JPH04146043A - 3次元表面切削用工作機械のnc制御装置 - Google Patents
3次元表面切削用工作機械のnc制御装置Info
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- JPH04146043A JPH04146043A JP26841290A JP26841290A JPH04146043A JP H04146043 A JPH04146043 A JP H04146043A JP 26841290 A JP26841290 A JP 26841290A JP 26841290 A JP26841290 A JP 26841290A JP H04146043 A JPH04146043 A JP H04146043A
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- Japan
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- spindle head
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、4軸以上のNG工作機械によって3次元自由
表面の切削加工を効率よく行う最適姿勢制御機能を有す
るNC制御装置に関するものである。
表面の切削加工を効率よく行う最適姿勢制御機能を有す
るNC制御装置に関するものである。
(従来の技術)
従来、水車ランナ翼面のような3次元の自由曲面を有す
る対象物の切削加工には、倣い加工による方法や、4軸
ないし5軸以上の多軸NC工作機械を用いた特殊な加工
方法が用いられている。
る対象物の切削加工には、倣い加工による方法や、4軸
ないし5軸以上の多軸NC工作機械を用いた特殊な加工
方法が用いられている。
倣い加工による方法では被加工物の仕上り模型を事前に
作成する必要があり、また多軸NC工作機械による方法
においても、被加工物を切削加工するためには、4軸な
いし5軸に相当する複雑なNG制御情報を計算機などを
用いて演算する必要がある。
作成する必要があり、また多軸NC工作機械による方法
においても、被加工物を切削加工するためには、4軸な
いし5軸に相当する複雑なNG制御情報を計算機などを
用いて演算する必要がある。
(発明が解決しようとする課題)
上述のように、倣い加工による方法では加工を行う前に
被加工物のモデルを作成する必要があり、準備段階で多
大な時間を要する上に、水車うンナ翼面加工のような狭
隘部を有する対象物にiJ適用できない。
被加工物のモデルを作成する必要があり、準備段階で多
大な時間を要する上に、水車うンナ翼面加工のような狭
隘部を有する対象物にiJ適用できない。
また、多軸NC工作機械を用いて水車ランナ濡面のよう
な3次元曲面を切削するためには、4IIlないし5軸
に相当する複雑なNC制御情報を処理する高度な曲面処
理プログラムの開発が不可欠であり、多大な作業時間を
要する上に多種少品目加工に対しては非常に効率が悪い
。
な3次元曲面を切削するためには、4IIlないし5軸
に相当する複雑なNC制御情報を処理する高度な曲面処
理プログラムの開発が不可欠であり、多大な作業時間を
要する上に多種少品目加工に対しては非常に効率が悪い
。
本発明は上記の問題を考慮してなされたもので非接触型
距離測定器を利用することによって、4軸ないし5細の
NC制御を、被加工物の切削点における比較的簡単な3
軸のNC制御情報だけで行える。最適姿勢制御機能を有
するNC工作機械制御装置を提供することを目的として
いる8〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段と作用) 本発明は上記の目的を達成するため、切削加工を行う4
軸以上の多軸NC工作機械の各軸の動作目標量を入力す
る入力部と、この動作目標量を記憶する記憶部と、記憶
した動作目標量を1ステツプごとに取出して各軸を被加
工物の切削位置まで動作させる制御部と、主軸ヘッドの
対称の位置に取付けた非接触型距離測定器と、測定値を
検出し被加工物表面までの距離を求める検呂部と、この
距離値を読み取って主軸ヘッドの傾斜角度に変換する演
算部とを備えた最適姿勢制御機能を有するNC工作機械
制御装置であり、上位計算機によって計算された被加工
物を切削加工するための切削点とその位置にNC工作機
械を動作させるためのNC工作機械の直交座標系3軸の
動作目標量群を上記の入力部と記憶部に入力および記憶
し、記憶した動作目標量を1ステツプごとに取出して制
御部を介して被加工物の切削位置まで動作させ、上記の
非接触型距離測定器によって被加工物表面までの距離を
測定し、この距離値をNC制御装置の演算部に転送し、
演算部では転送されてきた複数の距離値を比較してその
差分と複数の非接触型距離測定器の間の距離とから主軸
ヘッドの傾き角度を演算し、この演算結果に基づいて制
御部を介して主軸ヘッドを傾動させ、これによって被加
工物に対するカッタベクトルすなわち主軸ヘッドに取付
けた切削工具の姿勢を最適に制御し、この動作を被加工
物全体に対して行うことによって切削加工を簡単かつ効
率よく行えるようにしたものである。
距離測定器を利用することによって、4軸ないし5細の
NC制御を、被加工物の切削点における比較的簡単な3
軸のNC制御情報だけで行える。最適姿勢制御機能を有
するNC工作機械制御装置を提供することを目的として
いる8〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段と作用) 本発明は上記の目的を達成するため、切削加工を行う4
軸以上の多軸NC工作機械の各軸の動作目標量を入力す
る入力部と、この動作目標量を記憶する記憶部と、記憶
した動作目標量を1ステツプごとに取出して各軸を被加
工物の切削位置まで動作させる制御部と、主軸ヘッドの
対称の位置に取付けた非接触型距離測定器と、測定値を
検出し被加工物表面までの距離を求める検呂部と、この
距離値を読み取って主軸ヘッドの傾斜角度に変換する演
算部とを備えた最適姿勢制御機能を有するNC工作機械
制御装置であり、上位計算機によって計算された被加工
物を切削加工するための切削点とその位置にNC工作機
械を動作させるためのNC工作機械の直交座標系3軸の
動作目標量群を上記の入力部と記憶部に入力および記憶
し、記憶した動作目標量を1ステツプごとに取出して制
御部を介して被加工物の切削位置まで動作させ、上記の
非接触型距離測定器によって被加工物表面までの距離を
測定し、この距離値をNC制御装置の演算部に転送し、
演算部では転送されてきた複数の距離値を比較してその
差分と複数の非接触型距離測定器の間の距離とから主軸
ヘッドの傾き角度を演算し、この演算結果に基づいて制
御部を介して主軸ヘッドを傾動させ、これによって被加
工物に対するカッタベクトルすなわち主軸ヘッドに取付
けた切削工具の姿勢を最適に制御し、この動作を被加工
物全体に対して行うことによって切削加工を簡単かつ効
率よく行えるようにしたものである。
(実施例)
本発明による最適姿勢制御機能を有するNC工作機械制
御装置の一実施例を第11!lに示す。
御装置の一実施例を第11!lに示す。
第11において、7は直交!411F系の各方向に動作
するx軸、y軸、Z軸の3軸と作業テーブルの回転軸B
軸と傾斜軸A軸の合計5軸で構成されるNC工作機械で
あり、ボールエンドミルなどの切削工具9を取付ける主
軸ペッド8が設けられている。さらに主軸ヘッド8には
、第2図に示すように距離測定センサである1対の非接
触型距離測定器10a、 lObが対称の位置に取付け
られている。
するx軸、y軸、Z軸の3軸と作業テーブルの回転軸B
軸と傾斜軸A軸の合計5軸で構成されるNC工作機械で
あり、ボールエンドミルなどの切削工具9を取付ける主
軸ペッド8が設けられている。さらに主軸ヘッド8には
、第2図に示すように距離測定センサである1対の非接
触型距離測定器10a、 lObが対称の位置に取付け
られている。
また1はNC制御装置全体を示しており、2は上位計算
機で算出された被加工物を切削加工するためのx、y、
z軸の動作目標量を入力するための入力部、3は上記動
作目標量を記憶する記憶部、4は上記記憶された動作目
標量を1ステツプごとに取出して被加工物の切削位置ま
で順次動作させるための制御部である。
機で算出された被加工物を切削加工するためのx、y、
z軸の動作目標量を入力するための入力部、3は上記動
作目標量を記憶する記憶部、4は上記記憶された動作目
標量を1ステツプごとに取出して被加工物の切削位置ま
で順次動作させるための制御部である。
また主軸ヘッド8上に対称に取付けられた1対の非接触
型距離測定器10a、 10bは光センサを月いた三角
測量によって距離を測るもので、それぞれ発光素子11
aと受光素子11bから構成されており、検出部6を介
して被加工物表面までの距離を求める。5は上記非接触
型用m測定器10a、 10bの被加工物表面までの距
離a工t Q2から主軸ヘッド8を最適姿勢に傾斜させ
るための演算を行う′演算部である。非接触型距離測定
器10a、 10bとしては半導体レーザやLEDを用
いた光学式のもの、または超音波方式の測定器が適用可
能である。
型距離測定器10a、 10bは光センサを月いた三角
測量によって距離を測るもので、それぞれ発光素子11
aと受光素子11bから構成されており、検出部6を介
して被加工物表面までの距離を求める。5は上記非接触
型用m測定器10a、 10bの被加工物表面までの距
離a工t Q2から主軸ヘッド8を最適姿勢に傾斜させ
るための演算を行う′演算部である。非接触型距離測定
器10a、 10bとしては半導体レーザやLEDを用
いた光学式のもの、または超音波方式の測定器が適用可
能である。
第31iiiは、−例として第4図に示すようなカブラ
ン水車12の翼面12aに対して切削方向WにNC工作
機械7を動作させて主軸ヘッド8に取付けたボールエン
ドミルなどの切削工具9で切削加工を行う場合の動作を
示すフローチャートである。
ン水車12の翼面12aに対して切削方向WにNC工作
機械7を動作させて主軸ヘッド8に取付けたボールエン
ドミルなどの切削工具9で切削加工を行う場合の動作を
示すフローチャートである。
すなわち、先ず上位計算機でカブラン水車真面12の設
計値をもとに翼面12aを切削加工する切−工具9の中
心点であるカッタオツセッド点を切−方向Wに従フて求
め、NC工作機械の直交座標ノx、y、z軸3軸の動作
目標量に分配して、そ。
計値をもとに翼面12aを切削加工する切−工具9の中
心点であるカッタオツセッド点を切−方向Wに従フて求
め、NC工作機械の直交座標ノx、y、z軸3軸の動作
目標量に分配して、そ。
内容をフロッピディスク13を介してNC制御装捌1の
入力部を介して入力しくステップ1)、記憶部に記憶す
る(ステップ2)。
入力部を介して入力しくステップ1)、記憶部に記憶す
る(ステップ2)。
次に、記憶した動作目標量を切削方向Wに従って1ステ
ツプごとに取出し、制御部4を介して号車翼面12aの
切削位置までNC工作機械を動作させる(ステップ3)
、ここで、主軸ヘッド8の苅称の位置に取付けた非接触
型距離測定器10a、 104によって水車カブラン翼
面までの距離を測定する(ステップ4)。
ツプごとに取出し、制御部4を介して号車翼面12aの
切削位置までNC工作機械を動作させる(ステップ3)
、ここで、主軸ヘッド8の苅称の位置に取付けた非接触
型距離測定器10a、 104によって水車カブラン翼
面までの距離を測定する(ステップ4)。
この場合、主軸ヘッド8は切削位置において垂直方向を
向いており、この位置に非接触型距1111!定器10
a、 10bの各発光素子11aがら翼面12aに光を
投射し、翼面12aに当って反射した光を受光素子11
bで受け、これによって得られた測定値をNG制御装置
llの検出部6へ転送し、測定値を三角測量方式によっ
て距離Q1.(12に変換する。次に、演算部5によっ
て距mβ8.うから主軸ヘッド8をカブラン水車翼面1
2aに対しカッタベクトルVが翼面12aの方線方向を
向く最適姿勢に傾斜させるための傾斜角度θを演算する
(ステップ5)。
向いており、この位置に非接触型距1111!定器10
a、 10bの各発光素子11aがら翼面12aに光を
投射し、翼面12aに当って反射した光を受光素子11
bで受け、これによって得られた測定値をNG制御装置
llの検出部6へ転送し、測定値を三角測量方式によっ
て距離Q1.(12に変換する。次に、演算部5によっ
て距mβ8.うから主軸ヘッド8をカブラン水車翼面1
2aに対しカッタベクトルVが翼面12aの方線方向を
向く最適姿勢に傾斜させるための傾斜角度θを演算する
(ステップ5)。
上記の動作を第5図および第6図を用いてさらに詳細に
説明すると、先ず演算部5に取り込んだ測定距離Q1.
Q、と主軸ヘッド8の対称の位置に取付けた非接触型距
H3I!I定$10a、10bの発光素子11aの設定
間隔りとから第5図(b)に示す主軸ヘッド8の傾斜角
度θを下式を用いて算呂する。
説明すると、先ず演算部5に取り込んだ測定距離Q1.
Q、と主軸ヘッド8の対称の位置に取付けた非接触型距
H3I!I定$10a、10bの発光素子11aの設定
間隔りとから第5図(b)に示す主軸ヘッド8の傾斜角
度θを下式を用いて算呂する。
θ==tan (−!−ビー11L)演算した主軸
ヘッド8の傾斜角度θを制御部4へ送り、制御部4から
NC工作機械の主軸ヘッド8を水車カブラン翼面12a
に対し最適姿勢に動作させ、第6図(b)に示すように
切削加工を行う(ステップ6)。
ヘッド8の傾斜角度θを制御部4へ送り、制御部4から
NC工作機械の主軸ヘッド8を水車カブラン翼面12a
に対し最適姿勢に動作させ、第6図(b)に示すように
切削加工を行う(ステップ6)。
主軸ヘッド8の傾斜についてはNC工作機械の構成によ
り、主軸ヘッド8が動作するものであるが、本発明では
第7図に示すように主軸ヘッド8は固定とし、代りに回
転テーブル14が傾斜するようにしている。このように
傾剃角を制御することによって事前に複雑な計算を行な
わなくても被加工物に対して常に最適姿勢を保ちながら
連続して自動的に切削加工を行うことができる、また、
被加工物の切削加工を行うとき、主軸ヘッド8に取付け
た非接触型距離測定器10a、 10bで測定不可能な
被加工物の両端部領域では、測定できた被加工物の両側
最端部の主軸ヘッド8の傾斜角度θを固定として切削加
工を行う。
り、主軸ヘッド8が動作するものであるが、本発明では
第7図に示すように主軸ヘッド8は固定とし、代りに回
転テーブル14が傾斜するようにしている。このように
傾剃角を制御することによって事前に複雑な計算を行な
わなくても被加工物に対して常に最適姿勢を保ちながら
連続して自動的に切削加工を行うことができる、また、
被加工物の切削加工を行うとき、主軸ヘッド8に取付け
た非接触型距離測定器10a、 10bで測定不可能な
被加工物の両端部領域では、測定できた被加工物の両側
最端部の主軸ヘッド8の傾斜角度θを固定として切削加
工を行う。
また被加工物の余肉量は、被加工物の仕上がり形状に対
して一定であるとは限らず、第6図(a)に示すように
うねりをもった余肉が生ずることがあるが、この場合余
肉のうねり幅Sは測定間隔りより広いことはなく、最適
姿勢で切削加工する上で問題はない。
して一定であるとは限らず、第6図(a)に示すように
うねりをもった余肉が生ずることがあるが、この場合余
肉のうねり幅Sは測定間隔りより広いことはなく、最適
姿勢で切削加工する上で問題はない。
以上説明したように本発明によれば、主軸ヘッドに非接
触型距離測定器を設けると共にNC制御装置に演算部を
設けて直接に主軸ヘッドの傾斜角を制御しているので、
事随に被加工物に対するカッタベクトル最適方向を計算
する必要がなくなり、被加工物の切削点における直交座
標系の位置情報だけで被加工物に対して常に切削工具が
最適姿勢を保ちながら連続して自動的に切削加工を行う
ことが可能となり、作業効率を向上すると共に、特に多
品種少品目の被加工物の切削に用いた場合、極めて有利
である。
触型距離測定器を設けると共にNC制御装置に演算部を
設けて直接に主軸ヘッドの傾斜角を制御しているので、
事随に被加工物に対するカッタベクトル最適方向を計算
する必要がなくなり、被加工物の切削点における直交座
標系の位置情報だけで被加工物に対して常に切削工具が
最適姿勢を保ちながら連続して自動的に切削加工を行う
ことが可能となり、作業効率を向上すると共に、特に多
品種少品目の被加工物の切削に用いた場合、極めて有利
である。
第1図は本発明による最適姿勢制御機能を有するNC工
作機械制御装置の一実施例を示す構成図、第2図(a)
、 (b)は主軸ヘッドに取付ける非接触型距離測定器
の構成図、第3図は本発明の動作を示すフローチャート
、第4図(a)、 (b)は被加工物の一例を示す水車
カブランランナ、第5図(a)。 (b)、第6図(a)、 (b)および第7図はそれぞ
れ本発明の詳細な説明するための図である。 1・・・NC制御装置 2・・・入力部3・・・
記憶部 4・・・制御部5・・・演算部
6・・・検出部7・・・NC工作機械 10・・・非接触型距離測定器 11b・・・受光素子 13・・・フロッピディスク θ・・・主軸ヘッド傾斜角度 D・・・測定間隔 8・・・主軸ヘッド 11a・・・発光素子 12・・・水車カブランランナ V・・・カッタベクトル l工t”2・・・測定距離
作機械制御装置の一実施例を示す構成図、第2図(a)
、 (b)は主軸ヘッドに取付ける非接触型距離測定器
の構成図、第3図は本発明の動作を示すフローチャート
、第4図(a)、 (b)は被加工物の一例を示す水車
カブランランナ、第5図(a)。 (b)、第6図(a)、 (b)および第7図はそれぞ
れ本発明の詳細な説明するための図である。 1・・・NC制御装置 2・・・入力部3・・・
記憶部 4・・・制御部5・・・演算部
6・・・検出部7・・・NC工作機械 10・・・非接触型距離測定器 11b・・・受光素子 13・・・フロッピディスク θ・・・主軸ヘッド傾斜角度 D・・・測定間隔 8・・・主軸ヘッド 11a・・・発光素子 12・・・水車カブランランナ V・・・カッタベクトル l工t”2・・・測定距離
Claims (1)
- 主軸ヘッドの被加工物に対する傾斜を含む4軸以上の動
作軸を外部からの動作量目標値に従って制御する3次元
表面切削用工作機械のNC制御装置において、主軸ヘッ
ドの前面にその中心に対して対称の位置に取付けられ、
それぞれ被加工物の切削表面までの距離を測定する複数
の非接触型距離測定器と、上記複数の距離測定値から主
軸ヘッドの被加工物表面に対する傾斜角度を算出する演
算部と、この傾斜角度を入力し、カッタベクトルが被加
工物の切削面に対して法線方向を向くように主軸ヘッド
を制御しながら、外部からの動作量目標値に従って全体
の動作軸を制御する制御部を備えたことを特徴とする3
次元表面切削用工作機械のNC制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26841290A JPH04146043A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 3次元表面切削用工作機械のnc制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26841290A JPH04146043A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 3次元表面切削用工作機械のnc制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04146043A true JPH04146043A (ja) | 1992-05-20 |
Family
ID=17458124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26841290A Pending JPH04146043A (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 3次元表面切削用工作機械のnc制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04146043A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014057961A1 (ja) * | 2012-10-10 | 2014-04-17 | 三菱重工業株式会社 | ピーニング装置及びピーニング方法 |
JP2020082231A (ja) * | 2018-11-19 | 2020-06-04 | Dmg森精機株式会社 | 測定方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6249405A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-04 | Nissan Motor Co Ltd | ロボツトの教示方法 |
JPS6437606A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-08 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Profile controller for robot |
-
1990
- 1990-10-08 JP JP26841290A patent/JPH04146043A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6249405A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-04 | Nissan Motor Co Ltd | ロボツトの教示方法 |
JPS6437606A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-08 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Profile controller for robot |
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WO2014057961A1 (ja) * | 2012-10-10 | 2014-04-17 | 三菱重工業株式会社 | ピーニング装置及びピーニング方法 |
JP2014076466A (ja) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ピーニング装置及びピーニング方法 |
US9889488B2 (en) | 2012-10-10 | 2018-02-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Peening device and peening method |
JP2020082231A (ja) * | 2018-11-19 | 2020-06-04 | Dmg森精機株式会社 | 測定方法 |
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