JPH02160457A - Correcting device for straightness of machine tool - Google Patents

Correcting device for straightness of machine tool

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Publication number
JPH02160457A
JPH02160457A JP1590088A JP1590088A JPH02160457A JP H02160457 A JPH02160457 A JP H02160457A JP 1590088 A JP1590088 A JP 1590088A JP 1590088 A JP1590088 A JP 1590088A JP H02160457 A JPH02160457 A JP H02160457A
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JP
Japan
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correction
sliding table
servo motor
axial direction
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP1590088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiro Takashita
高下 二郎
Shigeo Kosaka
向坂 成夫
Masao Kato
正夫 加藤
Yukio Izumi
和泉 行雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Seiki Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02160457A publication Critical patent/JPH02160457A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To mutually correct the combined error of each slide base at real time with high accuracy by forming a structure of driving 2nd or 3rd servomotor by correcting it based on the respective correction amt. in case of the moving locus of a 1st slide base and the deviation amt. of a 1st or 2nd reference face becoming more than an allowable value. CONSTITUTION:A measuring device 36 is fitted to the lower face of a table 27, the gap in Y axial direction with the reference block 37 of the right side face of a saddle 25 is measured, the correction pulse is fed to a Y axial servomotor 31 to move a main shaft head 30 by the correction amt. and the error in Y axial direction accompanied by the movement in Z axial direction of the table 27 is corrected. Similarly, the correction of the error in X axial direction accompanied by the movement in Z axial direction of the table 27 and the error in X axial direction accompanied by the vertical movement in Y axial direction of the main shaft head 30, is performed by moving the saddle 25 by the correction amt., and the correction in Z axial direction accompanied by the vertical movement in Y axial direction of the main shaft head 30 is performed by moving the table 27 by the correction amt. Thus, the errors in all directions at the slide base moving time can correctly be corrected.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数値制御工作機械の摺動台の真直度、平行度
及び摺動台相互間の運動の直角度を保つ為、摺動台の運
動に対して直角方向の変位を測定して、その結果を工作
機械のサーボモータの駆動を制御する制御部にフィード
バックすることにより、工作機械の加工精度を向上させ
るようにした工作機械の真直度補正装置に関するもので
ある。−船釣に刃物もしくは被加工物を担持して往復摺
動することにより加工を行う工作機械の加工誤差は、案
内面の製作誤差、案内面と摺動台の間の隙間等の製作誤
差と、加工時の切削力による変形や摩耗等によって生ず
るが、この誤差を皆無にすることは不可能であって、−
室以上の精度を上げるには限界がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In order to maintain the straightness and parallelism of the slide tables of a numerically controlled machine tool and the perpendicularity of the motion between the slide tables, This invention relates to a straightness correction device for a machine tool that improves the machining accuracy of the machine tool by measuring the displacement of the machine tool and feeding the results back to the control unit that controls the drive of the servo motor of the machine tool. . - Machining errors of machine tools that carry blades or workpieces on boats and slide them back and forth include manufacturing errors in guide surfaces, gaps between guide surfaces and slide tables, etc. This error occurs due to deformation due to cutting force during machining, wear, etc., but it is impossible to completely eliminate this error.
There is a limit to how much accuracy can be achieved beyond that of a room.

近年数値制御(NC)等の電子的制御技術及び光学的制
御技術の発達により、高い精度で機械側を制御すること
が可能となってきたが、このような制御装置の機能を十
分に活用した高精度の送りや位置決めを行うには、機械
側自身の精度も高くしなければならない。しかし、1ミ
クロンあるいはそれ以上の高精度に機械自体を製作する
ことは不可能ではないにしても、実際上は製作費が高く
なり過ぎて不経済であるし、切削力や熱変形による機械
系の複雑な変形までも考慮したものを製作することは難
しい。
In recent years, with the development of electronic control technology such as numerical control (NC) and optical control technology, it has become possible to control machines with high precision. In order to perform highly accurate feeding and positioning, the accuracy of the machine itself must also be high. However, although it is not impossible to manufacture a machine with a high precision of 1 micron or more, it is actually uneconomical because the manufacturing cost is too high, and the mechanical It is difficult to manufacture a product that takes even the complicated deformation of the material into consideration.

よって、機械自体の真直度や平行度を高精度に仕上げる
必要がないような別の方法を採用した方が良いという提
案が以前からなされていた。その1つの方向として、理
論的所要経路からの摺動台の偏差を連続的に測定し、そ
の結果をサーボモータの制御部にフィードパ、ツクする
ことにより、所要の精度を満足するように制御指令を補
正するという基本的考えは提案されているが、測定の方
法や油:定値の処理が複雑になるという問題がある為、
いまだ実用的なものは作られていないのが現状である。
Therefore, it has been proposed for some time that it would be better to adopt another method that does not require highly accurate straightness and parallelism of the machine itself. One way of achieving this is by continuously measuring the deviation of the slide table from the theoretically required path and feeding the results to the servo motor control unit to issue control commands to satisfy the required accuracy. The basic idea of correcting the oil has been proposed, but there are problems with the measurement method and the processing of constant values, so
The current situation is that nothing practical has been created yet.

本発明は、前記した問題点を解決した実用的な加工誤差
補正装置を提供する為に発明されたものであって、その
原理を、互いに直交する方向に運動する2個の摺動台の
関係でいうと、摺動台もしくは固定側のいずれか一方に
、摺動台の摺動の基準となる理想的直線を形成する手段
を設け、他方に摺動台と理想的直線を形成する手段との
間の距離を測定する測定装置を設け、一方の摺動台側の
測定装置で測定された濶定値の偏差が、設定された基準
値を越える毎に補正信号を他方の摺動台の駆動を制御す
るサーボモータ制御部に送る補正信号発生装置を設ける
ことにより、各摺動台の運動方向に直角な方向の総合的
誤差を、各摺動台の駆動を制御することによって、リア
ルタイムで互いに高精度に補正しあうようにした工作機
械の真直度補正装置を提供することにある。
The present invention was invented to provide a practical machining error correction device that solves the above-mentioned problems. In other words, a means for forming an ideal straight line as a reference for sliding of the sliding table is provided on either the sliding table or the fixed side, and a means for forming an ideal straight line with the sliding table on the other side. A measuring device is installed to measure the distance between the sliding tables, and each time the deviation of the fixed value measured by the measuring device on one sliding table exceeds a set reference value, a correction signal is sent to drive the other sliding table. By providing a correction signal generator that sends to the servo motor controller that controls It is an object of the present invention to provide a straightness correction device for a machine tool that performs mutual correction with high precision.

本発明の実施例においては、理想的直線を形成する手段
として、高精度に仕上げられた基準ブロックを使用し、
その位置を調整ねじによって正確に調整できるようにし
ている。もちろん、理想的直線を形成する手段としては
、他にもレーザ光線等があり、要求される精度の度合と
価格のバランスによ、つて選択されるものである。この
ような高精度の直線を形成する手段を摺動台の案内を行
う基準として使用する効果としては以下のものがある。
In the embodiment of the present invention, a highly precisely finished reference block is used as a means for forming an ideal straight line,
Its position can be precisely adjusted using an adjustment screw. Of course, there are other means for forming an ideal straight line, such as a laser beam, and the method is selected depending on the balance between the required degree of accuracy and cost. The effects of using such means for forming highly accurate straight lines as a reference for guiding the sliding table are as follows.

A、案内面に比較して形状が単純でよいから、容易に高
精度のものを製作できる。
A. Since the shape is simpler than that of a guide surface, it is easy to manufacture a highly accurate one.

B、摺動台の正味ストローク量だけの長さがあればよい
から、案内面に比較して長さが短くて済む。
B. Since the length only needs to be equal to the net stroke amount of the slide table, the length can be shorter than that of the guide surface.

C6理想的直線を形成する手段には切削時の力がかから
ないから摩耗や変形が生じない。従って高精度を永く維
持できる。
C6 Since no cutting force is applied to the means for forming the ideal straight line, no wear or deformation occurs. Therefore, high accuracy can be maintained for a long time.

D、交換及び修正が簡単にできる。D. Easy to replace and modify.

E9例えば、マシニングセンタの面削りの場合、角物の
加工では、正確な直角に仕上げなければならないことが
多いが、理想的直線を形成する手段同志の交差角を任意
に調整できるから、容易に正確な面角度が得られる。
E9 For example, in the case of face milling on a machining center, when processing square objects, it is often necessary to finish the product at an accurate right angle, but since the intersecting angle between the means to form an ideal straight line can be adjusted arbitrarily, it is easy to achieve accurate A surface angle can be obtained.

本発明で使用される測定装置として高精度のものが要求
されるが、例えば摺動台と理想的直線を形成する手段と
の間の距離の変化により生ずる静電容量の変化を検出す
ることにより非接触で変位を測定する測定装置を使用す
れば0.1ミクロン単位の測定を行うことが可能であり
、また接触式であるが、電気マイクロメータを使用して
も同程度の測定が行える。
The measuring device used in the present invention is required to be highly accurate. If a measuring device that measures displacement in a non-contact manner is used, it is possible to measure the displacement in units of 0.1 micron, and although it is a contact type, an electric micrometer can also be used to measure the same degree.

以下本発明の原理を分かりやすくするため数値制御旋盤
に適用した同時2軸制御の例をまず示し説明する。第5
図はその実施例を示すものであり、ベツド1上にはヘッ
ドスI−ツク2が載置され、ヘッドストック2に回転可
能に軸承された主軸3の前端には、チャック4が取り付
けられて、被加工物Wを把持している。ベツド1上に形
成された案内面5A、5B上には、サドル6が主軸軸線
方向に摺動可能に載置され、サドル6上に主軸軸線と直
交する方向に形成された案内面7A、7B上には、クロ
ススライド8が摺動可能に載置されている。
In order to make the principle of the present invention easier to understand, an example of simultaneous two-axis control applied to a numerically controlled lathe will be shown and explained below. Fifth
The figure shows an embodiment of the invention, in which a headstock I-tsuk 2 is placed on a bed 1, a chuck 4 is attached to the front end of a main shaft 3 rotatably supported on the headstock 2, The workpiece W is gripped. A saddle 6 is placed on guide surfaces 5A and 5B formed on the bed 1 so as to be slidable in the direction of the spindle axis, and guide surfaces 7A and 7B formed on the saddle 6 in a direction perpendicular to the spindle axis. A cross slide 8 is slidably mounted on the top.

サドル6は、Z軸サーボモータ9によって駆動されるス
クリュウ10によりナツト11を介して主軸軸線に平行
に往復摺動せしめられる。また、スロススライド8は、
X軸サーボモータ12によって駆動されるスクリュウ1
3により、ナツト14を介して主軸軸線に直角に往復摺
動せしめられる。ベツド1からの前面張り出し部IA上
には、理想的直線を形成する手段として基準ブロック1
5がボルト等の固定手段により取り付けられており、ブ
ロック16にねじ込まれた調整ねじ17を基準ブロック
15に当てて、基準ブロック15を若干揺動させ、正確
に仕上げられた基準面15Aを、主軸軸線に対して平行
に正しくセットする。サドル6には、基準面15Aに対
向して前述した非接酸形測定装置18が取り付けられて
おり、非接酸形測定装置18と基準面15Aの間の間隙
を、サドルのZ軸方向の全ストロークにわたって測定す
る。同様に、サドル6上にも基準ブロック19が取り付
けられ、ブロック20にねじ込まれた調整ねじ21によ
って、基準面19Aが主軸軸線に対して直角に正しくセ
ットされている。クロススライド6には、基準面19A
に対向して非接酸形測定装置22が取り付けられ、測定
装置22と基準面19Aの間の間隙りを、クロススライ
ド8のX軸方向の全ストロークにわたって測定する。基
準ブロック15.1つは矩形断面を有する単純な形状を
している。
The saddle 6 is caused to reciprocate and slide parallel to the main shaft axis via a nut 11 by a screw 10 driven by a Z-axis servo motor 9. In addition, the Sloss slide 8 is
Screw 1 driven by X-axis servo motor 12
3 allows reciprocating sliding at right angles to the main shaft axis via the nut 14. A reference block 1 is placed on the front overhang IA from the bed 1 as a means of forming an ideal straight line.
5 is attached by fixing means such as bolts, and the adjusting screw 17 screwed into the block 16 is applied to the reference block 15, and the reference block 15 is slightly swung, and the accurately finished reference surface 15A is fixed to the main shaft. Set correctly parallel to the axis. The aforementioned non-oxidation measuring device 18 is attached to the saddle 6 facing the reference surface 15A, and the gap between the non-oxidizing measuring device 18 and the reference surface 15A is measured in the Z-axis direction of the saddle. Measure over the entire stroke. Similarly, a reference block 19 is mounted on the saddle 6, and an adjustment screw 21 screwed into the block 20 allows the reference plane 19A to be correctly set perpendicular to the spindle axis. The cross slide 6 has a reference surface 19A.
A non-oxidation type measuring device 22 is attached opposite to the measuring device 22, and measures the gap between the measuring device 22 and the reference surface 19A over the entire stroke of the cross slide 8 in the X-axis direction. The reference block 15.1 has a simple shape with a rectangular cross section.

基準ブロック15はZ軸方向のストローク量、基準ブロ
ック19はX軸方向のストローク量だけの長さを有し、
各測定装置18.22と基準ブロック15.1つは、切
粉や切削油等から基準面を保護する為、カバー等で覆わ
れていることが望ましい。クロススライド8上には刃物
台23が取り付けられ、刃物台23には刃物Tがセット
されている。第5図に示すように、測定装置18を刃物
TのZ軸方向の刃先位置と一致させ、また測定装置22
を刃物TのX軸方向の刃先位置と一致させて設定すれば
、切削点における誤差を正確に測定できる。
The reference block 15 has a stroke amount in the Z-axis direction, and the reference block 19 has a length equal to the stroke amount in the X-axis direction.
Each measuring device 18.22 and reference block 15.1 are preferably covered with a cover or the like to protect the reference surface from chips, cutting oil, etc. A tool rest 23 is mounted on the cross slide 8, and a cutter T is set on the tool rest 23. As shown in FIG. 5, the measuring device 18 is aligned with the cutting edge position of the cutter T in the Z-axis direction, and
If it is set to match the position of the cutting edge of the cutting tool T in the X-axis direction, the error at the cutting point can be accurately measured.

第3図(イ)、(ロ)に補正の原理図を示す。Figures 3(a) and 3(b) show diagrams of the principle of correction.

今、2軸サーボモータには移動指令を与えてないで、X
軸サーボモータに移動指令を与えた時、X軸の移動に伴
い計測装置22から得られる測定値は間隙距離(L→と
じて第2図の曲線Aが得られる。またX軸サーボモータ
に移動指令を与えないで、Z軸サーボモータに移動指令
を与えた時は、Z軸の移動に伴い計測装置18から得ら
れる測定値は間隙距離(L)として第3図(イ)の曲線
Aが得られる。
Now, do not give any movement command to the 2-axis servo motor,
When a movement command is given to the axis servo motor, the measured value obtained from the measuring device 22 as the X axis moves is the gap distance (L → curve A in Figure 2 is obtained. When a movement command is given to the Z-axis servo motor without giving a command, the measurement value obtained from the measuring device 18 as the Z-axis moves is the gap distance (L), and the curve A in Fig. 3 (a) is can get.

第3図(イ)に示すように、測定装置18及び22で測
定された間隙の測定値は、一般に曲線Aのようなアナロ
グ量であり、これをAD変換器により補正単位にデジタ
ル化して、階段状の曲線りに変換する。そして、後述す
るデータ演算部により演算されて、テープスタート時の
間隙り。(!。)に対して補正単位量(例えば1ミクロ
ン)間隙が増減する毎に、第3図(ロ)に示すように1
パルスずつ、プラス側もしくはマイナス側の補正パルス
が発生し、この補正パルスがZ軸サーボモータ9(X軸
サーボモータ12)に送られてZ軸サーボモータ9(X
軸サーボモータ12)は、テープからの指令値に対して
補正パルス分だけ修正されて、駆動される。
As shown in FIG. 3(A), the measured values of the gap measured by the measuring devices 18 and 22 are generally analog quantities as shown by curve A, which are digitized into correction units by an AD converter. Convert to a step-like curve. Then, it is calculated by a data calculation unit, which will be described later, to calculate the gap at the time of tape start. (!.) Each time the gap increases or decreases by a correction unit amount (for example, 1 micron), as shown in Figure 3 (b), 1
A correction pulse on the plus or minus side is generated pulse by pulse, and this correction pulse is sent to the Z-axis servo motor 9 (X-axis servo motor 12) and
The axis servo motor 12) is driven with the command value from the tape corrected by the correction pulse.

簡単のために、Z軸に対するテープからの指令がないと
するとZ軸サーボモータ9に送られるパルスは補正パル
スだけとなり、従って、サドル6は補正パルスが発生す
る毎に補正単位量だけ動かされるので、刃先の動きは第
4図のように誤差が少なくなる。
For simplicity, assuming that there is no command from the tape for the Z-axis, the only pulse sent to the Z-axis servo motor 9 is a correction pulse, and therefore, the saddle 6 is moved by the correction unit amount each time a correction pulse is generated. , the error in the movement of the cutting edge is reduced as shown in Figure 4.

第1図及び第2図に、本発明を横巾ぐりフライス鴬に応
用した実施例を示す。ベツド24にはサドル25がX軸
方向に摺動可能に載置され、X軸サーボモータ26によ
って駆動される。サドル25上にはテーブル27がZ軸
方向に摺動可能に載置され、Z軸サーボモータ28によ
って駆動される。ベツド24の側面に取り付けられたコ
ラム2つには、主軸頭30がY軸方向に上下摺動可能に
載置され、X軸サーボモータ31によって駆動される。
FIGS. 1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a cross-boring milling cutter. A saddle 25 is mounted on the bed 24 so as to be slidable in the X-axis direction, and is driven by an X-axis servo motor 26. A table 27 is placed on the saddle 25 so as to be slidable in the Z-axis direction, and is driven by a Z-axis servo motor 28. A spindle head 30 is mounted on two columns attached to the side surface of the bed 24 so as to be vertically slidable in the Y-axis direction, and is driven by an X-axis servo motor 31.

第1図に示すように、ベツド24の前面には、前述した
と同様な測定装置32が主軸中心のX軸方向位置に対応
して取り付けられ、サドル25の前面に取り付けられた
基準ブロック33とのZ軸方向の間隙!−ノ。+Δノを
測定し、その補正パルスをZ軸サーボモータ28に送っ
てテーブル27を補正量動かし、サドル25のX軸方向
の運動に伴うZ軸方向の誤差の補正を行わせる。
As shown in FIG. 1, a measuring device 32 similar to that described above is attached to the front surface of the bed 24 corresponding to the position in the X-axis direction of the center of the spindle, and a reference block 33 attached to the front surface of the saddle 25 is attached to the same measuring device 32 as described above. Gap in the Z-axis direction! -ノ. +Δ is measured, and the correction pulse is sent to the Z-axis servo motor 28 to move the table 27 by a correction amount to correct the error in the Z-axis direction due to the movement of the saddle 25 in the X-axis direction.

第2図に示すように、ベツド24の後面には、測定装置
34が主軸中心のX軸方向位置に対応して取り付けられ
、サドル25の後面に取り付けられた基準ブロック35
とのY軸方向の間隙を測定し、その補正パルスそX軸サ
ーボモータ31に送って主軸頭30を補正量動かし、サ
ドル25のX軸方向の運動に伴うY軸方向の誤差の補正
を行わせる。
As shown in FIG. 2, a measuring device 34 is attached to the rear surface of the bed 24 corresponding to the position in the X-axis direction of the center of the spindle, and a reference block 35 is attached to the rear surface of the saddle 25.
The gap in the Y-axis direction is measured and the correction pulse is sent to the X-axis servo motor 31 to move the spindle head 30 by a correction amount to correct the error in the Y-axis direction caused by the movement of the saddle 25 in the X-axis direction. let

第1図に示すように、テーブル27の下面には測定装置
36が取り付けられ、サドル25の右側面に取り付けら
れた基準ブロック37とのY軸方向の間隙を測定し、そ
の補正パルスをX軸サーボモータ31に送って主軸頭3
0を補正量動かし、テーブル27のZ軸方向の運動に伴
うY軸方向の誤差の補正を行わせる。
As shown in FIG. 1, a measuring device 36 is attached to the lower surface of the table 27, which measures the gap in the Y-axis direction with a reference block 37 attached to the right side of the saddle 25, and transmits the correction pulse to the X-axis. Send it to the servo motor 31 and spindle head 3
0 by a correction amount to correct the error in the Y-axis direction due to the movement of the table 27 in the Z-axis direction.

さらに第2図に示すように、テーブル27の左側面には
測定装置38が取り付けられ、サドル25の上面に収り
付けられた基準ブロック39とのX軸方向の間隙を測定
し、その補正パルスをX軸サーボモータ26に送ってサ
ドル25を補正量動かし、テーブル27のZ軸方向の運
動に伴うX軸方向の誤差の補正を行わせる。
Furthermore, as shown in FIG. 2, a measuring device 38 is attached to the left side of the table 27, and measures the gap in the X-axis direction between the table 27 and a reference block 39 housed on the upper surface of the saddle 25. is sent to the X-axis servo motor 26 to move the saddle 25 by a correction amount to correct the error in the X-axis direction due to the movement of the table 27 in the Z-axis direction.

また第1図に示すように、主軸頭30の左側面には、測
定装置40が主軸中心のY軸方向位置に対応して取り付
けられ、コラム29の前面に取り付けられた基準ブロッ
ク41とのX軸方向の間隙を測定し、その補正パルスを
X軸サーボモータ26に送ってサドル25を補正量動か
し、主軸頭30のY軸方向の上下運動に伴うX軸方向の
誤差の補正を行わせる。
Further, as shown in FIG. 1, a measuring device 40 is attached to the left side of the spindle head 30 corresponding to the position in the Y-axis direction of the center of the spindle. The gap in the axial direction is measured, and the correction pulse is sent to the X-axis servo motor 26 to move the saddle 25 by a correction amount to correct the error in the X-axis direction caused by the vertical movement of the spindle head 30 in the Y-axis direction.

さらに第2図に示すように、主軸頭30の後面には、測
定装置42が主軸中心のY軸方向位置に対応して取り付
けられ、コラム29の後面に取り付けられた基準ブロッ
ク43とのZ軸方向の間隙を測定し、その補正パルスを
Z軸サーボモータ28に送ってテーブル27を補正量動
かし、主軸頭30のY軸方向の上下運動に伴うZ軸方向
の誤差の補正を行わせる。
Further, as shown in FIG. 2, a measuring device 42 is attached to the rear surface of the spindle head 30 corresponding to the Y-axis direction position of the center of the spindle, and a measuring device 42 is attached to the rear surface of the spindle head 30 in correspondence with the Z-axis direction position of the reference block 43 attached to the rear surface of the column 29. The gap in the direction is measured, and the correction pulse is sent to the Z-axis servo motor 28 to move the table 27 by a correction amount to correct the error in the Z-axis direction due to the vertical movement of the spindle head 30 in the Y-axis direction.

すなわち、互いに直交する方向に摺動可能で、かつ一方
の案内面を含む平面に対して他方の案内面が平行な関係
にある2個の摺動台間で、その運動方向に直角方向の誤
差を互いに補正し合うことにより、摺動台運動時の全て
の方向の誤差を正確に補正することができる。
In other words, the error in the direction perpendicular to the direction of movement between two slides that can slide in directions perpendicular to each other and whose guide surface is parallel to the plane containing one guide surface. By correcting each other, it is possible to accurately correct errors in all directions during slide table movement.

第6図に本発明の実施例である第5図の同時2軸制御の
旋盤の内X軸とZ軸についての制御ブロック図を示す。
FIG. 6 shows a control block diagram for the X-axis and Z-axis of the lathe with simultaneous two-axis control shown in FIG. 5, which is an embodiment of the present invention.

なお、第1.2図の実施例である横巾ぐりスライス盤に
適用した場合も全く同様の原理でX軸とZ軸について適
用できる。またX軸とY軸、並びにY軸とZ軸について
も同様である。
Furthermore, when applied to the cross-boring slicing machine of the embodiment shown in Fig. 1.2, the same principle can be applied to the X-axis and Z-axis. The same applies to the X-axis and Y-axis, as well as the Y-axis and Z-axis.

指令テープに穿孔された制御データがテープリーダで読
み取られ、データ制御部を経て逐次補間演算部に入り、
通常の数値制御に必要な演算処理が加えられ、必要に応
じてX軸あるいはZ軸のパルス発生部に入る。各パルス
発生部で発生したパルスは、加減速部、ドループ量検出
部、D−A変換部、速度増幅部、サーボ駆動部を経て、
動くべき方向、距離と設定速度によって決まる電圧を発
生し、X軸あるいはZ軸サーボモータを回転させる。
The control data punched on the command tape is read by a tape reader, passes through the data control section, and enters the sequential interpolation calculation section.
Arithmetic processing necessary for normal numerical control is added, and the pulse generator enters the X-axis or Z-axis pulse generation section as necessary. The pulses generated by each pulse generation section pass through an acceleration/deceleration section, a droop amount detection section, a D-A conversion section, a speed amplification section, and a servo drive section.
It generates a voltage determined by the direction of movement, distance and set speed, and rotates the X-axis or Z-axis servo motor.

各サーボモータには、パルスジェネレータ及びタコジェ
ネレータが接続されていて、タコジェネレータはサーボ
モータの回転数に比例した電圧を発生し、これを速度増
幅部にフィードバックすることにより、サーボモータの
回転速度を制御している。また、パルスジェネレータは
、サーボモータの回転角に比例したパルスを発生し、こ
れを方向帰還パルス発生部を経てドループ量検出部にフ
ィードバックすることにより、サーボモータを指令され
た回転角度位置まで回転させ、保持することができるよ
うになっている。
A pulse generator and a tacho generator are connected to each servo motor, and the tacho generator generates a voltage proportional to the rotation speed of the servo motor, and feeds this back to the speed amplifier to increase the rotation speed of the servo motor. It's in control. In addition, the pulse generator generates a pulse proportional to the rotation angle of the servo motor, and feeds this back to the droop amount detection unit via the direction feedback pulse generation unit, thereby rotating the servo motor to the commanded rotation angle position. , it is now possible to hold it.

次にクロススライド8がX軸方向に動く時の運動方向に
直角方向の誤差を、Z軸サーボモータ9によって補正す
る制御動作を説明する。t=tnの時、温室装置22か
ら出力されたアナログ信号V2tnを信号増幅部にてA
 V z t nまで増幅してから、A−D変換して、
デジタル量Dz tnを出力する。次にデータ転送部に
おいて、t=tnの時、出力されたデジタル量1)zt
nをシフトレジスタS1に格納すると同時に、Slに格
納されていたt=t、n−1の時に出力されたデジタル
量Dztn−1をシフトレジスタS2に転送する。次に
データ演算部においてDztn−1とDztnとの差Δ
D2を検出する。ΔD2は補正データ出力部から出力す
る。ΔDZはもちろんプラスの場合とマイナスの場合の
2種類ある。
Next, a control operation in which the Z-axis servo motor 9 corrects an error in a direction perpendicular to the direction of movement when the cross slide 8 moves in the X-axis direction will be described. When t=tn, the analog signal V2tn output from the greenhouse device 22 is A
After amplifying to V z t n, A-D conversion is performed,
Outputs the digital quantity Dz tn. Next, in the data transfer section, when t=tn, the output digital quantity 1) zt
At the same time as n is stored in the shift register S1, the digital quantity Dztn-1, which was stored in Sl and was output when t=t, n-1, is transferred to the shift register S2. Next, in the data calculation section, the difference Δ between Dztn-1 and Dztn
Detect D2. ΔD2 is output from the correction data output section. Of course, there are two types of ΔDZ: positive and negative.

補正データ出力部からの出力ΔDzは、さらにZ軸駆動
パルス発生部に送られ、補間演算部からの指令データD
zとの整合をとりながら、△DZが零になるように駆動
パルスを発生させて補正する。この補正動作は、サドル
6がZ軸方向に動く時の運動方向に直角方向の誤差を、
X軸サーボモータ12によって補正する場合も、全く同
一である。
The output ΔDz from the correction data output section is further sent to the Z-axis drive pulse generation section, and the command data D from the interpolation calculation section is sent to the Z-axis drive pulse generation section.
A drive pulse is generated and corrected so that ΔDZ becomes zero while matching with z. This correction operation corrects the error in the direction perpendicular to the direction of movement when the saddle 6 moves in the Z-axis direction.
The case of correction using the X-axis servo motor 12 is also completely the same.

また、別の補正方法として、破線で示すように補正デー
タ出力部からの補正信号ΔD2を方向帰還パルス発生部
に送り、方向帰還パルス発生部において、パルスジェネ
レータからの帰還パルスとの整合をとりながら、ΔDz
が零になるように駆動パルスを発生させて補正すること
もできる。
As another correction method, as shown by the broken line, the correction signal ΔD2 from the correction data output section is sent to the direction feedback pulse generation section, and the direction feedback pulse generation section matches the feedback pulse from the pulse generator. , ΔDz
It is also possible to correct by generating a drive pulse so that the value becomes zero.

また、同時3軸の場合の制御ブロック図を示していない
が、前記同時2軸の制御と同様の原理制御できる。
Further, although a control block diagram for simultaneous three axes is not shown, control can be performed on the same principle as the simultaneous two axes control.

以」二述べたごとく、本発明は実施例に示された構成に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された本
発明の技術思想を逸脱しない範囲内での変更は予期され
るところである。
As mentioned above, the present invention is not limited to the configurations shown in the embodiments, and modifications are expected without departing from the technical idea of the present invention as set forth in the claims. By the way.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は本発明を数値制御槽中ぐりフライス盤
に適用した実施例を示す斜視図、第3図は補正原理図、
第4図は補正を与えたときのクロススライドの動きを示
すグラフ、第5図は数値制御旋盤に適用した原理を示す
実施例、第6図は本発明のX軸とZ軸の同時2軸の場合
の制御ブロック図である。
1 and 2 are perspective views showing an embodiment in which the present invention is applied to a numerically controlled tank boring and milling machine, and FIG. 3 is a correction principle diagram;
Fig. 4 is a graph showing the movement of the cross slide when correction is applied, Fig. 5 is an example showing the principle applied to a numerically controlled lathe, and Fig. 6 is the simultaneous two-axis X-axis and Z-axis of the present invention. It is a control block diagram in the case of.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1の案内部材上の第1の案内面に沿って第1の方向に
摺動可能に設けられた第1の摺動台と、該第1の摺動台
の摺動方向に直交する第2の案内部材上の第2の案内面
に沿って第2の方向に摺動可能に設けられた第2の摺動
台と、前記第1の摺動台と第2の摺動台のそれぞれの摺
動方向に直交する第3の案内部材上の第3の案内面に沿
って第3の方向に摺動可能に設けられた第3の摺動台と
、前記第1の摺動台を第1の案内面に沿つて摺動させる
第1のサーボモータと、該第1のサーボモータを制御す
る第1の制御部と、前記第2の摺動台を第2の案内面に
沿って摺動させる第2のサーボモータと、該第2のサー
ボモータを制御する第2の制御部と、前記第3の摺動台
を第3の案内面に沿って摺動させる第3のサーボモータ
と、該第3のサーボモータを制御する第3の制御部とを
有し、前記第1、2、3の摺動台の相対運動の組合せに
よって工具で被加工物の加工を行う数値制御工作機械に
おいて、前記第1の摺動台もしくは第1の摺動台の第1
の案内部材のいずれか一方に設けられ第1の摺動台の第
2の方向の第1基準面と第1の摺動台の第3の方向の第
2基準面とを有する前記基準形成手段と、第1の摺動台
もしくは第1の摺動台の第1の案内部材のいずれか他方
に設けられ前記第1の摺動台の移動軌跡と基準形成手段
の第1の基準面との距離を測定する第1の測定装置と、
第1の摺動台もしくは第1の摺動台の第1の案内部材の
いずれか他方に設けられ前記第1の摺動台の移動軌跡と
基準形成手段の第2の基準面との距離を測定する第2の
測定装置と、第1の測定装置の測定値が第2方向の基準
値を越えた時補正値を計算し第2の制御部に送り、また
第2の測定装置の測定値が第3方向の基準値を越えた時
補正値を計算し、第3の制御部に送る補正演算部とから
成り、前記第1の摺動台の移動軌跡と第1基準面または
第2基準面の偏差量が許容値以上になつた時、それぞれ
の補正量に基づき第2サーボモータまたは第3サーボモ
ータを補正駆動するようにしたことを特徴とする工作機
械の真直度補正装置。
a first sliding table provided so as to be slidable in a first direction along a first guiding surface on the first guiding member; and a first sliding table that is perpendicular to the sliding direction of the first sliding table. a second sliding table provided so as to be slidable in a second direction along a second guiding surface on the second guiding member; and each of the first sliding table and the second sliding table. a third sliding table provided so as to be slidable in a third direction along a third guiding surface on a third guiding member perpendicular to the sliding direction of the first sliding table; a first servo motor that slides the first servo motor along the first guide surface; a first control section that controls the first servo motor; a second servo motor for sliding, a second control section for controlling the second servo motor, and a third servo motor for sliding the third sliding table along a third guide surface. and a third control unit that controls the third servo motor, and a numerical control machine that processes a workpiece with a tool by a combination of relative movements of the first, second, and third slide tables. In the machine, the first sliding table or the first sliding table
The reference forming means is provided on either one of the guide members and has a first reference surface in the second direction of the first sliding table and a second reference surface in the third direction of the first sliding table. and a first reference surface of the reference forming means provided on the other of the first slider or the first guide member of the first slider and the movement locus of the first slider and the first reference surface of the reference forming means. a first measuring device that measures distance;
The distance between the movement locus of the first sliding table and the second reference plane of the reference forming means is provided on the other of the first sliding table or the first guide member of the first sliding table. When the measured value of the second measuring device and the first measuring device exceeds the reference value in the second direction, a correction value is calculated and sent to the second control unit, and the measured value of the second measuring device is a correction calculation unit that calculates a correction value when the value exceeds a reference value in a third direction and sends it to a third control unit, and the correction calculation unit calculates a correction value when A straightness correction device for a machine tool, characterized in that when a surface deviation amount exceeds an allowable value, a second servo motor or a third servo motor is driven for correction based on the respective correction amounts.
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