JPH02311242A - 工具刃先形状精度に基づく誤差補正法 - Google Patents
工具刃先形状精度に基づく誤差補正法Info
- Publication number
- JPH02311242A JPH02311242A JP13214189A JP13214189A JPH02311242A JP H02311242 A JPH02311242 A JP H02311242A JP 13214189 A JP13214189 A JP 13214189A JP 13214189 A JP13214189 A JP 13214189A JP H02311242 A JPH02311242 A JP H02311242A
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 16
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 15
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
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- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は制御軸に平行でない加工部３曲線部または曲面
部を有する工作物を加工する数値制御工作機械の工具刃
先形状精度に基づく誤差補正法。
部を有する工作物を加工する数値制御工作機械の工具刃
先形状精度に基づく誤差補正法。
従来の技術
制御軸に平行でない工作物の加工部３曲線部または曲面
部を数値制御で加工するときには、工具上の一点の移動
経路とその移動により形成される工作物表面形状とは工
具刃先に円弧に近い部分が有るために形状が相違して来
る。そのために二軸制御の工作機械例えば旋盤では工作
物の表面形状の数値に加えて刃先半径の数値を数値制御
装置に入力してこの相違を補正している。三軸制御の工
作機械では加工する表面上の点の位置データ（Ｘ、Ｙ、
Ｚ）の他に面の基の点の法線ベクトル（Ｉ、Ｊ、Ｋ）を
数値制御装置に人力し別に工具（例えばボールエンドミ
ル）の半径を指示することにより半径の長さだけオフセ
ントした工具軌跡のデータを作り出せるものがある。こ
れにより現場で作業者がその時に使用する工具の半径を
入力する事が出来、プログラムの時に工具半径を指示す
る方式に比較して使い易い数値制御装置が得られていた
。
部を数値制御で加工するときには、工具上の一点の移動
経路とその移動により形成される工作物表面形状とは工
具刃先に円弧に近い部分が有るために形状が相違して来
る。そのために二軸制御の工作機械例えば旋盤では工作
物の表面形状の数値に加えて刃先半径の数値を数値制御
装置に入力してこの相違を補正している。三軸制御の工
作機械では加工する表面上の点の位置データ（Ｘ、Ｙ、
Ｚ）の他に面の基の点の法線ベクトル（Ｉ、Ｊ、Ｋ）を
数値制御装置に人力し別に工具（例えばボールエンドミ
ル）の半径を指示することにより半径の長さだけオフセ
ントした工具軌跡のデータを作り出せるものがある。こ
れにより現場で作業者がその時に使用する工具の半径を
入力する事が出来、プログラムの時に工具半径を指示す
る方式に比較して使い易い数値制御装置が得られていた
。
発明が解決しようとする課題
しかしいずれの場合でも入力される半径の値は一つで加
工される工作物の形状精度は工具刃先の形状精度即ち真
円度なり真球度に依存している事には変わりがなかった
。スローアウェイ形ボールエンドミルの場合真球度は新
品でも０．１ｍｍ、摩耗すれば０．２ｍｍ〜０．３龍に
達し、数値制御工作機械の加工精度特に動的加工精度が
飛躍的に向上した現在では工具刃先の形状精度が加工曲
面の精度を害する最大要因となったがいままではこれに
対する対応策がなかった。
工される工作物の形状精度は工具刃先の形状精度即ち真
円度なり真球度に依存している事には変わりがなかった
。スローアウェイ形ボールエンドミルの場合真球度は新
品でも０．１ｍｍ、摩耗すれば０．２ｍｍ〜０．３龍に
達し、数値制御工作機械の加工精度特に動的加工精度が
飛躍的に向上した現在では工具刃先の形状精度が加工曲
面の精度を害する最大要因となったがいままではこれに
対する対応策がなかった。
本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたもので、その目的とするところは数値制御加工に
際して工具刃先の形状精度に関する情報を利用して加工
される工作物の形状精度を向上させる方法を提供するこ
とである。
されたもので、その目的とするところは数値制御加工に
際して工具刃先の形状精度に関する情報を利用して加工
される工作物の形状精度を向上させる方法を提供するこ
とである。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明は工具半径として代表
的な一つの値だけでなく工具刃先の切削点から刃先形状
中心点までの実際の距離及び方向を関係式または離散的
に複数入力できるようにしてそれらのデータを工具軌跡
を計算するときに利用して工具軌跡を工具刃先の形状精
度に対応させる。離散的に入力されている場合は補間計
算を行う事もある。
的な一つの値だけでなく工具刃先の切削点から刃先形状
中心点までの実際の距離及び方向を関係式または離散的
に複数入力できるようにしてそれらのデータを工具軌跡
を計算するときに利用して工具軌跡を工具刃先の形状精
度に対応させる。離散的に入力されている場合は補間計
算を行う事もある。
作用
数式の形でまたは離散的に複数入力された工具刃先の切
削点から刃先形状中心点迄の実際の値の中から加工され
る表面上の点の法線方向にあるものを選び加工される点
からその法線方向に選ばれた距離だけ離れた点を工具刃
先形状の中心点の軌跡上の点として工具軌跡を定めその
軌跡に沿って工具を運動させ、工具刃先形状精度に応じ
た加工を行う。この場合人力された半径の値が離散的で
ある時は前記表面の法線方向に完全に一致するものがな
いことがあるが、その場合には補間値または近傍値を利
用する。
削点から刃先形状中心点迄の実際の値の中から加工され
る表面上の点の法線方向にあるものを選び加工される点
からその法線方向に選ばれた距離だけ離れた点を工具刃
先形状の中心点の軌跡上の点として工具軌跡を定めその
軌跡に沿って工具を運動させ、工具刃先形状精度に応じ
た加工を行う。この場合人力された半径の値が離散的で
ある時は前記表面の法線方向に完全に一致するものがな
いことがあるが、その場合には補間値または近傍値を利
用する。
実施例
二軸制御の旋盤加工の場合を例に取って第１図を使って
説明する。
説明する。
１は旋削バイトで特にそのノーズを示している。
前もって工具刃先形状を測定し図示θと工具刃先稜線部
２の各点から工具刃先形状中心点３への距離Ｒとの関係
を関係式Ｒ＝ｆ（θ）または離散的データとして数値制
御装置に記憶させる。加工される点（Ｚｐ、Ｘｐ）
４に於ける工作物表面５の接線の方向係数はΔＸ／Δ２
であるから、この点を加工する工具刃先点のθｐはｊａ
ｎ−’（Δχ／Δ２）となる。
２の各点から工具刃先形状中心点３への距離Ｒとの関係
を関係式Ｒ＝ｆ（θ）または離散的データとして数値制
御装置に記憶させる。加工される点（Ｚｐ、Ｘｐ）
４に於ける工作物表面５の接線の方向係数はΔＸ／Δ２
であるから、この点を加工する工具刃先点のθｐはｊａ
ｎ−’（Δχ／Δ２）となる。
指令プログラムによりＺ、Ｘに対して加工すべき点４の
値のＺｐ、Ｘｐ が与えられると、数値制御装置は θｐ＝ｊａｎ−’ （Δ×／Δ２） の計算を行い数値制御装置に記憶された関係式Ｒ＝ｆ（
θ）または離散的データからθｐに対するＲｐを求める
。θの値が離散的で対応するＲｐが直接に記憶されてい
なければ ｏｎ ≦θｐ〈θ ｎ＋１ に対してＲｐ工Ｒｎまたは
ｏｎ 〈θｐ ≦θ ｎ＋１ に対してＲｐ＝Ｒｎ ＋
１ として近傍値を使用するか、或いは θｎ≦θｐ≦θ ｎ＋１ に対して Ｒｐ＝Ｒｎ ＋ （Ｒｎ ＋ １− Ｒｎ） （θ−θ
ｎ）／（θｎ＋１−ｏｎ）として補間値を使用する事も
出来る。工具刃先形状の中心点３の座標値（Ｚ’ｐ、Ｘ
’ｐ）を加工点（Ｚｐ。
値のＺｐ、Ｘｐ が与えられると、数値制御装置は θｐ＝ｊａｎ−’ （Δ×／Δ２） の計算を行い数値制御装置に記憶された関係式Ｒ＝ｆ（
θ）または離散的データからθｐに対するＲｐを求める
。θの値が離散的で対応するＲｐが直接に記憶されてい
なければ ｏｎ ≦θｐ〈θ ｎ＋１ に対してＲｐ工Ｒｎまたは
ｏｎ 〈θｐ ≦θ ｎ＋１ に対してＲｐ＝Ｒｎ ＋
１ として近傍値を使用するか、或いは θｎ≦θｐ≦θ ｎ＋１ に対して Ｒｐ＝Ｒｎ ＋ （Ｒｎ ＋ １− Ｒｎ） （θ−θ
ｎ）／（θｎ＋１−ｏｎ）として補間値を使用する事も
出来る。工具刃先形状の中心点３の座標値（Ｚ’ｐ、Ｘ
’ｐ）を加工点（Ｚｐ。
Ｘｐ） ４に対して
ｚｌｐ＝Ｚｐ ＋ Ｒｐ Ｘ ｓｉｎθｐＸ’ ｐ ＝
Ｘｐ 十Ｒｐ Ｘ ｃｏｓθｐとして定め、工具刃先
形状中心点３をこの位置に動かし加工を行う。
Ｘｐ 十Ｒｐ Ｘ ｃｏｓθｐとして定め、工具刃先
形状中心点３をこの位置に動かし加工を行う。
三軸制御でポールエンドミル１１を使用した加工の場合
について第２図を使って説明する。
について第２図を使って説明する。
Ｘ、Ｙ、Ｚは加工される点１４の座標値、■。
Ｊ、には加工される面の点（Ｘ 、 Ｙ 、 Ｚ）１４
ニオける法線を表す単位ヘクトルである。使用するボー
ルエンドミル１１を前もって測定し種々の図示θまたは
Ｋに対する工具刃先稜線部１２の各点から工具刃先形状
中心点１３への距離Ｒの値を求めて数値制御装置にＲ＝
ｆ（θ）またはＲ＝ｒ（Ｋ）の形でか、或いは離散的に
記憶させる。指令プログラムによりＸ、Ｙ、Ｚ、１．Ｊ
、Ｋに対して加工される点１４の値Ｘｐ＋ Ｙｐ、 Ｚ
ｐ、 Ｉｐ＋ Ｊｐ、 Ｋｐ が与えられると、数値
制御装置は要すればθｐ ＝ｃｏｓ−’ Ｋｐの計算を
行い、記憶されているＲ＝ｆ（θ）またはＲ＝ｆ（Ｋ）
のデータからＲｐを求める。θまたはＫの値が離散的で
対応するＲｐが直接に記憶されていなければ θｎ≦θｐ〈θ ｎ＋１ に対して Ｒｐ＝Ｒｎまたは
θｎ〈θｐ≦θ ｎ＋１ に対してＲｐ＝Ｒｎ＋ｌ と
して近傍値を使用するか、あるいは θｎ≦θｐ≦θｎ ＋１ に対して Ｒｐ −Ｒｎ ＋ （Ｒｎ ＋ １ − Ｒｎ） （θ
−θｎ）／（θ ｎ＋１ −θｎ）とするようにして補
間値を使用する。工具刃先形状の中心点１３の座標値Ｘ
”、Ｙ’、Ｚ’を加工される点（Ｘｐ、 Ｙｐ、 Ｚｐ
） １４に対してＸ’ｐ ＝ Ｘｐ ＋１ｌｐＸｌｐ Ｘ’ｐ ＝ ｙｐ ４１１ｐＸＪｐｚｌｐ ＝
ｚｐ ＋ＲｐＸＫｐ として定め、工具刃先形状中心点１３をこの位置に動か
し加工を行う。四輪以上の制御を行う工作機械でも三輪
制御の場合に準じて補正を行うプログラムをする事は容
易である。
ニオける法線を表す単位ヘクトルである。使用するボー
ルエンドミル１１を前もって測定し種々の図示θまたは
Ｋに対する工具刃先稜線部１２の各点から工具刃先形状
中心点１３への距離Ｒの値を求めて数値制御装置にＲ＝
ｆ（θ）またはＲ＝ｒ（Ｋ）の形でか、或いは離散的に
記憶させる。指令プログラムによりＸ、Ｙ、Ｚ、１．Ｊ
、Ｋに対して加工される点１４の値Ｘｐ＋ Ｙｐ、 Ｚ
ｐ、 Ｉｐ＋ Ｊｐ、 Ｋｐ が与えられると、数値
制御装置は要すればθｐ ＝ｃｏｓ−’ Ｋｐの計算を
行い、記憶されているＲ＝ｆ（θ）またはＲ＝ｆ（Ｋ）
のデータからＲｐを求める。θまたはＫの値が離散的で
対応するＲｐが直接に記憶されていなければ θｎ≦θｐ〈θ ｎ＋１ に対して Ｒｐ＝Ｒｎまたは
θｎ〈θｐ≦θ ｎ＋１ に対してＲｐ＝Ｒｎ＋ｌ と
して近傍値を使用するか、あるいは θｎ≦θｐ≦θｎ ＋１ に対して Ｒｐ −Ｒｎ ＋ （Ｒｎ ＋ １ − Ｒｎ） （θ
−θｎ）／（θ ｎ＋１ −θｎ）とするようにして補
間値を使用する。工具刃先形状の中心点１３の座標値Ｘ
”、Ｙ’、Ｚ’を加工される点（Ｘｐ、 Ｙｐ、 Ｚｐ
） １４に対してＸ’ｐ ＝ Ｘｐ ＋１ｌｐＸｌｐ Ｘ’ｐ ＝ ｙｐ ４１１ｐＸＪｐｚｌｐ ＝
ｚｐ ＋ＲｐＸＫｐ として定め、工具刃先形状中心点１３をこの位置に動か
し加工を行う。四輪以上の制御を行う工作機械でも三輪
制御の場合に準じて補正を行うプログラムをする事は容
易である。
以上は数値制御装置で補正を行う場合に付いて説明した
が、外部電子計算機を使用して補正を行うことも或いは
自動プログラミングの際に同時に補正することも可能で
ある。
が、外部電子計算機を使用して補正を行うことも或いは
自動プログラミングの際に同時に補正することも可能で
ある。
発明の効果
本発明は上述のように構成したので以下の効果を奏する
。
。
請求項１の誤差補正法は数値制御工作機械で制御軸に平
行でない部分、曲線部または曲面を加工する時加工精度
を劣化させる最大の障害である工具刃先形状精度に基づ
く誤差の補正を行うことが出来、高精度の加工面形状を
得ることが出来る。
行でない部分、曲線部または曲面を加工する時加工精度
を劣化させる最大の障害である工具刃先形状精度に基づ
く誤差の補正を行うことが出来、高精度の加工面形状を
得ることが出来る。
工具刃先形状精度がＲ＝ｆ（θ）として関係式で入力さ
れている場合補正は精密に行われ数値制御装置内の所要
記憶装置容量は少ない利点がある。
れている場合補正は精密に行われ数値制御装置内の所要
記憶装置容量は少ない利点がある。
請求項２の誤差補正法は関係式によっては計算に多大の
時間を要し加工の障害となる場合において工具刃先形状
精度に関する離散的情報を使用することにより補正値が
迅速に得られ、加工の障害となることはない。
時間を要し加工の障害となる場合において工具刃先形状
精度に関する離散的情報を使用することにより補正値が
迅速に得られ、加工の障害となることはない。
請求項３の誤差補正法は補正精度が不十分である場合に
おいて補正計算をおこない補正精度を向上させることが
できる。
おいて補正計算をおこない補正精度を向上させることが
できる。
第１図は二軸制御各々加工され点付近の一部断面で示し
た概略図、第２図は三輪制御の場合の各々加工される点
付近の一部断面で示した概略図である。 １．１１・
・・加工工具 ２．１２・・工具刃先稜線部 ３．１３・・工具刃先形状中心点 ４．１４・・加工される点 ５、Ｉ５・・工作物表面 即 −一一一一一一一乙
た概略図、第２図は三輪制御の場合の各々加工される点
付近の一部断面で示した概略図である。 １．１１・
・・加工工具 ２．１２・・工具刃先稜線部 ３．１３・・工具刃先形状中心点 ４．１４・・加工される点 ５、Ｉ５・・工作物表面 即 −一一一一一一一乙
Claims (3)
- （１）ほぼ円形または球形の工具刃先稜線部（２）の各
点から工具刃先形状中心点（３）への距離及び方向を数
値制御装置または外部電算機に記憶させ、加工を行う工
具刃先の各点（４）に対応して前記の距離及び方向に工
具刃先形状中心点（３）を定めることを特徴とする工具
刃先形状精度に基づく誤差補正法。 - （２）工具刃先稜線部（２）の各点から工具刃先形状中
心点（３）へ距離及び方向の離散的情報を数値制御装置
又は外部電算機に記憶する請求項１記載の工具刃先形状
精度に基づく誤差補正法。 - （３）数値制御または外部電算機に記憶された工具刃先
稜線部（２）の各点から工具刃先形状中心点（３）への
距離及び方向の離散的情報に含まれない工具刃先稜線部
（２）の各点から工具刃先形状中心点（３）への距離及
び方向を補間計算を行って求める請求項２記載の工具刃
先形状精度に基づく誤差補正法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13214189A JPH02311242A (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 工具刃先形状精度に基づく誤差補正法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13214189A JPH02311242A (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 工具刃先形状精度に基づく誤差補正法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02311242A true JPH02311242A (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=15074322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13214189A Pending JPH02311242A (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 工具刃先形状精度に基づく誤差補正法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02311242A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5880847A (en) * | 1996-11-11 | 1999-03-09 | Okuma Corporation | Measuring method of sphericity of ball end mill |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP13214189A patent/JPH02311242A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5880847A (en) * | 1996-11-11 | 1999-03-09 | Okuma Corporation | Measuring method of sphericity of ball end mill |
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