JP2684782B2 - データ補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、マスターカムを研削加工により製
作するNC工作機械等の制御装置にあって、カムの回転角
度を基準として砥石の送り量を補正することにより、そ
の回転角度と送り量との相対的な位置を補正し、正確に
カム形状を形成することができるデータ補正装置に関す
る。

（従来の技術） 一般に、近年の自動化技術の進歩により、各種製造工
場等にあっては、例えば、被研削物を砥石により研削す
る研削加工工程をいわゆるNC工作機械により行なってい
る場合があり、従来、このようなNC工作機械は、例えば
第４図に示すように構成され、そのような研削加工を行
なっているものがある。

同図には、マスターカムとなる被研削物としてのカム
１が、カムモータ（以下にＣ軸モータという。）２によ
り回転し、このカム１の回転方向と同一方向に砥石モー
タ３によって回転する砥石４が、スライダー移動モータ
（以下にＸ軸モータという。）６によりカム１の回転軸
に対して直角方向に移動するスライダー７に取付けら
れ、これらのＣ軸モータ２及びＸ軸モータ６を制御装置
８が夫々制御することにより、カム１を砥石４で研削
し、所望のカム形状を形成するNC工作機械が概略的に示
されている。

そして、この制御装置８は、例えば、第５図に示すよ
うに構成されているものがある。

図示するように制御装置８には、研削加工工程の管理
等を行なう外部制御装置10から研削加工を開始、終了す
る等の制御信号を入力し、Ｘ軸モータ６及びＣ軸モータ
２の夫々を制御する制御部11が備えられている。この制
御部11は、スライダー７をカム１に対して移動させるた
めの目標位置データが記憶されているＸ軸データメモリ
13に接続されており、このＸ軸データメモリ13には、予
めその目標位置データが、時刻カウンタ12が出力する時
刻に応じて第６図に示すように記憶されている。そし
て、制御部11は、時刻カウンタ12が出力する現在の時刻
に基づいて、Ｘ軸データメモリ13に記憶されている目標
位置データを読み出し、この目標位置データに基づいて
Ｘ軸モータ６の回転量を算出し、この回転量をＸ軸サー
ボアンプ14に出力するようになっている。すると、サー
ボアンプ14は、入力した回転量に応じた電力をＸ軸モー
タ６に供給し、Ｘ軸モータ６を駆動することによって、
スライダー７が目標位置データに相当する目標位置に移
動する。又、同時に、Ｘ軸パルスジェネレータ（以下に
Ｘ軸PGという。）15がＸ軸モータの回転量を検出し、こ
の回転量がＸ軸位置カウンタ16により目標位置データに
対応する現在の位置データに変換され、制御部11に出力
されるようになっている。つまり、制御部11は、Ｘ軸PG
15及びＸ軸位置カウンタ16によりＸ軸モータ６をフィー
ドバック制御するようになっている。

又、この制御装置８には、そのようなフィードバック
制御により生じる偏差に伴うスライダー７の移動位置と
目標位置との誤差を少なくするために、その偏差に基づ
いて目標位置データを補正するＸ軸補正部17が備えられ
ている。このＸ軸補正部17は、Ｘ軸位置カウンタ16が出
力する現在の位置データを入力し、この現在の位置デー
タと目標位置データとの偏差を算出し、第６図に示すよ
うに、この偏差をＸ軸データメモリ13と同様に時刻カウ
ンタ12が出力する時刻に対応させてＸ軸補正データメモ
リ18に記憶させるようになっている。そして、制御部11
は、時刻カウンタ12から出力される現在の時刻に基づい
て、対応する偏差をＸ軸補正データメモリ18から読み出
すと共に、対応する前記目標位置データをＸ軸データメ
モリ13から読み出し、この目標位置データをその偏差に
より補正（具体的には、その偏差に基づいて所定の補正
関数により補正値を算出し、この補正値を目標位置デー
タに加算する。）し、このように補正された目標位置デ
ータに基づいて前述した通りにＸ軸サーボアンプ14を介
してＸ軸モータ６を駆動するようになっている。

一方、制御部11は、カム１を回転するＣ軸モータ２も
同様にＣ軸データメモリ19、Ｃ軸サーボアンプ20、Ｃ軸
パルスジェネレータ（以下にＣ軸PGという。）21、Ｃ軸
位置カウンタ22、Ｃ軸補正部23及びＣ軸補正データメモ
リ24により駆動、フィードバック制御するようになって
いる。これらの部材は、Ｘ軸モータ６を制御するための
前述した部材と同一であり、同様に作用するので説明を
省略する。

このように、制御部11は、時刻カウンタ12が出力する
時刻に対して予め設定されている夫々の目標位置データ
を、繰り返し学習して得た偏差にもとづいて補正し、補
正した夫々の目標位置データによってＸ軸モータ６とＣ
軸モータ２とを個々に制御し、カム１と砥石４の動作を
制御することによって、カム１を所望の形状に研削加工
するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の制御装置にあって
は、時刻に対して予め設定されているＸ軸モータ６の目
標位置データと、Ｃ軸モータ２の目標位置データとを個
々に補正するようになっており、夫々の目標位置データ
については、フィードバック制御により生じる偏差に基
づいて補正することができるが、Ｘ軸モータ６とＣ軸モ
ータ２との動作に対して、すなわち、カム１の回転角度
と砥石４の位置との相対的な位置関係に対して、その偏
差により生じる誤差を補正することができず、所望のカ
ム形状を形成することができなくなる虞れがあった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために
成されたものであり、カムの回転角度を基準として砥石
の送り量を補正することにより、その回転角度と送り量
との相対的な位置を補正し、正確にカム形状を形成する
ことができるデータ補正装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、関連した動作が
必要となる夫々の作動部材の現在の位置データを入力す
る現在位置カウンタと、前記夫々の作動部材に前記動作
を行わせるための目標位置データを作動部材毎、単位時
刻毎に記憶する記憶手段と、基準となる作動部材の現在
の位置データを前記現在位置カウンタから入力する一
方、当該現在の位置データに対応する当該基準となる作
動部材の目標位置データの時刻を前記記憶手段を参照す
ることによって検出し、当該時刻における他の作動部材
の目標位置データと当該他の作動部材の現在の位置デー
タを前記記憶手段および前記現在位置カウンタから入力
して両位置データの偏差を算出し、前記記憶手段に記憶
されている当該時刻における前記他の作動部材の目標位
置データと算出された偏差とを加算して前記他の作動部
材の目標位置データを作成する補正手段とを有すること
を特徴とする。

（作用） 上記のように構成された本発明は、以下のように作用
する。

現在位置カウンタは、夫々の作動部材の現在の位置デ
ータを入力するので、このカウンタによって夫々の作動
部材の現在位置が判る。記憶手段には、夫々の作動部材
の目標位置データが作動部材毎、単位時刻毎に記憶され
ているので、この記憶手段を見れば、ある時刻（スター
ト時点を基準として）における夫々の作動部材の目標位
置が判る。

補正手段は、現在位置カウンタによって基準となる作
動部材の現在位置を認識し、基準となる作動部材がこの
現在位置にあるべき時刻を、記憶手段に単位時刻毎に記
憶されている目標位置データから検出し、さらに、この
時刻に他の作動部材があるべき目標位置を記憶手段か
ら、また、当該他の作動部材の現在位置を現在位置カウ
ンタから入力して両位置の偏差を算出する。つまり、基
準となる作動部材が現在位置にあるときに、他の作動部
材がいなければならない目標位置と他の部材が現在いる
現在位置とのずれを求めるのである。そして、この時刻
に他の作動部材があるべき目標位置に求められた偏差を
加えて他の作動部材の目標位置データとする。したがっ
て、他の作動部材は、この求められた目標位置データに
従って動くことになる。

したがって、基準となる作動部材は、予め設定されて
いる目標位置データに基づいて動作し、その他の作動部
材は、その動作に対する偏差が補正されつつ動作するの
で、基準となる作動部材とその他の作動部材との動作が
相対的に補正される。

（実施例） 以下に、本発明に係るデータ補正装置を図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図は、本発明に係るデータ補正装置の概略構成図
であり、同図には、例えば従来の技術で説明したカムを
砥石により形成するNC工作機械の制御装置にあって、Ｃ
軸モータにより回転するカム動作を基準としてＸ軸モー
タにより移動する砥石の動作を補正するデータ補正装置
が示されている。尚、従来の技術で説明した部材と同一
部材には同一符号が付してあり、これらの詳細な説明は
省略する。

図示するように、このデータ補正装置には、従来と同
様に外部制御装置10に接続から加工開始、終了等の制御
信号を入力し、Ｘ軸モータ６及びＣ軸モータ２の夫々を
制御する制御部30が備えられている。この制御部30は、
Ｘ軸データメモリ13及びＣ軸データメモリ19に予め設定
されている夫々の目標位置データを時刻カウンタ12が出
力する時刻に応じて入力することができ、入力した夫々
の目標位置データに基づいてＸ軸モータ６及びＣ軸モー
タ２の回転量を算出し、これらの回転量をＸ軸サーボア
ンプ14及びＣ軸サーボアンプ20に夫々出力するようにな
っている。

そして、これらのサーボアンプ14、20は、入力した回
転量に応じた電力をＸ軸モータ６及びＣ軸モータ２に夫
々供給し、Ｘ軸モータ６及びＣ軸モータ２を駆動するこ
とによって、スライダー７及びカム１は、目標位置デー
タに相当する目標位置に夫々移動するようになってい
る。

又、同時に、Ｘ軸PG15及びＣ軸PG21は、Ｘ軸モータ６
及びＣ軸モータ２の回転量を夫々検出し、これらの回転
量をＸ軸位置カウンタ16及びＣ軸位置カウンタ22に夫々
出力する。そして、Ｘ軸位置カウンタ16及びＣ軸位置カ
ウンタ22は、これらの回転量を夫々の目標位置データに
対応する現在の位置データに夫々変換し、制御部30に出
力するようになっている。つまり、制御部30は、Ｘ軸PG
15及びＸ軸位置カウンタ16によりＸ軸モータ６を、Ｃ軸
PG21及びＣ軸位置カウンタ21によりＣ軸モータ２を夫々
フィードバック制御することができるようになってい
る。

さらに、このデータ補正装置には、制御部30がそのよ
うなフィードバック制御を行なうことにより生じるスラ
イダー７の移動位置とカム１の回転角度との誤差を、そ
のフィードバック制御により生じる偏差に基づいて補正
する補正部31が備えられている。この補正部31は、Ｘ軸
位置カウンタ16が出力するスライダー７の現在の位置デ
ータと、Ｃ軸位置カウンタ22が出力するカム１の回転角
度の現在の位置データとを入力するようになっている。
そして、補正部31は、Ｃ軸データメモリ19に記憶された
目標位置データのうち、カム１のその現在の位置データ
に相当する目標位置データを探索し、該当する目標位置
データに対応する（同一時刻の）スライダー７の目標位
置データをＸ軸データメモリ13から入力する。すると、
補正部31は、この目標位置データとＸ軸位置カウンタ16
から入力したスライダー７の現在の位置データとの偏差
を算出し、この偏差から所定の補正関数により補正値を
求め、この補正値を時刻カウンタ12が出力する時刻に対
応させてＸ軸補正データメモリ18に記憶するようになっ
ている。つまり、補正部31は、カム１の現在の回転角度
に相当するカム１の目標位置データを検索し、この目標
位置データと同一時刻でＸ軸データメモリ13に記憶され
ているスライダー７の目標位置データに対して補正値を
設定するようになっている。

そして、制御部30が前述したようにＸ軸モータ６を作
動させ、スライダー７を移動する際には、制御部30は、
時刻カウンタ12から出力される現在の時刻に基づいて、
この時刻に対応する補正値をＸ軸補正データメモリ18か
ら読み出すと共に、同様にその時刻に対応する目標位置
データをＸ軸データメモリ13から読み出し、この目標位
置データにその補正値を加算して補正し、補正された目
標位置データに基づいて前述した通りにＸ軸サーボアン
プ14を介してＸ軸モータ６を駆動するようになってい
る。

したがって、このようなデータ補正装置にあっては、
時刻カウンタ12が出力する時刻に対して予め設定されて
いるスライダー７の目標位置データを、カム１の動作を
基準として繰り返し補正し、補正した目標位置データに
よってＸ軸モータ６を制御することにより、砥石４の動
作がカム１の動作に合うように補正することができ、カ
ム１と砥石４との位置関係を相対的に補正することがで
きる。

このように構成されたデータ補正装置は、第２図に示
すフローチャートに基づいて、スライダー７の動作をカ
ム１の動作に対して補正する。

制御部30は、外部制御装置10から加工を開始する信号
を入力すると、時刻カウンタ12をONし、この時刻カウン
タ12が出力する時刻に対応するカム１及びスライダー７
の夫々目標位置データを夫々のデータメモリ13、19から
入力すると共に、Ｘ軸補正データメモリ18から同様にそ
の時刻に対応する補正値を入力する（ステップ１）。

そして、制御部30は、この補正値をスライダー７の目
標位置データに加算して補正すると共に、補正したこの
目標位置データと、カム１の目標位置データとに基づい
てＸ軸モータ６及びＣ軸モータ２の回転量を夫々算出
し、これらの回転量をＸ軸サーボアンプ14及びＣ軸サー
ボアンプ20に夫々出力することにより、Ｘ軸モータ６及
びＣ軸モータ２を駆動し、スライダー７及びカム１を夫
々目標位置データに相当する目標位置に夫々移動させる
（ステップ２）。

すると、補正部31は、Ｘ軸PG15、Ｘ軸位置カウンタ16
及びＣ軸PG21、Ｃ軸位置カウンタ22を介してスライダー
７及びカム１の現在の位置データを入力し（ステップ
３）、このカム１の現在の位置データに相当する目標位
置データに対応する時刻を検出する（ステップ４）。

そして、補正部31は、検出した時刻に対応するスライ
ダー７の目標位置データをＸ軸データメモリ13から入力
し（ステップ５）、この目標位置データとステップ３に
おいて入力したスライダー７の現在の位置データとの偏
差を求め、この偏差に基づいて補正関数により補正値を
算出する（ステップ６）。

さらに、補正部31は、算出した補正値をステップ４に
おいて検出した時刻に対応させて、Ｘ軸データメモリ18
に格納する（ステップ７）。

そして、制御部30は、夫々のデータメモリ13、19の残
りのデータがあり、かつ外部制御装置10から加工を終了
する信号が入力されていない場合には、ステップ１に戻
り、時刻カウンタ12が出力する時刻に従って繰り返しＸ
軸モータ６及びＣ軸モータ２をフィードバック制御する
と共に、スライダー７の目標位置データに対する補正値
をＸ軸補正データメモリ18に記憶する。又、制御部30
は、外部制御装置10から加工を終了する信号を入力した
場合、又はＸ軸データメモリ13及びＣ軸データメモリ19
に設定されている夫々の全てのデータに基づいてＸ軸モ
ータ６及びＣ軸モータ２を駆動した場合には、カム１の
研削加工が終了したと判断し、時刻カウンタ12をリセッ
トして処理を終了する（ステップ８）。

ここで、本発明のデータ補正装置がカム１動作を基準
としてスライダー７の動作を補正する様子を第３図に示
す表に基づいて具体的に説明する。

同図に示すように、例えば、時刻カウンタ12から出力
される時刻がＢであり、カム１の目標位置データが200
゜、スライダー７の目標位置データが8mmに夫々相当す
る値である場合には、制御部30は、これらの目標位置デ
ータに基づいて、カム１の回転角度を200゜に、スライ
ダー７のカム１に対する位置を8mmにするようＸ軸モー
タ６及びＣ軸モータ２を駆動する。そして、これに対し
て夫々のPG15、21及び夫々の位置カウンタ16、22を介し
て補正部31に入力される現在の位置データが、カム１が
195゜、スライダー７が7.5mmに相当するデータであった
場合には、補正部31は、カム１が195゜に相当する時刻
Ａのスライダー７の目標位置データ7mmと、その7.5mmと
の偏差0.5mmを補正値に変換すると共に、この補正値を
Ｘ軸データメモリ18に時刻Ａに対応させて記憶する。

そして、制御部30は、次回に時刻カウンタ12から出力
される時刻がＡとなった場合には、スライダー７の目標
位置データを7mm＋0.5mm＝7.5mmに相当する目標位置デ
ータに補正し、この目標位置データに基づいてＸ軸モー
タ６を駆動し、スライダー７をカム１に対して7.5mmの
位置に移動させるように補正する。

このようにカム１の目標位置データを基準としてスラ
イダー７の目標位置データを補正することによりカム１
とスライダー７との位置関係は、相対的に補正され、正
確にカム形状を形成することができるようになる。

尚、本実施例にあっては、カムを砥石により研削する
NC工作機械の制御装置において、砥石をカムに対して移
動するスライダーとカムとの位置関係を相対的に補正す
るものを例示したが、これに限ることなく、関連して動
作する複数の作動部材間の位置関係の補正を必要とする
ものに適用できるのはもちろんである。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明にあっては
以下のような効果を奏す。

基準となる作動部材の現在位置に基づいて、他の作動
部材の目標位置を求めるようにしたので、基準となる作
動部材と他の作動部材との位置を相対的に補正できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るデータ補正装置の概略構成図、 第２図は、本発明に係るデータ補正装置の動作フローチ
ャート、 第３図は、本発明に係るデータ補正装置の動作の具体例
を示す説明図、 第４図、第５図、第６図は、従来のNC工作機械の制御装
置の説明図である。 １……カム（作動部材）、 ２……Ｃ軸モータ（作動手段）、 ４……砥石、 ６……Ｘ軸モータ（作動手段）、 ７……スライダー（作動部材）、 12……時刻カウンタ（フィードバック制御手段）、 13……Ｘ軸データメモリ（記憶手段）、 14……Ｘ軸サーボアンプ（フィードバック制御手段）、 15……Ｘ軸PG（フィードバック制御手段）、 16……Ｘ軸位置カウンタ（フィードバック制御手段）、 18……Ｘ軸補正データメモリ（補正手段）、 19……Ｃ軸データメモリ（記憶手段）、 20……Ｃ軸サーボアンプ（フィードバック制御手段）、 21……Ｃ軸PG（フィードバック制御手段）、 22……Ｃ軸位置カウンタ（フィードバック制御手段）、 30……制御部（フィードバック制御手段）、 31……補正部（補正手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】関連した動作が必要となる夫々の作動部材
   （1,7）の現在の位置データを入力する現在位置カウン
   タ（16,22）と、 前記夫々の作動部材（1,7）に前記動作を行わせるため
   の目標位置データを作動部材毎、単位時刻毎に記憶する
   記憶手段（13,19）と、 基準となる作動部材（１）の前記現在の位置データを現
   在位置カウンタ（22）から入力する一方、当該現在の位
   置データに対応する当該基準となる作動部材（１）の目
   標位置データの時刻を前記記憶手段（19）を参照するこ
   とによって検出し、当該時刻における他の作動部材
   （７）の目標位置データと当該他の作動部材（７）の現
   在の位置データを前記記憶手段（13）および前記現在位
   置カウンタ（16）から入力して両位置データの偏差を算
   出し、前記記憶手段（13）に記憶されている当該時刻に
   おける前記他の作動部材の目標位置データと算出された
   偏差とを加算して前記他の作動部材の目標位置データを
   作成する補正手段（31）とを有することを特徴とするデ
   ータ補正装置。