板材を前後左右に移動させて板材の任意部分に孔加工
や成形加工を行う。前後移動や左右移動は、それぞれサ
ーボモータによりボールねじを介して行われる。レーザ
加工機やシャーリング機等の板材加工機においても、パ
ンチプレスと同様な板材送り手段が用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ボールねじが機械の運
転に伴う温度上昇や周囲温度の変化等で熱変位を生じる
と、指令値に対する正規の位置に板材が送られず、誤差
を生じる。この誤差は、加工誤差となり、加工精度の低
下、加工不良につながる。このため、従来から種々の熱
変位補正の手法が提案され、採用されている。しかし、
適切な誤差補正量を得ることが難しく、誤差補正量の生
成に手間や時間を要したり、精度の良い誤差補正が行え
ないことがある。

【０００４】この発明の目的は、移動量の適切な誤差補
正量を簡単に得ることができて、加工精度の向上が図れ
る板材加工機、およびその送り誤差校正方法を提供する
ことである。この発明の他の目的は、板材送り手段のス
トローク中の各部によって熱変位誤差が異なるような場
合にも、適切な補正が行えるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を、実施
形態に対応する図１と共に説明する。この板材加工機
は、板材を加工する加工部（３）と、この加工部（３）
に対して板材を移動させる板材送り手段（４）と、この
板材送り手段（４）で送られるマスタワーク（ＭＷ）に
設けられた基準孔（Ｈ）を所定計測位置（Ｑ）で検出す
るセンサ（２３）と、このセンサ（２３）で前記基準孔
（Ｈ）が検出されたときの前記板材送り手段（４）の移
動量検出値から前記板材送り手段（４）の移動量指令値
に対する誤差を計測する誤差計測手段（３９）と、この
誤差計測手段（３９）の誤差計測値に応じて前記板材送
り手段（４）の移動量を補正する誤差補正手段（３５，
３６）とを備えたものである。この構成によると、次の
ように誤差の補正量を得て、移動量補正が行える。ま
ず、板材送り手段（４）によりマスタワーク（ＭＷ）の
送りを行い、基準孔（Ｈ）を所定計測位置（Ｑ）のセン
サ（２３）で検出する。誤差検出手段（３９）は、この
検出時の板材送り手段（４）の移動量検出値と板材送り
手段（４）の移動量指令値とを比較し、誤差を計測す
る。誤差補正手段（３５，３６）は、このようにして得
た誤差計測値に応じて、板材送り手段（４）の移動量を
補正する。

【０００６】この発明の板材加工機の送り誤差校正方法
は、板材を加工する加工部（３）、およびこの加工部
（３）に対して板材を移動させる板材送り手段（４）を
備えた板材加工機の送り誤差校正方法であって、基準孔
（Ｈ）を有するマスタワーク（ＭＷ）を前記板材送り手
段（４）で移動させ、前記基準孔（Ｈ）を所定計測位置
（Ｑ）のサンサ（２３）で検出したときの移動量を検出
する過程と、その移動量検出値の移動量指令値に対する
誤差を演算する過程と、前記板材送り手段（４）の移動
量を補正する誤差補正手段（３５，３６）で採用する補
正量演算基準値（Δ）を、前記の演算した誤差計測値に
応じて所定の記憶領域（４０）設定する過程とを含む。
この発明の板材加工機およびその送り誤差校正方法によ
ると、このように、基準孔（Ｈ）を有するマスタワーク
（ＭＷ）を用い、板材送り手段（４）を実際に移動させ
て誤差を計測するため、機械個別の特性や使用状況等に
応じて、移動量の適切な誤差補正量を簡単に得ることが
でき、加工精度の向上が図れる。

【０００７】この発明方法において、前記マスタワーク
（ＭＷ）は、前記基準孔（Ｈ）が所定ピッチ（Ｐ_X ，Ｐ
_Y ）を開けて複数設けられたものとしても良い。このよ
うに、基準孔（Ｈ）が所定ピッチ（Ｐ_X ，Ｐ_Y ）を開け
て並ぶマスタワーク（ＭＷ）を用いることで、板材送り
手段（４）のストローク中の各部の実際の誤差が計測で
きる。そのため、ストロークの全体で、誤差の発生が正
確な直線性を示さず、各部によって熱変位誤差の度合い
が異なるような場合にも、適切な補正が行える。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図６と共に説明する。この板材加工機は、機械部１と
この機械部１を制御する制御装置２とを備える。機械部
１は、板材Ｗを加工する加工部３と、この加工部３に対
して板材Ｗを移動させる板材送り手段４とを備える。加
工部３は、例えばパンチ加工部、レーザ加工部、剪断加
工部、曲げ加工部等のいずれであっても良い。図示の例
では、加工部３はパンチ加工とされている。

【０００９】図２，図３は、板材加工機の機械部１の具
体構成例の平面図および側面図を各々示す。加工部３
は、フレーム５に設置された工具保持手段６と、この工
具保持手段６に保持されたパンチ工具を昇降自在なラム
で昇降駆動するパンチ駆動手段７とを有し、所定の加工
位置Ｐで加工を行うものとされている。工具保持手段６
は上下のタレット６ａ，６ｂからなり、各タレット６
ａ，６ｂにパンチ工具およびダイ工具が各々設置されて
いる。

【００１０】板材送り手段４は、テーブル８上で板材Ｗ
を前後（Ｙ軸方向）に移動させる前後方向板材送り手段
４ｙと、左右（Ｘ軸方向）に移動させる左右方向板材送
り手段４ｘとでなる。テーブル８は、フレーム５に固定
設置された固定テーブル８ａと、テーブル８のレール９
上を前後に移動自在な可動テーブル８ｂとからなる。テ
ーブル８には、その上に搬入された板材Ｗを左右方向に
基準位置Ｏに位置決めする位置決め基準部材２２が突没
可能に設けられている。前後方向板材送り手段４ｙおよ
び左右方向板材送り手段４ｘは、いずれもサーボモータ
１０，１１により送りねじ機構１２，１３を介して進退
駆動されるものである。送りねじ機構１２，１３にはボ
ールねじ機構が用いられている。

【００１１】前後方向板材送り手段４ｙは、可動テーブ
ル８ｂと一体に結合されて前後移動自在なキャリッジ１
４を、フレーム５に設置されたサーボモータ１０および
送りねじ機構１２で進退させるものとされている。左右
方向板材送り手段４ｘは、キャリッジ１４に左右移動自
在に搭載されたクロススライド１５を、キャリッジ１４
に設置されたサーボモータ１１および送りねじ機構１３
で進退させるものとされている。クロススライド１５
に、板材Ｗを把持する複数のワークホルダ１６が取付け
られている。

【００１２】図４は加工部３の具体例を示す。パンチ駆
動手段７は、サーボモータ１７と、このサーボモータ１
７の回転をラム１８の上下動作に変換する偏心カム式の
回転・直線運動変換機構１９とで構成される。ラム１８
は、フレーム５に設けられたラムガイド２０により、所
定の加工位置Ｐで昇降自在に支持され、上タレット６ａ
に設置されたパンチ工具２１をパンチ動作させる。

【００１３】図１に示すように、この板材加工機１に
は、その送り誤差校正手段としてマスタワークＭＷが用
いられる。マスタワークＭＷは、寸法精度を確保した板
材に基準孔Ｈを設けたものであり、基準孔Ｈは、前後方
向（Ｙ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）のいずれに
も、所定のピッチＰ_X ，Ｐ_Y で複数並べて設けられてい
る。板材加工機の機械部１には、このマスタワークＭＷ
の基準孔Ｈを所定計測位置Ｑで検出するセンサ２３が設
置されている。所定計測位置Ｑは、加工位置Ｐと一致さ
せてあるが、必ずしも一致させなくても良い。センサ２
３は、基準孔Ｈを精度良く検出できるものであれば良い
が、この例ではタッチセンサが用いられている。図５，
図６に示すように、このセンサ２３は、センサ本体２３
ａに進退駆動されるロッド２３ｂを有し、このロッド２
３ｂの先端に接触子２３ｃが設けられていて、接触子２
３ｃに物が触れるとオン信号を発生するものが用いられ
ている。接触子２３ｃの大きさは、マスタワークＭＷの
基準孔Ｈに遊嵌する大きさとされている。このセンサ２
３の設置箇所は、タレット６ｂに円周方向に並んで設け
られる工具ステーションの一つとされている。なお、セ
ンサ２３は、タレット６ｂに設置する代わりに、フレー
ム５に設置しても良い。

【００１４】図１において、制御装置２は、コンピュー
タ式の数値制御機能部およびプログラマブルコントロー
ラ部（図示せず）で構成されるものである。制御装置２
は、解読手段３１と、Ｘ軸およびＹ軸の軸送り制御手段
３２，３３とを有する。解読手段３１は、加工プログラ
ム３４を解読して、その指令を対応する各軸の軸送り制
御手段３２，３３やプログラマブルコントローラ部に送
る手段である。Ｘ軸送り制御手段３２は、Ｘ軸送り指令
値に従い、左右方向板材送り手段４ｘのサーボモータ１
１に送り指令を与える手段である。Ｙ軸送り制御手段３
３は、Ｙ軸送り指令値に従い、前後方向板材送り手段４
ｙのサーボモータ１０に送り指令を与える手段である。
これらＸ，Ｙ軸の軸送り制御手段３２，３３は、送り指
令値に対して所定の補正を行う誤差補正手段３５，３６
を各々有している。加工プログラム３４は、ＮＣコード
等で記述されたものであり、プログラムメモリ３７に記
憶される。

【００１５】制御装置２には、送り誤差校正のための手
段として、誤差計測手段３９と、計測プログラム３８と
が設けられ、誤差計測手段３９で計測した誤差を記憶す
る補正量テーブル４０が設けられている。計測プログラ
ム３８は、加工プログラム３４と同様に解読手段３１で
解読されるプログラムであり、加工プログラム３４と独
立したプログラムであっても、加工プログラム３４の一
部を成すものであっても良い。

【００１６】計測プログラム３８は、ワークホルダ１６
に把持されたマスタワークＭＷを、各基準孔Ｈが順次所
定計測位置Ｑに位置するように送る各軸の送りを行わせ
る軸送り指令と、センサ２３に計測のための準備動作を
行わせる計測準備指令と、誤差計測手段３９に計測処理
を開始させる計測指令等が記述されている。上記の計測
のための準備は、センサ２３の接触子２３ｃを、基準孔
Ｈに挿入される高さまで下降させる指令である。上記の
計測プログラム３８の軸送り指令は、基準孔Ｈの中心が
所定計測位置Ｑに来るまで移動させる指令と、その後、
基準孔Ｈの縁がセンサ２３に接するまで移動させる指令
とを含み、両指令は、別々の指令として設けられていて
も、一つの指令からなるものでも良い。

【００１７】誤差計測手段３９は、誤差を次のように計
測する手段である。すなわち、誤差計測手段３９は、セ
ンサ２３がオンしたときの板材送り手段４の位置検出器
１１ａ，１０ａの検出値を取り込み、そのとき実行され
た計測プログラム３８の軸送り指令の指令値と前記検出
値を比較して誤差を演算する手段である。この検出値の
取り込みおよび誤差演算は、Ｘ軸およびＹ軸の各々につ
き、個別に行われる。

【００１８】補正量テーブル４０は、誤差計測手段３９
で計測したマスタワークＭＷの各基準孔Ｈ間の誤差を、
補正量演算基準値Δ（ΔＸ₁ ，ΔＸ₂ …、ΔＹ₁ ，ΔＹ
₂ …）として各基準孔間区間（Ｘ₁ 〜Ｘ₂ ，Ｘ₂ 〜
Ｘ₃ ，Ｘ₃ ，Ｘ₄ …、Ｙ₁ 〜Ｙ₂，Ｙ₂ 〜Ｙ₃ ，Ｙ₃ ，
Ｙ₄ …）毎に設定する記憶手段である。補正量テーブル
４０は、Ｘ軸およびＹ軸の各々の補正量演算基準値Δが
設定される。各軸の送り制御手段３２，３３における誤
差補正手段３５，３６は、このように設定された補正量
演算基準値Δに基づき、送り量補正を行う。この補正
は、区間毎に一定量の補正を行うようにしても良く、ま
た区間途中の場合に、その補正量演算基準値Δ×（途中
長さ）／（区間長さ）のような直線補完等を行うように
しても良い。

【００１９】上記構成の板材加工機の送り誤差校正方
法、およびその後の補正方法を説明する。校正（キャリ
ブレーション）に際しては、マスタワークＭＷを板材加
工機の板材送り手段４に把持させる。このとき、マスタ
ワークＭＷは、Ｘ，Ｙ両軸の基準位置Ｏに位置決め状態
に把持させる。この後、計測プログラム３８を実行させ
る。

【００２０】計測プログラム３８の実行により、各軸毎
に各基準孔Ｈの位置の計測が準備行われる。この計測に
際しては、まず図６（Ａ）のように、基準孔Ｈの中心が
センサ２３による計測所定位置Ｑに位置するように板材
送り手段４でマスタワークＭＷを移動させ、この位置で
一旦送りを停止し、センサ２３の接触子２３ａを基準孔
Ｈ内へ挿入する。この状態で、マスタワークＭＷの送り
を微速で続行し、センサ２３で基準孔Ｈの縁が検出させ
ると、その検出信号に応答して、板材送り手段４（Ｘ軸
送り制御手段３２、Ｙ軸送り制御手段３３）は送りを停
止する。

【００２１】誤差計測手段３９は、このときの位置検出
器１０ａ，１１ａの検出値である移動量検出値と、計測
プログラム３８の軸送り指令値とを比較し、その誤差を
演算する。この比較は、Ｘ軸方向の移動を行うときはＸ
軸について、Ｙ軸方向の移動を行うときはＹ軸について
行う。演算された誤差の値は、補正量テーブル４０の該
当する記憶領域に、補正量演算基準値Δとして記憶され
る。このようにして、各基準孔Ｈについて、位置計測、
誤差演算されて、補正量演算基準値Δが設定され、校正
過程が終了する。

【００２２】加工プログラム３７の実行過程では、上記
のように設定された補正量テーブル４０の補正量演算基
準値Δを用い、各軸の送り指令に対して誤差が補正され
る。このようにして、送りねじ機構１２，１３の熱変位
誤差が補正される。この場合に、基準孔Ｈが所定ピッチ
Ｐ_X ，Ｐ_Y を開けて並ぶマスタワークＭＷが用いられる
ため、板材送り手段４のストローク中の各部の実際の誤
差が計測できる。そのため、ストロークの全体で、誤差
の発生が正確な直線性を示さず、各部によって熱変位誤
差の度合いが異なるような場合にも、適切な補正が行え
る。

【００２３】

【発明の効果】この発明の板材加工機は、板材送り手段
で送られるマスタワークに設けられた基準孔を所定計測
位置で検出するセンサと、このセンサで前記基準孔が検
出されたときの前記板材送り手段の移動量検出値から前
記板材送り手段の移動量指令値に対する誤差を計測する
誤差計測手段と、この誤差計測手段の誤差計測値に応じ
て前記板材送り手段の移動量を補正する誤差補正手段と
を備えたものであるため、移動量の適切な誤差補正量を
簡単に得ることができて、加工精度の向上が図れる。こ
の発明の板材加工機の送り誤差校正方法は、基準孔を有
するマスタワークを前記板材送り手段で移動させ、前記
基準孔を所定計測位置のサンサで検出したときの移動量
を検出する過程と、その移動量検出値の移動量指令値に
対する誤差を演算する過程と、前記板材送り手段の移動
量を補正する誤差補正手段で採用する補正量演算基準値
を、前記の演算した誤差計測値に応じて設定する過程と
を含む方法であるため、移動量の適切な誤差補正量を簡
単に得ることができて、加工精度の向上が図れる。マス
タワークを、基準孔が所定ピッチを開けて複数設けられ
たものとした場合は、板材送り手段のストローク中の各
部によって熱変位誤差が異なるような場合にも、適切な
補正が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる板材加工機の概
念構成を示す説明図である。

【図２】同板材加工機の機械部の平面図である。

【図３】同板材加工機の機械部の側面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は各々同板材加工機のパンチ駆
動部の破断側面図および正面図である。

【図５】同板材加工機のセンサの正面図である。

【図６】同板材加工機の計測動作の説明図である。

【符号の説明】

１…機械部 ２…制御装置 ３…加工部 ４…板材送り手段 ４ｘ…左右方向板材送り手段 ４ｙ…前後方向板材送り手段 ７…パンチ駆動手段 ８…テーブル １０，１１…サーボモータ １２，１３…送りねじ機構 １４…キャリッジ １５…クロススライド １６…ワークホルダ １７…サーボモータ １８…ラム ２３…センサ ２３ｃ…接触子 ３２…Ｘ軸送り制御手段 ３３…Ｙ軸送り制御手段 ３４…加工プログラム ３５，３６…誤差補正手段 ３８…計測プログラム ３９…誤差計測手段 ４０…補正量テーブル Ｈ…基準孔 Ｐ_X ，Ｐ_Y …ピッチ Ｑ…所定計測位置 ＭＷ…マスタワーク Ｗ…板材 Δ…補正量演算基準値

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材を加工する加工部と、この加工部に
   対して板材を移動させる板材送り手段と、この板材送り
   手段で送られるマスタワークに設けられた基準孔を所定
   計測位置で検出するセンサと、このセンサで前記基準孔
   が検出されたときの前記板材送り手段の移動量検出値か
   ら前記板材送り手段の移動量指令値に対する誤差を計測
   する誤差計測手段と、この誤差計測手段の誤差計測値に
   応じて前記板材送り手段の移動量を補正する誤差補正手
   段とを備えた板材加工機。
2. 【請求項２】 板材を加工する加工部、およびこの加工
   部に対して板材を移動させる板材送り手段を備えた板材
   加工機の送り誤差校正方法であって、基準孔を有するマ
   スタワークを前記板材送り手段で移動させ、前記基準孔
   を所定計測位置のサンサで検出したときの移動量を検出
   する過程と、その移動量検出値の移動量指令値に対する
   誤差を演算する過程と、前記板材送り手段の移動量を補
   正する誤差補正手段で採用する補正量演算基準値を、前
   記の演算した誤差計測値に応じて所定の記憶領域に設定
   する過程とを含む板材加工機の送り誤差校正方法。
3. 【請求項３】 前記マスタワークは、前記基準孔が所定
   ピッチを開けて複数設けられたものとする請求項２記載
   の板材加工機の送り誤差校正方法。