JP2870922B2 - 数値制御送り装置 - Google Patents
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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、数値制御送り装置に関し、詳しくは、送り
装置の機械的な運動誤差を補正する手段を備えた、数値
制御送り装置に関するものである。
装置の機械的な運動誤差を補正する手段を備えた、数値
制御送り装置に関するものである。
［従来の技術］ 数値制御送り装置の、位置決め誤差は、一般に送りテ
ーブルの駆動に用いられるボールねじピッチ誤差、送り
テーブル案内軌道面の真直誤差、アッベ誤差等が重畳し
た形態で発生する。従来より、この種の位置決め誤差を
補正する装置として、例えば、特公昭59−11125号公
報、米国特許NO.3,555,254に開示されるように、数値指
令装置からの指令値と、送り装置の停止位置との送り方
向の差を誤差補正量として記憶装置に記憶させておき、
指令値に誤差補正量を加算して制御するようにしたもの
が知られている。
ーブルの駆動に用いられるボールねじピッチ誤差、送り
テーブル案内軌道面の真直誤差、アッベ誤差等が重畳し
た形態で発生する。従来より、この種の位置決め誤差を
補正する装置として、例えば、特公昭59−11125号公
報、米国特許NO.3,555,254に開示されるように、数値指
令装置からの指令値と、送り装置の停止位置との送り方
向の差を誤差補正量として記憶装置に記憶させておき、
指令値に誤差補正量を加算して制御するようにしたもの
が知られている。
この誤差補正量を説明すると、一軸の直線送り装置に
おける誤差を示した第６図に示すように、案内軌道面10
1上を走行可能な送りテーブル102が、数値指令装置から
の指令値に応じて、ボールねじにより送られ、補正が行
われなければ、送り方向であるボールねじ軸中心104上
の３点、P1、P2、P3の各点で位置決めされる。この時、
位置決め評価面（通常は加工面）106においては、停止
位置Q1、Q2、Q3の各点で位置決めされる。これら、停止
位置Q1、Q2、Q3の各点と、指令値に応じた点、R1、R2、
R3の各点との、送り方向における差が、各々その位置に
おける送り方向の位置決め誤差e1、e2、e3である。この
位置決め誤差e1、e2、e3は、ボールねじのピッチ誤差p
1、p2、p3及び、案内軌道面101に平行な鉛直面内におけ
る蛇行性に起因する、アッベ誤差a1、a2、a3により生じ
るものである。この位置決め誤差e1、e2、e3が誤差補正
量として記憶されていた。
おける誤差を示した第６図に示すように、案内軌道面10
1上を走行可能な送りテーブル102が、数値指令装置から
の指令値に応じて、ボールねじにより送られ、補正が行
われなければ、送り方向であるボールねじ軸中心104上
の３点、P1、P2、P3の各点で位置決めされる。この時、
位置決め評価面（通常は加工面）106においては、停止
位置Q1、Q2、Q3の各点で位置決めされる。これら、停止
位置Q1、Q2、Q3の各点と、指令値に応じた点、R1、R2、
R3の各点との、送り方向における差が、各々その位置に
おける送り方向の位置決め誤差e1、e2、e3である。この
位置決め誤差e1、e2、e3は、ボールねじのピッチ誤差p
1、p2、p3及び、案内軌道面101に平行な鉛直面内におけ
る蛇行性に起因する、アッベ誤差a1、a2、a3により生じ
るものである。この位置決め誤差e1、e2、e3が誤差補正
量として記憶されていた。
そして、従来のものは、１軸のみの場合は、停止位置
Q1、Q2、Q3各点での指令値に、対応する誤差補正量e1、
e2、e3を加算して補正し、２軸を持つ場合は、各軸につ
いて、それぞれの送り方向に補正を行うものである。
Q1、Q2、Q3各点での指令値に、対応する誤差補正量e1、
e2、e3を加算して補正し、２軸を持つ場合は、各軸につ
いて、それぞれの送り方向に補正を行うものである。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、１軸の送り装置であっても、送り方向
（Ｘ軸）と直交する方向（ｘ軸と直交するＹ軸方向）に
も、案内軌道面101の蛇行性に起因して、誤差が生じ
る。従来のものは、直線送り装置の自己の送り方向の誤
差を、自己の送り量によって補正するものであり、二以
上の直線送り装置を持つ場合においては、単に各送り装
置において、自己の送り方向の誤差のみを、それぞれ独
立に補正しているに過ぎず、自己の送り方向以外の誤差
に関しては何等補正されていなかった。即ち、送り方向
が互いに交差する二以上の直線送り装置を備えた数値制
御送り装置では、少なくとも一つの送り装置による送り
で生じる誤差が、他の送り装置の送り方向への誤差成分
（Ｘ軸方向への送りによりＹ軸方向に生じる誤差成分）
をも有しており、複雑な機械的誤差が生じていた。
（Ｘ軸）と直交する方向（ｘ軸と直交するＹ軸方向）に
も、案内軌道面101の蛇行性に起因して、誤差が生じ
る。従来のものは、直線送り装置の自己の送り方向の誤
差を、自己の送り量によって補正するものであり、二以
上の直線送り装置を持つ場合においては、単に各送り装
置において、自己の送り方向の誤差のみを、それぞれ独
立に補正しているに過ぎず、自己の送り方向以外の誤差
に関しては何等補正されていなかった。即ち、送り方向
が互いに交差する二以上の直線送り装置を備えた数値制
御送り装置では、少なくとも一つの送り装置による送り
で生じる誤差が、他の送り装置の送り方向への誤差成分
（Ｘ軸方向への送りによりＹ軸方向に生じる誤差成分）
をも有しており、複雑な機械的誤差が生じていた。
そこで本発明は上記の課題を解決することを目的と
し、各直線送り装置の持つ、様々な誤差についても精度
のよい補正を行なうことにより、高精度な送り制御を行
なうことのできる数値制御送り装置を提供することにあ
る。
し、各直線送り装置の持つ、様々な誤差についても精度
のよい補正を行なうことにより、高精度な送り制御を行
なうことのできる数値制御送り装置を提供することにあ
る。
［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するた
めの手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示
する如く、 送り方向が互いに交差する少なくとも二つの直線送り
装置M1を備え、数値指令装置M2から出された前記各送り
装置M1の送り方向についての指令値に基づき前記各送り
装置M1を制御することにより、前記少なくとも二つの直
線送り装置M1によって定まる可動範囲内の任意点への送
り動作を実現する数値制御送り装置において、 前記各送り装置M1の、それぞれの送り方向に平行な直
線群同士が交差する格子点群と、その格子点群を構成す
る各格子点に対応する前記指令値に従って前記各送り装
置M1を移動させた点とを結ぶ補正ベクトルを、前記各格
子点に対応する前記指令値毎に予め記憶しておく記憶手
段M3と、 前記可動範囲内の任意点に対する送り補正ベクトル
を、その任意点が含まれる格子状領域を構成する複数の
格子点に対応する前記補正ベクトルと、その格子状領域
内における任意点の位置関係を用いて補間により求め、
前記任意点への送り動作のために前記数値指令装置M2か
ら出された指令値と前記任意点に対する送り補正ベクト
ルとに基づいて送り量を演算し、その送り量を前記各送
り装置M1に出力する送り量制御手段M4と、 を備えたことを特徴とする数値制御送り装置の構成が
それである。
めの手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示
する如く、 送り方向が互いに交差する少なくとも二つの直線送り
装置M1を備え、数値指令装置M2から出された前記各送り
装置M1の送り方向についての指令値に基づき前記各送り
装置M1を制御することにより、前記少なくとも二つの直
線送り装置M1によって定まる可動範囲内の任意点への送
り動作を実現する数値制御送り装置において、 前記各送り装置M1の、それぞれの送り方向に平行な直
線群同士が交差する格子点群と、その格子点群を構成す
る各格子点に対応する前記指令値に従って前記各送り装
置M1を移動させた点とを結ぶ補正ベクトルを、前記各格
子点に対応する前記指令値毎に予め記憶しておく記憶手
段M3と、 前記可動範囲内の任意点に対する送り補正ベクトル
を、その任意点が含まれる格子状領域を構成する複数の
格子点に対応する前記補正ベクトルと、その格子状領域
内における任意点の位置関係を用いて補間により求め、
前記任意点への送り動作のために前記数値指令装置M2か
ら出された指令値と前記任意点に対する送り補正ベクト
ルとに基づいて送り量を演算し、その送り量を前記各送
り装置M1に出力する送り量制御手段M4と、 を備えたことを特徴とする数値制御送り装置の構成が
それである。
［作用］ 前記構成を有する本発明の数値制御送り装置は、記憶
手段M3が、各格子点に対応する指令値毎に補正ベクトル
を記憶している。この補正ベクトルは、各送り装置M1
の、それぞれの送り方向に平行な直線群同士が交差する
格子点群と、その格子点群を構成する各格子点に対応す
る指令値に従って各送り装置M1を移動させた点とを結ぶ
ベクトルである。そして、送り量制御手段M4は、可動範
囲内の任意点に対する送り量を次のようにして演算す
る。まず、その任意点に対する送り補正ベクトルを、そ
の任意点が含まれる格子状領域を構成する複数の格子点
に対応する補正ベクトルと、その格子状領域内における
任意点の位置関係を用いて補間により求める。そして、
その求めた送り補正ベクトルと、その任意点への送り動
作のために数値指令装置M2から出された指令値とに基づ
いて、送り量を演算する。その演算された送り量は各送
り装置M1に出力される。
手段M3が、各格子点に対応する指令値毎に補正ベクトル
を記憶している。この補正ベクトルは、各送り装置M1
の、それぞれの送り方向に平行な直線群同士が交差する
格子点群と、その格子点群を構成する各格子点に対応す
る指令値に従って各送り装置M1を移動させた点とを結ぶ
ベクトルである。そして、送り量制御手段M4は、可動範
囲内の任意点に対する送り量を次のようにして演算す
る。まず、その任意点に対する送り補正ベクトルを、そ
の任意点が含まれる格子状領域を構成する複数の格子点
に対応する補正ベクトルと、その格子状領域内における
任意点の位置関係を用いて補間により求める。そして、
その求めた送り補正ベクトルと、その任意点への送り動
作のために数値指令装置M2から出された指令値とに基づ
いて、送り量を演算する。その演算された送り量は各送
り装置M1に出力される。
つまり、指令値が格子点に対応する値である場合に
は、その格子点に設定された補正ベクトルをそのまま送
り補正ベクトルとして補正すればよい。また、指令値が
格子点に対応する値以外の場合には、その任意点が含ま
れる格子状領域を構成する複数の格子点（例えば２次元
座標領域で言えば４つの格子点）に対応する補正ベクト
ルを用い、その格子状領域内における任意点の位置関係
（例えばX,Y軸からなる２次元座標領域で言えば、ある
格子点からのＸ軸方向の距離及びＹ軸方向の距離）を用
いて補間により求めることができる。
は、その格子点に設定された補正ベクトルをそのまま送
り補正ベクトルとして補正すればよい。また、指令値が
格子点に対応する値以外の場合には、その任意点が含ま
れる格子状領域を構成する複数の格子点（例えば２次元
座標領域で言えば４つの格子点）に対応する補正ベクト
ルを用い、その格子状領域内における任意点の位置関係
（例えばX,Y軸からなる２次元座標領域で言えば、ある
格子点からのＸ軸方向の距離及びＹ軸方向の距離）を用
いて補間により求めることができる。
［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第２図は本発明の一実施例である数値制御送り装置の
斜視図である。この数値制御送り装置は、ガントリタイ
プのXY直交送り装置で、マシンベッド１の上にはＹ軸方
向に延びるＹ軸案内軌道２が固定されており、そのＹ軸
案内軌道２上には、ガントリ４がＹ軸案内軌道２に沿っ
て移動可能に載置されている。そして、このマシンベッ
ド１には、ボールねじ６が回動可能に取り付けられてお
り、Ｙ軸用サーボモータ（以下Ｙ軸モータと言う。）８
の回転により、ボールねじ６が回転されて、ガントリ４
をＹ軸方向に移動できるように構成されている。これら
Ｙ軸案内軌道２、ガントリ４、ボールねじ６、Ｙ軸モー
ア８によりＹ軸送り装置９を構成している。
斜視図である。この数値制御送り装置は、ガントリタイ
プのXY直交送り装置で、マシンベッド１の上にはＹ軸方
向に延びるＹ軸案内軌道２が固定されており、そのＹ軸
案内軌道２上には、ガントリ４がＹ軸案内軌道２に沿っ
て移動可能に載置されている。そして、このマシンベッ
ド１には、ボールねじ６が回動可能に取り付けられてお
り、Ｙ軸用サーボモータ（以下Ｙ軸モータと言う。）８
の回転により、ボールねじ６が回転されて、ガントリ４
をＹ軸方向に移動できるように構成されている。これら
Ｙ軸案内軌道２、ガントリ４、ボールねじ６、Ｙ軸モー
ア８によりＹ軸送り装置９を構成している。
またガントリ４上には、Ｙ軸と直交するＸ軸方向に延
びるＸ軸案内軌道10が固定されており、そのＸ軸案内軌
道10上には、テーブル12がＸ軸案内軌道10に沿って移動
可能に載置されている。そして、ガントリ４には、ボー
ルねじ14が回動可能に取り付けられており、Ｘ軸用サー
ボモータ（以下Ｘ軸モータと言う。）16の回転により、
ボールねじ14が回転されて、テーブル12をＸ軸方向に移
動できるように構成されている。これらＹ軸案内軌道1
0、テーブル12、ボールねじ14、Ｘ軸モータ16によりＸ
軸送り装置17を構成している。更に、Ｙ軸モータ８、Ｘ
軸モータ16には、それぞれモータの回転角を検出する回
転角検出器18、20が接続されている。そして、マシンベ
ッド１上には加工物22が載置してあり、テーブル12には
加工ヘッド24が固定されている。
びるＸ軸案内軌道10が固定されており、そのＸ軸案内軌
道10上には、テーブル12がＸ軸案内軌道10に沿って移動
可能に載置されている。そして、ガントリ４には、ボー
ルねじ14が回動可能に取り付けられており、Ｘ軸用サー
ボモータ（以下Ｘ軸モータと言う。）16の回転により、
ボールねじ14が回転されて、テーブル12をＸ軸方向に移
動できるように構成されている。これらＹ軸案内軌道1
0、テーブル12、ボールねじ14、Ｘ軸モータ16によりＸ
軸送り装置17を構成している。更に、Ｙ軸モータ８、Ｘ
軸モータ16には、それぞれモータの回転角を検出する回
転角検出器18、20が接続されている。そして、マシンベ
ッド１上には加工物22が載置してあり、テーブル12には
加工ヘッド24が固定されている。
又、電子制御回路30が設置されており、この電子制御
回路30は、第２図に示すように、論理演算を実行する周
知のCPU32の他、後述する補正ベクトル等を記憶してお
く記憶手段として働くROM34、一時的情報の記憶を行うR
AM36、外部の機器等との入出力を行う入出力ポート38等
を備えている。これらCPU32、ROM34、RAM36、入出力ポ
ート38は、相互にバス40を介して接続されている。入出
力ポート38には、Ｙ軸モータ８、Ｘ軸モータ16や、回転
角検出器18、20等の他、作業者自身が各軸の送り量等を
入力するためのキーボード42と、あらかじめ指令テープ
等に記憶させた、送りに関する数値情報を読み取る、送
りプログラム読取器44とを備え、これらの情報に基づい
て指令値を出力する、数値指令装置46が接続されてい
る。CPU32は、数値指令装置46からの指令値や、回転角
検出器18、20からの検出信号等を、入出力ポート38を介
して入力し、ROM34、RAM36内のデータ、プログラム等に
基づいて、前述したＹ軸モータ８、Ｘ軸モータ16等を送
り制御する、送り量制御手段としての役割を果たす。
回路30は、第２図に示すように、論理演算を実行する周
知のCPU32の他、後述する補正ベクトル等を記憶してお
く記憶手段として働くROM34、一時的情報の記憶を行うR
AM36、外部の機器等との入出力を行う入出力ポート38等
を備えている。これらCPU32、ROM34、RAM36、入出力ポ
ート38は、相互にバス40を介して接続されている。入出
力ポート38には、Ｙ軸モータ８、Ｘ軸モータ16や、回転
角検出器18、20等の他、作業者自身が各軸の送り量等を
入力するためのキーボード42と、あらかじめ指令テープ
等に記憶させた、送りに関する数値情報を読み取る、送
りプログラム読取器44とを備え、これらの情報に基づい
て指令値を出力する、数値指令装置46が接続されてい
る。CPU32は、数値指令装置46からの指令値や、回転角
検出器18、20からの検出信号等を、入出力ポート38を介
して入力し、ROM34、RAM36内のデータ、プログラム等に
基づいて、前述したＹ軸モータ８、Ｘ軸モータ16等を送
り制御する、送り量制御手段としての役割を果たす。
次に、ROM34に記憶される補正ベクトルの設定につい
て説明する。
て説明する。
第３図は、本実施例の数値制御送り装置における、直
交するＸ軸とＹ軸で構成されたXY平面上の誤差及び補正
ベクトルについて説明する図である。Ｙ軸方向に平行
で、Ｘ軸方向に間隔Ｕの直線がｍ本、Ｘ軸方向に平行
で、Ｙ軸方向に間隔Ｖの直線がｎ本破線で示されてお
り、それらの直線群が交差して格子点（以下真の格子点
と言う。）が形成される。そして、４つの真の格子点NR
i,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j＋１により囲まれ
た領域Ai,jが形成され、Ｙ軸送り装置９、Ｘ軸送り装置
17により、加工ヘッド24が移動できる移動範囲全域が、
（ｍ−１）×（ｎ−１）個の領域の集合とされている。
この格子間隔Ｕ、ＶもROM34に記憶させている。
交するＸ軸とＹ軸で構成されたXY平面上の誤差及び補正
ベクトルについて説明する図である。Ｙ軸方向に平行
で、Ｘ軸方向に間隔Ｕの直線がｍ本、Ｘ軸方向に平行
で、Ｙ軸方向に間隔Ｖの直線がｎ本破線で示されてお
り、それらの直線群が交差して格子点（以下真の格子点
と言う。）が形成される。そして、４つの真の格子点NR
i,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j＋１により囲まれ
た領域Ai,jが形成され、Ｙ軸送り装置９、Ｘ軸送り装置
17により、加工ヘッド24が移動できる移動範囲全域が、
（ｍ−１）×（ｎ−１）個の領域の集合とされている。
この格子間隔Ｕ、ＶもROM34に記憶させている。
又、上記の直線群に対応する指令値を出力して、補正
無しで各送り装置９、17を動かしたときの、加工ヘッド
24の加工物22上の軌跡が実線で示されている。この移動
軌跡は、Ｘ軸送り装置17によるＸ軸方向の誤差、Ｙ軸送
り装置９によるＹ軸方向の誤差だけでなく、Ｙ軸案内軌
道２のXY平面内での蛇行性に起因するアッベ誤差等、Ｙ
軸送り装置９に起因するＸ軸方向の誤差や、Ｘ軸案内軌
道10のXY平面内での蛇行性に起因するアッベ誤差等、Ｘ
軸送り装置17に起因するＹ軸方向の誤差、さらには、XY
軸の直交誤差等が重畳され、ゆがんだ軌跡を形成する。
そして、交差する箇所には、前記格子点に対応する装置
固有の格子点（以下装置格子点と言う。）が存在する。
その為、真の格子点NRi,jに対応する指令値により、各
送り装置９、17を動かした時の装置格子点Ni,jは、真の
格子点NRi,jよりＸ軸方向にeXi,j、Ｙ軸方向にeYi,jず
れる。そこで、このずれを補正するために、装置格子点
Ni,jを始点として、真の格子点NRi,jを終点とする補正
ベクトルEi,jを設定し、真の格子点NRi,jに対応する指
令値毎に記憶させておく。この補正ベクトルEi,jは次の
（１）式で示される。
無しで各送り装置９、17を動かしたときの、加工ヘッド
24の加工物22上の軌跡が実線で示されている。この移動
軌跡は、Ｘ軸送り装置17によるＸ軸方向の誤差、Ｙ軸送
り装置９によるＹ軸方向の誤差だけでなく、Ｙ軸案内軌
道２のXY平面内での蛇行性に起因するアッベ誤差等、Ｙ
軸送り装置９に起因するＸ軸方向の誤差や、Ｘ軸案内軌
道10のXY平面内での蛇行性に起因するアッベ誤差等、Ｘ
軸送り装置17に起因するＹ軸方向の誤差、さらには、XY
軸の直交誤差等が重畳され、ゆがんだ軌跡を形成する。
そして、交差する箇所には、前記格子点に対応する装置
固有の格子点（以下装置格子点と言う。）が存在する。
その為、真の格子点NRi,jに対応する指令値により、各
送り装置９、17を動かした時の装置格子点Ni,jは、真の
格子点NRi,jよりＸ軸方向にeXi,j、Ｙ軸方向にeYi,jず
れる。そこで、このずれを補正するために、装置格子点
Ni,jを始点として、真の格子点NRi,jを終点とする補正
ベクトルEi,jを設定し、真の格子点NRi,jに対応する指
令値毎に記憶させておく。この補正ベクトルEi,jは次の
（１）式で示される。
Ei,j＝（eXi,j eYi,j） …（１） eXi,j、eYi,jは、それぞれ装置格子点Ni,jにおけるＸ
軸方向、Ｙ軸方向の補正量である。したがって、移動範
囲全域に於ける補正ベクトルはつぎの（２）式の様なマ
トリックスで示される。
軸方向、Ｙ軸方向の補正量である。したがって、移動範
囲全域に於ける補正ベクトルはつぎの（２）式の様なマ
トリックスで示される。
この補正ベクトルEi,jの、Ｘ軸方向の補正量eXi,j
は、Ｘ軸送り装置17によるＸ軸方向の誤差εiXだけでな
く、Ｙ軸案内軌道２のXY平面内での蛇行性に起因するア
ッベ誤差等、Ｙ軸送り装置９に起因するＸ軸方向の誤差
をも補正する補正量である。又、Ｙ軸方向の補正量eYi,
jは、Ｙ軸送り装置９によるＹ軸方向の誤差εiYだけで
なく、Ｘ軸案内軌道10のXY平面内での蛇行性によるアッ
ベ誤差等、Ｘ軸送り装置17に起因するＹ軸方向の誤差を
も補正する補正量である。
は、Ｘ軸送り装置17によるＸ軸方向の誤差εiXだけでな
く、Ｙ軸案内軌道２のXY平面内での蛇行性に起因するア
ッベ誤差等、Ｙ軸送り装置９に起因するＸ軸方向の誤差
をも補正する補正量である。又、Ｙ軸方向の補正量eYi,
jは、Ｙ軸送り装置９によるＹ軸方向の誤差εiYだけで
なく、Ｘ軸案内軌道10のXY平面内での蛇行性によるアッ
ベ誤差等、Ｘ軸送り装置17に起因するＹ軸方向の誤差を
も補正する補正量である。
次に、CPU32において行われる送り補正ベクトルの演
算について説明する。数値指令装置46からの指令値に対
応する点Nx,yにおける送り補正ベクトルEx,yは、第３図
の一部を拡大した第４図に示すように、指令値に対応す
る点Nx,yが属する領域Ai,jの、各真の格子点NRi,j、NRi
＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j＋１における補正ベクトル
Ei,j、Ei＋1,j、Ei,j＋１、Ei＋1,j＋１と、真の格子点
NRi,jと指令値に対応する点Nx,yとの、Ｘ軸方向への距
離ΔＸ及びＹ軸方向への距離ΔＹ、格子間隔U,Vに基づ
いて、内挿法により、次の（３）式のように得られる。
算について説明する。数値指令装置46からの指令値に対
応する点Nx,yにおける送り補正ベクトルEx,yは、第３図
の一部を拡大した第４図に示すように、指令値に対応す
る点Nx,yが属する領域Ai,jの、各真の格子点NRi,j、NRi
＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j＋１における補正ベクトル
Ei,j、Ei＋1,j、Ei,j＋１、Ei＋1,j＋１と、真の格子点
NRi,jと指令値に対応する点Nx,yとの、Ｘ軸方向への距
離ΔＸ及びＹ軸方向への距離ΔＹ、格子間隔U,Vに基づ
いて、内挿法により、次の（３）式のように得られる。
Ex,y＝（１−α）・（１−β）・Ei,j ＋α・（１−β）・Ei＋1,j ＋（１−α）・β・Ei,j＋１＋α・β・Ei＋1,j＋１ …（３） ここで、 α＝ΔX/U …（４） β＝ΔY/V …（５） である。このように、上記内挿法を用いることによっ
て、指令値に対応する点Nx,yが真の格子点NRi,jに一致
するときは、その真の格子点NRi,jに設定された補正ベ
クトルEi,jが、そのまま送り補正ベクトルEx,yとなり、
点Nx,yが真の格子点NRi,j以外のときも、領域Ai,jの、
４つの真の格子点NRi,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋
1,j＋１における補正ベクトルEi,j、Ei＋1,j、Ei,j＋
１、Ei＋1,j＋１を用いることにより、精度よい補間が
なされ、送り補正ベクトルEx,yが算出される。
て、指令値に対応する点Nx,yが真の格子点NRi,jに一致
するときは、その真の格子点NRi,jに設定された補正ベ
クトルEi,jが、そのまま送り補正ベクトルEx,yとなり、
点Nx,yが真の格子点NRi,j以外のときも、領域Ai,jの、
４つの真の格子点NRi,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋
1,j＋１における補正ベクトルEi,j、Ei＋1,j、Ei,j＋
１、Ei＋1,j＋１を用いることにより、精度よい補間が
なされ、送り補正ベクトルEx,yが算出される。
以上は２次元平面内での送り補正ベクトルの算出につ
いて述べたが、３次元以上についても同様に算出ができ
る。例えば、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各軸方向
への送り装置を持つものにおける、直交３次元空間にお
ける送り補正ベクトルEi,j,kは次の（６）式で与えら
れ、全域における補正ベクトルのマトリックスＰは
（７）式で与えられる。
いて述べたが、３次元以上についても同様に算出ができ
る。例えば、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各軸方向
への送り装置を持つものにおける、直交３次元空間にお
ける送り補正ベクトルEi,j,kは次の（６）式で与えら
れ、全域における補正ベクトルのマトリックスＰは
（７）式で与えられる。
Ei,j,k＝（eXi,j,k eYi,j,k eZi,j,k） …（６） Ｐ＝（Ei,j,k） １≦ｉ≦ｍ １≦ｊ≦ｎ １≦ｋ≦ｏ …（７） 又、点Nx,y,zにおける送り補正ベクトルEx,y,zは、次
の（３）式によって得られる。
の（３）式によって得られる。
Ex,y,z＝ （１−α）・（１−β）・（１−γ）Ei,j,k ＋α・（１−β）・（１−γ）・Ei＋1,j,k ＋（１−α）・β・（１−γ）・Ei,j＋1,k ＋（１−α）・（１−β）・γ・Ei,j,k＋１ ＋α・β・（１−γ）・Ei＋1,j＋1,k ＋（１−α）・β・γ・Ei,j＋1,k＋１ ＋α・（１−β）・γ・Ei＋1,j,k＋１ ＋α・β・γ・Ei＋1,j＋1,k＋１ …（８） ここで、 α＝ΔX/U …（９） β＝ΔY/V …（10） γ＝ΔZ/W …（11） であり、Ｕ、Ｖ、Ｗは各々Ｘ、Ｙ、Ｚ、方向の格子間隔
である。
である。
次に、電子制御回路30において行われる送り量制御処
理について、第５図のフローチャートによって説明す
る。
理について、第５図のフローチャートによって説明す
る。
数値指令装置46から指令値が出力されると、指令値に
対応する点Nx,yを含む領域Ai,jの、４つの真の格子点NR
i,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j＋１における４つ
の補正ベクトルEi,j、Ei＋1,j、Ei,j＋１、Ei＋1,j＋１
と、格子間隔Ｕ、Ｖを記憶手段であるROM34から読みだ
してくる（ステップ110）。そして、前記（４）（５）
式を用いて係数α、βを算出し、（３）式で示される、
指令値に対応する点Nx,yに於ける送り補正ベクトルEx,y
を算出する（ステップ120）。こうして算出された送り
補正ベクトルEx,yを、指令値に加算して送り量を算出し
（ステップ130）、回転角検出器18、20により、Ｙ軸モ
ータ８、Ｘ軸モータ16のそれぞれの回転角を検出し、そ
の検出信号をフィードバックしながら、前記送り量とな
るようにＹ軸モータ８、Ｘ軸モータ16を制御し、マシン
ベッド１上に載置した加工物22に対して、指令値に対応
する点Nx,yに加工ヘッド24を送る。（ステップ140）。
対応する点Nx,yを含む領域Ai,jの、４つの真の格子点NR
i,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j＋１における４つ
の補正ベクトルEi,j、Ei＋1,j、Ei,j＋１、Ei＋1,j＋１
と、格子間隔Ｕ、Ｖを記憶手段であるROM34から読みだ
してくる（ステップ110）。そして、前記（４）（５）
式を用いて係数α、βを算出し、（３）式で示される、
指令値に対応する点Nx,yに於ける送り補正ベクトルEx,y
を算出する（ステップ120）。こうして算出された送り
補正ベクトルEx,yを、指令値に加算して送り量を算出し
（ステップ130）、回転角検出器18、20により、Ｙ軸モ
ータ８、Ｘ軸モータ16のそれぞれの回転角を検出し、そ
の検出信号をフィードバックしながら、前記送り量とな
るようにＹ軸モータ８、Ｘ軸モータ16を制御し、マシン
ベッド１上に載置した加工物22に対して、指令値に対応
する点Nx,yに加工ヘッド24を送る。（ステップ140）。
したがって、本実施例の数値制御送り装置によれば、
装置格子点Ni,jを始点として、真の格子点NRi,jを終点
とする補正ベクトルEi,jを設定し、真の格子点NRi,jに
対応する指令値毎に予め記憶させておく。そして、数値
指令装置46からの指令値に対応する送り補正ベクトルE
x,yを、指令値に対応する点Nx,yを含む領域Ai,jの、４
つの真の格子点NRi,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j
＋１における４つの補正ベクトルEi,j、Ei＋1,j、Ei,j
＋１、Ei＋1,j＋１と、真の格子点NRi,jと指令値に対応
する点Nx,yとの、Ｘ軸方向への距離ΔＸ及びＹ軸方向へ
の距離ΔＹ、間隔U,Vに基づいて、内挿法によって求
め、算出された送り補正ベクトルEx,yを、指令値に加算
して送り量を算出し、Ｙ軸モータ８、Ｘ軸モータ16を制
御する。このように、装置格子点Ni,jにおける補正ベク
トルEi,jの、Ｘ軸方向の補正量eXi,jは、Ｘ軸送り装置1
7によるＸ軸方向の誤差εiXだけでなく、Ｙ軸送り装置
９に起因するＸ軸方向の誤差をも補正する補正量であ
り、Ｙ軸方向の補正量eYi,jは、Ｙ軸送り装置９による
Ｙ軸方向の誤差εiYだけでなく、Ｘ軸送り装置17に起因
するＹ軸方向の誤差をも補正する補正量なので、各送り
装置９、17の、自己の送り方向の誤差のみならず、送り
方向以外の誤差についても精度のよい補正を行なうこと
ができ、高精度な送り制御を行って、正確な位置決めが
できる。また、各指令値に対する送り補正ベクトル（E
x,y）を、その指令値に対応する点（Nx,y）が含まれる
領域（Ai,j）を構成する４つの格子点にそれぞれ設定さ
れた補正ベクトルを用いて補間（内挿法）により求めて
いるため、補正ベクトルを設定するための格子点につい
てはある程度の数に抑えることで記憶しておくデータ量
が過大になることを防止しながら、送り制御の精密度を
増すために指令値における設定可能な単位は小さくする
ことができる。
装置格子点Ni,jを始点として、真の格子点NRi,jを終点
とする補正ベクトルEi,jを設定し、真の格子点NRi,jに
対応する指令値毎に予め記憶させておく。そして、数値
指令装置46からの指令値に対応する送り補正ベクトルE
x,yを、指令値に対応する点Nx,yを含む領域Ai,jの、４
つの真の格子点NRi,j、NRi＋1,j、NRi,j＋１、NRi＋1,j
＋１における４つの補正ベクトルEi,j、Ei＋1,j、Ei,j
＋１、Ei＋1,j＋１と、真の格子点NRi,jと指令値に対応
する点Nx,yとの、Ｘ軸方向への距離ΔＸ及びＹ軸方向へ
の距離ΔＹ、間隔U,Vに基づいて、内挿法によって求
め、算出された送り補正ベクトルEx,yを、指令値に加算
して送り量を算出し、Ｙ軸モータ８、Ｘ軸モータ16を制
御する。このように、装置格子点Ni,jにおける補正ベク
トルEi,jの、Ｘ軸方向の補正量eXi,jは、Ｘ軸送り装置1
7によるＸ軸方向の誤差εiXだけでなく、Ｙ軸送り装置
９に起因するＸ軸方向の誤差をも補正する補正量であ
り、Ｙ軸方向の補正量eYi,jは、Ｙ軸送り装置９による
Ｙ軸方向の誤差εiYだけでなく、Ｘ軸送り装置17に起因
するＹ軸方向の誤差をも補正する補正量なので、各送り
装置９、17の、自己の送り方向の誤差のみならず、送り
方向以外の誤差についても精度のよい補正を行なうこと
ができ、高精度な送り制御を行って、正確な位置決めが
できる。また、各指令値に対する送り補正ベクトル（E
x,y）を、その指令値に対応する点（Nx,y）が含まれる
領域（Ai,j）を構成する４つの格子点にそれぞれ設定さ
れた補正ベクトルを用いて補間（内挿法）により求めて
いるため、補正ベクトルを設定するための格子点につい
てはある程度の数に抑えることで記憶しておくデータ量
が過大になることを防止しながら、送り制御の精密度を
増すために指令値における設定可能な単位は小さくする
ことができる。
以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様で実施し得る。例えば、本実施例では２次元の送
り装置について説明したが、２次元に限らず、それ以上
の多次元でも同様に実施し得る。又、ある位置から他の
位置への位置決めのみを行う位置決め制御だけでなく、
例えは、ＡからＢまでの特定の輪郭ABを連続的に、ある
速度で制御するいわゆる輪郭制御の場合においても、輪
郭ABを微小のベクトルに分割し、それぞれの微小ベクト
ルに対して補正を行うことにより、高精度な輪郭制御に
も応用することができる。
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様で実施し得る。例えば、本実施例では２次元の送
り装置について説明したが、２次元に限らず、それ以上
の多次元でも同様に実施し得る。又、ある位置から他の
位置への位置決めのみを行う位置決め制御だけでなく、
例えは、ＡからＢまでの特定の輪郭ABを連続的に、ある
速度で制御するいわゆる輪郭制御の場合においても、輪
郭ABを微小のベクトルに分割し、それぞれの微小ベクト
ルに対して補正を行うことにより、高精度な輪郭制御に
も応用することができる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の数値制御送り装置によれ
ば、格子点に対応する補正ベクトルを、その指令値毎に
予め記憶しておき、その補正ベクトルを用いて可動範囲
内の任意点に対する送り量を次のようにして演算する。
すなわち、その任意点に対する送り補正ベクトルを、そ
の任意点が含まれる格子状領域を構成する複数の格子点
に対応する補正ベクトルと、その格子状領域内における
任意点の位置関係を用いて補間により求め、その求めた
送り補正ベクトルと、その任意点への送り動作のために
数値指令装置から出された指令値とに基づいて、送り量
を演算する。
ば、格子点に対応する補正ベクトルを、その指令値毎に
予め記憶しておき、その補正ベクトルを用いて可動範囲
内の任意点に対する送り量を次のようにして演算する。
すなわち、その任意点に対する送り補正ベクトルを、そ
の任意点が含まれる格子状領域を構成する複数の格子点
に対応する補正ベクトルと、その格子状領域内における
任意点の位置関係を用いて補間により求め、その求めた
送り補正ベクトルと、その任意点への送り動作のために
数値指令装置から出された指令値とに基づいて、送り量
を演算する。
したがって、各直線送り装置の持つ様々な誤差につい
ても精度のよい補正を行ない、可動範囲内における任意
点について高精度な位置決め制御を行なうことができ
る。
ても精度のよい補正を行ない、可動範囲内における任意
点について高精度な位置決め制御を行なうことができ
る。
また、各指令値に対する送り補正ベクトルを、格子点
毎に設定された補正ベクトルを用いて補間により求めて
いるため、補正ベクトルを設定するための格子点につい
てはある程度の数に抑えることでデータ量が過大になる
ことを防止しながら、送り制御の精密度を増すために指
令値における設定可能な単位は小さくすることができ
る。
毎に設定された補正ベクトルを用いて補間により求めて
いるため、補正ベクトルを設定するための格子点につい
てはある程度の数に抑えることでデータ量が過大になる
ことを防止しながら、送り制御の精密度を増すために指
令値における設定可能な単位は小さくすることができ
る。
第１図は本発明の数値制御送り装置の基本的構成を示す
ブロック図、第２図は本発明の一実施例である数値制御
送り装置の斜視図、第３図は、本実施例の数値制御送り
装置における補正ベクトルの説明図、第４図は第３図の
一部拡大図、第５図は本実施例の数値制御送り装置にお
いて行われる送り量制御処理についてのフローチャー
ト、第６図は一軸の直線送り装置における運動誤差を説
明した図である。 ９……Ｙ軸送り装置 17……Ｘ軸送り装置 32……CPU 34……ROM 46……数値指令装置
ブロック図、第２図は本発明の一実施例である数値制御
送り装置の斜視図、第３図は、本実施例の数値制御送り
装置における補正ベクトルの説明図、第４図は第３図の
一部拡大図、第５図は本実施例の数値制御送り装置にお
いて行われる送り量制御処理についてのフローチャー
ト、第６図は一軸の直線送り装置における運動誤差を説
明した図である。 ９……Ｙ軸送り装置 17……Ｘ軸送り装置 32……CPU 34……ROM 46……数値指令装置
Claims (1)
- 【請求項１】送り方向が互いに交差する少なくとも二つ
の直線送り装置を備え、数値指令装置から出された前記
各送り装置の送り方向についての指令値に基づき前記各
送り装置を制御することにより、前記少なくとも二つの
直線送り装置によって定まる可動範囲内の任意点への送
り動作を実現する数値制御送り装置において、 前記各送り装置の、それぞれの送り方向に平行な直線群
同士が交差する格子点群と、その格子点群を構成する各
格子点に対応する前記指令値に従って前記各送り装置を
移動させた点とを結ぶ補正ベクトルを、前記各格子点に
対応する前記指令値毎に予め記憶しておく記憶手段と、 前記可動範囲内の任意点に対する送り補正ベクトルを、
その任意点が含まれる格子状領域を構成する複数の格子
点に対応する前記補正ベクトルと、その格子状領域内に
おける任意点の位置関係を用いて補間により求め、前記
任意点への送り動作のために前記数値指令装置から出さ
れた指令値と前記任意点に対する送り補正ベクトルとに
基づいて送り量を演算し、その送り量を前記各送り装置
に出力する送り量制御手段と、 を備えたことを特徴とする数値制御送り装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019409A JP2870922B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 数値制御送り装置 |
| KR1019900015618A KR910014781A (ko) | 1990-01-30 | 1990-09-29 | 수치제어이송장치 |
| US07/647,230 US5210697A (en) | 1990-01-30 | 1991-01-29 | Numerically controlled feeding apparatus having feeding error correcting system |
| DE4102688A DE4102688A1 (de) | 1990-01-30 | 1991-01-30 | Numerisch gesteuertes vorschubgeraet und verfahren zum ausfuehren einer vorschubtaetigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019409A JP2870922B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 数値制御送り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03224003A JPH03224003A (ja) | 1991-10-03 |
| JP2870922B2 true JP2870922B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=11998459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019409A Expired - Fee Related JP2870922B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 数値制御送り装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5210697A (ja) |
| JP (1) | JP2870922B2 (ja) |
| KR (1) | KR910014781A (ja) |
| DE (1) | DE4102688A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0432906A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-02-04 | Makino Milling Mach Co Ltd | 多軸数値制御機械のピッチ誤差補正方法 |
| JPH06324733A (ja) * | 1993-05-12 | 1994-11-25 | Fanuc Ltd | センサ付きロボットの制御方法及び装置 |
| US6232736B1 (en) * | 1995-10-10 | 2001-05-15 | Northrop Grumman Corporation | Numerical control machine tool positioning system |
| US6582166B1 (en) * | 1999-10-22 | 2003-06-24 | Gerber Scientific Products, Inc. | Method of compensating for cutter deflection |
| JP5168738B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-03-27 | ブラザー工業株式会社 | 数値制御装置 |
| JP5348766B2 (ja) * | 2009-07-27 | 2013-11-20 | 日置電機株式会社 | Ｘ−ｙ直交２軸駆動機構 |
| JP5838584B2 (ja) * | 2011-05-06 | 2016-01-06 | 株式会社ジェイテクト | 工作機械の数値制御装置 |
| EP3438771A1 (de) * | 2017-07-31 | 2019-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Bearbeitung von werkstücken mit fehlerkompensation |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3555254A (en) * | 1967-04-17 | 1971-01-12 | Gerber Scientific Instr Co | Error correcting system and method for use with plotters, machine tools and the like |
| JPS5775309A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-11 | Fanuc Ltd | Numerical control system |
| JPS57189750A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-22 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Nc machine tool provided with sliding error correction capacity |
| AT379893B (de) * | 1984-07-03 | 1986-03-10 | R S F Elektronik Ohg Rechtsfor | Verfahren zur digitalen elektrischen laengenoder winkelmessung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
| JPS645753A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-10 | Toshiba Machine Co Ltd | Compensation of misalignment of work in machine tool under numerical control |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2019409A patent/JP2870922B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-29 KR KR1019900015618A patent/KR910014781A/ko active IP Right Grant
-
1991
- 1991-01-29 US US07/647,230 patent/US5210697A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-30 DE DE4102688A patent/DE4102688A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03224003A (ja) | 1991-10-03 |
| KR910014781A (ko) | 1991-08-31 |
| DE4102688A1 (de) | 1991-08-01 |
| US5210697A (en) | 1993-05-11 |
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