JP2839277B2 - ワーク座標系の設定方法 - Google Patents

ワーク座標系の設定方法

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JP2839277B2 JP1026436A JP2643689A JP2839277B2 JP 2839277 B2 JP2839277 B2 JP 2839277B2 JP 1026436 A JP1026436 A JP 1026436A JP 2643689 A JP2643689 A JP 2643689A JP 2839277 B2 JP2839277 B2 JP 2839277B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械を制御する数値制御装置のワーク座
標系の設定方法に関し、特にロータリテーブル上のワー
クを加工する工作機械を制御する数値制御装置のワーク
座標系の設定方法に関する。
〔従来の技術〕 工作機械の中にはロータリテーブル上にワークをセッ
トし、そのワークを所定形状に加工するものがある。こ
のような工作機械を制御する数値制御装置では、ロータ
リテーブル上のワークの中心位置座標(ワーク原点)を
測定してからワーク座標系を設定し、それに基づいて数
値制御用の加工データを作成していた。
以下、図面を用いて説明する。第4図はワークのセッ
トされたロータリテーブルを示す図であり、機械原点O
を中心としたX及びY方向の座標系で表す。ロータリテ
ーブル1は回転軸R0を中心として回転自在になってい
る。ロータリテーブル1の上にはワーク31、32、33及び
34がセットされている。ワーク31に対しては機械原点O
からワーク31の中心位置座標を基にワーク原点オフセッ
ト量W1が設定される。ワーク原点32、33及び34に対して
も同様にワーク原点オフセット量W2、W3及びW4が設定さ
れる。
このように、ロータリテーブルを有する工作機械を制
御する数値制御装置では、ロータリテーブル上のワーク
のそれぞれに対してワーク原点オフセット量を設定す
る。そして各ワーク加工時にはそのワーク原点オフセッ
ト量を基にワーク毎に加工データを作成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、ロータリテーブル上にワークをセットし、ワ
ーク座標を設定しても、切削を開始するまでにロータリ
テーブルが回転してしまえば、再度ワークの位置を測定
しワーク原点オフセット量(ワーク座標系)を設定しな
おさなければならない。
以下、第4図を用いて説明する。ワーク31及び32の中
心位置座標は共に点線円3の上にある。従って、ロータ
リテーブル1が反時計回りに90度回転し、ワーク31がワ
ーク32の位置に移動した場合は、ワーク32のワーク原点
オフセット量W2をそのまま使用することができる。しか
し、加工条件によってはロータリテーブル1が45度しか
回転しない場合もある。この場合には、各ワークのワー
ク原点オフセット量を再度設定してやらなければならな
い。
また、ワーク33及び34のようにワークの中心位置座標
が点線円3の上にない場合には、上記のような使用はで
きず、ロータリテーブル1の回転毎にワーク原点オフセ
ット量を設定してやらなければならない。
以上のように、測定した時とワーク位置がロータリテ
ーブルの回転によって移動する場合に、各ワーク原点オ
フセット量を設定しなおさなければならないという問題
がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
ロータリテーブルが回転してワーク原点が移動した場合
でも、ワークの中心位置座標を測定することなくワーク
原点オフセット量(ワーク座標系)を保持できるように
した数値制御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〕 本発明では上記課題を解決するために、ロータリテー
ブル上のワークを加工する工作機械を制御する数値制御
装置におけるワーク座標系の設定方法において、前記工
作機械の機械原点から前記ワークのワーク原点までワー
ク原点オフセット量を、前記機械原点から前記ロータリ
テーブルの回転軸中心までのロータリテーブルオフセッ
ト量と、前記回転軸中心から前記ワーク原点までのフィ
クスチャオフセット量とに分解し、前記ロータリテーブ
ルの回転による移動後のフィクスチャオフセット量を前
記ロータリテーブルの回転角を基に算出し、前記移動後
のフィクスチャオフセット量と前記ロータリテーブルオ
フセット量とを加算することによって前記ワーク原点オ
フセット量を算出し、ワーク座標系を設定するようにし
たことを特徴とするワーク座標系の設定方法が、提供さ
れる。
〔作用〕
機械原点に対する回転軸の中心位置及びワーク原点と
回転軸との間の距離は、ロータリテーブルの回転に依存
せず常に一定である。そこで、機械原点から前記ワーク
のワーク原点までのワーク原点オフセット量を、前記機
械原点から前記ロータリテーブルの回転軸中心までのロ
ータリテーブルオフセット量と、前記回転軸中心から前
記ワーク原点までのフィクスチャオフセット量とに分解
し、ロータリーテーブルの回転角を基に新たなワーク原
点オフセット量を演算で求めるようにした。これによっ
てフィクスチャオフセット量はロータリテーブルの移動
角度から自動的に計算することができる。従って、ロー
タリテーブルが回転し、ワークがどの位置に移動して
も、ロータリテーブルオフセット量とフィクスチャオフ
セット量とを加算するだけで新たなワーク原点オフセッ
ト量を求めることができ、ワーク座標系を簡単に設定で
きる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図に本発明を実施するための数値制御装置(CN
C)のハードウェアの概略構成図を示す。図において、
プロセッサ(CPU)11は数値制御装置全体を制御する。R
OM12はコントロールプログラムが記憶されている。RAM1
3は各種のデータが格納される。不揮発性メモリ14は加
工プログラム14a、パラメータやピッチ誤差補正量等が
記憶されている。PC(プログラマブル・コントローラ)
15は、M機能、T機能等の指令を受けて、シーケンスプ
ログラム15aによって工作機構を制御する信号に変換し
て出力する。表示制御回路16は、ディジタルな信号を表
示信号に変換し、表示装置16aへ出力する。表示装置16a
は、CRT、液晶表示装置等が使用される、キーボート17
は、各種のデータを入力するのに使用される。
位置制御回路18はサーボモータ20を制御する。サーボ
アンプ19はサーボモータ20の速度制御を行う。タコジェ
ネレータ21は速度帰還のための信号を発生する。位置検
出器22はタコジェネレータ21からの信号に基づいてサー
ボモータ20の位置を検出するものであり、パルスコー
ダ、光学スケール等が使用される。これらの要素は軸数
分だけ必要であるが、ここでは1軸分のみ記載してあ
る。
入出力回路23は外部とのディジタル信号の授受を行う
ものであり、機械側制御回路結合される。手動パルス発
生器24は各軸をディジタルに移動させるものであり、機
構操作盤に実装される。ここではプロセッサは1個示し
たが、システムに応じて複数のプロセッサを使用したマ
ルチ・プロセッサシステムにすることもできる。
第1図は本発明の概念を説明するためのワークのセッ
トされたロータリテーブルを示す図である。ロータリテ
ーブル1は回転軸R0を中心として回転自在になってい
る。ロータリテーブル1の上にはワーク35がセットされ
ている。ワーク36はロータリテーブル1の回転によって
移動したワーク35の位置を示す。
機械原点Oに対するロータリテーブル1の回転軸R0
(回転中心座標)のオフセット量をロータリテーブルオ
フセット量W0とする。また、ロータリテーブル1の回転
軸R0に対する各ワーク35及び36のオフセット量をフィク
スチャオフセット量F0及びF1とする。フィクスチャオフ
セット量F0が回転軸R0を通る基準線X0に対して張る角を
基準角θ0とする。フィクスチャオフセット量F1が基準
線X0に対して張る角度をθ1とする。
従来はワーク35及び36に対しては機械原点Oからワー
クの中心位置座標までの距離を基にワーク原点オフセッ
ト量W5及びW6を設定していたが、本実施例では従来のワ
ーク原点オフセット量W5をロータリテーブルオフセット
量W0とフィクスチャオフセット量F0に分解する。そし
て、ロータリテーブルオフセット量W0、フィクスチャオ
フセット量F0及び基準角θ0をそれぞれ設定する。
従って、ロータリテーブル1が回転し、ワーク35がワ
ーク36の位置に移動した場合には、その時の角度θ1、
フィクスチャオフセット量F0及びロータリテーブルオフ
セット量W0からワーク36のフィクスチャオフセット量F1
を計算する。得られたフィクスチャオフセット量F1とロ
ータリテーブルオフセット量W0とを加算することによっ
てワーク36のワーク原点オフセット量W6(新たなワーク
座標系)を得ることができる。即ち、ロータリテーブル
が回転し、ワークがどの位置に移動しても常にワーク原
点を保持できる。
従って、ロータリテーブルが回転した後のワーク原点
オフセット量W6の計算方法は、以下のようになる。
ロータリテーブルオフセット量W0及びフィクスチャオ
フセット量F0は、 W0=(X0,Y0) F0=(F0x,F0y)=(0,F0) となる。ここで、F0x及びF0yは、 F0x=F0・cosθ0 F0y=F0・sinθ0 で与えられる。従って、回転前のワーク原点オフセット
量W5は、 W5=W0+F0 =(X0,Y0+F0) となる。
回転後のワーク原点のオフセット量W6はフィクスチャ
オフセット量F1とロータリテーブルオフセット量W0との
和である。従って、フィクスチャオフセット量F1は、 F1=(F1x,F1y)=(−F0,0) となる。ここで、F1x及びF1yは、 で与えられる。従って、回転後のワーク原点オフセット
量W6は、 W6=W0+F1=(X0−F0,Y0) となる。
以上のように、本発明例は機械厳点Oに対する回転時
R0の位置と、ワーク原点と回転軸R0との間の距離とが、
ロータリテーブルの回転に依存せず一定であるという点
に着目し、ロータリテーブルの回転角を基に新たなワー
ク原点オフセット量の演算で求めるようにしたものであ
る。従って、回転軸と回転平面の関係を何組かのパラメ
ータで設定できるようにし、フィクスチャオフセット量
の計算を各組に対して順次行うようにすることによっ
て、ロータリテーブルが複数の回転軸によって制御され
る場合でもワーク原点オフセットが容易にできる。
以下、第3図のように右手系の(X,Y,Z)座標と、A
軸及びB軸で制御されるロータリテーブルを有する5軸
の工作機械を例に説明する。
各回転軸の基準角はA軸の場合φ0、B軸の場合θ0
とし、その時のフィクスチャオフセット量をF0とし、ロ
ータリテーブルオフセット量をW0として設定する。
ワーク51は、A軸が角度φ、B軸が角度θだけ回転す
ることによって、ワーク52の位置に移動する。このとき
ロータリテーブルオフセット量W0は一定である。従っ
て、フィクスチャオフセット量F0からA軸回転後のフィ
クスチャオフセット量F1を求め、次にフィクスチャオフ
セット量F1からB軸回転転後のフィイクスチャオフセッ
ト量Fを求める。
従って、A軸及びB軸が回転した後のフィクスチャオ
フセット量Fの計算方法は、以下のようになる。
まず、各フィクスチャオフセット量の座標を、F0=
(F0x,F0y,F0z) F1=(F1x,F1y,F1z) F=(Fx,Fy,Fz) とすると、 となる。
F1はA軸の基準角φ0とB軸の基準角θ0の時のフィ
クスチャオフセット量、F1はA軸の角度θ0とB軸の角
度θの時のフィチャオフセット量、FはA軸の角度φと
B軸の角度θの時のフィクスチャオフセット量である。
このようにして求めたフィクスチャオフセット量Fと
ロータリテーブルオフセット量W0とを合成することによ
って、回転移動後のワーク原点オフセット量を得ること
ができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ロータリテーブ
ル上にワークがある機械において、ロータリテーブルが
回転移動しても容易にワーク座標系の設定が行える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念を説明するためのワークのセット
されたロータリテーブルを示す図、 第2図は本発明を実施するための数値制御装置(CNC)
のハードウェアの概略構成を示す図、 第3図は2軸制御されるロータリテーブルを有する工作
機械の概念を示す図、 第4図は従来技術を説明するためのワークのセットされ
たロータリテーブルを示す図である。 O……機械原点 R0……回転軸 W……ワーク W0……ロータリテーブルオフセット量 W1、W2、W3、W4、W5、W6……ワーク原点オフセット量 F、F0、F1……フィクスチャオフセット量 θ、θ0、θ1、φ、φ0、φ1……回転角 1……ロータリテーブル 31〜36……ワーク 11……プロセッサ 12……ROM 13……RAM 14……不揮発性メモリ 14a……加工プログラム 15……PC(プログラマブル・コントローラ) 15a……シーケンスプログラム 16a……表示装置 17……キーボード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 清次 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 平1−195510(JP,A) 特開 昭63−113605(JP,A) 特開 昭60−246407(JP,A) 特開 昭61−49205(JP,A) 特開 昭60−200313(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/18 G05B 19/404 G05B 19/42

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロータリテーブル上のワークを加工する工
    作機械を制御する数値制御装置におけるワーク座標系の
    設定方法において、 前記工作機械の機械原点から前記ワークのワーク原点ま
    でのワーク原点オフセット量を、前記機械原点から前記
    ロータリテーブルの回転軸中心までのロータリテーブル
    オフセット量と、前記回転軸中心から前記ワーク原点ま
    でのフィクスチャオフセット量とに分解し、 前記ロータリテーブルの回転による移動後のフィクスチ
    ャオフセット量を前記ロータリテーブルの回転角を基に
    算出し、 前記移動後のフィクスチャオフセット量と前記ロータリ
    テーブルオフセット量とを加算することによって前記ワ
    ーク原点オフセット量を算出し、 ワーク座標系を設定するようにしたことを特徴とするワ
    ーク座標系の設定方法。
  2. 【請求項2】前記ロータリテーブルは1つの回転軸によ
    って回転移動することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のワーク座標系の設定方法。
  3. 【請求項3】前記ロータリテーブルは2つの回転軸によ
    って回転移動することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のワーク座標系の設定方法。
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JPS59206905A (ja) * 1983-05-11 1984-11-22 Kobe Steel Ltd Ptp形ロボツトの作業軌跡教示方法
JPS63113605A (ja) * 1986-10-30 1988-05-18 Toyota Motor Corp 同期型ロボツト装置の動作制御方法
JPH01195510A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Kobe Steel Ltd ロボット教示・再生システム

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