JPH03288908A - 数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式 - Google Patents

数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式に関
し、特にサーボモータの回転力を被駆動物に伝達する伝
達路の途中に少なくとも一組のギヤ対を含む工作機械の
ための数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式に関する
。
〔従来の技術〕
数値制御装置（ＣＮＣ）により工具、ワークテーブルの
運動制御が行われる工作機械は、多くの場合、ワークテ
ーブルの如き被駆動物に対してサーボモータの回転力を
伝達する伝達路の途中に、変速のための、或いは回転方
向変更のためのギヤ対を少なくとも一組有している。
サーボモータの回転力を被駆動物に伝達する伝達路の途
中に一組でもギヤ対が設けられると、被駆動物の運動制
御に関してギヤのピッチ誤差が影響し、位置決め精度が
低下する。
このため、サーボモータの回転力を被駆動物に伝達する
伝達路の途中に少なくとも一組のギヤ対を含む工作機械
のための数値制御装置に於ては、従来よりギヤピッチ誤
差補正が行われるようになっている。このギヤピッチ誤
差補正は、例えば、被駆動物であるロータリテーブルに
サーボモータより所定回転角の運動量を与えた時のロー
タリテーブルの実際の回転運動量と制御目標量との誤差
量を各所定回転角毎に予め計測しておいて、この誤差量
を基に行われている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の如きギヤピッチ誤差補正に於ては、高度な補正を
行うためには、前記誤差量を計測する回転角ピッチを小
さくして大量の補正点を使用してピッチ誤差補正を行う
必要があり、このために、大量の各補正点に於ける補正
値データが必要である。このため高度なピッチ誤差補正
が行われようとする程、多くの補正値データが必要にな
り、この補正値データを格納するメモリの必要容量が増
大することになる。
本発明者は、上述の如き従来のギヤピッチ誤差補正に於
ける欠点を改善すべく、ギヤピッチ誤差補正について鋭
意検討を行ったところ、ギヤピッチ誤差は各ギヤの歯の
ピッチ誤差及び形状誤差に起因するものであるから、各
ギヤについて個別にギヤピッチ誤差を見出し、これを重
畳させれば大量の補正点による大量の補正値データを必
要とすることなく高度なギヤピッチ誤差補正が行われ得
ることを見出した。
本発明は、上述の如き鋭意検討の結果、見出された事象
に基づいて大量の補正値データを必要とすることなく、
換言すれば大きな補正値データメモリ容量を必要とする
ことなくギヤピッチ誤差補正を行うことができる数値制
御装置のギヤピッチ誤差補正方式を提供することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、上記課題を解決するために、サーボモータ
の回転力を被駆動物に伝達する伝達路の途中に少なくと
も一組のギヤ対を含む工作機械のための数値制御装置の
ギヤピッチ誤差補正方式において、各ギヤの所定回転角
当りのギヤピッチ誤差補正値を各ギヤの一回転周期分ず
つ各ギヤ毎に個別に測定したピッチ誤差補正データを格
納する不揮発性メモリと、前記被駆動物の現在位置を記
憶する現在位置レジスタと、前記現在位置を参照し、各
ギヤの回転角に応じて各ギヤのギヤピッチ誤差補正値を
重畳演算して、重畳ピッチ誤差補正値を求めるピッチ誤
差計算手段と、前記重畳ピッチ誤差補正値を補間手段か
らの補間パルスに加算する加算器と、を有することを特
徴とする数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式が、提
供される。
〔作用〕
ギヤの所定回転角当りのピッチ誤差補正値が各ギヤの一
回転周期分ずつ各ギヤ毎に個別に測定され、不揮発性メ
モリに格納される。ピッチ誤差計算手段は、現在値レジ
スタを参照し、現在位置に対応するピッチ誤差データを
不揮発性メモリより、読み出し、これを加えて重畳ピッ
チ誤差補正値を計算する。この重畳ピッチ誤差補正値を
補間手段からの補間パルスに加算器で加算して、ピッチ
誤差補正された出力パルスを生成する。
これによって、各ギヤ毎のギヤピッチ誤差補正値の個数
がさほど多くなくとも各ギヤのギヤピッチ誤差補正値の
重畳に比例してきめ細かいギヤピッチ誤差補正が行われ
る。
〔実施例〕
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。
第７図は本発明によるギヤピッチ誤差補正方式の実施に
用いられる数値制御装置のハードウェアのブロック図で
ある。
数値制御装置は、コンピュータ式の数値制御装置、即ち
ＣＮＣとして構成され、マイクロプロセッサにより構成
されたＣＰＵＩＩと、システムプログラムを格納したＲ
ＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、加ニブログラム１４ａ及び
後述するギヤピッチ誤差補正のためのピッチ誤差補正デ
ータ１４ｂとを格納した不揮発性メモリ１４と、表示装
置としてのＣＲＴ１５の表示制御を行うＣＲＴ制御回路
１６と、手にて操作されてユーザ命令を発生するキーボ
ード１７と、軸制御回路１８とを含んでいる。
軸制御回路１８は、ＣＰＵＩＩより位置指令信号を与え
られ、パルスコーダ２１よりサーボモータ２０の回転位
置に関する信号をフィードバック信号として与えられ、
フィードバック演算を行ってサーボ制御指令信号をサー
ボアンプ１９へ出力するようになっている。サーボアン
プ１９は、軸制御回路１８よりのサーボ制御信号を増幅
し、これに応じてサーボモータ２０を駆動する。
サーボモータ２０の出力軸２２には小傘歯車２３が取付
けられており、小傘歯車２３はロータリテーブル２４の
回転軸２５に取付けられた大傘歯車２６に噛合している
。これによりサーボモータ２０の出力軸２２の回転は小
傘歯車２３と大傘歯２６との噛合によって回転軸２５に
伝達され、これによってロータリテーブル２４が回転軸
２５の中心軸線周りに回転するようになる。
ＣＰＵＩＩが軸制御回路１８に与える位置指令信号は小
傘歯車２３と大傘歯車２６とのギヤピッチ誤差補正後の
制御信号であり、このギヤピッチ誤差補正は不揮発性メ
モリ１４に予め格納されたピッチ誤差補正値データ１４
ｂを基にソフトウェアにより行われる。
ピッチ誤差補正値データ１４ｂは、大傘歯車２６の所定
回転角当り、この実施例に於ては、２０°当りの第一ギ
ャピッチ誤差補正値εｐを、第４図に示されている如く
、大傘歯車２６の一回転周期分、換言すればロータリテ
ーブル２４の一回転周期分のデータとして１８個有し、
小傘歯車２３の所定回転角当り、この実施例に於ては、
３６゜当りの第２ギヤピツチ誤差補正値εｇを第５図に
示されている如く、小傘歯車２３の一回転周期分のデー
タとして１０個有している。尚、これらのギヤピッチ誤
差補正値は各機械毎の精密計測により得られる。
この実施例に於ては、小傘歯車２３と大傘歯車２６との
変速比が１８対１であることにより、小傘歯車２３の一
回転について大傘歯車２６は２０°回転することになり
、この回転角が第一ギヤピッチ誤差補正値５ｇのデータ
ピッチになっている。
小傘歯車２３と大傘歯車２６との変速比が１８対１であ
ることにより、小傘歯車２３の３６°分の回転は、大傘
歯車２６、換言すればロータリテーブル２４の２°の回
転に相当することになる。これにより、ギヤピッチ誤差
補正が第一のギヤピッチ誤差補正値εｐと第二ギヤピッ
チ誤差補正値８ｇとの重畳演算により行われることによ
り、２８個のギヤピッチ誤差補正値だけで、ロータリテ
ーブル２４のギヤピッチ誤差補正は２°づつに行われる
ようになり、更にはこれを基にした補間演算によって、
より一層きめの細かいギヤピッチ誤差補正も行われるよ
うになる。
ＣＰＵＩＩに於けるギヤピッチ誤差補正演算は、ロータ
リテーブル２４の制御目標回転角に対応する回転角に於
ける第一ギャピッチ誤差補正値εｐに第二ギヤピッチ誤
差補正値８ｇを加算することにより行われる。例えば、
ロータリテーブル２４の制御目標回転角が２６３°であ
る場合は、回転角が２６０°から２８０°までの第一ギ
ャピッチ誤差補正値εＴ）＋４に、回転角が３６°から
７２゜までの第二ギヤピッチ誤差補正値εｇ２を加算す
ることによって、第６図に示されている如く、最終的な
ギヤピッチ誤差補正値ε２６３が求められる。
次に第１図を用いて本発明によるギヤピッチ誤差補正方
式が実施される場合の位置指令信号の処理の一例を説明
する。加ニブログラム１４ａは前処理手段Ａによって解
読され、前処理手段Ａは解読した位置指令信号を補間手
段Ｂへ出力する。補間手段Ｂは、前記位置指令信号に基
づいて補間演算を行い、補間演算後の位置指令信号を加
算器Ｃと現在値レジスタＤへ出力する。現在値レジスタ
Ｄは、前記位置指令信号を基に現在位置に関するデータ
を記憶しており、この現在位置に関するデータをピッチ
誤差計算手段Ｅへ出力する。ピッチ誤差計算手段Ｅは現
在値レジスタＤより与えられる現在位置に関するデータ
によって、現在位置に対応する第一ギャピッチ誤差補正
値εｐと第二ギヤピッチ誤差補正値６ｇをピッチ誤差補
正データ１４ｂより読み出し、この二つの補正値εｐと
εｇとを加算して得られるギヤピッチ誤差補正値εを加
算器Ｃへ出力する。加算器Ｃは補間手段Ｂよりの位置指
令信号にギヤピッチ誤差補正値εに加算し、加算後の、
即ちギヤピッチ誤差補正後の位置指令信号を軸制御回路
１８（第７図参照）へ出力する。
次に第２図のフローチャート及び第３図のグラフを用い
て本発明による数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式
の具体的実施要領について説明する。
先ずステップ１０に於ては、現在位置を出力パルス分、
更新することが行われ、更新後の現在位置の機械座標値
ＡＢＳＭに於ける第一ギャピッチ誤差補正値εｐχをピ
ッチ誤差補正値データ１４ｂより読み出すことが行われ
る。
次にステップ２０に於ては、第一ギヤピッチ誤差補正値
がεｐχとなる最小機械座標値ＡＢＳＰｎを演算処理に
より求めることが行われる。
次にステップ３０に於ては、現在位置が第二ギヤピッチ
誤差補正のどのギヤポイントにあたるかを下式に従って
求めることが行われる。
ギヤポイント＝（ＡＢＳＭ−ＡＢＳＰｎ）／（第二ギヤ
ピッチ誤差補正の間隔） 次にステップ４０に於ては、ステップ３０にて求めたギ
ヤピッチポイントより現在位置に相当する第二ギヤピッ
チ誤差補正値６呂χを補正値データマツプ１４ｂより読
み出すことが行われる。
次にステップ５０に於ては、第一ギャピッチ誤差補正値
εｐχと第二ギヤピッチ誤差補正値６呂χとを加算して
最終的なギヤピッチ誤差補正値εχを算出することが行
われ、そしてこのギヤピッチ誤差補正値εχに基づくギ
ヤピッチ誤差補正パルスを出力することが行われる。
上述の実施例に於ては、サーボモータより被駆動物であ
るロータリテーブルへ回転力を伝達する伝達路の途中に
は一組の傘歯車対しか設けられていないが、本発明よる
ギヤピッチ誤差補正方式はこれに限定されるものではな
く、伝達路の途中には複数組のギヤ対が設けられていて
もよく、この場合には各ギヤ対の各ギヤについて各々個
別にギヤピッチ誤差補正値が設定されてそれら全てが重
畳演算されればよい。
第８図はサーボモータ２０よりロータリテーブル２４へ
回転力を伝達する伝達路の途中に、小傘歯車２３と大傘
歯車２６以外に、小歯車２７と大歯車２９及び小歯車３
０と大歯車３１よりなる二組のギヤ対が設けられている
場合の実施例を示している。この場合には、小歯車２７
、大歯車２９、小歯車３０、大歯車３１の各々について
小傘歯車２３と大傘歯車２６のギヤピッチ誤差補正値と
同等のギヤピッチ誤差補正値が定められて各ギヤ毎の６
個のギヤピッチ誤差補正値が重畳演算されて最終的なギ
ヤピッチ誤差補正値が決定されればよい。
また、本発明によるギヤピッチ誤差補正方式に於ける被
駆動物はロータリテーブルに限られるものではなく、こ
れは各種ワークテーブル、ツールヘッド等であってもよ
い。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかな如く、本発明による数値制御装
置のギヤピッチ誤差補正方式によれば、ギヤの所定回転
角当りのギヤピッチ誤差補正値が各ギヤの一回転周期分
ずつ各ギヤ毎に個別に設けられて、この各ギヤのギヤピ
ッチ誤差補正値の重畳演算によって総合的なギヤピッチ
誤差補正が求められるから、各ギヤ毎のギヤピッチ誤差
補正値の個数がさほど多くなくとも各ギヤのギヤピッチ
誤差補正値の重畳に比例してきめ細かいギヤピッチ誤差
補正が行われるようになり、これにより大量の補正値を
必要とすることなく高度なギヤピッチ誤差補正が行われ
、これに伴ない加工精度が向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による数値制御装置のギヤピッチ誤差補
正方式が実施される場合の位置指令信号の処理の一実施
例を示すブロック図、 第２図は本発明による数値制御装置のギヤピッチ誤差補
正方式の具体的実施例の一例を示すフローチャート、 第３図は第２図に示されたフローチャートのギヤピッチ
誤差補正方式に於けるギヤピッチ誤差補正値を示すグラ
フ、 第４図及び第５図は各々本発明によるギヤピッチ誤差補
正方式に於ける各ギヤ毎のギヤピッチ誤差補正値を示す
グラフ、 第６図は第４図に示されたギヤピッチ誤差補正値と第５
図に示されたギヤピッチ誤差補正値とを重畳して得られ
る最終的なギヤピッチ誤差補正値を示すグラフ、 第７図は本発明によるギヤピッチ誤差補正方式が実施さ
れる数値制御装置のハードウェアの一実施例を示すブロ
ック線図、 第８図は本発明による数値制御装置のギヤピッチ誤差補
正方式が適用されるロータリテーブルの駆動系の他の一
例を示す概略構成図である。 １１・・・・・・・・・・・・ＣＰＵ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）サーボモータの回転力を被駆動物に伝達する伝達
    路の途中に少なくとも一組のギヤ対を含む工作機械のた
    めの数値制御装置のギヤピッチ誤差補正方式において、 各ギヤの所定回転角当りのギヤピッチ誤差補正値を各ギ
    ヤの一回転周期分ずつ各ギヤ毎に個別に測定したピッチ
    誤差補正データを格納する不揮発性メモリと、 前記被駆動物の現在位置を記憶する現在位置レジスタと
    、 前記現在位置を参照し、各ギヤの回転角に応じて各ギヤ
    のギヤピッチ誤差補正値を重畳演算して、重畳ピッチ誤
    差補正値を求めるピッチ誤差計算手段と、 前記重畳ピッチ誤差補正値を補間手段からの補間パルス
    に加算する加算器と、 を有することを特徴とする数値制御装置のギヤピッチ誤
    差補正方式。
  2. （２）前記被駆動物はロータリテーブルであることを特
    徴とする請求項１記載の数値制御装置のギヤピッチ誤差
    補正方式。
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