JP2002144191A - 工作機械 - Google Patents
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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- Numerical Control (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械自体の精度が多少変化しても、加工精度
の低下が生じない工作機械を提供する。 【解決手段】 ワークＷを支持する主軸８等のワーク支
持手段３と、ワークＷに加工を行うためにワーク支持手
段３に対し移動自在な送り台９，刃物台１０等の加工手
段４と、制御手段２とを備える。制御手段２は、ワーク
支持手段３の加工原点ＯW を基準とした測定位置情報に
基づき、加工手段４の移動を制御するものとする。加工
原点ＯW を基準として加工手段４の移動方向の位置を測
定する手段として、リニアセンサ等の位置測定手段２５
を設ける。
の低下が生じない工作機械を提供する。 【解決手段】 ワークＷを支持する主軸８等のワーク支
持手段３と、ワークＷに加工を行うためにワーク支持手
段３に対し移動自在な送り台９，刃物台１０等の加工手
段４と、制御手段２とを備える。制御手段２は、ワーク
支持手段３の加工原点ＯW を基準とした測定位置情報に
基づき、加工手段４の移動を制御するものとする。加工
原点ＯW を基準として加工手段４の移動方向の位置を測
定する手段として、リニアセンサ等の位置測定手段２５
を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、旋盤や研削盤等
の工作機械に関する。
の工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に、
図７に示すように、旋盤等の工作機械において、刃物台
５１の送り制御をＮＣ装置等の制御装置５０で行う場
合、サーボモータ５２のエンコーダ５３から得られるフ
ィードバック信号F/B を用いたセミクローズドループ制
御としている。サーボモータ５２の駆動はボールねじ５
６を介して刃物台５１に伝える。制御装置５０における
機械原点ＯM は、刃物台５１が主軸台５４から最も離れ
る位置に設定しているのが通例である。エンコーダ５３
によるフィードバック信号F/B の座標における原点であ
る機械原点ＯM を、図８に示す。
図７に示すように、旋盤等の工作機械において、刃物台
５１の送り制御をＮＣ装置等の制御装置５０で行う場
合、サーボモータ５２のエンコーダ５３から得られるフ
ィードバック信号F/B を用いたセミクローズドループ制
御としている。サーボモータ５２の駆動はボールねじ５
６を介して刃物台５１に伝える。制御装置５０における
機械原点ＯM は、刃物台５１が主軸台５４から最も離れ
る位置に設定しているのが通例である。エンコーダ５３
によるフィードバック信号F/B の座標における原点であ
る機械原点ＯM を、図８に示す。
【０００３】しかし、加工による切削熱や、機械運転に
よる他の部位の発熱のため、ボールねじ５６に熱膨張が
生じる。このため、セミクローズドループ制御では、加
工誤差が大きい。すなわち、図８に示すように加工原点
ＯW は、主軸５５（図７）に把持されたワークＷの中心
であり、フィードバック信号F/B の原点である機械原点
ＯM に対してかけ離れた位置にある。そのため、ボール
ねじ５６の熱膨張や機械変形があると、フィードバック
制御を行っても大きな誤差が生じる。熱膨張補正をする
ことも行われているが、精度の良い補正は難しい。この
ため加工精度の向上に限りがある。
よる他の部位の発熱のため、ボールねじ５６に熱膨張が
生じる。このため、セミクローズドループ制御では、加
工誤差が大きい。すなわち、図８に示すように加工原点
ＯW は、主軸５５（図７）に把持されたワークＷの中心
であり、フィードバック信号F/B の原点である機械原点
ＯM に対してかけ離れた位置にある。そのため、ボール
ねじ５６の熱膨張や機械変形があると、フィードバック
制御を行っても大きな誤差が生じる。熱膨張補正をする
ことも行われているが、精度の良い補正は難しい。この
ため加工精度の向上に限りがある。
【０００４】加工精度を向上させるものとして、図７に
鎖線で示すように、リニアセンサ５７を設け、クローズ
ドループ制御とすることも行われている。リニアセンサ
５７は、機械のスライド面、例えばベッド５８における
刃物台５１の案内（図示せず）に沿って貼り付けられ
る。これによれば、ボールねじ５６の熱膨張に影響させ
ずに刃物台５１の位置を直接に検出できる。しかし、同
図に変位を強調して示すように、主軸台５４に微小な傾
きが生じるなどの外乱があった場合、同図のクローズド
ループ制御によっても誤差が大きく生じる。上記のよう
な外乱は、切削熱や荷重条件、周辺環境等によって生じ
ることがあり、変位が定まらず、制御による補正が難し
い。
鎖線で示すように、リニアセンサ５７を設け、クローズ
ドループ制御とすることも行われている。リニアセンサ
５７は、機械のスライド面、例えばベッド５８における
刃物台５１の案内（図示せず）に沿って貼り付けられ
る。これによれば、ボールねじ５６の熱膨張に影響させ
ずに刃物台５１の位置を直接に検出できる。しかし、同
図に変位を強調して示すように、主軸台５４に微小な傾
きが生じるなどの外乱があった場合、同図のクローズド
ループ制御によっても誤差が大きく生じる。上記のよう
な外乱は、切削熱や荷重条件、周辺環境等によって生じ
ることがあり、変位が定まらず、制御による補正が難し
い。
【０００５】この発明の目的は、機械自体の精度が多少
変化しても、加工精度の低下が生じない工作機械を提供
することである。この発明の他の目的は、簡単な構成で
上記の精度の良い加工が行えるようにすることである。
変化しても、加工精度の低下が生じない工作機械を提供
することである。この発明の他の目的は、簡単な構成で
上記の精度の良い加工が行えるようにすることである。
【０００６】
【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。この工作機械は、ワ
ーク（Ｗ）を支持するワーク支持手段（３）と、ワーク
（Ｗ）に加工を行うためにワーク支持手段（３）に対し
移動自在な加工手段（４）と、ワーク支持手段（３）に
支持されたワーク（Ｗ）の所定位置である加工原点（Ｏ
W ）を基準とした位置情報に基づき前記加工手段（３）
の移動を制御する制御手段（２）とを備えたものであ
る。この構成によると、制御手段（２）は、ワーク支持
手段（３）の所定位置である加工原点（ＯW ）を基準と
した位置情報に基づき、加工手段（４）の移動を制御す
る。ワーク支持手段（３）の所定位置は、例えばワーク
支持手段（３）を構成する主軸（８）等の中心である。
上記の位置情報は、例えば測定位置情報であり、制御手
段（２）において、フィードバック制御等に用いる。こ
のように、加工原点（ＯW ）を基準とした位置情報に基
づいて制御するため、機械自体に熱変位や外乱等により
多少の変位が生じても、位置情報が加工精度に影響する
誤差は、加工原点（ＯW ）からワーク（Ｗ）の加工部位
までの加工寸法に対応する機械部（１）の機械変位分だ
けとなる。そのため、機械自体の精度が多少変化して
も、加工精度の低下が生じない。
態に対応する図１と共に説明する。この工作機械は、ワ
ーク（Ｗ）を支持するワーク支持手段（３）と、ワーク
（Ｗ）に加工を行うためにワーク支持手段（３）に対し
移動自在な加工手段（４）と、ワーク支持手段（３）に
支持されたワーク（Ｗ）の所定位置である加工原点（Ｏ
W ）を基準とした位置情報に基づき前記加工手段（３）
の移動を制御する制御手段（２）とを備えたものであ
る。この構成によると、制御手段（２）は、ワーク支持
手段（３）の所定位置である加工原点（ＯW ）を基準と
した位置情報に基づき、加工手段（４）の移動を制御す
る。ワーク支持手段（３）の所定位置は、例えばワーク
支持手段（３）を構成する主軸（８）等の中心である。
上記の位置情報は、例えば測定位置情報であり、制御手
段（２）において、フィードバック制御等に用いる。こ
のように、加工原点（ＯW ）を基準とした位置情報に基
づいて制御するため、機械自体に熱変位や外乱等により
多少の変位が生じても、位置情報が加工精度に影響する
誤差は、加工原点（ＯW ）からワーク（Ｗ）の加工部位
までの加工寸法に対応する機械部（１）の機械変位分だ
けとなる。そのため、機械自体の精度が多少変化して
も、加工精度の低下が生じない。
【０００７】この発明において、前記加工原点（ＯW ）
を基準として前記加工手段（４）の移動方向の位置を測
定する位置測定手段（２５）を設け、前記位置情報はこ
の位置測定手段（２５）から得るようにしても良い。上
記の位置測定手段（２５）としては、リニアセンサや、
レーザ測長機を用いることができる。このように、加工
原点（ＯW ）を基準とする位置測定手段（２５）を用い
ることにより、上記制御手段（２）による加工原点（Ｏ
W ）を基準とした位置情報に基づく制御が簡単に行え
る。
を基準として前記加工手段（４）の移動方向の位置を測
定する位置測定手段（２５）を設け、前記位置情報はこ
の位置測定手段（２５）から得るようにしても良い。上
記の位置測定手段（２５）としては、リニアセンサや、
レーザ測長機を用いることができる。このように、加工
原点（ＯW ）を基準とする位置測定手段（２５）を用い
ることにより、上記制御手段（２）による加工原点（Ｏ
W ）を基準とした位置情報に基づく制御が簡単に行え
る。
【０００８】前記位置測定手段（２５）は、前記加工手
段（４）が加工を行う移動範囲だけの測定を行うもので
あっても良い。加工原点（ＯW ）を基準とした位置制御
の場合、測定による位置情報が加工精度に影響するの
は、加工手段（４）が加工を行う移動範囲だけである。
そのため、位置測定手段（２５）が、この移動範囲の測
定を行えるものであれば、加工精度の向上が達成でき
る。精度の良い位置測定手段（２５）は高価なものとな
るため、このように加工を行う移動範囲だけの短いもの
とすることで、コスト低下が図れる。加工を行う移動範
囲から外れた移動範囲については、例えば、加工を行う
移動範囲よりも精度の粗い測定手段を用いても良く、ま
たサーボモータ（１３）に付設されたエンコーダ等によ
るセミクローズドループ制御としても良い。
段（４）が加工を行う移動範囲だけの測定を行うもので
あっても良い。加工原点（ＯW ）を基準とした位置制御
の場合、測定による位置情報が加工精度に影響するの
は、加工手段（４）が加工を行う移動範囲だけである。
そのため、位置測定手段（２５）が、この移動範囲の測
定を行えるものであれば、加工精度の向上が達成でき
る。精度の良い位置測定手段（２５）は高価なものとな
るため、このように加工を行う移動範囲だけの短いもの
とすることで、コスト低下が図れる。加工を行う移動範
囲から外れた移動範囲については、例えば、加工を行う
移動範囲よりも精度の粗い測定手段を用いても良く、ま
たサーボモータ（１３）に付設されたエンコーダ等によ
るセミクローズドループ制御としても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明の実施形態を図面と共に
説明する。この工作機械は、数値制御式の旋盤からな
り、機械部１と、この機械部１を制御する制御手段２と
を備える。機械部１は、ワークＷを支持するワーク支持
手段３と、ワークＷに加工を行うためにワーク支持手段
３に対し移動自在な加工手段４とを有する。制御手段２
は、ワーク支持手段３の所定位置である加工原点ＯW を
基準とした測定位置情報に基づき、加工手段３の移動を
制御する機能を有する。
説明する。この工作機械は、数値制御式の旋盤からな
り、機械部１と、この機械部１を制御する制御手段２と
を備える。機械部１は、ワークＷを支持するワーク支持
手段３と、ワークＷに加工を行うためにワーク支持手段
３に対し移動自在な加工手段４とを有する。制御手段２
は、ワーク支持手段３の所定位置である加工原点ＯW を
基準とした測定位置情報に基づき、加工手段３の移動を
制御する機能を有する。
【００１０】ワーク支持手段３は、ベッド５上の主軸台
７に支持された主軸８、およびこの主軸８に設けられた
主軸チャック８ａからなる。主軸８は、ベッド５に設置
された主軸モータ（図示せず）により回転駆動される。
７に支持された主軸８、およびこの主軸８に設けられた
主軸チャック８ａからなる。主軸８は、ベッド５に設置
された主軸モータ（図示せず）により回転駆動される。
【００１１】加工手段４は、ベッド５上に進退自在に設
置された送り台９と、この送り台９に設置された刃物台
１０と、送り台９の進退駆動手段１１とで構成される。
送り台９は、ベッド５に設けられた案内１２（図２参
照）上を、主軸８の軸方向（Ｚ軸方向）に対する直交方
向（Ｘ軸方向）に進退自在に設置されている。進退駆動
手段１１は、サーボモータ１３の回転により、ボールね
じ機構１４を介して送り台９を進退させるものである。
サーボモータ１３は、パルスコーダまたはパルスジェネ
レータ等の回転検出器１５を有している。刃物台１０は
タレットからなり、外周の複数箇所にバイトまたは回転
工具等の工具１６が取付けられる。このタレット刃物台
１０は、タレット軸１７を介して、送り台９にその進退
方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）に出入り
自在で、かつ回転自在に設置されている。送り台９に
は、刃物台１０の出入り駆動手段と割出回転手段（いず
もれ図示せず）が搭載されている。なお、加工手段４
は、タレット式のものに限らず、刃物台１０を省略し、
送り台９に工具１６を取付けたものであっても良い。換
言すれば、送り台９が刃物台となるものであっても良
い。
置された送り台９と、この送り台９に設置された刃物台
１０と、送り台９の進退駆動手段１１とで構成される。
送り台９は、ベッド５に設けられた案内１２（図２参
照）上を、主軸８の軸方向（Ｚ軸方向）に対する直交方
向（Ｘ軸方向）に進退自在に設置されている。進退駆動
手段１１は、サーボモータ１３の回転により、ボールね
じ機構１４を介して送り台９を進退させるものである。
サーボモータ１３は、パルスコーダまたはパルスジェネ
レータ等の回転検出器１５を有している。刃物台１０は
タレットからなり、外周の複数箇所にバイトまたは回転
工具等の工具１６が取付けられる。このタレット刃物台
１０は、タレット軸１７を介して、送り台９にその進退
方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）に出入り
自在で、かつ回転自在に設置されている。送り台９に
は、刃物台１０の出入り駆動手段と割出回転手段（いず
もれ図示せず）が搭載されている。なお、加工手段４
は、タレット式のものに限らず、刃物台１０を省略し、
送り台９に工具１６を取付けたものであっても良い。換
言すれば、送り台９が刃物台となるものであっても良
い。
【００１２】制御手段２は、数値制御装置からなり、加
工プログラム２０を演算制御部２１で解読して機械部１
の各部を制御する手段である。制御手段２は、プログラ
マブルコントローラの機能を有している。演算制御部２
１は、加工プログラム２０のＸ軸方向の移動指令に従っ
てサーボコントローラ２２に駆動指令を出力する機能を
有する。サーボコントローラ２２は、上記駆動指令に従
い、サーボモータ１３をフィードバック制御するもので
ある。サーボコントローラ２２によるフィードバック制
御は、位置フィードバックだけ、また位置フィードバッ
クと速度フィードバックだけでも良いが、この例では、
位置フィードバック、速度フィードバック、および電流
フィードバックを行うものとしてある（図４参照）。速
度フィードバックは、サーボモータ１３に設けられたパ
ルスジェネレータ等からなる回転検出器１５の速度検出
信号を用いて行われる。電流フィードバックは、サーボ
モータ１３の電源回路に設けられた電流計２４の電流検
出値を用いて行われる。
工プログラム２０を演算制御部２１で解読して機械部１
の各部を制御する手段である。制御手段２は、プログラ
マブルコントローラの機能を有している。演算制御部２
１は、加工プログラム２０のＸ軸方向の移動指令に従っ
てサーボコントローラ２２に駆動指令を出力する機能を
有する。サーボコントローラ２２は、上記駆動指令に従
い、サーボモータ１３をフィードバック制御するもので
ある。サーボコントローラ２２によるフィードバック制
御は、位置フィードバックだけ、また位置フィードバッ
クと速度フィードバックだけでも良いが、この例では、
位置フィードバック、速度フィードバック、および電流
フィードバックを行うものとしてある（図４参照）。速
度フィードバックは、サーボモータ１３に設けられたパ
ルスジェネレータ等からなる回転検出器１５の速度検出
信号を用いて行われる。電流フィードバックは、サーボ
モータ１３の電源回路に設けられた電流計２４の電流検
出値を用いて行われる。
【００１３】サーボコントローラ２２による位置フィー
ドバックは、サーボモータ１３に設けられた回転検出器
１５の位置検出信号による制御と、送り台９の位置を直
接に検出する位置測定手段２５の位置検出信号とを、切
り換えて行われる。位置測定手段２５は、リニアセンサ
からなり、スケール部２５ａと、このスケール部２５ａ
を読み取る読取部２５ｂとからなる。スケール部２５ａ
は、加工物支持手段３に取付けられている。具体的に
は、スケール部２５ａは、主軸台７に取付けられてい
る。読取部２５ｂは、加工手段４に取付けられている。
例えば、送り台９に読取部２５ｂが設置されている。読
取部２５の出力は、センサインタフェース２６を介して
出力される。なお、上記と逆に、スケール部２５ａを送
り台９に設け、読取部２５ｂを主軸台７に設けても良
い。
ドバックは、サーボモータ１３に設けられた回転検出器
１５の位置検出信号による制御と、送り台９の位置を直
接に検出する位置測定手段２５の位置検出信号とを、切
り換えて行われる。位置測定手段２５は、リニアセンサ
からなり、スケール部２５ａと、このスケール部２５ａ
を読み取る読取部２５ｂとからなる。スケール部２５ａ
は、加工物支持手段３に取付けられている。具体的に
は、スケール部２５ａは、主軸台７に取付けられてい
る。読取部２５ｂは、加工手段４に取付けられている。
例えば、送り台９に読取部２５ｂが設置されている。読
取部２５の出力は、センサインタフェース２６を介して
出力される。なお、上記と逆に、スケール部２５ａを送
り台９に設け、読取部２５ｂを主軸台７に設けても良
い。
【００１４】リニアセンサからなる位置測定手段２５
は、測定方向であるＸ軸方向につき、その測定原点位置
を、加工手段３の中心に、つまり主軸８の回転である加
工原点ＯW に一致させてある。図示のようにスケール部
２５ａを主軸台７に設けた場合は、スケール部２５ａの
原点を加工原点ＯW に一致させる。位置測定手段２５
は、その測定可能な範囲が、加工手段４が加工を行う移
動範囲だけのものとしてある。具体的には、主軸８で支
持できる最大径のワークＷの半径寸法だけ、加工原点Ｏ
W から離れた位置までの範囲とし、またはこの範囲に若
干の余裕距離を加えた範囲としてある。
は、測定方向であるＸ軸方向につき、その測定原点位置
を、加工手段３の中心に、つまり主軸８の回転である加
工原点ＯW に一致させてある。図示のようにスケール部
２５ａを主軸台７に設けた場合は、スケール部２５ａの
原点を加工原点ＯW に一致させる。位置測定手段２５
は、その測定可能な範囲が、加工手段４が加工を行う移
動範囲だけのものとしてある。具体的には、主軸８で支
持できる最大径のワークＷの半径寸法だけ、加工原点Ｏ
W から離れた位置までの範囲とし、またはこの範囲に若
干の余裕距離を加えた範囲としてある。
【００１５】制御手段２は、入力切換手段２３を有して
おり、この入力切換手段２３は、位置測定手段２５の出
力と、サーボモータ１３の回転検出器１５の位置検出出
力とを、サーボコントローラ２２に自動切換して伝達す
る。この自動切換は、例えば位置測定手段２５の出力が
所定位置、例えば最大位置に達するまでは、位置測定手
段２５の出力を伝達し、上記所定位置を超えるときは回
転検出器１５の位置検出出力を伝達するものとされる。
おり、この入力切換手段２３は、位置測定手段２５の出
力と、サーボモータ１３の回転検出器１５の位置検出出
力とを、サーボコントローラ２２に自動切換して伝達す
る。この自動切換は、例えば位置測定手段２５の出力が
所定位置、例えば最大位置に達するまでは、位置測定手
段２５の出力を伝達し、上記所定位置を超えるときは回
転検出器１５の位置検出出力を伝達するものとされる。
【００１６】制御手段２は、加工原点ＯW を基準とした
位置情報に基づき、加工手段３の移動、つまりサーボモ
ータ１３の駆動を制御するものとされている。すなわ
ち、演算制御部２１およびサーボコントローラ２２が、
加工原点ＯW を機械原点ＯM （図５参照）として位置制
御するものとされている。なお、加工プログラム２０
は、加工手段３がワーク支持手段３の主軸台７から略最
も離れる所定位置をプログラム原点ＯP として記述され
る。この場合に、演算制御部２１において、加工プログ
ラム２０の指令を、加工原点ＯW を基準とする送り指令
に変換するか、またはサーボコントローラ２２におい
て、演算制御部２１から出力される指令を、加工原点Ｏ
W を基準とする指令に変換するものとする。これによ
り、加工プログラム２０は、一般のものをそのまま使用
できる。
位置情報に基づき、加工手段３の移動、つまりサーボモ
ータ１３の駆動を制御するものとされている。すなわ
ち、演算制御部２１およびサーボコントローラ２２が、
加工原点ＯW を機械原点ＯM （図５参照）として位置制
御するものとされている。なお、加工プログラム２０
は、加工手段３がワーク支持手段３の主軸台７から略最
も離れる所定位置をプログラム原点ＯP として記述され
る。この場合に、演算制御部２１において、加工プログ
ラム２０の指令を、加工原点ＯW を基準とする送り指令
に変換するか、またはサーボコントローラ２２におい
て、演算制御部２１から出力される指令を、加工原点Ｏ
W を基準とする指令に変換するものとする。これによ
り、加工プログラム２０は、一般のものをそのまま使用
できる。
【００１７】なお、上記の説明はＸ軸方向の制御につい
てのみ行ったが、制御手段２は、Ｚ軸方向の制御につい
ても、Ｘ軸方向の制御と同様に、加工原点ＯW を基準と
したＺ軸方向の位置情報に基づく加工手段３の移動制
御、つまりタレット刃物台１０の出入り方向の制御を行
う。この場合、加工原点ＯW のＺ軸方向の基準位置は、
主軸チャック８ａのワーク着座面とされる。
てのみ行ったが、制御手段２は、Ｚ軸方向の制御につい
ても、Ｘ軸方向の制御と同様に、加工原点ＯW を基準と
したＺ軸方向の位置情報に基づく加工手段３の移動制
御、つまりタレット刃物台１０の出入り方向の制御を行
う。この場合、加工原点ＯW のＺ軸方向の基準位置は、
主軸チャック８ａのワーク着座面とされる。
【００１８】この構成によると、制御手段２は、図５に
示すように加工原点ＯW を基準としたフィードバック信
号F/B の位置情報に基づき、送り台９の左右移動、およ
びタレット刃物台１０の出入り移動を制御する。つまり
加工原点ＯW を機械原点ＯMを基準として移動制御を行
う。加工原点ＯW は主軸８の中心である。機械原点Ｏ M
は、位置測定手段２５のフィードバック信号F/B の原点
座標であり、加工原点ＯW とは実際には差が生じている
が、その差は固定の補正値として一致させている。この
ように、加工原点ＯW を基準としたフィードバック信号
F/B の位置情報に基づいて制御するため、機械自体に熱
変位や外乱等により多少の変位が生じても、加工に殆ど
影響しない。すなわち、フィードバック信号F/B の位置
情報が加工精度に影響する誤差は、加工原点ＯW からワ
ークＷの加工部位までの加工寸法範囲（すなわちワーク
半径に相当）における機械変位分だけとなる。そのた
め、機械自体の精度が多少変化しても、加工精度の低下
が生じない。
示すように加工原点ＯW を基準としたフィードバック信
号F/B の位置情報に基づき、送り台９の左右移動、およ
びタレット刃物台１０の出入り移動を制御する。つまり
加工原点ＯW を機械原点ＯMを基準として移動制御を行
う。加工原点ＯW は主軸８の中心である。機械原点Ｏ M
は、位置測定手段２５のフィードバック信号F/B の原点
座標であり、加工原点ＯW とは実際には差が生じている
が、その差は固定の補正値として一致させている。この
ように、加工原点ＯW を基準としたフィードバック信号
F/B の位置情報に基づいて制御するため、機械自体に熱
変位や外乱等により多少の変位が生じても、加工に殆ど
影響しない。すなわち、フィードバック信号F/B の位置
情報が加工精度に影響する誤差は、加工原点ＯW からワ
ークＷの加工部位までの加工寸法範囲（すなわちワーク
半径に相当）における機械変位分だけとなる。そのた
め、機械自体の精度が多少変化しても、加工精度の低下
が生じない。
【００１９】なお、上記実施形態は、位置測定手段２５
としてリニアセンサを用いたが、例えば図３に示すよう
に、レーザ測長機からなる位置測定手段２５Ａを用いて
も良い。このレーザ測長機からなる位置測定手段２５Ａ
は、例えば、主軸台７における主軸中心を起点として、
送り台９の位置を測定するものとされる。レーザ測長機
を用いる場合、前記実施形態と同様に、サーボモータ１
３の回転検出器１５の検出値を切り換えて用いるものと
しても、レーザ測長機の検出値のみを用いるものとして
も良い。
としてリニアセンサを用いたが、例えば図３に示すよう
に、レーザ測長機からなる位置測定手段２５Ａを用いて
も良い。このレーザ測長機からなる位置測定手段２５Ａ
は、例えば、主軸台７における主軸中心を起点として、
送り台９の位置を測定するものとされる。レーザ測長機
を用いる場合、前記実施形態と同様に、サーボモータ１
３の回転検出器１５の検出値を切り換えて用いるものと
しても、レーザ測長機の検出値のみを用いるものとして
も良い。
【００２０】また図６に示すようにリニアセンサからな
る位置測定手段２５Ｂを用いる場合に、加工手段４の全
ストロークＬを位置測定手段２５Ｂで検出するものと
し、位置測定手段２５Ｂについて、加工手段が加工を行
う移動範囲Ｌ１の部分２５Ｂａの精度が他の移動範囲Ｌ
２の部分２５Ｂｂよりも細かいものとしても良い。この
ように加工を行う移動範囲だけの短いものとすること
で、コスト低下が図れる。加工を行う移動範囲Ｌ１から
外れた範囲Ｌ２については、検出精度が粗くても、加工
精度に影響しない。
る位置測定手段２５Ｂを用いる場合に、加工手段４の全
ストロークＬを位置測定手段２５Ｂで検出するものと
し、位置測定手段２５Ｂについて、加工手段が加工を行
う移動範囲Ｌ１の部分２５Ｂａの精度が他の移動範囲Ｌ
２の部分２５Ｂｂよりも細かいものとしても良い。この
ように加工を行う移動範囲だけの短いものとすること
で、コスト低下が図れる。加工を行う移動範囲Ｌ１から
外れた範囲Ｌ２については、検出精度が粗くても、加工
精度に影響しない。
【００２１】なお、前記各実施形態は旋盤に適用した場
合を説明したが、この発明は、ワーク支持手段３に対し
て加工手段４が進退する工作機械一般に適用することが
でき、例えば研削盤等に適用することもできる。
合を説明したが、この発明は、ワーク支持手段３に対し
て加工手段４が進退する工作機械一般に適用することが
でき、例えば研削盤等に適用することもできる。
【００２２】
【発明の効果】この発明の工作機械は、ワークを支持す
るワーク支持手段と、ワークに加工を行うためにワーク
支持手段に対し移動自在な加工手段と、ワーク支持手段
の所定位置である加工原点を基準とした位置情報に基づ
き前記加工手段の移動を制御する制御手段とを備えたも
のであるため、機械自体の精度が多少変化しても、加工
精度の低下が生じず、高精度な加工が行える。前記加工
原点を基準として前記加工手段の移動方向の位置を測定
する位置測定手段を設け、前記位置情報をこの位置測定
手段から得るようにした場合は、上記制御手段による加
工原点を基準とした位置情報に基づく制御が簡単に行え
る。前記位置測定手段が、前記加工手段が加工を行う移
動範囲だけの測定を行うものである場合は、加工精度の
低下を伴うことなく、位置測定手段のコストを低減する
ことができる。
るワーク支持手段と、ワークに加工を行うためにワーク
支持手段に対し移動自在な加工手段と、ワーク支持手段
の所定位置である加工原点を基準とした位置情報に基づ
き前記加工手段の移動を制御する制御手段とを備えたも
のであるため、機械自体の精度が多少変化しても、加工
精度の低下が生じず、高精度な加工が行える。前記加工
原点を基準として前記加工手段の移動方向の位置を測定
する位置測定手段を設け、前記位置情報をこの位置測定
手段から得るようにした場合は、上記制御手段による加
工原点を基準とした位置情報に基づく制御が簡単に行え
る。前記位置測定手段が、前記加工手段が加工を行う移
動範囲だけの測定を行うものである場合は、加工精度の
低下を伴うことなく、位置測定手段のコストを低減する
ことができる。
【図１】この発明の一実施形態にかかる工作機械の概念
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】その工作機械の機械部の平面図である。
【図３】同工作機械の機械部の変形例の平面図である。
【図４】同工作機械のフィードバック信号の説明図であ
る。
る。
【図５】同工作機械の作用説明図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態の部分拡大平面
図である。
図である。
【図７】従来例の正面図である。
【図８】その動作説明図である。
１…機械部 ２…制御手段 ３…ワーク支持手段 ４…加工手段 ８…主軸 ９…送り台 １０…刃物台 １３…サーボモータ １５…回転検出器 ２０…加工プログラム ２１…演算制御部 ２２…サーボコントローラ ２３…入力切換手段 ２５…位置測定手段 ２５ａ…スケール部 ２５ｂ…読取部 Ｗ…ワーク ＯM …機械原点 ＯP …プログラム原点 ＯW …加工原点
Claims (3)
- 【請求項１】 ワークを支持するワーク支持手段と、ワ
ークに加工を行うためにワーク支持手段に対し移動自在
な加工手段と、ワーク支持手段の所定位置である加工原
点を基準とした位置情報に基づき前記加工手段の移動を
制御する制御手段とを備えた工作機械。 - 【請求項２】 前記加工原点を基準として前記加工手段
の移動方向の位置を測定する位置測定手段を設け、前記
位置情報はこの位置測定手段から得るようにした請求項
１記載の工作機械。 - 【請求項３】 前記位置測定手段は、前記加工手段が加
工を行う移動範囲だけの測定を行うものである請求項２
記載の工作機械。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000336396A JP4351379B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 工作機械 |
| US09/967,968 US6615697B2 (en) | 2000-11-02 | 2001-10-02 | Machine tool |
| EP01125140A EP1203632B1 (en) | 2000-11-02 | 2001-10-23 | Machine tool with tool position control |
| DE60107920T DE60107920T2 (de) | 2000-11-02 | 2001-10-23 | Werkzeugmaschine mit Werkzeugspositionskontrolle |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000336396A JP4351379B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 工作機械 |
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|---|---|
| JP2002144191A true JP2002144191A (ja) | 2002-05-21 |
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|---|---|---|---|
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| WO2013073317A1 (ja) | 2011-11-16 | 2013-05-23 | 村田機械株式会社 | 工作機械 |
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| US8069756B2 (en) | 2002-11-29 | 2011-12-06 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe |
| JP4202188B2 (ja) * | 2003-05-22 | 2008-12-24 | カルソニックカンセイ株式会社 | 自動車用サーボモータの制御装置 |
| EP1753568A4 (en) * | 2004-05-21 | 2017-01-11 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe |
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| DE102005028872B3 (de) * | 2005-06-22 | 2006-08-03 | Siemens Ag | Maschine mit einem entlang einer Traverse bewegbaren Maschinenelement |
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| EP3498404B1 (de) | 2017-12-13 | 2022-11-30 | GDW Werkzeugmaschinen GmbH | Leit- und zugspindeldrehmaschine |
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| IT1165014B (it) * | 1979-03-27 | 1987-04-22 | Innocenti Santeustacchio Spa | Sistema di controllo geometrico,per aumentare la precisione du una macchina utensile,particolarmente di una macchina utensile di grandi dimensioni |
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2000
- 2000-11-02 JP JP2000336396A patent/JP4351379B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-02 US US09/967,968 patent/US6615697B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-23 EP EP01125140A patent/EP1203632B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-23 DE DE60107920T patent/DE60107920T2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JP4351379B2 (ja) | 2009-10-28 |
| EP1203632A2 (en) | 2002-05-08 |
| DE60107920D1 (de) | 2005-01-27 |
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| DE60107920T2 (de) | 2005-12-08 |
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