JP5632181B2 - Numerical control device and machine tool - Google Patents

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JP5632181B2 JP2010082449A JP2010082449A JP5632181B2 JP 5632181 B2 JP5632181 B2 JP 5632181B2 JP 2010082449 A JP2010082449 A JP 2010082449A JP 2010082449 A JP2010082449 A JP 2010082449A JP 5632181 B2 JP5632181 B2 JP 5632181B2
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Description

本発明は、数値制御装置及び工作機械に関するものである。   The present invention relates to a numerical control device and a machine tool.

従来、各種工作機械において工具やワークを移動させる移動装置の数値制御(NC)が行われている。そして、このような数値制御では、各種要因により移動対象物の位置や姿勢に指令値からの誤差が生じることがあるため、その誤差補正が行われる。下記特許文献1及び2には、移動装置の数値制御に伴ってこのような誤差補正を行う数値制御装置の例が開示されている。   Conventionally, numerical control (NC) of a moving device that moves tools and workpieces in various machine tools has been performed. In such numerical control, an error from the command value may occur in the position and orientation of the moving object due to various factors, and the error correction is performed. Patent Documents 1 and 2 below disclose examples of numerical control devices that perform such error correction in accordance with numerical control of a moving device.

特許文献1に開示された数値制御装置は、パラレルリンク機構を備えた工作機械に設けられており、工具を移動させるパラレルリンク機構の各ロッドの動作について誤差補正を行う。具体的には、この数値制御装置では、工具の位置及び姿勢を指示する当該工具の各移動軸毎の指令値の座標と当該工具の各移動軸毎の実測値の座標との誤差を特定の点毎に記録することにより誤差マップを予め作成しておく。この誤差マップは、ニューラルネットワークによって学習され、当該ニューラルネットワークは、加工指令値が入力されるとその指令値に応じた工具の移動軸毎の誤差値を出力する。数値制御装置では、ニューラルネットワークから出力された誤差値に基づいて加工指令値を補正した後、その補正後の指令値をパラレルリンク機構の各ロッドの機械軸毎の指令値に変換し、当該変換後の指令値に基づいてパラレルリンク機構の各駆動部に各ロッドを駆動させる。   The numerical control device disclosed in Patent Document 1 is provided in a machine tool including a parallel link mechanism, and performs error correction on the operation of each rod of the parallel link mechanism that moves a tool. Specifically, in this numerical control device, an error between the coordinate of the command value for each moving axis of the tool and the coordinate of the actually measured value for each moving axis of the tool is specified. An error map is created in advance by recording each point. This error map is learned by a neural network, and when the machining command value is input, the neural network outputs an error value for each moving axis of the tool according to the command value. In the numerical control device, after correcting the machining command value based on the error value output from the neural network, the corrected command value is converted into a command value for each mechanical axis of each rod of the parallel link mechanism, and the conversion Each rod is driven by each drive unit of the parallel link mechanism based on the subsequent command value.

特許文献2に開示された数値制御装置は、5軸マシニングセンターに設けられており、工具を移動させる複数の移動装置の動作について誤差補正を行う。具体的には、この数値制御装置では、工具の位置及び姿勢についての誤差データが工具の移動軸毎に登録されたエラーマップが記憶手段に記憶されており、加工プログラムから求めた工具の移動軸毎の指令値に対応する誤差データを前記エラーマップに基づいて算出する。そして、この数値制御装置は、算出した誤差データに基づいて工具の各移動軸毎の補正データを算出し、その算出した補正データに基づいて移動軸毎の指令値の補正を行う。数値制御装置は、その補正後の指令値に基づいて各軸の移動装置を駆動させる。   The numerical control device disclosed in Patent Document 2 is provided in a 5-axis machining center, and performs error correction for the operations of a plurality of moving devices that move a tool. Specifically, in this numerical control device, an error map in which error data about the position and orientation of the tool is registered for each tool movement axis is stored in the storage means, and the tool movement axis obtained from the machining program is stored. Error data corresponding to each command value is calculated based on the error map. Then, the numerical control device calculates correction data for each moving axis of the tool based on the calculated error data, and corrects the command value for each moving axis based on the calculated correction data. The numerical control device drives the moving device for each axis based on the corrected command value.

特開平9−237112号公報JP-A-9-237112 特開2008−269316号公報JP 2008-269316 A

上記特許文献1及び2に開示された数値制御装置による誤差補正のシステムは、その数値制御装置が適用された工作機械の機械構造に依存したものとなっている。このため、その数値制御装置を他の機械構造の工作機械に流用することが難しく、機械構造の異なる工作機械毎に数値制御装置のほぼ全部を構成し直す必要がある。   The error correction system using the numerical control device disclosed in Patent Documents 1 and 2 depends on the machine structure of the machine tool to which the numerical control device is applied. For this reason, it is difficult to divert the numerical control device to a machine tool of another machine structure, and it is necessary to reconfigure almost all of the numerical control device for each machine tool having a different mechanical structure.

具体的には、上記特許文献1のパラレルリンク機構の工作機械に適用された数値制御装置では、工具の位置及び姿勢についての誤差データを用いて指令値の補正を行っているが、このような工具の位置及び姿勢の形態は工作機械の機械構造によって様々である。このため、工作機械の機械構造が異なれば、上記特許文献1に開示された数値制御装置の誤差補正システムの殆どの部分が流用できなくなる。   Specifically, in the numerical control device applied to the machine tool of the parallel link mechanism of Patent Document 1, the command value is corrected using error data on the position and orientation of the tool. The form of the position and posture of the tool varies depending on the machine structure of the machine tool. For this reason, if the machine structure of the machine tool is different, most of the error correction system of the numerical control device disclosed in Patent Document 1 cannot be used.

また、上記特許文献2の5軸マシニングセンターに用いられた数値制御装置でも、工具の位置及び姿勢に基づく誤差データを用いて加工時の工具の指令値を補正しているため、上記特許文献2の数値制御装置と同様、機械構造の異なる他の工作機械にはその誤差補正システムの殆どの部分が流用できない。   Further, the numerical control device used in the 5-axis machining center of Patent Document 2 also corrects the command value of the tool at the time of machining using error data based on the position and orientation of the tool. As with the numerical control device, most of the error correction system cannot be used for other machine tools having different machine structures.

また、上記特許文献1及び2に開示された数値制御装置は、工具等の移動対象物を移動させる複数の移動装置に互いに平行な移動軸を持つものが含まれているような工作機械には適用できない。すなわち、上記各数値制御装置では、対象物の位置及び姿勢に関する誤差データに基づいて対象物の指令値の座標を補正しているが、複数の移動装置の移動軸が互いに平行である場合には、対象物の位置及び姿勢の誤差データの中に平行な移動軸それぞれについての誤差が同じ方向の誤差として含まれるため、前記誤差データから互いに平行な移動軸それぞれについての補正量を算出することができない。このため、上記各数値制御装置では、互いに平行な移動軸を持つ移動装置の動作の誤差補正が不可能となる。   In addition, the numerical control devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 include machine tools that include a plurality of moving devices that move a moving object such as a tool and those having moving axes parallel to each other. Not applicable. That is, in each of the above numerical control devices, the coordinates of the command value of the object are corrected based on the error data related to the position and orientation of the object, but when the movement axes of the plurality of movement devices are parallel to each other. Since the error data for the parallel movement axes is included in the error data of the position and orientation of the object as errors in the same direction, the correction amount for each of the parallel movement axes can be calculated from the error data. Can not. For this reason, in each of the numerical control devices, it is impossible to correct an error in the operation of a moving device having moving axes parallel to each other.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、機械構造の異なる各種工作機械における誤差補正システムの共通化を促進しつつ、互いに平行な移動軸を持つ複数の移動装置を含む工作機械でもその平行な移動軸を持つ各移動装置の動作の誤差補正を行えるようにすることである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to promote the common use of error correction systems in various machine tools having different machine structures, and to have a plurality of parallel movement axes. It is to be able to perform error correction of the operation of each moving device having a parallel moving axis even in a machine tool including the moving device.

上記目的を達成するために、本発明による数値制御装置は、ワーク又はそのワークを加工する工具を対象物としてその対象物を移動させる複数の移動装置を備える工作機械であって、前記各移動装置は、前記対象物を支持する支持体と、その支持体を特定の機械軸方向に動かすことにより前記対象物を移動させる駆動装置とをそれぞれ有し、前記複数の移動装置には、前記対象物を移動させる移動軸が互いに平行な移動装置として第1移動装置と第2移動装置が含まれ、前記第1移動装置は、前記支持体としての第1支持体と、その第1支持体を第1機械軸方向に動かす前記駆動装置としての第1駆動装置とを有し、前記第2移動装置は、前記支持体としての第2支持体と、その第2支持体を前記第1機械軸方向と平行な第2機械軸方向に動かす前記駆動装置としての第2駆動装置とを有する工作機械に設けられ、前記各移動装置の数値制御を行う数値制御装置であって、前記対象物を特定の位置に配置する場合に前記各移動装置の前記駆動装置が示す前記機械軸の理論的な座標である理論的機械軸座標と前記対象物を前記特定の位置に実際に配置した場合に前記各移動装置の前記駆動装置が示す前記機械軸の座標である実測機械軸座標との差からなる誤差データを算出する誤差演算部と、前記誤差演算部によって算出された誤差データを格納する誤差データ格納部と、前記各移動装置の前記駆動装置に前記支持体の移動を指示するための数値制御プログラムを記憶するプログラム記憶部と、前記プログラム記憶部に記憶された前記数値制御プログラムからその数値制御プログラムが指示する前記対象物の移動位置である指令位置を読み取る指令位置読取り部と、前記指令位置読取り部によって読み取られた前記指令位置から前記各移動装置に駆動を指示するための前記機械軸毎の座標を算出する機械軸座標算出部と、前記機械軸座標算出部によって算出された前記機械軸毎の座標を前記誤差データ格納部に格納された対応する機械軸毎の前記誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出する補正演算部と、前記補正演算部により算出された前記機械軸毎の前記補正座標に従って前記各移動装置の前記駆動装置に前記支持体を駆動させる駆動制御部とを備え、前記誤差演算部は、前記第1駆動装置が前記第1支持体を前記第1機械軸方向において基準位置から所定の向きに特定距離だけ動かすことにより前記対象物を前記特定の位置に配置する場合の前記誤差データを算出するとともに、前記第2駆動装置が前記第2支持体を前記第2機械軸方向において前記基準位置と同じ位置から前記所定の向きと同じ向きに前記特定距離と同じ距離だけ動かすことにより前記対象物を前記特定の位置に配置する場合の前記誤差データを算出する。 In order to achieve the above object, a numerical control device according to the present invention is a machine tool including a plurality of moving devices that move a workpiece or a tool that processes the workpiece as a target, and each of the moving devices. Each includes a support that supports the object, and a drive device that moves the object by moving the support in a specific machine axis direction, and the plurality of movement devices include the object. The first moving device and the second moving device are included as moving devices whose movement axes are parallel to each other. The first moving device includes a first support as the support, and the first support as the first support. A first drive device as the drive device that moves in one machine axis direction, and the second moving device has a second support member as the support member and the second support member in the first machine axis direction. In the direction of the second machine axis parallel to Provided a machine tool having a second driving device as to the drive unit, wherein a numerical controller for performing numerical control of each mobile device, wherein each mobile when placing the object in a particular location The machine indicated by the drive device of each moving device when the theoretical machine axis coordinate which is the theoretical coordinate of the machine axis indicated by the drive device of the apparatus and the object are actually arranged at the specific position An error calculation unit that calculates error data including a difference from the measured machine axis coordinate that is the coordinate of the axis, an error data storage unit that stores error data calculated by the error calculation unit, and the drive of each of the moving devices A program storage unit for storing a numerical control program for instructing the apparatus to move the support, and the numerical control program from the numerical control program stored in the program storage unit A command position reading unit that reads a command position that is a movement position of the object to be instructed, and coordinates for each machine axis for instructing driving to each moving device from the command position read by the command position reading unit And a coordinate for each machine axis calculated by the machine axis coordinate calculation unit is corrected based on the error data for each corresponding machine axis stored in the error data storage unit. Accordingly, a correction calculation unit that calculates correction coordinates for each of the mechanical axes, and a drive that drives the support body to the driving device of each moving device according to the correction coordinates for each of the mechanical axes calculated by the correction calculation unit. A control unit, wherein the error calculation unit causes the first driving device to move the first support member in a predetermined direction from a reference position in the first machine axis direction. Wherein from said calculates the error data, the same position as the reference position of the second driving device and the second support in the second machine axis direction when placing the object in the specific position by the The error data when the object is arranged at the specific position is calculated by moving the object in the same direction as the predetermined distance by the same distance as the specific distance.

この数値制御装置では、機械構造の異なる各種工作機械における誤差補正システムの共通化を促進することができる。具体的には、この数値制御装置のうち誤差データ格納部、プログラム記憶部及び指令位置読取り部は、工作機械の機械構造に依存しない部分であるため、機械構造が異なる各種工作機械に共通して適用可能である。また、各種工作機械の機械構造が異なることに起因してその工作機械の移動装置が移動させる対象物の位置や姿勢の形態が異なる場合であっても、複数の移動装置の各駆動装置がそれぞれの機械軸で支持体を動かすことによって対象物を移動させるという構成は共通しているため、前記補正演算部と前記制御部は機械構造が異なる工作機械に共通して適用することが可能である。従って、この数値制御装置では、指令位置から各移動装置に駆動を指示するための機械軸毎の座標を算出する機械軸座標算出部のみが工作機械の機械構造に依存する部分であり、この機械軸座標算出部のみを各工作機械の機械構造に応じて構成し直せば、当該数値制御装置の誤差補正システムの大部分を機械構造の異なる各種工作機械に流用することができる。このため、この数値制御装置では、機械構造の異なる各種工作機械における誤差補正システムの共通化を促進することができる。   In this numerical control device, it is possible to promote the common use of error correction systems in various machine tools having different machine structures. Specifically, the error data storage unit, the program storage unit, and the command position reading unit in this numerical control device are portions that do not depend on the machine structure of the machine tool, and are therefore common to various machine tools having different machine structures. Applicable. Further, even when the position and orientation of the object to be moved by the moving device of the machine tool are different due to the different machine structures of the various machine tools, the driving devices of the plurality of moving devices are respectively Since the configuration in which the object is moved by moving the support with the machine axis of the machine is common, the correction calculation unit and the control unit can be commonly applied to machine tools having different machine structures. . Therefore, in this numerical control device, only the machine axis coordinate calculation unit that calculates the coordinates for each machine axis for instructing the driving to each moving device from the command position is a part that depends on the machine structure of the machine tool. If only the axis coordinate calculation unit is reconfigured according to the machine structure of each machine tool, most of the error correction system of the numerical control device can be used for various machine tools having different machine structures. For this reason, in this numerical control apparatus, it is possible to promote the common use of error correction systems in various machine tools having different machine structures.

また、この数値制御装置では、補正演算部が、各移動装置を構成する駆動装置の機械軸毎の誤差データに基づいて数値制御プログラムが指示する指令位置に対応する機械軸毎の座標を補正する。すなわち、対象物の位置や姿勢に基づく誤差データからは互いに平行な移動軸毎の誤差が判別不可能であることによりその平行な移動軸を持つ移動装置の動作を誤差補正できないが、この数値制御装置では、各移動装置による対象物の移動を実行するための駆動装置の駆動の誤差補正を各々の機械軸についての誤差データに基づいて行うため、そのような駆動装置の動作の誤差補正は、各移動装置の移動軸が互いに平行であるか否かに関係なく行うことができる。その結果、この数値制御装置では、移動装置の移動軸が互いに平行であっても、それらの移動装置の動作をそれぞれ誤差補正することができる。   Further, in this numerical control device, the correction calculation unit corrects the coordinates for each mechanical axis corresponding to the command position indicated by the numerical control program based on the error data for each mechanical axis of the driving device constituting each moving device. . In other words, the error data based on the position and orientation of the object cannot be used to determine the error of each moving axis parallel to each other. In the apparatus, since the drive device error correction for executing the movement of the object by each moving device is performed based on the error data for each mechanical axis, the error correction of the operation of such a drive device is: This can be done regardless of whether the movement axes of the respective movement devices are parallel to each other. As a result, in this numerical control device, even if the movement axes of the moving devices are parallel to each other, the operations of these moving devices can be corrected for errors.

従って、この数値制御装置では、機械構造の異なる各種工作機械における誤差補正システムの共通化を促進しつつ、互いに平行な移動軸を持つ複数の移動装置を含む工作機械でもその平行な移動軸を持つ各移動装置の動作の誤差補正を行うことができる。   Therefore, in this numerical control device, while promoting the common use of an error correction system in various machine tools having different machine structures, a machine tool including a plurality of moving devices having mutually parallel moving axes also has the parallel moving axes. Error correction of the operation of each mobile device can be performed.

上記数値制御装置において、前記誤差演算部は、前記対象物が前記特定の位置に位置決めされた時の前記実測機械軸座標からその特定の位置における前記理論的機械軸座標を減じることにより前記誤差データを算出することが好ましい。 In the numerical controller, the error calculation section, the error data by the object reduces the theoretical mechanical axis coordinate at that particular position from the actual mechanical axis coordinate when positioned in said specific position and Turkey to calculate the are preferred.

この構成によれば、工作機械に設けられた数値制御装置内で誤差データの蓄積からその誤差データに基づく前記各機械軸毎の誤差補正に至る一連の誤差補正のプロセスを実施することができる。   According to this configuration, a series of error correction processes from accumulation of error data to error correction for each machine axis based on the error data can be performed in a numerical control device provided in the machine tool.

本発明の工作機械は、上記数値制御装置と、水平面内の特定方向にワークを移動させるワーク移動装置と、水平方向でかつ前記ワークの移動方向と直交する方向において前記ワーク移動装置から離間した位置に立設され、鉛直方向に延びるコラムと、ワークを加工するための工具と、前記工具をその軸回りに回転させる主軸ヘッドと、前記コラムに設けられ、前記主軸ヘッドを移動させるための鉛直移動装置、第1水平移動装置及び第2水平移動装置とを備え、前記ワーク移動装置は、ベースと、水平面内で特定方向に延びるワーク機械軸方向に移動可能に前記ベース上に設けられ、ワークを下から支持するワーク支持体と、そのワーク支持体を前記ワーク機械軸方向に動かすワーク駆動装置とを有し、前記鉛直移動装置は、前記コラムに沿って鉛直方向に延びる鉛直機械軸方向に移動可能に設けられ、前記第1水平移動装置を支持する鉛直支持体と、その鉛直支持体を前記鉛直機械軸方向に動かす鉛直駆動装置とを有し、前記第1水平移動装置は、前記ワーク機械軸と前記鉛直機械軸の両方に垂直な第1水平機械軸方向に移動可能に前記鉛直支持体に設けられ、前記第2水平移動装置を支持する第1水平支持体と、その第1水平支持体を前記第1水平機械軸方向に動かす第1水平駆動装置とを有し、前記第2水平移動装置は、前記第1水平機械軸と平行な第2水平機械軸方向に移動可能に前記第1水平支持体に設けられ、前記主軸ヘッドを当該主軸ヘッドによる工具の回転軸が前記第2水平機械軸と平行となるような姿勢で支持する第2水平支持体と、その第2水平支持体を前記第2水平機械軸方向に動かす第2水平駆動装置とを有し、前記数値制御装置は、数値制御プログラムが指示する工具又はワークの指令位置から得られる前記各機械軸毎の座標を前記各機械軸毎の誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出し、その算出した前記機械軸毎の補正座標に従って前記各駆動装置の駆動を制御する。   The machine tool of the present invention includes the numerical control device, a workpiece moving device that moves the workpiece in a specific direction in a horizontal plane, and a position that is separated from the workpiece moving device in a horizontal direction and a direction orthogonal to the moving direction of the workpiece. And a column extending vertically, a tool for machining a workpiece, a spindle head for rotating the tool around its axis, and a vertical movement provided on the column for moving the spindle head An apparatus, a first horizontal movement apparatus, and a second horizontal movement apparatus. The work movement apparatus is provided on the base so as to be movable in a machine axis direction of a work extending in a specific direction in a horizontal plane. A workpiece support that is supported from below; and a workpiece driving device that moves the workpiece support in the workpiece machine axis direction. The vertical movement device is provided along the column. A vertical support that is movably provided in the vertical machine axis direction extending in the vertical direction and supports the first horizontal movement device, and a vertical drive device that moves the vertical support in the vertical machine axis direction, The first horizontal movement device is provided on the vertical support so as to be movable in a first horizontal machine axis direction perpendicular to both the workpiece machine axis and the vertical machine axis, and supports the second horizontal movement device. A first horizontal support and a first horizontal drive for moving the first horizontal support in the first horizontal machine axis direction, wherein the second horizontal movement device is a first parallel to the first horizontal machine axis. 2 is provided on the first horizontal support so as to be movable in the horizontal machine axis direction, and supports the spindle head in such a posture that the rotation axis of the tool by the spindle head is parallel to the second horizontal machine axis. The horizontal support and the second horizontal support are A second horizontal drive device that moves in the direction of two horizontal machine axes, wherein the numerical control device uses the coordinates for each of the mechanical axes obtained from the command position of the tool or workpiece indicated by the numerical control program as the respective machine axes. Correction coordinates for each mechanical axis are calculated by performing correction based on the error data for each machine, and driving of each driving device is controlled according to the calculated correction coordinates for each mechanical axis.

この工作機械では、例えば第1水平移動装置の第1水平支持体及び第2水平移動装置の第2水平支持体がワーク移動装置側へ張り出した場合に、工具、主軸ヘッド、第1水平支持体及び第2水平移動装置の重量によりコラムが撓み、それによって工具の指令位置に対して工具の実際の位置が誤差を生じる虞がある。しかし、このような場合でも、この工作機械では、前記数値制御装置が各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正を行うことによって、前記重量によるコラムの撓みに起因する工具位置の誤差を補正することができる。   In this machine tool, for example, when the first horizontal support body of the first horizontal movement device and the second horizontal support body of the second horizontal movement device project to the workpiece movement device side, the tool, the spindle head, and the first horizontal support body In addition, the column may bend due to the weight of the second horizontal movement device, which may cause an error in the actual position of the tool with respect to the command position of the tool. However, even in such a case, in this machine tool, the numerical control device performs error correction for each machine axis based on the error data for each machine axis, thereby causing the tool due to the deflection of the column due to the weight. The position error can be corrected.

また、この工作機械では、第1水平支持体を動かす第1水平機械軸と第2水平支持体を動かす第2水平機械軸が互いに平行となっているが、前記数値制御装置により各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正が行われるため、その互いに平行な第1水平機械軸と第2水平機械軸について個別に補正量を求めることができ、工具位置の誤差補正を適切に行うことができる。   In this machine tool, the first horizontal machine axis for moving the first horizontal support and the second horizontal machine axis for moving the second horizontal support are parallel to each other. Since the error correction for each machine axis is performed based on the error data, the correction amount can be obtained individually for the first horizontal machine axis and the second horizontal machine axis that are parallel to each other, and the error correction of the tool position is performed. Can be done appropriately.

また、本発明の工作機械は、上記数値制御装置と、水平面内の特定方向にワークを移動させるワーク移動装置と、水平方向でかつ前記ワークの移動方向と直交する方向において前記ワーク移動装置を挟んで互いに対向する位置にそれぞれ立設され、鉛直方向に延びるコラムと、ワークを加工するための工具と、前記工具をその軸回りに回転させる主軸ヘッドと、前記コラムに設けられ、前記主軸ヘッドを移動させるための第1鉛直移動装置、水平移動装置、第2鉛直移動装置、回転移動装置及び揺動装置とを備え、前記ワーク移動装置は、ベースと、水平面内で特定方向に延びるワーク機械軸方向に移動可能に前記ベース上に設けられ、ワークを下から支持するテーブルと、そのテーブルを前記ワーク機械軸方向に動かすテーブル駆動装置とを有し、前記第1鉛直移動装置は、前記テーブルの上方において前記ワーク移動装置の両側のコラム間に掛け渡されるとともにそのコラムに沿って鉛直方向に延びる第1鉛直機械軸方向に移動可能に設けられ、前記水平移動装置を支持するクロスレールと、そのクロスレールを前記第1鉛直機械軸方向に動かす第1鉛直駆動装置とを有し、前記水平移動装置は、前記ワーク機械軸と前記第1鉛直機械軸の両方に垂直な水平機械軸方向に移動可能に前記クロスレールに搭載され、前記第2鉛直移動装置を支持するサドルと、そのサドルを前記水平機械軸方向に動かす水平駆動装置とを有し、前記第2鉛直移動装置は、前記第1鉛直機械軸と平行な第2鉛直機械軸方向に移動可能に前記サドルに設けられ、前記回転移動装置を支持する鉛直支持体と、その鉛直支持体を前記第2鉛直機械軸方向に動かす第2鉛直駆動装置とを有し、前記回転移動装置は、鉛直軸回りの回転機械軸方向に回転可能に前記鉛直支持体に設けられ、前記揺動装置を支持する回転支持体と、その回転支持体を前記回転機械軸方向に回転させる回転駆動装置とを有し、前記揺動装置は、水平軸を中心とした揺動機械軸方向に揺動可能に前記回転支持体に設けられ、前記主軸ヘッドを当該主軸ヘッドによる工具の回転軸が前記水平軸に対して垂直となるように支持する揺動支持体と、その揺動支持体を前記揺動機械軸方向に揺動させる揺動駆動装置とを有し、前記数値制御装置は、数値制御プログラムが指示する工具又はワークの指令位置から得られる前記各機械軸毎の座標を前記各機械軸毎の誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出し、その算出した前記機械軸毎の補正座標に従って前記各駆動装置の駆動を制御する。   Further, the machine tool of the present invention sandwiches the workpiece moving device in the horizontal direction and in the direction perpendicular to the moving direction of the workpiece, the numerical control device, the workpiece moving device that moves the workpiece in a specific direction in a horizontal plane. And a column extending vertically, a tool for machining a workpiece, a spindle head for rotating the tool around its axis, and provided on the column, the spindle head A work machine shaft including a first vertical movement device, a horizontal movement device, a second vertical movement device, a rotation movement device, and a rocking device for moving, wherein the work movement device extends in a specific direction within a horizontal plane. A table that is provided on the base so as to be movable in the direction and supports the workpiece from below, and a table driving device that moves the table in the workpiece machine axis direction The first vertical movement device is provided between the columns on both sides of the workpiece movement device above the table and is movable in the first vertical mechanical axis direction extending in the vertical direction along the columns. A cross rail that supports the horizontal movement device, and a first vertical drive device that moves the cross rail in the first vertical machine axis direction, the horizontal movement device including the work machine shaft and the first A saddle that is mounted on the cross rail so as to be movable in a horizontal mechanical axis direction perpendicular to both of the vertical mechanical axes and supports the second vertical movement device; and a horizontal drive device that moves the saddle in the horizontal mechanical axis direction. And the second vertical movement device is provided on the saddle so as to be movable in a second vertical mechanical axis direction parallel to the first vertical mechanical axis, and supports the rotational movement device. A second vertical driving device that moves the vertical support in the second vertical machine axis direction, and the rotational movement device is provided on the vertical support so as to be rotatable in the rotary machine axis direction around the vertical axis. A rotary support that supports the swing device, and a rotation drive device that rotates the rotary support in the direction of the rotary machine axis, wherein the swing device is a swing mechanical shaft about a horizontal axis. A swing support provided on the rotary support so as to be swingable in a direction, and supporting the spindle head so that a rotation axis of a tool by the spindle head is perpendicular to the horizontal axis, and the swing support A swing drive device that swings the body in the swing machine axis direction, and the numerical control device determines the coordinates for each of the machine axes obtained from the command position of the tool or workpiece indicated by the numerical control program. Compensation based on the error data for each machine axis. By correcting, the corrected coordinates for each mechanical axis are calculated, and the drive of each driving device is controlled according to the calculated corrected coordinates for each mechanical axis.

この工作機械では、コラムやクロスレールに生じる撓みに起因する誤差が本発明に係る数値制御装置によって有効に補正される。具体的には、コラムによって支持される各装置の重量により、コラムには水平方向の撓みが生じやすく、また、クロスレールに搭載された各装置の重量により、クロスレールに上下方向の撓みが生じやすく、これらの撓みは工具の指令位置に対する工具の実際の位置の誤差の要因となるが、前記数値制御装置が各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正を行うことによって、前記コラム及びクロスレールの撓みに起因する工具位置の誤差を補正することができる。   In this machine tool, an error caused by deflection occurring in a column or a cross rail is effectively corrected by the numerical controller according to the present invention. Specifically, horizontal deflection is likely to occur in the column due to the weight of each device supported by the column, and vertical deflection occurs in the cross rail due to the weight of each device mounted on the cross rail. These deflections easily cause an error in the actual position of the tool with respect to the command position of the tool, but the numerical control device performs error correction for each machine axis based on the error data for each machine axis. The error of the tool position due to the deflection of the column and the cross rail can be corrected.

また、この工作機械では、クロスレールを動かす第1鉛直機械軸と鉛直支持体を動かす第2鉛直機械軸が互いに平行となっているが、前記数値制御装置により各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正が行われるため、その互いに平行な第1鉛直機械軸と第2鉛直機械軸について個別に補正量を求めることができ、工具位置の誤差補正を適切に行うことができる。   Further, in this machine tool, the first vertical mechanical axis for moving the cross rail and the second vertical mechanical axis for moving the vertical support are parallel to each other, but based on the error data for each mechanical axis by the numerical controller. Thus, the error correction for each machine axis is performed, so that the correction amount can be individually obtained for the first vertical machine axis and the second vertical machine axis that are parallel to each other, and the error correction of the tool position can be appropriately performed. it can.

また、工具を所定の軸回りに回転移動させてその軸回りの工具の回転角度を変更する回転移動装置を備える工作機械では、工具の空間位置及び姿勢の誤差データに基づいて誤差補正を行う従来の数値制御装置によって、回転移動装置による前記軸回りの回転角度毎の工具の誤差補正を適切に行うことができない。すなわち、工具の空間位置及び姿勢の誤差データからは、工具の回転角度がどの角度でどのような誤差を生じるかを判別することができないため、従来の数値制御装置では工具の回転角度毎の誤差補正が不可能となる。本発明の工作機械でも、回転駆動装置により回転支持体を回転させて工具を回転機械軸方向に回転させるため、その回転機械軸における回転角度毎に異なった誤差が生じ得るが、前記数値制御装置が各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正を行うため、回転機械軸方向における回転角度毎に補正すべき誤差を求めることができる。その結果、この工作機械では、回転機械軸方向の回転角度毎に適切な誤差補正を行うことができる。   Further, in a machine tool including a rotational movement device that rotates a tool around a predetermined axis and changes the rotation angle of the tool around the axis, a conventional technique performs error correction based on error data of the spatial position and orientation of the tool. With this numerical control device, it is not possible to appropriately correct the error of the tool for each rotation angle around the axis by the rotary movement device. In other words, since it is impossible to determine what error the rotation angle of the tool causes from the error data of the tool spatial position and orientation, the conventional numerical control device has an error for each tool rotation angle. Correction is impossible. Even in the machine tool of the present invention, since the tool is rotated in the direction of the rotary machine axis by rotating the rotary support by the rotary drive device, different errors may occur for each rotation angle in the rotary machine axis. However, since the error correction for each machine axis is performed based on the error data for each machine axis, an error to be corrected for each rotation angle in the rotating machine axis direction can be obtained. As a result, in this machine tool, appropriate error correction can be performed for each rotation angle in the rotary machine axis direction.

また、本発明の工作機械は、上記数値制御装置と、ワークを加工するための工具と、前記工具をその軸回りに回転させる主軸ヘッドと、前記主軸ヘッドを当該主軸ヘッドによる工具の回転軸が水平方向に延びるような姿勢で支持し、その主軸ヘッドを平行移動させるパラレルリンク機構と、前記パラレルリンク機構全体を水平面内の特定方向へ移動させる水平移動装置とを備え、前記水平移動装置は、基台と、水平面内で特定方向に延びる水平機械軸方向に移動可能に前記基台上に設けられ、前記パラレルリンク機構を下から支持する水平支持体と、その水平支持体を前記水平機械軸方向に動かす水平駆動装置とを有し、前記パラレルリンク機構は、前記主軸ヘッドを支持するヘッド支持部と、一方向に延びる棒状に形成され、その一端部が前記ヘッド支持部に関節駆動可能なように接続されてそのヘッド支持部を支持するストラットと、前記水平支持体上に設置され、前記各ストラットをその前記一端部側が前記水平支持体上から張り出すような姿勢でそれぞれ支持するとともに、前記各ストラットをその長手方向に延びるストラット機械軸方向に移動可能にそれぞれ支持するストラット支持機構と、前記各ストラット毎に設けられ、前記ヘッド支持部に支持された前記主軸ヘッドが平行移動するように前記各ストラットを各々の前記ストラット機械軸方向に動かすストラット駆動装置とを有し、前記数値制御装置は、前記水平機械軸と平行な第1水平移動軸、鉛直方向に延びる鉛直移動軸及び前記第1水平移動軸と前記鉛直移動軸の両方に垂直な第2水平移動軸の各移動軸の座標からなる工具の指令位置から得られる前記各機械軸毎の座標を前記各機械軸毎の誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出し、その算出した前記機械軸毎の補正座標に従って前記水平駆動装置及び前記各ストラット駆動装置の駆動を制御する。   Further, the machine tool of the present invention includes the numerical control device, a tool for machining a workpiece, a spindle head for rotating the tool around its axis, and a rotation axis of the tool by the spindle head. A parallel link mechanism that supports the head in a horizontal direction and translates the spindle head; and a horizontal movement device that moves the entire parallel link mechanism in a specific direction in a horizontal plane, the horizontal movement device, A base, a horizontal support provided on the base so as to be movable in a horizontal machine axis direction extending in a specific direction within a horizontal plane, and supporting the parallel link mechanism from below; The parallel link mechanism is formed in a bar shape extending in one direction, and one end portion of the parallel link mechanism. A strut that is connected to the head support portion so as to be capable of joint drive and supports the head support portion, and is installed on the horizontal support, and the one end side of each strut projects from the horizontal support. A strut support mechanism that supports each of the struts so as to be movable in the direction of the strut machine axis extending in the longitudinal direction, and is provided for each strut and supported by the head support portion. A strut drive device that moves the struts in the direction of the strut machine axis so that the spindle head moves in parallel. The numerical control device includes a first horizontal movement axis that is parallel to the horizontal machine axis, a vertical A vertical movement axis extending in a direction and a seat of each movement axis of the second horizontal movement axis perpendicular to both the first horizontal movement axis and the vertical movement axis The corrected coordinates for each machine axis are calculated by correcting the coordinates for each machine axis obtained from the command position of the tool consisting of the error data for each machine axis, and for each calculated machine axis The driving of the horizontal driving device and each of the strut driving devices is controlled according to the correction coordinates.

この工作機械では、各ストラットに生じる撓みに起因する誤差が、本発明に係る数値制御装置によって有効に補正される。具体的には、この工作機械では、水平支持体上から張り出すように設けられた各ストラットの端部にヘッド支持部が接続されているとともに、そのヘッド支持部によって主軸ヘッドが支持されているため、工具、主軸ヘッド及びヘッド支持部等の重量により各ストラットに上下方向の撓みが生じやすく、この撓みは工具の指令位置に対する工具の実際の位置の誤差の要因となるが、前記数値制御装置が各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正を行うことによって、前記各ストラットの撓みに起因する工具位置の誤差を補正することができる。   In this machine tool, an error caused by the bending generated in each strut is effectively corrected by the numerical control device according to the present invention. Specifically, in this machine tool, a head support portion is connected to the end portion of each strut provided so as to protrude from the horizontal support body, and the spindle head is supported by the head support portion. Therefore, each strut is likely to bend in the vertical direction due to the weight of the tool, the spindle head, the head support portion, etc., and this bend causes an error in the actual position of the tool with respect to the command position of the tool. However, by performing error correction for each machine axis based on the error data for each machine axis, it is possible to correct the tool position error caused by the deflection of each strut.

また、この工作機械では、パラレルリンク機構全体を支持する水平支持体を移動させる水平機械軸と、工具の指令位置を構成する第1水平移動軸が互いに平行となっているが、前記数値制御装置により各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正が行われるため、前記第1水平移動軸と前記水平機械軸とが平行であっても、その水平機械軸を含む各機械軸毎の補正量を個別に求めることができ、工具位置の誤差を適切に補正することができる。   In this machine tool, the horizontal machine shaft that moves the horizontal support that supports the entire parallel link mechanism and the first horizontal movement shaft that constitutes the command position of the tool are parallel to each other. Since the error correction for each machine axis is performed based on the error data for each machine axis, each machine including the horizontal machine axis even if the first horizontal movement axis and the horizontal machine axis are parallel to each other. The correction amount for each axis can be obtained individually, and the error of the tool position can be corrected appropriately.

以上説明したように、本発明によれば、機械構造の異なる各種工作機械における誤差補正システムの共通化を促進しつつ、互いに平行な移動軸を持つ複数の移動装置を含む工作機械でもその平行な移動軸を持つ各移動装置の動作の誤差補正を行うことができる。   As described above, according to the present invention, while promoting the common use of error correction systems in various machine tools having different machine structures, a machine tool including a plurality of moving devices having moving axes parallel to each other can also be used in parallel. Error correction of the operation of each moving device having a moving axis can be performed.

本発明の第1実施形態による工作機械の概略的な側面図である。1 is a schematic side view of a machine tool according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による数値制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the numerical control apparatus by 1st Embodiment of this invention. 誤差データの取得のために用いる治具プレートの正面図である。It is a front view of the jig plate used for acquisition of error data. 図3に示した治具プレートのIV−IV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the IV-IV line of the jig | tool plate shown in FIG. 本発明の第1実施形態の数値制御装置による誤差データ取得時のプロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the error data acquisition by the numerical control apparatus of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の数値制御装置による工作機械の制御プロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control process of the machine tool by the numerical control apparatus of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による工作機械の概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view of the machine tool by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による数値制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the numerical control apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 図7に示した工作機械において誤差データを取得する際の治具プレートの設置状態を示す図である。It is a figure which shows the installation state of the jig | tool plate at the time of acquiring error data in the machine tool shown in FIG. 本発明の第2実施形態の数値制御装置による誤差データ取得時のプロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the error data acquisition by the numerical control apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による工作機械の概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view of the machine tool by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による数値制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the numerical control apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 図11に示した工作機械において誤差データを取得する際の治具プレートの配置状態を正面から見た図である。It is the figure which looked at the arrangement | positioning state of the jig | tool plate at the time of acquiring error data in the machine tool shown in FIG. 11 from the front. 図11に示した工作機械において誤差データを取得する際の治具プレートの配置状態を側方から見た図である。It is the figure which looked at the arrangement | positioning state of the jig | tool plate at the time of acquiring error data in the machine tool shown in FIG. 11 from the side. 本発明の第3実施形態の数値制御装置による誤差データ取得時のプロセスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the error data acquisition by the numerical control apparatus of 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態による工作機械の構成について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1, the structure of the machine tool by 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

この第1実施形態による工作機械は、被加工物であるワークを加工するための工具を回転させる主軸ヘッド12を当該主軸ヘッド12による工具の回転軸が水平方向に延びるように配置するとともに、当該主軸ヘッド12を回転軸の延びる方向に沿って進退移動させることによりワークに対して工具を側方から接離させるように構成されている。そして、この工作機械には、主軸ヘッド12をその回転軸の延びる方向へ移動させる移動装置が2つ設けられており、その2つの移動装置による工具の移動軸が互いに平行となっている。   In the machine tool according to the first embodiment, a spindle head 12 that rotates a tool for processing a workpiece that is a workpiece is arranged so that a rotation axis of a tool by the spindle head 12 extends in a horizontal direction, and By moving the spindle head 12 forward and backward along the direction in which the rotation axis extends, the tool is configured to be brought into contact with and separated from the workpiece from the side. The machine tool is provided with two moving devices for moving the spindle head 12 in the direction in which the rotation shaft extends, and the movement axes of the tools by the two moving devices are parallel to each other.

具体的には、この第1実施形態による工作機械は、ワーク移動装置2と、コラム4と、鉛直移動装置6と、第1水平移動装置8と、第2水平移動装置10と、主軸ヘッド12と、制御盤14とを備えている。コラム4、鉛直移動装置6、第1水平移動装置8及び第2水平移動装置10は、一体的にまとまって設けられており、それらに対してワーク移動装置2は、離間して配設されている。   Specifically, the machine tool according to the first embodiment includes a workpiece moving device 2, a column 4, a vertical moving device 6, a first horizontal moving device 8, a second horizontal moving device 10, and a spindle head 12. And a control panel 14. The column 4, the vertical movement device 6, the first horizontal movement device 8 and the second horizontal movement device 10 are integrally provided, and the workpiece movement device 2 is arranged apart from them. Yes.

ワーク移動装置2は、ワークを移動させるための装置である。このワーク移動装置2は、所定の設置場所上に固設されるベース2aと、そのベース2a上に設けられるワーク支持体2bと、そのワーク支持体2bを動かすワーク駆動装置2c(図2参照)とを有する。   The workpiece moving device 2 is a device for moving a workpiece. The workpiece moving device 2 includes a base 2a fixed on a predetermined installation location, a workpiece support 2b provided on the base 2a, and a workpiece driving device 2c that moves the workpiece support 2b (see FIG. 2). And have.

ワーク支持体2bは、ワークを支持するものである。このワーク支持体2bは、図1において紙面に垂直な方向に延びるX軸方向に移動可能にベース2a上に設けられたテーブル2dと、そのテーブル2dのうち前記X軸方向と直交する方向において前記コラム4と反対側に位置する端部に設けられた背面支持部2eとを有する。ワークは、ワーク支持体2bのうちテーブル2d上に載置されるとともにその背面が背面支持部2eに接触するようにセットされる。ワーク駆動装置2cは、ベース2aに設けられ、ワーク支持体2bのテーブル2dをX軸方向に動かす。これにより、ワーク支持体2bにセットされたワークがX軸方向に移動するようになっている。すなわち、このワーク移動装置2では、ワーク駆動装置2cの機械軸がX軸であるとともに、移動対象物であるワークの移動軸も同じX軸となっている。   The workpiece support 2b supports the workpiece. The work support 2b includes a table 2d provided on the base 2a so as to be movable in the X-axis direction extending in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1 and the table 2d in the direction orthogonal to the X-axis direction. It has the back support part 2e provided in the edge part located in the column 4 and the other side. The workpiece is placed on the table 2d of the workpiece support 2b and set so that the back surface thereof is in contact with the back support portion 2e. The workpiece drive device 2c is provided on the base 2a and moves the table 2d of the workpiece support 2b in the X-axis direction. Thereby, the workpiece | work set to the workpiece | work support body 2b moves to a X-axis direction. In other words, in the workpiece moving device 2, the mechanical axis of the workpiece driving device 2c is the X axis, and the moving axis of the workpiece that is the moving object is the same X axis.

コラム4は、前記ベース2aの設置場所から背面支持部2eと反対側に離間した設置場所に立設されており、鉛直方向に延びている。   The column 4 is erected at an installation location separated from the installation location of the base 2a on the opposite side to the back support portion 2e, and extends in the vertical direction.

鉛直移動装置6は、コラム4に設けられている。この鉛直移動装置6は、鉛直支持体6aと、鉛直駆動装置6b(図2参照)とを有する。   The vertical movement device 6 is provided in the column 4. The vertical movement device 6 includes a vertical support 6a and a vertical drive device 6b (see FIG. 2).

鉛直支持体6aは、鉛直方向に移動可能にコラム4に取り付けられている。すなわち鉛直支持体6aは、コラム4に沿って上下に移動可能となっている。この鉛直支持体6aは、第1水平移動装置8を支持している。第1水平移動装置8は、後述するように第2水平移動装置10及び主軸ヘッド12を介して工具を支持するため、鉛直支持体6aは間接的に工具を支持する。鉛直駆動装置6bは、コラム4に設けられており、鉛直支持体6aを鉛直方向に延びるY軸方向に動かす。これにより、鉛直駆動装置6bは、鉛直支持体6aとともに第1水平移動装置8、第2水平移動装置10、主軸ヘッド12及び工具をY軸方向に移動させる。すなわち、この鉛直移動装置6では、鉛直駆動装置6bの機械軸が鉛直方向に延びるY軸であるとともに、工具を移動させる移動軸も同じY軸となっている。   The vertical support 6a is attached to the column 4 so as to be movable in the vertical direction. That is, the vertical support 6 a can move up and down along the column 4. The vertical support 6 a supports the first horizontal movement device 8. Since the first horizontal movement device 8 supports the tool via the second horizontal movement device 10 and the spindle head 12 as will be described later, the vertical support 6a indirectly supports the tool. The vertical drive device 6b is provided in the column 4 and moves the vertical support 6a in the Y-axis direction extending in the vertical direction. Accordingly, the vertical drive device 6b moves the first horizontal movement device 8, the second horizontal movement device 10, the spindle head 12, and the tool in the Y-axis direction together with the vertical support 6a. That is, in this vertical movement device 6, the mechanical axis of the vertical drive device 6b is the Y axis extending in the vertical direction, and the movement axis for moving the tool is also the same Y axis.

第1水平移動装置8は、鉛直支持体6aに設けられている。この第1水平移動装置8は、第1水平支持体8aと、第1水平駆動装置8b(図2参照)とを有する。   The first horizontal movement device 8 is provided on the vertical support 6a. The first horizontal movement device 8 includes a first horizontal support 8a and a first horizontal drive device 8b (see FIG. 2).

第1水平支持体8aは、前記X軸と前記Y軸の両方に対して垂直に延びるW軸方向に移動可能に鉛直支持体6aに設けられている。第1水平支持体8aは、第2水平移動装置10を支持しており、その第2水平移動装置10及び主軸ヘッド12を介して工具を支持する。第1水平駆動装置8bは、鉛直支持体6aに設けられており、第1水平支持体8aを前記W軸方向に進退移動させる。これにより、第1水平支持体8aとともに第2水平移動装置10、主軸ヘッド12及び工具がW軸方向において進退移動し、それによって、工具が水平方向に延びるW軸方向でワークに対して接離する。すなわち、この第1水平移動装置8では、第1水平駆動装置8bの機械軸がW軸であるとともに、工具を移動させる移動軸も同じW軸となっている。   The first horizontal support 8a is provided on the vertical support 6a so as to be movable in the W-axis direction extending perpendicular to both the X-axis and the Y-axis. The first horizontal support 8 a supports the second horizontal movement device 10, and supports the tool via the second horizontal movement device 10 and the spindle head 12. The first horizontal driving device 8b is provided on the vertical support 6a, and moves the first horizontal support 8a forward and backward in the W-axis direction. As a result, the second horizontal movement device 10, the spindle head 12 and the tool move forward and backward in the W-axis direction together with the first horizontal support 8a, whereby the tool contacts and separates from the workpiece in the W-axis direction extending in the horizontal direction. To do. That is, in the first horizontal movement device 8, the mechanical axis of the first horizontal drive device 8b is the W axis, and the movement axis for moving the tool is the same W axis.

第2水平移動装置10は、第1水平支持体8aに設けられている。この第2水平移動装置10は、第1水平移動装置10による工具の移動軸であるW軸と平行なZ軸方向に工具を進退移動させるものである。第2水平移動装置10は、第2水平支持体10aと、第2水平駆動装置10b(図2参照)とを有する。   The second horizontal movement device 10 is provided on the first horizontal support 8a. The second horizontal movement device 10 moves the tool forward and backward in the Z-axis direction parallel to the W axis, which is the movement axis of the tool by the first horizontal movement device 10. The second horizontal movement device 10 includes a second horizontal support 10a and a second horizontal drive device 10b (see FIG. 2).

第2水平支持体10aは、前記W軸と平行なZ軸方向に移動可能に第1水平支持体8aに設けられている。第2水平支持体10aは、主軸ヘッド12を支持しており、その主軸ヘッド12を介して工具を支持する。第2水平駆動装置10bは、第1水平支持体8aに設けられており、第2水平支持体10aを前記Z軸方向に進退移動させる。これにより、第2水平支持体10aとともに主軸ヘッド12及び工具がZ軸方向に進退移動し、それによって、工具が水平方向に延びるZ軸方向でワークに対して接離する。すなわち、この第2水平移動装置10では、第2水平駆動装置10bの機械軸がZ軸であるとともに、工具を移動させる移動軸も同じZ軸となっている。   The second horizontal support 10a is provided on the first horizontal support 8a so as to be movable in the Z-axis direction parallel to the W-axis. The second horizontal support 10 a supports the spindle head 12 and supports the tool via the spindle head 12. The second horizontal drive device 10b is provided on the first horizontal support 8a, and moves the second horizontal support 10a forward and backward in the Z-axis direction. As a result, the spindle head 12 and the tool move forward and backward in the Z-axis direction together with the second horizontal support 10a, whereby the tool contacts and separates from the workpiece in the Z-axis direction extending in the horizontal direction. That is, in the second horizontal movement device 10, the mechanical axis of the second horizontal drive device 10b is the Z axis, and the movement axis for moving the tool is also the same Z axis.

主軸ヘッド12は、その回転軸が前記W軸及び前記Z軸と平行となるように第2水平支持体10aに設けられている。この主軸ヘッド12は、工具を保持し、その工具を軸回りに回転させる。なお、工具は、その軸回りに回転された状態でその先端部がワークに当接されることによってワークに対して旋削等の加工を施与するものである。また、各機械軸毎の座標を算出する基準となる後述の主軸位置は、工具の基端の位置に相当する。   The spindle head 12 is provided on the second horizontal support 10a so that the rotation axis thereof is parallel to the W axis and the Z axis. The spindle head 12 holds a tool and rotates the tool around its axis. In addition, a tool performs processing, such as turning, with respect to a workpiece | work, when the front-end | tip part contact | abuts to a workpiece | work in the state rotated around the axis | shaft. Further, a later-described spindle position, which serves as a reference for calculating coordinates for each mechanical axis, corresponds to the position of the base end of the tool.

制御盤14は、前記各移動装置2,6,8,10や、主軸ヘッド12、その他、工作機械の各部の制御及び操作を行うためのものである。この制御盤14は、前記各移動装置2,6,8,10の各駆動装置2c,6b,8b,10b及び主軸ヘッド12の駆動源と電気的に接続されている。   The control panel 14 is for controlling and operating the respective moving devices 2, 6, 8, and 10, the spindle head 12, and other parts of the machine tool. The control panel 14 is electrically connected to the driving devices 2c, 6b, 8b, 10b of the moving devices 2, 6, 8, 10 and the driving source of the spindle head 12.

制御盤14には、手動操作装置14aが設けられている。この手動操作装置14aは、操作者が手動で操作することにより前記各駆動装置2c,6b,8b,10bを個別に任意の駆動量だけ駆動させることができ、それによって前記各支持体2b,6a,8a,10aを個別に任意の移動量だけ動かせるように構成されている。また、制御盤14には、データ取得スイッチ14bが設けられている。このデータ取得スイッチ14bは、後述するように、操作者が押すことにより、前記各駆動装置2c,6b,8b,10bが示す各々の機械軸(X,Y,W,Z)の座標が後述する数値制御装置16の誤差データ取得部20の実測座標取得部20bによって取り込まれるように構成されている。   The control panel 14 is provided with a manual operation device 14a. The manual operation device 14a can drive each of the driving devices 2c, 6b, 8b, and 10b individually by an arbitrary driving amount by an operator's manual operation, and thereby each of the supports 2b, 6a. , 8a, 10a can be individually moved by an arbitrary amount of movement. The control panel 14 is provided with a data acquisition switch 14b. As will be described later, when the operator presses the data acquisition switch 14b, the coordinates of the mechanical axes (X, Y, W, Z) indicated by the drive devices 2c, 6b, 8b, and 10b will be described later. It is configured to be captured by the actual measurement coordinate acquisition unit 20 b of the error data acquisition unit 20 of the numerical control device 16.

そして、この制御盤14の中には、前記各移動装置2,6,8,10及び主軸ヘッド12の駆動部の数値制御を行う数値制御装置16(図2参照)が組み込まれている。   The control panel 14 incorporates a numerical control device 16 (see FIG. 2) that performs numerical control of the moving devices 2, 6, 8, 10 and the driving unit of the spindle head 12.

次に、この第1実施形態による数値制御装置16の詳細な構成について説明する。   Next, the detailed configuration of the numerical controller 16 according to the first embodiment will be described.

数値制御装置16は、図2に示すように、誤差データ取得部20と、誤差データ格納部22と、メモリ24と、指令位置読取り部26と、機械軸座標算出部28と、補正演算部30と、駆動制御部32とを有する。   As shown in FIG. 2, the numerical controller 16 includes an error data acquisition unit 20, an error data storage unit 22, a memory 24, a command position reading unit 26, a machine axis coordinate calculation unit 28, and a correction calculation unit 30. And a drive control unit 32.

誤差データ取得部20は、前記各移動装置2,6,8,10の各駆動装置2c,6b,8b,10bが示す対応する機械軸(X,Y,W,Z)毎の誤差データを取得するものである。すなわち、この誤差データ取得部20は、NCプログラムの指示する工具の指令位置に対応する理論的な各機械軸の座標から各種要因によって生じるそれら各機械軸の実際の座標の誤差を取得する。この誤差データ取得部20は、この誤差データ取得部20は、理論的座標取得部20aと、実測座標取得部20bと、誤差演算部20cと、カウンタ20dとを有する。   The error data acquisition unit 20 acquires error data for each corresponding mechanical axis (X, Y, W, Z) indicated by each driving device 2c, 6b, 8b, 10b of each of the moving devices 2, 6, 8, 10. To do. That is, the error data acquisition unit 20 acquires an error in the actual coordinate of each machine axis caused by various factors from the theoretical coordinate of each machine axis corresponding to the command position of the tool designated by the NC program. The error data acquisition unit 20 includes a theoretical coordinate acquisition unit 20a, an actual measurement coordinate acquisition unit 20b, an error calculation unit 20c, and a counter 20d.

理論的座標取得部20aは、移動対象物を特定の位置に配置する場合に各移動装置2,6,8,10の各駆動装置2c,6b,8b,10bが示す理論的な機械軸座標である理論的機械軸座標を取得するものである。具体的には、この理論的座標取得部20aは、操作者が手動操作装置14aを操作して各駆動装置2c,6b,8b,10bを駆動させることにより対象物を移動させる際、手動操作装置14aが指示する対象物の位置をNCプログラムに基づいて逆運動学変換することにより各機械軸毎の理論的機械軸座標を算出する。   The theoretical coordinate acquisition unit 20a is a theoretical machine axis coordinate indicated by each driving device 2c, 6b, 8b, 10b of each moving device 2, 6, 8, 10 when the moving object is placed at a specific position. A certain theoretical machine axis coordinate is acquired. Specifically, the theoretical coordinate acquisition unit 20a is a manual operation device when the operator moves the object by operating the manual operation device 14a to drive the drive devices 2c, 6b, 8b, and 10b. The theoretical machine axis coordinates for each machine axis are calculated by performing inverse kinematic transformation on the position of the object indicated by 14a based on the NC program.

実測座標取得部20bは、移動対象物を特定の位置に実際に配置した場合に各移動装置2,6,8,10の各駆動装置2c,6b,8b,10bが示す機械軸座標である実測機械軸座標を取得するものである。この実測座標取得部20bは、前記データ取得スイッチ14bが押されることに応じて、前記各駆動装置2c,6b,8b,10bからそのときの各機械軸毎の実測機械軸座標を取り込む。   The actual measurement coordinate acquisition unit 20b is an actual measurement that is a machine axis coordinate indicated by each driving device 2c, 6b, 8b, 10b of each moving device 2, 6, 8, 10 when the moving object is actually arranged at a specific position. The machine axis coordinates are acquired. The actual coordinate acquisition unit 20b captures the actual measured machine axis coordinates for each machine axis at that time from each of the driving devices 2c, 6b, 8b, and 10b in response to the data acquisition switch 14b being pressed.

誤差演算部20cは、前記各移動装置2,6,8,10の支持体2b,6a,8a,10aの対応する機械軸毎の誤差データを算出するものである。具体的には、この誤差演算部20cは、前記データ取得スイッチ14bが押されたことに応じて、前記実測座標取得部20bによって取得された実測機械軸座標から前記理論的座標取得部20aによって取得された理論的機械軸座標を減じることにより各機械軸毎の誤差データを算出する。   The error calculation unit 20c calculates error data for each mechanical axis corresponding to the supports 2b, 6a, 8a, and 10a of the respective moving devices 2, 6, 8, and 10. Specifically, the error calculation unit 20c is acquired by the theoretical coordinate acquisition unit 20a from the actual measurement machine axis coordinates acquired by the actual measurement coordinate acquisition unit 20b in response to the data acquisition switch 14b being pressed. The error data for each machine axis is calculated by subtracting the calculated theoretical machine axis coordinates.

カウンタ20dは、誤差データの取得プロセスにおいて、誤差データの取得サイクル毎に後述するi値及びj値をカウントするものである。   The counter 20d counts an i value and a j value described later in each error data acquisition cycle in the error data acquisition process.

誤差データ格納部22は、誤差演算部20cによって算出された誤差データを格納するものである。この誤差データ格納部22では、誤差データをX軸、Y軸、Z軸、W軸の各機械軸毎にその誤差データの取得位置に対応した配列で登録した誤差テーブルの形態で格納する。   The error data storage unit 22 stores the error data calculated by the error calculation unit 20c. The error data storage unit 22 stores the error data in the form of an error table registered in an array corresponding to the acquisition position of the error data for each of the X-axis, Y-axis, Z-axis, and W-axis mechanical axes.

メモリ24は、NCプログラム(数値制御プログラム)や各種データを記憶するものであり、本発明のプログラム記憶部の概念に含まれるものである。NCプログラムは、ワークの加工時に所定のツールパスに従って工具を移動させるように前記駆動装置2c,6b,8b,10bに支持体2b,6a,8a,10aの駆動を指示するプログラムである。このメモリ24が記憶するNCプログラム以外のデータとしては、後述する、指令位置、その指令位置から変換された機械軸座標及び機械軸毎の補正座標等がある。   The memory 24 stores an NC program (numerical control program) and various data, and is included in the concept of the program storage unit of the present invention. The NC program is a program for instructing the driving devices 2c, 6b, 8b, and 10b to drive the supports 2b, 6a, 8a, and 10a so as to move the tool according to a predetermined tool path when machining the workpiece. The data other than the NC program stored in the memory 24 includes a command position, machine axis coordinates converted from the command position, correction coordinates for each machine axis, and the like, which will be described later.

指令位置読取り部26は、メモリ24に記憶されたNCプログラムからそのプログラムが指示する工具又はワークの移動位置である指令位置を読み取るものである。この指令位置読取り部26は、読み取った指令位置をメモリ24に記憶させる。   The command position reading unit 26 reads a command position, which is a movement position of a tool or a work designated by the program, from an NC program stored in the memory 24. The command position reading unit 26 stores the read command position in the memory 24.

機械軸座標算出部28は、指令位置読取り部26によって読み取られてメモリ24に記憶された工具の指令位置から各移動装置2,6,8,10の各駆動装置2c,6b,8b,10bに駆動を指示するための各機械軸毎の座標を算出するものである。具体的には、この機械軸座標算出部28は、前記指令位置の座標から、ワーク駆動装置2cがワーク支持体2bを移動させるX軸の座標、鉛直駆動装置6bが鉛直支持体6aを移動させるY軸の座標、第1水平駆動装置8bが第1水平支持体8aを移動させるW軸の座標及び第2水平駆動装置10bが第2水平支持体10aを移動させるZ軸の座標をそれぞれ算出する。この機械軸座標算出部28は、指令位置から主軸ヘッド12の主軸位置を算出する主軸位置算出部28aと、その主軸位置算出部28aによって算出された主軸位置を前記駆動装置2c,6b,8b,10bに駆動を指示するための各機械軸毎の座標に変換する座標変換部28bとを有する。座標変換部28bは、前記主軸位置から各機械軸の座標への変換を逆運動学関係式を用いて行う。座標変換部28bは、変換した後の各機械軸毎の座標をメモリ24に記憶させる。   The machine axis coordinate calculation unit 28 applies the command position of the tool read by the command position reading unit 26 and stored in the memory 24 to each drive device 2c, 6b, 8b, 10b of each moving device 2, 6, 8, 10. The coordinates for each machine axis for instructing driving are calculated. Specifically, the machine axis coordinate calculation unit 28 moves the X axis coordinate by which the workpiece driving device 2c moves the workpiece support 2b and the vertical driving device 6b moves the vertical support 6a from the coordinates of the command position. The Y-axis coordinates, the W-axis coordinates for the first horizontal drive 8b to move the first horizontal support 8a, and the Z-axis coordinates for the second horizontal drive 10b to move the second horizontal support 10a are calculated. . The mechanical axis coordinate calculation unit 28 calculates a spindle position of the spindle head 12 from the command position, and calculates the spindle position calculated by the spindle position calculation unit 28a from the driving devices 2c, 6b, 8b, And a coordinate conversion unit 28b for converting the coordinates into the coordinates for each machine axis for instructing driving to 10b. The coordinate conversion unit 28b performs conversion from the spindle position to the coordinates of each machine axis using an inverse kinematic relational expression. The coordinate conversion unit 28b causes the memory 24 to store the coordinates for each machine axis after conversion.

補正演算部30は、座標変換部28bによって変換されてメモリ24に記憶された変換後の機械軸座標を誤差データ格納部22に格納された誤差データに基づいて補正することにより機械軸毎の補正座標を算出する。そして、補正演算部30は、算出した補正座標をメモリ24に記憶させる。   The correction calculation unit 30 corrects each machine axis by correcting the converted machine axis coordinates converted by the coordinate conversion unit 28 b and stored in the memory 24 based on the error data stored in the error data storage unit 22. Calculate the coordinates. Then, the correction calculation unit 30 stores the calculated correction coordinates in the memory 24.

駆動制御部32は、補正演算部30により算出されてメモリ24に記憶された機械軸毎の補正座標に従って前記各移動装置2,6,8,10の各駆動装置2c,6b,8b,10bに各支持体2b,6a,8a,10aを駆動させる制御を行うものである。すなわち、駆動制御部32は、各支持体2b,6a,8a,10aを対応する機械軸毎に前記補正座標が示す位置へ移動させるように各駆動装置2c,6b,8b,10bを駆動する。   The drive control unit 32 applies the drive devices 2c, 6b, 8b, and 10b of each of the moving devices 2, 6, 8, and 10 according to the correction coordinates for each mechanical axis calculated by the correction calculation unit 30 and stored in the memory 24. Control to drive each support 2b, 6a, 8a, 10a is performed. That is, the drive control unit 32 drives each of the driving devices 2c, 6b, 8b, and 10b so as to move each of the supports 2b, 6a, 8a, and 10a to the position indicated by the correction coordinate for each corresponding mechanical axis.

数値制御装置16を構成する上記各部のうち機械軸座標算出部28は、工作機械の機械構造に依存する部分である。すなわち、工作機械のうち工具やワークを支持する部分から各駆動装置に至る機械構造は、工作機械によって様々であるため、NCプログラムが指示する工具又はワークの指令位置から各駆動装置毎に駆動を指示するための機械軸座標を算出する機械軸座標算出部28の機能は適用される工作機械の機械構造に応じて構成する必要がある。一方、数値制御装置16のうち機械軸座標算出部28以外の各部は、工作機械の機械構造に依存しないため、各種工作機械において流用可能である。   Among the above-described units constituting the numerical control device 16, the machine axis coordinate calculation unit 28 is a part depending on the machine structure of the machine tool. In other words, since the machine structure of the machine tool from the part that supports the tool or workpiece to each drive device varies depending on the machine tool, drive is performed for each drive device from the command position of the tool or workpiece indicated by the NC program. The function of the machine axis coordinate calculation unit 28 for calculating the machine axis coordinates for instructing needs to be configured according to the machine structure of the machine tool to be applied. On the other hand, the units other than the machine axis coordinate calculation unit 28 in the numerical control device 16 do not depend on the machine structure of the machine tool, and can be used in various machine tools.

次に、図5のフローチャートに沿って第1実施形態の数値制御装置16による誤差データの取得プロセスについて説明する。   Next, the error data acquisition process by the numerical controller 16 of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

この第1実施形態による誤差データの取得に際しては、まず、図3及び図4に示すような治具プレート100をワーク支持体2bのテーブル2d上の初期位置にセットする(ステップS1)。   When acquiring error data according to the first embodiment, first, a jig plate 100 as shown in FIGS. 3 and 4 is set at an initial position on the table 2d of the work support 2b (step S1).

治具プレート100は、この第1実施形態では正面から見て正方形の板材に9個の基準穴100aが形成されたものである。各基準穴100aは、後述するように基準工具102の先端を位置決めするために用いられるものであり、治具プレート100の板厚方向に貫通する円穴である。基準穴100aは、治具プレート100の縦横に3つずつ並ぶように配置されている。縦方向に並ぶ基準穴100aは、治具プレート100の縦方向に延びる辺に沿って直線上に配置され、横方向に並ぶ基準穴100aは、治具プレート100の横方向に延びる辺に沿って直線上に配置されている。そして、縦方向に隣り合う基準穴100a間の間隔と横方向に隣り合う基準穴100a間の間隔は、等しい間隔に設定されており、この第1実施形態では当該間隔は共に500mmとなっている。9個の基準穴100aのうちそれらの中央に位置する基準穴100aは、治具プレート100の中央に設けられている。治具プレート100をセットする初期位置は、テーブル2d上のうち背面支持部2eに治具プレート100の背面が接触する位置である。このように治具プレート100がセットされた状態では、前記縦方向に並ぶ基準穴100aはY軸方向に並び、前記横方向に並ぶ基準穴100aはX軸方向に並ぶ。   In the first embodiment, the jig plate 100 has nine reference holes 100a formed in a square plate member as viewed from the front. Each reference hole 100 a is used to position the tip of the reference tool 102 as will be described later, and is a circular hole that penetrates in the thickness direction of the jig plate 100. The reference holes 100 a are arranged so that three are arranged in the vertical and horizontal directions of the jig plate 100. The reference holes 100a arranged in the vertical direction are arranged on a straight line along the side extending in the vertical direction of the jig plate 100, and the reference holes 100a arranged in the horizontal direction are arranged along the side extending in the horizontal direction of the jig plate 100. It is arranged on a straight line. The interval between the reference holes 100a adjacent in the vertical direction and the interval between the reference holes 100a adjacent in the horizontal direction are set to be equal. In the first embodiment, both the intervals are 500 mm. . Of the nine reference holes 100 a, the reference hole 100 a located at the center thereof is provided at the center of the jig plate 100. The initial position where the jig plate 100 is set is a position where the back surface of the jig plate 100 contacts the back support portion 2e on the table 2d. When the jig plate 100 is set in this way, the reference holes 100a aligned in the vertical direction are aligned in the Y-axis direction, and the reference holes 100a aligned in the horizontal direction are aligned in the X-axis direction.

次に、主軸ヘッド12に基準工具102を取り付ける(ステップS3)。   Next, the reference tool 102 is attached to the spindle head 12 (step S3).

基準工具102は、誤差データの取得において治具プレート100の基準穴100aに対する位置決めの基準となるものである。この基準工具102は、基準穴100aの内径よりも僅かに小径の円柱状に形成されている。当該ステップS3では、基準工具102の軸心と主軸ヘッド12の回転軸とが同軸となるように基準工具102を主軸ヘッド12に取り付ける。これにより、基準工具102は、主軸ヘッド12から水平方向で前記初期位置にセットされた治具プレート100側へ突出するように配置される。   The reference tool 102 serves as a positioning reference with respect to the reference hole 100a of the jig plate 100 in acquiring error data. The reference tool 102 is formed in a cylindrical shape having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the reference hole 100a. In step S3, the reference tool 102 is attached to the spindle head 12 so that the axis of the reference tool 102 and the rotation axis of the spindle head 12 are coaxial. Accordingly, the reference tool 102 is arranged so as to protrude from the spindle head 12 toward the jig plate 100 set at the initial position in the horizontal direction.

次に、治具プレート100の中央の基準穴100aに対応する機械軸座標(基準座標)の計測を行う(ステップS5)。   Next, the mechanical axis coordinate (reference coordinate) corresponding to the reference hole 100a at the center of the jig plate 100 is measured (step S5).

具体的には、まず、操作者が手動操作装置14aを操作することにより各駆動装置2c,6b,8b,10bを駆動させて各支持体2b,6a,8a,10aを移動させ、それによって治具プレート100と基準工具102を移動させて基準工具102の先端が前記中央の基準穴100aと同軸となるとともに、その基準工具102の先端面の位置が治具プレート100の移動装置6,8,10側の面の位置に一致するように治具プレート100と基準工具102を配置する。そして、この状態で操作者がデータ取得スイッチ14bを押すことにより、実測座標取得部20bがそのときの各駆動装置2c,6b,8b,10bが示す機械軸座標を基準座標(X0,Y0,Z0,W0)として取得する。   Specifically, first, the operator operates the manual operation device 14a to drive the drive devices 2c, 6b, 8b, and 10b to move the support bodies 2b, 6a, 8a, and 10a, and thereby to cure. The tool plate 100 and the reference tool 102 are moved so that the tip of the reference tool 102 is coaxial with the center reference hole 100a, and the position of the tip surface of the reference tool 102 is the moving device 6, 8, The jig plate 100 and the reference tool 102 are arranged so as to coincide with the position of the 10 side surface. In this state, when the operator presses the data acquisition switch 14b, the actual coordinate acquisition unit 20b uses the mechanical axis coordinates indicated by the respective driving devices 2c, 6b, 8b, and 10b as reference coordinates (X0, Y0, Z0). , W0).

その後、前記取得された基準座標(X0,Y0,Z0,W0)に基づいて誤差データ格納部22に誤差テーブルの格子区切り座標が登録される(ステップS7)。この格子区切り座標は、X軸では(−500+X0,X0,500+X0)、Y軸では(−500+Y0,Y0,500+Y0)、Z軸では(Z0,500+Z0)、W軸では(W0,500+W0)となる。   Thereafter, the grid partition coordinates of the error table are registered in the error data storage unit 22 based on the acquired reference coordinates (X0, Y0, Z0, W0) (step S7). The lattice division coordinates are (−500 + X0, X0, 500 + X0) on the X axis, (−500 + Y0, Y0, 500 + Y0) on the Y axis, (Z0, 500 + Z0) on the Z axis, and (W0, 500 + W0) on the W axis.

次に、カウンタ20dにおいて、第1水平駆動装置8bが示すW軸座標と第2水平駆動装置10bが示すZ軸座標とをどのような組み合わせで誤差データの取得を行うかを表すj値がj=0にリセットされる(ステップS9)。なお、j=0は(Z0,W0)の座標に対応し、j=1は(500+Z0,W0)の座標に対応し、j=2は(Z0,500+W0)の座標に対応し、j=3は(500+Z0,500+W0)の座標に対応する。   Next, in the counter 20d, the j value indicating the combination of the W-axis coordinate indicated by the first horizontal drive device 8b and the Z-axis coordinate indicated by the second horizontal drive device 10b is obtained as j. = 0 is reset (step S9). Note that j = 0 corresponds to the coordinates of (Z0, W0), j = 1 corresponds to the coordinates of (500 + Z0, W0), j = 2 corresponds to the coordinates of (Z0, 500 + W0), and j = 3 Corresponds to the coordinates of (500 + Z0, 500 + W0).

次に、操作者が手動で治具プレート100のセット位置を調節して治具プレート100を前記j値に対応する位置に配置する(ステップS11)。この際、治具プレート100のうち移動装置6,8,10側の面の位置がj値に対応する位置となるように治具プレート100を配置する。なお、ここでは、前記ステップS9でj=0とされているため、その対応するZ軸座標とW軸座標は(Z0,W0)であるから、治具プレート100を先にセットした位置から移動させる必要はない。   Next, the operator manually adjusts the setting position of the jig plate 100 to place the jig plate 100 at a position corresponding to the j value (step S11). At this time, the jig plate 100 is arranged such that the position of the surface of the jig plate 100 on the side of the moving devices 6, 8, 10 is a position corresponding to the j value. Here, since j = 0 is set in step S9, the corresponding Z-axis coordinate and W-axis coordinate are (Z0, W0), so the jig plate 100 is moved from the position where it was set first. There is no need to let them.

次に、操作者は、手動操作装置14aを操作して第1水平駆動装置8bが駆動する第1水平支持体8aのW軸座標をj値に対応する座標に位置決めする(ステップS13)。ここで、前記ステップS9でj=0とされていることから、第1水平支持体8aのW軸座標はそのj値に対応したW0とされるため、第1水平支持体8aを動かす必要はない。なお、j=1のときは、j=0のときと同様、第1水平支持体8aのW軸座標はW0とされ、j=2,3のときは、第1水平支持体8aのW軸座標は500+W0とされる。   Next, the operator operates the manual operation device 14a to position the W-axis coordinate of the first horizontal support 8a driven by the first horizontal drive device 8b at a coordinate corresponding to the j value (step S13). Here, since j = 0 is set in step S9, the W-axis coordinate of the first horizontal support 8a is set to W0 corresponding to the j value, and therefore it is necessary to move the first horizontal support 8a. Absent. When j = 1, as in the case of j = 0, the W-axis coordinate of the first horizontal support 8a is set to W0. When j = 2, 3, the W-axis of the first horizontal support 8a is set. The coordinates are 500 + W0.

次に、カウンタ20dにおいて、治具プレート100の9個の基準穴100aのうちどれを用いるかを表すi値がi=0にリセットされる(ステップS15)。なお、i値は、例えば、テーブル2d上にセットされた治具プレート100を移動装置2,6,8,10側から見て図2に示すように各基準穴100aと対応付けされているものとする。   Next, in the counter 20d, the i value indicating which of the nine reference holes 100a of the jig plate 100 is used is reset to i = 0 (step S15). The i value is associated with each reference hole 100a as shown in FIG. 2 when the jig plate 100 set on the table 2d is viewed from the moving device 2, 6, 8, 10 side, for example. And

次に、操作者が手動操作装置14aを用いてワーク駆動装置2cと鉛直駆動装置6bと第2水平駆動装置10bを駆動させ、基準工具102をi値に対応する基準穴100aに位置決めする(ステップS17)。   Next, the operator drives the work drive device 2c, the vertical drive device 6b, and the second horizontal drive device 10b using the manual operation device 14a, and positions the reference tool 102 in the reference hole 100a corresponding to the i value (step). S17).

この基準穴100aに対する基準工具102の位置決めは、前記ステップS5で行った位置決めと同様にして行う。そして、i値に対応する基準穴100aに基準工具102が位置決めされた時の各機械軸毎の理論的機械軸座標は、理論的座標取得部20aによって取得されている。   The positioning of the reference tool 102 with respect to the reference hole 100a is performed in the same manner as the positioning performed in step S5. The theoretical machine axis coordinate for each machine axis when the reference tool 102 is positioned in the reference hole 100a corresponding to the i value is acquired by the theoretical coordinate acquisition unit 20a.

次に、操作者がデータ取得スイッチ14bを押し、それに応じて、実測座標取得部20bがその時の各機械軸毎の実測機械軸座標を取得し、誤差演算部20cがこの時の理論的機械軸座標と実測機械軸座標との差である誤差データを算出する(ステップS19)。具体的には、誤差演算部20cは、各機械軸(X,Y,Z,W)毎の実測機械軸座標から対応する理論的機械軸座標を減じることにより誤差データを算出する。   Next, the operator presses the data acquisition switch 14b, and accordingly, the actual measurement coordinate acquisition unit 20b acquires the actual measurement machine axis coordinates for each machine axis at that time, and the error calculation unit 20c receives the theoretical machine axis at this time. Error data which is the difference between the coordinates and the measured machine axis coordinates is calculated (step S19). Specifically, the error calculator 20c calculates error data by subtracting the corresponding theoretical machine axis coordinate from the actually measured machine axis coordinate for each machine axis (X, Y, Z, W).

この後、誤差演算部20cは、算出した誤差データを誤差データ格納部22に格納させる(ステップS21)。この際、誤差データは、その取得された位置を表すインデックスと関連付けられ、誤差データ格納部22においてそのインデックスと対応する誤差テーブルの誤差配列の該当箇所に登録される。   Thereafter, the error calculation unit 20c stores the calculated error data in the error data storage unit 22 (step S21). At this time, the error data is associated with an index representing the acquired position, and is registered in the error data storage unit 22 at a corresponding portion of the error array of the error table corresponding to the index.

次に、カウンタ20dにおいてi値が+1だけカウントアップされる(ステップS23)。   Next, the i value is incremented by +1 in the counter 20d (step S23).

その後、誤差データ取得部20において、i値が9以上であるか否かが判断される(ステップS25)。この際、i値が9以上ではない、すなわちi値が8以下であると判断された場合には、前記ステップS17以降の処理が繰り返し行われる。具体的には、i=1以降にそれぞれ対応する基準穴100aに基準工具102が位置決めされ、その度に、誤差データの算出、誤差テーブルへの誤差データの登録が行われる。そして、i=8となるまで合計9個の基準穴100aに対応する9個の誤差データが誤差データ格納部22に格納される。   Thereafter, the error data acquisition unit 20 determines whether or not the i value is 9 or more (step S25). At this time, if it is determined that the i value is not 9 or more, that is, the i value is 8 or less, the processing from step S17 onward is repeated. Specifically, the reference tool 102 is positioned in the corresponding reference hole 100a after i = 1, and the error data is calculated and the error data is registered in the error table each time. Then, nine error data corresponding to a total of nine reference holes 100a are stored in the error data storage unit 22 until i = 8.

そして、ステップS23でi値が9にカウントアップされ、その結果、ステップS25でi値が9以上であると判断されると、次に、カウンタ20dにおいて、j値が+1だけカウントアップされる(ステップS27)。   Then, in step S23, the i value is counted up to 9, and as a result, if it is determined in step S25 that the i value is 9 or more, then the j value is incremented by +1 in the counter 20d ( Step S27).

その後、誤差データ取得部20において、j値が4以上であるか否かが判断される(ステップS29)。この際、j値が4以上ではない、すなわちj値が3以下であると判断した場合には、前記ステップS11以降の処理が繰り返し行われる。   Thereafter, the error data acquisition unit 20 determines whether or not the j value is 4 or more (step S29). At this time, if it is determined that the j value is not 4 or more, that is, the j value is 3 or less, the processing after step S11 is repeated.

具体的には、治具プレート100のセット位置をj=0以降にそれぞれ対応する位置に調節する。j=1のときは(500+Z0,W0)の位置に対応し、j=2のときは(Z0,500+W0)の位置に対応するため、これらj=1,2のときは共にテーブル2d上において初期位置からZ軸(W軸)方向で+500mmだけ移動させた位置に治具プレート100をセットする。また、j=3のときは(500+Z0,500+W0)の位置に対応するため、治具プレート100をj=1,2のときよりもZ軸(W軸)方向でさらに+500mmだけ移動させた位置、すなわち初期位置からZ軸(W軸)方向で+1000mmだけ移動させた位置にセットする。そして、前記ステップS13の処理において、その各j値に対応するW軸の座標に第1水平駆動装置8bが駆動する第1水平支持体8aのW軸座標を設定する。すなわち、j=1のときにはW0、j=2,3のときには500+W0にそれぞれ前記W軸座標を設定する。そして、j=1〜3の各場合において、前記ステップS17〜S25からなる9個の基準穴100aに対応する誤差データの取得プロセスがそれぞれ行われる。   Specifically, the setting position of the jig plate 100 is adjusted to a corresponding position after j = 0. When j = 1, it corresponds to the position of (500 + Z0, W0), and when j = 2, it corresponds to the position of (Z0,500 + W0). Therefore, when j = 1, 2, both are initial on the table 2d. The jig plate 100 is set at a position moved by +500 mm in the Z-axis (W-axis) direction from the position. Further, since j = 3 corresponds to the position of (500 + Z0, 500 + W0), the position where the jig plate 100 is further moved by +500 mm in the Z-axis (W-axis) direction than when j = 1, 2, That is, it is set at a position moved by +1000 mm in the Z-axis (W-axis) direction from the initial position. In the process of step S13, the W-axis coordinate of the first horizontal support 8a that is driven by the first horizontal driving device 8b is set as the W-axis coordinate corresponding to each j value. That is, the W axis coordinates are set to W0 when j = 1, and 500 + W0 when j = 2 and 3, respectively. In each case of j = 1 to 3, error data acquisition processes corresponding to the nine reference holes 100a composed of steps S17 to S25 are performed.

そして、ステップS27において、カウンタ20dによりj=4にカウントアップされると、ステップS29において、誤差データ取得部20によりj値が4以上であると判断され、全ての誤差データ取得プロセスが終了する。   In step S27, when the counter 20d counts up to j = 4, in step S29, the error data acquisition unit 20 determines that the j value is 4 or more, and all error data acquisition processes are completed.

次に、図6のフローチャートに沿って、第1実施形態の数値制御装置16による工作機械の数値制御プロセスについて説明する。   Next, the numerical control process of the machine tool by the numerical control device 16 of the first embodiment will be described along the flowchart of FIG.

この数値制御では、まず、指令位置読取り部26がメモリ24に記憶されたNCプログラム中のツールパスを読み取る(ステップS31)。このツールパスは、ワークの加工のために移動させる工具の先端の軌跡を表すものであり、時間単位もしくは距離単位で工具の先端の位置の変遷が示されている。   In this numerical control, first, the command position reading unit 26 reads the tool path in the NC program stored in the memory 24 (step S31). This tool path represents the locus of the tip of the tool to be moved for machining the workpiece, and shows the transition of the position of the tip of the tool in units of time or distance.

その後、指令位置読取り部26は、読み取ったツールパスから工具の現在位置の次の時間単位後もしくは距離単位後の工具の先端位置(指令位置)を抽出する(ステップS33)。そして、指令位置読取り部26は、求めた工具の指令位置をメモリ24に記憶させる。   Thereafter, the command position reading unit 26 extracts the tip position (command position) of the tool after the next time unit or distance unit of the current position of the tool from the read tool path (step S33). Then, the command position reading unit 26 stores the obtained command position of the tool in the memory 24.

次に、機械軸座標算出部28の主軸位置算出部28aが、前記工具の指令位置から主軸ヘッド12の主軸位置を算出する(ステップS35)。この際、主軸位置算出部28aは、工具の指令位置から工具の長さを減じることによって主軸位置を算出する。   Next, the spindle position calculation unit 28a of the machine axis coordinate calculation unit 28 calculates the spindle position of the spindle head 12 from the command position of the tool (step S35). At this time, the spindle position calculation unit 28a calculates the spindle position by subtracting the tool length from the tool command position.

その後、座標変換部28bが、主軸位置算出部28aによって算出された主軸位置を逆運動学関係式を用いて各駆動装置2c,6b,8b,10bの各機械軸毎の座標に変換する(ステップS37)。そして、座標変換部28bは、変換した機械軸座標をメモリ24に記憶させる。   Thereafter, the coordinate conversion unit 28b converts the spindle position calculated by the spindle position calculation unit 28a into coordinates for each mechanical axis of each driving device 2c, 6b, 8b, 10b using the inverse kinematic relational expression (step) S37). The coordinate conversion unit 28 b stores the converted machine axis coordinates in the memory 24.

次に、補正演算部30が、前記変換した機械軸座標が誤差データ格納部22に格納された誤差テーブルのうちのどの区間に属するかを求める(ステップS39)。   Next, the correction calculation unit 30 determines to which section of the error table the converted machine axis coordinates belong to the error data storage unit 22 (step S39).

具体的には、補正演算部30は、変換後の機械軸座標のX軸座標、Y軸座標、Z軸座標、W軸座標と、誤差テーブルの格子区切り座標(−500+X0,X0,500+X0)、(−500+Y0,Y0,500+Y0)、(Z0,500+Z0)、(W0,500+W0)とを比較して、そのX,Y,Z,W軸座標が対応する格子区切り座標に対してどの位置にあるかを求める。   Specifically, the correction calculation unit 30 includes the X-axis coordinate, the Y-axis coordinate, the Z-axis coordinate, the W-axis coordinate of the converted machine axis coordinates, and the grid partition coordinates (−500 + X0, X0, 500 + X0) of the error table, Compare (-500 + Y0, Y0, 500 + Y0), (Z0, 500 + Z0), (W0, 500 + W0), and where the X, Y, Z, W axis coordinates are relative to the corresponding grid break coordinates Ask for.

すなわち、X軸座標が−500+X0以下の区間、−500+X0よりも大きく、かつ、X0以下の区間、X0よりも大きく、かつ、500+X0以下の区間、又は、500+X0よりも大きい区間のいずれに属するかを判別する。また、Y軸座標が−500+Y0以下の区間、−500+Y0よりも大きく、かつ、Y0以下の区間、Y0よりも大きく、かつ、500+Y0以下の区間、又は、500+Y0よりも大きい区間のいずれに属するかを判別する。また、Z軸座標がZ0以下の区間、Z0よりも大きく、かつ、500+Z0以下の区間、又は、500+Z0よりも大きい区間のいずれに属するかを判別する。また、W軸座標がW0以下の区間、W0よりも大きく、かつ、500+W0以下の区間、又は、500+W0よりも大きい区間のいずれに属するかを判別する。   That is, whether the X-axis coordinate belongs to a section of −500 + X0 or less, a section of −500 + X0 or more, a section of X0 or less, a section of X0 or more and 500 + X0 or less, or a section greater than 500 + X0. Determine. Whether the Y-axis coordinate belongs to a section of −500 + Y0 or less, a section of −500 + Y0 or more, a section of Y0 or less, a section of Y0 or more and 500 + Y0 or less, or a section greater than 500 + Y0. Determine. In addition, it is determined whether the Z-axis coordinate belongs to a section that is less than or equal to Z0, a section that is larger than Z0 and that is 500 + Z0 or less, or a section that is larger than 500 + Z0. Further, it is determined whether the W-axis coordinate belongs to a section that is W0 or less, a section that is larger than W0 and that is 500 + W0 or less, or a section that is larger than 500 + W0.

次に、補正演算部30は、判別された属する区間と誤差テーブルの誤差データとに基づいて前記変換後の機械軸座標のX,Y,Z,W軸の各座標毎の誤差推定量を算出する(ステップS41)。   Next, the correction calculation unit 30 calculates an error estimation amount for each coordinate of the X, Y, Z, and W axes of the machine axis coordinates after the conversion based on the determined section and the error data of the error table. (Step S41).

具体的には、前記変換後の機械軸座標のX軸座標が−500+X0以下の区間に属する場合には、−500+X0の位置で取得された誤差データをそのままそのX軸座標に対応する誤差推定量とする。また、前記変換後の機械軸座標のX軸座標が−500+X0よりも大きく、かつ、X0以下の区間に属する場合には、−500+X0とX0との間のどの位置にX軸座標が位置しているかに応じて−500+X0の位置に対応する誤差データとX0の位置に対応する誤差データとから比例計算することにより、そのX軸座標に対応する誤差推定量を算出する。また、前記変換後の機械軸座標のX軸座標がX0よりも大きく、かつ、500+X0以下の区間に属する場合には、X0と500+X0との間のどの位置にX軸座標が位置しているかに応じてX0の位置に対応する誤差データと500+X0の位置に対応する誤差データとから比例計算することにより、そのX軸座標に対応する誤差推定量を算出する。また、前記変換後の機械軸座標のX軸座標が500+X0よりも大きい区間に属する場合には、500+X0の位置に対応する誤差データをそのままそのX軸座標に対応する誤差推定量とする。そして、前記変換後の機械軸座標のY軸座標、Z軸座標及びW軸座標についても前記X軸座標の場合と同様の方法によりそれぞれ誤差推定量を求める。   Specifically, when the X-axis coordinate of the machine axis coordinate after the conversion belongs to an interval of −500 + X0 or less, the error estimation value corresponding to the X-axis coordinate is directly used as the error data acquired at the position −500 + X0. And Further, when the X-axis coordinate of the machine axis coordinate after the conversion is larger than −500 + X0 and belongs to the section of X0 or less, the X-axis coordinate is located at any position between −500 + X0 and X0. Depending on whether or not the error data corresponding to the position of −500 + X0 and the error data corresponding to the position of X0 are proportionally calculated, an error estimation amount corresponding to the X-axis coordinate is calculated. Further, when the X-axis coordinate of the converted machine axis coordinate is larger than X0 and belongs to a section of 500 + X0 or less, it is determined at which position between X0 and 500 + X0 the X-axis coordinate is located. Accordingly, by performing proportional calculation from the error data corresponding to the position of X0 and the error data corresponding to the position of 500 + X0, an error estimation amount corresponding to the X-axis coordinate is calculated. If the X-axis coordinate of the machine axis coordinate after the conversion belongs to a section larger than 500 + X0, the error data corresponding to the position of 500 + X0 is used as the error estimation amount corresponding to the X-axis coordinate as it is. Then, for the Y-axis coordinate, the Z-axis coordinate, and the W-axis coordinate of the machine axis coordinates after the conversion, error estimation amounts are respectively obtained by the same method as that for the X-axis coordinate.

その後、補正演算部30が、ステップS41で得られた各機械軸毎の誤差推定量を前記変換後の機械軸の対応する座標から減じることにより補正座標を算出する(ステップS43)。そして、補正演算部30は、算出した補正座標をメモリ24に記憶させる。   Thereafter, the correction calculation unit 30 calculates the corrected coordinates by subtracting the estimated error amount for each machine axis obtained in step S41 from the corresponding coordinates of the converted machine axis (step S43). Then, the correction calculation unit 30 stores the calculated correction coordinates in the memory 24.

次に、駆動制御部32は、前記補正座標へ各支持体2b,6a,8a,10aを移動させることを指示する移動指令を各駆動装置2c,6b,8b,10bへ出力することによりそれら駆動装置の駆動制御を行う(ステップS45)。これにより、各駆動装置2c,6b,8b,10bは、補正座標に従って各支持体2b,6a,8a,10aを移動させる。   Next, the drive control unit 32 outputs the movement command instructing to move the respective supports 2b, 6a, 8a, and 10a to the correction coordinates by driving the drive devices 2c, 6b, 8b, and 10b. The drive control of the apparatus is performed (step S45). Thereby, each drive device 2c, 6b, 8b, 10b moves each support body 2b, 6a, 8a, 10a according to a correction coordinate.

最後に、数値制御装置16は、NCプログラム中のツールパスが終了か否かを判断する(ステップS47)。ここで、ツールパスが終了ではないと判断された場合には、前記ステップS33以降の処理が繰り返し行われる。一方、ツールパスが終了であると判断された場合には、数値制御が終了する。以上のようにして、当該第1実施形態の数値制御装置16による工作機械の数値制御が行われる。   Finally, the numerical controller 16 determines whether or not the tool path in the NC program has ended (step S47). Here, when it is determined that the tool path is not finished, the processing after step S33 is repeated. On the other hand, when it is determined that the tool path is finished, the numerical control is finished. As described above, the numerical control of the machine tool is performed by the numerical control device 16 of the first embodiment.

以上説明したように、この第1実施形態では、数値制御装置16のうち誤差データ取得部20、誤差データ格納部22、メモリ24及び指令位置読取り部26は、工作機械の機械構造に依存しない部分であるため、機械構造が異なる各種工作機械に共通して適用可能である。また、各種工作機械の機械構造が異なることに起因してその工作機械の移動装置が移動させる対象物の位置や姿勢の形態が異なる場合であっても、複数の移動装置の各駆動装置がそれぞれの機械軸で支持体を動かすことによって対象物を移動させるという構成は共通しているため、補正演算部30と駆動制御部32は機械構造が異なる工作機械に共通して適用することが可能である。従って、第1実施形態の数値制御装置16では、指令位置から機械軸座標を算出する機械軸座標算出部28のみが工作機械の機械構造に依存する部分であり、この機械軸座標算出部28のみを各工作機械の機械構造に応じて構成し直せば、当該数値制御装置16の誤差補正システムの大部分を機械構造の異なる各種工作機械に流用することができる。このため、第1実施形態では、機械構造の異なる各種工作機械における誤差補正システムの共通化を促進することができる。   As described above, in the first embodiment, the error data acquisition unit 20, the error data storage unit 22, the memory 24, and the command position reading unit 26 of the numerical control device 16 are not dependent on the machine structure of the machine tool. Therefore, it can be applied in common to various machine tools having different machine structures. Further, even when the position and orientation of the object to be moved by the moving device of the machine tool are different due to the different machine structures of the various machine tools, the driving devices of the plurality of moving devices are respectively Since the configuration is such that the object is moved by moving the support with the machine axis of the machine, the correction calculation unit 30 and the drive control unit 32 can be commonly applied to machine tools having different machine structures. is there. Therefore, in the numerical control device 16 of the first embodiment, only the machine axis coordinate calculation unit 28 that calculates the machine axis coordinates from the command position is a part that depends on the machine structure of the machine tool, and only the machine axis coordinate calculation unit 28 only. Is reconfigured according to the machine structure of each machine tool, most of the error correction system of the numerical control device 16 can be used for various machine tools having different machine structures. For this reason, in the first embodiment, it is possible to promote the common use of error correction systems in various machine tools having different machine structures.

また、第1実施形態の数値制御装置16では、補正演算部30が、各移動装置2,6,8,10を構成する駆動装置2c,6b,8b,10bの機械軸毎の誤差データに基づいて、数値制御プログラムが指示する指令位置に対応する機械軸毎の座標を補正する。すなわち、工具等の移動対象物の位置や姿勢に基づく誤差データからは互いに平行な移動軸毎の誤差が判別不可能であることによりその平行な移動軸を持つ移動装置の動作を誤差補正できないが、第1実施形態の数値制御装置16では、各移動装置2,6,8,10による対象物の移動を実行するための駆動装置2c,6b,8b,10bの駆動の誤差補正を各々の機械軸についての誤差データに基づいて行うため、そのような駆動装置2c,6b,8b,10bの動作の誤差補正は、各移動装置2,6,8,10の移動軸が互いに平行であるか否かに関係なく行うことができる。その結果、第1実施形態の数値制御装置16では、移動装置8,10の移動軸が互いに平行であっても、それらの移動装置8,10の動作をそれぞれ誤差補正することができる。   Moreover, in the numerical control device 16 of the first embodiment, the correction calculation unit 30 is based on error data for each mechanical axis of the driving devices 2c, 6b, 8b, and 10b that constitute the moving devices 2, 6, 8, and 10. Thus, the coordinates for each machine axis corresponding to the command position indicated by the numerical control program are corrected. In other words, the error data based on the position and orientation of a moving object such as a tool cannot be discriminated from each other, so that the operation of the moving device having the parallel moving axes cannot be corrected. In the numerical control device 16 of the first embodiment, the error correction of the driving of the driving devices 2c, 6b, 8b, 10b for executing the movement of the object by the moving devices 2, 6, 8, 10 is performed on each machine. Since the error correction of the operation of the driving devices 2c, 6b, 8b, and 10b is performed based on the error data about the axes, whether or not the movement axes of the respective moving devices 2, 6, 8, and 10 are parallel to each other. It can be done regardless. As a result, in the numerical control device 16 of the first embodiment, even if the movement axes of the moving devices 8 and 10 are parallel to each other, the operations of the moving devices 8 and 10 can be corrected for errors.

従って、第1実施形態の数値制御装置16では、機械構造の異なる各種工作機械における誤差補正システムの共通化を促進しつつ、互いに平行な移動軸を持つ移動装置8,10を含む工作機械でもその移動装置8,10の動作の誤差補正を行うことができる。   Therefore, in the numerical control device 16 of the first embodiment, the machine tool including the moving devices 8 and 10 having moving axes parallel to each other is promoted while promoting the common use of the error correction system in various machine tools having different machine structures. The error correction of the operation of the moving devices 8 and 10 can be performed.

また、第1実施形態では、数値制御装置16が、移動対象物が特定の位置に位置決めされた時の実測機械軸座標からその特定の位置における理論的機械軸座標を減じることにより誤差データを算出する誤差演算部20cを備えるため、工作機械に設けられた数値制御装置16内で誤差データの蓄積からその誤差データに基づく各機械軸毎の誤差補正に至る一連の誤差補正のプロセスを実施することができる。   In the first embodiment, the numerical controller 16 calculates error data by subtracting the theoretical machine axis coordinate at the specific position from the actually measured machine axis coordinate when the moving object is positioned at the specific position. In order to provide the error calculation unit 20c, a series of error correction processes from accumulation of error data to error correction for each machine axis based on the error data is performed in the numerical controller 16 provided in the machine tool. Can do.

また、第1実施形態では、第1水平支持体8a及び第2水平支持体10aがワーク移動装置2側へ張り出した状態で、工具、主軸ヘッド12、第1水平支持体8a及び第2水平移動装置10の重量によりコラム4が撓み、それによって工具の指令位置に対して工具の実際の位置が誤差を生じる虞がある。しかし、この第1実施形態では、数値制御装置16によって、前記重量によるコラム4の撓みに起因する工具位置の誤差を補正することができる。   Further, in the first embodiment, the tool, the spindle head 12, the first horizontal support 8a, and the second horizontal movement with the first horizontal support 8a and the second horizontal support 10a projecting toward the workpiece moving device 2 side. The column 4 bends due to the weight of the device 10, which may cause an error in the actual position of the tool relative to the command position of the tool. However, in the first embodiment, the numerical controller 16 can correct an error in the tool position caused by the deflection of the column 4 due to the weight.

(第2実施形態)
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態による工作機械の構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 7, the structure of the machine tool by 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

この第2実施形態による工作機械は、テーブル42b上に載置されたワーク上で工具を水平方向、鉛直方向、鉛直軸回りの回転方向、水平軸を中心とした揺動方向の各方向に移動させながらその工具でワークの加工を行うものである。そして、この工作機械では、工具を鉛直方向に移動させる2つの移動装置(第1鉛直移動装置46,第2鉛直移動装置50)が設けられており、その両移動装置の機械軸が互いに平行となっている。   The machine tool according to the second embodiment moves a tool in each of a horizontal direction, a vertical direction, a rotation direction around a vertical axis, and a swinging direction around the horizontal axis on a workpiece placed on a table 42b. The workpiece is machined with the tool. In this machine tool, two moving devices (first vertical moving device 46 and second vertical moving device 50) for moving the tool in the vertical direction are provided, and the mechanical axes of both moving devices are parallel to each other. It has become.

具体的には、この工作機械は、ワーク移動装置42と、複数本のコラム44と、図略の工具と、主軸ヘッド12と、第1鉛直移動装置46と、水平移動装置48と、第2鉛直移動装置50と、回転移動装置52と、揺動装置54と、制御ボックス56とを備える。これらのうち第1鉛直移動装置46、水平移動装置48、第2鉛直移動装置50、回転移動装置52及び揺動装置54は、主軸ヘッド12に保持された工具を各方向へ移動させるものである。   Specifically, the machine tool includes a workpiece moving device 42, a plurality of columns 44, an unillustrated tool, a spindle head 12, a first vertical moving device 46, a horizontal moving device 48, and a second moving device. A vertical movement device 50, a rotary movement device 52, a swing device 54, and a control box 56 are provided. Among these, the first vertical movement device 46, the horizontal movement device 48, the second vertical movement device 50, the rotary movement device 52, and the swing device 54 move the tool held by the spindle head 12 in each direction. .

ワーク移動装置42は、ワークを水平面内の特定方向に移動させる。このワーク移動装置42は、所定の設置場所に設置されたベッド42aと、そのベッド42a上に移動可能に設けられたテーブル42bと、そのテーブル42bを動かすテーブル駆動装置42c(図8参照)とを有する。テーブル42bは、ワークを下から支持するものである。すなわち、ワークは、テーブル上に載置される。そして、テーブル42bは、水平面内で特定方向に延びるX軸方向に移動可能にベッド42a上に搭載されている。X軸は、本発明のワーク機械軸の概念に含まれるものである。テーブル駆動装置42cは、ベッド42aに設けられており、テーブル42bをX軸方向に動かす。   The workpiece moving device 42 moves the workpiece in a specific direction within the horizontal plane. The work moving device 42 includes a bed 42a installed at a predetermined installation location, a table 42b movably provided on the bed 42a, and a table driving device 42c (see FIG. 8) for moving the table 42b. Have. The table 42b supports the workpiece from below. That is, the work is placed on the table. The table 42b is mounted on the bed 42a so as to be movable in the X-axis direction extending in a specific direction within a horizontal plane. The X axis is included in the concept of the work machine axis of the present invention. The table driving device 42c is provided on the bed 42a and moves the table 42b in the X-axis direction.

各コラム44は、ワーク移動装置42の幅方向においてそのワーク移動装置42を挟んで互いに対向する位置にそれぞれ立設されている。すなわち、コラム44は、水平方向でワークの移動方向と直交する方向においてワーク移動装置42を挟んで互いに対向する位置に立設されている。各コラム44は、鉛直方向に延びている。   Each column 44 is erected at a position facing each other across the workpiece moving device 42 in the width direction of the workpiece moving device 42. That is, the columns 44 are erected at positions facing each other across the workpiece moving device 42 in a direction perpendicular to the moving direction of the workpiece in the horizontal direction. Each column 44 extends in the vertical direction.

主軸ヘッド12は、上記第1実施形態と同様、工具を保持し、その工具を軸回りに回転させるものである。   The spindle head 12 holds the tool and rotates the tool around the axis, as in the first embodiment.

第1鉛直移動装置46は、クロスレール46aと、第1鉛直駆動装置46b(図8参照)とを有する。クロスレール46aは、ワーク移動装置42の両側のコラム44に水平姿勢で掛け渡されている。このクロスレール46aは、コラム44の前面で支持されている。そして、クロスレール46aは、コラム44によりそのコラム44に沿って鉛直方向に延びるW軸方向に移動可能に支持されている。なお、W軸は、本発明の第1鉛直機械軸の概念に含まれるものである。また、クロスレール46aは、水平移動装置48を支持している。   The first vertical movement device 46 includes a cross rail 46a and a first vertical drive device 46b (see FIG. 8). The cross rail 46a is stretched across the columns 44 on both sides of the work moving device 42 in a horizontal posture. The cross rail 46 a is supported on the front surface of the column 44. The cross rail 46a is supported by the column 44 so as to be movable in the W-axis direction extending in the vertical direction along the column 44. The W axis is included in the concept of the first vertical mechanical axis of the present invention. Further, the cross rail 46 a supports the horizontal movement device 48.

第1鉛直駆動装置46bは、クロスレール46aをW軸方向に動かすものである。この第1鉛直駆動装置46bは、クロスレール46aの設けられた図略のモータと、各コラム44にそれぞれ沿うように付設された図略のボールねじと、前記モータの動力を前記各ボールねじに同期するように伝達する図略の伝達機構とを有している。各ボールねじは、クロスレール46aの長手方向における対応する端部と螺合しており、そのボールねじの回転駆動に応じてクロスレール46aがW軸方向に移動するようになっている。   The first vertical drive device 46b moves the cross rail 46a in the W-axis direction. The first vertical drive device 46b includes a motor (not shown) provided with a cross rail 46a, a ball screw (not shown) attached along each column 44, and the power of the motor to each ball screw. And a transmission mechanism (not shown) that transmits the signals in synchronization. Each ball screw is screwed into a corresponding end portion in the longitudinal direction of the cross rail 46a, and the cross rail 46a moves in the W-axis direction in accordance with the rotational drive of the ball screw.

水平移動装置48は、サドル48aと、水平駆動装置48b(図8参照)とを有する。サドル48aは、前記X軸と前記W軸の両方に垂直なY軸方向に移動可能にクロスレール46aに搭載されている。すなわち、サドル48aは、テーブル42bの上方においてそのテーブル42bを幅方向に横切るようにクロスレール46aの長手方向に移動可能となっている。なお、前記Y軸は、本発明の水平機械軸の概念に含まれるものである。サドル48aは、第2鉛直移動装置50を支持している。水平駆動装置48bは、サドル48aをY軸方向に動かすものである。   The horizontal movement device 48 includes a saddle 48a and a horizontal drive device 48b (see FIG. 8). The saddle 48a is mounted on the cross rail 46a so as to be movable in the Y-axis direction perpendicular to both the X-axis and the W-axis. That is, the saddle 48a is movable in the longitudinal direction of the cross rail 46a so as to cross the table 42b in the width direction above the table 42b. The Y axis is included in the concept of the horizontal mechanical axis of the present invention. The saddle 48 a supports the second vertical movement device 50. The horizontal drive device 48b moves the saddle 48a in the Y-axis direction.

第2鉛直移動装置50は、鉛直支持体50aと、第2鉛直駆動装置50b(図8参照)とを有する。鉛直支持体50aは、前記W軸と平行なZ軸方向(鉛直方向)に移動可能にサドル48aに設けられている。なお、Z軸は、本発明の第2鉛直機械軸の概念に含まれるものである。鉛直支持体50aは、クロスレール46aよりも下側でかつワーク移動装置42の上方の位置において回転移動装置52を支持している。第2鉛直駆動装置50bは、鉛直支持体50aをZ軸方向に動かすものである。   The second vertical movement device 50 includes a vertical support 50a and a second vertical drive device 50b (see FIG. 8). The vertical support 50a is provided on the saddle 48a so as to be movable in the Z-axis direction (vertical direction) parallel to the W-axis. The Z axis is included in the concept of the second vertical mechanical axis of the present invention. The vertical support 50a supports the rotational movement device 52 at a position below the cross rail 46a and above the workpiece movement device 42. The second vertical drive device 50b moves the vertical support 50a in the Z-axis direction.

回転移動装置52は、回転支持体52aと、回転駆動装置52b(図8参照)とを有する。回転支持体52aは、鉛直軸回りのC軸方向に回転可能に鉛直支持体50aに設けられている。なお、C軸は、本発明の回転機械軸の概念に含まれるものである。回転支持体52aは、その下部において揺動装置54を支持している。回転駆動装置52bは、回転支持体52aをC軸方向に回転させるものである。   The rotation moving device 52 includes a rotation support 52a and a rotation driving device 52b (see FIG. 8). The rotary support 52a is provided on the vertical support 50a so as to be rotatable in the C-axis direction around the vertical axis. The C axis is included in the concept of the rotary machine shaft of the present invention. The rotation support body 52a supports the swing device 54 at the lower part thereof. The rotation drive device 52b rotates the rotation support body 52a in the C-axis direction.

揺動装置54は、揺動支持体54aと、揺動駆動装置54b(図8参照)とを有する。揺動支持体54aは、水平軸を中心としたA軸方向に揺動可能に回転支持体52aに設けられている。なお、A軸は、本発明の揺動機械軸の概念に含まれるものである。揺動支持体54aは、主軸ヘッド12をその主軸ヘッド12による工具の回転軸が当該揺動支持体54aの揺動中心である水平軸に対して垂直となるように支持している。揺動駆動装置54bは、揺動支持体54aをA軸方向に揺動させるものである。   The swing device 54 includes a swing support 54a and a swing drive device 54b (see FIG. 8). The swing support 54a is provided on the rotation support 52a so as to be swingable in the A-axis direction with the horizontal axis as the center. The A axis is included in the concept of the oscillating machine shaft of the present invention. The swing support 54a supports the spindle head 12 so that the rotation axis of the tool by the spindle head 12 is perpendicular to the horizontal axis that is the swing center of the swing support 54a. The swing drive device 54b swings the swing support 54a in the A-axis direction.

制御ボックス56は、上記第1実施形態の制御盤14と基本的に同様のものであり、前記各駆動装置42c,46b,48b,50b,52b,54bや、主軸ヘッド12、その他、工作機械の各部の制御及び操作を行う。この制御ボックス56には、上記第1実施形態の手動操作装置14a及びデータ取得スイッチ14bと同様の手動操作装置56a及びデータ取得スイッチ56bが設けられている。そして、この制御ボックス56内に数値制御装置58が組み込まれている。   The control box 56 is basically the same as the control panel 14 of the first embodiment, and the drive devices 42c, 46b, 48b, 50b, 52b, 54b, the spindle head 12, and other machine tools. Control and operate each part. The control box 56 is provided with a manual operation device 56a and a data acquisition switch 56b similar to the manual operation device 14a and the data acquisition switch 14b of the first embodiment. A numerical controller 58 is incorporated in the control box 56.

次に、図8を参照して、この第2実施形態による数値制御装置58の構成について説明する。   Next, the configuration of the numerical controller 58 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

この第2実施形態の数値制御装置58では、前記第1実施形態の数値制御装置16と機械軸座標算出部28に異なる部分がある。   In the numerical control device 58 of the second embodiment, the numerical control device 16 of the first embodiment and the mechanical axis coordinate calculation unit 28 are different.

すなわち、この第2実施形態の数値制御装置58の機械軸座標算出部28は、指令位置から主軸ヘッド12の主軸位置を算出する主軸位置算出部28aと、その主軸位置算出部28aによって算出された主軸位置を前記各駆動装置42c,46b,48b,50b,52b,54bに駆動を指示するための各機械軸(X軸,W軸,Y軸,Z軸,C軸,A軸)毎の座標に変換する座標変換部28cとを有する。座標変換部28cは、前記主軸位置から前記各機械軸の座標への変換を逆運動学関係式を用いて行うが、この逆運動学関係式が上記第1実施形態の数値制御装置16の座標変換部28bが用いる逆運動学関係式と異なる。この第2実施形態では、当該第2実施形態の工作機械の機械構造、すなわち各移動装置42,46,48,50,52,54それぞれの構造やそれら各移動装置間の相対的な位置関係及び支持構造等に応じて、主軸位置の座標を各機械軸(X軸,W軸,Y軸,Z軸,C軸,A軸)の座標に適切に変換可能な関係式が作成されて座標変換部28cで用いられるようにプログラムされている。   That is, the machine axis coordinate calculation unit 28 of the numerical controller 58 of the second embodiment is calculated by the spindle position calculation unit 28a that calculates the spindle position of the spindle head 12 from the command position and the spindle position calculation unit 28a. Coordinates for each mechanical axis (X axis, W axis, Y axis, Z axis, C axis, A axis) for instructing driving of the main shaft position to each of the driving devices 42c, 46b, 48b, 50b, 52b, 54b And a coordinate conversion unit 28c for converting to. The coordinate conversion unit 28c performs conversion from the spindle position to the coordinates of each machine axis using an inverse kinematic relational expression, which is the coordinate of the numerical control device 16 of the first embodiment. This is different from the inverse kinematic relational expression used by the conversion unit 28b. In the second embodiment, the machine structure of the machine tool of the second embodiment, that is, the structure of each moving device 42, 46, 48, 50, 52, 54, the relative positional relationship between these moving devices, and Depending on the support structure, a relational expression that can convert the coordinates of the spindle position into the coordinates of each machine axis (X axis, W axis, Y axis, Z axis, C axis, A axis) is created and converted Programmed for use in section 28c.

また、駆動制御部32は、補正座標に基づいて、上記第1実施形態の場合よりも多い6つの駆動装置42c,46b,48b,50b,52b,54bの駆動制御を行うようになっている。   In addition, the drive control unit 32 performs drive control of the six drive devices 42c, 46b, 48b, 50b, 52b, and 54b, which are more than in the case of the first embodiment, based on the correction coordinates.

この第2実施形態による数値制御装置58の上記以外の構成は、上記第1実施形態による数値制御装置16の構成と同様である。   The other configuration of the numerical control device 58 according to the second embodiment is the same as the configuration of the numerical control device 16 according to the first embodiment.

次に、図10のフローチャートに沿って第2実施形態の数値制御装置58による誤差データの取得プロセスについて説明する。   Next, an error data acquisition process by the numerical controller 58 of the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

当該誤差データの取得プロセスでは、まず、図9に示すように、治具プレート100をワーク移動装置42のテーブル42b上の初期位置にセットする(ステップS1)。この際、用いる治具プレート100は、上記第1実施形態で用いた治具プレート100と同様のものである。この治具プレート100をテーブル42b上に寝かせた状態で載置し、揺動支持体54aの揺動角度が0度の状態(主軸ヘッド12の回転軸が鉛直方向に延びる状態)で治具プレート100の中央の基準穴100aの中心に主軸ヘッド12の回転軸の位置が一致するように治具プレート100を配置する。   In the error data acquisition process, first, as shown in FIG. 9, the jig plate 100 is set at an initial position on the table 42b of the workpiece moving device 42 (step S1). At this time, the jig plate 100 used is the same as the jig plate 100 used in the first embodiment. The jig plate 100 is placed on the table 42b and the jig plate 100 is placed in a state in which the swinging angle of the swinging support 54a is 0 degrees (the rotation axis of the spindle head 12 extends in the vertical direction). The jig plate 100 is arranged so that the position of the rotation axis of the spindle head 12 coincides with the center of the central reference hole 100a.

次に、上記第1実施形態で用いたのと同様の基準工具102を主軸ヘッド12に取り付ける(ステップS3)。この際、揺動装置54において、揺動支持体54aを揺動角度が0の姿勢、すなわち基準工具102の軸心が鉛直方向に延びる姿勢で固定しておく。   Next, a reference tool 102 similar to that used in the first embodiment is attached to the spindle head 12 (step S3). At this time, in the oscillating device 54, the oscillating support 54a is fixed in an attitude in which the oscillating angle is 0, that is, an attitude in which the axis of the reference tool 102 extends in the vertical direction.

その後、上記第1実施形態と同様にして治具プレート100の中央の基準穴100aに対応する機械軸座標(基準座標)を計測し(ステップS5)、その計測された基準座標に基づいて、数値制御装置58の誤差データ格納部22に誤差テーブルの格子区切り座標が登録される(ステップS7)。ここで、X軸、Y軸、Z軸、W軸については、第1実施形態と同様の格子区切り座標が登録される一方、それらに加えて、A軸について0度が格子区切り座標として登録され、C軸について(0度,90度,180度,270度,360度)が格子区切り座標として登録される。なお、A軸の格子区切り座標として0度が登録されるのは、本実施形態では、揺動支持体54aをA軸方向において0度、すなわち鉛直姿勢に固定した状態で誤差データを取得するためである。   Thereafter, the mechanical axis coordinate (reference coordinate) corresponding to the reference hole 100a at the center of the jig plate 100 is measured in the same manner as in the first embodiment (step S5), and a numerical value is calculated based on the measured reference coordinate. The grid break coordinates of the error table are registered in the error data storage unit 22 of the control device 58 (step S7). Here, for the X-axis, Y-axis, Z-axis, and W-axis, the lattice break coordinates similar to those of the first embodiment are registered, and in addition, 0 degrees for the A axis is registered as the lattice break coordinates. , (0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees, 360 degrees) are registered as grid delimiter coordinates for the C axis. In this embodiment, 0 degrees is registered as the grid separation coordinates of the A axis in order to obtain error data with the swing support 54a fixed at 0 degrees in the A axis direction, that is, in a vertical posture. It is.

その後、ステップS9,S11,S13の各処理は、上記第1実施形態おけるステップS9,S11,S13の各処理と同様に行われる。   Then, each process of step S9, S11, S13 is performed similarly to each process of step S9, S11, S13 in the said 1st Embodiment.

次に、カウンタ20dにおいて、c値がc=0にリセットされる(ステップS15)。このc値は、誤差データを取得する際のC軸方向における回転支持体54aの回転角度に対応した値である。すなわち、c=0は回転支持体54aの回転角度を0度とすること、c=1は回転支持体54aの回転角度を90度とすること、c=2は回転支持体54aの回転角度を180度とすること、c=3は回転支持体54aの回転角度を270度とすること、c=4は回転支持体54aの回転角度を360度とすることをそれぞれ表す。 Next, in the counter 20d, the c i value is reset to c i = 0 (step S15). The c i value is a value corresponding to the rotation angle of the rotary support 54a in the C-axis direction in acquiring error data. That is, c i = 0 sets the rotation angle of the rotation support 54a to 0 degrees, c i = 1 sets the rotation angle of the rotation support 54a to 90 degrees, and c i = 2 sets the rotation support 54a to the rotation support 54a. The rotation angle is 180 degrees, c i = 3 indicates that the rotation angle of the rotation support 54a is 270 degrees, and c i = 4 indicates that the rotation angle of the rotation support 54a is 360 degrees.

次に、操作者が、手動操作装置56aを操作して回転支持体54aをc値に対応するC軸方向の回転角度に位置決めする(ステップS17)。ここで、前記ステップS15でc=0とされていることから、C軸方向の回転角度が0度となるように回転支持体54aを位置決めする。 Next, the operator positions the rotary support 54a by operating the manual operating device 56a to the rotational angle of the C-axis direction corresponding to c i value (step S17). Here, since c i = 0 in step S15, the rotation support 54a is positioned so that the rotation angle in the C-axis direction is 0 degree.

その後、ステップS19,S21,S23,S25,S27,S29の各処理は、上記第1実施形態におけるS15,S17,S19,S21,S23,S25の各処理とほぼ同様に行われる。ただし、ステップS23の誤差データの算出においては、X軸、Y軸、Z軸、W軸、A軸、C軸についての誤差データがそれぞれ算出される。   Thereafter, the processes in steps S19, S21, S23, S25, S27, and S29 are performed in substantially the same manner as the processes in S15, S17, S19, S21, S23, and S25 in the first embodiment. However, in the calculation of error data in step S23, error data for the X-axis, Y-axis, Z-axis, W-axis, A-axis, and C-axis are calculated.

次に、カウンタ20dにおいてc値が+1だけカウントアップされ(ステップS31)、その後、誤差データ取得部20においてc値が5以上であるか否かが判断される(ステップS33)。ここで、c値が5以上ではない、すなわちc値が4以下であると判断された場合には、ステップS17以降の処理が繰り返し行われる。具体的には、c=1以降のc値にそれぞれ対応するC軸方向の回転角度(90度,180度,270度,360度)に回転支持体54aがそれぞれ位置決めされ、その度に、治具プレート100の9個の基準穴100aに対応する誤差データの算出及びその誤差データの誤差テーブルへの登録が行われる。 Then, c i value in the counter 20d is counted up by +1 (step S31), then whether or not the c i values of 5 or more in the error data acquisition unit 20 is determined (step S33). Here, c i value is not 5 or more, that is, the c i values were determined to be 4 or less, the processes in and after step S17 are repeated. Specifically, the rotational angle of the C-axis direction corresponding respectively to the c i values of c i = 1 or later (90, 180, 270 degrees, 360 degrees) are respectively rotating supports 54a are positioned, each time The error data corresponding to the nine reference holes 100a of the jig plate 100 is calculated and the error data is registered in the error table.

そして、ステップS31でc値が5にカウントアップされ、その結果、ステップS33でc値が5以上であると判断されると、次に、カウンタ20dにおいてj値が+1だけカウントアップされ(ステップS35)、その後、誤差データ取得部20においてj値が4以上であるか否かが判断される(ステップS37)。ここで、j値が4以上ではない、すなわちj値が3以下であると判断された場合には、ステップS11以降の処理が繰り返し行われる。この処理は、上記第1実施形態の場合と基本的に同様である。具体的には、この処理では、治具プレート100をj値に対応する各位置にそれぞれセットし、その度に、回転支持体54aをc=0〜4に対応する各回転角度にそれぞれ位置決めするとともに、その各回転角度毎に9個の基準穴100aに対応する誤差データをそれぞれ取得する。 Then, c i value is counted up to five in step S31, as a result, the c i values are determined to be 5 or more in step S33, then, j value in the counter 20d is incremented by +1 ( Step S35), then, it is determined in the error data acquisition unit 20 whether the j value is 4 or more (Step S37). Here, when it is determined that the j value is not 4 or more, that is, the j value is 3 or less, the processing from step S11 is repeated. This process is basically the same as in the case of the first embodiment. Specifically, in this process, the jig plate 100 is set at each position corresponding to the j value, and each time the rotation support 54a is positioned at each rotation angle corresponding to c i = 0-4. At the same time, error data corresponding to the nine reference holes 100a is acquired for each rotation angle.

なお、治具プレート100のj=1以降の各値に対応する各位置へのセットの仕方は以下の通りである。   The method of setting the jig plate 100 at each position corresponding to each value after j = 1 is as follows.

すなわち、j=1の時には、図9に示すように、j=0の時にセットした治具プレート100のY軸方向における両端部の上に500mmの高さを有するスペーサ104をそれぞれ載置し、その上に2枚目の治具プレート100を積載する。この際、j=0の時に用いた1枚目の治具プレート100と2枚目の治具プレート100の外縁の4面に定規106を当てて1枚目の治具プレート100に対して2枚目の治具プレート100の位置を合わせることにより、j=0の時に用いた1枚目の治具プレート100に対して2枚目の治具プレート100を直上に配置する。j=1の時は、j=0の時に1枚目の治具プレート100を用いて誤差データを取得した方法と同様の方法で2枚目の治具プレート100の各基準穴100aに対して基準工具102を位置決めして誤差データを取得する。また、j=2の時は、j=1の時に用いた2枚目の治具プレート100を同様に用いて誤差データを取得する。そして、j=3の時には、2枚目の治具プレート100の上にさらに500mmの高さのスペーサ104を上記と同様に積み重ね、その上に3枚目の治具プレート100を同様に載置する。この場合も、定規106を用いて1枚目及び2枚目の治具プレート100の直上に3枚目の治具プレート100を配置する。そして、この3枚目の治具プレート100を用いてj=0〜2の時と同様にj=3の時の誤差データの取得を行う。   That is, when j = 1, as shown in FIG. 9, the spacers 104 having a height of 500 mm are respectively placed on both ends in the Y-axis direction of the jig plate 100 set when j = 0. A second jig plate 100 is loaded thereon. At this time, a ruler 106 is applied to the four surfaces of the outer edge of the first jig plate 100 and the second jig plate 100 used when j = 0, and the first jig plate 100 is set to 2 with respect to the first jig plate 100. By aligning the position of the first jig plate 100, the second jig plate 100 is arranged immediately above the first jig plate 100 used when j = 0. When j = 1, for each reference hole 100a of the second jig plate 100 in the same manner as the method of acquiring error data using the first jig plate 100 when j = 0. The reference tool 102 is positioned to acquire error data. When j = 2, error data is acquired using the second jig plate 100 used when j = 1. When j = 3, a spacer 104 having a height of 500 mm is further stacked on the second jig plate 100 in the same manner as described above, and the third jig plate 100 is similarly placed thereon. To do. Also in this case, the third jig plate 100 is arranged directly on the first and second jig plates 100 using the ruler 106. Then, using this third jig plate 100, error data when j = 3 is acquired in the same manner as when j = 0-2.

この第2実施形態の数値制御装置58による誤差データの取得プロセスの上記以外の構成は、上記第1実施形態と同様である。   The other configuration of the error data acquisition process by the numerical controller 58 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

次に、第2実施形態の数値制御装置58による工作機械の数値制御プロセスについて説明する。   Next, a numerical control process of the machine tool by the numerical control device 58 of the second embodiment will be described.

この第2実施形態における工作機械の数値制御プロセスは、基本的には上記第1実施形態における工作機械の数値制御プロセスと同様である。ただし、この第2実施形態では、工具の指令位置からX軸,Y軸,Z軸,W軸,A軸,C軸の各機械軸毎の座標を算出し、その各機械軸座標について誤差テーブルに基づいて上記第1実施形態と同様の手法で各機械軸毎の誤差推定量を算出する。なお、この際、A軸については、補間計算を行わず、当該A軸方向の揺動支持体54aの揺動角度は0度とされる。そして、算出された各機械軸毎の誤差推定量に基づいて前記各機械軸座標を補正することにより各機械軸毎の補正座標が算出され、その補正座標へテーブル42b、クロスレール46a、サドル48a、鉛直支持体50a、回転支持体52a及び揺動支持体54aを移動させるようにテーブル駆動装置42c、第1鉛直駆動装置46b、水平駆動装置48b、第2鉛直駆動装置50b、回転駆動装置52b及び揺動駆動装置54bの駆動が制御される。   The numerical control process of the machine tool in the second embodiment is basically the same as the numerical control process of the machine tool in the first embodiment. However, in this second embodiment, the coordinates for each machine axis of the X-axis, Y-axis, Z-axis, W-axis, A-axis, and C-axis are calculated from the command position of the tool, and the error table for each machine axis coordinate is calculated. Based on the above, an error estimation amount for each mechanical axis is calculated by the same method as in the first embodiment. At this time, interpolation calculation is not performed for the A axis, and the swing angle of the swing support body 54a in the A axis direction is set to 0 degree. Then, correction coordinates for each machine axis are calculated by correcting the machine axis coordinates based on the calculated error estimation amount for each machine axis, and the table 42b, the cross rail 46a, and the saddle 48a are added to the correction coordinates. The table drive device 42c, the first vertical drive device 46b, the horizontal drive device 48b, the second vertical drive device 50b, the rotation drive device 52b, and the vertical support member 50a, the rotation support member 52a, and the swing support member 54a The drive of the swing drive device 54b is controlled.

この第2実施形態による数値制御プロセスの上記以外の構成は、上記第1実施形態と同様である。   The other configuration of the numerical control process according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment.

この第2実施形態では、コラム44によって支持される各装置の重量によりコラム44に撓みが生じたり、クロスレール46aに搭載された各装置の重量によりクロスレールに撓みが生じたりすることがある。コラム44及びクロスレール46aに撓みが生じると、工具の指令位置に対して工具の実際の位置が誤差を生じる虞がある。しかし、この場合でも、数値制御装置58によって、コラム44及びクロスレール46aの撓みに起因する工具位置の誤差を補正することができる。   In the second embodiment, the column 44 may be bent due to the weight of each device supported by the column 44, or the cross rail may be bent due to the weight of each device mounted on the cross rail 46a. If the column 44 and the cross rail 46a are bent, the actual position of the tool may cause an error with respect to the command position of the tool. However, even in this case, the numerical controller 58 can correct the error in the tool position caused by the deflection of the column 44 and the cross rail 46a.

また、この第2実施形態では、クロスレール46aを動かすW軸と鉛直支持体50aを動かすZ軸が互いに平行となっているが、数値制御装置58により各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正が行われるため、その互いに平行なW軸とZ軸について個別に補正量を求めることができ、工具位置の誤差補正を適切に行うことができる。   In the second embodiment, the W axis that moves the cross rail 46a and the Z axis that moves the vertical support 50a are parallel to each other. Since error correction is performed for each machine axis, correction amounts can be obtained individually for the parallel W axis and Z axis, and error correction of the tool position can be performed appropriately.

また、この第2実施形態では、回転駆動装置52bにより回転支持体52aを回転させて工具をC軸方向に回転させるため、そのC軸方向における回転角度毎に異なった誤差が生じ得るが、数値制御装置58が各機械軸毎の誤差データに基づいて各機械軸毎の誤差補正を行うため、C軸方向における回転角度毎に補正すべき誤差を求めることができる。その結果、この第2実施形態では、C軸方向の回転角度毎に適切な誤差補正を行うことができる。   In the second embodiment, since the rotation support 52a is rotated by the rotation driving device 52b to rotate the tool in the C-axis direction, different errors may occur for each rotation angle in the C-axis direction. Since the control device 58 performs error correction for each machine axis based on the error data for each machine axis, an error to be corrected for each rotation angle in the C-axis direction can be obtained. As a result, in the second embodiment, appropriate error correction can be performed for each rotation angle in the C-axis direction.

この第2実施形態による上記以外の効果は、上記第1実施形態と同様である。   The other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第3実施形態)
次に、図11を参照して、本発明の第3実施形態による工作機械の構成について説明する。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 11, the structure of the machine tool by 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.

この第3実施形態による工作機械は、パラレルリンク機構66を備えた工作機械である。そして、この工作機械では、パラレルリンク機構66全体を水平方向に移動させる水平移動装置64を備えており、その水平移動装置64による移動軸(U軸)と、パラレルリンク機構66が工具を移動させる複数の移動軸のうちの水平方向の移動軸(X軸)とが平行となっている。   The machine tool according to the third embodiment is a machine tool provided with a parallel link mechanism 66. The machine tool includes a horizontal moving device 64 that moves the entire parallel link mechanism 66 in the horizontal direction, and a moving axis (U-axis) by the horizontal moving device 64 and the parallel link mechanism 66 move the tool. Of the plurality of movement axes, the horizontal movement axis (X-axis) is parallel.

具体的には、この工作機械は、ワーク支持装置62と、図略の工具と、主軸ヘッド12と、水平移動装置64と、パラレルリンク機構66と、図略の制御盤とを備えている。   Specifically, this machine tool includes a workpiece support device 62, a tool (not shown), a spindle head 12, a horizontal moving device 64, a parallel link mechanism 66, and a control panel (not shown).

ワーク支持装置62は、ワークを支持するための装置であり、所定の設置場所に設置されている。このワーク支持装置62は、鉛直面である支持面62aを有しており、この支持面62aにワークを接触させた状態でそのワークを支持する。   The workpiece support device 62 is a device for supporting a workpiece, and is installed at a predetermined installation location. The work support device 62 has a support surface 62a which is a vertical surface, and supports the work in a state where the work is in contact with the support surface 62a.

主軸ヘッド12は、上記第1実施形態と同様、工具を保持し、その工具を軸回りに回転させるものである。   The spindle head 12 holds the tool and rotates the tool around the axis, as in the first embodiment.

水平移動装置64は、パラレルリンク機構66全体を水平面内においてワーク支持装置62の支持面62aに平行な方向に延びるU軸方向へ移動させるものである。なお、U軸は、本発明の水平機械軸の概念に含まれるものである。この水平移動装置64は、基台64aと、水平支持体64bと、水平駆動装置64c(図12参照)とを有する。   The horizontal movement device 64 moves the entire parallel link mechanism 66 in the U-axis direction extending in a direction parallel to the support surface 62a of the work support device 62 in a horizontal plane. The U axis is included in the concept of the horizontal mechanical axis of the present invention. The horizontal moving device 64 includes a base 64a, a horizontal support 64b, and a horizontal driving device 64c (see FIG. 12).

基台64aは、支持面62aに垂直な方向においてワーク支持装置62から離間した場所に設置されている。   The base 64a is installed at a location separated from the work support device 62 in a direction perpendicular to the support surface 62a.

水平支持体64bは、U軸方向に移動可能に基台64a上に設けられている。この水平支持体64bは、パラレルリンク機構66を下から支持している。具体的には、この水平支持体64bの上面は、略水平面となっており、この上面にパラレルリンク機構66の後述する支持脚78aが設置されている。   The horizontal support 64b is provided on the base 64a so as to be movable in the U-axis direction. The horizontal support 64b supports the parallel link mechanism 66 from below. Specifically, the upper surface of the horizontal support 64b is substantially horizontal, and support legs 78a (described later) of the parallel link mechanism 66 are installed on the upper surface.

水平駆動装置64cは、水平支持体64bをU軸方向に動かすものである。   The horizontal driving device 64c moves the horizontal support 64b in the U-axis direction.

パラレルリンク機構66は、主軸ヘッド12を当該主軸ヘッド12による工具の回転軸が水平方向でかつワーク支持装置62の支持面62aに対して垂直な方向に延びるような姿勢で支持し、その姿勢の主軸ヘッド12を平行移動させるものである。このパラレルリンク機構66は、主軸ヘッド12とともに工具をX軸、Y軸、Z軸の各座標からなる指令位置に移動させる。なお、X軸は、前記U軸に平行な水平軸であり、Y軸は、鉛直軸である。Z軸は、X軸とY軸の両方に垂直な方向に延びる軸である。このパラレルリンク機構66は、ヘッド支持部68と、複数のストラット70〜75と、先端ジョイント76と、ストラット支持機構78と、複数のストラット駆動装置80〜85とを有する。   The parallel link mechanism 66 supports the spindle head 12 in such a posture that the rotation axis of the tool by the spindle head 12 extends in the horizontal direction and in a direction perpendicular to the support surface 62a of the work support device 62. The spindle head 12 is moved in parallel. The parallel link mechanism 66 moves the tool together with the spindle head 12 to a command position composed of X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinates. The X axis is a horizontal axis parallel to the U axis, and the Y axis is a vertical axis. The Z axis is an axis extending in a direction perpendicular to both the X axis and the Y axis. The parallel link mechanism 66 includes a head support portion 68, a plurality of struts 70 to 75, a tip joint 76, a strut support mechanism 78, and a plurality of strut drive devices 80 to 85.

ヘッド支持部68は、主軸ヘッド12を支持するものである。このヘッド支持部68は、主軸ヘッド12による工具の回転軸が当該ヘッド支持部68の軸心と同軸となるように主軸ヘッド12を支持する。また、ヘッド支持部68は、主軸ヘッド12が保持する工具の先端がワーク支持装置62の支持面62aに対向するとともにその支持面62aに対して垂直な水平方向に工具の回転軸が延びるように主軸ヘッド12を支持する。   The head support portion 68 supports the spindle head 12. The head support portion 68 supports the spindle head 12 so that the rotation axis of the tool by the spindle head 12 is coaxial with the axis of the head support portion 68. Further, the head support portion 68 is configured so that the tip of the tool held by the spindle head 12 faces the support surface 62a of the work support device 62 and the rotation axis of the tool extends in a horizontal direction perpendicular to the support surface 62a. The spindle head 12 is supported.

第1〜第6ストラット70〜75は、それぞれ、一方向に延びる棒状に形成されている。本実施形態では、6本のストラット70〜75が設けられている。各ストラット70〜75は、その一端部が先端ジョイント76を介してヘッド支持部68の基端部側(主軸ヘッド12を支持する側と反対側)に関節駆動可能なように接続されている。そして、第1〜第6ストラット70〜75は、このようにヘッド支持部68に接続されることによってヘッド支持部68を支持している。   The first to sixth struts 70 to 75 are each formed in a bar shape extending in one direction. In this embodiment, six struts 70 to 75 are provided. One end of each strut 70 to 75 is connected to the base end side of the head support portion 68 (the side opposite to the side supporting the spindle head 12) via the tip joint 76 so as to be capable of joint driving. The first to sixth struts 70 to 75 support the head support portion 68 by being connected to the head support portion 68 in this way.

ストラット支持機構78は、水平移動装置64の水平支持体64b上に設置され、ストラット70〜75を支持するものである。このストラット支持機構78は、各ストラット70〜75をそのヘッド支持部68を支持する一端部側が水平支持体64b上からワーク支持装置62側へ張り出すような姿勢でそれぞれ支持する。そして、このストラット支持機構78は、各ストラット70〜75をその長手方向に延びるL軸方向に移動可能にそれぞれ支持する。なお、L軸は、本発明のストラット機械軸の概念に含まれるものである。   The strut support mechanism 78 is installed on the horizontal support body 64b of the horizontal movement device 64, and supports the struts 70 to 75. The strut support mechanism 78 supports the struts 70 to 75 in such a posture that one end side supporting the head support portion 68 projects from the horizontal support 64b to the work support device 62 side. The strut support mechanism 78 supports the struts 70 to 75 so as to be movable in the L-axis direction extending in the longitudinal direction. The L axis is included in the concept of the strut mechanical axis of the present invention.

具体的には、ストラット支持機構78は、水平支持体64b上に設置された支持脚78aと、その支持脚78によって支えられたストラット支持部78bとを有する。ストラット支持部78bは、ワーク支持装置62側から見て正三角形の各頂点に位置するように配設されている。各ストラット支持部78bは、ストラット70〜75を2本ずつ支持している。そして、各ストラット支持部78bは、ストラット70〜75のうち対応するものの長手方向の中間部分を支持している。各ストラット支持部78bは、2つの中間ジョイント78cをそれぞれ有しており、各中間ジョイント78cが1本のストラットと接続している。各中間ジョイント78cは、接続するストラットをその長手方向(L軸方向)に移動可能に支持している。   Specifically, the strut support mechanism 78 includes a support leg 78a installed on the horizontal support 64b, and a strut support portion 78b supported by the support leg 78. The strut support portion 78b is disposed so as to be positioned at each vertex of an equilateral triangle when viewed from the work support device 62 side. Each strut support portion 78b supports two struts 70 to 75 two by two. And each strut support part 78b is supporting the intermediate part of the longitudinal direction of a corresponding thing among struts 70-75. Each strut support portion 78b has two intermediate joints 78c, and each intermediate joint 78c is connected to one strut. Each intermediate joint 78c supports a strut to be connected so as to be movable in the longitudinal direction (L-axis direction).

第1〜第6ストラット駆動装置80〜85(図12参照)は、ヘッド支持部68に支持された主軸ヘッド12が平行移動するように第1〜第6ストラット70〜75を各々のL軸方向に動かすものである。すなわち、第1ストラット駆動装置80は第1ストラット70を、第2ストラット駆動装置81は第2ストラット71を、第3ストラット駆動装置82は第3ストラット72を、第4ストラット駆動装置83は第4ストラット73を、第5ストラット駆動装置84は第5ストラット74を、第6ストラット駆動装置85は第6ストラット75を、それぞれ各ストラットのL軸方向に動かす。   The first to sixth strut driving devices 80 to 85 (see FIG. 12) move the first to sixth struts 70 to 75 in the respective L-axis directions so that the spindle head 12 supported by the head support portion 68 moves in parallel. It is something that moves. That is, the first strut driving device 80 is the first strut 70, the second strut driving device 81 is the second strut 71, the third strut driving device 82 is the third strut 72, and the fourth strut driving device 83 is the fourth strut. The strut 73, the fifth strut driving device 84 moves the fifth strut 74, and the sixth strut driving device 85 moves the sixth strut 75 in the L-axis direction of each strut.

図略の制御盤は、前記各駆動装置64c,80〜85や主軸ヘッド12、その他の駆動部の制御及び操作を行うためのものである。この制御盤には、上記第1実施形態の手動操作装置14a及びデータ取得スイッチ14bと同様の手動操作装置及びデータ取得スイッチが設けられている。この第3実施形態での手動操作装置は、水平駆動装置64c及び第1〜第6ストラット駆動装置80〜85を個別に任意の駆動量だけ駆動できるように構成されている。これにより、水平支持体64bと第1〜第6ストラット70〜75を個別に任意の移動量だけ動かせるようになっている。また、データ取得スイッチは、操作者が押すことにより、第1〜第6ストラット駆動装置80〜85が示す第1〜第6ストラット70〜75各々のL機座標が数値制御装置90の誤差データ取得部20の実測座標取得部20bによって取り込まれるようになっている。そして、制御盤内には、数値制御装置90が組み込まれている。   A control panel (not shown) is used to control and operate each of the driving devices 64c, 80 to 85, the spindle head 12, and other driving units. This control panel is provided with a manual operation device and a data acquisition switch similar to the manual operation device 14a and the data acquisition switch 14b of the first embodiment. The manual operation device according to the third embodiment is configured such that the horizontal driving device 64c and the first to sixth strut driving devices 80 to 85 can be individually driven by an arbitrary driving amount. As a result, the horizontal support 64b and the first to sixth struts 70 to 75 can be individually moved by an arbitrary amount of movement. Further, when the operator presses the data acquisition switch, the L machine coordinates of each of the first to sixth struts 70 to 75 indicated by the first to sixth strut driving devices 80 to 85 are acquired as error data of the numerical controller 90. The actual coordinate acquisition unit 20b of the unit 20 takes in the data. A numerical control device 90 is incorporated in the control panel.

次に、図12を参照して、この第3実施形態による数値制御装置90の構成について説明する。   Next, the configuration of the numerical controller 90 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

この第3実施形態の数値制御装置90は、機械軸座標算出部28の部分において、第1実施形態の数値制御装置16と異なっている。   The numerical control device 90 according to the third embodiment is different from the numerical control device 16 according to the first embodiment in the mechanical axis coordinate calculation unit 28.

具体的には、この第3実施形態の数値制御装置90の機械軸座標算出部28は、工具の指令位置から主軸位置及び工具の姿勢ベクトルを算出する主軸位置算出部28aと、その主軸位置算出部28aによって算出された主軸位置及び姿勢ベクトルを前記各駆動装置64c,80〜85に駆動を指示するためのU軸及び各ストラット70〜75のL軸毎の座標に変換する座標変換部28dとを有する。   Specifically, the machine axis coordinate calculation unit 28 of the numerical controller 90 of the third embodiment includes a spindle position calculation unit 28a that calculates a spindle position and a tool attitude vector from the command position of the tool, and its spindle position calculation. A coordinate conversion unit 28d for converting the principal axis position and orientation vector calculated by the unit 28a into coordinates for the L axis of the U axis and the struts 70 to 75 for instructing the driving devices 64c and 80 to 85 to drive; Have

座標変換部28dは、前記主軸位置からU軸及び各ストラット70〜75のL軸の座標への変換を逆運動学関係式を用いて行うが、この逆運動学関係式が上記第1実施形態の数値制御装置16の座標変換部28bが用いる逆運動学関係式と異なる。この第3実施形態では、当該第3実施形態の工作機械の機械構造、すなわち水平移動装置64及びパラレルリンク機構66の構造やそれらの相対的な位置関係等に応じて、主軸位置の座標をU軸及び各ストラット70〜75のL軸の座標に適切に変換可能な関係式が作成されて座標変換部28dで用いられるようにプログラムされている。また、駆動制御部32は、補正座標に基づいて、水平駆動装置64c及び第1〜第6ストラット駆動装置80〜85をそれぞれ駆動制御する。   The coordinate conversion unit 28d performs conversion from the principal axis position to the coordinates of the U axis and the L axis of each of the struts 70 to 75 using an inverse kinematic relational expression. This inverse kinematic relational expression is the first embodiment. This is different from the inverse kinematic relational expression used by the coordinate conversion unit 28b of the numerical control device 16. In the third embodiment, the coordinates of the spindle position are set to U according to the machine structure of the machine tool of the third embodiment, that is, the structures of the horizontal movement device 64 and the parallel link mechanism 66, their relative positional relationship, and the like. A relational expression that can be appropriately converted into the coordinates of the axis and the L axis of each of the struts 70 to 75 is created and programmed to be used by the coordinate conversion unit 28d. Further, the drive control unit 32 controls the driving of the horizontal driving device 64c and the first to sixth strut driving devices 80 to 85 based on the correction coordinates.

この第3実施形態による数値制御装置90の上記以外の構成は、上記第1実施形態による数値制御装置16の構成と同様である。   The other configuration of the numerical controller 90 according to the third embodiment is the same as that of the numerical controller 16 according to the first embodiment.

次に、図15のフローチャートに沿って第3実施形態の数値制御装置90による誤差データの取得プロセスについて説明する。   Next, an error data acquisition process by the numerical controller 90 of the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

当該誤差データの取得プロセスでは、まず、治具プレート100を図13及び図14に示すワーク支持装置62における初期位置にセットする(ステップS1)。この際、用いる治具プレート100は、上記第1実施形態で用いた治具プレート100と同様のものである。   In the error data acquisition process, first, the jig plate 100 is set at the initial position in the work support device 62 shown in FIGS. 13 and 14 (step S1). At this time, the jig plate 100 used is the same as the jig plate 100 used in the first embodiment.

次に、上記第1実施形態で用いたのと同様の基準工具102を主軸ヘッド12に取り付け(ステップS3)、その後、上記第1実施形態と同様にして治具プレート100の中央の基準穴100aに対応する基準座標(X0,Y0,Z0)を計測する(ステップS5)。   Next, a reference tool 102 similar to that used in the first embodiment is attached to the spindle head 12 (step S3), and thereafter, the reference hole 100a at the center of the jig plate 100 is used as in the first embodiment. The reference coordinates (X0, Y0, Z0) corresponding to are measured (step S5).

そして、数値制御装置90の誤差データ格納部22に、計測された基準座標に基づいて誤差テーブルの格子区切り座標が登録される(ステップS7)。ここで、X軸、Y軸、Z軸については、第1実施形態と同様の格子区切り座標が登録される一方、それらに加えて、U軸について(0,1000,2000)が格子区切り座標として登録される。   Then, the grid break coordinates of the error table are registered in the error data storage unit 22 of the numerical controller 90 based on the measured reference coordinates (step S7). Here, for the X-axis, Y-axis, and Z-axis, the same grid delimiter coordinates as in the first embodiment are registered, and in addition to these, (0, 1000, 2000) for the U-axis is used as the grid delimiter coordinates. be registered.

その後、カウンタ20dにおいて、j値がj=0にリセットされる(ステップS9)。なお、この第3実施形態では、j値は、治具プレート100をX軸(U軸)方向とX軸方向においてどの位置にセットして誤差データの取得を行うかを表す。具体的には、図13及び図14に示すように、j=0は、前記支持面62aに対向する状態でX軸(U軸)方向において左端寄りの位置でかつZ軸方向において支持面62a寄りの位置、すなわち初期位置と同じ位置に対応しており、j=1は、X軸方向においてj=0と同様の位置でかつZ軸方向においてj=0の位置から+200mm移動した位置に対応している。また、j=2は、j=0の位置からX軸方向において+1000mm移動した位置に対応しており、j=3は、j=2の位置からZ軸方向において+200mm移動した位置に対応している。また、j=4は、j=0の位置からX軸方向において+2000mm移動した位置に対応しており、j=5は、j=4の位置からZ軸方向に+200mm移動した位置に対応している。   Thereafter, in the counter 20d, the j value is reset to j = 0 (step S9). In the third embodiment, the j value represents the position at which the jig plate 100 is set in the X-axis (U-axis) direction and the X-axis direction to acquire error data. Specifically, as shown in FIGS. 13 and 14, j = 0 is a position near the left end in the X-axis (U-axis) direction and facing the support surface 62a, and the support surface 62a in the Z-axis direction. It corresponds to the position close to the position, that is, the same position as the initial position, and j = 1 corresponds to the same position as j = 0 in the X-axis direction and the position moved +200 mm from the position of j = 0 in the Z-axis direction. doing. J = 2 corresponds to the position moved +1000 mm in the X-axis direction from the position j = 0, and j = 3 corresponds to the position moved +200 mm in the Z-axis direction from the position j = 2. Yes. J = 4 corresponds to the position moved +2000 mm in the X-axis direction from the position j = 0, and j = 5 corresponds to the position moved +200 mm in the Z-axis direction from the position j = 4. Yes.

次に、操作者が、手動操作装置を操作して水平駆動装置64cが駆動する水平支持体64bのU軸座標をj値に対応する座標に位置決めする(ステップS13)。ここで、前記ステップS9でj=0とされていることから、水平支持体64bのU軸座標はそのj値に対応した0mmとされ、基準座標の計測時から水平支持体8aを動かす必要はない。なお、j=1のときは、j=0のときと同様、水平支持体64bのU軸座標は0mmとされ、j=2,3のときは、水平支持体64bのU軸座標は1000mmとされる。また、j=4,5のときは、水平支持体64bのU軸座標は2000mmとされる。   Next, the operator operates the manual operation device to position the U-axis coordinate of the horizontal support 64b driven by the horizontal drive device 64c at a coordinate corresponding to the j value (step S13). Here, since j = 0 is set in step S9, the U-axis coordinate of the horizontal support 64b is set to 0 mm corresponding to the j value, and it is necessary to move the horizontal support 8a from the time of measuring the reference coordinates. Absent. When j = 1, as in the case of j = 0, the U-axis coordinate of the horizontal support 64b is 0 mm. When j = 2, 3, the U-axis coordinate of the horizontal support 64b is 1000 mm. Is done. Further, when j = 4, 5, the U-axis coordinate of the horizontal support 64b is 2000 mm.

次に、カウンタ20dにおいて、i値がi=0にリセットされ(ステップS15)、その後、操作者が手動操作装置を操作して基準工具102をi値に対応する基準穴100aにその基準工具102の姿勢を含めて位置決めする(ステップS17)。ここで、基準工具102の姿勢については、当該基準工具102の軸心がZ軸方向に延びるような姿勢となるように位置決めする。   Next, in the counter 20d, the i value is reset to i = 0 (step S15), and then the operator operates the manual operation device to place the reference tool 102 in the reference hole 100a corresponding to the i value. The positioning is performed including the posture (step S17). Here, the reference tool 102 is positioned so that the axis of the reference tool 102 extends in the Z-axis direction.

次に、操作者がデータ取得スイッチを押すことにより、実測座標取得部20bがその時の各ストラット70〜75のL軸についての実測機械軸座標を取得し、誤差演算部20cがこの時の実測機械軸座標と工具の理論的機械軸座標及び工具の姿勢に基づいて誤差データを算出する(ステップS19)。   Next, when the operator presses the data acquisition switch, the actual measurement coordinate acquisition unit 20b acquires the actual measurement machine axis coordinates for the L axis of each strut 70 to 75, and the error calculation unit 20c performs the actual measurement machine at this time. Error data is calculated based on the axis coordinates, the theoretical machine axis coordinates of the tool, and the posture of the tool (step S19).

具体的には、誤差演算部20cは、前記理論的機械軸座標及び工具の姿勢からなるデータを逆運動学関係式を用いて各ストラット70〜75のL軸座標に変換する。そして、誤差演算部20cは、変換して得られた各ストラット70〜75のL軸座標から実測のL軸座標を減じることにより、各ストラット70〜75のL軸についての誤差データを算出する。なお、誤差演算部20cは、誤差データにU軸の誤差を0として含める。   Specifically, the error calculation unit 20c converts the data including the theoretical mechanical axis coordinates and the tool posture into the L-axis coordinates of the struts 70 to 75 using the inverse kinematic relational expression. Then, the error calculator 20c calculates error data for the L axis of each strut 70 to 75 by subtracting the actually measured L axis coordinate from the L axis coordinate of each strut 70 to 75 obtained by the conversion. The error calculator 20c includes the U-axis error as 0 in the error data.

この後、上記第1実施形態のステップS21と同様の誤差データの格納が行われる(ステップS21)。この際、誤差データは、その取得された位置を表すX軸、Y軸、Z軸及びU軸についてのインデックスと関連付けられ、誤差データ格納部22においてそのインデックスと対応する誤差テーブルの誤差配列の該当箇所に登録される。その後、上記第1実施形態と同様のステップS23,S25の処理が行われる。これにより、治具プレート100の9個の基準穴100aのそれぞれについて誤差データの取得が行われる。   Thereafter, the same error data is stored as in step S21 of the first embodiment (step S21). At this time, the error data is associated with an index for the X axis, Y axis, Z axis, and U axis representing the acquired position, and the error data corresponding to the error array of the error table corresponding to the index in the error data storage unit 22. Registered at the location. Thereafter, the processes of steps S23 and S25 similar to those in the first embodiment are performed. Thus, error data is acquired for each of the nine reference holes 100a of the jig plate 100.

次に、カウンタ20dにおいてj値が+1だけカウントアップされ(ステップS27)、その後、誤差データ取得部20においてj値が6以上であるか否かが判断される(ステップS29)。ここで、j値が6以上ではない、すなわちj値が5以下であると判断された場合には、ステップS11以降の処理が繰り返し行われる。この処理では、治具プレート100をj値に対応する各位置にそれぞれセットし、その度に、その各位置毎に9個の基準穴100aに対応する誤差データをそれぞれ取得する。   Next, the j value is counted up by +1 in the counter 20d (step S27), and then it is determined in the error data acquisition unit 20 whether the j value is 6 or more (step S29). Here, when it is determined that the j value is not 6 or more, that is, the j value is 5 or less, the processing from step S11 is repeated. In this process, the jig plate 100 is set at each position corresponding to the j value, and error data corresponding to the nine reference holes 100a is acquired for each position.

この第3実施形態の数値制御装置90による誤差データの取得プロセスの上記以外の構成は、上記第1実施形態と同様である。   The remaining configuration of the error data acquisition process by the numerical controller 90 of the third embodiment is the same as that of the first embodiment.

次に、第3実施形態の数値制御装置90による工作機械の数値制御プロセスについて説明する。   Next, a numerical control process of the machine tool by the numerical control device 90 of the third embodiment will be described.

この第3実施形態における工作機械の数値制御プロセスは、基本的には上記第1実施形態における工作機械の数値制御プロセスと同様である。ただし、この第2実施形態では、主軸位置算出部28aが工具の指令位置から主軸位置のX軸,Y軸,Z軸の座標及び工具の姿勢ベクトルを算出し、座標変換部28dがその算出された主軸位置及び姿勢ベクトルから各ストラット70〜75のL軸座標及びU軸座標を算出する。この際、座標変換部28dは、主軸位置のX軸座標が500よりも大きい場合には、そのX軸座標から500を減じた値をU軸座標uとし、主軸位置のX軸座標が500以下の場合には、U軸座標uを0とする。そして、座標変換部28dは、主軸位置のX軸座標から前記U軸座標uを減じた値を変換前のX軸座標とし、それ以外のY軸座標、Z軸座標及び姿勢ベクトルは前記指令位置から求めた算出した値を用いて、それらの各座標(x−u,y,z)及び姿勢ベクトルを逆運動学変換することにより、各ストラット70〜75のL軸座標を算出する。   The numerical control process of the machine tool in the third embodiment is basically the same as the numerical control process of the machine tool in the first embodiment. However, in the second embodiment, the spindle position calculation unit 28a calculates the X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinates of the spindle position and the tool attitude vector from the command position of the tool, and the coordinate conversion unit 28d calculates the coordinates. The L-axis coordinates and U-axis coordinates of the struts 70 to 75 are calculated from the main axis position and posture vector. At this time, when the X-axis coordinate of the spindle position is larger than 500, the coordinate conversion unit 28d sets the value obtained by subtracting 500 from the X-axis coordinate as the U-axis coordinate u, and the X-axis coordinate of the spindle position is 500 or less. In this case, the U-axis coordinate u is set to 0. Then, the coordinate conversion unit 28d uses the value obtained by subtracting the U-axis coordinate u from the X-axis coordinate of the main axis position as the X-axis coordinate before conversion, and the other Y-axis coordinate, Z-axis coordinate, and posture vector are the command position. The L-axis coordinates of each of the struts 70 to 75 are calculated by performing inverse kinematic transformation on each of the coordinates (x-u, y, z) and the posture vector using the calculated values obtained from the above.

そして、補正演算部30は、誤差テーブルの格子区切り座標と前記変換前の各座標(x−u,y,z)及びU軸座標uとを比較して、その座標(x−u,y,z,u)が誤差テーブル内のどの区間に位置するかを求め、その位置に応じて必要であれば補間計算を行うことにより、各ストラット70〜75のL軸及びU軸の誤差推定量を求める。この誤差推定量を求める手法は、上記第1実施形態で用いられた手法と同様である。そして、補正演算部30は、算出した各L軸及びU軸の誤差推定量に基づいて各ストラット70〜75のL軸座標及びU軸座標を補正することによりその各L軸及びU軸の補正座標を算出する。駆動制御部32は、算出された補正座標へ対応する各ストラット70〜75及び水平支持体64bを移動させるように第1〜第6ストラット駆動装置80〜85及び水平駆動装置64cの駆動を制御する。   Then, the correction calculation unit 30 compares the grid-separated coordinates of the error table with the coordinates (x−u, y, z) and the U-axis coordinates u before the conversion, and compares the coordinates (x−u, y, z, u) is determined in which section in the error table, and if necessary, interpolation calculation is performed according to the position, whereby the L-axis and U-axis error estimators of the struts 70 to 75 are calculated. Ask. The method for obtaining this error estimation amount is the same as the method used in the first embodiment. And the correction | amendment calculating part 30 correct | amends each L-axis and U-axis by correct | amending the L-axis coordinate and U-axis coordinate of each strut 70-75 based on the calculated error estimated amount of each L-axis and U-axis. Calculate the coordinates. The drive control unit 32 controls the driving of the first to sixth strut driving devices 80 to 85 and the horizontal driving device 64c so as to move the struts 70 to 75 and the horizontal support 64b corresponding to the calculated correction coordinates. .

この第3実施形態による数値制御プロセスの上記以外の構成は、上記第1実施形態と同様である。   Other configurations of the numerical control process according to the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

この第3実施形態では、水平支持体64b上から張り出すように設けられた各ストラット70〜75の端部にヘッド支持部68が接続されているとともに、そのヘッド支持部68によって主軸ヘッド12が支持されているため、工具、主軸ヘッド12及びヘッド支持部68等の重量により各ストラット70〜75に撓みが生じ、それによって工具の指令位置に対して工具の実際の位置が誤差を生じる虞がある。しかし、この場合でも、数値制御装置90によって、各ストラット70〜75の撓みに起因する工具位置の誤差を補正することができる。   In the third embodiment, a head support 68 is connected to the ends of the struts 70 to 75 provided so as to project from the horizontal support 64 b, and the spindle head 12 is moved by the head support 68. Since the tool is supported, the struts 70 to 75 are bent due to the weight of the tool, the spindle head 12, the head support portion 68, and the like, which may cause an error in the actual position of the tool with respect to the command position of the tool. is there. However, even in this case, the numerical controller 90 can correct the error of the tool position due to the bending of each strut 70 to 75.

また、この第3実施形態では、パラレルリンク機構66全体を支持する水平支持体64bを移動させるU軸と、工具の指令位置を構成するX軸が互いに平行となっているが、数値制御装置90により各ストラット70〜75のL軸及びU軸のそれぞれについての誤差データに基づいて各L軸及びU軸の誤差補正が行われるため、U軸とX軸とが平行であっても、そのU軸を含む各機械軸毎の補正量を個別に求めることができ、工具位置の誤差を適切に補正することができる。   In the third embodiment, the U axis that moves the horizontal support 64b that supports the entire parallel link mechanism 66 and the X axis that constitutes the command position of the tool are parallel to each other. Since the error correction of each L axis and U axis is performed based on the error data for each of the L axis and U axis of each strut 70 to 75, even if the U axis and the X axis are parallel, the U The correction amount for each machine axis including the axis can be obtained individually, and the error in the tool position can be corrected appropriately.

この第3実施形態による上記以外の効果は、上記第1実施形態と同様である。   The other effects of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

例えば、上記実施形態では、数値制御装置が誤差演算部を有する誤差データ取得部を備えているが、誤差データの取得は工作機械に組み込まれた数値制御装置とは別の誤差取得用の装置によって行い、その取得した誤差データを工作機械に設けられた数値制御装置に付与するようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, the numerical control device includes an error data acquisition unit having an error calculation unit, but the error data acquisition is performed by an error acquisition device that is different from the numerical control device incorporated in the machine tool. The obtained error data may be given to a numerical controller provided in the machine tool.

また、本発明による数値制御装置は、上記各実施形態で示したような工作機械以外の工作機械に適用してもよい。この場合でも、その適用する工作機械の機械構造に応じて機械軸座標算出部を構成すればよく、数値制御装置のうち機械軸座標算出部以外の部分は流用可能である。   Further, the numerical control device according to the present invention may be applied to a machine tool other than the machine tool as shown in the above embodiments. Even in this case, a machine axis coordinate calculation unit may be configured according to the machine structure of the machine tool to be applied, and portions other than the machine axis coordinate calculation unit in the numerical control device can be used.

2 ワーク移動装置
2a ベース
2b ワーク支持体
2c ワーク駆動装置
4 コラム
6 鉛直移動装置
6a 鉛直支持体
6b 鉛直駆動装置
8 第1水平移動装置
8a 第1水平支持体
8b 第1水平駆動装置
10 第2水平移動装置
10a 第2水平支持体
10b 第2水平駆動装置
12 主軸ヘッド
16 数値制御装置
20c 誤差演算部
22 誤差データ格納部
24 メモリ(プログラム記憶部)
26 指令位置読取り部
28 機械軸座標算出部
30 補正演算部
32 駆動制御部
42 ワーク移動装置
42a ベース
42b テーブル
42c テーブル駆動装置
44 コラム
46 第1鉛直移動装置
46a クロスレール
46b 第1鉛直駆動装置
48 水平移動装置
48a サドル
48b 水平駆動装置
50 第2鉛直移動装置
50a 鉛直支持体
50b 第2鉛直駆動装置
52 回転移動装置
52a 回転支持体
52b 回転駆動装置
54 揺動装置
54a 揺動支持体
54b 揺動駆動装置
64 水平移動装置
64a 基台
64b 水平支持体
64c 水平駆動装置
66 パラレルリンク機構
68 ヘッド支持部
70〜75 ストラット
78 ストラット支持機構
80〜85 ストラット駆動装置
2 Work moving device 2a Base 2b Work supporting body 2c Work driving device 4 Column 6 Vertical moving device 6a Vertical support 6b Vertical driving device 8 First horizontal moving device 8a First horizontal supporting device 8b First horizontal driving device 10 Second horizontal Moving device 10a Second horizontal support 10b Second horizontal drive device 12 Spindle head 16 Numerical control device 20c Error calculation unit 22 Error data storage unit 24 Memory (program storage unit)
26 Command position reading unit 28 Machine axis coordinate calculation unit 30 Correction calculation unit 32 Drive control unit 42 Work movement device 42a Base 42b Table 42c Table drive device 44 Column 46 First vertical movement device 46a Cross rail 46b First vertical drive device 48 Horizontal Moving device 48a Saddle 48b Horizontal driving device 50 Second vertical moving device 50a Vertical support 50b Second vertical driving device 52 Rotating moving device 52a Rotating support 52b Rotating driving device 54 Swing device 54a Swing support 54b Swing driving device 64 Horizontal moving device 64a Base 64b Horizontal support 64c Horizontal drive device 66 Parallel link mechanism 68 Head support portion 70 to 75 Strut 78 Strut support mechanism 80 to 85 Strut drive device

Claims (5)

ワーク又はそのワークを加工する工具を対象物としてその対象物を移動させる複数の移動装置を備える工作機械であって、前記各移動装置は、前記対象物を支持する支持体と、その支持体を特定の機械軸方向に動かすことにより前記対象物を移動させる駆動装置とをそれぞれ有し、前記複数の移動装置には、前記対象物を移動させる移動軸が互いに平行な移動装置として第1移動装置と第2移動装置が含まれ、前記第1移動装置は、前記支持体としての第1支持体と、その第1支持体を第1機械軸方向に動かす前記駆動装置としての第1駆動装置とを有し、前記第2移動装置は、前記支持体としての第2支持体と、その第2支持体を前記第1機械軸方向と平行な第2機械軸方向に動かす前記駆動装置としての第2駆動装置とを有する工作機械に設けられ、前記各移動装置の数値制御を行う数値制御装置であって、
前記対象物を特定の位置に配置する場合に前記各移動装置の前記駆動装置が示す前記機械軸の理論的な座標である理論的機械軸座標と前記対象物を前記特定の位置に実際に配置した場合に前記各移動装置の前記駆動装置が示す前記機械軸の座標である実測機械軸座標との差からなる誤差データを算出する誤差演算部と、
前記誤差演算部によって算出された誤差データを格納する誤差データ格納部と、
前記各移動装置の前記駆動装置に前記支持体の移動を指示するための数値制御プログラムを記憶するプログラム記憶部と、
前記プログラム記憶部に記憶された前記数値制御プログラムからその数値制御プログラムが指示する前記対象物の移動位置である指令位置を読み取る指令位置読取り部と、
前記指令位置読取り部によって読み取られた前記指令位置から前記各移動装置に駆動を指示するための前記機械軸毎の座標を算出する機械軸座標算出部と、
前記機械軸座標算出部によって算出された前記機械軸毎の座標を前記誤差データ格納部に格納された対応する機械軸毎の前記誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出する補正演算部と、
前記補正演算部により算出された前記機械軸毎の前記補正座標に従って前記各移動装置の前記駆動装置に前記支持体を駆動させる駆動制御部とを備え、
前記誤差演算部は、前記第1駆動装置が前記第1支持体を前記第1機械軸方向において基準位置から所定の向きに特定距離だけ動かすことにより前記対象物を前記特定の位置に配置する場合の前記誤差データを算出するとともに、前記第2駆動装置が前記第2支持体を前記第2機械軸方向において前記基準位置と同じ位置から前記所定の向きと同じ向きに前記特定距離と同じ距離だけ動かすことにより前記対象物を前記特定の位置に配置する場合の前記誤差データを算出する、数値制御装置。
A machine tool including a plurality of moving devices that move a workpiece or a tool that processes the workpiece as a target, wherein each of the moving devices includes a support that supports the target, and the support. A first moving device as a moving device in which moving axes for moving the object are parallel to each other. And a second moving device, wherein the first moving device includes a first support as the support, and a first drive as the drive for moving the first support in the first machine axis direction. The second moving device has a second support as the support, and a second drive as the drive device that moves the second support in a second machine axis direction parallel to the first machine axis direction . Machine tool having two drive units Provided, wherein a numerical controller for performing numerical control of each mobile device,
When the object is arranged at a specific position, the theoretical machine axis coordinate which is the theoretical coordinate of the machine axis indicated by the drive device of each moving device and the object are actually arranged at the specific position. An error calculation unit that calculates error data consisting of a difference from the measured machine axis coordinate that is the coordinate of the machine axis indicated by the drive device of each moving device,
An error data storage unit for storing error data calculated by the error calculation unit;
A program storage unit for storing a numerical control program for instructing the driving device of each of the moving devices to move the support;
A command position reading unit that reads a command position that is a movement position of the object instructed by the numerical control program from the numerical control program stored in the program storage unit;
A machine axis coordinate calculation unit that calculates coordinates for each of the machine axes for instructing driving to each moving device from the command position read by the command position reading unit;
The correction coordinates for each machine axis are corrected by correcting the coordinates for each machine axis calculated by the machine axis coordinate calculation unit based on the error data for each corresponding machine axis stored in the error data storage unit. A correction calculation unit to calculate,
A drive control unit that causes the drive device of each of the moving devices to drive the support according to the correction coordinates calculated by the correction calculation unit for each of the mechanical axes,
In the case where the first arithmetic unit moves the first support member by a specific distance from a reference position in a predetermined direction in the first mechanical axis direction, the error calculation unit arranges the object at the specific position. And the second drive unit moves the second support member from the same position as the reference position in the second machine axis direction to the same direction as the predetermined direction by the same distance as the specific distance. A numerical controller that calculates the error data when the object is arranged at the specific position by moving.
前記誤差演算部は、前記対象物が前記特定の位置に位置決めされた時の前記実測機械軸座標からその特定の位置における前記理論的機械軸座標を減じることにより前記誤差データを算出する、請求項1に記載の数値制御装置。 The error calculating section, you calculate the error data by subtracting said theoretical mechanical axis coordinate at that particular position from the actual mechanical axis coordinate when the object is positioned at the specific position, wherein Item 2. The numerical control device according to Item 1. 請求項1又は2に記載の数値制御装置と、
水平面内の特定方向にワークを移動させるワーク移動装置と、
水平方向でかつ前記ワークの移動方向と直交する方向において前記ワーク移動装置から離間した位置に立設され、鉛直方向に延びるコラムと、
ワークを加工するための工具と、
前記工具をその軸回りに回転させる主軸ヘッドと、
前記コラムに設けられ、前記主軸ヘッドを移動させるための鉛直移動装置、第1水平移動装置及び第2水平移動装置とを備え、
前記ワーク移動装置は、ベースと、水平面内で特定方向に延びるワーク機械軸方向に移動可能に前記ベース上に設けられ、ワークを下から支持するワーク支持体と、そのワーク支持体を前記ワーク機械軸方向に動かすワーク駆動装置とを有し、
前記鉛直移動装置は、前記コラムに沿って鉛直方向に延びる鉛直機械軸方向に移動可能に設けられ、前記第1水平移動装置を支持する鉛直支持体と、その鉛直支持体を前記鉛直機械軸方向に動かす鉛直駆動装置とを有し、
前記第1水平移動装置は、前記ワーク機械軸と前記鉛直機械軸の両方に垂直な第1水平機械軸方向に移動可能に前記鉛直支持体に設けられ、前記第2水平移動装置を支持する第1水平支持体と、その第1水平支持体を前記第1水平機械軸方向に動かす第1水平駆動装置とを有し、
前記第2水平移動装置は、前記第1水平機械軸と平行な第2水平機械軸方向に移動可能に前記第1水平支持体に設けられ、前記主軸ヘッドを当該主軸ヘッドによる工具の回転軸が前記第2水平機械軸と平行となるような姿勢で支持する第2水平支持体と、その第2水平支持体を前記第2水平機械軸方向に動かす第2水平駆動装置とを有し、
前記数値制御装置は、数値制御プログラムが指示する工具又はワークの指令位置から得られる前記各機械軸毎の座標を前記各機械軸毎の誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出し、その算出した前記機械軸毎の補正座標に従って前記各駆動装置の駆動を制御する、工作機械。
The numerical control device according to claim 1 or 2,
A workpiece moving device that moves the workpiece in a specific direction in a horizontal plane;
A column that is erected at a position spaced apart from the workpiece moving device in the horizontal direction and in a direction perpendicular to the moving direction of the workpiece, and extends in the vertical direction;
Tools for machining workpieces;
A spindle head for rotating the tool about its axis;
A vertical movement device provided on the column for moving the spindle head, a first horizontal movement device and a second horizontal movement device;
The workpiece moving device is provided on the base so as to be movable in the axial direction of the workpiece machine extending in a specific direction within a horizontal plane, and supports the workpiece from below, and the workpiece support is attached to the workpiece machine. A workpiece drive device that moves in the axial direction,
The vertical movement device is provided so as to be movable in a vertical machine axis direction extending in a vertical direction along the column, and a vertical support for supporting the first horizontal movement device, and the vertical support in the vertical machine axis direction. And a vertical drive that moves to
The first horizontal movement device is provided on the vertical support so as to be movable in a first horizontal machine axis direction perpendicular to both the workpiece machine axis and the vertical machine axis, and supports the second horizontal movement device. 1 horizontal support, and a first horizontal drive for moving the first horizontal support in the first horizontal machine axis direction,
The second horizontal movement device is provided on the first horizontal support so as to be movable in a second horizontal mechanical axis direction parallel to the first horizontal mechanical axis, and a rotation axis of a tool by the main spindle head is set to the main spindle head. A second horizontal support that supports the second horizontal mechanical axis in a posture that is parallel to the second horizontal mechanical axis; and a second horizontal drive that moves the second horizontal support in the second horizontal mechanical axis direction;
The numerical control device corrects each machine axis by correcting the coordinates of each machine axis obtained from the command position of the tool or workpiece specified by the numerical control program based on error data for each machine axis. A machine tool that calculates coordinates and controls driving of each of the driving devices according to the calculated corrected coordinates for each machine axis.
請求項1又は2に記載の数値制御装置と、
水平面内の特定方向にワークを移動させるワーク移動装置と、
水平方向でかつ前記ワークの移動方向と直交する方向において前記ワーク移動装置を挟んで互いに対向する位置にそれぞれ立設され、鉛直方向に延びるコラムと、
ワークを加工するための工具と、
前記工具をその軸回りに回転させる主軸ヘッドと、
前記コラムに設けられ、前記主軸ヘッドを移動させるための第1鉛直移動装置、水平移動装置、第2鉛直移動装置、回転移動装置及び揺動装置とを備え、
前記ワーク移動装置は、ベースと、水平面内で特定方向に延びるワーク機械軸方向に移動可能に前記ベース上に設けられ、ワークを下から支持するテーブルと、そのテーブルを前記ワーク機械軸方向に動かすテーブル駆動装置とを有し、
前記第1鉛直移動装置は、前記テーブルの上方において前記ワーク移動装置の両側のコラム間に掛け渡されるとともにそのコラムに沿って鉛直方向に延びる第1鉛直機械軸方向に移動可能に設けられ、前記水平移動装置を支持するクロスレールと、そのクロスレールを前記第1鉛直機械軸方向に動かす第1鉛直駆動装置とを有し、
前記水平移動装置は、前記ワーク機械軸と前記第1鉛直機械軸の両方に垂直な水平機械軸方向に移動可能に前記クロスレールに搭載され、前記第2鉛直移動装置を支持するサドルと、そのサドルを前記水平機械軸方向に動かす水平駆動装置とを有し、
前記第2鉛直移動装置は、前記第1鉛直機械軸と平行な第2鉛直機械軸方向に移動可能に前記サドルに設けられ、前記回転移動装置を支持する鉛直支持体と、その鉛直支持体を前記第2鉛直機械軸方向に動かす第2鉛直駆動装置とを有し、
前記回転移動装置は、鉛直軸回りの回転機械軸方向に回転可能に前記鉛直支持体に設けられ、前記揺動装置を支持する回転支持体と、その回転支持体を前記回転機械軸方向に回転させる回転駆動装置とを有し、
前記揺動装置は、水平軸を中心とした揺動機械軸方向に揺動可能に前記回転支持体に設けられ、前記主軸ヘッドを当該主軸ヘッドによる工具の回転軸が前記水平軸に対して垂直となるように支持する揺動支持体と、その揺動支持体を前記揺動機械軸方向に揺動させる揺動駆動装置とを有し、
前記数値制御装置は、数値制御プログラムが指示する工具又はワークの指令位置から得られる前記各機械軸毎の座標を前記各機械軸毎の誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出し、その算出した前記機械軸毎の補正座標に従って前記各駆動装置の駆動を制御する、工作機械。
The numerical control device according to claim 1 or 2,
A workpiece moving device that moves the workpiece in a specific direction in a horizontal plane;
A column extending in a vertical direction, respectively, standing in positions facing each other across the workpiece moving device in a direction that is horizontal and orthogonal to the moving direction of the workpiece;
Tools for machining workpieces;
A spindle head for rotating the tool about its axis;
A first vertical movement device, a horizontal movement device, a second vertical movement device, a rotation movement device, and a swing device provided on the column for moving the spindle head;
The work moving device is provided on the base so as to be movable in the direction of the work machine axis extending in a specific direction within a horizontal plane, and supports the work from below, and moves the table in the direction of the work machine axis. A table driving device,
The first vertical movement device is provided between the columns on both sides of the workpiece movement device above the table and is movable in a first vertical mechanical axis direction extending in the vertical direction along the columns. A cross rail that supports the horizontal movement device, and a first vertical drive device that moves the cross rail in the first vertical mechanical axis direction,
The horizontal movement device is mounted on the cross rail so as to be movable in a horizontal machine axis direction perpendicular to both the workpiece machine axis and the first vertical machine axis, and a saddle for supporting the second vertical movement device; A horizontal drive for moving the saddle in the horizontal machine axis direction;
The second vertical movement device is provided in the saddle so as to be movable in a second vertical mechanical axis direction parallel to the first vertical mechanical axis, and a vertical support that supports the rotational movement device, and the vertical support. A second vertical drive device that moves in the second vertical machine axis direction;
The rotary moving device is provided on the vertical support so as to be rotatable in a rotating machine axis direction around a vertical axis, and rotates in the rotating machine axis direction. A rotational drive device
The oscillating device is provided on the rotating support so as to be oscillating in a oscillating machine axis direction centering on a horizontal axis, and the spindle head is configured so that a rotation axis of a tool by the spindle head is perpendicular to the horizontal axis. A swing support that supports the swing support, and a swing drive device that swings the swing support in the swing machine axial direction,
The numerical control device corrects each machine axis by correcting the coordinates of each machine axis obtained from the command position of the tool or workpiece specified by the numerical control program based on error data for each machine axis. A machine tool that calculates coordinates and controls driving of each of the driving devices according to the calculated corrected coordinates for each machine axis.
請求項1又は2に記載の数値制御装置と、
ワークを加工するための工具と、
前記工具をその軸回りに回転させる主軸ヘッドと、
前記主軸ヘッドを当該主軸ヘッドによる工具の回転軸が水平方向に延びるような姿勢で支持し、その主軸ヘッドを平行移動させるパラレルリンク機構と、
前記パラレルリンク機構全体を水平面内の特定方向へ移動させる水平移動装置とを備え、
前記水平移動装置は、基台と、水平面内で特定方向に延びる水平機械軸方向に移動可能に前記基台上に設けられ、前記パラレルリンク機構を下から支持する水平支持体と、その水平支持体を前記水平機械軸方向に動かす水平駆動装置とを有し、
前記パラレルリンク機構は、前記主軸ヘッドを支持するヘッド支持部と、一方向に延びる棒状に形成され、その一端部が前記ヘッド支持部に関節駆動可能なように接続されてそのヘッド支持部を支持するストラットと、前記水平支持体上に設置され、前記各ストラットをその前記一端部側が前記水平支持体上から張り出すような姿勢でそれぞれ支持するとともに、前記各ストラットをその長手方向に延びるストラット機械軸方向に移動可能にそれぞれ支持するストラット支持機構と、前記各ストラット毎に設けられ、前記ヘッド支持部に支持された前記主軸ヘッドが平行移動するように前記各ストラットを各々の前記ストラット機械軸方向に動かすストラット駆動装置とを有し、
前記数値制御装置は、前記水平機械軸と平行な第1水平移動軸、鉛直方向に延びる鉛直移動軸及び前記第1水平移動軸と前記鉛直移動軸の両方に垂直な第2水平移動軸の各移動軸の座標からなる工具の指令位置から得られる前記各機械軸毎の座標を前記各機械軸毎の誤差データに基づいて補正することにより前記機械軸毎の補正座標を算出し、その算出した前記機械軸毎の補正座標に従って前記水平駆動装置及び前記各ストラット駆動装置の駆動を制御する、工作機械。
The numerical control device according to claim 1 or 2,
Tools for machining workpieces;
A spindle head for rotating the tool about its axis;
A parallel link mechanism that supports the spindle head in a posture such that a rotation axis of a tool by the spindle head extends in a horizontal direction, and moves the spindle head in parallel;
A horizontal movement device that moves the entire parallel link mechanism in a specific direction within a horizontal plane,
The horizontal movement device is provided on the base, movably in a horizontal machine axis direction extending in a specific direction within a horizontal plane, and a horizontal support for supporting the parallel link mechanism from below, and the horizontal support A horizontal drive for moving the body in the horizontal machine axis direction,
The parallel link mechanism is formed in a bar shape extending in one direction with a head support portion that supports the spindle head, and one end portion of the parallel link mechanism is connected to the head support portion so as to be capable of joint driving, thereby supporting the head support portion. Struts, and strut machines installed on the horizontal support, each strut supporting the struts in such a posture that one end thereof projects from the horizontal support, and extending the struts in the longitudinal direction. A strut support mechanism that supports each of the struts so as to be movable in the axial direction, and each strut is provided in each strut, and the main shaft head supported by the head support portion moves in parallel in each strut machine axial direction. A strut drive device that moves to
The numerical control device includes a first horizontal movement axis parallel to the horizontal mechanical axis, a vertical movement axis extending in a vertical direction, and a second horizontal movement axis perpendicular to both the first horizontal movement axis and the vertical movement axis. The corrected coordinates for each machine axis are calculated by correcting the coordinates for each machine axis obtained from the command position of the tool consisting of the coordinates of the moving axis based on the error data for each machine axis, and the calculated A machine tool that controls driving of the horizontal driving device and each of the strut driving devices in accordance with correction coordinates for each of the machine axes.
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