JP3019262B2 - 工作機械における数値制御加工方法およびその装置 - Google Patents
工作機械における数値制御加工方法およびその装置Info
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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、工作機械における数値制御加工方法および
その装置に係り、例えばターニングやミーリングなどの
切削加工、あるいは平面研削や円筒研削などの研削加工
などを行う数値制御工作機械の加工精度を向上し、特に
削り残しをなくし、取り代を少なくして効率的な加工を
行うのに好適な工作機械における数値制御加工方法およ
びその装置に関するものである。
その装置に係り、例えばターニングやミーリングなどの
切削加工、あるいは平面研削や円筒研削などの研削加工
などを行う数値制御工作機械の加工精度を向上し、特に
削り残しをなくし、取り代を少なくして効率的な加工を
行うのに好適な工作機械における数値制御加工方法およ
びその装置に関するものである。
［従来の技術］ 近年、加工工程の自動化、あるいは加工精度の計測を
含めた加工の自動化の進展が著しい。特にニーズの多様
化に伴い、製造ラインはこれまでの大量生産方式から多
品種少量生産方式へと移行しつつあり、かような状況下
で、加工の自動化、無人化が急速に進展している。
含めた加工の自動化の進展が著しい。特にニーズの多様
化に伴い、製造ラインはこれまでの大量生産方式から多
品種少量生産方式へと移行しつつあり、かような状況下
で、加工の自動化、無人化が急速に進展している。
したがって、加工の信頼性をこれまで以上に高める必
要がある。
要がある。
なお、この種の装置として関連するものには、例え
ば、「ワークピース アライメント ウィズ３ディー
タッチ プローブ システムズ（Workpiece Alignmet
with 3D Touch Probe Systems）」，インダスト
リアル アンド プロダクション エンジニアリング
（Industrial ＆ Production Engineering）,Vol13,
1989年刊が挙げられる。
ば、「ワークピース アライメント ウィズ３ディー
タッチ プローブ システムズ（Workpiece Alignmet
with 3D Touch Probe Systems）」，インダスト
リアル アンド プロダクション エンジニアリング
（Industrial ＆ Production Engineering）,Vol13,
1989年刊が挙げられる。
また、例えば、特開昭62−82003号公報記載の木材切
削装置の切削量設定装置には、湾曲材料の上下面を適正
に切削して仕上寸法を得る技術が開示されている。
削装置の切削量設定装置には、湾曲材料の上下面を適正
に切削して仕上寸法を得る技術が開示されている。
さらに、例えば、特開昭61−25208号公報記載の工作
機械の自動座標系設定装置には、所定の基準工具により
ワークの所望点の位置データを計測し、該位置データに
取付補正データおよび取り代データを加算して得た値を
自動座標系設定データとして使用する技術が開示されて
いる。
機械の自動座標系設定装置には、所定の基準工具により
ワークの所望点の位置データを計測し、該位置データに
取付補正データおよび取り代データを加算して得た値を
自動座標系設定データとして使用する技術が開示されて
いる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術には、工具，工作物間の距離（相対位
置）を測定して、工作物の取り代を加工対象個所にて均
一にするという技術的思想はなく、その配慮がなされて
いなかった。
置）を測定して、工作物の取り代を加工対象個所にて均
一にするという技術的思想はなく、その配慮がなされて
いなかった。
本発明の目的は、切削や切削加工、あるいはワイヤカ
ット等の加工において、取り代を小さくでき、しかも削
り残しや削り過ぎ等による加工品質の劣化がなく、高い
信頼性と加工効率向上を実現することができる工作機械
における数値制御加工方法およびその装置を提供するこ
とにある。
ット等の加工において、取り代を小さくでき、しかも削
り残しや削り過ぎ等による加工品質の劣化がなく、高い
信頼性と加工効率向上を実現することができる工作機械
における数値制御加工方法およびその装置を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、３次元形状を
有する被加工物（工作物）を工作機械に取り付けた際、
被加工物の複数の点における６軸方向の外形形状Ｆ′
（X,Y,Z,α′，β′，γ′）を工作機械本体の６軸座標
系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）で測定し、該測定された
被加工物の複数の点における６軸方向の外形形状Ｆ′
（X,Y,Z,α′，β′，γ′）と数値制御データ（数値制
御指令情報）として入力して与えられる被加工物に対し
て設定された被加工物６軸座標系（x,y,z,α，β，γ）
における被加工物の加工後の複数の点における設計外形
形状ｆ（x,y,z,α，β，γ）との間における２乗誤差の
総和を求め、該２乗誤差の総和を最小とする被加工物６
軸座標系（x,y,z,α，β，γ）に対する工作機械本体の
６軸座標系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）の６軸方向の誤
差と、被加工物に対する取り代Δとを算出し、前記数値
制御データに対して前記算出された６軸方向の誤差で補
正することによって工作機械本体の６軸座標系での数値
制御データに変換し、該変換された数値制御データと前
記算出された取り代Δとに基いて加工工具と被加工物と
の間の送りあるいは切り込みを制御して加工工具により
被加工物を取り代Δで加工することを特徴とする工作機
械における数値制御加工方法である。
有する被加工物（工作物）を工作機械に取り付けた際、
被加工物の複数の点における６軸方向の外形形状Ｆ′
（X,Y,Z,α′，β′，γ′）を工作機械本体の６軸座標
系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）で測定し、該測定された
被加工物の複数の点における６軸方向の外形形状Ｆ′
（X,Y,Z,α′，β′，γ′）と数値制御データ（数値制
御指令情報）として入力して与えられる被加工物に対し
て設定された被加工物６軸座標系（x,y,z,α，β，γ）
における被加工物の加工後の複数の点における設計外形
形状ｆ（x,y,z,α，β，γ）との間における２乗誤差の
総和を求め、該２乗誤差の総和を最小とする被加工物６
軸座標系（x,y,z,α，β，γ）に対する工作機械本体の
６軸座標系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）の６軸方向の誤
差と、被加工物に対する取り代Δとを算出し、前記数値
制御データに対して前記算出された６軸方向の誤差で補
正することによって工作機械本体の６軸座標系での数値
制御データに変換し、該変換された数値制御データと前
記算出された取り代Δとに基いて加工工具と被加工物と
の間の送りあるいは切り込みを制御して加工工具により
被加工物を取り代Δで加工することを特徴とする工作機
械における数値制御加工方法である。
また、本発明は、３次元形状を有する被加工物（工作
物）を工作機械に取り付けた際、被加工物の複数の点に
おける６軸方向の外形形状Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，
γ′）を工作機械本体の６軸座標系（X,Y,Z,α′，
β′，γ′）で測定する測定手段と、該測定手段で測定
された被加工物の複数の点における６軸方向の外形形状
Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，γ′）と数値制御データ（数
値制御指令情報）として入力して与えられる被加工物に
対して設定された被加工物６軸座標系（x,y,z,α，β，
γ）における被加工物の加工後の複数の点における設計
外形形状ｆ（x,y,z,α，β，γ）との間における２乗誤
差の総和を求め、該２乗誤差の総和を最小とする被加工
物６軸座標系（x,y,z,α，β，γ）に対する工作機械本
体の６軸座標系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）の６軸方向
の誤差と、被加工物に対する取り代Δとを算出する算出
手段と、前記数値制御データに対して前記算出手段で算
出された６軸方向の誤差で補正することによって工作機
械本体の６軸座標系での数値制御データに変換し、該変
換された数値制御データと前記算出手段で算出された取
り代Δとに基いて加工工具と被加工物との間の送りある
いは切り込みを制御して加工工具により被加工物を取り
代Δで加工する数値制御手段とを備えたことを特徴とす
る工作機械における数値制御加工装置である。
物）を工作機械に取り付けた際、被加工物の複数の点に
おける６軸方向の外形形状Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，
γ′）を工作機械本体の６軸座標系（X,Y,Z,α′，
β′，γ′）で測定する測定手段と、該測定手段で測定
された被加工物の複数の点における６軸方向の外形形状
Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，γ′）と数値制御データ（数
値制御指令情報）として入力して与えられる被加工物に
対して設定された被加工物６軸座標系（x,y,z,α，β，
γ）における被加工物の加工後の複数の点における設計
外形形状ｆ（x,y,z,α，β，γ）との間における２乗誤
差の総和を求め、該２乗誤差の総和を最小とする被加工
物６軸座標系（x,y,z,α，β，γ）に対する工作機械本
体の６軸座標系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）の６軸方向
の誤差と、被加工物に対する取り代Δとを算出する算出
手段と、前記数値制御データに対して前記算出手段で算
出された６軸方向の誤差で補正することによって工作機
械本体の６軸座標系での数値制御データに変換し、該変
換された数値制御データと前記算出手段で算出された取
り代Δとに基いて加工工具と被加工物との間の送りある
いは切り込みを制御して加工工具により被加工物を取り
代Δで加工する数値制御手段とを備えたことを特徴とす
る工作機械における数値制御加工装置である。
［作用］ 上記の技術的手段による働きを、第１図および第２図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
第１図は、本発明の基本構成を示すブロック図、第２
図は、本発明の動作手順を示すフローチャートである。
図は、本発明の動作手順を示すフローチャートである。
第１図に示すように、本発明の基本構成は、工作機械
本体１、数値制御装置２、工作物位置，形状計測機能
（計測手段）３、取り代均一化解析機能（演算手段）４
からなる。これらの基本構成要素が、例えば第２図
（１）に示すような動作ルーチンに従って動作する。
本体１、数値制御装置２、工作物位置，形状計測機能
（計測手段）３、取り代均一化解析機能（演算手段）４
からなる。これらの基本構成要素が、例えば第２図
（１）に示すような動作ルーチンに従って動作する。
すなわち、 ．まず、工作機械の機上への工作物取付けを行い、 ．次いで、工作物の加工前の形状，位置を測定する。
．この測定結果に基いて、取り代の均一化解析、すな
わち、工作物の取り代が加工対象個所において均一にな
るように補正量を演算する。
わち、工作物の取り代が加工対象個所において均一にな
るように補正量を演算する。
．上記の補正量の分だけ制御指令を補正して工作物
を加工する。
を加工する。
こうすることにより、取り代を小さくできるので加工
効率をあげることができ、しかも加工残りのない高品質
な加工面を得ることができる。また、加工前に工作物の
形状を測定するので、加工プログラムに対し別の工作物
が紛れ込んだ場合には、異常指令を発することにより、
不良品を作ったり、加工工具や工作機械を破損するなど
の不測の事態を避けることができる。
効率をあげることができ、しかも加工残りのない高品質
な加工面を得ることができる。また、加工前に工作物の
形状を測定するので、加工プログラムに対し別の工作物
が紛れ込んだ場合には、異常指令を発することにより、
不良品を作ったり、加工工具や工作機械を破損するなど
の不測の事態を避けることができる。
したがって、本発明は、自動加工ラインなどの無人工
程において特に効果的な手段である。
程において特に効果的な手段である。
また、第２図において、（１）のステップに示す取
り代均一化補正，加工について、工作物の取り代が均一
となるように、第２図（２）に示す数値制御装置の制御
指令を補正し、工作物の形状加工を行っても同様の効果
が得られる。
り代均一化補正，加工について、工作物の取り代が均一
となるように、第２図（２）に示す数値制御装置の制御
指令を補正し、工作物の形状加工を行っても同様の効果
が得られる。
さらに、第２図（３）に示すように、工作物の取り代
が均一になるように、工作物の加工基準あるいは加工原
点を加工し、それを基準に工作物の形状加工を行っても
同様の効果が得られる。
が均一になるように、工作物の加工基準あるいは加工原
点を加工し、それを基準に工作物の形状加工を行っても
同様の効果が得られる。
［実施例］ 以下、本発明の各実施例を第３図ないし第11図を参照
して説明する。
して説明する。
本発明の原理を、もっとも単純化した一次元の例につ
いて第３図および第４図を用いて説明する。
いて第３図および第４図を用いて説明する。
第３図は、本発明の一実施例に係る長手方向の寸法を
仕上げる場合の工作物の斜視図、第４図は、第３図の工
作物の加工方法を説明する斜視図である。
仕上げる場合の工作物の斜視図、第４図は、第３図の工
作物の加工方法を説明する斜視図である。
第3,4図に示す工作物５の長手方向（図中のＸ方向）
の寸法を所要値Ｌに仕上げる場合について考える。
の寸法を所要値Ｌに仕上げる場合について考える。
従来、このような場合には、作業者が切り残しが生じ
ない程度にて工作物５の一端に切り込みを与えてまず加
工し、それから他端側に切り込みを与えて所定寸法がＬ
になるまで仕上げている。ここで、従来技術には次のよ
うな問題があった。
ない程度にて工作物５の一端に切り込みを与えてまず加
工し、それから他端側に切り込みを与えて所定寸法がＬ
になるまで仕上げている。ここで、従来技術には次のよ
うな問題があった。
（１）最初の加工時の切込みは、作業者の熟練度あるい
は工作物の工作機械への取り付け精度などに依存して大
きくばらつくため、あらかじめ大き目に取り代が設定さ
れるのが一般的である。
は工作物の工作機械への取り付け精度などに依存して大
きくばらつくため、あらかじめ大き目に取り代が設定さ
れるのが一般的である。
（２）また、無人で加工する場合には、加工残りを作業
者が確認することがないので、特に取り代が大きく設定
されることが多い。
者が確認することがないので、特に取り代が大きく設定
されることが多い。
（３）さらに、取り代の小さな工作物を高精度に位置決
めしようとすると、非常に長時間を要したり、無人化が
難しい。
めしようとすると、非常に長時間を要したり、無人化が
難しい。
本実施例では、第３図，第４図に示すように、工作物
が加工される長手方向にＸ方向をとり、工作物の加工前
の左端の位置がx1、右端の位置がx2と測定されたとする
と、 の位置を基準といて、左右にL/2づつ振り分けてＬの寸
法を確保できれば、左端および右端における取り代Δ１
とΔ２とを等しくすることができる。すなわち、左端で
はx1から取り代 を加工して取り除き、また右端では取り代 を加工して取り除けばよい。
が加工される長手方向にＸ方向をとり、工作物の加工前
の左端の位置がx1、右端の位置がx2と測定されたとする
と、 の位置を基準といて、左右にL/2づつ振り分けてＬの寸
法を確保できれば、左端および右端における取り代Δ１
とΔ２とを等しくすることができる。すなわち、左端で
はx1から取り代 を加工して取り除き、また右端では取り代 を加工して取り除けばよい。
この場合に、左右の取り代Δ1,Δ２を等しくできるの
で、従来の加工法のように、左右の取り代が偏っている
場合にくらべて、加工残りの懸念が大幅に減少し、素材
の加工代をこれまでよりも著しく小さくできる。また、
取り代が小さくなった分だけ、加工時間を短縮すること
ができる。
で、従来の加工法のように、左右の取り代が偏っている
場合にくらべて、加工残りの懸念が大幅に減少し、素材
の加工代をこれまでよりも著しく小さくできる。また、
取り代が小さくなった分だけ、加工時間を短縮すること
ができる。
次に、本発明の他の実施例として、もう１つの一次元
の側を第５図および第６図を用いて説明する。
の側を第５図および第６図を用いて説明する。
第５図は、本発明の他の実施例に係る外径形状の加工
方法を説明する回転軸の斜視図、第６図は、第５図に示
す加工方法における回転角と偏位の関係を示す線図であ
る。
方法を説明する回転軸の斜視図、第６図は、第５図に示
す加工方法における回転角と偏位の関係を示す線図であ
る。
第５図に示す工作物は、一部にカム７のある回転軸６
であり、一般には、この回転軸６の軸心８を基準にし
て、カム７の外形形状が規制される。
であり、一般には、この回転軸６の軸心８を基準にし
て、カム７の外形形状が規制される。
第６図は、横軸に回転角θ、縦軸に偏位Ｒをとり、設
計値を実線、測定値を一点鎖線で示したものである。
計値を実線、測定値を一点鎖線で示したものである。
いま回転角θにおける軸心からの距離の設計値がＲ
（θ）で与えられるとする。これに対し、カム７の外形
形状を加工するときと同様のチャッキング状態（図示せ
ず）で、この回転軸６に両端を工作機械にチャッキング
し、カム７の外形形状を回転軸６の軸心８からの距離で
測定する。
（θ）で与えられるとする。これに対し、カム７の外形
形状を加工するときと同様のチャッキング状態（図示せ
ず）で、この回転軸６に両端を工作機械にチャッキング
し、カム７の外形形状を回転軸６の軸心８からの距離で
測定する。
このときの回転角θ１において、測定値がｒ（θ１）
で与えられるとすると、両者の誤差εｉは εｉ＝Ｒ（θｉ）−ｒ（θｉ） ……（１） で与えられる。
で与えられるとすると、両者の誤差εｉは εｉ＝Ｒ（θｉ）−ｒ（θｉ） ……（１） で与えられる。
εｉは、回転角θ方向の誤差と取り代分が含まれてい
る。
る。
ここで、 Σεi 2＝Σ｛Ｒ（θｉ）−ｒ（θｉ＋α）｝２ ……（２） が最小になるような位相差αを求める。
この位相差αだけ、回転軸の位相をずらせて加工すれ
ば、最小の取り代で加工できることになる。
ば、最小の取り代で加工できることになる。
すなわち、この誤差解析に基づいて、 ．加工前にあらかじめ回転軸６を回転軸θ方向に位相
差αだけ回転する、 あるいは、 ．工作機械のNC制御指令を設計値のＲ（θ）からＲ
（θ−α）にあらかじめ補正する、 ことを行なったのち、カム７の外形形状を加工すること
により、加工時の取り代を最小にすることができる。
差αだけ回転する、 あるいは、 ．工作機械のNC制御指令を設計値のＲ（θ）からＲ
（θ−α）にあらかじめ補正する、 ことを行なったのち、カム７の外形形状を加工すること
により、加工時の取り代を最小にすることができる。
次に、以上に述べた一次元よりやや複雑な二次元の例
について第７図および第８図を用いて説明する。
について第７図および第８図を用いて説明する。
第７図は、本発明のさらに他の実施例に係る二次元加
工工作物の形状を示す正面図、第８図は、第７図の工作
物の加工方法を説明する説明図である。
工工作物の形状を示す正面図、第８図は、第７図の工作
物の加工方法を説明する説明図である。
第7,8図の実施例は、第７図に示す工作物９側壁を輪
郭加工する例であり、Ｆ（X,Y）で与えられる実線の加
工前形状を、ｆ（X,Y）で与えられる２点鎖線の仕上げ
形状に加工するものである。
郭加工する例であり、Ｆ（X,Y）で与えられる実線の加
工前形状を、ｆ（X,Y）で与えられる２点鎖線の仕上げ
形状に加工するものである。
工作機械本体（図示せず）の工具に対する運動方向が
Ｘ方向およびＹ方向の２方向とすれば、この工作物を工
作機械のテーブル上にチャッキングしたときの取り付け
誤差としては、 .X方向,Y方向への平行移動誤差 .O−XY平面内における回転誤差 が挙げられる（第８図参照）。
Ｘ方向およびＹ方向の２方向とすれば、この工作物を工
作機械のテーブル上にチャッキングしたときの取り付け
誤差としては、 .X方向,Y方向への平行移動誤差 .O−XY平面内における回転誤差 が挙げられる（第８図参照）。
すなわち、工作物９を工作機械本体の機上に取り付け
たときの、加工前の状態の工作物外形の各位置を測定
し、工作機械本体に対する工作物９の平行移動誤差およ
び回転誤差を求め、この２種の誤差分だけ輪郭制御指令
を座標変換補正して、工作物の外形形状を加工するよう
にすれば、先に述べた一次元の場合と同様に、取り代Δ
を小さくでき、また加工時間も短縮できる。
たときの、加工前の状態の工作物外形の各位置を測定
し、工作機械本体に対する工作物９の平行移動誤差およ
び回転誤差を求め、この２種の誤差分だけ輪郭制御指令
を座標変換補正して、工作物の外形形状を加工するよう
にすれば、先に述べた一次元の場合と同様に、取り代Δ
を小さくでき、また加工時間も短縮できる。
第８図に示すように、工作機械本体の機上の直交座標
系Ｏ−XYに対し、工作物９上の直交座標系Ｑ−xyでは、
原点ＱがＸ軸方向にa,Y軸方向にｂの平行移動誤差をも
っている。また、角度θの回転誤差をもっているとする
と、工作物９上の点（x,y）と工作機械本体の機上の点
（X,Y）との間には、 ｘ＝Xcosθ−Ysinθ＋ａ ……（３） ｙ＝Xsinθ−Ycosθ＋ｂ ……（４） なる関係がある。
系Ｏ−XYに対し、工作物９上の直交座標系Ｑ−xyでは、
原点ＱがＸ軸方向にa,Y軸方向にｂの平行移動誤差をも
っている。また、角度θの回転誤差をもっているとする
と、工作物９上の点（x,y）と工作機械本体の機上の点
（X,Y）との間には、 ｘ＝Xcosθ−Ysinθ＋ａ ……（３） ｙ＝Xsinθ−Ycosθ＋ｂ ……（４） なる関係がある。
したがって、工作機械機上に取り付けた工作物９の外
形形状を、工作機械本体が持つ測定系で測定したＦ（X,
Y）は、前記の式（３），（４）を用いて、前記の平行
移動誤差と回転誤差を除去したｆ（x,y）に変換するこ
とができる。
形形状を、工作機械本体が持つ測定系で測定したＦ（X,
Y）は、前記の式（３），（４）を用いて、前記の平行
移動誤差と回転誤差を除去したｆ（x,y）に変換するこ
とができる。
すなわち、両者の２乗誤差εi 2は、 Σεi 2＝Σ｛Ｆ（Xi,Yi）−ｆ（xi,yi）｝２ ……（５） で与えられ、これを最小とする平行移動誤差（a,b），
回転誤差θを求め、数値制御本体にある制御指令からこ
の分の誤差補正をすればよい。
回転誤差θを求め、数値制御本体にある制御指令からこ
の分の誤差補正をすればよい。
ここで、式（５）において、取り代Δ分は、Σεi 2の
中に、一定値Σεi 2として存在するだけで、補正量の計
算を何ら支障なく行うことができる。
中に、一定値Σεi 2として存在するだけで、補正量の計
算を何ら支障なく行うことができる。
次に、二次元加工の他の例として、ワイヤカット放電
加工やジグボーラ加工などのような、板状の工作物の加
工例を第９図ないし第11図を参照して説明する。
加工やジグボーラ加工などのような、板状の工作物の加
工例を第９図ないし第11図を参照して説明する。
第９図は、本発明のさらに他の実施例に係る板状工作
物の加工方法を説明する説明図、第10図は、本発明のさ
らに他の実施例に係るインペラ付き円板の形状を示す正
面図、第11図は、第10図のインペラ付き円板の加工方法
を説明する説明図である。
物の加工方法を説明する説明図、第10図は、本発明のさ
らに他の実施例に係るインペラ付き円板の形状を示す正
面図、第11図は、第10図のインペラ付き円板の加工方法
を説明する説明図である。
第９図に示す実施例では、板状工作物10に予め仕上げ
られた穴P1,P2,P3…に対して、これらを基準に外周形状
を仕上げるもので、板状工作物10の取付け誤差などによ
り、チャッキング直後には、そのまま工作機械本体の数
値制御指令値では加工できない。
られた穴P1,P2,P3…に対して、これらを基準に外周形状
を仕上げるもので、板状工作物10の取付け誤差などによ
り、チャッキング直後には、そのまま工作機械本体の数
値制御指令値では加工できない。
そのため、工作機械本体１に取り付けた工作物位置，
形状計測機能３（第１図参照）により、前記P1,P2,P3の
穴位置を測定し、これより板状工作物10の座標系Ｑ−xy
と工作機械本体の座標系Ｏ−XYとの御差分を、先の第7,
8図の実施例で説明したと同様の方法により求め、この
分の数値制御指令を補正して外形形状を仕上げ加工す
る。
形状計測機能３（第１図参照）により、前記P1,P2,P3の
穴位置を測定し、これより板状工作物10の座標系Ｑ−xy
と工作機械本体の座標系Ｏ−XYとの御差分を、先の第7,
8図の実施例で説明したと同様の方法により求め、この
分の数値制御指令を補正して外形形状を仕上げ加工す
る。
また、第10図に示す工作物11は、円板13上に複数のイ
ンペラ12を形成してなるもので、工作機械本体の座標系
に対し傾いて取り付けられた例である。
ンペラ12を形成してなるもので、工作機械本体の座標系
に対し傾いて取り付けられた例である。
第11図は、第10図の工作物11（インペラ付き円板）
が、工作機械本体の機上に傾いて取り付けられた状態の
座標系と工作物11の側面図を示す。
が、工作機械本体の機上に傾いて取り付けられた状態の
座標系と工作物11の側面図を示す。
先に説明した二次元工作物の加工の場合と同様に、工
作機械本体１の座標系、すなわち３軸の移動方向（x,y,
z）と３軸の回転方向（α，β，γ）の計６軸方向と、
工作物11の座標計（X,Y,Z,α′，β′，γ′）との間に
誤差がある。
作機械本体１の座標系、すなわち３軸の移動方向（x,y,
z）と３軸の回転方向（α，β，γ）の計６軸方向と、
工作物11の座標計（X,Y,Z,α′，β′，γ′）との間に
誤差がある。
この場合も、工作物位置，形状計測機能３を用いて前
記誤差を測定する。工作機械本体１の機上での工作物11
の位置，形状測定結果をもとに、２乗誤差の総和Σεi 2
を最小とする６軸方向の誤差を求め、その後差分だけ数
値制御指令を補正してインペラ12を加工することによ
り、削り残しがなく、取り代をほぼ均等に与えて仕上げ
ることができる。
記誤差を測定する。工作機械本体１の機上での工作物11
の位置，形状測定結果をもとに、２乗誤差の総和Σεi 2
を最小とする６軸方向の誤差を求め、その後差分だけ数
値制御指令を補正してインペラ12を加工することによ
り、削り残しがなく、取り代をほぼ均等に与えて仕上げ
ることができる。
上述の各実施例によれば下記の効果がある。
すなわち、上述のような加工方法をとることにより、 イ．削り残しをなくすことができる、 ロ．取り代を小さくできる、 ハ．イ，ロを結果として、能率よく加工することができ
る、 という効果がある。
る、 という効果がある。
上述の実施例では、工作機械本体の機上での工作物の
位置，形状の計測結果を、数値制御指令補正に用いてい
るが、設計値に基づいた数値制御指令と比較し、これが
許容量を超えている場合には、異種の工作物が入り込ん
だとして加工をスキップさせたり、不良として排除する
か、あるいは大幅なチャック誤差があるとして工作物の
チャッキングのやり直し指令を出すなどして、極端に大
きな切込みを与えることにより工具の折損など異常故障
の障害を未然に防止することもできる。
位置，形状の計測結果を、数値制御指令補正に用いてい
るが、設計値に基づいた数値制御指令と比較し、これが
許容量を超えている場合には、異種の工作物が入り込ん
だとして加工をスキップさせたり、不良として排除する
か、あるいは大幅なチャック誤差があるとして工作物の
チャッキングのやり直し指令を出すなどして、極端に大
きな切込みを与えることにより工具の折損など異常故障
の障害を未然に防止することもできる。
［発明の効果］ 本発明によれば、切削や研削加工、あるいはワイヤカ
ットなどの加工において、取り代を小さくでき、しかも
削り残しや削り過ぎ等による加工品質の劣化がなく、高
い信頼性と加工効率向上を実現することができる効果を
奏する。
ットなどの加工において、取り代を小さくでき、しかも
削り残しや削り過ぎ等による加工品質の劣化がなく、高
い信頼性と加工効率向上を実現することができる効果を
奏する。
第１図は、本発明の基本構成を示すブロック図、第２図
は、本発明の動作手順を示すフローチャート、第３図
は、本発明の一実施例に係る長手方向の寸法を仕上げる
場合の工作物の斜視図、第４図は、第３図の工作物の加
工方法を説明する斜視図、第５図は、本発明の他の実施
例に係る外形形状の加工方法を説明する回転軸の斜視
図、第６図は、第５図に示す加工方法における回転角と
偏位の関係を示す線図、第７図は、本発明のさらに他の
実施例に係る二次元加工工作物の形状を示す正面図、第
８図は、第７図の工作物の加工方法を説明する説明図、
第９図は、本発明のさらに他の実施例に係る板状工作物
のの加工方法を説明する説明図、第10図は、本発明のさ
らに他の実施例に係るインペラ付き円板の形状を示す正
面図、第11図は、第10図のインペラ付き円板の加工方法
を説明する説明図である。 １……工作機械本体、２……数値制御装置、３……工作
物位置，形状計測機能、４……取り代均一化解析機能、
５……工作物、６……回転軸、７……カム、9,11……工
作物、10……板状工作物、12……インペラ、13……円
板。
は、本発明の動作手順を示すフローチャート、第３図
は、本発明の一実施例に係る長手方向の寸法を仕上げる
場合の工作物の斜視図、第４図は、第３図の工作物の加
工方法を説明する斜視図、第５図は、本発明の他の実施
例に係る外形形状の加工方法を説明する回転軸の斜視
図、第６図は、第５図に示す加工方法における回転角と
偏位の関係を示す線図、第７図は、本発明のさらに他の
実施例に係る二次元加工工作物の形状を示す正面図、第
８図は、第７図の工作物の加工方法を説明する説明図、
第９図は、本発明のさらに他の実施例に係る板状工作物
のの加工方法を説明する説明図、第10図は、本発明のさ
らに他の実施例に係るインペラ付き円板の形状を示す正
面図、第11図は、第10図のインペラ付き円板の加工方法
を説明する説明図である。 １……工作機械本体、２……数値制御装置、３……工作
物位置，形状計測機能、４……取り代均一化解析機能、
５……工作物、６……回転軸、７……カム、9,11……工
作物、10……板状工作物、12……インペラ、13……円
板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 15/22 G05B 19/18 G05B 19/4155
Claims (2)
- 【請求項１】３次元形状を有する被加工物を工作機械に
取り付けた際、被加工物の複数の点における６軸方向の
外形形状Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，γ′）を工作機械本
体の６軸座標系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）で測定し、 該測定された被加工物の複数の点における６軸方向の外
形形状Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，γ′）と数値制御デー
タとして与えられる被加工物に対して設定された被加工
物６軸座標系（x,y,z,α，β，γ）における被加工物の
加工後の複数の点における設計外形形状ｆ（x,y,z,α，
β，γ）との間における２乗誤差の総和を求め、該２乗
誤差の総和を最小とする被加工物６軸座標系（x,y,z,
α，β，γ）に対する工作機械本体の６軸座標系（X,Y,
Z,α′，β′，γ′）の６軸方向の誤差と、被加工物に
対する取り代Δとを算出し、 前記数値制御データに対して前記算出された６軸方向の
誤差で補正することによって工作機械本体の６軸座標系
での数値制御データに変換し、該変換された数値制御デ
ータと前記算出された取り代Δとに基いて加工工具と被
加工物との間の送りあるいは切り込みを制御して加工工
具により被加工物を取り代Δで加工することを特徴とす
る工作機械における数値制御加工方法。 - 【請求項２】３次元形状を有する被加工物を工作機械に
取り付けた際、被加工物の複数の点における６軸方向の
外形形状Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，γ′）を工作機械本
体の６軸座標系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）で測定する
測定手段と、 該測定手段で測定された被加工物の複数の点における６
軸方向の外形形状Ｆ′（X,Y,Z,α′，β′，γ′）と数
値制御データとして与えられる被加工物に対して設定さ
れた被加工物６軸座標系（x,y,z,α，β，γ）における
被加工物の加工後の複数の点における設計外形形状ｆ
（x,y,z,α，β，γ）との間における２乗誤差の総和を
求め、該２乗誤差の総和を最小とする被加工物６軸座標
系（x,y,z,α，β，γ）に対する工作機械本体の６軸座
標系（X,Y,Z,α′，β′，γ′）の６軸方向の誤差と、
被加工物に対する取り代Δとを算出する算出手段と、 前記数値制御データに対して前記算出手段で算出された
６軸方向の誤差で補正することによって工作機械本体の
６軸座標系での数値制御データに変換し、該変換された
数値制御データと前記算出手段で算出された取り代Δと
に基いて加工工具と被加工物との間の送りあるいは切り
込みを制御して加工工具により被加工物を取り代Δで加
工する数値制御手段とを備えたことを特徴とする工作機
械における数値制御加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014817A JP3019262B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 工作機械における数値制御加工方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014817A JP3019262B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 工作機械における数値制御加工方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221351A JPH03221351A (ja) | 1991-09-30 |
| JP3019262B2 true JP3019262B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=11871595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014817A Expired - Fee Related JP3019262B2 (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 工作機械における数値制御加工方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019262B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2917316B1 (fr) * | 2007-06-15 | 2010-02-12 | Cmw Construction Mecaniques De | Procede de travail sur site d'une piece de grande dimension avec une machine a architecture parallele |
| CN114799779B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-03-08 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | “a”字型铝合金整体结构梁模锻件数控加工方法及工装 |
| CN115993804B (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-20 | 中科航迈数控软件(深圳)有限公司 | 一种基于数控机床的刀具参数调整方法及相关设备 |
-
1990
- 1990-01-26 JP JP2014817A patent/JP3019262B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03221351A (ja) | 1991-09-30 |
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|---|---|---|---|
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