JP4491681B2 - Positioning control method and positioning control device for rotary table in machine tool - Google Patents

Positioning control method and positioning control device for rotary table in machine tool Download PDF

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Description

本発明は、マシニングセンタ等の工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法および位置決め制御装置に関するものである。   The present invention relates to a rotary table positioning control method and a positioning control apparatus in a machine tool such as a machining center.

従来、工作機械において、ワークを設置したX−YテーブルをX軸方向またはY軸方向に所定距離移動させることにより、微小距離測定器で前記X−Yテーブル上のワークのX軸方向またはY軸方向の傾きを測定し、その測定値を加工を行うためのNC移動速度指令値に加算、減算してNC補正移動速度指令値を算出し、このワークの傾きを考慮に入れて修正したNC補正移動速度指令値にもとづいてX軸駆動モータとY軸駆動モータを駆動して前記X−Yテーブルを移動させ、前記ワークの位置決め精度を保証するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、ベースのX軸案内面上にテーブルをX軸方向に移動位置決め可能に設け、ベースのZ軸案内面上にZ軸方向に移動位置決め可能にコラム設けると共に、前記テーブル上に旋回割出可能に回転テーブルを設け、該回転テーブル上に載置したパレットに取り付けたワークを、前記コラムにY軸方向に移動位置決め可能に設けた主軸ヘッドの主軸に装着した工具によって加工を行う横型マシニングセンタにおいて、前記ベースのX軸案内面に対するテーブルの傾斜を求め、この傾斜にもとづくテーブル上のワークの各制御軸方向における変位を演算し、この変位に応じた補正量にもとづいて補正を行って各制御軸駆動モータを駆動させ、前記ワークの位置決め誤差を補正するようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開平5−318278号公報 特開2001−325012号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, in a machine tool, by moving a XY table on which a workpiece is installed by a predetermined distance in the X-axis direction or the Y-axis direction, the X-axis direction or the Y-axis of the workpiece on the XY table is measured by a minute distance measuring device. Measure the inclination of the direction, add and subtract the measured value to the NC movement speed command value for machining to calculate the NC corrected movement speed command value, and correct the NC correction taking this work inclination into account An apparatus is known in which the X-Y table is moved by driving an X-axis drive motor and a Y-axis drive motor based on a moving speed command value to guarantee the positioning accuracy of the workpiece (for example, a patent) Reference 1).
In addition, the table can be moved and positioned in the X-axis direction on the X-axis guide surface of the base, the column can be moved and positioned in the Z-axis direction on the Z-axis guide surface of the base, and swiveling can be indexed on the table In a horizontal machining center in which a rotary table is provided and a workpiece attached to a pallet placed on the rotary table is processed by a tool attached to a spindle of a spindle head provided on the column so as to be movable in the Y-axis direction. The inclination of the table with respect to the X-axis guide surface of the base is obtained, the displacement of the workpiece on the table based on this inclination is calculated in each control axis direction, and the control axis is corrected based on the correction amount corresponding to the displacement. A drive motor is driven to correct the workpiece positioning error (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-5-318278 JP 2001-325012 A

しかしながら、前者の工作機械においては、単に、X−Yテーブル上のワークの水平面内における傾きにもとづいて該XYテーブルのX,Y軸方向の移動位置を補正するものであるから、前記X−Yテーブル上にB軸回りに回転する回転テーブルが設けられ、該回転テーブル上に取り付けたワークが、前記B軸に対して偏心して取り付けられていたり、回転テーブル上面に対して傾斜して取り付けられていて、前記回転テーブルの旋回割出しによって、ワークの姿勢が複雑に変化する場合には、該ワークの位置決め精度を高精度に保証することができない問題がある。
また、後者の横型マシニングセンタにおいては、回転テーブル上に取り付けたワークの、回転テーブル面に対する傾斜や、B軸の中心からの偏心にもとづく各制御軸方向への変位を補正することについては何ら考慮されていないので、前者の工作機械と同様にワークの位置決め精度を十分に向上させることができない問題があった。
However, in the former machine tool, the movement position in the X and Y axis directions of the XY table is simply corrected based on the inclination of the workpiece on the XY table in the horizontal plane. A rotary table that rotates about the B axis is provided on the table, and the workpiece mounted on the rotary table is mounted eccentrically with respect to the B axis, or is inclined with respect to the upper surface of the rotary table. When the workpiece posture changes in a complicated manner due to the turning index of the rotary table, there is a problem that the positioning accuracy of the workpiece cannot be guaranteed with high accuracy.
In the latter type of horizontal machining center, no consideration is given to correcting the displacement of each workpiece mounted on the rotary table in the direction of each control axis based on the inclination of the workpiece with respect to the rotary table surface and the eccentricity from the center of the B axis. Therefore, there is a problem that the positioning accuracy of the workpiece cannot be sufficiently improved as in the former machine tool.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、回転テーブル上に取り付けたワークを各制御軸方向に高精度に位置決めすることができる工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法および位置決め制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a rotary table positioning control method and a positioning control device in a machine tool capable of positioning a work mounted on the rotary table in each control axis direction with high accuracy. The purpose is to provide.

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項1に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法は、架台上にB軸回りに旋回割出し可能に設けた回転テーブルと、支持部材に支持した主軸ヘッドとを備え、NC装置によって制御軸駆動手段を作動させて、前記回転テーブルをB軸回りに旋回して位置決めし、前記回転テーブルと主軸ヘッドとをX、Y、Z軸方向に相対的に移動させて、前記主軸ヘッドの主軸に装着した工具により前記回転テーブルに固定したワークの加工を行う工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法であって、
前記ワークのB軸からの偏心位置までの偏心量と、該偏心位置のZ軸からの偏り角度αと、前記ワークのB軸に対する傾き角度ωと、該傾き方向のZ軸に対する偏り角度θと、Y軸に対するB軸の傾きによるX軸成分βと、Y軸に対するB軸の傾きによるZ軸成分γとを含む誤差係数を前記NC装置の誤差係数メモリに予め記憶しておき、
NC装置から前記制御軸駆動手段に機械座標入力手段によってY軸の機械座標位置とB軸の機械座標位置が入力されたとき、それらY,B軸の機械座標位置と前記誤差係数とにもとづいてX,Z軸の機械座標位置に対する補正値を求め、この補正値にもとづいて作動指令されたX,Z軸の機械座標位置を修正して制御軸駆動手段を作動させ、
その修正する補正値が変更されたときに現在の前記機械座標位置に対する補正値を新規補正値に代えて補正値データメモリに記憶させることを特徴としている。
The present invention is characterized by the following points in order to solve the above problems.
In other words, the rotary table positioning control method for a machine tool according to claim 1 comprises a rotary table provided on a gantry so as to be capable of turning and indexing about the B axis, and a spindle head supported by a support member, By operating the control shaft driving means, the rotary table is rotated and positioned around the B axis, the rotary table and the spindle head are moved relative to each other in the X, Y, and Z axis directions, and the spindle head A rotary table positioning control method in a machine tool for processing a workpiece fixed to the rotary table by a tool mounted on a spindle,
The amount of eccentricity R of the workpiece from the B axis to the eccentric position, the deviation angle α of the eccentric position from the Z axis, the inclination angle ω of the workpiece with respect to the B axis, and the deviation angle θ of the inclination direction with respect to the Z axis . And an error coefficient including an X-axis component β due to the inclination of the B-axis with respect to the Y-axis and a Z-axis component γ due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis in advance in the error coefficient memory of the NC device,
When the machine coordinate position of the Y axis and the machine coordinate position of the B axis are input from the NC unit to the control axis drive means by the machine coordinate input means , based on the machine coordinate position of the Y and B axes and the error coefficient. X, obtains a correction value for the mechanical coordinate position of Z-axis, X, which is operation command based on the correction value, actuates the control shaft driving means to correct the mechanical coordinate position of Z-axis,
When the correction value to be corrected is changed, the correction value for the current machine coordinate position is stored in the correction value data memory instead of the new correction value.

請求項2に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置は、架台上にB軸回りに旋回割出し可能に設けた回転テーブルと、支持部材に支持した主軸ヘッドとを備え、NC装置によって制御軸駆動手段を作動させて、前記回転テーブルをB軸回りに旋回して位置決めし、前記回転テーブルと主軸ヘッドとをX、Y、Z軸方向に相対的に移動させて、前記主軸ヘッドの主軸に装着した工具により前記回転テーブルに固定したワークの加工を行う工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置であって、
前記NC装置は、前記ワークのB軸からの偏心位置までの偏心量と、該偏心位置のZ軸からの偏り角度αと、前記ワークのB軸に対する傾き角度ωと、該傾き方向のZ軸に対する偏り角度θと、Y軸に対するB軸の傾きによるX軸成分βと、Y軸に対するB軸の傾きによるZ軸成分γとを含む誤差係数を前記NC装置の誤差係数メモリに予め記憶しておき、
NC装置から前記制御軸駆動手段に機械座標入力手段によってY軸の機械座標位置とB軸の機械座標位置が入力されたとき、それらY,B軸の機械座標位置と前記誤差係数とにもとづいてX,Z軸の機械座標位置に対する補正値を求める演算手段と、該補正値にもとづいて前記X,Z軸の機械座標位置にもとづく作動指令値を修正する補正値を前記制御軸駆動手段に出力する補正手段とを備え、
前記誤差係数メモリは、予め、Y軸に対するB軸の傾きのX軸成分とZ軸成分を記憶しておき、これらの軸成分を前記誤差係数に加えて前記X,Z軸の機械座標位置に対する機械固有の補正値を求める機能を備え、
前記補正手段では、前記補正値が変更されたときに現在の前記機械座標位置に対する補正値を新規補正値に代えて補正値データメモリに記憶させていることを特徴としている。
A rotary table positioning control device in a machine tool according to claim 2 comprises a rotary table provided on a gantry so as to be capable of turning and indexing about a B axis, and a spindle head supported by a support member. By actuating the driving means, the rotary table is rotated and positioned around the B axis, and the rotary table and the spindle head are moved relative to each other in the X, Y, and Z axis directions, so that the spindle head has a spindle. A rotary table positioning control device in a machine tool for processing a workpiece fixed to the rotary table by a mounted tool,
The NC device includes an eccentric amount R of the workpiece from the B-axis to an eccentric position, a deviation angle α of the eccentric position from the Z-axis, a tilt angle ω of the workpiece with respect to the B-axis, and a Z in the tilt direction. An error coefficient including a bias angle θ with respect to the axis, an X-axis component β due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis, and a Z-axis component γ due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis is stored in the error coefficient memory of the NC device in advance. And
When the machine coordinate position of the Y axis and the machine coordinate position of the B axis are input from the NC unit to the control axis drive means by the machine coordinate input means , based on the machine coordinate position of the Y and B axes and the error coefficient. X, calculating means for obtaining a correction value for the mechanical coordinate position of Z-axis, the based on the corrected value X, the control shaft driving means a correction value for correcting the operation command value based on the machine coordinate position of Z-axis output Correction means for
The error coefficient memory stores in advance an X-axis component and a Z-axis component of the inclination of the B-axis with respect to the Y-axis, and adds these axis components to the error coefficient with respect to the machine coordinate positions of the X and Z-axes. A function to obtain machine-specific correction values is provided.
The correction means is characterized in that when the correction value is changed , the correction value for the current machine coordinate position is stored in a correction value data memory instead of the new correction value.

本発明の請求項1,に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法および位置決め制御装置によれば、回転テーブルに対するワークの取付位置に位置ずれがあって、該ワークがB軸の回りに振れ回り移動して位置決めされる場合や、回転テーブルに対してワークが傾斜して取り付けられていた場合であっても、それらの位置ずれや傾きによる各制御軸における位置決め誤差を可及的に小さく抑えて、ワークと工具とを所定の加工位置へ相対的に高精度に位置決めすることができる。
架台に対する回転テーブルの組立誤差等によってY軸に対してB軸が傾いている場合であっても、その傾きによる各制御軸における位置決め誤差を確実に低減することができる。
According to the rotary table positioning control method and positioning control apparatus for a machine tool according to claims 1 and 2 of the present invention, there is a displacement in the mounting position of the workpiece with respect to the rotary table, and the workpiece is swung around the B axis. Regardless of whether the workpiece is positioned by turning around or when the workpiece is mounted at an angle with respect to the rotary table, the positioning error in each control axis due to the misalignment or tilt of the workpiece is minimized. Thus, the workpiece and the tool can be relatively accurately positioned to a predetermined processing position.
Even when the B-axis is inclined with respect to the Y-axis due to an assembly error of the rotary table with respect to the gantry, the positioning error in each control axis due to the inclination can be reliably reduced.

以下、本発明の実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置を添付図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置を示す。この工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1は、横型マシニングセンタ等の工作機械2を制御するNC装置の機能の一部として構成されている。
前記工作機械2は、ベッド3上に支持されてX軸サーボモータ4によってX軸方向(図1で紙面に垂直な方向)に移動されるテーブル(架台)5と、前記ベッド3上に支持されてZ軸サーボモータ6によってX軸に直角な軸方向(図1で左右方向)に移動されるコラム(支持部材)7と、該コラム7に支持されY軸サーボモータ8によってX、Z軸に直角なY軸方向(図1で上下方向)に移動される主軸ヘッド9と、前記テーブル5上に支持されてB軸サーボモータ10によって、前記テーブル5の上面における中心に位置し、該上面に垂直なB軸回りに旋回、割出可能な回転テーブル11とを備えている。
Hereinafter, a rotary table positioning control apparatus in a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a rotary table positioning control apparatus in a machine tool according to a first embodiment of the present invention. A rotary table positioning control device 1 in this machine tool is configured as a part of a function of an NC device that controls a machine tool 2 such as a horizontal machining center.
The machine tool 2 is supported on a bed 3 and is supported on the bed 3 by a table 5 that is moved in the X-axis direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) by an X-axis servo motor 4. A column (support member) 7 that is moved by the Z-axis servomotor 6 in the Z- axis direction (left-right direction in FIG. 1) perpendicular to the X-axis, and the X- and Z-axes supported by the column 7 by the Y-axis servomotor 8. Is positioned at the center of the upper surface of the table 5 by a spindle head 9 that is moved in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 1) perpendicular to the table 5, and a B-axis servo motor 10 supported on the table 5. And a turntable 11 that can turn and index around a B axis perpendicular to the axis.

前記回転テーブル11に対して、自動パレット交換装置等(図示せず)により、パレット(図1には図示されていない)に載せたワークWが搬入されて固定され、また、該固定を解除されて搬出されるようになっている。前記主軸ヘッド9に軸回りに回転自在に支持された主軸12が支持され、主軸12に装着した工具によって、前記回転テーブル11上のワークWの加工が行われるようになっている。
前記X,Y,Z,B軸サーボモータ4,8,6,10には、それらを駆動させるサーボアンプを有するX,Y,Z,B軸位置制御回路(制御軸位置制御回路)13が接続されており、該X,Y,Z,B軸位置制御回路13が、前記各軸サーボモータ4,8,6,10に設けたエンコーダ等の位置検出器によって検出された移動位置信号にもとづいて、各軸サーボモータ4,8,6,10をフィードバック制御するようになっている。
前記各軸サーボモータ4,8,6,10と前記X,Y,Z,B軸位置制御回路13とによって、前記回転テーブル11と主軸ヘッド9とを相対的にX,Y,Z軸方向に移動させ、前記回転テーブル11をB軸回りに回転させる制御軸駆動手段を構成している。
A workpiece W placed on a pallet (not shown in FIG. 1) is carried in and fixed to the rotary table 11 by an automatic pallet changer or the like (not shown), and the fixation is released. To be carried out. A spindle 12 supported by the spindle head 9 so as to be rotatable about the axis is supported, and the workpiece W on the rotary table 11 is processed by a tool attached to the spindle 12.
Connected to the X, Y, Z, B axis servo motors 4, 8, 6, 10 are X, Y, Z, B axis position control circuits (control axis position control circuits) 13 having servo amplifiers for driving them. The X, Y, Z, B axis position control circuit 13 is based on a movement position signal detected by a position detector such as an encoder provided in each of the axis servo motors 4, 8, 6, 10. Each axis servo motor 4, 8, 6, 10 is feedback-controlled.
The rotary table 11 and the spindle head 9 are relatively moved in the X, Y, and Z axis directions by the servo motors 4, 8, 6, 10 and the X, Y, Z, B axis position control circuit 13. Control shaft driving means is configured to move and rotate the rotary table 11 about the B axis.

前記位置決め制御装置1は、前記回転テーブル11に載置されたワークWの加工点の位置、すなわち、B軸座標軸(機械座標軸)および前記回転テーブル11の中心(B軸)に原点を有し、B軸方向にY座標軸を沿わせたX,Y,Z座標軸(機械座標軸)にもとづいて、前記ワークWの加工面を指令するB軸の機械座標位置Pbおよび前記主軸12に装着された工具のY軸の機械座標位置Pyを記憶する機械座標位置メモリ14と、前記回転テーブル11の上面に搭載されるワークWの加工精度に誤差を生じさせる誤差要因とその大きさ(以下「誤差係数」と称する)を記憶する誤差係数用データメモリ(誤差係数メモリ)15と、前記機械座標位置メモリ14から前記B軸の機械座標位置PbとY軸の機械座標位置Pyとを読み出す機械座標位置入力手段16と、該機械座標位置入力手段16から入力された各機械座標位置Pb,Pyと前記誤差係数用データメモリ15から読み出した誤差係数にもとづいて、ワークWの加工面における加工位置を指令するX,Y,Z軸の機械座標位置に対する補正値δx,δy,δzを補正プログラムの実行により演算する演算手段17と、該演算手段17が求めた前記補正値(新規補正値)δx,δy,δzを補正値出力手段18を介して入力し、補正値データメモリ19に記憶されている現在のX,Y,Z軸の機械座標位置に対する補正値(現在補正値)に新規補正値δx,δy,δzを加えた値を、X,Y,Z軸の機械座標位置の新たな補正値として前記X,Y,Z,B軸位置制御回路13に出力する補正手段20とを備えている。 The positioning control device 1 has an origin at the position of the machining point of the workpiece W placed on the rotary table 11, that is, the B-axis coordinate axis (machine coordinate axis) and the center (B-axis) of the rotary table 11. Based on the X, Y, and Z coordinate axes (machine coordinate axes) along the Y coordinate axis in the B axis direction, the machine coordinate position Pb of the B axis that commands the machining surface of the workpiece W and the tool mounted on the spindle 12 A machine coordinate position memory 14 that stores the machine coordinate position Py of the Y axis, an error factor that causes an error in machining accuracy of the workpiece W mounted on the upper surface of the rotary table 11, and its magnitude (hereinafter referred to as "error coefficient") the error coefficient data memory (error coefficient memory) 15 for storing a designated), mechanical seat from the machine coordinate position memory 14 reads the machine coordinate position Py of the machine coordinate positions Pb and Y-axis of the B-axis A position input unit 16, the machine coordinate position input means 16 each machine coordinate position Pb which is input from, based on the error coefficient read out from the and Py error coefficient data memory 15, a processing position in the processing surface of the workpiece W Calculation means 17 for calculating correction values δx, δy, and δz for the machine coordinate positions of the commanded X, Y, and Z axes by executing a correction program, and the correction values (new correction values) δx, δy and δz are input via the correction value output means 18, and a new correction value δx is added to the correction value (current correction value) for the current machine coordinate position of the X, Y, and Z axes stored in the correction value data memory 19. , Δy, δz, and a correction means 20 for outputting to the X, Y, Z, B axis position control circuit 13 as a new correction value of the machine coordinate position of the X, Y, Z axis. .

そして、前記X,Y,Z,B軸位置制御回路13は、NC装置の主メモリに記憶された加工プログラムで設定されたX,Y,Z軸の機械座標位置(制御軸位置指令値)eを前記補正値によって補正し、この補正した位置指令値にもとづいて前記X,Y,Z軸サーボモータ4,8,6を駆動させると共に、前記補正値データメモリ19に新規補正値を現在補正値に代えて記憶させるようになっている。
なお、前記機械座標位置メモリ14を設ける代わりに、前記機械座標位置入力手段16がNC装置の主メモリに記憶された加工プログラムに設定された制御軸位置指令値から直接に前記B軸の機械座標位置PbとY軸の機械座標位置Pyを読み出して前記演算手段17に入力するようにしてもよい。
Then, the X, Y, Z, B axis position control circuit 13 is the machine coordinate position (control axis position command value) e of the X, Y, Z axis set by the machining program stored in the main memory of the NC device. Is corrected by the correction value, and the X, Y, Z-axis servomotors 4, 8, and 6 are driven based on the corrected position command value, and a new correction value is stored in the correction value data memory 19 as a current correction value. Instead of memorizing it.
Instead of providing the machine coordinate position memory 14, the machine coordinate position input means 16 directly uses the machine coordinate of the B axis from the control axis position command value set in the machining program stored in the main memory of the NC device. The position Pb and the Y-axis machine coordinate position Py may be read out and input to the calculation means 17.

前記誤差係数用データメモリ15に記憶される誤差係数は、前記回転テーブル11に対する、ワークWを取り付けたパレットの設置誤差等によって特定され、予め個々の機械を検査、測定することによって得られる機械固有の定数値である。
前記誤差係数としては、図2、図3に示すように、前記回転テーブル11の中心位置S1におけるパレットPの上面に原点を有し、該回転テーブル11の上面に垂直な直線(B軸)上にY軸を一致させたX,Y,Z軸の機械座標軸(図2では、前記パレットPの上面の中心位置S2を原点としてX,Y,Z軸の機械座標軸に平行な座標軸をx,y,z座標軸として表示する)を想定した場合、
(1)回転テーブル11に中心位置S1(B軸)に対する前記パレットP(ワークW)の中心位置S2の偏心量(ワークWのB軸からの偏心量)R、
(2)パレットPの中心位置S2の偏心方向(各中心位置S1,S2を結ぶ方向)kのZ座標軸に対する偏り角度α
(3)回転テーブル11の上面(X,Z座標軸を含む平面)に対する前記パレットPの上面の傾き角度、すなわち、B軸に対するパレット上面に垂直な軸(パレット中心軸)pの傾き角度(ワークWのB軸に対する傾き角度)ω、
(4)ワークWのB軸に対する傾き方向の向きを表す角度、すなわち、パレット中心軸pを含みX,Z座標軸を含む平面に垂直な平面fのZ座標軸からの偏り角度θ
(5)Y軸に対するB軸の傾きによるX軸成分β(図3参照)、
(6)Y軸に対するB軸の傾きによるZ軸成分γ(図3参照)
が挙げられる。
The error coefficient stored in the error coefficient data memory 15 is specified by an installation error of a pallet to which the work W is attached with respect to the rotary table 11, and is unique to the machine obtained by inspecting and measuring individual machines in advance. Is a constant value.
As shown in FIGS. 2 and 3, the error coefficient is on a straight line (B axis) having an origin on the upper surface of the pallet P at the center position S <b> 1 of the rotary table 11 and perpendicular to the upper surface of the rotary table 11. X, Y, and Z axis machine coordinate axes (in FIG. 2, coordinate axes parallel to the X, Y, and Z axis machine coordinate axes with the center position S2 on the top surface of the pallet P as the origin). , Z as the coordinate axis)
(1) The eccentric amount of the center position S2 of the pallet P (work W) relative to the center position S1 (B axis) on the rotary table 11 (the eccentric amount of the work W from the B axis) R,
(2) An eccentric angle α 2 with respect to the Z coordinate axis of the eccentric direction of the center position S2 of the pallet P (the direction connecting the center positions S1 and S2) k.
(3) The inclination angle of the upper surface of the pallet P with respect to the upper surface (plane including the X and Z coordinate axes) of the rotary table 11, that is, the inclination angle of the axis (pallet central axis) p perpendicular to the pallet upper surface with respect to the B axis (work W Tilt angle with respect to the B-axis) ω,
(4) An angle representing the direction of the tilt direction with respect to the B axis of the workpiece W, that is, a bias angle θ 2 from the Z coordinate axis of the plane f perpendicular to the plane including the pallet central axis p and including the X and Z coordinate axes,
(5) X-axis component β (see FIG. 3) due to the inclination of the B-axis with respect to the Y-axis,
(6) Z-axis component γ due to the inclination of the B-axis with respect to the Y-axis (see FIG. 3)
Is mentioned.

前記誤差係数R,α,ω,θ,β,γによって、前記回転テーブル11上にパレットPを介して搭載したワークWを加工する際に、X,Y,Z軸方向に生じる位置決め誤差の補正値δx,δy,δzは、
δx=R・sin(α+Pb)+Py・sinω・sin(θ+Pb)+Py・β
δy=Py・sinω≒0
δz=R・cos(α+Pb)+Py・sinω・cos(θ+Pb)+Py・γ
の演算式によって求められる。
したがって、前記ワークWを加工する際に、ワークWの加工面を指定するB軸の機械座標位置Pbと、前記パレットPの上面からの高さを指定するY軸の機械座標位置Pyとが変数として与えられると、前記位置決め誤差の補正値δx,δy,δzが、X,Y,Z軸の各制御軸の位置決め指令値に対する補正値となる。
Using the error coefficients R, α, ω, θ, β, and γ , correction of positioning errors that occur in the X, Y, and Z axis directions when the workpiece W mounted on the rotary table 11 via the pallet P is processed. The values δx, δy, δz are
δx = R · sin (α + Pb) + Py · sinω · sin (θ + Pb) + Py · β
δy = Py · sin 2 ω≈0
δz = R · cos (α + Pb) + Py · sinω · cos (θ + Pb) + Py · γ
It is calculated by the following equation.
Therefore, when machining the workpiece W, the B-axis machine coordinate position Pb for designating the machining surface of the workpiece W and the Y-axis machine coordinate position Py for designating the height from the top surface of the pallet P are variables. , The positioning error correction values δx, δy, and δz are correction values for the positioning command values of the control axes of the X, Y, and Z axes.

次に、上記構成の工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置の作用と共に、本発明の一実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め方法について、ワークにボーリング工具(切削工具)により穴あけ加工を行う例を挙げて説明する。
工作機械2が作動を開始され、前記ワークWを搭載したパレットPが自動パレット交換装置等によって前記回転テーブル11上に搬入されて固定されると、NC装置によって加工プログラムが実行されて、前記機械座標位置メモリ14に記憶されていたワークWの加工面を指定するB軸の機械座標位置Pbとボーリング加工穴のY軸位置を指定するY軸の機械座標位置Pyとを前記機械座標位置入力手段16が読み出して演算手段17に入力する。該演算手段17は、その補正プログラムを起動して、前記誤差係数用データメモリ15から読み出した前記誤差係数R,α,ω,θ,β,γと前記機械座標位置入力手段16から入力されたB軸の機械座標位置PbおよびY軸の機械座標位置Pyとから、前記各演算式にもとづいてX,Y,Z軸の機械座標位置(制御軸位置指令値)に対する補正値δx,δy,δzを演算する。
Next, in addition to the operation of the rotary table positioning control device in the machine tool having the above-described configuration, the rotary table positioning method in the machine tool according to the embodiment of the present invention is used to drill a workpiece with a boring tool (cutting tool). An example will be described.
When the machine tool 2 is activated and the pallet P carrying the workpiece W is loaded onto the rotary table 11 and fixed by an automatic pallet changer or the like, a machining program is executed by the NC unit, and the machine The B-axis machine coordinate position Pb for designating the machining surface of the workpiece W stored in the coordinate position memory 14 and the Y-axis machine coordinate position Py for designating the Y-axis position of the boring hole are the machine coordinate position input means. 16 reads and inputs to the calculation means 17. The calculation means 17 starts the correction program, and is inputted from the error coefficient R, α, ω, θ, β, γ read from the error coefficient data memory 15 and the machine coordinate position input means 16. Correction values δx, δy, δz for the machine coordinate position (control axis position command value) of the X, Y, and Z axes from the machine coordinate position Pb of the B axis and the machine coordinate position Py of the Y axis on the basis of the respective arithmetic expressions. Is calculated.

これらの補正値δx,δy,δzは補正値出力手段18によって補正手段20に出力される。一方、Y軸とB軸の機械座標位置が入力されなければ、補正値δx,δy,δzの変更は無いため、補正値データメモリ19に既に記憶されていた補正値が補正手段20に出力される。補正手段20は、補正値出力手段18または補正値データメモリ19の補正を加えた値を、加工プログラムによって指定されたX,Y,Z軸の機械座標位置にもとづく作動指令を修正する補正値として前記X,Y,Z,B軸位置制御回路13に出力する。これにより、X,Y,Z,B軸位置制御回路13は、加工プログラムによって指定(指令)されたX,Y,Z軸の機械座標値を前記補正値によって修正して、各軸サーボモータ4,8,6をフィードバック制御により作動させるので、前記テーブル5(回転テーブル11)と主軸ヘッド9とが相対的にX,Y軸方向に移動されて、ワークWの加工面における穴あけ位置へ主軸12のボーリング工具が位置決め誤差を低減されて正確に位置決めされる。この位置決めの後、前記テーブル5(回転テーブル11)とコラム7(主軸ヘッド9)とがZ軸方向に相対的に移動されて、主軸12のボーリング工具がワークWに対して穴ぐりが行われる。その場合、ワークWに対する穴ぐりの加工深さが指定されていても、その加工深さにおける位置決め誤差を低減して指定どおりに正確に穴あけ加工が行われる。
なお、前記補正値によって加工プログラム上で指定された軸の機械座標位置が修正されると、前記演算によって求めた新たな補正値δx,δy,δzが現在の補正値に代わって前記補正値データメモリ19に記憶され、以降の補正値の算出の際に使用される。
These correction values δx, δy, δz are output to the correction means 20 by the correction value output means 18. On the other hand, if the Y-axis and B-axis machine coordinate positions are not input, the correction values δx, δy, and δz are not changed, and thus the correction values already stored in the correction value data memory 19 are output to the correction means 20. The Correcting means 20, the correction value to correct the value obtained by adding a correction value of the correction value output means 18 or a correction value data memory 19, X specified by the machining program, Y, the operation command based on the machine coordinate position of Z-axis Is output to the X, Y, Z, B axis position control circuit 13 as follows. Thereby, the X, Y, Z, B axis position control circuit 13 corrects the machine coordinate values of the X, Y, Z axes designated (commanded) by the machining program with the correction values , and each axis servo motor 4 , 8 and 6 are operated by feedback control, so that the table 5 (rotary table 11) and the spindle head 9 are relatively moved in the X and Y axis directions, and the spindle 12 is moved to the drilling position on the machining surface of the workpiece W. The boring tool is accurately positioned with reduced positioning errors. After this positioning, the table 5 (rotary table 11) and the column 7 (spindle head 9) are moved relative to each other in the Z-axis direction, and the boring tool of the spindle 12 drills the workpiece W. . In that case, even if the drilling depth of the workpiece W is specified, the positioning error in the processing depth is reduced, and drilling is performed accurately as specified.
Incidentally, Y is specified on the machining program by the correction value, the machine coordinate position of the B-axis is corrected, the new correction value δx calculated by the calculation, .delta.y, .delta.z said on behalf of the current correction value It is stored in the correction value data memory 19 and used when calculating correction values thereafter.

例えば、ワークWの途中に小径穴がある加工穴を穴ぐりするときや、加工穴が長くて一方向側からだけでは加工ができないときに、B軸の機械座標位置の0度位置で加工穴の半分長だけ加工した後に、回転テーブル11を反転させて、B軸の機械座標位置の180度位置で同じ加工穴を穴ぐり加工(反転加工)する場合、回転テーブル11に対するパレットP(ワークW)の設置誤差により、B軸に対してワークWがX軸方向にδxだけずれている(誤差がある)と、前記ワークWの反転加工時の加工穴の中心位置が前記誤差の2倍だけ大きくなり、加工穴の軸心のずれ量が2δxとなって、軸心を一直線状に正確に一致させた加工穴を加工することができないが、前記工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1および位置決め制御方法によれば、そのような不都合が生じることが無く、高精度な穴加工を行うことができる。 For example, when drilling a machined hole with a small-diameter hole in the middle of the workpiece W, or when the machined hole is long and cannot be machined from only one direction, the machined hole is at the 0-degree position of the B-axis machine coordinate position. When the same machining hole is drilled (reverse machining) at the 180-degree position of the machine coordinate position of the B-axis after the rotary table 11 is reversed, the pallet P (work W If the workpiece W is displaced by δx in the X-axis direction with respect to the B-axis (with an error), the center position of the machining hole when the workpiece W is reversed is only twice the error. The machining hole whose axial center is displaced by 2δx and the machining center whose axis is accurately aligned cannot be machined, but the rotary table positioning control device 1 in the machine tool and Positioning control According to the method, such inconvenience does not occur, and highly accurate drilling can be performed.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Aについて図4、図5を参照して説明する。
この実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Aは、前記工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1が、別途に設けた誤差データ測定手段(図示せず)によって、前記回転テーブル11に対して前記パレット(ワークW)を搭載した場合の取付精度を測定して、その測定結果から前記誤差係数R,α,ω,θ,β,γを求め、それらを予め前記誤差係数用メモリ15に記憶させるようにしたのに対して、図4に示すように、前記誤差係数用メモリ15に接続させた誤差データ測定手段21を備え、該誤差データ測定手段21で前記回転テーブル11に対する前記パレットの取付精度を測定して求めた前記誤差係数R,α,ω,θ,β,γを前記誤差係数用メモリ15に自動的に入力するようにしたものである。その他の構成は前記回転テーブルの位置決め制御装置1と同様であるので、同一の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。なお、図5では工作機械2は図示を省略されている。
Next, a rotary table positioning control device 1A in a machine tool according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The rotary table positioning control device 1A in the machine tool according to this embodiment is configured so that the rotary table positioning control device 1 in the machine tool uses the error data measuring means (not shown) provided separately to the rotary table 11. , The mounting accuracy when the pallet (work W) is mounted is measured, the error coefficients R, α, ω, θ, β, γ are obtained from the measurement results, and these are stored in advance in the error coefficient memory. In contrast, as shown in FIG. 4, an error data measurement unit 21 connected to the error coefficient memory 15 is provided, and the error data measurement unit 21 uses the error data measurement unit 21 to store the rotation table 11. The error coefficients R, α, ω, θ, β, and γ obtained by measuring the mounting accuracy of the pallet are automatically input to the error coefficient memory 15. Since the other configuration is the same as that of the positioning control device 1 for the rotary table, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In FIG. 5, the machine tool 2 is not shown.

前記誤差データ測定手段21は、図5に示すように、前記工作機械2の主軸12に装着して使用するタッチセンサ22aを含む自動計測装置22と、ワーク取付用のパレットPの所定位置に固定する形状測定された基準円筒定規23と、前記自動計測装置22の測定結果にもとづいて誤差係数を演算する誤差演算手段(図示せず)とを備えている。該基準円筒定規23は、基準盤部23aに垂直に一体形成された基準円筒部23bとからなり、該基準円筒部23bの軸心が前記パレットPの中心に一致し、かつパレットPの上面に垂直になるようにして、前記基準盤部23aが前記パレットP上に、位置決め板24a,24bによって位置決め固定されている。   As shown in FIG. 5, the error data measuring means 21 is fixed at a predetermined position on an automatic measuring device 22 including a touch sensor 22a used on the spindle 12 of the machine tool 2 and a pallet P for mounting a workpiece. And a reference cylinder ruler 23 whose shape has been measured, and error calculation means (not shown) for calculating an error coefficient based on the measurement result of the automatic measuring device 22. The reference cylinder ruler 23 includes a reference cylinder portion 23b integrally formed perpendicularly to the reference plate portion 23a. The axis of the reference cylinder portion 23b coincides with the center of the pallet P and is formed on the upper surface of the pallet P. The reference board 23a is positioned and fixed on the pallet P by positioning plates 24a and 24b so as to be vertical.

この実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Aにおいては、前記誤差データ測定手段21によって前記回転テーブル11に対するパレットPの取付精度を測定する場合には、前記基準円筒定規23を固定したパレットPを自動パレット交換装置等によって、工作機械2の回転テーブル11に搬入して固定し、B軸(制御軸)を第1のB軸位置に位置決めした後、主軸12に装着した自動計測装置22のタッチセンサ22aを、前記基準円筒定規23の基準円筒部23bにY軸方向の二位置Yi1,Yi2において接触させて、該Y軸位置Yi1,Yi2と、該Y軸位置に対応するZ軸方向におけるZ軸位置Zi1,Zi2を測定する。これらの測定データを回転テーブル11をB軸回りに旋回させて複数のB軸位置に対して採取する。前記誤差データ測定手段21は前記誤差演算手段(図示せず)が前記測定データにもとづいて所定の演算式により演算して前記誤差係数R,α,ω,θ,β,γを求める。その具体的な方法については、従来知られた手法を用いて行えるので説明を省略する。   In the rotary table positioning control apparatus 1A in the machine tool according to this embodiment, when the accuracy of attaching the pallet P to the rotary table 11 is measured by the error data measuring means 21, the reference cylindrical ruler 23 is fixed. The automatic pallet P is loaded into the rotary table 11 of the machine tool 2 and fixed by an automatic pallet changer or the like, the B axis (control axis) is positioned at the first B axis position, and then mounted on the spindle 12 for automatic measurement. The touch sensor 22a of the device 22 is brought into contact with the reference cylinder portion 23b of the reference cylinder ruler 23 at two positions Yi1 and Yi2 in the Y-axis direction, and the Y-axis positions Yi1 and Yi2 and the Z-axis corresponding to the Y-axis position. The Z-axis positions Zi1 and Zi2 in the axial direction are measured. These measurement data are collected for a plurality of B-axis positions by turning the rotary table 11 about the B-axis. The error data measurement means 21 calculates the error coefficients R, α, ω, θ, β, γ by the error calculation means (not shown) based on the measurement data by a predetermined calculation formula. Since the specific method can be performed using a conventionally known method, description thereof is omitted.

この実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Aおよび位置決め制御方法によれば、工作機械2を使用して前記誤差データ測定手段21によって、パレットPの回転テーブル11に対する設置誤差を測定して前記誤差係数R,α,ω,θ,β,γを容易に求めて、直ちに前記誤差係数用データメモリ15に記憶させることができると共に、ワークWの形状、大きさ等が変わってパレットPが変更されたような場合、前記誤差係数の更新を別途の誤差データ測定手段を用いることなく、速やかに更新処理を行うことができる。   According to the rotary table positioning control apparatus 1A and the positioning control method in the machine tool according to this embodiment, the error data measuring means 21 is used to measure the installation error of the pallet P with respect to the rotary table 11 using the machine tool 2. Thus, the error coefficients R, α, ω, θ, β, and γ can be easily obtained and immediately stored in the error coefficient data memory 15, and the shape, size, etc. of the workpiece W can be changed to change the palette. When P is changed, the error coefficient can be updated quickly without using a separate error data measuring means.

次に、本発明の第3の実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Bについて図6を参照して説明する。
この実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Bは、前記工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1の前記演算手段17に工作物質量入力手段25を接続したものである。その他の構成は前記回転テーブルの位置決め制御装置1と同様であるので、同一の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。なお、図6では工作機械2は図示を省略されている。
前記パレットPに取り付けるワークWの質量が大きい場合、該ワークWの質量の違いにより、機械や地盤の変形が緩やかに変化するので、パレットPの前記回転テーブル11に対する設置状態が変化して、前記誤差係数R,α,ω,θ,β,γに微小な変化を与える。そこで、複数(例えば3種)のワークWの質量W1,W2,W3に関して、前記各誤差係数R,α,ω,θ,β,γに対する補正定数を予め測定して、それらの補正定数に従って補正された各誤差係数(R1,α1,ω1,θ1,β1,γ1)、(R2,α2,ω2,θ2,β2,γ2)、(R3,α3,ω3,θ3,β3,γ3)を、各ワークWの質量W1,W2,W3に対応させて、前記誤差係数用データメモリ15に記憶させておく。
Next, a rotary table positioning control device 1B in a machine tool according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A rotary table positioning control device 1B in a machine tool according to this embodiment is configured by connecting a work material amount input means 25 to the calculation means 17 of the rotary table positioning control device 1 in the machine tool. Since the other configuration is the same as that of the positioning control device 1 for the rotary table, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In FIG. 6, the machine tool 2 is not shown.
When the mass of the workpiece W attached to the pallet P is large, the deformation of the machine and the ground changes gently due to the difference in the mass of the workpiece W, so that the installation state of the pallet P with respect to the rotary table 11 changes, A slight change is given to the error coefficients R, α, ω, θ, β, γ. Therefore, with respect to the masses W1, W2, and W3 of a plurality of (for example, three types) workpieces W, correction constants for the error coefficients R, α, ω, θ, β, and γ are measured in advance, and correction is performed according to these correction constants. The error coefficients (R1, α1, ω1, θ1, β1, γ1), (R2, α2, ω2, θ2, β2, γ2), (R3, α3, ω3, θ3, β3, γ3) The data is stored in the error coefficient data memory 15 in correspondence with the masses W1, W2, and W3 of W.

この実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Bにおいては、工作物質量入力手段25から加工されるワークWの質量が前記演算手段17に入力されると、NC装置に記憶された加工プログラムに従って加工が実行される際、演算手段17が入力されたワークWの質量W1,W2,W3に対応した誤差係数(R1,α1,ω1,θ1,β1,γ1)、(R2,α2,ω2,θ2,β2,γ2)、(R3,α3,ω3,θ3,β3,γ3)を、前記誤差係数用データメモリ15から選択して読み出して、前記補正値δx,δy,δzを演算し、これにもとづいて補正手段20を介して前記X,Y,Z,B軸位置制御回路13が動作されてX,Y,Z軸サーボモータ4,8,6が作動されるので、ワークWが所定位置の加工位置に正確に位置決めされる。 In the rotary table positioning control device 1B in the machine tool according to the present embodiment, when the mass of the workpiece W to be machined is input from the work material amount input means 25 to the calculation means 17, it is stored in the NC apparatus. When machining is executed in accordance with the machining program, error coefficients (R1, α1, ω1, θ1, β1, γ1), (R2, α2, and R2) corresponding to the masses W1, W2, and W3 of the workpiece W input by the computing means 17 (ω2, θ2, β2, γ2), (R3, α3, ω3, θ3, β3, γ3) are selected from the error coefficient data memory 15 and read out to calculate the correction values δx, δy, δz, Based on this, the X, Y, Z, B axis position control circuit 13 is operated via the correcting means 20 and the X, Y, Z axis servo motors 4, 8, 6 are operated. At the machining position It is positioned to Make.

したがって、この実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置1Bおよび位置決め制御方法によれば、工作機械2で重さの異なる複数の重いワークWを加工する場合には、予め、それらのワークWの質量に対応する補正係数により補正された前記各誤差係数R,α,ω,θ,β,γにもとづいて求められた補正値δx,δy,δzによって、加工プログラムで指定されたX,Y,Z軸の機械座標位置が補正されるので、前記回転テーブル11に対するパレットの設置誤差にもとづくワークWの加工位置に対する工具の位置決め誤差を低減することができるのに加えて、ワークWの質量にもとづく回転テーブル11に対するパレットの設置誤差の影響をも排除して、ワークWの加工位置に対する工具の位置決め精度を一層高めることができる。
なお、前記工作物質量入力手段25としては、前記加工プログラムにワークWの質量を設定しておき、これを読み取るようにしてもよく、自動パレット交換装置にロードセルを設置し、パレットPが回転テーブル11に搬入される際、パレットと一緒にワークWの質量を計測するものとしてもよい。
Therefore, according to the positioning control device 1B and the positioning control method for the rotary table in the machine tool according to the present embodiment, when machining a plurality of heavy workpieces W having different weights with the machine tool 2, X specified by the machining program by the correction values δx, δy, δz obtained based on the error coefficients R, α, ω, θ, β, γ corrected by the correction coefficient corresponding to the mass of the workpiece W Since the machine coordinate positions of the Y, Z axes are corrected, the tool positioning error relative to the workpiece W machining position based on the pallet installation error relative to the rotary table 11 can be reduced. Eliminating the influence of pallet installation errors on the turntable 11 based on mass, further increasing the tool positioning accuracy with respect to the workpiece W machining position Can.
The work material amount input means 25 may set the mass of the workpiece W in the machining program and read it. A load cell is installed in the automatic pallet changer, and the pallet P is a rotary table. When being carried into 11, it is good also as what measures the mass of the workpiece | work W with a pallet.

前記のように、実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法は、架台上にB軸回りに旋回割出し可能に設けた回転テーブルと、支持部材に支持した主軸ヘッドとを備え、NC装置によって制御軸駆動手段を作動させて、前記回転テーブルをB軸回りに旋回して位置決めし、前記回転テーブルと主軸ヘッドとをX、Y、Z軸方向に相対的に移動させて、前記主軸ヘッドの主軸に装着した工具により前記回転テーブルに固定したワークの加工を行う工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法であって、
前記ワークのB軸からの偏心位置までの偏心量と、該偏心位置のZ軸からの偏り角度αと、前記ワークのB軸に対する傾き角度ωと、該傾き方向のZ軸に対する偏り角度θと、Y軸に対するB軸の傾きによるX軸成分βと、Y軸に対するB軸の傾きによるZ軸成分γとを含む誤差係数を前記NC装置の誤差係数メモリに予め記憶しておき、
NC装置から前記制御軸駆動手段に機械座標位置入力手段によってY軸の機械座標位置とB軸の機械座標位置が入力されたとき、それらY,B軸の機械座標位置と前記誤差係数とにもとづいてX,Z軸の機械座標位置に対する補正値を求め、この補正値にもとづいて作動指令されたX,Z軸の機械座標位置を修正して制御軸駆動手段を作動させ、
その修正する補正値が変更されたときに現在の前記機械座標位置に対する補正値を新規補正値に代えて補正値データメモリに記憶させる構成とされている。
As described above, the positioning control method of the rotary table in the machine tool according to the embodiment includes the rotary table provided on the gantry so as to be capable of turning and indexing around the B axis, and the spindle head supported by the support member, By operating the control shaft driving means by the NC device, the rotary table is rotated and positioned around the B axis, the rotary table and the spindle head are moved relative to each other in the X, Y and Z axis directions, A rotary table positioning control method in a machine tool for processing a workpiece fixed to the rotary table by a tool attached to a spindle of a spindle head,
The amount of eccentricity R of the workpiece from the B axis to the eccentric position, the deviation angle α of the eccentric position from the Z axis, the inclination angle ω of the workpiece with respect to the B axis, and the deviation angle θ of the inclination direction with respect to the Z axis . And an error coefficient including an X-axis component β due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis and a Z-axis component γ due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis are stored in advance in the error coefficient memory of the NC device,
When the machine coordinate position of the Y axis and the machine coordinate position of the B axis are input from the NC unit to the control axis drive means by the machine coordinate position input means , based on the machine coordinate positions of the Y and B axes and the error coefficient. Te X, obtains a correction value for the mechanical coordinate position of Z-axis, X, which is operation command based on the correction value, actuates the control shaft driving means to correct the mechanical coordinate position of Z-axis,
When the correction value to be corrected is changed, the correction value for the current machine coordinate position is stored in the correction value data memory instead of the new correction value.

また、実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置は、架台上にB軸回りに旋回割出し可能に設けた回転テーブルと、支持部材に支持した主軸ヘッドとを備え、NC装置によって制御軸駆動手段を作動させて、前記回転テーブルをB軸回りに旋回して位置決めし、前記回転テーブルと主軸ヘッドとをX、Y、Z軸方向に相対的に移動させて、前記主軸ヘッドの主軸に装着した工具により前記回転テーブルに固定したワークの加工を行う工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置であって、
前記NC装置は、前記ワークのB軸からの偏心位置までの偏心量と、該偏心位置のZ軸からの偏り角度αと、前記ワークのB軸に対する傾き角度ωと、該傾き方向のZ軸に対する偏り角度θと、Y軸に対するB軸の傾きによるX軸成分βと、Y軸に対するB軸の傾きによるZ軸成分γとを含む誤差係数を前記NC装置の誤差係数メモリに予め記憶しておき、
NC装置から前記制御軸駆動手段に機械座標位置入力手段によってY軸の機械座標位置とB軸の機械座標位置が入力されたとき、それらY,B軸の機械座標位置と前記誤差係数とにもとづいてX,Z軸の機械座標位置に対する補正値を求める演算手段と、該補正値にもとづいて前記X,Z軸の機械座標位置にもとづく作動指令値を修正する補正値を前記制御軸駆動手段に出力する補正手段とを備え、
前記誤差係数メモリは、予め、Y軸に対するB軸の傾きのX軸成分とZ軸成分を記憶しておき、これらの軸成分を前記誤差係数に加えて前記X,Z軸の機械座標位置に対する機械固有の補正値を求める機能を備え、
前記補正手段では、前記補正値が変更されたときに現在の前記機械座標位置に対する補正値を新規補正値に代えて補正値データメモリに記憶させた構成とされている。
In addition, the rotary table positioning control device in the machine tool according to the embodiment includes a rotary table provided on the gantry so as to be capable of turning and indexing around the B axis, and a spindle head supported by a support member. By operating the control shaft driving means, the rotary table is rotated and positioned around the B axis, the rotary table and the spindle head are moved relative to each other in the X, Y, and Z axis directions, and the spindle head A rotary table positioning control device in a machine tool for processing a workpiece fixed to the rotary table by a tool mounted on a spindle,
The NC device includes an eccentric amount R of the workpiece from the B-axis to an eccentric position, a deviation angle α of the eccentric position from the Z-axis, a tilt angle ω of the workpiece with respect to the B-axis, and a Z in the tilt direction. An error coefficient including a bias angle θ with respect to the axis, an X-axis component β due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis, and a Z-axis component γ due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis is stored in the error coefficient memory of the NC device in advance. And
When the machine coordinate position of the Y axis and the machine coordinate position of the B axis are input from the NC unit to the control axis drive means by the machine coordinate position input means , based on the machine coordinate positions of the Y and B axes and the error coefficient. Calculating means for obtaining correction values for the machine coordinate positions of the X and Z axes, and correction values for correcting the operation command values based on the machine coordinate positions of the X and Z axes based on the correction values. Correction means for outputting,
The error coefficient memory stores in advance an X-axis component and a Z-axis component of the inclination of the B-axis with respect to the Y-axis, and adds these axis components to the error coefficient with respect to the machine coordinate positions of the X and Z-axes. A function to obtain machine-specific correction values is provided.
The correction means is configured such that when the correction value is changed , the correction value for the current machine coordinate position is stored in the correction value data memory instead of the new correction value.

したがって、前記実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法および位置決め制御装置1,1A,1Bによれば、回転テーブル11に対するワークWの取付位置に位置ずれがあって、該ワークWがB軸の回りの振れ回り移動して位置決めされる場合や、回転テーブル11に対してワークWが傾斜して取り付けられている場合であっても、それらの位置ずれや傾きによるX,Y,Z軸の各制御軸における位置決め誤差を可及的に小さく抑えて、ワークWと工具とを所定の加工位置へ相対的に高精度に位置決めすることができる。
さらに、テーブル5に対する回転テーブル11の組立誤差等によってY軸に対してB軸が傾いている場合であっても、その傾きによるX,Y,Z軸の各制御軸における位置決め誤差を確実に低減することができる。
Therefore, according to the rotary table positioning control method and the positioning control devices 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B in the machine tool according to the embodiment, there is a displacement in the mounting position of the workpiece W with respect to the rotary table 11, and the workpiece W is Even when positioning is performed by swinging around the B axis, or when the workpiece W is attached to the rotary table 11 in an inclined manner, X, Y, Z due to the positional deviation or inclination thereof. Positioning errors in the control axes of the shafts can be suppressed as small as possible, and the workpiece W and the tool can be relatively accurately positioned to a predetermined machining position.
Further, even when the B axis is inclined with respect to the Y axis due to an assembly error of the rotary table 11 with respect to the table 5, the positioning error in each of the X, Y, and Z control axes due to the inclination is reliably reduced. can do.

なお、前記実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法および位置決め制御装置1においては、回転テーブル11に固定したワークWをB軸の指令で所定の加工面を割り出した後、前記回転テーブル11と主軸ヘッド9とをX,Y軸の指令で相対的に移動して、主軸12のボーリング工具を所定の穴あけ位置に位置決めし、しかる後、主軸12のボーリング工具をZ軸の指令でZ軸方向に移動させることにより、前記ワークWの加工面に所要の穴あけ加工を行う例を示したが、本発明は、このような穴あけ加工に限らず、B軸の指令で所定の加工面を割り出して位置決めされたワークWに対し、X,Y,Z軸の指令で前記主軸ヘッド9をX,Y,Z軸方向に相対的に移動させながら、主軸12の回転工具でワークWの表面を連続的に切削加工するような場合にも同様に適用することができる。
また、本発明を横型のマシニングセンタに適用した例を示したが、本発明は、これに限らず、縦型のマシニングセンタやその他の工作機械においても適用することができる。
In the rotary table positioning control method and the positioning control apparatus 1 in the machine tool according to the above-described embodiment, the workpiece W fixed to the rotary table 11 is indexed to a predetermined machining surface by a B-axis command, and then the rotation is performed. The table 11 and the spindle head 9 are moved relative to each other in accordance with the X and Y axis commands, and the boring tool of the main shaft 12 is positioned at a predetermined drilling position. Thereafter, the boring tool of the main shaft 12 is set according to the Z axis command. Although the example which performs required drilling in the process surface of the said workpiece | work W by moving to a Z-axis direction was shown, this invention is not restricted to such a drilling process, but predetermined | prescribed process surface by the command of B-axis The workpiece W is positioned with the rotary tool of the spindle 12 while the spindle head 9 is relatively moved in the X, Y, and Z axis directions in response to the X, Y, and Z axis commands. It can be similarly applied to a case such as continuous cutting surface.
Moreover, although the example which applied this invention to the horizontal type machining center was shown, this invention is not restricted to this, It can apply also to a vertical type machining center and another machine tool.

本発明の第1の実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the positioning control apparatus of the rotary table in the machine tool which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 回転テーブルに対するパレットの設置誤差を表す誤差係数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the error coefficient showing the installation error of the pallet with respect to a rotary table. 回転テーブルのB軸のY軸に対する傾斜を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the inclination with respect to the Y-axis of the B-axis of a rotary table. 本発明の第2の実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the positioning control apparatus of the rotary table in the machine tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 自動計測装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an automatic measuring device. 本発明の第3の実施の形態に係る工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the positioning control apparatus of the rotary table in the machine tool which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,1B 回転テーブルの位置決め制御装置
2 工作機械
4,6,8,10 X,Z,Y,B軸サーボモータ
5 テーブル(架台)
7 コラム(支持部材)
9 主軸ヘッド
12 主軸
13 X,Z,Y,B軸位置制御回路(制御軸位置制御回路)
14 機械座標位置メモリ
15 誤差係数用データメモリ(誤差係数メモリ)
16 機械座標位置入力手段
17 演算手段
18 補正値出力手段
19 補正値データメモリ
21 誤差データ測定手段
22 自動計測装置
23 基準円筒定規
25 工作物質量入力手段
1, 1A, 1B Rotary table positioning control device 2 Machine tool 4, 6, 8, 10 X, Z, Y, B axis servo motor 5 Table (frame)
7 Column (support member)
9 Spindle head 12 Spindle 13 X, Z, Y, B axis position control circuit (Control axis position control circuit)
14 Machine coordinate position memory 15 Error coefficient data memory (error coefficient memory)
16 Machine coordinate position input means 17 Calculation means 18 Correction value output means 19 Correction value data memory 21 Error data measurement means 22 Automatic measuring device 23 Reference cylinder ruler 25 Work substance amount input means

Claims (2)

架台上にB軸回りに旋回割出し可能に設けた回転テーブルと、支持部材に支持した主軸ヘッドとを備え、NC装置によって制御軸駆動手段を作動させて、前記回転テーブルをB軸回りに旋回して位置決めし、前記回転テーブルと主軸ヘッドとをX、Y、Z軸方向に相対的に移動させて、前記主軸ヘッドの主軸に装着した工具により前記回転テーブルに固定したワークの加工を行う工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法であって、
前記ワークのB軸からの偏心位置までの偏心量と、該偏心位置のZ軸からの偏り角度αと、前記ワークのB軸に対する傾き角度ωと、該傾き方向のZ軸に対する偏り角度θと、Y軸に対するB軸の傾きによるX軸成分βと、Y軸に対するB軸の傾きによるZ軸成分γとを含む誤差係数を前記NC装置の誤差係数メモリに予め記憶しておき、
NC装置から前記制御軸駆動手段に機械座標位置入力手段によってY軸の機械座標位置とB軸の機械座標位置が入力されたとき、それらY,B軸の機械座標位置と前記誤差係数とにもとづいてX,Z軸の機械座標位置に対する補正値を求め、この補正値にもとづいて作動指令されたX,Z軸の機械座標位置を修正して制御軸駆動手段を作動させ、
その修正する補正値が変更されたときに現在の前記機械座標位置に対する補正値を新規補正値に代えて補正値データメモリに記憶させることを特徴とする工作機械における回転テーブルの位置決め制御方法。
A rotary table provided on the gantry so as to be able to turn and index around the B axis, and a spindle head supported by a support member, and the control table drive means is operated by the NC device to turn the rotary table around the B axis. Positioning and moving the rotary table and the spindle head relative to each other in the X, Y, and Z axis directions, and machining the workpiece fixed to the rotary table with a tool attached to the spindle of the spindle head. A rotary table positioning control method in a machine,
The amount of eccentricity R of the workpiece from the B axis to the eccentric position, the deviation angle α of the eccentric position from the Z axis, the inclination angle ω of the workpiece with respect to the B axis, and the deviation angle θ of the inclination direction with respect to the Z axis . And an error coefficient including an X-axis component β due to the inclination of the B-axis with respect to the Y-axis and a Z-axis component γ due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis in advance in the error coefficient memory of the NC device,
When the machine coordinate position of the Y axis and the machine coordinate position of the B axis are input from the NC unit to the control axis drive means by the machine coordinate position input means , based on the machine coordinate positions of the Y and B axes and the error coefficient. Te X, obtains a correction value for the mechanical coordinate position of Z-axis, X, which is operation command based on the correction value, actuates the control shaft driving means to correct the mechanical coordinate position of Z-axis,
A rotation table positioning control method in a machine tool, wherein when a correction value to be corrected is changed, a correction value for the current machine coordinate position is stored in a correction value data memory instead of a new correction value.
架台上にB軸回りに旋回割出し可能に設けた回転テーブルと、支持部材に支持した主軸ヘッドとを備え、NC装置によって制御軸駆動手段を作動させて、前記回転テーブルをB軸回りに旋回して位置決めし、前記回転テーブルと主軸ヘッドとをX、Y、Z軸方向に相対的に移動させて、前記主軸ヘッドの主軸に装着した工具により前記回転テーブルに固定したワークの加工を行う工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置であって、
前記NC装置は、前記ワークのB軸からの偏心位置までの偏心量と、該偏心位置のZ軸からの偏り角度αと、前記ワークのB軸に対する傾き角度ωと、該傾き方向のZ軸に対する偏り角度θと、Y軸に対するB軸の傾きによるX軸成分βと、Y軸に対するB軸の傾きによるZ軸成分γとを含む誤差係数を前記NC装置の誤差係数メモリに予め記憶しておき、
NC装置から前記制御軸駆動手段に機械座標位置入力手段によってY軸の機械座標位置とB軸の機械座標位置が入力されたとき、それらY,B軸の機械座標位置と前記誤差係数とにもとづいてX,Z軸の機械座標位置に対する補正値を求める演算手段と、該補正値にもとづいて前記X,Z軸の機械座標位置にもとづく作動指令値を修正する補正値を前記制御軸駆動手段に出力する補正手段とを備え、
前記誤差係数メモリは、予め、Y軸に対するB軸の傾きのX軸成分とZ軸成分を記憶しておき、これらの軸成分を前記誤差係数に加えて前記X,Z軸の機械座標位置に対する機械固有の補正値を求める機能を備え、
前記補正手段では、前記補正値が変更されたときに現在の前記機械座標位置に対する補正値を新規補正値に代えて補正値データメモリに記憶させていることを特徴とする工作機械における回転テーブルの位置決め制御装置。
A rotary table provided on the gantry so as to be able to turn and index around the B axis, and a spindle head supported by a support member, and the control table drive means is operated by the NC device to turn the rotary table around the B axis. Positioning and moving the rotary table and the spindle head relative to each other in the X, Y, and Z axis directions, and machining the workpiece fixed to the rotary table with a tool attached to the spindle of the spindle head. A rotary table positioning control device in a machine,
The NC device includes an eccentric amount R of the workpiece from the B-axis to an eccentric position, a deviation angle α of the eccentric position from the Z-axis, a tilt angle ω of the workpiece with respect to the B-axis, and a Z in the tilt direction. An error coefficient including a bias angle θ with respect to the axis, an X-axis component β due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis, and a Z-axis component γ due to the inclination of the B-axis relative to the Y-axis is stored in the error coefficient memory of the NC device in advance. And
When the machine coordinate position of the Y axis and the machine coordinate position of the B axis are input from the NC unit to the control axis drive means by the machine coordinate position input means , based on the machine coordinate positions of the Y and B axes and the error coefficient. Calculating means for obtaining correction values for the machine coordinate positions of the X and Z axes, and correction values for correcting the operation command values based on the machine coordinate positions of the X and Z axes based on the correction values. Correction means for outputting,
The error coefficient memory stores in advance an X-axis component and a Z-axis component of the inclination of the B-axis with respect to the Y-axis, and adds these axis components to the error coefficient with respect to the machine coordinate positions of the X and Z-axes. A function to obtain machine-specific correction values is provided.
The correction means stores a correction value for the current machine coordinate position in a correction value data memory instead of a new correction value when the correction value is changed. Positioning control device.
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