JPH0643018B2 - 定量補正機能を有する計測補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は予め経験的に求められた数値を定量領域内で補
正し、更に該領域を越えた計測値を得た場合は、領域内
に一定量補正するか或は或る回数の定量補正後自動ワー
ク計測の上、計測補正を行い零にリセットする計測定量
補正制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ＮＣ工作機械で刃物台に取付けられた工具により
加工物を加工すると、加工物の計測を加工毎に自動ワー
ク計測装置で計測している。すなわち加工物を逐一加工
すると工具が摩耗するためその都度交差範囲内に入って
いるか計測しなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の如く加工毎に加工物ワークの計測をしなければな
らないため、計測時間も累積すると可成りの時間を必要
とし且つ手間がかかるという問題があった。

本発明の目的は上記事情に鑑み問題を解決するために提
案されたものであって、工具摩耗が試験の結果、定量的
に摩耗することを確認し、この定量補正量で或る回数補
正し、その後実際のワークを計測して定量補正値と実際
のワーク計測値とのずれを０に直すようにし、計測時間
の短縮と同時に高精度な加工を維持するようにした計測
補正制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段と作用〕

本発明は予め加工条件に応じた工具の摩耗量（経験的に
決められた値）を加工プログラム・メモリ内から取出し
て設定すると共に補正限界設定値Ｚ例えば２μと補正を
行わない定量補正限界設定値Ｔ例えば１μを設けること
により各加工毎に生ずる工具の摩耗量すなわち予測補正
量が加工後に補正限界設定値Ｚ内にあるか否かを計算で
予測補正を求め、補正限界設定値Ｚを越えた場合のみワ
ークを実測し、その計測補正量を補正し、零又はＴ領域
内に戻す様にする。上記計算値が補正限界設定値Ｚ内に
あって補正を行わない定量補正限界設定値Ｔを越えた時
にはその加工回数に相当する摩耗量である予測補正量か
ら補正を行わない定量補正限界設定値Ｔを差し引いた分
を補正値として、この補正領域内の範囲では計測補正を
する必要なしとし、定量補正のみを自動的に行うように
せしめた補正制御装置にある。而して通常本発明の補正
制御装置で自動的に定量補正し計測回数の削減が図られ
る。

以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳細に説明
する。

(1)まず、本発明の基本的な補正制御装置の原理につい
て説明する。

加工に使用される各工具は加工条件に応じて例えば第３
図（イ）に示す如く加工回数に対する摩耗量が経験的に
求められて予め決められる。第３図（イ）においては、
加工回数に応じて工具は摩耗量0.6μの摩耗が進行する
と考え、工具および加工条件によってこの摩耗量は変化
する。

而して本発明はこの経験的に求められている工具の摩耗
量を利用して定量補正制御を行わしめ計測補正制御の回
数を削減しようとするものである。

第３図（ロ）は加工回数に対する計測補正制御をなした
計測モデル図である。第３図（ハ）は第３図（ロ）にお
ける加工回数が７までの拡大した計測モデル図である。

第３図（ロ）および（ハ）において、縦軸の±２μの値
が計測補正限界設定値Ｚであり、±１μの値が補正無し
の定量補正限界設定値Ｔである。加工回数Ｎ＝１の時摩
耗量は0.6であり、Ｎ＝２の時摩耗量すなわち予測補正
量は（設定値×加工回数）により1.2となる。この1.2の
値は定量補正限界値Ｔ±1.0μを越えるので、予測補正
量から定量補正限界量を差し引いた値の補正値すなわち
0.2（＝1.2−1.0）に定量補正する。Ｎ＝３の時は、予
測定量補正量はすでにＮ＝２で1.0補正しているので、
単に設定値0.6にＮ＝２時の補正した補正値0.2を加算し
た値0.8がＮ＝３の予測補正値となる。このような要領
で加工回数Ｎ＝ｎまで行うが、この定量補正はあくまで
も予測であり、実際の数値とは離れてくる。例えば第３
図（ロ）のｎ_２番目で所定の回数毎に行うワーク測定装
置で計測補正をした時たまたま補正限界設定値Ｚ＝2.0
μを越えていた場合には摩耗量を０あるいは定量補正限
界値内に戻す様に補正する。

(2)この要領に基づき本発明の具体的な構成を詳細に説
明する。

第１図は本発明の構成を説明する制御ブロック図であ
る。

第１図において、ＣＰＵ１に画面付キーボード２から入
出力回路２ａを介して種々のデータを入力する。加工プ
ログラムデータが加工プログラム・メモリ３に記憶され
る。カウント補正プログラムデータ（定量補正）がカウ
ント補正プロブラム・メモリ４に記憶され、さらに計測
補正プログラムデータが計測補正プログラム・メモリ５
に記憶される。加工されたワークＷに計測装置であるタ
ッチセンサＴ_Ｓで計測し加工回数Ｎがｎ回に達した時
は、計測開始指令が出され加工後計測が行なわれる。こ
の時の計測値から計測補正後の予定計測値βｎ_１が、レ
ジスタ６に登録される。と同時に加工回数カウンタＮも
０にリセットされる。加工回数Ｎが一旦加工回数カウン
タのレジスタ７に記憶され、さらに工具摩耗の予測設定
値Ｃを一旦工具摩耗予測設定値のレジスタ８に記憶させ
る。

また、計測補正を指令するため補正限界設定値Ｚがレジ
スタ９に記憶される。加工回数を示すカウント毎の定量
補正を指令するため限界設定値Ｔをレジスタ１０に記憶
させる。

定量補正加工回数カウンタのレジスタ７から加工回数の
カウント数Ｎ、工具摩耗予測設定値のレジスタ８から工
具摩耗予測設定値Ｃの夫々の値がアンド・ゲート１１に
取込んで通過して演算回路１２に取込み、該演算回路で
α＝Ｎ×Ｃの演算を行い、その予測補正量ａをアンド・
ゲート１３に取込ませる。また計測値βｎのレジスタ６
から計測値βｎをアンド・ゲート１３に取込ませること
により、夫々の値がアンド・ゲート１３を通過して演算
回路１４に取り込む。該演算回路１４でγ＝α＋βｎの
演算を行い、その補正量γをアンド・ゲート１５に取り
込ませる。

また、加工回数Ｎがｎ回に達した時、比較器２２が計測
開始指令Ｍを発し、この指令Ｍをアンド・ゲート１５に
取り込む。

次に、計測補正限界設定値Ｚのレジスタ９から計測補正
限界設定値Ｚをアンド・ゲート１５に取り込ませて夫々
の値を判別回路１６に取込む。該判別回路１６でγとＺ
の比較を行い、γ≧Ｚであればワーク計測補正指令が発
せられて計測補正が行われる。判別回路１６でγ＜Ｚで
あれば、ステップアップ信号Ｓが発せられ、この信号は
アンド・ゲート１７に取り込まれる。またアンド・ゲー
ト１７にはγ値と定量補正限界設定値レジスタ１０から
定量補正限界設定値Ｔとが取込まれるのでアンド・ゲー
ト１７が開き、夫々の値γ，Ｔを判別回路１８に取り込
む。

判別回路１８で、γとＴの比較を行い、γ≧Ｔであれば
演算回路１９に取込む。

演算回路１９では△βｎ＝γ−Ｔの演算が行われる。

演算された△βｎの値は次のワークの為、予定計測値△
βｎのレジスタ６に取込み置き換えられる。

以上の装置を繰返すことにより、加工回数Ｎ＝ｎまで施
される。

次に本発明の動作を第２図に示したフローチャートによ
り説明する。

第段で所定の加工を開始し、第段で計測装置である
タッチセンサＴ_Ｓで計測した計測値から計測補正後の予
定計測値△βｎをレジスタ６に取り込む。第段で加工
回数カウントのレジスタ７から加工回数カウントＮをア
ンド・ゲート１１に取込ませ、第段で工具摩耗予測設
定値Ｃのレジスタ８から工具摩耗予測設定値Ｃをアンド
・ゲート１１に取込ませる。上記ＮおよびＣの値がアン
ド・ゲート１１を通過して第段で演算回路１２に取り
込まれる。演算回路１２で予測補正量αの値を求める。
第段で実際の計測値βをレジスタ６からアンド・ゲー
ト１３に上記予測補正量αの値と共に取込ませて通過
し、第段で演算回路１４に取り込み補正量γの値を求
める。さらに第段で求めた補正量γの値と第段によ
り補正限界設定値のレジスタ９からの補正限界設定値Ｚ
の値とを夫々アンド・ゲート１３に取り込ませて通過し
第段の判別回路１６に取込ませる。第段の判別回路
でγとＺの比較を行い、γ≧Ｚであれば第段で計測指
令を発し計測補正を施して第段にフィードバックし加
工回数カウント用レジスタ７を０にリセットする。γ＜
Ｚであればγの値をステップアップし第段の判別回路
１８に取込ませ、さらに第段で定量補正限界設定値の
レジスタ１０から定量補正限界設定装置Ｔを第段の判
別回路１８に取込ませる。第段の判別回路１８でγと
Ｔの比較を行う。γ≧Ｔであれば第段で定量補正を行
う補正指令を出力し、第段で演算回路１９ので△β＝
γ−Ｔの演算を行い、その結果の△βの値を第段にフ
ィードバックさせる。第段の判別回路１８でγ＜Ｔで
あれば第段に戻る。

以上の動作を繰返すことにより加工回数Ｎ＝ｎまでの処
理が自動的に制御される。

〔効果〕

本発明は予め加工条件に応じた工具の経験的に求められ
た摩耗量を利用して補正量を、補正限界設定値と比較し
て補正限界設定値を越えた場合にはワーク計測装置によ
る計測補正により零点又は補正領域内に戻し、補正限界
設定値未満の場合には更に定量補正限界設定値と比較
し、定量補正限界設定値を越えた場合には、補正量から
定量補正限界設定値を差し引く定量補正を行うことで、
計測補正と定量補正するようにしたので、計測回数が大
幅に削減するため計測時間も短縮化される。延いては生
産性向上につながり非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明する構成ブロック図であ
る。 第２図は本発明の動作を説明するフローチャートであ
る。 第３図は本発明の基本的な補正制御の原理説明するもの
で、第３図（イ）は加工回数と工具摩耗量との関係を示
した図、第３図（ロ）は加工回数に基づく工具摩耗量の
補正を施す図、第３図（ハ）は第３図の（ロ）の加工回
数Ｎ＝７までの拡大図である。 １……ＣＰＵ、３……加工プログラム・メモリ ４……カウント補正プログラム・メモリ ５……計測補正プログラム・メモリ １２，１４，１９，２０演算回路、１６，１８……判別
回路 ２１……加算器 Ｃ……工具摩耗予測設定値 β……計測値、γ……補正量 Ｚ……補正限界設定値 Ｔ……定量補正限界設定値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め加工条件に応じて予測して決められた
   加工毎の工具摩耗予測設定値（Ｃ）を記憶する第１のレ
   ジスタ（８）と、 複数回のワーク加工を行うとき、途中の計測要求時にワ
   ーク計測をして求めた計測値（β）を記憶する第２のレ
   ジスタ（６）と、 ワークの加工回数（Ｎ）を記憶する第３のレジスタ
   （７）と、 補正可能な領域を示す補正領域の上限に設定され、前記
   ワーク計測を再度必要とする限界値を示す計測補正限界
   値（Ｚ）を記憶する第４のレジスタ（９）と、 前記工具摩耗予測設定値（Ｃ）に前記加工回数（Ｎ）を
   乗じて累積の予測したワーク予測補正量（α）を得る第
   １の演算手段（１２）と、 前記補正領域内に設定され、前記第１の演算手段（１
   ２）で得たワーク予測補正量（α）が限界を越えたと
   き、この限界値であって修正するための基準設定値とし
   て定量補正限界設定値（Ｔ）を記憶する第５のレジスタ
   （１０）と、 前記第２のレジスタ（６）の結果に前記第１の演算手段
   （１２）の演算結果を加算した補正値（γ）得る第２の
   演算手段（１４）と、 この第２の演算手段（１４）で得られた補正値（γ）と
   前記定量補正限界設定値（Ｔ）を比較する第１の判別手
   段（１８）と、 前記第２の演算手段（１４）で得られた補正値（γ）と
   前記計測補正限界値（Ｚ）とを比較する第２の判別手段
   （１６）と、 前記第１の判別手段（１８）により前記補正値（γ）が
   定量補正限界補正設定値（Ｔ）以上と判別されたとき、
   この補正値（γ）から前記定量補正限界設定値（Ｔ）分
   を減算し、補正量の修正をするための演算を行う第３の
   演算手段（１９）と、 前記第１の判別手段（１８）により前記補正値（γ）が
   定量補正限界設定値（Ｔ）未満と判別されたときこの補
   正値（γ）を前記第２のレジスタ（６）の計測値（β）
   に置き換える手段とからなり、 前記第２の判別手段（１６）により前記補正値（γ）が
   前記計測補正限界値（Ｚ）以上と判別されたとき計測補
   正のための計測指令を出し、前記補正値（γ）が前記計
   測補正限界値（Ｚ）未満と判別されたとき前記第１判別
   手段（１８）による前記の処理を行うようにし、定量的
   に工具補正ができるようにしたことを特徴とする定量補
   正機能を有する計測補正装置。