JP5517483B2 - Lathe and method of correcting turret position in lathe - Google Patents

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この発明は、高い加工精度を得るために、旋盤の主軸と刃物台の相対位置関係を補正する技術に関するもので、2個以上の刃物台を備えた旋盤における上記技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for correcting the relative positional relationship between a main spindle of a lathe and a tool post in order to obtain high machining accuracy, and to the above technique in a lathe provided with two or more tool rests.

工作機械自体の誤差や変形は、当該工作機械で加工されるワークの加工精度に反映される。工作機械自体の誤差としては、構成部材の加工誤差や組立誤差があり、変形としては、据付面の誤差や自重及び加工反力による弾性変形、寸法や形状の経年変化、熱変形などがある。旋盤は主軸に把持されたワークを当該主軸に対して相対移動する刃物台に装着した工具で加工する工作機械であり、上記誤差や変形が主軸と刃物台の相対位置関係を変化させるときに、当該変形や誤差がワークの加工精度に影響を与える。   Errors and deformations of the machine tool itself are reflected in the machining accuracy of the workpiece machined by the machine tool. As errors of the machine tool itself, there are machining errors and assembly errors of components, and as deformations, there are errors in the installation surface, elastic deformation due to its own weight and processing reaction force, aging of dimensions and shapes, thermal deformation, and the like. A lathe is a machine tool that processes a workpiece gripped by a spindle with a tool mounted on a tool post that moves relative to the spindle, and when the error or deformation changes the relative positional relationship between the spindle and the tool rest, The deformation and error affect the machining accuracy of the workpiece.

ワークの加工精度を上げるためには、工作機械自体の誤差や変形を最小にする必要があるが、これを0にすることは不可能である。そのため、高精度加工を目的とした工作機械は、工作機械自体に誤差や変形があっても、それらが加工精度に反映されないように主軸と刃物台の位置関係を補正する各種の補正手段を備えている。その典型的なものは、工作機械の熱変形を補正する補正手段でベッドや刃物台に温度センサを取り付け、これによって検出される工作機械の各部の温度に基づいて、主軸と刃物台間の位置関係に与える影響を演算や実測値から求め、その影響を打ち消すように刃物台の位置を補正することで、工作機械の熱変形による加工誤差を補正する。   In order to increase the machining accuracy of the workpiece, it is necessary to minimize the error and deformation of the machine tool itself, but it is impossible to make this zero. Therefore, machine tools aimed at high-precision machining are equipped with various correction means that correct the positional relationship between the spindle and the tool post so that errors and deformations in the machine tool itself are not reflected in the machining accuracy. ing. A typical example is a correction means that corrects thermal deformation of the machine tool, and a temperature sensor is attached to the bed or the tool post, and the position between the spindle and the tool post is determined based on the temperature detected by each part of the machine tool. The influence on the relationship is obtained from calculation and actual measurement values, and the machining error due to the thermal deformation of the machine tool is corrected by correcting the position of the tool post so as to cancel the influence.

旋盤では、ワークの加工に際して、刃物台が主軸に対してZ方向(主軸の軸線方向)及びこのZ方向と直交するX方向(工具の切り込み送り方向)に移動する。この移動を案内するガイドに加工誤差や組立誤差があれば、刃物台の位置によって加工誤差が変化する。また、刃物台には自重があり、これを支えている前記ガイドは、ベッド(フレーム)に固定されており、ベッドは、外力(刃物台の自重はベッドに作用する外力である)の大きさやその作用する位置により、異なる形に弾性変形するので、ベッドの弾性変形に起因する加工誤差も刃物台の位置によって変化することとなる。   In the lathe, when machining a workpiece, the tool post moves in the Z direction (axial direction of the spindle) with respect to the spindle and in the X direction (tool cutting feed direction) perpendicular to the Z direction. If there is a processing error or an assembly error in the guide for guiding the movement, the processing error changes depending on the position of the tool post. Further, the tool post has its own weight, and the guide supporting the tool post is fixed to the bed (frame), and the bed has a magnitude of external force (the weight of the tool post is an external force acting on the bed) Depending on the position at which it acts, it is elastically deformed into a different shape, so that the processing error due to the elastic deformation of the bed also changes depending on the position of the tool post.

刃物台の位置に関連付けて、主軸と当該刃物台の位置関係を補正する補正は、ピッチエラー補正と呼ばれており、種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献1では、刃物台を第1の位置にして加工を行ったときの加工誤差と、第1の位置から離れた第2の位置で加工を行ったときの加工誤差とを計測して、この2個の計測値からワークを加工するときの刃物台の位置における誤差を直線補間により求めて、この誤差を打ち消す方向及び量の補正値を当該刃物台の送りモータに与えることにより、刃物台の位置に関連して変化するワーク加工誤差の補正を行う技術が提案されている。   The correction for correcting the positional relationship between the spindle and the tool post in association with the position of the tool post is called pitch error correction, and various techniques have been proposed. For example, in Patent Document 1 below, a machining error when machining is performed with the tool post in the first position and a machining error when machining is performed at a second position away from the first position are measured. Then, an error in the position of the tool post when machining the workpiece is obtained from these two measured values by linear interpolation, and a correction value for the direction and amount to cancel this error is given to the feed motor of the tool post. A technique for correcting a workpiece machining error that changes in relation to the position of the tool post has been proposed.

特開2002−120127号公報JP 2002-120127 A

特許文献1に記載された技術は、刃物台を案内するガイドの狂いによって生ずるワークの加工誤差を補正することを主眼とするもので、刃物台の位置によってベッドの形状が変化するというベッドの弾性変形に起因する加工誤差については考慮されていない。一般にベッドの弾性変形は、熱変形や経年変化に比べて小さく、刃物台の重量などによる弾性変形がワークの加工精度に影響を及ぼさないようにベッドの剛性を十分に高くするという思想が工作機械を設計する上での常識と考えられているからである。   The technique described in Patent Document 1 is mainly intended to correct a workpiece machining error caused by a deviation of a guide that guides the tool post, and the bed elasticity that the shape of the bed changes depending on the position of the tool post. Processing errors due to deformation are not considered. In general, the elastic deformation of the bed is small compared to thermal deformation and secular change, and the idea that the rigidity of the bed is sufficiently high so that the elastic deformation due to the weight of the tool post does not affect the machining accuracy of the workpiece is a machine tool It is because it is considered common sense in designing.

そのため、複数の刃物台を備えた旋盤においても、個々の刃物台について、主としてガイドや送りねじの精度を補正するためのピッチエラー補正は行われているが、複数の刃物台の内の1個の刃物台で行う加工の加工精度が他の刃物台の位置によってどのような影響を受けるかということや、それをどのようにして補正するかということについては、従来殆ど考慮されてこなかった。   Therefore, even in a lathe equipped with a plurality of turrets, pitch error correction is mainly performed for each turret to correct the accuracy of guides and feed screws. Conventionally, little consideration has been given to how the processing accuracy of processing performed with this tool post is affected by the position of other tool post and how to correct it.

一方、旋盤に求められる加工精度の向上、重切削や高速加工の要求に伴う刃物台の大型化、機械の設置面積の低減や価格低減の要求に起因する機械フレームの小型化などが行われている。   On the other hand, improvement of machining accuracy required for lathes, enlargement of the tool post due to demands for heavy cutting and high-speed machining, reduction of machine frame due to demands for reduction of machine installation area and price reduction, etc. Yes.

このような工作機械を取り巻く背景の中で、複数の刃物台を備えた旋盤、特にその複数の刃物台の内の1つが大型の回転工具を取り付けるための刃物台であったり、当該刃物台に装着する工具の交換装置が搭載されている刃物台であったり、大型の工具タレットを搭載した刃物台であったり、大きくオーバーハングした状態でベッドに取り付けられている刃物台であったりしたときに、当該刃物台の位置や移動速度によって他の刃物台に装着した工具による加工の加工誤差が変化することが認められた。   In the background surrounding such machine tools, a lathe equipped with a plurality of turrets, in particular, one of the turrets is a turret for attaching a large rotary tool, When it is a turret with a tool changer to be installed, a turret with a large tool turret, or a turret attached to the bed with a large overhang It has been recognized that the machining error of the machining with the tool mounted on the other tool rest changes depending on the position and moving speed of the tool rest.

そこでこの発明は、複数の刃物台を備えた旋盤において、その内の1個の刃物台に搭載した工具で行った加工に他の刃物台の位置や移動速度に関係する加工誤差が生ずるのを防止することを課題としている。   Therefore, in the present invention, in a lathe equipped with a plurality of turrets, machining errors related to the position and moving speed of other turrets occur in machining performed with a tool mounted on one of the turrets. The challenge is to prevent it.

この発明の刃物台位置の補正方法は、ベッド上を少なくとも互いに直交する2方向に移動位置決めされる少なくとも2個の刃物台4、5を備えた旋盤に適用される刃物台位置の補正方法である。この発明では、2個の刃物台の少なくとも一方の刃物台4の主軸2、3に対する相対位置を、他方の刃物台5の位置情報と当該他方の刃物台5の移動速度情報とに関連して補正する。 The turret position correction method according to the present invention is a turret position correction method applied to a lathe provided with at least two turrets 4 and 5 that are moved and positioned on a bed in at least two directions orthogonal to each other. . In the present invention, the relative position of at least one of the two tool rests 4 with respect to the spindles 2 and 3 is related to the position information of the other tool rest 5 and the moving speed information of the other tool rest 5. to correct.

すなわちこの発明の旋盤は、ベッド上を少なくとも互いに直交する2方向に移動位置決めされる少なくとも2個の刃物台4、5を備え、当該2個の刃物台の一方の刃物台4の主軸2、3との相対位置を、当該2個の刃物台の他方の刃物台5の位置情報と当該他方の刃物台5の移動速度情報とに関連して補正する位置補正手段を備えている。 That is, the lathe according to the present invention includes at least two tool rests 4 and 5 that are moved and positioned on the bed in at least two directions orthogonal to each other, and the spindles 2 and 3 of one of the two tool rests 4 are provided. Is corrected in relation to position information of the other tool rest 5 of the two tool rests and movement speed information of the other tool rest 5 .

この発明の旋盤における前記位置補正手段は、各刃物台4、5の各所定位置毎に、一方(自分自身)及び他方の刃物台に与えるべき補正値を登録したテーブルを含むデータベース14と、各刃物台4、5の位置情報ないし移動先情報を受取って当該位置ないし移動先の位置に対応する前記テーブル上の位置から補正値を読み取って必要な補間演算をし更に所定の変化率で補正値を変化させながら出力する補正値出力手段15と、出力された補正値を用いて現に加工を行っている刃物台の移動位置の基準となる座標原点をシフトさせる座標原点シフト手段13とで構成することができる。   The position correcting means in the lathe of the present invention includes a database 14 including a table in which correction values to be given to one (self) and the other tool rest are registered for each predetermined position of each tool rest 4 and 5; The position information or the movement destination information of the tool rests 4 and 5 is received, the correction value is read from the position on the table corresponding to the position or the movement destination position, the necessary interpolation calculation is performed, and the correction value is further corrected at a predetermined change rate. Correction value output means 15 for outputting while changing the angle, and coordinate origin shift means 13 for shifting the coordinate origin serving as a reference for the moving position of the tool post that is currently being processed using the output correction value. be able to.

各刃物台の移動速度情報にも基づく補正は、上記データベース14を、各刃物台の各所定移動速度毎に、一方(自分自身)及び他方の刃物台に与えるべき補正値を登録したテーブルを含んだデータベースとすることもできるが、位置情報に基づいて求めた補正値を速度情報に基づいて増減するという方法で補正を行うのが簡便である。 Also based Dzu rather correction to each tool rest in the moving speed information, the database 14, for each predetermined speed of movement of the tool rest, on the other hand has registered the correction value to be given to the (itself) and the other tool rest Although it may be a database including a table, it is convenient to perform correction by a method of increasing or decreasing a correction value obtained based on position information based on speed information.

すなわち、データベース14に、各刃物台4、5の所定の複数の各移動速度毎に、補正対象となる刃物台に与える補正値を増減させる増減データを登録した第2のテーブルを含ませ、補正値出力手段15を、各刃物台の移動速度情報を受取って当該移動速度情報に対応する増減データを前記第2のテーブルから読取って、当該増減データで位置情報から求めた補正値を増減させる構成とする。   That is, the database 14 includes a second table in which increase / decrease data for increasing / decreasing the correction value to be applied to the tool post to be corrected is included for each of a plurality of predetermined moving speeds of the tool rests 4 and 5. The value output means 15 receives the moving speed information of each tool post, reads the increase / decrease data corresponding to the moving speed information from the second table, and increases / decreases the correction value obtained from the position information with the increase / decrease data. And

ベッド上を移動する主軸3を備えた旋盤においては、当該主軸の位置及び移動速度が前記一方の刃物台に搭載した工具で行う加工の加工精度に影響を及ぼすことがあり得る。このような場合には、当該移動する主軸の主軸台31を他方の刃物台とみなして上記方法を適用することができる。   In a lathe equipped with a main spindle 3 that moves on a bed, the position and moving speed of the main spindle may affect the processing accuracy of processing performed by a tool mounted on the one tool post. In such a case, the above method can be applied by regarding the head stock 31 of the moving spindle as the other tool rest.

また、上記他方の刃物台5の重量に比べて、当該刃物台に装着される工具重量の割合が大きいときは、当該刃物台にどの工具が装着されているかにより、補正値を変更するのが望ましい。この補正値の変更は、前述した刃物台の移動速度による補正値の変更と同様な手段、すなわち、装着される工具の重量に応じて補正値を増減させる増減データを登録した第3のテーブルを設けて補正値を増減するという手段で行うのが、制御手続を簡易化して制御のレスポンスを向上させる点で好ましい。   Further, when the ratio of the weight of the tool attached to the tool post is larger than the weight of the other tool post 5, the correction value may be changed depending on which tool is attached to the tool post. desirable. The change of the correction value is the same means as the change of the correction value based on the moving speed of the tool post described above, that is, the third table in which increase / decrease data for increasing / decreasing the correction value according to the weight of the tool to be mounted is registered. This is preferably performed by means of increasing and decreasing the correction value in terms of simplifying the control procedure and improving the control response.

なお、他方の刃物台にどの工具が装着されたかは、旋盤の制御器に登録されているツールデータと直前に行われた工具交換で、どの工具が装着されたかにより、位置補正手段に自動的に認識させることができる。手動で工具交換を行った場合など、上記の自動認識ができないときは、手作業で工具の種類ないし工具の重量を入力して認識させる。   Note that which tool is mounted on the other tool post automatically depends on the tool data registered in the lathe controller and the tool change performed immediately before, which is automatically applied to the position correction means. Can be recognized. When the above automatic recognition cannot be performed, such as when the tool is changed manually, the type of tool or the weight of the tool is manually input for recognition.

この発明により、刃物台の位置や速度によって工作機械自体が弾性変形することにより生ずる加工誤差が補正され、より高い精度で加工を行うことが可能になる。特に、大型の回転工具が装着される刃物台を備えた複合旋盤における加工精度の向上に有効である。   According to the present invention, machining errors caused by elastic deformation of the machine tool itself depending on the position and speed of the tool post are corrected, and machining can be performed with higher accuracy. In particular, it is effective in improving machining accuracy in a composite lathe equipped with a tool post on which a large rotating tool is mounted.

この発明に係る旋盤の要部を示したブロック図The block diagram which showed the principal part of the lathe concerning this invention 図1の旋盤における補正手続の全体の流れを示すフローチャートFlowchart showing the overall flow of the correction procedure in the lathe of FIG.

次に図面を参照して、この発明の具体的な実施形態を説明する。図1は、この発明に係る2主軸対向旋盤の一例を示したブロック図である。図の2主軸対向旋盤は、ベッドに固定された主軸台に軸支された左主軸2と、左主軸2と同一主軸軸線a上で対向するようにベッドに主軸軸線方向に移動位置決め自在に装着した主軸台に軸支された右主軸3と、Z方向及びX方向にそれぞれ独立して位置決めされる第1と第2の刃物台4、5を備えている。第1の刃物台4と第2の刃物台5は、主軸軸線aを挟んで対向配置されている。   Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a two-spindle opposed lathe according to the present invention. The two-spindle counter lathe in the figure is mounted on the bed so that it can be moved and positioned in the direction of the main axis so that it is opposed to the left main axis 2 on the same main axis axis a as the left main axis 2 and is supported on a main spindle fixed to the bed. The right main spindle 3 supported by the main spindle and the first and second tool rests 4 and 5 positioned independently in the Z direction and the X direction, respectively. The first tool post 4 and the second tool post 5 are disposed to face each other with the spindle axis a interposed therebetween.

第1刃物台4は、ベッドにZ方向にして装架された第1Z送りねじ41に螺合する第1Z移動台(図示せず)に搭載され、第1Z送りねじ41を正逆転駆動する第1Z送りモータ42によってそのZ方向の移動位置が設定される。また、第1刃物台4は、前記第1Z移動台にX方向にして装架された第1X送りねじ43に螺合して、この第1X送りねじ43を正逆転駆動する第1X送りモータ44によってそのX方向の移動位置が設定される。   The first tool post 4 is mounted on a first Z moving table (not shown) that is screwed into a first Z feed screw 41 that is mounted on the bed in the Z direction. The first tool post 4 drives the first Z feed screw 41 forward and backward. The movement position in the Z direction is set by the 1Z feed motor 42. Further, the first tool post 4 is screwed into a first X feed screw 43 mounted in the X direction on the first Z moving table, and a first X feed motor 44 for driving the first X feed screw 43 in the forward and reverse directions. To set the movement position in the X direction.

第2刃物台5は、ベッドにZ方向にして装架された第2Z送りねじ51に螺合する第2Z移動台(図示せず)に搭載され、第2Z送りねじ51を正逆転駆動する第2Z送りモータ52によってそのZ方向の移動位置が設定される。また、第2刃物台5は、前記第2Z移動台にX方向にして装架された第2X送りねじ53に螺合して、この第2X送りねじ53を正逆転駆動する第2X送りモータ54によってそのX方向の移動位置が設定される。   The second tool post 5 is mounted on a second Z moving base (not shown) that is screwed into a second Z feed screw 51 mounted on the bed in the Z direction, and drives the second Z feed screw 51 forward and backward. The movement position in the Z direction is set by the 2Z feed motor 52. Further, the second tool post 5 is screwed into a second X feed screw 53 mounted in the X direction on the second Z moving table, and a second X feed motor 54 for driving the second X feed screw 53 forward and backward. To set the movement position in the X direction.

右主軸3の主軸台31は、ベッドにZ方向にして装架された主軸送りねじ32に螺合して、この主軸送りねじ32を正逆転駆動する主軸送りモータ33により、Z方向に移動位置決めされる。   The headstock 31 of the right spindle 3 is moved and positioned in the Z direction by a spindle feed motor 33 that is screwed into a spindle feed screw 32 mounted on the bed in the Z direction and drives the spindle feed screw 32 forward and backward. Is done.

第1刃物台4には、主軸軸線a側に向けて第1工具45が装着されている。第2刃物台5には、主軸軸線a側に向けて第2工具55が装着されている。図には示してないが、例えば第1刃物台4には、工具交換装置が搭載されて、当該工具交換装置により、図示しない工具マガジンに収容した工具の1つが第1工具45として適時交換して装着される。また、例えば第2工具55は、第2刃物台5に搭載した図示しない工具タレットを介して第2刃物台5に装着されている。第1刃物台4及び第2刃物台5は、前記Z及びX方向と直交するY方向にも移動位置決めされる刃物台とすることができるが、通常、Z方向やX方向の移動量に比べてY方向の移動量は小さいので、刃物台4、5のY方向の移動位置による補正は、この実施例の旋盤では行っていない。   A first tool 45 is mounted on the first tool post 4 toward the spindle axis a side. A second tool 55 is mounted on the second tool post 5 toward the spindle axis a side. Although not shown in the drawing, for example, a tool changer is mounted on the first tool post 4, and one of the tools accommodated in a tool magazine (not shown) is changed as the first tool 45 by the tool changer in a timely manner. Is attached. Further, for example, the second tool 55 is mounted on the second tool post 5 via a tool turret (not shown) mounted on the second tool post 5. The first turret 4 and the second turret 5 can be turrets that are also moved and positioned in the Y direction perpendicular to the Z and X directions. Since the amount of movement in the Y direction is small, the lathe according to this embodiment does not perform correction based on the movement position of the tool rests 4 and 5 in the Y direction.

送りモータ42、44、52、54及び33は、旋盤の制御器11のNC制御部12に登録されて実行されている加工プログラムにより、その回転方向と回転速度が制御されている。NC制御部12から指令される各刃物台4、5の位置は、それぞれの刃物台について設定された座標46、56の座標原点oからの距離によって設定される。なお、図の座標46、56は、座標軸の方向を示したもので、座標の原点位置を示したものではない。   The feed motors 42, 44, 52, 54 and 33 have their rotational directions and rotational speeds controlled by machining programs registered and executed in the NC controller 12 of the lathe controller 11. The positions of the respective tool rests 4 and 5 instructed from the NC control unit 12 are set by the distances from the coordinate origin o of the coordinates 46 and 56 set for the respective tool rests. The coordinates 46 and 56 in the figure indicate the directions of the coordinate axes, and do not indicate the origin positions of the coordinates.

ワークの加工形状は、各刃物台4、5に装着された工具45、55の刃先と当該刃物台と協働してワークを加工する主軸2、3の相対位置関係で決定されるところ、各刃物台4、5に対する工具45、55の刃先の位置は、工具毎に異なっている。そこで、NC制御部12に、加工に使用する工具の刃先と刃物台(実際には刃物台の工具装着部)との位置関係を含むツールデータを登録して、工具の交換やタレットの割出角が変更される毎に、当該ツールデータに基づいて、NC制御部から出力される刃物台の位置が工具刃先の位置と対応する位置となるように、NC制御部の座標原点シフト手段13が、それぞれの刃物台の移動位置の原点となる座標原点を移動(シフト)させている。   The machining shape of the workpiece is determined by the relative positional relationship between the cutting edges of the tools 45 and 55 mounted on the respective tool rests 4 and 5 and the spindles 2 and 3 that work the workpiece in cooperation with the tool rest. The positions of the cutting edges of the tools 45 and 55 with respect to the tool rests 4 and 5 are different for each tool. Therefore, tool data including the positional relationship between the cutting edge of the tool used for machining and the tool post (actually the tool mounting part of the tool post) is registered in the NC control unit 12 to replace the tool and index the turret. Each time the angle is changed, the coordinate origin shift means 13 of the NC control unit 13 makes the turret position output from the NC control unit a position corresponding to the position of the tool cutting edge based on the tool data. The coordinate origin that is the origin of the movement position of each tool post is moved (shifted).

旋盤の制御器11には、補正量データベース14と補正プログラム(補正値出力手段)15が登録され、補正プログラム15は、NC制御部12から刃物台4、5の座標情報と移動速度情報を受け取り、補正情報をNC制御部12に出力する。また、補正プログラム15は、受け取った座標情報及び速度情報に基づいて、補正量データベース14を検索し、データベースに登録されている補正ないし増減データを受け取る。 A correction amount database 14 and a correction program (correction value output means) 15 are registered in the lathe controller 11, and the correction program 15 receives coordinate information and moving speed information of the tool rests 4 and 5 from the NC control unit 12. The correction information is output to the NC control unit 12. The correction program 15 searches the correction amount database 14 based on the received coordinate information and speed information, and receives correction values or increase / decrease data registered in the database.

補正量データベース14に登録するテーブルの例が表1〜表5に示されている。   Tables 1 to 5 show examples of tables registered in the correction amount database 14.

Figure 0005517483
Figure 0005517483

Figure 0005517483
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表1と表2は、第1刃物台4に装着した工具で左主軸2に把持されたワークを加工するときに用いるテーブルである。表1には、自分自身の位置(座標)に対する第1刃物台4(自分自身)のX座標の補正量が、第1刃物台4がZ方向に−400〜400mmの範囲で、かつX方向に−200〜200mmの範囲で動いたときの、100mm毎の位置における第1刃物台4のX座標の補正量が、ミクロン単位で登録されている。また、表2には、第2刃物台5の位置(座標)に対する第1刃物台4のX座標の補正量が、第2刃物台5がZ方向に−400〜400mmの範囲で、かつX方向に−200〜200mmの範囲で動いたときの、100mm毎の位置における第1刃物台4のX座標の補正量が、ミクロン単位で登録されている。なお表2及び表4の「・・・」と記した欄は、数値の記載を省略した欄で、実際には何らかの数値が登録される。   Tables 1 and 2 are tables used when machining a work gripped by the left main spindle 2 with a tool mounted on the first tool post 4. Table 1 shows that the correction amount of the X coordinate of the first tool post 4 (self) with respect to its own position (coordinates) is such that the first tool post 4 is in the range of −400 to 400 mm in the Z direction and the X direction. In addition, the correction amount of the X coordinate of the first tool rest 4 at the position of every 100 mm when moving in the range of −200 to 200 mm is registered in units of microns. Table 2 also shows that the correction amount of the X coordinate of the first tool post 4 relative to the position (coordinates) of the second tool post 5 is in the range of −400 to 400 mm in the second tool post 5 in the Z direction, and X The correction amount of the X coordinate of the first tool post 4 at the position of every 100 mm when moving in the range of −200 to 200 mm in the direction is registered in units of microns. In addition, the column marked with “...” In Tables 2 and 4 is a column in which the numerical value is omitted, and some numeric value is actually registered.

Figure 0005517483
Figure 0005517483

Figure 0005517483
表3と表4は、第1刃物台4に装着した工具で右主軸3に把持されたワークを加工するときに用いるテーブルである。表3には、自分自身の位置(座標)に対する第1刃物台4(自分自身)のX座標の補正量が、第1刃物台4がZ方向に−400〜400mmの範囲で、かつX方向に−200〜200mmの範囲で動いたときの、100mm毎の位置における第1刃物台4のX座標の補正量が、ミクロン単位で登録されている。また、表4には、第2刃物台5の位置(座標)に対する第1刃物台4のX座標の補正量が、第2刃物台5がZ方向に−400〜400mmの範囲で、かつX方向に−200〜200mmの範囲で動いたときの、100mm毎の位置における第1刃物台4のX座標の補正量が、ミクロン単位で登録されている。
Figure 0005517483
Tables 3 and 4 are tables used when machining a work gripped by the right main spindle 3 with a tool mounted on the first tool post 4. Table 3 shows that the correction amount of the X coordinate of the first tool post 4 (self) relative to its own position (coordinates) is such that the first tool post 4 is in the range of −400 to 400 mm in the Z direction and the X direction. In addition, the correction amount of the X coordinate of the first tool rest 4 at the position of every 100 mm when moving in the range of −200 to 200 mm is registered in units of microns. Table 4 also shows that the correction amount of the X coordinate of the first tool rest 4 with respect to the position (coordinates) of the second tool rest 5 is in the range of −400 to 400 mm in the second tool rest 5 in the Z direction, and X The correction amount of the X coordinate of the first tool post 4 at the position of every 100 mm when moving in the range of −200 to 200 mm in the direction is registered in units of microns.

Figure 0005517483
表5は、各刃物台の移動速度による補正量の重み付けを登録したテーブルで、適宜設定した速度毎に補正量に与える重み付けが%表示で登録されている。登録された補正量の値は、個々の機械について実際に加工したワークの寸法を計測することによって得られた値である。
Figure 0005517483
Table 5 is a table in which weights of correction amounts according to the moving speeds of the respective tool rests are registered. Weights to be given to the correction amounts for each appropriately set speed are registered in%. The registered correction value is a value obtained by measuring the dimensions of the workpiece actually processed for each machine.

表1〜5は、第1刃物台4に対する補正量を登録したテーブルである。第2刃物台5に搭載した工具でワークを加工するときにも同様な補正が必要であれば、第2刃物台5のX方向の位置を補正するための表1〜5と同様なテーブルを登録する。刃物台が3個以上あって、第3刃物台や第4刃物台についても同様な補正を行うのであれば、それらの刃物台についても表1〜表5と同様なテーブルを登録する。   Tables 1 to 5 are tables in which correction amounts for the first tool rest 4 are registered. If a similar correction is necessary when machining a workpiece with a tool mounted on the second tool post 5, a table similar to Tables 1 to 5 for correcting the position of the second tool post 5 in the X direction is used. sign up. If there are three or more tool rests and the same correction is performed for the third tool rest and the fourth tool rest, the same tables as those in Tables 1 to 5 are registered for these tool rests.

補正プログラム15は、NC制御部12から与えられる各刃物台4、5の位置情報と移動速度情報からワークの加工を現に行っている刃物台に対する補正量を演算する。例えば第1刃物台4がZ=−300mm、X=−100mmの位置で左主軸に把持されたワークを加工しており、第2刃物台がZ=300mm、X=−200mmの位置にあり、第1刃物台4の移動速度が3000mm/minであり、第2刃物台5が停止しているときの、第1刃物台4の補正量は、表1から第1刃物台4の位置に基づく補正量が8ミクロン、表2から第2刃物台5の位置に基づく補正量が3ミクロン、表5から第1刃物台の移動速度に基づく重み付けが80%、第2刃物台の移動速度に基づく重み付けが100%であるから、8×0.8+3×1=9.4ミクロンの座標シフト信号がNC制御部12に出力される。NC制御部12はこの信号を受けて第1刃物台4の移動基準となる座標oの原点をX方向に9.4ミクロンシフトさせる。   The correction program 15 calculates a correction amount for the tool rest that is currently processing the workpiece from the position information and the moving speed information of the tool rests 4 and 5 given from the NC control unit 12. For example, the first tool post 4 is machining a workpiece gripped by the left main spindle at a position of Z = −300 mm and X = −100 mm, and the second tool post is at a position of Z = 300 mm and X = −200 mm. The correction amount of the first tool post 4 when the moving speed of the first tool post 4 is 3000 mm / min and the second tool post 5 is stopped is based on the position of the first tool post 4 from Table 1. The correction amount is 8 microns, the correction amount based on the position of the second turret 5 from Table 2 is 3 microns, the weight based on the movement speed of the first turret is 80% from Table 5, and is based on the movement speed of the second turret. Since the weighting is 100%, a coordinate shift signal of 8 × 0.8 + 3 × 1 = 9.4 microns is output to the NC control unit 12. Upon receiving this signal, the NC control unit 12 shifts the origin of the coordinate o serving as the movement reference of the first tool rest 4 in the X direction by 9.4 microns.

刃物台がテーブルに登録された位置の中間の位置にあるときは、その位置を登録されている座標に近似して補正量を求めるか、補間演算によって求める方法が有効である。ここで近似するとは、例えば表1のZ座標−300mm、X座標−100mmの欄を、Z座標−350〜−250mm、X座標−150〜−50mmの範囲にあるときの補正量とみなして8を補正量とするなどである。表5についても同様に、速度2000〜4000mm/minの範囲のものについて、速度が3000mm/minの重み付け量80%を用いるのである。   When the tool post is at a position intermediate between the positions registered in the table, it is effective to obtain the correction amount by approximating the position to the registered coordinates, or to obtain the correction amount by interpolation. The approximation here is, for example, that the columns of Z coordinate −300 mm and X coordinate −100 mm in Table 1 are regarded as correction amounts when they are in the ranges of Z coordinate −350 to −250 mm and X coordinate −150 to −50 mm. Is the correction amount. Similarly, in Table 5, a weighting amount of 80% with a speed of 3000 mm / min is used for a speed in the range of 2000 to 4000 mm / min.

補間する場合は、例えば第1刃物台のZ座標が−250mm、X座標が−50mmであれば、表1のX=−100で、Z=−300と−200の中間の7.5を読み、X=0で、Z=−300と−200の中間の5.5を読み、7.5と5.5の中間の6.5とするなどである。   When interpolating, for example, if the Z coordinate of the first tool post is −250 mm and the X coordinate is −50 mm, X = −100 in Table 1 and 7.5 between Z = −300 and −200 are read. , X = 0, Z = 5.5 in the middle of −300 and −200, and 6.5 in the middle of 7.5 and 5.5.

表2〜表4及び表5についても同様に、位置や速度をテーブルに登録されている値に近似するか、あるいは上記のような補間演算でNC制御部12に与える座標のシフト値を求める。   Similarly, in Tables 2 to 4 and 5, the position or velocity is approximated to the value registered in the table, or the coordinate shift value to be given to the NC control unit 12 is obtained by the interpolation operation as described above.

刃物台の位置や速度を補正量テーブルに登録された値に近似して補正量を求めた場合は、登録された位置や速度の中間の位置で補正量がミクロン単位で変化することとなる。例えば、表1のテーブルの登録値を用いて第1刃物台4の位置の補正を行っているときに、X=−100mmの位置でZ方向に250mmの位置を通過すると補正量が1ミクロン変化する。この補正量をそのままNC制御部に与えると、Z=250mmの位置でワークに条痕が発生する危険がある。この条痕を避けるためには、補正量が階段状に変化したとき、その変化量を刃物台の移動距離に対応する予め定めた変化率で徐々に変化させながら新しい補正量に設定されるようにする。   When the correction amount is obtained by approximating the position and speed of the tool post to the values registered in the correction amount table, the correction amount changes in units of microns at the intermediate position between the registered position and speed. For example, when the position of the first tool post 4 is corrected using the registered values in the table of Table 1, the correction amount changes by 1 micron when passing through a position of 250 mm in the Z direction at a position of X = −100 mm. To do. If this correction amount is applied to the NC control unit as it is, there is a risk that a streak will occur on the workpiece at a position of Z = 250 mm. In order to avoid this streak, when the correction amount changes stepwise, a new correction amount is set while gradually changing the change amount at a predetermined change rate corresponding to the moving distance of the tool post. To.

補正量を補間によって求めるときは、このような配慮は不要と考えられるが、何らかの原因で補正量が急激に変化したときのために、許容する最大の変化率を設定して、テーブルから求めた変化率がこの変化率を越えたときに登録された最大の変化率で補正量を変化させるようにするのが望ましい。   When calculating the correction amount by interpolation, this kind of consideration is considered unnecessary, but in case the correction amount suddenly changed for some reason, the maximum allowable rate of change was set and calculated from the table. It is desirable to change the correction amount at the maximum registered change rate when the change rate exceeds this change rate.

図2は、補正プログラム15内で行われる全体の制御を示したフローチャートである。補正プログラム15は、まず、NC制御部12から第1刃物台及び第2刃物台の位置と移動速度を読み込む(ステップ101、102)。次に第1刃物台に対する補正か第2刃物台に対する補正かを判定し(第1刃物台と第2刃物台が共に加工を行っているときは、この判定が交互に行われるようにする)、それぞれの刃物台について、右主軸のワークを加工中か、あるいは左主軸のワークを加工中かを判定して(ステップ103、104)、ステップ105、106、107、108で前述したような手続で補正量を読み取る。   FIG. 2 is a flowchart showing overall control performed in the correction program 15. First, the correction program 15 reads the positions and movement speeds of the first tool post and the second tool post from the NC control unit 12 (steps 101 and 102). Next, it is determined whether the correction is for the first turret or the second turret (when both the first turret and the second turret are machining, this determination is performed alternately). For each turret, it is determined whether the right spindle work is being processed or the left spindle work is being processed (steps 103 and 104), and the procedure as described above in steps 105, 106, 107, and 108 is performed. Read the correction amount with.

ここで表1と表2は、ステップ105で用いる補正量テーブル、表3、4はステップ106で用いる補正量テーブルであり、ステップ107、108で用いる補正量テーブルは、表1〜表5を参照すれば自明であるので、省略されている。   Here, Tables 1 and 2 are correction amount tables used in Step 105, Tables 3 and 4 are correction amount tables used in Step 106, and Tables 1 to 5 are referred to for correction amount tables used in Steps 107 and 108. Since it is self-explanatory, it is omitted.

そして、ステップ109、110でそれぞれの刃物台の位置の基準となる座標の原点を徐々に変化させてNC制御部12に出力する。この制御ループを一定の時間間隔で繰り返すことにより、複数の刃物台を備えた旋盤において、各刃物台の位置や速度によって変化する機械の弾性変形に基づく加工誤差を現にその加工を行っている刃物台の位置や速度のみならず、待機中又は同一ワーク、若しくは他のワークを加工している他の刃物台の位置や速度による機械の弾性変形を含めて補正を行うことができ、ワークの加工精度、特に大型の刃物台を含む複数の刃物台を備えた旋盤におけるワークの加工精度を向上させることができる。   In steps 109 and 110, the origin of the coordinates serving as the reference for the position of each tool post is gradually changed and output to the NC control unit 12. By repeating this control loop at regular time intervals, in a lathe equipped with a plurality of tool rests, the tool that is actually machining the machining error based on the elastic deformation of the machine that changes depending on the position and speed of each tool rest. Compensation can be performed including not only the position and speed of the platform, but also the elastic deformation of the machine due to the position and speed of other turrets that are waiting, the same workpiece, or other workpieces are being machined. It is possible to improve the accuracy, in particular, the workpiece machining accuracy in a lathe provided with a plurality of turrets including a large turret.

2、3 主軸
4、5 刃物台
12 NC制御部
13 座標原点シフト手段
14 データベース
15 補正値出力手段
33 主軸送りモータ
42、44 刃物台4の送りモータ
52、54 刃物台5の送りモータ
2, 3 Spindle 4, 5 Turret 12 NC control unit 13 Coordinate origin shift means 14 Database 15 Correction value output means 33 Spindle feed motor 42, 44 Feed motor 52 for turret 4 52, 54 Feed motor for turret 5

Claims (4)

ベッド上を少なくとも互いに直交する2方向に移動位置決めされる少なくとも2個の刃物台を備えた旋盤において、当該2個の刃物台の一方の刃物台の主軸との相対位置を、当該2個の刃物台の他方の刃物台の位置情報と当該他方の刃物台の移動速度情報とに関連して補正する位置補正手段を備えることを特徴とする、旋盤。 In a lathe provided with at least two tool rests that are moved and positioned in at least two directions orthogonal to each other on a bed, the relative position of the two tool rests with respect to the main axis of one of the tool rests is determined by the two tool rests. A lathe comprising position correcting means for correcting in relation to position information of the other tool rest of the table and movement speed information of the other tool rest. 前記位置補正手段が、前記他方の刃物台が所定の複数位置の各位置にあるときに前記一方の刃物台に与えるべき補正値を登録した第1のテーブルと、前記他方の刃物台が所定の複数の移動速度の各速度で移動しているときに前記一方の刃物台に与える前記補正値の増減データを登録した第2のテーブルを備え、前記他方の刃物台の位置情報ないし移動先情報を受取って当該位置ないし移動先の位置に対応する前記第1のテーブル上の位置から前記補正値を読み取ると共に、前記他方の刃物台の移動速度情報を受取って当該移動速度情報に対応する増減データを前記第2のテーブルから読取って前記補正値を増減させる補正値出力手段と、当該増減させた補正値を用いて前記一方の刃物台の移動位置の基準となる座標原点をシフトさせる座標原点シフト手段とを備えている、請求項1記載の旋盤。 The position correction means includes a first table in which correction values to be given to the one tool post when the other tool post is at each of a plurality of predetermined positions, and the other tool post has a predetermined value. A second table in which increase / decrease data of the correction value given to the one tool post when moving at each of a plurality of moving speeds is registered, and position information or movement destination information of the other tool post is stored; The correction value is read from the position on the first table corresponding to the received position or the position of the moving destination, and the increase / decrease data corresponding to the moving speed information is received by receiving the moving speed information of the other tool post. A correction value output means for increasing / decreasing the correction value read from the second table, and a coordinate source for shifting a coordinate origin serving as a reference for the movement position of the one tool post using the increased / decreased correction value. And a shifting means, according to claim 1 lathe according. ベッド上を少なくとも互いに直交する2方向に移動位置決めされる少なくとも2個の刃物台を備えた旋盤における刃物台位置の補正方法において、前記2個の刃物台の少なくとも一方の刃物台の主軸に対する相対位置を、他方の刃物台の位置情報当該他方の刃物台の移動速度情報とに関連して補正することを特徴とする、旋盤における刃物台位置の補正方法。 In a method for correcting a tool post position in a lathe provided with at least two tool rests that are moved and positioned in at least two directions orthogonal to each other on a bed, a relative position of at least one of the two tool rests to a main axis of the tool post Is corrected in relation to the position information of the other tool rest and the moving speed information of the other tool rest, and a method for correcting the tool rest position in a lathe. 前記他方の刃物台の複数の移動位置ごとに当該移動位置に当該刃物台が位置するときに前記一方の刃物台に与える補正を登録した第1のテーブルと、前記他方の刃物台が所定の複数の移動速度の各速度で移動しているときに前記一方の刃物台に与える前記補正値の増減データを登録した第2のテーブルとを用意し、前記一方の刃物台の位置情報に対応する前記第1のテーブル上の位置から前記補正を読取りないし補間演算すると共に、前記他方の刃物台の移動速度情報を受取って当該移動速度情報に対応する増減データを前記第2のテーブルから読取って前記補正値を増減し、当該増減した後の補正を用いて、前記一方の刃物台の移動位置の基準となる座標原点を予め定めた変化率でシフトさせる、請求項3記載の旋盤における刃物台位置の補正方法。 A first table in which correction values to be given to the one tool post when the tool post is located at the moving position for each of a plurality of movement positions of the other tool post, and the other tool post having a predetermined A second table in which increase / decrease data of the correction value to be given to the one tool post when moving at each of a plurality of moving speeds is prepared, and corresponds to position information of the one tool post The correction value is read or interpolated from the position on the first table, the moving speed information of the other tool rest is received, and the increase / decrease data corresponding to the moving speed information is read from the second table. The tool in a lathe according to claim 3 , wherein the correction value is increased or decreased, and the coordinate origin serving as a reference of the moving position of the one tool post is shifted at a predetermined change rate using the correction value after the increase or decrease. Stand Correction method of location.
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