JPH0452908A - 工具変形量補正方式 - Google Patents

工具変形量補正方式

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JPH0452908A
JPH0452908A JP2162087A JP16208790A JPH0452908A JP H0452908 A JPH0452908 A JP H0452908A JP 2162087 A JP2162087 A JP 2162087A JP 16208790 A JP16208790 A JP 16208790A JP H0452908 A JPH0452908 A JP H0452908A
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JP
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tool
deformation
amount
tool deformation
correction
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JP2162087A
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Minoru Nakamura
稔 中村
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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〕 本発明は工具の変形量を補正して、加工を行う工具変形
量補正方式に関し、特に工具の剛性等から工具変形量を
求める工具変形量補正方式に関する。
〔従来の技術〕
工具で加工物を加工すると、切削反力により、工具は一
定量変形する。従って、数値制御工作機械においても、
この工具変形量を補正すれば、より加工精度を向上する
ことができる。一般に、工具変形量は、オペレータが経
験に基づいて、工具長補正量、工具径補正量等に含めて
処理をしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、経験のあるオペレータは正確な工具変形量を予
測できるが、経験の浅いオペレータは工具変形量を正確
に計算することができない。また、経験のあるオペレー
タでも、新しい加工物を加工するときは、正確な工具変
形量を求めることはできない。
一方、正確な工具変形量を求める方法として、試験的に
加工物を切削する方法がある。しかし、常に試切削を行
うことは時間の無駄であり、また、加工物が高価な場合
、試切削が困難な場合もある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、よ
り正確に工具変形量を求め、精度のよい加工を可能にす
る工具変形量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、工具の変形量を
補正して、加工を行う工具変形量補正方式において、工
具変形量を計算する工具変形パラメータを格納するメモ
リと、加工プログラムを読み、加工条件を出力する前処
理演算手段と、前記工具変形パラメータと、前記加工条
件から工具変形量を求める工具変形量計算手段と、工具
補正量を計算する工具補正手段と、前記工具変形量と工
具補正量を移動指令に加算して、移動量を求める加算器
と、前記移動量を補間する補間手段と、を有することを
特徴とする工具変形量補正方式が、提供される。
〔作用〕
工具変形量計算手段はメモリから、工具の剛性等の工具
変形パラメータを読み出す。前処理演算手段は、加工プ
ログラムを読み、工具変形量の計算に必要な切削速度等
の加工条件を工具変形量計算手段に送る。工具変形量計
算手段は工具変形パラメータと加工条件から工具変形量
を計算する。
一方、工具補正手段は工具補正量を求める。工具変形量
と工具補正量は移動指令に加算され、移動量が求められ
る。この移動量を補間手段で補間する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は工具と加工物の関係を示す図である。
加工物１の加工面１ａを工具２で加工している。
このとき、工具２は矢印３で示す方向に進行し、矢印４
で示す回転をしている。このとき、工具２は矢印５で示
す方向に切削反力Ｆｃを受けて、δだけ変形する。
この変形量δは工具変形パラメータと加工条件によって
決まる。工具変形パラメータとしては、工具２の剛性Ｔ
ｓ、加工物１の硬度ｗｈ等がある。
また、加工条件は切り込み量△Ｃ１切削速度ｆ、主軸回
転数Ｓ、主軸の回転方向Ｓｄ（アップカットあるいはダ
ウンカット）等がある。
従って、これらの工具変形パラメータ及び加工条件によ
って、工具変形量を計算するように構成する。求狛られ
た工具変形量を工具補正量と同じように移動指令に加算
すれば、工具変形量を補正でき、より精度の高い加工が
可能になる。
第１図は本発明の工具変形量補正方式のブロック図であ
る。前処理演算手段１２は加工プログラム１１を読み、
加工条件を工具変形量計算手段１３に送る。ここで、加
工条件は切り込み量△Ｃ１切削速度ｆ、主軸回転数Ｓ、
主軸の回転方向Ｓｄ等である。工具変形量計算手段１３
はメモリ１５から工具変形パラメータを読み出す。工具
変形パラメータは、工具２の剛性Ｔ　ｓ　ｓ加工物１の
硬度Ｗｂ等である。
工具変形量計算手段１３はこれらの工具変形パラメータ
と加工条件から工具変形量δを計算する。
これらの工具変形量δを求めるための計算式は予め実験
等によって求めておく。また、材質あるいは加工物等に
応じて、データテーブルとして構成しておくこともでき
る。
一方、工具補正手段１４はメモリ１５からオフセット量
Ｒを読み、オフセットベクトルを求める。
工具変形量δは一般にオフセットベクトルの方向の変形
量として求める。この結果、オフセットベクトルと工具
変形量δを加算器１６で加算すると、工具変形量も含め
たオフセットベクトルが求められる。
このオフセットベクトルを、前処理演算手段１２からの
移動指令に、加算器１７で加算し、補間手段１８に送る
。補間手段１８はこの値を補間して、補間パルスを出力
する。
補間パルスは加減速制御手段１９で加減速がかけられ、
位置制御回路２０に送られる。位置制御回路２０では、
補間パルスを速度指令信号に変換し、サーボアンプ２１
に送る。サーボアンプ２１はこの速度指令信号を増幅し
て、サーボモータ２２を駆動する。サーボモータ２２に
はパルス」−ダが内蔵されており、位置帰還パルスを位
置制御回路２０に帰還する。
第１図では、加減速制御手段１９、位置制御回路２０、
サーボアンプ２１、サーボモータ２２は１軸分のみ表し
ており、その他の軸の要素は同じ構成であるので、省略
しである。また、第１図ではスピンドルアンプ、スピン
ドルモータ等は省略しである。
上記の説明では工具変形量はオフセットベクトルと同じ
方向の成分として計算することで説明したが、独立した
工具変形ベクトルとして求め、オフセットベクトルと加
算してもよい。
なお、上記の例はマシニングセンタ等のフライス工具で
の工具変形量を説明したが、旋盤における旋削工具にも
同じように適用することができる。
ただし、このときの工具補正手段は工具長を補正量とし
て求約る。また、工具変形量は２構成分とＹ構成分（垂
直成分）として求とられる。Ｚ構成分は通常の工具長補
正と同じように補正すればよい。Ｙ構成分はＸ軸成分に
換算して補正する必要がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では、工具変形パラメータと
加工条件から工具変形量を計算して、工具変形量を補正
するようにしたので、精度の高い加工が可能になる。そ
の結果、試切削等は不要になり、加工時間が短縮される
。
り図、 第２図は工具と加工物の関係を示す図である。
加工物 工具 加工プログラム 前処理演算手段 工具変形量計算手段 工具補正手段 メモリ 加算器 加算器 補間手段 加減速制御手段 位置制御回路 サーボアンプ サーボモータ
【図面の簡単な説明】

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）工具の変形量を補正して、加工を行う工具変形量
    補正方式において、 工具変形量を計算する工具変形パラメータを格納するメ
    モリと、 加工プログラムを読み、加工条件を出力する前処理演算
    手段と、 前記工具変形パラメータと、前記加工条件から工具変形
    量を求める工具変形量計算手段と、工具補正量を計算す
    る工具補正手段と、 前記工具変形量と工具補正量を移動指令に加算して、移
    動量を求める加算器と、 前記移動量を補間する補間手段と、 を有することを特徴とする工具変形量補正方式。
  2. （２）前記工具変形パラメータは少なくとも、工具の剛
    性、加工物の硬度の一つを含むことを特徴とする請求項
    １記載の工具変形量補正方式。
  3. （３）前記加工条件は少なくとも、切削深さ、切削速度
    、主軸回転数、主軸回転方向の一つを含むことを特徴と
    する請求項１記載の工具変形量補正方式。
  4. （４）前記工具はフライス工具であり、前記工具補正手
    段は工具径補正手段であることを特徴とする請求項１記
    載の工具変形量補正方式。
  5. （５）前記工具変形量はオフセットベクトル方向の変形
    量として求めることを特徴とする請求項４記載の工具変
    形量補正方式。
  6. （６）前記工具は旋削工具であり、工具補正手段は工具
    長補正手段であることを特徴とする請求項１記載の工具
    変形量補正方式。
  7. （７）前記工具変形量のＹ軸変形成分をＸ軸成分に換算
    するように構成したことを特徴とする請求項６記載の工
    具変形量補正方式。
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